9. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 57-58-59 Cevapları Meb Yayınları

Etkinlik-1.8 Atom Orbitallerinin Bağıl Enerjileri

Aşağıda bazı atom orbitallerine ait görseller ve aynı enerji seviyesindeki orbitallerin enerjilerindeki değişim grafiği verilmiştir. Görsellerde aynı orbital türünün farklı enerji seviyelerindeki durumları ile aynı enerji seviyesindeki farklı orbital türlerinin durumları görülmektedir. Bu görselleri ve grafiği inceleyip aşağıdaki soruları cevaplayınız. (Bu etkinliğe ilişkin değerlendirme kitabın sonunda “Ekler” bölümündeki 2. Form ile yapılacaktır.)

1- Enerji seviyesi artışına bağlı olarak atom orbitallerinin bağlı enerjileri nasıl değişmektedir?
Cevap: Enerji seviyesi arttıkça orbitallerin bağlı enerjileri azalır. Elektronlar çekirdekten uzaklaştıkça, bu elektronların bağlı olduğu enerji seviyesi düşer. Yani elektronlar çekirdekle daha zayıf bir şekilde etkileşir.

2- Aynı enerji seviyesindeki farklı tür orbitallerin enerjileri aynı mıdır? Bu orbitallerin birbirlerine göre bağlı enerji seviyeleri hakkında önerilerinizi yazınız.
Cevap: Aynı enerji seviyesindeki farklı tür orbitallerin enerjileri aynı değildir. Örneğin, aynı enerji seviyesinde bulunan s, p, d orbitalleri arasında enerji farklılıkları vardır. s-orbitali en düşük enerjiye sahipken, p ve d-orbitalleri daha yüksek enerjilere sahiptir. Bu fark, elektronların çekirdek etrafındaki hareket şekilleri ve çekirdekle olan etkileşimleri ile ilgilidir.

3- Önerilerinizden yola çıkarak 3. enerji seviyesinde bulunacak orbitallerin bağlı enerjilerini düşükten yükseğe sıralayınız.
Cevap: 3. enerji seviyesinde bağlı enerjiler sırasıyla şu şekildedir: 3s < 3p < 3d.

4- Atom orbitallerinin bağlı enerjilerine dair belirlediğiniz önerilerinizi arkadaşlarınızın önerileriyle karşılaştırınız. Hangilerinin bilimsel verilere dayandığını çok yönlü bakış açısıyla değerlendirerek tartışınız. Tartışmanın sonucuna göre kendi önerinizi değerlendirerek önerinizdeki zayıf ve güçlü tarafları belirtiniz.
Cevap: Bilimsel verilere dayanarak orbitallerin enerji seviyeleri sıralanmıştır. Önerilerim, kuantum mekaniği ile doğrulanan verilerle desteklenmektedir. Güçlü yönlerim, enerji seviyelerinin sıralaması ve orbitallerin yapıları hakkında doğru bilgileri sunmaktır. Zayıf yönüm ise, bazı karmaşık enerji hesaplamalarına daha fazla açıklık getirilmesi gerekebilir.

5- Aşağıda verilen atom orbitallerinin bağlı enerji diyagramını inceleyerek atom orbitallerinin bağlı enerjileri ile ilgili önerilerinizin diyagramdaki verilerle karşılaştırınız. Geçerli olan ve olmayan önerilerinizi listeleyiniz.
Cevap:
Geçerli Önerilerim:

• Orbitallerin enerjileri sırasıyla artmaktadır.
• Aynı enerji seviyesindeki farklı orbitallerin enerjileri farklıdır.

Geçersiz Önerilerim:

• 3. enerji seviyesinde tüm orbitallerin aynı enerjiye sahip olacağını düşünmek.

6- Geçersiz önerilerinizi ayıklayarak atom orbitallerinin bağlı enerjilerine dair geçerli tahminleriniz doğrultusunda atom orbitallerinin bağlı enerjilerine ilişkin çıkarımlarınızı yazınız.
Cevap: Geçersiz önerilerimi ayıkladıktan sonra, her bir enerji seviyesinde farklı tür orbitallerin farklı enerjilere sahip olduğu sonucuna varıyorum. Bu durum, elektronların farklı yörüngelerde hareket ettiğini ve çekirdek ile farklı etkileşimlerde bulunduğunu gösterir.

7- Atom orbitallerinin bağlı enerji diyagramını kullanarak elektron sayısı 6s orbitaline kadar olan bir atomun orbitallerini düşükten yükseğe sıralayınız.
Cevap: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s.

Kontrol Noktası

1- İlk 4 enerji seviyesindeki orbitalleri yazarak her enerji seviyesindeki toplam orbital sayısını belirleyiniz.

• 1. enerji seviyesi: 1s orbitali
• 2. enerji seviyesi: 2s ve 2p orbitalleri
• 3. enerji seviyesi: 3s, 3p ve 3d orbitalleri
• 4. enerji seviyesi: 4s, 4p, 4d ve 4f orbitalleri

2- Bir orbital en fazla iki elektron alabilir. Buna göre ilk 4 enerji seviyesi için her bir enerji seviyesinde bulunabilecek en fazla elektron sayısını belirleyiniz.

• 1. enerji seviyesi: 2 elektron (1s)
• 2. enerji seviyesi: 8 elektron (2s, 2p)
• 3. enerji seviyesi: 18 elektron (3s, 3p, 3d)
• 4. enerji seviyesi: 32 elektron (4s, 4p, 4d, 4f)

3- Enerji seviyelerindeki orbital sayısıyla enerji seviyesinde bulunabilecek en fazla elektron sayısı arasındaki örtünmeyi yazınız.
Cevap: Her enerji seviyesindeki orbital sayısı arttıkça, enerji seviyesindeki maksimum elektron sayısı da artar. Bu, kuantum mekaniği kurallarıyla uyumludur ve enerji seviyelerinin elektronları ne kadar barındırabileceğini belirler.

4- Atom orbitallerinin enerjileri ile ilgili içeriğe ulaşmak için yandaki karekodu akıllı cihazınıza okutunuz.

Atom orbitalleri, elektronların atom içinde en sık bulunduğu bölgeleri ifade eder. Orbitallerin enerjisi, çekirdekten uzaklıklarına ve orbital türüne göre farklılık gösterir. s-orbitalleri, çekirdeğe en yakın konumda olup en düşük enerji seviyesine sahiptir. Bunun ardından gelen p, d ve f orbitalleri, daha yüksek enerji seviyelerine sahiptir. Elektronlar düşük enerjili bir orbitalden daha yüksek enerjili bir orbitale geçerken enerji alırlar; tam tersi durumda ise enerji yayarlar. Bu enerji değişimleri, atomların kimyasal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde önemli bir etkiye sahiptir.