ما هي حاسبة إلكترونات التكافؤ؟
إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة، وهي المسؤولة عن الروابط الكيميائية وعن مدى نشاط العنصر وتفاعله. تأخذ هذه الحاسبة العدد الذري (Z) لذرة متعادلة، ثم تبني توزيعها الإلكتروني وفق ترتيب الملء (مبدأ أوفباو)، وتحسب الإلكترونات الموجودة في الأفلاك الفرعية s وp ضمن أعلى عدد كمي رئيسي (n). يمنحك هذا الأسلوب المعتمد للعناصر الممثِّلة عددًا يتراوح بين 1 و8 إلكترونات تكافؤ، ويتطابق مع قاعدة مجموعات الجدول الدوري للعناصر الرئيسية.
كيفية استخدامها
أدخل العدد الذري \(Z\) للعنصر (من 1 إلى 118)، فتعرض لك الأداة عدد إلكترونات التكافؤ إلى جانب أعلى مستوى غلاف مشغول \(n\). فعلى سبيل المثال، الأكسجين عدده الذري \(Z = 8\)، وتوزيعه الإلكتروني هو 1s² 2s² 2p⁴، وأعلى غلاف فيه (\(n = 2\)) يحتوي على \(2 + 4 = 6\) إلكترونات تكافؤ.
شرح القانون
تملأ الإلكترونات الأفلاك الفرعية حسب تزايد الطاقة على النحو التالي: 1s ثم 2s ثم 2p ثم 3s ثم 3p ثم 4s ثم 3d ثم 4p وهكذا. بعد اكتمال الملء، نحدد أكبر عدد كمي رئيسي \(n\) يحتوي على إلكترونات، ثم نجمع إلكترونات s وp في هذا المستوى:
$$\text{التكافؤ} = e_{ns} + e_{np}$$ عند أعلى قيمة لـ \(n\).
يستبعد هذا الحساب عن قصد إلكترونات الأفلاك الداخلية d وf، ليمنحك العدد المألوف المرتبط بالمجموعة في العناصر الرئيسية (مثل 1 للمجموعة 1، و7 للمجموعة 17).
مثال محلول
الكلور، عدده الذري \(Z = 17\): توزيعه الإلكتروني هو 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. أعلى غلاف هو \(n = 3\)، ويحتوي على 3s² و3p⁵، أي \(2 + 5 = 7\) إلكترونات تكافؤ، وهو ما يتوافق مع المجموعة 17.
الأسئلة الشائعة
لماذا لا تُحتسب إلكترونات فئة d هنا؟ في كيمياء العناصر الرئيسية، تُعرَّف إلكترونات التكافؤ تقليديًا بأنها إلكترونات s وp الخارجية فقط. أما الفلزات الانتقالية فلها تكافؤات متغيرة، وهذه الأداة تكتفي بالعدد البسيط المعتمد على الغلاف الخارجي.
وماذا عن الغازات النبيلة؟ تُظهر 8 إلكترونات تكافؤ (باستثناء الهيليوم الذي له إلكترونان فقط)، وهو ما يعكس امتلاء غلافها الخارجي.
هل تصلح الأداة للأيونات؟ لا، فهي تفترض ذرة متعادلة تحتوي على \(Z\) إلكترونًا. أما الأنواع المشحونة فيجب تعديلها يدويًا.
