مدل کوانتومی

یکی از موضوعات مهم در شیمی موضوع مدل های اتمی است که از جمله انها می توان به مدل کوانتومی (شرودینگری) اشاره کرد که به توضیحاتی در مورد ان می پردازم
در قران کریم امده است
"و من کل شی خلقنا زوجین لعلکم تذکرون* و از هر چیزی جفتی را افریدیم شاید شما پند گیرید"
با وجود ذراتی کوچک و مخالف چون الکترون و پروتون بیش تر می توان به عمق این ایه پی برد.
در اطراف اتم لایه های الکترونی ( حداکثر 7 لایه ) وجود دارد و n در آن نشان دهنده لایه مورد نظر است ولایه 1 (نزدیک ترین لایه به هسته ) پایدارترین لایه و لایه 7 (دورترین لایه از هسته) پر انرژی ترین لایه است . هر یک از لایه ها دارای n زیرلایه متفاوت از هم می باشد به عنوان مثال لایه پنجم (n=5) دارای 5 زیر لایه متفاوت از هم می باشد . و هر نوع زیر لایه دارای یک عدد کوانتومی اوربیتالی (L) می باشد
انواع زیر لایه ها
1. زیرلایه s (L=0)
2. زیرلایه (L=1) p
3. زیرلایه (L=2) d
4. زیرلایه (L=3) f
که L در هر لایه حداکثر می تواند برابر n-1 باشد مثلا در لایه 3 حداکثر L می تواند برابر با2 باشد پس زیر لایه f در
لایه 3 وجود ندارد .
اوربیتال فضایی در اطراف هسته که احتمال حضور الکترون در ان بیش از 90% است
هر زیر لایه با توجه به نوع آن دارای تعداد مشخصی اوربیتال می باشد که تعداد انها به شرح زیر است

شکل زیر لایه ها با هم متفاوت است مثلا زیر لایه s کروی و زیر لایه p دمبلی است اما به دلیل اسان تر کردن انها را به صورت بالا نمایش می دهیم برای این که بتوانیم اوربیتال مورد نظر خود را بیان کرد برای هر اوربیتال یک عدد در نظر گرفته می شود که عدد کوانتومی مغناطیسی نام دارد و با نشان داده می شود که در هر زیر لایه به صورت زیر است

در هر اوربیتال می تواند الکترون وجود داشته باشد که در اوربیتال در حال چرخشش می باشد و برای مشخص کردن جهت چرخشش از عدد کوانتومی اسپین ( ( استفاده می شود که اگر الکترون درجهت عقربه های ساعت بچرخد دارای و در غیر این صورت دارای خواهد بود
اما یک نکته مهم : در هر اوربیتال حداکثر دو الکترون و در دو سوی متفاوت(با دو متفاوت ) قرار خواهد گرفت و الکترونی که اول وارد اوربیتال می شود باید دارای و این حرکت باعث ایجاد جاذبه می شود و بر نیروی رانشی میان دو الکترون در یک اوربیتال غلبه می کند و دو الکترون در یک اوربیتال می مانند
در هر اوربیتال می تواند الکترون وجود داشته باشد که در اوربیتال در حال چرخشش می باشد و برای مشخص کردن جهت چرخشش از عدد کوانتومی اسپین ( ( استفاده می شود که اگر الکترون درجهت عقربه های ساعت بچرخد دارای و در غیر این صورت دارای خواهد بود
اما یک نکته مهم : در هر اوربیتال حداکثر دو الکترون و در دو سوی متفاوت(با دو متفاوت ) قرار خواهد گرفت و الکترونی که اول وارد اوربیتال می شود باید دارای و این حرکت باعث ایجاد جاذبه می شود و بر نیروی رانشی میان دو الکترون در یک اوربیتال غلبه می کند و دو الکترون در یک اوربیتال می مانند
برای این که یک زیر لایه از یک اتم را به صورت نماد بیان کنیم ابتدا شماره لایه اصلی (n) ان را نوشته و سپس جلوی ان نماد زیر لایه را نوشته و بعد از ان تعداد الکترون های موجود در ان را به صورت توان می نویسیم مثلا برای یک زیر لایه در لایه اصلی4 و از نوع p وبا 4 الکترون به صورت زیر خواهد بود:
با توجه به این که هر اوربیتال حداکثر دارای 2 الکترون خواهد بود داریم:

نوع زیر لایه	تعداد اوربیتال	حداکثر تعداد الکترون در زیر لایه
s	1	2
p	3	6
d	5	10
f	7	14

شیوه پر شدن زیر لایه ها , رسم ارایش الکترونی
دو نکته در این جا قابل ذکر است
1.در برخی موارد زیر لایه ها در لایه بالاتر زود تر از زیر لایه در لایه پایین تر پر می شود مثلا 4s زود تر از 3d پر می شود که ترتیب پر شدن زیر لایه ها به صورت زیر است:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
2. و این که در پر شدن یک زیر لایه ابتدا همه اوربیتال ها از اوربیتال با کوچکترین دارای یک الکترون با می شوند و سپس از اوربیتال با کوچکترین دارای یک الکترون دیگر با می شوند.
به عنوان مثال برای اتم cl که در خانه 17 جدول تناوبی قرار دارد و در حالت خنثی دارای 17 الکترون است حال با توجه به الگو بالا به رسم ارایش الکترونی می پردازیم.
ابتدا با توجه به ظرفیت زیرلایه s1 فقط دو الکترون وارد ان می شود و نیز 2 الکترون وارد 2s می شود و در ادامه با توجه به ظرفیت 2p فقط 6 الکترون به درون این زیر لایه خواهند رفت وسپس 3s دارای 2 الکترون خواهد شد تا کنون 12 الکترون در زیر لایه ها جای گرفتند و همه زیر لایه به طور کامل پر شدند اما در زیر لایه بعدی (3p) برای پر شدن نیاز 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 اوربیتال اول ان قرار می گیرد و در زیر ارایش نوشتاری و نموداری الکترونی ان رسم شده است

منبع:chemhome.ir
ارسال توسط کاربر محترم سایت :saeedbarati