الفرق الرئيسي - مبدأ أوفباو مقابل قاعدة هوند

بدأ تطوير التركيب الذري بنظرية دالتون الذرية الحديثة. وذكر أن كل المادة مصنوعة من ذرات ولا يمكن تقسيم الذرات إلى جزيئات أصغر. ومع ذلك ، فقد وجد لاحقًا أنه يمكن تقسيم الذرة إلى مزيد من الجسيمات دون الذرية بعد اكتشاف الإلكترون بواسطة ج. طومسون ، اكتشاف النواة بواسطة رذرفورد ومفهوم المدارات الإلكترونية لنيلز بور. تتضمن بنية الذرة المقبولة حاليًا تفاصيل حول قذائف الإلكترون ، والأجزاء الفرعية ، والمدارات. يمكن وصف الطريقة التي تملأ بها الإلكترونات هذه الأصداف والمدارات باستخدام مبدأ Aufbau وقاعدة Hund. الفرق الرئيسي بين مبدأ Aufbau و Hund’s Rule هو أن يشير مبدأ Aufbau إلى الترتيب الذي تمتلئ به الأجزاء الفرعية بالإلكترونات بينما تشير قاعدة Hund إلى الترتيب الذي تملأ فيه مدارات الأجزاء الفرعية بالإلكترونات.

المجالات الرئيسية التي تمت تغطيتها

1. ما هو مبدأ Aufbau - النظرية والتفسير بالأمثلة 2. ما هي قاعدة هوند - النظرية والتفسير بالأمثلة 3. ما هي أوجه التشابه بين مبدأ Aufbau وقاعدة Hund - الخطوط العريضة للسمات المشتركة 4. ما هو الفرق بين مبدأ Aufbau وقاعدة Hund - مقارنة الاختلافات الرئيسية

المصطلحات الأساسية: Atom ، مبدأ Aufbau ، Electron ، Hund’s Rule ، Orbital

ما هو مبدأ أوفباو

ينص مبدأ Aufbau على أن ترتيب ملء الإلكترونات في الأجزاء الفرعية للذرة يحدث من أدنى مستوى للطاقة إلى أعلى مستوى للطاقة. بمعنى آخر ، عندما تمتلئ الإلكترونات في مدارات الذرة ، تملأ الإلكترونات أولاً المدارات الموجودة في أدنى مستوى للطاقة قبل ملء مستويات الطاقة العالية.

بشكل عام ، تزداد الطاقة بترتيب 1 <2 <3 <4 في مستوى الغلاف و s <p <d <f في المستوى المداري. على سبيل المثال ، المداري s أو p أو d أو f في المدار 2^{اختصار الثاني} يجب أن تحتوي القشرة دائمًا على طاقة أقل من طاقة 3^{بحث وتطوير} صدفة. لكن وفقًا لمبدأ Aufbau ، تمتلئ الإلكترونات أحيانًا في هذه المدارات مع استثناءات. على سبيل المثال ، يحتوي مدار 4s على طاقة منخفضة من طاقة المدار ثلاثي الأبعاد على الرغم من أن المستوى الفرعي 3 يأتي قبل المستوى الفرعي 4. هنا ، يختلف ترتيب ملء الإلكترونات في المدارات عن الترتيب المتوقع.

الأمر المتوقع

1s <2s <3s <3p <3d <4s <4p <4d <5s…

الترتيب الفعلي

1s <2s <3s <3p < 4 ثانية <3d <4p < 5 ثانية <4d…

ومع ذلك ، من الصعب تذكر مستويات الطاقة لكل مدار واحد تلو الآخر. لذلك ، يمكننا استخدام الرسم البياني التالي لتحديد مستويات الطاقة بسهولة.

الشكل 1: ترتيب مستويات الطاقة في المدارات

توضح الصورة أعلاه رسمًا تخطيطيًا لتحديد مستويات الطاقة. هنا ، يمكننا الحصول على ترتيب المدارات باتباع مسار الأسهم. بعد كل رأس سهم ، ابدأ بالسهم التالي. بهذه الطريقة ، من السهل الحصول على مستويات الطاقة.

ما هي قاعدة هوند

تشرح قاعدة هوند ترتيب الإلكترونات التي تملأ مدارات الأجزاء الفرعية. تتكون الأصداف الفرعية من مدارات. يختلف عدد المدارات الموجودة في قشرة فرعية واحدة من قشرة فرعية إلى أخرى. على سبيل المثال ، تحتوي القشرة الفرعية s على مدارات s واحدة فقط ، بينما تحتوي p subshell على 3 مدارات p ، وتتكون d من 5 مدارات d. وبالتالي ، يجب أن يكون هناك ترتيب لملء هذه المدارات بالإلكترونات. خلاف ذلك ، تصبح هذه الذرات غير مستقرة.

يمكن أن يحتوي المدار الواحد على إلكترونين كحد أقصى. وفقًا لقاعدة هوند ، فإن كل مدار في نفس الغلاف الفرعي تشغله الإلكترونات منفردة أولاً قبل أن يقترن. هذا يعني أن الإلكترونات يتم ملؤها أولاً كإلكترونات غير مقترنة ثم يتم إقرانها. لذلك ، عند تخصيص الإلكترونات في المدارات ، يتم اتباع هذه القاعدة. هذا لأنه ، إذا كانت هناك مدارات بها أزواج إلكترونية ومدارات فارغة في نفس الغلاف الفرعي ، فهذا تكوين غير مستقر لأن الإلكترونات مشحونة سالبة وتتنافر عندما تكون في نفس المدار. لذلك ، تميل الإلكترونات إلى الترتيب بطريقة يتم فيها تقليل التنافر بين الإلكترونات.

الشكل 2: الإلكترونات التي تحتل المدارات

علاوة على ذلك ، توضح هذه القاعدة أن الإلكترونات تمتلئ في المدارات بطريقة تتناسب مع "دورانها". بعبارة أخرى ، فإن الإلكترونات الموجودة في المدارات المشغولة منفردة لنفس الغلاف الفرعي لها نفس الدوران. عندما يتم إقران هذه الإلكترونات ، يكون لإلكترونان يدوران معاكسان لتقليل التنافر بينهما. إلكترون واحد من زوج الإلكترون "يدور لأعلى" بينما الإلكترون الآخر "يدور لأسفل".

الشكل 3: تدور الإلكترونات في المدارات

إذا كان المدار مشغولاً بشكل منفرد ، فيمكن أن يكون هذا الإلكترون إما "تدور لأعلى" أو "تدور لأسفل". ومع ذلك ، عندما يتم إقران هذا الإلكترون ، يجب أن يكون للإلكترون الآخر الدوران المعاكس لهذا الإلكترون. بهذه الطريقة ، يتم تقليل التنافر.

أوجه التشابه بين مبدأ Aufbau و Hund’s Rule

الفرق بين مبدأ أوفباو وقاعدة هوند

تعريف

مبدأ أوفباو: يشرح مبدأ Aufbau الترتيب الذي تمتلئ به الأجزاء الفرعية للذرة بالإلكترونات.

قاعدة هوند: تشرح قاعدة هوند الترتيب الذي تملأ به مدارات الأصداف الفرعية الإلكترونات.

نظرية

مبدأ أوفباو: وفقًا لمبدأ Aufbau ، تمتلئ الأجزاء الفرعية من أدنى مستوى للطاقة إلى أعلى مستوى للطاقة.

قاعدة هوند: وفقًا لقاعدة هوند ، تشغل الإلكترونات المدارات منفردة أولاً ، ثم يتم إقرانها وفقًا لدورانها.

مستويات الطاقة

مبدأ أوفباو: يصف مبدأ Aufbau الطريقة التي تملأ بها الإلكترونات الأجزاء الفرعية.

قاعدة هوند: تصف قاعدة هوند الطريقة التي تملأ بها الإلكترونات مدارات الأجزاء الفرعية.

النفور

مبدأ أوفباو: لا يصف مبدأ Aufbau التقليل من التنافر بين الإلكترونات.

قاعدة هوند: تشير قاعدة هوند إلى كيفية امتلاء الإلكترونات بطريقة تقلل التنافر بين الإلكترونات.

استنتاج

يعتبر كل من مبدأ Aufbau وقاعدة Hund مهمين للغاية في تطوير التركيب الذري لذرة معينة. إذا كان عدد الإلكترونات معروفًا لذرة معينة ، فيمكننا تحديد النمط الذي يتم فيه ترتيب هذه الإلكترونات في تلك الذرة باستخدام النظريات المذكورة أعلاه. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين مبدأ Aufbau وقاعدة Hund في أن مبدأ Aufbau يشير إلى الترتيب الذي تمتلئ به الأجزاء الفرعية بالإلكترونات بينما تشير قاعدة Hund إلى الطريقة التي تملأ بها الإلكترونات المدارات في الأجزاء الفرعية.

مراجع:

1. "مبدأ Aufbau." ويكيبيديا. مؤسسة ويكيميديا ​​، 21 يوليو 2017. الويب. متاح هنا. 02 أغسطس 2017. 2. "قواعد Hunds." الكيمياء LibreTexts. Libretexts ، 21 يوليو 2016. الويب. متاح هنا. 02 أغسطس 2017.

الصورة مجاملة:

1. "قاعدة كليشكوفسكي" بقلم Bono ~ commonswiki المفترض (بناءً على مطالبات حقوق النشر) (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia2. "نيتروجين المخطط المداري - قاعدة هوند" Por CK-12 Foundation (نقطية) ، Adrignola (ناقل) - ملف: High School Chemistry.pdf ، صفحة 325 (Domínio público) عبر Commons Wikimedia3. "قاعدة هوند" بقلم CK-12 Foundation (نقطية) ، Adrignola (ناقل) - ملف: High School Chemistry.pdf ، الصفحة 323 ، (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز