Bir öğrenci 26Fe elementinin elektron dağılımını yaparken Aufbau kuralına uygun olarak 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 şeklinde yazmıştır. Bu dağılım için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Temel hal elektron konfigürasyonu doğru yazılmıştırAtomların elektron dağılımları, kimyasal özelliklerini anlamak için kritik öneme sahiptir. Bu soruda, demir ($26Fe$) elementinin elektron dağılımını ve bu dağılımın temel kurallara uygunluğunu inceleyeceğiz.
Demir ($26Fe$) elementinin atom numarası 26'dır. Nötr bir atomda, atom numarası aynı zamanda elektron sayısını da gösterir. Dolayısıyla, demir atomunun toplam 26 elektronu vardır.
Elektronlar, atomda en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırayla yerleşirler. Bu ilkeye Aufbau Prensibi denir. Enerji seviyeleri genellikle şu sırayla dolar:
$1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s \rightarrow 3d \rightarrow 4p \rightarrow ...$
Şimdi 26 elektronu bu sıraya göre yerleştirelim:
$1s^2$ (2 elektron)
$2s^2$ (4 elektron)
$2p^6$ (10 elektron)
$3s^2$ (12 elektron)
$3p^6$ (18 elektron)
$4s^2$ (20 elektron)
Geriye $26 - 20 = 6$ elektron kaldı. Bu elektronlar $3d$ alt kabuğuna yerleşir.
$3d^6$ (Toplam 26 elektron)
Buna göre, $26Fe$ elementinin temel hal elektron dağılımı $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6$ şeklindedir.
Öğrencinin yazdığı dağılım: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6$.
Gördüğümüz gibi, öğrencinin yazdığı dağılım, Aufbau prensibine göre bulduğumuz demir atomunun temel hal elektron dağılımı ile tamamen aynıdır.
Öğrencinin yazdığı dağılım, demir atomunun en düşük enerjili (temel hal) elektron dağılımıdır ve Aufbau prensibine uygun olarak yazılmıştır. Bu ifade doğrudur.
Hund kuralı, aynı enerjiye sahip (dejenere) orbitallerin (örneğin $3d$ orbitalleri) elektronlarla nasıl dolduğunu açıklar: elektronlar önce her bir orbitali tek tek ve aynı spinle doldurur, sonra eşleşmeye başlar. Verilen $3d^6$ gösterimi, 6 elektronun $3d$ alt kabuğunda olduğunu belirtir. Bu gösterim tek başına Hund kuralının ihlal edildiğini göstermez; $3d$ orbitallerine elektronlar Hund kuralına uygun olarak yerleştirilebilir (örneğin, 5 orbitalin her birine birer elektron, sonra birine eşleşen bir elektron). Dolayısıyla, bu ifade kesinlikle doğru değildir.
Pauli dışlama ilkesi, bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabileceğini ve bu elektronların spinlerinin zıt olması gerektiğini belirtir. $3d$ alt kabuğunda 5 adet $d$ orbitali bulunur ve her biri en fazla 2 elektron alabilir, yani toplamda 10 elektron alabilir. $3d^6$ gösterimi, hiçbir orbitalde 2'den fazla elektron olmadığını garanti eder. Bu nedenle, Pauli dışlama ilkesi ihlal edilmemiştir. Bu ifade yanlıştır.
$3d$ alt kabuğu, 5 adet $d$ orbitalinden oluşur. Tam dolu olması için $5 \times 2 = 10$ elektron içermesi, yani $3d^{10}$ olması gerekir. $3d^6$ tam dolu değildir. Bu ifade yanlıştır.
Bu analizler sonucunda, öğrencinin yaptığı elektron dağılımının demir atomunun temel hal elektron konfigürasyonu olduğunu ve doğru yazıldığını görüyoruz.
Cevap A seçeneğidir.
