Examkin

Soru

Zorluk: ZorElektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

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?

  1. Aç��sal momentum kuantum sayısı (ll) 22 olan orbitallerinde en fazla 55 elektronun spin kuantum sayısı (msm_s) aynı yönlüdür.Cevap
  2. B
    Katyonun elektron dizilimi [Ar]4s23d4[\text{Ar}] 4s^2 3d^4 şeklindedir.
  3. C
    En dış katmanındaki elektronlar için baş kuantum sayısı (nn) 33 iken, bu elektronların açısal momentum kuantum sayısı (ll) 33 olabilir.
  4. D
    En yüksek enerjili orbitalindeki elektronlardan birinin manyetik kuantum sayısı (mlm_l) +3+3 olabilir.
  5. E
    Elektron koparılması sürecinde, 3d3d orbitallerinin enerjisi 4s4s orbitalinden daha yüksek olduğu için elektronlar öncelikle 3d3d orbitallerinden koparılır.

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Geçiş metallerinden elektron koparılması ve Hund kuralına göre orbital şemalarında spin kuantum sayılarının dağılımı.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

Bu konudan daha fazla soru