TYT Kimya: Atomun Yapısı & İyonlar ve Elektron Sayısı İlişkisi (9 Soruluk Çözümlü Çıkmış Formatında Test)

${}_{19}K$ atomunun nötr halde elektron sayısı 19'dur. Bu atom 2 elektron aldığında elektron sayısı $19 + 2 = 21$ olur. $X$ atomu da bu tanecikten 2 elektron alarak aynı elektron sayısına ulaştığına göre, $X$'in son elektron sayısı 21'dir. Başlangıçta 2 elektron alan $X$ atomunun nötr haldeki proton sayısı $21 - 2 = 19$ değil, sorudaki mantığa göre $X$ atomu 2 elektron alarak $21$ elektronlu duruma geliyorsa, $X$ atomunun proton sayısı $21 - 2 = 19$ olur.

Hidroleğen-1 (${}_{1}^{1}H$) izotopunun nötronu yoktur (nötron sayısı = 0). Bu nedenle III öncül yanlıştır. Elektronu olmayan iyonlar (örneğin ${}_{1}H^+$) bulunabilir, bu yüzden I öncül kesin değildir. Ancak tüm kimyasal türlerin (atom, iyon) çekirdeğinde mutlaka en az 1 proton bulunur.

Proton sayısı: H(1) + S(16) + 4×O(8) = 1 + 16 + 32 = 49'dur. I öncül yanlıştır (25 değil). Yapıda H, S ve O olmak üzere 3 tür atom vardır (II doğru). Elektron sayısı: Proton sayısı (49) - İyon yükü (-1) = 49 - (-1) = 50'dir (III doğru).

Nükleon sayısı (kütle numarası $A$), çekirdekteki proton ve nötron sayılarının toplamıdır ($ps + ns$). $A - ps$ ifadesi nötron sayısını verir, nükleon sayısını değil.

Proton sayısına $p$, nötron sayısına $n$, elektron sayısına $e$ diyelim. Kütle numarası $p + n = 48$'dir. Temel tanecikler toplamı $p + n + e = 68$ olduğundan, $48 + e = 68 \Rightarrow e = 20$'dir. $X^{2+}$ iyonunun elektron sayısı 20 ise proton sayısı $p = 20 + 2 = 22$'dir. $p + n = 48 ightarrow 22 + n = 48 \Rightarrow n = 26$'dır.

Tarihsel süreçte ilk olarak J.J. Thomson tarafından 1897'de elektron keşfedilmiştir. Ardından Rutherford protonu (1919), en son ise Chadwick 1932 yılında nötronu keşfetmiştir. Sıralama: elektron $ightarrow$ proton $ightarrow$ nötron şeklindedir.

Aynı elementin tanecikleri olduğu için çekirdek yükleri (proton sayıları) eşittir (II doğru). Elektron sayıları: $X^-$ en çok elektronu almıştır, $X^+$ ise elektron vermiştir. Bu yüzden elektron sayısı $X^- > X > X^+$ şeklindedir; I. öncül yanlıştır. Çekirdek aynı kalırken elektron sayısı azaldıkça elektron başına düşen çekim gücü artar ($X^+$'da çekim en fazla, $X^-$'de en azdır). Sıralama $X^+ > X > X^-$ şeklindedir (III doğru).

İzoelektronik taneciklerin elektron sayıları aynı, proton sayıları farklı olmalıdır. ${}_{7}N^{3-}$ iyonunun elektron sayısı $7 - (-3) = 10$'dur. ${}_{8}O^{2-}$ iyonunun elektron sayısı $8 - (-2) = 10$'dur. Elektron sayıları aynı (10), proton sayıları farklı (7 ve 8) olduğundan izoelektroniktir.

Nötr $X$ atomunun proton sayısı $a$'dır. İzotop oldukları için her iki taneciğin de proton sayısı $a$ ve nötron sayısı $n$'dir. $X^-$ iyonunun elektron sayısı $a + 1$, $X^{7+}$ iyonunun elektron sayısı $a - 7$'dir. Toplam elektron sayısı = $(a + 1) + (a - 7) = 2a - 6$'dır. Toplam nötron sayısı = $n + n = 2n$'dir. Verilen bilgiye göre toplam elektron sayısı toplam nötron sayısından 10 eksiktir: $2a - 6 = 2n - 10 \Rightarrow 2n = 2a + 4 \Rightarrow n = a + 2$. Bir taneciğin kütle numarası $A = p + n = a + (a + 2) = 2a + 2$'dir. İki iyonun kütle numaraları toplamı (izotop oldukları için her ikisinin kütle numarası aynıdır) = $(2a + 2) + (2a + 2) = 4a + 4$ veya soruda kütle numaraları toplamı sorulduğu için dikkat edelim: Her birinin kütle numarası $A_1 = a + n$, $A_2 = a + n$. Toplam = $2a + 2n = 2a + 2(a + 2) = 4a + 4$. Şıklara baktığımızda kütle numaraları toplamı 4a+4'tür. Alternatif çözüm: $2n = 2a + 4 ightarrow n = a + 2$. $A = a + n = a + a + 2 = 2a + 2$. İki tanecik olduğundan $2(2a + 2) = 4a + 4$.