ما المقصود بطاقة المستوى

1 إجابة واحدة
مهندسة
هندسة الحاسبات, جامعة تشرين

تتكون الذرة من ثلاثة أنواع من الجزيئات، وهي البروتونات، والنيوترونات، والإلكترونات، حيث تتوضع النيوترونات، والبروتونات في مركز الذرة، وتُعرف أيضاٌ باسم “نواة الذرة”، وهي تمتلك شحنة موجبة، في حين تملك الإلكترونات التي تدور في مستويات طاقة حول النواة شحنة كهربائية سالبة، مع العلم أن المستويات الطاقية هي عبارة عن مسافات ثابتة عن النواة، وتعتمد هذه المستويات في عملها على حركة الإلكترون، حيث لا يمكن أن تتوضع الالكترونات في المسافة الواقعة بين مستويات الطاقة. كما يوجد البوزيترون، وهو جسم معاكس للإلكترون، والذي يسبب عند اصطدامه مع الإلكترون انتشار طاقة غاما.

واعتمد العلماء على تمثيل الإلكترونات في مستويات الطاقة وفق عدد من المعلومات المهمة التي تتضمن ما يلي:

  • تملئ الإلكترونات في مستويات الطاقة الفارغة، وذلك ابتداءً من المستوى الأدنى ووصولًا إلى المستوى الأعلى.
  • تطبيق قاعدة هوند التي تنص في حال وجود أكثر من خلية فرعية فارغة في مستوى طاقة معين، ستمتلك كل منها إلكترونًا، مما يؤدي إلى ارتباط الإلكترونات مع بعضها.

كما يتنقل الإلكترون بين مستويات الطاقة من مستوى طاقة إلى مستوى أعلى منه، وذلك عند امتصاص كمية من الطاقة، ويمكن أيضًا أن ينتقل إلى مستوى أدنى منه، وذلك عند استغنائه عن كمية معينة من الطاقة.

وتسمى مستويات الطاقة بحروف إنكليزية من الأدنى إلى الأعلى”k,L,M,N”، ويمتلك كل مستوى كمية معينة من الطاقة، حيث كلما ابتعدت الإلكترونات عن النواة، كلما زادت كمية الطاقة، وبمقدار ثابت، وكذلك الأمر بالنسبة للإلكترونات، حيث كل مستوى يستوعب عددًا معينًا من الإلكترونات، أي يمكن لمستوى الطاقة الأول “K” أن يحمل فقط إلكترونين، في حين يحمل مستوى الطاقة الثاني 8 إلكترونات، بينما الثالث يحمل 18 إلكترون، كما هو موضح بالصورة التالية:

طاقة المستوى

كما تمثل الإلكترونات في مخططات طاقية، باستخدام رسم تخطيطي لمستويات الطاقة، مما يساعد في دراسة الروابط، والتفاعلات الكيميائية، وتعد هذه الطريقة أسهل من طريقة استخدام الأرقام الكمومية، ولها أهمية كبيرة في معرفة مستويات الطاقة، ومعرفة عدد المدارات التي تشغلها الإلكترونات في أي ذرة مدروسة، مما يساعد على فهم سبب تصرف بعض العناصر بطرق مماثلة، بالإضافة لتوقع نوع الترابطات التي يمكن أن تحدث مع عناصر أخرى، وتوضح الصورة التالية المخطط:

طاقة المستوى

وتمثل المدارات الفرعية في المخطط السابق بإشارة ( _ )، حيث يمتلك مستوى الطاقة الأول مدار واحد فقط 1S وهو قريب من النواة وتعتبر طاقته أقل من باقي المدارات الأخرى، بينما يحوي المستوى الثاني المدارات 2P و 1P، مع ملاحظة أن المدار 2P يمتلك طاقة أكبر من المدار 2s، مما يؤدي لامتلاكه ثلاثة إشارات ( _ )، كما نلاحظ أيضًا أن المدار 3d يملك طاقة أكبر من 4s، وهو عبارة عن اسثتناء في مخطط الطاقة.

ويعد الأوكسجين من أبسط الأمثلة في تمثيل الإلكترونات في مخطط الطاقة، وللبدء بذلك يجب معرفة العدد الذري للأوكسجين، من الجدول الدوري، حيث نجد أن العدد الذري لأوكسجين 8، أي يملك 8 إلكترونات و8 بروتونات، ونيترونات، ثم تمثل الإلكترونات الثمانية في المستويات الطاقية على شكل أسهم، وإذا وجد أكثر من إلكترونين في نفس المدار، يمثل بسهم متجه للأعلى، وسهم متجه للأسفل، حيث يملأ المدار الأول في مستوى الطاقة الأول 1s بالإلكترون الأول، ثم يقترن مع الإلكترون الثاني من ذرة الأوكسجين، ويمثلان بسهمين متعاكسين، ثم يملأ المستوى الثاني بالإلكترون الثالث، والرابع في المدار 2S، أما الإلكترون الخامس يوضع في أحد المدارات الفرعية 2P، ولا يهم أي مدار فرعي لأن جميعها تملك نفس الطاقة، أما الإلكترونين السادس، والسابع يوضعان في المدارات الفرعية 2P الباقية، ويقترن الإلكترون الثامن مع أحد المدارات الفرعية في 2P، كما هو موضح بالشكل التالي:

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما المقصود بطاقة المستوى"؟