ماهو التوزيع الإلكتروني للكربون 2S2 2P2 ام 2S1 2P3؟

 

ماهو التوزيع الإلكتروني للكربون 1s22s22p2  ام 1s22s12p3

 التوزيع الإلكتروني للكربون

كما هوا معلوم أن الكربون يمتلك التوزيع الإلكتروني التالي:

 

 1s22s22p2

 

ولكن من الممكن ان تتسائل بما أن الأوربتالات النصف ممتلئة والممتلئة بالكامل تكون أكثر استقرارًا ، فلماذا لا يكون التوزيع الإلكتروني للكربون على هذا الشكل:

 

1s22s12p3

 

لماذا لا ينتقل إلكترون من اوربيتال 2s  إلى 2p ، كما في حالة التوزيع الإلكتروني لـ Chromium ، حيث ينتقل إلكترون واحد من 3d إلى 4s ، لجعل الاوربيتالات نصف ممتلئة وبالتالي أكثر استقرارًا.

 

للأجابة عن كل هذه التساؤلات في هذا المقال وكما يلي:

 

مبدأ أوفباو

ينص هذا المبدأ على ان مستويات الطاقة الثانوية تملأ بالالكترونات حسب تسلسل طاقاتها من الاوطأ الى الاعلى وتتبع المنوال.

في Cr ، ينتقل إلكترون واحد من 4s إلى 3d لأن اوربيتال 4s أقل من ناحية الطاقة من الاوربيتال 3d ولهذا فأن الاوربيتالات الأقل طاقة تملئ أولاً ثم الأعلى طاقة.

اما في حالة الكربون فإن الكربون يحتوي على اوربيتال s و اوربيتال p وكلاهما في نفس الغلاف الغلاف الثاني، ولهذا يكون مقدار الطاقه بينهما مختلف قليلاً ولهذا يتم ملئ اوربيتال s بالكترونين وبعدها اوربيتال p بألكترنين، وفي هذا الحال تكون ذرة الكربون اكثر استقرارًا وترتيبها الإلكتروني:

 

 1s22s22p2

 

اما في حالة انتقال الكترون من اوربيتال s إلى اوربيتال p لكي يصبح نصف مشبع فإن الذرة بحاجة إلى طاقة لحدوث عملية الأنتقال هذه والتغلب على طاقة استقرار الكربون الأولى، وفي حالة أنتقال الإلكترون فأن الذرة تصبح مثارة وتسمى هذه الحالة بالذرة المثارة ويكون الترتيب الإلكتروني لها بهذا الشكل :

 

 1s22s12p3

 

بالعودة إلى إجابتي السابقة ، إن مستويات الطاقة متقاربة جدًا ، وفي الحقيقة من الصعب التأكد التام من موقع الألكترون. ولكن ظاهريًا ، يكون الاوربيتال s  أكثر استقرارًا من الاوربيتال p في نفس الغلاف وهو أكثر استقرارًا.

تحتوي ذرة الكربون في أدنى طاقتها (الحالة الأرضية المستقرة) على إلكترونين غير متزاوجين في اوربيتال p، اما في الحالة المثارة فتحتوي على 4 الكترونات غير مزدوجة.

 

 

 

المصادر

1.       الكتاب المرجع في الكيمياء بالوطن العربي - الجزء الأول: الذرات والجزيئات , د. نعمان سعد الدين النعيمي د. غازي عبد الوهاب درویش د. فؤاد قنبور . جامعة بغداد - بغداد - الجمهورية العراقية - الجزء الثاني : التفاعلات الكيميائية , د. محمد عبد العزيز الحجاجي د. ابراهيم الزامل الزامل د. سليمان حماد الخويطر , جامعة الملك سعود - الرياض - المملكة العربية السعودية - الجزء الثالث: حالات المادة وتحولاتها, د. صلاح يحياوي د. موفق شخا شیرو د. هيام بيرقدار . جامعة دمشق - دمشق - الجمهورية العربية السورية - الجزء الرابع: كيمياء العناصر . د. الهادي زروق د. المولدي عبد الكافي د. قاسم أم الزين , جامعة تونس المنار – تونس - الجمهورية التونسية المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم 1988 – تونس.

2.      الكيمياء العامة (بنية المادة) جزآن تأليف: حسن بوزيان - الطبعة الثانية 2010 ديوان المطبوعات الجامعية - الساحة المركزية - بن عكنون - الجزائر - الجمهورية الجزائرية

3.      Langeslay, Ryan R.; Fieser, Megan E.; Ziller, Joseph W.; Furche, Philip; Evans, William J. (2015). "Synthesis, structure, and reactivity of crystalline molecular complexes of the {[C5H3(SiMe3)2]3Th}1− anion containing thorium in the formal +2 oxidation state". Chem. Sci. 6 (1): 517–521. doi:10.1039/C4SC03033H. PMC 5811171. PMID 29560172.

4.      Melrose, Melvyn P.; Scerri, Eric R. (1996). "Why the 4s Orbital is Occupied before the 3d". Journal of Chemical Education. 73 (6): 498–503. Bibcode:1996JChEd..73..498M. doi:10.1021/ed073p498.

5.      Rayner-Canham, Geoff; Overton, Tina (2014). Descriptive Inorganic Chemistry (6 ed.). Macmillan Education. pp. 13–15. ISBN 978-1-319-15411-0.