مهندسة
الهندسة الميكانيكية, University of L'Aquila (Italy)

أثبتت تجارب العالمين Bohr و de Broglie ؛ أنّ الإلكترونات تأخذ مستويات مختلفة من الطّاقة المنفصلة المتعلّقة بالقطر الذرّي، فإنّ نموذجها كان نظرة كرويّة بسيطة نسبيّاً، وكان هناك تقدير بأن مستوى طاقة الإلكترون كان مرتبطاً برقم الكم الأساسي n ، وكانت المعلومة الوحيدة المهمة هي حجم المدار؛ ومع ذلك لم تكن هناك وسائل عددّية لتصنيف الجوانب الإضافيّة لحركة الإلكترون في الفضاء، مثل اتجاهه أو اتجاهه في ثلاثة أبعاد، قدمت حلول معادلة شرودنجر مجموعة من ثلاثة أرقام كميّة إضافيّة يمكن استخدامها لوصف سلوك الإلكترون حتى في ذرات الإلكترونات المتعددة الأكثر تعقيداً، لذلك تطلب الأمر ثلاثة إحداثيات أو ثلاثة أرقام كميّة لوصف المدارات التي يمكن العثور على الإلكترونات فيها؛ وكان هذا على النقيض من العمل الذي ركز على ذرات إلكترون واحد مثل الهيدروجين.

أبرز نظام تسمية ناشئ عن النظرية المداريّة الجزيئيّة للعالمين فريدريش هوند وروبرت موليكن، والتي تتضمّن مستويّات طاقة بوهر بالإضافة إلى ملاحظات حول دوران الإلكترون؛ ويصف هذا النموذج الإلكترونات باستخدام أربعة أرقام كميّة تحدد بُعد الإلكترون عن النواة، وشكل المدار الذي يدور فيه الإلكترون، واتجاه المدار بالنسبة للنواة وهذه الأعداد تبين توزيع الإلكترونات في المدارات، أمّا العدد الرابع فيبيّن اتجاه دوران الإلكترون حول نفسه وهذه الأعداد هي:

  • عدد الكم الرئيسي (الطّاقة): وهو العدد الذي يصف بُعد الإلكترون عن النواة وبالتالي طاقته ويرمز له بالرمز (n)، ويأخذ أرقام صحيحة ويقابل كل غلاف إلكتروني عدد الكم الثانوي.
  • عدد الكم الثانوي: وهو العدد الذي يصف شكل المدار الذي يدور فيه الإلكترون، ويرمز له بالرمز(ℓ)؛ وتعتمد قيمته على قيمة عدد الكم الرئيسي.
  • عدد الكم المغناطيسي: وهو العدد الذي يحدد اتجاه المدار الذي يوجد فيه الإلكترون، ويرمز له بالرمز (m)؛ وتعتمد قيمته على قيمة عدد الكم الثانوي.
  • عدد الكم الرابع (المغزلي): وهو العدد الذي يحدد كيفية دوران الإلكترون حول نفسه هل هو في اتجاه عقارب الساعة أم عكسها، أي أنّ أيّ إلكترونين في مدار واحد يكون لهما اتجاه دوران مختلف ويرمز له (ms).

إنّ الرقم الكمي الثاني المعروف باسم العدد الكمي الزاويّ أو المداريّ، يصف القشرة الفرعيّة ويعطي حجم الزخم الزاويّ المداريّ؛ وفي الكيميّاء والتحليل الطيفيّ يأخذ التسميّات التّاليّة ℓ=0 يُسمى المدار (s) ، ℓ=1، يُسمى المدار(p) ، ℓ=2 يُسمى المدار(d)، ℓ=3 يُسمى المدار (f).

تتراوح قيمة ℓ من 0 إلى(n – 1) لأنّ المدار الأول ℓ=1 يظهر في الغلاف الإلكتروني الثاني (n = 2)، ويظهر المدار الثاني (ℓ=2)  في القشرة الثالثة (n = 3)؛ وهكذا.

يُعتبر هذا العدد الكمومي مهم جداً في الكيمياء لأنّه يحدد شكل المدار الذرّي ويؤثر بقوة على الروابط الكيميائيّة والزوايا الرابطّة؛ ويصف الرقم الكمّي الزاوي (ℓ) شكل المدار؛ حيثُ أنّ المدارات لها أشكال يمكن وصفها بشكل أفضل على أنها كرويّة في حال (ℓ=0)، وقطبيّة في حال ( ℓ=1) ، أو برسيميّة في حال (ℓ=2)؛ حتّى أنّها يمكن أن تأخذ أشكالاً أكثر تعقيداً حيث تصبح قيمة العدد الكمي الزاويّ أكبر.

أكمل القراءة

2,128 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو عدد الكم الثانوي"؟