Quantum theory&electronic structure of atoms
نظرية الكم والتركيب الالكتروني للذرات
*اعداد الكم هي اعداد تظهر كنتيجة رياضية منطقية تحدد طاقات واحجام واشكال المجالات الالكترونية وهي 4 انواع.
There are four Quantum numbers(n&l&ml&ms)
1) principle Quantum number:(n)
توجد حول النواة 7 مستويات رئيسية لكل مستوي رمز ورقم.
Importance: Determine the energy of orbital.
symbol
K
L
M
N
O
P
Q
n
1
2
3
4
5
6
7
2) angular momentum Quantum number:(l)
عدد الكم الثانوي يحدد شكل المستوي الفرعي الذي يتحرك فية الالكترون
Importance: Indicate shape of orbital.
L=(n-1)
3
2
1
0
عدد الكم الثانوي
f
d
P
s
رمز المستوي الفرعي
اذا كان عدد الكم الرئيسي 3 فان عدد الكم الثانوي............
3)magnetic Quantum numbers(ml):
عدد الكم المعناطيسي يحدد اتجاه المجال الفراغي بالنسبة لمحور ثابت
Importance: determine orientation of orbital in space.
Ml= + ve……0………-ve
عدد الكم الثانوي
رمز المستوي الفرعي
ms=2l+1عدد الكم المغناطيسي
الشكل
L=0
S
0
1) electron spin Quantum number(ms):
عدد الكم المغزلي :كل مجال الكتروني يتسع لزوج من الالكترونات احدهما يدور حول نفسة في اتجاه معين والاخر يدور يدور حول نفسة في الاتجاه المعاكس
Importance: indicate the direction of electron spin on it's own axis.
Max.numb.of electrons in orbital = 2
Types of magnetic properities:
1-Paramagnetic properties----- unpairedغير مزدوج(فردي)
2-Diamagnetic properties------ pairedمزدوج
Electronic configuration:
القواعد المتبعه في التوزيع الالكتروني للعناصر هي
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s 7p
Atom
Electronic configuration
He
1s
Li
1s,2s
Na
1s,2s,2p,3s
Cu
1s,2s,2p,2s,3p,3d,4s
Cu
1s,2s,2p,2s,3p,3d
Cu
1s,2s,2p,2s,3p,3d
1)**Pouli's exclusion principle:
No electrons in the same atom can have the same four Quantum number.
يقول مبدء الاستبعاد لبولي انه في الذرة الواحده لايمكن ان يشترك الكترونان في اعداد الكم الاربعه كلها.
2)hund's rule:
The most stable arrangement of electrons in subshells is the one with the greatest number of parallel spin.
تنص قاعدة هوند ان الترتيب الالكتروني الاكثر استقرارا هي التي تحتوي علي اعلي عدد من الالكترونات التي تدور في نفس الاتجاه.
Periodic relationship among elements:
توجد بعض القواعد تشرح اسس ترتيب العناصر بالجدول الدوري
Effective nuclear charge قوة جذب النواة الفعلية
Z eff = Z – δ
Where (Z= number of proton& δ = shielding constant(screening constant) قوة الحجب او المقاومة
1)Atomic radius القطر الذري(حجم الذرات)
In the same period------------as Z increase(from left to right)-----atomic radius decrease.(due to increase of Z eff (
In the same group------------as Z increase(from up to down)------atomic radius decrease (due to increase number of shells so Z eff decrease)
في نفس الدوره:يقل حجم الذرة من اليسار الي اليمين وذلك لانه كلما زاد العدد الذري زادت قوة جذب النواة للالكترونات
و في نفس المجموعه:يزدا حجم الذرات من الاعلي الي الاسفل نظرا لزياده عدد مستويات الطاقة فتقل قوة جذب النواة للالكترونات.
***ملاحظه هامة
عند المقارنه بين حجم العنصر باشكالة المختلفه يكون الترتيب هو
الايون السالب (anion) اكبر حجما من ذرة العنصر
العنصر اكبر حجما من الايون الموجب (cation)
Ex:
1)F & F
2)Na & Na
3)Ca &Ca
4)Al & Al
5)Mg & Mg
H.W: arrange the following according to atomic size(atomic radius):
1)Al & Mg & Na
2) O & F
2)ionization energy:
It 's the minimum energy(kj/mol) required to remove an electron form a gaseous atom in the ground state.
هي اقل طاقة لازمة لازالة اكثر الالكترونات بعدا عن النواة حتي يستقر ويصل لتركيب اقرب غاز خامل.
ومن المنطقي انه كلما قل حجم الذرة زادت الطاقة اللارمة لازلة الالكترونات وكلما زاد حجم الذرة قلت الطاقة اللازمة لازالة الالكترونات
In the same period --------as Z increase ------ionization energy increase.(due to decrease of atom size and Z eff)
In the same group------- as Z increase-------ionization energy decrease
due to increase of atom size and Z eff).
3)electron affinity:القابلية الالكترونية
Measure tendency of an atom to gain (accept) an electron to form an anion in gaseous state.
هي قابلية الذرة لاكتساب الكترونات ويصبح انيون تركيبة مشابة لاقرب غاز خامل.
In the same period --------as Z increase ------ electron affinity increase.(due to decrease of atom size and Z eff)
In the same group------- as Z increase------- electron affinity increase
due to increase of atom size and Z eff).
**chemical bonding(basic concept) الروابط الكيميائية الاساسية
1) ionic bond (lewis dot symbol):
لتوضيح الرابطة الايونية وكيف تتم نرمز لكل الكترون موجود بمستوي الطاقة الاخير بنقطة :
1) Na Cl
2) Ca Cl2
**lattice energy of ionic compounds:
It's the energy required to completely separate one mole of solid ionic compound into gaseous ion.
It measure stability of ionic compound.
Q)which is the most stable??
1)Na
Na
Na
_______________________________________
3) Ca
Ca
_________________________________________
4) F
F
2)covalent bond:
الرابطة التساهمية هي رابطة تنشا بين ذرتين او اكثر نتيجة لمساهمة كلا منها بالكترون او اكثر.
a)double bond: b)triple bond
ex:CO2 ex:N2
polarity of compound:قطبية المركبات
1)polar compound. 2)non polar compound.
ex:HCl ex:CCl4
Iso electronic species or ions:
Ions have the same number and configuration of electrons.
عندما تميل الذرة الي فقد او اكتساب الكترونات لتصل الي الاستقرار فينتج عنه ايونات لها نفس عدد الالكترونات والتوريع الالكتروني (لكن يظل كل عنصر محتفظ بعدد البروتونات)
Ex:N &O &F .
N
O
F
So iso electric ion = 10 (same number of electrons of Ne).
**physical properties of solution***
1) unit of concentration:
percent by mass=(mass of solute/mass of solution) x 100
where mass of solution=mass of solute + mass of solvent.
Ex:
0.892 gm of KCl is dissolved in 54.6 gm of H2O
Calc. mass percent of solution
Answer:
percent by mass=(mass of solute/mass of solution) x 100
=0.892/(0.892+54.6) x 100 = %
__________________________________________________ ______
Q)Write chemical formula for the following:
1)barium hydride.
2)sodium nitride.
3)sodium hydrogen phosphate.
4)sodium di hydrogen phosphate.