Atom numarası 19 olan potasyum ($K$) elementi ile atom numarası 8 olan oksijen ($O$) elementi arasında oluşacak kararlı iyonik bileşiğin formülü ve bu bileşikteki iyonların yükleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
A) $KO$, $K^+$, $O^-$
B) $K_2O$, $K^+$, $O^{2-}$
C) $KO_2$, $K^{2+}$, $O^-$
D) $K_2O_3$, $K^{3+}$, $O^{2-}$
E) $KO$, $K^{2+}$, $O^{2-}$
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, atom numaraları verilen iki elementin oluşturacağı kararlı iyonik bileşiğin formülünü ve bu bileşikteki iyonların yüklerini bulmamız isteniyor. İyonik bileşikler, atomların elektron alışverişi yaparak kararlı hale gelmesiyle oluşur. Hadi adım adım inceleyelim:
- 1. Potasyum ($K$) Elementini İnceleyelim:
- Potasyumun atom numarası $19$'dur. Bu, nötr bir potasyum atomunun $19$ protonu ve $19$ elektronu olduğu anlamına gelir.
- Elektron dizilimi: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$.
- Son katmanında ($4s$ orbitalinde) $1$ elektronu vardır. Atomlar genellikle son katmanlarını $8$ elektrona tamamlayarak (oktet kuralı) veya $2$ elektrona tamamlayarak (dublet kuralı) kararlı hale gelmek isterler.
- Potasyum, bu $1$ elektronu vererek bir önceki katmanını ($3s^2 3p^6$) $8$ elektrona tamamlar ve soy gaz olan Argon'un ($Ar$) elektron dizilimine benzer bir yapıya ulaşır.
- $1$ elektron veren potasyum atomu, $1$ pozitif yüklü iyon haline gelir: $K^+$.
- 2. Oksijen ($O$) Elementini İnceleyelim:
- Oksijenin atom numarası $8$'dir. Bu, nötr bir oksijen atomunun $8$ protonu ve $8$ elektronu olduğu anlamına gelir.
- Elektron dizilimi: $1s^2 2s^2 2p^4$.
- Son katmanında ($2s^2 2p^4$) toplam $2+4=6$ elektronu vardır.
- Oksijen, son katmanını $8$ elektrona tamamlamak için $2$ elektrona ihtiyaç duyar. Bu $2$ elektronu alarak soy gaz olan Neon'un ($Ne$) elektron dizilimine benzer bir yapıya ulaşır.
- $2$ elektron alan oksijen atomu, $2$ negatif yüklü iyon haline gelir: $O^{2-}$.
- 3. Kararlı İyonik Bileşiğin Formülünü Belirleyelim:
- Potasyum iyonu $K^+$ (yükü $+1$) ve oksijen iyonu $O^{2-}$ (yükü $-2$) şeklindedir.
- İyonik bileşikler elektriksel olarak nötrdür, yani toplam pozitif yük ile toplam negatif yük birbirine eşit olmalıdır.
- Bu dengeyi sağlamak için, her bir $O^{2-}$ iyonu için iki tane $K^+$ iyonuna ihtiyacımız vardır.
- Yani, $2 \times (+1)$ yük ($K^+$ iyonlarından) ve $1 \times (-2)$ yük ($O^{2-}$ iyonundan) toplamda $0$ yükü verir.
- Buna göre, bileşiğin formülü $K_2O$ olur.
- 4. Seçenekleri Kontrol Edelim:
- Bulduğumuz iyonlar $K^+$ ve $O^{2-}$ ve bileşik formülü $K_2O$'dur.
- Seçeneklere baktığımızda, B seçeneği bu bulgularla tamamen uyuşmaktadır: $K_2O$, $K^+$, $O^{2-}$.
Cevap B seçeneğidir.
