☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

الذرات ومستويات الطاقة

الأسبوع 1 · الوحدة الأولى «المادة» (افتتاحية) والدرس الأول «تركيب الذرة» (١): الذرة وحدة بناء المادة وأرنست رذرفورد والبروتونات والنيوترونات والإلكترونات ومستويات الطاقة · 3 دروس
3

مستويات الطاقة: أين توجد الإلكترونات؟

Science Prep 1 Term 1, Unit 1: pp. 1–5
الهدفأشرح كيف تتوزع الإلكترونات في مستويات الطاقة، وأكتب التوزيع الإلكتروني لذرات فيها حتى ٢٠ إلكترونًا.
كلمات جديدة
مستوى الطاقة · منطقة حول النواة تتحرك فيها إلكترونات لها طاقة معينةالمستوى الأخير · آخر مستوى يحتوي على إلكتروناتالتوزيع الإلكتروني · قائمة بعدد الإلكترونات في كل مستوى، مثل ٢، ٨، ١
الشرح

الإلكترونات لا تتحرك في أي مكان كيفما اتفق، بل تتحرك حول النواة في مستويات للطاقة أسماؤها K وL وM وN (أو n = ١ و٢ و٣ و٤). تخيّل مقاعد مسرح: الصف الأول صغير والصفوف الأبعد فيها مقاعد أكثر. يتسع المستوى K لإلكترونين على الأكثر، والمستوى L لثمانية، والمستوى M لثمانية عشر، والمستوى N لاثنين وثلاثين. والقاعدة هي ٢ × n × n، فعندما n = ٣ نحصل على ٢ × ٣ × ٣ = ١٨. تملأ الإلكترونات أقل مستوى أولًا، ثم المستوى الذي يليه. وكلما بعد المستوى عن النواة زادت طاقة إلكتروناته. والمستوى الأخير لا يزيد عدد إلكتروناته على ثمانية. يحتوي الصوديوم على ١١ إلكترونًا: إلكترونان في K وثمانية في L وواحد في M، ويُكتب ٢، ٨، ١. وتنبيه: في أول عشرين عنصرًا لا يأخذ المستوى M إلا ثمانية إلكترونات قبل أن يبدأ N، فالبوتاسيوم (١٩ إلكترونًا) توزيعه ٢، ٨، ٨، ١ وليس ٢، ٨، ٩.

المستوىnأكبر عدد من الإلكترونات
K١٢
L٢٨
M٣١٨
N٤٣٢
أمثلة محلولة
Li+32, 1
الليثيوم فيه ٣ إلكترونات. يأخذ المستوى K إلكترونين، ويذهب الإلكترون الأخير إلى L. فالتوزيع ٢، ١.
F+92, 7
ذرة فيها ٩ إلكترونات (الفلور): يأخذ K إلكترونين ويأخذ L الإلكترونات السبعة الباقية. فالتوزيع ٢، ٧، وفي المستوى الأخير ٧ إلكترونات.
Cl+172, 8, 7
ذرة فيها ١٧ إلكترونًا (الكلور): ٢ في K و٨ في L و٧ في M. يتسع M لما يصل إلى ١٨، لكن في الكلور ٧ فقط فيه، فالتوزيع ٢، ٨، ٧.
نشاط الفصل

أكواب وخرز. ضع ثلاثة أكواب ورقية في صف للمستويات K وL وM، واكتب عليها ٢ و٨ و١٨. استعمل الخرز بدل الإلكترونات. لذرة فيها ١١ إلكترونًا املأ K أولًا ثم L، وضع الباقي في M. افعل الأمر نفسه مع ٣ و٩ و١٧ إلكترونًا. ومع ١٩ إلكترونًا أوقف الكوب M عند ٨ وضع الخرزة الأخيرة في كوب رابع هو N.

تدرّب
1
ما أكبر عدد من الإلكترونات يتسع له المستوى L؟
2
اكتب التوزيع الإلكتروني لذرة فيها ١٣ إلكترونًا.
3
كم إلكترونًا في المستوى الأخير لهذه الذرة؟
S+162, 8, 6
4
أيّ الإلكترونين طاقته أكبر: إلكترون في K أم إلكترون في M؟ لماذا؟