d orbitallerinin sayısı ve her birinin alabileceği maksimum elektron sayısı aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
A) 3 orbital, 6 elektronMerhaba sevgili öğrenciler,
Atomların yapısını ve elektronların atom içindeki yerleşimini anlamak, kimyanın temel konularından biridir. Bu soruda d orbitallerinin sayısı ve bu orbitallerin alabileceği maksimum elektron sayısı hakkında bilgi isteniyor. Gelin bu konuyu adım adım inceleyelim:
Orbitaller, bir atomda elektronların bulunma olasılığının en yüksek olduğu bölgelerdir. Her orbital, belirli bir enerji seviyesine ve şekle sahiptir. Orbitaller, baş kuantum sayısı ($n$), açısal momentum kuantum sayısı ($l$) ve manyetik kuantum sayısı ($m_l$) ile tanımlanır.
Açısal momentum kuantum sayısı ($l$), orbitalin türünü ve şeklini belirler:
Sorumuz d orbitalleri ile ilgili olduğu için, $l=2$ değerine odaklanmalıyız.
Manyetik kuantum sayısı ($m_l$), orbitalin uzaydaki yönelimini belirtir ve $-l$ ile $+l$ arasındaki tam sayı değerlerini alabilir. d orbitalleri için $l=2$ olduğundan, $m_l$ değerleri şunlar olacaktır:
Gördüğümüz gibi, d orbitalleri için 5 farklı $m_l$ değeri vardır. Bu da bize 5 farklı d orbitali olduğunu gösterir (örneğin $d_{xy}, d_{yz}, d_{xz}, d_{x^2-y^2}, d_{z^2}$).
Pauli Dışlama İlkesi'ne göre, bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu iki elektronun spinleri zıt olmalıdır (biri yukarı spinli, diğeri aşağı spinli). Bu kural, orbitalin türünden bağımsız olarak tüm orbitaller için geçerlidir.
Yani, her bir d orbitali maksimum 2 elektron alabilir.
Elimizde 5 adet d orbitali var ve her biri maksimum 2 elektron alabiliyor. O zaman toplam elektron sayısı:
$5 \text{ orbital} \times 2 \text{ elektron/orbital} = 10 \text{ elektron}$
Buna göre, d orbitallerinin sayısı 5 ve alabileceği maksimum elektron sayısı 10'dur.
Bu bilgiler ışığında seçenekleri incelediğimizde, doğru cevabın B seçeneği olduğunu görürüz.
Cevap B seçeneğidir.
