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

Bir atomda elektronların orbitallere yerleşimi ile ilgili aşağıdaki kurallardan hangisi yanlıştır?

A) Aufbau ilkesine göre elektronlar en düşük enerjili orbitalden başlayarak yerleşir.
B) Pauli dışlama ilkesine göre bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu elektronların spin kuantum sayıları zıt olmalıdır.
C) Hund kuralına göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce birer birer ve aynı spinle yerleşir, sonra zıt spinli elektronlar eklenir.
D) Bir atomda her elektronun dört kuantum sayısı da aynı olamaz.
E) Elektronlar, çekirdeğe en yakın olan $p$ orbitallerine yerleşmeye başlar.

Merhaba sevgili öğrenciler!

Atomlardaki elektronların orbitallere yerleşimi, kimyanın temel konularından biridir ve belirli kurallara tabidir. Bu kurallar, atomların elektronik yapılarını ve dolayısıyla kimyasal davranışlarını anlamamızı sağlar. Şimdi, soruda verilen seçenekleri tek tek inceleyerek hangi ifadenin yanlış olduğunu bulalım.

• A) Aufbau ilkesine göre elektronlar en düşük enerjili orbitalden başlayarak yerleşir.

  Bu ifade doğrudur. Aufbau ilkesi (Almanca "inşa etmek" anlamına gelir), elektronların bir atomda en kararlı hali alabilmek için önce en düşük enerjili orbitalleri doldurması gerektiğini belirtir. Örneğin, $1s$ orbitali, $2s$ veya $2p$ orbitallerinden daha düşük enerjilidir ve bu nedenle önce $1s$ orbitali dolar.

• B) Pauli dışlama ilkesine göre bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu elektronların spin kuantum sayıları zıt olmalıdır.

  Bu ifade doğrudur. Pauli dışlama ilkesi, bir atomdaki hiçbir iki elektronun dört kuantum sayısının (baş kuantum sayısı $n$, açısal momentum kuantum sayısı $l$, manyetik kuantum sayısı $m_l$ ve spin kuantum sayısı $m_s$) da aynı olamayacağını belirtir. Bunun bir sonucu olarak, bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu iki elektronun spin kuantum sayıları birbirine zıt olmalıdır (biri $+rac{1}{2}$, diğeri $-rac{1}{2}$).

• C) Hund kuralına göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce birer birer ve aynı spinle yerleşir, sonra zıt spinli elektronlar eklenir.

  Bu ifade doğrudur. Hund kuralı, eş enerjili (dejenere) orbitallerin (örneğin, $2p$ orbitallerindeki üç orbital veya $3d$ orbitallerindeki beş orbital) elektronlarla nasıl doldurulduğunu açıklar. Elektronlar, bu eş enerjili orbitallere önce her birine birer birer ve aynı spinle yerleşirler. Tüm eş enerjili orbitallerde birer elektron bulunduktan sonra, kalan elektronlar zıt spinle ilk dolan orbitallere eklenir. Bu, elektronlar arasındaki itmeyi en aza indirerek atomun daha kararlı olmasını sağlar.

• D) Bir atomda her elektronun dört kuantum sayısı da aynı olamaz.

  Bu ifade doğrudur. Bu, Pauli dışlama ilkesinin temel tanımıdır. Her elektronun kendine özgü bir "kuantum adresi" vardır ve bu adres dört kuantum sayısı ile belirlenir. Hiçbir iki elektronun bu dört sayının tamamı aynı olamaz.

• E) Elektronlar, çekirdeğe en yakın olan $p$ orbitallerine yerleşmeye başlar.

  Bu ifade yanlıştır. Elektronlar, çekirdeğe en yakın ve en düşük enerjili olan $1s$ orbitaline yerleşmeye başlar. $p$ orbitalleri ise ikinci enerji seviyesinden ($2p$) itibaren başlar. Dolayısıyla, $1s$ orbitali, herhangi bir $p$ orbitalinden hem çekirdeğe daha yakın hem de daha düşük enerjilidir. Bu nedenle, elektronlar $p$ orbitallerine yerleşmeye başlamaz; önce $s$ orbitalleri dolar.

Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere, E seçeneğindeki ifade hatalıdır.

Cevap E seçeneğidir.