Modern atom teorisi AYT Test 2

Kuantum sayıları n=3, l=1, m_l=-1 olan bir orbital ile ilgili;

I. 3p orbitalidir
II. Manyetik kuantum sayısı -1'dir
III. 6 elektron alabilir
ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız I
B) I ve II
C) II ve III
D) I, II ve III

Merhaba sevgili öğrenciler! Kuantum sayıları, atomlardaki elektronların "adresini" belirlememize yardımcı olan çok önemli kavramlardır. Şimdi bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevabı bulalım.

Bize verilen kuantum sayıları şunlardır:

• Baş kuantum sayısı ($n$): Elektronun ana enerji seviyesini veya kabuğunu belirtir. Değerleri $1, 2, 3, ...$ olabilir. Bize verilen $n=3$, elektronun 3. enerji seviyesinde olduğunu gösterir.
• Açısal momentum (ikincil) kuantum sayısı ($l$): Orbitalin şeklini ve alt enerji seviyesini (alt kabuk) belirtir. Değerleri $0$ ile $n-1$ arasında değişir. Bize verilen $l=1$.
• Manyetik kuantum sayısı ($m_l$): Orbitalin uzaydaki yönelimini belirtir. Değerleri $-l$ ile $+l$ arasında, sıfır dahil olmak üzere değişir. Bize verilen $m_l=-1$.

Şimdi ifadeleri tek tek değerlendirelim:

• I. ifade: 3p orbitalidir

  Baş kuantum sayısı $n=3$ olduğu için, bu orbital 3. enerji seviyesindedir.

  Açısal momentum kuantum sayısı $l$ değeri orbitalin türünü belirler: $l=0$ ise s orbitali, $l=1$ ise p orbitali, $l=2$ ise d orbitali, $l=3$ ise f orbitalidir.

  Bize verilen $l=1$ olduğu için, bu bir p orbitalidir. Dolayısıyla, $n=3$ ve $l=1$ birleşimi 3p orbitalini ifade eder.

  Bu ifade DOĞRUDUR.

• II. ifade: Manyetik kuantum sayısı -1'dir

  Soruda bize doğrudan manyetik kuantum sayısı $m_l=-1$ olarak verilmiştir.

  $l=1$ için olası $m_l$ değerleri $-1, 0, +1$'dir. Verilen $m_l=-1$ bu olası değerlerden biridir ve orbitalin belirli bir uzaysal yönelimini tanımlar.

  Bu ifade DOĞRUDUR.

• III. ifade: 6 elektron alabilir

  Kuantum sayıları $n=3, l=1, m_l=-1$ ile tanımlanan şey tek bir spesifik orbitaldir.

  Pauli Dışlama İlkesi'ne göre, her bir orbital en fazla 2 elektron alabilir (zıt spinli olmak koşuluyla).

  Eğer 3p alt kabuğu deseydi (yani $l=1$ olan tüm orbitaller), o zaman 3 adet p orbitali ($m_l=-1, 0, +1$) olduğu için $3 \times 2 = 6$ elektron alabilirdi. Ancak soru, belirli kuantum sayılarıyla tanımlanmış bir orbitalden bahsetmektedir.

  Bu nedenle, bu spesifik orbital en fazla 2 elektron alabilir.

  Bu ifade YANLIŞTIR.

Yukarıdaki analizlere göre, I ve II. ifadeler doğrudur.

Cevap B seçeneğidir.