المحتوى
يهتم الكيميائيون كثيرًا بسلوك طبقة التكافؤ ، أو الطبقة الخارجية ، حيث يتم توزيع الإلكترونات التي تشارك في الروابط الكيميائية. يمكن أن تصبح الذرات أيونات من خلال اكتساب أو فقدان الإلكترونات لتصبح أكثر استقرارًا ، مثل الغازات النبيلة. الروابط التي تنتج عن تكوين الأيونات تسمى الروابط الأيونية.
تعريف المصطلحات المستخدمة
لوصف خصائص أيون مستقر ، من الضروري فهم المصطلحات المتعلقة بتكوين الأيونات. الأيونات هي ذرات ، أو مجموعات ذرات ، لها شحنة موجبة أو سالبة. الكاتيونات لها شحنة موجبة وعادة ما تكون معادن ، في حين أن الأنيونات لها شحنة سالبة وعادة ما تكون غير أخلاقية. طبقة التكافؤ هي المستوى الخارجي للطاقة في التركيب الذري. الغازات النبيلة عبارة عن مجموعة تفاعلية منخفضة للغاية تضم 18 عنصرًا. إنها غير تفاعلية عمليًا لأن لديها ترتيبًا إلكترونيًا مستقرًا للغاية. التكوين الإلكتروني هو تنظيم الإلكترونات في الذرة.
طبقة الكاتيونات والتكافؤ
تسمى الذرة التي فقدت إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، وبالتالي لها شحنة موجبة ، الكاتيون. ينتج عن فقدان إلكترون واحد أو أكثر شحنة موجبة لأن الذرة تحتوي على عدد من البروتونات في نواتها أكثر من الإلكترونات الموجودة في المدارات. تتشكل الكاتيونات للحصول على طبقة تكافؤ مستقرة ، مثل تلك الموجودة في الغازات النبيلة. على سبيل المثال ، يحتوي غاز النيون النبيل على طبقة تكافؤ مملوءة بثمانية إلكترونات. يحتوي عنصر الصوديوم على إلكترون واحد في هذه الطبقة. إذا فقد الصوديوم هذا الإلكترون ، ستصبح طبقة التكافؤ الخاصة به هي الطبقة السابقة ، على غرار طبقة النيون ، وبالتالي تصبح أكثر استقرارًا. لا تتغير نواة الصوديوم ، لذلك فإن الكاتيون المتكون من فقدان الإلكترون سيقدم شحنة +1. يحتوي عنصر الباريوم على إلكترونين تكافؤين. لكي تصبح أكثر استقرارًا ، يجب أن تفقد هذين الإلكترونين وبالتالي تحصل على طبقة تكافؤ مثل تلك الموجودة في غاز الزينون النبيل.
أنيون وطبقة التكافؤ
تسمى الذرة التي اكتسبت إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، وبالتالي لها شحنة سالبة ، أنيون. يولد اكتساب إلكترون واحد أو أكثر شحنة سالبة لأن الذرة تحتوي على عدد من الذرات في المدارات أكثر من عدد البروتونات الموجودة في النواة. تتشكل الأنيونات أيضًا لتصل إلى طبقة تكافؤ مماثلة لطبقة الغازات النبيلة ؛ الفرق هو أنهم يحصلون على إلكترونات لهذا الغرض. على سبيل المثال ، يحتوي عنصر الكلور على طبقة تكافؤ مماثلة لتلك الموجودة في غاز الأرجون النبيل عندما يكتسب إلكترونًا. أيون الكلوريد له شحنة سالبة لأنه يحتوي على إلكترون واحد أكثر من البروتونات. يحتاج عنصر النيتروجين ، الذي يحتوي على خمسة إلكترونات تكافؤ ، إلى اكتساب ثلاثة إلكترونات لتشبه غاز النيون. عندما تكتسب ثلاثة إلكترونات ، تبدأ في الحصول على شحنة -3.
استثناءات طبقة التكافؤ الثمانية
على الرغم من أن تكوين ثماني بتات في طبقة التكافؤ هو الاحتمال الأكثر استقرارًا ، إلا أن الترتيبات الإلكترونية الأخرى يمكن أن تعزز الاستقرار أيضًا. تفقد العديد من عناصر الانتقال الإلكترونات للحصول على تكافؤ مستقر ، لكن طبقة التكافؤ بها أكثر من ثمانية إلكترونات بسبب الإلكترونات الموجودة بالفعل في المدارات. غاز الهليوم النبيل هو أيضًا استثناء للقاعدة. غلاف التكافؤ يحتوي على إلكترونين فقط.