f orbitali nedir Test 2

Aşağıdaki elementlerden hangisinin elektron dağılımında f orbitalleri yer alır?

A) Helyum (He)
B) Karbon (C)
C) Demir (Fe)
D) Seryum (Ce)

Bu soruda, verilen elementlerden hangisinin elektron dağılımında f orbitallerinin yer aldığını bulmamız isteniyor. Elektron dağılımlarını yazarken hangi orbitallerin hangi sırayla dolduğunu hatırlamak bu tür soruları çözmek için çok önemlidir.

Elektron Dağılımı ve Orbital Türleri Hakkında Kısa Bir Hatırlatma:

• Elektronlar atom çekirdeği etrafındaki belirli enerji seviyelerinde ve bu enerji seviyelerinin altındaki orbitallerde bulunurlar.
• Başlıca orbital türleri s, p, d ve f'dir. Bu orbitaller sırasıyla maksimum 2, 6, 10 ve 14 elektron alabilirler.
• Orbitaller, artan enerji seviyelerine göre belirli bir sırayla dolarlar (Aufbau ilkesi). Bu sıra genellikle $1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, \dots$ şeklindedir.

Şimdi, her bir seçenekteki elementin atom numarasını (Z) kullanarak elektron dağılımını inceleyelim:

• A) Helyum (He)

  Atom numarası (Z) = 2

  Elektron dağılımı: $1s^2$

  Bu dağılımda sadece s orbitalleri bulunmaktadır. f orbitalleri yer almaz.

• B) Karbon (C)

  Atom numarası (Z) = 6

  Elektron dağılımı: $1s^2 2s^2 2p^2$

  Bu dağılımda s ve p orbitalleri bulunmaktadır. f orbitalleri yer almaz.

• C) Demir (Fe)

  Atom numarası (Z) = 26

  Elektron dağılımı: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6$ (veya kısaca $[Ar] 4s^2 3d^6$)

  Bu dağılımda s, p ve d orbitalleri bulunmaktadır. f orbitalleri yer almaz.

• D) Seryum (Ce)

  Atom numarası (Z) = 58

  Seryum, periyodik tabloda lantanitler serisinin ilk elementidir. Lantanitler ve aktinitler, f orbitallerinin dolmaya başladığı elementlerdir.

  Elektron dağılımını adım adım inceleyelim:

  İlk 54 elektron, Ksenon (Xe) soygazının dağılımını oluşturur: $[Xe]$

  Ksenon'dan sonraki orbitaller $6s$ ile başlar. $6s^2$ ile 2 elektron daha yerleşir (toplam 56 elektron).

  Geriye kalan $58 - 56 = 2$ elektron, $4f$ orbitallerine yerleşir.

  Dolayısıyla Seryum'un elektron dağılımı: $[Xe] 6s^2 4f^2$ (Bazı kaynaklarda $4f^1 5d^1 6s^2$ olarak da görülebilir, ancak her iki durumda da $4f$ orbitalleri dolmaktadır).

  Bu dağılımda f orbitalleri (özel olarak $4f$ orbitalleri) yer almaktadır.

Bu analizlere göre, elektron dağılımında f orbitallerinin yer aldığı element Seryum (Ce)'dur.

Cevap D seçeneğidir.