تعريف إلكترونات التكافؤ

يمكن تعريف إلكترونات التكافؤ (بالإنجليزية: Valence Electrons) بأنها الإلكترونات الموجودة في مستوى الطاقة الأخير للذرة، وهي الإلكترونات التي تفقدها ذرة العنصر، أو تكسبها، أو تشاركها عند ارتباطها بغيرها من الذرات، بهدف الوصول إلى حالة الاستقرار، وبذلك فهي المسؤولة عن التفاعلات الكيميائية للعنصر.[١]


كيفية معرفة عدد إلكترونات التكافؤ

لمعرفة عدد إلكترونات التكافؤ لعناصر الجدول الدوري، يمكن اتباع الطرق الآتية:


باستخدام التوزيع الإلكتروني

يمكن تحديد عدد إلكترونات التكافؤ باستخدام التوزيع الإلكتروني كما يأتي:[٢][٣]

  • كتابة التوزيع الإلكتروني للعنصر من خلال توزيع عدده الذري على الأغلفة، مع العلم بأن كل غلاف يمكن أن يستوعب عددًا محددًا فقط من الإلكترونات، وبمجرد الوصول إلى هذا العدد يعتبر الغلاف ممتلئًا (الغلاف الأول يستوعب إلكترونان فقط، والغلاف الثاني 8 إلكترونات، والغلاف الثالث 8 إلكترونات أيضًا)، وفي حال امتلأ الغلاف يتم وضع الإلكترونات الأخرى في الغلاف الذي يليه، وهكذا.
  • النظر إلى آخر غلاف تم كتابته في التوزيع الإلكتروني حيث يشير عدد الإلكترونات الموجودة فيه إلى عدد إلكترونات التكافؤ، فإذا كان عدد الإلكترونات في الغلاف الأخير 1، أو 2، أو 3 مثلًا، فإن هذا العدد هو نفسه عدد إلكترونات التكافؤ المسؤولة عن التفاعلات الكيميائية، مع العلم بأن الإلكترونات الموجودة في الغلاف الممتلئ لا تتفاعل مطلقًا مع أي ذراتٍ أخرى، ويشار إلى أن جميع أغلفة عناصر المجموعة الثامنة في الجدول الدوري (الغازات النبيلة) ممتلئة، ولذلك فهي عناصر خاملة كيميائيًا.


باستخدام الجدول الدوري

تشترك عناصر المجموعة الواحدة في الجدول الدوري بعدد إلكترونات التكافؤ، فعناصر المجموعة الرابعة مثلاً كالكاربون (C)، والسيليكون (Si)، والجرمانيوم (Ge) لها 4 إلكترونات تكافؤ، ومع الاتجاه نحو اليمين في نفس الدورة، كالاتجاه من الكاربون (C) إلى النيتروجين (N)، فالأكسجين (O)، فالفلور (F)، تزداد إلكترونات التكافؤ لهذه العناصر، على النحو الآتي 4، 5، 6، 7، حتى الوصول إلى النيون (Ne) وهو عنصر نبيل عدد إلكترونات التكافؤ له 8، وعليه فإن:[٣]

  • عدد إلكترونات التكافؤ يزداد عند الانتقال من يسار الدورة إلى يمينها.
  • عدد إلكترونات التكافؤ يبقى ثابتًا لعناصر المجموعة الواحدة.


أمثلة على كيفية تحديد إلكترونات التكافؤ

فيما يأتي بعض الأمثلة التي توضح كيفية تحديد إلكترونات التكافؤ:[٤]


السؤال:

ما عدد إلكترونات التكافؤ للبوتاسيوم (K) علمًا بأن عدده الذري 19؟

الحل:
  • التوزيع الإلكتروني للبوتاسيوم (K):

1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S1


  • عدد إلكترونات التكافؤ للبوتاسيوم هي إلكترون واحد (1) موقعه في الغلاف الخارجي 4S، حيث يمكن أن ترتبط ذرة البوتاسيوم عن طريق إلكترون التكافؤ لديها مع ذرة بروم (Br) لينتج مركب بروميد البوتاسيوم، وصيغته الكيميائية KBr.





السؤال:

ما عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة الهيدروجين، علمًا بأن عدده الذري 1؟

الحل:

يقع الهيدروجين (H) في الجدول الدوري في المجموعة الأولى، ولذلك فإن عدد إلكترونات التكافؤ له يساوي 1، حيث يمكن أن ترتبط ذرة الهيدروجين عن طريق إلكترون التكافؤ لديها بذرة هيدروجين أخرى، لينتج عن ارتباطهما غاز الهيدروجين، وصيغته الكيميائية (H2).



المراجع

  1. ↑ "valenve electrons", chemistry libretext, 29/3/2021, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  2. ↑ Ed Vitz, John W. Moore, Justin Shorb, other (18/8/2020), "Electrons and Valence for Simple Biologically Active Ions", chemistry libretext, Retrieved 2/7/2021. Edited.
  3. ^ أ ب "How to Find Valence Electrons", wikihow, Retrieved 7/7/2021. Edited.
  4. ↑ steven s zumdahl, Chemistry, Page 377. Edited.