💡 9. Sınıf Kimya: Aufbau pauli hund Çözümlü Örnekler

Aufbau Prensibi (Almanca "inşa etmek" anlamına gelir) elektronların orbitallere yerleşimini şu şekilde açıklar:

• Elektronlar her zaman en düşük enerjili orbitalden başlayarak yerleşirler. 📉
• Bir alt enerji seviyesindeki orbital dolmadan, bir üst enerji seviyesindeki orbitale elektron geçemez.
• Enerji sıralaması genel olarak şöyledir: \( 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d... \)

✅ Sonuç olarak; temel faktör orbitalin enerji düzeyidir.

Wolfgang Pauli tarafından ortaya konulan bu ilkeye göre:

• Bir orbitalde en fazla 2 elektron bulunabilir. ✌️
• Bu iki elektronun spinleri (dönme yönleri) mutlaka birbirine zıt olmalıdır.
• Eğer bir elektron "yukarı" yönlü ise, diğeri "aşağı" yönlü olmalıdır.

✅ Bu kural sayesinde aynı orbitaldeki iki elektronun tüm kuantum sayıları aynı olamaz.

Hund Kuralı, eş enerjili orbitallere (örneğin 3 tane p orbitali) elektronların nasıl dağılacağını belirler:

• Elektronlar, eş enerjili orbitallere önce teker teker ve aynı spinli (paralel) olacak şekilde yerleşir. ☝️☝️☝️
• Tüm eş enerjili orbitaller yarı dolu hale gelmeden, ikinci elektronlar yerleşmeye başlayamaz.
• \( 2p^{3} \) diziliminde; 3 tane p orbitalinin her birine birer tane elektron yerleşir.

✅ Böylece atom daha kararlı bir yapıya ulaşır.

Azot atomunun (\( Z = 7 \)) doğru elektron dizilimi şöyledir:

\( 1s^{2} 2s^{2} 2p^{3} \)

• Buradaki \( 2p^{3} \) kısmında 3 tane eş enerjili orbital bulunur.
• Hund Kuralı gereği, bu 3 elektronun 3 farklı orbitale tek tek yerleşmesi gerekir.
• Öğrenci, elektronları tek tek yerleştirmek yerine bir orbitali doldurup diğerini boş bıraktığı için Hund Kuralı'nı ihlal etmiştir. ❌

✅ Doğru yerleşim: Her p orbitalinde birer elektron bulunmasıdır.

Seçenekleri inceleyelim:

• A seçeneği: Aufbau ve Pauli kurallarına uygundur. 2s orbitali tam dolmak zorunda değildir, 1 elektron alabilir.
• B seçeneği: Bir orbital içinde iki elektronun da aynı yöne (spin) bakması Pauli İlkesi'ne kesinlikle aykırıdır. ❌

✅ Pauli İlkesi der ki: Bir orbitaldeki iki elektronun spinleri zıt olmalıdır. Aynı yöne bakan iki elektron aynı orbitalde bulunamaz.

Hund Kuralı, atom düzeyindeki "sosyal mesafe" gibidir:

• Boş bir otobüse binen yolcular (elektronlar), genellikle yan yana koltuklar boşken tanımadıkları birinin yanına oturmak yerine boş ikili koltuklara tek başlarına oturmayı tercih ederler. 💺
• Tüm ikili koltuklarda en az bir kişi olduğunda, yeni gelen yolcular mecburen birilerinin yanına oturmaya başlar.
• İşte p, d ve f gibi eş enerjili orbitaller de bu otobüs koltukları gibidir; elektronlar önce boş orbitallere tek tek yerleşir.

✅ Bu benzetme, Hund Kuralı'nın mantığını kavramayı kolaylaştırır.

Bu durumu adım adım analiz edelim:

• Normalde \( 2p \) orbitali toplam \( 6 \) elektron alabilir.
• Ancak bu atomda \( 2p \) orbitali \( 5 \) elektron almış ve bir elektron daha yüksek enerjili olan \( 3s \) orbitaline gitmiştir.
• Aufbau Prensibi'ne göre, düşük enerjili orbital (\( 2p \)) tamamen dolmadan elektron bir üst seviyeye (\( 3s \)) geçemez.
• Bu durum atomun temel halde olmadığını, dışarıdan enerji alarak uyarılmış hale geçtiğini gösterir. ⚡

✅ Sonuç: Bu dizilim temel haldeki Aufbau Prensibi sıralamasına uymaz, çünkü atom uyarılmıştır.

Lityum atomu için \( Z = 3 \) elektronu yerleştirelim:

1. Aufbau: En düşük enerjili orbitalden başlanır. Önce \( 1s \) orbitaline elektronlar konur.
2. Pauli: \( 1s \) orbitaline en fazla 2 elektron zıt spinli olarak yerleşir: \( 1s^{2} \).
3. Aufbau (Devam): Kalan 1 elektron, bir sonraki enerji seviyesi olan \( 2s \)'e yerleşir: \( 2s^{1} \).

✅ Elektron Dizilimi: \( 1s^{2} 2s^{1} \)

Bu dizilimde hem en düşük enerjili orbital dolmuş (Aufbau), hem de orbital içindeki elektronlar zıt spinli yerleşmiştir (Pauli).