Skip Navigation

Bölüm 4, Ders 3:

Periyodik Tablo ve Enerji seviyeleri

Temel Kavramlar

  • Bir atomu çevreleyen elektronlar, "enerji düzeyleri" veya “yörüngeler” olarak adlandırılan çekirdek etrafındaki bölgelerde bulunmaktadır.
  • Elektronlar 3 boyutlu olarak çekirdeği çevrelemektedir.
  • Çekirdeğe en yakın olan ilk (birinci) enerji seviyesidir. İkinci enerji seviyesi ilk enerji seviyesinden biraz daha uzaktır. Üçüncü enerji seviyesi ikinci enerji seviyesinden biraz daha uzaktır ve bu böyle devam eder.
  • Her enerji seviyesi belli sayılarda elektronlar tutar ve belli sayıya ulaştıklarında elektronlar bir sonraki enerji seviyesine geçer.
  • İlk (birinci) enerji seviyesi 2 elektrona sahip olduğunda, elektronlar 8 elektron kapasiteli ikinci enerji seviyesine geçer.
  • İkinci enerji seviyesi 8 elektrona ulaştığında, elektronlar 8 elektron kapasiteli üçüncü enerji seviyesine geçer.
  • Bir atomun en dış kabuğunda bulunan elektronlara Valans elektron veya değerlik elektron denir.
  • Periyodik tabloda aynı sütun (grup)‘deki atomların Valans elektron sayıları aynıdır.

Özet

Öğrenciler periyodik tablodaki ilk 20 elemente odaklanacaklar. Enerji seviyesi diyagramına bakacak ve bir atomun enerji seviyesindeki elektronların dizilimini anlamak için bir animasyon izleyecekler. Öğrencilere ilk 20 atomun elektronları ve enerji seviyeleri hakkında bilgi içeren kartlar verilecektir. İlk 20 element hakkında bilgi içeren bu kartları yine doğru şekilde eşleştirmeye çalışacaklar.

Amaç

Öğrenciler bir atomun enerji seviyesindeki elektronların düzenlenmesini açıklayabilecek ve periyodik tabloda verilen bilgileri yorumlayabilecekler.

Değerlendirme

Etkinlik sayfası, her biri 5E kuramı ders planının “değerlendirme” bileşeni olarak hizmet verecektir. Etkinlik sayfaları öğrencinin anlamasını ve gelişmesini sağlayan biçimlendirici değerlendirmelerdir. Çok resmi olan özetleyici değerlendirme her bölümün sonunda yer almaktadır. .

Ders hakkında

Odada 20 isim kartlarının aynı yere bantlanmış olduğundan emin olun. Her sayfanın sağ tarafında bulunan isim kartı altındaki dört karta ihtiyacınız olacak. Bu ders bölüm 4’teki ders 2’nin devamı olarak tasarlanmıştır.

  1. GİRİŞ - ENGAGE

    Öğrencilere atom çekirdeğini çevreleyen enerji seviyelerinin tanıtılması

    Öğrenciler önceki iki derste her elementin atomlarındaki proton, nötron ve elektron sayılarını incelediler. Bu derste ise elementlerin elektron dizilimlerini inceleyecekler.

    Görüntü yansıtma (Enerji seviyeleri)

    Öğrencilere açıklayın: Elektronlar bir atomun çekirdeği etrafında dolanarak atomu küresel bir şekil almasını sağlar. Elektronlar farklı enerji seviyelerinde bulunarak çekirdek etrafında katman katman küreler oluştururlar. Bu küreleri göstermek zor olduğu için enerji düzeyleri genellikle iki boyutlu olarak gösterilir.

    Bu dersin sonunda Öğretmen arkaplan ekinde enerji seviyeleri hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

    Görüntü yansıtma (Oksijen atomu)

    Öğrencilere açıklayın: Bu model atomdaki enerji seviyesini temsil etmektedir. Atom merkezindeki büyük nokta çekirdekteki proton ve nötronları temsil etmektedir. Çekirdek etrafındaki küçük noktalar ise enerji seviyesindeki elektronları temsil etmektedir. İlerleyen kısımlarda enerji seviyesi hakkında daha fazla bilgi aktarılacaktır.

    Öğrenciler ders 2’de kullandıkları periyodik tablodaki 1-20 elementlerine bakarak aşağıdaki soruyu cevaplasınlar:

    Bu modeli temsil eden atomu bulabilir misiniz?
    Eğer öğrenciler bu soruyu cevaplayamazlarsa, 8 elektronun olduğunu söyleyin. Periyodik tablodaki bir nötral atomun proton ve elektron sayıları aynı olduğu için, proton sayısı elektron sayısına eşit olmalı yani 8 olmalıdır. Proton sayısı 8 olduğu için bu bir oksijen atomudur.

  2. Gruplar birlikte çalışarak kartları atomlara doğru yerleştirmelidir

    Öğrencilere sahip olduğunuz 80 kartı gösterin (her 20 element için 4 kart). Kartları dağıtmadan önce öğrencilere her kartın periyodik tablodaki ilk 20 elementin elektron ve enerji seviyeleri hakkında bilgiler içerdiğini açıklayın.

    Öğrencilerin işi kartları dikkatlice okumak, kartların hangi atomları açıkladığını bulmak ve sınıfta yapıştırılmış isim kartlarının altına bu kartları koymaktır. Öğrencilere her atomun kimliklerini belirlemeleri için kartlardaki elektronları saymaları gerektiğini belirtin. Öğrenciler ne yapacaklarını anladıktan sonra, kartları gruplara dağıtın.

    Öğrenciler Hidrojen atomuna kartları yerleştirmektedir.

  3. İki veya üç atom için kartların yerleştirilmesini tartışın

    Tüm kartlar 20 farklı atoma yerleştirildikten sonra, iki veya üç atom seçin ve kartların doğru yerleştirilip yerleştirilmediğini gözden geçirin ve tartışın. Bu tartışma atomun yapısı hakkındaki kavramları güçlendirmeye yardımcı olacaktır ve öğrencilerin her bir atom türündeki proton, elektron ve nötron sayılarını belirlemesine yardımcı olacaktır.

    Her öğrencinin etkinlik sayfasında ilk 20 elementin Periyodik Tablodaki Enerji Seviyesi bulunmaktadır. Periyodik tabloda her periyodun ilk ve son atomlarının elektron dizilimleri ve seviyeleri gösterilmiştir.

  4. KEŞFETME - EXPLORE

    Öğrenciler etkinlik sayfalarındaki Periyodik tablo enerji seviyelerini tamamladıktan sonra elektron dizilimlerini tartışma

    Görüntü yansıtma (Periyodik Tablodaki enerji seviyeleri)

    1-20 arasındaki bütün elementleri içeren görüntüyü yansıtın. Fakat etkinlik sayfasında periyodik tablodaki ilk 20 elementi gösterilmiştir. Öğrenciler ile atomlardaki elektron seviyelerini ve sıralanmalarını tartışın ve öğrencilerin atomların boş enerji seviyelerini tamamlamasına yardımcı olun.

    Not: Enerji seviyesi diyagramında, elektronlar enerji seviyesinde eşit olarak yayılmışlardır. Bazı kitaplar elektronları bu şekilde yaymak yerine çiftler halinde göstermektedir. Bu gösterim enerji seviyesinde ayrı yörüngelerde bulunan elektronların eşleşmiş olduğunu belirtmektedir.

    Orta öğretim seviyesinde, öğrencilerin elektron orbitallerini öğrenmeleri gerekli değildir. Fakat Orbital’in ne olduğu hakkında bilgi verebilirsiniz. Orbital (yörünge): Çekirdek etrafında elektronlar belirli enerji seviyelerinde bulunur. Elektronların çekirdek etrafında bulunma olasılığının en yüksek olduğu bölgeye “orbital” veya “yörünge” denir. Orbitaller s, p, d, f harfleriyle isimlendirilir. Her orbitalde maksimum iki orbital olabilir

    Bu ünitedeki enerji düzeyi diyagramında elektronlar çoğunlukla noktalar halinde gösterilmiş ve bölümün sonunda yer alan Lewis nokta yapısı ile size net ve anlaşılır bilgiler sunulmaya çalışılmıştır.

    Öğrencilere Periyodik tablodaki satırlara “Periyot” denildiğini söyleyin ve bir sonraki sayfadaki atomları açıklayın.

    Periyot 1

    Hidrojen
    Hidrojen 1 proton ve 1 elektrona sahiptir. Bu 1 elektron birinci enerji seviyesinde bulunur.
    Helyum
    Helyum 2 proton ve 2 elektrona sahiptir. Bu 2 elektron birinci enerji seviyesinde bulunur.

    Periyot 2

    Lityum
    Lityum 3 proton ve 3 elektrona sahiptir. 2 elektron birinci enerji seviyesinde, 1 elektron ise ikinci elektron seviyesinde bulunur.
    Neon
    Neon 10 proton ve 10 elektrona sahiptir. 2 elektron birinci enerji seviyesinde, 8 proton ikinci enerji seviyesinde bulunur.
    Berilyum–Flor
    İkinci Periyottaki Berilyum-Flor arasında kalan atomların enerji seviyelerini doğru doldurmaları için öğrencilere yardımcı olun.

    Periyot 3

    Sodyum
    Sodyum 11 proton ve 11 elektrona sahiptir. 2 elektron birinci enerji seviyesinde, 8 elektron ikinci enerji seviyesinde, 1 elektron ise üçüncü enerji seviyesinde bulunur.
    Argon
    Argon 18 proton ve 18 elektrona sahiptir. 2 elektron birinci enerji seviyesinde, 8 elektron ikinci enerji seviyesinde, 8 elektron ise üçüncü enerji seviyesinde bulunur.
    Magnezyum–Klor
    Üçüncü Periyottaki Magnezyum-Klor arasında kalan atomların enerji seviyelerini doğru doldurmaları için öğrencilere yardımcı olun.

    Periyot 4

    Potasyum
    Potasyum 19 proton ve 19 elektrona sahiptir. 2 elektron birinci enerji seviyesinde, 8 elektron ikinci enerji seviyesinde, 8 elektron üçüncü enerji seviyesinde, 1 elektron ise dördüncü enerji seviyesinde bulunur.
    Kalsiyum
    Dördüncü Periyottaki Kalsiyum atomların enerji seviyesini doğru doldurmaları için öğrencilere yardımcı olun.

    Not: Öğrenciler enerji seviyelerinin neden belli sayıda elektron aldığını merak edebilir. Bunu sorunun cevabı orta öğretim kimya ünitesinin kapsamı dışındadır. Bunu cevaplamak için elektronları 3 boyutlu dalgalar olarak düşünmeli, çekirdekle ve birbirleriyle nasıl etkileştiklerini bilmeliyiz.

  5. Öğrencilerin periyodik tablodaki ilk 20 elementin satır ve sütun kalıplarına bakması

    Öğrenciler etkinlik sayfalarında periyodik tablonun 1-20 elementlerinin enerji seviyesi tablosuna bakarak her enerji düzeyi içindeki elektronların sayılarını bulacaklar.

    Periyot (Yatay satırlar)

    Her periyodun enerji seviyesi sayısı

    • Birinci Periyottaki atomların elektronları 1. Enerji seviyesindedir.
    • İkinci Periyottaki atomların elektronları 2. Enerji seviyesindedir.
    • Üçüncü Periyottaki atomların elektronları 3. Enerji seviyesindedir.
    • Dördüncü Periyottaki atomların elektronları 4. Enerji seviyesindedir.

    Elektronları enerji seviyelerine doldurma

    • Birinci Enerji Seviyesi = 1, 2
    • İkinci Enerji Seviyesi = 1, 2, 3, …8
    • Üçüncü Enerji Seviyesi = 1, 2, 3, …8
    • Dördüncü Enerji Seviyesi = 1, 2

    Bu dersin sonunda Öğretmen arkaplan ekinde periyodik tablo hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

    Enerji seviyeleri belli sayılarda elektronlar almaktadır. Elektronlar enerji seviyelerindeki belli sayıyı (kapasiteyi) doldurduğunda bir sonraki enerji seviyesine geçerler. Birinci enerji seviyesi 2 elektron içerdikten sonra (helyum), gelecek elektronlar bir sonraki enerji seviyesine geçerler. İkinci enerji seviyesi 8 elektron içerdikten sonra (neon), gelecek elektronlar bir sonraki enerji seviyesine geçerler. Üçüncü enerji seviyesi 8 elektron içerdikten sonra (argon), gelecek elektronlar bir sonraki enerji seviyesine geçerler.

    Not: Aslında üçüncü enerji seviyesi en fazla 18 elektron alır, bu nedenle 8 elektron geldiğinde gerçekten dolu değildir. Bir atom kararlı hale gelebilmek için son yörüngesini 8 elektrona tamamlamak ister bu nedenle her zaman elektron alır veya verir. Üçüncü enerji seviyesi 10 elektrona sahip olduğunda kararlı hale geçebilmek için 8 elektron almak yerine 2 elektronunu vererek kararlı hale geçmeyi tercih eder. Fakat bunu öğrencilerin şuan için bilmesine gerek yoktur.

    Grup ( Dikey sütunlar)

    Öğrencilere açıklayın: Periyodik tabloda dikey sütunlara “grup” veya “aileler” denir.

    Gruptaki her atomun en dış enerji seviyesindeki elektron sayısı aynıdır. Meselâ, aynı gruptaki hidrojen, lityum, sodyum ve potasyumun en dış elektron seviyesinde 1 elektron vardır. En dış enerji seviyesinde bulunan bu elektronlara “Valans (değerlik) elektronlar” denir. Bir sonraki derste bir elementteki valans elektronların diğer elementlerdeki valans elektronlar ile kimyasal olarak nasıl etkileştiğini araştıracağız.

  6. DERİNLEŞTİRME - EXTEND

    Elementlerin kimyasal tepkimelerinin karşılaştırılması ve periyodik tablodaki konumlarının ilişkilendirilmesi

    Öğrencilere açıklayın: Periyodik tabloda aynı grupta bulunan atomlar benzer özellikler taşır ve benzer şekilde tepkimeye girer.

    Video yansıtma (Suya atılan sodyum ve potasyum)

    http://ortaogretimkimyasi.tr.gg/bolum4_ders3.html#sudaki_sodyum
    http://ortaogretimkimyasi.com/bolum4_ders3.html#sudaki_potasyum

    Öğrenciler, potasyumun sodyuma göre daha fazla tepkimeye girdiğini fakat reaksiyonlarının aynı olduğunu gözlemlemeli ve periyodik tabloda nerede olduklarını belirlemeliler.

    Video yansıtma (Suya atılan Kalsiyum)

    http://ortaogretimkimyasi.com/bolum4_ders3.html#sudaki_kalsiyum

    Öğrenciler, kalsiyumun sodyum ve potasyuma göre su ile farklı reaksiyonun olduğunu gözlemlemeli ve periyodik tabloda nerede olduğunu belirlemeliler. (Kalsiyum farklı gruptadır)

    Video yansıtma (Asit'e atılan Sodyum ve Potasyum)

    http://ortaogretimkimyasi.com/bolum4_ders3.html#asitteki_sodyum
    http://ortaogretimkimyasi.com/bolum4_ders3.html#asitteki_potasyum

    Videoda Sodyum ve potasyumun asit ile reaksiyonu gösterilmektedir. HCI- Hidroklorik asittir. HNO3 –Nitrik asittir. Her bir asit, iki farklı konsantrasyonda kullanılır. Potasyum ve sodyum aynı şekilde tepkimeye girmesine rağmen, potasyum daha şiddetli tepkime gerçekleştirir.

    Video yansıtma (Asit'e atılan Kalsiyum)

    http://ortaogretimkimyasi.com/bolum4_ders3.html#asitteki_kalsiyum

    Kalsiyum, sodyum ve potasyumdan daha farklı reaksiyona girer.

    Öğrencilere Sorun:

    Aynı gruptaki elementler farklı özelliklere ve farklı reaksiyonlara mı sahiptir?
    Aynı grupta olan Sodyum ve potasyumun reaksiyonları aynıdır. Periyodik tabloda sodyum ve potasyuma yakın olan farklı gruptaki kalsiyumun reaksiyonu farklıdır.