البحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، حيث تهتم الكيمياء بكل ما يتعلق بالمادة ومكوناتها وخصائصها، ومن الأمور التي تتحكم في خواص المواد وتفاعلاتها التوزيع الإلكتروني لها، وهو ما يعتمد على توزيع الإلكترونات. في المغلفات المحيطة بالنواة، وسنركز في مقال اليوم على البحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء.
تعرف علي
بحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء
بحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء
يعتمد التوزيع الإلكتروني للذرة على توزيع الإلكترونات في المدارات حول النواة، والتي تحمل شحنة سالبة. لذلك، قبل أن نتعرف على التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، يجب أن نعرف أولاً بعض التعريفات المهمة على النحو التالي
1- تعريف الذرة
تعريف الذرة
قبل البدء في التعرف على التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، من الضروري معرفة تعريف الذرة. الذرة هي أصغر جزء من المادة وتتكون من نواة موجبة الشحنة وتدور الإلكترونات سالبة الشحنة حولها. الشحنة، وبالتالي هناك دائمًا تجاذب بين الإلكترونات سالبة الشحنة والبروتونات موجبة الشحنة، ولكن نظرًا لوجود التنافر بين الإلكترونات سالبة الشحنة بعضها البعض، فإن هذا يجعل الذرة تحافظ على شكلها الطبيعي وتبقى الإلكترونات تدور حول النواة.
تكون الذرة في الظروف العادية محايدة بسبب العدد المتساوي للإلكترونات السالبة مع عدد البروتونات الموجبة داخل النواة، ويمكن القول أن كتلة الجزء تتركز في النواة ويمكن إهمال كتلة الإلكترونات بسبب لصغرها.
قد تكون مهتمًا
2- تعريف الإلكترون
تعريف الإلكترون
عندما نتحدث عن البحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، من الضروري معرفة ماهية الإلكترون أولاً. يعد الإلكترون أحد مكونات الذرة، حيث يتم توزيعه في مدارات محددة حول النواة، وهو جسيم سالب الشحنة يدور حول النواة الموجبة الشحنة، وبسبب الكتلة الصغيرة للإلكترون، فمن الممكن أن يتم إهمال كتلة الإلكترون، ولكن لا يمكن إهمال شحنتها أبدًا.
3- تحديد العدد الذري
العدد الذري هو مجموع عدد البروتونات الموجبة الموجودة في نواة الذرة، والتي تساوي عدد الإلكترونات السالبة في حالة كون الذرة متعادلة كهربائيًا. الرقم الذري هو العامل الذي يتم ترتيب العناصر على أساسه في الجدول الدوري.
4- تحديد العدد الكتلي
رقم الكتلة هو مجموع عدد البروتونات الموجبة ذات النيوترونات المحايدة، وعدد الكتلة هو نفسه الكتلة الذرية للعنصر، ويمكننا إيجاد الذرات التي تحتوي على نفس العدد الذري، ولكنها تختلف في عدد الكتلة و هنا ظهر ما يعرف بالنظائر، واستخدم الرقم الكتلي في ترتيب العناصر في جدول النظائر.
5- مستويات الطاقة
مستويات الطاقة
لا يمكن أن يكون البحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء بدون تعريف لمستويات الطاقة، حيث توجد مستويات طاقة حول نواة الذرة، ولكل مستوى قيم طاقة خاصة به، فكلما ابتعد عن النواة كلما زادت قيمة الطاقة من المستوى، وهذه المستويات هي 7 ويرمز لها بـ K و L و M و N و O و P و Q، حيث يكون المستوى الأقل طاقة هو المستوى K والمستوى الذي يحمل أكبر طاقة هو Q المستوى، وعندما يتم توزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة، يتم ملؤها من مستويات الطاقة المنخفضة أولاً ثم الأعلى في الطاقة.
وتجدر الإشارة إلى أن كل مستوى طاقة يحتوي على عدد معين من الإلكترونات التي يمكن أن تشغلها، ولا يمكن للمستوى K أن يحمل أكثر من إلكترونين ولا يمكن أن يحتوي المستوى L على أكثر من 8 إلكترونات، ويمكن أن يكون الحد الأقصى للعدد الذي يمكن أن يحمله كل مستوى طاقة يتم حسابها من الإلكترونات بهذه المعادلة هي 2n2، حيث n هو رقم مستوى الطاقة، وللتوضيح، على سبيل المثال، يمكن لمستوى الطاقة الثالث حساب الحد الأقصى لعدد الإلكترونات الموجودة فيه مثل 2 * 32 والنتيجة هي 18 الإلكترونات.
6- المستويات المدارية
يحتوي كل مستوى طاقة على مدارات فرعية، وهي المدارات التي توجد فيها الإلكترونات، ويرمز لها بـ s، p، d، f، ولكل مدار عدد معين من الإلكترونات يمكنه استيعابها، ولا يحتوي المدار s أكثر من إلكترونين ويمكن أن يحتوي المدار p على 6 إلكترونات، ويمكن أن يحتوي المدار d على 10 إلكترونات وما إلى ذلك.
القواعد التي تحكم التوزيع الإلكتروني للذرة
القواعد التي تحكم التوزيع الإلكتروني للذرة
في مقالنا عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، سنتعرف على القواعد التي تتحكم في التوزيع الإلكتروني للذرة، وهي
1- قاعدة باو
عند إجراء بحث حول التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، من الضروري تحديد قاعدة Auf Bau، والتي تستند إلى الهيكل الصاعد، أي أن الإلكترونات تبدأ في ملء المستويات الفرعية السفلية في الطاقة أولاً، ثم الأعلى، وهكذا، وعند تطبيق هذه القاعدة، لا بد من معرفة أن طاقة المدار تزداد بزيادة الرقم الكمي الذي يرمز إليه بالرمز n الذي يمثل مدى المسافة المدارية من الذرة، و لتحديد الترتيب الصحيح لملء المستويات الفرعية بالإلكترونات وفقًا لقاعدة Auf Bau، انظر الصورة أعلاه.
2- حكم استبعاد باولي
يحتوي كل إلكترون على أربعة أرقام كمية رقم كم أولي n، ورقم كم مداري (ثانوي) l، ورقم كم مغناطيسي م، ورقم كم مغزلي s، وتنص قاعدة استبعاد باولي على أنه لا يمكن أن يكون لإلكترونين نفس القيم من الأرقام الكمومية الأربعة، وحتى إذا كانت قيم الأرقام الكمية الثلاثة الأولى متساوية، فلا يمكن أن تكون متساوية في عدد الكم المغزلي، على سبيل المثال، إذا كان هناك إلكترونان في مدار واحد، فسيكون متساويًا في القيم الكمومية الثلاثة الأولى، لكن لا يمكن أن تكون متساوية في عدد الكم المغزلي، الذي يأخذ قيمة واحدة من اثنين ويكون إما +1/2 أو -1/2.
3- قاعدة هوند
تنص هذه القاعدة على أن الإلكترونات تميل إلى أن يتم توزيعها بشكل فردي على المدارات الفرعية ما لم يكن عددها أكبر من عدد المدارات الفرعية، على سبيل المثال في المدار p، الذي يحتوي على ثلاثة مدارات فرعية. إذا تجاوز عدد الإلكترونات 3، ستبدأ الإلكترونات في توزيع الضعف، وإذا كان الرقم 4 إلكترونات، فإن المدار الفرعي الأول يحتوي على إلكترونين، والثاني والثالث يحتوي كل منهما على إلكترون واحد.
أمثلة لتوضيح التوزيع الإلكتروني لبعض العناصر
أمثلة لتوضيح التوزيع الإلكتروني لبعض العناصر
18Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
36 كر 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
54Xe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d10 5p6
79Au 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 4f14 6d10
تعرف علي
اختتام بحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء
اختتام بحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء
عند البحث عن التوزيع الإلكتروني في الكيمياء، يمكننا القول أنه للوصول إلى التوزيع الإلكتروني الصحيح للذرات، يجب اتباع القواعد التالية
1- في الذرة المحايدة، يجب أن يكون عدد الإلكترونات مساويًا للعدد الذري للعنصر.
2- لا تحتوي المدارات الفرعية على أكثر من إلكترونين.
3- عند توزيع الإلكترونات، يتم توزيعها على مدارات ذات طاقة أقل، ثم أعلى، وهكذا.
4- عند توزيع الإلكترونات على مستويات المدارات الفرعية، يجب تطبيق قاعدة هوند ويبدأ التوزيع الفردي للإلكترونات على المستويات.