Kuantum mekaniğinde orbitallerin enerji seviyelerini belirlemek için kullanılan $n+l$ kuralını anlamak, bu soruyu çözmenin anahtarıdır. Şimdi bu kuralı ve her bir orbitalin $n$ ve $l$ değerlerini adım adım inceleyelim:
- $n$ (Baş Kuantum Sayısı): Orbitalin önündeki sayıdır ve temel enerji seviyesini belirtir. Örneğin, $4d$ orbitalinde $n=4$'tür.
- $l$ (Açısal Momentum Kuantum Sayısı): Orbitalin şeklini ve alt enerji seviyesini belirtir. $l$ değeri, orbitalin harfine göre belirlenir: $s$ orbitali için $l=0$, $p$ orbitali için $l=1$, $d$ orbitali için $l=2$ ve $f$ orbitali için $l=3$.
- Şimdi her bir seçenekteki orbital için $n$ ve $l$ değerlerini belirleyip $n+l$ toplamını hesaplayalım:
- A) $4d$ orbitali: Bu orbital için $n=4$ ve $d$ orbitali olduğu için $l=2$'dir. Buna göre $n+l = 4+2 = 6$'dır. Bu değer 5 değildir.
- B) $5p$ orbitali: Bu orbital için $n=5$ ve $p$ orbitali olduğu için $l=1$'dir. Buna göre $n+l = 5+1 = 6$'dır. Bu değer 5 değildir.
- C) $5s$ orbitali: Bu orbital için $n=5$ ve $s$ orbitali olduğu için $l=0$'dır. Buna göre $n+l = 5+0 = 5$'tir. Bu değer 5'tir.
- D) $4f$ orbitali: Bu orbital için $n=4$ ve $f$ orbitali olduğu için $l=3$'tür. Buna göre $n+l = 4+3 = 7$'dir. Bu değer 5 değildir.
Yapılan hesaplamalar sonucunda, $5s$ orbitali için $n+l$ değeri 5 olarak bulunmuştur.
Cevap C seçeneğidir.
