غلاف إلكتروني

الجدول الدوري مع الأغلفة الإلكترونية

الغلاف الإلكتروني Electron shell، في الفيزياء الذرية، مجموعة من المدارات الذرية التى لها نفس عدد الكم الرئيسي n.

ويكون عدد الإلكترونات الموجودة في كل غلاف مساوية للمعادلة : $2n^{2}$ حيث n هى عدد الكم الرئيسي.

وقد تمت ملاحظة وجود الغلاف الإلكتروني لأول مرة عن طريق هنري موزلي أثناء دراسته لإمتصاص أشعة إكس . وقد قام بإطلاق K ، L ، M عليها . والتى تساوى القيم 3 ، 2 ، 1 على الترتيب .

وقد تم إطلاق المصطلح علاف إلكتروتي عن طريق نموذج بور ، حيث تتجمع مجموعات الإلكترونات في شكل مداري حول النواة بمسافات معينة ، وعلى هذا فإن هذه المدارات تمثل أغلفة .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

غلاف التكافؤ

مقالة مفصلة: إلكترون التكافؤ

غلاف التكافؤ أو حزمة التكافؤ هو الغلاف الأخير في الذرة، والذي يحتوى على الإلكترونات التي تساهم في أى تفاعل تدخل فيه الذرة، والتفاعلات التي تحدث بين الروابط بين الذرات. تسمى الإلكترونات التي توجد في غلاف التكافؤ بإلكترونات التكافؤ. وقد كان الكيميائي جيلبرت نيوتن لويس هو أول من حاول تطوير النظرية التي تفسر مشاركة إلكترونات غلاف التكافؤ في الروابط الكيميائية. وقد قام لينوس باولينج بتعميم وتمديد النظرية بعد ظهور ميكانيكا الكم.

تميل الغازات النبيلة لأن يكون بها 8 إلكترونات في الغلاف الخارجي (فيما عدا الهيليوم، والذي يملأ غلافه الخارجى 2 إلكترون). وهذا يتماشى مع نظرية الثمانيات (تسمى أيضا ثمانيات نيولاندز) والتي يمكن أن تطبق على عناصر الدورة الثالثة والرابعة. ومن منطلق المدارات الذرية فإن الإلكترونات الثمانية الموجودة في غلاف التكافؤ موزعة في كلآتى 2 في المدار s، و 2 في كل من مدارات p الثلاثة.

المركبات العضوية المعدنية التي تضم الفلزات الإنتقالية, يتكون غلاف التكافؤ من إلكترونات المدار s، p، والتي تبلغ 8 إلكترونات، كما ان لها 10 إلكترونات موزعة 2 في كل من المدارات d الخمسة والتي تصبح 18 إلكترون والتي تكون غلاف مكتمل لهذه العناصر. والتي ترجع لنظرية الثمانية عشر.

أمثلة

في ذرة الهدروجين يوجد إلكترون واحد فقط في المدار الأول (1) وهذا المدار يكتمل بوجود إلكترونين، لذا يُعتبر في تلك الحالة الإلكترون الوحيد ذاك هو حزمة التكافؤ.

في ذرة الليثيوم، يوجد إلكترونين بالمدار الأول، وهو بذلك يعد مداراً مكتملاً، وبالمدار الثاني (2) الذي يسع 8 إلكترونات، يوجد إلكترون واحد فقط وبذلك يكوّن هو حزمة التكافؤ.

في ذرة الكاربون، يوجد إلكترونين في المدار الأول، وأربعة إلكترونات في المدار الثاني الذي يسع 8 إلكترونات وبذلك تكون تلك الأربعة حزمة التكافؤ.

في ذرة الألومنيوم، يوجد إلكترونين في المدار الأول، وثمانية في المدار الثاني وبذلك يكون المدار الثاني مكتملاً أيضاً، وفي المدار الثالث (3) الذي يسع 8 إلكترونات توجد ثلاثة إلكترونات، وبذلك تكون تلك الثلاث حزمة التكافؤ. (المدار الثالث يسع عشرة إلكترونات فوق الثمانية التي ذكرناها ولكنها تمتلئ بعد وجود إلكترونين في المدار الرابع وتلك خصيصة للمدارات يمكنك مالطعتها في مقالة التوزيع الإلكتروني)

حزمة التكافؤ هي المسئولة عن التفاعلات الكيمائية المختلفة. ففي ذرة الملح، أو كلوريد الصوديوم، تتفاعل ذرة من الصوديوم مع ذرة من الكلورين كالآتي:

تحمل ذرة الصوديوم إحدى عشر إلكتروناً، إثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وواحداً في المدار 3، والأخير ذلك يمثل حزمة التكافؤ. تحمل ذرة الكلورين سبعة عشر إلكتروناً، إثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وسبع في المدار الثالث الذي يسع ثمانية، وبالتالي تكون هذه الإلكترونات السبعة هي حزمة التكافؤ.

كما يبدو فإن الصوديوم إذا تخلص من الإلكترون الموجود في حزمة التكافؤ ستصبح مداراته كلها مكتملة أو فارغة، وعلى العكس منه الكلورين، فإذا حصل على إلكتروناً واحدً سيملأ حزمة التكافؤ ليصبح مداراً متكتملاً.

يتم التفاعل إذن عبر حصول ذرة الكلور على إلكترون من ذرة الصوديوم ليكوّنا بذلك كلوريد الصوديوم وهو ملح الطعام الذي نتناوله كل يوم.

Z	العنصر	عدد الإلكترونات/غلاف	المجموعة
1	هيدروجين	1	1
2	هليوم	2	18
3	ليثيوم	2, 1	1
4	بريليوم	2, 2	2
5	بورون	2, 3	13
6	كربون	2, 4	14
7	نيتروجين	2, 5	15
8	أكسجين	2, 6	16
9	فلور	2, 7	17
10	نيون	2, 8	18
11	صوديوم	2, 8, 1	1
12	مغنسيوم	2, 8, 2	2
13	ألومنيوم	2, 8, 3	13
14	سليكون	2, 8, 4	14
15	فسفور	2, 8, 5	15
16	كبريت	2, 8, 6	16
17	كلور	2, 8, 7	17
18	أرگون	2, 8, 8	18
19	پوتاسيوم	2, 8, 8, 1	1
20	كالسيوم	2, 8, 8, 2	2
21	سكانديوم	2, 8, 9, 2	3
22	تيتانيوم	2, 8, 10, 2	4
23	ڤناديوم	2, 8, 11, 2	5
24	كروم	2, 8, 13, 1	6
25	منگنيز	2, 8, 13, 2	7
26	حديد	2, 8, 14, 2	8
27	كوبالت	2, 8, 15, 2	9
28	نيكل	2, 8, 16, 2	10
29	نحاس	2, 8, 18, 1	11
30	زنك	2, 8, 18, 2	12
31	گاليوم	2, 8, 18, 3	13
32	جرمانيوم	2, 8, 18, 4	14
33	زرنيخ	2, 8, 18, 5	15
34	سلنيوم	2, 8, 18, 6	16
35	بروم	2, 8, 18, 7	17
36	كريپتون	2, 8, 18, 8	18
37	روبيديوم	2, 8, 18, 8, 1	1
38	سترونشم	2, 8, 18, 8, 2	2
39	إتريوم	2, 8, 18, 9, 2	3
40	زركونيوم	2, 8, 18, 10, 2	4
41	نيوبيوم	2, 8, 18, 12, 1	5
42	مولبدنم	2, 8, 18, 13, 1	6
43	تكنتيوم	2, 8, 18, 13, 2	7
44	روذنيوم	2, 8, 18, 15, 1	8
45	روديوم	2, 8, 18, 16, 1	9
46	پلاديوم	2, 8, 18, 18	10
47	فضة	2, 8, 18, 18, 1	11
48	كادميوم	2, 8, 18, 18, 2	12
49	إنديوم	2, 8, 18, 18, 3	13
50	صفيح	2, 8, 18, 18, 4	14
51	أنتيمون	2, 8, 18, 18, 5	15
52	تلوريوم	2, 8, 18, 18, 6	16
53	يود	2, 8, 18, 18, 7	17
54	زينون	2, 8, 18, 18, 8	18
55	سيزيوم	2, 8, 18, 18, 8, 1	1
56	باريوم	2, 8, 18, 18, 8, 2	2
57	لانثانم	2, 8, 18, 18, 9, 2
58	Cerium	2, 8, 18, 19, 9, 2
59	Praseodymium	2, 8, 18, 21, 8, 2
60	Neodymium	2, 8, 18, 22, 8, 2
61	Promethium	2, 8, 18, 23, 8, 2
62	سماريوم	2, 8, 18, 24, 8, 2
63	Europium	2, 8, 18, 25, 8, 2
64	Gadolinium	2, 8, 18, 25, 9, 2
65	Terbium	2, 8, 18, 27, 8, 2
66	Dysprosium	2, 8, 18, 28, 8, 2
67	Holmium	2, 8, 18, 29, 8, 2
68	إربيوم	2, 8, 18, 30, 8, 2
69	Thulium	2, 8, 18, 31, 8, 2
70	Ytterbium	2, 8, 18, 32, 8, 2
71	Lutetium	2, 8, 18, 32, 9, 2	3
72	Hafnium	2, 8, 18, 32, 10, 2	4
73	تنتالم	2, 8, 18, 32, 11, 2	5
74	تنگستن	2, 8, 18, 32, 12, 2	6
75	Rhenium	2, 8, 18, 32, 13, 2	7
76	Osmium	2, 8, 18, 32, 14, 2	8
77	إريديوم	2, 8, 18, 32, 15, 2	9
78	پلاتين	2, 8, 18, 32, 17, 1	10
79	ذهب	2, 8, 18, 32, 18, 1	11
80	زئبق	2, 8, 18, 32, 18, 2	12
81	ثاليوم	2, 8, 18, 32, 18, 3	13
82	رصاص	2, 8, 18, 32, 18, 4	14
83	Bismuth	2, 8, 18, 32, 18, 5	15
84	Polonium	2, 8, 18, 32, 18, 6	16
85	Astatine	2, 8, 18, 32, 18, 7	17
86	رادون	2, 8, 18, 32, 18, 8	18
87	فرانسيوم	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1	1
88	راديوم	2, 8, 18, 32, 18, 8, 2	2
89	Actinium	2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
90	ثوريوم	2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
91	Protactinium	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
92	يورانيوم	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
93	Neptunium	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94	پلوتونيوم	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95	Americium	2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96	كوريوم	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97	Berkelium	2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98	Californium	2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99	Einsteinium	2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100	Fermium	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101	Mendelevium	2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102	Nobelium	2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103	Lawrencium	2, 8, 18, 32, 32, 8, 3 (?)	3
104	Rutherfordium	2, 8, 18, 32, 32, 10, 2	4
105	Dubnium	2, 8, 18, 32, 32, 11, 2	5
106	Seaborgium	2, 8, 18, 32, 32, 12, 2	6
107	Bohrium	2, 8, 18, 32, 32, 13, 2	7
108	Hassium	2, 8, 18, 32, 32, 14, 2	8
109	Meitnerium	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2	9
110	Darmstadtium	2, 8, 18, 32, 32, 17, 1	10
111	Roentgenium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 1	11
112	Copernicium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 2	12
113	Ununtrium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3	13
114	Ununquadium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 4	14
115	Ununpentium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 5	15
116	Ununhexium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6	16
117	Ununseptium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 7 (?)	17
118	Ununoctium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8	18

المراجع

[الفيزياء الحديثة ( الطبعة الرابعة ) ، نيو يورك ISBN 0-7167-4345-0]

انظر أيضاً

الهامش

المصادر

ويكيبيديا الإنجليزية .

الكلمات الدالة: