قواعد التوزيع الإلكتروني

الحل: $\Delta ط = أ (\frac{1}{ن_1^2} - \frac{1}{ن_2^2}) = 2.18 × 10^{-18} (\frac{1}{6^2} - \frac{1}{1^2})$

1. طاقة الفوتون المنبعث.
2. تردد الفوتون المنبعث بالهيرتز.

   الحل: $\Delta ط = أ (\frac{1}{ن_1^2} - \frac{1}{ن_2^2}) = 2.18 × 10^{-18} (\frac{1}{4^2} - \frac{1}{2^2})$ $= - 4.0875 × 10^{-19}$ جول ط$_{\text{فوتون}} = 4.0875 × 10^{-19}$ جول ت = ط / هـ = $4.0875 × 10^{-19} / 6.626 × 10^{-34} = 6.1688 × 10^{14}$ هيرتز

1. طاقة الفوتون المنبعث.
2. تردد الفوتون المنبعث بالهيرتز.

عندما يعود إلكترون ذرة الهيدروجين المهيجة إلى حالة الاستقرار، فإنه يعود بقفزة أو عدة قفزات، وفي كل قفزة يشع فوتوناً، طاقته مساوية لفرق الطاقة بين المدارين اللذين تم الانتقال بينهما، ويظهر الفوتون المنبعث على شكل خط من خطوط الطيف الخطي للهيدروجين، وبذلك نجح بور في تفسير الصفة الخطية لطيف ذرة الهيدروجين كماً وكيفاً.

ويوضح الشكل (1-6) خطوط الطيف الممكنة عند عودة الإلكترون من المدار السادس إلى المدار الأول في ذرة الهيدروجين المهيجة.

وقد اشتق بور معادلة رياضية لحساب طول موجة الفوتون المنبعث أو الممتص عند انتقال الإلكترون من مدار لآخر، واتفقت تلك المعادلة تماماً مع معادلة رايدبرج التجريبية التي وضعها لحساب الأطوال الموجية المختلفة في طيف الهيدروجين. ط$_{فوتون} = هـ × ت = هـ × س / ل ............... معادلة أينشتاين ط${فوتون} = \⁦Delta⁩ ط = أ (\⁦frac{1}{⁩ن1^2} - \⁦frac{1}{⁩ن2^2}) ............... معادلة بور بمساواة المعادلتين: هـ × س / ل = أ (\⁦frac{1}{⁩ن1^2} - \⁦frac{1}{⁩ن2^2}) بقسمة الطرفين على (هـ × س)، تصبح المعادلة: $\⁦frac{1}{⁩ل} = \⁦frac{⁩أ}{هـ × س} (\⁦frac{1}{⁩ن1^2} - \⁦frac{1}{⁩ن2^2})$ بتعويض قيم الثوابت هـ، أ، س تصبح المعادلة: $\⁦frac{1}{⁩ل} = ⁦1.1 × 10^7 (⁩\⁦frac{1}{⁩ن1^2} - \⁦frac{1}{⁩ن2^2}) م^{-1}$ حيث إن: ن$1: رقم المدار الأدنى طاقة، ن_2$: رقم المدار الأعلى طاقة ويسمى المقدار ($1.1 × 10^7$) ثابت رايدبرج عندما يكون طول الموجة مقاساً بالمتر.

$\frac{1}{ل} = 1.1 × 10^7 (\frac{1}{3^2} - \frac{1}{5^2})$ $\frac{1}{ل} = 1.1 × 10^7 (\frac{1}{9} - \frac{1}{25}) = 7.8222 × 10^5 م^{-1}$ ل = $\frac{1}{7.8222 × 10^5} = 1.28 × 10^{-6} متر$

1. ما عدد خطوط الطيف الممكنة عند عودة الإلكترون إلى حالة الاستقرار؟
2. احسب طول موجة الفوتون الذي يمتلك أعلى طاقة تنبعث من تلك الذرة المهيجة أثناء وصولها لحالة الاستقرار.
3. احسب تردد الفوتون المنبعث، الذي يمتلك أقل طاقة إشعاع.

نجحت نظرية بور في إدخال مفهوم الكم في فهم بنية الذرة، وتمكنت من تفسير ثبات الذرة، واستطاعت تفسير طيف ذرة الهيدروجين، وأطياف مثيلاتها من الأيونات وحيدة الإلكترون مثل ($He^+, Li^{2+}, Be^{3+}$)، ورغم هذا النجاح، إلا أنها فشلت في حساب طاقة المستويات وفي تفسير أطياف الذرات عديدة الإلكترونات، والأكثر تعقيداً من ذرة الهيدروجين؛ لذا كان لا بد من وضع نظرية جديدة في محاولة لفهم بنية ذرات كافة العناصر، بطريقة أكثر دقة ووضوحاً.

قدمت الميكانيك الكمي (الموجي) تفسيراً مقبولاً، وفهماً شاملاً، لبنية الذرات عديدة الإلكترونات، وقامت تلك النظرية على ما يأتي:

1. الطبيعة الموجية للجسيمات المتحركة: أكد العالم دي برولي ⁦(De Broglie)⁩ أن الإلكترون جسيم مادي، وبسبب حركته يمتلك خواص موجية، ويستطيع إشعاع أمواج ذات أطوال موجية، وترددات وطاقات محددة.
2. معادلة الموجة: اشتق العالم شرودنجر ⁦(Schrodinger)⁩ معادلة رياضية تصف بنية الذرة، وسميت هذه المعادلة بـ (معادلة الموجة)، ونتج عن حل هذه المعادلة (ثلاثة أعداد كمية)، أدت إلى فهم أكثر لبنية الذرة وهي:

عدد يشير إلى مستويات الطاقة الرئيسة في الذرة، ويحدد طاقة المستوى الرئيس، والبعد عن النواة، وعدد الإلكترونات في المستوى، وحجم الحيز الذي يشغله الإلكترون، ويأخذ العدد الكمي الرئيس قيماً صحيحة (1، 2، 3، ...... ∞)، ويرمز لكل قيمة برمز معين حسب الجدول أدناه:

وتزداد طاقة المستوى الرئيس بزيادة قيمة ⁦(n)⁩، ويطلق مصطلح (غلاف ⁦shell⁩) على مستوى الطاقة الرئيس.

13

افترضت نظرية الميكانيك الكمي أن كل مستوى طاقة رئيس يحوي على واحد أو أكثر من مستويات الطاقة الفرعية (أغلفة فرعية)، ولكل مستوى فرعي عدد كمي فرعي ⁦(l)⁩ يشير إليه، ويحدد العدد الكمي الفرعي طاقة المستوى الفرعي وشكله، ويمكن لهذا العدد الكمي أن يأخذ قيماً عددية 0، 1، 2، ..... ⁦(n-1)⁩، ويرمز لكل قيمة برمز معين حسب الجدول أدناه:

وتزداد طاقة المستوى الفرعي، بزيادة قيمة ⁦(l)⁩، ضمن نفس المستوى الرئيس، ويزداد عدد المستويات الفرعية في المستوى الرئيس بزيادة العدد الكمي الرئيس، ليكون دائماً مساوياً لقيمة ⁦(n)⁩. يوجد في المستوى الرئيس الأول مستوى فرعي واحد قيمة ⁦(l)⁩ له تساوي صفراً، ويرمز له بالرمز ⁦1s⁩، أما المستوى الرئيس الثاني ففيه مستويان فرعيان قيمة ⁦(l)⁩ لهما (0، 1)، ويرمز لهما بالرمزين (⁦2s⁩، ⁦2p⁩).

1. اكتب جميع قيم العدد الكمي الفرعي الممكنة.
2. ما رموز تلك المستويات الفرعية؟ وما عددها؟
3. رتب المستويات الفرعية حسب طاقتها.

   الحل: بما أن ⁦n = 3⁩، فإن قيم ⁦l⁩ هي: 0، 1، 2. وعدد المستويات الفرعية (3 مستويات). رموز المستويات الفرعية: ⁦3s⁩، ⁦3p⁩، ⁦3d⁩. الترتيب حسب الطاقة: ⁦3s⁩ < ⁦3p⁩ < ⁦3d⁩.

1. اكتب جميع قيم العدد الكمي الفرعي الممكنة.
2. ما رموز تلك المستويات الفرعية؟ وما عددها؟

لقد علمت أن المستوى الفرعي يتبع مستوى طاقة رئيس، وبالتالي تعتمد طاقة المستوى الفرعي الواحد على العددين الكميين ⁦n⁩ و ⁦l⁩ فقط.

2. رتب المستويات الفرعية الآتية حسب طاقتها: ⁦3p⁩، ⁦3d⁩، ⁦3s⁩.

   يجدر الإشارة أنه كلما تصبح قيمة ⁦(n)⁩ أكبر، يصبح الفرق بين طاقة المستويات الرئيسة المتتابعة أقل؛ مما يؤدي إلى تداخل بين المستويات الفرعية، فعلى سبيل المثال، المستوى ⁦4s⁩ أعلى طاقة من المستوى ⁦3d⁩، ويصبح هذا التداخل أكثر وضوحاً في المستويات الأعلى، والشكل (1-7) يوضح ترتيب طاقة المستويات الفرعية للمستويات الرئيسة الأربعة الأولى في الذرة.

يشير العدد الكمي المغناطيسي إلى أفلاك مستوى الطاقة الفرعي، ويحدد الاتجاه الفراغي للفلك. والعدد الكمي المغناطيسي له قيم عددية صحيحة من ⁦(l+ ... 0 ... l-)⁩، ولكل مستوى فرعي معين ⁦(l)⁩ مجموعة من الأعداد الكمية المغناطيسية (⁦m⁩$_l$)، عددها يساوي ⁦(2l + 1)⁩.

1. اكتب جميع القيم الممكنة للعدد الكمي المغناطيسي (⁦m⁩$_l$) في المستوى الفرعي ⁦l = 1⁩.
2. ما عدد الأفلاك الموجودة في ذلك المستوى الفرعي؟
3. ما رمز مجموعة تلك الأفلاك؟

   الحل: بما أن ⁦l = 1⁩، فإن قيم ⁦m⁩$_l$ هي: ⁦1+⁩، 0، 1-. عدد الأفلاك يساوي (3 أفلاك)، لأن عدد قيم ⁦m⁩$_l$ ثلاث قيم. رمز مجموعة الأفلاك هي: ⁦2p⁩.

1. اكتب جميع قيم ⁦(l)⁩ الممكنة.
2. اكتب جميع القيم الممكنة للعدد الكمي المغناطيسي (⁦m⁩$_l$) في المستوى الفرعي ⁦l = 2⁩.
3. ما عدد الأفلاك الموجودة في ذلك المستوى الفرعي؟
4. ما رمز مجموعة تلك الأفلاك؟

اعتبرت نظرية بور أن الإلكترون جسيم يدور في مدار محدد، وعلى بعد ثابت من النواة، أما نظرية الميكانيك الكمي فأكدت الطبيعة المزدوجة للإلكترون، ووصفت حركة الإلكترون عن طريق الاحتمالات، وأكدت أن كل مستوى طاقة فرعي يتكون من فلك واحد أو أكثر، فما الفلك؟ وما أشكال الأفلاك؟

حسب نظرية الميكانيك الكمي فإن الفلك حيز حول النواة يُحتمل تواجد الإلكترون فيه، أو تتمركز كثافة الموجة الإلكترونية فيه. فالمستوى الفرعي ⁦(l = 0)⁩ يتكون من فلك واحد فقط، عبارة عن كرة ضبابية تزداد كثافتها كلما اقتربنا من النواة، لاحظ الشكل (1-8).

وتتشابه أفلاك ⁦s⁩ في جميع المستويات في الشكل، وتختلف في الحجم والطاقة، وتزداد طاقة الفلك وحجمه بزيادة قيمة ⁦(n)⁩. أما المستوى الفرعي ⁦(l = 1)⁩ فيحتوي على ثلاثة أفلاك (⁦p⁩$_x$، p$_y$، p$_z$)، كل منها ضبابة ممتدة على المحور، ومركزها النواة، وتشبه (∞)، لاحظ الشكل (1-9).

من الملاحظ أن أفلاك ⁦p⁩ لنفس المستوى الرئيس، تتشابه في الشكل والحجم والطاقة، لكنها تختلف في الاتجاه الفراغي، أما المستوى الفرعي ⁦d (l=2)⁩ فإنه يحتوي على خمسة أفلاك، تأخذ أشكالاً أخرى مختلفة، لاحظ الشكل (1-10).

أما المستوى الفرعي ⁦f (l=3)⁩ فإنه يحتوي على سبعة أفلاك مختلفة.

ويلخص الجدول (1-1) قيم الأعداد الكمية الرئيسة والفرعية والمغناطيسية في مستويات الطاقة الرئيسة الأربعة الأولى لذرة ما.

وقد تم إضافة العدد الكمي المغزلي ⁦m⁩$_s$ الذي يصف حركة الإلكترون حول محوره كعدد كمي رابع.

الإلكترون جسيم له شحنة سالبة، ويدور حول النواة، ويدور حول محوره (حركة مغزلية)، وقد يكون اتجاه غزل الإلكترون باتجاه عقارب الساعة، أو بعكس اتجاه عقارب الساعة. وينشأ عن حركة الإلكترون مجال مغناطيسي، كالمجال الناتج عن تمرير تيار كهربائي عبر سلك ملفوف حول مسمار من الحديد، ويكون اتجاه المجال متعامداً على اتجاه غزل الإلكترون، وقد يكون إلى أعلى أو إلى أسفل. والعدد الكمي المغزلي يشير إلى اتجاه غزل الإلكترون في الفلك، ويحدد اتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن حركته، وله قيمتان فقط (⁦1/2+⁩، 1/2-). لاحظ الشكل (1-11).

18

يتواجد إلكترون ذرة الهيدروجين المستقرة، في أقل مستوى ممكن للطاقة، حيث يتواجد في الفلك ⁦(1s)⁩، ولكن كيف تتوزع الإلكترونات في الذرات الأكثر تعقيداً، مثل ذرة الذهب ⁦Au⁩ التي تملك (79 إلكتروناً)؟ لمعرفة كيفية توزيع الإلكترونات في تلك الذرات تعرف على القواعد الآتية:

1. قاعدة باولي (مبدأ الاستبعاد).
2. قاعدة أوفباو (مبدأ التصاعدي).
3. قاعدة هوند (التمثيل الفلكي).

تنص هذه القاعدة على: «لا يمكن لإلكترونين أو أكثر في نفس الذرة امتلاك نفس قيم الأعداد الكمية الأربعة ⁦n⁩، ⁦l⁩، ⁦m⁩$_l$، m$_s$». وبناءً على هذه القاعدة يتحدد عدد الإلكترونات في أي فلك بإلكترونين فقط، ويشترط أن يتعاكس الإلكترونان في اتجاه غزلهما.

وحيث إن مبدأ باولي حدد السعة القصوى للفلك الواحد بإلكترونين فقط، فإنك تستطيع تحديد السعة القصوى من الإلكترونات للمستويات الفرعية، بناءً على معرفتك لعدد الأفلاك لكل منها، كما في الجدول (2-1).

1. ما علاقة عدد المستويات الفرعية في المستوى الرئيس والعدد الكمي للمستوى الرئيس؟
2. ما العلاقة الرياضية بين عدد الأفلاك الكلية في المستوى والعدد الكمي للمستوى الرئيس؟
3. ما العلاقة الرياضية بين أقصى عدد للإلكترونات في المستوى الرئيس والعدد الكمي للمستوى الرئيس؟
4. ما العلاقة الرياضية بين أقصى عدد للإلكترونات في المستوى الفرعي وقيمة العدد الكمي الفرعي له؟

تنص هذه القاعدة على: «تتوزع إلكترونات الذرة المستقرة على مستويات الطاقة الفرعية حسب طاقتها، بدءاً بالمستوى الفرعي الأقل طاقة، ثم الذي يليه». ويوضح الشكل (1-12) الترتيب التصاعدي لمستويات الطاقة الفرعية المختلفة في الذرة.

الحل: ⁦2s⁩ < ⁦3s⁩ < ⁦3p⁩ < ⁦4s⁩ < ⁦3d⁩

وعند توزيع الإلكترونات على مجموعات الأفلاك (المستويات الفرعية) في ذرة ما، يجب مراعاة ما يأتي:

1. البدء بتوزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة الفرعية من المستوى الأقل طاقة للأعلى حسب الترتيب الآتي:

   1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < . . .

2. مراعاة السعة القصوى من الإلكترونات لكل مستوى فرعي.
3. أن لا يقل عدد الإلكترونات الموزعة للذرة المتعادلة أو يزيد عن عددها الذري.
4. مراعاة بعض الحالات الخاصة، التي ينتهي فيها التركيب الإلكتروني للذرة بـ ⁦(n-1)d⁩$^4$ أو ⁦(n-1)d⁩$^9$ حيث يتم نقل إلكترون واحد من ⁦ns⁩ إلى ⁦d (n-1)⁩ ليصبح ⁦d⁩$^5$ (نصف ممتلئ) أو ⁦d⁩$^{10}$ (ممتلئ)، فتصبح الذرة أكثر ثباتاً.

$_5$B، $_{10}$Ne، $_{17}$Cl، $_{20}$Ca، $_{26}$Fe، $_{24}$Cr، $_{29}$⁦Cu⁩ الحل:

ويمكن كتابة التركيب الإلكتروني للذرة، بدلالة العنصر النبيل، الذي يسبقه في الجدول الدوري مباشرة، وتتميز العناصر النبيلة بأن جميع مستويات الطاقة المعبأة فيها ممتلئة كاملاً بالإلكترونات، وتقع في العمود الأخير من الجدول الدوري للعناصر.

اكتب التركيب الإلكتروني لكل من ذرات العناصر الآتية بدلالة العنصر النبيل:

اكتب التركيب الإلكتروني لكل من الذرات الواردة في مثال (12) بدلالة العنصر النبيل.

للتعرف على قاعدة هوند قم بتنفيذ النشاط (1-4):

لديك ذرة النيتروجين ⁦(N)⁩، عددها الذري (7)، أجب عما يأتي:

1. اكتب التركيب الإلكتروني لذرة النيتروجين.
2. ما المستوى الفرعي الأخير في ذرة النيتروجين؟ وما عدد أفلاكه؟
3. يوضح الشكل (1-13) احتمالين لتوزيع إلكترونات ذرة النيتروجين، اكتب ثلاثة احتمالات أخرى ممكنة لتوزيع الإلكترونات.
4. أي الاحتمالات يمثل الحالة الأكثر ثباتاً؟ فسر ذلك.

تكون الذرة أكثر ثباتاً عندما تتوزع إلكترونات المستوى الفرعي الذي يوجد فيه أكثر من فلك ⁦(p, d, f)⁩ على أكبر عدد ممكن من أفلاك ذلك المستوى بنفس اتجاه الغزل قبل البدء بعملية الازدواج، وهذا ما نصت عليه قاعدة هوند، ويسمى التمثيل الذي يوضح توزيع إلكترونات المستوى الفرعي على أفلاكه (التمثيل الفلكي).

ويستفاد من قاعدة هوند في تحديد التمثيل الفلكي للذرة، وتحديد عدد الإلكترونات المفردة، التي من خلالها نحدد الصفات المغناطيسية للذرة، فإذا احتوت الذرة على إلكترون مفرد واحد أو أكثر، فإنها تملك صفة مغناطيسية، وتنجذب نحو المجال المغناطيسي الخارجي، وتسمى (ذرة بارامغناطيسية)، وتزداد الصفة البارامغناطيسية بزيادة عدد الإلكترونات المفردة، أما إذا كانت جميع إلكترونات الذرة مزدوجة، فإنها لا تملك صفة مغناطيسية، وتسمى (ذرة دايامغناطيسية).

في الذرات الآتية: $_{10}\text{Ne}$، $_{5}\text{B}$، $_{28}\text{Ni}$:

1. اكتب التركيب الإلكتروني لكل ذرة.
2. ارسم التمثيل الفلكي لمستوى التكافؤ في كل ذرة.
3. ما عدد الإلكترونات المفردة في كل ذرة؟
4. أي من الذرات السابقة تملك صفة بارامغناطيسية؟

لكل عنصر عدد ذري خاص به، يميزه عن العناصر الأخرى، يساوي عدد البروتونات الموجودة في نواة العنصر، ويساوي أيضاً عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة، ويتم تحديد الصفات الكيميائية والفيزيائية للعنصر من الإلكترونات الموجودة في مجموعة الأفلاك الخارجية التي تسمى (إلكترونات التكافؤ).

ويمكن حساب إلكترونات التكافؤ لذرة ما اعتماداً على التركيب الإلكتروني لها باستخدام القواعد الآتية:

1. يكون عدد إلكترونات التكافؤ للذرات التي ينتهي تركيبها الإلكتروني بـ ⁦ns⁩ أو ⁦np⁩ مساوياً لمجموع الإلكترونات ⁦(ns)⁩ أو ⁦(np)⁩ إن وجد.
2. يكون عدد إلكترونات التكافؤ للذرات التي ينتهي تركيبها الإلكتروني بـ (⁦n-1)d (⁩عنصر انتقالي) مساوياً لمجموع الإلكترونات ⁦(n-1)d⁩ و ⁦ns⁩، إذا كان ⁦(n-1)d⁩ غير ممتلئ، أما إذا كان ⁦(n-1)d⁩ ممتلئاً، فيكون عدد إلكترونات التكافؤ له مساوياً لعدد الإلكترونات ⁦ns⁩ فقط.

احسب عدد إلكترونات التكافؤ لكل ذرة مما يأتي: $_{6}\text{C}$، $_{10}\text{Ne}$، $_{12}\text{Mg}$، $_{22}\text{Ti}$، $_{24}\text{Cr}$، $_{27}\text{Co}$، $_{48}\text{Cd}$، $_{53}\text{I}$

احسب عدد إلكترونات التكافؤ لكل ذرة مما يأتي: $_{7}\text{N}$، $_{13}\text{Al}$، $_{18}\text{Ar}$، $_{23}\text{V}$

إن الحزم الضوئية المركزة والنقية والمعروفة بالليزر، أصبحت أدوات وأجهزة نموذجية لدى أطباء الجراحة، إذ تستخدم حزمة ضوئية مجهرية كملاقط يعمل على تثبيت أي عضية خلوية داخل الخلية، وتستخدم حزمة أخرى كمقص لإجراء جراحة دقيقة على تلك العضية، حيث يقوم الجراحون بتوجيه الملاقط والمقصات المجهرية من خلال مناظير باطنية لإجراء جراحات ذات حد أدنى من الإضرار بالأعضاء أو الخلايا الحية، ومن الأمثلة على ذلك تحطيم حصا الكلية، والتخلص من إعتام عدسة العين.

ويستخدم الباحثون في المختبرات مقصات الليزر، لفتح خلية مفردة بهدف تحليل مكوناتها الكيميائية، مثل التعرف على تركيب البروتينات المهمة في معالجة السرطان على مستوى الخلية المفردة، ويستخدمون ملاقط الليزر للإمساك بخلايا كاملة أو بعض عضياتها، وتحريكها حسب الطلب؛ ما فتح آفاقاً واسعة وجديدة في مجال الأبحاث العلمية المرتبطة باستقصاء الخلايا ومعالجتها.

ويحتاج الجراحون إلى توخي الدقة والانتقائية في جميع تطبيقات مقصات الليزر، بحيث يتم توجيه حزمة الليزر إلى الخلايا المستهدفة بدقة تامة، وعدم إلحاق ضرر بما يحيط بها.

ويعتمد تأثير الليزر على الكثافة الإشعاعية للضوء الساقط على سطح الخلية في فترة زمنية معينة، تتأثر بمدة النبضة الليزرية، والخصائص الامتصاصية للخلية، وما يحيط بها.

إن امتصاص الخلية لفوتونات مفردة بإمكانه أن يسبب البدء في تفاعلات كيميائية، تفرز نواتج ضوئية ضارة بالخلية، وقد تؤدي الفوتونات ذات الطاقة العالية، كما في الأشعة فوق البنفسجية، إلى كسر الروابط الجزيئية في عمليات تسمى الاستئصال الضوئي.

ضع دائرة حول رمز الإجابة الصحيحة في كل مما يأتي:

1. أي الآتية ليست من خصائص الطيف الذري؟

• أ. ينتج عن تهييج ذرات عنصر في الحالة الغازية.
• ب. لكل عنصر طيف ذري خاص به.
• ج. يتكون من مناطق مضيئة متتابعة.
• د. يظهر نتيجة لانتقال الإلكترون من مدار لآخر.

2. أي العبارات الآتية صحيحة فيما يخص الفلك ⁦(s)⁩؟

• أ. يتواجد في جميع المستويات الرئيسة.
• ب. يقل حجمه بزيادة قيمة ⁦(n)⁩.
• ج. تزداد سعته بزيادة قيمة ⁦(n)⁩.
• د. يتغير شكله الكروي بتغير قيمة ⁦(n)⁩.

3. في أي الانتقالات الإلكترونية الآتية في ذرة الهيدروجين تنتج الموجة الضوئية الأكثر طولاً؟

• أ. من المدار الثاني إلى المدار الأول.
• ب. من المدار الرابع إلى المدار الأول.
• ج. من المدار الثالث إلى المدار الثاني.
• د. من المدار الرابع إلى المدار الثالث.

4. أي الأزواج الآتية يمتلك طاقة متساوية في نفس الذرة؟

• أ. (2s, 3s)

• ب. (3s, 3p)

• ج. (2px, 3px)

• د. (2px, 2py)

5. ما العدد الكمي الذي يحدد خاصية الاتجاه الفراغي للفلك؟

• أ. الرئيس ⁦(n)⁩

• ب. الفرعي ⁦(l)⁩

• ج. المغناطيسي ⁦(m_l)⁩

• د. المغزلي ⁦(m_s)⁩

6. أي الآتية يمكن تفسير طيفه الذري من خلال نظرية بور؟

• أ. $\text{Be}^{2+}$
• ب. $\text{Li}^{2+}$
• ج. $\text{He}^{+}$
• د. $\text{B}^{2+}$

7. أي المستويات الفرعية الآتية لها أقل طاقة في نفس الذرة؟

• أ. 4f
• ب. 7s
• ج. 5d

• د. 6p

8. أي من مجموعات الأعداد الكمية الآتية غير مقبولة؟

• أ. $(n=4, l=3, m_l=2, m_s=+\frac{1}{2})$
• ب. $(n=3, l=2, m_l=2, m_s=+\frac{1}{2})$
• ج. $(n=3, l=2, m_l=0, m_s=-\frac{1}{2})$
• د. $(n=3, l=2, m_l=3, m_s=+\frac{1}{2})$

9. ما التركيب الإلكتروني الصحيح لذرة الفضة ⁦Ag (⁩ع. ذ. = 47)؟

• أ. $[\text{Kr}]4\text{s}^{1}3\text{d}^{10}$
• ب. $[\text{Kr}]5\text{s}^{1}5\text{d}^{10}$
• ج. $[\text{Kr}]5\text{s}^{1}4\text{d}^{10}$
• د. $[\text{Kr}]5\text{s}^{2}4\text{d}^{9}$

10. ما القاعدة التي أفادت في تحديد سعة الفلك بإلكترونين متعاكسين في اتجاه الغزل؟

• ب. باولي

• ج. أوفباو

وضح المقصود بكل من المصطلحات الآتية: الطيف الذري، مبدأ آينشتاين، المدار، الفلك، العدد الكمي الرئيس، الذرة البارامغناطيسية، العدد الذري.

فسر العبارات الآتية تفسيراً علمياً:

1. يختلف الطيف الخطي لأيون $\text{Be}^{3+}$ عن الطيف الخطي لذرة الهيدروجين.
2. التركيب الإلكتروني لذرة النحاس، $_{29}\text{Cu}$، $[\text{Ar}]4\text{s}^{1}3\text{d}^{10}$، بدلاً من $[\text{Ar}]4\text{s}^{2}3\text{d}^{9}$.
3. وجود إلكترونين في فلك واحد على الرغم من تشابههما الكهربائية.

أي الأعداد الكمية يحدد كلاً من: حجم الفلك، طاقة الفلك، شكل الفلك، بعد الإلكترون عن النواة، اتجاه الفلك، اتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن دوران غاز الإلكترون.

اكتب جميع قيم الأعداد الكمية الأربعة الممكنة للإلكترون الأخير في الذرات الآتية: $_{11}\text{Na}$، $_{7}\text{N}$، $_{13}\text{Al}$

قارن بين الفلكين ⁦3p⁩ و ⁦4p_x⁩ لذرة ما من حيث: الشكل، الطاقة، الحجم، الاتجاه الفراغي، السعة القصوى من الإلكترونات.

أي الرموز الآتية مقبول وأيها غير مقبول عند إجراء التركيب الإلكتروني للذرات؟ ⁦4s^1⁩, ⁦2p^7⁩, ⁦4d^9⁩, ⁦3f^{11}⁩, ⁦3d^1⁩, ⁦5p^3⁩

في كل من الذرات الآتية: $_{12}\text{Mg}$، $_{35}\text{Br}$، $_{18}\text{Ar}$، $_{33}\text{As}$:

• أ. اكتب التركيب الإلكتروني.
• ب. اكتب التمثيل الفلكي لمستوى التكافؤ.
• ج. ما عدد إلكترونات التكافؤ؟
• د. ما عدد الإلكترونات المفردة؟

انتقل إلكترون ذرة الهيدروجين المهيجة من المدار الخامس إلى المدار الثاني بقفزة واحدة، احسب:

• أ. طول موجة الفوتون بالنانومتر.
• ب. تردد الفوتون بالهيرتز.
• ج. الطاقة المنبعثة بالجول.

2. هل يقع الضوء الناتج في منطقة الضوء المرئي؟

تم تهييج ذرة الهيدروجين المستقرة، فانتقل الإلكترون إلى المدار الخامس، وأثناء عودته إلى مدار أقل طاقة انبعث فوتون بطول موجة 1280 نانومتر. ما رقم المدار الذي وصله الإلكترون؟

تم تهييج ذرة الهيدروجين المستقرة إلى مستوى طاقته تساوي $-8.72 \times 10^{-20}$ جول / ذرة.

• أ. ما عدد خطوط الطيف الذري الناتج عند عودة الإلكترون إلى حالة الاستقرار؟
• ب. احسب تردد الموجة المنبعثة التي تمتلك أقل طاقة إشعاع ممكنة.

أقرأ كل عبارة من العبارات الآتية، ثم أضع إشارة (✓) في المكان المناسب: