آرايش الکتروني
به کمک آرايش الکتروني يک اتم مي توان خواص فيزيکي و شيميايي آن عنصر را پيش بيني نمود. طبق اصل آفبا (اصل بناگذاري) الکترون ها به ترتيب افزايش انرژي در اوربيتال ها قرارمي گيرند.
اوربيتال چيست؟
ابر الکتروني اصطلاحي است که به مدل اتمي لايهاي يا همان کوانتومي مربوط ميشود. اين مدل که کوانتومي نام دارد ميگويد که مداري براي حرکت الکترون ها به دور هسته اتم وجود ندارد و الکترون ها از لايهاي به لايه ديگر ميروند. در بين اين حرکت و تغيير لايه فوتون (انرژي به دست آمده) را به صورت نور آزاد ميکنند. حال اگر محل تردد الکترونها را به صورت نقطههايي مشخّص کنيم ( که در حقيقت نميتواند امکان پذير باشد و در حدّ فرض است) شکلي ابر مانند به وجود خواهد آمد، به اين شکل ابر الکتروني گفته ميشود.
بعضي بخشهاي اين ابر تراکم بيشتري دارد و بعضي بخشها تراکم کمتر. به طور کلّي نزديک هسته و خيلي دور از هسته تراکم کمتري دارند. به فضايي محدود در اطراف هسته اتم که بيشترين احتمال حضور الکترون در آن است، اوربيتال ميگويند.
انواع اربيتال ها عبات است از : s,p,d,f,g
براي تعيين آرايش الکتروني اتمها، نه تنها درباره ترازهاي انرژي اصول و قواعدي بايد مورد توجه قرار گيرد، بلکه در هر تراز انرژي، در مورد چگونگي اشغال شدن اوربيتال ها به وسيله الکترون ها نيز اصول و قواعدي وجود دارد که بايد رعايت شوند.
اعداد کوانتومي
هر الکترون را ميتوان با چهار عدد کوانتومي مشخص کرد که به منزله شناسنامه الکترون هستند:
- n فاصله نسبي الکترون از هسته
اين عدد نشان دهنده ترازهاي انرژي است که الکترون ها در آن ترازها به دور هسته گردش ميکنند و عدد صحيحي ميباشد. اين عدد ميتواند کليه مقادير اعداد صحيح مثبت بجز صفر را قبول کند.
- L لايه فرعي و شکل اوربيتال
- S جهت گيري اوربيتال در فضا
- عدد کوانتومي مغناطيسي مداري
روش پر كردن اوربيتال ها:
روش آفبا
الف ) الكترون ها به ترتيب در اوربيتال هايي جاي مي گيرند كه كم ترين سطح انرژي را داشته باشند.
ب ) اصل طرد پاولي : هيچ دو الكتروني در اتم نمي تواند چهار عدد کوانتومي يکسان داشته باشد پس در هر اوربيتال حداكثر دو الكترون با اسپين مخالف مي تواند قرار گيرد.
ج ) اصل هوند : طبق اصل هوند اوربيتال هاي هم انرژي هنگامي زوج مي شوند که هرکدام يک الکترون داشته باشند. هنگامي که الکترون ها چند اوربيتال هم انرژي از يک تراز فرعي را در اختيار داشته باشند به نحوي پخش مي شوند که بيشترين اوربيتال ها اشغال شود يعني تا در هر اوربيتال يک الکترون جاي نگيرد هيچ اوربيتالي داراي دو الکترون نمي شود .
د) به طور کلي اوربيتال هايي ابتدا الکترون مي پذيرند که مجموع شماره تراز اصلي و عدد سمتي کوچکتري n+l داشته باشند و چنانچه مجموع اين دو عدد? در دو اوربيتال برابر باشد اوربيتالي ابتدا الکترون مي پذيرد که شماره ترازاصلي انرژي در آن ( n ) کوچک تر باشد.
براي آشنايي بيشتر مي توانيد آزمايش زير را انجام دهيد.
دستورالعمل :
- با انتخاب Periodic Table مي توانيد جدول تناوبي را مشاهده کنيد که البته در اين جا با حرکت دادن ماوس بر روي هر کدام از عناصر جدول جزئيات مربوط به آن عنصر به نمايش در خواهد آمد. در اين جا با کليک بر روي Groups و انتخاب هر کدام از گزينه ها، گروه هاي مختلف جدول تناوبي و جايگاه آن ها در جدول مشخص مي شود که با رنگ سبز نمايان مي گردد.
- با انتخاب Electron Configuration آرايش الکتروني هر کدام از عناصر مورد بررسي قرار مي گيرد که با کليک بر روي Next و Previous مي توانيد عناصر قبلي و بعدي را جايگزين نماييد يا با حرکت دادن ماوس بر روي جدول ارائه شده عنصر مورد نظر را انتخاب کنيد.
- با انتخاب Plot Data ، اطلاعات به صورت نمودار نمايش داده مي شود که اين اطلاعات مي تواند بر حسب خواص عناصر
( properties ) و يا گروه هاي جدول ( Groups ) تنظيم گردد.
مثال :
3s : n+l = 3+ 0= 3
3P : n+l = 3+ 1= 4
3d : n+l = 3+ 2= 5
4s : n+l = 4+ 0= 4
4P : n+l = 4+ 1=5
آرايش الکتروني و نحوه چينش الکترون ها در اوربيتال هاي اطراف هسته اتم و شيوه پر شدن زير لايهها به ترتيب زير است :
?s ?s ?p ?s ?p ?s ?d ?p ?s ?d ?p ?s ?f ?d ?p ?s ?f ?d ?p
مرکز يادگيري سايت تبيان
تهيه و تنظيم : طيبه موسيوند