فيديو السؤال: تحديد التوزيع الإلكتروني المختصر لذرة البوتاسيوم الكيمياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

ذرة البوتاسيوم لها التوزيع الإلكتروني ‪1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹‬‏. كيف يمكن أيضًا تمثيل التوزيع الإلكتروني هذا؟ (أ) ‪Ar 4s1‬‏ بين قوسين. (ب) ‪Ar‬‏ بين قوسين، ثم ‪4s1‬‏. (ج) اثنان ‪Ne‬‏ بين قوسين، ثم ‪4s1‬‏. (د) ‪Ne‬‏ بين قوسين، ثم ‪4s1‬‏. (هـ) ‪Kr‬‏ بين قوسين، ثم ‪4s1‬‏.

التوزيع الإلكتروني هو تمثيل ترتيب الإلكترونات الموزعة بين المدارات والأغلفة الفرعية. يمكننا تمثيل التوزيع الإلكتروني الكامل، كما هو موضح في السؤال للبوتاسيوم عن طريق كتابة الأغلفة الفرعية بالترتيب، من الأقل طاقة إلى الأعلى طاقة، واستخدام الأرقام العلوية لتوضيح عدد الإلكترونات في كل غلاف فرعي. يصبح التوزيع الإلكتروني الكامل للذرات أطول عندما نتعامل مع عناصر عددها الذري كبير. ومن السهل أحيانًا استخدام ترميز الغازات النبيلة أي استخدام القوسين، الذي يشار إليه أحيانًا بالترميز المختصر، أو التوزيع الإلكتروني المختصر.

دعونا نوضح كيف يمكن استخدام الجدول الدوري لتكوين التوزيع الإلكتروني المختصر للبوتاسيوم. بما أن الجدول الدوري مرتب حسب زيادة العدد الذري؛ حيث يعرف العدد الذري بأنه عدد البروتونات لهذا العنصر، فإن الذرات المتعادلة لكل عنصر مرتبة أيضًا حسب زيادة عدد الإلكترونات. ونتيجة لذلك، فإن الجدول الدوري مرتب بالأساس بناء على التوزيعات الإلكترونية لذرات العناصر.

لتوضيح ذلك، دعونا نبدأ بتسمية الدورات الموضحة، يليها تسمية الفئتين ‪s‬‏ و‪p‬‏. وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن هذه الطريقة تصلح مع عناصر الفئتين ‪s‬‏ و‪p‬‏، فإنها ليست على نفس القدر من الفاعلية مع عناصر الفئتين ‪d‬‏ و‪f‬‏. لعلنا نلاحظ أيضًا أن الفئة ‪d‬‏ ليست مرسومة هنا بحجمها الحقيقي؛ لأن العنصر الذي يركز عليه هذا السؤال غير موجود في الفئة ‪d‬‏. بالإضافة إلى ذلك، بما أن عنصر البوتاسيوم موجود في الدورة الرابعة داخل الفئة ‪s‬‏، فلن نقلق بشأن إضافة المزيد من التفاصيل المتعلقة ببقية الجدول الدوري.

تتكون الصيغة العامة لكتابة الترميز المختصر لذرة متعادلة أو أيون أولًا من فصل الإلكترونات الداخلية عن إلكترونات التكافؤ أو الإلكترونات الموجودة في المستويات الأعلى طاقة. أولًا: يوجد البوتاسيوم في الدورة الرابعة، ويقع في المجموعة الأولى التي يشار إليها بالرمز ‪s1‬‏. أما بالنسبة إلى العناصر الأخرى في الفئتين ‪s‬‏ و‪p‬‏، فإن موضع العنصر في الجدول الدوري يشير إلى الغلاف الفرعي الذي يحتوي على إلكترونات التكافؤ أو إلكترونات في المستويات الأعلى طاقة. ولهذا السبب ينتهي التوزيع الإلكتروني الكامل للبوتاسيوم بـ ‪4s1‬‏، وهو ما يعني أن إلكترون التكافؤ له موجود في الغلاف الفرعي ‪4s‬‏. والإلكترونات الـ 18 المتبقية هي الإلكترونات الداخلية التي تملأ كل غلاف من الأغلفة الفرعية التي تسبق الغلاف الفرعي ‪4s‬‏، أو تكون طاقتها أقل من الغلاف الفرعي ‪4s‬‏.

عندما يتعلق الأمر بكتابة التوزيع الإلكتروني في صورة ترميز مختصر، فإن الرمز الكيميائي للغاز النبيل الذي يتوافق توزيعه الإلكتروني مع الإلكترونات الداخلية الكلية للعنصر المطلوب يكتب بين قوسين. عند تحديد الغازات النبيلة الصحيحة، التي تقع جميعها في المجموعة 18، المسماة ‪p6‬‏ في هذا الجدول الدوري، حدد أولًا الرمز الكيميائي للعنصر المطلوب في الجدول الدوري. الغاز النبيل الموجود في الدورة التي تعلو الدورة التي يوجد فيها العنصر هو الغاز الذي يجب وضعه بين القوسين. الغاز النبيل الموجود في الدورة الثالثة؛ أي الدورة التي تعلو دورة البوتاسيوم، هو الأرجون، وهو ما يعني أنه بدلًا من كتابة مواقع الإلكترونات الداخلية التي عددها 18 في البوتاسيوم على صورة ‪1s2 2s2 2p6 3s2 3p6‬‏، وهو التوزيع الإلكتروني للأرجون، فيمكننا اختصاره إلى الرمز الكيميائي ‪Ar‬‏ بين قوسين، ويليه ‪4s1‬‏، وهو موقع إلكترون التكافؤ للبوتاسيوم. وبناء على ذلك، فإن الإجابة الصحيحة هي الخيار ب.

دعونا نتأكد من أن هذه هي الإجابة الصحيحة من خلال إلقاء نظرة على خيارات الإجابة المتبقية. عند كتابة جزء الترميز المختصر للغاز النبيل بين قوسين، يجب أن يكون هناك رمز كيميائي واحد، أو غاز نبيل واحد فقط بين القوسين. هذا يجعلنا نستبعد الخيار ج، الذي يحتوي على معامل، وهو العدد اثنان أمام رمز النيون الكيميائي. ثمة نقطة أخرى مميزة عن الترميز المختصر، وهي أنه يجب ألا يوضع سوى الرمز الكيميائي للغاز النبيل بين القوسين، بينما يجب كتابة الغلاف الفرعي أو الأغلفة الفرعية التي تحتوي على الإلكترونات الخارجية خارج القوسين. هذا يجعلنا نستبعد الخيار أ، الذي يحتوي على الرمز الكيميائي للغاز النبيل والغلاف الفرعي الذي يحتوي على إلكترون التكافؤ داخل القوسين.

بالنظر إلى خياري الإجابة د، هـ، نجد أنهما مكتوبان بالصيغة المختصرة المناسبة. ومع ذلك، إذا كتبنا التوزيع الإلكتروني الكامل لخياري الإجابة د، هـ، فسنجد أنه أولًا: عند جمع جميع الأرقام العلوية لكل منهما، فإنها لا تساوي الإلكترونات الـ 19 التي يحتوي عليها البوتاسيوم، وثانيًا‪:‬‏ إما إنها تتخطى أغلفة فرعية أو تكررها، وهذا ليس صحيحًا.

إذن كيف يمكن أيضًا تمثيل التوزيع الإلكتروني للبوتاسيوم؟ الإجابة هي الخيار ب: ‪Ar‬‏ بين قوسين، ثم ‪4s1‬‏.