Madelung kuralı nedir

Question

Madelung kuralını anlamakta zorlanıyorum. Elektronların orbitallere yerleşim sırasını hatırlamak karışık geliyor. n ve ℓ değerlerinin toplamına göre sıralama yapılması kafamı karıştırıyor.

Answer 1

Madelung Kuralı Nedir? 🧪

Madelung kuralı, çok elektronlu atomlarda elektronların orbitallere yerleşim sırasını belirlemek için kullanılan ampirik (deneysel) bir kuraldır. Bu kural, bir atomun temel hal (en düşük enerjili hali) elektron konfigürasyonunun nasıl yazılacağını tahmin etmemize yardımcı olur.

📌 Kuralın Tanımı

Madelung kuralına göre, elektronlar orbitallere aşağıdaki iki basit ilkeye göre sırayla doldurulur:

• 🚀 n + ℎ Kuralı: Elektronlar önce (n + ℎ) toplamı küçük olan orbitallere, sonra büyük olanlara yerleşir.
• ⚖️ n Kuralı: (n + ℎ) toplamı aynı olan orbitallerde ise, önce baş kuantum sayısı (n) küçük olan orbital dolar.

Burada:

• 🎯 n: Baş kuantum sayısı (1, 2, 3, ...)
• 🎯 ℎ: Açısal momentum kuantum sayısı (s:0, p:1, d:2, f:3)

🔢 Yerleşim Sırası Nasıl Bulunur?

Orbitallerin dolum sırasını bulmak için (n + ℎ) toplamını hesaplar ve sıralarız:

1. 1s orbitali: n=1, ℎ=0 → (1+0)=1
2. 2s orbitali: n=2, ℎ=0 → (2+0)=2
3. 2p orbitali: n=2, ℎ=1 → (2+1)=3
4. 3s orbitali: n=3, ℎ=0 → (3+0)=3
5. 3p orbitali: n=3, ℎ=1 → (3+1)=4
6. 4s orbitali: n=4, ℎ=0 → (4+0)=4
7. 3d orbitali: n=3, ℎ=2 → (3+2)=5
8. 4p orbitali: n=4, ℎ=1 → (4+1)=5
9. 5s orbitali: n=5, ℎ=0 → (5+0)=5
10. 4d orbitali: n=4, ℎ=2 → (4+2)=6
11. 5p orbitali: n=5, ℎ=1 → (5+1)=6
12. 6s orbitali: n=6, ℎ=0 → (6+0)=6
13. 4f orbitali: n=4, ℎ=3 → (4+3)=7
14. 5d orbitali: n=5, ℎ=2 → (5+2)=7
15. 6p orbitali: n=6, ℎ=1 → (6+1)=7
16. 7s orbitali: n=7, ℎ=0 → (7+0)=7
17. 5f orbitali: n=5, ℎ=3 → (5+3)=8
18. 6d orbitali: n=6, ℎ=2 → (6+2)=8

(n + ℎ) toplamları aynı olan orbitalleri (örneğin, 3d, 4p, 5s) sıralarken, n değeri küçük olan önce gelir. Bu nedenle sıra: 3d → 4p → 5s şeklindedir.

🎓 Sonuç: Genel Yerleşim Sırası

Yukarıdaki hesaplamaları birleştirirsek, elektronların orbitallere yerleşim sırası şu şekildedir:

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

Bu sırayı hatırlamanın pratik bir yolu, aşağıdaki gibi ok işaretleri takip etmektir:

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

Yukarıdaki diyagramda, her satırı soldan sağa ve her sütunu yukarıdan aşağıya okursanız, Madelung kuralına uygun sırayı elde edersiniz.

💡 Önemli Bir Uyarı!

Madelung kuralı genellikle doğru sonuç verse de, bazı ağır elementlerde (örneğin, Lantanit ve Aktinitlerde) istisnalar olabilir. Bu durumlarda, atomik spektrumlardan elde edilen deneysel verilere başvurulur.