الذرة هي أصغر وحدة بنائية للمادة تحتفظ بخواص العنصر. فهم تركيبها أساسي لدراسة الكيمياء بأكملها.
| الجسيم | الرمز | الشحنة | الكتلة (و.ك.ذ) | الموقع |
|---|---|---|---|---|
| بروتون | p⁺ | +1 | 1 | النواة |
| نيوترون | n⁰ | 0 | 1 | النواة |
| إلكترون | e⁻ | -1 | ≈ 0 | السحابة الإلكترونية |
قوانين أساسية:
• العدد الذري (Z) = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات (في الذرة المتعادلة)
• العدد الكتلي (A) = عدد البروتونات + عدد النيوترونات
• عدد النيوترونات = A - Z
النظائر هي ذرات لنفس العنصر تتفق في العدد الذري (Z) وتختلف في العدد الكتلي (A) بسبب اختلاف عدد النيوترونات.
مثال: نظائر الكربون
¹²C (6 بروتونات + 6 نيوترونات) | ¹³C (6 بروتونات + 7 نيوترونات) | ¹⁴C (6 بروتونات + 8 نيوترونات)
جميعها كربون (Z=6) لكن تختلف في الكتلة
| عدد الكم | الرمز | القيم | يحدد |
|---|---|---|---|
| الرئيسي | n | 1, 2, 3, ... | مستوى الطاقة (الحجم) |
| الثانوي | ℓ | 0 إلى (n-1) | شكل المدار (s,p,d,f) |
| المغناطيسي | mℓ | -ℓ إلى +ℓ | اتجاه المدار |
| المغزلي | ms | +½ أو -½ | اتجاه دوران الإلكترون |
ربط ℓ بالمدارات:
ℓ = 0 → مدار s (كروي) | ℓ = 1 → مدار p (فصّي) | ℓ = 2 → مدار d | ℓ = 3 → مدار f
عدد المدارات في المستوى الفرعي = 2ℓ + 1 | أقصى عدد إلكترونات = 2(2ℓ + 1)
القواعد الثلاث:
1. مبدأ أوفباو (البناء التصاعدي): تُملأ المدارات الأقل طاقة أولاً. الترتيب: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d ...
2. مبدأ باولي (الاستبعاد): لا يمكن لإلكترونين في نفس الذرة أن يكون لهما أعداد الكم الأربعة نفسها (أقصى 2 إلكترون في كل مدار)
3. قاعدة هوند: تُوزَّع الإلكترونات فرادى أولاً في المدارات المتساوية الطاقة قبل الازدواج
مثال: توزيع الحديد Fe (Z=26)
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
لاحظ: 4s يُملأ قبل 3d (أقل طاقة) لكن عند التأين يُفقد من 4s أولاً!
| الخاصية | في الدورة (→) | في المجموعة (↓) |
|---|---|---|
| نصف القطر الذري | يقل ← | يزداد ↓ |
| طاقة التأين | تزداد ← | تقل ↓ |
| الكهروسالبية | تزداد ← | تقل ↓ |
| الميل الإلكتروني | يزداد ← | يقل ↓ |
حيلة للحفظ:
نصف القطر عكس البقية! كلما زاد نصف القطر قلّت طاقة التأين والكهروسالبية والميل الإلكتروني.
⚠ أخطاء شائعة في التحصيلي: