ما الذي يحدد مقدار طاقة الالكترون

ما الذي يحدد مقدار طاقة الالكترون

يحدد مقدار طاقة الإلكترون

موقعه بالنسبة لنواة الذرة


.

إن الإلكترونات المتساوية في الحجم وتنتمي إلى نفس النطاق تكون نسبة طاقتها متساوية كطاقة الضوء مثلا، مجموعة الخطوط التي تتواجد في الطيف الخاص بأي عنصر تمثل مجموعة التغيرات الحادث ة في طاقة الإلكترونات المتواجدة بداخل ذرات العنصر تلك [1].

العلماء تمكنوا من الوصول لإستنتاجات متعددة تدور حول السلوك الذي يتبعه الإلكترونات داخل الذرات، وذلك بعد أن قاموا بدراسة الأطياف وكل ما يتعلق بها، إن الطاقة الكامنة بالالكترون تعتمد نسبتها بشكل كامل على الموقع الذي يتواجد فيه بالنسبة لنواة الذرة .

هذا يعني أن أعلى الإلكترونات في الطاقة هو ذلك القريب جدا من النواة، ويجب أن نقول بأن ذلك الموقع محتمل وذلك تبرير للحجم الصغير جداً الخاص بالإلكترون، بينما الطاقة الخاصة به مرتفعة، ويتم التقيد بالدقة في الوقت الذي يتم تحديد الموقع الخاص به خلال أي لحظة .

تمكنا من وصف مجموعه المناطق المتواجدة حول نواة الذرة التي من المستحيل أن تخلو من وجود أي إلكترون بها، وعند وصف تلك المناطق من الفضاء سندرك أن الطاقة الخاصة بالإلكترون تتواجد على هيئة كميات بها .

ذلك في حاله كونك تضع مشروب ما في كوب من العلبة نفسها يمكنك أن تضع كما تشاء، أما إذا كنت تقوم بشرائها من آله ما سوف تشتري كميه محدده مثلا أما كوب أو اثنين وليس نصف كوب .

تعريف الإلكترونات.

الإلكترون هو

عبارة عن جسيم صغير وضئيل جدا من حيث الحجم فعند مقارنته بالذره فهي أكبر منه، بالإضافة إلى خفة وزنه، وكل إلكترون يحمل شحنه كهربية سالبه واحده فقط، ويتم تمثيلها برمز – e [2]


.

تتواجد الإلكترونات على هيئتين الأولى وهو لا يرتبط بالذره أي حر طليق والاخري مرتبط بالنواة، كما أن الشحنة الخاصة بالإلكترون تتساوي مع حجم الشحنة الأولية (e) أما في حاله الاحتفاظ بالعلامه السالبة (-e)، فستكون القيمة الخاصه بالوحدة الأساسية للشحنة تساوي 1.6 × 10-¹⁹ درجة مئوية، ويعتبر هذه احد الثوابت المُطلقه كلوم 1.6 × 10-¹⁹ = -e .

تم اعتبار الشحنة المتواجده على إلالكترون الواحد (e) انه شحنة كهربائية خاصه بالوحده، تُصنف علة أنها ذات قطبية سالبة، ولكن عليك معرفة شئ مهم وهو أن اي شحنة سالبو تلك تساوي الشحنه الخاصه بالبروتون الموجبة .

مقدار كتلة الإلكترونات 0 amu وهي تعني الوحده الخاصه بالكتلة الذرية، وفي حاله حدوث دورانه حول النواة سيكون مقدار شحنتها -1، نستطيع تحديد مقدار الكتلة الثابتة للإلكترون عن طريق كجم (-E) = 9.1 × 10-31 .

وهو مقدار ضئيل جداً وبالنسبة للكتلة الثابتة هي نسبة الكتلة المتبقيه أو سمكننا قال أنها كتلة إلكترون ثابت، ويتم الحصول على الكتله الخاصه بالالكترون المتواجده في وحدات الكتلة الذرية (amu) عن طريق 5.489 × 10 -4 وحدة ذخيره .

مستوى الطاقة الذي يتسع لأكبر عدد من الإلكترونات هو

عدد وكمية الإلكترونات التي يستكفى بها المستوي n هناك قانون محدد خاص بإيجاد الحد الأقصى الخاص بعدد الإلكترونات التي يستكفي بها مستوى الطاقة هي 2n ^ 2 .

يشير رمز n إلى مستوى الطاقة الأساسي فبالتالي يعبر عنه برقم 4 ، n = 4 ، وبالتالي يصبح أقصn قيمة لعدد الإلكترونات هو 2 (4 ^ 2) = 2 (16) = 32 . [3]

انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة

إن المدارات الذرية يتم ملئها بالالكترونات المتوفرة داخل الذرة وفقًا لمبدأ معين وهو Aufbau، وتعني تلك الكلمة بناء وهو يشمل مبدأ وقاعدة مبدأ الإسبعاد وقاعدة هوند .

من اللازم أن تكون مُلم بمجموعة شروط وقواعد أساسية حتي تتمكن من تحديد الترتيب الذي يتم ملئ المدارات الذرية بالالكترونات من خلاله:-

تم ملئ مجموعة مدارات المستويات التي تحتوي على الحد الأدنى من الطاقة المستويات بطاقة أقل من الإلكترونات أولا، ومن الأمثلة على تلك المستويات والتوزيع 1 s قبل 2 s ، و 2 s قبل 2 p .

وفقا لقاعدة هوند أنه في حالة انضمام إلكترون لذرة ويكون من اللازم عليه أن يختار بين مدارين أو أكثر من مدارين ولكن لهما نفس كمية الطاقة، سيكون الاختيار المفضل للإلكترون أن يدخل إلى مدار ليس به شئ  فارغ ولا يدخل إلى المدار المشغول بالالكترونات بالفعل، وبعد أن تُضاف أعداد جديدة من الإلكترونات إلى الذرة فسوف تحدد اتجاهها إلى نصف المدارات التي تم ملئها بنفس الطاقة قبل ان يحدث الاقتران بالإلكترونات المتواجدة بالفعل لكي تمتلئ المدارات .

وفقا لمبدأ باولي الخاص بالاستبعاد يمنع تواجد عدد إلكترونين داخل أي ذرة كونهما يمتلكان نفس الأرقام من ناحية الكم، وهذا يعني انهم متطابقان في الوظيفة، وهذا في معناه تبعا لذلك المبدأ انه في حالة إحلال 2 إلكترون لمدار واحد فمن اللازم أن أحدهم يكون له اتجاه دوران يتعاكس مع الآخر .

قواعد مستويات الطاقة الرئيسية

ربما يتضمن مستوى الطاقة الرئيسي على ما يساوي مع ناتج هذه المعادلة 2ن²، ويشير حرف ن إلى عدد المستوي المراد معرفة الإلكترونات التي تُشبعه، وبالتطبيق على مستوى الطاقة الأول 2 (1) 2 نجد أنه يساوي إلكترونين [4].

بينما نجد أن ما يشبع المستوى الثاني وفقا للقانون بحد أقصى 2 (2) 2 = ثمانية إلكترونات، وعلى هذا النهج فسيكون المستوى الثالث متضمن علي عدد ثمانية عشر إلاكترون، ويتم تطبيق هذا القانون على جميع المستويات لكي نعلم ما العدد الذي يُشيع المستوي من الكترونات .

المستوى الأول

: عليك معرفة أن المستوى الرئيسي الأول للطاقة يضمن مستوى فرعي يحتوي على مدار واحد يطلق عليه المدار s. وأعلى قيمة لذلك المدار هو 2 إلكترون .

المستوى الثاني

: بالنسبة للمستوى الرئيسي الثاني فهو يتضمن المدارات التالية s الذي يشبع بالكترونين بالإضافة إلى عدد ثلاثة من المدارات p وجميعهم يستوعب ستة إلكترونات ونستنتج من ذلك أن المستوى الرئيسي الثاني يحمل بحد أقصي على ثمانية إلكترونات عند تشبعه .

المستوى الثالث

: عند الوصول للمستوى الثالث الرئيسي سنجده يحتوي على مدار واحد s، وثلاثة من p، وخمسة من مدارات ال d وهي تسع عشرة إلكترونات، وبالتالي تصبح سعة المستوى الإجمالية 18 إلكترون.

قد يحتوي المستوى الرابع وهو أعلاهم على مستوى فرعي إضافي يسمي f وذلك بجانب المدارات الثلاث s و p و d، ويتضمن المستوى f على سبعة مدارات تتسع أربعه عشر إلكترون، ويصبح اجمالي المستوي الرابع يساوي اثنين وثلاثين إلكترون