نسخة الفيديو النصية
أعداد الكم لإلكترون التكافؤ في ذرة الليثيوم هي 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف. ما أعداد الكم لإلكترون التكافؤ الثاني في ذرة البريليوم؟ (أ) 𝑛 يساوي ثلاثة، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي سالب نصف. (ب) 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي واحدًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي سالب نصف. (ج) 𝑛 يساوي ثلاثة، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف. (د) 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي سالب نصف. (هـ) 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي واحدًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف.
أعداد الكم هي مجموعة مكونة من أربعة أعداد تساعدنا في وصف الإلكترونات الموجودة في ذرة. يوضح لنا عدد الكم الرئيسي، الذي يرمز إليه بالحرف 𝑛، مستوى الطاقة الذي يوجد فيه الإلكترون، وكذلك حجم المدار الذري. عدد الكم التالي هو عدد الكم الثانوي، ويرمز إليه بالحرف 𝑙. وهو يوضح لنا نوع المدار الذي يشغله الإلكترون. عدد الكم التالي هو عدد الكم المغناطيسي، الذي يرمز إليه بـ 𝑚𝑙. ويحدد عدد الكم هذا اتجاه المدار الذري. عدد الكم الأخير هو عدد الكم المغزلي. ويحدد هذا العدد حالة الدوران المغزلي للإلكترون، أي إذا ما كان الإلكترون يدور مغزليًّا لأعلى أو يدور مغزليًّا لأسفل.
يسع كل مدار ذري إلكترونًا يدور مغزليًّا لأعلى وإلكترونًا يدور مغزليًّا لأسفل. إذن، يسع كل مدار إلكترونين إجمالًا. تملأ الإلكترونات المدارات حسب الترتيب التصاعدي لمستويات الطاقة، وهو ما يلخصه هذا الشكل. يمكننا أيضًا تحديد كيف تملأ الإلكترونات المدارات في الجدول الدوري. يقسم الجدول الدوري إلى فئات تناظر نوع المدار المملوء بها. ويمكننا التحرك عبر الدورات والنزول لأسفل خلال المجموعات لتحديد المدارات التي تشغلها الإلكترونات.
على سبيل المثال، لنلق نظرة على الجزء الذي يقع فيه الليثيوم في الجدول الدوري. يقع الليثيوم في الفئة s من الجدول الدوري. لذلك تملأ الإلكترونات المدارات s هنا. ويطابق مستوى طاقة المدار رقم الدورة. يحتوي الليثيوم على ثلاثة إلكترونات. يشغل أول إلكترونين المدار الذري 1s. ويشغل الإلكترون الثالث لليثيوم، وهو إلكترون تكافئه، المدار الذري 2s. يوضح لنا الرقم هنا مستوى الطاقة. إذن، يقع الإلكترون في مستوى الطاقة الثاني. عدد الكم الرئيسي 𝑛 يساوي اثنين، وهو يطابق ما أخبرنا به السؤال. يعبر الحرف عن نوع المدار. وكل نوع من المدارات له قيمة مناظرة من عدد الكم 𝑙. 𝑙 يساوي صفرًا لمدارات النوع s، وهو ما يطابق أيضًا المعلومات الواردة في السؤال.
تتراوح قيم عدد الكم التالي 𝑚𝑙 من سالب 𝑙 إلى موجب 𝑙. ومن ثم، إذا كان 𝑙 يساوي صفرًا، كما هو الحال بالنسبة لإلكترون تكافؤ الليثيوم، فإن 𝑚𝑙 لن يساوي إلا صفرًا. ولكن إذا كان 𝑙 يساوي واحدًا، فيمكن أن يأخذ 𝑚𝑙 مجموعة من القيم تتراوح من سالب واحد إلى موجب واحد. عدد الكم الأخير 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف هنا. تذكر أن إلكترون التكافؤ في الليثيوم هو الإلكترون الأول في المدار 2s. وكما هو متعارف عليه، يدور الإلكترون الأول في المدار مغزليًّا لأعلى ويدور الإلكترون الثاني مغزليًّا لأسفل.
والآن بعد أن فهمنا أعداد الكم لليثيوم، دعونا نحدد أعداد الكم لإلكترون التكافؤ الثاني في ذرة البريليوم. يقع البريليوم بجوار الليثيوم مباشرة في الجدول الدوري. تحتوي ذرات البريليوم على أربعة إلكترونات. وكما هو الحال تمامًا في الليثيوم، يملأ أول إلكترونين المدار الذري 1s. ويملأ إلكترونا تكافؤ البريليوم المدار 2s. نعلم أن هذا المدار يقع في مستوى الطاقة الثاني، إذن 𝑛 يساوي اثنين. هذا يعني أنه يمكننا استبعاد خياري الإجابة (أ) و(ج). وبما أن إلكترونات التكافؤ توجد في مدار النوع s، نعلم أن 𝑙 يساوي صفرًا. إذن، يمكننا الآن استبعاد خيار الإجابة (ب).
بما أن 𝑙 يساوي صفرًا، فإن 𝑚𝑙 لها قيمة واحدة فقط وهي صفر. لذا، نستبعد خيار الإجابة (هـ)، وبذلك يتبقى لدينا خيار واحد. ينص هذا الخيار على أن 𝑚𝑠 يساوي سالب نصف، وهو ما يطابق أن هذا هو الإلكترون الثاني في المدار. إذن، أعداد الكم لإلكترون التكافؤ الثاني في ذرة البريليوم هي 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي سالب نصف.
