يکي از موضوعات مهم در شيمي موضوع مدل هاي اتمي است که از جمله انها مي توان به مدل کوانتومي (شرودينگري) اشاره کرد که به توضيحاتي در مورد ان مي پردازم
در قران کريم امده است
"و من کل شي خلقنا زوجين لعلکم تذکرون* و از هر چيزي جفتي را افريديم شايد شما پند گيريد"
با وجود ذراتي کوچک و مخالف چون الکترون و پروتون بيش تر مي توان به عمق اين ايه پي برد.
مدل کوانتومي
در اطراف اتم لايه هاي الکتروني ( حداکثر 7 لايه ) وجود دارد و n در آن نشان دهنده لايه مورد نظر است ولايه 1 (نزديک ترين لايه به هسته ) پايدارترين لايه و لايه 7 (دورترين لايه از هسته) پر انرژي ترين لايه است . هر يک از لايه ها داراي n زيرلايه متفاوت از هم مي باشد به عنوان مثال لايه پنجم (n=5) داراي 5 زير لايه متفاوت از هم مي باشد . و هر نوع زير لايه داراي يک عدد کوانتومي اوربيتالي (L) مي باشد
انواع زير لايه ها
1. زيرلايه s (L=0)
2. زيرلايه (L=1) p
3. زيرلايه (L=2) d
4. زيرلايه (L=3) f
که L در هر لايه حداکثر مي تواند برابر n-1 باشد مثلا در لايه 3 حداکثر L مي تواند برابر با2 باشد پس زير لايه f در
لايه 3 وجود ندارد .
اوربيتال فضايي در اطراف هسته که احتمال حضور الکترون در ان بيش از 90% است
هر زير لايه با توجه به نوع آن داراي تعداد مشخصي اوربيتال مي باشد که تعداد انها به شرح زير است
شکل زير لايه ها با هم متفاوت است مثلا زير لايه s کروي و زير لايه p دمبلي است اما به دليل اسان تر کردن انها را به صورت بالا نمايش مي دهيم براي اين که بتوانيم اوربيتال مورد نظر خود را بيان کرد براي هر اوربيتال يک عدد در نظر گرفته مي شود که عدد کوانتومي مغناطيسي نام دارد و با نشان داده مي شود که در هر زير لايه به صورت زير است
در هر اوربيتال مي تواند الکترون وجود داشته باشد که در اوربيتال در حال چرخشش مي باشد و براي مشخص کردن جهت چرخشش از عدد کوانتومي اسپين ( ( استفاده مي شود که اگر الکترون درجهت عقربه هاي ساعت بچرخد داراي و در غير اين صورت داراي خواهد بود
اما يک نکته مهم : در هر اوربيتال حداکثر دو الکترون و در دو سوي متفاوت(با دو متفاوت ) قرار خواهد گرفت و الکتروني که اول وارد اوربيتال مي شود بايد داراي و اين حرکت باعث ايجاد جاذبه مي شود و بر نيروي رانشي ميان دو الکترون در يک اوربيتال غلبه مي کند و دو الکترون در يک اوربيتال مي مانند
در هر اوربيتال مي تواند الکترون وجود داشته باشد که در اوربيتال در حال چرخشش مي باشد و براي مشخص کردن جهت چرخشش از عدد کوانتومي اسپين ( ( استفاده مي شود که اگر الکترون درجهت عقربه هاي ساعت بچرخد داراي و در غير اين صورت داراي خواهد بود
اما يک نکته مهم : در هر اوربيتال حداکثر دو الکترون و در دو سوي متفاوت(با دو متفاوت ) قرار خواهد گرفت و الکتروني که اول وارد اوربيتال مي شود بايد داراي و اين حرکت باعث ايجاد جاذبه مي شود و بر نيروي رانشي ميان دو الکترون در يک اوربيتال غلبه مي کند و دو الکترون در يک اوربيتال مي مانند
نمايش نام زير لايه مشخص
براي اين که يک زير لايه از يک اتم را به صورت نماد بيان کنيم ابتدا شماره لايه اصلي (n) ان را نوشته و سپس جلوي ان نماد زير لايه را نوشته و بعد از ان تعداد الکترون هاي موجود در ان را به صورت توان مي نويسيم مثلا براي يک زير لايه در لايه اصلي4 و از نوع p وبا 4 الکترون به صورت زير خواهد بود:
ظرفيت هر زير لايه
با توجه به اين که هر اوربيتال حداکثر داراي 2 الکترون خواهد بود داريم:
| نوع زير لايه | تعداد اوربيتال | حداکثر تعداد الکترون در زير لايه |
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
شيوه پر شدن زير لايه ها , رسم ارايش الکتروني
دو نکته در اين جا قابل ذکر است
1.در برخي موارد زير لايه ها در لايه بالاتر زود تر از زير لايه در لايه پايين تر پر مي شود مثلا 4s زود تر از 3d پر مي شود که ترتيب پر شدن زير لايه ها به صورت زير است:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
2. و اين که در پر شدن يک زير لايه ابتدا همه اوربيتال ها از اوربيتال با کوچکترين داراي يک الکترون با مي شوند و سپس از اوربيتال با کوچکترين داراي يک الکترون ديگر با مي شوند.
به عنوان مثال براي اتم cl که در خانه 17 جدول تناوبي قرار دارد و در حالت خنثي داراي 17 الکترون است حال با توجه به الگو بالا به رسم ارايش الکتروني مي پردازيم.
ابتدا با توجه به ظرفيت زيرلايه s1 فقط دو الکترون وارد ان مي شود و نيز 2 الکترون وارد 2s مي شود و در ادامه با توجه به ظرفيت 2p فقط 6 الکترون به درون اين زير لايه خواهند رفت وسپس 3s داراي 2 الکترون خواهد شد تا کنون 12 الکترون در زير لايه ها جاي گرفتند و همه زير لايه به طور کامل پر شدند اما در زير لايه بعدي (3p) براي پر شدن نياز به 6 الکترون است که 5 الکترون موجود است پس طبق قاعده دوم گفته شده ابتدا 3 الکترون با و سپس دو الکترون با در دو اوربيتال اول ان قرار مي گيرد و در زير ارايش نوشتاري و نموداري الکتروني ان رسم شده است
منبع:chemhome.ir ارسال توسط کاربر محترم سايت :saeedbarati