القائمة الرئيسية

الصفحات

معادلة شرودنجرالموجية ومبدا-دي برولي وهايزنبرج

        * النظرية الذرية الحديثة

    * بنيت على ثلاثة فروض هى:

 [1] الطبيعة المزدوجة للإلكترون (مبدأدي برولي):-
أثبتت التجارب أن للإلكترون طبيعة مزدوجة بمعنى أنه جسيم مادى له خواص موجية.
*مبدأدي برولي/(يصاحب حركة أى جسيم مادي مثل الإلكترون موجات تسمى الموجات المادية)

 [2] مبدأ عدم التأكد لـ ”هايزنبرج“

يستحيل عملياً تحديد مكان وسرعة الإلكترون معاً فى وقت واحد وإنما التحدث بلغة الاحتمالات هو الأقرب إلى الصواب حيث يمكنناأن نقول من المحتمل بقدر كبير أو صغير وجود الإلكترون فى هذا المكان.
[3]المعادلة الموجية لـ ”شرودنجر“
تمكن شرودنجر بناءاً على أفكار ”بلانك“ و”أينشتين“ و”دى براولى“ و ”هايزنبرج“ من وضع المعادلة الموجية
وبحل هذه المعادلة أمكن:-
[أ] إيجاد مستويات الطاقةالمسموح بها وتحديد مناطق الفراغ حول النواة التى يزيد فيها احتمال تواجد الإلكترون أكبر ما يمكن (الأوربيتال).
*وأصبح تعبير السحابة الإلكترونية هو المقبول لوصف الأوربيتال (منطقةداخل السحابةالالكترونيةاحتمال تواجدالالكترون بهااكبرمايمكن).
*السحابة الإلكترونية:- هى المنطقة التى يحتمل تواجد الإلكترون فيها فى كل الاتجاهات والأبعاد حول النواة.

·        اعطي الحل الرياضي لمعادلة شرودنجراربعة اعداد سميت بأعداد الكم
 
[ب] تحديد أعداد الكم.
**أعداد الكم:-أعداد تحدد أحجام الحيز من الفراغ الذى يكون احتمال الإلكترونات فيها أكبر ما يمكن (الأوربيتالات)
وطاقتها وأشكالها واتجاهاتها الفراغية بالنسبة لمحاور الذرة.
وتشمل أربعة أعداد هى:-
1- عدد الكم الرئيسى (n)                         *- عدد الكم الثانوى (l)
3- عدد الكم المغناطيسى (ml)                  *- عدد الكم المغزلى (ms)
*يلزم لمعرفة طاقة الالكترون في الذرات عديدة الالكترونات معرفة قيم اعداد الكم التي تصفه.

·        عدد الكم الرئيسى (n):-يصف بعدالالكترون عن النواه.
[1] يستخدم فى تحديد:-
(أ‌)     رقم مستويات الطاقة الرئيسية.
(ب‌)  عدد الإلكترونات التى يتشبع بها كل مستوى رئيسى وهو يساوى 2n2
[2] عدد صحيح ويأخذ القيم 1، 2، 3، 4، ……
[3] لا يأخذ قيمة الصفر أو قيم غير صحيحة.
ملاحظات: عدد مستويات الطاقة فى أقل الذرات المعروفة وهى فى الحالة المستقرة سبع مستويات وهى:-

K

L
M
N
O
P
Q
1
2
3
4
5
6
7
·         ولا تنطبق العلاقة 2n2 على المستويات بعد الرابع حيث تصبح الذرة غير مستقرة إذا زاد عدد الإلكترونات بمستوى طاقة عن 32 إلكترون.

المستوى الأساسى

الرقم (n)
عدد الإلكترونات التى يتشبع بها (2n2)
K
1
2 × 1 2 = 2
L
2
2 × 2 2 = 8
M
3
2 × 3 2 = 18
N
4
2 × 4 2 = 32

·  عدد الكم الثانوى (l):- توصل إلى ذلك العالم ”سمرفيلد“ عندما استخدم مطيافاً له قدرة كبيرة على التحليل فتبين له أن الخط الطيفى الواحد الذى كان يمثل انتقال الإلكترونات بين مستويين رئيسيين مختلفين فى الطاقة هو عبارة عن عدة خطوط طيفية دقيقة تمثل انتقال الإلكترونات بين مستويات طاقة متقاربة سميت المستويات الفرعية.
·         يحدد عدد المستويات الفرعية.
·         كل مستوى رئيسى يتكون من عدة مستويات فرعية (عدد الكم الثانوى).
·         عدد المستويات الفرعية يساوى رقم المستوى الرئيسى.
·         تأخذ المستويات الفرعية الرموز (f, d, p, s)

المستوى الأساسى

الرقم (n)
عدد المستويات الفرعية وقيمها
K
1
(   0    )   1s
L
2
(   0  ,  1   )   2s, 2p
M
3
(   0  ,  1 ,  2  )3s, 3p, 3d
N
4
( 0 , 1 ,  2 ,  3  )4s, 4p, 4d, 4f
· تختلف المستويات الفرعية لنفس المستوى الرئيسى عن بعضها البعض فى الطاقة اختلافاً بسيطاً (f > d > p > s)    
· تختلف طاقة المستويات الفرعية تبعاً لبعدها عن النواة (4s > 3s > 2s > 1s)
· لا يزيد عدد المستويات الفرعية عن 4 مستويات,يأخذالقيم (    n - 1    0    :  )
عدد الكم المغناطيسى (ml):-
[1] يستخدم فى تحديد:-عدد أوربيتالات كل مستوى فرعى (أعداد فردية) يأخذ قيم تتراوح بين  - l  , ,  0   l  

المستوى الفرعى

s
p
d
f
عدد الأوربيتالات
1
3
5
7

عدد الإلكترونات

2
6
10
14
·   الاتجاه الفراغى للأوربيتالات.
-    [s] أوربيتال واحد كروى متماثل حول النواة.
-    [p] ثلاثة أوربيتالات متعامدة [px, py, pz].
*حيث تأخذ الكثافة الإلكترونية لكل أوربيتال منها شكل كمثرتين متقابلتين عند الرأس فى نقطة تنعدم عندها الكثافة الإلكترونية.
***Electron Orbitals - s,p,d
**عدد الكم المغزلى (ms):-
* فى تحديد:-
*نوعية حركة الإلكترون المغزلية فى الأوربيتال فى اتجاه عقارب الساعة (h) أو عكسها ( ) وله قيمتان ( ضد  1/2  +1/2  ,  -  مع )
·  لا يتسع أى أوربيتال لأكثر من 2 إلكترون [ E].
· لكل إلكترون حركتان {حركة حول محوره [مغزلية] + حركة حول النواة [دورانية]}
·     لا يتنافر الإلكترونان فى الأوربيتال الواحد؛ نتيجة لدوران الإلكترون حول محوره يتكون له مجال مغناطيسى فى اتجاه عكس اتجاه المجال المغناطيسى للإلكترون الثانى E وبذلك تقل قوى التنافر بين الإلكترونيين,ويقال ان الالكترونين في حالةاذدواج.

*العلاقة بين رقم المستوى الأساسى 
والمستويات الفرعية وعددالأوربيتالات
المستوى الرئيسى
رقم المستوى (n)
عدد المستويات الفرعية n = l
عدد الأوربيتالات n2 = m
عدد الإلكترونات 2n2
K
1
1s
1
2
L
2
2s, 2p
4
8
M
3
3s, 3p, 3d
9
18
N
4
4s, 4p, 4d, 4f
16
32


تعليقات

التنقل السريع