التوزيع الإلكتروني بطريقة البناء التصاعدي وقاعدة هوند ومبدأ الاستبعاد لباولي
يُعد التوزيع الإلكتروني من الأساسيات المهمة في علم الكيمياء، حيث يشرح كيفية توزيع الإلكترونات في الذرات والجزيئات. لفهم كيفية ترتيب الإلكترونات، نحتاج إلى التعرف على ثلاثة مبادئ رئيسية: طريقة البناء التصاعدي، وقاعدة هوند، ومبدأ الاستبعاد لباولي.
التوزيع الإلكتروني بطريقة البناء التصاعدي
الترتيب التصاعدي لملء المدارات يكون كالتالي: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p
قاعدة هوند
قاعدة هوند تشير إلى أنه عند ملء المدارات تحت نفس المستوى (مثل مدارات p أو d أو f)، يتم ملء كل مدار بإلكترون واحد أولاً قبل أن يتم إقران الإلكترونات في نفس المدار. هذا يعني أن الإلكترونات تفضل أن تكون منفردة في المدارات الفرعية لنفس المستوى عند الإمكان، وذلك لتقليل التنافر بين الإلكترونات.
مثال على ذلك: إذا كنا نملأ مدارات ، فإننا نضع إلكترونًا في كل مدار ، ، و بشكل منفرد قبل أن نبدأ في إقران الإلكترونات في نفس المدار.
مبدأ الاستبعاد لباولي: مبدأ الاستبعاد لباولي ينص على أنه لا يمكن لإلكترونين في نفس الذرة أن يكون لهما نفس مجموعة أعداد الكم الأربعة (n, l, m_l, m_s). هذا يعني أن كل إلكترون في الذرة يجب أن يكون له مجموعة مميزة من أعداد الكم.
مثال على ذلك: في مدار ، يمكن أن يوجد إلكترونان فقط، حيث يكون لهما نفس عدد الكم الرئيسي (n=1) والثانوي (l=0) والمغناطيسي (m_l=0)، ولكن يكون لهما دوران مغزلي مختلف (m_s=+1/2، m_s=-1/2).
تطبيقات التوزيع الإلكتروني
من خلال هذه المبادئ الثلاثة، يمكننا تحديد كيفية توزيع الإلكترونات في الذرات وبالتالي فهم خصائصها الكيميائية والفيزيائية. يساعد التوزيع الإلكتروني في تفسير التفاعلات الكيميائية، وتكوين الروابط، وسلوك العناصر في الجدول الدوري.