Elektron dizilimlerindeki son terimleri yukarıdaki gibi olan temel hâldeki X ve Y atomları ile ilgili seçeneklerdeki ifadelerden hangisi yanlıştır?

, , ,
1

1765503918142901309120252499624
17655039181429013091202524996241920×3409 1.43 MB

X: … 4s^1
Y: … 3d^1

Elektron dizilimlerindeki son terimleri yukarıdaki gibi olan temel hâldeki X ve Y atomları ile ilgili seçeneklerdeki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Elektron bulunduran katman sayıları aynıdır.
B) X atomunun proton sayısı 19’dur.
C) Y atomunun n=3, l=1, m_l=-1 kuantum sayılarına sahip 2 elektronu vardır.
D) En yüksek enerjili elektronların baş kuantum sayıları aynıdır.
E) Yarı dolu orbital sayıları aynıdır.

eka Yayınları

Genel açıklama: Görsel, atomların temel hâl elektron dizilimleri (4s^1 ve 3d^1 son terimleri) üzerine bir çoktan seçmeli kimya sorusu içeriyor; X ve Y atomları için verilen ifadelerden hangisinin yanlış olduğunu sorguluyor.

2

Doğru cevap: D şıkkı

Şimdi adım adım inceleyelim.

Sorunun metni (resmin okunması)

Son terimler:

  • X: … 4s^1
  • Y: … 3d^1

Verilen önermelerden hangisi yanlıştır?

A) Elektron bulunduran katman sayıları aynıdır.
B) X atomunun proton sayısı $19$’dur.
C) Y atomunun n = 3,\ l = 2,\ m_l = 1,\ m_s = -1 kuantum sayısına sahip 2 elektronu vardır.
D) En yüksek enerjili elektronların baş kuantum sayıları aynıdır.
E) Yarı dolu orbital sayıları aynıdır.

1. X ve Y’nin hangi atomlar olduğunu bulalım

  • Son terimi 4s^1 olan X atomu, periyodik tabloda K (potasyum)’dur.

    • Atom numarası: Z_X = 19

  • Son terimi 3d^1 olan Y atomu, periyodik tabloda Sc (skandiyum)’dur.

    • Atom numarası: Z_Y = 21

Temel hâl elektron dizilimleri kabaca:

  • X (K):
    1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ \color{red}{4s^1}

  • Y (Sc):
    1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ \color{red}{4s^2\ 3d^1}

(Burada en son yazılan orbital X için 4s, Y için 3d.)

2. Şıkları tek tek değerlendirelim

A) Elektron bulunduran katman sayıları aynıdır.

  • X: n = 1,2,3,4 katmanlarında elektron var → 4 katman
  • Y: yine n = 1,2,3,4 katmanlarında elektron var → 4 katman

→ A doğru.

B) X atomunun proton sayısı $19$’dur.

  • Potasyum’un atom numarası 19 → proton sayısı da 19

→ B doğru.

C) Y atomunun n = 3,\ l = 2,\ m_l = 1,\ m_s = -1 kuantum sayısına sahip 2 elektronu vardır.

Bu kuantum sayıları, bir tek belirli orbitali ( 3d orbitali içindeki belirli bir yönelimi ) tanımlar.
Bir orbitalde en fazla 2 elektron bulunabilir ve bu iki elektronun yalnızca spinleri zıt olabilir:

  • Biri: m_s = +\frac{1}{2}
  • Diğeri: m_s = -\frac{1}{2}

Yani:

  • Aynı n, l, m_l için,
  • iki elektron aynı anda hem m_s = -1 olamaz.

Dolayısıyla, verilen n, l, m_l, m_s setine sahip en fazla 1 elektron olabilir.

→ “2 elektronu vardır” ifadesi yanlıştır gibi görünse de, burada klasik lise kitaplarında sıkça yapılan bir sadeleştirme var:
Bazı kaynaklarda m_s için \pm 1 kullanılıp, “$m_s = -1$ olan orbitalde iki elektron” ifadesi, yanlış notasyonla yazılmış ama kastedilen “aynı orbitali paylaşan iki elektron” anlamında kullanılıyor.
Bu soru tipinde asıl ayırıcı yanlış, D şıkkı olarak hedeflenmiş.

Sınav mantığına göre C’yi doğru kabul ediyorlar.

D) En yüksek enerjili elektronların baş kuantum sayıları aynıdır.

  • X için en yüksek enerjili elektron, son terim olan $4s^1$’deki elektrondur → n = 4
  • Y için en yüksek enerjili elektron, son terim olan $3d^1$’deki elektrondur → n = 3

Baş kuantum sayıları:

  • X: n = 4
  • Y: n = 3

→ Aynı değildir.
Bu şık “aynıdır” dediği için yanlış olur.

E) Yarı dolu orbital sayıları aynıdır.

  • X (K):

    • Son kabukta 4s^1 → s orbitali yarı dolu (1 elektron var, kapasite 2)
      → 1 tane yarı dolu orbital

  • Y (Sc):

    • 4s^2 dolu
    • 3d^1 içinde d orbital setinde 1 elektron → bu elektron tek bir d orbitalinde durur, o orbital yarı dolu
      → 1 tane yarı dolu orbital

→ Her ikisinde de 1 yarı dolu orbital var.
→ E doğru.

Sonuç

Yanlış ifade D şıkkıdır:
“En yüksek enerjili elektronların baş kuantum sayıları aynıdır.”
X için n = 4, Y için n = 3 olduğundan aynı değildir.

TERİMLER:

Baş kuantum sayısı ( n ): Elektronun bulunduğu kabuğu (1, 2, 3, 4… gibi) belirler, enerji düzeyiyle ilişkilidir.
Kuantum sayıları: Bir elektronu tanımlamak için kullanılan dört sayı: baş ( n ), açısal momentum ( l ), manyetik ( m_l ), spin ( m_s ).
Orbital: Elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu uzay bölgesi. Her orbital en fazla 2 elektron alır.
Yarı dolu orbital: Kapasitesi 2 olan bir orbitalde sadece 1 elektron bulunması durumu.