مدل های اتمی 2

نارسایی‌های مدل اتمی بور

1ـ نظریه اتمی بور قادر به توجیه طیف اتم ها و یون های چند الكترونی نبود و تنها طیف هیدروژن و یون های تک الكترونی بوسیله نظریه اتمی بور قابل بررسی بودند.

2ـ با بررسی دقیق‌تر طیف‌های اتمی، نشان داده شد كه هر خط طیفی خود از چند خط نزدیک به هم تشكیل می‌شود بنابر این هر تراز الكترونی كه بور آن را دایره‌ای می‌پنداشت شامل تعدادی ترازهای نزدیک به هم است. به عبارت دیگر بور زیرلایه‌ها را مورد توجه قرار نداد.

3ـ مدل اتمی بور توجیه قابل قبولی برای پیوند كووالانسی، شكل مولكول ها و زاویه میان پیوندها ارائه نمی‌دهد و در نتیجه از تفسیر بسیاری از خواص فیزیكی و شیمیایی عاجز ماند.

ظهور مكانیك موجی، نظریه بور را كه بر مبنای خواص ذره‌ای الكترون بود دگرگون ساخت.

و اما کامل ترین مدل اتمی:

مدل کوانتومی اتم

این مدل توسط اروین شرودینگر مطرح شد. وی در این مدل از حضور الکترون در فضایی سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان آورد. همان گونه که برای مشخص کردن موقعیت یک جسم در فضا به سه عدد (طول ، عرض و ارتفاع) نیاز است، برای مشخص کردن هر یک از اوربیتال های یک اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم. شرودینگر به این منظور از سه عدد M و L و n استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند.

عدد کوانتومی اصلی (n):

عددی است که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی یا همان لایه های الکترونی بکار برد. 1= n پایدارترین لایه انرزی را نشان می دهد. هر چه n بالاتر رود سطح انرژی لایه های الکترونی افزایش می یابد و فاصله ی آن لایه از هسته دورتر می شود. لایه های الکترونی خود از گروه های کوچک تر به نام زیر لایه تشکیل شده اند. عدد n تعداد زیر لایه های هر لایه را هم مشخص می کند. مثلاً در لایه الکترونی 2= n دو زیر لایه وجود دارد.

عدد کوانتومی اوربیتالی (L): عدد کوانتومی اوربیتالی (L) نشان دهنده ی شکل، انرژی و تعداد اوربیتال ها است.

L می تواند مقادیر 0 تا 1 - n را در بر بگیرد.

L=0: یک اوربیتال کروی S

L=1: سه اوربیتال دمبلی P

L=2: پنج اوربیتال D

L=3: هفت اوربیتال F

عدد کوانتومی مغناطیسی M : جهت گیری اوربیتال ها را در فضا معین می کند. M می تواند مقادیری از L – تا L + دارا باشد. با در نظر گرفتن محورهای X ، y ، z قرار می گیرد و به صورت pX ؛ pY ؛ pZ نشان داده می شود. برای آدرس دادن اوربیتال ها به شیوه ی زیر عمل می شود:

برای مثال 2px نشان می دهد که این اوربیتال دمبلی شکل در لایه های الکترونی دوم و در زیر لایه ی p قرار دارد و در راستای محور Xها جهت گیری کرده است.

عدد کوانتومی مغناطیسی اسپین MS : مربوط بهجهت حرکت الکترون به دور خودش است. دانشمندان افزون بر حرکت اوربیتالی، یک حرکت اسپینی نیز به الکترون نسبت داده اند (حرکت الکترون به دور خود MS تنها دو مقدار ½+ برای چرخش در جهت عقربه های ساعت و ½- برای چرخش در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت دارد)

قاعده ی هوند:

در یك زیرلایه ی دارای بیش از یك اوربیتال (مثل زیرلایه های p یا d یا f)، ابتدا اوربیتال های هم انرژی (مثل اوربیتال های pz , py , px در زیرلایه ی p)، هر یك به وسیله ی یك الكترون (با اسپین های هم سو) اشغال می شود و پس از این كه كل زیرلایه، نیمه پر گردید، آن گاه شروع به كامل شدن می نماید.

نكته:

آرایش های d4 و d9 در اتم های خنثی ناپایدارند و با كسب یك الكترون (از آخرین زیرلایه ی s)، آرایش خود را به حالت های پایدار d5 و d10 می رسانند. مثلاً آرایش های الكترونی فلز كروم 24Cr و فلز مس 29Cu شامل این قاعده می شوند.

نكته:

مطابق اصل طرد پائولی، در یك اتم، هیچ گاه نمی توان دو الكترون پیدا نمود كه هر چهار عدد كوانتومی آن ها یكسان باشند. به عبارت دیگر، در یك اتم، هیچ اوربیتالی نمی تواند بیش از دو الكترون را در خود جای دهد.

نكته:

هر لایه الكترونی مثل لایه ی n، دارای n2 اوربیتال است و حداكثر، گنجایش 2n2 الكترون را داراست. مثلاً لایه ی اول (K)، دارای 1 اوربیتال است و حداكثر 2 الكترون را می تواند در خود جای دهد. هم چنین، لایه ی 2 (L)، دارای 4 اوربیتال است و حداكثر 8 الكترون را می تواند در خود جای دهد. لایه ی 3 (M)، نیز دارای 9 اوربیتال است و حداكثر 18 الكترون را می تواند در خود جای دهد و ...

نكته:

مطابق اصل بناگذاری (یا اصل آفبا)، برای دست یافتن به آرایش الكترونی یك اتم از روی اتم قبلی اش، می توان از روش افزودن گام به گام پروتون (به هسته) و الكترون (به پیرامون هسته)، استفاده نمود، یعنی می توان از روی اتم هیدروژن، ساختار الكترونی اتم های سنگین تر از هیدروژن را یك به یك به دست آورد.

مرکز یادگیری تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی

مدل های اتمی 2

مطالب مشابه :

مدل های اتمی 2

مطالعات احداث بزرگراه های شهر کرج انجام شد

آشنایی با سازمان انرژی اتمی ایران

تاسیسات هسته ای ایران

تاسیسات هسته ای ایران

آژانس بین المللی انرژی اتمی و ایران

بیوگاز راهی نو در جایگزینی سوخت های هیزمی و فسیلی

1- مشک حرم حضرت ابوالفضل (س) ساخته شد

خبر جدید : سمینار آموزشی

هیأت پنج نفره آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در تهران