كيف يتم توزيع الإلكترونات في غلاف الذرة؟

الإلكترونات عبارة عن جسيمات دون ذرية صغيرة ذات شحنة سالبة تدور في قذائف حول نواة الذرة. يمكن اعتبار كل غلاف مستوى طاقة ، ويجب أن يكون كل مستوى طاقة مليئًا بالإلكترونات قبل انتقال الإلكترون إلى غلاف طاقة أعلى. تختلف كمية الإلكترونات الموجودة في كل غلاف ، ولا تشبه مدارات الإلكترونات وترتيبها النماذج الدائرية تمامًا التي تُرى بشكل شائع.

تحتوي كل غلاف إلكتروني على كمية مختلفة من الإلكترونات لملء الغلاف بالكامل. يمكن أن تحتوي غلاف الإلكترون الأول على إلكترونين. عنصرا الهيدروجين مع إلكترون واحد والهيليوم بإلكترونين هما العنصران الوحيدان اللذان لهما غلاف إلكترون واحد فقط. يمكن أن تحتوي القشرة الثانية على ثمانية إلكترونات. تحتوي القشرة الثالثة على 18 إلكترونًا ، والرابعة تحتوي على 32 إلكترونًا.

تنقسم قذائف الإلكترون إلى أغلفة فرعية. تعتبر هذه الأصداف الفرعية مستويات طاقة ضمن مستويات طاقة غلاف الإلكترون. يتم تمثيل هذه الأصداف الفرعية بالحروف s و p و d و f. لديهم عدد محدد من الإلكترونات. على سبيل المثال ، يحتوي الغلاف الفرعي s على إلكترونين ، بينما يحتوي الغلاف الفرعي p على ستة إلكترونين. كل غلاف فرعي قادر على حمل أربعة إلكترونات أكثر من الغلاف الفرعي السابق.

الأصداف الفرعية موجودة في كل من قذائف الإلكترون. على سبيل المثال ، يحتوي عنصر البورون على خمسة إلكترونات. يتلاءم أول إلكترونين مع الغلاف الأول على الغلاف الفرعي الأول والوحيد. غلاف الإلكترون الثاني له ثلاثة إلكترونات. يقع أول اثنان على الغلاف الفرعي s ، مع إلكترون واحد على الغلاف الفرعي p. تدوين الغلاف الفرعي الشائع للبورون هو 1s2 2s2 2p1. يشير هذا الترميز إلى غلاف الإلكترون أولاً برقم ، والغلاف الفرعي بالحرف وعدد الإلكترونات الموجودة على الغلاف الفرعي برقم.

على الرغم من أنه من الشائع رؤية نماذج الإلكترون تستخدم أشكالًا دائرية لعرض الإلكترونات وقذائف الإلكترون ، إلا أن شكل المدار مختلف تمامًا في الواقع. الغلاف الفرعي s على شكل كروي. كل مداري p على شكل دمبل. يمكن أن يحمل شكل الدمبل في المدار p إلكترونين فقط. نظرًا لأن المدار p قد يحتوي على ستة إلكترونات إجمالاً ، فلكي يكون المدار p ممتلئًا ، يجب أن يكون هناك ثلاثة أشكال دمبل متشابكة في المركز.

لا تلتف الإلكترونات الموجودة في أغلفة الإلكترون والأغلفة الفرعية حول الأصداف في مدار محدد مسبقًا. تتحرك الإلكترونات في سحابة. على سبيل المثال ، يحتوي المستوى الفرعي s على إلكترونين كحد أقصى في شكل كروي. لا يدور الإلكترونان حول حافة الكرة ؛ يمكن أن تكون موجودة في أي مكان داخل الشكل الكروي في أي وقت. في الواقع ، وفقًا لفيزياء الكم ، قد تخرج الإلكترونات خارج الكرة. الشكل الكروي للغلاف الفرعي s هو فقط النقطة الأكثر احتمالية لتحديد موقع الإلكترونات في أي وقت معين. هذا يخلق سحابة من الاحتمالية التي يمكن أن يقع عليها الإلكترون في أي وقت. هذا صحيح بالنسبة لجميع الأصداف الإلكترونية والأغلفة الفرعية.