by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Θοδωρής Βαχλιώτης στις 25 Αύγουστος 2014 στις 23:51 στην ομάδα Χημεία Γ΄Λυκείου
Θέμα Επαναληπτικών Πανελλαδικών Εξετάσεων 2007:
Ποιο από τα παρακάτω ατομικά τροχιακά ενός πολυηλεκτρονιακού ατόμου στη θεμελιώδη κατάσταση έχει τη μεγαλύτερη ενέργεια; (οι αριθμοί στην παρένθεση αντιστοιχούν στους τρεις πρώτους κβαντικούς αριθμούς).
α. (3, 1, 0)
β. (3, 2, 0)
γ. (3, 0, 1)
δ. (4, 0, 0)
Η απορία μου είναι ποια είναι η σωστή απάντηση και γιατί.
Στο επισυναπτόμενο διάγραμμα φαίνεται η εξάρτηση της ενέργειας των τροχιακών πολυηλεκτρονικών ατόμων από τον Ζ (Βασική Ανόργανη Χημεία, Ν.Δ. Κλούρας, 4η έκδοση, σελ. 106).
Με βάση το διάγραμμα, για κάποια άτομα με Ζ< 20 το τροχιακό 4s έχει μικρότερη ενέργεια από τα τροχιακά της υποστιβάδας 3d, ενώ για τα περισσότερα άτομα ισχύει το αντίστροφο. Ποια μπορεί να είναι λοιπόν η σωστή απάντηση, η δ ή η b;;;; Και βέβαια, η ερώτηση δε διευκρινίζει αν τα τροχιακά αυτά περιέχουν ηλεκτρόνια, γιατί τότε θα λέγαμε εύκολα ότι σωστή είναι η δ. Θεωρώ ότι το θέμα είναι ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΟ. Ποια είναι η άποψή σας;
Καλημέρα Θοδωρή … εκτιμώ ότι η λυμένη άσκηση του γνωστού βοηθήματος έχει καθιερώσει την επίλυση του συγκεκριμένου ερωτήματος με βάση το ζητούμενο ( ενέργεια ατομικών τροχιακών ή ηλεκτρόνίων ) σε δεδομένο είδος ατόμου ( πολυηλεκτρονιακό άτομο – υδρογόνο/υδρογονοειδές ιόν)
Συγκρίνουμε την ενέργεια των κενών ατομικών τροχιακών ( ώς “θέσης υποδοχής τροχιακών” … μην αρπάζεσαι Θρασύβουλε ) ή την ενέργεια των ηλεκτρονίων που έχουν “τοποθετηθεί” σε αυτά ( ανάλογα με την εκφώνηση )
Μάλλον το “κενό” θεωρείται δεδομένο όταν συγκρίνουμε ατομικά τροχιακά … αλλιώς θα συγκρίναμε ενέργειες ηλεκτρονίων που τα “καταλαμβάνουν”.
Αντώνη σε ευχαριστώ. Φαίνεται ότι π.χ. για Ζ=3 ή 4 ή 5… το 3d έχει μικρότερη ενέργεια από το 4s! Κι αυτά πολυηλεκτρονικά άτομα δεν είναι με κενά 3d και 4s τροχιακά; Εμείς όμως στο παραπάνω ερώτημα απαντάμαι το β, ότι το κενό 3d έχει μεγαλύτερη ενέργεια από το κενό 4s, έτσι δεν είναι;
Καλησπέρα, Θοδωρή. Το ίδιο ερώτημα έχει ξανασυζητηθεί εδώ. Ρίξε μια ματιά στις απόψεις που διατυπώθηκαν. Δεν είχαμε καταλήξει σε κάποιο εναίο συμπέρασμα για τη σωστή απάντηση.
Ευχαριστώ Βιβή. Νομίζω το επιπρόσθετο στοιχείο που επισημαίνεται τώρα σε σχέση με την παλαιότερη συζήτησή σας, είναι το γεγονός ότι, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα, υπάρχουν και πολυηλεκτρονικά άτομα στα οποία για την ενέργεια των κενών τροχιακώνισχύει 3d<4s!! Δηλαδή δεν ισχύει ο κανόνας του n+l…
Αυτό και μόνο είναι αρκετό για εμένα για να με οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι το παραπάνω ερώτημα είναι ακατάλληλο για να μπει σε πανελλαδικές εξετάσεις και γενικώς είναι ακατάλληλο για οποιοδήποτε τεστ με βάση αυτά που διδάσκουμε στο λύκειο…
Πάγεια θέση μου είναι ότι δεν επιτρέπεται να δεχόμαστε ως σωστές απαντήσεις ερωτήσεων όταν αυτές δεν ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα. Τέτοια ερωτήματα πρέπει να αποφεύγονται…