Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

11 questions

Question 1Question

Karbon (6C_{6}\text{C}) atomunun temel hal elektron dizilimini göstermek amacıyla hazırlanan aşağıdaki orbital şemalarından hangisi Hund Kuralı'na aykır��dır?

Show answer & explanation

Answer: 1s1s: [ \uparrow\downarrow ] 2s2s: [ \uparrow\downarrow ] 2p2p: [ \uparrow\downarrow ][ ][ ]

Answer

2p orbitallerinde iki elektronun eşleşerek yerleştirilip diğer iki eş enerjili orbitalin boş bırakıldığı elektron dizilimi
Hund Kuralı'na göre, eş enerjili orbitallere (örneğin 2p2p orbitallerine) elektronlar yerleştirilirken öncelikle boş orbitallere teker teker ve paralel spinli (aynı yönlü) olarak yerleştirilmelidir. Tüm eş enerjili orbitaller yarı dolu hale gelmeden elektronlar eşleşemez. 2p2p orbitallerinde iki elektronun aynı orbitalde zıt spinli olarak eşleştiği ve diğer iki orbitalin boş bırakıldığı gösterim bu kuralı ihlal eder.

Step-by-Step Solution

1
Karbon (6C_{6}\text{C}) atomunun proton sayısına göre temel hal elektron dizilimi yazılır.
Dizilim 1s22s22p21s^2 2s^2 2p^2 şeklindedir.
Orbital şemasının hangi alt kabuklarda kaçar elektron barındırması gerektiğini belirlemek için.
2
Hund Kuralı'nın eş enerjili orbitallere elektron yerleşimi hakkındaki tanımı hatırlanır.
Kurala göre eş enerjili orbitallere (2px,2py,2pz2p_x, 2p_y, 2p_z) elektronlar önce teker teker ve aynı yönlü (paralel) spinlerle yerleştirilmelidir. Eş enerjili orbitallerin tümü yarı dolu olmadan elektronlar eşleşemez.
Seçeneklerdeki yerleşimlerin kurala uygunluğunu test edebilmek için.
3
Seçeneklerdeki 2p22p^2 orbital şemaları incelenerek kuralı ihlal eden şema tespit edilir.
İki elektronun aynı orbitalde zıt spinli olarak eşleştiği ve diğer iki orbitalin tamamen boş kaldığı şema Hund Kuralı'na aykırıdır.
Doğru seçeneğe ulaşmak için.

Key Concept

Eş enerjili orbitallere elektronlar yerleşirken önce teker teker ve paralel spinli olarak yerleşir; tüm eş enerjili orbitaller yarı dolu hale gelmeden elektronlar eşleşemez (Hund Kuralı).
Question 2Question

Modern atom teorisinde elektronların orbitallere yerleşimi Aufbau prensibi, Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralı olmak üzere üç temel kurala göre gerçekleşir.

Buna göre, aşağıda orbital şemaları verilen elektron dizilimlerinden hangisinde Pauli ilkesine aykırı bir yerleşim yapılmıştır?

Show answer & explanation

Answer: 1s1s: [ \uparrow\downarrow ] , 2s2s: [ \uparrow\uparrow ] , 2p2p: [ \uparrow ] [ \uparrow ] [ \uparrow ]

Answer

1s1s: [ \uparrow\downarrow ] , 2s2s: [ \uparrow\uparrow ] , 2p2p: [ \uparrow ] [ \uparrow ] [ \uparrow ] elektron dizilimi Pauli ilkesine aykırıdır.
1s1s: [ \uparrow\downarrow ] , 2s2s: [ \uparrow\uparrow ] , 2p2p: [ \uparrow ] [ \uparrow ] [ \uparrow ] şeklinde verilen elektron diziliminde, 2s2s orbitalinde bulunan iki elektronun spinleri aynı yöndedir. Pauli dışlama ilkesine göre, bir orbitalde bulunan iki elektronun spinleri zıt olmak zorundadır. Dolayısıyla bu şema Pauli ilkesine aykırıdır.

Step-by-Step Solution

1
Pauli dışlama ilkesinin tanımını hatırla.
Pauli ilkesine göre, bir atomda herhangi iki elektronun dört kuantum sayısı (nn, ll, mlm_l, msm_s) aynı olamaz. Bu kuralın pratik sonucu, bir orbitalde en fazla iki elektron bulunabilmesi ve bu elektronların spinlerinin zıt yönlü (ms=+1/2m_s = +1/2 ve ms=1/2m_s = -1/2) olması gerekliliğidir.
Soruda sorulan ilkenin elektron yerleşimindeki yansımasını belirlemek için.
2
Verilen şıklardaki orbital şemalarını tek tek incele.
İkinci seçenekte verilen dizilimde, 2s2s orbitalinin içinde yer alan iki elektronun da yukarı yönlü (\uparrow\uparrow) yani aynı spin yönüne sahip olduğu görülür. Diğer seçeneklerde aynı orbitalde aynı yönlü iki elektron bulunmamaktadır.
Hangi şemada aynı orbitalde aynı spinli elektron yerleşimi yapıldığını saptamak için.
3
Pauli ilkesini ihlal eden seçeneği belirle.
2s2s orbitalinde iki elektronun aynı yöne bakacak şekilde (\uparrow\uparrow) çizilmesi Pauli ilkesine doğrudan aykırıdır.
Doğru cevabı netleştirmek için.

Key Concept

Pauli dışlama ilkesine göre bir orbitalde zıt spinli en fazla iki elektron bulunabilir.
Question 3Question

Temel haldeki 26Fe_{26}\text{Fe} atomunun elektron diziliminden iki elektron koparılarak 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} katyonu elde ediliyor.

Buna göre, oluşan 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} katyonunun elektron dizilimi ve elektronlarının kuantum sayıları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Aç��sal momentum kuantum sayısı (ll) 22 olan orbitallerinde en fazla 55 elektronun spin kuantum sayısı (msm_s) aynı yönlüdür.

Answer

Açısal momentum kuantum sayısı (ll) 22 olan orbitallerinde en fazla 55 elektronun spin kuantum sayısı (msm_s) aynı yönlüdür.
Açısal momentum kuantum sayısı l=2l=2 olan orbital 3d3d orbitalidir. 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d6[\text{Ar}] 3d^6 şeklindedir. Hund kuralı gereği, eş enerjili beş 3d3d orbitaline 66 elektron yerleştirilirken öncelikle her orbitale birer elektron paralel spinli (örneğin ms=+1/2m_s = +1/2) olarak yerleşir. Geriye kalan 11 elektron ise bu orbitallerden birine zıt spinli (ms=1/2m_s = -1/2) olarak yerleşmek zorundadır. Bu durumda aynı spin yönüne sahip elektron sayısı en fazla 55 olabilir.

Step-by-Step Solution

1
Nötr 26Fe_{26}\text{Fe} atomunun temel hal elektron dizilimini yazmak.
26Fe:1s22s22p63s23p64s23d6_{26}\text{Fe}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6
Katyonun doğru elektron dizilimini bulabilmek için öncelikle nötr halin elektron dizilimini belirlemek gerekir.
2
26Fe_{26}\text{Fe} atomundan 22 elektron kopararak 26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} iyonunun elektron dizilimini bulmak.
26Fe2+:1s22s22p63s23p63d6_{26}\text{Fe}^{2+}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6
Elektronlar katyon oluştururken öncelikle baş kuantum sayısı en büyük olan en dış katmandan (4s4s orbitalinden) koparılır.
3
3d3d orbitalindeki (l=2l=2) 66 elektronun Hund kuralına göre orbitallere dağılımını analiz etmek.
Eş enerjili 55 adet 3d3d orbitalinin her birine önce birer elektron aynı spinli (örneğin ms=+1/2m_s = +1/2) olarak yerleşir. Geriye kalan 66. elektron ise bu orbitallerden birine zıt spinli (ms=1/2m_s = -1/2) olarak yerleşir.
Hund kuralı gereğince eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve paralel spinli yerleşir, daha sonra eşleşmeye başlar.
4
Aynı yönlü spin kuantum sayısına sahip maksimum elektron sayısını belirlemek.
55 elektron ms=+1/2m_s = +1/2 spinli iken 11 elektron ms=1/2m_s = -1/2 spinlidir. Dolayısıyla en fazla 55 elektronun spini aynı yönlü olabilir.
Pauli dışlama ilkesi ve Hund kuralına göre 66 elektronun tamamı aynı spin kuantum sayısına sahip olamaz, en az biri zıt spinli olmak zorundadır.

Key Concept

Geçiş metallerinden elektron koparılması ve Hund kuralına göre orbital şemalarında spin kuantum sayılarının dağılımı.
Estimated Time:2m 0s
Question 4Question

Temel haldeki 22Ti_{22}\text{Ti} atomu ve bu atomun oluşturduğu iyonlar ile ilgili bazı ifadeler aşağıda verilmiştir:

I. Baş kuantum sayısı (nn) 3 olan orbitallerindeki bir elektronun kuantum sayıları n=3n=3, l=2l=2, ml=3m_l=-3, ms=+12m_s=+\frac{1}{2} olabilir.
II. 22Ti2+_{22}\text{Ti}^{2+} iyonunun temel hal elektron dizilimi [Ar]3d2[\text{Ar}]3d^2 şeklindedir ve bu iyonun oluşumunda elektronlar öncelikle en dış katmandaki 4s4s orbitalinden koparılmıştır.
III. Temel haldeki 22Ti_{22}\text{Ti} atomunda spin kuantum sayısı (msm_s) +12+\frac{1}{2} olan elektron sayısı en fazla 12'dir.

Buna göre, bu ifadelerden hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

Titanyum atomunun iyonlaşmasında elektronların 4s orbitalinden koptuğunu ve Hund kuralına göre eş enerjili orbitallerdeki elektronların paralel spinli yerleşmesiyle en fazla 12 elektronun spin kuantum sayısının pozitif olabileceğini belirten ifadedir.
Doğru olan seçenek, titanyum atomunun iyonlaşmasında elektronların en dış katmandaki 4s4s orbitalinden koptuğunu ve Hund kuralına göre eş enerjili orbitallerdeki elektronların paralel spinli yerleşmesiyle en fazla 12 elektronun ms=+12m_s = +\frac{1}{2} değerine sahip olabileceğini belirten ifadedir. Baş kuantum sayısı 3 olan d orbitalleri (l=2l=2) için ml=3m_l=-3 kuantum sınırlarına aykırıdır.

Step-by-Step Solution

1
Titanyum (22Ti_{22}\text{Ti}) atomunun temel hal elektron dizilimini yazmak.
22Ti:1s22s22p63s23p64s23d2_{22}\text{Ti}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^2 (veya kısaca [Ar]4s23d2[\text{Ar}]4s^2 3d^2)
Kuantum sayılarını ve iyonlaşma durumlarını belirlemek için temel hal elektron dizilimi bilinmelidir.
2
Birinci öncüldeki kuantum sayılarının doğruluğunu kontrol etmek.
n=3n=3 ve l=2l=2 (3d3d orbitali) için manyetik kuantum sayısı (mlm_l) yalnızca 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerini alabilir. Dolayısıyla ml=3m_l = -3 olamaz.
Manyetik kuantum sayısı (mlm_l) değeri l-l ile +l+l arasındaki tam sayı değerlerini alabilir.
3
İkinci öncüldeki iyonlaşma durumunu analiz etmek.
Katyon oluşurken elektronlar baş kuantum sayısı en büyük olan en dış katmandan (4s4s orbitalinden) koparıl��r. Dolayısıyla 22Ti2+_{22}\text{Ti}^{2+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d2[\text{Ar}]3d^2 olur.
Çekirdeğe en uzak ve periyot numarasını belirleyen dış katman elektronları öncelikle koparılır.
4
Üçüncü öncüldeki spin kuantum sayısı +12+\frac{1}{2} olan maksimum elektron sayısını hesaplamak.
Tam dolu orbitallerdeki (1s22s22p63s23p64s21s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2) 20 elektronun 10 tanesinin spini +12+\frac{1}{2}'dir. Yarı dolu 3d23d^2 orbitallerindeki 2 elektron Hund kuralı gereği paralel spinli olmalıdır. Maksimum değer için bu 2 elektronun spini de +12+\frac{1}{2} kabul edilirse toplam 10+2=1210 + 2 = 12 elektron elde edilir.
Hund kuralına göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve aynı spinli (paralel) olarak yerleşir.

Key Concept

Elektronların orbitallere yerleşim kuralları (Aufbau, Pauli ve Hund kuralları) ile kuantum sayıları arasındaki ilişkiler.
Estimated Time:2m 30s
Question 5Question

Temel haldeki 23V_{23}\text{V} atomunun elektron dizilimi ve kuantum sayıları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: En yüksek enerjili orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=3n = 3, l=2l = 2, ml=1m_l = -1 ve ms=+12m_s = +\frac{1}{2} olabilir.

Answer

En yüksek enerjili orbitalde bulunan bir elektronun kuantum sayılarının n=3,l=2,ml=1n = 3, l = 2, m_l = -1 ve ms=+12m_s = +\frac{1}{2} olabileceğini belirten ifade doğrudur.
Doğru olan ifade, vanadyum atomunun en yüksek enerjili orbitali olan 3d3d orbitalindeki bir elektronun kuantum sayılarını doğru tanımlamaktadır. 3d3d orbitalinde baş kuantum sayısı (nn) 3, açısal momentum kuantum sayısı (ll) 2'dir. Bu durumdaki bir elektron için manyetik kuantum sayısı (mlm_l) 1-1 ve spin kuantum sayısı (msm_s) +12+\frac{1}{2} değerini alabilir.

Step-by-Step Solution

1
Vanadyum (23V_{23}\text{V}) atomunun temel hal elektron dizilimini yazın.
Elektron dizilimi 1s22s22p63s23p64s23d31s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^3 şeklindedir.
Atomun hangi orbitallere sahip olduğunu ve elektronların dağılımını belirlemek için temel hal dizilimi gereklidir.
2
En yüksek enerjili orbital olan 3d3d orbitalindeki elektronlar��n kuantum sayılarını inceleyin.
3d3d orbitali için baş kuantum sayısı n=3n = 3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l = 2'dir. Manyetik kuantum sayısı mlm_l değeri 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 ve spin kuantum sayısı msm_s değeri +12+\frac{1}{2} veya 12-\frac{1}{2} olabilir.
Seçeneklerde verilen kuantum sayılarının bu orbitaldeki elektronlar için geçerli olup olmadığını doğrulamak.
3
Diğer seçeneklerdeki kuantum sayısı sınırlarını ve iyonlaşma kurallarını kontrol edin.
n=3n=3 için l=3l=3 bulunamaz; l=1l=1 için ml=+2m_l=+2 olamaz; katyon oluşumunda elektronlar öncelikle 4s4s orbitalinden kopar; 4s4s orbitalindeki iki elektron zıt spinli olmak zorundadır.
Yanlış seçeneklerin neden elendiğini bilimsel kurallarla ortaya koymak.

Key Concept

Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund) ve Kuantum Sayıları
Question 6Question

Nikel (28Ni_{28}\text{Ni}) elementinin temel haldeki nötr atomu ve +2+2 yüklü iyonu (Ni2+\text{Ni}^{2+}) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Ni2+\text{Ni}^{2+} iyonunun elektron dizilimindeki en yüksek enerjili orbitalin baş kuantum sayısı (nn) 3'tür.

Answer

Nikel iyonunun elektron dizilimindeki en yüksek enerjili orbitalin baş kuantum sayısı 3'tür.
Nötr nikel atomunun elektron dizilimi [Ar]4s23d8[\text{Ar}] 4s^2 3d^8 şeklindedir. İyonlaşma sırasında elektronlar en dış yörüngedeki 4s4s orbitalinden ayrılır. Bu durumda oluşan Ni2+\text{Ni}^{2+} katyonunun dizilimi [Ar]3d8[\text{Ar}] 3d^8 olur. Bu iyondaki en yüksek enerjili orbital olan 3d3d orbitalinin baş kuantum sayısı (nn) 3'tür.

Step-by-Step Solution

1
Nötr nikel (28Ni_{28}\text{Ni}) atomunun temel hal elektron dizilimini yazın.
28Ni:1s22s22p63s23p64s23d8_{28}\text{Ni}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^8 (kısaca [Ar]4s23d8[\text{Ar}] 4s^2 3d^8)
Elektronlar Aufbau prensibine göre en düşük enerjili orbitallerden başlanarak yerleştirilir.
2
Nötr atomdan 2 elektron kopararak +2+2 yüklü nikel iyonunun (Ni2+\text{Ni}^{2+}) elektron dizilimini oluşturun.
Ni2+:1s22s22p63s23p63d8\text{Ni}^{2+}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^8 (kısaca [Ar]3d8[\text{Ar}] 3d^8)
Elektronlar her zaman baş kuantum sayısı en büyük olan (en dış katmandaki) orbitallerden öncelikle koparılır. Nikel atomunda bu orbital 4s4s orbitalidir.
3
İyonun elektron dizilimindeki orbitallerin enerjilerini karşılaştırarak en yüksek enerjili orbitali ve bunun baş kuantum sayısını belirleyin.
En yüksek enerjili orbital 3d3d orbitalidir. Bu orbitalin baş kuantum sayısı (nn) 3'tür.
Madelung-Klechkowski (n+ln+l) kuralına göre 3d3d orbitalinin enerjisi 3p3p, 3s3s ve diğer iç kabuk orbitallerinden daha yüksektir.

Key Concept

Geçiş metallerinin katyon elektron dizilimleri yazılırken elektronların önce en dıştaki s orbitalinden koparılması ve orbital enerjilerinin tespiti.

Alternative Method

Elektron koparılma sırasını karıştırmamak için önce nötr atomun dizilimini yazıp en sağdaki en yüksek nn değerli orbitali silmek pratik bir yaklaşımdır.
Estimated Time:1m 30s
Question 7Question

Temel haldeki 23V_{23}\text{V} (Vanadyum) atomundan 33 elektron koparılarak V3+\text{V}^{3+} katyonu elde edilmektedir.

Buna göre; oluşan V3+\text{V}^{3+} katyonu, nötr 23V_{23}\text{V} atomu ve bu iyonlaşma süreci ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: V3+\text{V}^{3+} katyonunun en yüksek enerjili orbitalinde bulunan elektronlar için baş kuantum sayısı n=3n = 3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l = 2 olup, bu elektronların manyetik kuantum sayıları (mlm_l) 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerinden herhangi ikisini alabilir.

Answer

V3+\text{V}^{3+} katyonunun en yüksek enerjili orbitalinde bulunan elektronlar için baş kuantum sayısı n=3n = 3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l = 2 olup, bu elektronların manyetik kuantum sayıları (mlm_l) 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerinden herhangi ikisini alabilir.
V3+\text{V}^{3+} katyonunun elektron dizilimi [Ar]3d2[\text{Ar}] 3d^2 şeklindedir. En yüksek enerjili orbital olan 3d3d için baş kuantum sayısı n=3n = 3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l = 2 olur. 3d3d alt kabuğunda 5 tane eş enerjili orbital bulunur ve bu orbitallerin manyetik kuantum sayıları (mlm_l) 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2'dir. Katyonun 3d3d orbitalinde bulunan 2 elektron, Hund kuralı gereğince bu orbitallerden herhangi ikisine aynı spinli (paralel) olarak yerleşir.

Step-by-Step Solution

1
Nötr 23V_{23}\text{V} atomunun temel hal elektron dizilimi yazılır.
23V:1s22s22p63s23p64s23d3_{23}\text{V}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^3 (veya [Ar]4s23d3[\text{Ar}] 4s^2 3d^3) elektron dizilimi elde edilir.
İyonlaşma sırasında hangi orbitallerden elektron kopacağını belirlemek için öncelikle nötr halin elektron dizilimi ve baş kuantum sayıları bilinmelidir.
2
V3+\text{V}^{3+} katyonunu olu��turmak için en dış kabuktan başlayarak sırasıyla 3 elektron koparılır.
Önce baş kuantum sayısı en büyük olan 4s4s orbitalindeki 2 elektron, ardından 3d3d orbitalinden 1 elektron koparılarak [Ar]3d2[\text{Ar}] 3d^2 dizilimi elde edilir.
Çok elektronlu atomlarda elektronlar çekirdekten en uzakta olan (en dış kabuktaki) orbitallerden en kolay koparılır.
3
Elde edilen V3+\text{V}^{3+} katyonunun en yüksek enerjili orbitali olan 3d3d orbitalindeki elektronların kuantum sayıları (nn, ll, mlm_l) belirlenir.
Baş kuantum sayısı n=3n = 3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l = 2 (dd orbitali için) olarak bulunur. Manyetik kuantum sayısı (mlm_l) ise 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerini alabilir.
Orbital türlerine göre kuantum sayılarının alabileceği sınırları belirleyerek orbitaldeki elektronlar��n fiziksel durumunu tanımlamak gerekir.
4
Seçenekler değerlendirilerek doğru ifade belirlenir.
En yüksek enerjili orbitaldeki elektronlar için n=3n=3, l=2l=2 ve mlm_l değerlerinin belirtilen kümeden herhangi ikisi olabileceğini belirten seçenek doğrudur.
Doğru kuantum sınırları ve iyonlaşma kuralları birleştirilerek soru çözüme ulaştırılır.

Key Concept

Geçiş metallerinde katyon oluşturulurken elektronların baş kuantum sayısı en büyük olan en dış kabuktan (s orbitali) koparılması ve orbital türlerine ait kuantum sayılarının (nn, ll, mlm_l) sınırları.
Estimated Time:2m 0s
Question 8Question

Temel haldeki 25Mn_{25}\text{Mn} atomu ve bu atomun Mn2+\text{Mn}^{2+} katyonunu oluşturması süreciyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Mn2+\text{Mn}^{2+} katyonunun elektron diziliminde en dış katmanda bulunan 3d3d orbitalindeki 5 elektronun tamamı Hund kuralı gereği yarı dolu orbitallerde paralel spinlidir.

Answer

Mn2+\text{Mn}^{2+} katyonunun elektron diziliminde en dış katmanda bulunan 3d3d orbitalindeki 5 elektronun tamamı Hund kuralı gereği yarı dolu orbitallerde paralel spinlidir.
Nötr 25Mn_{25}\text{Mn} atomundan iki elektron koparıldığında, baş kuantum sayısı en büyük olan 4s4s orbitalindeki iki elektron verilir ve Mn2+\text{Mn}^{2+} katyonunun elektron dizilimi 3d53d^5 ile sonlanır. Hund kuralı gereğince eş enerjili 5 adet 3d3d orbitalinin her birine birer elektron aynı yönlü spinle (paralel) yerleşir. Bu durum, yarı dolu orbitallerdeki 5 elektronun spinlerinin paralel olması gerektiğini doğrular.

Step-by-Step Solution

1
Nötr 25Mn_{25}\text{Mn} atomunun temel hal elektron dizilimini yazın.
1s22s22p63s23p64s23d51s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^5
Atomun temel haldeki orbital doluluk durumunu ve elektronların enerji düzeylerini belirlemek için elektron dizilimi yazılmalıdır.
2
Mn2+\text{Mn}^{2+} katyonunu oluşturmak için en dış yörüngeden (en yüksek baş kuantum sayısına sahip olan orbitalden) 2 elektron koparın.
1s22s22p63s23p63d51s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5
Katyon oluşturulurken elektronlar her zaman en dıştaki (en yüksek nn değerli) orbital olan 4s4s orbitalinden öncelikle koparılır.
3
3d53d^5 orbitalindeki 5 elektronun eş enerjili orbitallere yerleşimini Hund kuralı çerçevesinde analiz edin.
5 adet eş enerjili 3d3d orbitalinin her birine birer elektron paralel spinli (aynı yönlü spin kuantum sayısına sahip) olarak yerleşir.
Hund kuralı, eş enerjili orbitallere elektronların önce teker teker ve aynı spinli yerleşmesini öngörür.

Key Concept

Katyonların elektron diziliminin yazılması ve kuantum sayıları sınırları ile Hund, Pauli ve Aufbau kuralları.
Question 9Question

Bir atomun katyonu oluşurken gerçekleşen elektron kopma sırası ve oluşan iyonun orbitallerindeki elektron dağılımı modern atom teorisinin temel kurallarına göre belirlenir. Bu bağlamda, çekirdek yükü 27 olan nötr bir element atomunun +3+3 yüklü iyonu elde edildiğinde, bu iyondaki elektronların dağılımı ve sahip olabilecekleri kuantum sayıları hakkında aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: En yüksek enerjili orbitalindeki elektronlardan birinin kuantum sayıları n=3n=3, l=2l=2, ml=1m_l=-1, ms=12m_s=-\frac{1}{2} olabilir.

Answer

En y��ksek enerjili orbitalindeki elektronlardan birinin kuantum sayıları n=3n=3, l=2l=2, ml=1m_l=-1, ms=12m_s=-\frac{1}{2} olabilir.
Çekirdek yükü 27 olan nötr Kobalt (27Co_{27}\text{Co}) atomunun temel hal elektron dizilimi [Ar]4s23d7[\text{Ar}] 4s^2 3d^7 şeklindedir. Nötr atomdan 3 elektron koparılarak +3+3 yüklü katyon oluşturulurken elektronlar önce en dış katmanda bulunan 4s4s orbitalinden (2 elektron), ardından 3d3d orbitalinden (1 elektron) kopar. Böylece Co3+\text{Co}^{3+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d6[\text{Ar}] 3d^6 olur. En yüksek enerjili orbital olan 3d3d alt kabuğu için n=3n=3 ve l=2l=2'dir. 3d3d alt kabuğundaki 6 elektron, Hund kuralına göre 5 orbitale önce birer birer paralel spinli yerleşir, 6. elektron ise bu orbitallerden herhangi birine zıt spinli olarak eşleşir. Bu durumda eşleşen zıt spinli elektronun bulunduğu orbitalin manyetik kuantum sayısı ml=1m_l = -1 ve spin kuantum sayısı ms=12m_s = -\frac{1}{2} olabilir. Dolayısıyla en yüksek enerjili orbitaldeki bir elektronun kuantum sayıları n=3n=3, l=2l=2, ml=1m_l=-1, ms=12m_s=-\frac{1}{2} olması mümkündür.

Step-by-Step Solution

1
Nötr atomun temel hal elektron dizilimi yazılır.
27Co:1s22s22p63s23p64s23d7_{27}\text{Co}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^7 veya [Ar]4s23d7[\text{Ar}] 4s^2 3d^7
Katyonun elektron dizilimini doğru belirleyebilmek için öncelikle nötr atomun temel hal dizilimi yazılmalıdır.
2
Katyon oluşurken kopan elektronların sırası belirlenerek katyonun elektron dizilimi yazılır.
Elektronlar baş kuantum sayısı en büyük olan en dış y��rüngeden kopmaya başlar. n=4n=4 olan 4s4s orbitalinden 2 elektron, ardından n=3,l=2n=3, l=2 olan 3d3d orbitalinden 1 elektron kopar. Katyonun son elektron dizilimi: Co3+:1s22s22p63s23p63d6\text{Co}^{3+}: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 (veya [Ar]3d6[\text{Ar}] 3d^6)
Çok elektronlu atomlarda elektron koparma sırasının en dış katmandan (en yüksek baş kuantum sayısına sahip orbitalden) başladığının bilinmesi gerekir.
3
3d63d^6 orbitalindeki elektronların kuantum sayıları sınırları belirlenir.
3d3d orbitalindeki elektronlar için baş kuantum sayısı n=3n=3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l=2 ve manyetik kuantum sayısı ml{2,1,0,+1,+2}m_l \in \{-2, -1, 0, +1, +2\} değerlerini alabilir. Spin kuantum sayısı ise ms=+12m_s = +\frac{1}{2} veya ms=12m_s = -\frac{1}{2} olur.
Valans elektronlarının alabileceği kuantum sayıları kümesini sınırlandırmak için kuantum kuralları uygulanır.
4
Hund kuralı ve Pauli ilkesine göre 6 elektronun 5 adet dd orbitaline dağılımı analiz edilir.
5 orbitalin her birine önce paralel spinli (ms=+12m_s = +\frac{1}{2}) birer elektron yerleşir (5 elektron). 6. elektron ise bu orbitallerden herhangi birine (örneğin ml=1m_l = -1 olan orbitale) zıt spinli (ms=12m_s = -\frac{1}{2}) olarak yerleşir.
Eş enerjili orbitallere elektron yerleşim kuralları olan Hund kuralı ve Pauli dışarlama ilkesi uygulanarak elektronların kuantum sayıları olasılıkları bulunur.

Key Concept

Geçiş metallerinin katyon elektron dizilimlerinin yazılması, Hund Kuralı, Pauli Dışarlama İlkesi ve kuantum sayılarının sınırlarının belirlenmesi.
Estimated Time:2m 30s
Question 10Question

Nötr X\text{X}, Y\text{Y} ve Z\text{Z} atomlarının bazı elektron dizilimleri ve orbital şemaları aşağıda verilmiştir:

* 7X_7\text{X}: 1s2 2s2 2p31s^2\ 2s^2\ 2p^3 (Burada 2p2p orbitallerinin şeması: [][][ ][\uparrow\downarrow][\uparrow][\ ])
* 6Y_6\text{Y}: 1s2 2s2 2p21s^2\ 2s^2\ 2p^2 (Burada 2s2s orbitalinin şeması: [][\uparrow\uparrow])
* 21Z_{21}\text{Z}: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d31s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 3d^3

Buna göre, bu atomların elektron dizilimleri ve kuantum sayıları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: X\text{X} atomunda Hund Kuralı, Y\text{Y} atomunda Pauli İlkesi, Z\text{Z} atomunda ise Aufbau Prensibi ihlal edilmiştir.

Answer

X atomunda Hund Kuralı, Y atomunda Pauli İlkesi, Z atomunda ise Aufbau Prensibi ihlal edilmiştir.
X atomunun 2p orbitallerindeki elektron dağılımı Hund Kuralı'na aykırıdır çünkü elektronlar eş enerjili orbitallere önce tek tek yerleşmeden eşleşmiştir. Y atomunun 2s orbitalindeki elektronların aynı spinli olması Pauli İlkesi'ne aykırıdır. Z atomunda 4s orbitali doldurulmadan 3d orbitaline elektron yazılması Aufbau Prensibi'ni ihlal eder.

Step-by-Step Solution

1
X atomunun elektron dizilimini ve orbital şemasını incelemek.
2p orbitallerinde bir orbital boşken diğerinin çiftleştiği görülür.
Hund Kuralı'na göre eş enerjili orbitallere elektronlar önce teker teker ve aynı spinli yerleşmelidir. Bu kural ihlal edilmiştir.
2
Y atomunun elektron dizilimini ve orbital şemasını incelemek.
2s orbitalinde iki elektronun da yukarı yönlü spinli olduğu görülür.
Pauli İlkesi'ne göre bir orbitalde en fazla zıt spinli iki elektron bulunabilir. Bu ilke ihlal edilmiştir.
3
Z atomunun elektron dizilimini incelemek.
4s orbitali boş bırakılarak elektronların doğrudan 3d orbitaline yerleştiği görülür.
Aufbau Prensibi'ne göre elektronlar en düşük enerjili orbitalden başlayarak yerleşmelidir. 4s'in enerjisi 3d'den düşük olduğundan bu prensip ihlal edilmiştir.

Key Concept

Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau Prensibi, Pauli İlkesi, Hund Kuralı)
Question 11Question

Bir atomdan katyon oluşurken elektronlar öncelikle baş kuantum sayısı (nn) en büyük olan en dış katmandaki orbitallerden kopar.

Buna göre, temel haldeki elektron dizilimi [Ar]3d9[Ar] 3d^9 şeklinde olan X2+\text{X}^{2+} iyonunun nötr haldeki X\text{X} atomu ve bu atomun orbitallerindeki elektronların kuantum sayıları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: En yüksek enerjili orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=3,l=2,ml=+1n = 3, l = 2, m_l = +1 ve ms=1/2m_s = -1/2 olabilir.

Answer

En yüksek enerjili orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=3,l=2,ml=+1n = 3, l = 2, m_l = +1 ve ms=1/2m_s = -1/2 olabilir.
Doğru ifade, en yüksek enerjili orbitaldeki bir elektronun kuantum sayılarının n=3,l=2,ml=+1n = 3, l = 2, m_l = +1 ve ms=1/2m_s = -1/2 olabileceğini belirten ifadedir. Nötr bakır (29Cu_{29}\text{Cu}) atomunun temel hal elektron dizilimi [Ar]4s13d10[Ar] 4s^1 3d^{10} şeklindedir. Madelung-Klechkowski kuralına göre 3d3d orbitalinin n+ln+l değeri (3+2=53+2=5), 4s4s orbitalinin n+ln+l değerinden (4+0=44+0=4) büyük olduğu için en yüksek enerjili orbital 3d3d'dir. dd orbitalleri için l=2l=2 olup, mlm_l değeri 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerinden birini ve msm_s değeri +1/2+1/2 veya 1/2-1/2 değerini alabilir.

Step-by-Step Solution

1
X2+\text{X}^{2+} iyonunun elektron diziliminden yararlanarak nötr X\text{X} atomunun kimliğini ve elektron dizilimini belirlemek.
X2+\text{X}^{2+} iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d9[Ar] 3d^9 olduğuna göre elektron sayısı 18+9=2718 + 9 = 27'dir. Nötr atomun elektron sayısı ve proton sayısı 27+2=2927 + 2 = 29'dur. Bu element bakırdır (29Cu_{29}\text{Cu}). Bakır elementinin temel hal elektron dizilimi, küresel simetri kararlılığı nedeniyle istisnai olarak [Ar]4s13d10[Ar] 4s^1 3d^{10} şeklindedir.
Kuantum sayıları ve orbital enerjilerini doğru yorumlayabilmek için öncelikle nötr atomun temel hal elektron dizilimini belirlemek gerekir.
2
Nötr X\text{X} atomundaki orbitallerin enerji düzeylerini karşılaştırarak en yüksek enerjili orbitali tespit etmek.
4s4s orbitali için n+l=4+0=4n+l = 4+0 = 4 iken, 3d3d orbitali için n+l=3+2=5n+l = 3+2 = 5'dir. Madelung-Klechkowski (Aufbau) kuralına göre n+ln+l değeri büyük olan orbitalin enerjisi daha yüksektir. Dolayısıyla en yüksek enerjili orbital 3d3d orbitalidir.
En yüksek enerjili orbitalin 4s4s değil 3d3d olduğunu belirlemek doğru kuantum sayıları kümesini seçebilmek için gereklidir.
3
3d3d orbitalindeki bir elektronun alabileceği kuantum sayılarını belirlemek ve seçenekleri analiz etmek.
3d3d orbitalindeki bir elektron için baş kuantum sayısı n=3n=3, açısal momentum kuantum sayısı l=2l=2'dir. Manyetik kuantum sayısı mlm_l, l-l ile +l+l arasındaki tam sayılar olan 2,1,0,+1,+2-2, -1, 0, +1, +2 değerlerini alabilir. Spin kuantum sayısı msm_s ise +1/2+1/2 veya 1/2-1/2 olabilir. Bu kurallara uyan kuantum sayısı seti n=3,l=2,ml=+1,ms=1/2n = 3, l = 2, m_l = +1, m_s = -1/2 şeklindedir.
Kuantum sayılarının sınırlarını ve kurallarını doğru uygulayarak doğru seçeneğe ulaşmak.

Key Concept

Madelung-Klechkowski (Aufbau) İlkesine Göre Orbital Enerjilerinin Karşılaştırılması ve Kuantum Sayısı Sınırları
Estimated Time:2m 0s
Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund) Practice Questions — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin