Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKüresel Simetri ve Uyarılmış Hal

Modern atom teorisinde elektron dizilimleri, küresel simetri ve uyarılmış hal kavramları elementlerin kimyasal ve fiziksel davranışlarını açıklamada önemli bir yere sahiptir.

Buna göre, nötr atomlar ve iyonların elektron dizilimleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    24Cr_{24}\text{Cr} atomunun [Ar]4s13d5[Ar] 4s^1 3d^5 şeklindeki elektron dizilimi uyarılmış haldedir ve temel hale dönerken dışarıya ışıma yapar.
  2. B
    26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+} iyonunun temel haldeki elektron dizilimi [Ar]4s23d4[Ar] 4s^2 3d^4 şeklinde sonlanır.
  3. C
    Aynı periyotta bulunan azot (7N_{7}\text{N}) atomunun birinci iyonlaşma enerjisinin oksijen (8O_{8}\text{O}) atomununkinden küçük olması, azotun küresel simetriye sahip olması ile açıklanır.
  4. 29Cu+_{29}\text{Cu}^+ iyonunun temel hal elektron dizilimi [Ar]3d10[Ar] 3d^{10} şeklindedir ve bu iyon küresel simetri özelliği gösterir.Cevap
  5. E
    Uyarılmış bir atomda elektronun geçiş yaptığı yeni orbitalin baş kuantum sayısı (nn) ile açısal momentum kuantum sayısı (ll) birbirine eşit olabilir.

Cevap

Bakır (29Cu+_{29}\text{Cu}^+) iyonunun temel hal elektron dizilimi [Ar]3d10[Ar] 3d^{10} şeklindedir ve bu iyon küresel simetri özelliği gösterir.
Bakır (29Cu_{29}\text{Cu}) atomunun temel hal elektron dizilimi [Ar]4s13d10[Ar] 4s^1 3d^{10} şeklindedir. Cu+\text{Cu}^+ katyonu oluşturulurken 1 elektron, baş kuantum sayısı en büyük olan en dıştaki 4s4s orbitalinden koparılır. Bu durumda Cu+\text{Cu}^+ iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d10[Ar] 3d^{10} olur. En yüksek enerjili 3d3d alt kabuğu tamamen dolu olduğu için bu iyon küresel simetri özelliği gösterir ve bu durum kararlı temel hal dizilimidir.

Adım Adım Çözüm

1
Krom (24Cr_{24}\text{Cr}) atomunun temel hal elektron dizilimini yazarak durumunu incelemek.
24Cr_{24}\text{Cr} atomunun temel hal dizilimi [Ar]4s13d5[Ar] 4s^1 3d^5 şeklindedir.
Krom atomu s2d4s^2 d^4 yerine küresel simetri kararlılığı nedeniyle kendiliğinden s1d5s^1 d^5 elektron dağılımına sahiptir. Bu durum uyarılmış hal değildir, temel haldir.
2
Demir (26Fe2+_{26}\text{Fe}^{2+}) iyonunun temel hal elektron dizilimini yazarak elektron koparma kuralını uygulamak.
26Fe_{26}\text{Fe} ([Ar]4s23d6[Ar] 4s^2 3d^6) atomundan 2 elektron koparıldığında [Ar]3d6[Ar] 3d^6 elde edilir.
Katyon oluşturulurken elektronlar her zaman en dış kabuktaki (nn say��sı en büyük) orbitallerden öncelikli olarak koparılır, bu yüzden elektronlar 3d3d yerine önce 4s4s orbitalinden ayrılır.
3
Azot (7N_{7}\text{N}) ve oksijen (8O_{8}\text{O}) atomlarının birinci iyonlaşma enerjilerini küresel simetri ilişkisi üzerinden karşılaştırmak.
Azotun iyonlaşma enerjisi oksijeninkinden daha büyüktür.
Azot (p3p^3, yarı dolu) küresel simetrik yapıdayken, oksijen (p4p^4) küresel simetrik değildir. Küresel simetri atoma kararlılık kazandırdığından azot atomundan elektron koparmak için gereken enerji daha fazladır.
4
Bakır (29Cu+_{29}\text{Cu}^+) iyonunun elektron dizilimini yazarak küresel simetri durumunu belirlemek.
29Cu+_{29}\text{Cu}^+ iyonunun elektron dizilimi [Ar]3d10[Ar] 3d^{10} olur ve küresel simetri özelliği taşır.
29Cu_{29}\text{Cu} ([Ar]4s13d10[Ar] 4s^1 3d^{10}) atomundan 1 elektron koparıldığında 4s4s orbitalindeki elektron gider. Kalan 3d3d alt kabuğu tamamen dolu (d10d^{10}) olduğundan iyon küresel simetrik olur.
5
Kuantum sayılarının sınır değer kurallarını uyarılmış hal orbitali için doğrulamak.
nn ve ll değerleri hiçbir zaman birbirine eşit olamaz.
Kuantum sayıları kurallarına göre ll değeri en fazla n−1n-1 olabilir, dolayısıyla baş kuantum sayısı ile açısal momentum kuantum sayısı eşitliği imkansızdır.

Anahtar Kavram

Temel haldeki geçiş metallerinin elektron dizilimleri, katyonlarda elektron koparma kuralları, küresel simetri kararlılığı ve kuantum sayıları arasındaki ilişkiler.
Bu soruyu puanla

Konular

Küresel Simetri ve Uyarılmış Hal

Bu konudan daha fazla soru