KONU 29 ATOM MODELLERİ TEST • 29-1 Çözümlerİ 6. Hidrojenin 1. uyarılma enerjisi 10,2 eV olduğunda L hidrojeni uyarıyor ise elektron olsaydı cıvayı da uyarırdı. Cıvayı uyarmadığına göre, L fotondur. K elektron da olabilir foton da olabilir. (K’nin enerjisi 10,2 eV’tan küçük foton ya da elektron olabilir.) ÇÖZÜMLERİ 1. n = 3’e çıkan elektron 3’ten 2’ye inerse Balmer Ha, 3’ten 1’e inerken Lyman b ya da 2’den 1’e inerken Lyman a ›şıması yapar. CEVAP: B CEVAP: C 7. nh = mvr 2∏ h l = mv h 2∏r mv = n l n = 1 iken n = 2 iken 2. Elektron birden fazla atomu uyarabilir. Foton ise uyarma işleminde soğurulduğu için birden fazla atomu uyaramaz. n2 r = a0 z ’dir. r1 = r ise r2 = 4r’dir. 2∏·r 1 1 = 2∏·4r 2 l2 = 2 CEVAP: E lı = CEVAP: D 3. Uyarılan bir atomda elektron çekirdekten uzaklaşır. Hızı azalır. Açısal momentumu artar. e nh o Hız 2∏ azaldığında ise çizgisel momentum azalır. Elektronu koparmak daha kolay hâle gelir. Bağlama enerjisi azalır. 8. Fotonun atomu uyarması için enerjisi atomun iç CEVAP: C CEVAP: D enerjilerinden birine eşit olmalıdır. 2 9. ET = -13,6 z 2 = -13,6 eV(Hidrojen n = 1) n 4. Lyman gama ışıması n = 4’ten n = 1’e inerken ger- çekleşir. Yani atom en az n = 4’e uyarılmış olmalıdır. Bu da 12,75 eV’lik fotonla ya da 12,75 eV’tan daha fazla enerjiye sahip elektronla olur. I † -13,6· 9 II † -13,6 9 CEVAP: D III † -13,6 162 FİZİK LYS SORU BANKASI 4 16 zHe = 2 Sadece II ile ayn›d›r. 92 ZLi = 3 82 CEVAP: B 5. Atomun 1,81 eV’luk ışıma yapması için n = 3’ten 2’ye inmesi gerekir. (6,67 – 4,86 = 1,81) Bu ışımanın gerçekleşmesi için atomun 6,67 eV’luk foton ya da 6,67 eV’tan daha fazla enerjiye sahip olan elektronla uyarılmış olması gerekir. 8,84 eV’luk fotonla atom uyarılırsa n = 4’e çıkar. Temel hâle dönerken n = 3’ten n = 2’ye inebilir. CEVAP: E Y A Y I N D E N İ Z İ 10. Fotonun atomu uyarmas› için enerjisinin atomun iç enerjilerinden birine eşit olması ya da iyonlaşma enerjisinden büyük olmalıdır. Elektron ise 1. uyarılma enerjisinden daha büyük ya da eşit enerjiye sahip olursa atomu uyarabilir. CEVAP: E 11. 2. uyarılma seviyesi 12,1 eV’luk enerjiye sahip 6. Atom n = 2’ye uyarılırsa olduğu için 2 atomun bu seviyeye uyarılması için elektronun kinetik enerjisi en az 24,2 eV olmalıdır. E – 4,86 = 0,16 E = 5,02 olur. CEVAP: E Elektron atomu iki kez n = 2’ye uyarırsa E – (4,86)2 = 0,16 eV TEST • 29-2 E = 9,88 eV olur. ÇÖZÜMLERİ E – 10,4 = 0,16 E = 10,56 olur. CEVAP: E 1. E = 12400 l E1 = 4,1 eV E2 = 2,48 eV 7. Atomun iç enerjileri; E3 = 1 eV 1) 7 – 2 = 5 eV CEVAP: C 2. 7 – 4,2 = 2,8 eV 3. 7 – 6,5 = 0,5 eV’tur. Atom temel hâle dönerken iç enerjideki değişim kadarlık enerjili foton yayar. Bu da 0,5 , 2,8 , 5 eV’tur. Atomun iç enerjilerinden birisi 2,8 eV olduğunda 2,8 eV’luk foton atomu yapabilir. 2. Bohr atom modeline göre atom uyarıldığında ener- jisi artar. Elektron çekirdekten uzaklaşır ve elektronun yörünge yarıçapı artar. Uyarma işleminde çekirdekte herhangi bir değişim olmaz. CEVAP: E CEVAP: D 3. nh = mvr olduğundan açısal momentum bulunur. 2∏ 8. Elektron cıva atomunu 2 kez uyarıyor ise enerjisi Yörünge numarası bulunur. Toplam enerjinin bulunması için atom numarasının bilinmesi gerekir. en az 4,86 eV’un 2 katı olmalıdır. Bu durumda I ve II olamaz. 10 eV’luk elektron bu atomu 2 kez uyarabilir. CEVAP: D CEVAP: D 4. 12,1 – 10,2 = 1,9 eV (hc = 12400 eV A°) hc 12400 ¡ 1,9 = = 6526A m λ CEVAP: 6526 Y A Y I N a n2 5. r = oz olduğundan yörünge yarıçapı n2 ile doğru D E orantılıdır. CEVAP: B N İ Z İ 9. 163 r3 Aynı atomda 2 oranı sabittir. T I. yörüngede yarıçap r ise 2. yörüngede 4r’dir. 3 ` 4r j r3 = T22 T12 T1 1 f1 = 8’dir. = olup T2 8 f2 CEVAP: A FİZİK LYS SORU BANKASI E= 10. Rutherford atom modeline göre atomda boşluk var- 2. Modern atom teorisi Bohr atom teorisinden sonra Elektronların çekirdek çevresinde elektromanyetik ışıma yapmayacağı konusunda bir öneri getirmemiştir. Elektronların yörüngelerini eliptik olarak tanımlanmıştır. Schrödinger, Bohr, Heisenberg ve Pauli bu modelin ortaya çıkmasında değişik düzeylerde katkı sağlamıştır. dır. geliştirilen fakat herhangi bir bilim insanına mal edilemeyecek bir teoridir. Rutherford kendi ismi ile anılan modeli ortaya çıkarmıştır. Bohr atom modelinden önceki zaman dilimine karşılık gelir. CEVAP: B CEVAP: E 2 11. E = - 13, 6 Z2 ’dir. n = 1 iken bu değer -54,4 eV’tur. n n = 4 ise - 54, 4 E = ’dır. 16 = -3,4 eV’tur. 2 3. ET = - kZ2er = -E EK = K’den N’ye çıkarmak için 54,4 – 3,4 = 51 eV’luk enerji vermek gerekir. Ep = - kZe2 r EP = -2E -ET = EK EP = ET EP = 2ET 2 kinetik enerjisi E ise 1 E = mJ2 2 CEVAP: D 12. Bohr atom modeline göre açısal momentum L=n kZe2 EK= E’dir. 2r h dir. 2≠ 2E m = ϑ2 n bir tamsayıdır. (Sıfır olamaz.) ϑ = Elektronlar ışıma yapmadan kararlı yörüngelerde dolanırlar. Işıma ancak uyarılan bir atomun elektronunun yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine inmesi sonucu oluşur. 2E m CEVAP: D CEVAP: D 4. Bir atomda bütün kuantum sayıları aynı olan iki elektron olamaz ilkesi Pauli dışarlama ilkesidir. Pauli Dirac’a aittir. CEVAP: Pauli Dirac 164 TEST • 29-3 ÇÖZÜMLERİ 5. Modern atom teorisinde elektronların bulunduğu 1. Elektronlar levhaları 8 eV’luk kinetik enerji ile terk Y FİZİK LYS SORU BANKASI ederler. 8 eV’luk elektronlar atomu n = 1’den n = 2’ye uyarabilir. 8 – 4,86 = 3,14 eV enerjisi kalabilir. n = 1’den n = 3’e uyarabilir. 8 – 6,67 = 1,33 eV enerjisi kalabilir. CEVAP: D A Y I N D E N İ Z İ yörüngeye göre orbital şekilleri tanımlanmaktadır. Elektronların çekirdek çevresinde zamanlarının büyük çoğunluğunu geçirdiği bulutumsu bölgeler vardır. Bu da her orbital için farklı bir şekildir. Bundan dolayı kesin bir şekilden söz edilemez. CEVAP: E 6. Bohr atom modeline göre elektronlar, çekirdek çevresinde elektrostatik çekim etkisi ile döner. CEVAP: A 2 11. ET = 13,6 Z2 7. n Temel hâldeki atomda n = 1’dir. Sadece Z’nin (atom numarası) bilinmesi yeterlidir. r CEVAP: A l — 2 λ ’dır. Elektron çekirdeğin 2 çevresinde 4 dalga oluşturacak şekilde dolanıyor. İki düğüm arası mesafe n 12. Elektron çekirdekten uzaklaştıkça hızı azalır, periyodu artar, açısal momentumu artar. h = mvr 2≠ CEVAP: E h m = 2≠r mv . n.l = 2pr nc 13. 7 – 4,86 = 2,14 eV n = 4’tür. 7 – 6,67 = 0,33 eV ile elektronlar dışarı çıkabilir. CEVAP: C CEVAP: D 8. Atomlar enerji vermek suretiyle uyarılabilir. Bu iş- TEST • 29-4 lemler ise ısıtma, elektronla çarpıştırma, fotonla etkileşime sokma ya da atomları birbirleri ile çarpıştırmadır. 1. L = n h CEVAP: E 2∏ n azalıyor anlamına gelir. Elektron çekirdeğe yaklaşıyordur. r azalır, hız ve kinetik enerji artar. Periyot azalır. 2 9. ET = -13,6 z 2 CEVAP: B n 1 ile orant›l›d›r. n2 2. P = mv hız azalmalıdır. Elektron çekirdekten uzak- h 10. l = mv λ art›yor ise h›z azalmal›d›r. Elektron çekirdekten uzaklaşmal›d›r. Bu durumda toplam enerji artar, nh açısal momentum e o artar. 2∏ CEVAP: D Y A Y I N D E N İ Z İ laşmış olmalıdır. h L=n (L artar.) 2∏ 165 Toplam enerji artar. 2 f - k Ze p 2r r = ao n2 Z r artar. CEVAP: E FİZİK LYS SORU BANKASI CEVAP: E r3 Periyot artar, f 2 sabit p frekans azalır. T ÇÖZÜMLERİ 2 3. ET = -13,6 z 2 7. Bohr atom modeli tek elektronlu atomlar için ge- n çerlidir. Z ve n bilinirse Bundan dolayı iyonlaşma sonucu tek elektronu kalmalıdır. ET bulunur. Berilyumun atom numarası 4’tür. Nötr berilyum atomunda 4 elektron vardır. İki kez iyonlaştırılırsa iki elektronu kalır. CEVAP: D CEVAP: E 4. Temel hâlde n = 1’dir. L= 8. Elektromanyetik teoriye göre ivmeli hareket eden h ’dir. 2∏ yüklü tanecikler elektromanyetik ışıma yapar. Bohr’a göre ışıma yapılmaması elektronmanyetik teori ile uyumsuzdur. h h Açısal momentum ∏ kadar azalıyor ise değişim ∏ kadar olmalıdır. (2 yörünge sıçramalıdır.) CEVAP: A 3’ten 1’e † Lyman b 4’ten 2’ye † Balmer b 5’ten 3’e inmiş † Poschen b olabilir. 2 9. r = a0 nz İki yörünge farkı 2 olmalıdır. Balmer Ha olamaz. 3h h h – = 2∏ 2∏ ∏ 2r = a0 3r = a0 4h 2h h – = 2∏ 2∏ ∏ 1 Zx 4 Zy Zy 2 = 4·Zx 3 5h 3h h – = 2∏ 2∏ ∏ Zx CEVAP: D Zy = 3 ‘ dir. 8 CEVAP: C 5. Elektronların atomu uyarması için enerjileri atomun 10. Atomun fotonla uyarılması için fotonun enerjisi ato- I. uyarılma seviyesinde olmalıdır. mun iç enerjilerinden birine eşit olmalıdır. 3 eV’luk elektron atomu uyarıyor ise 6 eV’luk elektronda uyarabiliyor. Örneğin cıva atomunun enerji düzeyleri 4,86 eV 166 6,67 eV, 8,84 eV ve 10,4 eV’tur. CEVAP: C FİZİK LYS SORU BANKASI CEVAP: B Cıva atomunu minimum 4,86 eV’luk enerjili elektronlar uyarabilir. Y A Y I N 6. Pauli dışarlama ilkesine göre bir atomda hiçbir D zaman aynı kuantum sayılarına sahip iki elektron bulunamaz. Her orbital en fazla iki elektron bulundurur. CEVAP: E E N İ Z İ 11. ¬ = 0 iken L= ¬ (¬ + 1) L = 0 olabilir. h 2∏ Açısal momentumların X, Y, Z eksenlerinde bileşenleri olabilir. Farklı kabuklarda aynı ¬. değerine sahip olabilir. CEVAP: A 12. Hidrojenin iyonlaşma enerjisi 13,6 eV’tur. İki hidro- 5. Heisenberg belirsizlik ilkesine göre bir taneciğin jen atomunu peşpeşe uyarmak için (örneğin elektronun) momentumu ve konumu aynı anda doğru ölçülemez. 2 x (13,6) = 27,2 eV enerjili elektron göndermek gerekir. Elektronun dalga-tanecik özelliği De Broglie’ye aittir. CEVAP: D CEVAP: D TEST • 29-5 ÇÖZÜMLERİ 6. Bohr atom modeli atomun ışıma yapmasını belirli 1. E = hc olduğundan E büyükse l küçüktür. l kesikli değerler olarak tanımlamıştır. Fakat ışıma spektrumunda daha alt çizgilere ayrışmasına ilişkin bir yorum getirmemiştir. l4 > l1> l2 > l3 tür. E4 – E2 = Ex olsun. CEVAP: E E2 – E1 = Ey olsun. E4 – E1 ise Ex + Ey olur. hc hc hc + = olduğundan, l4 l3 l1 7. Atomdaki elektronlar hem çekirdek çevresinde 1 1 1 + = olur. l4 l1 l3 hem de kendi eksenleri etrafında döndüklerinden yarattıkları elektrik alan ve manyetik alan sayesinde birbirini etkiler. Atom elektromanyetik bir dalga altında incelendiğinde dış manyetik alan ya da elektrik alanı sayesinde spektrum çizgilerinin daha alt çizgilere ayrıştığı gözlemlenmiştir. Bu durumda l1 + l4 ≠ l3 tür. CEVAP: E CEVAP: E 2. Rutherford saçılma deneyinde a tanecikleri pozitif yüklü olup atomun çekirdeğindeki pozitif yüklerle etkileşime girmektedir. CEVAP: D 8. Lazer ışığı aynı fazlı fotonlardan oluşmuş olup da- deneyinde a taneciklerinin büyük çoğunluğu sapmadan yoluna devam etmiştir. Bu durum, atomda boşluk olduğunun kanıtlarındandır. CEVAP: E CEVAP: E 167 Elektronun tanecik özelliği Bohr’dan önce de biliniyordu. Elektron dalga özelliği Bragg’ın kristal deneyi ile ispatlanmıştır. De Broglie ise elektronun hem dalga hem tanecik karakterini ortaya koymuştur. CEVAP: E A Y I N D E N İ Z İ 9. Bohr atom modeline göre elektronun dönmesini sağlayan çekirdek ile elektron arasındaki çekim n2 kuvvetidir. Bohr’a göre yörünge yarıçapı r = ao Z sabittir. Enerji kesiklidir, her enerji değerinde ışıma olmaz. CEVAP: E FİZİK LYS SORU BANKASI 4. Bohr atom modeli elektronların çekirdek çevresin- Y de sabit açısal momentumla döndüğünü iddia etmiştir. ğılmadan çok uzaklara yayılabilir. Görünür ışık ise atomun elektronlarının titreşmesinin rastgele yarattığı farklı fazdaki titreşimidir. 3. Rutherfordun asistanlarının yaptığı a saçılması