التركيب الالكترونى للذرات

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

التركيب الالكترونى للذرات

مُساهمة  Admin في السبت مارس 21, 2009 1:37 pm

التركيب الاليكتروني للذرات

الاشعاع الكهرو مغناطيسي: كل أشكال الضوء (المرئي(VI) فوق البنفسجي,(UV) الأشعة تحت الحمراء , (IR) ,أشعة جاما) , (γ والأشعة السينية(X) وموجات الراديو والتلفاز…….الخ).
النظرية الموجية للضوء (ماكسويل): الضؤ: اشعاع كهرومغناطيسي مكون من موجات تتألف كل موجة من مجال كهربي متذبذب ومجال مغناطيسي متذبذب في مستويين متعامدين على بعضهما البعض
وعلى خط انتشار الموجة…
تتميز هذه الموجات بمايلي :-
1- الطول الموجي λ (لامبدا Lambda) المسافه بين نقطتين متشابهتين لموجتين متتاليتين ووحداته m,cm,nm,..
2- التردد υ (نيو) : عددالموجات المارة خلال نقطه معينة في الثانيه الواحدة ووحداته sec-1، -1 (الثانية) و تسمى Hz (هيرتز) 1Hz =1s-1
3- لأي موجة .. سرعة الموجة (C)
C = λ υ
ms-1 = 2.998 x108 C
4- العدد الموجي ύ مقلوب الطول الموجي و وحداته m-1,cm-1,nm-1
5- سعة الموجة a مقدار ارتفاع قمة او انخفاض قاع الموجة عن خط انتشار الموجة
λ
a



موجات الضؤ

النظرية الكمية (بلانك Planck) :
الضوء ينبعث أو ينفذ أو يمتص بواسطة جسيمات محددة تسمى فوتونات(photons) طاقتها E تتناسب طرداً مع تردد الاشعاع (υ ) :
E = hυ
h ثابت بلانك وقيمته 6.63 x 10-34 J.s
الطيف الذري
ينشأ عند تسخين ذرات عنصر بواسطة اللهب أو قوس كهربائي ، تمتص الذرات طاقة وتنتقل لمستوى طاقي أعلى وعندما ترجع إلى حالة الاستقرار ثانية بعد زوال المؤثر الخارجي , تطلق الطاقة الممتصه على هيئة أشعاع يعرف بطيف الانبعاث الذري أوالطيف الخطي.

المتسلسلات الطيفية لطيف ذرة الهيدروجين
تنشأ المتسلسلات (خطوط طيفية) من الانتقالات الاليكترونية من مستويات طاقية عليا الى مستويات طاقية دنيا ومتنوعة الطاقة
معادلة ريدبرج :
ύ
n2 > n1 , n1=1,2,. , n2 = 2,3,.
ύ العدد الموجي بوحدة cm-1 و الطول الموجي بوحدة cm و Rثابت (ويسمى ثابت ريدبرج) وقيمته : 109678.6cm-1
المتسلسلة الانتقال إلى (n) المنطقة الطيفية
لايمن 1 UV
بالمر 2 VI
باشن 3 IR
براكت 4 IR البعيدة
بفوند 5 IR البعيدة
المتسلسلات الطيفية لذرة الهيدروجين
7
6
بفند 5

براكت 4

باشن 3


بالمر 2

لايمان 1
نظرية بوهر لذرة الهيدروجين
الفروض :
1- إليكترون ذرة الهيدروجين يوجد فقط في أغلفة (shell) أو مدارات (orbits) محددة تسمى مستويات طاقية تتمركز حول النواة وبقيم (...n=1,2,3,4,) n رقم المستوى الطاقي .
2- لكل اليكترون طاقة محددة ومميزة للمدار الذي يتحرك فيه الاليكترون وتشغل الاليكترونات المدارات الذرية التي لها كمية حركة زاوية تساوي nh / 2π أو مضاعفاته ( h ثابت بلانك).
3- تزداد طاقة الأليكترون كلما بعد عن النواة كما يزداد نصف قطر المدار.
4- عندما تقترب الإليكترونات في النواة بأكبر قدر ممكن عندها تملك الأليكترونات أقل قدر ممكن من الطاقه وتسمى هذه الحاله الحالة المستقرة أو الأرضية Ground state (Eº) وإذا أمتصت الاليكترونات طاقه وقفزت الى المستويات الخارجيه البعيدة عن النواة تكون الذرات في حالة الاثارة Exited state (E*) .
5- عندما تنتقل الأليكترونات المثاره من مستويات طاقيه عليا وتعود إلى مستويات طاقيه سفلى تفقد الطاقه التي أمتصتها على هيئة إشعاع مكون من جسيمات مكماة تسمى فوتونات لكل منها تردد وطول موجي مميزين ولكل فوتون خط طيفي مميز , ولكل عمليه أنتقال للاليكترون خط طيفي مميز ,وتكون طاقة الاشعاع المنبعث مساوية للفرق في الطاقة بين المستويين.

E*

ΔE الطاقة e Eº ΔE = E*- Eº = hυ

طاقة المدارE orbit الذي يوجد فيه الاليكترون:


وباستخدام معادلة بوهر تعطى قيمة ΔE بالعلاقة :

J A = 2.17x10-18

نصف قطر مدار الاليكترون (r) :

R = 5.292 x 107

قاعدة عدم التأكد (الشك) لهازنبيرج
قياس مكان وسرعة الأليكترون في نفس اللحظه لابد أن يصحبه مقدار من عدم التأكد (الخطأ) .
ومقدار الخطأ يعبر عنه رياضياً بالعلاقه Δx)(Δm.v) ≥ 2h or h/4π )
Δ x مقدار الخطأ في قياس المكان،
Δm .v مقدار الخطأ في قياس كمية الحركه ، h ثابت بلانك .

الطبيعة الموجيه للأليكترون (فرضيه دي بروجلي)
علاقة بروجلي :
v سرعة الأليكترون , m كتلة الأليكترون.

أعداد الكم
1-عدد الكم الرئيسي(الأساسي) (n)
يصف بعد الاليكترون عن النواة, (…=1,2,3, (n وتسمى قيم (n) بالغلاف،
وكل غلاف (يحتوي على مجموعة من تحت الأغلفةsubshell (مدارات أوغليفات) , وعدد تحت الأغلفه الموجوده في الغلاف الرئيسي مساوياً لقيمة (n ) , وأقصى عدد للأليكترونات في الغلاف : 2 n2 .


n عدد المدارات أقصى عدد للاليكترونات
2 1 1
8 2 2
18 3 3
32 4 4


المدار
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f ℓ
0
0
1
0
1
2
0
1
2
3 n
1
2

3


4









2- عدد الكم الثانوي (ℓ)
تتعلق كميته بشكل المنطقه (المدارأو تحت الغلاف ،غليف) الذي يشغله الأليكترون
ℓ = 0,1,2,3,… n-1
وعدد قيم ℓ تساوي n وكل قيمه من قيم ℓ ترمز الى نوع محدد من المدارات أو تحت الأغلفه .

3- عدد الكم المغناطيسي (m)
يدل على الاتجاه الذي يسلكه الأليكترون وهو أتجاه الداره بالنسبة للنواة وقيمته من (ℓ-) مروراً بالصفر الى (ℓ+) وكل قيمه من قيم (m) تمثل إحدى الدارات أو الحجر في المدار (تحت الغلاف) وكل دارة أو حجرة تمتلئ –فقط- بزوج أليكتروني ,وعدد قيم m (عدد الدارات) : (2ℓ +1).

N.o
S.s
m

n

1
1
3
1
3
5
1
3
5
7 1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f 0
0
-1,0,+1
0
-1,0,+1
-2,-1,0,+1,+2
0
-1,0,+1
-2,-1,0,+1,+2
-3,-2,1,0,+1,+2,+3 0
0
1
0
1
2
0
1
2
3 1
2

3


4



S.s عدد الغليفات ، N.o عدد الدارات
4- عدد الكم المغزلي (الحلزوني) (s)
يتعلق باللف المغزلي للأليكترون حول محوره أثناء دورانه حول النواه، وله قيمتان فقط هي( ½ ±) ، باتجاه عقارب الساعه وعكس عقارب الساعه.

قواعد توزيع الأليكترونات في الذرة
1- قاعدة الطاقه (n+ℓ)
يتم ملىء المدارات الأقل في الطاقه فالأعلى , بحسب أقل قيمه لحاصل جمع (n+ℓ) . يتم ملىء المدار 3p قبل 4s و3d بعد 4s .

المجموع (n+ℓ) المدار
4 3+1 3p
4+0 4 4s
5 3+2 3d







تسمى الأليكترونات في الأغلفه تحت الغلاف الخارجي اليكترونات اللب أو القلب , وتستخدم العناصر الخاملة للدلالة على إليكترونات القلب.
الترتيب الإليكتروني العدد الذري العنصر
[He] 2s1 3 Li
[Ne] 3s1 11 Na
[Ar] 3d8, 4s2 28 Ni
[Kr] 4d2 ,5s2 40 Zr He , Ne, Ar ,Kr عناصر خاملة.
[He]2↔️1s2
[Ne]10 ↔️ 1s22s22p6
[Ar]18 ↔️ 1s22s22p63s23p6
[Kr]36 ↔️ 1s22s22p63s23p64s23d104p4
2- يطلق على الأليكترونات في المدارات الخارجية (مدارات التكافؤ) بإليكترونات التكافؤ والتي تلي الترتيب الإليكتروني لأقرب غاز خامل للعنصر .


3- بعض العناصر (مثل Mo, Cu , Cr) تمثل شذوذ عن القاعدة العامة في الترتيب الأليكتروني ومن المحتمل أن هذه العناصر تتخذ هذا النوع من الترتيب بسبب أن المدارات نصف المملؤة أو المملؤة بالكلية تملك قدراً كبيراً من الثبات والاستقرار، فعلى سبيل المثال الترتيب الاليكتروني المتوقع للكروم Cr حسب قاعدة الطاقة هو: [Ar]3d44s2 لكن الترتيب الفعلي هو: [Ar]3d5 4s1 والترتيب الاليكتروني المتوقع للنحاس Cu حسب قاعدة الطاقة هو: [Ar]3d94s2
لكن الترتيب الفعلي هو: [Ar]3d104s1
4- يكتب التوزيع الأليكتروني للأيونات السالبه أو الموجبه للعناصر المختلفه بنفس الطريقة السابقة .
التوزيع الإليكتروني العدد الذري العنصر أو الأيون
[Ne] 3s2,3p2 14 S
[Ne] 3s2,3p4 16 S-2
[He] 2s2,2p3 7 N
[He] 2s2,2p6 10 N-3
[Ar] 4s2 20 Ca
[Ar] 4s0 18 Ca+2
2- مبدأ الأستبعاد لباولي Pauli exclusion
لايجوز لأي أليكترونين في دارة واحدة ان يكون لهما نفس أعداد الكم الأربعة .


n ℓ m s
الأليكترون الأول 1 0 0 ½ +
الأليكترون الثاني 1 0 0 ½ -
3- قاعدة هوند Hund,s Rule
الإليكترونات لا تتزاوج (تكون على هيئة زوج) في المدار أو تحت الغلاف الواحد , إلا إذا كان عددها أكبر من عدد الدارات المكونة لتحت الغلاف
2P3
2P4

PX PY PZ
يسمى هذا النوع من الترتيب المخطط المداري ويكتب المخطط المداري باتباع قواعد الطاقة السالفة الذكر لبعض العناصر :




أشكال المدارات
1- المدار s شكلة كروي يغلف النواة ذات الشحنة الموجبة ، حيث تنتشر الشحنة السالبة على هيئة سحابة اليكترونية كروية الشكل يزداد انتشارها للخارج مع زيادة البعد عن النواة موجبة الشحنة ، ويشبه المدار1s مدار2s في الشكل غير أن نصف قطر السحابة الاليكترونية أكبر في 2s

رسم توضيحي لمدار s
2- المدار p عبارة عن ست كرات(سحابات اليكترونية) كل اثنتين منها توجد على أحد المحاور الأحداثية الثلاثة المتعامدة X ,Y, Z وتوجد عقدةanode بين كل كرتين والتي عندها نواة الذرة ذات الشحنة الموجبة وتنشأ بالتالي ثلاث دارات من نوع Pz , Py , Px وضم هذه الدارات إلى بعضها البعض يعطي شكل المدار P Py Pz


Px
الصفات المغناطيسية
أ- دايا مغناطيسية
صفة للمواد التي لاتتأثر بالمجال المغناطيسي (تجاذب بسيط جداً) جميع الاليكترونات على هيئة أزواج في الدارات Zn = 30 , Cl-1=18 , Mg+2 =10 , A=18

ب- بارا مغناطيسي
صفة للمواد التي تتأثر بالمجال المغناطيسي, يوجد على الأقل اليكترون واحد منفرد في أحد الدارات, وصفة البارا مغناطيسية موجودة في المواد ذات العدد الذري الفردي دائماً.
avatar
Admin
Admin

المساهمات : 10
تاريخ التسجيل : 18/03/2009
العمر : 26
الموقع : شبين الكوم - المنوفية

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://chemistry.3oloum.org

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى