Modern atom teorisi (Bulut modeli, Orbital) Test 1

Bir elementin atom numarası 9'dur. Buna göre bu elementin temel hal elektron dağılımında kaç tane tam dolu orbital bulunur?

A) 3
B) 4
C) 5
D) 6

Bir elementin temel hal elektron dağılımında kaç tane tam dolu orbital bulunduğunu bulmak için aşağıdaki adımları takip edelim:

• Adım 1: Elektron Sayısını Belirleme

  Bir elementin atom numarası (Z), çekirdeğindeki proton sayısını gösterir. Nötr bir atomda, proton sayısı elektron sayısına eşittir. Soruda atom numarası 9 olarak verildiğine göre, bu elementin 9 elektronu vardır.

• Adım 2: Temel Hal Elektron Dağılımını Yazma

  Elektronlar, en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırasıyla yerleşir (Aufbau Prensibi). Her orbital en fazla 2 elektron alabilir (Pauli Dışlama Prensibi). Aynı enerji seviyesindeki (eş enerjili) orbitallere elektronlar önce tek tek, aynı spinle yerleşir, sonra eşleşir (Hund Kuralı).

  9 elektronun dağılımı şu şekildedir:

  • $1s^2$: 1s orbitaline 2 elektron yerleşir.
  • $2s^2$: 2s orbitaline 2 elektron yerleşir.
  • $2p^5$: 2p orbitallerine kalan 5 elektron yerleşir.
• Adım 3: Orbitalleri Görselleştirme ve Tam Dolu Orbitalleri Belirleme

  Orbitalleri kutucuklarla temsil edelim ve elektronları oklarla gösterelim:

  • $1s$ orbitali: Bu orbital 2 elektron içerir. [ $\uparrow\downarrow$ ] Bu, 1 tane tam dolu orbital demektir.
  • $2s$ orbitali: Bu orbital 2 elektron içerir. [ $\uparrow\downarrow$ ] Bu, 1 tane tam dolu orbital demektir.
  • $2p$ orbitalleri: $p$ alt kabuğunda 3 eş enerjili orbital bulunur ($p_x, p_y, p_z$). Bu orbitallere 5 elektron yerleştireceğiz.

    Hund kuralına göre önce her birine tek tek elektron yerleşir: [ $\uparrow$ ] [ $\uparrow$ ] [ $\uparrow$ ] (3 elektron kullanıldı)

    Kalan 2 elektron, mevcut orbitallere zıt spinle eşleşerek yerleşir: [ $\uparrow\downarrow$ ] [ $\uparrow\downarrow$ ] [ $\uparrow$ ]

    Bu durumda, 2 tane $2p$ orbitali tam dolu, 1 tane $2p$ orbitali ise yarı doludur (1 elektron içerir).

• Adım 4: Toplam Tam Dolu Orbital Sayısını Hesaplama

  Bulduğumuz tam dolu orbital sayılarını toplayalım:

  • $1s$ orbitalinden gelen tam dolu orbital sayısı: 1
  • $2s$ orbitalinden gelen tam dolu orbital sayısı: 1
  • $2p$ orbitallerinden gelen tam dolu orbital sayısı: 2
  • Toplam tam dolu orbital sayısı = $1 + 1 + 2 = 4$.

Cevap C seçeneğidir.