كيفية البحث عن إلكترونات التكافؤ: 12 خطوة (بالصور)

جدول المحتويات:

كيفية البحث عن إلكترونات التكافؤ: 12 خطوة (بالصور)
كيفية البحث عن إلكترونات التكافؤ: 12 خطوة (بالصور)

فيديو: كيفية البحث عن إلكترونات التكافؤ: 12 خطوة (بالصور)

فيديو: كيفية البحث عن إلكترونات التكافؤ: 12 خطوة (بالصور)
فيديو: كيف تجيب على أكثر وأشهر 10 اسئلة في مقابلات العمل : مقابلة العمل 2024, مارس
Anonim

في الكيمياء ، إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الإلكتروني الخارجي لعنصر ما. تعد معرفة كيفية العثور على عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة معينة مهارة مهمة للكيميائيين لأن هذه المعلومات تحدد أنواع الروابط الكيميائية التي يمكن أن تشكلها ، وبالتالي تفاعل العنصر. لحسن الحظ ، كل ما تحتاجه للعثور على إلكترونات تكافؤ عنصر ما هو جدول دوري قياسي للعناصر.

خطوات

جزء 1 من 2: إيجاد إلكترونات التكافؤ باستخدام جدول دوري

المعادن غير الانتقالية

ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 1
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 1

الخطوة 1. ابحث عن جدول دوري للعناصر

هذا جدول مرمز لونيًا يتكون من العديد من المربعات المختلفة التي تسرد جميع العناصر الكيميائية المعروفة للبشرية. يكشف الجدول الدوري عن الكثير من المعلومات حول العناصر - سنستخدم بعض هذه المعلومات لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة التي نتحرى عنها. يمكنك عادة العثور عليها داخل غلاف كتب الكيمياء المدرسية. يوجد أيضًا طاولة تفاعلية ممتازة متاحة عبر الإنترنت هنا.

ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 2
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 2

الخطوة 2. قم بتسمية كل عمود على الجدول الدوري للعناصر من 1 إلى 18

بشكل عام ، في الجدول الدوري ، سيكون لجميع العناصر الموجودة في عمود رأسي واحد نفس عدد إلكترونات التكافؤ. إذا لم يكن كل عمود في الجدول الدوري مرقمًا بالفعل ، فامنح كل رقم يبدأ بالرقم 1 للطرف الأيسر البعيد و 18 للطرف الأيمن الأقصى. من الناحية العلمية ، تسمى هذه الأعمدة العنصر "مجموعات."

على سبيل المثال ، إذا كنا نعمل بجدول دوري حيث المجموعات غير مرقمة ، فسنكتب 1 فوق الهيدروجين (H) ، و 2 فوق البريليوم (Be) ، وهكذا حتى كتابة 18 فوق الهيليوم (He)

البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 3
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 3

الخطوة 3. ابحث عن العنصر الخاص بك على الطاولة

الآن ، حدد موقع العنصر الذي تريد إيجاد إلكترونات التكافؤ له على الطاولة. يمكنك القيام بذلك برمزها الكيميائي (الأحرف الموجودة في كل مربع) ، أو رقمها الذري (الرقم الموجود في أعلى يسار كل مربع) ، أو أي جزء من المعلومات الأخرى المتاحة لك على الطاولة.

  • على سبيل المثال ، دعنا نجد إلكترونات التكافؤ لعنصر شائع جدًا: الكربون (ج).

    العدد الذري لهذا العنصر هو 6. وهو موجود في الجزء العلوي من المجموعة 14. وفي الخطوة التالية ، سنجد إلكترونات التكافؤ الخاصة به.

  • في هذا القسم الفرعي ، سنتجاهل المعادن الانتقالية ، وهي العناصر الموجودة في الكتلة المستطيلة الشكل التي صنعتها المجموعات من 3 إلى 12. تختلف هذه العناصر قليلاً عن البقية ، لذا فقد فازت الخطوات في هذا القسم الفرعي " ر العمل عليها. انظر كيفية التعامل مع هذه في القسم الفرعي أدناه.
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 4
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 4

الخطوة 4. استخدم أرقام المجموعة لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ

يمكن استخدام رقم المجموعة للمعدن غير الانتقالي لإيجاد عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة هذا العنصر. ال مكان واحد من رقم المجموعة هو عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة من هذه العناصر. بعبارة أخرى:

  • المجموعة 1: 1 إلكترون التكافؤ
  • المجموعة 2: 2 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 13: 3 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 14: 4 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 15: 5 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 16: 6 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 17: 7 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 18: 8 إلكترونات تكافؤ (باستثناء الهيليوم الذي يحتوي على 2)
  • في مثالنا ، نظرًا لوجود الكربون في المجموعة 14 ، يمكننا القول أن ذرة واحدة من الكربون بها أربعة إلكترونات تكافؤ.

معادن الانتقال

ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 5
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 5

الخطوة 1. ابحث عن عنصر من المجموعات 3 إلى 12

كما لوحظ أعلاه ، تسمى العناصر في المجموعات من 3 إلى 12 "معادن انتقالية" وتتصرف بشكل مختلف عن بقية العناصر عندما يتعلق الأمر بإلكترونات التكافؤ. في هذا القسم ، سنشرح كيف ، إلى حد ما ، غالبًا ما لا يكون من الممكن تخصيص إلكترونات التكافؤ لهذه الذرات.

  • على سبيل المثال ، دعنا نختار Tantalum (Ta) ، العنصر 73. في الخطوات القليلة التالية ، سنجد إلكترونات التكافؤ (أو ، على الأقل ، نحاول ذلك).
  • لاحظ أن الفلزات الانتقالية تتضمن سلسلة اللانثانيد والأكتينيد (وتسمى أيضًا "المعادن الأرضية النادرة") - صفان من العناصر يتم وضعهما عادةً أسفل بقية الجدول ويبدأان باللانثانوم والأكتينيوم. كل هذه العناصر تنتمي إلى المجموعة 3 من الجدول الدوري.
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 6
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 6

الخطوة 2. افهم أن المعادن الانتقالية لا تحتوي على إلكترونات تكافؤ "تقليدية"

يتطلب فهم سبب عدم "عمل" الفلزات الانتقالية حقًا مثل باقي الجدول الدوري شرحًا بسيطًا للطريقة التي تتصرف بها الإلكترونات في الذرات. انظر أدناه للحصول على نظرة عامة سريعة أو تخطي هذه الخطوة للوصول مباشرة إلى الإجابات.

  • عند إضافة الإلكترونات إلى الذرة ، يتم فرزها في "مدارات" مختلفة - مناطق مختلفة حول النواة التي تتجمع فيها الإلكترونات. بشكل عام ، إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي - وبعبارة أخرى ، تمت إضافة الإلكترونات الأخيرة.
  • لأسباب أكثر تعقيدًا من شرحها هنا ، عند إضافة الإلكترونات إلى الغلاف الخارجي d لمعدن انتقالي (المزيد حول هذا أدناه) ، فإن الإلكترونات الأولى التي تدخل الغلاف تميل إلى التصرف مثل إلكترونات التكافؤ الطبيعي ، ولكن بعد هذا ، لا يفعلون ، والإلكترونات من الطبقات المدارية الأخرى تعمل أحيانًا كإلكترونات تكافؤ بدلاً من ذلك. هذا يعني أنه يمكن أن تحتوي الذرة على عدد متعدد من إلكترونات التكافؤ اعتمادًا على كيفية معالجتها.
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 7
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 7

الخطوة 3. حدد عدد إلكترونات التكافؤ بناءً على رقم المجموعة

مرة أخرى ، يمكن أن يخبرك رقم مجموعة العنصر الذي تفحصه بإلكترونات التكافؤ. ومع ذلك ، بالنسبة للمعادن الانتقالية ، لا يوجد نمط يمكنك اتباعه - فعادة ما يتوافق رقم المجموعة مع مجموعة من الأرقام المحتملة لإلكترونات التكافؤ. وهذه هي:

  • المجموعة 3: 3 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 4: 2 إلى 4 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 5: 2 إلى 5 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 6: 2 إلى 6 إلكترونات التكافؤ
  • المجموعة 7: من 2 إلى 7 إلكترونات التكافؤ
  • 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 التكافؤ
  • المجموعة 12: 2 إلكترونات التكافؤ
  • في مثالنا ، نظرًا لأن Tantalum في المجموعة 5 ، يمكننا القول أنه يوجد بينهما اثنان وخمسة إلكترونات تكافؤ ، تعتمد على الموقف.

جزء 2 من 2: إيجاد إلكترونات التكافؤ بتكوين الإلكترون

ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 8
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 8

الخطوة 1. تعلم كيفية قراءة تكوين الإلكترون

طريقة أخرى للعثور على إلكترونات التكافؤ لعنصر ما هي باستخدام شيء يسمى تكوين الإلكترون. قد تبدو هذه في البداية معقدة ، لكنها مجرد طريقة لتمثيل مدارات الإلكترون في ذرة بأحرف وأرقام وهي سهلة بمجرد معرفة ما تنظر إليه.

  • لنلقِ نظرة على مثال تكوين لعنصر الصوديوم (Na):

    1 ثانية22 ثانية22 ص63 ثانية1
  • لاحظ أن تكوين الإلكترون هذا هو مجرد سلسلة متكررة تسير على النحو التالي:

    (رقم) (حرف)(عدد مرفوع)(رقم) (حرف)(عدد مرفوع)
  • …وما إلى ذلك وهلم جرا. ال (رقم) (حرف) chunk هو اسم المدار الإلكتروني و (عدد مرفوع) هو عدد الإلكترونات في ذلك المدار - هذا كل شيء!
  • لذلك ، على سبيل المثال لدينا ، يمكننا القول أن الصوديوم يحتوي على 2 إلكترون في المدار 1s زائد 2 إلكترون في مدار 2s زائد 6 إلكترونات في المدار 2p زائد 1 إلكترون في مدار 3 ثوانٍ.

    هذا إجمالي 11 إلكترونًا - الصوديوم هو العنصر رقم 11 ، لذلك هذا منطقي.

  • ضع في اعتبارك أن كل قشرة فرعية لها سعة إلكترون معينة. قدراتهم الإلكترونية هي كما يلي:

    • ق: سعة 2 إلكترون
    • ص: سعة 6 إلكترون
    • د: سعة 10 إلكترون
    • f: سعة 14 إلكترون
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 9
البحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 9

الخطوة 2. ابحث عن تكوين الإلكترون للعنصر الذي تقوم بفحصه

بمجرد أن تعرف تكوين الإلكترون لعنصر ما ، فإن إيجاد عدد إلكترونات التكافؤ الخاص به أمر بسيط للغاية (باستثناء ، بالطبع ، بالنسبة للمعادن الانتقالية.) إذا حصلت على التكوين من get-go ، فيمكنك التخطي إلى الخطوة التالية. إذا كان عليك أن تجده بنفسك ، انظر أدناه:

  • افحص تكوين الإلكترون الكامل لـ oganesson (Og) ، العنصر 118 ، وهو العنصر الأخير في الجدول الدوري. يحتوي على أكبر عدد من الإلكترونات من أي عنصر ، لذلك يوضح تكوينه الإلكتروني جميع الاحتمالات التي قد تواجهها في العناصر الأخرى:

    1 ثانية22 ثانية22 ص63 ثانية23 ص64 ثانية2ثلاثي الأبعاد104 ص65 ثانية24 د105 ص66 s24f145 د106 ص67 ثانية25f146 د107 ص6
  • الآن بعد أن أصبح لديك هذا ، كل ما عليك فعله للعثور على تكوين إلكترون لذرة أخرى هو مجرد ملء هذا النمط من البداية حتى نفاد الإلكترونات. هذا هو أسهل مما يبدو. على سبيل المثال ، إذا أردنا عمل المخطط المداري للكلور (Cl) ، العنصر 17 ، الذي يحتوي على 17 إلكترونًا ، فسنقوم بذلك على النحو التالي:

    1 ثانية22 ثانية22 ص63 ثانية23 ص5
  • لاحظ أن عدد الإلكترونات يصل إلى 17: 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17. ما عليك سوى تغيير الرقم في المدار النهائي - والباقي هو نفسه لأن المدارات قبل الأخيرة ممتلئة تمامًا.
  • لمزيد من المعلومات حول تكوينات الإلكترون ، راجع أيضًا هذه المقالة.
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 10
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 10

الخطوة 3. عيّن الإلكترونات للأغلفة المدارية باستخدام قاعدة الثمانية

عند إضافة الإلكترونات إلى ذرة ، فإنها تسقط في مدارات مختلفة وفقًا للترتيب المذكور أعلاه - أول اثنين يدخلان في مدار 1s ، والاثنان بعد ذلك يدخلان في المدار 2s ، والستة بعد ذلك يدخلان في المدار 2p ، و هكذا. عندما نتعامل مع ذرات خارج المعادن الانتقالية ، فإننا نقول أن هذه المدارات تشكل "قذائف مدارية" حول النواة ، مع كون كل غلاف متتالي أبعد من سابقيه. إلى جانب الغلاف الأول ، الذي يمكنه الاحتفاظ بإلكترونين فقط ، يمكن أن تحتوي كل غلاف على ثمانية إلكترونات (باستثناء ، مرة أخرى ، عند التعامل مع المعادن الانتقالية.) وهذا ما يسمى بـ القاعدة الثماني.

  • على سبيل المثال ، لنفترض أننا ننظر إلى عنصر البورون (ب). نظرًا لأن العدد الذري هو خمسة ، فنحن نعلم أنه يحتوي على خمسة إلكترونات وأن تكوين الإلكترونات الخاص به يبدو كما يلي: 1 ثانية22 ثانية22 ص1. نظرًا لأن الغلاف المداري الأول يحتوي على إلكترونين فقط ، فنحن نعلم أن البورون له غلافان: أحدهما به إلكترونان 1s والآخر به ثلاثة إلكترونات من المدارات 2s و 2p.
  • كمثال آخر ، عنصر مثل الكلور (1s22 ثانية22 ص63 ثانية23 ص5) ستحتوي على ثلاث قذائف مدارية: واحدة بها إلكترونان 1s ، وواحدة بها إلكترونان 2s وستة إلكترونات 2p ، وواحدة بها إلكترونان 3s وخمسة إلكترونات 3p.
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 11
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 11

الخطوة 4. أوجد عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي

الآن بعد أن عرفت غلاف الإلكترون الخاص بالعنصر ، أصبح العثور على إلكترونات التكافؤ أمرًا سهلاً: ما عليك سوى استخدام عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي. إذا كان الغلاف الخارجي ممتلئًا (بمعنى آخر ، إذا كان يحتوي على ثمانية إلكترونات أو ، بالنسبة للغلاف الأول ، اثنان) ، يكون العنصر خاملًا ولن يتفاعل بسهولة مع العناصر الأخرى. مرة أخرى ، ومع ذلك ، لا تتبع الأشياء تمامًا هذه القواعد للمعادن الانتقالية.

على سبيل المثال ، إذا كنا نعمل مع البورون ، نظرًا لوجود ثلاثة إلكترونات في الغلاف الثاني ، يمكننا القول أن البورون لديه ثلاثة إلكترونات التكافؤ.

ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 12
ابحث عن إلكترونات التكافؤ الخطوة 12

الخطوة 5. استخدم صفوف الجدول كاختصارات قذيفة مدارية

تسمى الصفوف الأفقية في الجدول الدوري بالعنصر "فترات". بدءًا من أعلى الجدول ، تتوافق كل فترة مع عدد قذائف الإلكترون التي تمتلكها الذرات في تلك الفترة. يمكنك استخدام هذا كاختصار لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ التي يمتلكها عنصر ما - فقط ابدأ من الجانب الأيسر من فترته عند حساب الإلكترونات. مرة أخرى ، سترغب في تجاهل المعادن الانتقالية بهذه الطريقة ، والتي تشمل المجموعات 3-12.

  • على سبيل المثال ، نعلم أن عنصر السيلينيوم يحتوي على أربع قذائف مدارية لأنه في الفترة الرابعة. نظرًا لأنه العنصر السادس من اليسار في الفترة الرابعة (تجاهل المعادن الانتقالية) ، فنحن نعلم أن الغلاف الرابع الخارجي به ستة إلكترونات ، وبالتالي فإن السيلينيوم يحتوي على ستة إلكترونات تكافؤ.

فيديو - باستخدام هذه الخدمة ، قد تتم مشاركة بعض المعلومات مع YouTube

نصائح

  • لاحظ أنه يمكن كتابة تكوينات الإلكترون في نوع من الاختصار باستخدام الغازات النبيلة (العناصر الموجودة في المجموعة 18) للوقوف في المدارات في بداية التكوين. على سبيل المثال ، يمكن كتابة تكوين إلكترون الصوديوم [Ne] 3s1 - بشكل أساسي ، هو نفس النيون ، ولكن مع إلكترون آخر في مدار 3s.
  • قد تحتوي المعادن الانتقالية على أجزاء فرعية تكافؤ غير مملوءة بالكامل. يتضمن تحديد العدد الدقيق لإلكترونات التكافؤ في المعادن الانتقالية مبادئ نظرية الكم خارج نطاق هذه المقالة.
  • لاحظ أن الجداول الدورية تختلف من بلد إلى آخر. لذا ، يرجى التحقق من أنك تستخدم الإصدار الصحيح والمحدث لتجنب الالتباس.
  • تأكد من معرفة متى تضيف أو تطرح من المدار الأخير لإيجاد إلكترونات التكافؤ.

موصى به: