Verilen X atomunun atom numarası 13'tür. Bu bilgiye göre nötr X atomunun elektron dizilimi şu şekildedir:
Adım 1: Elektron Dizilimini Belirleme
- X: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1$
Adım 2: Ardışık İyonlaşma Enerjilerini Anlama
İyonlaşma enerjisi (E), bir atomdan bir elektronu koparmak için gereken enerjidir. Ardışık iyonlaşma enerjileri, atomdan sırasıyla 1., 2., 3. vb. elektronları koparmak için gereken enerjilerdir. Bir elektron, tam dolu veya yarı dolu bir orbitalden ya da daha iç bir enerji seviyesinden koparıldığında iyonlaşma enerjisi önemli ölçüde artar.
Adım 3: Elektronların Koparıldığı Enerji Seviyelerini İnceleme
- $E_1$: İlk elektron $3p^1$ orbitalinden koparılır.
- $E_2$: İkinci elektron $3s^2$ orbitalinden koparılır.
- $E_3$: Üçüncü elektron $3s^1$ orbitalinden koparılır.
Bu üç elektron, atomun 3. ana enerji seviyesinden (değerlik kabuğundan) koparılmıştır. Üçüncü elektron koptuktan sonra atom $1s^2 2s^2 2p^6$ elektron dizilimine ulaşır ki bu, kararlı bir soygaz (Neon) dizilimidir. - $E_4$: Dördüncü elektron $2p^6$ orbitalinden koparılır.
Bu elektron, artık 2. ana enerji seviyesindeki (iç kabuk) tam dolu ve kararlı bir orbitalden koparılmaktadır. Bu durum, $E_3$'e göre çok daha fazla enerji gerektirir. - $E_5$: Beşinci elektron $2p^5$ orbitalinden koparılır.
- $E_6$: Altıncı elektron $2p^4$ orbitalinden koparılır.
Adım 4: Ardışık İyonlaşma Enerjileri Oranlarını Değerlendirme
Ardışık iyonlaşma enerjileri arasındaki en büyük oran, bir elektronun daha kararlı ve daha iç bir enerji seviyesinden koparılmaya başlandığı noktada meydana gelir. X atomu için bu durum, 3. ana enerji seviyesindeki tüm elektronlar (3p ve 3s) koptuktan sonra, 2. ana enerji seviyesindeki (soygaz düzeni) bir elektronun koparılmasıyla gerçekleşir.
- $E_1, E_2, E_3$ değerleri, 3. enerji seviyesindeki elektronların koparılmasıyla ilgilidir. Bu geçişlerde enerji artışı nispeten düzenlidir.
- $E_4$ değeri ise 2. enerji seviyesindeki (iç kabuk) bir elektrondan koparılmasıyla ilgilidir. Bu, 3. enerji seviyesinden 2. enerji seviyesine geçişi temsil eder ve bu geçişte iyonlaşma enerjisinde çok büyük bir sıçrama yaşanır.
Bu nedenle, $E_4$ değeri $E_3$ değerine göre çok daha büyük olacaktır. Bu da $\frac{E_4}{E_3}$ oranının diğer oranlara göre çok daha büyük olmasını sağlar.
Cevap C seçeneğidir.