Examkin

Soru

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

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?

  1. A
    En yüksek enerjili orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=4,l=0,ml=0n = 4, l = 0, m_l = 0 ve ms=+1/2m_s = +1/2 şeklindedir.
  2. B
    X2+\text{X}^{2+} iyonu oluşurken kopan elektronların tamamı enerjisi daha yüksek olan 3d3d orbitalinden uzaklaştırılmıştır.
  3. 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.Cevap
  4. D
    3d3d orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=3,l=3,ml=−2n = 3, l = 3, m_l = -2 ve ms=+1/2m_s = +1/2 olabilir.
  5. E
    3d3d orbitalinde bulunan bir elektronun kuantum sayıları n=3,l=2,ml=−3n = 3, l = 2, m_l = -3 ve ms=−1/2m_s = -1/2 olabilir.

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Madelung-Klechkowski (Aufbau) İlkesine Göre Orbital Enerjilerinin Karşılaştırılması ve Kuantum Sayısı Sınırları
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektron Dizilimi Kuralları (Aufbau, Pauli, Hund)

Bu konudan daha fazla soru