Merhaba sevgili öğrenciler,
Bir element atomunun elektron dizilimini yaparken, elektronların hangi sırayla orbitallere yerleştiğini anlamak, atomun kimyasal davranışlarını kavramak için çok önemlidir. Bu soruyu çözmek için "Aufbau Prensibi" ve "n+l kuralı" dediğimiz iki temel ilkeyi kullanacağız.
- 1. Aufbau Prensibi (Oluşum Prensibi): Bu prensibe göre, elektronlar bir atomda en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırasıyla daha yüksek enerjili orbitallere yerleşirler. Yani, bir orbital dolmadan bir sonraki yüksek enerjili orbitale geçilmez.
- 2. n+l Kuralı (Madelung Kuralı): Orbitallerin enerji sıralamasını belirlemek için kullanılan pratik bir kuraldır. Bu kurala göre, bir orbitalin enerjisi, baş kuantum sayısı (n) ile açısal momentum kuantum sayısının (l) toplamı ($n+l$) ile doğru orantılıdır.
- Daha küçük $n+l$ değerine sahip orbitalin enerjisi daha düşüktür ve önce dolar.
- Eğer iki orbitalin $n+l$ değeri eşitse, baş kuantum sayısı (n) daha küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür ve önce dolar.
- 3. Açısal Momentum Kuantum Sayısı (l) Değerleri:
- s orbitalleri için $l=0$
- p orbitalleri için $l=1$
- d orbitalleri için $l=2$
- f orbitalleri için $l=3$
- 4. Orbitallerin Enerji Sıralamasını Belirleme: Şimdi bu kuralları kullanarak 4p orbitalinden sonra hangi orbitalin dolacağını bulalım. Öncelikle 4p orbitalinin $n+l$ değerini hesaplayalım:
- 4p orbitali: $n=4$, $l=1$ (p orbitali olduğu için). O halde $n+l = 4+1 = 5$.
- 5. Seçeneklerdeki Orbitallerin $n+l$ Değerlerini Hesaplama:
- A) 4d orbitali: $n=4$, $l=2$ (d orbitali olduğu için). O halde $n+l = 4+2 = 6$.
- B) 5s orbitali: $n=5$, $l=0$ (s orbitali olduğu için). O halde $n+l = 5+0 = 5$.
- C) 5p orbitali: $n=5$, $l=1$ (p orbitali olduğu için). O halde $n+l = 5+1 = 6$.
- D) 4f orbitali: $n=4$, $l=3$ (f orbitali olduğu için). O halde $n+l = 4+3 = 7$.
- 6. Karşılaştırma ve Sonuç:
- 4p orbitalinin $n+l$ değeri 5'tir.
- Seçeneklerdeki 5s orbitalinin $n+l$ değeri de 5'tir.
- Diğer seçeneklerin $n+l$ değerleri ise 6 veya 7'dir, yani 4p ve 5s'ten daha yüksektir.
- Hatırlayalım: Eğer $n+l$ değerleri eşitse, baş kuantum sayısı (n) daha küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür ve önce dolar.
- 4p orbitali için $n=4$, 5s orbitali için $n=5$. Yani 4p orbitalinin baş kuantum sayısı daha küçüktür, bu yüzden 4p orbitali 5s orbitalinden önce dolar.
- 4p orbitali tamamen dolduktan sonra, $n+l$ değeri aynı olan ancak baş kuantum sayısı daha büyük olan 5s orbitali dolmaya başlar.
Bu sıralama, elektron diziliminde sıkça karşılaştığımız 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s... şeklindeki genel kurala da uymaktadır.
Cevap B seçeneğidir.
