Spin kuantum sayısı (ms) nedir

Karbon (C) elementinin temel hal (taban durum) elektron konfigürasyonu \(1s^2 2s^2 2p^2\) şeklindedir. 2p orbitallerindeki iki elektronun spin kuantum sayıları (\(m_s\)) aynı mıdır yoksa farklı mıdır? Açıklayınız.

💡 Bu soruyu çözmek için Hund Kuralı'nı hatırlamak gerekir. Hund Kuralı, eşenerjili orbitallerin (dejenere orbitaller) elektronlarla doldurulmasında, elektronların önce spinleri paralel (aynı) olacak şekilde tek tek yerleştiğini söyler.

• ➡️ Birinci adım: Karbonun 2p alt kabuğunda 3 tane orbital (\(p_x, p_y, p_z\)) ve toplam 2 elektron vardır.
• ➡️ İkinci adım: Hund Kuralı'na göre, bu iki elektron farklı 2p orbitallerine (örneğin \(2p_x\) ve \(2p_y\)) yerleşir.
• ➡️ Üçüncü adım: Elektronlar farklı orbitallerde olduğu için (\(m_l\) kuantum sayıları farklıdır), Pauli İlkesi'ni ihlal etmeksizin spin kuantum sayıları aynı olabilir.
• ➡️ Dördüncü adım: Temel halde en yüksek spin çokluğu tercih edildiği için, bu iki elektronun spinleri paraleldir, yani her ikisinin de \(m_s = +\frac{1}{2}\) olması beklenir.

✅ Sonuç: Karbonun 2p orbitallerindeki iki elektronun spin kuantum sayıları (\(m_s\)) aynıdır (her ikisi de \( +\frac{1}{2} \)). Çünkü Hund Kuralı, eşenerjili orbitallerdeki elektronların spinlerinin mümkün olduğunca paralel olmasını gerektirir.