نسخة الفيديو النصية
ما أقصى عدد للإلكترونات في ذرة يمكن أن يكون عدد الكم الرئيسي لها 𝑛 يساوي واحدًا؟
أعداد الكم هي قيم يمكن استخدامها لوصف الإلكترون في الذرة وصفًا تامًّا. توجد أربعة أعداد كم مختلفة: 𝑛 و𝑙 و𝑚𝑙 و𝑚𝑠. ينص مبدأ باولي للاستبعاد على أنه لا يمكن أن يكون لإلكترونين في ذرة واحدة أعداد الكم الأربعة نفسها. علينا استخدام فهمنا لأعداد الكم ومبدأ باولي للاستبعاد لتحديد أقصى عدد من الإلكترونات في ذرة يمكن أن يكون عدد الكم الرئيسي لها يساوي واحدًا.
يشير عدد الكم الرئيسي، الذي يمثل بـ 𝑛، إلى الغلاف الإلكتروني أو مستوى الطاقة الذي يوجد فيه الإلكترون. يمكن أن يكون 𝑛 أي عدد صحيح موجب. في هذا السؤال، نريد معرفة عدد الإلكترونات التي يمكن أن يكون عدد الكم الرئيسي لها يساوي واحدًا.
عدد الكم التالي هو عدد الكم الثانوي، الذي يمثل بـ 𝑙. يمثل عدد الكم هذا نوع الغلاف الفرعي أو الشكل المداري. تعتمد القيم المحتملة لعدد الكم الثانوي على عدد الكم الرئيسي. يمكن أن تكون قيمة 𝑙 أي عدد صحيح من صفر إلى 𝑛 ناقص واحد. إذن، عندما يساوي 𝑛 واحدًا، فإن 𝑙 لا يمكن أن يساوي إلا صفرًا.
عدد الكم التالي هو عدد الكم المغناطيسي، ويمثل بـ 𝑚𝑙. يشير عدد الكم هذا إلى المدارات الفردية في الغلاف الفرعي أو إلى اتجاه هذه المدارات. تعتمد القيم الممكنة لعدد الكم المغناطيسي على عدد الكم الثانوي. يمكن أن تكون قيمة 𝑚𝑙 أي عدد صحيح من سالب 𝑙 إلى صفر إلى موجب 𝑙. إذن، عندما يساوي 𝑙 صفرًا، فإن 𝑚 لا يمكن أن يساوي إلا صفرًا.
عدد الكم الأخير هو عدد الكم المغزلي، ويمثل بـ 𝑚𝑠. يشير عدد الكم هذا إلى حالة الدوران المغزلي للإلكترون. هناك قيمتان محتملتان فقط لـ 𝑚𝑠، وهما موجب نصف وسالب نصف. إذن، لأي قيمة لـ 𝑚𝑙، يمكن أن يساوي 𝑚𝑠 سالب نصف أو موجب نصف.
دعونا نلق نظرة على هذه المعلومات بطريقة أخرى. يمثل 𝑛 يساوي واحدًا أقل مستوى طاقة في الذرة. يحتوي مستوى الطاقة أو الغلاف الإلكتروني هذا على غلاف فرعي واحد، 𝑙 يساوي صفرًا. 𝑙 يساوي صفرًا يناظر غلافًا فرعيًّا من النوع s، وهو ذو شكل كروي. لهذا الغلاف الفرعي مدار واحد أو اتجاه واحد، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا. يمكن أن يسع هذا المدار إلكترونين بحد أقصى، أحدهما له عدد كم مغزلي يساوي موجب نصف والآخر له عدد كم مغزلي يساوي سالب نصف. يؤكد هذان المنظوران المختلفان الإجابة الصحيحة.
بالنظر إلى أعداد الكم، يمكننا ملاحظة أنه لا يوجد سوى مجموعتين ممكنتين فقط من أعداد الكم عندما يساوي 𝑛 واحدًا؛ وهو ما يشير إلى إلكترونين مختلفين. بالنظر إلى مستويات الطاقة والمدارات التي تمثلها أعداد الكم هذه، يمكننا ملاحظة أن هناك إلكترونين فقط يناسبان مستوى الطاقة الأول. إذن، أقصى عدد للإلكترونات في ذرة يمكن أن يكون عدد الكم الرئيسي لها 𝑛 يساوي واحدًا هو إلكترونان.
