تعريف الأعداد الكمومية

الأرقام الكمية هي مجموعة من الأرقام التي يتم تمثيلها بأحرف ، اعتمادًا على موضع إلكترون التي يشار إليها ، خذ أمرًا مختلفًا القيم ضمن نطاق ممكن. الآن نحن ذاهبون إلى يصف كل واحد منهم وسنرى أمثلة على كيفية تطبيقها وفقًا للإلكترون الذي نريد تعيينه.

رقم الكم الرئيسي ("n")

يرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ طاقة التي يمتلكها الإلكترون. كلما زاد "n" ، زادت الطاقة ، لأن هذا الرقم مرتبط بحجم المدار. رياضيا ، يخبرنا بالفترة التي يوجد فيها الإلكترون ، وكما نعلم من التكوينات الإلكترونية لعناصر الجدول الدوري، هناك ما يصل إلى سبعة فعليًا المستويات من الطاقة. لذلك ، يمكن أن تختلف "n" من واحد إلى سبعة اعتمادًا على مسافه: بعد الذي يقع عليه إلكترون الذرة.

رقم الكم الثانوي أو السمتي ("ℓ")

هذا الرقم يسمح تحديد المستوى الثانوي للطاقة الذي يشغله الإلكترون ، لذا ، مرة أخرى ، كلما زاد عدد الكم السمتي ، زادت طاقة الإلكترون. رياضياً ، سيمثل "" المستويات الفرعية "s" و "p" و "d" و "f" التي نحدد تكوينات الإلكترون لعناصر الجدول الدوري. هذا هو السبب في أنه يمكن أن يأخذ قيمًا تتراوح من

صفر حتى ("n" -1) حيث "n" هو رقم الكم الرئيسي.

على سبيل المثال ، إذا كانت n = 1 ، فإن ℓ يمكن أن تكون صفرًا فقط ، لأنها تتوافق مع المستوى الفرعي للطاقة "s". بينما ، إذا كانت n = 2 ، فإن ℓ يمكن أن تقدر كلاً من الصفر والواحد ، حيث يمكننا أن نشير إلى إلكترون من المستوى الفرعي "s" أو المستوى الفرعي "p" على التوالي. بهذه الطريقة نحدد: ℓ = 0 للمستوى الفرعي للطاقة "s" ، ℓ = 1 للمستوى الفرعي للطاقة "p" ، ℓ = 2 للمستوى الفرعي للطاقة "d" و ℓ = 3 للمستوى الفرعي للطاقة "f".

وتجدر الإشارة إلى أنه وفقًا لـ "n" ، يمكن أن تضيف المستويات الفرعية للطاقة "s" و "p" و "d" و "f" مدارات ، وبالتالي تحتوي على المزيد من الإلكترونات. على سبيل المثال ، عند n = 1 ، ℓ = 0 مع مستوى فرعي واحد "s" ومدار واحد يمكن أن يحتوي على إلكترونين. بالنسبة إلى n = 2 ، ℓ = 0 مع مستوى فرعي "s" أو ℓ = 1 مع مستوى فرعي "p" يمكن أن تحتوي على ثلاثة مدارات وتتسع لستة إلكترونات.

بالنسبة إلى n = 3 ، ℓ = 0 مع مستوى فرعي "s" أو ℓ = 1 مع مستوى فرعي "p" يمكن أن يحتوي على ثلاثة مدارات و تستوعب ستة إلكترونات أو ℓ = 2 مع المستوى الفرعي "d" الذي يمكن أن يحتوي على خمسة مدارات وتستوعب عشرة الإلكترونات.

أخيرًا ، بالنسبة إلى n = 4 ، ℓ = 0 مع مستوى فرعي "s" أو ℓ = 1 مع المستوى الفرعي "p" الذي يمكن أن يحتوي على ثلاثة مدارات ويستوعب ستة إلكترونات أو ℓ = 2 مع المستوى الفرعي "d" الذي يمكن أن يحتوي على خمسة مدارات ويضم عشرة إلكترونات أو ℓ = 3 مع المستوى الفرعي "f" الذي يمكن أن يحتوي على سبعة مدارات ومنزل أربعة عشر الإلكترونات.

إذا أردنا تمثيل هذه المدارات في الفضاء ، فسيكون شكلها مشابهًا لما يلي:

Img: كيمياء الله

عدد الكم المغناطيسي ("م")

يتعلق بتوجيه المدار في الفضاء ويرتبط بعدد المدارات التي يمتلكها كل مستوى فرعي. لذلك ، تتراوح القيمة التي يستغرقها من "-" إلى "". على سبيل المثال ، بالنسبة إلى ℓ = 1 ، يحتوي المستوى الفرعي "p" على ما يصل إلى 3 مدارات ، لذلك يكتسب الحرف "m" قيمًا مثل -1 أو 0 أو 1. وبالمثل ، بالنسبة لـ ℓ = 2 ، يحتوي المستوى الفرعي "d" على ما يصل إلى 5 مدارات ، لذلك يمكن أن يكون "m": -2 ، -1 ، 0 ، 1 أو 2. وبالمثل ، يكتمل من أجل ℓ = 0 أو ℓ = 4.

العدد الكمي للدوران ("s")

تتعلق بالخصائص المغناطيسية للإلكترون وتعمل على تحديد اتجاه دوران الإلكترونات الموجودة في نفس المدار ، حيث سيكون لكل منها علامة مختلفة. لذلك ، يمكن أن تأخذ "s" قيمة +1/2 أو -1/2.

لنأخذ الكلور كمثال لتحديد الأعداد الكمومية في إلكتروناته الموجودة في آخر مستوى للطاقة. لهذا نحتاج إلى معرفة تكوينه الإلكتروني ، وهو: 1s² 2 ثانية² 2 ص⁶3 ثانية²3 ص⁵. إلكترونات المستوى الأخير هي تلك الموجودة في المستوى 3 ، لذلك: n = 3. ثم ، ℓ = 0 أو ℓ = 1 ، للإلكترونات الموجودة في المستويات الفرعية "s" أو "p" على التوالي.

الآن ، لـ ℓ = 0 (3 ثانية²) ، m = 0 و s تساوي +1/2 و -1/2 على التوالي في كل من الإلكترونات الموجودة هناك. لـ ℓ = 1 (3 ص⁵) ، m = -1،0،1 ، بينما s تساوي +1/2 و -1/2 على التوالي في كل من الإلكترونات الموجودة هناك لـ m = -1 و 0 ، بينما المدار المعين كـ m = 1 لا يكتمل بإلكترونين ، لذلك يجب أن نختار s = +1/2 أو -1/2 ، أيهما يتم اختياره حسب الاصطلاح.

موضوعات في أرقام الكم