Madelung kuralı nedir Test 1

Madelung kuralına göre orbitallerin dolum sırası aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

A) 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 3d → 4s
B) 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d
C) 1s → 2s → 2p → 3s → 3d → 3p → 4s
D) 1s → 2s → 2p → 3d → 3s → 3p → 4s

Madelung kuralı (veya $n+l$ kuralı), çok elektronlu atomlarda orbitallerin elektronlarla dolum sırasını belirleyen önemli bir ilkedir. Bu kurala göre, elektronlar öncelikle daha düşük enerjiye sahip orbitallere yerleşirler. Bir orbitalin enerjisi ise genellikle $n+l$ değerinin toplamına bağlıdır.

• Madelung Kuralı Nedir?
  • Elektronlar, $n+l$ değeri en düşük olan orbitale önce yerleşir.
  • Eğer iki veya daha fazla orbitalin $n+l$ değeri eşitse, bu durumda ana kuantum sayısı ($n$) daha küçük olan orbital önce dolar.
• Kuantum Sayıları:
  • Ana Kuantum Sayısı ($n$): Orbitalin enerji seviyesini ve büyüklüğünü belirtir. Değeri 1, 2, 3... gibi tam sayılardır.
  • Açısal Momentum Kuantum Sayısı ($l$): Orbitalin şeklini belirtir. $l$ değeri orbital türüne göre değişir:
    • $s$ orbitali için $l=0$
    • $p$ orbitali için $l=1$
    • $d$ orbitali için $l=2$
    • $f$ orbitali için $l=3$
• Orbitallerin $n+l$ Değerlerini Hesaplayalım:
  • 1s orbitali: $n=1$, $l=0 \Rightarrow n+l = 1+0 = 1$
  • 2s orbitali: $n=2$, $l=0 \Rightarrow n+l = 2+0 = 2$
  • 2p orbitali: $n=2$, $l=1 \Rightarrow n+l = 2+1 = 3$
  • 3s orbitali: $n=3$, $l=0 \Rightarrow n+l = 3+0 = 3$
  • 3p orbitali: $n=3$, $l=1 \Rightarrow n+l = 3+1 = 4$
  • 4s orbitali: $n=4$, $l=0 \Rightarrow n+l = 4+0 = 4$
  • 3d orbitali: $n=3$, $l=2 \Rightarrow n+l = 3+2 = 5$
• Dolum Sırasını Belirleyelim:
  • En düşük $n+l$ değeri 1 olan 1s orbitali ilk dolar. ($n+l=1$)
  • Sonra $n+l$ değeri 2 olan 2s orbitali dolar. ($n+l=2$)
  • Sırada $n+l$ değeri 3 olan orbitaller var: 2p ($n=2$) ve 3s ($n=3$). Madelung kuralına göre, $n+l$ değerleri eşit olduğunda $n$ değeri küçük olan önce dolar. Bu yüzden 2p ($n=2$) orbitali 3s ($n=3$) orbitalinden önce dolar.
  • Sonra $n+l$ değeri 4 olan orbitaller var: 3p ($n=3$) ve 4s ($n=4$). Yine $n+l$ değerleri eşit olduğundan, $n$ değeri küçük olan 3p ($n=3$) orbitali 4s ($n=4$) orbitalinden önce dolar.
  • En son olarak $n+l$ değeri 5 olan 3d orbitali dolar.
• Doğru Dolum Sırası:
  • Bu adımları takip ettiğimizde, orbitallerin dolum sırası şu şekilde olur: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d
• Seçeneklerle Karşılaştırma:
  • Bu sıralama, B seçeneğinde verilen sıralama ile aynıdır.

Cevap B seçeneğidir.