Soru:
Azot (N) atomu ve Azot iyonu (N³⁺) için temel hal orbital diyagramlarını çiziniz. Hangisinin daha kararlı olduğunu ve nedenini Hund kuralı çerçevesinde tartışınız. (Atom Numarası: 7)
Çözüm:
💡 Bu soru, bir iyonun elektron diziliminin kararlılığını Hund kuralı ile ilişkilendirmemizi istiyor.
- ➡️ 1. Adım: Nötr Azot (N) Atomu
Konfigürasyon: \(1s^2 2s^2 2p^3\)
Orbital Diyagramı:
1s: ↑↓
2s: ↑↓
2p: ↑ ↑ ↑ (Tüm 2p orbitalleri yarı dolu ve tüm elektronlar paralel spinli)
✅ Bu, Hund kuralının en kararlı halidir. Tüm orbitaller yarı dolu ve maksimum sayıda paralel spin mevcuttur.
- ➡️ 2. Adım: Azot İyonu (N³⁺)
3 elektron kaybetmiştir. Kaybedilen elektronlar en yüksek enerjili orbitalden, yani 2p'sinden çıkar.
Konfigürasyon: \(1s^2 2s^2\) veya Helyum benzeri.
Orbital Diyagramı:
1s: ↑↓
2s: ↑↓
2p: (Tamamen boş)
- ➡️ 3. Adım: Karşılaştırma ve Sonuç
Nötr azot atomu, 2p alt kabuğunda yarı dolu bir yapıya ve maksimum paralel spin sayısına sahiptir. Bu, onu özel bir kararlılık (yarı dolu kabuk kararlılığı) kazandırır.
N³⁺ iyonu ise soy gaz (Helyum) konfigürasyonuna sahiptir ve bu da kararlıdır. Ancak, azotun yarı dolu p alt kabuğunun kararlılığı o kadar belirgindir ki, N³⁺ iyonunu oluşturmak için gereken iyonlaşma enerjisi çok yüksektir. Pratikte N³⁺ iyonu oluşmaz.
✅ Hund kuralı çerçevesinde, nötr azot atomunun (yarı dolu ve paralel spinli orbitalleri sayesinde) N³⁺ iyonuna göre daha kararlı olduğu söylenebilir. Yarı dolu alt kabuk, ek bir kararlılık sağlar.
