Soru

Zorluk: OrtaKüresel Simetri ve Uyarılmış Hal

Nötr haldeki 12Mg'_{12}\text{Mg}', 13Al'_{13}\text{Al}' ve 14Si'_{14}\text{Si}' elementlerinin temel haldeki elektron dizilimlerini göz önünde bulundurarak, bu atomların birinci iyonlaşma enerjilerini en küçükten en büyüğe do��ru sıralayınız.

  1. 113Al_{13}\text{Al}
  2. 212Mg_{12}\text{Mg}
  3. 314Si_{14}\text{Si}

Cevap

Elementlerin birinci iyonlaşma enerjilerinin en küçükten en büyüğe doğru sıralanışı Alüminyum, Magnezyum ve Silisyum şeklindedir.
Üç element de 3. periyottadır. Aynı periyotta soldan sağa gidildikçe iyonlaşma enerjisi genellikle artar. Ancak 2A grubundaki magnezyum, son orbitali olan 3s3s'in tam dolu olması nedeniyle küresel simetriktir ve bu durum ona ekstra kararlılık katar. Bu kararlılıktan ötürü magnezyumun birinci iyonlaşma enerjisi, sağında bulunan 3A grubundaki alüminyumdan daha büyüktür. Silisyum ise 4A grubunda yer aldığı için çekirdek yükünün büyüklüğü sebebiyle her ikisinden de daha yüksek iyonlaşma enerjisine sahiptir. Bu durum sıralamayı Alüminyum < Magnezyum < Silisyum yapar.

Adım Adım Çözüm

1
Elementlerin temel hal elektron dizilimlerini yazarak grup ve periyotlarını belirleyin.
12Mg_{12}\text{Mg}: 1s22s22p63s21s^2 2s^2 2p^6 3s^2 (3. periyot, 2A grubu)
13Al_{13}\text{Al}: 1s22s22p63s23p11s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1 (3. periyot, 3A grubu)
14Si_{14}\text{Si}: 1s22s22p63s23p21s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 (3. periyot, 4A grubu)
İyonlaşma enerjilerini karşılaştırmak için elementlerin periyodik sistemdeki konumlarını bilmemiz gerekir.
2
Elementlerin elektron dizilimlerindeki küresel simetri durumunu kontrol edin.
Magnezyumun son orbitali (3s23s^2) tam dolu olduğundan küresel simetriktir. Alüminyum (3p13p^1) ve silisyum (3p23p^2) ise küresel simetri özelliği göstermez.
Küresel simetri, atoma ekstra kararlılık kazandırarak elektron koparılmasını zorlaştırır ve iyonlaşma enerjisinde beklenmedik artışa (istisnaya) yol açar.
3
Aynı periyottaki iyonlaşma enerjisi eğilimini ve küresel simetri istisnasını uygulayarak sıralama yapın.
Aynı periyotta iyonlaşma enerjisi genel olarak sağa doğru artar ancak 2A grubunun iyonlaşma enerjisi küresel simetriden dolayı 3A grubundan büyüktür (3A < 2A < 4A). Buna göre birinci iyonlaşma enerjisi sıralaması Alüminyum < Magnezyum < Silisyum şeklindedir.
2A ve 3A grupları arasındaki küresel simetri istisnası nedeniyle magnezyumun iyonlaşma enerjisi alüminyumunkini geçer.

Anahtar Kavram

Aynı periyottaki elementlerin birinci iyonlaşma enerjileri karşılaştırılırken küresel simetri kararlılığının (özellikle 2A > 3A ve 5A > 6A sapmalarının) dikkate alınması.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla