مدار ذري

في ميكانيكا الكم، المدار الذري atomic orbital، هي دالة رياضية تصف تصف الطبيعة الموجية لحركة الإلكترونات في الذرة.^[1]، بواسطة هذه الدالة يمكن حساب المنطقة أو الحيز من الفراغ الذي يمكن أن يتواجد فيه الإلكترون حول ذرة مفردة (حرة) في مستوى طاقة معينة.

أشكال المدارات الذرية الخمسة الأولى: 1s، 2s، 2p_x، 2p_y، و2p_z. يظهر اللونان حالة أو علامة الدالة الموجية في كل منطقة. رسومات أشكال الدوال

ψ(x ، y ، z)

هذه والتي تعتمد على احدايات إلكترون واحد. لرؤية الشكل المكبر للدوال

ψ(x ، y ، z) 2

التي تظهر الكثافة المحتملة الأكثر مباشرة، انظر رسوم المدارات-d أدناه.

بشكل محدد، فإن المدارات الذرية عبارة عن حالات طاقة كمومية منفصلة، لكل إلكترون على حدة في السحابة الإلكترونية حول ذرة مفردة (حرة)، يعبر عنها على شكل دالة رياضية في ميكانيكا الكم. ويعبر عن المدار الذري في ميكانيكا الكم بعدد الكم المداري.

يتكون الجدول الدوري الحديث من 18 مجموعة رأسيه،وسبع دورات افقية.وتنقسم المجموعالات الرأسيه إلى مجموعات أساسية ((A)) ومجموعات فرعية ((B)) فالمجموعات الأساسية (A) تحتوي على (8)مجموعات عموديه أعطيت السبع المجموعات الأولى منهاا الأرقام 1A,2A,3A,4A,5A,6A,7Aاما المجموعة الثامنة منها والمشتمله على الغازات الخامله فتسمى على المجموعات الصفريه وأعطيت الرقم صفر (0) ووضعت في أقصى يمين الجدول بعد المجموعة (7A).وأبتداءً من الدورة الرابعة وضعت المجموعات الفرعيه (B) بين المجموعتين الأساسيتين (2Aو 3A)، وسميت عناصر المجموعات الفرعيه (B) بالعناصر الانتقاليه وتتكون من عشر أعمدة ((مجموعات)) رأسية وتتدرج خواص العناصر في الجدول رأسياً من أعلى إلى سفل المجموعات، كما تتدرج افقياً في عناصر الدورات المختلفة من يسار إلى يمينه.

المدار الذرية لإلكترون ذرة الهيدروجين عند مستويات طاقة مختلفة. احتمالية العثور على الإلكترون موضحة بالألوان، والتي ظهر في المفتاح أعلى اليمين.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

خصائص الإلكترون

الطبيعة الجزيئية
الطبيعة الجسيمية

تعريف ميكانيكا الكم الرسمي

أنواع المدارات

Heat maps of some hydrogen-like atomic orbitals showing the probability density (f orbitals and higher are not shown)

التاريخ

النماذج المبكرة

ذرة بور

نموذج بور-رذرفورد لذرة الهيدروجين.

المفاهيم والروابط الحديثة لمبدأ الريبية لهايزنبرگ

الأسماء المدارية

المدارات شبيهة الهيدروجين

الأعداد الكمية

المدارات المعقدة

	$ℓ = 0$	$ℓ = 1$	$ℓ = 2$	$ℓ = 3$	$ℓ = 4$	…
$n = 1$	$m_{\ell }=0$
$n = 2$	0	−1, 0, 1
$n = 3$	0	−1, 0, 1	−2, −1, 0, 1, 2
$n = 4$	0	−1, 0, 1	−2, −1, 0, 1, 2	−3, −2, −1, 0, 1, 2, 3
$n = 5$	0	−1, 0, 1	−2, −1, 0, 1, 2	−3, −2, −1, 0, 1, 2, 3	−4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4
…	…	…	…	…	…	…

المدارات الحقيقية

رسم متحرك للمدارات دائمة الحركة بين مدار

p_{1}

ومدار

p_{x}

.

p_{z}=p_{0}

p_{x}={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(p_{1}+p_{-1}\right)

p_{y}={\frac {1}{i{\sqrt {2}}}}\left(p_{1}-p_{-1}\right)

أشكال المدارات

قطاع عرضي في المدار الذري للهيدروجين (

ψ(r, θ, φ) 2

) للمدار 6s

(n = 6, ℓ = 0, m = 0)

. المدارات s ، على الرغم من كونها متماثلة الكروية، إلا أن لديها عقد موجية سريعة التموضع لـ

n > 1

. المدارات s هي التي تمتلك عقدة مضادة مركزية؛ الأنواع الأخرى لا تفعل ذلك أبدًا.

Experimentally imaged 1s and 2p core-electron orbitals of Sr, including the effects of atomic thermal vibrations and excitation broadening, retrieved from energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) in scanning transmission electron microscopy (STEM).^[2]

المدارات 1s, 2s, & 2p لذرة الصوديوم.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

جدول المدارات

	s ( $ℓ = 0$ )	p ( $ℓ = 1$ )			d ( $ℓ = 2$ )					f ( $ℓ = 3$ )
	$m = 0$	$m = 0$	$m = \pm1$		$m = 0$	$m = \pm1$		$m = \pm2$		$m = 0$	$m = \pm1$		$m = \pm2$		$m = \pm3$
	s	p_z	p_x	p_y	d_z²	d_xz	d_yz	d_xy	d_x²−y²	f_z³	f_xz²	f_yz²	f_xyz	f_z(x²−y²)	f_{x(x²−3y²)}	f_{y(3x²−y²)}
$n = 1$
$n = 2$
$n = 3$
$n = 4$
$n = 5$										. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .
$n = 6$					. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .
$n = 7$		. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .	. . .

الفهم النوعي للأشكال

s-type drum modes and wave functions
Drum mode $u_{01}$
Drum mode $u_{02}$
Drum mode $u_{03}$
Wave function of 1s orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=2a_{0}$ )
Wave function of 2s orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=10a_{0}$ )
Wave function of 3s orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=20a_{0}$ )

p-type drum modes and wave functions
Drum mode $u_{11}$
Drum mode $u_{12}$
Drum mode $u_{13}$
Wave function of 2p orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=10a_{0}$ )
Wave function of 3p orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=20a_{0}$ )
Wave function of 4p orbital (real part, 2D-cut, $r_{max}=25a_{0}$ )

d-type drum modes
Mode $u_{21}$ (3d orbital)
Mode $u_{22}$ (4d orbital)
Mode $u_{23}$ (5d orbital)

الطاقة المدارية

	s	p	d	f	g	h
1	1
2	2	3
3	4	5	7
4	6	8	10	13
5	9	11	14	17	21
6	12	15	18	22	26	31
7	16	19	23	27	32	37
8	20	24	28	33	38	44
9	25	29	34	39	45	51
10	30	35	40	46	52	59

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وضع الإلكترون والجدول الدوري

Electron atomic and molecular orbitals. The chart of orbitals (left) is arranged by increasing energy (see Madelung rule). Note that atomic orbits are functions of three variables (two angles, and the distance $r$ from the nucleus). These images are faithful to the angular component of the orbital, but not entirely representative of the orbital as a whole.

Atomic orbitals and periodic table construction

1s
2s                                                  2p  2p  2p
3s                                                  3p  3p  3p
4s                              3d  3d  3d  3d  3d  4p  4p  4p
5s                              4d  4d  4d  4d  4d  5p  5p  5p
6s  4f  4f  4f  4f  4f  4f  4f  5d  5d  5d  5d  5d  6p  6p  6p
7s  5f  5f  5f  5f  5f  5f  5f  6d  6d  6d  6d  6d  7p  7p  7p

التأثيرات النسبية

الانتقال بين المدارات

State 1) $n = 1$ , $ℓ = 0$ , $m ℓ = 0$ and $s = +$ 1/2

State 2) $n = 2$ , $ℓ = 0$ , $m ℓ = 0$ and $s = +$ 1/2

انظر أيضاً

المصادر

^ Orchin, Milton; Macomber, Roger S.; Pinhas, Allan; Wilson, R. Marshall (2005). Atomic Orbital Theory (PDF).
^ Jeong, Jong Seok; Odlyzko, Michael L.; Xu, Peng; Jalan, Bharat; Mkhoyan, K. Andre (2016-04-26). "Probing core-electron orbitals by scanning transmission electron microscopy and measuring the delocalization of core-level excitations". Physical Review B. 93 (16): 165140. Bibcode:2016PhRvB..93p5140J. doi:10.1103/PhysRevB.93.165140.

قراءات إضافية

اقرأ اقتباسات ذات علاقة بمدار ذري، في معرفة الاقتباس.

Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2003). Modern Physics (4 ed.). New York: W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-4345-0.
Scerri, Eric (2007). The Periodic Table, Its Story and Its Significance. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530573-9.
Levine, Ira (2014). Quantum Chemistry (7th ed.). Pearson Education. ISBN 0-321-80345-0.
Griffiths, David (2000). Introduction to Quantum Mechanics (2 ed.). Benjamin Cummings. ISBN 978-0-13-111892-8.
Cohen, Irwin; Bustard, Thomas (1966). "Atomic Orbitals: Limitations and Variations". J. Chem. Educ. 43 (4): 187. Bibcode:1966JChEd..43..187C. doi:10.1021/ed043p187.

وصلات خارجية

Guide to atomic orbitals
Covalent Bonds and Molecular Structure
Animation of the time evolution of an hydrogenic orbital
The Orbitron, a visualization of all common and uncommon atomic orbitals, from 1s to 7g
Grand table Still images of many orbitals
David Manthey's Orbital Viewer renders orbitals with n ≤ 30
Java orbital viewer applet
What does an atom look like? Orbitals in 3D
Atom Orbitals v.1.5 visualization software
Crystal-Style Orbital Viewer

[1] Orchin, Milton; Macomber, Roger S.; Pinhas, Allan; Wilson, R. Marshall (2005). Atomic Orbital Theory (PDF).

[Jeong_165140-2] Jeong, Jong Seok; Odlyzko, Michael L.; Xu, Peng; Jalan, Bharat; Mkhoyan, K. Andre (2016-04-26). "Probing core-electron orbitals by scanning transmission electron microscopy and measuring the delocalization of core-level excitations". Physical Review B. 93 (16): 165140. Bibcode:2016PhRvB..93p5140J. doi:10.1103/PhysRevB.93.165140.

[1]

[2]

	s	p	d	f	g	h
1	1
2	2	3
3	4	5	7
4	6	8	10	13
5	9	11	14	17	21
6	12	15	18	22	26	31
7	16	19	23	27	32	37
8	20	24	28	33	38	44
9	25	29	34	39	45	51
10	30	35	40	46	52	59

	s	p	d	f	g	h
1	1
2	2	3
3	4	5	7
4	6	8	10	13
5	9	11	14	17	21
6	12	15	18	22	26	31
7	16	19	23	27	32	37
8	20	24	28	33	38	44
9	25	29	34	39	45	51
10	30	35	40	46	52	59

	s	p	d	f	g	h
1	1
2	2	3
3	4	5	7
4	6	8	10	13
5	9	11	14	17	21
6	12	15	18	22	26	31
7	16	19	23	27	32	37
8	20	24	28	33	38	44
9	25	29	34	39	45	51
10	30	35	40	46	52	59