القسم ٢ · نظريات الذرة: نشأة النظرية الذرية والكم والتوزيع الإلكتروني والجدول الدوري والخواص الدورية — الموضوع ٤ من ٩
التوزيع الإلكتروني
نوزّع الإلكترونات وفق ثلاثة مبادئ:
| المبدأ | نصُّه |
|---|---|
| أوفباو (Aufbau) | كلُّ إلكترونٍ يشغل المجال الأقلّ طاقةً المتاح أوّلًا |
| باولي (Pauli) | لا يزيد المجال الواحد عن إلكترونين متعاكسي البرم |
| هوند (Hund) | تُملأ المجالات المتساوية الطاقة بإلكترونٍ مفردٍ أوّلًا قبل الازدواج |
ترتيب الملء بالطاقة (من الأقلّ إلى الأعلى): 1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 5s … — لاحظ ملء 4s قبل 3d.
🔑 انتبه: 4s أقلُّ طاقةً من 3d فيُملأ قبله؛ ولذلك يكون 3d أعلى طاقةً من 4s. وهذا أصلُ كثيرٍ من الأخطاء.
الاختزال بالغاز النبيل والأيونات
نختصر التوزيع برمز الغاز النبيل السابق: Mg(12) = [Ne]3s²، Si(14) = [Ne]3s²3p²، Fe(26) = [Ar]4s²3d⁶.
وعند تكوين الأيون الموجب نُزيل الإلكترونات من أعلى مستوى رئيس (n) أوّلًا (من 4s قبل 3d): Na⁺ = 1s²2s²2p⁶، Cu²⁺ = [Ar]3d⁹، Ti²⁺ = [Ar]3d².
حالات الشذوذ (استقرار النصف والكامل)
تستقرّ ذرّاتٌ معيّنة بنقل إلكترونٍ من s إلى d لتصل إلى d نصف ممتلئ (d⁵) أو ممتلئ (d¹⁰):
| العنصر | المتوقَّع | الصحيح (الشاذّ) |
|---|---|---|
| Cr (24) | [Ar]4s²3d⁴ | [Ar]4s¹3d⁵ |
| Cu (29) | [Ar]4s²3d⁹ | [Ar]4s¹3d¹⁰ |
| Ag (47) | [Kr]5s²4d⁹ | [Kr]5s¹4d¹⁰ |
💡 إلكترونات التكافؤ هي إلكترونات المستوى الرئيس الأخير؛ فالنيتروجين N(7) = 1s²2s²2p³ له 5 إلكترونات تكافؤ (2s²2p³).
أمثلة على «التوزيع الإلكتروني»
مثال ١
التوزيع الإلكتروني الصحيح لعنصر الكروم Cr (العدد الذري 24)، علمًا أن Ar = 18:
◎ توقّع الإجابة أولًا: