İyonlaşma Enerjisinde Sıçrama Neden Olur? Ardışık İyonlaşma

Giriş

İyonlaşma enerjisinde sıçrama, elektron daha içteki bir kabuktan kopunca olur. Dış kabuktan peş peşe kopan elektronlarda enerji büyür, ama bu büyüme küçük kalır. Kabuk değişince gereken enerji bir anda birkaç kat artar. Soruda bakacağın yer, bu büyük adımdır.

İyonlaşma enerjisi, gaz halindeki atomdan bir elektron koparmak için gereken en küçük enerjidir. Atom en sakin halindedir; buna temel hal denir. Ardışık iyonlaşma, aynı atomdan elektronları birer birer koparmaktır. Her yeni elektron daha artı yüklü bir iyondan çıktığı için enerji büyür, fakat bu büyüme henüz sıçrama değildir.

Magnezyumda ilk iki elektron en dış kabuktan çıkar. Üçüncü elektron bir iç kabuktan çıkar ve enerji sıçrar. Sıçramadan önce kopan elektronlar değerlik elektronlarıdır. Magnezyumda bu sayı ikidir.

Aynı satırda görülen küçük farklar başka bir okumadır. Berilyum ile bor, azot ile oksijen arasındaki fark yalnız ilk koparmada vardır. Tablodaki büyük sıçrama ise kabuk değişince olur. Bu ikisini aynı olay sanmazsın.

İyonlaşma Enerjisi Nedir?

İyonlaşma enerjisi, atomun elektronunu ne kadar sıkı tuttuğunu söyler. Ölçüm gaz halindeki atom için yapılır; katı metali eritmek için gereken enerji bu sayı değildir. Sayı çoğunlukla kJ/mol diye yazılır. Bu, bir mol atomun her birinden bir elektron koparmak için gereken enerjidir.

Koparılan elektron atomdan ayrılır ve geride artı yüklü bir iyon kalır. Bu enerji atoma dışarıdan verilir. Aynı atomdan ikinci elektronu koparmak, birinci ölçümü tekrar etmek değildir; iyon artık daha artı yüklüdür.

Ardışık iyonlaşma enerjisi nedir?

Birinci enerji, nötr gaz atomundan ilk elektronu koparır. İkinci enerji, bir elektronu eksik iyondan bir elektron daha koparır. Üçüncü enerji, iki elektronu eksik iyondan kopar. Her adımın kendi gaz hali denklemi vardır.

İyonlaşma denklemi nasıl yazılır?

Birinci adım gaz halindeki nötr atomdan yazılır: Mg(g) → Mg⁺(g) + e⁻. Buradaki g harfi gaz demektir. İkinci adım Mg⁺(g) → Mg²⁺(g) + e⁻ biçimindedir. Üçüncü adım Mg²⁺(g) → Mg³⁺(g) + e⁻ biçimindedir ve katı magnezyum için bu denklemler kurulmaz.

Neden her sonraki enerji daha büyüktür?

Her adımda iyonun artı yükü bir artar. Kalan elektronları çekirdek daha güçlü çeker. Bu yüzden ikinci enerji birinciden, üçüncü enerji ikinciden büyüktür. Enerji hiçbir adımda düşmez.

Sıçrama Neden Olur?

Sıçrama, bu düzenli artışın bir anda birkaç kata çıkmasıdır. Aynı kabuktan kopan elektronlarda artış küçük kalır. Elektron bir iç kabuğa geçince çekirdeğe daha yakın olur ve enerji sıçrar. Aşağıdaki tablo iki durumu ayırır.

İç kabuk ne demektir?

Kabuk, elektronların durduğu katmandır. Magnezyumun en dış katmanında iki elektron vardır; bunların yeri 3s diye yazılır. Bu iki elektron kopunca geriye neonun dizilimi kalır: 1s² 2s² 2p⁶. Sıradaki elektron daha içteki 2p yerinden çıkar.

Soygaz düzeni sıçramayı tek başına mı açıklar?

Dolu dış kabuk, soygaz elektron düzenidir. Magnezyum iki elektron verince neonla aynı dizilime gelir. Sonraki elektron daha içte durduğu için çekirdek onu daha güçlü çeker ve enerji büyür. Buna soygaz düzeni denir; sıçramanın nedeni yine elektronun çekirdeğe daha yakın durmasıdır.

Sıçramadan sonra elektron dizilimi ne olur?

İki elektron kopunca magnezyum Mg²⁺ iyonu olur. Dizilimi 1s² 2s² 2p⁶ biçimindedir ve bu neonunkiyle aynıdır. Üçüncü elektron bu dizilimden, 2p yerinden çıkar. Elektronların diziliş sırasını modern atom teorisi yazısında görürsün.

Pozitif yük tek başına sıçramayı açıklar mı?

Hayır, pozitif yük her adımda bir arttığı için enerjiyi büyütür ama sıçramayı tek başına açıklamaz. Magnezyumda birinci enerjiden ikinciye geçerken yük bir artar ve değer yaklaşık iki katına çıkar. İkinci enerjiden üçüncüye geçerken yük yine bir artar, enerji ise beş katı geçer. Yük iki geçişte de artar; kabuk yalnız üçüncü adımda değişir.

Magnezyumda sıçrama hangi adımdadır?

Birinci enerji yaklaşık 738 kJ/mol, ikinci yaklaşık 1451 kJ/mol değerindedir. İkisi de 3s elektronunu koparır. Üçüncü enerji yaklaşık 7733 kJ/mol değerindedir ve 2p elektronunu koparır. Grafik bu üç adımı yan yana koyar.

İyonlaşma enerjisi grafiği nasıl okunur?

Alttaki yatay eksen kaçıncı koparma olduğunu, soldaki dikey eksen enerjiyi kJ/mol olarak gösterir. Yan yana duran çubuklara bakarsın. İlk çubukla sonuncuyu kıyaslamak, sıçramanın yerini gizler. Bir anda uzayan çubuğun solunda kalan adım sayısı, değerlik elektronu sayısıdır.

Sıçrama Değerlik Elektronunu Nasıl Gösterir?

Sıçramanın olduğu adımı değerlik elektronuna katmazsın. Ondan önce kopan elektronlar dış kabuktan gelir ve değerlik elektronu sayılır. Sodyum, magnezyum ve alüminyumda bu sayıyı doğrudan okursun. Aşağıdaki tablo üç örneği yan yana tutar.

Sıçramadan önceki adım neyi sayar?

Sıçramadan önce kopan her elektron dış kabuktan gelir. Bu elektronların sayısı, değerlik elektron sayısıdır. Magnezyumda sıçrama üçüncü adımdadır; önceki iki adım, iki değerlik elektronu olduğu anlamına gelir. Üçüncü enerjiyi de bu sayıya katarsan bir fazla saymış olursun.

Sodyum ve alüminyumda sıçrama nerede olur?

Sodyumun dış kabuğunda tek elektron vardır; yeri 3s diye yazılır. İkinci enerji yaklaşık 4562 kJ/mol değerindedir ve birinci enerji olan yaklaşık 496 kJ/mol değerinin dokuz katını geçer. Alüminyumda ilk üç elektron üçüncü kabuktadır; dördüncü elektron iç kabuktan çıkar. Sıçrama sodyumda ikinci adımda, alüminyumda dördüncü adımdadır.

Sıçramadan grup numarası nasıl bulunur?

Sıçrama, değerlik elektronu sayısını gösterir; grup numarasını doğrudan göstermez. Birinci ve ikinci grupta değerlik elektronu sayısı, grup numarasıyla aynıdır. On üçüncü gruptan on sekizinci gruba kadar, helyum hariç, grup numarasından 10 çıkarırsın. Alüminyumda 13’ten 10 çıkınca üç değerlik elektronu kalır; sıçrama da dördüncü adımdadır.

Aynı grupta sıçrama aynı adımda mı olur?

Potasyumun dış kabuğunda da sodyum gibi tek elektron vardır, sıçrama ikinci adımdadır. Kalsiyumun dış kabuğunda da magnezyum gibi iki elektron vardır, sıçrama üçüncü adımdadır. Aynı gruptaki bu elementlerde adım değişmez. Dış kabuktaki elektron sayısı aynı kaldığı için yeni sayılar ezberlemezsin.

Geçiş metalinde de okunur mu?

Soru sodyum, magnezyum veya alüminyum veriyorsa sayıyı bu yolla okursun. Demir ve bakır gibi geçiş metallerinde, çekirdeğe daha yakın duran d elektronları da kopmaya karışır. Bu metallerde değerlik elektronu sayısını yalnız sıçramaya bakarak bulmak yanıltır. Sodyum, magnezyum ve alüminyum sorusunda kural değişmez.

Sıçrama Hangi Okumayla Karışır?

Aynı satırda soldan sağa gidince ilk koparma enerjisi genel olarak artar. Bu yön, peş peşe koparmadaki sıçramadan başka bir sorudur. Grupta aşağı inince ilk enerji genellikle azalır; çünkü katman sayısı artar. Aşağıdaki tablo, sıçramayı okurken düşülen üç yanlışı ayırır.

Berilyum-bor ve azot-oksijen istisnası aynı şey midir?

Hayır, bu küçük fark ardışık sıçrama değildir. Borun son elektronu 2p yerindedir, bu yüzden borun ilk enerjisi berilyumunkinden küçüktür. Oksijende 2p yerinde çift duran bir elektron vardır, bu yüzden oksijenin ilk enerjisi azotunkinden küçüktür. İkisi de iç kabuğa geçiş kadar büyük değildir; genel artışı periyodik tablo ve elementlerin özellikleri yazısında görürsün.

Elektron ilgisi ile aynı şey midir?

Elektron ilgisi, gaz halindeki atomun dışarıdan bir elektron almasıyla ilgilidir. İyonlaşma ise atomdan elektron koparmak için gereken enerjidir. Sıçramayı yalnız koparma adımlarında ararsın. Aynı satırda soldan sağa artmak, elektron koparmakla elektron almayı aynı olay yapmaz.

Sonuç

İyonlaşma tablosunda önce yan yana duran iki adıma bakarsın. Biri diğerinin birkaç katıysa elektron iç kabuktan kopmuştur. O adımdan önceki sayı, sodyum ve magnezyum gibi elementlerde değerlik elektronunu verir.

Elektronun hangi yerde durduğunu modern atom teorisi yazısında tekrar edebilirsin. Aynı ayrımı sorularla pekiştirmek istersen TYT Kimya Çalışma Sahası’nı kullanabilirsin.