Soru Çözümü
- Öncelikle $H_3O^+$ iyonundaki toplam temel tanecik sayısını bulalım.
- $H$ atomu için ($_1^1H$): 1 proton, $1-1=0$ nötron, 1 elektron.
- $O$ atomu için ($_8^{16}O$): 8 proton, $16-8=8$ nötron, 8 elektron.
- $H_3O^+$ iyonundaki toplam proton sayısı: $3 \times 1 + 1 \times 8 = 11$.
- $H_3O^+$ iyonundaki toplam nötron sayısı: $3 \times 0 + 1 \times 8 = 8$.
- Nötr $H_3O$ molekülündeki toplam elektron sayısı: $3 \times 1 + 1 \times 8 = 11$.
- $H_3O^+$ iyonu +1 yüklü olduğundan 1 elektron kaybetmiştir. Toplam elektron sayısı: $11 - 1 = 10$.
- $H_3O^+$ iyonundaki toplam temel tanecik sayısı (proton + nötron + elektron): $11 + 8 + 10 = 29$.
- X atomunun nükleon sayısı, $H_3O^+$ iyonundaki toplam temel tanecik sayısına eşit olduğundan, $A_X = 29$.
- X atomunun çekirdeğindeki yüksüz tanecikler (nötron) yüklü taneciklerden (proton) 1 fazladır: $n_X = p_X + 1$.
- Nükleon sayısı proton ve nötron sayılarının toplamıdır: $A_X = p_X + n_X$.
- Denklemleri birleştirelim: $p_X + (p_X + 1) = 29$.
- $2p_X + 1 = 29 \Rightarrow 2p_X = 28 \Rightarrow p_X = 14$.
- X atomunun proton sayısı 14'tür.
- X atomunun nötron sayısı: $n_X = p_X + 1 = 14 + 1 = 15$.
- X atomu nötr olduğundan elektron sayısı proton sayısına eşittir: $e_X = 14$.
- Şimdi $X^{4+}$ iyonunun tanecik sayılarını bulalım:
- Proton sayısı değişmez: $p_{X^{4+}} = p_X = 14$.
- Nötron sayısı değişmez: $n_{X^{4+}} = n_X = 15$.
- $X^{4+}$ iyonu 4 elektron kaybetmiştir: $e_{X^{4+}} = e_X - 4 = 14 - 4 = 10$.
- Buna göre $X^{4+}$ iyonundaki proton, nötron ve elektron sayıları sırasıyla 14, 15 ve 10'dur.
- Doğru Seçenek A'dır.