إن العناصر الكيميائية المعروفة لنا، تم وضعها من قبل علماء الكيمياء في جدول يطلق عليه الجدول الدوري، حيث تم ترتيب العناصر تصاعديًا حسب الإلكترونات الموجودة بها من اليسار إلى اليمين، وذلك بغرض معرفة التكافؤ الكيميائي لكل عنصر؛ لأن ذلك أساس أي تفاعل كيميائي يتم بين ذرات العناصر، وسوف نستعرض الأن تعريف ومفهوم التكافؤ الكيميائي و طرق تحديد ومعرفة تكافؤ العناصر بعدة طرق، سنستعرض في هذا المقال أهم النقاط.
تعريف ومفهوم التكافؤ الكيميائي للعناصر
إن تكافؤ العناصر الكيميائية هو مصطلح المقصود به معرفة عدد ذرات الهيدروجين في كل عنصر، حيث أن هذه الذرات تكون قادرة على الارتباط بذرة واحدة من العنصر أو تحل محلها.
بقول أخر يمكن أن نقول أن تكافؤ الكيميائي للعناصر هو معرفة عدد الإلكترونات في المدار الخارجي لذرة النواة والتي بها تتم التفاعلات الكيميائية عن طريق الاتحاد مع نواة ذرات العناصر الكيميائية الأخرى وهذا ما نسميه نحن بإلكترونات التكافؤ.
الإلكترونات ومدارات العناصر الكيميائية
- كل ذرة لها عدد من الإلكترونات في مدارات مرتبة كالتالي (K,L,M,N) وكل مدار منهم له عدد معين من الإلكترونات.
- يطلق على الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي فقط إلكترونات التكافؤ وهي التي تتحد مع إلكترونات العناصر الأخرى في التفاعلات الكيميائية.
وهذا لأن هذه الإلكترونات تكون لها طاقة أكبر من طاقة إلكترونات المدارات الأخرى لنفس العنصر.
- أقصى عدد ممكن من الإلكترونات يحتمل وجوده في المدار الخارجي لأى عنصر هو 8 إلكترونات.
وإن كان ممتلئ سيصبح أضعف قدرة على الاتحاد في التفاعل الكيميائي، حيث ستصبح قدرة اندماج الإلكترون في التفاعل ضعيفة جدًا، وكما يحدث مع الغازات الخاملة أو النبيلة حيث تنعدم قدرة إلكتروناتها على الاندماج في التفاعلات الكيميائية.
طرق تحديد ومعرفة تكافؤ العناصر
توجد عدة طرق لمعرفة تكافؤ العناصر الكيميائية وأشهرها ما سنذكره في النقاط التالية:
أولًا الجدول الدوري
وهو كما قلنا من قبل جدول مرتب في العناصر الكيميائية تصاعديًا حسب الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للعنصر وهو ما يطلق عليها إلكترونات التكافؤ.
- تنقسم عناصر الجدول الدوري في 18 مجموعة.
- عناصر كل مجموعة تشترك في عدد إلكترونات التكافؤ.
- يمكن تحديد تكافؤ عناصر المجموعتين الأولى والثانية عن طريق الجدول الدوري بكل سهولة، وكذلك عناصر المجموعة 13 و 18.
- عناصر المجموعة الانتقالية من المجموعة 3 حتى المجموعة 12 فيما يخص تحديد التكافؤ لها يكون بشكل مختلف.
يمكنك الاطلاع أيضًا على: Applied Chemistry كيمياء تطبيقية
ثانيًا قاعدة الثمان إلكترونات
كما أوضحنا من قبل أن:
- أقصى عدد من الإلكترونات يمكن أن يوجد في المدار الخارجي للعنصر هو 8 إلكترونات.
وذلك حتى يتمكن من المشاركة في التفاعلات الكيميائية بشكل قوي.
- تسعى العناصر إما لكسب أو فقد إلكترونات من المدار الخارجي لها حتى يصبح عدد إلكترونات المدار الخارجي 8 إلكترونات. وعليه فإن تكافؤ العنصر يحدد بناء على عدد الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة.
(مثال)
عنصر الفلور على سبيل المثال له 7 إلكترونات في المدار الخارجي لا يفقدهم بل يكتسب إلكترون واحد ليستقر، فبهذا الإلكترون يصبح تكافؤ عنصر الفلور واحد.
ثالثًا الصيغة الكيميائية
وهي طريقة تستخدم لتحديد تكافؤ عناصر المجموعة الانتقالية في الجدول الدوري، حيث يتم فيها مراقبة التفاعل الكيميائي بينها وبين عناصر أخرى تكافؤها معروف ومحدد، ومثال على ذلك التفاعل الذي يحدث في مركب كلوريد الصوديوم NaCl الصوديوم في هذا التفاعل يفقد إلكترون، والكلور يكتسب هذا الإلكترون، وبحالة الفقد والكسب هذه لهذا الإلكترون يصبح المدار الخارجي لكل من الصوديوم والكلور مستقر، فيكون تكافؤ كل منهم 1.
وبها نكون أنهينا موضوع اليوم حيث قمنا بشرح تعريف ومفهوم التكافؤ الكيميائي و طرق تحديد ومعرفة تكافؤ العناصر عن طريق الجدول الدوري، وعن طريق قاعدة الثمان إلكترونات، وعرفنا أيضًا كيف يمكن تحديد تكافؤ العناصر الانتقالية عن طريق مراقبة التفاعلات الكيميائية مع عناصر معروفة التكافؤ.
المراجع
- How to Calculate Valency. Sciencing. Retrieved January 5, 2021, from https://sciencing.com/calculate-valency-2790.html
- Valence Definition in Chemistry. ThoughtCo. Retrieved January 5, 2021, from https://www.thoughtco.com/definition-of-valence-in-chemistry-604680
- Variable Valency. Byju’s. Retrieved January 5, 2021, from https://byjus.com/chemistry/variable-valency
