Periyodik tablonun 2. periyodunda yer alan Li, Be, B, C, N, O, F, Ne elementlerinden hangisinin birinci iyonlaşma enerjisi beklenenden düşüktür?
A) Be
B) B
C) N
D) O
Periyodik tabloda birinci iyonlaşma enerjisi, bir atomdan bir elektron koparmak için gereken enerjidir. Genel olarak, bir periyot boyunca soldan sağa doğru gidildikçe atom çapı küçülür ve çekirdek çekimi artar, bu nedenle birinci iyonlaşma enerjisi artma eğilimi gösterir.
- Genel Eğilim: 2. periyot elementleri için beklenen sıralama (soldan sağa doğru artış):
Li < Be < B < C < N < O < F < Ne
- Ancak, bu genel eğilimde iki önemli sapma (istisna) bulunur:
- Grup 2A (Be) ile Grup 3A (B) arasında: Be'nin iyonlaşma enerjisi B'den daha yüksektir.
- Grup 5A (N) ile Grup 6A (O) arasında: N'nin iyonlaşma enerjisi O'dan daha yüksektir.
- Bu sapmaların nedeni, atomların elektron dizilimlerindeki kararlılık farklarıdır.
- Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- Beryllium (Be): Elektron dizilimi $1s^2 2s^2$'dir. $2s$ orbitali tam dolu olduğu için oldukça kararlıdır. Bu kararlı yapıdan bir elektron koparmak beklenenden daha fazla enerji gerektirir. Bu nedenle Be'nin iyonlaşma enerjisi, kendisinden sonra gelen B'den bile yüksektir. Yani Be'nin iyonlaşma enerjisi beklenenden yüksektir.
- Boron (B): Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^1$'dir. Boron'dan ilk elektronu koparmak, $2p$ orbitalindeki tek elektronu koparmak anlamına gelir. Bu $2p$ elektronu, $2s$ elektronlarına göre çekirdekten daha uzakta ve daha yüksek enerjilidir. Ayrıca, bu elektronun koparılmasıyla geriye kalan $B^+$ iyonu $1s^2 2s^2$ kararlı elektron dizilimine ulaşır. Bu durum, Be'nin tam dolu $2s$ orbitalinden elektron koparmaya kıyasla daha az enerji gerektirir. Bu nedenle, B'nin iyonlaşma enerjisi, genel eğilime göre kendisinden önce gelen Be'den düşüktür (beklenenden düşüktür).
- Nitrogen (N): Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^3$'tür. $2p$ orbitali yarı dolu olduğu için oldukça kararlıdır (Hund kuralı). Bu kararlı yapıdan bir elektron koparmak beklenenden daha fazla enerji gerektirir. Bu nedenle N'nin iyonlaşma enerjisi, kendisinden sonra gelen O'dan bile yüksektir. Yani N'nin iyonlaşma enerjisi beklenenden yüksektir.
- Oxygen (O): Elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^4$'tür. Oksijen'den ilk elektronu koparmak, $2p$ orbitalindeki eşleşmiş elektronlardan birini koparmak anlamına gelir. Eşleşmiş elektronlar arasındaki itme kuvveti, bu elektronu koparmayı yarı dolu $2p^3$ yapısına sahip Azot'tan elektron koparmaya göre daha kolay hale getirir. Bu nedenle, O'nun iyonlaşma enerjisi, genel eğilime göre kendisinden önce gelen N'den düşüktür (beklenenden düşüktür).
- Soru, "beklenenden düşük" olanı sormaktadır. Hem Boron (B) hem de Oksijen (O) bu tanıma uymaktadır. Ancak seçeneklerde Beryllium (Be), Boron (B), Nitrogen (N) ve Oxygen (O) bulunmaktadır. Genel eğilimde Be'den sonra B gelmeli ve iyonlaşma enerjisi artmalıydı. Fakat gerçekte Be'nin iyonlaşma enerjisi B'den daha yüksektir. Bu durum, Boron'un iyonlaşma enerjisinin beklenenden düşük olduğunu gösterir.
Cevap B seçeneğidir.
