تنزيل المقالتنزيل المقال

إلكترونات التكافؤ في الكيمياء هي الإلكترونات الواقعة في المدار الخارجي من العنصر. معرفة كيفية إيجاد عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة ما واحدة من المهارات المهمة للكيميائي، لأن هذه المعلومة تحدد نوع الروابط الكيميائية التي يمكن تكوينها. لحسن الحظ، فإن كل ما تحتاجه لإيجاد إلكترونات تكافؤ أحد العناصر هو جدول دوري عادي للعناصر.

جزء 1
جزء 1 من 2:

معرفة إلكترونات التكافؤ باستخدام الجدول الدوري

تنزيل المقال

المعادن غير الانتقالية

  1. How.com.vn العربية: Step 1 جد جدولًا دوريًا للعناصر.
    وهو جدول مرمز بالألوان ومكون من العديد من المربعات المختلفة التي توضح جميع العناصر الكيميائية المعروفة للبشر. يوضح الجدول الدوري الكثير من المعلومات المتعلقة بالعناصر وسنستخدم بعضها لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة التي نبحثها. يمكنك إيجاد هذه الجداول في الغالب في أغلفة كتب الكيمياء. كذلك فإن هناك جدولًا تفاعليًا ممتازًا متاحًا على الإنترنت هنا.[١]
  2. How.com.vn العربية: Step 2 ضع علامات من 1 إلى 18 على كل عمود من الجدول الدوري.
    بشكل عام فإن جميع العناصر المرتبة في نفس العمود الرأسي في الجدول سيكون لها نفس عدد إلكترونات التكافؤ. أعط كل الأعمدة أرقامًا تبدأ من 1 من أقصى اليسار إلى 18 في أقصى اليمين إذا لم يكن جدولك الدوري مرقمًا بالفعل. تسمى هذه الأعمدة علميًا "المجموعات". [٢]
    • فمثلًا إذا كنا نعمل في جدول دوري بمجموعات غير مرقمة، فسنكتب 1 فوق الهيدروجين (H) و2 فوق البريليوم (Be) وهكذا حتى تكتب18 فوق الهيليوم (He).
  3. How.com.vn العربية: Step 3 توصل إلى العنصر المطلوب في الجدول.
    والآن حدد موقع العنصر الذي تريد إيجاد إلكترونات تكافئه على الجدول. يمكنك فعل ذلك مستخدمًا رمزه الكيميائي (الحروف الموجودة بالمربعات) أو العدد الذري (الرقم الموجود في أعلى يسار المربع) أو أي من المعلومات الأخرى المتاحة لك في الجدول.
    • لنجد إلكترونات تكافؤ أحد العناصر شديد الشيوع كمثال وهو الكربون (C). العدد الذري لهذا العنصر هو 6 ويقع في أعلى المجموعة 14. سنوجد إلكترونات التكافؤ في الخطوة التالية.
    • سنتجاهل المعادن الانتقالية في هذا الجزء، وهي العناصر الموضوعة في المستطيل المكون من المجموعات 3 إلى 12. تختلف هذه العناصر قليلًا عن البقية، لذا لن تنطبق الخطوات المذكورة في هذا الجزء عليها. اعرف كيف تتعامل معها في الجزء أدناه.
  4. How.com.vn العربية: Step 4 استخدم أرقام المجموعات لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ.
    يمكن استخدام رقم مجموعة المعدن غير الانتقالي لإيجاد عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة ذلك العنصر. مكان العنصر من رقم المجموعة هو عدد إلكترونات التكافؤ في ذرات ذلك العنصر. بعبارة أخرى:
    • المجموعة 1: إلكترون تكافؤ وحيد
    • المجموعة 2: 2 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 13: 3 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 14: 4 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 15: 5 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 16: 6 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 17: 7 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 18: 8 إلكترونات تكافؤ (باستثناء الهيليوم فهما إلكترونان)
    • يمكننا القول في مثالنا أن ذرة الكربون تملك 4 إلكترونات تكافؤ لوقوعه في المجموعة 14.

المعادن الانتقالية

  1. How.com.vn العربية: Step 1 جد عنصرًا من المجموعات 3 إلى 12.
    تسمى العناصر الواقعة في المجموعة 3 إلى 12 "العناصر الانتقالية" كما ذكرنا أعلاه ويختلف سلوكها عن بقية العناصر حين يتعلق الأمر بإلكترونات التكافؤ. سنشرح في هذا الجزء أنه لا يمكن تحديد إلكترونات تكافؤ هذه الذرات إلى حد ما.
    • لنتناول ذرة التانتالوم (Ta) العنصر 73 في مثالنا وسنجد تكافؤها (أو على الأقل سنحاول) في الخطوات القليلة التالية.
    • لاحظ أن المعادن الانتقالية تشمل سلسلة "اللانثانيدات" و"الأكتيندات" (التي تسمى أيضًا "بالمعادن الأرضية النادرة") وتشمل صفين من العناصر في الغالب تحت بقية الجدول الذي يبدأ بالأكتينيوم واللانثانيوم. تنتمي هذه العناصر إلى المجموعة 3 من الجدول الدوري.
  2. Step 2 افهم أن المعادن الانتقالية ليس لها إلكترونات تكافؤ "عادة".
    يتطلب فهم سبب عدم انطباق القاعدة الخاصة ببقية الجدول الدوري على المعادن الانتقالية قليلًا من الشرح لسلوك الإلكترونات في الذرات. انظر أدناه لتقرأ سريعًا أو تجاوز هذه الخطوة للوصول للإجابات مباشرة. [٣]
    • تصنف الإلكترونات في "مدارات" مختلفة –مناطق مختلفة تحيط بالنواة والتي يمكن أن يتواجد بها الإلكترون- حين تضاف للذرة، وعمومًا فإن إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي، بعبارة أخرى هي آخر الإلكترونات المضافة.
    • تميل الإلكترونات الأولى للتصرف كإلكترونات تكافؤ طبيعية عند إضافتها للغلاف الخارجي d بالمعدن الانتقالي (هناك المزيد عن هذا أدناه) لأسباب يصعب شرحها هنا، لكنها تتوقف بعد ذلك وتتصرف الإلكترونات الموجودة في مدارات أخرى كإلكترونات تكافؤ عوضًا عنها أحيانًا. يعني هذا أن الذرة قد تمتلك عدة إلكترونات تكافؤ على حسب كيفية استغلالها.
    • اطلع على الرابط التالي: موقع "كلية كلاكاماس" صفحة إلكترونات التكافؤ لمزيد من الشرح المفصل.[٤]
  3. How.com.vn العربية: Step 3 حدد عدد إلكترونات التكافؤ بناءً على رقم المجموعة.
    نقول مجددًا أن رقم مجموعة العنصر الذي تبحثه يمكن أن يعلمك بتكافئه. لكن هذا ليس النمط الذي يمكنك اتباعه مع المعادن الانتقالية. سيناظر رقم المجموعة في الغالب نطاقًا من الأرقام المحتملة لإلكترونات التكافؤ كما يلي: [٥]
    • المجموعة 3: 3 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 4: 2 إلى 4 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 5: 2 إلى 5 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 6: 2 إلى 6 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 7: 2 إلى 7 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 8: 2 أو 3 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 9: 2 أو 3 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 10: 2 أو 3 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 11: 1 أو 2 إلكترونات تكافؤ
    • المجموعة 12: 2 إلكترونات تكافؤ
    • يمكننا القول بأن هناك ما يتراوح بين 2 و5 إلكترونات تكافؤ حسب الحالة، في مثالنا المذكور، لأن التنتالوم يقع في المجموعة 5.
جزء 2
جزء 2 من 2:

إيجاد إلكترونات التكافؤ باستخدام التوزيع الإلكتروني

تنزيل المقال
  1. How.com.vn العربية: Step 1 اعرف كيفية قراءة التوزيع الإلكتروني.
    هناك طريقة أخرى لإيجاد تكافؤ عنصر كما وهي استخدام ما يسمى بالتوزيع الإلكتروني. قد يبدو الأمر معقدًا للوهلة الأولى لكنه مجرد طريقة لتمثيل مدارات الإلكترونات في الذرة بالحروف والأرقام وهي سهلة حين تعرف ما أمامك.
    • لنلق نظرة على توزيع عنصر الصوديوم (Na) كمثال:
      1s22s22p63s1
    • لاحظ أن هذا التوزيع الإلكتروني هو مجرد سطر تكراري يسير هكذا:
      (رقم)(حرف) (رقم أسي) ( (رقم)(حرف) (رقم أسي) (...
    • ...وهكذا. أول مجموعة (رقم)(حرف) هي اسم أوربيتال الإلكترون و (رقم أسي) هي عدد الإلكترونات الموجودة في ذلك الأوربيتال، هذا ما في الأمر!
    • لذا سنقول في مثالنا بأن الصوديوم يملك 2 إلكترون في الأوربيتال 1s بالإضافة إلى 2 إلكترون في الأوربيتال 2s بجانب 6 إلكترونات في الأوربيتال 2p بالإضافة إلى1 إلكترون في الأوربيتال 3s. يشكل هذا 11 إلكترون في المجموع ورقم عنصر الصوديوم هو 11، يبدو هذا منطقيًا.
  2. How.com.vn العربية: Step 2 جد التوزيع الإلكتروني للعنصر الذي تبحثه.
    إيجاد إلكترونات تكافؤ العنصر أمر بسيط حين تعرف توزيعه الإلكتروني (باستثناء المعادن الانتقالية بالطبع). يمكنك تجاوز هذا والانتقال للخطوة التالية إذا كان لديك التوزيع الإلكتروني من البداية. انظر أدناه إذا كان عليك إيجاده بنفسك:
    • إليك التوزيع الإلكتروني الكامل للأنون أوكتيوم (Uuo) وهو العنصر 118:
      1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
    • كل ماعليك فعله الآن بعد معرفة ذلك لإيجاد التوزيع الإلكتروني لذرة أخرى هو ملء هذا النمط من البداية حتى تنتهي الإلكترونات. الأمر أسهل مما يبدو عليه. سنفعل ما يلي إذا أردنا وضع مخطط الأوربيتالات للكلور (Cl) مثلًا وهو العنصر السابع عشر (17) وله 17 إلكترون.
      1s22s22p63s23p5
    • لاحظ أن عدد الإلكترونات يجمع حتى 17: 2+2+6+2+5=17. تحتاج فقط لتغيير الرقم في الأوربيتال الأخير ويظل الباقي كما هو لأن الأوربيتالات التي تسبق الأوربيتال الأخير ممتلئة بالكامل.
    • انظر أيضًا هذه المقالة لمزيد من التفاصيل حول التوزيع الإلكتروني.
  3. Step 3 قدر وجود الإلكترونات في الأوربيتالات بقاعدة "الثمانيات".
    تتخذ الإلكترونات مواقعها في الأوربيتالات المختلفة وفقًا للترتيب المعطى أعلاه عندما تضاف إلى ذرة ما، فيستقر الأولان في الأوربيتال 1s والتاليان لهما في الأوربيتال 2s ثم تستقر 6 إلكترونات في الأوربيتال 2p وهكذا. نقول أن الأوربيتالات تشكل "مدارات أوربيتالية" حول النواة حيث تتباعد المدارات أكثر كلما اتجهنا للخارج عند التعامل مع الذرات الواقعة خارج نطاق المعادن الانتقالية. يمكن أن يحتوي كل مدار على 8 إلكترونات(إلا إذا كنا نتعامل مع معادن انتقالية) باستثناء الأول الذي يحمل إلكترونين فقط. يسمى هذا القاعدة الثمانية.
    • لنقل بأن أمامنا عنصر البورون (B) مثلًا. نعلم بأن عدد إلكتروناته خمسة لأن عدده الذري خمسة وسيبدو توزيعه الإلكتروني كما يلي: 1s22s22p1. نعلم أن البورون يحتوي على مدارين إذ أن المدار الأول سيحمل إلكترونين فقط: واحد يحمل إلكتروني الأوربيتال 1s وواحد يحمل ثلاثة إلكترونات من الأوربيتالات 2s و2p.
    • وسيحتوي عنصر كالكلور كمثال آخر على ثلاثة مدارات: واحد يحمل إلكتروني الأوربيتال 1s والثاني يحمل إلكتروني 2s و6 إلكترونات 2p ويحمل المدار الأخير إلكترونات 3s و5 إلكترونات 3p .
  4. How.com.vn العربية: Step 4 جد عدد الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي.
    أصبح إيجاد عدد إلكترونات التكافؤ سهلًا الآن بعد أن عرفت المدارات الإلكترونية للعنصر: استخدم عدد الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي فحسب، فإذا كان الغلاف الخارجي ممتلئًا (بعبارة أخرى إذا كان يحمل ثمانية إلكترونات، أو إلكترونين في حالة المدار الأول) فسيكون العنصر خاملًا ولن يتفاعل مع العناصر الأخرى بسهولة، لكن نذكرك أن الأمور لا تتبع هذه القواعد بالنسبة للمعادن الانتقالية.
    • يمكننا القول بأن البورون ثلاثي التكافؤ مثلًا إذا كنا بصدد العمل عليه إذ أن هناك ثلاثة إلكترونات في المدار الثاني.
  5. How.com.vn العربية: Step 5 استخدم صفوف الجدول كاختصارات للمدارات الإلكترونية.
    تسمى الصفوف الأفقية في الجدول الدوري بالعناصر "الدورية". تناظر كل دورة عدد المدارات الإلكترونية التي تملكها ذرات تلك الدورة بدءًا من أعلى الجدول. يمكنك استخدامها كطريقة مختصرة لتحديد تكافؤ العنصر، ابدأ من الجانب الأيسر من الدورة عند حساب عدد الإلكترونات فحسب. ومجددًا نقول بأنك سترغب في تجاهل المعادن الانتقالية عند استخدام هذه الطريقة.
    • نعلم أن هناك 4 مدارات أوربيتالية في عنصر السيلينيوم مثلًا لأنه يقع في الدورة الرابعة. ونعلم أن هناك 6 إلكترونات في المدار الرابع الخارجي لأنه العنصر السادس من اليسار في الدورة الرابعة (بتجاهل المعادن الانتقالية) ولذا فإن السلينيوم سداسي التكافؤ.

أفكار مفيدة

  • لاحظ أنه يمكن كتابة التوزيع الإلكتروني بطريقة مختزلة نوعًا باستخدام الغازات النبيلة (العناصر الموجودة في المجموعة 18) لترمز للأوربيتالات في بداية التوزيع. يمكن كتابة التوزيع الإلكتروني للصوديوم مثلًا كالتالي: [Ne]3s1 وهو في الأساس مشابه للنيون لكنه يحمل إلكترونًا إضافيًا في الأوربيتال 3s.
  • ربما تكون هناك مدارات فرعية ليست مكتملة تمامًا في المعادن الانتقالية. يتضمن تحديد التكافؤ في المعادن الانتقالية مبادئ نظرية الكم وهي تتجاوز نطاق هذه المقالة.
  • لاحظ أن الجداول الدورية تختلف من بلد لآخر لذا تأكد من استخدامك للجدول الصحيح لتجنب الارتباك من فضلك.
  • احرص على أن تعرف متى تضيف إلى الأوربيتال الأخير أو تطرح منه لإيجاد التكافؤ.

الأشياء التي ستحتاج إليها

  • جدول دوري للعناصر
  • قلم رصاص
  • ورقة

المزيد حول هذا المقال

يُكتب المحتوى على ويكي هاو بأسلوب الويكي أو الكتابة التشاركية؛ أي أن أغلبية المقالات ساهم في كتابتها أكثر من مؤلف، عن طريق التحرير والحذف والإضافة للنص الأصلي. ساهم 44 فرد في إنشاء هذا المقال. تعاونوا سويًا، دون أن يهتم بعضهم بذكر هويته الشخصية، على تحرير المقال والتطوير المتواصل لمحتواه. تم عرض هذا المقال ٩٣٬٧٢٠ مرة/مرات.
تصنيفات: الكيمياء
تم عرض هذه الصفحة ٩٣٬٧٢٠ مرة.

هل ساعدك هذا المقال؟