9. Sınıf Kimya 1. Dönem 1. Yazılı Soruları: Senaryo 2

a) analitik kimya, b) organik kimya, c) fizikokimya, d) biyokimya, e) anorganik kimya.

Aziz Sancar: biyokimya (canlıdaki DNA ve onu onaran enzimler). Oktay Sinanoğlu: fizikokimya (kuramsal/kuantum kimyası; elektronların davranışı fizik ilkeleriyle incelenir).

Elektronun keşfiyle (1897, J. J. Thomson). Atomun içinden negatif yüklü, atomdan çok küçük kütleli bir tanecik çıkabildiğinin gösterilmesi, atomun daha küçük parçacıklardan oluştuğunu ve bölünemez olmadığını ortaya koymuştur.

Thomson → Rutherford: pozitif yükün atoma yayıldığı varsayımı yerini pozitif yükün küçük bir çekirdekte toplandığı varsayımına bıraktı. Bohr → modern teori: elektronların belirli yörüngelerde dolandığı fikri yerini, elektronun yerinin kesin bilinemediği ve orbitallerde bulunma olasılığıyla tanımlandığı modele bıraktı. Çıkarım: Bilimsel bilgi yeni kanıtlarla değişebilir ve gelişir; her model kendinden öncekinin açıklayamadığı gözlemleri açıklamak için ortaya çıkar.

• Gözlem 1: Atomun hacminin büyük bölümü boşluktur.
• Gözlem 2: Atomda pozitif yüklü bir bölge vardır; yanından geçen pozitif tanecikleri iter.
• Gözlem 3: Pozitif yük ve kütlenin büyük bölümü çok küçük bir hacimde (çekirdekte) toplanmıştır.

Thomson modelinde pozitif yük atoma düzgün yayılmıştır; böyle bir yapıda yük yoğunlaşmadığı için tanecikleri geri döndürecek kadar güçlü bir itme oluşmaz. Geri dönen tanecikler, yükün küçük bir bölgede yoğunlaştığını gösterdiğinden Thomson modeliyle açıklanamaz.

• I. Geçerli: sıralamada 4s, 3d’den öncedir.
• II. Geçersiz: 4s (n = 4), 3d’den (n = 3) düşük enerjilidir; yalnızca baş kuantum sayısına bakmak yetmez.
• III. Geçerli: aynı alt kabuktaki p orbitalleri eş enerjilidir.
• IV. Geçerli: sıralamada 3p < 4s.
• V. Geçerli: 5s < 4d olduğundan önce 5s dolar.

En fazla elektron sayısı orbital sayısının iki katıdır. Her orbital en fazla iki elektron alabilir ve bu iki elektronun spinleri zıt olmalıdır (Pauli dışlama ilkesi).

Orbital: 1 + 3 + 5 = 9. Elektron: 2 + 6 + 10 = 18 (9 · 2).

Küresel simetrik: N (2p³ yarı dolu), Ne (2p⁶ tam dolu), Mn (3d⁵ yarı dolu, 4s² tam dolu). Küresel simetrik değil: O (2p⁴), Fe (3d⁶); son alt kabukları ne yarı dolu ne tam doludur.

Cr: beklenen [Ar] 4s² 3d⁴, gerçek [Ar] 4s¹ 3d⁵. Cu: beklenen [Ar] 4s² 3d⁹, gerçek [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. 4s’ten bir elektron 3d’ye geçince 3d yarı dolu (Cr) ya da tam dolu (Cu) olur, 4s de yarı dolu kalır; küresel simetrik bu dizilim daha kararlıdır.