Bağıl enerji (n+l) kuralı nedir Test 2

Kuantum sayıları verilen orbitallerden hangisi Aufbau prensibine göre diğerlerinden daha sonra dolar?

A) n=4, l=0
B) n=3, l=2
C) n=4, l=1
D) n=5, l=0

Kuantum sayıları verilen orbitallerden hangisinin Aufbau prensibine göre diğerlerinden daha sonra dolduğunu bulmak için, orbitallerin enerji seviyelerini karşılaştırmamız gerekir. Aufbau prensibi, elektronların atom orbitallerine en düşük enerji seviyesinden başlayarak sırayla yerleştiğini belirtir.

Orbitallerin enerji seviyelerini belirlemek için (n+l) kuralını kullanırız:

• Bir orbitalin enerji seviyesi, baş kuantum sayısı ($n$) ile açısal momentum kuantum sayısı ($l$) toplamına ($n+l$) bağlıdır.
• $n+l$ değeri ne kadar büyükse, orbitalin enerjisi o kadar yüksektir.
• Eğer iki orbitalin $n+l$ değeri eşitse, $n$ değeri daha küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür ve bu orbital daha önce dolar.

Şimdi verilen seçeneklerdeki orbitallerin $n$ ve $l$ değerlerini kullanarak $n+l$ toplamlarını ve enerji sıralamalarını belirleyelim. Unutmayalım ki $l$ değerleri orbital türünü belirtir:

• $l=0$ ise $s$ orbitali
• $l=1$ ise $p$ orbitali
• $l=2$ ise $d$ orbitali
• $l=3$ ise $f$ orbitali

Seçenekleri inceleyelim:

• A) $n=4, l=0$
  • Bu orbital $4s$ orbitalidir.
  • $n+l = 4+0 = 4$
• B) $n=3, l=2$
  • Bu orbital $3d$ orbitalidir.
  • $n+l = 3+2 = 5$
• C) $n=4, l=1$
  • Bu orbital $4p$ orbitalidir.
  • $n+l = 4+1 = 5$
• D) $n=5, l=0$
  • Bu orbital $5s$ orbitalidir.
  • $n+l = 5+0 = 5$

Şimdi hesapladığımız $n+l$ değerlerini karşılaştıralım:

• A) $4s$: $n+l = 4$
• B) $3d$: $n+l = 5$
• C) $4p$: $n+l = 5$
• D) $5s$: $n+l = 5$

En düşük $n+l$ değerine sahip olan orbital $4s$ orbitalidir (değer 4). Bu orbital en düşük enerjiye sahiptir ve ilk dolar.

Diğer üç orbitalin ($3d$, $4p$, $5s$) $n+l$ değeri 5'tir. Bu durumda, $n$ değeri daha küçük olan orbitalin enerjisi daha düşüktür:

• $3d$ orbitali için $n=3$
• $4p$ orbitali için $n=4$
• $5s$ orbitali için $n=5$

Bu sıralamaya göre, enerji seviyeleri şu şekildedir:

• $3d$ ($n=3$) < $4p$ ($n=4$) < $5s$ ($n=5$)

Tüm seçenekleri enerji sırasına koyarsak:

• $4s$ (en düşük enerji, $n+l=4$)
• $3d$ ($n+l=5$, $n=3$)
• $4p$ ($n+l=5$, $n=4$)
• $5s$ (en yüksek enerji, $n+l=5$, $n=5$)

Bu sıralamaya göre, en yüksek enerjiye sahip olan ve dolayısıyla Aufbau prensibine göre en son dolacak olan orbital $5s$ orbitalidir.

Cevap D seçeneğidir.