Sorunun Çözümü
- Taneciklerin elektron konfigürasyonları belirlenir:
- $Ca$ ($Z=20$): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$
- $Ti$ ($Z=22$): $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^2$
- $Ti^{2+}$: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^2$ (Elektronlar önce $4s$ orbitalinden kopar)
- I. yargı değerlendirilir (Her ikisi de küresel simetrik özellik gösterir):
- $Ca$'nın son orbitali $4s^2$ tam dolu olduğu için küresel simetriktir.
- $Ti^{2+}$'nın son orbitali $3d^2$ ne yarı dolu ($d^5$) ne de tam dolu ($d^{10}$) olduğu için küresel simetrik değildir.
- Bu nedenle I. yargı yanlıştır.
- II. yargı değerlendirilir (İzoelektroniktirler):
- $Ca$'nın elektron sayısı $20$'dir.
- $Ti^{2+}$'nın elektron sayısı $22 - 2 = 20$'dir.
- Elektron sayıları aynı olmasına rağmen, elektron dizilimleri farklıdır ($Ca: [Ar]4s^2$, $Ti^{2+}: [Ar]3d^2$). İzoelektronik tanımı genellikle aynı elektron dizilimine sahip olmayı da gerektirir.
- Bu nedenle II. yargı yanlıştır.
- III. yargı değerlendirilir (Bir elektron koparmak için verilmesi gereken minimum enerji $Ti^{2+}$ iyonunda daha fazladır):
- $Ca$ atomunda $20$ proton $20$ elektronu çeker.
- $Ti^{2+}$ iyonunda $22$ proton $20$ elektronu çeker.
- $Ti^{2+}$ iyonunda çekirdek yükü ($22$) daha fazla olduğu için elektronlar daha sıkı tutulur ve elektron koparmak için daha fazla enerji gerekir.
- Bu nedenle III. yargı doğrudur.
- Doğru Seçenek A'dır.