ما الذي يحدد السلوك الكيميائي للذرة؟

تتكون العناصر من الذرات ، وتحدد بنية الذرة كيف ستتصرف عند التفاعل مع المواد الكيميائية الأخرى. يكمن المفتاح في تحديد كيفية تصرف الذرة في بيئات مختلفة في ترتيب الإلكترونات داخل الذرة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

عندما تتفاعل الذرة ، يمكن أن تكتسب أو تفقد إلكترونات ، أو يمكنها مشاركة الإلكترونات مع ذرة مجاورة لتكوين رابطة كيميائية. السهولة التي يمكن بها للذرة أن تكتسب أو تفقد أو تشارك الإلكترونات تحدد تفاعلها.

تتكون الذرات من ثلاثة أنواع من الجسيمات دون الذرية: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. يتم تحديد هوية الذرة من خلال عدد البروتون أو العدد الذري. على سبيل المثال ، أي ذرة تحتوي على 6 بروتونات تصنف على أنها كربون. الذرات عبارة عن كيانات محايدة ، لذا فهي تحتوي دائمًا على أعداد متساوية من البروتونات الموجبة الشحنة والإلكترونات سالبة الشحنة. يقال إن الإلكترونات تدور حول النواة المركزية ، مثبتة في موضعها بواسطة التجاذب الكهروستاتيكي بين النواة الموجبة الشحنة والإلكترونات نفسها. يتم ترتيب الإلكترونات في مستويات الطاقة أو الأصداف: مناطق محددة من الفضاء حول النواة. تحتل الإلكترونات أدنى مستويات الطاقة المتاحة ، أي الأقرب إلى النواة ، لكن كل مستوى طاقة يمكن أن يحتوي فقط على عدد محدود من الإلكترونات. يُعد موضع الإلكترونات الخارجية أمرًا أساسيًا في تحديد سلوك الذرة.

يتم تحديد عدد الإلكترونات في الذرة بعدد البروتونات. هذا يعني أن معظم الذرات لديها مستوى طاقة خارجي مملوء جزئيًا. عندما تتفاعل الذرات ، فإنها تميل إلى محاولة الوصول إلى مستوى طاقة خارجي كامل ، إما عن طريق فقدان الإلكترونات الخارجية ، أو عن طريق اكتساب إلكترونات إضافية أو عن طريق مشاركة الإلكترونات مع ذرة أخرى. هذا يعني أنه من الممكن التنبؤ بسلوك الذرة من خلال فحص تكوين الإلكترون الخاص بها. تشتهر الغازات النبيلة مثل النيون والأرجون بطابعها الخامل: فهي لا تشارك فيها التفاعلات الكيميائية ما عدا في ظل الظروف القصوى للغاية حيث أن لديهم بالفعل طاقة خارجية كاملة ومستقرة مستوى.

يتم ترتيب الجدول الدوري للعناصر بحيث يتم تجميع العناصر أو الذرات ذات الخصائص المتشابهة في أعمدة. يحتوي كل عمود أو مجموعة على ذرات لها ترتيب إلكتروني مشابه. على سبيل المثال ، تحتوي عناصر مثل الصوديوم والبوتاسيوم في العمود الأيسر من الجدول الدوري على إلكترون واحد في أقصى مستوى للطاقة. يقال إنهم في المجموعة 1 ، ولأن الإلكترون الخارجي ينجذب بشكل ضعيف إلى النواة ، يمكن فقده بسهولة. هذا يجعل ذرات المجموعة 1 شديدة التفاعل: تفقد بسهولة إلكترونها الخارجي في تفاعلات كيميائية مع ذرات أخرى. وبالمثل ، فإن العناصر في المجموعة 7 لديها مكان شاغر واحد في مستوى طاقتها الخارجية. نظرًا لأن مستويات الطاقة الخارجية الكاملة هي الأكثر استقرارًا ، يمكن لهذه الذرات جذب إلكترون إضافي بسهولة عندما تتفاعل مع مواد أخرى.

طاقة التأين (IE) هي مقياس للسهولة التي يمكن بها إزالة الإلكترونات من الذرة. يتفاعل العنصر ذو طاقة التأين المنخفضة بسهولة عن طريق فقدان إلكترونه الخارجي. يتم قياس طاقة التأين للإزالة المتتالية لكل إلكترون من الذرة. تشير طاقة التأين الأولى إلى الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون الأول ؛ تشير طاقة التأين الثانية إلى الطاقة المطلوبة لإزالة الإلكترون الثاني وما إلى ذلك. من خلال فحص قيم طاقات التأين المتتالية للذرة ، يمكن التنبؤ بسلوكها المحتمل. على سبيل المثال ، يحتوي عنصر الكالسيوم من المجموعة 2 على مستوى منخفض من الذكاء الأول. 590 كيلوجول لكل مول و 2 منخفض نسبيًا. 1145 كيلوجول لكل مول. ومع ذلك ، فإن 3rd I.E. أعلى بكثير عند 4912 كيلوجول لكل مول. يشير هذا إلى أنه عندما يتفاعل الكالسيوم فمن المرجح أن يفقد أول إلكترونين قابلين للإزالة بسهولة.

تقارب الإلكترون (Ea) هو مقياس لمدى سهولة اكتساب الذرة إلكترونات إضافية. تميل الذرات ذات الارتباطات المنخفضة للإلكترون إلى أن تكون شديدة التفاعل ، على سبيل المثال الفلور هو الأكثر عنصر تفاعلي في الجدول الدوري وله تقارب إلكترون منخفض جدًا عند -328 كيلوجول لكل مول. كما هو الحال مع طاقة التأين ، يحتوي كل عنصر على سلسلة من القيم التي تمثل تقارب الإلكترون لإضافة الإلكترونات الأولى والثانية والثالثة وما إلى ذلك. مرة أخرى ، تشير تقاربات الإلكترون المتتالية لعنصر ما إلى كيفية تفاعله.