ماذا يحدث للذرات أثناء التفاعل الكيميائي؟

تحدث التفاعلات الكيميائية عندما تتبادل ذرات مادتين أو أكثر الإلكترونات أو تشترك فيها. ينتج عن التفاعل ذرات وجزيئات مع ترتيب الإلكترونات بشكل مختلف. يتضمن التكوين المتغير للذرات تغيرًا في الطاقة ، مما يعني أن التفاعل الكيميائي إما يعطي أو يمتص الضوء أو الحرارة أو الكهرباء. في المقابل ، لفصل الذرات إلى حالتها الأصلية ، يجب إزالة الطاقة أو توفيرها.

تتحكم التفاعلات الكيميائية في العديد من عمليات الحياة اليومية ويمكن أن تكون معقدة للغاية ، مع كل من الذرات و تدخل الجزيئات في تفاعل وتنتج مجموعات مختلفة تمامًا من الذرات والجزيئات كمنتجات لـ تفاعل. يمكن أن تنتج الأنواع المختلفة من التفاعلات وطريقة تبادل الإلكترونات أو مشاركتها منتجات مختلفة مثل البلاستيك والأدوية والمنظفات.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

أثناء تفاعل كيميائي ، تكتسب ذرات المواد الأصلية إلكتروناتها أو تفقدها أو تشاركها مع إلكترونات المواد التي تتفاعل معها. يخلق التفاعل مواد جديدة تتكون من مزيج جديد من الذرات وتكوين مختلف للإلكترونات.

تتكون الذرات من نواة والإلكترونات المحيطة بها. ترتب الإلكترونات نفسها في أغلفة حول النواة ، ولكل غلاف مساحة لعدد ثابت من الإلكترونات. على سبيل المثال ، تحتوي القشرة الداخلية للذرة على مساحة لإلكترونين. القذيفة التالية تتسع لثمانية أشخاص. تحتوي القشرة الثالثة على ثلاثة أقسام فرعية تتسع لإلكترونين وستة و 10 إلكترونات. فقط الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي ، أو غلاف التكافؤ ، تشارك في التفاعلات الكيميائية.

تبدأ الذرة دائمًا بعدد ثابت من الإلكترونات يُعطى بالعدد الذري. تملأ إلكترونات العدد الذري غلاف الإلكترون من الداخل إلى الخارج ، تاركة الإلكترونات المتبقية في الغلاف الخارجي. تحدد الإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ الخارجي كيف تتصرف الذرة ، سواء كانت تأخذ أو تعطي أو مشاركة الإلكترونات للمشاركة في التفاعلات الكيميائية وتشكيل نوعين من الروابط الكيميائية: الأيونية و تساهمية.

تكون الذرات أكثر استقرارًا عندما تمتلئ أغلفة إلكترون التكافؤ. اعتمادًا على العدد الذري للذرة ، يمكن أن يعني ذلك وجود إلكترونين أو ثمانية إلكترونات أو أكثر في الغلاف الخارجي. تتمثل إحدى طرق إكمال القذائف في أن تتبرع الذرات التي تحتوي على إلكترون واحد أو إلكترونين في غلاف التكافؤ بها للذرات التي تفتقد إلى واحد أو اثنين في غلافها الخارجي. تتضمن مثل هذه التفاعلات الكيميائية تبادل الإلكترونات بين ذرتين أو أكثر مع المادة الناتجة المكونة من اثنين أو أكثر من الأيونات.

على سبيل المثال ، يحتوي الصوديوم على عدد ذري ​​قدره 11 ، مما يعني أن الغلاف الداخلي يحتوي على إلكترونين ؛ الغلاف التالي له ثمانية ، وله غلاف التكافؤ الخارجي واحد. يمكن أن يكون للصوديوم غلاف خارجي كامل إذا تبرع بإلكترون إضافي. من ناحية أخرى ، يحتوي الكلور على العدد الذري 17. هذا يعني أنه يحتوي على إلكترونين في غلافه الداخلي ، وثمانية في الغلاف التالي ، واثنان في الغلاف الفرعي التالي ، وخمسة في الجزء السفلي الخارجي حيث توجد مساحة لستة. يمكن للكلور أن يكمل غلافه الخارجي عن طريق قبول إلكترون إضافي.

في الواقع ، يتفاعل الصوديوم والكلور مع لهب أصفر لامع لتكوين مركب جديد ، كلوريد الصوديوم أو ملح الطعام. في هذا التفاعل الكيميائي ، تعطي كل ذرة صوديوم إلكترونًا خارجيًا منفردًا إلى ذرة الكلور. تتحول ذرة الصوديوم إلى أيون موجب الشحنة ، وتصبح ذرة الكلور سالبة الشحنة. تجذب الأيونات المشحونة بشكل مختلف لتكوين جزيء كلوريد الصوديوم المستقر برابطة أيونية.

تحتوي العديد من الذرات على أكثر من إلكترون واحد أو إلكترونين في غلاف التكافؤ ، لكن التخلي عن ثلاثة أو أربعة إلكترونات قد يجعل الذرة المتبقية غير مستقرة. وبدلاً من ذلك ، تدخل هذه الذرات في ترتيب تشاركي مع ذرات أخرى لتشكيل رابطة تساهمية.

على سبيل المثال ، يحتوي الكربون على عدد ذري ​​ستة ، مما يعني أنه يحتوي على إلكترونين في غلافه الداخلي وأربعة في الغلاف الثاني مع مساحة لثمانية. من الناحية النظرية ، يمكن لذرة الكربون أن تتخلى عن إلكتروناتها الخارجية الأربعة أو تتلقى أربعة إلكترونات لإكمال غلافها الخارجي وتشكيل رابطة أيونية. في الممارسة العملية ، تشكل ذرة الكربون رابطة تساهمية مع ذرات أخرى يمكنها مشاركة الإلكترونات ، مثل ذرة الهيدروجين.

في الميثان ، تشترك ذرة كربون واحدة في إلكتروناتها الأربعة مع أربع ذرات هيدروجين ، ولكل منها إلكترون واحد مشترك. تعني المشاركة أن ثمانية إلكترونات موزعة على ذرات الكربون والهيدروجين بحيث تمتلئ الأصداف المختلفة في أوقات مختلفة. الميثان هو مثال على الرابطة التساهمية المستقرة.

اعتمادًا على الذرات المعنية ، يمكن أن تؤدي التفاعلات الكيميائية إلى العديد من مجموعات الروابط حيث يتم نقل الإلكترونات ومشاركتها في ترتيبات مستقرة مختلفة. اثنان من أهم سمات التفاعل الكيميائي هي تكوينات الإلكترون المتغيرة واستقرار نواتج التفاعل.