هل تعلم ” عدد الالكترونات التي تدور حول النواة ؟ “

تتكون الذرة من

• البروتونات 
• النيوترونات 
• الإلكترونات

في الذرة، يتم تجميع البروتونات والنيوترونات في النواة، وتدور الإلكترونات، التي هي أصغر بكثير، حول الخارج بسرعة كبيرة في مدارات، بحيث نحن لا نعرف مكانها بالضبط منذ لحظة إلى أخرى.

يتميز كل ذرة بتفاوتها عن الأخرى في عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات الموجودة بداخلها.

كم عدد الالكترونات التي تدور حول النواة في الذرة

الذرة تمتلك فضاء شاسعا يحتوي على نواة، وتدور حولها الإلكترونات. اعتمد العديد من العلماء هذا الوصف الدقيق للذرة في أوائل القرن العشرين. ومع ذلك، المشكلة تكمن في أنه إذا اعتبرنا هذا الوصف صحيحا، فإننا نفترض أن الإلكترون يمكن أن يتسارع عندما يدور حول النواة. وبالتالي، يبدأ الإلكترون المتسارع في إشعاع أشعة كهرومغناطيسية، وهذه الأشعة تؤدي إلى فقدان الإلكترون لجزء من طاقته الحركية، ونتيجة لذلك، سيسقط نحو النواة ولن يكمل دورته.

يعتبر الافتراض القديم حول وجود الإلكترونات حول النواة خاطئًا، ولكن مع تطور نظرية ميكانيكا الكم، أصبح لدينا فهم أفضل لكيفية وجود هذه الإلكترونات حول النواة عن طريق حل معادلات شرودنجر. وبعد حل تلك المعادلات، نجد أن هناك أربعة أعداد تصف كل إلكترون حول أي ذرة، وهذه الأعداد تستخدم للوصف الدقيق للإلكترونات في الذرات

• العدد الكميّ الأساسيّ

يصف حجم المدار الذي يتحرك فيه الإلكترون.

• عدد الكم المغزليّ

هو الشخص الذي يزودنا بالمعلومات حول اتجاه دوران الإلكترون حول نفسه.

• العدد الكميّ المداريّ

الشخص الذي يصف شكل مدار الإلكترون.

• عدد الكم المغناطيسيّ

وهو الذي يقوم بتوفير معلوماتٍ عن اتجاهِ المدار في الفراغ، وبالتالي يجب أن نعلم  أن الإلكترون المتواجد داخل المدارات لا يسيرُ في مساراتٍ محددةٍ، إنما يوجد الإلكترون في أيّ مكانٍ داخل المدار بنسبٍ متفاوتةٍ؛ وكأننا نصفُ وجودَه بوصفنا لاحتمالية وجودِه في كلِ نقطةٍ داخل المدار .

ويحتوي كل عنصر على ذرّة والتي تتكون من البروتونات، والنيترونات، والإلكترونات، هذه الإلكترونات توجد حول نواة الذرّة في مواقع تسمّى المدارات، حيث يتم تحديد هذه المدارات بحسب حجم الفراغ الذي يتواجد به الإلكترون، ويتّسع المدار الواحد الذي يوجد ضمن هؤلاء المدارات الأربعة الأتية (s، p، f، d) لإلكترونين فقط، كما قد تحمل المستويات الفرعية الأخرى مدارات (p، f، d)؛ ما عدا المدار s، عدداً أكبر من الإلكترونات، بالإضافة لاختلاف عدد الإلكترونات الأقصى الذي قد تحمله الأغلفة الدّاخلية لأنواع المدارات المختلفة.

مكونات الذرة هي

• النواة
• البروتونات
• النيترونات
• الالكترونات

الذرة هي تراث ثقافي من العصور الحجرية القديمة، وتم تبني فكرة الذرة من العلماء القدامى المستوحاة من العلوم والفلسفة اليونانية القديمة. وجاءت فكرة الذرة كنتيجة للاكتشافات الكيميائية للعلماء في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر الميلاديين. وظهرت فكرة وجود الذرة عندما تساءل المفكرون القدماء عن تكوين المادة. ابتكر الفيلسوف اليوناني ديموقريطوس فكرة وجود الذرة لأول مرة عام 530 قبل الميلاد. وفي أوائل القرن التاسع عشر الميلادي، قدم جون دالتون، مدرس لغة إنجليزية وعالم، نظرية الذرة الحديثة. وظهرت النظرية الذرية الحديثة بناء على اكتشاف سلوك المادة، وتشير النظرية إلى النقاط التالية

تتحدث النظرية الذرية الحديثة عن طبيعة المادة، حيث تشير إلى أن المادة تتكون من وحدات مفردة تسمى الذرات، وتحتوي جميع العناصر في الجدول الدوري على مكونات خاصة بها، وهي الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات، ولكن تختلف هذه المكونات في العدد والحجم وفقا لنوع الذرة، وسنتحدث عن مكونات الذرة والجسيمات الموجودة في نواة الذرة كالتالي

النواة : يتكون الذرة من النواة والإلكترونات التي تدور حول النواة، والنواة هي الجزء المركزي من الذرة الذي يحتوي على معظم كتلتها، وتتألف كتلة الذرة من البروتونات التي تحمل شحنة موجبة والنيترونات التي لا تحمل شحنة.

البروتونات : البروتونات هي جزء أساسي في النواة وتتكون من جسيمات إيجابية الشحنة، وتشكل جزءا من كتلة الذرة مع النيوترونات، وتحمل البروتونات الغالبية العظمى من كتلة الذرة، ويمثل عدد البروتونات العدد الذري الثابت للذرة. ومع ذلك، يمكن أن تحتوي النواة على جسيم آخر غير الموجود في البروتونات، ويعرف هذا الجسيم بالنيترونات ويكون ذو شحنة متعادلة.

النيترونات : النيوترونات هي جسيمات محايدة الشحنة توجد في نواة الذرة مع البروتونات، يكون عدد البروتونات ثابتا لكل عنصر بينما يمكن أن يختلف عدد النيوترونات، وبالتالي يمكن أن يختلف وزن الذرة من ذرة إلى أخرى.

الالكترونات : الإلكترونات هي جسيمات مشحونة سالبا تدور حول نواة الذرة، وتكون كتلة هذه الجسيمات أخف بكثير من البروتونات والنيوترونات، وتدور هذه الإلكترونات حول النواة على مستويات مختلفة تعرف بمستويات الطاقة، وتعتبر إحدى مكونات الذرة.

الفرق بين مستويات الطاقة والمدارات

لفهم الفرق بين المدرات ومستويات الطاقة، يجب أن نتناول نظرة سريعة على كلٍ منهما

• أولًا المدارات

المدار هو المنطقة حول النواة التي يمكن العثور فيها على الإلكترون، وتسمى هذه المدارات بالأسماء التالية (s، p، f، d)، ولكل مدار حد أقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن تحملها.

• ثانيًا مستويات الطاقة

الأصداف الإلكترونية الموجودة حول النواة تسمى (K، L، M، N)، وتحتوي المستويات الأولى على عدد اثنين فقط من الإلكترونات، أما المستويات الأخرى فقد تحتوي على عدد 8 إلكترونات

يمكن تلخيص الفرق الرئيسي بين المدارات ومستويات الطاقة في أنَّ مستويات الطاقة تُظهر المواقع النسبية للمدارات، وذلك وفقًا لكمية الطاقة المخزنة لدى الإلكترونات، بينما تُظهر المدارات المسارالأكثر احتمالية للإلكترونات.

العلاقة بين توزيع الالكترونات وتكوين الجدول الدوري

تناسب التوزيع الإلكتروني مع ترتيب العناصر داخل الجدول الدوري، وذلك يعود إلى ترتيب العناصر بناء على العدد الذري والتوزيع الإلكتروني والخواص الكيميائية، وتعتمد هذه الخواص الكيميائية على ترتيب الإلكترونات في الغلاف الخارجي للعناصر. أما التوزيع الإلكتروني في الجزيئات فيكون معقدا إلى حد ما؛ نظرا لاختلاف تكوين كل جزيء مداريا مختلفا، ويكون التوزيع الإلكتروني في المواد الصلبة متغيرا إلى حد كبير، ولا يوجد فيه حالات منفصلة وإنما يتداخل مع النطاقات المستمرة للحالة.

التكوين الإلكتروني

التكوين الإلكتروني هو ترتيب الإلكترونات داخل الذرة، ويتم ذلك الترتيب وفقا لعدد الإلكترونات التي يمكن لمستويات الطاقة استيعابها، مثل: (1s، 2s، 3s، 4s، 3d، 4p، 5a، 4d، 5p، 6s، 4f، 5s، 6p، 7s، 5f). ومع ذلك، يجب اتباع بعض القواعد الهامة والأساسية لملء الإلكترونات واستكمال عملية التكوين الإلكتروني، وتعتبر هذه القواعد أساسية لفهم العمليات الكيميائية.

القواعد التي يجب اتباعها للقيام بالتنبؤ الصحيح للتكوين الإلكتروني للذرة هي:

• مبدأ استبعاد باولي: يعود تاريخ مبدأ عدم الاستقرار الكهروني إلى عام 1925 عندما اقترح العالم النمساوي فولفجانغ باولي هذا المبدأ لحساب الأنماط الناتجة عن انبعاث الضوء من الذرات، وتم اعتماد هذا المبدأ وتوسيعه ليشمل جميع الجسيمات. وينص هذا المبدأ على أنه لا يمكن وجود إلكترونين داخل الذرة في نفس الوقت ونفس الحالة أو التشكيل.
• مبدأ العالم أوفباو: تمتلئ المدارات ذات الطاقات الأقل قبل المدارات ذات الطاقة الأعلى.
• قاعدة هوند( التعددية القصوى): تنص قاعدة هوند على أن المدارات تمتلئ بالإلكترونات بشكل فردي قبل ملئها بشكل مضاعف، وذلك إذا كان للذرة عدد إلكترونات يكفي لملء أكثر من مدار، ويكون لجميع الإلكترونات في المدارات نفس الدوران.