Modern atom modeli nedir Test 1

Bir atomda 3d ve 4s orbitallerinin enerji seviyeleri karşılaştırıldığında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) 3d orbitalinin enerjisi 4s orbitalinden daha düşüktür
B) 4s orbitali 3d orbitalinden daha önce dolar
C) İki orbitalin enerjisi eşittir
D) 3d orbitali tamamen dolmadan 4s orbitaline elektron giremez

Bir atomda elektronların orbitallere yerleşme sırası ve enerji seviyeleri, atomun elektronik yapısını anlamak için temel bir konudur. Bu soruyu çözmek için, orbitallerin enerji seviyelerini belirleyen kuralları hatırlamamız gerekiyor.

• Orbitallerin Enerji Seviyeleri: Elektronlar, bir atomda en düşük enerjili orbitallere yerleşme eğilimindedir. Bu ilkeye "Aufbau Prensibi" denir. Orbitallerin enerji seviyeleri genellikle $n$ (baş kuantum sayısı) ve $l$ (açısal momentum kuantum sayısı) değerlerine bağlı olan $(n+l)$ kuralı ile belirlenir.
• $(n+l)$ Kuralı: Bir orbitalin $(n+l)$ değeri ne kadar düşükse, enerjisi o kadar düşüktür ve elektronlar o orbitale daha önce yerleşir. Eğer iki orbitalin $(n+l)$ değeri eşitse, $n$ değeri daha küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür.
• 3d Orbitali İçin:
  • Baş kuantum sayısı ($n$) = 3
  • Açısal momentum kuantum sayısı ($l$) = 2 (d orbitali için $l=2$)
  • $(n+l)$ değeri = $3+2 = 5$
• 4s Orbitali İçin:
  • Baş kuantum sayısı ($n$) = 4
  • Açısal momentum kuantum sayısı ($l$) = 0 (s orbitali için $l=0$)
  • $(n+l)$ değeri = $4+0 = 4$
• Enerji Karşılaştırması:
  • 4s orbitalinin $(n+l)$ değeri 4'tür.
  • 3d orbitalinin $(n+l)$ değeri 5'tir.

  Gördüğümüz gibi, 4s orbitalinin $(n+l)$ değeri (4), 3d orbitalinin $(n+l)$ değerinden (5) daha düşüktür. Bu da 4s orbitalinin enerjisinin 3d orbitalinin enerjisinden daha düşük olduğu anlamına gelir.

• Elektron Yerleşme Sırası: Elektronlar düşük enerjili orbitallere önce yerleştiği için, 4s orbitali 3d orbitalinden daha önce dolar.
• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) 3d orbitalinin enerjisi 4s orbitalinden daha düşüktür: Yanlış. 4s orbitalinin enerjisi daha düşüktür.
  • B) 4s orbitali 3d orbitalinden daha önce dolar: Doğru. Düşük enerjili 4s orbitali, yüksek enerjili 3d orbitalinden önce elektronlarla dolar.
  • C) İki orbitalin enerjisi eşittir: Yanlış. $(n+l)$ değerleri farklı olduğu için enerjileri eşit değildir.
  • D) 3d orbitali tamamen dolmadan 4s orbitaline elektron giremez: Yanlış. Tam tersine, 4s orbitali dolduktan sonra 3d orbitali dolmaya başlar.

Cevap B seçeneğidir.