طبيبة
طب بشري, جامعة طرطوس

من الشائع عدم وجود توافق بين الكيمياء التقليدية ونظريتها الكمومية و كمثال على ذلك سنتكلم عن عدد الكم المغزلي، ومن أجل أن نفهم هذا العدد الكمي بشكل جيد يجب أن نفهم بنية الذرة وترتيب الإلكترونات داخلها، حيث يصف نموذج بور المبسط للذرة (Smpileified Pohr Model) الإلكترونات كما لو كانت كواكب تدور حول كتلة مركزية هي النواة، بالواقع تعمل الإلكترونات كغيوم منتشرة حول النواة ويمكن أن تأخذ أنماطاً مدارية مختلفة وذلك لأن هذه الإلكترونات تشغل حالات طاقة محددة كماً (منفصلة).

تملأ هذه الإلكترونات المدارات بشكل منفرد في البداية ثم يتم إقرانها بحيث يحتوي كل مدار على إلكترونين كحد أقصى ، يتم وصف كل إلكترون داخل الذرة بأربعة أرقام كمية تخبرنا عن حالة هذا الإلكترون وهذه الأرقام الكمومية هي: العدد الكمي الرئيسيn  والعدد الكمي الثانوي (المداري)I والعدد الكمي المغناطيسيm والعدد الكمي المغزليn، وترتبط هذه الأرقام الكمية مع بعضها بطرق مختلفة.

يحدد العدد الكمي الرئيسي مستوى الطاقة الرئيسي في الذرة وهو عدد صحيح يحدد المدار الذي يشغله الإلكترون(بعد الإلكترون عن النواة)، أما العدد الكمي المداري فيمكن أن يتخذ القيم التالية (من صفر إلى n-1) وهو يحدد عدد مستويات الطاقة الفرعية في كل مستوى طاقة رئيسي في الذرة، بينما العدد الكمي المغناطيسي يحدد اتجاه العزم المغناطيسي لمدار الإلكترون ويعتمد على قيمة عدد الكم المداري.

وأخيرًا وصلنا إلى عدد الكم المغزلي الذي يحدد جهة دوران الإلكترون (مع عقارب الساعة أو عكس عقارب الساعة)، تحدد الأعداد الكمية الثلاثة الأولى مدار الإلكترون ولكن يلزم لوصف الإلكترون في ذرة متعددة الإلكترونات عدد كمي إضافي هو العدد الكمي المغزلي و بمعنى آخر فإن أي إلكترونين يوجدان في مدار واحد يكون لهما جهتا دوران مختلفتان والقيمتان المحتملتان لعدد الكم المغزلي للإلكترون وهما s=+1/2  و s=_1/2

عدد الكم المغزلي

يمكننا تعريف الرقم الكمي المغزلي بأنه العدد الكمي الذي يصف اتجاه العزم الزاوي الداخلي لجسيم أولي كالإلكترون، ويرمز له ب(S  (spin وهو خاصية جوهرية للجسيم الأولي، وتختلف قيمة هذا الرقم باختلاف الجسيم الأولي فعلى سبيل المثال: الإلكترونات لها عدد كم مغزلي يساوي  1/2 ( h/2 بدقة) بينما يكون في الفوتونات يساوي 1(h بدقة).

تدور الإلكترونات حول نفسها وحول نواة الذرة بنفس الوقت مما يخلق عزمان زاويان مختلفان هما العزم الزاوي المداري (ناتج عن دوران الإلكترون حول النواة) والعزم الزاوي المغزلي (ناتج عن دوران الإلكترون حول نفسه)، حيث يمكن للعزم المغزلي للإلكترون اتخاذ اتجاهين فقط أحدهما علوياً والآخر سفلياً، ويكون  العزم الزاوي الكلي ناجم عن مجموع العزم الزاوي المداري والعزم الزاوي المغزلي، ومن وجهة نظر الكيمياء التقليدية فأن دوران الإلكترون المغزلي حول محوره ينشأ عنه حقل مغناطيسي ولذلك ينشأ حقلان مغناطيسان بجهتين مختلفتين في المدار الذري الذي يحتوي على الكترونين، وهذا ما يمنع تنافر الالكترونات الموجودة في ذري واحد.

أكمل القراءة

1,328 مشاهدة

0

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