Atomik orbitallerin elektronlarla dolum sırası, genellikle Madelung kuralı veya Aufbau ilkesi olarak bilinen bir prensibe göre belirlenir. Bu kurala göre, elektronlar öncelikle daha düşük enerji seviyelerine sahip orbitallere yerleşirler. Bir orbitalin enerji seviyesi, baş kuantum sayısı ($n$) ve açısal momentum kuantum sayısı ($l$) toplamı ($n+l$) ile belirlenir. Eğer iki orbitalin $n+l$ değerleri eşitse, $n$ değeri daha küçük olan orbital önce dolar.
- Öncelikle, soruda verilen 4s orbitalinin $n+l$ değerini hesaplayalım:
- $n = 4$ (baş kuantum sayısı)
- $l = 0$ (s orbitali için açısal momentum kuantum sayısı)
- Bu durumda, 4s orbitali için $n+l = 4 + 0 = 4$ olur.
- Şimdi, seçeneklerdeki orbitallerin ve Madelung kuralına göre 4s orbitalinden sonra gelmesi muhtemel diğer orbitallerin $n+l$ değerlerini hesaplayalım:
- 3d orbitali: $n = 3$, $l = 2$ (d orbitali için). $n+l = 3 + 2 = 5$.
- 4p orbitali: $n = 4$, $l = 1$ (p orbitali için). $n+l = 4 + 1 = 5$.
- 5s orbitali: $n = 5$, $l = 0$ (s orbitali için). $n+l = 5 + 0 = 5$.
- 4d orbitali: $n = 4$, $l = 2$ (d orbitali için). $n+l = 4 + 2 = 6$.
- Atomik orbitallerin genel dolum sırası (n+l kuralına göre):
- 1s ($n+l=1$)
- 2s ($n+l=2$)
- 2p ($n+l=3$)
- 3s ($n+l=3$) - $n$ değeri daha küçük olduğu için 2p önce dolar.
- 3p ($n+l=4$)
- 4s ($n+l=4$) - $n$ değeri daha küçük olduğu için 3p önce dolar.
- 4s orbitalinden sonra gelecek orbitali bulmak için, $n+l$ değeri 4'ten büyük olan en küçük değere sahip orbitallere bakmalıyız. Bu değer 5'tir. $n+l=5$ olan orbitaller şunlardır:
- 3d ($n=3$, $l=2$)
- 4p ($n=4$, $l=1$)
- 5s ($n=5$, $l=0$)
- Bu üç orbitalin $n+l$ değerleri eşit (hepsi 5). Bu durumda, $n$ değeri en küçük olan orbital önce dolar. Bu orbitaller arasında $n$ değeri en küçük olan 3d orbitalidir ($n=3$).
- Dolayısıyla, 4s orbitalinden sonra elektron almaya başlayan orbital 3d orbitalidir.
Cevap A seçeneğidir.
