Soru:
Madelung kuralını kullanarak \(_{56}Ba\) (Baryum) ve \(_{57}La\) (Lantan) elementlerinin temel hal elektron konfigürasyonlarını yazınız. Hangi elementin 4f orbitalinde elektron bulunur? Nedenini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Bu soru, 4f orbitalinin dolmaya ne zaman başladığını anlamak için iyi bir örnektir. 6s orbitali dolduktan sonra sıra 4f ve 5d'ye gelir.
- ➡️ 1. Adım: \(_{56}Ba\) (Z=56) için konfigürasyon:
Önceki element Xe (\(_{54}Xe\)): \([Xe] = 1s^2...5s^2 4d^{10} 5p^6\) (54 elektron)
Kalan 2 elektron: Madelung kuralına göre (n+l) değeri 6s için (6+0=6), 4f için (4+3=7), 5d için (5+2=7)'dir. Aynı (n+l) değerinde n'si küçük olan önce gelir. Yani 6s, 4f ve 5d'den önce dolar.
✅ \(_{56}Ba\): \([Xe] 6s^2\)
- ➡️ 2. Adım: \(_{57}La\) (Z=57) için konfigürasyon:
Ba'dan sonraki elektron için sıra 5d ve 4f'dedir (ikisinin de n+l=7). Aynı (n+l) değerinde n'si küçük olan önce gelir. n(4f)=4, n(5d)=5 olduğundan, 4f orbitali 5d orbitalinden ÖNCE dolar.
❌ Ancak bu genel kuralın bir istisnası vardır! Lantan'da 5d orbitali, 4f orbitalinden daha düşük enerjilidir. Bu nedenle 57. elektron 4f'ye değil, 5d orbitaline girer.
✅ \(_{57}La\): \([Xe] 6s^2 4f^0 5d^1\) (Yani \([Xe] 6s^2 5d^1\))
✅ Sonuç: \(_{56}Ba\): \([Xe] 6s^2\), \(_{57}La\): \([Xe] 6s^2 5d^1\). Hiçbirisinin 4f orbitalinde elektron yoktur. 4f orbitalleri (Lantanitler) \(_{58}Ce\) ile dolmaya başlar.
