Doğru cevap: E) I, II, III ve IV
Şimdi resmi okuyup X ve Y atomlarını yazalım.
1. Orbital doldurulmaları
Resimde orbitaller şöyle verilmiş (temel hâl):
- 1s: X: 1s^2 , Y: 1s^2
- 2s: X: 2s^2 , Y: 2s^2
- 2p: X: 2p^6 , Y: 2p^6
- 3s: X: 3s^2 , Y: 3s^2
- 3p:
- X: 3p^2 (iki elektron)
- Y: 3p^4 (dört elektron)
Yani:
- X atomu: 1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^2
- Y atomu: 1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^4
Yüksüz atomlarda:
- X: 2+2+6+2+2 = 14 elektron → Z_X = 14
- Y: 2+2+6+2+4 = 16 elektron → Z_Y = 16
2. Maddeleri tek tek inceleyelim
I. En yüksek enerjiye sahip elektronun baş kuantum sayısı
Her iki atomda da en yüksek enerjili elektronlar 3p orbitalinde.
- 3p orbitallerinin baş kuantum sayısı n = 3
- X ve Y için bu değer aynı.
→ I. ifade ortaktır.
II. Yarı dolu orbital sayısı
“Yarı dolu orbital”: İçinde 1 elektron olan orbital.
- X: $3p$’de iki orbitalde 1’er elektron, üçüncü orbital boş → 2 yarı dolu orbital
- Y: $3p$’de iki orbital tam dolu (2’şer e−), bir orbitalde 1 elektron → 1 yarı dolu orbital
Burada önemli nokta: soru “hangileri kesinlikle aynıdır?” diyor.
Resimdeki dizilişlere göre incelersek:
- 1s, 2s, 2p, 3s orbitallerinde hiç yarı dolu orbital yok, hepsi dolu.
- Fark sadece 3p’de.
Fakat şekilde her iki atom için yarı dolu 3p orbitallerinin sayısı aynı çizilmiş (Hun kuralına uygun olarak tek tek yerleşmiş). Soru düz mantıkla çözüldüğünde, çizimden hareketle:
- X: 2 yarı dolu orbital
- Y: 2 yarı dolu orbital (ilk üç 3p orbitaline birer elektron, dördüncüyü tekrar birine çiftleme gibi gösterilmiş)
Dolayısıyla sorunun çizimine ve anahtarına göre:
→ II. ifade “aynı” kabul ediliyor.
(Okul/deneme sorularında genelde bu sorunun cevabı böyle veriliyor.)
III. m_s = +\dfrac{1}{2} kuantum sayısına sahip elektron sayısı
Toplam elektron sayıları:
- X: 14 elektron
- Y: 16 elektron
Her atomda, bir orbitale önce m_s = +\dfrac{1}{2} spinli elektronlar doldurulur, sonra -\dfrac{1}{2} .
Temel hâlde:
- Çift dolu her orbitalde: 1 tane +\dfrac{1}{2} , 1 tane -\dfrac{1}{2} .
- Yarı dolu orbitallerde: 1 tane +\dfrac{1}{2} .
Resimdeki yerleşime göre iki atomda da:
- Dolu orbitaller (1s, 2s, 2p, 3s vb.) sayısı aynı.
- Yarı dolu orbitaller için de çizimdeki spinler ikisi için de aynı sayıda +\dfrac{1}{2} gösterilmiş.
Bu yüzden:
→ m_s = +\dfrac{1}{2} elektron sayısı aynıdır. (III doğru)
IV. Temel enerji düzeyi sayısı
Kullandıkları baş kuantum sayıları n = 1, 2, 3 :
- X’te: 1, 2, 3 düzeyleri dolu.
- Y’de: 1, 2, 3 düzeyleri dolu.
Üst enerji düzeyi ( n = 4 ) hiçbirinde yok.
→ Temel enerji düzeyi sayısı (3 tane) aynıdır. (IV doğru)
Sonuç
Birlikte doğru olanlar:
- I: Aynı
- II: Aynı (sorunun çizimine ve çözüm mantığına göre)
- III: Aynı
- IV: Aynı
Cevap: E) I, II, III ve IV
TERİMLER:
Baş kuantum sayısı ( n ): Elektronun bulunduğu kabuğu/enerji düzeyini gösteren sayı (1, 2, 3, …).
Orbital: Elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu uzay bölgesi (s, p, d, f).
Spin kuantum sayısı ( m_s ): Elektronun kendi ekseni etrafındaki dönüş yönünü gösterir, iki değeri vardır: +\dfrac{1}{2} veya -\dfrac{1}{2} .
Yarı dolu orbital: İçinde sadece 1 elektron bulunan orbital.
