29Cu elementinin elektron dizilimi \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^{10}\) şeklindedir. Bu dizilim ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) 4s orbitali tam doludur.
B) Aufbau kuralına tam uyulmuştur.
C) 3d orbitali tam dolu olduğu için kararlıdır.
D) Temel hal elektron dizilimi değildir.
Merhaba sevgili öğrenciler, bu soruda bakır elementinin (Cu) elektron dizilimi üzerinden elektron dizilim kurallarını ve kararlılık durumlarını inceleyeceğiz. Adım adım ilerleyelim:
- Öncelikle verilen elektron dizilimini inceleyelim: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^{10}$. Bu dizilim, 29 protonlu bakır (Cu) atomuna aittir.
- A) 4s orbitali tam doludur.
- Verilen dizilimde $4s$ orbitalinde 1 elektron bulunmaktadır ($4s^1$). Bir $s$ orbitali en fazla 2 elektron alabilir. Dolayısıyla $4s$ orbitali tam dolu değildir, yarı doludur. Bu ifade yanlıştır.
- B) Aufbau kuralına tam uyulmuştur.
- Aufbau kuralı, elektronların orbitallere en düşük enerjili olandan başlayarak sırayla yerleşmesini söyler. Normalde $4s$ orbitali $3d$ orbitalinden daha düşük enerjilidir ve bu nedenle önce $4s$ orbitali dolar, sonra $3d$ orbitali dolmaya başlar. Yani beklenen dizilim $... 4s^2 3d^9$ olmalıdır. Ancak bakır (Cu) ve krom (Cr) gibi bazı elementlerde, $d$ orbitalinin yarı dolu ($d^5$) veya tam dolu ($d^{10}$) olması durumunda ekstra kararlılık kazanmak için $s$ orbitalinden bir elektron $d$ orbitaline geçer. Bakırda bu durum $4s^1 3d^{10}$ şeklinde gerçekleşir. Bu, Aufbau kuralından bir sapmadır (istisnadır) ve atomun daha kararlı bir duruma geçmesini sağlar. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
- C) 3d orbitali tam dolu olduğu için kararlıdır.
- Atomlar, elektron dizilimlerinde yarı dolu ($d^5$) veya tam dolu ($d^{10}$) orbitallere sahip olduklarında ekstra kararlılık kazanırlar. Verilen dizilimde $3d$ orbitali 10 elektron içermektedir ($3d^{10}$). Bir $d$ orbitali en fazla 10 elektron alabilir, bu da $3d$ orbitalinin tam dolu olduğu anlamına gelir. Tam dolu $d$ orbitali atom için yüksek bir kararlılık sağlar. Bu ifade doğrudur.
- D) Temel hal elektron dizilimi değildir.
- Temel hal elektron dizilimi, bir atomun en düşük enerjili ve en kararlı elektron dizilimidir. Bakırın $4s^1 3d^{10}$ şeklindeki dizilimi, $3d$ orbitalinin tam dolu olması nedeniyle atomun en kararlı halidir. Bu durum, Aufbau kuralından bir istisna olsa da, atomun temel halini temsil eder çünkü bu dizilim atomun en düşük enerji seviyesidir. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, doğru ifadenin C seçeneğinde yer aldığı görülmektedir.
Cevap C seçeneğidir.
