9. sınıf kimya 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo test 1

Bir atomda $n=3$ ve $l=1$ kuantum sayılarına sahip orbitaller için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Bu orbitaller $3s$ orbitalleridir.
B) Bu orbitaller $3d$ orbitalleridir.
C) Bu orbitaller $3p$ orbitalleridir ve 3 tanedir.
D) Bu orbitaller $3f$ orbitalleridir.
E) Bu orbitallerde en fazla 2 elektron bulunabilir.

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir atomdaki orbitallerin kuantum sayıları ile nasıl ilişkilendirildiğini anlamamız gerekiyor. Kuantum sayıları, bir elektronun atom içindeki konumunu ve enerjisini tanımlayan sayılardır. Bize verilen kuantum sayıları $n=3$ ve $l=1$. Şimdi bu bilgileri kullanarak doğru seçeneği bulalım:

• 1. Ana Kuantum Sayısı ($n$) Nedir?

  Ana kuantum sayısı ($n$), elektronun bulunduğu temel enerji seviyesini (kabuğu) belirtir. $n$ değeri arttıkça, elektronun enerji seviyesi ve çekirdekten ortalama uzaklığı artar. $n$ değerleri $1, 2, 3, \dots$ şeklinde olabilir. Soruda bize $n=3$ olarak verilmiş, bu da elektronun 3. enerji seviyesinde olduğunu gösterir.

• 2. Açısal Momentum (İkincil) Kuantum Sayısı ($l$) Nedir?

  Açısal momentum kuantum sayısı ($l$), orbitalin şeklini ve alt enerji seviyesini (alt kabuğu) belirtir. $l$ değerleri $0$'dan $n-1$'e kadar değişebilir. Her $l$ değeri belirli bir alt kabuk türünü temsil eder:

  • $l=0$ ise $s$ alt kabuğu (küresel şekil)
  • $l=1$ ise $p$ alt kabuğu (dumbbell şekli)
  • $l=2$ ise $d$ alt kabuğu (daha karmaşık şekiller)
  • $l=3$ ise $f$ alt kabuğu (daha da karmaşık şekiller)

  Soruda bize $l=1$ olarak verilmiş. Bu durumda, orbitalin $p$ alt kabuğuna ait olduğunu anlıyoruz.

• 3. Orbitalin Adını Belirleme:

  $n=3$ ve $l=1$ bilgilerini birleştirdiğimizde, bu orbitallerin $3p$ orbitalleri olduğunu buluruz.

• 4. Manyetik Kuantum Sayısı ($m_l$) ve Orbital Sayısı:

  Manyetik kuantum sayısı ($m_l$), orbitalin uzaydaki yönelimini belirtir. $m_l$ değerleri $-l$'den $+l$'ye kadar, $0$ dahil olmak üzere tam sayılar olabilir. Belirli bir $l$ değeri için, toplam $2l+1$ adet orbital bulunur.

  Bizim durumumuzda $l=1$ olduğu için, $m_l$ değerleri $-1, 0, +1$ olabilir. Bu da $2(1)+1 = 3$ farklı $m_l$ değeri olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla, $3p$ alt kabuğunda 3 adet $3p$ orbitali bulunur (genellikle $3p_x, 3p_y, 3p_z$ olarak adlandırılırlar).

• 5. Seçenekleri Değerlendirme:
  • A) Bu orbitaller $3s$ orbitalleridir. Yanlış. $s$ orbitalleri için $l=0$ olmalıdır.
  • B) Bu orbitaller $3d$ orbitalleridir. Yanlış. $d$ orbitalleri için $l=2$ olmalıdır.
  • C) Bu orbitaller $3p$ orbitalleridir ve 3 tanedir. Doğru. $n=3$ ve $l=1$ bize $3p$ orbitallerini verir. $l=1$ olduğu için $2l+1 = 2(1)+1 = 3$ adet orbital bulunur.
  • D) Bu orbitaller $3f$ orbitalleridir. Yanlış. $f$ orbitalleri için $l=3$ olmalıdır.
  • E) Bu orbitallerde en fazla 2 elektron bulunabilir. Bu ifade, *bir* orbitalin taşıyabileceği maksimum elektron sayısını belirtir (Pauli İlkesi). Ancak soruda "bu orbitaller" (çoğul) denilerek $3p$ alt kabuğundaki tüm orbitaller kastedilmektedir. $3p$ alt kabuğunda 3 adet orbital olduğu için, bu alt kabukta toplamda $3 \times 2 = 6$ elektron bulunabilir. Seçenek C, orbitallerin türünü ve sayısını daha doğru ve eksiksiz bir şekilde tanımlamaktadır.

Yukarıdaki adımları takip ettiğimizde, $n=3$ ve $l=1$ kuantum sayılarına sahip orbitallerin $3p$ orbitalleri olduğunu ve bu alt kabukta 3 adet orbital bulunduğunu açıkça görmekteyiz.

Cevap C seçeneğidir.