هل تعلم ” عدد الالكترونات التي تدور حول النواة ؟ “

توجد إلكترونات الذرة في

توجد إلكترونات الذرة في




الغلاف الخارجي للذرة


. على عكس البروتونات والنيوترونات التي تتواجد في منتصف الذرة في النواة.

تتكون الذرة من

• 
  البروتونات
  
• 
  النيوترونات
  
• 
  الإلكترونات
  

حيث يتم تجميع البروتونات والنيوترونات معًا في مركز الذرة (وهو ما يسمى بالنواة ) والإلكترونات ، وهي أصغر كثيرًا ، تتأرجح حول الخارج ، تتحرك الإلكترونات في مدرات حول الذرة بسرعة كبيرة لدرجة أننا لا نعرف أبدًا مكانها بالضبط من لحظة إلى أخرى.

ما يجعل كل ذرة مختلفة عن الاخري هو عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات بداخلها.

كم عدد الالكترونات التي تدور حول النواة في الذرة

الذرة فضاءٌ شاسعٌ مركزها النواةُ، والتي يدور بها الإلكتروناتُ، تبنى هذا الوصف الدقيق للذرة العديد من العلماء في أوائل القرن العشرين، ولكن المشكلة أنه  إذا قمنا باعتماد هذا الوصف فبذلك نفترض أن الإلكترون إن كان يدور حول النواة فبتالي يمكن للإلكترون أن يتسارع،  بالتالي فإن الإلكترون المتسارع يشع أشعة كهرومغناطيسية، وتلك الأشعة بدورها ستعمل على أن يفقد الإلكترون المتسارع جزء من طاقة حركته ؛ وبالتالي سيسقط نحو النواة، ولن يكملَ دورته.

وهذا الافتراض خاطئ ولكن مع تطورِ نظرية ميكانيكا الكم، أصبح لدينا فهمٌ أكثر لكيفية وجود هذه الإلكترونات حول النواة عن طريقِ حلِ معادلات شرودنجر و بعد تلك المعادلات، نجد أنه هناك أربعة أعداد، هذه الأعداد تقوم بوصف كل إلكترون حول أي ذرة ألا وهي:

• 
  العدد الكميّ الأساسيّ
  

وهو الذي يقوم بوصف حجم المدار الذي يتواجد الإلكترونُ فيه.

• 
  عدد الكم المغزليّ
  

هو الذي يعطينا معلوماتٍ حول اتجاه دوران الإلكترون حول نفسه.

• 
  العدد الكميّ المداريّ
  

وهو الذي يقوم بوصف شكل مدار الإلكترون.

• 
  عدد الكم المغناطيسيّ
  

وهو الذي يقوم بتوفير معلوماتٍ عن اتجاهِ المدار في الفراغ، وبالتالي يجب أن نعلم  أن الإلكترون المتواجد داخل المدارات لا يسيرُ في مساراتٍ محددةٍ، إنما يوجد الإلكترون في أيّ مكانٍ داخل المدار بنسبٍ متفاوتةٍ؛ وكأننا نصفُ وجودَه بوصفنا لاحتمالية وجودِه في كلِ نقطةٍ داخل المدار .

ويحتوي كل عنصر على ذرّة والتي تتكون من البروتونات، والنيترونات، والإلكترونات، هذه الإلكترونات توجد حول نواة الذرّة في مواقع تسمّى المدارات، حيث يتم تحديد هذه المدارات بحسب حجم الفراغ الذي يتواجد به الإلكترون، ويتّسع المدار الواحد الذي يوجد ضمن هؤلاء المدارات الأربعة الأتية (s، p، f، d) لإلكترونين فقط، كما قد تحمل المستويات الفرعية الأخرى مدارات (p، f، d)؛ ما عدا المدار s، عدداً أكبر من الإلكترونات، بالإضافة لاختلاف عدد الإلكترونات الأقصى الذي قد تحمله الأغلفة الدّاخلية لأنواع المدارات المختلفة.[1]

مكونات الذرة هي

• النواة
• البروتونات
• النيترونات
• الالكترونات

الذرة هي ورث ثقافي من العصور الحجرية القديمة ولقد أتت فكرة الذرة للعلماء القدامى من العلوم والفلسفة اليونانية القديمة ومن النتائج الكيمائية  للعلماء خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر الميلادي، ولقد أتت فكرة وجود الذرة عند تساؤل المفكرين القدامى من ماذا تتكون المادة؟ ولقد ابتُكِرَت فكرة وجود الذرة لأول مرة على يد الفيلسوف اليوناني الذي يدعى ديموقريطوس Democritus وكان ذلك عام 530 قبل الميلاد، وفى أوائل القرن التاسع عشر الميلادي جاء مدرس لغة إنجليزية وعالم  يُدعى جون دالتون John Dalton مقترحًا النظرية الذرّية الحديثة، وظهرت النظرية الذرية الحديثة عند اكتشاف ما يعرف بسلوك المادة، وتنص النظرية على ما يلي:

تتحدث النظرية الذرية الحديثة عن طبيعة المادة، والتي تنص على أن المادة تتكون من وحدات كثيرة منفصلة تدعى بالذرات، ولجميع عناصر  الجدول الدوري مكونات خاصة بها، الكترونات وبروتونات ونيترونات، ولكن تختلف في أعدادها طبقًا لنوع الذرة و

حجم الذرة

وسنتناول مكونات الذرة و

الجسيمات الموجودة في نواة الذرة

كالأتي:

النواة :

النواة هي الجزء المركزي من الذرة والذي يحتوي على معظم كتلة الذرة، وتحتوي كتلة الذرة على كلًأ من البروتونات ذات الشحنة الموجبة، والنيترونات متعادلة الشحنة أما الإلكترون فهو الجسيم سالب الشحنة الذي يدور حول تلك النواة.

البروتونات :

البروتونات هي جزء أساسي فى النواة، وهي عبارة عن جسيمات إيجابية الشحنة، تشكل كتلة الذرة هي والنيترونات لكن تحمل البروتونات الغالبية العظمي من كتلة الذرة، وتمثل أعداد البروتونات العدد الذري الثابت للذرة، ومع ذلك يمكن أن تكون البروتونات ليست هي الجُسيم الوحيد الموجود في النواة، لأن عدد البروتونات في أي عُنصر مُحدد بواسطة الشحنة الكهربية  وعلى ذلك توجّب وجود جُسيم ثالث متعادل الشُحنة ومن هنا ظهر ما يعرف بالنيترونات.

النيترونات :

النيوترونات هي عبارة عن جسيمات متعادلة الشحنة تشترك في نواة الذرة مع البروتونات، يكون عدد البروتونات في كل عنصر عددًا ثابتًا على عكس النيترونات التي قد يختلف عددها؛ وبالتالي من الممكن أن  يختلف عدد الكتلة الذرية للعناصر من ذرة إلى ذرة.

الالكترونات :

الإلكترونات هي جسيمات ذات شحنة سالبة تدور حول نواة الذرة، وكتلة هذه الجسيمات أخف بكثير من البروتونات والنيوترونات  وتقوم تلك الالكترونات بالدوران حول النواة في سلسلة من المستويات والتي تعرف بمستويات الطاقة وهي أحدى

مكونات الذرة

.[2]

الفرق بين مستويات الطاقة والمدارات

لكي ندرك الفرق بين المدرات ومستويات الطاقة يجب تناول تغريف بسيط لكلٍ منهما كما يأتي:

• 
  أولًا
  
  
  المدارات
  

المدار هو منطقة يمكن العثور فيها على الإلكترون حول النواة، وتسمى تلك المدارات بالأسماء الأتية (s، p، f، d) وتلك المدارات لها حد أقصى من عدد الإلكترونات التي من الممكن أن تحملها.

• 
  ثانيًا مستويات الطاقة
  

هي الأصداف الإلكترونية المتواجدة حول النواة، وتسمى (K, L, M, N) وتحتوي المستويات الأولى على عدد اثنين فقط من الإلكترونات، إما بقية المستويات الأخرى فتستطيع أن تحتوي إلى عدد 8 إلكترونات

ويمكن تلخيص الفرق الرئيسي بين المدارات ومستويات الطاقة في أن مستويات الطاقة تُظهر المواقع النسبية للمدارات وذلك وفقًا لكمية الطاقة التي لديهم، أما المدارات فهي من تظهار المسار الأكثر احتمالًا للإلكترون.

العلاقة بين توزيع الالكترونات وتكوين الجدول الدوري

يتناسب التوزيع الالكتروني مع تركيب العناصر داخل الجدول الدوري، وذلك لأن ترتيب العناصر داخل الجدول الدوري يتم حسب العدد الذري والتوزيع الالكتروني والخواص الكيميائية، وتعتمد هذه الخواص الكيميائية على ترتيب الإلكترونات في غلافها الخارجي، أما التوزيع الالكتروني في الجزيئات معقد قليلًا  ؛نظرًا لأن كل جزيء له تركيب مداري مختلف، والتوزيع الإلكتروني في المواد الصلبة يكون متغير كثيرًا، فلا يوجد في حالة منفصلة ولكن يختلط مع النطاقات المستمرة للحالات.

التكوين الإلكتروني

التكوين الإلكتروني هو ترتيب الإلكترونات داخل الذرة، ويتم ذلك الترتيب للإلكترونات داخل كل ذرة تبعًا لعدد الإلكترونات التي تستيع مستويات الطاقة أن تحملها مثل:(1s, 2s, 3s, 4s, 3d, 4p, 5a, 4d, 5p, 6s, 4f, 5s, 6p,7s, 5f ) ولكن يجب اتباع بعض القواعد الهامة والمحورية لملء الإلكترونات وإتمام عملية التكوين الإلكتروني، وتعتبر تلك القواعد مهمة لفهم العمليات الكيميائية.

القواعد التي يجب اتباعها للقيام بالتنبؤ الصحيح للتكوين الإلكتروني للذرة هي:

• مبدأ استبعاد باولي: هو من اقتراح العالم النمساوي فولفجانج باولي عام 1925، اقترحه باولي لحساب الأنماط الناتجة عن انبعاث الضوء من الذرات، ثم تم اعتماد هذا المبدأ وتعميمه ليشمل كل الجسيمات. ينص المبدأ على أنه لا يمكن أن يتواجد إلكترونان داخل الذرة الواحدة في نفس الوقت ونفس الحالة أو التكوين.
• مبدأ العالم أوفباو: تمتلئ المدارات ذات الطاقات الأقل قبل المدارات ذات الطاقة الأعلى.
• قاعدة هوند( التعددية القصوى): تنص قاهدة هوند على أن المدارات تمتلئ بالإلكترونات بشكل فردي قبل ملئها بشكلٍ مضاعف، وذلك إن كان للذرة عدد إلكترونات ليملئ إكثر من مدار، ويكون لجميع الإلكترونات في المدارات نفس الدوران.[1]