Sorunun Çözümü
- I. Yargı: p orbitalleri, eksenler boyunca uzanan loblara sahiptir. Şekildeki orbital, X ekseni boyunca uzanan bir p orbitalini göstermektedir, bu da 2p$_x$ orbitalinin sınır yüzey diyagramına uyar. Dolayısıyla, I. yargı doğrudur.
-
II. Yargı: Çok elektronlu atomlarda, orbitallerin enerjileri (n+l) kuralına göre belirlenir.
2s orbitali için: n=2, l=0 $\Rightarrow$ n+l = 2.
2p orbitalleri için: n=2, l=1 $\Rightarrow$ n+l = 3.
(n+l) değeri büyük olan orbitalin enerjisi daha yüksektir. Bu nedenle, 2p orbitallerinin enerjisi 2s orbitalininkinden fazladır. Dolayısıyla, II. yargı doğrudur. -
III. Yargı: Hund kuralına göre, eş enerjili orbitallere (2p$_x$, 2p$_y$, 2p$_z$) elektronlar önce birer birer ve aynı spinle yerleşir, ardından zıt spinli ikinci elektronlar yerleşerek eşleşir.
Oksijen atomunun 2p alt kabuğunda 4 elektron bulunur. Bu elektronlar Hund kuralına göre şu şekilde yerleşir:
2p$_x$: $\uparrow$
2p$_y$: $\uparrow$
2p$_z$: $\uparrow$
Dördüncü elektron ise ilk dolan orbitallerden birine zıt spinle yerleşir:
2p$_x$: $\uparrow\downarrow$
2p$_y$: $\uparrow$
2p$_z$: $\uparrow$
Verilen orbital diyagramı bu yerleşimi göstermektedir. Dolayısıyla, III. yargı doğrudur. - Doğru Seçenek E'dır.