n=2 başkuantum sayısına sahip bir atomda bulunabilecek maksimum elektron sayısı kaçtır?
A) 2Bir atomda, elektronların enerji seviyelerini ve uzaydaki dağılımlarını açıklamak için kuantum sayıları kullanılır. Başkuantum sayısı ($n$), elektronun bulunduğu ana enerji seviyesini veya kabuğunu belirtir. Soru, $n=2$ başkuantum sayısına sahip bir kabukta bulunabilecek maksimum elektron sayısını sormaktadır.
Başkuantum Sayısı ($n$): Bu sayı, elektronun ana enerji seviyesini veya kabuğunu tanımlar. Sorumuzda $n=2$ olarak verilmiştir.
Açısal Momentum (Azimutal) Kuantum Sayısı ($l$): Bu sayı, ana enerji seviyesi içindeki alt kabukları (subshell) tanımlar ve $0$'dan $n-1$'e kadar değerler alabilir. $n=2$ için $l$ değerleri şunlar olabilir:
Manyetik Kuantum Sayısı ($m_l$): Bu sayı, bir alt kabuk içindeki orbitallerin uzaydaki yönelimlerini tanımlar ve $-l$'den $+l$'ye kadar tam sayı değerleri alabilir. Her $m_l$ değeri bir orbitali temsil eder.
$l=0$ (s alt kabuğu) için:
$l=1$ (p alt kabuğu) için:
Spin Kuantum Sayısı ($m_s$): Her orbital, Pauli Dışlama İlkesi'ne göre zıt spinli (dönüşlü) en fazla iki elektron barındırabilir. Bu spinler $+1/2$ ve $-1/2$ olarak gösterilir.
Maksimum Elektron Sayısının Hesaplanması:
$l=0$ (s alt kabuğu) için: 1 orbital $\times$ 2 elektron/orbital = 2 elektron.
$l=1$ (p alt kabuğu) için: 3 orbital $\times$ 2 elektron/orbital = 6 elektron.
Toplam maksimum elektron sayısı ($n=2$ için): $2 \text{ (s alt kabuğundan)} + 6 \text{ (p alt kabuğundan)} = 8$ elektron.
Genel Formül: Bir ana enerji seviyesinde ($n$ başkuantum sayısı) bulunabilecek maksimum elektron sayısı için genel bir formül de vardır: $2n^2$.
Bu formülü kullanarak $n=2$ için hesaplama yaparsak: $2 \times (2)^2 = 2 \times 4 = 8$ elektron bulunur.
Her iki yöntem de $n=2$ başkuantum sayısına sahip bir atomda bulunabilecek maksimum elektron sayısının 8 olduğunu göstermektedir.
Cevap C seçeneğidir.