Verilen tepkimeler ve iyonlaşma enerjisi tanımları üzerinden öncülleri değerlendirelim:
- I. Öncül: \(E_1\) birinci, \(E_2\) ikinci iyonlaşma enerjisidir.
İyonlaşma enerjisi, gaz halindeki nötr bir atomdan veya iyondan bir elektron koparmak için gereken enerjidir.
- Birinci tepkime: \(X(g) + E_1 \rightarrow X^+(g) + e^-\). Bu tepkime, nötr X atomundan ilk elektronun koparılmasıdır. Dolayısıyla \(E_1\), birinci iyonlaşma enerjisidir (\(IE_1\)).
- İkinci tepkime: \(X^+(g) + E_2 \rightarrow X^{2+}(g) + e^-\). Bu tepkime, \(X^+\) iyonundan ikinci elektronun koparılmasıdır. Dolayısıyla \(E_2\), ikinci iyonlaşma enerjisidir (\(IE_2\)).
Bu nedenle, I. öncül doğrudur.
- II. Öncül: \(E_3 = E_1 + E_2\)'dir.
Hess Yasası'na göre, bir tepkime birden fazla adımda gerçekleşiyorsa, toplam enerji değişimi adımların enerji değişimlerinin toplamına eşittir.
- Tepkime 1: \(X(g) + E_1 \rightarrow X^+(g) + e^-\)
- Tepkime 2: \(X^+(g) + E_2 \rightarrow X^{2+}(g) + e^-\)
Bu iki tepkimeyi topladığımızda:
\(X(g) + X^+(g) + E_1 + E_2 \rightarrow X^+(g) + e^- + X^{2+}(g) + e^-\)
Basitleştirirsek:
\(X(g) + (E_1 + E_2) \rightarrow X^{2+}(g) + 2e^-\)
Bu tepkime, üçüncü tepkime ile aynıdır: \(X(g) + E_3 \rightarrow X^{2+}(g) + 2e^-\).
Dolayısıyla, \(E_3 = E_1 + E_2\)'dir.
Bu nedenle, II. öncül doğrudur.
- III. Öncül: \(E_2 > E_1\)'dir.
Bir atomdan ardışık elektron koparmak için gereken enerji her zaman artar. Çünkü her elektron koptuğunda, atomun veya iyonun pozitif yükü artar ve kalan elektronlar üzerindeki çekirdek çekimi kuvvetlenir. Bu da, sonraki elektronu koparmayı daha zor ve dolayısıyla daha fazla enerji gerektiren bir süreç haline getirir.
Bu nedenle, ikinci iyonlaşma enerjisi (\(E_2\)) her zaman birinci iyonlaşma enerjisinden (\(E_1\)) daha büyüktür.
Bu nedenle, III. öncül doğrudur.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, I, II ve III öncüllerinin hepsi doğrudur.
Cevap E seçeneğidir.