Sorunun Çözümü
- İlk olarak, \(_{24}X^{+}\) iyonunun elektron dağılımını belirleyelim. X elementi atom numarası 24 olan Krom (Cr)'dur. Kromun temel hal elektron dağılımı özel bir durumdur: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^5\).
- \(X^{+}\) iyonu oluşurken, en yüksek enerji seviyesindeki (en dıştaki) elektrondan bir tanesi uzaklaştırılır. Bu durumda \(4s^1\) orbitalindeki elektron uzaklaşır.
- Buna göre, \(_{24}X^{+}\) iyonunun elektron dağılımı \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5\) olur. Toplam elektron sayısı 23'tür.
- Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) \(\ell=0\) olan 6 elektronu vardır.
\(\ell=0\) s orbitallerini temsil eder. Dağılımda \(1s^2\) (2 elektron), \(2s^2\) (2 elektron) ve \(3s^2\) (2 elektron) bulunur. Toplamda \(2+2+2=6\) elektron vardır. Bu ifade doğrudur. - B) 6 yarı dolu orbital içerir.
Yarı dolu orbitalleri inceleyelim:
\(1s^2\): Tam dolu (0 yarı dolu)
\(2s^2\): Tam dolu (0 yarı dolu)
\(2p^6\): Tam dolu (0 yarı dolu)
\(3s^2\): Tam dolu (0 yarı dolu)
\(3p^6\): Tam dolu (0 yarı dolu)
\(3d^5\): d orbitallerinde 5 alt orbital bulunur. 5 elektron Hund kuralına göre bu 5 alt orbitale birer birer yerleşir, bu da 5 yarı dolu orbital anlamına gelir. Toplam yarı dolu orbital sayısı 5'tir. Bu ifade yanlıştır. - C) Küresel simetri özelliği gösterir.
Küresel simetri, en dıştaki orbitalin tam dolu veya yarı dolu olması durumunda gözlenir. \(3d^5\) orbitali yarı dolu olduğu için küresel simetri özelliği gösterir. Bu ifade doğrudur. - D) \(n=4\) olan elektron bulunmaz.
Elektron dağılımı \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5\) şeklindedir. En yüksek baş kuantum sayısı (n) 3'tür. \(n=4\) olan elektron bulunmaz. Bu ifade doğrudur. - E) Açısal momentum kuantum sayısı 1 olan 12 elektronu vardır.
Açısal momentum kuantum sayısı \(\ell=1\) p orbitallerini temsil eder. Dağılımda \(2p^6\) (6 elektron) ve \(3p^6\) (6 elektron) bulunur. Toplamda \(6+6=12\) elektron vardır. Bu ifade doğrudur. - Doğru Seçenek B'dır.