التوزيع الإلكتروني
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| shell/ʃel/ | غلاف |
| sub-shell/sʌb ʃel/ | تحت مستوى فرعي |
| orbital/ˈɔːbɪtl/ | مدار |
| principal quantum number/ˈprɪnsɪpl ˈkwɒntəm ˈnʌmbə/ | العدد الكمي الرئيسي |
| configuration/kənˌfɪɡjəˈreɪʃn/ | التوزيع الإلكتروني |
| transition metal/trænˈsɪʃn ˈmetl/ | فلز انتقالي |
حيث تعيش الإلكترونات
- الإلكترونات تقع في أغلفة، مقسمة إلى تحت-أغلفة، مبنية من مدارات.
- تمتلئ من أدنى طاقة للأعلى.
- مفاجأة واحدة: 4s يمتلئ قبل 3d.
التوزيع الإلكتروني للصوديوم (11 إلكترونات) هو 1s² 2s² 2p⁶ ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الصوديوم يحتوي على إلكترون واحد في المستوى الفرعي 3s.
الأغلفة وتحت-الأغلفة والمدارات
- لكل غلاف رقم كم رئيسي $n = 1, 2, 3, \dots$ (أكبر $n$ = أبعد للخارج، طاقة أعلى).
- تحت-الأغلفة هي s, p, d؛ كل منها يتكون من مدارات تستوعب 2 إلكترون لكل منها.
| تحت-غلاف | مدارات | أقصى عدد إلكترونات |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
ملء المستويات الفرعية
اسحب عدد البروتونات. تمتلئ المستويات من الداخل إلى الخارج (2، ثم 8، ثم 8) — وهو أساس الجدول الدوري.
كم عدد الإلكترونات التي يمكن أن يتحملها المستوى الفرعي p؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
تحت مستوى p يحتوي على 3 مدارات، كل منها يحمل 2 إلكترونات، لذا 6 إجمالاً (s = 2, d = 10).
طابق كل مستوى فرعي بعدد الإلكترونات التي يتحملها.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
كل مدار يحمل 2؛ s يحتوي على 1 مدار، p يحتوي على 3، d يحتوي على 5 — لذا 2، 6 و 10 إلكترونات.
ترتيب الامتلاء
- 4s أقل من 3d، لذا يمتلئ 4s أولاً.
أي تحت مستوى فرعي يمتلئ أولاً؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يقع ⟨4s⟩ أسفل ⟨3d⟩ في الطاقة، لذا يمتلئ ⟨4s⟩ قبل ⟨3d⟩.
رتب هذه المستويات الفرعية حسب ترتيب امتلائها.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
امتلأ بالطاقة، وليس بالرقم: ⟨4s⟩ يأتي قبل ⟨3d⟩.
كتابة التوزيع الإلكتروني
- الحديد (Fe, $Z=26$): $1\text{s}^2\,2\text{s}^2\,2\text{p}^6\,3\text{s}^2\,3\text{p}^6\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$، أو اختصار $[\text{Ar}]\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$.
- بالنسبة للأيونات الموجبة، تفقد المعادن الانتقالية إلكترونات 4s أولاً: $\text{Fe}^{3+}$ هو $[\text{Ar}]\,3\text{d}^5$.
التوزيع الإلكتروني لحالة الأرضية للحديد (Z = 26) هو:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
بعد الأرجون (18)، يضيف الحديد ⟨4s⟩² ثم ⟨3d⟩⁶: [Ar] 3d⁶ 4s².
عند تكوين الحديد Fe³⁺، أي الإلكترونات تُفقد أولاً؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
المعادن الانتقالية تفقد ⟨4s⟩ قبل ⟨3d⟩، لذا Fe³⁺ هو [Ar] 3d⁵.
لقد فهمت الأمر
- أغلفة ($n$) ← تحت-أغلفة (s/p/d) ← مدارات (2 إلكترون لكل منها)؛ s=2، p=6، d=10
- املأ أدنى طاقة أولاً؛ 4s يمتلئ قبل 3d
- Fe: $[\text{Ar}]\,3\text{d}^6\,4\text{s}^2$
- الأيونات تفقد 4s قبل 3d: $\text{Fe}^{3+} = [\text{Ar}]\,3\text{d}^5$