مخططات المدارات الجزيئية – رتبة الرابطة والمغناطيسية

ماذا تعرض

في نظرية المدارات الجزيئية تتحد المدارات الذرية لذرتين لتكوّن مدارات جزيئية: المدارات الرابطة أقل طاقة، والمدارات المضادة للربط أعلى طاقة. تملؤها الإلكترونات وفق مبدأ البناء التصاعدي ومبدأ باولي وقاعدة هوند. رتبة الرابطة تساوي ⁦½(N_b − N_a)⁩: كلما زادت كانت الرابطة أقصر وأقوى، والرتبة ⁦0⁩ تعني أنه لا يوجد جزيء مستقر. الجزيء الذي فيه إلكترونات منفردة بارامغناطيسي. تفسر النظرية لماذا الأكسجين بارامغناطيسي، وهو ما لا تستطيعه صيغة لويس.

طريقة الاستخدام

في تبويب «مخطط المدارات» اختر «النوع» و«ترتيب الطاقة». عندما يكون «الملء» على «يدويًا» انقر مدارًا جزيئيًا لوضع كل إلكترون؛ «تراجع» يزيل الأخير و«مسح» يبدأ من جديد. تدخل الحالة الأرضية الصحيحة في الجدول. اضغط «شغّل المغناطيس» لاختبار العينة على ميزان غوي. يرسم تبويب «الاتجاهات» طول الرابطة وطاقتها مقابل رتبة الرابطة.

المعاملات القابلة للتغيير

• التبويب مخطط المدارات, الاتجاهات
• النوع ⁦H₂, He₂, Li₂, Be₂, B₂, C₂, N₂, O₂, F₂, Ne₂, H₂⁺, He₂⁺, N₂⁺, O₂⁺, O₂⁻, O₂²⁻⁩
• ترتيب الطاقة كما يُرصد, مع تداخل ⁦s–p⁩, دون تداخل ⁦s–p⁩
• الملء يدويًا, تلقائي

أسئلة للاستكشاف

1. املأ مخططات ⁦O₂⁺⁩ و⁦O₂⁩ و⁦O₂⁻⁩ و⁦O₂²⁻⁩: كيف تتغير رتبة الرابطة وطولها عندما تدخل الإلكترونات ⁦π*2p⁩؟
2. لماذا ينجذب ⁦O₂⁩ إلى المجال المغناطيسي مع أن كل إلكتروناته مزدوجة في صيغة لويس؟
3. يعطي اختبار غوي نحو ⁦7.2 mg⁩ لـ ⁦O₂⁩ و⁦2.7 mg⁩ لـ ⁦O₂⁺⁩: كيف تكشف هذه النسبة عدد الإلكترونات المنفردة؟