Elektronun bulunma olasılığının en fazla olduğu hacimsel bölgelere orbital denir. Atomik orbitallerin birbirleri ile etkileşimlerini ve bunun sonucu olarak molekül orbitalleri oluşumu üzerine kurulan ve özellikle kovalent bağları açıklamada oldukça başarılı olan bir teoridir. Kuantum fiziğinden yararlanarak orbitallerin hangi durumlarda bağ oluşturacaklarını veya oluşturamayacaklarını açıklamaya çalışır. Molekül Orbital Teorisinin Kabulleri Kimyasal bağlanmayı değerlik kabuğundaki molekül orbitaller sağlar. Atom orbitallerinde elektronların dağılımını açıklamak için kullanılan Hund Pauli ve Aufbau kuralları moleküler orbitaller için de geçerlidir. Atom orbitalleri s p d f gibi harflerle adlandırılırken moleküler orbitaller σ σ* π π* δ δ* ve n gibi sembollerle gösterilir. İki atom orbitali birleştiğinde iki molekül orbitali oluşur. Bunlardan biri bağlayıcı diğeri ise karşıt bağlayıcı molekül orbitalidir. (ψb : Bağlayıcı molekül orbitali ψkb : Karşıt bağlayıcı molekül orbitali) Elektronegatiflikleri farklı olan iki atom orbitalinin girişimi sonucu oluşan molekül orbitalde ψb elektronegatifliği büyük olan ψkb ise elektronegatifliği küçük olan atomik orbitale benzer. Atomik orbitallerin ortalama enerjisi molekül orbitallerinin ortalama enerjisine eşittir. Moleküldeki elektronlar genliğin büyük olduğu yerde bulunur. Genliğin sıfır olduğu yerlerde düğüm düzlemleri bulunur. Bağ oluşması için gereken şartlar 1. şart: ψb ψkb ≥ 1 veya girişim yapan atom orbitallerindeki elektron sayısı en az 1 en çok 3 olmalıdır. 2. şart: Girişim yapan atom orbitallerinin simetrileri aynı olmalıdır. 3. şart: Girişim yapan atom orbitallerinin enerjileri birbirine yakın olmalıdır. 4. şart: Girişim yapan atom orbitallerinin büyüklükleri birbirine yakın olmalıdır. Bağ enerjisi Atomik orbitallerden bağ orbitalleri oluşması sırasındaki enerji düşüşü bize o bağın kuvveti hakkında bilgi verir. Enerji düşüşü ne kadar fazla ise oluşacak bağ o kadar kararlı dolayısıyla da kuvvetli olacaktır. Sağdaki şekilde 2ψAψB ile gösterilen enerji düşüşü H2 molekülündeki sigma bağının kuvvetini verir. Alıntı
1. a) Elektronlar orbitallere; atomun enerjisi en düşük olacak şekilde en içteki yörüngeden başlayarak dolmaya başlarlar. Elektronlar, orbitallere önce 1s sonra 2s ,2p ,3s… sırasına göre yerleşirler.Bu yerleşime Aufbau 4 Yöntemi denir. Bir orbitalin enerjisi çekirdeğe yaklaştıkça azalır. Buna göre enerjisi en az olan orbital 1s orbitalidir. b) Aynı yörüngedeki ( 1,2,3,4,… = K,L,M,N, … ’den herhangi biri ) orbitallerin enerjileri arasındaki ilişki s < p < d < f şeklindedir. Aynıyörüngedeki 3 tane p ,5 tane d ve 7 tane f orbitallerinin enerjileri kendi aralarında birbirine eşittir. Buna göre ; orbitallerin enerji artış sırası 1s,2s, 2p,3s ,3p… şeklindedir. ( şekil 1 ) . Ancak atomdaki elektron sayısıarttıkça obitallerdeki elektron bulutlarının birbirini itmeleri sonucu enerji artış sırasında bazı değişiklikler olur. Çok elektronlu atomlar için orbitallerin enerjilerinin sıralanmasışekildeki yöntem takip edilerek kolay hale getirilir.( Şekil 2 ) Orbitallerin elektronla doluş sırasını bulmak için okun yönü takip edilir. 1s < 2s< 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < … Şekil 1 Şekil 2 4 Aufbau Almanca da inşa etmek anlamına gelir. 2. Bir orbitale en fazla 2 elektron yerleşebilir. Bu ilkeye Pauli Dışlama İlkesi denir. Elektronların kendi eksenleri etrafında dönmeleri sonucu oluşan manyetik alandan dolayı ; her bir orbital ancak spinleri ters olan iki elektron barındırabilirler. 3. Aynı yörüngedeki eş enerjili orbitallere, örneğin 2px 2py 2pz orbitallerine, elektronlar önce birer birer yerleşirler,tüm orbitaller yarı dolu hale geldikten sonra ikinci elektronu ters spinli almaya başlarlar.Buna Hunt Kuralı denir. O Bunu koltukları karşılıklı olan bir belediye otobüsüne benzetebilirsiniz,önce yolcular buldukları boş koltuklara oturur sonra dolu olan koltukların karşısındaki koltuklar dolmaya başlar. O Tüm bu öğrendiklerinizi pekiştirmek için aşağıdaki açıklama ve örnekleri dikkatlice inceleyiniz. Atomun temel parçacıklarının en hafif olanı elektrondur. Kütlesi 1/1840 akb’ ye eşittir. Elektron negatif yüklüdür. Elektronun yükü (-) birim yük denilen 1,602.10 -l9 coulomb’a eşittir, e-ile gösterilir. Atomların elektrik yükü bakımından nötr olmaları için yapılarında pozitif yük sayısı kadar negatif yük taşımasıgerekir. Nötr atomlarda çekirdekteki proton sayısı kadar elektron bulunur. Elektronlar çekirdek etrafında çok büyük bir süratle hareket halindedirler. Elektronlar hareketleri sırasında belirli yörüngelerde (enerji seviyelerinde) dönerler. Yörünge Adı Baş Kuantum Sayısı( n) Orbital Türü (l) ve Gösterilişi Orbital sayısı( n2 ) Elektron Sayısı( 2n2 ) 1. Yörünge (K) n = 1 s ( 1s ) 1 2.12 = 2 e - 2. Yörünge (L) n = 2 s, p (2s, 2px , 2py, 2pz ) 4 2.22 = 8 e - 3. Yörünge (M) n = 3 s,p,d, ( 3s, 3px, 3py, 3pz , 3d, 3d, 3d, 3d, 3d ) 9 2.33 = 18 e - 4. Yörünge (N) n = 4 s,p,d,f 4s, 4px, 4py, 4pz, 4d, 4d, 4d, 4d, 4d, 4f, 4 f , 4 f , 4 f , 4 f , 4 f , 4 f 16 2.42 = 32 e - Elektriksel çekim kuvveti elektronu çekirdeğe en yakın yörüngeye çekmek ister. Ancak her yörünge belirli sayıda elektron alabilir. Son yörüngenin alabileceği maksimum elektron sayısı 8 ’dir. Her yörüngenin elektron kapasitesi 2n2 ile sınırlıdır.Buradaki n, yörünge sayısını gösterir. Her yörüngenin (enerji seviyesinin) en fazla bulundurabileceği elektron sayısıtabloda belirtilmiştir.Atomların dış yörüngelerindeki elektronlara değerlik elektronları denir. O Atom numarası 11’den 18’ e kadar olan elementlerin elektronik yapısı 1 . ve 2 yörünge itibariyle 10Ne . ile aynıdır. Bundan dolayı bu aralıktaki elementler aşağıdaki gibi gösterilebilir. O Atom numarası 19 ve 20 olan elementlerde; enerjisi 3d’ye göre daha düşük olan 4s [FONT=Verdana, Arial, Tahoma, Calibri, Geneva, sans-serif]Alıntı[/FONT]
