çekirdek elektron - Core electron

Çekirdek elektronlar olan elektronlar bir in atomu değildir valans elektronları ve katılmayan kimyasal bağlama . Çekirdek ve bir atom çekirdek elektronları atom çekirdeğini oluşturmaktadır. Çekirdek elektronları çekirdeğe sıkıca bağlıdır. Bu nedenle, değerlik elektronlarından farklı olarak, çekirdek elektronları, atom çekirdeğinin pozitif yükünü değerlik elektronlarından tarayarak kimyasal bağlanma ve reaksiyonlarda ikincil bir rol oynar.

Bir elementin değerlik elektronlarının sayısı, elementin periyodik tablo grubu tarafından belirlenebilir (bkz. değerlik elektronu ):

  • İçin ana grup elementlerinin , valans elektronlarının sayısı 1-8 elektron (arasında değişmektedir , n s ve n p orbitalleri).
  • İçin geçiş metalleri , 3-12 farklı (dan valans elektronları aralıkların sayısı , n s ve ( n -1) d yörüngelerinden).
  • İçin lantanidlerin ve aktinidlerin , 3-16 elektronlardan valans elektronları aralıkların sayısı ( n s, ( n -2) f ( n -1) d orbitali).

Bu elementin bir atomu için diğer tüm değerlik olmayan elektronlar, çekirdek elektronları olarak kabul edilir.

yörünge teorisi

Çekirdek ve değerlik elektronları arasındaki farkın daha karmaşık bir açıklaması atomik yörünge teorisi ile tanımlanabilir .

Tek elektronlu atomlarda, bir yörüngenin enerjisi yalnızca kuantum sayısı n ile belirlenir . N = 1 yörünge atomu mümkün olan en düşük enerjiye sahiptir. Büyük n için enerji o kadar artar ki elektron atomdan kolayca kaçabilir. Tek elektronlu atomlarda, aynı temel kuantum sayısına sahip tüm enerji seviyeleri dejeneredir ve aynı enerjiye sahiptir.

Birden fazla elektrona sahip atomlarda, bir elektronun enerjisi yalnızca içinde bulunduğu yörüngenin özelliklerine değil, aynı zamanda diğer yörüngelerdeki diğer elektronlarla olan etkileşimlerine de bağlıdır. Bu, ℓ kuantum sayısının dikkate alınmasını gerektirir . Daha yüksek değerler ℓ yüksek enerji değerleri ile ortaya çıkmaktadır; örneğin, 2p durumu 2s durumundan daha yüksektir. ℓ = 2 olduğunda , yörüngenin enerjisindeki artış, yörüngenin enerjisini bir sonraki daha yüksek kabuktaki s-yörüngesinin enerjisinin üzerine itecek kadar büyük olur; ℓ = 3 olduğunda , enerji kabuğa iki adım daha yükseğe itilir. 3d orbitallerin doldurulması, 4s orbitalleri dolduruluncaya kadar gerçekleşmez.

Daha büyük atomlarda artan açısal momentumun alt kabukları için enerjideki artış, elektron-elektron etkileşim etkilerinden kaynaklanır ve özellikle düşük açısal momentumlu elektronların çekirdeğe doğru daha etkili bir şekilde nüfuz etme yeteneği ile ilgilidir, burada daha az taramaya maruz kalırlar araya giren elektronların yükünden. Dolayısıyla, daha yüksek atomlarındaki atom numarası , ℓ elektron kendi enerji daha belirleyici bir faktör haline gelir ve ana kuantum sayıları N elektron daha düşük ve daha az önemli enerji yerleştirme olur. İlk 35 alt kabuğun (örneğin, 1s, 2s, 2p, 3s, vb.) enerji dizisi aşağıdaki tabloda verilmiştir [gösterilmiyor?]. Her hücre , sırasıyla satır ve sütun indeksleri tarafından verilen n ve ℓ ile bir alt kabuğu temsil eder . Hücredeki sayı, alt kabuğun dizideki konumudur. Alt kabuklara göre düzenlenmiş aşağıdaki periyodik tabloya bakın.

Atomik orbitaller tarafından düzenlenen Periyodik Tablo.

atom çekirdeği

Atom çekirdeği, değerlik elektronları olmayan bir atomu ifade eder .

Atom çekirdeği pozitif bir elektrik yüküne sahiptir . Çekirdeğin kütlesi neredeyse atomun kütlesine eşittir. Atom çekirdeği, yeterli doğrulukla küresel olarak simetrik olarak kabul edilebilir. Çekirdek yarıçapı, karşılık gelen atomun yarıçapından en az üç kat daha küçüktür (yarıçapları aynı yöntemlerle hesaplarsak). Ağır atomlar için, çekirdek yarıçapı artan elektron sayısıyla biraz büyür. Doğal olarak oluşan en ağır elementin - uranyum - çekirdeğinin yarıçapı, lityum atomunun yarıçapı ile karşılaştırılabilir, ancak ikincisi sadece üç elektrona sahiptir.

Kimyasal yöntemler, çekirdeğin elektronlarını atomdan ayıramaz. Alev veya ultraviyole radyasyon ile iyonize edildiğinde , kural olarak atomik çekirdekler de bozulmadan kalır.

göreli etkiler

Atom numarası Z yüksek olan elementler için, çekirdek elektronları için göreli etkiler gözlemlenebilir. Çekirdek elektronlarının hızları göreli momentuma ulaşır ve bu da 6s orbitallerinin 5d orbitallerine göre büzülmesine yol açar. Bu göreli etkilerden etkilenen fiziksel özellikler arasında, cıvanın düşük erime sıcaklığı ve enerji aralığının daralması nedeniyle gözlenen altın ve sezyum altın rengi bulunur . Altın sarı görünür, çünkü mavi ışığı, ışığın diğer görünür dalga boylarını emdiğinden daha fazla emer ve böylece sarı tonlu ışığı geri yansıtır.

Altın Spektrum

elektron geçişi

Bir çekirdek elektron, elektromanyetik radyasyonun emilmesi üzerine çekirdek seviyesinden çıkarılabilir. Bu, elektronu ya boş bir değerlik kabuğuna uyaracak ya da fotoelektrik etki nedeniyle bir fotoelektron olarak yayılmasına neden olacaktır . Ortaya çıkan atom, çekirdek elektron kabuğunda, genellikle bir çekirdek deliği olarak adlandırılan boş bir alana sahip olacaktır . Yarı kararlı bir durumdadır ve 10 −15 s içinde bozunarak fazla enerjiyi X-ışını floresansı ( karakteristik bir X-ışını olarak ) veya Auger etkisi ile serbest bırakır . Düşük enerjili bir yörüngeye düşen bir değerlik elektronunun yaydığı enerjinin tespiti, bir malzemenin elektronik ve yerel kafes yapıları hakkında faydalı bilgiler sağlar. Bu enerji çoğu zaman bir foton şeklinde açığa çıksa da , enerji atomdan atılan başka bir elektrona da aktarılabilir. Bu ikinci atılan elektrona Auger elektronu denir ve dolaylı radyasyon emisyonlu bu elektronik geçiş süreci Auger etkisi olarak bilinir .

Hidrojen hariç her atom, iyi tanımlanmış bağlanma enerjilerine sahip çekirdek düzeyinde elektronlara sahiptir. Bu nedenle, X-ışını enerjisini uygun absorpsiyon kenarına ayarlayarak araştırmak için bir eleman seçmek mümkündür. Yayılan radyasyonun spektrumları, bir malzemenin elementel bileşimini belirlemek için kullanılabilir.

Etkili Nükleer Şarj.svg

Ayrıca bakınız

Referanslar