التوزيع الإلكتروني هو موضوع يحتوي على عدة أجزاء في تكوين الذرة، ولكل جزء أهميته في الحفاظ على ترابط أجزاء الذرة وتحقيق التوازن الكلي للذرة عن طريق ترتيب مكوناتها وهذا هو الأساس للتوزيع الإلكتروني. وفيما يلي مقال بتفاصيل أكثر .
التوزيع الالكتروني موضوع
- في أي نظام توزيع إلكتروني واحد وثابت، يظهر هذا التوزيع في حالة الثبات (الحالة الأرضية)، وإلا فإن أحد الإلكترونات يتعرض للتفريغ الكهربائي أو التسخين. ولذلك، يتبع توزيع الإلكترونات توزيعا آخر مؤقتا.
- وقد تم استدلال وجود توزيع الكتروني من خلال ذلك الفراغ الضيق للجزيء والمحدد بالكم، أو أنها تكون مقيدة لحالة كمية محددة، وهذه الحالات هي المدارات الالكترونية، والحالات المقصودة دائما مختلفة.
- وأحد الأسباب الآخرة التي تؤكد وجود التوزيع الإلكتروني هو مبدأ استبعاد باولي الذي يقول أنه من المستحيل وجود اثنين من الفرميونات أو الإلكترونات في نفس الحالة الكمية؛ إذا احتل أحدهما حالة كمية محددة، فإن الآخر يجب أن يكون مختلفا عنه.
- نظرا لعدم استقرار الحالة الكمومية للإلكترون عندما يكون في مستوى طاقة غير مستواه الأصلي، يتحرك الإلكترون إلى مستوى طاقته الأصلي جزئيا، وتنبعث طاقة زائدة على شكل شعاع بتردد محدد.
- وبهذا السبب، يجب تحديد توزيع الكتروني لأي نظام عن طريق معرفة عدد الكترونات الموجودة فيه وتحديد مستويات الطاقة الرئيسية والفرعية والأوربيتالات، ويجب معرفة المدارات لاستنتاج هذا التوزيع، وهذا ما يمكن علماء ميكانيكا الكم من القيام به.
التوزيع الالكتروني للعناصر
- يعرف التوزيع الإلكتروني للعنصر بأنه الطريقة التي توزع بها الإلكترونات في مدارات الذرة.
- تتوزع الإلكترونات في المدارات 2ن2 حيث ن يمثل مستوى الطاقة.
- وتكمن السعة القصوى لمستوى الطاقة الأولى في وجود 2 إلكترون، والثانية في وجود 8 إلكترونات، والثالثة في وجود 18 إلكترون.
- يتم حساب العدد الذري للعنصر بضرب عدد البروتونات في النواة، أو بضرب عدد الإلكترونات في النواة × حالة الذرة المتوازنة.
- ويمكن التعرف على المزيد من الخصائص الكيميائية للعنصر ونشاطه الكيميائي من خلال التوزيع الإلكتروني لهذا العنصر.
- أما بالنسبة لقواعد التوزيع الإلكتروني للعنصر، فهي تظهر في :
- قاعدة أوف باو، أو مبدأ البناء التصاعدي، ينص على أن الإلكترونات تدخل المستويات الفرعية ذات الطاقة المنخفضة أولا، ثم تملأ المستويات الأعلى منها.
- مبدأ باولي للاستبعاد ينص على استحالة تساوي أعداد الكم الأربعة لأي إلكترون في ذرة واحدة.
- قاعدة هوند تقول إن الإلكترونات تميل إلى أن تكون منفردة في المدار الذري، إلا إذا كانت أكثر من عدد المدارات.
- للوصول إلى التركيب الإلكتروني للذرة بشكل صحيح، علينا مراعاة الآتي:
- يكون عدد الإلكترونات التي يتم توزيعها على المدارات الذرية مساويا للعدد الذري للعنصر.
- لا يحتوي المدار الواحد على أكثر من إلكترون واحد.
- عند توزيع الإلكترونات في المدارات الفرعية، يجب مراعاة قاعدة هوند.
- يجب توزيع الإلكترونات بدءا من المدار ذو الطاقة الأقل، حيث يكون المدار ذو الطاقة الأعلى عند توزيع الإلكترونات على المدارات.
التوزيع الإلكتروني في الجزيئات
- نظرا لاختلاف ترتيب الجزيئات، يصبح حساب التوزيع الإلكتروني أكثر تعقيدا. ويمكن الاعتماد هنا على “طريقة الاندماج الخطي للمدارات الجزيئية”، التي تقوم بحساب المدارات الجزيئية في الكيمياء الكمية.
التوزيع الإلكتروني في المواد الصلبة
- يتداخل التوزيع الإلكتروني مع النطاقات المستمرة للحالات، ويتوقف تصور التوزيع الإلكتروني الثابت ويتم استخدام “نظرية النطاق
بالفعل، الاهتمام بدراسة التوزيع الإلكتروني بين العلوم الكيميائية المختلفة، وبين الحسابات الكيميائية والفيزيائية، يساهم في فهم الذرات وتعريف العناصر والجزيئات بشكل علمي دقيق ومبسط.