نسخة الفيديو النصية
ما أقصى عدد من الإلكترونات في غلاف فرعي له أعداد الكم 𝑛 يساوي ثلاثة و𝑙 يساوي اثنين؟ (أ) إلكترونان، (ب) ستة إلكترونات، (ج) 10 إلكترونات، (د) 14 إلكترونًا.
لإجابة هذا السؤال، علينا استخدام أعداد الكم المعطاة لتحديد أقصى عدد من الإلكترونات التي يمكن أن تشغل الغلاف الفرعي الموضح. توجد الإلكترونات في الذرة خارج النواة في مستويات طاقة مختلفة تسمى الأغلفة. يتكون كل غلاف من نوع واحد أو أكثر من الأغلفة الفرعية التي لكل منها طاقة مختلفة قليلًا. تتكون الأغلفة الفرعية من مدارات منفردة، وكل مدار يمكن أن يحتوي على إلكترونين كحد أقصى.
يمكن وصف الغلاف، والغلاف الفرعي، والمدارات المنفردة، والإلكترونين اللذين يمكن أن يحتوي عليهما كل مدار باستخدام أعداد الكم. توجد أربعة أعداد كم: 𝑛 و𝑙 و𝑚𝑙 و𝑚𝑠. في هذا السؤال، لدينا قيمة 𝑛 وقيمة 𝑙. لذا سنركز اهتمامنا على هذين العددين الكميين.
𝑛 هو عدد الكم الرئيسي. وهو يمثل مستوى الطاقة أو الغلاف. كما أنه يحدد حجم المدارات. يكون للمدارات الموجودة في غلاف يحتوي على عدد كم رئيسي أعلى نصف قطر أكبر من نصف قطر المدارات الموجودة في غلاف يحتوي على عدد كم رئيسي أقل. وعلى الرغم من أن نصف قطر المدار يزداد بزيادة عدد الكم الرئيسي، فإن أقصى عدد من الإلكترونات يمكن أن يحتوي عليها المدار المنفرد هو إلكترونان بغض النظر عن حجم المدار. لذا لا يمكن استخدام عدد الكم الرئيسي لتحديد عدد الإلكترونات التي يمكن أن يحتوي عليها الغلاف الفرعي.
𝑙 هو عدد الكم الثانوي. وهو يمثل نوع الغلاف الفرعي. توجد عدة أنواع من الأغلفة الفرعية، ولكن أربعة أنواع منها هي الأكثر صلة هنا. يشار إلى هذه الأغلفة الفرعية بـ s وp وd وf. يناظر عدد الكم الثانوي صفر الغلاف الفرعي من النوع s، ويناظر العدد واحد الغلاف الفرعي من النوع p، ويناظر العدد اثنان الغلاف الفرعي من النوع d، ويناظر العدد ثلاثة الغلاف الفرعي من النوع f. علمنا من السؤال أن عدد الكم الثانوي هو اثنان. إذن نعلم أن الغلاف الفرعي الموجود في هذا السؤال هو غلاف فرعي من النوع d.
علينا الآن تحديد عدد المدارات التي يحتوي عليها هذا الغلاف الفرعي. يمكن تحديد إجمالي عدد المدارات لكل غلاف فرعي باستخدام الصيغة: اثنان في عدد الكم الثانوي زائد واحد. إذن، يحتوي الغلاف الفرعي من النوع d على اثنين في اثنين زائد واحد، أو خمسة مدارات. لقد حددنا بالفعل أن كل مدار يمكن أن يحتوي على إلكترونين بحد أقصى. إذن، إذا كان بإمكان كل مدار من المدارات الخمسة استيعاب إلكترونين بحد أقصى، فإن الغلاف الفرعي بإمكانه استيعاب 10 إلكترونات بحد أقصى. إذن، الغلاف الفرعي الذي له أعداد الكم 𝑛 يساوي ثلاثة و𝑙 يساوي اثنين يمكنه استيعاب 10 إلكترونات بحد أقصى، أو خيار الإجابة (ج).
