Elektron dağılımı ve periyodik cetvel ilişkisi Test 2

Periyodik cetvelin 4. periyot 4A grubunda bulunan bir elementin temel hal elektron dağılımında kaç tane eşleşmemiş elektron bulunur?

A) 0
B) 1
C) 2
D) 4

Merhaba sevgili öğrenciler,

Periyodik cetveldeki bir elementin temel hal elektron dağılımında kaç tane eşleşmemiş elektron bulunduğunu bulmak için adım adım ilerleyelim:

• 1. Elementin Periyodik Cetveldeki Konumunu Belirleyelim:

  Soruda elementin 4. periyot 4A grubunda olduğu belirtilmiştir. Bu bilgi, elementin atom numarası ve dolayısıyla elektron dağılımı hakkında bize önemli ipuçları verir.

  • "4. periyot" olması, elementin en yüksek baş kuantum sayısının (n) 4 olduğu anlamına gelir. Yani elektron dağılımı $4s$, $4p$ veya $4d$ orbitallerini içerecektir.
  • "4A grubu" olması, elementin ana grup (s-p bloğu) elementi olduğunu ve değerlik elektron sayısının 4 olduğunu gösterir. Ana grup elementlerinde grup numarası, değerlik elektron sayısını verir.
• 2. Elementin Elektron Dağılımını Yazalım:

  4. periyot 4A grubu elementi, Germanium (Ge) elementidir (Atom numarası Z=32). Elektron dağılımını Aufbau ilkesine göre yazalım:

  $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^2$

  Bu dağılımda, $3d$ orbitalleri $4s$ orbitallerinden sonra dolar ve $4p$ orbitallerinden önce dolar. En yüksek baş kuantum sayısı 4 olduğu için, değerlik elektronları $4s$ ve $4p$ orbitallerinde bulunur.

• 3. Değerlik Elektronlarının Orbital Dağılımını İnceleyelim:

  Değerlik elektronları, elementin kimyasal özelliklerini belirleyen en dış katmandaki elektronlardır. Bu element için değerlik elektronları $4s^2 4p^2$ şeklindedir.

  • $4s$ orbitalleri: Bir adet $s$ orbitali vardır ve bu orbitalde 2 elektron bulunur. Bu iki elektron zıt spinli olarak eşleşmiş durumdadır ($\uparrow\downarrow$). Dolayısıyla $4s$ orbitalinde eşleşmemiş elektron yoktur.
  • $4p$ orbitalleri: Üç adet $p$ orbitali vardır ($p_x, p_y, p_z$). Bu orbitallerde toplam 2 elektron bulunur. Hund Kuralı'na göre, eş enerjili (dejenere) orbitaller önce birer birer aynı spinle dolar, sonra eşleşme başlar. Bu durumda, 2 elektron $4p$ orbitallerine şu şekilde yerleşir:
    • $4p_x$: $\uparrow$ (1 elektron)
    • $4p_y$: $\uparrow$ (1 elektron)
    • $4p_z$: (boş)
• 4. Eşleşmemiş Elektron Sayısını Belirleyelim:

  Yukarıdaki incelemeye göre:

  • $4s$ orbitalinde 0 eşleşmemiş elektron vardır.
  • $4p$ orbitallerinde 2 eşleşmemiş elektron vardır.

  Toplam eşleşmemiş elektron sayısı $0 + 2 = 2$'dir.

Bu nedenle, 4. periyot 4A grubunda bulunan bir elementin temel hal elektron dağılımında 2 tane eşleşmemiş elektron bulunur.

Cevap C seçeneğidir.