تعددية (كيمياء)
تعددية في كيمياء الكم و الفيزياء (بالإنجليزية: Multiplicity) هي تعددية خطوط طيف ذرة أو جزيء ، وهي متعلقة بتعددية حالات الإلكترون /أو حالات الإلكترونات في النظام الذري أو نظام الجزيء.[1][2]
تستخدم التعددية في كيمياء الكم لتفرقة بين عدة حالات للإلكترونات في ذرة أو جزيء ما ، و تتسم بإمكانية انفطارها تحت تأثير مجال كهربائي أو مجال مغناطيسي خارجي . تختلف تلك الحالات فيما بينها بسبب إتجاه العزم المغزلي الكلي فقط . وتعرف التعددية بالعلاقة :
2S+1 = التعددية
حيث:
- S العدد الكمومي المغزلي الكلي.
والتعددية تختص بتحديد عدد الإلكترونات "المنفردة" في مدار في الذرة (أي ليس لها زوج ، حيث يشغل عادة زوج من الإلكترونات كل مدار ، ويكونان معكوسان الزخم المغزلي ، فتصبح محصلتهما للزخم المغزلي مساوية للصفر) . وتصف قاعدة هوند التعددية ، حيث تقول : يفضل الشغل المنفرد للإلكترونات في المدارات ذات مستوى طاقة واحد . ونتيجة ذلك هو شغل مدارات مختلفة بإلكترونات منفردة أو مزدوجة ، وبهذا تتحدد التعددية .
تـُحسب التعددية بالعلاقة 2S+1.
حيث S مجموع العزوم المغزلية .
ولكن للتبسيط نضع s = ½ ( وهو الزخم المغزلي للإلكترون المنفرد ). فإذا كانت الإلكترونات مزدوجة في الذرة يكون الزخم المغزلي الكلي S = 0 ، وبالتالي نحصل على التعددية = 2(0) + 1 = 1 . وتسمى تلك الحالة منفردة singlet ، وينشأ عن هذا الإلكترون خط واحد في طيف العنصر . أما إذا احتوى جزيئ على إلكترون منفرد واحد تكون S = +½ ، وبالتالي تصبح التعددية 2S + 1 = 2, وهذه الحالة تسمى زوجية doublet ، (أي يظهر خطين في الطيف لتلك الحالة) . وإذا وجد في الذرة أو الجزيئ إلكترونان منفردان فتصبح S = 1 ، وتكون التعددية ثلاثية triplet وهكذا .
التعددية في الأنظمة عديدة الالكترونات
في الذرات و الأيونات التي لها إلكترونات عديدة وكذلك في الجزيئات نقوم بحساب عدد الكم المغزلي الكلي لمجموع الإلكترونات باستخدام المعادلة التالية . وإذا كان في الذرة عدد من الإكترونات نستطيع حساب كالآتي (هذا ينطبق على ذرة أو جزيء أو أيون) :
حيث عدد الكم المغزلي للإلكترون i.
ونظرا لأن الإلكترونات الزوجية لا تشارك في قيمة S (حيث أن عزميهما المغزليان متعاكسان) فيمكننا اخذ الإلكترونات المنفردة وحدها في الاعتبار . والعزم المغزلي للإلكترون مقداره ، وبجمع العزوم الكمومية المغزلية للإلكترونات المنفردة في ذرة أو جزيء أو أيون نحصل على :
النظام | مثــال | إلكترونات في حالة قاعية | عدد كم مغزلي كلي |
التعددية |
حالة قاعية | |
---|---|---|---|---|---|---|
إلكترونات مزدوجة | إلكترونات منفردة | |||||
معظم الجزيئات | جزيء الهيدروجين H-H | ( 1x2) |
0 | 0/2 = 0 | 2x0+1 = 1 | Singlet |
جذر | أول أكسيد النيتروجين •N=O وبالتالي N-O• | 5x2 | 1 | 1/2 | 2x(1/2)+1 = 2 | Doublet |
جذرين مترابطين | •O-O• أكسجين | 5x2 | 2 | 2/2 = 1 | 2x1+1 = 3 | Triplet |
أيونات فلزات, على الأخص فلزات المجموعات الثانوية * ، و المعقدات التساندية |
…x2 | Triplet, Quartet, … |
- ) مجموعات الفلزات الثانوية طبقا للجدول الدوري للعناصر.
نظام بإلكترون منفرد واحد
نتصور عادة بالنسبة للزخم المغزلي للإلكترون أن الإلكترون يلف حول محوره ، ولكن هذا مجرد تصور ، والحقيقة هي أن الزخم المغزلي صفة من صفات الجسيمات ، وهي ثابتة لا تتغير . و في الفيزياء نقرن خاصية لغلأكترون هذه بالعدد الكمومي المغزلي . وتكون التعددية في نظام به إلكترون منفرد واحد و بالتالي فهي حالة "زوجية".
اقرأ أيضا
مراجع
- "معلومات عن تعددية (كيمياء) على موقع d-nb.info". d-nb.info. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2020. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - "معلومات عن تعددية (كيمياء) على موقع academic.microsoft.com". academic.microsoft.com. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2020. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة)
- بوابة كيمياء فيزيائية
- بوابة ميكانيكا الكم
- بوابة الكيمياء
- بوابة الفيزياء