Karbon atomunun temel hal elektron konfigürasyonunda p orbitalleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Sadece 2p orbitalleri doludur
B) 2p orbitallerinde 2 elektron bulunur
C) p orbitalleri tamamen boştur
D) 1p orbitalleri de elektron içerir
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için karbon atomunun elektron dizilimini adım adım yazmamız ve p orbitallerindeki elektron sayısını belirlememiz gerekiyor.
- Adım 1: Karbon Atomunun Atom Numarasını Belirleme
- Karbon (C) elementinin atom numarası 6'dır. Bu, temel haldeki nötr bir karbon atomunun 6 elektrona sahip olduğu anlamına gelir.
- Adım 2: Elektron Dizilimini Yazma
- Elektronlar, en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırasıyla yerleşir (Aufbau Prensibi).
- Pauli Dışlama Prensibi'ne göre her orbital en fazla 2 elektron alabilir.
- Hund Kuralı'na göre ise eş enerjili orbitallere (örneğin p orbitalleri) elektronlar önce tek tek ve aynı spinle yerleşir, sonra zıt spinli ikinci elektronlar yerleşir.
- Bu kuralları uygulayarak karbonun elektron dizilimini yazalım:
- $1s^2$: 1s orbitaline 2 elektron yerleşir. Kalan elektron sayısı: $6 - 2 = 4$.
- $2s^2$: 2s orbitaline 2 elektron yerleşir. Kalan elektron sayısı: $4 - 2 = 2$.
- $2p^2$: Kalan 2 elektron, 2p orbitallerine yerleşir.
- Böylece karbon atomunun temel hal elektron dizilimi $1s^2 2s^2 2p^2$ olur.
- Adım 3: p Orbitallerini İnceleme
- Elektron dizilimine baktığımızda, p orbitalleri ile ilgili kısım $2p^2$ olarak görünmektedir.
- Bu ifade, 2p alt kabuğunda toplam 2 elektron bulunduğunu gösterir.
- Unutmayalım ki, p orbitalleri $n=2$ (yani 2p) ile başlar. $n=1$ için sadece s orbitali (1s) bulunur, 1p orbitali diye bir şey yoktur.
- Adım 4: Seçenekleri Değerlendirme
- Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Sadece 2p orbitalleri doludur: Yanlış. 2p orbitalleri tamamen dolu olsaydı $2p^6$ şeklinde olurdu. Karbonun 2p orbitallerinde sadece 2 elektron vardır.
- B) 2p orbitallerinde 2 elektron bulunur: Doğru. Elektron dizilimi $2p^2$ bunu açıkça göstermektedir.
- C) p orbitalleri tamamen boştur: Yanlış. 2p orbitallerinde 2 elektron bulunmaktadır.
- D) 1p orbitalleri de elektron içerir: Yanlış. 1p orbitalleri diye bir orbital türü yoktur. p orbitalleri en düşük $n=2$ enerji seviyesinde (2p) başlar.
Bu adımları takip ettiğimizde, karbon atomunun temel hal elektron konfigürasyonunda 2p orbitallerinde 2 elektron bulunduğunu açıkça görmekteyiz.
Cevap B seçeneğidir.
