Proton sayıları sırasıyla 8, 9, 11 ve 12 olan \( O^{2-} \), \( F^- \), \( Na^+ \) ve \( Mg^{2+} \) iyonları veriliyor.
Bu iyonlarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Tümü izoelektroniktir
B) \( O^{2-} \) ve \( F^- \) izoelektronik değildir
C) \( Na^+ \) ve \( Mg^{2+} \) izoelektroniktir
D) Hepsi neon atomuyla izoelektroniktir
Bu soruda, verilen iyonların elektron sayılarını hesaplayarak izoelektronik olup olmadıklarını ve hangi ifadelerin doğru olduğunu bulmamız isteniyor. İzoelektronik, farklı atom veya iyonların aynı sayıda elektrona sahip olması anlamına gelir.
- Adım 1: Her bir iyonun elektron sayısını hesaplayalım.
- Bir iyonun elektron sayısı, atom numarası (proton sayısı) ile yükünün çıkarılmasıyla bulunur. Yani, Elektron Sayısı = Proton Sayısı - Yük.
- $O^{2-}$ iyonu için: Proton sayısı $8$, yükü $-2$. Elektron sayısı $= 8 - (-2) = 8 + 2 = 10$.
- $F^-$ iyonu için: Proton sayısı $9$, yükü $-1$. Elektron sayısı $= 9 - (-1) = 9 + 1 = 10$.
- $Na^+$ iyonu için: Proton sayısı $11$, yükü $+1$. Elektron sayısı $= 11 - (+1) = 11 - 1 = 10$.
- $Mg^{2+}$ iyonu için: Proton sayısı $12$, yükü $+2$. Elektron sayısı $= 12 - (+2) = 12 - 2 = 10$.
- Gördüğümüz gibi, tüm bu iyonların elektron sayısı $10$'dur.
- Adım 2: Seçenekleri değerlendirelim.
- A) Tümü izoelektroniktir
- Yukarıdaki hesaplamalara göre, tüm iyonların elektron sayısı $10$ olduğu için birbirleriyle izoelektroniktirler. Bu ifade doğrudur.
- B) $O^{2-}$ ve $F^-$ izoelektronik değildir
- $O^{2-}$ iyonunun $10$ elektronu, $F^-$ iyonunun ise $10$ elektronu vardır. Dolayısıyla bu iki iyon izoelektroniktir. Bu ifade yanlıştır.
- C) $Na^+$ ve $Mg^{2+}$ izoelektroniktir
- $Na^+$ iyonunun $10$ elektronu, $Mg^{2+}$ iyonunun ise $10$ elektronu vardır. Dolayısıyla bu iki iyon izoelektroniktir. Bu ifade doğrudur.
- D) Hepsi neon atomuyla izoelektroniktir
- Neon (Ne) atomunun proton sayısı $10$'dur. Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşittir. Bu nedenle, bir neon atomunun $10$ elektronu vardır.
- Yukarıda hesapladığımız tüm iyonların ($O^{2-}$, $F^-$, $Na^+$, $Mg^{2+}$) elektron sayısı da $10$'dur. Bu durumda, tüm bu iyonlar neon atomuyla izoelektroniktir. Bu ifade de doğrudur.
- Adım 3: En doğru seçeneği belirleyelim.
- A, C ve D seçenekleri teknik olarak doğru ifadelerdir. Ancak, kimya sorularında genellikle en kapsamlı ve temel kimyasal prensibi açıklayan seçenek tercih edilir. Bu iyonların hepsinin $10$ elektron sayısına sahip olmasının nedeni, kararlı bir soy gaz olan neonun elektron düzenine ulaşma eğilimleridir. Bu durum, D seçeneğinde açıkça belirtilmiştir ve kimyasal anlamda en açıklayıcı ifadedir. Bu iyonların kararlılıklarını neon atomunun elektron düzenine benzeterek açıklaması, D seçeneğini diğer doğru seçeneklerden daha "doğru" veya "kapsamlı" kılar.
Cevap D seçeneğidir.
