متى يتساوى عدد الإلكترونات والبروتونات؟
تتكون الذرة من ثلاثة عناصر، وهي: البروتونات، والنيوترونات، والإلكترونات، حيث تعرف النيوترونات بأنها جسيمات متعادلة الشحنة، أما البروتونات فهي جسيات موجبة الشحنة، وتعرف الإلكترونات بأنها جسيمات سالبة الشحنة، ولكل واحدٍ من العناصر الثلاثة عددٌ محددُ في الذرة، أما عدد الإلكترونات وعدد البروتونات فيتساويان في حالةٍ واحدة، وهي أن تكون ذرة العنصر متعادلة، أو مستقرة، بمعنى أن شحنتها الكلية تساوي صفرًا، فمثلًا تحتوي ذرة عنصر البورون (B) المتعادلة على 5 بروتونات في نواتها، و5 إلكترونات تدور في مداراتها الخاصة حول النواة.[١]
إذًا: عدد الإلكترونات (e) = عدد البروتونات (p)؛ عندما تكون الذرة متعادلة.
متى يختلف عدد الإلكترونات والبروتونات؟
إذا كان العنصر على شكل أيون موجب أو سالب، فإن عدد الإلكترونات والبروتونات فيها لن يكون متساويًا، والأيون هو ذرة لها شحنة موجبة نتيجة فقدها للإلكترونات، أو شحنة سالبة نتيجة اكتسابها للإلكترونات، ورغم أن عدد البروتونات في الذرة يبقى ثابتًا عندما تصبحُ أيونًا موجبًا أو سالبًا، إلا أن عدد الإلكترونات يتغير في الأيون، وعندها ينشئ الاختلاف بين عدد الإلكترونات والبروتونات في الذرة،[١] فمثلًا عدد البروتونات في الأيون الموجب لذرة الصوديوم (+Na) هو 11، أما عدد الإلكترونات فيه فهو 10، وذلك بسبب فقده لإلكترونٍ واحد.[١]
كيفية معرفة عدد البروتونات والإلكترونات
يتشابه عدد البروتونات والإلكترونات في الذرة المتعادلة فقط، ويختلفان إذا شكلت الذرة أيونًا موجبًا أو سالبًا، وفيما يأتي طريقة معرفة عدد البروتونات والإلكترونات في كلتا الحالتين:[١]
عدد البروتونات والإلكترونات في الذرة المتعادلة
عدد البروتونات في نواة العنصر هو نفسه العدد الذري للعنصر، فمثلًا عدد البروتونات في نواة عنصر المغنيسيوم (Mg) هو 12، وذلك لأن العدد الذري للمغنيسيوم يساوي 12، كما أن عدد الإلكترونات في ذرة المغنيسيوم المتعادلة هو 12 أيضًا، وعدد البروتونات في نواة عنصر الفلور (F) هو 9، وذلك لأن العدد الذري للفلور هو 9 كما أن عدد الإلكترونات في ذرة الفلور المتعادلة هو 9.[٢]
إذًا، في الذرة المتعادلة:
عدد الإلكترونات (e) = عدد البروتونات (p) = العدد الذري.
عدد البروتونات والإلكترونات في الأيونات
يحتوي الأيون موجب الشحنة (الكاتيون) على عدد بروتونات أكبر من عدد الإلكترونات، حيث يكون عدد البروتونات مساويًا للعدد الذري للعنصر، أما عدد الإلكترونات فهو العدد الذري مطروح منه الشحنة، أما الأيون سالب الشحنة (الأنيون) فيحتوي على عدد إلكترونات أكبر من عدد البروتونات، إذ إن عدد البروتونات يكون مساويًا للعدد الذري للعنصر كما في حالة الأيون الموجب، أما عدد الإلكترونات فهو العدد الذري المضاف للشحنة (كقيمة مطلقة)، وبشكلٍ مبسط:[٣]
في الأيون الموجب:
عدد البروتونات= العدد الذري
عدد الإلكترونات= العدد الذري - الشحنة
في الأيون السالب:
عدد البروتونات= العدد الذري
عدد الإلكترونات= العدد الذري + الشحنة
أمثلة على حساب عدد البروتونات والإلكترونات
فيما يأتي بعض الأمثلة التي توضح كيفية معرفة عدد البروتونات والإلكترونات:[١]
ما عدد البروتونات والإلكترونات في ذرة الليثيوم المتعادلة (Li) علمًا بأن العدد الذري للهيليوم هو 3؟
عدد البروتونات = عدد الإلكترونات = العدد الذري = 3.
ما عدد البروتونات والإلكترونات في الأيون الموجب لعنصر الكاليسيوم (2+Ca) علمًا بأن العدد الذري للكالسيوم هو 20؟
- عدد البروتونات= العدد الذري= 20.
- عدد الإلكترونات= العدد الذري - الشحنة.
- عدد الإلكترونات= 20 - 2 = 18.
ما عدد البروتونات والإلكترونات في الأيون السالب لعنصر النيتروجين (3-N) علمًا بأن العدد الذري للكلور هو 7؟
- عدد البروتونات= العدد الذري = 7.
- عدد الإلكترونات= العدد الذري + الشحنة.
- عدد الإلكترونات= 7 + 3 = 10.
المراجع
- ^ أ ب ت ث ج "How to Find the Number of Protons, Neutrons, and Electrons", wikihow, Retrieved 5/7/2021. Edited.
- ↑ "How to Find How Many Protons, Neutrons & Electrons Are in Isotopes", sciencing, Retrieved 5/7/2021. Edited.
- ↑ "How to Determine Number of Protons and Electrons in Ions", thoughtco, Retrieved 5/7/2021. Edited.
