مهندسة
هندسة الحاسبات, جامعة تشرين

يعرف التكافؤ الكيميائي بأنه العدد الذي يشير إلى قدرة العنصر الكيميائي على الاتحاد مع عناصر كيميائية أخرى، كما يعبر عن عدد الإلكترونات الحرة الموجودة في المدار الخارجي للذرة، وتعد هذه الإلكترونات ضرورية لإتمام الإرتباط مع ذرات العناصر الأخرى، وهي معروفة باسم إلكترونات التكافؤ، مع العلم أن عدد إلكترونات التكافؤ ليست بالضرورة أن تساوي نفس قيمة التكافؤ الكيميائي، ومن أحد الأمثلة عنصر الأوكسجين، حيث يساوي تكافؤه 2 بينما يمتلك 6 إلكترونات تكافؤ.

حيث يوجد في كل ذرة في الطبيعة عدد من الإلكترونات المرتبة في مدارات طاقية مختلفة، وتوجد إلكترونات التكافؤ في المدار الطاقي الخارجي، حيث يحتوي المدار كحد أقصى على 8 إلكترونات، وتملك الكترونات التكافؤ أهمية كبيرةً، حيث تلعب دورًا مهمًا في التفاعلات الكيميائية بسبب امتلاكها طاقة كبيرة مقارنةً مع باقي المدارات، بالإضافة لأهميتها في معرفة التكافؤ الكيميائي للعناصر وذلك بالاعتماد على قاعدة الإلكترونات الثمانية.

حيث تطبق قاعدة الإلكترونات الثمانية على العناصر أثناء التفاعلات الكيميائية، فيكسب أو يفقد كل عنصر كيميائي عددًا من الإلكترونات في المدار الخارجي، وذلك للوصول إلى ثمانية إلكترونات، مما يحقق الاستقرار الكيميائي لتلك العناصر. وتسمى الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة بسعة الذرة، وهي التي تحدد التكافؤ الكيميائي للعنصر.

على سبيل المثال يمتلك عنصر المغنسيوم Mg إلكترونين في المدار الخارجي، وحتى يصبح العنصر مستقر عليه بالتخلص منهما، ولذلك يعتبر تكافؤه 2 ، في حين الهيدروجين H يمتلك إلكترون واحد، وعند التخلص منه يستقر العنصر، لذلك تكافؤه 1، على عكس ذرة الفلور Fr التي تملك 7 إلكترونات في المدار الخارجي، ويعد من الصعب التخلص من هذا العدد الكبير من الإلكترونات، فالأنسب هو اكتساب الكترون فيكون تكافؤه  1.

ولسهولة معرفة تكافؤ العناصر وضع العلماء  جدول يضم كافة العناصر الكيميائية، حيث ترتب من اليسار إلى اليمين، بشكل تصاعدي، ووفقًا لبعض الاعتبارات، كما هو موضح بالشكل التالي:

جدول تكافؤ العناصر

حيث يمكن معرفة التكافؤ للعناصر من خلال الجدول الدوري، وذلك بتخصيص مربع لكل عنصر ، ويوجد داخل كل مربع بعض المعلومات الخاصة به كرمزه وعدد إلكتروناته التكافؤية، فمثلًا عدد إلكترونات التكافؤ للعناصر الموجودة في العمود الأول من الجهة اليسارية للجدول هو إلكترون واحد، كعنصر الهيدروجين، والصوديوم، ويطلق عليها اسم وحيدة التكافؤ،.

بينما يحتوي العمود الثاني على العناصر التي تملك إلكترونين فقط، كالكالسيوم، والمغنيسيوم، وهي تعرف بثنائية التكافؤ، وهكذا بالنسبة لباقي الأعمدة، ويطلق أيضًا على العناصر الموجودة في العمود السابع بمتعددة التكافؤ، مع العلم أن عناصر العمود الثامن معروفة بالعناصر الخاملة، نتيجة امتلاكها لثماني إلكترونات في المدار الخارجي، فيساوي تكافؤها الصفر كعنصر الهيليوم.

بالإضافة لوجود الصيغ الكيميائية، وهي طريقة ثالثة لمعرفة التكافؤ في العناصر الكيميائية، وهي تعتمد على قاعدة الإلكترونات الثمانية، حيث ترتبط العناصر مع بعضها للوصول إلى الإلكترونات الثمانية، ويحدد التكافؤ في هذه الطريقة، عن طريق مراقبة التفاعلات، التي تحدث بين العناصر الانتقالية أو الجذور في المركبات، مع عناصر معروفة التكافؤ، فمثلًا يتكون المركب NaCl من عنصر الصوديوم المعروف بالتكافؤ 1+، حيث يتخلص الصوديوم من هذا الإلكترون للوصول إلى الاستقرار، فيكسبه عنصر الكلور ولذلك تكافؤ الكلور -1، وهكذا تتطبق هذه الطريقة على المركبات الآخرى.

ولكن في حال كانت المركبات أكثر تعقيدًا، لابد من الانتباه أن الجذور الكيميائية لم تصل بعد إلى الاستقرار في مدارها الخارجي، ومن أهم الأمثلة عنها جذر الكبريتات، حيث يرتبط الكبريت مع أربع ذرات أوكسجين ترتبط مع بعضها بالرابطة التكافؤية.

أكمل القراءة

208 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو التكافؤ"؟