hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
توزيع إلكتروني التوزيع الإلكتروني في الذرات
تعتمد المناقشة التالية على تواجد معرفة ببعض المواد المشروحة في مقالة المدار الذري والذرة
يتم وصف حالة تواجد الإلكترون في الذرة بأربعة أرقام للكم. ثلاثة منها هي خواص المدار الذري الذي يوجد فيه (يوجد شرح لاحق في هذه المقالة)، والرقم الرابع إما 1\2 أو -1\2 وهو يعبر عن الدوران المغزلي للإلكترون (أي دورانه حول نفسه).
العزم المغناطيسي الذاتي للإلكترون ينشأ عن دوران الإلكترون حول محوره (دوران مغزلي)، والذي يعبر عنه بعدد الكم المغزلي. عدد الكم المغزلي خاصية خاصة للإلكترون ولا تعتمد على الأرقام الأخرى. ويرمز لها بالرمز s وتأخذ فقط القيم +1/2 أو -1/2 (أحيانا يرجع لهما بأعلى أو أسفل، إشارة إلى اتجاه عزم الإلكترون المغناطيسي).
توزيع إلكتروني التوزيع الإلكتروني في الذرات
حالات الطاقة التي لها نفس القيم n، يقال أنها تشغل نفس الغلاف الإلكتروني. الحالات التي لها نفس قيم n وl تكون متناسبة وتأخذ في الحسبان نوع واتجاه المدارات حول النواة، ويقال أنها تقع في نفس تحت-غلاف الإلكتروني. ولو أن الحالات تتشابه أيضا في قيم m فيقال أن لها نفس المدار الذري. ونظرا لأن الإلكترون له حالتان فقط للدوران، فإن الأوربيتال الذري لا يمكن أن يحتوى على أكثر من 2 إلكترون (مبدأ الاستبعاد لباولي).
ولوهلة فإن الغلاف n=1 يمتلك تحت غلاف s فقط ويمكن له أن يأخذ 2 إلكترون، بينما الغلاف n=2 له تحت غلاف s وp ويمكن أن يأخذ 8 إلكترونات (2 إلكترون في s و 6 ألكترونات في pفي)، والغلاف n=3 له تحت غلاف s وp وd ويمكن أن يأخذ 18 إلكترون. وهكذا. ويلاحظ أن السعة النهائية لأى تحت-غلاف هي 2(2l+1) ولغلاف .
توزيع إلكتروني مثال تطبيقي
ويمكن كتابة هذه المعلومات كالتالي : (راجع بالأسفل لمعرفة نظام الكتابة)
تحت الأغلفة s,p,d,f ناتجة من ترتيب خطوط الطيف كالتالي : «حاد sharp»، «أساسي principal»، «مشوش diffuse»، «أصلي fundamental»، بناء على تركيبهم الدقيق. فعندما تم وصف أول أربعة أنواع للمدارات، كانوا تابعين لأسماء الخطوط، ولم يكن لهم أسماء. أما g فتم تسميته طبقا للترتيب الأبجدي الإنجليزى. الأغلفة التي لها أكثر من 5 تحت-غلاف غير ممكنة نظريا، حيث أن 5 تحت-اغلفة تغطى كل العناصر المكتشفة.
يستخدم الكيميائيون نظام قياسي لكتابة التركيب الإلكتروني. وفي هذا النظام يتم كتابة مختصر لأسماء العناصر والمدارات التي يحتويها بترتيب زيادة الطاقة. وكل تحت-غلاف «مدار» يتم وصفه بعدد الإلكترونات التي يحتويها.
ولبرهه، فإن الحالة الأرضية للهيدروجين بها إلكترون وحيد في تحت-الغلاف s للغلاف الأول، وعلى هذا فإن تركيبه يكتب كالتالي : . الليثيوم يوجد به 2 إلكترون في تحت الغلاف 1s وإلكترون واحد في 2s الأعلى طاقة وبذلك تكون تركيب حالته الأرضية يكون . الفسفور (الرقم الذري 15) يكون كالتالي : .
توزيع إلكتروني مثال تطبيقي
وللذرات التي بها إلكترونات عديدة، فإن هذا النظام لكتابة تركيبها الإلكتروني يكون أطول. ويتم اختصارها غالبا طبقا لأقرب غاز نبيل مماثل للمدارات الأولى الموجودة بالعنصر. فمثلا : يختلف الفوسفور عن النيون () بوجود المدار n=3، وعلى هذا فإنه يتم تجاهل التوزيع الإلكتروني للنيون ويكتب التوزيع الإلكتروني للفسفور كالتالي : [Ne].
كما أن هناك نظام أكثر سهولة لكتابة التوزيع الإلكتروني بكتابة عدد الإلكترونات لكل غلاف كالتالي (الفسفور) : 2-8-5.
في الحالة الأرضية للذرة (الحالة التي توجد عليها بطبيعتها) يتبع التوزيع الإلكتروني قاعدة أوف باو. وطبقا لهذه القاعدة تدخل الإلكترونات في مستويات الطاقة الفرعية ذات الطاقة المخفضة أولا ثم تملأ الأعلى منها بعد ذلك، والترتيب الذي يتم ملئ المستويات الفرعية به كالتالي :
توزيع إلكتروني مثال تطبيقي
زوج الإلكترونات الذي له نفس الدوران يكون له طاقة أقل من زوج الإلكترونات الذي له دوران متعاكس. وحيث أن زوج الإلكترونات في نفس المدار يجب أن يكون لهما دوران متعاكس، فإن هذا يجعل الإلكترونات تفضل ملئ مدارات مختلفة فرادى على أن تتواجد كزوج في نفس المدار. وهذه الأفضلية توضح نفسها لو أن هناك مستوى فرعي له l>0 (مستوى فرعي به أكثر من مدار) أقل من الممتلئ، فمثلا، لو أن المستوى الفرعي p به 4 إلكترونات، فإن 2 إلكترون سيجبروا أن يشغلوا مدار واحد، و 2 إلكترون سيشغلوا 2 مدار، وسيكون دورانهم متساوي. أي أنه لا يتم ملئ مدارات أي مستوى فرعي بأزواج الإلكترونات إلا بعد ملئ مدارته المستقلة فرادى أولا، ويطلق على هذه الظاهرة قاعدة هوند.كن تطبيق قاعدة اوف باو، في الشكل المعدل، للبروتون والنيترون في نواة الذرة. (شاهد نموذج الغلاف للفيزياء النووية).
المستوى الفرعي d النصف ممتليء أو الممتليء (أي به 5 أو 10 إلكترونات) يكون أكثر ثباتا من المستوى الفرعي s التالي له. فمثلا النحاس (عدد ذري 29) له التوزيع [Ar]، وليس [Ar]، كما قد يتوقع طبقا لقاعدة أوف باو. وبالمثل الكروم (عدد ذري 24) له التوزيع [Ar], وليس [Ar].
توزيع إلكتروني مثال تطبيقي
التوزيع الإلكتروني متناسب مع تركيب الجدول الدوري. الخواص الكيميائية للذرات تعتمد بشدة على ترتيب الإلكترونات في غلافها الخارجي (بالرغم من وجود عوامل أخرى مثل نصف القطر الذري، الكتلة الذرية، ومدى سهولة الوصول للحالات الإلكترونية يساهم أيضا في كيمياء العناصر بزيادة الحجم الذري)
في العناصر الممثلة وهي التي تبدأ من المجموعات (1) و(2) و (12 إلى 18) تتوزع الكترونات المجال الخارجي بشكل مرتبط مع رقم المجموعة فمثلا في المجموعة 1 تحتوي جميع العناصر في مجالها الخارجي على الكترون واحد وجميع عناصر المجموعة 17 تحتوي في مجالها الخارجي على 7 الكترونات ماعدا عنصر الهيليوم في المجموعة 18 فانه لا يحتوي على 8 الكترونات في المجال الخارجي بل الكترونان راجع الجدول الدوري الحديث للعناصر..
توزيع إلكتروني التوزيع الإلكتروني في الجزيئات
في الجزيئات، يصبح الموقف أكثر تعقيدا، نظرا لأن كل جزيء له تركيب مداري مختلف. شاهد مدار جزيئي والاندماج الخطي للمدارات الجزيئية كمقدمة، الكيمياء الحسابية لمزيد من التفاصيل.
توزيع إلكتروني التوزيع الإلكتروني في المواد الصلبة
في المادة الصلبة، يكون التوزيع الإلكتروني متغير كثيرا. فلا يوجد في حالة منفصلة ولكن يختلط مع النطاقات المستمرة للحالات (نطاق إلكتروني). وتصور التوزيع الإلكتروني الثابت قد توقف، وتم استخدام ما يسمى بنظرية النطاق.
بنية نطاق إلكتروني
في فيزياء الجوامد يكون نطاق الطاقة هو مدى متصل من قيم الطاقة التي يمكن لإلكترون أن يشغلها في الذرة. ويمكن لهذه النطاقات أن تكون «نطاقات محرمة» (لا يمكن لإلكترون أن يشغلها) أو «نطاقات مسموحة» (يمكن للإلكترون أن يشغلها).
يحدد نطاق الطاقة في المادة العديد من خصائصها الكيميائية والفيزيائية خاصة تلك التي تتعلق بالبنية الذرية وببنيتها البللورية وخصائصها البصرية.
بنية نطاق إلكتروني المفاهيم الأساسية
لأي مادة صلبة العديد من نطاقات الطاقة. نظريا فإنه من الممكن للذرة أن تمتلك عددًا لا نهائيًا من مستويات الطاقة، إلا أن معظم هذه المستويات يقع في مستويات للطاقة تكون عالية بحيث إذا وصل إليها أي إلكترون فإنه سوف يهرب من المادة الصلبة، ولهذا فإن هذه النطاقات لا تأخذ بعين الاعتبار. لكل نطاق عرض نطاق مختلف حسب المدار الذري الذي تنتمي إليه، وقد تتراكب هذه النطاقات منتجة نطاق وحيد كبير.
يظهر الشكل 1 شكل مبسط لنطاقات الطاقة في المواد الصلبة التي تعرف ثلاث أنواع من المواد، معادن وأنصاف نواقل وعوازل.
يكون للمعادن نطاق يكون جزئيا فارغ وجزئيا ممتلئ بغض النظر عن درجة الحرارة، ولهذا يكون لها ناقلية عالية.
بنية نطاق إلكتروني المفاهيم الأساسية
أما المواد الصلبة الأخرى (عوازل أو أنصاف نواقل) فيكون فيها النطاق السفلي المشغول بالكامل بالإلكترونات، يدعى هذه النطاق باسم ""نطاق التكافؤ" (valance band) وتدعى الإلكترونات التي تشغل هذا النطاق باسم "إلكترونات التكافؤ" (valance electros)أما النطاق العلوي الذي تكون في معظمه غير مشغول فيدعى باسم "نطاق التوصيل" (conduction band) لأن الإلكترونات تتواجد فيه فقط عندما تكون المادة مثارة (بالتسخين مثلا) عندها تَنْقُل هذه المواد التيار الكهربائي. يكون الفرق بين المواد العازلة وأنصاف النواقل هو أن فجوة الطاقة بين نطاق التكافؤ ونطاق النقل تكون أكبر في المواد العازلة منها في أنصاف النواقل، وبالتالي يكون من الصعب على الإلكترونات الانتقال إلى ذلك النطاق وبالمحصلة تكون الناقلية الكهربائية أضعف. من أهم العوامل التي تساعد الإلكترونات على الوصول إلى نطاق النقل هو الطاقة الحرارية، حيث أن ناقلية أنصاف النواقل تعتمد كثيرًا على درجة حرارة المادة.
اندماج خطي للمدارات الذرية
تعبر طريقة الاندماج الخطي للمدارات الذرية والمدارات الجزيئية (والتي يطلق عليها LCAO MO) في الفيزياء الجزيئية عن تقنية لحساب المدارات الجزيئية في كيمياء الكم. وقد كانت البداية في عام 1929 عن طريق سير جون لينارد جونز وتم استكمالها بمعرفة أوجو فانو.
المدارات يتم التعبير عنها كاندماج خطي للدوال الأساسية, والدوال الأساسية هي دوال لإلكترون واحد متمركز في نواة ذرة الجزيء. وبتقليل الطاقة, يمكن تعيين مجموعة ملائمة من المعاملات للاندماج الخطي.
ويتم هذا باستغلال التشابه في الجزيئات والمدارات المتضمنة في الروابط. الخطوة الأولى في هذه العملية هي تعيين مجموعة نقطية للجزيء. ومثال عام لهذا هو الماء، والذي له تجانس C2v ثم تقليل تمثيل الترابط. وكل نقطة في نقاط التجمع تتم على الجزيء. وعدد الروابط التي لم يتم تحريكها هي المميز لهذه العملية. وهذا التقليل التمثيلي يتم تحليله إلى مجموع التمثيلات التي لم يتم تقليلها. وهذه التمثيلات التي لم يتم تقليلها تنسجم مع تجانس المدارات المتضمنة.
نموذج بور
نموذج بور (بالإنجليزية: Bohr model)‏ نموذج في الفيزياء الذرية يصوّر الذرة كنواة صغيرة موجبة الشحنة محاطة بالإلكترونات الموجودة في مدارات - وذلك مثل النظام الشمسي. ونظرا لسهولة هذا النموذج فإنه لا يزال يستخدم كمقدمة لدارسي ميكانيكا الكم.سمي هذا النموذج «نموذج بور» على اسم العالم الفيزيائي الكبير نيلز بور الذي اقترحه لتمثيل ذرة الهيدروجين بحيث يتطابق هذا النموذج مع خطوط الطيف المنبعثة من ذرات الهيدروجين ويفسرها.
في أوائل القرن العشرين، أثبتت التجارب التي أجراها إرنست راذرفورد وأخرون أن الذرة تتكون من الكترون سالبة الشحنة تدور في مدارات حول نواة كثيفة وصغيرة وموجبة الشحنة، ولكن ظهرت المشكلة في أن الإلكترونات المشحونة كهربياً عند دورانها تحت تأثير العجلة المركزية تشع طاقة بشكل مستمر فتقل طاقتها وتدور بشكل حلزوني إلى أن تسقط في النواة وقد حددت صيغة لارمور فترة حدوث ذلك بما يقرب من 16 بيكوثانية.
نموذج بور
وأبسط أنواع الذرات هي ذرة الهيدروجين، والتي تتكون من بروتون وإلكترون مرتبطان معا بالقوى الكهرستاتيكية. وهذا مخالف لنظام الأرض-الشمس، والذي يتم الارتباط فيه عن طريق قوى الجاذبية.
في نموذج بور يمكن للإلكترونات أن تكون فقط على مسافة محددة من البروتون المرتبطة به. وعند تواجدها في أي مكان أخر فإنه يستلزم فقد طاقة (بالإشعاع الضوئي) وأخيرا يقل نصف قطر دوران الإلكترون حول البروتون حتى تسقط فيه مما يؤدى لتدمير الذرة. وقد كان هناك دعم لهذه النظرية بخطوط الطيف، والتي وضحت أن الإلكترونات التي تدور في مدارات ينبعث منها ضوء في ترددات وطاقات معينة.
وعلى هذا فقد اقترح بور في عام 1913 الآتي:
حيث  إلخ، ويسمى  عدد كم مداري.
الافتراض رقم (4) ينص على أن أقل مستوى . ينطبق على أقل نصف قطر في ذرة الهيدروجين ويبلغ 0.0529 نانومتر، والذي يعرف بنصف قطر بور. وعندما يتواجد إلكترون في أصغر مدار، فلا يمكن أن يقترب من البروتون لأقل من هذه القيمة.
نموذج بور
ولوصف أكثر دقة للذرة راجع ميكانيكا الكم. المعالجة الكاملة من ناحية ميكانيكا الكم للذرة أكثر دقة - ولكنها حسابيا أكثر تعقيدا. واستخدام نموذج بور يمكن أن يعطى نتائج مفيدة بمجهودات أقل. والشيء الذي يجب تذكره ومثل النماذج الأخرى، فإن هذا النموذج يساعد في فهم تركيب الذرة، والتي ليست مجرد نظام شمسي مصغر، ذلك لأنه ثبت أن وصف سلوك الإلكترون في الذرة يتم بواسطة ميكانيكا الكم ولا تفلح الميكانيكا التقليدية في وصف سلوكه.
نموذج بور استنتاج مستويات الطاقة الإلكترونية للهيدروجين
نموذج بور دقيق فقط لنظام يحتوى على إلكترون واحد فقط مثل ذرة الهيدروجين أو الأيون الأحادى للهيليوم. وسيتم استخدام نموذج بور لإستنتاج مستويات الطاقة للهيدروجين.
حيث،  هي ثابت بلانك،  هي كتلة الإلكترون. ولم يقم بور بعمل هذا الافتراض (والذي يعرف بطول موجة دي برولي) في شكله المشتق الأصلي، لأنه لم يكن قد تم فرضه في هذا الوقت. عموما فإن هذا يسمح بلإفتراض الآتي:
حيث،  نصف قطر المدار الذي يدور فيه الإلكترون،  هي رقم صحيح.
وهذه ثلاث معادلات مع ثلاث معطيات غير معلومة:  و و. وبعد حل معادلات هذا النظام نجد معادلة واحدة خاصة بالمجهول  نضعها في المعادلة الخاصة بالطاقة الكلية (الطاقة الكلية = طاقة الحركة + طاقة الوضع) للإلكترون:
وبسبب نظرية فيريال يتم تبسيط الطاقة الكلية لتصبح:
وأخيرا نجد معادلة تعطينا الطاقة للمستويات المختلفة للهيدروجين:
وعلى هذا، يكون أقل مستويات الطاقة للهيدروجين  يساوى  eV. ومستوى الطاقة التالي  يساوى  إلكترون فولت، والثالث  يساوى  إلكترون فولت، وهكذا.
لاحظ أن كل هذه الطاقات أقل من الصفر، وهذا يعنى أن الإلكترون في حالة ارتباط مع البروتون.
نموذج بور الانتقال بين مستويات الطاقة (معادلة ريدبرغ)
عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة لمستوى آخر، فإنه يطلق فوتونا (شعاع ضوء ذو طول موجة محدد (كمومي). وباستخدام المعادلة الخاصة بمستويات الطاقة للهيدروجين يمكن تحديد الأطوال الموجية للضوء الذي يمكن أن ينبعث من الهيدروجين.
أولا يتم حساب الطاقة التي تنبعث من الهيدروجين بحساب الفرق بين مستويين من مستويات طاقة الهيدروجين:
حيث  تعنى مستوى الطاقة الأخير، و تعنى مستوى الطاقة المبدئي (بافتراض ان مستوى الطاقة الأخير أقل من المستوى المبدئي).
وهذه المعادلة كانت معروفة للعلماء الذين قاموا بعمل دراسة للطيف في القرن التاسع عشر، ولكن لم يكن لديهم إثبات نظري للمعادلة حتى قام بور بفرض نظريته.
فحم
الفحم اسم يطلق على نوعين أساسين من المواد الكربونية، هما الفحم النباتي والفحم الحجري.
الفحم الحجري، هو وقود أحفوري
فحم نباتي، وهو بقايا كربونية خفيفة للنباتات، بالأضافة لأي رماد متبقي.
الفحم المضغوط هو فحم يصنع من مخلفات الفحم الحجري.
الفحم النفطي أو ما يعرف بأسود الكربون.
لجنيت أو فحم أسمر، وهو وقود كربوني، متوسط بين الخشب الصخري والفحم
صناعة الفحم
مدينة أم الفحم
فحم (أحور)
مستوى طاقة
سوية أو مستوى الطاقة في الفيزياء الذرية والفيزياء الجزيئية وكيمياء الكم، هي مدارات وهمية لحالة ترابط بين جُسيمين في ميكانيكا الكم مثل حالة الإلكترون المرتبط بالذرة ويدور حول النواة. ويُسْتَخْدَم المصطلح غلاف الطاقة كمرجع للتوزيع الإلكتروني في الذرة أو الجزيء. وطبقا لنظرية الكم فإن الإلكترون يوجد فقط في حالات كمومية «مدارات» معينة أو أغلفة ذات طاقة معينة. هذا يعنى أن طاقة الإلكترون في الذرة أو في الجزيء تكون في شكل كمات (اقرأ الطيف وهزاز توافقي لمزيد من التفاصيل). وطبقا لتعريفات طاقة الوضع التقليدية، فإن طاقة الوضع تساوى صفر عند اللا نهاية، مما يؤدى لوجود طاقة وضع سالبة لحالة ترابط الإلكترون في الذرة.
مستوى طاقة مستوى طاقة الإلكترون في الذرة
نفترض وجود إلكترون في مدار حول الذرة. فتحدد طاقته بصفة رئيسية على أساس قوة التجاذب الكهروستاتيكي
بينه وبين النواة الموجبة الشحنة. في هذه الحالة تتبع طاقة الإلكترون العلاقة التالية:
حيث  ثابت رايدبرج Rydberg constant ومقداره 7و13 إلكترون فولت بالنسبة لذرة الهيدروجين، ويختلف هذا الثابت باختلاف العناصر بين 1 إلكترون فولت إلى 103 إلكترون فولت (eV).
مستوى طاقة مستوى طاقة الإلكترون في الذرة
يحتل الإلكترون عادة مستوي طاقة الحالة القاعية. وهي على سبيل المثال في النموذج المبين الحالة n= 1 والحالة القاعية تسمى أحيانا الحالة الأرضية حيث لا يمكن لطاقة الإلكترون تقل عنها. وقد ترتفع طاقة الإلكترون عن طريق الإثارة من الخارج واكتسابه طاقة ترفعه إلى الغلاف n=2 . وتسمي تلك الحالة حالة إثارة وهي تعني أن الإلكترون مثار وبالتالي أن الذرة في حالة إثارة. فيبقى الإلكترون في حالة الإثارة فترة زمنية قصيرة حيث يفضل الهبوط إلى مداره الأرضي حتى تستقر الذرة. ويستطيع إجراء ذلك عن طريق إصدار الطاقة التي اكتسبها من قبل والتي رفعته من مداره n=1 إلى الغلاف n=2 . أي أن فوتون الضوء الذي يطلقه الإلكترون عند عودته إلى المدار n=1 تكون الفرق بين الطاقة الكمومية للغلاف 2 والطاقة الكمومية للغلاف 1 . بالتالي تكون طاقة الفوتون المنطلق هي الأخرى كمومية، أي محددة بفرق طاقة المدارين. ويظهر ذلك في الشكل أعلاه حيث ينطلق من الذرة فوتون أو شعاع ضوئي له تردد محدد.
ويمكن لمستويات الطاقة أن تنفطر أي تنشق قليلا عن بعضها، لو أن نفس مستوى الطاقة تم الوصول إليه بأكثر من حالة كم في ميكانيكا الكم. وتسمي مستويات طاقة منفطرة، ويظهر هذا الانفطار أيضا في انفطار أو انشقاق خطوط الطيف للعنصر عند تسليط مجال مغناطيسي خارجي علي ذرات العنصر. وتعرف هذه الظاهرة ب تأثير زيمان. ويمكن أن نرى هذا الانفطار لمستويات طاقة الإلكترون في الذرة أيضا بتسليط مجال كهربائي على العنصر، نجد أن خطوط طيف العنصر تنقسم أيضا، وتعرف تلك الظاهرة ب تأثير شتارك.
مستوى طاقة حالة الجزيء
في حالة الطاقة الجزيئية، يوجد الجزيء في حالة طاقة ذاتية كمومية أيضا يمكن وصفها طبقا لمعادلة هاملتون للجزيئ. وهي تنتج عن عدة حالات لطاقة الجزيئ: جزء منه يعطي طاقة حركة الإلكترون في الجزيئ، وجزء ثان يرجع إلي حركة اهتزاز الذرات في الجزيئ، وجزء ثالث يرجع إلى حركة دوران الجزيئ حول أحد محاوره التناظرية. فيمكن وصف حالة طاقة الجزيئ الكلية بالمعادلة الآتية (طاقة الإلكترونات، والطاقة الاهتزازية للذرات في الجزيئ، وطاقة الدوران للجزيئ):
حيث  هي قيمة متجه إيجن للهاملتونية الجزيئية الإلكترونية.
وتُسَمَّى أغلفة الطاقة الجزيئية طبقا مصطلحات الرموز الجزيئية.
والطاقة المحددة لمركب تعتمد على مستوى طاقة المدار وعلى نوع المادة.
مستوى طاقة التفاعلات التي تحدد طاقة إلكترون مرتبط في ذرة مفردة
بفرض أن هناك إلكترون في مدار ذري. طاقة حالته تكون غالبا محددة بقوى الجذب الكهرستاتيكية بين شحنة الإلكترون السالبة وشحنة النواة الموجبة، ويمكن حسابها باستخدام عدد الكم الرئيسي n.
وعموما فإن هناك تفاعلات عديدة تؤدى لتغييرات بسيطة لمستوى الطاقة، والتي يمكن حسابها عن طريق أعداد الكم الإلكترونية الأخرى، , , . وعند وصف الدالة الموجية للإلكترون بدقة أكثر،’ يؤدى ذلك إلى انقسام مستويات الطاقة وبالتالي تنحى فكرة انحلال مستويات الطاقة.
القائمة التالية تعطى فكرة عامة لأهم التعديلات لمستويات الطاقة.
مستوى طاقة حالة مدار مستوى الطاقة
مستوى الطاقة ينشأ من تفاعل القوى الكهرستاتيكية بين الإلكترون وشحنة نواة الذرة الموجبة، ومن الطاقة الناشئة عن العزم الزاوي للإلكترون (حركية، مغناطيسية)
مستوى طاقة التفاعل الكهرستاتيكي بين الإلكترون والإلكترونات الأخرى
لو أن هناك أكثر من إلكترون حول النواة، فإن التفاعل بين الإلكترونات وبعضها يؤدى لزيادة مستوى الطاقة. وغالبا ما يتم تجاهل هذه التفاعلات لو أن التداخل في الفضاء لدالة الإلكترون الموجية قليل.
مستوى طاقة تاثير زيمان
عزم المدار الزاوي للإلكترون المقابل للعزم المغناطيسي، يتفاعل مع المجال المغناطيسي الخارجى (تآثر كهرومغناطيسي).
مستوى طاقة تأثير زيمان عند الإخذ في الاعتبار اللف المغزلي للإلكترون
وهنا يُؤَخَّذ في الاعتبار كل من العزم ثنائي القطب الناتج من العزم الزاوي للمدار والعزم المغناطيسي الناتج من اللف المغزلي للإلكترون.
وتبعا لتأثيرات النظرية النسبية في (معادلة ديراك)، فإن العزم الزاوي الناتج من لف الإلكترون الزاوي  حيث  معامل الجيرو-مغناطيسية (ويكون تقريبا 2).

وعلى هذا تصبح طاقة التفاعل .
مستوى طاقة فصل التركيب الدقيق
تأثير لف المدار (اقرأ ثابت البناء الدقيق). وقيمته النمطية  إلكترون فولت.
مستوى طاقة التركيب الفائق الدقة
التزاوج بين اللف المغزلي النووي (شاهد التركيب فائق الدقة) وقيمته النمطية  إلكترون فولت.
مستوى طاقة تأثير شتارك
التفاعل مع مجال كهربي خارجي (اقرأ تأثير شتارك)
لون
اللَّون (الجمع: أَلْوَان): هو صفة الجسم من السواد، والبياض، والحمرة، وغيرها، ولَوْنُ كلِّ شيء: ما فَصَلَ بينه وبين غيره، وهو ما نراه عندما تقوم الملونات بتعديل الضوء فيزيائيًا بحيث تراه العين البشرية (تسمى عملية الاستجابة) ويترجم في الدماغ (تسمى عملية الإحساس التي يدرسها علم النفس). واللون هو أثر فيسيولوجي ينتج في شبكية العين، حيث يمكن للخلايا المخروطية القيام بتحليل ثلاثي اللون للمشاهد، سواء كان اللون ناتجاً عن المادة الصبغية الملونة أو عن الضوء الملون. إن ارتباط اللون مع الأشياء في لغتنا، يظهر في عبارات مثل «هذا الشيء أحمر اللون»، هو ارتباط مضلل لأنه لا يمكن إنكار أن اللون هو إحساس غير موجود إلا في الدماغ، أو الجهاز العصبي للكائنات الحية.
«إن أشعة الضوء بالمعنى الدقيق للكلمة ليست ملونة. لا يوجد في الأشعة سوى طاقة محددة وقدرة على تحريض الشعور بهذا اللون أو ذاك» (إسحاق نيوتن 1730).
لون
إن الإحساس اللوني يتأثر بمفهوم تاريخي طويل المدى وفق طبيعة وثقافة المشاهد، وأيضا مفهوم قصير المدى وهو الألوان المجاورة. (اقرأ أيضا علم النفس اللوني).
علم اللون يسمى أحيانا لونيات ويتضمن المقدرة على الإدراك الحسي للون بالعين البشرية، وأصل الألوان في المواد، ونظرية اللون في الفن وأيضا فيزياء اللون في الطيف الكهرمغناطيسي. فللَّون القدرة على تغيير نفسية الإنسان؛ ذلك لأن كلَّ لون من الألوان مرتبط بمفهومات معينة ويملك دلالات خاصة. وعن طريق «اختبارات الألوان» يمكن بيان الحالات العاطفية والفكرية للإنسان فمثلا الأبيض يمثل العفة والأسود يمثل الحزن وهكذا.
لون فيزياء اللون
رؤية الألوان تحتاج  إلى إضاءة معينة حيث تركز كل عين على نوع الضوء مكوِِّّنةً صورة للجسم على شبكية العين وهذه الشبكية تغطي العين من الداخل وتمتص الضوء، وينتقل إلى الدماغ بواسطة الأعصاب، وهذا يطلق عليه اشعاع كهرمغناطيسي. ويوصف الإشعاع الكهرمغناطيسي بطول موجته وشدته. وعندما يقع طول موجة هذا الإشعاع ضمن المنطقة المرئية من الطيف (تقريبا من 380 نانومتر إلى 740 نانومتر)، يطلق عليه الطيف المرئي.
تصدر معظم المنابع الضوئية ضوءًا ذا أطوال موجية متنوعة، وطيف المنبع هو عبارة عن توزيع لشدة المنبع عند كل طول موجي. ومع أن طيف الضوء الواصل إلى العين من اتجاه ما يحدد الإحساس اللوني في ذلك الاتجاه، فإنه يوجد العديد من ظواهر الاندماج الطيفي التي تغير هذا الإحساس اللوني. وقد يعرف أحدنا اللون على أنه كل مدى من الطيف الذي يزيد من الإحساس اللوني نفسه، مع أن هذا المدى الطيفي يمكن أن يتغير كثيرًا بين الأجسام المختلفة، وبنحو أقل بين المراقبين المختلفين. ويُسمى أعضاء كل مدى طيفي بمتلاونات (metamers) اللون المنظور.
لون فيزياء اللون
تتضمن ألوان الطيف المعروفة والمشاهدة في قوس قزح جميع الألوان التي يولدها الطيف المرئي وحيد طول الموجة، وتسمى ألوان وحيدة طول الموجة (بالإنجليزية: monochromatic) أو ألوان طيفية خالصة (بالإنجليزية: pure spectral colors). يظهر الجدول جانبًا الترددات التقريبية (التيراهرتز)، وأطوال الموجات (نانومتر) لألوان الطيف الخالصة المختلفة. علمًا أن أطوال الموجات قيست في الفراغ (اقرأ الانكسار).
يجب ألا يُفهم جدول الألوان على أنه قائمة محددة، فألوان الطيف الخالصة تشكل طيفا مستمرا، وطريقة فصل الطيف إلى ألوان محددة يتأثر بالثقافة والذوق واللغة (اقرأ علم النفس اللوني). حددت القائمة بستة ألوان أساسية: أحمر وبرتقالي وأصفر وأخضر وأزرق وبنفسجي. قام إسحق نيوتن بتحديد سبعة ألوان حيث أضاف اللون النيلي بين الأزرق والبنفسجي، ولكن معظم الناس لا يستطيعون تمييزه، كما أن معظم علماء الألوان لم يميزوه كلون منفصل، ويشار إليه في بعض الأحيان بالطول الموجي 420-440 نانومتر.
لون فيزياء اللون
يمكن لشدة اللون الطيفي أن تغير الإحساس به إلى حد بعيد، فمثلا، اللون البرتقالي - الأصفر ذو الشدة المنخفضة يبدو بنيا، كما يبدو اللون الأصفر - الأخضر ذو الشدة المنخفضة أخضرا زيتونيا.
هذه الألوان هي التي يتم تذكرها بمعرفة معظم أطفال المدارس عن طريق الحروف الأولى من كل لون «في اللغة الإنجليزية». وقد اختار نيوتن هذه الألوان السبعة لأنه كان يعتقد بأن كل لون يقابل درجة من درجات السلم الموسيقي. وبعد ذلك بكثير تم اكتشاف أن الألوان وطبقات الموسيقي يتضمنان ترددات طيف، ولكن لا يوجد بينهما علاقة أعمق من ذلك.
يكون السطح الذي يشتت كل انعكاسات الأطوال الموجية بتساوي يشاهد على أنه أبيض، بينما السطح الأسود يمتص كل الأطوال الموجية ولا يعكسها. (بالنسبة للمرآة الانعكاس يكون مختلف، فإن المرآة السليمة تعكس أيضا كل الأطوال الموجية بالتساوي، ولكن لا تشاهد على أنها بيضاء، حيث أن الجسم الأسود اللامع يعكسها).
لون فيزياء اللون
يتوقف لون الجسم على كل من فيزيائية الجسم في محيطه، وخصائص إحساس العين والدماغ. يمكن القول أن لون الأجسام هو لون الضوء «الصادر» من سطوحها، والذي يعتمد عادة على طيف الضوء الساقط وخصائص الانعكاس على سطوح الجسم، بالإضافة إلى التأثير المحتمل لزاوية الإضاءة وزاوية المشاهدة. بعض الأشياء لا تعكس الضوء فحسب، بل تنقله أيضا أو تصدره بنفسها، وعلى هذا تسهم في اللون أيضا. ولا يعتمد إحساس المشاهد للون الجسم على الطيف الضوئي الصادر من سطحه فحسب، بل يعتمد أيضا على مجموعة كبيرة من المهارات المكتسبة، بحيث يميل اللون إلى إحساسه بوجه ثابت نسبيا ؛ أي باستقلال عن طيف الإضاءة وزاوية المشاهدة، إلخ. يعرف هذا التأثير بثباتية اللون.
يمكن استخلاص بعض القوانين العامة من الفيزياء، مع تجاهل التأثيرات الإدراكية الآن:
إن الضوء الساقط على سطح معتم إما أن ينعكس بطريقة متناظرة مرآوية (كما في الانعكاس على سطح المرآة)، أو يستطير (يتشتت) (أي ينعكس مع تشتت وانتشار) أو يمتص أو مزيج من هذه الظواهر الفيزيائية.
لون فيزياء اللون
يحدد لون الأجسام المعتمة التي لا تعكس الضوء بطريقة مرآوية (ذات السطوح الخشنة) بتشتت مختلف لأطوال موجات الضوء وامتصاص الضوء غير المتشتت. وإذا شتتت الأجسام جميع الأطوال الموجية، تظهر بيضاء. وإذا امتصت جميع الأطوال الموجية، تظهر سوداء.
الأجسام المعتمة التي تعكس الضوء ذا الأطوال الموجية المختلفة بطريقة مرآوية وبفعالية مختلفة تظهر مثل المرايا الملونة بألوان تحدد وفق هذه الفعاليات. فالأجسام التي تعكس بعض الضوء الساقط وتمتص الباقي قد تبدو سوداء ولكن قد تبدو عاكسة بنحو ضعيف، مثل الأجسام السوداء المطلية بطبقات من اللك.
الأجسام التي تمرر الضوء إما أن تكون شفوفة (تشتت الضوء النافذ) أو شفافة (لا تشتت الضوء النافذ). إذا امتصت الأجسام (أو عكست) الضوء عند أطوال موجية بطريقة متفاوتة، فإنها تظهر مصبوغة بلون يتحدد بطبيعة ذلك الامتصاص (أو ذلك الانعكاس).
لون فيزياء اللون
يمكن للأجسام أن تصدر ضوءاً ذاتيًا، بدلا من مجرد نقل أو عكس الضوء. وقد يحدث ذلك بسبب حرارتها المرتفعة (يقال عن الأجسام حينئذ أنها متوهجة[الإنجليزية])، كنتيجة لبعض التفاعلات الكيميائية (وهي ظاهرة تسمى بالتألق الكيميائي (بالإنجليزية: chemoluminescence))، أو لأسباب أخرى (اقرأ مقالات الفسفورية وقائمة المنابع الضوئية).
يمكن للأجسام أن تمتص الضوء ومن ثم تصدره بخصائص مختلفة. وتسمى عندها بالمواد الفلورية (إذا كان الضوء المنبعث فقط خلال فترة امتصاص الضوء) أو الفسفورية (إذا كان انبعاث الضوء مستمرا حتى بعد توقف الامتصاص. قد يطلق هذا المصطلح بوجه غير دقيق على الضوء المنبعث بسبب التفاعلات الكيميائية). إن لون الأجسام هو نتيجة معقدة لخصائص السطح وخصائص النفاذية وخصائص الإصدار، فجميع هذه العوامل تؤثر على مزيج الأطوال الموجية في الضوء المغادر لسطح الجسم. فالإحساس اللوني يتكيف مع طبيعة الإضاءة المحيطة، وخصائص لون الأجسام القريبة، بتأثير يسمى الثبات اللوني (بالإنجليزية: Color constancy) والخصائص الأخرى للعين والدماغ.
لون الألوان الطيفية وإعادة توليد اللون
معظم مصادر الضوء هي مزيج متنوع من الأطوال الموجية للضوء. إذن، يمكن أن يكون للعديد من المنابع الضوئية ألوانا طيفية بحيث لا تستطيع العين تمييزها كمنابع وحيدة اللون. مثلا، معظم شاشات الحواسيب تولد اللون البرتقالي الطيفي كمزيج من الأضواء الحمراء والخضراء، وسيبدو اللون برتقالياً لأن الأحمر والأخضر ممزوجان بنسب صحيحة مما يسمح للمخاريط الحمراء والخضراء في العين أن تستجيب بطريقة تولد اللون البرتقالي في الدماغ.
يوجد تعريف مفيد لهذه الظاهرة وهو طول الموجة الغالب[الإنجليزية]وهو الذي يحدد طول موجة الضوء الأحادي الذي يولد إحساسا مشابها للمنبع الضوئي. وطول الموجة الغالب يماثل تقريبا صبغة اللون.
يوجد العديد من الألوان التي عند تعريفها لا يمكن أن تكون ألوانا طيفية نقية نظرا لعدم إشباعها أو لأنها أرجوانية (وهي مزيج من الأضواء الحمراء والبنفسجية، وهي ألوان من نهايتي الطيف). وبعض الأمثلة للألوان غير الطيفية هي الألوان اللانقبية (الأسود والرمادي والأبيض) وألوان أخرى مثل القرنفلي والقرمزي.