Bağıl enerji (n+l) kuralı nedir

Question

Bu kuralı tam olarak anlayamadım. Özellikle n ve l değerlerini nasıl topladığımızı ve bu toplamın enerji seviyelerini belirlemede nasıl kullanıldığını karıştırıyorum. Kuantum sayılarıyla olan bu ilişki kafamı biraz karıştırıyor.

Answer 1

📚 Bağıl Enerji (n+l) Kuralı Nedir?

Atom fiziğinde, bağıl enerji (n+l) kuralı veya Madelen Kuralı, çok elektronlu atomlarda elektronların orbitallere yerleşim sırasını belirlememize yardımcı olan basit ve pratik bir yöntemdir. 🎯

💡 Kuralın Temel Prensibi

Bu kurala göre, bir orbitalin enerjisi, baş kuantum sayısı n ve açısal momentum kuantum sayısı l'nin toplamı olan (n+l) değeri ile belirlenir. Elektronlar, orbitallere en düşük enerjiliden başlayarak (Aufbau Prensibi) doldurulur.

🔄 Uygulama Adımları

Bir orbitalin enerji seviyesini bulmak için şu adımları izleriz:

• ➡️ Orbitalin n (baş kuantum sayısı) ve l (açısal momentum kuantum sayısı) değerlerini belirle.
• ➡️ Bu iki sayıyı topla: (n + l)
• ➡️ (n+l) değeri küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür ve önce dolar.
• ➡️ Eğer iki orbitalin (n+l) değeri aynı ise, bu durumda n değeri küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür ve önce dolar.

📝 Örneklerle Açıklama

Hangi orbitalin önce dolacağını bulalım:

• 🎯 3d orbitali: n=3, l=2 → (n+l) = 5
• 🎯 4s orbitali: n=4, l=0 → (n+l) = 4

Sonuç: 4s orbitalinin (n+l) değeri (4), 3d orbitalininkinden (5) daha küçük olduğu için, 4s orbitali 3d orbitalinden önce dolar. Bu, periyodik tabloda geçiş metallerinin neden 4. periyotta başladığını açıklar.

Bir de aynı (n+l) değerine sahip orbitallere bakalım:

• 🎯 3d orbitali: n=3, l=2 → (n+l) = 5
• 🎯 4p orbitali: n=4, l=1 → (n+l) = 5

Her ikisinin de (n+l) değeri 5'tir. Bu durumda kuralın ikinci kısmı devreye girer: n değeri küçük olan önce dolar. 3d'nin n değeri (3), 4p'nin n değerinden (4) küçük olduğu için 3d orbitali 4p orbitalinden önce dolar.

🧩 Orbital Dolum Sırası

Bu kuralları uygulayarak orbitallerin dolum sırasını şu şekilde sıralayabiliriz:

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p

⚠️ Önemli Uyarı

Bu kural, atomların temel hal konfigürasyonları için geçerlidir. Bazı özel durumlarda (örneğin, Cr ve Cu gibi elementlerde yarı-dolu veya tam-dolu orbitallerin ekstra kararlılığından dolayı) ve iyonlarda beklenen elektron dağılımından farklılıklar görülebilir. Örneğin, bir atom elektron kaybettiğinde (katyon olduğunda), elektronlar en yüksek n değerine sahip orbitalden çıkar. Bu nedenle, 4s orbitali 3d'den önce dolmasına rağmen, bir geçiş metali katyonunda önce 4s elektronu kaybedilir.