منو
 کاربر Online
706 کاربر online

اسپین

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)


این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


اسپین (عدد کوانتائی چرخشی S)(The Spin Quantum Number)


می‌دانیم که از حرکت الکترون پیرامون هسته، نوعی میدان مغناطیسی بوجود می‌آید که به پیدایش عددهای کوانتومی مغناطیسی مختلف منجر می‌گردد و اینها جهت‌گیریهای اوربیتالها را در فضا نشان می‌دهند. حال باید این نکته را نیز مورد توجه قرار دهیم که چرخش الکترون به دور محوری از خود نیز میدان مغناطیسی دیگری پدید می‌آورد. واقعیت آن است که منشاء دقیق این میدان مغناطیسی شناخته نشده است، زیرا هرگونه اطلاعی از ساختمان درونی الکترون نداریم ولی می‌توانیم آن را مطابق شکل زیر به یک کره باردار که دارای حجم معینی است و به دور محور خود می‌چرخد، تشبیه کنیم.
img/daneshnameh_up/8/81/mch0073a.jpg
حاصل این چرخش، ایجاد یک میدان مغناطیسی در حول خود می‌باشد. پس به هر الکترون مطابق این شکل، یک میدان و گشتاور مغناطیسی وابسته است.
عدد کوانتومی مغناطیسی به این نوع میدان و گشتاور مغناطیسی مربوط است و فقط می‌تواند دو حالت داشته باشد. زیرا که میدان مغناطیسی تولید شده می‌تواند با یک میدان مغناطیسی هم جهت باشد و آن را تقویت کند و یا با آن مختلف‌الجهت باشد و آن را تضعیف نماید. به عبارت دیگر چرخش الکترون به دور محور خود تنها در دو جهت امکان‌پذیر است. به همین دلیل دو عدد کوانتومی مغناطیسی اسپین برای هر الکترون قائل می‌شوند که معمولاً یکی را و دیگری را می‌گیرند.( . توجه شود که ما فقط یک نوع عدد کوانتومی اسپین با علامت داریم. ولی دو نوع عدد کوانتومی مغناطیسی اسپین داریم که یکیو دیگری است.)بدیهی است که مقدار این عدد کوانتومی برای الکترون وابسته به مقدار یا تغییرات سه عدد کوانتومی دیگر نیست. در صورتی که مشاهده شد که و به یکدیگر وابسته هستند.
در کل لغت در انگلیسی به معنای چرخیدن و عبارتست از گشتاور دورانی یک ذره روی خودش و مقدار آن برای ذرات بنیادی کاملاً مشخص و محدود می‌باشد و ارزش آن عدد کامل یا نیمه کاملی است. ذراتی که اسپین آنها نیمه کامل می‌باشد ( و غیره) نام داده می‌شوند و ذراتی که اسپین آنها عدد کامل است (1و2و3 و غیره) نامیده می‌شوند.
بنابراین الکترون و پروتون و نوترون که جزو دسته فرمیونها هستند، اسپین برابر با دارند.
بدیهی است که دو الکترون که در یک اوربیتال زوج شده قرار می‌گیرند، اعداد کوانتومی مغناطیسی اسپین مخالف یکدیگر داشته و به عبارت دیگر از لحاظ عددی یکسان و از لحاظ جهت مختلف هستند و بدین جهت یکدیگر را حذف می‌کنند (یعنی دیگر خواص مغناطیسی معمول را از خود نشان نمی‌دهند).
همچنین چون ارزش مقدار را تعیین و به نوبه خود ارزش مجاز را معین می‌نماید بنابراین، ممکن است ترکیبات بخصوصی از اعداد کوانتیک وجود داشته باشند. به عنوان مثال پائین‌ترین تراز انرژی اتم هیدروژن (حالت اصلی و پایدار) یعنی حالتی‌که در آن است را در نظر می‌گیریم. چون ارزش محدود به صفر واست بنابراین،نمی‌تواند بیشتر از یک مقدار داشته باشد و آن هم است. مقدار ارزش مجاز را تعیین می‌کند، نظر به اینکه به ازایمقدار معلوم می‌شود، لذا ارزش مجاز عبارتست ازو بالاخره هر چه مقدار و و باشد عبارتست از .
بدین‌سان اتم هیدروژن فقط به دو صورت می‌تواند در حالت اصلی و پایدار خود وجود داشته باشد که به ترتیب عبارت از ارزشهای و و و می‌باشد.

SmLnSmLn
001001

ترکیبات دیگر متناسب با حالت تحریکی اتم هیدروژن است اگر الکترون تحریک شده (یعنی مقداری انرژی اضافی کسب کرده باشد) و به جای حالت اصلی و پایدار خود، در حالت تحریکی بسر برد اولاً شماره تراز آن تغییر خواهد کرد، مثلاً، الکترون با کسب یک کوانتا انرژی از تراز به تراز رفته است، ‌ثانیاً عدد کوانتائی سمتی (گشتاور زاویه‌ای) می‌تواند مقادیر بین صفر و را داشته باشد. لذا ارزشهای آن نیز به صورت زیر تغییر خواهد کرد:
اگر باشد تنها ارزش مجاز صفر است و نیز دارای ارزشهای می‌باشد و اگر باشد ارزشهای مجاز عبارتند از: 1 و 0 و 1- و باز برابر است. بنابراین، به هشت صورت مختلف الکترون اتم هیدروژن می‌تواند در حالت وجود داشته باشد. این هشت ترکیب اعداد کوانتیک، متناسب با یک انرژی می‌باشد، ترکیبات ممکن برای ترازهای دیگر (های مختلف) در جدول زیر گنجانده شده‌اند.
img/daneshnameh_up/b/bd/mch0073b.jpg
موقعی که الکترون اتم هیدروژن بیشتر تحریک شده است یعنی دو پیمانه انرژی کسب نماید به جای اینکه در تراز اصلی خود باشد در تراز قرار می‌گیرد؛ در این حالت ارزشمتناسب است با مقادیر 0 و 1 و 2 لهذا تعداد بیشتری ترکیب برای اعداد کوانتیک وجود دارد که عبارتند از 18.
با این ترتیب می‌بینیم که یک الکترون در اتم چهار نوع مشخصه یا آدرس دارد:
اول
شماره سطح اصلی انرژی که معرف فاصله الکترون از هسته و سطح انرژی آن است و آن را با یا نشان می‌دهند.
دوم
تراز فرعی ، ، و که معرف شکل اوربیتال و تراز فرعی انرژی است.
سوم
جهت‌گیری اوربیتال در فضا (مثلاً در امتداد محور ، یا ).
چهارم
کیفیت اسپین (حرکت وضعی) الکترون موردنظر در آن.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0129.pdf



تعداد بازدید ها: 36644


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..