Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorElektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

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?

  1. A
    V3+\text{V}^{3+} katyonu oluşurken elektronlar öncelikle en yüksek enerjili orbital olan 3d3d'den koptuğu için, oluşan katyonun temel hal elektron dizilimi [Ar]4s23d0[\text{Ar}] 4s^2 3d^0 şeklindedir.
  2. B
    V2+\text{V}^{2+} katyonunun temel hal elektron diziliminde yarı dolu orbital sayısı 11'dir.
  3. C
    V3+\text{V}^{3+} katyonunun en yüksek enerjili orbitalindeki elektronlar için baş kuantum sayısı n=3n = 3 iken açısal momentum kuantum sayısı l=3l = 3 olabilir.
  4. 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.Cevap
  5. E
    V3+\text{V}^{3+} katyonunun 3d3d orbitalinde yer alan elektronlardan birinin manyetik kuantum sayısı (mlm_l) değeri +3+3 olabilir.

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

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.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

Bu konudan daha fazla soru