29Cu elementinin elektron dağılımında 3d orbitalinde kaç elektron bulunur?
A) 9Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için, elementlerin elektron dağılımlarını nasıl yazdığımızı ve bazı özel durumları hatırlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
Soru bize 29Cu elementini vermiş. Buradaki "29" atom numarasıdır (Z). Atom numarası, nötr bir atomdaki proton sayısını ve aynı zamanda elektron sayısını gösterir. Yani, bakır (Cu) atomunun 29 elektronu vardır.
Elektronları en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırayla yerleştiririz. Bu sıralama şöyledir:
$1s \rightarrow 2s \rightarrow 2p \rightarrow 3s \rightarrow 3p \rightarrow 4s \rightarrow 3d \rightarrow 4p \dots$
Her orbitalin alabileceği maksimum elektron sayısı:
29 elektronu bu sıraya göre yerleştirelim:
$1s^2$ (2 elektron)
$2s^2$ (2 elektron)
$2p^6$ (6 elektron)
$3s^2$ (2 elektron)
$3p^6$ (6 elektron)
Şu ana kadar toplam 2 + 2 + 6 + 2 + 6 = 18 elektron yerleştirdik. Geriye 29 - 18 = 11 elektron kaldı.
Sıradaki orbital $4s$ ve ardından $3d$.
$4s^2$ (2 elektron)
Geriye 11 - 2 = 9 elektron kaldı.
$3d^9$ (9 elektron)
Bu durumda, ilk yazdığımız elektron dağılımı $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^9$ olur.
Geçiş metallerinde, özellikle krom (Cr) ve bakır (Cu) gibi elementlerde, d orbitallerinin yarı dolu ($d^5$) veya tam dolu ($d^{10}$) olması atoma ekstra kararlılık sağlar. Bu kararlılığı sağlamak için, bir üst enerji seviyesindeki s orbitalinden bir elektron d orbitaline geçer.
Bakır için $4s^2 3d^9$ yerine, $4s$ orbitalinden bir elektron $3d$ orbitaline geçerek $3d^{10}$ tam dolu hale gelir. Bu durum atoma daha fazla kararlılık kazandırır.
Bu istisna kuralını uyguladığımızda, bakırın (Cu) elektron dağılımı şu şekilde olur:
$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^{10}$
Doğru elektron dağılımına baktığımızda, 3d orbitalinde 10 elektron bulunduğunu görüyoruz.
Cevap B seçeneğidir.
