والكترون فندق

نظرة عامة على النشاط

ربما يكون الجزء الأكثر صعوبة في التركيب الذري هو الفهم الحالي لكيفية ترتيب الإلكترونات خارج النواة. يأتي الطلاب عمومًا إلى الكيمياء مرتاحين لفكرة الإلكترونات التي تدور حول النواة مثل الكواكب المحيطة بالشمس. على الرغم من أنه من المعروف أن هذه الفكرة غير صحيحة منذ ما يقرب من 100 عام ، إلا أنها لا تزال قائمة بسبب السهولة التي يمكن بها للناس الارتباط بها. من المفيد استخدام تشبيه لمساعدة الطلاب على فهم أن الإلكترونات تتحرك في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، مرتبة حسب زيادة الطاقة الكامنة ووصفها بسحب الاحتمالات.

في هذا النشاط ، سيقوم الطلاب بإنشاء تمثيل مرئي لمستويات الطاقة الإلكترونية . يستخدم المثال الوارد أعلاه تشبيه الفندق بأرضيات متعددة. يمكن للطلاب العمل مع هذا القياس ، أو الخروج بأسلوب خاص بهم. هذه طريقة رائعة لتحويل الطلاب عن نموذج النظام الشمسي غير الكامل إلى شيء معقد ولكنه أكثر دقة.

تم العثور على الإلكترونات مع أقل طاقة ممكنة بالقرب من النواة. مع زيادة المسافة بين النواة والإلكترونات ، تزداد الطاقة الكامنة أيضًا. حيث قد يغري الطلاب بالتحدث عن "حلقات" الإلكترونات ، يتم ترتيب الإلكترونات فعليًا في مستويات الطاقة والمستويات الفرعية. المستويات الفرعية هي مجموعات من المدارات ، سحب من الفضاء تتنبأ بفرصة تحديد موقع الإلكترون بنسبة 90٪. يتم تحديد هذه الغيوم الاحتمالية رياضيا.

وإن لم يكن تشبيهًا مثاليًا ، إلا أنه يمكن تشبيهه بالفندق الإلكتروني. تمثل طوابق الفندق مستويات الطاقة ، كل منها بعيدًا عن الطابق الأرضي أو النواة. سيحتوي كل طابق على أجنحة عالية المستوى وداخل الأجنحة عبارة عن غرف أو مدارات. قد تحتوي الغرفة على 0 أو 1 أو إلكترونين. سيقوم الفندق بتعبئة الغرف والأجنحة والأرضيات من أجل زيادة الطاقة ، كما يصف مبدأ Aufbau تراكم الإلكترونات وفقًا للطاقة.