Atom numarası 26 olan demir (Fe) elementinin elektron dağılımı yapılırken aşağıdaki kurallardan hangisine uyulması gerekir?
A) Hund kuralı - orbitallerin önce tek tek doldurulması
B) Pauli ilkesi - aynı orbitaldeki elektronların zıt spinli olması
C) Aufbau ilkesi - orbitallerin enerjilerine göre doldurulması
D) Heisenberg belirsizlik ilkesi - elektronun konumunun belirsizliği
Demir (Fe) elementinin atom numarası 26'dır. Bu, demir atomunda 26 adet proton ve temel halde 26 adet elektron bulunduğu anlamına gelir. Elektron dağılımını doğru bir şekilde yapabilmek için bazı kurallara uymamız gerekir. Şimdi bu kuralları ve sorudaki seçenekleri inceleyelim:
- A) Hund Kuralı: Bu kural, eş enerjili orbitallerin (örneğin, p orbitalleri veya d orbitalleri) elektronlarla doldurulurken, önce her bir orbitale birer elektronun aynı spinle (paralel spin) yerleşmesini, sonra da ikinci elektronların zıt spinle yerleşmesini söyler. Hund kuralı, maksimum spin çokluğuna ulaşmayı hedefler. Bu kural, orbitallerin tek tek doldurulması gerektiğini belirtir.
- B) Pauli İlkesi: Bu ilke, bir atomda aynı orbitalde bulunan iki elektronun aynı dört kuantum sayısına sahip olamayacağını ifade eder. Yani, aynı orbitalde en fazla iki elektron bulunabilir ve bu elektronların spinleri zıt olmalıdır (+1/2 ve -1/2). Bu ilke, aynı orbitaldeki elektronların zıt spinli olmasını vurgular.
- C) Aufbau İlkesi (Yapılanma İlkesi): Bu ilke, elektronların atomdaki orbitallere yerleşirken, en düşük enerjili orbitalden başlayarak daha yüksek enerjili orbitallere doğru yerleştiğini belirtir. Yani, orbitallerin enerjilerine göre doldurulması gerektiğini söyler. Elektron dağılımında 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d... şeklinde bir sıralama izlenir.
- D) Heisenberg Belirsizlik İlkesi: Bu ilke, bir elektronun konumunu ve momentumunu (hızını) aynı anda kesin olarak belirlemenin mümkün olmadığını ifade eder. Yani, elektronun konumunun belirsizliği ile ilgilidir.
Demir elementinin elektron dağılımını yaparken, elektronların hangi sırayla hangi orbitallere yerleşeceğini belirlemek için Aufbau ilkesine ihtiyacımız vardır. Aufbau ilkesi, orbitallerin enerji seviyelerine göre doldurulmasını sağlar. Demir için elektron dağılımı şu şekildedir: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6$. Bu dağılımda, elektronlar en düşük enerjili orbitallerden başlayarak yerleşmiştir.
Bu nedenle, doğru cevap C seçeneğidir.
