مبدأ أوفباو للتوزيع الإلكتروني هو مبدأ أساسي في الكيمياء الكميائية يُستخدم لشرح كيفية توزيع الإلكترونات في طبقات الإلكترونات حول نواة الذرة. يعد هذا المبدأ جزءًا من النظرية الكمية ويساعد في فهم ترتيب وتوزيع الإلكترونات في المدارات الإلكترونية في الذرات والأيونات. تتعامل هذه المقدمة بمبدأ أوفباو وتوضح كيفية عمله وتأثيره على خواص وترتيب العناصر في الجدول الدوري، ودوره في تفسير بعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية للعناصر.

نص مبدأ أوفباو للتوزيع الإلكتروني

ينص مبدأ Aufbau على أن التوزيع الأمثل للإلكترونات في مدارات ذرة مستقرة يعتمد على كمية طاقتها ، بشرط أن يساوي مجموع هذه الإلكترونات الموزعة العدد الذري للعنصر.

طريقة التوزيع الإلكتروني حسب مبدأ أوفباو

تتبع طريقة التوزيع الإلكتروني وفقًا لمبدأ البناء النقاط الرئيسية التالية:

  • يحتوي كل مدار من الذرة على إلكترونين كحد أقصى.
  • يبدأ تكوين الإلكترون في مدارات أقل طاقة ثم ينتقل إلى أعلى طاقة.
  • يمكن إيجاد الترتيب الذي تزداد به الطاقة المدارية باستخدام القاعدة الخاصة: (n + 1) ، حيث n هو الرقم الكمي الرئيسي للمدار.
  • ترتيب المدارات التي يتم فيها توزيع الإلكترونات هو الترتيب التالي ، بدءًا من المدار 1s:

………..، 1s، 2s، 2p، 3s، 3p، 4d، 4p، 5s، 4d، 5p، 6s، 4f، 5d، 6p، 7s، 5f، 6d، 7p

استثناءات التوزيع الإلكتروني حسب مبدأ أوفباو

هناك استثناءات قليلة لا ينطبق عليها نظام النقل الإلكتروني لمبدأ التراكم ، على النحو التالي:

  • يتم استبعاد العناصر ذات المدارات نصف الممتلئة

تُستثنى العناصر ذات المدارات نصف الممتلئة ، والتي تعتبر ذرات مستقرة ، لأنها تستقر في تلك المدارات الخارجية لها ، وهو ما يعتبر مخالفًا لمبدأ Aufbau ، ومن أمثلة هذا الاستثناء عنصري النحاس والكروم لأن التوزيع الإلكتروني من النحاس على سبيل المثال: 3d10 4s1 بدلاً من التوزيع الإلكتروني وفقًا لمبدأ البناء هو: 3d9 4s2 ، حيث يعتبر الأول أكثر استقرارًا من الآخر.

  • يتم استبعاد الذرات في حالتها المتأينة

في حالته المتأينة ، يتم استبعاده من التوزيع الإلكتروني وفقًا لمبدأ Aufbau ، لأنه في هذه الحالة لا يمكن التنبؤ بشكل صحيح بالتكوين الإلكتروني للذرات ، مثل الحديد ، نظرًا لأن توزيعه الإلكتروني الحقيقي هو: (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6) بدلاً من التوزيع الإلكتروني وفقًا لمبدأ Aufbau (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4) ، أي فقدان 4 إلكترونات وليس إلكترونات ثلاثية الأبعاد.

أمثلة على التوزيع الإلكترونيّ حسب مبدأ أوفباو

يمكن اعتبار التوزيع الإلكتروني لـ A وفقًا لمبدأ Aufbau على النحو التالي:

التوزيع الإلكتروني لعنصر السيلكون

إذا علمت أن العدد الذري للسيليكون هو 14 ، فما هو تكوينه الإلكتروني وفقًا للمبدأ البنيوي؟

الحل:

التكوين الإلكتروني للسيليكون وفقًا لمبدأ التجميع: 1s2 2s2p6 3s2 3p2

التوزيع الإلكتروني لعنصر الصوديوم

إذا كنت تعلم أن العدد الذري للصوديوم هو 11 ، فما هو تكوينه الإلكتروني وفقًا للمبدأ البناء؟

الحل:

التوزيع الإلكتروني وفقًا لمبدأ البناء: 1s2 2s2 2p6 3s1

التوزيع الإلكتروني لعنصر الكربتون

إذا كنت تعلم أن العدد الذري للكريبتون هو 36 ، فما هو تكوين الإلكترون وفقًا للمبدأ البناء؟

الحل:

التكوين الإلكتروني للكريبتون وفقًا لمبدأ البناء: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6