Sorunun Çözümü
Verilen enerji düzeyleri diyagramını inceleyerek her bir seçeneği değerlendirelim:
- A) Katman enerjileri, baş kuantum sayısının artmasıyla orantılı olarak artar.
Diyagramda, baş kuantum sayısı (n) arttıkça (n=1'den n=5'e doğru), katmanların enerji seviyelerinin genel olarak yükseldiği açıkça görülmektedir. Bu ifadeye ulaşılabilir. - B) Baş kuantum sayısı arttıkça katmanlar arasındaki enerji farkı azalır.
Diyagramdaki katmanlar arası dikey boşluklara bakıldığında, n=1 ile n=2 arasındaki farkın, n=2 ile n=3 arasındaki farktan daha büyük olduğu, bu farkın n arttıkça azaldığı gözlemlenir. Bu ifadeye ulaşılabilir. - C) n = 2'den sonraki katmanlarda alt katmanlar iç içe girer.
Diyagramda 3d orbitalinin 4s orbitalinden daha yüksek enerjili olduğu, 4f orbitalinin 5d orbitalinden daha yüksek enerjili olduğu görülmektedir. Bu durum, farklı baş kuantum sayılarına sahip alt katmanların enerji sıralamasında birbirini geçtiğini (iç içe girdiğini) gösterir. Bu ifadeye ulaşılabilir. - D) n = 2'den sonraki katmanlarda orbitallerin enerjileri sadece baş kuantum sayılarına bakılarak sıralanabilir.
Bu ifade yanlıştır ve diyagramdan ulaşılamaz. Diyagramda, aynı baş kuantum sayısına sahip orbitallerin (örneğin 3s, 3p, 3d) enerjilerinin farklı olduğu (3s < 3p < 3d) görülmektedir. Ayrıca, farklı baş kuantum sayılarına sahip orbitallerin (örneğin 3d ve 4s) enerji sıralamasında 3d > 4s olduğu gözlenir. Bu, enerjinin sadece baş kuantum sayısına (n) değil, aynı zamanda açısal momentum kuantum sayısına (l) da bağlı olduğunu gösterir. Dolayısıyla, sadece baş kuantum sayısına bakarak sıralama yapılamaz. - E) Aynı temel enerji düzeyinde bulunan aynı alt katmandaki orbitallerin enerjileri birbirine eşittir.
Diyagramda her bir alt katman (örneğin 2p, 3d) tek bir enerji seviyesi çizgisiyle gösterilmiştir. Bu, o alt katmandaki tüm orbitallerin (örneğin 2px, 2py, 2pz) enerjilerinin eşit olduğunu (dejenere olduğunu) ifade eder. Bu ifadeye ulaşılabilir. - Doğru Seçenek D'dır.