مستويات الطاقة السبعة

ما هي مستويات الطاقة

تمثل مستويات الطاقة، التي تسمى أيضًا بأصداف الإلكترون، بعض المسافات الثابتة من نواة الذرة حيث يمكن العثور على الإلكترونات.

الإلكترونات هي جزيئات صغيرة سالبة الشحنة في الذرة، وتتحرك حول النواة الموجبة في المركز، وتشبه مستويات الطاقة إلى حد كبير درجات السلم. يمكن الوقوف على درجة أو أخرى، ولكن ليس بين الدرجات، والشيء نفسه ينطبق على الإلكترونات.

يمكن أن يتم تشغيل مستويات الطاقة الأولى أو الثانية ولكن ليس المسافة بين مستويات الطاقة، ويوضح النموذج الموضح في الشكل أدناه مستويات الطاقة الأربعة الأولى للذرة، والتي تحتوي على الإلكترونات في مستوى الطاقة I (المعروف أيضًا باسم مستوى الطاقة K) والتي تحتوي على أقل كمية من الطاقة.

كلما ازدادت بعدا عن النواة، زادت طاقة الإلكترونات في المستويات العليا، وتزداد طاقتها بشكل ثابت ومنفصل. يمكن للإلكترونات أن تنتقل من مستوى طاقة أدنى إلى المستوى العلوي التالي عندما تمتص كمية محددة من الطاقة، ويشار إليها بالسحابة الإلكترونية في الذرة

على الجانب الآخر، عندما تنتقل الإلكترونات من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى أدنى، فإنها تفقد طاقة، غالبا على شكل ضوء. هذا يشرح ظاهرة الألعاب النارية، حيث تكتسب الإلكترونات طاقة عند انفجار الألعاب النارية وتتحرك إلى مستويات طاقة أعلى، ثم عندما تعود إلى مستوياتها الأصلية، تطلق الطاقة على شكل ضوء. ونظرا لاختلاف ترتيبات الإلكترونات في الذرات المختلفة، فإنها تنتج ألوانا مختلفة من الضوء.

يعد تعريف مستوى الطاقة إحدى الحالات المستقرة للطاقة الثابتة التي يمكن لنظام فيزيائي ما أن يفترضها، ويتم استخدامها بشكل خاص فيالحالات الكمومية للإلكترونات في الذرات والنواة.

مستويات الطاقة s p d f

المدارات هي مناطق الفضاء التي من المرجح أن توجد فيها الإلكترونات، حيث  يُشار إلى كل مدار برقم وحرف، ويشير الرقم إلى مستوى طاقة الإلكترون في المدار، وبالتالي 1 يشير إلى مستوى الطاقة الأقرب إلى النواة ؛ 2 يشير إلى مستوى الطاقة التالي بعيدًا ، وهكذا.

تشير الأحرف إلى شكل المدار، حيث تتبع الأحرف s و p و d و f و g و h و i و j وغيرها بترتيب معين. وتم تعيين الأحرف s و p و d و f لأسباب تاريخية فقط، ويجب علينا تذكر الأشكال التي تتوافق مع كل حرف.

نظرًا لأن الإلكترون يمكنه نظريًا أن يشغل كل الفضاء، فمن المستحيل رسم مدار دقيق له، ولكن يمكننا رسم شكل يتضمن الإلكترون في معظم الأوقات، على سبيل المثال 95٪ من الوقت، ويطلق عليه اسم “الكفاف 95٪.

أنواع مستويات الطاقة في الذرة

ربما يكون من الضروري إعادة النظر في المدارات والسندات الأناع، والنظر في النظرية الذرية الأساسية والإجابة على أسئلة مهمة مثل ماهيتها وكيفية عملها وترابطها؟

• أولاً: المدار أو الأوربيتال هو وصف ثلاثي الأبعاد لموقع محتمل للإلكترون حول الذرة. يوضح الرسم البياني أدناه احتمالية وجود الإلكترون حول نواة ذرة الهيدروجين.
• لاحظ أن احتمالية المدار 1 ثانية هي الأعلى.
• يحتوي ذرة الهيدروجين على تكوين إلكتروني 1s1، وهذا هو السبب في خصائصها الفريدة.

•  ثانياً: تتم اتحاد المدارات عندما تتشكل روابط بين الذرات في الجزيء، وتوجد أربعة أنواع من المدارات التي يجب عليك معرفتها، وهي s و p و d و f (حاد، مبدئي، منتشر وأساسي).
• توجد داخل كل قشرة لحبوب الذرة بعض مجموعات المدارات.
• في القذيفة n = 1، ستجد فقط مدارات s، وفي القذيفة n = 2، ستجد مدارات s و p، وفي القذيفة n = 3، ستجد مدارات s و p و d، وفي القذيفة n = 4 أو أعلى، يمكنك البحث عن جميع أنواع المدارات الأربعة.
• يجب أن نلاحظ هنا أن هذه المدارات والأصداف وما إلى ذلك جميعها تندرج تحت نظرية تجريبية مصممة لشرح ما نراه من حيث التركيب الجزيئي والترابط.
• علىالرغم من أن هذه التفسيرات هي حقائق مجردة حاليًا، إلا أنها ستظل كذلك حتى يأتي شخص ما بتفسير أو وصف أفضل.
• إليك بعض الصور التي تظهر الذرات مع قشورها التي تحتوي على الإلكترونات لمساعدتك في تذكر نظرية الذرة.

ماهي المدارات

المدار s

تتمثل الذرة في مركز متناظر كروي حول النواة، وهي كرة مجوفة مصنوعة من مادة رقيقة نسبيًا، ويتم وضع الإلكترونات على مسافة أبعد عن النواة مع زيادة مستويات الطاقة، وتتكبّر المدارات على النحو التالي: 1s <2s <3s <... وهذا ما يوضّح في الشكل أدناه.

لنلقِ الآن نظرة على مقطع عرضي لهذه المدارات.

يتميز المدار 1s بكثافة إلكترونية قليلة جدًا بالقرب من النواة، ولكنها تزداد كلما ابتعدت عن النواة ثم تقل بشكل تدريجي بعد ذلك. ويشبه هذا المدار إلى حد ما كرة تنس مجوفة.

والمدار 2s مشابه لمدار 1s ، لكنه يحتوي على كرة من كثافة الإلكترون داخل الكرة الخارجية ، مثل كرة تنس داخل أخرى، ويوجد سطح بين الكرتين حيث لا يوجد أي احتمال لإيجاد إلكترون، ونسمي هذا السطح عقدة أو سطح عقدي، والمدار 3s أكبر ، وله ثلاث عقد.

المدار P

ليست جميع الإلكترونات متواجدة في المدارات، ففي المستوى الطاقي الأول، يوجد مدار 1s الوحيد المتاح للإلكترونات، ومع ذلك في المستوى الطاقي الثاني، تتواجد مدارات 2p بالإضافة إلى المدارات 2s.

بخلاف المدار s، يشير المدار p في اتجاه معين والذي يظهر أدناه يشير إلى أعلى وأسفل الصفحة، وعند أي مستوى طاقة، يوجد ثلاث مدارات p مكافئة تمامًا تشير بشكل متبادل في الزوايا القائمة لبعضها البعض.

تُعطَى هذه الرموز بشكل تعسفي باستخدام px و py و pz وذلك ببساطة للراحة، لأن ما تعتقد أنه اتجاه x أو y أو z يتغير باستمرار عندما تتدهور الذرة في الفضاء.

يطلق على المدارات ب حيث يكون المستوى الثاني للطاقة بيكسل 2 بيكسل 2 بيكسل. هناك مدارات مشابهة في المستويات التالية: 3 بيكسل، 3 بيكسل، 3 بيكسل، 4 بيكسل، 4 بيكسل، 4 بيكسل وهكذا. جميع المستويات باستثناء المستوى الأول لديها مدارات ب 

مدار D

بالإضافة إلى المدارات s و p، هناك مجموعتان أخريان من المدارات التي تصبح متاحة للإلكترونات لتعيش في مستويات طاقة أعلى. وفي المستوى الثالث، هناك مجموعة من خمسة مدارات d (ذات أشكال وأسماء معقدة) بالإضافة إلى المدارات 3s و 3p (3px، 3py، 3pz).

هناك تسعة مدارات في المستوى الثالث، وتسمى المدارات الخمسة ثلاثية الأبعاد، وهي مجموعة من المدارات

• 3dxy
• 3dxz
• 3dyz
• 3dx² – y²
• 3dz²

لفهم الأسماء، يجب علينا النظر إليها في مجموعتين، حيث تحتوي المجموعة الأولى على مدارات 3dxy و3dxz و3dyz، وتخبرنا الأسماء بأن هذه المدارات تقع في المستوى x-y والمستوى x-z والمستوى y-z على التوالي.

يتألف كل مدار من أربعة فصوص، وتشير كل منها بين محورين وليس على طولهما، وتحتوي المجموعة الثانية على مدارات 3dx² – y² و 3dz².

فصوصهم يشير إلى محاور مختلفة في المدار 3dx² – y²، حيث تشبه المجموعة الأولى بشكل كبير مع الفصوص الموجودة على محاور x و y، ولكن الاختلاف يكمن في أن الفصوص لا تشير بينهما. وبالإضافة إلى ذلك، يشبه جهاز 3dz² المدار p ويتميز بارتداء الدونات حول الخصر.

المدار F

في المستوى الرابع والأعلى، يوجد سبعة مدارات f بالإضافة إلى المدارات 4s و 4p و 4d، لذا يجب عليك عد المدارات 4s و 4p و 4d، وهذا يجعل إجمالي عدد المدارات في المستوى الرابع 16، ولها أشكال أكثر تعقيدًا.

وتتوفر المدارات s و p و d و f في جميع مستويات الطاقة الأعلى أيضًا. لحسن الحظ، ربما لن تضطر إلى حفظ أشكال المدارات f فقط، فقط تذكر أن هناك سبع مدارات f في كل مستوى اعتبارًا من المستوى 4 وما بعده.

غالبا ما نتساءل لماذا تبدأ تسمية قذائف الإلكترون بالحروف K و L و M و N بدلا من A و B و C

تأتي أسماء قذائف الإلكترون من زميل يدعى تشارلز جي باركلا، وهو متخصص في التحليل الطيفي للأشعة السينية التي تنبعث من الذرات عندما تصطدم بإلكترونات عالية الطاقة، ولاحظ أن الذرات تبدو وكأنها تصدر نوعين من الأشعة السينية.

واختلف نوعا الأشعة السينية في الطاقة ، وقد أطلق باركلا في الأصل على نوع الأشعة السينية عالي الطاقة من النوع A والأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة من النوع B ، ثم أعاد العالم تسمية النوعين من الأشعة K و L بعد أن أدرك أن الأشعة X التي يمكن أن تصل إلى أعلى طاقة قد لا تكون الأشعة التي تم إنتاجها في تجاربها أعلى طاقة ممكنة من الأشعة السينية.

تم الرغبة في التحقق من إمكانية إضافة اكتشافات جديدة دون الوصول إلى قائمة أبجدية للأشعة السينية التي تم ضبط طاقاتها. وتم الكشف عن أن الأشعة السينية من نوع K هي أعلى طاقة للأشعة السينية التي يمكن للذرة إطلاقها.

يتم إنتاج K-shell عندما يتم التخلص من الإلكترون الذي يوجد في القشرة الداخلية ثم يتم استعادته، ويشير المصطلح إلى المستوى الأعمق في الذرة. حصل باركلا على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1917 عن هذا العمل

مستويات الطاقة الرئيسية والفرعية

تتراوح مستويات الطاقة في مؤشر القيادة الطاقية من 1 إلى 7، وهذه المستويات تقيس الموقف وليست اختبارًا شخصيًا. في الطرف الأدنى من النطاق، يوجد أولئك الذين لديهم أنماط تفكير سلبية، وفي الطرف الأعلى من النطاق، يوجد أولئك الذين يجلبون طاقة إيجابية.

تتضمن القيادة في مجال الطاقة الاعتراف بعدم وجود مستوى سيء أو جيد، ومن المتوقع أن يتقدم كل شخص عبر مستويات مختلفة، والتي سيتم شرحها فيما يلي: [10]

المستوى 1

يدرك هؤلاء القادة أنفسهم بشكلٍ نقدي، لكنهم يفشلون في اتخاذ أي إجراء، وعادةً ما يكون لدى قادة المستوى الأول تقديرٌ متدنيٌ للذات، ويعملون في وضعٍ يتسم بالأزمات ويفتقرون للإنتاجية.

قال جرينوالد: يتميز بعض القادة بالقلة من العاطفة والالتزام تجاه مهمة شركتهم، ومن المحتمل ألا يتذكروا ذلك لأنهم يتفاعلون عادةً مع الأزمات وليس لديهم خطة حقيقية لتحديد الاتجاه الذي يجب اتباعه.

يعاني هؤلاء من ضعف أو عدم وجود مهارات الاتصال، وكذلك قدرتهم على إلهام الآخرين وتحفيزهم ضعيفة حقًا. كما تتمثل المشاعر الأساسية التي يشعرون بها في الشعور بالذنب والشك الذاتي واليأس والخوف والقلق والاكتئاب .

المستوى 2

بالنسبة لهؤلاء القادة، تأتي الإجراءات والنتائج من مكان الغضب والتحدي، وتركيزهم على الآخرين والتوتر وخيبة الأمل والمقاومة والنضال والسيطرة والاستحقاق.

غالبًا ما تبدو التفاعلات مع هذه الأنواع من القادة وكأنها لعبة، حيث يعتبرون عالمهم مكونًا من الفائزين (أنفسهم) والخاسرين (أي شخص آخر)، ولا يعتبرون قادة المستوى الثاني إلا مدراءً دقيقين.

أما عن المشاعر الأساسية: الغضب، والاستياء، والكراهية، واللوم، والجشع، والخلاف، والكبرياء

مستوى 3

في هذه المرحلة، يحدث تحول مميز من الخوف (المستوى 1) والطاقة السلبية (المستوى 2) إلى الطاقة الإيجابية واستعداد الشخص لتحمل المسؤولية عن أفعاله.

من الناحية الإيجابية، يأتي شعورهم من مكان التسامح، وقد تشمل الإجراءات والنتائج التبرير والتسامح والتعامل.

مستوى 4

يتمحور تركيز قادة المستوى 4 حول فريقهم لأنهم يولون اهتمامًا كبيرًا للآخرين، ولا يأخذون أي شيء بشكل شخصي. بدلاً من ذلك، ينظرون بموضوعية إلى الظروف والأشخاص، ويتميزون بالمرح والكرم والدعم والتعاون والاهتمام بالذات.

أشار Grinwald إلى أن هذا النوع من القادة يحقق أداءً أفضل في الموارد البشرية وخدمة العملاء والمبيعات بسبب مهاراتهم الشخصية الاستثنائية، وتشمل هذه المهارات المشاعر الأساسية مثل الرحمة والحب والامتنان.

مستوى 5

يعيش القادة العاملين على المستوى الخامس بكفاءة ولا يسمحون للماضي بتعثر تقدمهم، لأنهم منفتحون ويتركزون على العمل كفريق واحد بدلاً من التركيز على أنفسهم.

غالبًا ما ينظر هؤلاء القادة إلى التحديات والتهديدات على أنها فرص للنمو والتطور، ولا يحاولون تغيير الاختلافات في الآخرين، بل يركزون على قبول وتسوية تلك الاختلافات، وتعزيز المشاعر الأساسية مثل السلام

المستوى 6

يتميز قادة هذا المستوى بأنهم مدفوعون بحدسهم ويمتلكون ذكاء وإبداع ورؤية، وينظرون إلى الأفراد من حولهم على أنهم جزء منهم الذي يعزز من موقف التمكين والإنجاز بين أعضاء الفريق.

وقال Grinwald: يفوز الجميع دائمًا مع قادة المستوى 6، وهؤلاء القادة قادة لامعون وواعيون.

المستوى 7

عادة ما يكون المستوى السابع والأعلى هو الأصعب في تحقيقه، ولم يختبره سوى عدد قليل من الأشخاص، ويتميز بعدم وجود اللوم والعار والخوف من الفشل، وقادة المستوى 7 لا يصدرون أحكاما، وعلى عكس قادة المستوى الثاني، يشعرون أن الفوز والخسارة مجرد وهم، كما أنهم لا يخافون، ويبدعون ويراقبون في نفس الوقت، والمشاعر الأساسية هي: العاطفة

في النهاية، يمكنك دراسة أساليب القيادة الأخرى والعمل على تحسين أسلوبك الخاص بالقيادة وتأثيره على موظفيك وزملائك في العمل، وذلك بعد أن تكون أكثر وعيًا بالأسلوب الذي تتبعه حاليًا.