Soru:
Azot (N) atomunun temel hal elektron konfigürasyonunda, 2p orbitallerindeki üç elektronun olası spin kuantum sayıları (\(m_s\)) kümesini yazınız ve bu durumun toplam spin kuantum sayısı (\(S\)) ve spin çokluğu (\(2S+1\)) ile ilişkisini belirleyiniz.
Çözüm:
💡 Çok elektronlu bir atomda, bireysel elektron spinlerinin (\(m_s\)) vektörel toplamı, atomun toplam spin kuantum sayısını (\(S\)) verir.
- ➡️ Birinci adım: Azotun temel hal konfigürasyonu \(1s^2 2s^2 2p^3\)'tür. Hund Kuralı'na göre, 2p alt kabuğundaki üç orbitalin (px, py, pz) her birinde birer elektron bulunur ve bu elektronların spinleri paraleldir.
- ➡️ İkinci adım: Bu durumda, üç elektronun da spin kuantum sayısı \(m_s = +\frac{1}{2}\) olur. Olası spin kümesi: \(\{ +\frac{1}{2}, +\frac{1}{2}, +\frac{1}{2} \}\).
- ➡️ Üçüncü adım: Toplam Spin Kuantum Sayısı (\(S\)), bireysel spinlerin toplamının maksimum değeri olarak hesaplanır. Burada her spin \(+\frac{1}{2}\) olduğu için \(S = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = \frac{3}{2}\).
- ➡️ Dördüncü adım: Spin Çokluğu (\(2S+1\)) ise \(2 \times \frac{3}{2} + 1 = 4\) olur.
✅ Sonuç: Azot atomunun temel halinde 2p elektronlarının spin kuantum sayıları kümesi \(\{ +\frac{1}{2}, +\frac{1}{2}, +\frac{1}{2} \}\)'dir. Bu, toplam spin kuantum sayısının \(S=\frac{3}{2}\) ve spin çokluğunun 4 olduğu bir kuartet (dörtlü) durum oluşturur.
