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

Aşağıdaki elektron dizilimlerinden hangisi Hund Kuralı'na aykırıdır?

A) $1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$
B) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^1$
C) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^2 2p_z^2$
D) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^0 2p_z^0$
E) $1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^0$

Bu soruda, elektronların atom orbitallerine yerleşimini düzenleyen temel kurallardan biri olan Hund Kuralı'nı anlamamız gerekiyor. Hund Kuralı, eş enerjili (dejenere) orbitallerin elektronlarla nasıl doldurulacağını açıklar.

• Hund Kuralı (Maksimum Çokluk Kuralı): Eş enerjili (aynı alt kabukta bulunan $p$, $d$ veya $f$ gibi) orbitallere elektronlar yerleştirilirken, her bir orbital önce tek tek ve aynı spinle (paralel spinlerle) doldurulur. Orbitallerin her biri tek elektronla dolduktan sonra, kalan elektronlar zıt spinle eşleşerek orbitallere yerleşir. Bu kural, atomun en kararlı (en düşük enerjili) halini elde etmesini sağlar.

Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim ve Hund Kuralı'na uyup uymadıklarını değerlendirelim:

• A) $1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$

  Bu dizilimde $2p$ alt kabuğunda toplam 3 elektron bulunmaktadır. Hund Kuralı'na göre, bu 3 elektron $2p_x$, $2p_y$ ve $2p_z$ orbitallerine tek tek ve paralel spinlerle yerleşmelidir. Bu dizilim kurala uygundur.

• B) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^1$

  Bu dizilimde $2p$ alt kabuğunda toplam 3 elektron bulunmaktadır. Hund Kuralı'na göre, bu 3 elektronun $2p_x^1 2p_y^1 2p_z^1$ şeklinde yerleşmesi gerekirdi. Ancak bu seçenekte $2p_x$ orbitali iki elektronla doluyken, $2p_z$ orbitali boştur. Bu durum, elektronların eşleşmeden önce tüm eş enerjili orbitallere tek tek yerleşmesi kuralına aykırıdır. Dolayısıyla bu dizilim Hund Kuralı'nı ihlal eder.

• C) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^2 2p_z^2$

  Bu dizilimde $2p$ alt kabuğunda toplam 6 elektron bulunmaktadır. Tüm $2p$ orbitalleri tam olarak dolmuştur. Bu durum, Hund Kuralı'nın gerektirdiği gibi önce tek tek dolum ve ardından eşleşme süreçlerinin tamamlandığını gösterir. Bu dizilim kurala uygundur.

• D) $1s^2 2s^2 2p_x^2 2p_y^0 2p_z^0$

  Bu dizilimde $2p$ alt kabuğunda toplam 2 elektron bulunmaktadır. Hund Kuralı'na göre, bu 2 elektronun $2p_x^1 2p_y^1 2p_z^0$ şeklinde, yani farklı eş enerjili orbitallere tek tek yerleşmesi gerekirdi. Ancak bu seçenekte, ikinci elektron $2p_y$ orbitaline yerleşmek yerine $2p_x$ orbitalindeki ilk elektronla eşleşmiştir. Bu durumda $2p_x$ orbitali iki elektronla doluyken, $2p_y$ ve $2p_z$ orbitalleri boştur. Bu, elektronların eşleşmeden önce tüm eş enerjili orbitallere tek tek yerleşmesi kuralının açık bir ihlalidir.

• E) $1s^2 2s^2 2p_x^1 2p_y^1 2p_z^0$

  Bu dizilimde $2p$ alt kabuğunda toplam 2 elektron bulunmaktadır. Hund Kuralı'na göre, bu 2 elektron $2p_x$ ve $2p_y$ orbitallerine tek tek ve paralel spinlerle yerleşmelidir. Bu dizilim kurala uygundur.

Yukarıdaki incelemeler sonucunda, B ve D seçeneklerinin Hund Kuralı'nı ihlal ettiği görülmektedir. Ancak, çoktan seçmeli sorularda genellikle en bariz veya en temel ihlal sorulur. D seçeneği, $2p$ alt kabuğunda sadece 2 elektron varken, elektronların eşleşmeden önce farklı orbitallere yerleşme kuralının doğrudan ve basit bir ihlalini göstermektedir.

Cevap D seçeneğidir.