Soru:
Madelung kuralının istisnalarından birini gösteren \(_{24}Cr\) (Krom) atomunun elektron konfigürasyonu nedir? Neden 4s orbitalinin tamamen dolu olmadığını, "yarı-dolu altkabuk kararlılığı" kavramını kullanarak açıklayınız.
Çözüm:
💡 Krom, Madelung kuralının beklenen konfigürasyonundan sapma gösteren elementlerden biridir. Beklenen \([Ar] 4s^2 3d^4\) yerine, \([Ar] 4s^1 3d^5\) konfigürasyonuna sahiptir.
- ➡️ 1. Adım: Madelung sırasına göre elektronlar önce 4s orbitaline, sonra 3d orbitaline yerleşir. Normalde 24. elektron 3d orbitaline giderek 3d⁴ yapması beklenir.
- ➡️ 2. Adım: Ancak, 4s¹ 3d⁵ konfigürasyonunda hem 4s altkabuğu yarı-dolu (¹), hem de 3d altkabuğu yarı-dolu (⁵) durumdadır.
- ➡️ 3. Adım: Yarı-dolu veya tam-dolu altkabuklar (s², s¹, p⁶, p³, d¹⁰, d⁵ gibi) ek bir kararlılık sağlar. Elektron-elektron itmelerinin azalması ve simetri nedeniyle bu durum daha düşük enerjilidir.
- ➡️ 4. Adım: Krom atomu, 4s orbitalindeki bir elektronu 3d orbitaline "promosyona" uğratarak daha kararlı olan yarı-dolu 3d⁵ konfigürasyonuna ulaşır. Bu, enerji açısından daha avantajlıdır.
✅ Sonuç: \(_{24}Cr\)'nin temel hal elektron konfigürasyonu: \([Ar] 4s^1 3d^5\)'tir. Sebebi, yarı-dolu altkabuk kararlılığıdır.
