أعداد الكم

أعداد الكم الأربعة:
كيف ستصف لشخص ما أين تعيش بالضبط؟!
أنا سأخمن أنك ستبدأ وصفك بأربع خطوات
أولا أسم المنطقة فالمدينة ثم أسم الشارع وأخيرا رقم البناية.
وكما أنه لا يمكن لأي بنايتين أن يكون لهما نفس العنوان, أيضا لا يمكن لأي إلكترونين أن يكون لهما نفس المجموعة من أعداد الكم.
و كما ذكرنا سابقا أنك تستطيع تحديد موقعك بأربع خطوات, أيضا يوجد أربعة أعداد تصف وتحدد جوانب معينة للإلكترون في الذرة.

عدد الكم الرئيسي:
أول نوع لدينا من أعداد الكم هو عدد الكم الرئيسي n, وهو يحدد المستوى وطاقته حول النواة, حيث تزداد طاقة المستوى كلما ابتعدنا أكثر عن النواه, وهو يأخذ الأعداد الصحيحة n=1 ويقابله الرمز K, n=2 ويقابله الرمز L وهكذا.
لنستطيع فهم هذا النوع أكثر سنأخذ عنصر البريليوم كمثال, إذا التوزيع الإلكتروني لعنصر البريليوم هو 1S2 2S2 , نجد أن الغلاف الخارجي للإلكترونات هو في الغليف 2S, إذا المستوى الرئيسي لعنصر البريليوم هو .n=2

عدد الكم الثانوي:
التالي هو عدد الكم الثانوي, يتكون كل مستوى رئيسي من مستويات فرعية أو غليفات هي s, p, d, f وهي تحدد شكل المدار الذي يتحرك فيه الإلكترون, ويرمز له بالرمز l.
الغليف s يأخذ الشكل الكروي, الغليف p يأخذ شكل كرتين متقابلتين, الغليف d يأخذ شكل ثلاثي أبعاد لأوراق البرسيم, الغليف f يأخذ شكل المزيد من الأوراق.
وأيضا عدد الكم الثانوي يحدد عدد الغليفات في كل مستوى ويأخذ القيم من 0 إلى n-1.
أي أن s=0, p=1, d=2, f=3 , لنأخذ تطبيقا عمليا لحساب عدد الغليفات, بتطبيق القانون فإن العدد 4 يأخذ القيم 0,1,2,3 ويطبق القانون على كافة العناصر.
وبالرجوع إلى ما سبق ذكره فإننا نستنتج أن:
هناك غليف واحد في المستوى الأول, وغليفين في المستوى الثاني, وثلاثة غليفات في المستوى الثالث, وأربعة غليفات في المستوى الرابع.

عدد الكم المغناطيسي:
عدد الكم المغناطيسي يرمز له بـ ml, وهو يحدد عدد الأفلاك في الغليفات, حيث يتكون كل غليف من فلك واحد أو أكثر.
ويمكن تحديد عدد الأفلاك بمعلومية l بأخذ القيم من –l إلى +l مرورا بالصفر, وبذلك يتم تحديد الأفلاك.
عند أخذ قيمة l=0 وعند تطبيق القانون –l إلى +l فإن قيمة ml هي الصفر, وبالتالي هناك فلك واحد. وعند l=1 من –l إلى +l هناك ثلاثة أفلاك, وعند l=2 هناك خمسة أفلاك, وعند l=3 هناك سبعة أفلاك.

عدد الكم المغزلي:
افترض أن الإلكترون يشبه المغناطيس الصغير الذي يولد عند دورانه حول محوره مجالا مغناطيسيا, وعندما يغزل الإلكترون حول نفسه, فإنه يغزل أي يدور في أحد اتجاهين, مع عقارب الساعة أو عكس عقارب الساعة.
في هذه الحالة نتعرف على النوع الرابع والأخير من أعداد الكم وهو عدد الكم المغزلي ms, ويستخدم في وصف غزل الإلكترون في فلك ما.
والقيم التي يأخذها عدد الكم المغزلي هما القيمتان
-1/2 , +1/2
لنأخذ بعض العناصر كتطبيق لنا على مراجعة كل ما تعلمناه.
تحتوي ذرة الهيدروجين على إلكترون واحد يشغل المدار الأدنى في الذره هو المدار 1s1 ويوصف الإلكترون في هذا المدار بقيم أعداد الكم الأربعة التالية:
n=1, l=0, ml=0, ms=+1/2
وكمثال آخر تحتوي ذرة الهيليوم على الكترونين اثنين, يوصف الإلكترون الأول بنفس قيم أعداد الكم الأربعة للإلكترون في ذرة الهيدروجين. اما الإلكترون الثاني فيوصف بنفس قيم أعداد الكم الثلاثة الأولى, إلا أنه يختلف في قيمة عدد الكم المغزلي ms.