محتويات
تعريف قاعدة هوند
تعريف قاعدة هوند للتعددية القصوى واحدة من قواعد ترتيب الإلكترونات ضمن المستويات الفرعية حول نواة الذرة وعلاقتها بالطاقة الكلية للذرة.
وتنص القاعدة على ما يلي:
- أي مدار ضمن المستوى الفرعي حول نواة الذرة سيكون مشغولاً بشكل إفرادي قبل الانتقال إلى مدار مشغول آخر والذي سيكون مضاعف الطاقة حكماً.
- كافة الإلكترونات المنتشرة ضمن المدارات المشغولة ستكون منفردة وتدور حول النواة بنفس الطريقة بهدف تعظيم الدوران الكلي.
فعند تخصيص الإلكترونات لتلك المدارات سينشط كلاً منها بهدف ملء كافة المدارات “المدارات المتدهورة” بنفس الحجم من الطاقة.
قبل الاتصال بإلكترون آخر في مدار جديد نصف مشحون، علماً أنّ الذرّات تميل لامتلاك الإلكترونات غير المقترنة بأكبر قدر ممكن في الحالات الأرضية. [1]
القواعد التي تحكم التوزيع الالكتروني
- قَاعدة أوفباو (مبدأ البناء).
- قاعِدة هِوند (مبدأ التعددية القصوى).
- قَاعدة باولي (مبدأ استبعاد باولي).
إنّ التحكم بالتوزيع الإلكتروني للذرات التي تتألف منها المركبات سيكون عبر المبادئ الأساسية التي توضح آلية “ملء المدارات بالإلكترونات وتضبطها.
فكافة القواعد تنطبق على الإلكترونات المتوفرة ضمن المدارات الفرعية كما هو موضح بالآتي:
قَاعدة أوفباو (مبدأ البناء): الذي يقول إن الإلكترونات الموجودة في المدارات الذرية ستمتلئ انطلاقاً من الأسفل نحو الأعلى تماماً كالماء في الإبريق “مبدأ البناء”، وكذلك الطاقة من الأدنى إلى الأكثر أي من الأكثر استقراراً نحو الأدنى استقراراً.
قاعِدة هُوند (مبدأ التعددية القصوى): الذي يقول إنه في حال كانت المدارات المتدهورة المتساوية ممتلئة، سيتم وضع الإلكترونات في كل غلاف ذري ضمن المجموعة المتحللة قبل الاقتران بإلكترون جديد في نفس الغلاف، وهو ما يسمى بالإشغال الفردي.
قَاعدة باولي (مبدأ استبعاد باولي): الذي يقول إنه لا يمكن أن يكون لاثنين من الإلكترونات الحصول على الحالة الكمومية ذاتها في الوقت نفسه، أي أن المدار الواحد سيحمل إلكترونين كحد أقصى، وهنا لا بد أن يكون للإلكترونات دوران عكسي يرمز له بـ +1/2 و-1/2. [2]
كيف يتم ترتيب الالكترونات في الذرة
يتم ترتيب الإلكترونات في الذرة ضمن الأغلفة المحيطة بنواتها، بحيث تكون الأغلفة متتالية ومرتبة البعد عن المركز “النواة”.
فتترتب إلكترونات الذرة ضمن مدارات حول النواة تسمى بالأغلفة الذرية أو الإلكترونية، وكل مدار منها يليه مدار آخر يكون أبعد عن النواة، بحيث يمثل الغلاف الإلكتروني مدار فرعي واحد وربما أكثر.
تمتلك الإلكترونات المنتشرة في المدار أو الغلاف الفرعي الواحد المستوى ذاته من الطاقة، على عكس الإلكترونات التي تتواجد ضمن المدارات أو الأغلفة الفرعية المختلفة فهي ذات مستويات متباينة من الطاقة. [3]
كيف يتم حساب التوزيع الالكتروني
- تقسيم الجدول الدوري.
- كتابة التكوين الإلكتروني.
لحساب عدد الإلكترونات ومستوى الطاقة في كل مدار يجب تتبع ما يلي:
تقسيم الجدول الدوري: يقسم الجدول الدّوري إلى أقسام يمثل كل صف منها المدارات الذرية؛ أي الأطر أو المجالات التي تحتوي الإلكترونات ضمن الذرة، وهي كما يلي:
- تُمثّل المجموعات الأولى والثانية الكتلة”s”.
- تمثّل المجموعات من الثالثة حتى الثانية عشر بالكتلة “d”.
- تُمثّل المجموعات من الثالثة عشر إلى الثامنة عشر الكتلة “p”.
- تمثّل الصفين في الأسفل الكتلة “f”.
- تُمثّل أرقام صفوف الجدول الدوري من 1-7 مستويات الطاقة الإلكترونية في كل مدار من المدارات.
كتابة التكوين الإلكتروني: يمكن كتابة التكوين الإلكتروني لأي مركب عبر معطيات الجدول الدوري من الأعلى للأسفل بالنسبة للكتلة ومن اليسار نحو اليمين بالنسبة للصفوف.
بحيث يدون رقم الصف وحرف الكتلة والعدد الخاص بمربعات كل كتلة وصولاً إلى العنصر المطلوب، وللتأكد من صحة العمل تتم مقارنة العدد الذري للعنصر في الجدول الدوري مع الناتج الذي تم التوصل له. [4]
ما هو مبدأ الثبات في الكيمياء
مبدأ الثبات في الكيمياء أو ما يعرف بـ (قانون النسب المحددة) يؤكد أن المركب النقي سيتضمن العناصر ذاتها وبالنسبة الكتلية ذاتها.
يشكل هذا المبدأ جنباً إلى جنب مع قانون النسب المتعددة الأساس في قياس العناصر الكيميائية ضمن علم الكيمياء.
وبغض النظر عن طريقة الحصول على المركب أو تحضيره فعناصره ثابتة وبنفس النسبة الكتلية، فمثلاً ذرة ثاني أكسيد الكربون “CO2” عناصرها هي الكربون والأكسجين دائماً وبنسبة كتلية 3/8.
الكيميائي الفرنسي جوزيف بروست له الفضل باكتشاف هذا المبدأ، بعد ما خلصت تجاربه بأواخر القرن الـ 18 إلى أنّ كافة المركبات الكيميائية ذات تركيبة محددة، والتي دحض بها الفكر السائد بأن العناصر ستتحد بأي نسبة عبر استنتاجاته الاستثنائية.
ويستثنى من قانون بروست بصدد التكوين الثابت المركبات غير المتكافئة التي تبدو عادةً بتركيبة متغيرة عند دراسة عدة عينات منها، مثل الووستايت الذي يعد أحد أنواع أكسيد الحديد فربما يحتوي نسبة 0.83 إلى 0.95 مل جرام عنصر حديد لكل عنصر أكسجين.
كما تستثنى بعض حالات المركب المتكافئ التي ستبدي اختلافات في التركيب الكتلي استناداً إلى العناصر الأخرى، كالفرق بين الماء الثقيل والعادي. [5]
