Bir hidrojen atomunda elektron n=2 yörüngesinden n=4 yörüngesine geçerken aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
A) Atom enerji yayar.
B) Elektronun toplam enerjisi azalır.
C) Elektronun kinetik enerjisi artar.
D) Elektron çekirdeğe yaklaşır.
Bir hidrojen atomunda elektronun $n=2$ yörüngesinden $n=4$ yörüngesine geçişini adım adım inceleyelim:
- Elektronun $n=2$ yörüngesinden $n=4$ yörüngesine geçmesi, daha düşük bir enerji seviyesinden daha yüksek bir enerji seviyesine geçiş anlamına gelir. Bu olaya uyarılma denir.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
A) Atom enerji yayar.
- Elektron daha düşük bir enerji seviyesinden ($n=2$) daha yüksek bir enerji seviyesine ($n=4$) geçerken, dışarıdan enerji alması (absorbe etmesi) gerekir. Enerji yayma (emisyon) olayı, elektronun yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine düşmesi durumunda gerçekleşir.
- Bu nedenle, A seçeneği yanlıştır.
B) Elektronun toplam enerjisi azalır.
- Bohr atom modeline göre, bir hidrojen atomundaki elektronun $n$ yörüngesindeki toplam enerjisi $E_n = - rac{13.6}{n^2}$ eV formülü ile verilir.
- $n=2$ için $E_2 = - rac{13.6}{2^2} = - rac{13.6}{4} = -3.4$ eV'dir.
- $n=4$ için $E_4 = - rac{13.6}{4^2} = - rac{13.6}{16} = -0.85$ eV'dir.
- Elektron $n=2$'den $n=4$'e geçerken, toplam enerjisi $-3.4$ eV'den $-0.85$ eV'ye yükselir (daha az negatif olur). Yani toplam enerjisi artar.
- Bu nedenle, B seçeneği yanlıştır.
C) Elektronun kinetik enerjisi artar.
- Bohr atom modeline göre, bir elektronun $n$ yörüngesindeki kinetik enerjisi $K_n = rac{13.6}{n^2}$ formülü ile verilir.
- Elektron $n=2$ yörüngesinden $n=4$ yörüngesine geçerken, yörünge numarası ($n$) artar.
- Bu durumda, kinetik enerji de artar. Bu nedenle bu ifade doğrudur.
D) Elektron çekirdeğe yaklaşır.
- Bohr atom modeline göre, bir elektronun $n$ yörüngesindeki yörünge yarıçapı $r_n = n^2 a_0$ formülü ile verilir (burada $a_0$ Bohr yarıçapıdır).
- Elektron $n=2$ yörüngesinden $n=4$ yörüngesine geçerken, yörünge numarası ($n$) arttığı için yörünge yarıçapı da artar. Yani elektron çekirdekten uzaklaşır.
- Bu nedenle, D seçeneği yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.
