قواعد التوزيع الإلكتروني: سعة المدارات وباولي وهوند

الخلاصة السريعة

أوفباو يرتب إشغال الإلكترونات بحسب الطاقة، وباولي يحد سعة المدار، وهوند ينظم المدارات المتساوية الطاقة. السعة تختلف عن الإشغال الفعلي. ^{[1] [2]}

• المدار الواحد يحمل إلكترونين على الأكثر، ببرمين متعاكسين إذا اجتمعا فيه. ^[1]
• تتسع s و p و d و f لاثنين وستة وعشرة وأربعة عشر إلكترونًا، على الترتيب. ^{[1] [3]}
• سعة الغلاف القصوى 2n²؛ هذه سعة وليست قاعدة لترتيب الملء. ^{[1] [2] [3]}
• في الفلور المتعادل: 1s² 2s² 2p⁵، وفي 2p إلكترون منفرد واحد. ^{[2] [4]}

ثلاثة مستويات للوصف

تحدد n و l و m المدار؛ يصف البرم الإلكترون. المدار ذو توزيع احتمالي، وليس مسارًا دائريًا. ^[1]

لقيم l = 0، 1، 2، 3 نجد 2l + 1 مدارات في s، p، d، f؛ يأخذ m قيمًا من −l إلى+l. ^{[1] [3]}

الغلاف الثالث: 1 + 3 + 5 = 9 مدارات؛ سعته 18 إلكترونًا. ^{[1] [3]}

باولي وهوند: لماذا نرسم صناديق وسهامًا؟

الصندوق مدار والسهم إلكترون. يمنع باولي ثلاثة إلكترونات في مدار واحد، أو إلكترونين ببرمين متوازيين داخله. ^[1]

أما هوند فيخص مجموعة مدارات متساوية الطاقة: تشغل الإلكترونات المدارات منفردة ببرم متوازٍ قبل بدء الازدواج. لا يمنع الازدواج إلى الأبد؛ يبدأ حين لا يتبقى مدار فارغ في المجموعة. ^[2]

في الفلور يضم 2p خمسة إلكترونات موزعة على ثلاثة مدارات: زوجان وإلكترون منفرد. مجموع 1s² و 2s² و 2p⁵ يساوي 2 + 2 + 5 = 9، موافقًا لعدد الفلور الذري. ^{[2] [4]}

السعة لا تعني ترتيب الملء

للغلاف n عدد n² مدارات وسعة 2n²:32 عند n = 4، لا إشغال لازم لكل ذرة. ^{[1] [3]}

يرتبط ترتيب الملء بالطاقة، وقد تدخل 4s قبل 3d في النموذج المعتاد. يختلف هذا السؤال عن سعة المدار وقاعدة هوند؛ للاستثناءات وترتيب المستويات تفاصيل مستقلة، لا تغير قاعدة إلكترونين لكل مدار. ^[2]

للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: استثناءات مبدأ أوفباو: الكروم والنحاس وحد تفسير الامتلاء.