المدارات الذرية

*المدارات الذرية:-
إن الذرة تتألف من الكترونات (me=9.11X10-31kg) سالبة الشحنة تدور في مدارات حول النواة المتكونة من جسيمات موجبة الشحنة يطلق عليها بالبروتونات (mp=1.67X10-27kg) والنيوترونات التي لها نفس الكتلة (mn=mp) وليس لها شحنة , حيث أن عدد البروتونات أو الالكترونات يمثل العدد الذري وعدد البروتونات زائداَ عدد النيوترونات سيرمز إلى الوزن الذري وان الذرّات التي تمتلك نفس عدد البروتونات ولكنها تختلف في عدد النيوترونات تسمى بالنظائر. إن توزيع الالكترونات في المدارات يخضع للقواعد التالية :-
1-يرمز للمدارات بالأرقام :- (n=1,2,3,4,....) وتقابلها الحروف التالية :- (k,l,m,n,….) وذلك حسب القرب من النواة. والجدول التالي (1-1) يوضح التوزيع الالكتروني للعناصر المهمة الواجب حفظها.
2-إن عدد الالكترونات في كل مدار يوجد من العلاقة :- (2n2) , حيث يحتوي المدار على مدارات داخلية وهي:- (s,p,d,f) التي تحتوي على :- (2,6,10,14) إلكترون وعلى التوالي. بحيث أن (n=1) يحتوي فقط على (s) و (n=2) يحتوي على (s,p) و (n=3) يحتوي على (s,p,d) وهكذا. وان الالكترونات في المدار الأخير تسمى بالكترونات التكافؤ وان وجود ثمانية الكترونات (أي امتلاء (s,p)) يعطي الذرة الثبات و الاستقرار (ما عدا (H,He)) وهو ما تحتاجه الذرة وعندما تفقد أو تكتسب الذرة إلكترون فإنها تتحول إلى ايون موجب أو سالب الشحنة.
جدول (1-1) :- التوزيع الالكتروني لبعض العناصر الهامة.
التوزيع الالكتروني العدد الذري الرمز العنصر
1s1 1 H 1-Hydrogen
1s2 2 He 2-Helium
1s22s22p6 6 C 3-Carbon
1s22s22p3 7 N 4-Nitrogen
1s22s22p4 8 O 5-Oxygen
1s22s22p6 10 Ne 6-Neon
1s22s22p63s23p2 14 Si 7-Silicon
1s22s22p63s23p6 18 Ar 8-Argon
1s22s22p63s23p63d64s2 26 Fe 9-Iron
1s22s22p63s23p63d104s24p2 32 Ge 10-Germanium
الرابطة الأيونية :- تتم بين العناصر عن طريق فقد واكتساب الكترونات التكافؤ للوصول لحالة الاستقرار.
الرابطة التساهمية :- في هذه الرابطة تصل العناصر للاستقرار عندما تتشارك الذرّات في الالكترونات, حيث تكون الجزيء الذي يمثل وزنه مجموع الأوزان الذرية للذّرات المكونة له مثل جزيء الميثان:-(CH4=C+4XH=12+4X1=16 amu) وحدة كتل ذرية. وفي حالة المعادن التي لا تزيد عدد الكترونات التكافؤ فيها عن ثلاثة فإنها ترتبط عن طريق جعل الكترونات التكافؤ هذه حرة الحركة بين الذّرات كما في الزئبق والتنجستن.
*المواد الهندسية:- (1)الفلزات:- أو المعادن التي لا يزيد عدد الكترونات التكافؤ فيها عن ثلاثة فتكون حرة الحركة ومن خواصها أنها جيدة التوصيل للكهرباء والحرارة , لها بريق ولمعان , غير منفذة للضوء , لها قابلية كبيرة لتغيير شكلها , ولها كثافة عالية. أما (2)البوليمرات(Polymers):- وهي عبارة عن جزيئات عملاقة من ذّرات الكربون المرتبطة بالهيدروجين وتتميز بأنها :- سيئة التوصيل للكهرباء و الحرارة , تكون شفافة ولا تعكس الضوء , ولا يمكن تغيير شكله بسهولة. أما (3) الخزفيات (ceramics) :- وتتكون من فلزات ولا فلزات مرتبطة برابطة أيونية وتكون غير سهلة من ناحية تغيير شكلها وسهلة الكسر , وعازل جيد للكهرباء والحرارة.