الإجابة الصحيحة هي الخيار الأول:
d 3 > s 4 d 5 > s 6 d 6 > s 7
الشرح والتوضيح:
تكون طاقة مستويات الطاقة الفرعية d أعلى من طاقة مستويات s التي تسبقها في التتابع، وذلك بناءً على مبدأ أوفباو (البناء التصاعدي) الذي ينص على أن الإلكترونات تشغل المستويات الأقل طاقة أولاً.
ولمعرفة أيهما أعلى طاقة باستخدام العدد الكمي الرئيسي (n) والعدد الكمي الثانوي (l)، نحسب مجموع (n + l) لكل مستوى، حيث قيمة l = 0 للمستوى s، وقيمة l = 2 للمستوى d.
- للمستوى 4s: المجموع
n + l = 4 + 0 = 4 (أقل طاقة).
- للمستوى 3d: المجموع
n + l = 3 + 2 = 5 (أعلى طاقة).
- إذن: 3d > 4s، أي أن طاقة 3d أكبر من طاقة 4s.
مجموع 6s يساوي 6، بينما 5d يساوي 7؛ إذن: 5d > 6s.
مجموع 7s يساوي 7، بينما 6d يساوي 8؛ إذن: 6d > 7s.
لماذا استبعدنا الخيارات الأخرى؟
- الخيار الثاني (d3 < s4 ...): غير صحيح، لأنه يفترض أن طاقة s أعلى من d، بينما الواقع أن s أقل طاقة وتُملأ بالإلكترونات أولاً.
- الخيار الثالث (d3 = s4 ...): غير صحيح، لأن طاقات هذه المستويات غير متساوية لاختلاف قيم أعدادها الكمية.
