14 3-4 السحابة الإلكترونية والأوربيتال
- السحابة الإلكترونية (Electron Cloud): مفهوم يعبر عن المنطقة من الفراغ المحيطة بالنواة والتي يُحتمل وجود الإلكترون فيها من كل الاتجاهات والأبعاد. وتكون السحابة أكثر كثافةً حيث يزداد الاحتمال.
- يوجد داخل السحابة الإلكترونية مناطق يزداد احتمال تواجد الإلكترون فيها، يُطلق على كل منها مصطلح الأوربيتال (Orbital).
- وقد أعطى الحل الرياضي للمعادلة الموجية لشرودنجر أربعة أعداد سُمّيت أعداد الكم، تصف كل إلكترون في الذرات عديدة الإلكترونات.
✍️ أمثلة محلولة
- مثال محلول (3-1). لماذا لم يعد مقبولًا تصور «إلكترون يدور في دائرة كالكوكب»؟
- لأننا لا نستطيع معرفة مكانه وسرعته معًا (هايزنبرج)، وإنما نعطي خريطة احتمالية هي الأوربيتال.
- فحلّت الأوربيتالات محل المدارات (المسارات الثابتة).
- مثال محلول (3-2). قارن بين المدار والأوربيتال.
- المدار (بور) مسار دائري محدد على بعد ثابت من النواة ويقع في مستوى واحد.
- أما الأوربيتال (الميكانيكا الموجية) فهو منطقة ثلاثية الأبعاد حول النواة يزيد فيها احتمال وجود الإلكترون ولها شكل مميز.
- مثال محلول (3-3). اربط كل عالم بفكرته: طومسون — كرة موجبة تتناثر فيها الإلكترونات؛
- رذرفورد — النواة؛
- بور — مستويات الطاقة المكمَّاة؛
- هايزنبرج — مبدأ عدم التأكد؛
- شرودنجر — المعادلة الموجية والأوربيتالات.