تاريخ تطور نظرية التركيب الذري PDF

‫تطور نظرية التركيب الذري خالل الزمن‬  ‫نظرية ديموقراطيس ‪ Democritus‬عـام ‪ 460‬ق‪.‬م‪.‬‬ ‫تتكون المـادة من جسيمـات دقيقـة جـدا ً غـير مرئية تسـمى ذرات‬ ‫وهى الجزء الذى ال يتجزأ من المادة‬ ‫صـــــــــــ ‪16‬‬ ‫نظرية جون دالتون ‪ John Dalton‬عـام ‪1808‬م‬...

‫تطور نظرية التركيب الذري خالل الزمن‬  ‫نظرية ديموقراطيس ‪ Democritus‬عـام ‪ 460‬ق‪.‬م‪.‬‬ ‫تتكون المـادة من جسيمـات دقيقـة جـدا ً غـير مرئية تسـمى ذرات‬ ‫وهى الجزء الذى ال يتجزأ من المادة‬ ‫صـــــــــــ ‪16‬‬ ‫نظرية جون دالتون ‪ John Dalton‬عـام ‪1808‬م‬ ‫تتكون المـادة من ذرات دقيقة جـدا ً غير مرئية وكل عنصر يتكون من ذرات‬ ‫متشابهة تختلف عن باقي العناصر وأن ذرات العنصر الواحد لها كتل مميزة‬ ‫صـــــــــــ ‪16‬‬ ‫الطبيعة الكهربية للمادة‬ ‫‪ -‬أثبت مايكل فاراداى من نتائج تجاربه أن التغيرات الكيميائية يمكن إحداثها‬ ‫بتمرير الكهرباء عبر المحاليل المائية للمركبات الكيميائية‪.‬وأوضحت تلك‬ ‫التجارب أن المادة كهربائيه بطبيعتها‪.‬‬ ‫‪ -‬أدت هذه النتائج إلى قيام العالم ستونى بعد ‪ 40‬عام إلى إفتراض وجود دقائق‬ ‫أو جسيمات كهربائيه أطلق عليها اإللكترونات‪.‬‬ ‫‪ -‬مع نهاية القرن التاسع عشر بدأ الفيزيائيون بدراسة ظاهرة إنسياب التيار‬ ‫الكهربائى فى أنابيب التفريغ الغازية‪.‬وقد وجدوا أن التفريغ ينشاء عند الكاثود‬ ‫(القطب السالب) ويتدفق بإتجاه االنود (القطب الموجب) ولذلك أطلقوا على هذه‬ ‫األشعة أشعة الكاثود أو المهبط‪.‬‬ ‫صـــــــــــ ‪17‬‬ ‫خواص أشعة الكاثود‬ ‫تتدفق فى خطوط مستقيمة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تلقى ظالال‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تتكون من جسيمات‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تسخن شريحه معدنية رقيقة عند وضعها بين القطبين‪.‬‬ ‫ ‬ ‫يمكن أن تنثنى أو تنحرف عن مسارها بتأثير مجال كهربى‬ ‫ ‬ ‫أو مغناطيسى بإتجاه يدل على أن هذه الجسيمات تحمل شحنه‬ ‫كهربائية سالبة‪.‬‬ ‫متماثله دوما بغض النظر عن طبيعة المادة المكونه للقطبين‬ ‫ ‬ ‫أو نوع الغاز فى االنبوب‪.‬‬ ‫صـــــــــــ ‪17‬‬ ‫نظرية جوزيف طومسون (أبو اإللكترون) عام ‪1897‬‬ ‫تتكون المـادة من ذرات ‪ ،‬الذرة عبارة عن كـرة مصمتة موجـبة الشحنة و‬ ‫منغمـس فيها إلكترونات سالبة الشحنة‬ ‫ يعتبر إكتشافه لإللكترون أفضل بحوثه على اإلطالق وأكثرها شهرة ً وتأثيرا ً‬ ‫ قادته تجاربه على أشعة المهبط (أو أشعة الكاثود) إلى اكتشاف الخواص‬ ‫األساسية لإللكترون‪.‬‬ ‫صـــــــــــ ‪17‬‬ ‫ قام بتعريض غاز مخلخل لتيار كهربائي فرق جهده حوالي ‪10,000‬‬ ‫فولت تحت ضغط منخفض يتراوح من ‪ 0.0001‬إلى ‪ 0.01‬مم‪/‬زئبق‬ ‫فالحظ انطالق أشعة من الكاثود (مهبط) إلي اآلنود (مصعد) وهي‬ ‫أشعة غير منظورة لكنها تحدث توهجا ً على جدار أنبوبة التفريغ‪،‬‬ ‫وأثبت أن أشعة المهبط ليست أشعة ولكنها سيل متصل من الجسيمات‬ ‫سالبة الشحنة تتأثر بالمجال الكهربي والمجال المغناطيسي وتنحرف‬ ‫طبقا ً لشدة مجال كل منهما‪ ،‬كما تمكن من حساب سرعة تلك‬ ‫الجسيمات‬ ‫صـــــــــــ ‪18‬‬ ‫ قام طومسون بحساب نسبة الشحنة إلى الكتلة لإللكترون ‪e/m‬‬ ‫وذلك من مقدارى المجالين الكهربائى و المغناطيسى ووجد أن‬ ‫القيمه تساوى )‪(-1.76 x 108 Coulombs / gram‬‬ ‫نموذج طومسون‬ ‫الذرة كرة مصمتة موجبة الشحنة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تتخلل االلكترونات السالبة الذرة ( كما تتخلل البذور ثمرة‬ ‫ ‬ ‫البرتقال )‪.‬‬ ‫الذرة متعادلة كهربيا‬ ‫ ‬ ‫صـــــــــــ ‪19‬‬ ‫‪+‬‬ ‫نظرية رذرفورد ‪ Rutherford‬عـام ‪ 1911‬م‬ ‫الـذرة تتكون من نواة موجبة الشحنة تتركز فيها كتلة الذرة‬ ‫و اإللكترونات السالبة تدور حولها في مدارات ‪ ،‬و أن معظم حجم الذرة فراغ‬ ‫‪+‬‬  ‫نموذج رذرفورد‬ ‫صـــــــــــ ‪18‬‬ ‫ إستفاد من ظاهرة النشاط اإلشعاعي‪....‬‬ ‫ قام بتوجيه شعاع من جسيمات ألفا (نواة ذرة الهليوم وهى‬ ‫موجبة الشحنة) الناتجة عن مصدر مشع ( الراديوم) إلى صفيحة‬ ‫رقيقة من الذهب سمكها ‪ 0,0004‬سم ‪ ,‬محاطة بغالف مغطى‬ ‫بطبقة من كبرتيد الخارصين الذي يعطي وميضا عند مكان‬ ‫اصطدام جسيمات ألفا به ‪...‬‬  ‫شاهدة تجارب رذرفورد من خالل‬ ‫الفالشات التعليمية التالية‬ ‫شكل ( ‪) 1‬‬ ‫اضغط هنا‬ ‫شكل ( ‪) 2‬‬ ‫شكل ( ‪) 3‬‬  ‫حاجز من كبريتيد‬ ‫غرفة من‬ ‫عنصر مشع‬ ‫الخارصين‬ ‫الرصاص‬ ‫صفيحة رقيقة من الذهب‬ ‫توقع نفاذ األشعة ‪..............‬‬ ‫لكنه وجد ‪!!!!...............‬‬  ‫خرج ردرفورد من مشاهداته باإلستنتاجات اآلتية ‪-:‬‬ ‫‪.1‬نفاذ معظم جسيمات ألفا دون أن تعاني أي‬ ‫انحراف في مسارها ‪.‬‬ ‫‪.2‬انحراف عدد قليل من جسيمات ألفا عن مسارها‬ ‫أثناء نفاذها ‪.‬‬ ‫‪.3‬ارتداد عدد قليل من جسيمات ألفا ‪.‬‬  ‫بناء على هذة التجربة أقترح رذرفورد نموذج للذرة ‪-:‬‬ ‫ الذرة معظمها فراغ بدليل نفاذ معظم أشعة ألفا دون انحراف ‪.‬‬ ‫ يوجد بالذرة جزء يشغل حيزا صغيرا جدا (فقطرها يساوى تقريبا ‪(10-13 cm‬‬ ‫بالنسبة لحجم الذرة يحمل شحنة كهربائية موجبة ( النواة ) بدليل انحراف عدد‬ ‫صغير من دقائق ألفا عن مساره ‪.‬‬ ‫ تتركز كتلة الذرة بهذا الجزء ‪.‬‬ ‫ تحاط النواة بعدد من اإللكترونات مساوية بالشحنة لشحنة النواة الموجبة ( الذرة‬ ‫متعادلة كهربائيا ) ‪.‬‬ ‫ تدور اإللكترونات بسرعة كبيرة كما تدور الكواكب حول الشمس ‪.‬‬ +  ‫اإلعتراضات على تصور رذرفورد ‪:‬‬ ‫ أن اإللكترونات المشحونة تفقد جزءا من طاقتها‬ ‫تدريجيا أثناء دورانها و نتيجة لذلك تقترب من‬ ‫النواة ثم تنجذب إليها إلختالف الشحنات وتنهار‬ ‫الذرة ‪.‬و هذا بالطبع ال يحدث في الطبيعة ‪.‬‬ ‫ كذلك ال يوجد شبه بين اإللكترونات والكواكب ‪.‬‬ ‫صـــــــــــ ‪20‬‬ ‫النيوترون‬ ‫الحظ رذرفورد أن قرابة نصف الكتلة النووية فقط يمكن تعليلها‬ ‫ ‬ ‫بالبروتونات‪.‬لهذا إقترح وجود جسيمات شحنتها صفر وكتلتها نفس كتلة‬ ‫البروتون تقريبا موجوده داخل النواة‪.‬‬ ‫أكد العالم االنجليزى شادويك وجود هذه الجسيمات وذلك عندما قذف عنصر‬ ‫ ‬ ‫البريليوم بجسيمات الفا ووجد أن هناك جسيمات عالية الطاقة وغير مشحونة‬ ‫تبتعث‪.‬‬ ‫هذه الجسيمات المسماة بالنيوترونات لها كتلة أكبر بقليل من كتلة‬ ‫ ‬ ‫البروتونات‪.‬‬ ‫يتضح مما سبق أن الذرة تتكون من نواة كثيفة تحتوى على بروتونات‬ ‫ ‬ ‫ونيترونات وتعطى هذه الجسيمات للذرة كل كتلتها تقريبا وتقوم‬ ‫اإللكترونات باالحاطة بالنواة متوزعة فى كافة فراغ الذرة المتبقى‪.‬‬  ‫التصور الحديث للذرة‬ ‫يفترض أن الذرة تتكون من قسمين أساسيين ‪:‬‬ ‫‪.1‬النواة ‪ :‬جسيم صغير في الحجم موجب الشحنة ثقيل الوزن‬ ‫‪-‬‬ ‫يمثل ‪ 99.9 %‬من وزن الذرة تقريبا ً وتحتوي على ‪:‬‬ ‫البروتونات ‪ :‬جسيمات موجبة الشحنة وثقيلة في الوزن‪-.‬‬ ‫النيوترونات ‪ :‬جسيمات متعادلة الشحنة ثقيلة في الوزن‬ ‫تعادل كتلة البروتونات تقريبا ً‪.‬‬ ‫‪.2‬المحيط الخارجي ‪ :‬مجموعة من المستويات تسمى مدارات‬ ‫تتحرك فيها االلكترونات حول النواة بسرعة عالية جدا ً‬ ‫حجم المحيط الخارجي للذرة كبير جدا ً اذا ما قورن بحجم‬ ‫النواة‪.‬‬ ‫االلكترونات دقائق سالبة الشحنة خفيفة الوزن حيث أن كل‬ ‫‪ 2000‬الكترون تقريبا تعادل بروتون أو نيوترون واحد فقط‪.‬‬  ‫مستويات االلكترونات‬ ‫تتوزع االلكترونات في المحيط الخارجي للذرة في سبع‬ ‫مستويات رئيسية تسمى مستويات الطاقة‬ ‫سعته لاللكترونات‬ ‫رمزه‬ ‫رقم المستوى‬ ‫‪2‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪72‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪98‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫‪7‬‬ ‫أقصى سعة للمستوى من االلكترونات يساوي ‪ 2n2‬حيث ‪n‬‬ ‫رقم المستوى‪.‬‬  ‫مثــــــــــال ‪:‬‬ ‫‪ -‬ذرة الهيليوم ‪ He‬تحتوي على ‪ 2‬الكترون يتوزعوا على‬ ‫المستوى األول‪.‬‬ ‫‪ -‬ذرة الكربون ‪ C‬تحتوي على ‪ 6‬الكترونات فيكون التوزيع‬ ‫االلكتروني ‪.2,4‬‬ ‫‪ -‬ذرة الصوديوم ‪ Na‬تحتوي على ‪ 11‬الكترون التوزيع‬ ‫االلكتروني ‪.2 ,8 ,1‬‬  ‫العدد الذري‬ ‫هو عبارة عن عدد البروتونات في الذرة‪.‬‬ ‫ البروتونات موجبة الشحنة وبما أن الذرة متعادلة يكون عدد‬ ‫االلكترونات في الذرات المتعادلة مساوي لعدد البروتونات‬ ‫أي العدد الذري‪.‬‬ ‫ تختلف كل ذرة عنصر عن األخرى بعدد بروتوناتها هذا‬ ‫يعني أن عدد البروتونات في الذرة هو الذي يحدد نوع تلك‬ ‫الذرة‪.‬‬ ‫ مثال ‪:‬‬ ‫ذرة الهيدروجين تحتوي على ‪ 2‬بروتون‪.‬‬ ‫ذرة األكسجين تحتوي على ‪ 8‬بروتونات‪.‬‬  ‫العدد الكتلي‬ ‫هو عدد الجسيمات الثقيلة والموجودة في النواة أي أنه مجموع‬ ‫عدد البروتونات وعدد النيوترونات‪.‬‬ ‫العدد الكتلي = عدد البروتونات ‪ +‬عدد النيوترونات‬ ‫‪ -‬لكل ذرة رمزها الخاص ويكتب على يساره من أعلى العدد‬ ‫الكتلي ومن أسفل العدد الذري‪.‬‬ ‫‪27 Al‬‬ ‫‪13‬‬  ‫مثــــــــال ‪:‬‬ ‫احسب كل من عدد البروتونات والنيوترونات وااللكترونات في‬ ‫ذرة الليثيوم ‪ Li‬اذا علمت أن العدد الذري لها ‪ 3‬والعدد الكتلي‬ ‫‪7‬‬ ‫الحــل ‪:‬‬ ‫عدد البروتونات = عدد االلكترونات = العدد الذري = ‪3‬‬ ‫عدد النيوترونات = العدد الكتلي – العدد الذري‬ ‫=‪4=3–7‬‬ ‫صـــــــــــ ‪20‬‬ ‫النظــــائر‬ ‫هي عبارة عن ذرات العنصر المتماثلة في العدد الذري‬ ‫ومختلفة في العدد الكتلي‪.‬‬ ‫تتماثل في عدد البروتونات وتختلف في عدد النيوترونات‪.‬‬ ‫مثل ‪:‬‬ ‫‪13 C‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪12 C‬‬ ‫‪6‬‬ ‫الكربون‬ ‫‪63‬‬ ‫‪29Cu‬‬ ‫‪65‬‬ ‫‪29Cu‬‬ ‫النحاس‬ ‫صـــــــــــ ‪21‬‬ ‫مثــــــال ‪:‬‬ ‫احسب الوزن الذري لعنصر البورون اذا علمت أن لعنصر‬ ‫البورون نظيران هما ‪ 10B‬ويتواجد بوفرة نسبية تساوي ‪19.9 %‬‬ ‫وكتلته تساوي ‪ 10.013 u‬والنظير الثاني ‪11B‬ويتواجد بوفرة‬ ‫نسبية تساوي ‪ 80.01 %‬وكتلته تساوي ‪11.009 u‬‬ ‫الحل ‪ :‬كل ‪ 100‬ذرة بورون يتواجد منها ‪ 19.9‬على شكل ‪10B‬‬ ‫والباقي ‪11B‬‬ ‫نحسب كتلة كل ذرة كما يلي ‪:‬‬ ‫كتلة ذرة ‪1.99 u =10.013 x 0.199 = 10B‬‬ ‫كتلة ذرة ‪8.82 u = 11.009 x 0.801 = 11B‬‬ ‫الوزن الذري للبورون = ‪10.81 u = 8.82 + 1.99‬‬ ‫صـــــــــــ ‪26‬‬ ‫اإلشعاع الكهرومغناطيسي‬ ‫ ان الطيف الكهرومغناطيسي المنبعث من الذرة له أهمية بالغة في‬ ‫التعرف على العناصر المختلفة حيث ان لكل عنصر من‬ ‫العناصر الموجودة في الطبيعة طيف كهرومغناطيسي خاص به‬ ‫وال يوجد عنصرين لهما نفس الطيف ولدراسة الطيف‬ ‫الكهرومغناطيسي نحتاج إلى تحليل الضوء المنبعث‬ ‫من اثارة ذرات العنصر اما بواسطة‬ ‫المنشور ‪ prism‬او بواسطة‬ ‫محزوزة الحيود‬ ‫‪.diffraction grating‬‬ ‫صـــــــــــ ‪28‬‬ ‫طيف اإلنبعاث‬ ‫‪ -‬الطيف المستمر‬ ‫عند تعريض مادة عىل شكل كتلة مثل المواد الصلبة والسائلة والغازات‬ ‫المضغوطة إىل حرارة عالية فإنها تتوهج وينطلق منها طيف مستمر‪.‬‬ ‫وعند تحليل هذا الطيف بواسطة المطياف تتكون عدة الوان متداخلة‬ ‫مع بعضها وال يوجد حدود فاصلة بينها‪.‬‬ ‫الخط‬ ‫ي‬ ‫‪ -2‬الطيف‬ ‫عند تعريض احد الغازات أو أبخرة المواد إىل حرارة عالية أو طاقة كهربية عالية‬ ‫خط ‪.‬وعند تحليل هذا الطيف بواسطة‬ ‫ي‬ ‫فإنها تتوهج وينطلق منها طيف‬ ‫ز‬ ‫الممية‪.‬‬ ‫المطياف نجد أنه يتكون من عدد محدود من الخطوط الملونة‬  ‫مالحظة ‪:‬‬ ‫خط خاص به ‪.‬بحيث ال يوجد‬ ‫ي‬ ‫لكل عنرص طيف‬ ‫الخط ‪ ,‬وهذا أن الطيف‬ ‫ي‬ ‫عنرصان لهما نفس الطيف‬ ‫ز‬ ‫ممية للعنرص مثل بصمة االنسان‪.‬‬ ‫الخط هو خاصية‬ ‫ي‬ ‫ر‬ ‫لمطياف (االسبكيوجراف)‪:‬هوجهاز يستخدم لتحليل‬ ‫الضوء‪.‬‬  ‫صـــــــــــ ‪29‬‬ ‫الخط‬ ‫ي‬ ‫الطيف‬ ‫ز‬ ‫للهيدروجي‬ ‫ز‬ ‫للهيدروجي ‪.‬عـلـل ألنه من أبسط العنارص‪.‬‬ ‫الخط‬ ‫اهتم العلماء بدراسة الطيف‬ ‫ي‬ ‫ز‬ ‫للهيدروجي ‪:‬‬ ‫الخط‬ ‫كيفية الحصول عىل الطيف‬ ‫ي‬ ‫ز‬ ‫هيدروجي‪.‬‬ ‫كهرب ز يف انبوب تفري ــغ يحتوي عىل غاز ال‬ ‫ي‬ ‫‪ -1‬يمررتيار‬ ‫ز‬ ‫ً‬ ‫‪ -2‬عندما يصبح فرق الجهد عاليا تتفكك جزيئات الهيدروجي إىل ذرات ثم تشع ضوء‪.‬‬ ‫‪ -3‬تمرر حزمة رفيعة من هذا الضوء إىل منشور حيث يتحلل بانكساره حسب تردد اإلعشعاعات‪.‬‬ ‫‪ -4‬يسقط الضوء الخارج من المنشور عىل لوح فوتوغر ز‬ ‫اف‪.‬‬ ‫ي‬ ‫األعشعاع ولكن بائت بالفشل‬ ‫ي‬ ‫**حاول العلماء تفسي ظاهرة الطيف‬ ‫ى‬ ‫حت جاء بور وقدم تفسي لذلك من خالل نظريته المشهورة‪.‬‬ ‫صـــــــــــ ‪32‬‬ ‫ثالثا ‪ :‬نموذج بور‬ ‫ أختار نموذجه لذرة الهيدروجين و ذلك للتغلب على‬ ‫اإلعتراضات التي واجهت افتراض رذرفورد ‪.‬‬ ‫نيلز هنريك دافيد بور ويُكتَب أحيانا (بوهر) ولد فى‬ ‫‪ 18‬أكتوبر ‪ 1885‬وتوفي في نوفمبر ‪1962,‬‬ ‫فيزيائي دانماركي ولد في كوبنهاجن أسهم بشكل‬ ‫بارز في صياغة نماذج لفهم البنية الذرية إضافة إلى‬ ‫ميكانيكا الكم وخصوصا تفسيره الذي ينادي بقبول‬ ‫الطبيعة االحتمالية التي يطرحها ميكانيكا الكم‪،‬‬  ‫نموذج ذرة بور‬ ‫ مقدمة ‪:‬‬ ‫عند دراسة الطيف الصادر من ذرة الهيدروجين ‪.‬وجد ان خطوط الطيف هذه بدت وكأن لها نوع‬ ‫محدد من االرتباط ببعضها فكان من الطبيعى ان تصاغ معادلة تجريبية تربط اطوالها الموجية ‪.‬‬ ‫كان اول من فعل هذا هو العالم بالمر وقد وجد ان االطوال الموجية لخطوط الطيف يمكن التعبير‬ ‫بمعادلة تجريبية بسيطة ثم تبعه اكتشاف بعض المتسلسالت لطيف ذرة الهيدروجين مثل متسلسلة‬ ‫ليمان ومتسلسلة باشن ‪:‬‬ ‫ليمان‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1 ‬‬ ‫‪= R 2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1 n ‬‬ ‫بالمر‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1 ‬‬ ‫‪= R 2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 n ‬‬ ‫باشن‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1 ‬‬ ‫‪= R 2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪3 n ‬‬ ‫فكانت هذه العالقات التجريبية هى التى اعطت نيلز بور االدلة الالزمة لوضع اول تصور لذرة‬ ‫الهيدروجين‬  ‫صـــــــــــ ‪29‬‬ ‫طيف ذرة الهيدروجين‬ ‫سالسل الطيف المرئي‬ ‫‪High E‬‬ ‫تدعي بالمر ‪Low E‬‬ ‫‪Short ‬‬ ‫‪Long ‬‬ ‫‪High n‬‬ ‫‪Low n‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪Energy‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Ultra Violet‬‬ ‫‪Visible‬‬ ‫‪Infrared‬‬ ‫‪n‬‬ ‫ليمان‬ ‫بالمر‬ ‫باشن‬  Various transitions can be detected in the given figure indicating transitions terminating at n = 1,2, 3, 4,... Final level Initial level Explanation of spectral lines of Hydrogen in visible region (Balmer Series)  ‫‪ -1‬عندما تكتسب الذرات الطاقة المناسبة فأن ى‬ ‫إلكيوناتها تنتقل إىل مستويات أعىل‬ ‫ويصاحب ذلك (طيف االمتصاص)‪.‬‬ ‫اإللكيون المثار ز يف مستوى الطاقة األعىل ز يف وضع غي مستقر لذلك فإنه‬ ‫ى‬ ‫‪ -2‬وحيث أن‬ ‫الت اكتسبها عىل عشكل ضوء‬ ‫يعود إىل مستواه األصىل ليفقد نفس الكمية من الطاقة ى‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫يسىم (طيف األنبعاث)‪.‬‬  ‫فروض نظرية بور‬ ‫توجد في مركز الذرة نواة موجبة الشحنة تدور حولها اإللكترونات فى مدارات دائرية ‪.‬‬ ‫ ‬ ‫عدد اإللكترونات السالبة يساوي عدد الشحنات الموجبة التي تحملها النواة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫أثناء دوران اإللكترون حول النواة تنشأ قوة طاردة مركزية تعادل قوة جذب النواة‬ ‫ ‬ ‫لإللكترون وبالتالى ال يسقط اإللكترون داخل النواة‪.‬‬ ‫تتحرك اإللكترونات حركة سريعة حول النواة دون أن تفقد أو تكتسب أي قدر من الطاقة‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تدور اإللكترونات حول النواة في عدد من مستويات الطاقة المحددة والثابتة‪ ،‬وتعتبر‬ ‫ ‬ ‫الفراغات الموجودة بين هذه المستويات منطقة محرمة تماما ً لدوران اإللكترونات‪.‬‬ ‫لإللكترون أثناء حركته حول النواة طاقة معينة تتوقف على بعد مستوى طاقته عن النواة‪،‬‬ ‫ ‬ ‫وتتزايد كلما زاد نصف قطره‪ ،‬ويعبر عن طاقة كل مستوى بعدد صحيح يُسمى عدد الكم‬ ‫الرئيسي‪.‬‬ ‫عندما تدور اإللكترونات في مدارها فإنها ال تشع ضوء ولكن إذا انتقل اإللكترون من‬ ‫ ‬ ‫مدار الى اخر ذي طاقة اقل فإنه يشع ضوء طاقته تساوي الفرق بين طاقتي المدارين‬ ‫(كوانتم أو كم)‪.‬‬  ‫ومن المالحظات التي يجب أن تؤخذ باالعتبار‪:‬‬ ‫‪ -1‬الكم (الكوانتم) هو مقدار الطاقة المكتسبة أو المنطلقة عندما‬ ‫ينتقل اإللكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر‪.‬‬ ‫‪ -2‬أوضحت حسابات بور ألنصاف أقطار مستويات الطاقة‪،‬‬ ‫ومقدار طاقة كل مستوى‪ ،‬أن الفرق في الطاقة بينهما ليس‬ ‫متساوياً‪ ،‬فهو يقل كلما ابتعدنا عن النواة‪ ،‬وعلى ذلك فالكم من‬ ‫الطاقة الالزم لنقل اإللكترون بين مستويات الطاقة المختلفة‬ ‫ليس متساويا ً‪.‬‬ ‫‪ -3‬اإللكترون ال يستقر أبدا ً في أي مسافة بين مستويات الطاقة‬ ‫إنما يقفز قفزات محددة هي أماكن مستويات الطاقة‪.‬‬  ‫قصور نموذج بور الذري‬ ‫لم ينجح في تفسير اطياف الذرات االكثر تعقيدا من الهيدروجين ‪.‬‬ ‫ ‬ ‫افترض انه يمكن تحديد مكان وسرعة االلكترون معا بدقة تامة في‬ ‫ ‬ ‫نفس الوقت (يستحيل عمليا )‪.‬‬ ‫افترض ان االلكترون يتحرك في مسار دائري (الذرة مسطحة )‬ ‫ ‬ ‫وقد ثبت ان الذرة فراغية ذات ثالثة اتجاهات ‪.‬‬ ‫إعتبر ان االلكترون مجرد جسيم مادي سالب الشحنة ولم يأخذ في‬ ‫ ‬ ‫اإلعتبار الخاصية الموجية لاللكترون‪.‬‬  ‫ ذرة بوهر‪:‬‬ ‫افترض بوهر االتى ‪:‬‬ ‫❑ أن االلكترون يدور فى مدار دائرى حول النواة كمركز للدوران‪.‬‬ ‫❑ أن االلكترون واقع تحت تأثير قوتين احدهما الطرد المركزى للخارج واالخرى الجذب الكولومى‬ ‫فى اتجاه النواة‪.‬‬  ‫❑ يدور االلكترون فى مدارات مستقرة اى انه ال يشع اى طاقة ويكون عزم التحرك الزاوى‬ ‫لاللكترون ‪ mvr‬يساوى مضاعفات صحيحة من المقدار ( ‪ ) h/2 π‬حيث ‪ h‬هو ثابت بالنك‪.‬‬ ‫❑ عندما يتحرك االلكترون من مدار اعلى فى الطاقة الى اخر اقل فانه يشع هذا الفرق فى الطاقة‬ ‫على هيئة فوتون ‪.‬‬ ‫ وطبقا لقانون كولوم فان القوة الكهربية بين النواة وااللكترون هى ‪:‬‬ ‫‪ Ze 2 ‬‬ ‫‪F = k  2 ‬‬ ‫)‪------------------------------------( 1‬‬ ‫ ‬ ‫‪ r ‬‬ ‫وهى تتوازن مع قوة الطرد المركزى ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪mv‬‬ ‫) ‪---------------------------------------( 2‬‬ ‫‪r‬‬ ‫ومن ثم يمكن كتابة ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪kZe 2 mv 2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫=‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪kZe‬‬ ‫= ‪mv 2‬‬ ‫) ‪------------------------------------( 3‬‬ ‫ ‬ ‫‪r‬‬ ‫وطبقا الفتراض بوهر فان الطاقة المنبعثة عند انتقال االلكترون من مستوى طاقة ‪ n‬الى مستوى‬ ‫ ‬ ‫طاقة ‪ p‬تساوى ‪:‬‬ ‫‪hc‬‬ ‫= ‪hn‬‬ ‫) ‪= En − E p -------------------------------( 4‬‬ ‫ ‬ ‫‪‬‬ ‫حيث ‪ En‬هى الطاقة الكلية لاللكترون فى المدار ‪ n‬و ‪ Ep‬هى الطاقة الكلية لاللكترون فى‬ ‫ ‬ ‫المدار ‪p‬‬ ‫من معادلة )‪ ( 3‬يمكن كتابة طاقة الحركة على الصورة التالية ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪1 2 kZe 2‬‬ ‫= ‪mv‬‬ ‫) ‪---------------------------------( 5‬‬ ‫ ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2r‬‬ ‫وحيث ان طاقة الوضع ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪kZe 2‬‬ ‫‪E pt = −‬‬ ‫) ‪-----------------------------------( 6‬‬ ‫ ‬ ‫‪r‬‬  ‫فان الطاقة الكلية هى مجموع طاقتى الحركة والوضع وتكون كالتالى ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪kZe 2 kZe 2‬‬ ‫‪kZe 2‬‬ ‫=‪E‬‬ ‫‪−‬‬ ‫‪=−‬‬ ‫) ‪---------------------------------( 7‬‬ ‫ ‬ ‫‪2r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪2r‬‬ ‫بالتعويض من معادلة ) ‪ ( 7‬فى معادلة ) ‪ ( 4‬فان الطول الموجى للطيف المنبعث ياخذ الصورة‬ ‫ ‬ ‫التالية‪:‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪kZe 2  1 1 ‬‬ ‫=‬ ‫‪−‬‬ ‫‪ 2hc  rp rn ‬‬ ‫) ‪--------------------------------( 8‬‬ ‫ ‬ ‫‪nh‬‬ ‫= ‪mvrn‬‬ ‫وطبقا لفروض بوهر فان ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪nh‬‬ ‫=‪v‬‬ ‫) ‪------------------------------( 9‬‬ ‫ ‬ ‫‪2mrn‬‬  ‫فى المعادلة ) ‪ ( 3‬نحصل على ‪:‬‬ ‫‪n‬‬ ‫وبالتعويض عن قيمة‬ ‫ ‬ ‫‪1  4 2 kZe 2 m  1 ‬‬ ‫‪= ‬‬ ‫‪ 2 ‬‬ ‫) ‪------------------------------( 10‬‬ ‫ ‬ ‫‪ n ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪rn ‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪ 2 2 k 2 Z 2 e 4 m  1 ‬‬ ‫‪En = −‬‬ ‫‪ 2 ‬‬ ‫) ‪-----------------------------( 11‬‬ ‫ ‬ ‫‪ n ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h‬‬ ‫عند التعويض بقيم الثوابت نجد ان الطاقة المدارية بوحدات االلكترون فولت هى‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪ 1 ‬‬ ‫‪En = −13.6 2 ‬‬ ‫‪n ‬‬  ‫ومنها نجد ان طاقة الذرة تكون صفر عندما ∞=‪n‬‬ ‫ ‬ ‫وتكون ‪ -13.6 eV‬عندما ‪ n=1‬اى فى المدار االول‬ ‫ ‬ ‫وتكون ‪ -3.4 eV‬عندما ‪ n=2‬اى فى المدار الثانى ‪.‬‬ ‫ ‬ ‫ويمكن تمثيل مستويات الطاقة داخل الذرة حسب الرسم التالى ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫ن‬ ‫‪-1‬سلسلة ليمان ‪ :‬تحدث عند عودة االلكترون من المدارات( ‪4 =n , 3 =n ,2 =n‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪ )6 = n ,5 = n ,‬الى المدار ‪1 = n‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫باشن‬ ‫‪3‬‬ ‫‪ -2‬سلسلة بالمر‪ :‬تحدث عند عودة االلكترون من المستويات( ‪5 = n ,4 = n ,3 =n‬‬ ‫سلسلة بالمر‬ ‫‪ )6 = n ,‬الى المستوى ‪2 = n‬‬ ‫‪2‬‬ ‫سلسلة ليمان‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ -3‬سلسلة باشن‪ :‬تحدث عند عودة االلكترون من المستويات( ‪)6 = n ,5 = n ,4 = n‬‬ ‫الى المستوى ‪3 = n‬‬  ‫أمثلة محلولة‬ ‫مثال (‪: )1‬‬ ‫ ‬ ‫ينتقل الكترون فى ذرة الهيدروجين من المدار الثانى للطاقة الى المستوى االرضى للطاقة ‪.‬أوجد الطول الموجى ‪،‬‬ ‫ ‬ ‫التردد لكمات الضوء التى تنبعث نتيجة لهذا االنتقال ‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ 1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫الحل‬ ‫ ‬ ‫‪= RH  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ nl nh ‬‬ ‫طبقا لنموذج بوهر فان‬ ‫ ‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1‬‬ ‫‪= RH  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1 2 ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫=‬ ‫‪3RH‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪1.097 x107 m −1‬‬ ‫يسمى ثابت ريدبرج وهو يساوى‬ ‫‪RH‬‬ ‫حيث‬ ‫ ‬ ‫‪4‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫=‪‬‬ ‫‪= ‬‬ ‫‪−1 ‬‬ ‫‪3RH 3  1.097 x10 m ‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪= 121.5 nm‬‬ ‫فى طرف المعادلة نحصل على‬ ‫بنقل‬ ‫ ‬ ‫‪c = n‬‬ ‫لكن من المعروف ان‬ ‫ ‬ ‫‪3 x108 m / s‬‬ ‫=‪n‬‬ ‫‪−8‬‬ ‫‪= 2.47 x1016 Hz‬‬ ‫‪1.215 x10 m‬‬ ‫اذا‬ ‫ ‬  ‫مثال (‪: )2‬‬ ‫ ‬ ‫أوجد اقصى طول موجى للفوتونات الصادرة من متسلسلة بالمر وكذلك الطاقة المصاحبة لها وكذلك اقصر‬ ‫ ‬ ‫طول موجى‪.‬‬ ‫الحل‬ ‫ ‬ ‫أكبر طول موجى للفوتونات عند اول قيمة ل ‪ n‬بعد ‪ 2‬وهى ‪ n = 3‬أى ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1‬‬ ‫‪= RH  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2 3 ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪= RH‬‬ ‫‪max‬‬ ‫‪36‬‬ ‫‪36‬‬ ‫= ‪max‬‬ ‫‪= 656.3 nm‬‬ ‫‪5 RH‬‬ ‫وهو الطول الموجى الواقع فى مجال اللون االحمر والطاقة المصاحبة له تعطى من العالقة‪:‬‬ ‫ ‬ ‫= ‪E = hn‬‬ ‫‪hc‬‬ ‫=‬ ‫‪(6.36 x10‬‬ ‫‪−34‬‬ ‫()‬ ‫‪J.s 3 x108 m / s‬‬ ‫)‬ ‫‪max‬‬ ‫‪656.3 x10 −10 m‬‬ ‫‪= 3.03x10−19 J = 1.8 eV‬‬ ‫‪n=‬‬ ‫أقصر طول موجى عندما‬ ‫ ‬  ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 ‬‬ ‫‪= RH  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪4‬‬ ‫= ‪min‬‬ ‫‪= 364.6 nm‬‬ ‫‪RH‬‬ ‫وهذا الطول الموجى فى المنطقة البنفسجية ‪ ،‬والطاقة المصاحبة له هى ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫= ‪E = hn‬‬ ‫‪hc‬‬ ‫=‬ ‫‪(6.36 x10‬‬ ‫‪−34‬‬ ‫()‬ ‫‪J.s 3 x108 m / s‬‬ ‫)‬ ‫‪min‬‬ ‫‪364.6 x10−10 m‬‬ ‫‪= 3.4 eV‬‬ ‫مثال (‪: )3‬‬ ‫ ‬ ‫أوجد الطول الموجى الول خط من المتسلسلة التى تكافىء متسلسلة ليمان فى ذرة هيليوم وحيد التأين‪.‬‬ ‫ ‬ ‫الحل‬ ‫ ‬ ‫متسلسلة ليمان تمثل انتقال الكترون من اى مدار اعلى الى المدار رقم ‪ 1‬ومعنى اول خط اى اول انتقال‬ ‫ ‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1‬‬ ‫متاح عندما ‪. n=2‬‬ ‫‪= RHe  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1 2 ‬‬ ‫‪ 2 2 k 2 Z He‬‬ ‫‪2 4‬‬ ‫‪e mHe ‬‬ ‫‪RHe = ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪‬‬ ‫حيث ‪ R‬يمثل ثابت ريدبرج لذرة الهيليوم المتاين حيث كتلة نواة الهيليوم اربع اضعاف كتلة نواة‬ ‫‪He‬‬ ‫ ‬ ‫الهيدروجين وشحنة نواة الهيليوم ضعف شحنة نواة الهيدروجين‬ ‫ولكن فى هذه الحالة فان‬ ‫ ‬  ‫‪1‬‬ ‫‪3‬‬ ‫=‬ ‫‪RHe = 121.5 nm‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪4‬‬ ‫مثال (‪:)4‬‬ ‫ ‬ ‫ما هو اكبر طول موجى قادر على تأين ذرة الهيدروجين‪.‬‬ ‫ ‬ ‫الحل‬ ‫ ‬ ‫‪n=‬‬ ‫لكى يحدث الـتأين البد ان الطاقة الساقطة تكون كافية لنزع االلكترون الى مدار خارج الذرة اى‬ ‫ ‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 ‬‬ ‫‪= RH  2 − 2 ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪= RH‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 2 2 k 2 Z H2 e 4 mH‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪RH = ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ = 91.2 nm‬‬ ‫اذا‬ ‫ ‬  ‫مثال‪ :‬احسب طول الموجة الول خط في متسلسلة ليمان لذرة الهيدروجين‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫(‪= 109677.60‬‬ ‫‪−‬‬ ‫)‬ ‫‪‬‬ ‫‪n n‬‬‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1‬‬ ‫‪−1‬‬ ‫‪= 109677.60( − ) = 1082258.2 cm‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1 4‬‬ ‫‪−5‬‬ ‫‪ = 1.216 10 cm‬‬  ‫مثال‪ :‬احسب طول الموجة للخط الثالث في متسلسلة براكت لذرة الهيدروجين‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫(‪= 109677.60‬‬ ‫‪−‬‬ ‫)‬ ‫‪‬‬ ‫‪n n‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫(‪= 109677.60‬‬ ‫‪−‬‬ ‫)‬ ‫‪‬‬ ‫‪16 49‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪−1‬‬ ‫‪= 4616.5 cm‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪−4‬‬ ‫‪ = 2.166 10 cm‬‬  ‫نموذج بوهر‪ -‬سمر فيلد‬ ‫لقد بنيت نظرية بوهر على اساس ان االلكترون يدور حول النواة فى مدار دائرى‪.‬‬ ‫ ‬ ‫اضاف سمرفيلد ان المدرات التى تدور فيها االلكترونات تاخذ اشكاال اضافية مثل المدار‬ ‫ ‬ ‫البيضاوى بحيث تكون النواة فى احدى بؤرتيه‬ ‫‪‬‬ ‫وبالتالى فموقع االلكترون يتحدد عن طريق المسافة بين النواة وااللكترون ‪ r‬والزاوية المدارية‬ ‫ ‬ ‫هذا التعديل يتطلب تغير فى شروط بور على المدار ليصبح كالتالى‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪Lr = nr ‬‬ ‫‪L = n ‬‬ ‫حيث يعطى هذا الجمع‬ ‫‪n‬‬ ‫‪،‬‬ ‫‪nr‬‬ ‫والطاقة المحسوبة بواسطة الفرضين السابقين تعتمد على جمع‬ ‫ ‬ ‫‪n=n +n‬‬ ‫ما يسمى عدد الكم الرئيسى‬ ‫‪r‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪n = 1,2,3,4,5,.......‬‬ ‫حيث‬ ‫ ‬ ‫‪n = 1,2,3,4,5,.....‬‬ ‫‪nr = 0,1,2,3,4,........‬‬  ‫‪n = 1‬‬ ‫بالتالى عندما ‪ n=1‬فان ‪، n = 0‬‬ ‫‪r‬‬ ‫ ‬ ‫‪ n = 1‬للمدار البيضاوى‬ ‫وايضا عندما ‪ n=2‬فان ‪، n = 1‬‬ ‫‪r‬‬ ‫ ‬ ‫‪ n = 2‬للمدار الدائرى‬ ‫‪، n =0‬‬ ‫‪r‬‬ ‫ ‬ ‫‪ n=3‬فانه يكون هناك ثالث مدارات محتملة لإللكترون‬ ‫وعندما‬ ‫ ‬ ‫وبسبب ان سرعة االلكترونات فى المدارات البيضاوية غير ثابتة فا ذلك يصحبه تغير طفيف فى مستويات‬ ‫ ‬ ‫الطاقة فتكون مستويات الطاقة طبقا لنموذج بوهر سمرفيل كالتالى‪:‬‬ ‫‪ 1  k Z e   Z   1‬‬ ‫‪3 ‬‬ ‫‪2 2 4‬‬ ‫‪2 2‬‬ ‫‪En = − 2 ‬‬ ‫‪ 1 +‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪− ‬‬ ‫‪ n  ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪n  n 4n ‬‬ ‫وتكون مستويات الطاقة ‪:‬‬ ‫ ‬  ‫التأثير الكهروضوئي‬ ‫وفي عام ‪ 1905‬م فسر اينشتاين ظاهرة انبعاث االلكترونات من أسطح بعض المعادن عند تسليط‬ ‫ ‬ ‫ضوء عليها ( ظاهرة التأثير الكهروضوئي ) واقترح أن للضوء خواص جسيمية بجانب خواصه‬ ‫الموجية وقد سميت هذه الجسيمات الضوئية فيما بعد بالفوتونات‬ ‫ليس كل فوتون يمتلك الطاقة الكافية إلطالق اإللكترون فمثال فوتون الضوء األحمر ال يمتلك طاقة‬ ‫ ‬ ‫كافية لتحرير اإللكترون‬  ‫فرضية دى برولي‬ ‫تفسير اينشتاين لظاهرة التأثير الكهروضوئي أوحت لدي بروجليه بفكرة أن للمادة‬ ‫ ‬ ‫خواص موجية واستطاع فعالً أن يوجد عالقة لحساب الطول الموجي لألجسام ‪.‬‬ ‫األمر الذي بدأ النظر لاللكترون على أنه جسيم ذو طبيعة مزدوجة وتم التعامل‬ ‫معه على هذا األساس‬ ‫ثابت بالنك‬ ‫طول الموجة =‬ ‫المعادلة ‪:‬‬ ‫ ‬ ‫كتلة الجسم × سرعته‬ ‫من المعادلة يتبن انه كلما زادت كتلة الجسم المتحرك فان طول الموجة المصاحبه‬ ‫ ‬ ‫له تكون قصيرة جدا ‪.‬‬ ‫كتلة االلكترون صغيرة جدا لذلك يكون طول الموجة المصاحب لحركته كبيرا‬ ‫ ‬ ‫ويمكن قياسه عمليا لاللكترون ‪.‬‬  Everything in nature possesses both the properties of particles and also the properties of waves. The properties of large objects are best described by considering the particulate aspect. For extremely small objects, such as electrons, essential characteristics are described by wave properties.  ‫قاعدة الشك لهايزنبرج‬ ‫(مبدأ عدم التاكد لهايزنبرج)‬ ‫ ال يمكن تحديد مكان اإللكترون وقياس عزمه ( سرعته ) في‬ ‫نفس اللحظة بدقة ‪ ،‬بل هناك نسبة خطأ‪.‬‬ ‫ ويعود السبب في تعذر إجراء مثل هذا القياس في نفس‬ ‫اللحظة بدقة لتأثر اإللكترون بفوتون الضوء المستخدم في‬ ‫جهاز القياس ( ووفقا ً لهذه القاعدة فإنه ال يمكن تحديد مسار‬ ‫اإللكترون في مداره حول النواة تحديدا ً ثابتا ً ولكن يمكن‬ ‫تحديد احتمال وجوده في مداره حول النواة في وقت معين)‬  ‫ميكانيكا الكم والنظرية الذرية الحديثة‬ ‫‪.1‬بالرغم ان بور كان محقا في ان طاقة االلكترون‬ ‫داخل ذرة الهيدروجين مكممة اال انه اخطأ عندما‬ ‫اعتبر ان االلكترون يدور حول النواة في مدار دائري‬ ‫محدد اذ يعني هذا انه يمكن التحديد الدقيق لموضع‬ ‫االلكترون وسرعته في آن واحد وهذا يعترض مع‬ ‫قاعدة الشك لهايزنبرج‪..‬‬ ‫‪.2‬لذلك حاول العلماء ايجاد معادلة اخري تصف طاقة‬ ‫وحركة االلكترونات داخل الذرة‪.‬‬ ‫‪.3‬تمكن العالم النمساوي شرودنجر من وضع معادلة عرفت‬ ‫باسمه تأخذ في االعتبار الخواص المادية والموجية‬ ‫لاللكترون‪..‬‬ ‫‪.4‬معادلة شرودنجر ال يمكنها رسم مسار معين لاللكترون‬ ‫داخل الذرة وانما تتنبأ فقط باحتمال تواجد االلكترون عند‬ ‫موقع معين في الذرة ولذلك فان المدار هو عبارة عن حدود‬ ‫سطحية تمثل الحيز الذي يمكن ان يتواجد فيه االلكترون‬ ‫بنسبة تزيد عن ‪.%90‬‬ ‫‪.5‬حل معادلة شرودنجر لكل الكترون يؤدي الي الحصول علي‬ ‫أربع قيم خاصة بااللكترون تسمي باعداد الكم ولكل منها‬ ‫داللة هامة‪.‬تصف هذه االرقام مستويات الطاقة المسموح‬ ‫بها داخل الذرة او الجزئ‪.‬‬  ‫معادلة شرودنجر الموجية‬ ‫تابع العالم شرودنجر النظرية الموجية للجسيم الذر اقترحه العالم دي برولي حيث اشتق شرودنجر معادلة على اعتبار ان إلكترون ذرة‬ ‫الهيدروجين موجة حيث تبين ان نموذج شرودنجر ينطبق جيدا على ذرات العناصر االخرى ‪.‬‬ ‫سؤال‬ ‫ماهو النموذج الميكانيكي الكمي ؟‬ ‫وهو الذي يعامل االلكترونات على أنها موجات ويحدد طاقة االلكترونات بقيم معينة‬ ‫مالحظة‬ ‫هذا النموذج ال يوصف مسار االلكترون حول النواة ‪.‬‬ ‫‪ -‬لذالك اعتبر ان كل حل لمعادلة شرودتجر يمثل دالة موجية ترتبط مع احتمال وجود االلكترون ضمن حجم معين م الفراغ حول النواة‬ ‫موقع االلكترون المحتمل‬ ‫تتنبأ الدالة الموجية بمنطقة ثالثية االبعاد لاللكترون حول النواة تسمى المجال ‪.‬‬ ‫سؤال‬ ‫ما هو المجال ؟‬ ‫هو وصف الموقع المحتمل لوجود االلكترون حول النواة‬  ‫يشبه المجال الذري سحابة تتناسب كثافتها عند نقطة معينة مع احتمال وجود االلكترون عند تلك النقطة وهي ما تسمى ‪ :‬السحابة االلكترونية‬ ‫سؤال‬ ‫ما هي السحابة االلكترونية ؟‬ ‫وهي التي تصف االلكترون في مجال الطاقة االدنى ‪.‬‬ ‫وتعد السحابة االلكترونية صورة لحظية لحركة االلكترون حول النواة ‪.‬حيث تمثل كل نقطة فيها موقع االلكترون‬ ‫مالحظة‬ ‫عند لحظة معينة من الوقت ‪.‬‬ ‫سؤال‬ ‫ماذا يدل الكثافة العالية حول النواة ؟‬ ‫احتمال كبيرا لوجود االلكترون في هذا الموقع حول النواة‬ ‫مالحظة‬ ‫ان سبب عدم وجود حدود ثابتة للسحابة يدل على انه من الممكن أيضا ان يوجد االلكترون على‬ ‫مسافة ابعد من النواة‬  ‫النظرية الذرية الحديثة عـام ‪ 1932‬م ‬ ‫الذرة تتكون من نواة تتركز فيها كتلة الذرة و تحتوي على‬ ‫بروتونات موجبة الشحنة و نيوترونات متعادلة وإلكـترونات سالبة‬ ‫تدور حول النواة في مدارات حسب طاقة كل مدار وال يمكن تحديد‬ ‫مكان اإللكترون في السحابة اإللكترونية‬ ‫‪+‬‬  ‫األعداد الكمية ( ‪) Quantum Numbers‬‬ ‫أعطى الحل الرياضي لمعادلة شرودنجر أربعة أعداد سميت بأعداد الكم وتستخدم في‪:‬‬ ‫‪ -2‬تحديد اشكال المجاالت ‪.‬‬ ‫‪ -1‬تحديد أحجام المجاالت وطاقاتها ‪.‬‬ ‫‪ -3‬تحديد اتجاهات المجاالت الفراغية بالنسبة لمحاور الذرة ‪.‬وهي كالتالي ‪:‬‬ ‫ثانيا ً ‪ :‬العدد الكمي الثانوي ( ‪) l‬‬ ‫اوالً ‪ :‬العدد الكمي الرئيسي ( ‪) n‬‬ ‫] ‪Subsidiary quantum numbr[l‬‬ ‫]‪Principal quantum numbr[n‬‬ ‫رابعا ً ‪ :‬العدد الكمي المغزلي ( ‪) s‬‬ ‫ثالثا ً‪:‬العدد الكمي المغناطيسي (‪)m‬‬ ‫]‪Spin quantum numbr[ms‬‬ ‫]‪Magnetic quantum numbr[m‬‬  ‫اوالً ‪ :‬العدد الكمي الرئيسي‬ ‫]‪Principal quantum numbr[n‬‬ ‫وهو العدد الذي يحدد رقم المستوى في الذرة وكذلك عدد اإللكترونات التي يتشبع‬ ‫بها هذا المستوى ‪.‬ويكون دائما ً عددا ً صحيحا ً‪.‬‬ ‫ز‬ ‫* ويستخدم يف تحديد ‪:‬‬ ‫ز‬ ‫ز‬ ‫الرئيس يف الذرة ( عدد مستويات الطاقة األساسية يف الحالة‬ ‫ي‬ ‫(‪ )1‬ـ رقم مستوى الطاقة‬ ‫ز‬ ‫التاىل ‪:‬‬ ‫ي‬ ‫الجدول‬ ‫ف‬ ‫وه كما ي‬‫وه سبع مستويات ) ي‬ ‫المستقرة ي‬ ‫السابع‬ ‫الساد س‬ ‫الخامس‬ ‫الرابع‬ ‫الثالث‬ ‫الثاني‬ ‫األول‬ ‫رقم المستوى‬ ‫‪7‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫العدد الكمي‬ ‫وه تساوي ضعف مربــع‬ ‫الرئيس‬ ‫الطاقة‬ ‫مستوى‬ ‫بها‬ ‫يتشبع‬ ‫الت‬ ‫ر‬ ‫اإللكيونات ر‬ ‫(‪ )2‬ـ ـ عدد‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫التاىل ‪:‬‬ ‫ي‬ ‫الرئيس ( ‪2‬ن‪. ) 2‬ويتضح ذلك من خالل الجدول‬ ‫ي‬ ‫رقم المستوى‬ ‫رقم المستوى الرئيسي ( ن ) عدد اإللكترونات التي يتشبع‬ ‫بها مستوى الطاقة الرئيسي‬ ‫(‪2‬ن‪)2‬‬ ‫‪ 2 = 21 ×2‬إلكترون ‪.‬‬ ‫المستوى األول ( ن = ‪) 1‬‬ ‫‪ 8 = 22 ×2‬إلكترون ‪.‬‬ ‫المستوى الثاني ( ن = ‪) 2‬‬ ‫‪ 18 = 23 × 2‬إلكترون ‪.‬‬ ‫المستوى الثالث ( ن = ‪) 3‬‬ ‫‪ 32 = 24 × 2‬إلكترون ‪.‬‬ ‫المستوى الرابع ( ن = ‪) 4‬‬  ‫ثانيا ً ‪ :‬العدد الكمي الثانوي‬ ‫]‪Subsidiary quantum numbr[l‬‬ ‫ هو عدد قيمته تحدد شكل المجال الذي يتحرك فيه اإللكترون ‪.‬ويالحــظ ‪:‬‬ ‫‪ -1‬كل مستوى طاقة رئيسي يتكون من عدد من المستويات الطاقة الفرعية أو تحت مستويات الطاقة كما في المخطط التالي ‪:‬‬ ‫‪ -2‬عدد المستويات الفرعية ‪ :‬يساوي رقم المستوى الرئيسي التابعة له ‪.‬‬ ‫‪ -3‬يرمزللمستويات الفرعية بالرموز ( ‪. ) s,p,d,f‬‬ ‫‪ -4‬تختلف المستويات الفرعية (لنفس المستوى الرئيسي) اختالفا ً بسيطا ً عن بعضها في الطاقة ‪.‬‬  ‫‪ -5‬رتبت المستويات الفرعية ترتيبا ً تصاعديا ً حسب طاقاتها كمايلي ‪:‬‬ ‫‪f,d,p,s‬‬ ‫تزاد الطاقة في اتجاه السهم‬ ‫‪ -6‬يأخذ قيمة موجبة تبدأ من ل = صفر ‪ ( ,000 ,3 , 2 , 1 ,‬ن ـ ‪) 1‬‬ ‫‪ -7‬يحدد العدد الكمي الثانوي شكل المجال كما في الجدول التالي ‪:‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪s‬‬ ‫رمز المستوى الفرعي‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫صفر‬ ‫العدد الكمي الثانوي‬ ‫معقد‬ ‫معقد‬ ‫أجراس صماء‬ ‫كروي‬ ‫الشــــــكل‬ ‫‪8‬‬ ‫‪ -8‬شكل المجال ‪ s‬كالتالي ‪:‬‬  ‫اشكال المدارات‬ ‫‪ -1‬المدار )‪(s‬‬ ‫يأخذ شكال كرويا ويزداد حجم الكرة بزيادة قيمة رقم الكم الرئيسي ‪n‬‬  ‫‪ -2‬المدار )‪(p‬‬ ‫يبدا في الظهور في مستوي الطاقة الرئيسي الثاني وياخذ شكل كمثرتين متقابلتين عند‬ ‫الرأس ويحتوي مستوي الطاقة الثانوي ‪ p‬علي ثالث مدارات ‪ px, py, pz‬تمتد علي‬ ‫طول المحاور الكارتيزية‬  ‫‪ -3‬المدار )‪(d‬‬ ‫يبدا في الظهور في مستوي الطاقة الرئيسي الثالث ويحتوي المستوي الثانوي ‪ d‬علي‬ ‫خمسة مدارات تاخذ اشكاال اكثر تعقيدا من المدار ‪d‬‬  ‫‪ -9‬ويكون شكل مجال ‪ p‬كالتالي ‪:‬‬ ‫و الجدول التالي يوضح عدد الكمي الرئيسي وعدد الكم الثانوي وعدد‬ ‫المستويات الفرعية ورموز المستويات الفرعية ‪:‬‬ ‫طريقة كتابة المستويات‬ ‫رموز المستويات‬ ‫عدد المستويات‬ ‫عدد الكم الثانوي‬ ‫عدد الكم الرئيسي‬ ‫الفرعية‬ ‫الفرعيـــة‬ ‫الفرعيــــة‬ ‫( ل = ‪،...،0،1‬ن‪) 1-‬‬ ‫(ن)‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪s‬‬ ‫مستوى فرعي واحد‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2s,2p‬‬ ‫‪s,p‬‬ ‫مستويين فرعيين‬ ‫‪0،1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3s,3p,3d‬‬ ‫‪s,p,d‬‬ ‫ثالث مستويات فرعية‬ ‫‪0،1،2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4s,4p,4d,4f‬‬ ‫‪s,p,d,f‬‬ ‫اربع مستويات فرعية‬ ‫‪0،1،2،3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪-10‬المخطط التالي يوضح مستويات الطاقة االساسية والفرعية إبتداء من المستوى األول وحتى المستوى الرابع ‪:‬‬  ‫ثالثا ً ‪ :‬العدد الكمي المغناطيسي‬ ‫]‪Magnetic quantum numbr[m‬‬ ‫هو عدد يحدد أوربيتاالت المستويات الفراغية واتجاهاتها الفراغية ‪.‬‬ ‫ز‬ ‫أو هو عدد قيمته تحدد اتجاه المجال الفر ي‬ ‫اغ بالنسبة لمحور ثابت ‪.‬‬ ‫ز‬ ‫ويستخدم يف تحديد ‪:‬‬ ‫ز‬ ‫ز‬ ‫التاىل ‪:‬‬ ‫ي‬ ‫الجدول‬ ‫ف‬ ‫ي‬ ‫كما‬ ‫الطاقة‬ ‫مستويات‬ ‫من‬ ‫فرغ‬ ‫ي‬ ‫مستوى‬ ‫كل‬ ‫‪ -1‬عدد المجاالت ي‬ ‫ف‬ ‫‪) -l‬‬ ‫عدد المجاالت ( ‪l‬‬ ‫المستوى الفرعي‬ ‫(‪)0‬‬ ‫واحد‬ ‫‪S‬‬ ‫ثالثة (‪)1،0،1-‬‬ ‫‪p‬‬ ‫خمسة (‪)2،1،0،1-،2-‬‬ ‫‪d‬‬ ‫سبعة (‪)3، 2، 1 ،0 ،1-،2-،3-‬‬ ‫‪f‬‬  ‫ز‬ ‫التاىل ‪:‬‬ ‫ي‬ ‫المخطط‬ ‫‪ -2‬اتجاهات المجاالت ( األوربيتاالت ) وأشكالها الفراغيـة كما ي‬ ‫ف‬  ‫رابعا ً‪ :‬العدد الكمي المغزلي‬ ‫]‪Spin quantum numbr[s‬‬ ‫ر‬ ‫اإللكيون المغزلية حول محوره ‪.‬‬ ‫هو عدد يحدد نوع حركة‬ ‫ويالحظ ‪-:‬‬ ‫‪ -2‬لكل ر‬ ‫ر‬ ‫بإلكي ز‬ ‫وني ‪.‬‬ ‫يمتىل ) كل مجال‬ ‫إلكيون حركتان‬ ‫‪ -1‬يتشبع ( ي‬ ‫‪:‬‬ ‫ي ‪:‬‬ ‫ر‬ ‫اإللكيون حول نفسه بطريقت ز‬ ‫* حركة مغزلية ‪ :‬ويدور فيها‬ ‫مع اتجاه عقارب الساعة ويأخذ القيمة ( ‪) 1/2 + = s‬‬ ‫عكس عقارب الساعة ويأخذ القيمة ( ‪) 1/2 - = s‬‬ ‫ر‬ ‫اإللكيون حول النواة ‪.‬‬ ‫* حركة يدور فيها‬  ‫ز‬ ‫ر‬ ‫مغناطيس يف اتجاه‬ ‫ي‬ ‫مجال‬ ‫له‬ ‫يتكون‬ ‫)‬ ‫نفسه‬ ‫(‬ ‫محورة‬ ‫حول‬ ‫ون‬‫اإللكي‬ ‫‪ -3‬نتيجة دوران‬ ‫ز‬ ‫معي ‪.‬‬ ‫إلكي ز‬ ‫‪ -4‬بالرغم من ر‬ ‫ون المجال الواحد يحمالن نفس الشحنة السالبة إال أنهما اليتنافران ‪.‬‬ ‫ي‬ ‫علل ؟‬ ‫وني حول نفسه يعاكس‬ ‫ر‬ ‫اإللكي ز‬ ‫ئ‬ ‫الناش عن دوران أحد‬ ‫المغناطيس‬ ‫وتعليل ذلك ‪ :‬أن اتجاه المجال‬ ‫ً‬ ‫ر‬ ‫ي‬ ‫اإللكيون اآلخر حول نفسه أيضا ‪.‬ويقال أن‬ ‫ئ‬ ‫الناش عن دوران‬ ‫المغناطيس‬ ‫اتجاه المجال‬ ‫ي‬ ‫ز ز‬ ‫ر‬ ‫وني يف حالة ازدواج (‪. ) Paired‬‬‫اإللكي‬ ‫والمخطط التالي يوضح العالقة بين مستوى الطاقة األساسي وعدد كل من المستويات الفرعية و المجاالت واإللكترونات‬ 1, 2, 3, 0 to n – 1 + l to – l +1/2, -1/2 2n2 n 2l + 1  ‫الجدول الدوري‬ ‫ هو عرض جدولي للعناصر الكيميائية المعروفة‪.‬‬ ‫ زيادة عدد العناصر كان السبب في الحاجة إلى ترتيبها‬ ‫وتصنيفها لتسهيل دراستها‪.‬‬ ‫مندليف والقاعدة الدورية للعناصر الكيميائية‬ ‫(الجدول الدورى لمندليف)‬ ‫▪الحظ مندليف ‪ ،‬عند ترتيب العناصر بشكل تصاعدي حسب قيم‬ ‫الكتلة الذرية ‪ ،‬ظهور تشابه في الخواص الكيميائية لهذه العناصر‬ ‫على نحو دوري منتظم ‪.‬‬ ‫▪وضع مندليف جدوالً رتب فيه العناصر ذات الصفات المشتركة‬ ‫حسب تصاعد( زيادة ) قيم كتلها الذرية وذلك فى أعمده رأسيه‬ ‫تسمى المجموعات ‪.‬‬ ‫▪توقع وجود عناصر ذات خواص محددة لم تكن مكتشفة في ذلك‬ ‫الوقت ‪.‬ولذلك ترك بعض الفراغات في هيكل الجدول الدوري تمأل‬ ‫بالعناصر التى تكتشف الحقا‪.‬‬ ‫▪وضع اليود ‪( I‬ك‪.‬ذ =‪ ) 127‬بعد التيليريوم ‪( Te‬ك‪.‬ذ= ‪) 128‬‬ ‫وذلك ألن خواصها أملت عليه وضع التيليريوم فى المجموعه ‪ 6‬و‬ ‫اليود فى المجموعه ‪ 7‬وهذا يناقض تسلسل قيم الكتلة الذرية ‪.‬‬ ‫▪إحدى فوائد جدول مندليف هى إمكانية التنبوء بصفات عناصر‬ ‫مفقودة وذلك الن العناصر فى عمود ما يجب أن تكون لها صفات‬ ‫متشابهة‪.‬‬  ‫مزايا جدول مندليف‬ ‫‪.1‬الترتيب الذي قدمه مندليف يتفق بشكل كبير مع الجدول الحديث‪.‬‬ ‫‪.2‬شمل الكثير من الصفات الفيزيائية والكيميائية‪.‬‬ ‫‪.3‬رتب العناصر حسب التدرج في أوزانها الذرية‪.‬‬ ‫‪.4‬ترك مندليف في جدوله فراغات وبذلك تنبأ بوجود عناصر لم‬ ‫تكتشف بعد‪.‬‬  ‫عيوب جدول مندليف‬ ‫‪.1‬أخل بالترتيب التصاعدي لبعض العناصر حسب األوزان الذرية‬ ‫وذلك لوضعها في المجموعات التي تناسب خواصها‪.‬‬ ‫‪.2‬قام بترتيب بعض العناصر في أماكن معكوسة ولكن فيما بعد‬ ‫اكتشاف النظائر فسر ذلك حيث أن نظائر العنصر الواحد تتشابه‬ ‫في الصفات الكيميائية وتختلف في األوزان الذرية‪.‬‬ ‫الجدول الدوري الحديث‬ ‫تم ترتيب العناصر في الجدول‬ ‫ ‬ ‫الدوري حسب القانون الدورى‬ ‫والذى ينص على‪:‬‬ ‫انه اذا تم ترتيب العناصر ترتبا‬ ‫ ‬ ‫تصاعديا حسب العدد الذري‬ ‫فإنه يالحظ تدرج في الخواص‬ ‫الكيميائية والفيزيائية ‪.‬‬ ‫يتكون الجدول الدوري من‬ ‫ ‬ ‫‪18‬عمودا رأسي تسمى‬ ‫بالمجموعات‪.‬‬ ‫وسبع صفوف افقية تسمى‬ ‫ ‬ ‫بالدورات‪.‬‬  ‫‪ -1‬المجموعات‬ ‫المجموعات هي الصفوف العمودية في الجدول‬ ‫ ‬ ‫تتفق عناصر المجموعة الواحدة في عدد‬ ‫ ‬ ‫الكترونات التكافؤ‬ ‫الكترونات التكافؤ‪ :‬هي االلكترونات الموجودة في‬ ‫ ‬ ‫المستوى الرئيسى الخارجي‬ ‫توجد في الجدول الدوري نوعان من المجوعات‬ ‫ ‬ ‫هما مجموعات ‪ A‬ومجموعات ‪B‬‬ ‫المجموعات الرئيسية‬ ‫ توجد هناك ‪8‬‬ ‫مجموعات رئيسية‬ ‫وتسمى بمجموعات‬ ‫‪A‬‬ ‫ رقم المجموعة يدل‬ ‫على عدد االلكترونات‬ ‫الموجودة في المدار‬ ‫الخارجي للذرات‬ ‫الموجودة في تلك‬ ‫المجموعة‪.‬‬  ‫المجموعة الرئيسية االولى‬ ‫تسمى بالعناصر القلوية او االقالء‬ ‫ ‬ ‫هي عناصر نشطة يزداد نشاطها كلما‬ ‫ ‬ ‫انتقلنا الى اسفل‬ ‫تبدا بعنصر الهيدروجين ويكون لها‬ ‫ ‬ ‫الكترون تكافؤ واحد فقط مثال‪:‬‬ ‫‪1‬‬‫‪H:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪1‬‬ ‫ ‬ ‫‪3‬‬‫‪Li:1s‬‬ ‫‪2 2s1‬‬ ‫ ‬ ‫‪11‬‬ ‫‪Na:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p6 3s1‬‬ ‫ ‬ ‫المجموعة الرئيسية الثانية‬ ‫ تسمى بمجموعة القلويات‬ ‫الترابية‬ ‫ يوجد لها الكترونان تكافؤ مثال ‪:‬‬ ‫‪Be‬‬ ‫‪:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫ ‪2 2s2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪Mg‬‬ ‫‪:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p6 3s2‬‬ ‫‪12‬‬ ‫المجموعة الرئيسية‬ ‫السابعة‬ ‫تسمى عناصر هذه المجموعة‬ ‫ ‬ ‫بالهالوجينات ‪.‬‬ ‫وهي عناصر نشطه واشهرها عنصر‬ ‫ ‬ ‫الكلور‪.‬‬ ‫تحتوي على سبع الكترونات تكافوء‬ ‫ ‬ ‫مثال‪:‬‬ ‫‪9‬‬‫‪F:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p5.‬‬ ‫ ‬ ‫‪17‬‬‫‪Cl:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p6 3s23p5.‬‬ ‫ ‬ ‫المجموعة الرئيسية الثامنة‬ ‫ تسمى عناصر هذه المجموعة بالغازات‬ ‫الخاملة او النبيلة‪.‬‬ ‫تملك هذه الغازات ‪ 8‬الكترونات تكافؤ إذا ً هي‬ ‫عناصر مستقرة‪.‬‬ ‫ماعدا عنصر الهليوم الذي يحتوي على‬ ‫الكترونان تكافوء‪.‬‬ ‫‪He‬‬ ‫‪:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Ne:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p6.‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪Ar:‬‬ ‫‪1s‬‬ ‫‪2 2s2 2p6 3s2 3p6.‬‬ ‫‪18‬‬ ‫المجموعات الفرعية‬ ‫ تسمى عناصر هذه المجموعات‬ ‫بالعناصر االنتقالية او عناصر‬ ‫المجموعة ‪B‬‬ ‫ عدد هذه المجموعات ‪ 8‬مجموعات‬ ‫تبدأ من )‪ (IB‬إلى )‪ (VIIB‬باإلضافة إلى‬ ‫المجموعة الثامنة )‪ (VIII‬وتسمى‬ ‫عناصر هذه المجموعة بالعناصر‬ ‫االنتقالية‪.‬‬ ‫ توجد مجموعة واحدة من العناصر‬ ‫االنتقالية تحتوي على ثالث صفوف‬ ‫وهي‪ V111B‬الثامنة‬  ‫‪ -2‬الدورات‬ ‫ الدورات هي الصفوف االفقية في الجدول‪.‬‬ ‫ يوجد في الجدول ‪7‬دورات‪.‬‬ ‫ تتفق عناصر كل دوره في رقم المستوى الرائيسيي ويعبر عن رقم‬ ‫الدورة مثال‪.‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪:1s‬‬‫‪22s22p63s23p6 4s1‬‬ ‫‪19‬‬ ‫‪Ca: 1s22s22p63s23p6 4s2‬‬ ‫‪20‬‬  ‫مميزات هذا الجدول‬ ‫يعتمد في تصنيفه على التدرج في األعداد الذرية للعناصر‪.‬‬ ‫ ‬ ‫يحتوي على سبع دورات أفقية‪.‬‬ ‫ ‬ ‫يحتوي الجدول على ‪ 18‬مجموعة رأسية (أعمدة) تتشابه‬ ‫ ‬ ‫خواص عناصر المجموعة الواحدة‪.‬‬ ‫تنتهي كل دورة من الدورات األفقية في الجدول الدوري بعنصر‬ ‫ ‬ ‫خامل تمتلئ مداراته بااللكترونات‪.‬‬ ‫هناك سلسلتين طويلتين من العناصر تقعان أسفل الجدول‬ ‫ ‬ ‫الدوري (العناصر االنتقالية الداخلية) وضعوا أسفل الجدول‬ ‫للتوفير في الحيز‪ ,‬السلسلة األولى تسمى النثانيدات والثانية‬ ‫أكتنيدات (في كل سلسلة ‪ 14‬عنصر)‪.‬‬  ‫تصنيف العناصر حسب التوزيع االلكتروني‬ ‫‪ -1‬عناصر الفئة ‪: S‬‬ ‫ المجموعة االولى والثانية‬ ‫‪ -2‬عناصر الفئة ‪: P‬‬ ‫المجموعات ‪ :‬الثالثة والرابعة‬ ‫والخامسة والسادسة والسابعة‬ ‫والثامنة ماعدا عنصر ‪He‬‬ ‫ عناصر الفئة ‪: d‬‬ ‫ جميع العناصر لالنتقالية ‪B‬‬ ‫الالنثانيدات‬ ‫االكتنيدات‬ ‫ عناصر الفئة ‪F‬‬ ‫ الالنثانيدات واالكتنيدات‬  ‫ التوزيع اإللكتروني‬6.5 Electron Configuration Denotes the principal quantum number n Denotes the number 1s2 of electrons in the Denote the angular momentum orbital of subshell ml quantum number l Electron configuration is how the electrons are distributed among the various atomic orbitals in an atom.  6d 7P 7S Q (7) 5d 6P 4f 6S P (6) 4d 5P 5S O (5) 3d 4P 4S N (4) 3P 3S M (3) ‫الطاقة‬ ‫تــــزداد‬ 2P 2S L (2) 1S K (1) ‫)‪ (A‬مبدأ البناء التصاعدي لباولى‪Pauli Exclusion Principle :‬‬ ‫ال بد لإللكترونات أن تشغل مستويات الطاقة الفرعية ذات الطاقة األقل أوالً وبذلك يمكن‬ ‫ترتيب المستويات الفرعية تصاعدياً حسب زيادة طاقاتها كاآلتي‪.‬‬ ‫‪Order of orbitals (filling) in multi-electron atom‬‬ ‫‪K n=1‬‬ ‫‪L n=2‬‬ ‫‪M n=3‬‬ ‫‪N n=4‬‬ ‫‪O n=5‬‬ ‫‪P n=6‬‬ ‫‪Q n=7‬‬ ‫والشكل يوضح طريقة ملء مستويات الطاقة الفرعية تبعاً التجاهات األسهم‪.‬‬ ‫‪1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s‬‬ “Fill up” electrons in lowest energy orbitals (Aufbau principle) C 6 electrons B 1s22s22p2 ?? B 5 electrons B 1s22s22p1 Be 4 electrons Be 1s22s2 Li 3 electrons Li 1s22s1 He 2 electrons He 1s2 H 1 electron He 1s2 H 1s1  ‫تدرج الخواص في الجدول الدوري‬ ‫ ‪ -1‬نصف القطر الذري ‪:‬‬ ‫ وهو نصف المسافة بين‬ ‫مركزى ذرتين متماثلتان في‬ ‫جزي ثنائي الذرة ‪.‬‬ ‫طول الرابطة ‪ :‬المسافة بين مركزي‬ ‫الذرتين‬ ‫طول الرابطة‬ ‫مثال ‪:‬‬ ‫نصف القطر الذرى‬ ‫نصف القطر = ‪ 100‬بيكومتر‬ ‫طول الرابطة = ‪ 200‬بيكومتر‬  ‫‪ -1‬تدرج نصف القطر الذري‬ ‫يقل نصف القطر‬ ‫‪ -1‬يقل نصف القطر الذري في الدورة‬ ‫الواحدة عند انتقالنا من اليسار الى اليمين‬ ‫‪.‬وذلك بسبب عند انتقالنا الى يمين‬ ‫الجدول يزداد عدد الذرى فتزداد عدد‬ ‫البروتونات في النواة ويلحقه زيادة في‬ ‫عدد االلكترونات ولكنها تشغل نفس‬ ‫المستوى الرئيسي لذلك يزداد جذب النواة‬ ‫لهذه االلكترونات فيقل نصف القطر الذري‬ ‫‪ -2‬يزداد نصف القطر الذري في المجموعة‬ ‫الواحد كلما انتقلنا الى اسفل الجدول ‪.‬وذلك‬ ‫بسبب زيادة عدد المستويات الرئيسية كلما‬ ‫انتقلنا الى اسفل الجدول فيقل جذب النواة‬ ‫لاللكترونات فيزداد نصف القطر الذري‬  ‫‪ -2‬نصف القطر االيوني‬ ‫ االيون عبارة عن ذرة فقدت او اكتسبت الكترون او اكثر لتصل الى حالة‬ ‫االستقرار الثماني‬ ‫‪ -1‬نصف القطر لاليون السالب ‪:‬‬ ‫نصف قطر االيون السالب اكبر من نصف‬ ‫قطر ذرته ‪.‬وذلك الن الذرة لتتحول الى‬ ‫ايون سالب يجب عليها ان تكتسب‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪-‬‬ ‫الكترونات فيزيد عدد الشحنات السالبة في‬ ‫المستويات الرئيسية عن عدد الشحنات‬ ‫الموجبة داخل النواة فتصبح قوة الجذب‬ ‫للنواة موزعة على عدد كبير من‬ ‫االلكترونات فيقل جدب النواة‪.‬‬  ‫‪ -2‬نصف قطر االيون الموجب‬ ‫ نصف قطر االيون الموجب اصغر‬ ‫من نصف قطر ذرته الن الذرة لكي‬ ‫تتحول الى ايون موجب يجب عليها‬ ‫ان تفقد الكترونات لتصل الى‬ ‫االستقرار فيقل عدد االلكترونات في‬ ‫‪Na+‬‬ ‫المستويات عن عدد البروتونات في‬ ‫‪Na‬‬ ‫النواة فيزداد قوة جذب النواة‬ ‫لاللكترونات‬  ‫‪ -3‬طاقة التأين‬ ‫تزداد طاقة التأين‬ ‫ وهي الطاقة الالزمة لنزع االلكترون من الذرة‬ ‫المفردة في الحالة الغازية ‪.‬‬ ‫ وتتدرج طاقة التأين في الجدول حسب االتي ‪:‬‬ ‫‪ -1‬تزداد طاقة التأين في الدورة الواحدة كلما انتقلنا من‬ ‫اليسار الى اليمين ‪.‬وذلك بسبب صغر نصف القطر الذري‬ ‫فيزداد جذب النواة لاللكترون فيصعب نزع االلكترون‬ ‫‪ -2‬تقل طاقة التأين في المجموعة الواحدة كلما انتقلنا الى‬ ‫اسفل المجموعة ‪.‬وذلك بسبب زيادة نصف القطر الذري‬ ‫فيقل جذب النواة لاللكترون فيسهل نزع االلكترون‬ ‫ العناصر الخاملة لها اكبر طاقة تأين ‪.‬وذلك‬ ‫بسبب استقرارها فيصعب نزع االلكترون من الذرة‬