Fotoelektron Spektroskopisine Giriş

merhaba Bu videoda fotoelektron spektroskopisi ne giriş yapacağız Bu yöntemle bize verilen bir atom örneğinin elektron dizilimini analiz edebiliriz şimdi ekrana geçirdiğim grafiği sınavlarda ya da kitaplarda görebilirsiniz Bu bir fotoelektron spectra Bu ilk soru şu Neler oluyor bu grafik nasıl ortaya çıkmış Detaylara inmeyeceğim ama temelde durmuş'u analiz yaparken söz konusu atom dizisini alırız İşte bu yönde görüyorsunuz Hatta buraya atomlar yazalım diğer yönde de yüksek enerji ve fotonlar olacak ve bunlar atomları deyim yerindeyse bombardıman altına alacak bu fotonların enerjisi genelde yeteri kadar yüksek Hatta tipik olarak bunlar X ışını fotonları bunlar çarpıştığında fotonlar yüksek Enerjileri sebebiyle çekirdeği yakın olan elektronların bile bağlanma enerjisinin üstesinden ve bu elektronlar dışarı ittirince uzaklaşıyorlar wass açılmalarına sebep olacak şekilde dedektörle karşılaşacakları bir manyetik alana giriyorlar çekirdeği yakın olan elektronların bağlanma Enerjileri en yüksek fotodaki Bu enerji Daha ziyade bağlanma enerjisinin üstesinden gelmek için kullanılacak enerjinin az bir kısmı da kinetik enerji için kullanılacak daha yakın olan elektronlar pekte uzaklaş aşamayacak dıştaki elektronların bağlanma Enerjileri ise en düşük Bu sebeple bunları dışarı atmak En kolayı bu durumda da fotonun enerjisinin daha büyük bir kısmı kinetik enerjiye dönüştürülecek Bunlar daha da uzağa gittiği için dedektörle daha uzak bir noktada karşılaşacak O halde fotoelektron spektrumuna şu bakış açısıyla bakabiliriz bu Spectrum bize kabaca kaç adet elektronun farklı bağlanma Enerjileri olduğunu gösteriyor ve sola gittikçe bağlanma enerjisinin arttığını görüyorsunuz Bu şu açıdan mantıklı bağlanma enerjisi bu elektronların dışarı atılırken sahip olduğu kinetik enerji ile ters orantılı en sondaki Tepe noktası en içteki elektronları gösteriyor şunlar da daha uzakta olan bir sonraki düşük bağlanma enerjisine sahip elektronlar sağ gittikçe bağlanma Enerjileri de düşüyor Bu grafiğe bakarak Şuradaki gizemli elementin elektron dizilimini analiz edebiliriz Sizce bu element hangisi bu videoyu durdurun ve biraz düşünün söylediğim gibi Şuradaki Tepe kısmı en içteki elektronların bağlanma enerjilerini tespit etmek için en içteki elektronlar bir Es elektronları tek elektron bunlar değil daha düşük bağlanma Enerjileri olan elektronlar da var enişte ki kabuğu doldurduğumuz u iki tane bir Es elektron olacağını biliyoruz ikinci bu ortasında 2es elektronları olacak bundan daha fazla elektron olduğunu bildiğimiz için iki es6 kabuğunu doldurmuş olmamız gerektiğini söyleyebiliriz bir sonraki Tepe noktası ise 2p gibi görünüyor Bu aslında çok mantıklı Çünkü bakın dedektör bu noktada daha fazla elektron tespit etmiş Ayrıca buralarda daha fazla elektronu muz var o zaman burası doldurulmuş olmalı Aslında grafik her zaman Buradaki gibi mükemmel olmaz ama kabaca 2p elektronlarının 2es elektronlarına göre üç kat olduğunu söyleyebiliriz ki gayet mantıklı 2p alt kabuğu altı elektron tutabilir kenichi es6 kabuğu iki elektron tutar bir sonraki Tepe noktası bir sonraki en yüksek enerji kabuğu olacak Buradaki bağlanma enerjisi daha düşük yani elektronları uzağa göndermek daha kolay 3 es2 yazıyor Bir sonraki o noktası 3B altı olacak ve tamamen dolacak bir Tepe noktası daha kaldı ki Burası da diğer Es kabuklarıyla aynı sayıda elektron sahip Alfa kuralına göre Burası 4S olacak ve iki elektron tutacak Çünkü bu tepe noktası diğer dolu alt kabuklarla aynı gördüğünüz gibi fotoelektron spektrumunu kullanarak bu gizemli elementin elektron dizilimini saptadık bire z22se 22 p63 e s 2 3 p64 S2 hangi elementin elektron dizilimi böyleydi periyodik tabloya Bir bakalım bir es2 Bizi helyuma götürür iki es2 iki P6 bizi ne ona götür 3 e s 2 3 B6 Bizi argona götürür 4s 2 de bizi kalsiyuma götürür gizli element ama biz kalsiyum değerlik elektronları na gelince en dıştaki Tepe noktasına bakabiliriz Yani en düşük bağlanma enerjisi olan elektronların bulunduğu noktaya bunların bağlanma enerjisi neden en düşük çünkü en uzaktalar yani bunları dışarı atmak uzaklaştırmak daha kolay bunları uzaklaştırmak daha kolay olduğu için bağlanma enerjisinin üstesinden geldikten sonra foton enerjisinin daha fazla bir kısmı elimizde kalır ve kinetik enerjiye dönüştürülür O yüzden bu elektronlar daha da uzağa saçılır Evet kalsiyumu fotoelektron spektrumunu gördük peki sizce potasyum spektrumun nasıl olur hatırlatma olarak söylüyorum potasyumun atom numarası 19 yani çekirdeğinde 19 protonu var kalsiyum proton sayısı ise 20 Ayrıca Nötr bir potasyum atomundan bahsettiğimiz i varsayıyoruz yani 19 elektro bu potasyum spektrumunun nasıl olacağını düşünmek için bence videoyu durdurun beraber bakalım mı Aslında potasyumun spektrumu kalsiyum içine çok benzeyecek ancak 20 yerine 19 protonu olduğu için çekirdeğindeki pozitif yük daha az o yüzden de kabukları birazcık daha az bir kuvvetle Çekiyor o halde potasyumda da bir es2 olacak ama bağlanma enerjisi biraz daha düşük olacak sebebi ise çekirdeği doğru çok fazla çekilmemesi çok güzel çizemiyorum ama şöyle biraz daha sağda olacak Siz anladınız aynı şekilde iki es2d sağa doğru 2B 6'da daha sağda çiziyor elimde tam veri olmadığı için mükemmel bir çizim olmadı ama önemli değil 3 es2d daha sağda tekrar edeyim 27/19 Proton olduğu için içeri doğru çekim gücü biraz daha az bağlanmaya Ben de haliyle herhangi bir kabuk ya da alt kabukta daha düşük 3B 6'yı da çizim Evet peki 4s 2 nasıl olacak 4S'te iki elektron değil bir elektron olacak 20 değil 19 elektron biraz daha sağda olacak çünkü bağlanma enerjisi daha düşük ama boyutu Diğerinin yarısı olacak Çünkü iki değil bir elektron var şöyle çizebiliriz işte potasyum pot elektron spektrumu kabaca bu şekilde en dış kabukta değerlik elektron larımız var demiştik potasyumun en dış kabuğu da işte burası Şimdi de buradaki bağlanma enerjisine düşünelim Bu enerji bize elektronu koparmak için ne kadar enerjiye ihtiyacımız olduğunu söylüyor İlk elektronik hop aldığımızı düşünelim Burası bizim birinci iyonlaşma enerjimiz bu elektronik koparırken elektronlar arası etkileşimler sebebiyle fotoelektron spektrumu değişir o Abi ben ikinci ya da üçüncü iyonlaşma enerjisi diye bir şey düşünemeyiz birinci iyonlaşma enerjisini kısaca en dıştaki elektronların bağlanma enerjisi olarak düşünün