İzoelektronik, aynı elektronik yapıya ve aynı sayıda elektrona sahip iki atom, iyon veya molekülü ifade eden bir terim olarak geçiyor. Kelime anlamı olarak, eşit elektrik ya da eşit yük anlamına geliyor. İzoelektronik kimyasal türler tipik olarak benzer kimyasal özellikleri gösteriyor. Aynı elektronik konfigürasyona sahip atom veya iyonların birbirlerine izoelektronik oldukları veya aynı izoelektronikliğe sahip oldukları şeklinde ifade edilebiliyor. Periyodik tabloda yer alan elementlerin bulundukları bölge, yapılarına ve kimyasal davranışlarına göre şekilleniyor. Tablodaki dikey sütunlar grup olarak anılıyor ve bu bölgedeki elementler birbirine benzer oluyor. Buradaki benzerlik elementlerin değerlik kabuklarında aynı sayıda elektron bulunmasıyla oluşuyor. İzoelektronik nedir daha detaylı birlikte bakalım.
İzoelektronik Örnekleri Nelerdir?
İzoelektronik nedir dediğimizde, izoelektronik maddeler atom, iyon ya da moleküller olabiliyor. Örneğin Potasyum K+ iyonu, Kalsiyum Ca +2 iyonu ile izoelektroniktir denebiliyor. Şimdi normalde K, 1 elektrona sahipken Ca’nın 2 elektronu bulunuyor. Yani Ca’nın, K’ya göre 1 elektron fazlası bulunuyor. Burada elektron sayılarının yanında dizilimlerinin de benzer olması önemli oluyor.
Bu iki maddenin elektron dizilimi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 şeklinde olduğu için izoeletronik olarak kabul ediliyor.
Karbon monoksit ve azot moleküllerine izoelektronik diyebiliyoruz. Karbon monoksitin simgesi CO ve azotun da N2 oluyor. Her ikisi de 10 değerlik elektronuna sahip oluyor.
Doğada organik olarak bulunan bazı maddeler de birbirinin izoelektroniğidir diyebiliyoruz.
Oksijen elementi O-2, 8 proton ve 10 elektrona sahipken bunların dizilimi 1s2 2s2 2p6 şeklinde oluyor.
Flor elementi F-1, 9 proton ve 10 elektrona sahip olmasına rağmen dizilimi yine 1s2 2s2 2p6 oluyor.
Aynı zamanda Sodyum elementi Na+1, 11 protona ve 10 elektrona sahip oluyor. Sodyumun da elektron dizilimi aynı şekilde 1s2 2s2 2p6 şeklinde oluyor.
Magnezyum elementi Mg+2, 12 proton ve 10 elektrondan oluşuyor. Magnezyumun elektronları da 1s2 2s2 2p6 şeklinde diziliyor.
Dolayısıyla doğada organik olarak bulunan bu dört element de birbirinin izoelektroniği oluyor.
Bunun açıklaması şu şekilde yapılabiliyor. Flor elementi F, bir elektron alınca kendisine en yakın olan Neon soygazı Ne elementine benziyor. Böylece F- elementi Ne soygazı ile izoelektroniktir diyebiliyoruz. Yani birbirine benzemeyen maddeler elektron alıp vererek başka bir maddeye benzeyerek izoelektronik hale gelebiliyor.
Elektron Dizilimindeki “S” ve “P” Neyi İfade Ediyor?
Elektron diziliminde “s” ve “p” harfleri bulunurken başında ve sonunda da birer rakam bulunuyor. Bunların hepsinin birer anlamı oluyor.
Dizilimin başındaki rakamlar elektronun enerji seviyelerini ifade ediyor. Atom çekirdeğinin çevresinde enerji seviyeleri bulunuyor ve elektronlar bu enerji seviyelerinde yer alıyor.
“S” ve “P” harfleri ise bu enerji seviyelerinin alt kabuklarını gösteriyor. Bu harflerden sonra gelen rakamlar ise o enerji seviyesi ve alt kabuğunda kaç elektron bulunduğunu anlatıyor.
Bir örnekle açıklayacak olursak;
Argon yani Ar elementinin atom numarası 18 olarak geçiyor. Bu da bir Argon atom çekirdeğinde pozitif yüklü 18 proton ve etrafında dönen negatif yüklü 18 elektron var demek oluyor. Argon atom çekirdeği 3 farklı enerji seviyesine sahip olduğu için elektronların dizilimi de bu seviyeler arasında yer alıyor.
Birinci enerji seviyesinde “s” alt kabuğunun çevresinde 2 elektron bulunuyor. Bunun elektron dizilimindeki anlamı 1s2 oluyor.
İkinci enerji seviyesine geldiğimizde iki farklı alt kabuk ortaya çıkıyor. “s” alt kabuğunda yine 2 elektron bulunuyor. Bunun yanında ikinci alt kabuk olan “p” alt kabuğunda da 6 elektron yer alıyor. Bu ikisinin de elektron diziliminde bulunması gerekiyor. Bu durumda 2s2 ve 2p6 olarak dizilimde oluyor.
Üçüncü enerji seviyesinde de diğerlerine benzer şekilde gerçekleşiyor. Üçüncü enerji seviyesinde de iki alt kabuk bulunuyor ve dizilimde hem “s” hem de “p” harfleri olacak anlamına geliyor. “s” alt kabuğunda 2 elektron ve “p” alt kabuğunda da 6 elektron oluyor. Bunlar üçüncü enerji seviyesinde olduğu için dizilimde 3s2 ve 3p6 olarak gösteriliyor.
Bu bilgiler eşliğinde bir Argon atomunun elektronik dizilimi eğer alt kabuklar olmasaydı sadece enerji seviyeleri cinsinden yazılabiliyordu. Bu durumda elektron dizilimi 2, 8, 8 oluyordu. Daha detaylı dizilimin olması için alt kabuğu da devreye kattığımızda dizilim 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 haline geliyor.
Diğer tüm elementlerin elektron dizilimleri buna benzer şekilde yapılıyor ve aynı dizilimde bulunan elementler olduğunda ise izoelektronik elementler oluyor.
Elektron Nedir?
Elektronlar, atom çekirdeğinin dışında bulunan ve negatif yüke sahip tanecik olarak tanımlanıyor. Yine atom çekirdeğinin çevresinde bulunan nötron ya da protonla kıyaslandığında çok küçük bir kütlesi bulunuyor. Bu nedenle bir atomun kütlesinde elektron neredeyse etkisiz eleman olarak kabul ediliyor. Atomun kütlesi her zaman proton ve nötronla belirleniyor.
Katı maddelerde elektrik iletkenliğini sağlayan parçacık elektron oluyor. Bir atomun yüklü parçacıkları proton ve elektron olurken, protonun hareket etme kabiliyeti çok zayıf olduğu için hareketli parçacık olan elektron iletkenliği sağlıyor.
İzoelektronik Kullanım Alanı Nerelerdir?
İzoelektroniklik, bir türün özelliklerini ve reaksiyonlarını tahmin etmek için kullanılabiliyor. Bir değerlik elektronuna sahip olan ve dolayısıyla hidrojene izoelektronik olan hidrojen benzeri atomları tanımlamak için de kullanılıyor. Yani bilinen türlere elektronik olarak benzerliklerine dayalı olarak bilinmeyen ya da nadir bulunan bileşikleri tahmin etmek veya tanımlamak için uygulanıyor.
Yukarıda izoelektronik nedir sorusuna cevaplar vererek bu konuda daha fazla bilgiye sahip olduk.
Siz de teknolojiye meraklı biri iseniz, hayatınızda ihtiyacınız olan her türlü teknolojik ürünü buraya tıklayarak inceleyebilirsiniz.
