Modern atom teorisi (Bulut modeli, Orbital) Test 2

Bir elementin atom numarası 17'dir. Bu elementin temel hal elektron dağılımında kaç tane tam dolu orbital bulunur?

A) 5
B) 7
C) 9
D) 11

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

• Adım 1: Elementin elektron sayısını belirleyelim.

  Atom numarası 17 olan nötr bir elementin 17 protonu ve dolayısıyla 17 elektronu bulunur. Temel hal elektron dağılımını bu 17 elektron için yapacağız.

• Adım 2: Elementin temel hal elektron dağılımını yazalım.

  Elektronlar, en düşük enerjili orbitallerden başlayarak sırasıyla yerleşir (Aufbau ilkesi). Pauli dışlama ilkesi (bir orbitalde en fazla iki elektron ve zıt spinli olmaları) ve Hund kuralını (eş enerjili orbitallere önce birer birer, sonra zıt spinli olarak ikinci elektronlar yerleşir) da göz önünde bulundurarak 17 elektronun dağılımı şu şekildedir:

  $1s^2$ $2s^2$ $2p^6$ $3s^2$ $3p^5$

• Adım 3: Her bir orbital türündeki tam dolu orbital sayısını belirleyelim.

  Şimdi bu dağılımdaki her bir orbitalin doluluk durumunu ve tam dolu orbital sayısını inceleyelim:

• $1s^2$: s orbitalleri tek bir alt orbitalden oluşur ve maksimum 2 elektron alabilir. Burada 2 elektron olduğu için 1 tane tam dolu $1s$ orbitali vardır.
• $2s^2$: s orbitalleri tek bir alt orbitalden oluşur ve maksimum 2 elektron alabilir. Burada 2 elektron olduğu için 1 tane tam dolu $2s$ orbitali vardır.
• $2p^6$: p orbitalleri üç eş enerjili alt orbitalden oluşur ve toplamda maksimum 6 elektron alabilir. Burada 6 elektron olduğu için her bir p orbitali 2 elektron alarak dolar. Dolayısıyla 3 tane tam dolu $2p$ orbitali vardır.
• $3s^2$: s orbitalleri tek bir alt orbitalden oluşur ve maksimum 2 elektron alabilir. Burada 2 elektron olduğu için 1 tane tam dolu $3s$ orbitali vardır.
• $3p^5$: p orbitalleri üç eş enerjili alt orbitalden oluşur ve toplamda maksimum 6 elektron alabilir. Burada 5 elektron olduğu için Hund kuralına göre önce her bir p orbitaline birer elektron yerleşir (3 elektron), sonra kalan 2 elektron ilk iki p orbitaline eşleşerek yerleşir. Bu durumda 2 tane tam dolu $3p$ orbitali ve 1 tane yarı dolu $3p$ orbitali bulunur.
• Adım 4: Toplam tam dolu orbital sayısını hesaplayalım.

  Yukarıdaki adımlarda belirlediğimiz tam dolu orbital sayılarını toplayalım:

  Toplam tam dolu orbital sayısı = (1s'den 1) + (2s'den 1) + (2p'den 3) + (3s'den 1) + (3p'den 2) = $1 + 1 + 3 + 1 + 2 = 9$

Buna göre, atom numarası 17 olan elementin temel hal elektron dağılımında 9 tane tam dolu orbital bulunur.

Cevap C seçeneğidir.