ما هي قاعدة هوند؟
قاعدة هوند Hund's rule هي مبدأ أساسي في الكيمياء الذرية يحدد كيفية شغل الإلكترونات للأفلاك الذرية في الذرة، وخاصة الأفلاك المتساوية في الطاقة (المتدهورة). إليك شرح مفصل لهذه القاعدة:
مفهوم قاعدة هوند:
- تنص قاعدة هوند على أنه عند ملء الأفلاك المتساوية في الطاقة (مثل الأفلاك p أو d أو f)، فإن الإلكترونات تشغل هذه الأفلاك فرادى أولاً، قبل أن يحدث تزاوج بين أي إلكترونين في نفس الفلك.
- بعبارة أخرى، يتم توزيع الإلكترونات على الأفلاك المتساوية في الطاقة بحيث يكون هناك أكبر عدد ممكن من الإلكترونات المفردة، ويكون لها نفس اتجاه الدوران (موازية).
أهمية قاعدة هوند:
- تحديد التوزيع الإلكتروني الصحيح: تساعد قاعدة هوند في تحديد التوزيع الإلكتروني الصحيح للذرات، وخاصة العناصر التي تحتوي على أفلاك متساوية في الطاقة.
- فهم الخصائص المغناطيسية:
- تؤثر قاعدة هوند على الخصائص المغناطيسية للذرات والجزيئات.
- الذرات والجزيئات التي تحتوي على إلكترونات مفردة تكون بارامغناطيسية (تنجذب إلى المجال المغناطيسي)، بينما الذرات والجزيئات التي لا تحتوي على إلكترونات مفردة تكون ديامغناطيسية (تتنافر مع المجال المغناطيسي).
- تفسير الخصائص الكيميائية: يساعد التوزيع الإلكتروني الصحيح، الذي تحدده قاعدة هوند، في فهم الخصائص الكيميائية للعناصر وتفاعلاتها.
أمثلة:
- ذرة النيتروجين (N):
- التوزيع الإلكتروني لذرة النيتروجين هو 1s² 2s² 2p³.
- وفقًا لقاعدة هوند، يتم توزيع الإلكترونات الثلاثة في الأفلاك 2p فرادى، بحيث يكون لكل فلك إلكترون واحد، ويكون لها نفس اتجاه الدوران.
- ذرة الأكسجين (O):
- التوزيع الإلكتروني لذرة الأكسجين هو 1s² 2s² 2p⁴.
- وفقًا لقاعدة هوند، يتم توزيع الإلكترونات الأربعة في الأفلاك 2p بحيث يكون هناك إلكترونان مفردان في فلكين، وإلكترونان مزدوجان في الفلك الثالث.
معلومات إضافية:
- تعتبر قاعدة هوند من القواعد الأساسية التي يجب مراعاتها عند تحديد التوزيع الإلكتروني للذرات، إلى جانب مبدأ أوفباو ومبدأ باولي للاستبعاد.
- يجب مراعاة قاعدة هوند عندما يكون لدينا مستويات طاقة فرعية تحتوي على أكثر من فلك واحد، مثل مستويات الطاقة الفرعية p و d و f.
التسميات
الكترونات