كيفية حساب عدد الإلكترونات في الذرة
يمكنك حساب الإلكترونات في الذرة من خلال مجموعة من الطرق البسيطة، وهي:[١]
العدد الذري والعدد الكتلي (في حال الذرة المتعادلة)
- عدد البروتونات في نواة الذرة يساوي العدد الذري (Z)، وعدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة يساوي عدد البروتونات فيها؛ أي أن: عدد البروتونات في الذرة المتعادلة = عدد الإلكترونات فيها = العدد الذري (Z).
- العدد الكتلي للذرة (M) يساوي مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في نواتها: أي أن: العدد الكتلي (M) = عدد البروتونات+عدد النيوترونات، وفي حال معرفة العدد الكتلي وعدد النيوترونات يمكن حساب عدد البروتونات في الذرة، ومنها يمكن حساب عدد الإلكترونات، فهي تساوي عدد البروتونات في الذرة المتعادلة.
يمكنك معرفة العدد الكتلي، والعدد الذري للذرات بالاستعانة بالجدول الدوري؛ إذ يقع العدد الذري في الزاوية العلوية اليسرى لرمز العنصر في المربع المخصص له من الجدول الدوري، وكما ذُكر سابقاً، فإن العدد الذري يعبر عن عدد البروتونات موجبة الشحنة الموجودة في نواة هذا العنصر، ولأن الإلكترونات سالبة الشحنة؛ فإن العنصر عندما يكون في حالته المحايدة، أو في حالة التعادل، فإن عدد البروتونات فيه سيكون مساوياً لعدد الإلكترونات؛ فعلى سبيل المثال: العدد الذري لعنصر البورون (B) هو 5، مما يعني أنه يضم 5 بروتونات، و5 إلكترونات.[٢]
شحنة الأيونات (في حال الذرة غير المتعادلة)
تؤدي إضافة وإزالة الإلكترونات من الذرة إلى تغيير شحنتها، فمثلاً الأيون +K يحمل شحنة موجبة، أما الأيون N-3 فيحمل شحنة سالبة، ولأن شحنة الإلكترون سالبة، فإن إضافة الإلكترونات إلى الذرة يكسبها شحنة سالبة، أما إزالة الإلكترونات منها، فتؤدي إلى إكسابها شحنة موجبة، وبشكل عام يمكنك حساب عدد الإلكترونات في الذرة غير المتعادلة (التي تحمل شحنة) عن طريق اتباع الخطوات الآتية:[٢]
- يمكنك تحديد عدد الإلكترونات المتبقية في الذرة في حال كان الأيون موجبًا عن طريق طرح قيمة الشحنة التي يحملها الأيون من العدد الذري للعنصر؛ ففي هذه الحالة يكون عدد البروتونات أكثر من عدد الإلكترونات؛ فعلى سبيل المثال يحمل أيون Ca+2 شحنة +2، وذلك يعني أنه عدد إلكتروناته تقل عن ذرة الكالسيوم المتعادلة بمقدار إلكترونين؛ ولحساب عدد الإلكترونات المتبقية في هذا الأيون يجب طرح قيمة الشحنة وهي (2) من العدد الذري للكالسيوم وهو 20، لينتج أن هذا الأيون يحتوي على 20-2= 18 إلكترونًا.
- يمكنك تحديد عدد الإلكترونات في الذرة في حال كان الأيون سالباً عن طريق إضافة قيمة الشحنة التي يحملها الأيون للعدد الذري للعنصر؛ ففي هذه الحالة يكون عدد البروتونات أقل من عدد الإلكترونات؛ فعلى سبيل المثال يحمل أيون N-3 شحنة -3، وذلك يعني أنه عدد إلكتروناته يزيد عن عدد إلكترونات ذرة النيتروجين المتعادلة بمقدار 3 إلكترونات؛ ولحساب عدد الإلكترونات في هذا الأيون يجب إضافة قيمة الشحنة وهي (3) للعدد الذري للنيتروجين وهو 7، لينتج أن هذا الأيون يحتوي على 7+3 =10 إلكترونات.
أمثلة على حساب عدد الإلكترونات في الذرة
إذا كان العدد الكتلي لذرة الكربون المتعادلة هو 12، جد عدد الإلكترونات فيها، علماً أن عدد النيوترونات فيها هو: 6.[١]
- العدد الكتلي (M) = عدد البروتونات+عدد النيوترونات، ومنه: 12 = عدد البروتونات + 6، وعليه عدد البروتونات = 6
- عدد البروتونات في الذرة المتعادلة = عدد الإلكترونات فيها = العدد الذري (Z)، ومنه: عدد الإلكترونات = 6.
إذا كان العدد الكتلي لذرة النيتروجين المتعادلة هو 14 جد عدد الإلكترونات فيها، علماً أن عددها الذري هو 7.[٣]
لأن عدد البروتونات في الذرة المتعادلة = عدد الإلكترونات فيها = العدد الذري (Z)، ومنه: عدد الإلكترونات = 7.
جد عدد الإلكترونات في أيون Sc+3.[٤]
بالرجوع إلى الجدول الدوري يظهر أن العدد الذري لهذا العنصر هو 21، أي أن عدد الإلكترونات في ذرته المتعادلة هو 21، ولأن شحنة الأيون موجبة فهذا يعني أنه قد فقد إلكترونات، لذلك يجب طرح قيمة الشحنة من العدد الذري للعنصر لحساب عدد الإلكترونات فيه، وعليه: عدد الإلكترونات في الأيون 21-3 =18 إلكترون.
المراجع
- ^ أ ب "The Atom and Electromagnetic Radiation", chemed.chem.purdue.edu, Retrieved 21-6-2021. Edited.
- ^ أ ب Bess Ruff, MA (1-1-2021), "How to Find Electrons", www.wikihow.com, Retrieved 21-6-2021. Edited.
- ↑ "Proton, Electron, Neutron - Number Calculation", www.toppr.com, Retrieved 22-6-2021. Edited.
- ↑ Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (3-9-2019), "How to Determine Number of Protons and Electrons in Ions", www.thoughtco.com, Retrieved 22-6-2021. Edited.
