Soru:
Aşağıda periyodik cetvelin 2. periyodunda bulunan elementlerin ilk iyonlaşma enerjileri (kJ/mol) verilmiştir: Li (520), Be (899), B (801), C (1086), N (1402), O (1314), F (1681), Ne (2081). Bu değerlerde Be'den B'ye ve N'den O'ye geçişlerde iyonlaşma enerjisinin beklenen artış trendinin aksine bir düşüş gözlemlenmesinin nedenlerini açıklayınız.
Çözüm:
💡 İyonlaşma enerjisi genelde bir periyotta soldan sağa doğru artar. Ancak bu artış trendinde istisnalar vardır. Bunun temel nedeni, elektronların orbitallere yerleşme düzeni ve elektron-elektron itme kuvvetleridir.
- ➡️ Be (Berilyum)'dan B (Bor)'a geçiş: Be'nin elektron dağılımı 1s² 2s²'dir. 2s orbitali tam dolu ve kararlıdır. Bor'da ise elektron dağılımı 1s² 2s² 2p¹'dir. İyonlaşma enerjisi daha düşük olan 2p orbitalinden bir elektron koparılır. Bu nedenle, tam dolu bir alt kabaktan (Be) sonra, yarı dolu/boş bir orbitalden (B) elektron koparmak daha kolaydır ve iyonlaşma enerjisi düşer.
- ➡️ N (Azot)'dan O (Oksijen)'e geçiş: Azot'un elektron dağılımı 1s² 2s² 2p³'tür. 2p orbitalleri (px, py, pz) yarı doludur ve bu oldukça kararlı bir yapıdır. Oksijen'de ise elektron dağılımı 1s² 2s² 2p⁴'tür. Dördüncü elektron, zaten bir elektron bulunan bir 2p orbitaline girer ve bu durum elektron-elektron itmesine neden olur. Bu itme, çekirdek çekimini bir miktar zayıflattığı için elektronu koparmak daha kolay hale gelir ve iyonlaşma enerjisi azalır.
✅ Sonuç olarak, Be'den B'ye geçişte tam dolu alt kabaktan yarı dolu/boş alt kabba geçiş; N'den O'ye geçişte ise yarı dolu kabaktan elektron-elektron itmesinin arttığı bir yapıya geçiş, iyonlaşma enerjisindeki düşüşün temel nedenleridir.
