تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية

تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية وهي خاصية من خصائص الذرة، والتي تعد من الاكتشافات الحديثة في علم الفيزياء، وفي هذا المقال سيتم تحديد هذه الخاصية وشرحها، من خلال بحث مبسط ومختصر، بدءًا بتعريف الإلكترون، وصولًا إلى مبدأ توزع الإلكترونات على مستوى الذرة، كأصغر جزء من العنصر الكيميائي.

تعريف الإلكترون

قبل تحديد ما هي الخاصية التي تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية ؟ من الضروري البدء بتعريف الإلكترون، أو بالإنجليزية “Electron”، وهو أحد مكونات الذرة، ويتميز بشحنته السالبة، ووجوده محيطًا بالنواة، كما أنها يتميز عن باقي مكونات الذرة سواءًا البروتونات أو النيوترونات بكتلته الصغيرة، وبالرغم من تنبؤ العديد من العلماء بوجوده إلا أن الفضل في اكتشافه بشكلٍ رسمي يعود إلى العالم البريطاني ثومبسون، وذلك في العام 1897، ومن الجدير بالذكر أن الإلكترونات هي سر توصيل التيار الكهربائي في المواد الصلبة.[1]

تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية

عند إزاحة أو نقل الكثافة الإلكترونية داخل السحابة الإلكترونات تتشكل قوة تجاذب بين العناصر الكيميائية، ومن الجدير بالذكر أن الكثافة الإلكترونية، أو باللغة الإنجليزية “Electron density”، هي عبارة عن قياس احتمال وجود الإلكترون في مكان معين، في حين إن السحابة الإلكترونية هي حيز من الفراغ السالب الشحنة الذي يحمل طاقة معينة، وهو مفهوم يرتبط بالمدار الذري، وهي في الحقيقة عبارة عن دالة رياضية تصف حركة الإلكترونات في الذرة.[2]،[3]

حركة الإلكترونات حول النواة

من خلال تعريف الإلكترون المذكور آنفًا نستنتج أن الإلكترون يدور حول النواة بفعل قوة جذب الجسيمات المكونة للنواة، والمعاكسة له من حيث الشحنة، مما يسمح بتوزع الإلكترونات على مدارات محيطة بالنواة تسمح بتثبيتها على بعد محدد، وبالتالي فمن المنطقي أن الإلكترونات الأقرب من النواة أشد ارتباطً وثباتًا من تلك الواقعة بعيدًا، وتُشكل هذه الإلكترونات سحابة سالبة الشحنة، ومن الجدير بالذكر أن هذا التوزيع الإلكتروني الخاص بكل ذرة يتحكم في حجم الذرّة وخصائصها الكيميائية، مما يسمح بتصنيفها رفقة بقية العناصر الكيميائية في الجدول الدوري للعناصر.[3]

إقرأ أيضًا: جسيم متعادل الشحنة في النواة

عدد الإلكترونات في المدار

بعد تحديد الخاصية التي تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية من الجدير بالذكر أن توزيع الإلكترونات على مستوى كل ذرة على مستوى مدارات متعددة، يحدد حسب حجم الفراغ والسحابة التي توجد فيها هذه الإلكترونات، ويتّسع كل مدار ضمن المدارات الأربعة الرئيسة المختلفة لإلكترونين اثنين، ويرمز لهذه المدارات بالحروف اللاتينية: “s، p، f، d”، كما أن كل مدار رئيس يحتوي على مستويات ثانوية قد تحمل ما يزيد عن إلكترونين.[4]

تنتج عن إزاحة الكثافة الإلكترونية في السحابة الإلكترونية قوة جذب، وهي خاصية تدعو إلى مراجعة المفاهيم الأساسية لعلم الفيزياء، حيث إن كل ذرة تتكون من البروتونات، والنيترونات، والإلكترونات، ويحمل كل إلكترون شحنة سالبةً ويتوزع على مستوى مدارات مختلفة، ويحمل كل عنصر كيميائي خصائص فيزيائية وكيميائية محددة بشكلٍ رئيس في الجدول الدوري للعناصر.