Soru:
"f orbitalleri ilk olarak hangi enerji seviyesinde (n) ortaya çıkar? Bu enerji seviyesinde f orbitalleri ile birlikte başka hangi orbital türleri bulunur ve bu seviyenin toplam elektron kapasitesi nedir?"
Çözüm:
💡 f orbitalleri, azimutal kuantum sayısı l=3'e karşılık gelir. Bir enerji seviyesinde bir orbital türünün bulunabilmesi için, baş kuantum sayısı (n) azimutal kuantum sayısından (l) büyük olmalıdır (n > l).
- ➡️ 1. Adım: f orbitallerinin (l=3) ortaya çıkabileceği en küçük n değerini bulalım. n > l koşulunu sağlayan en küçük n değeri n=4'tür. Ancak, periyodik tabloda elementlerin elektron dizilimlerini göz önüne aldığımızda, f orbitalleri aslında n=4 seviyesinde tanımlanabilir olsa da, elektronlar ilk defa n=4 seviyesindeki 4f orbitallerine 6. periyottaki Lantanitlerde yerleşmeye başlar. Soru "ilk olarak hangi enerji seviyesinde ortaya çıkar" diye sorduğu için, f orbitallerinin tanımlandığı en küçük n değeri olan n=4 cevabını veririz.
- ➡️ 2. Adım: n=4 enerji seviyesindeki orbital türlerini belirleyelim. l, 0'dan (n-1)=3'e kadar değer alır. Yani l = 0, 1, 2, 3.
- l=0 → s orbitali
- l=1 → p orbitali
- l=2 → d orbitali
- l=3 → f orbitali
- ➡️ 3. Adım: n=4 seviyesinin toplam elektron kapasitesini hesaplayalım. Kapasite formülü \( 2n^2 \)'dir.
\( 2 \times (4)^2 = 2 \times 16 = 32 \)
- ➡️ 4. Adım (Kontrol): Ayrı ayrı da hesaplayabiliriz:
- s: 2 e⁻
- p: 6 e⁻
- d: 10 e⁻
- f: 14 e⁻
- Toplam: 2+6+10+14 = 32 e⁻
✅ Sonuç: f orbitalleri ilk olarak n=4 enerji seviyesinde ortaya çıkar. Bu seviyede s, p, d ve f orbital türleri bulunur ve toplam elektron kapasitesi 32'dir.
