آرایش الکترونی اتم ها

آرایش الکترونی اتم ها

به کمک آرایش الکترونی یک اتم می توان  خواص فیزیکی وشیمیایی آن عنصررا پیش بینی نمود.

 الکترون هابه ترتیب افزایش انرژی دراوربیتال هاقرارمی گیرند.(طبق اصل آفبا = اصل بناگذاری ).

 دیاگرام زیراوربیتال ها رابه ترتیب انرژی نشان می دهد. هرچه الکترون به هسته نزدیک تر

می شود درسطح انرژی کمتری قرار می گیرد. به عبارتی برای جدا سازی آن ازاتم انرژی بیشتری

 نیاز است.( طبق تعریف مقدار انرژی اتم منفی است)

                                                                                                             هسته

انرژی یک اوربیتال تحت تاثیر عوامل زیر قرارمی گیرد.                                                

1- اثر بار هسته : باافزایش پروتون ( Z ) در هسته جاذبه بین الکترون وهسته افزایش می یابد .

2- اثر حائلی : الکترون های درونی که بین هسته والکترون های بیرونی قرار می گیرند به طور

 نسبی اثر جاذبه هسته بر روی این الکترون هارا کاهش می دهند. وهم چنین الکترون هایی که

در یک زیر لایه قرار می گیرند تا حدودی حایل یکدیگر بوده واز جاذبه هسته می کاهند به طور

کلی باتوجه به اثر حائلی ٬باری که هر اتم ازطرف هسته احساس می کند بار موثر هسته ( *Z)

می نامند. که مسلما همیشه کمتر از بار هسته ( Z ) می باشد.

 3- اثر الکترون اضافی : الکترون دوم انرژی اوربیتال را٬ افزایش می دهد به مثال زیر توجه نمایید.                                        انرژی اوربیتال      H=  -1311kj mol^-1               1s                                                         انرژی اوربیتال      He =  -2372 kj mol^-1          1s

                                                انرژی اوربیتال      He ⁺=  -5250 kj mol^-1         1s

4- اثر شکل اوربیتال :  قدرت نفوذ الکترون در اوربیتال       s > p > d > f می باشد . اوربیتال 

 s بعلت شکل کروی که دارد تا نزدیکی هسته می تواند نفوذ کند ودرنتیجه جاذبه هسته برروی

الکترون های این اوربیتال بیشتراست درحالی که سایر  اوربیتال ها دارای صفحه گرهی می باشند

که چگالی الکترون درآن صفر است والکترون هرگز به اندازه الکترون s نمی تواند به هسته

 نزدیک شود. درنتیجه این اثر٬ سطح انرژی اصلی  به دو یاچند زیر لایه (اوربیتال های d ٬ p ٬ f )

 شکافته می شود. مثلا لایه سوم( 3= n )  دارای زیر لایه های    3s  و 3p  و 3dمی باشد .

s که کروی است دارای فقط یک اوربیتال و p که دمبلی شکل است . درسه جهت محورمختصات

 گسترش می یابد .ودارای سه اوربیتال(   p_x ٬ p_y ٬ p_z )  می باشد.

d که دربین محورهای مختصات نیز نفوذ می کند دارای پنچ اوربیتال وبه همین ترتیب f دارای

 هفت اوربیتال می باشد.        

طبق اصل آفبا آرایش الکترونی اتم ها را به طریق زیر رسم می نماییم :

1- ازپایین ترین سطح انرژی الکترون ها را دراوربیتال ها قرار می دهیم . ₁H: 1s¹

2- طبق اصل طرد پائولی در هر اوربیتال دوالکترون بااسپین مخالف جای می گیرد.  ₂He:1s²  

طبق اصل پائولی تعداد اوربیتال ها درهر تراز اصلی از رابطه   (  n ²  ) که درآن  n  شماره تراز

 اصلی است به دست می آید.

3-  طبق اصل هوند اوربیتال های هم انرژی هنگامی زوج می شوند که هرکدام یک الکترون داشته

 باشند. 

   ₅B  :   1s²2s²2p_x¹ 

        ₆C :   1s²2s²2p_x¹2p_y¹      

  ₇N:      1s²2s²2p_x¹2p_y¹2p_z¹ 

    ₈O :  1s²2s²2p_x²2p_y¹2p_z¹

        ّ₉F:    1s²2s²2p_x²2p_y²2p_z¹  

   ₁₀Ne   :    1s²2s²2p_x²2p_y²2p_z²

                               تعداد الکترون دراوربیتال ² 3s   سطح انرژی اصلی                       

                                                          نوع اوربیتال    

 4- به طور کلی اوربیتال هایی ابتدا الکترون می پذیرند که مجموع شماره ترازاصلی و عدد

سمتی کوچکتری (   n+l  )   داشته باشند وچنانچه مجموع این دو عدد٬ در دو اوربیتال برابر

 باشد اوربیتالی ابتدا الکترون می پذیرد که شماره ترازاصلی انرژی درآن ( n ) کوچکترباشد. 

 مثال : 

                                                                     3s:      n+l   =  3+ 0= 3 

                                                                     3P:     n+l   =  3+ 1= 4 

                                                                     3d:     n+1   =  3+ 2= 5

                                                                       4s:     n+l   =  4+ 0= 4 

                                                                       4P:     n+l   =  4+ 1=5 

ترتیب پر شدن دراین چند اوربیتال به این ترتیب خواهد بود .

                                               4P  <------ 3d   < ------ 4s  <----- 3P   <----- 3s

اوربیتال ها را معمولا به شکل دایره ویا مربع نشان می دهند .حال اگر اوربیتال ها را به ترتیب

 پر شدن درکنار هم قرار دهیم.جدولی نظیر جدول زیر به وجود خواهد آمد. که همان جدول تناوبی

  عناصر است.

.

طبق این قاعده می توان آرایش الکترونی بیشتر اتم ها را درحالت پایه به دست آورد.ولی لازم به

 تذکر است این قاعده تقریبی بوده زیرا برمبنای فرضی استوارشده است که همیشه درست نیست. در

بعضی ازعناصر که عدداتمی بالایی دارند ترازهای فرعی به طور منظم پر نمی شوند.وچند مورد

استثنایی مشاهده می شود.

شیمی 2 - آرایش الکترونی عناصر واسطه
- در بین عناصر شماره 1 تا 36 عناصر 21 تا 30 عنصر واسطه بوده و تراز 3d در انها پر می شود و مابقی عنصر اصلی هستند . - در عناصر واسطه 21 تا 30 ( بجز کروم و مس که آرایش استثنا دارند ) تعداد الکترون تراز 3d برابر با یکان عدد اتمی آنهاست و تراز 4s آنها نیز پرشده است . مثلا آهن با عدد اتمی 26 در تراز 3d خود 6 الکترون و در تراز 4s خود 2 الکترون دارد .
ساختار اتم

..................................................

شیمی 2 - جرم اتم بر حسب amu
هر amu جرمی معادل یک نوترون یا تقریبا یک پروتون دارد ، بنابراین جرم هر اتم بر حسب amu تقریبا برابر با عدد جرمی آن اتم است . مثلا عدد جرمی اتم اکسیژن معمولی 16 است و جرم هر اتم آن 16 amu می باشد .
ساختار اتم

..................................................

شیمی 2 - آرایش الکترونی عناصر 31 تا 36
این عناصر همگی در بلوک P قرار داشته و جزء عناصر اصلی می باشند . آرایش الکترونی همگی آنها به 4p ختم شده و تراز 3d و 4s انها پرشده است. تعداد الکترون تراز 4p آنها برابر با یکان عدد اتمی آنهاست . مثلا عنصر شماره 35 در تراز 4p خود 5 الکترون دارد .
ساختار اتم

..................................................

شیمی 2 - انرژی یونش
هر عنصر به تعداد الکترونهایش ( عدد اتمی ) دارای انرژی یونش است . - انرژی های یونش متوالی یک عنصر همواره در حال افزایش است . ( IEn> ... >IE3>IE2>IE1 ) - در هر گروه از بالا به پایین انرژی نخستین یونش کاهش می یابد . - در هر دوره از چپ به راست انرژی نخستین یونش افزایش می یابد ، بجز در گروه 13 و 16 که کاهش می یابد . - در هر دوره جدول فلز قلیایی کمترین انرژی نخستین یونش و گاز نجیب بیشترین انرژی نخستین یونش را دارد . - در بین تمام عناصر ، هیلم بیشترین انرژی نخستین یونش و سزیم کمترین انرژی نخستین یونش را دارد.
ساختار اتم

..................................................

شیمی 2 - ترازهای فرعی هر دوره جدول تناوبی
بطور کلی در هر دوره جدول ترازهای فرعی زیر در حال پرشدن می باشند : ns , (n-2)f , (n-1)d , np که در آن n شماره دوره جدول است . مثلا در دوره 5 (n=5 ) ترازهای 5s , 4d , 5p به ترتیب پر میشوند . ( چون تراز 3f وجود ندارد آنرا نمینویسیم )
ساختار اتم

توضیحی درمورد شکل مولکول ها

توضیح

نمونه سوالات بخش های یک تا سه

سوالات شیمی 2

نمونه سوالات بخش 2

بخش 2ت

نونه سوال بخش1 قسمت2

1- شایدبتوان گفت که .......... مقدمه ای برای شناخت ساختار درونی اتم بوده است .

1)انتشارکتاب شیمی دان شکاک                               2)ارائه ی نظریه اتمی دالتون

3)اجرای آزمایش های بسیاری با الکتريسیته 

 4)انجام  پژوهش های علمی توسط دالتون

 

2- فیزیک دان ها برای توجیه مشاهده های مربوط به ... برای ... ذره ای بنیادی پیشنهادکردن وآن را.. نامیدند درآن زمان به وجودرابطه میان اتم والکترون پی برده .........

1)الکتريسیته مالشی وبرقکافت –الکتريسیته- الکترون- نشد 

     2)پرتوزایی- اتم ها- الکترون- شد

3)الکتريسیته مالشی وپرتوزایی- اتم ها – پروتون- شد 

 4)پرتوکاتدی- عنصرها- پرتون- نشد

 

3- برقکافت یک.......... است که باعبور جریان برق ازدرون .......... به وقوع می پیوندد اجرای چنین آزمایش هایی به کشف ..........منجرشد . 

1)فرآیند فیزیکی- یک فلز- الکترون               2)واکنش شیمیایی- یک فلز- ایزوتوپ ها

3)فرآیندفیزیکی- محلول- ایزوتوپ ها                4)واکنش شیمیایی- محلول- الکترون

 

4- لوله پرتوکاتدی لوله ای شیشه ای است که .......... هوای درون آن به کمک پمپ خلا خارج شده است دردو انتهای این لوله یک قطعه فلز نصب شده است که به آن الکترود می گویند هنگامی که یک ولتاژ.......... بین این دوالکترود اعمال شود پرتوهایی ازالکترود.......... به سمت الکترود.......... جریان می یابد .

1)بیش تر- بسیارقوی- منفی- مثبت   2)تمام- نسبتاً قوی – منفی- مثبت

3)بیش تر- بسیارضعیف- مثبت- منفی  4)تمام- بسیارقوی – منفی- مثبت

 

5- درحالی که .......... در آزمایشگاه خود روی .......... مطالعه می کردهم زمان.......... که روی خاصیت ..................... موادشیمیایی کار می کرد به طورتصادفی باپدیده پرتوزایی روبه رو شد

1) تامسون- پرتوکاتدی- هانری بکرل- فسفر سانس   

 2) تامسون- پرتوکاتدی- ماری کوری- فسفرسانس

3)رادرفورد- ورقه نازک طلا- هانری بکرل- فلوئورسانس  

 4) مایکل فارادی- برقکانت محلول ها-   ماری کوری- فسفرسانس

 

6- کدام گزینه درمورد تامسون وپژوهش های وی نادرست است؟  

1 )ازپیش گامان مطالعه ی ساختاراتم بوده است                       

   2) نخستین ذره ی ریز اتمی توسط وی کشف شد                  

   3) بامطالعه فسفرسانس موادشیمیایی مدل اتمی خودراارائه کرد   

   4) بامطالعه برروی پرتوهای کاتدی نسبت باربه جرم الکترون رااندازه   گیری کرد 

  

7- جنس اشعه α و اشعه β چیست؟
1) α الکترون و β پروتون                 2) α هسته هلیم و β الکترون
3)α هلیم دو بارمثبت وβ پروتون       4) α امواج الکترومغناطیسی و β الکترون

 

8- کدام دو نوع از پرتو های منتشر شده از مواد پرتو زا به ترتیب به وسیله یک ورقه کاغذ ویک ورقه آلومینیمی جذب می شوند واز آن نمی گذرند ؟ (ریاضی 84 )

9- 1) آلفا- بتا          2) آلفا – گاما                 3) بتا- گاما               4)  بتا- آلفا

 

10- رادرفورد .......... تشکیل تابش های حاصل از مواد پرتوزا رابه کمک مدل اتمی تامسون توجیه کند اودر آزمایش ورقه نازکی ازطلا راباذره های .......... بمباران کرد به امیدآن که .......... ذره های پرانرژی وسنگین .......... که دارای بار .......... نیز هستندبا.......... میزان انحراف ازاین ورقه ی نازک عبور کنند

1 نتوانست- آلفا- همه ی- آلفا- مثبت- کم ترین 

  2) توانست- بتا- همه ی- بتا- منفی- بیش ترین

 8- کدام دو نوع از پرتو های منتشر شده از مواد پرتو زا به ترتیب به وسیله یک ورقه کاغذ ویک ورقه آلومینیمی جذب می شوند واز آن نمی گذرند ؟ (ریاضی 84 )

9- 1) آلفا- بتا          2) آلفا – گاما                 3) بتا- گاما               4)  بتا- آلفا

 

10- رادرفورد .......... تشکیل تابش های حاصل از مواد پرتوزا رابه کمک مدل اتمی تامسون توجیه کند اودر آزمایش ورقه نازکی ازطلا راباذره های .......... بمباران کرد به امیدآن که .......... ذره های پرانرژی وسنگین .......... که دارای بار .......... نیز هستندبا.......... میزان انحراف ازاین ورقه ی نازک عبور کنند

1 نتوانست- آلفا- همه ی- آلفا- مثبت- کم ترین  

    2) توانست- بتا- همه ی- بتا- منفی- بیش ترین

سوالات شیمی 2 بخش 1 قسمت اول

عبارتهای زیر را با گزینه الف یا ب کامل کنید :

 1 . پرتو کاتدی گواهی بر خصلت .... الکترون و میکروسکوپ الکترونی گواهی بر .... الکترون است .

  2. انحراف پرتو کاتدی در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت نشان دهنده آن است که ذرات تشکیل دهنده پرتو کاتدی از جنس .... میباشد.

  ۳. نظریه کوانتومی تازه ترین مدل اتمی است که بر پایه خواص .... الکترونها استوار است

  4. فضای معینی دراطراف هسته که احتمال حضور الکترون را میرساند .... میگویند .

  5. سطوح انرزی نزدیک به هسته اتم نسبت به سطوحی که از هسته دورترند ....... .

  6. وقتی اتم  تمام الکترون هایش در پایین ترین سطح اترزی ممکن باشد  آن اتم در ...... خود قرار دارد و هنگامیکه اتم انرزی جذب میکند الکترون های آنها به سطوح انرزی بالاتر منتقل میشوند در این شرایط اتم در .... قرار گرفته است .

   7. در طیف نشری خطی الکترون ها از یک حالت .... به حالت .... میرسند .

  8. طبق نظریه اتمی دالتون .... کوچکترین واحد سازنده ماده است.

   9. ایزوتوپ های یک اتم عدد اتمی .... اما عدد جرمی .... دارند.

  10. به مقدار انرزی لازم برای جهش الکترون از یک سطح انرزی پایین تر به سطح انرزی بالاتر .... نامیده میشود .

   11. .... یک عنصر عدد اتمی یکسان اما عدد جرمی متفاوت دارند .

 12. به مجموع تعداد .... عدد جرمی گفته میشود .

 13. عددکوانتوم دوم را با حرف .... نشان میدهند که .... اتم را مشخص میکند . 

14. پرتوهای آلفا از ورقه .... و پرتوهای بتا از ورقه .... گذر نمیکند .

15. دوتریم یک ایزوتوپ هیدروزنی است که .... الکترون و ...نوترون دارد .

16. سومین لایه اطراف هسته .... نام دارد وحداکثر .... الکترون آن جای میگیرد .