Potasyum-40 ve kalsiyum-40 atomları ile ilgili aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?
A) Her ikisi de aynı elementin atomlarıdır
B) Nötron sayıları eşittir
C) Elektron dağılımları benzerdir
D) Çekirdek yükleri farklıdır
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, Potasyum-40 ve Kalsiyum-40 atomlarını karşılaştırarak doğru ifadeyi bulmamız isteniyor. Öncelikle bu atomların temel özelliklerini hatırlayalım:
- Bir atomun kimliğini belirleyen temel özellik, çekirdeğindeki proton sayısıdır. Bu sayıya atom numarası ($Z$) denir.
- Kütle numarası ($A$) ise proton ve nötron sayılarının toplamıdır ($A = Z + N$).
Şimdi Potasyum (K) ve Kalsiyum (Ca) elementlerinin atom numaralarını bulalım:
- Potasyum (K) için atom numarası $Z = 19$.
- Kalsiyum (Ca) için atom numarası $Z = 20$.
Her iki atomun da kütle numarası 40 olarak verilmiştir.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Her ikisi de aynı elementin atomlarıdır
- Potasyum'un atom numarası $Z = 19$, Kalsiyum'un atom numarası $Z = 20$'dir.
- Farklı atom numaralarına sahip oldukları için bunlar farklı elementlerdir. Bir elementin kimliği atom numarası ile belirlenir.
- Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
- B) Nötron sayıları eşittir
- Nötron sayısı ($N$) kütle numarasından ($A$) atom numarası ($Z$) çıkarılarak bulunur: $N = A - Z$.
- Potasyum-40 için: $N = 40 - 19 = 21$ nötron.
- Kalsiyum-40 için: $N = 40 - 20 = 20$ nötron.
- Nötron sayıları eşit değildir ($21 \neq 20$).
- Bu nedenle B seçeneği yanlıştır.
- C) Elektron dağılımları benzerdir
- Nötr bir atomda elektron sayısı proton sayısına ($Z$) eşittir.
- Potasyum (K) için $Z = 19$, yani 19 elektronu vardır. Elektron dağılımı: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$.
- Kalsiyum (Ca) için $Z = 20$, yani 20 elektronu vardır. Elektron dağılımı: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$.
- Elektron sayıları ve dolayısıyla elektron dağılımları farklıdır. Özellikle son yörüngelerindeki elektron sayıları (değerlik elektronları) farklıdır (K'nin 1, Ca'nın 2 değerlik elektronu vardır).
- Bu nedenle C seçeneği yanlıştır.
- D) Çekirdek yükleri farklıdır
- Bir atomun çekirdek yükü, çekirdeğindeki proton sayısına ($Z$) bağlıdır. Her protonun yükü $+1$ olduğu için, çekirdek yükü atom numarasına eşittir.
- Potasyum (K) için $Z = 19$, çekirdek yükü $+19$.
- Kalsiyum (Ca) için $Z = 20$, çekirdek yükü $+20$.
- Çekirdek yükleri farklıdır ($+19 \neq +20$).
- Bu nedenle D seçeneği doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.
