اقل كمية من الطاقة يمكن ان تكتسبها الذرة او تفقدها

محتويات

اقل كمية من الطاقة يمكن ان تكتسبها الذرة او تفقدها

تسمى الكم .

ما هو الرقم الكمي

الأرقام الكمية هي مجموعة الأرقام المستخدمة لوصف موقع وطاقة الإلكترون في الذرة ، هناك أربعة أنواع من الأعداد الكمومية: الأساسية ، الثانوي ، والمغناطيسي ، والمغزلي وتعبر الأرقام الكمية عن قيم الكميات المحفوظة للنظام الكمي.

ووفقًا لمبدأ استبعاد باولي ، لا يمكن أن يكون لإلكترونين في الذرة نفس مجموعة الأرقام الكمومية ، ويتم استخدام نصف عدد صحيح أو قيمة عدد صحيح لوصف كل رقم كمي ، ترتبط الأرقام الكمومية الرئيسية والثانوية والمغناطيسية على التوالي بحجم وشكل واتجاه الذرة.

يمكن استخدام أربعة أرقام كمية لوصف جميع خصائص إلكترون معين في الذرة بشكل كامل.

أنواع الأعداد الكمية

يحدد العدد الكمي الأربعة تمامًا الإلكترون في الذرة أو يوفر معرفة كاملة بالإلكترون في الذرة، وأنواع الأرقام الكمومية الأربعة هي:

رقم الكم الرئيسي (n)
عدد الكم الثانوي (l)
عدد الكم المغناطيسي (ml )
عدد الكم المغزلي (ms)

رقم الكم الرئيسي (n): يمثل الرمز ‘n’ الأرقام الكمية الرئيسية ، إنها تدل على غلاف الإلكترون الأساسي للذرة ، نظرًا لأنه يصف المسافة الأكثر احتمالًا بين النواة والإلكترونات ، فإن القيمة الأكبر للرقم الكمي الأساسي تعني مسافة أكبر بين الإلكترون والنواة وهذا يعني حجمًا ذريًا أكبر.

يمكن أن تكون قيمة الرقم الكمي الأساسي أي عدد صحيح بقيمة موجبة تساوي أو تزيد عن واحد ، تشير القيمة n = 1 إلى غلاف الإلكترون الأعمق للذرة ، والذي يتوافق مع أدنى حالة طاقة للإلكترون.

نتيجة لذلك لا يمكن أن يكون للرقم الكمي الأساسي n قيمة سالبة أو أن يكون مساويًا للصفر لأن الذرة لا يمكن أن يكون لها قيمة سالبة أو لا قيمة لقذيفة رئيسية.

في حالة إثارة الذرة، يقفز الإلكترون من غلاف رئيسي واحد إلى غلاف أعلى ، مما يؤدي إلى زيادة قيمة n ، ويحدث هذا أيضاً عندما تفقد الإلكترونات الطاقة تقل قيمة n.

كما يعنى الامتصاص الزيادة في قيمة n للإلكترون ، مع التركيز على الفوتونات أو الطاقة التي يمتصها الإلكترون ، قيمة n للإلكترون بالانبعاث ، وهذا هو المكان الذي تنبعث منه الإلكترونات طاقتها.

رقم الكم الثانوي (l): يوضح رقم الكم الثانوي شكل المدار ، يتم تمثيله بالحرف “l” وقيمته تساوي العدد الإجمالي للعقد الزاوية في المدار ، ويمكن أن تشير قيمة عدد الكم الثانوي إما إلى s ، أو p ، أو d ، أو f subshell ، والتي تختلف أشكالها.

يتراوح رقم الكم الثانوي بين 0 و (n-1) ، مثلاَ إذا كان n = 3 ، يمكن أن يحتوي عدد الكم الثانوي على ثلاث قيم: 0 و 1 و 2.

عندما يساوي صفر ، تكون الطبقة الفرعية الناتجة عبارة عن قشرة فرعية “s”.

وعندما تساوي 1 أو 2 فإن الأجزاء الفرعية الناتجة هي ‘p’ و ‘d’ على التوالي.

وبالتالي عندما تكون n = 3 ، فإن الطبقات الفرعية الثلاثة التي يمكن أن توجد هي 3s و 3 p و 3 d ، في حالة أخرى حيث n = 5 ، فإن القيم المحتملة لـرقم الكم الثانوي هي 0 و 1 و 2 و 3 و 4. إذا كان l = 3 ، فإن الذرة تحتوي على ثلاث عقد زاويّة.

عدد الكم المغناطيسي (ml ): يحدد رقم الكم المغناطيسي العدد الإجمالي للمدارات في القشرة الفرعية بالإضافة إلى اتجاهها ، يتم تعبير عنه بالرمز “m l ” ، ويتم تحديد عدد الكم المغناطيسي بواسطة رقم الكم الثانوي وبالنسبة لقيمة معينة لـ l ، تقع قيمة m l بين -l و + l. نتيجة لذلك ، فهي تعتمد بشكل غير مباشر على قيمة n.

مثلاً: إذا كان n = 4 و l = 3 في الذرة ، يمكن أن يكون رقم الكم المغناطيسي -3 ، -2 ، -1 ، 0 ، +1 ، +2 ، و +3 ، يتم تحديد العدد الإجمالي للمدارات في قشرة فرعية معينة بواسطة قيمة المدار ‘l’.

يتم حسابه باستخدام الصيغة (2l + 1).

مثلاً في حالة المدار الثالث ‘3d’ (n = 3 ، l = 2) لها 5 مدارات (2 * 2 + 1) ، يمكن لكل مدار أن يحمل إلكترونين. نتيجة لذلك يمكن أن يستوعب المدار الثالث 10 إلكترونات.

عدد الكم المغزلي ms: عدد الكم المغزلي للإلكترون ليس له علاقة بقيمة n و l و m ، وتشير قيمة هذا الرقم التي يُشار إليها بالرمز m s ، إلى الاتجاه الذي يدور فيه الإلكترون.

تشير قيمة m s إلى الاتجاه الذي يدور فيه الإلكترون ، ويمكن أن تكون قيمته بين +1/2 و -1/2.

حيث تشير القيمة الموجبة إلى الدوران الصاعد للإلكترون ، والمعروف أيضًا باسم الدوران لأعلى ، أما القيمة سالبة ، فيقال إن الإلكترون المعني يدور لأسفل.

تحدد قيمة العدد الكمي المغزلي للإلكترون ما إذا كانت الذرة يمكن أن تولد مجالًا مغناطيسيًا أم لا.

لماذا تسمى المدارات أيضًا مستويات الطاقة

كل مدار يتوافق مع طاقة محددة ، لذلك تُعرف هذه المدارات الدائرية أيضًا بمستويات الطاقة ، وتمثل مدارات الذرة في الواقع مستويات طاقة الإلكترونات الموجودة فيها.

ينخفض مستوى الطاقة مع زيادة رقم الغلاف ، مثلاً تتمتع الإلكترونات الموجودة في الغلاف أو المدار الأول بطاقة أكبر مقارنة بالإلكترونات الأخرى ، كما تتم تسمية المدارات وفقًا لمستويات الطاقة أو الإلكترونات الموجودة فيها.

عدد مستويات الطاقة الموجودة في الذرة

هناك مستويات طاقة لا نهائية في الذرة ، يمكن أن يمتص الإلكترون قدرًا كبيرًا من الطاقة المعطاة له ، ويمكنه الاستمرار في دخول مدارات طاقة أعلى.

ما هي الإلكترونات التي لديها أعلى طاقة في الذرة

تمتلك إلكترونات التكافؤ أعلى طاقة ، إلكترونات التكافؤ هي الأبعد عن النواة ، هذه أيضًا الإلكترونات التي يمكن أن تثيرها الفوتونات.

ترتيب الإلكترونات في الذرة

يتم ترتيب الإلكترونات في الذرة على هيئة مستويات طاقة حول نواة الذرة ، مستويات الطاقة مرقمة 1 ، 2 ، 3 ، إلخ. الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الأول هي الأقرب إلى النواة وسيكون لها أقل طاقة ، وتكون للإلكترونات البعيدة عن النواة طاقة أعلى.[2]