X^+ iyonunun elektron dizilimi 2, 8 şeklindedir. Buna göre, X elementinin birinci iyonlaşma enerjisi ile ikinci iyonlaşma enerjisi karşılaştırıldığında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) İkinci iyonlaşma enerjisi birinciden küçüktür.Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözebilmek için öncelikle iyonlaşma enerjisi kavramlarını ve elektron diziliminin önemini iyi anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
Soruda bize $X^+$ iyonunun elektron diziliminin 2, 8 olduğu verilmiş. Bir atom elektron verdiğinde pozitif yüklü bir iyon (katyon) oluşturur. Yani $X^+$ iyonu, nötr $X$ atomundan bir elektron kaybetmiş halidir.
Eğer $X^+$ iyonunun 2, 8 şeklinde toplam 10 elektronu varsa, nötr $X$ atomunun 1 elektron daha fazla olması gerekir.
Bu durumda nötr $X$ atomunun elektron dizilimi 2, 8, 1 olur.
Nötr $X$ atomunun toplam elektron sayısı $2 + 8 + 1 = 11$'dir. Nötr bir atomda elektron sayısı proton sayısına eşit olduğundan, $X$ elementinin atom numarası 11'dir. (Bu element sodyumdur, Na).
Birinci iyonlaşma enerjisi, gaz halindeki nötr bir atomdan en dıştaki bir elektronu koparmak için gereken enerjidir. Bu işlem sonucunda $+1$ yüklü bir iyon oluşur.
$X(g) \rightarrow X^+(g) + e^-$
$X$ atomunun elektron dizilimi 2, 8, 1 idi. Birinci iyonlaşma enerjisi, en dıştaki (3. katmandaki) bu tek elektronu koparmak için gereken enerjidir. Bu elektron, çekirdekten uzakta ve iç katmanlardaki elektronlar tarafından perdelenmiş olduğu için koparılması nispeten kolaydır.
İkinci iyonlaşma enerjisi, gaz halindeki $+1$ yüklü bir iyondan en dıştaki bir elektronu koparmak için gereken enerjidir. Bu işlem sonucunda $+2$ yüklü bir iyon oluşur.
$X^+(g) \rightarrow X^{2+}(g) + e^-$
$X^+$ iyonunun elektron dizilimi 2, 8 idi. İkinci iyonlaşma enerjisi, bu $X^+$ iyonundan bir elektron koparmak için gereken enerjidir. Dikkat ederseniz, 2, 8 dizilimi kararlı bir soygaz (Neon) elektron dizilimidir. Yani, ikinci elektron kararlı bir tam dolu katmandan koparılacaktır.
Birinci iyonlaşma enerjisi ($IE_1$), $X$ atomunun (2, 8, 1) en dıştaki 1 elektronunu koparır. Bu elektron, kararlı bir soygaz düzenine ulaşmak için atomun kolayca vermek isteyeceği bir elektrondur.
İkinci iyonlaşma enerjisi ($IE_2$), $X^+$ iyonunun (2, 8) en dıştaki elektronunu koparır. Bu elektron, kararlı bir soygaz düzenine sahip olan bir iyondan koparılacaktır. Kararlı bir tam dolu katmandan elektron koparmak, çok daha fazla enerji gerektirir. Çünkü elektron çekirdeğe daha yakın, daha güçlü çekiliyor ve atom kararlı yapısını korumak istiyor.
Bu nedenle, $IE_2$ değeri $IE_1$ değerinden çok daha büyük olacaktır. Genellikle, bir atomun soygaz düzenine ulaştıktan sonraki elektronu koparmak için gereken enerji, önceki elektronları koparmak için gereken enerjiden kat kat fazladır.
Bu bilgiler ışığında, ikinci iyonlaşma enerjisi birinciden büyüktür.
Cevap B seçeneğidir.
