جدول التوزيع الإلكتروني وطريقة كتابته

جدول المحتويات

كتابة التوزيع الإلكتروني

يمكن القيام بإنشاء توزيعات إلكترونية بسهولة باستخدام جدول توزيع الإلكترون، حيث يتم كتابة مختلف المدارات المتاحة للإلكترونات، ويمكن تذكر الجدول بسهولة، كما يمكن تكوين جدول توزيع الإلكترون لأي عنصر معروف بأنواعه المختلفة

ولكتابة ذلك الجدول يجب أن يتم رسم الجدول أولاً، والذي ينبغي أن يكون من الممكن تذكره بحيث تتناسب أرقام الصفوف مع مستويات الطاقة كما ولابد من أن تتوافق الأعمدة مع الأنواع المدارية، ويعود السبب في كون أول صفين يشتملان على عدد أقل من الأعمدة إلى ما يحدث من تأثيرات الازدحام نتيجة اقتراب الإلكترونات من النواة.

في خطوة كتابة التوزيع الإلكتروني، يتم اتباع السهم بدءا من الأعلى، ويتم إضافة الرموز الفرعية إلى عدد الإلكترونات الإجمالي في الذرة، ولتدوين توزيع الإلكترون للبريليوم (4 إلكترونات)، يجب البدء من الأعلى والمرور خلال الثانية الأولى، ثم الدوران حوله حتى الثانية الثانية، وبذلك يكون مجموع عدد الفقاعات المنخفضة التي تم المرور بها هو 4، وينتهي تدوين توزيع الإلكترون للبريليوم

ومن أهم التفاصيل حول ذلك الأمر والتي يمكن ملاحظتها هي أن توزيعات الإلكترون للعناصر المتتالية المرتبة وفق عددها الدوري تحتوي على بعضها البعض، ومن الأمثلة التي يمكن أن توضح ذلك تظهر في توزيعات الإلكترون لأول أربعة عناصر وهي (الهيدروجين والهيليوم والليثيوم والبريليوم) وما إلى ذلك فيما يتعلق بالعناصر الأخرى.

ملأ المدارات الذرية في جدول التوزيع الإلكتروني

يتم ملء المدارات الذرية وفقا لمجموعة من المبادئ التي توضح أنواع التوزيع الإلكتروني، ومن بين أشهر هذه المبادئ

مبدأ أوفباو Aufbau

تم تسمية هذا المبدأ باسم الكلمة الألمانية (Aufbau) وتعني (البناء)، حيث ينص مبدأ Aufbau على أن الإلكترونات في المدارات ذات الطاقات المنخفضة يجب أن تشغل أماكنها في التوزيع الإلكتروني أولا قبل المدارات ذات الطاقة الأعلى، ويمكن حساب طاقة المدار بجمع الأرقام الكمية الأساسية، ووفقا لمبدأ Aufbau، يتم ملء الإلكترونات وفقا للتسلسل التالي: 1s، 2s، 2p، 3s، 3p، 4s، 3d، 4p، 5s، 4d، 5p، 6s، 4f، 5d، 6p، 7s، 5f، 6d، 7p .

من الضروري ملاحظة وجود العديد من الاستثناءات على مبدأ أوفباو Aufbau، ومن هذه الاستثناءات النحاس والكروم، وفي بعض الأحيان يمكن تفسير هذه الاستثناءات من خلال وجود الأجزاء الفرعية المملوءة بالكامل أو نصف المملوءة وحالة الاستقرار المتوفرة فيها.

مبدأ استبعاد باولي

ينص مبدأ استبعاد باولي على أنه يجب أن تكون لكل إلكترون حالة دوران متعاكسة مع إلكترون آخر، ولكن يمكن إيضاح المبدأ بأنه لا يوجد إلكترونان في الذرة نفسها لهما القيم الكمومية الأربعة متساوية، وبالتالي يجب أن يكون لكل منهما دوران متعاكس

قاعدة هوند

توضح هذه القاعدة الترتيب الذي يتم به استيعاب الإلكترونات في المدارات الفرعية في القشرة الذرية. وتنص القاعدة على أن الإلكترونات تحتل المدارات الفرعية بشكل فردي قبل أن يتم ملء مدار آخر بإلكترون آخر، وذلك لتحقيق أقصى قدر من التنظيم. وفي المدارات التي تحتوي على إلكترون واحد فقط، يكون لهذا الإلكترون نفس الدوران (أو القيم الكمية) كما للعدد الكمي الزاوي.

كيفية التوزيع الإلكتروني في المدارات الذرية

يحتوي كل مدار فرعي على عدد اثنين من الإلكترونات، والتي يمكن أن تتجه كل منهما في مسار عكس الآخر. وتتكون المدارات الرئيسية من مدارات ثانوية، وتتكون تلك المدارات الثانوية من أربعة أنواع وهي s، p، d، f، وكل من تلك المدارات الأربعة تتكون من مدارات فرعية

المدار s: يتألف هذا المدار من مدار واحد فرعي.
المدار p: المدار يتألف من ثلاثة مدارات فرعية.
المدار d: يتكون من مدارات فرعية خمسة.
المدار f: يتكون من مدارات فرعية سبعة.

ومن القواعد الرئيسية التي يتم اتباعها عند توزيع الإلكترونات في المدارات الفرعية، يتعين توزيعها بطريقة فردية على مختلف تلك المدارات، ثم مزاوجة تلك المدارات. فلنفترض أن الباحث يرغب في ملء المدار p بأربعة إلكترونات. في هذه الحالة، يتكون المدار p من ثلاثة مدارات فرعية، وكل منها يحتوي على إلكترونين. في البداية، يتم توزيع إلكترون واحد في كل مدار فرعي، بحيث يتم وضع إلكترون واحد في المدار الأول. يجب ملاحظة أنه عند توزيع الإلكترونات، يتم توزيعها من المدارات ذات الطاقة المنخفضة إلى المدارات ذات الطاقة الأعلى.