مراجعات ليالي الامتحان الأحياء : الاثنين الساعة 8 أ.معتصم عبود , الثلاثاء عربي تخصص فصل اول الساعة 3 أ.ضياء ابو الرز , الثلاثاء الساعة 8 أ.حسام عياش

درس الدرس الثاني : الروابط والأفلاك المتداخلة

نظرية رابطة التكافؤ

فسرت نظرية تنافر أزواج الإلكترونات تكوين الروابط بين الذرات المختلفة في الجزيء والزوايا فيما بينها، وتمكّنت من التنبؤ بأشكال الجزيئات ، إلا أنها لم توضح كيفية توزع الإلكترونات في الأفلاك وفق النظرية الميكانيكة الموجبة ؛ ما دعا العلماء إلى البحث في كيفية تكوين الروابط وتوزيع الإلكترونات على الأفلاك عند تشكيل الروابط في الجزيئات، فوضعوا نظريتين أساسيتين لتفسير ذلك ، هما نظرية رابطة التكافؤ ، ونظرية الأفلاك الجزيئية .


تداخل أفلاك مستوى التكافؤ

تبين نظرية رابطة التكافؤ أنه عند تكوين رابطة بين ذرتين يتداخل فلك تكافؤ إحداهما مع فلك تكافؤ الأخرى في المنطقة الفراغية المحيطة بكل منهما، وهي منطقة لا تتسع لأكثر من إلكترونين، ويتحرك الإلكترونان حول كل من الذرتين، وينجذبان نحو نواتيهما في الوقت نفسه. يطلق على هذه المنطقة الكثافة الإلكترونية ، وهي منطقة بين الذرتين يتركز فيها وجود إلكترونات الرابطة.


التهجين والأفلاك المهجنة

التهجين : تعني اندماج أفلاك مستوى التكافؤ في الذرة نفسها لينتج منه أفلاك جديدة تختلف عن الأفلاك الذرية في الشكل والطاقة ، تسمى الأفلاك المهجنة ، تشارك في تكوين روابط من النوع سيجما.


ويبين الشكل اختلاف طاقة الأفلاك المهجنة وشكلها عن الأفلاك الذرية.


ويبين الشكل توزيع الإلكترونات في أفلاك ذرة الكربون قبل التهجين وبعده


قطبية الجزيئات

تعتمد قطبية الرابطة على الفرق في السالبية الكهربائية بين الذرتين المكونتين للرابطة ، فتزداد بزيادة فرق السالبية الكهربائية. وتكون الرابطة غير قطبية إذا قل فرق السالبية الكهربائية عن 0.4 وفق مقياس باولنج.

وبسبب وجود روابط قطبية في الجزيئات فإنها قد تكون قطبية ؛ أي أنها تمتلك عزما قطلبا وهو مقياس كمي لمدى توزع الشحنات في الجزيء ويعتمد على المسافة الفاصلة بين الشحنات على طرفي الجزيء ويقياس بوحدة الديباي. وبناء على ذلك يكون الجزيء HCl قطبي أما الجزيء Cl2 غير قطبي.

ويتوقف وجود عزم قطبي للجزيئات متعددة الذرات على الشكل الفراغي للجزيء ، إضافة إلى قطبية روابطه، التي يمكن التعامل معها كقوى مُتجهة (ذات مقدار واتجاه).


النظرية الميكانيكة الموجية للذرة

- توصل العالم دي بروي إلى أن الإلكترون طبيعة موجية، إضافة إلى طبيعة الجسمية المعروفة سابقا.

- أما العالم شرودنغر فقد استخدم ما توصل إليه دي بروي في محاولة لتصور تركيب الذرة وذلك بتأكيد خصائص الإلكترون الموجية، وقد توصل إلى تصور عن وجود الإلكترونات في الذرة بأبعادها الثلاثة، مفاده أن الإلكترون في الذرة يتحرك في منطقة محددة الشكل حول النواة أطلق عليها اسم الفلك.

- توصل شرودنغر إلى معادلة رياضية سُميت معادلة شرودنغر، وبحل تلك المعادلة نتجت ثلاثة أعداد عرفت بالأعداد الكمية التي تصف احتمال وجود الإلكترون حول النواة ، وطاقته وشكل الأفلاك التي يوجد فيها الإلكترون، واتجاه محور حركته الدوراني حول النواة، وقد اضيف لها عدد كمي رابع وقت لاحق يصف اتجاه دوران الإلكترون المحوري حول نفسه ، وهذه الأعداد :

1. عدد الكم الرئيس

يشير إلى رقم الغلاف الرئيس (مستوى الطاقة)

2. عدد الكم الفرعي

يمثل هذا العدد الأغلفة الفرعية التي توجد في الأغلفة الرئيسية، والتي يساوي عددها قيمة n  ضمن الغلاف الرئيس الذي توحد فيه.

يرتبط عدد الكم الفرعي l بتحديد طاقة الغلاف الفرعي والشكل العام للأفلاك فيه.

3. عدد الكم المغناطيسي

يمثل هذا العدد عدد الأفلاك التي يتكون منها الغلاف الفرعي الواحد ويرتبط بتحديد الاتجاه الفراغي للفلك. ، ويأخذ قيمة من (-l إلى l) مرورا بالصفر؛ فالغلاف الفرعي s يتكون 

4. عدد الكم المغزلي

وهو يشير إلى اتجاه الدوران المحوري للإلكترون حول نفسه (اتجاه الغزل) في الفلك.


أغلفة الطاقة الفرعية

1. طاقة الأغلفة الفرعية تزداد بازدياد قيم n

2. فرق الطاقة بين الأغلفة المتتالية يتناقص بإزدياد قيم n.

3. التداخل بين أغلفة الطاقة المتتالية يتناقص بازدياد قيم n.

4. طاقات أفلاك الغلاف الفرعي الواحد تتساوى في الغلاف الرئيس نفسه.

5. طاقات الأغلفة الفرعية المختلفة تتفاوت ضمن الغلاف الرئيس الواحد.


•• يمكن ترتيب الأفلاك حسب طاقتها باتباع الآتي:

- جمع قيمة (n+l)، فيكون المستوى الذي المجموع فيه أقل هو أقل المستويات طاقة.

- في حال تساوت قيمة (n+l) لفلكين فإن فإن أقلهما طاقة هو الفلك الذي تكون فيه قيمة n أقل قيمة.


قاعدة هوند

بينت تجارب هوند أن الإلكترونات تتوزع أولا فرادى في أفلاك الغلاف الفرعي الواحد في اتجاه الغزل نفسه، ثم يبدأ بالازدواج تباعا في اتجاه معاكس، وهذا ما تنص عليه قاعدة هوند.

وهذا التوزيع يجعل الذرة أقل طاقة وأكثر استقرارا.

نتيجة بحث الصور عن قاعدة هوند

صورة ذات صلة


التوزيع الإلكتروني للذرات

تتوزع الإلكترونات في أفلاك الذرة وفق قواعد معينة، هي:

1. عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة يساوي العدد الذري للعنصر.

2. ملء الأفلاك بالإلكترونات، بدءا بالفلك الأدنى طاقة ثم الأعلى طاقة.

3. الفلك الواحد في الذرة يتسع إلى إلكترونين فقط تبعا لمبدأ الاستبعاد (باولي).

4. توزيع الإلكترونات على الغلاف الفرعي المُكون من عدة أفلاك حسب قاعدة هوند.

يُمكن كتابة التوزبع الإلكتروني بدلالة الغازات النبيلة (Rn . Xe . Kr . Ar . Ne . He) وذلك بالاستعاضة عن الأغلفة الرئيسية الداخلية الممتلة للعنصر برمز الغاز النبيل الذي يسبقه مباشرة في الجدول الدوري، فضلا عن توزيع الإلكترونات بدلالة الأفلاك.