تعددية (كيمياء)
تعددية في كيمياء الكم و الفيزياء (بالإنجليزية: Multiplicity) هي تعددية خطوط طيف ذرة أو جزيء ، وهي متعلقة بتعددية حالات الإلكترون /أو حالات الإلكترونات في النظام الذري أو نظام الجزيء.
تستخدم التعددية في كيمياء الكم لتفرقة بين عدة حالات للإلكترونات في ذرة أو جزيء ما ، و تتسم بإمكانية انفطارها تحت تأثير مجال كهربائي أو مجال مغناطيسي خارجي . تختلف تلك الحالات فيما بينها بسبب إتجاه العزم المغزلي الكلي فقط . وتعرف التعددية بالعلاقة :
"2S+1" = التعددية
والتعددية تختص بتحديد عدد الإلكترونات "المنفردة" في مدار في الذرة (أي ليس لها زوج ، حيث يشغل عادة زوج من الإلكترونات كل مدار ، ويكونان معكوسان الزخم المغزلي ، فتصبح محصلتهما للزخم المغزلي مساوية للصفر) . وتصف قاعدة هوند التعددية ، حيث تقول : يفضل الشغل المنفرد للإلكترونات في المدارات ذات مستوى طاقة واحد . ونتيجة ذلك هو شغل مدارات مختلفة بإلكترونات منفردة أو مزدوجة ، وبهذا تتحدد التعددية .
تـُحسب التعددية بالعلاقة "2S+1".
حيث S مجموع العزوم المغزلية .
ولكن للتبسيط نضع s = ½ ( وهو الزخم المغزلي للإلكترون المنفرد ). فإذا كانت الإلكترونات مزدوجة في الذرة يكون الزخم المغزلي الكلي S = 0 ، وبالتالي نحصل على التعددية = 2(0) + 1 = 1 . وتسمى تلك الحالة منفردة singlet ، وينشأ عن هذا الإلكترون خط واحد في طيف العنصر . أما إذا احتوى جزيئ على إلكترون منفرد واحد تكون S = +½ ، وبالتالي تصبح التعددية 2S + 1 = 2, وهذه الحالة تسمى زوجية doublet ، (أي يظهر
خطين في الطيف لتلك الحالة) . وإذا وجد في الذرة أو الجزيئ إلكترونان منفردان فتصبح S = 1 ، وتكون التعددية ثلاثية triplet وهكذا .
في الذرات و الأيونات التي لها إلكترونات عديدة وكذلك في الجزيئات نقوم بحساب عدد الكم المغزلي الكلي formula_1 لمجموع الإلكترونات باستخدام المعادلة التالية . وإذا كان في الذرة عدد formula_2 من الإكترونات نستطيع حساب formula_3 كالآتي (هذا ينطبق على ذرة أو جزيء أو أيون) :
حيث formula_5 عدد الكم المغزلي للإلكترون i.
ونظرا لأن الإلكترونات الزوجية لا تشارك في قيمة S (حيث أن عزميهما المغزليان متعاكسان) فيمكننا اخذ الإلكترونات المنفردة وحدها في الاعتبار . والعزم المغزلي للإلكترون مقداره formula_6 ، وبجمع العزوم الكمومية المغزلية للإلكترونات المنفردة في ذرة أو جزيء أو أيون نحصل على :نتصور عادة بالنسبة للزخم المغزلي للإلكترون أن الإلكترون يلف حول محوره ، ولكن هذا مجرد تصور ، والحقيقة هي أن الزخم المغزلي صفة من صفات الجسيمات ، وهي ثابتة لا تتغير . و في الفيزياء نقرن خاصية لغلأكترون هذه بالعدد الكمومي المغزلي formula_8. وتكون التعددية في نظام به إلكترون منفرد واحد formula_9 و بالتالي فهي حالة "زوجية".