اوربیتال ها

آرایش الکترونی اتم ها

به کمک آرایش الکترونی یک اتم می توان خواص فیزیکی وشیمیایی آن عنصررا پیش بینی نمود.

 الکترون هابه ترتیب افزایش انرژی دراوربیتال هاقرارمی گیرند.(طبق اصل آفبا = اصل بناگذاری ).

 دیاگرام زیراوربیتال ها رابه ترتیب انرژی نشان می دهد. هرچه الکترون به هسته نزدیک تر

می شود درسطح انرژی کمتری قرار می گیرد. به عبارتی برای جدا سازی آن ازاتم انرژی بیشتری

 نیاز است.( طبق تعریف مقدار انرژی اتم منفی است)

  هسته

انرژی یک اوربیتال تحت تاثیر عوامل زیر قرارمی گیرد.  

1- اثر بار هسته : باافزایش پروتون ( Z ) در هسته جاذبه بین الکترون وهسته افزایش می یابد .

2- اثر پوششی : الکترون های درونی که بین هسته والکترون های بیرونی قرار می گیرند به طور

 نسبی اثر جاذبه هسته بر روی این الکترون هارا کاهش می دهند. وهم چنین الکترون هایی که 

در یک زیر لایه قرار می گیرند تا حدودی حایل یکدیگر بوده واز جاذبه هسته می کاهند به طور 

کلی باتوجه به اثر حائلی ?باری که هر اتم ازطرف هسته احساس می کند بار موثر هسته ( *Z)

می نامند. که مسلما همیشه کمتر از بار هسته ( Z ) می باشد. 

 3- اثر الکترون اضافی : الکترون دوم انرژی اوربیتال را? افزایش می دهد به مثال زیر توجه نمایید.

انرژی اوربیتال H= -1311kj mol-1      1s   

انرژی اوربیتال He = -2372 kj mol-1          1s

  انرژی اوربیتال He += -5250 kj mol-1     1s

4-  اثر شکل اوربیتال : قدرت نفوذ الکترون در اوربیتال s > p > d > f می باشد . اوربیتال  s بعلت شکل کروی که

دارد تا نزدیکی هسته می تواند نفوذ کند ودرنتیجه جاذبه هسته برروی 

الکترون های این اوربیتال بیشتراست درحالی که سایر اوربیتال ها دارای صفحه گرهی می باشند 

که چگالی الکترون درآن صفر است والکترون هرگز به اندازه الکترون s نمی تواند به هسته

 نزدیک شود. درنتیجه این اثر? سطح انرژی اصلی به دو یاچند زیر لایه (اوربیتال های d ? p ? f )

 شکافته می شود. مثلا لایه سوم( 3= n ) دارای زیر لایه های 3s و 3p و 3dمی باشد .

s که کروی است دارای فقط یک اوربیتال و p که دمبلی شکل است . درسه جهت محورمختصات

 گسترش می یابد .ودارای سه اوربیتال( px ? py ? pz ) می باشد.

d که دربین محورهای مختصات نیز نفوذ می کند دارای پنچ اوربیتال وبه همین ترتیب f دارای

 هفت اوربیتال می باشد.  

طبق اصل آفبا آرایش الکترونی اتم ها را به طریق زیر رسم می نماییم : 

1- ازپایین ترین سطح انرژی الکترون ها را دراوربیتال ها قرار می دهیم . 1H: 1s1

2- طبق اصل طرد پائولی در هر اوربیتال دوالکترون بااسپین مخالف جای می گیرد. 2He:1s2  

طبق اصل پائولی تعداد اوربیتال ها درهر تراز اصلی از رابطه ( n 2 ) که درآن n شماره تراز

 اصلی است به دست می آید.

3- طبق اصل هوند اوربیتال های هم انرژی هنگامی زوج می شوند که هرکدام یک الکترون داشته

 باشند.  

  5B : 1S2 2S2 2Px1 

  6C : 1S2  2S2  2Px1 2Py1  

  7N: 1S2  2S2   2Px1 2Py1 2Pz1 

  8O : 1S2 2S2 2Px2 2Py1 2Pz1

  ّ9F: 1S2 2S2 2Px2 2Py2 2Pz1  

  10Ne : 1S2 2S2 2Px2 2Py2 2Pz2

 

 


 4- به طور کلی اوربیتال هایی ابتدا الکترون می پذیرند که مجموع شماره ترازاصلی و عدد

سمتی کوچکتری ( n+l ) داشته باشند وچنانچه مجموع این دو عدد? در دو اوربیتال برابر

 باشد اوربیتالی ابتدا الکترون می پذیرد که شماره ترازاصلی انرژی درآن ( n ) کوچکترباشد. 

 مثال : 

  3s: n+l = 3+ 0= 3 

  3P: n+l = 3+ 1= 4 

  3d: n+1 = 3+ 2= 5 

  4s: n+l = 4+ 0= 4 

  4P: n+l = 4+ 1=5  

               

ترتیب پر شدن دراین چند اوربیتال به این ترتیب خواهد بود .

  4P <------ 3d < ------ 4s <----- 3P <----- 3s 

اوربیتال ها را معمولا به شکل دایره ویا مربع نشان می دهند .حال اگر اوربیتال ها را به ترتیب

 پر شدن درکنار هم قرار دهیم.جدولی نظیر جدول زیر به وجود خواهد آمد. که همان جدول تناوبی

  عناصر است.

طبق این قاعده می توان آرایش الکترونی بیشتر اتم ها را درحالت پایه به دست آورد.ولی لازم به

 تذکر است این قاعده تقریبی بوده زیرا برمبنای فرضی استوارشده است که همیشه درست نیست. در

بعضی ازعناصر که عدداتمی بالایی دارند ترازهای فرعی به طور منظم پر نمی شوند.وچند مورد 

استثنایی مشاهده می شود. 

باکلیک در  اینجا وانتخاب عنصر مورد نظر خود به چگونگی آرایش الکترون ها درآن اتم دست

 خواهید یافت. 

منابع :

http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/elstructs.html

شیمی عمومی تالیف اسمیت اسموت پرایس

-دکتر منصور عابدینی