نسخة الفيديو النصية
ما التوزيع الإلكتروني للحديد؟ أ: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6. ب: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s3. ج: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. د: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4p2. هـ: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4d2.
يصف التوزيع الإلكتروني عدد الإلكترونات الموجودة في الذرة وكيفية ترتيب هذه الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية الرئيسية والفرعية. توجد أغلفة فرعية s وp وd وf، ويخبرنا الحرف بنوع المدارات الذرية التي يحتوي عليها الغلاف الفرعي. يمكن تقسيم الجدول الدوري إلى فئات تمثل هذه الأغلفة الفرعية. لأغراض هذا الفيديو سوف نتجاهل العناصر الموجودة في الفئة f.
الحديد فلز انتقالي يقع في الدورة الرابعة والمجموعة الثامنة من الجدول الدوري، ويمكننا ملاحظة أنه يقع في الفئة d. العدد الذري للحديد هو 26. هذا يعني أن ذرة الحديد تحتوي على 26 بروتونًا. الذرات متعادلة كهربيًّا، لذا يجب أن يساوي عدد البروتونات عدد الإلكترونات. من ثم يوجد 26 إلكترونًا في ذرة الحديد.
لمساعدتنا في كتابة التوزيع الإلكتروني للحديد، علينا استخدام مبدأ أوفباو. ينص مبدأ أوفباو على أن الإلكترونات تملأ الأغلفة الفرعية الأقل طاقة قبل أن تملأ الأغلفة الفرعية الأعلى طاقة. في الجدول الدوري، يعتمد ترتيب الأغلفة الفرعية على زيادة الطاقة. عند كتابة التوزيع الإلكتروني، يوجد معامل لكل رمز غلاف فرعي، وهو عدد الكم الرئيسي 𝑛، ويمثل مستوى الطاقة الذي توجد فيه الإلكترونات. يمثل الحرف نوع الغلاف الفرعي المحدد الذي توجد فيه الإلكترونات. أخيرًا تمثل القيمة العلوية عدد الإلكترونات في الغلاف الفرعي. يوضح هذا الجدول أقصى عدد من الإلكترونات يمكن أن يحمله كل نوع من أنواع الأغلفة الفرعية.
نحن الآن جاهزون لبدء كتابة التوزيع الإلكتروني للحديد. بدءًا من الهيدروجين، ننتقل عبر الدورة الأولى ونكتب 1s2. بعد ذلك ننتقل عبر دورة تلو الأخرى حتى نصل إلى الغلاف الفرعي الأخير؛ حيث علينا في كل مرة ملء الغلاف الفرعي بأقصى عدد ممكن من الإلكترونات التي يمكنه استيعابها. لهذا السبب ملأنا الغلاف الفرعي 1s بإلكترونين. بالانتقال نزولًا إلى الدورة الثانية، نملأ الغلاف الفرعي 2s بإلكترونين ونكتب 2s2. بالاستمرار في الانتقال عبر الدورة الثانية، نملأ الغلاف الفرعي 2p بستة إلكترونات ونكتب 2p6. بعد ذلك ننتقل عبر الدورة الثالثة لنملأ كلًّا من الغلافين الفرعيين 3s و3p ونكتب 3s2 3p6. أخيرًا نصل إلى الدورة الرابعة، التي تمثل غلاف إلكترونات التكافؤ لذرة الحديد. أولًا نملأ الغلاف الفرعي 4s بإلكترونين ونكتب 4s2. بعد ذلك ننتقل عبر الغلاف الفرعي 3d حتى نصل إلى الحديد. الحديد هو العنصر السادس في السلسلة الأولى من العناصر الانتقالية، لذا نكتب 3d6.
من المهم ملاحظة أن المعامل المستخدم للأغلفة الفرعية d أقل بمقدار واحد من المعامل المستخدم للأغلفة الفرعية s وp في الدورة نفسها.
توجد طريقتان شائعتان لكتابة التوزيع الإلكتروني. التوزيع الإلكتروني الذي كتبناه للتو يرتب الأغلفة الفرعية بناء على زيادة الطاقة. في حين أن الطريقة الثانية لكتابة التوزيع الإلكتروني هي ترتيب الأغلفة الفرعية بناء على زيادة عدد الكم الرئيسي 𝑛. هذا يعني أن 3d6 يكتب قبل 4s2. للتأكد من أن التوزيع الإلكتروني يحتوي على عدد الإلكترونات الصحيح، يمكننا ببساطة جمع القيم العلوية معًا. مجموع القيم العلوية 26، وهو عدد الإلكترونات الصحيح لذرة الحديد.
بالنظر إلى خيارات الإجابة، نجد أن خيار الإجابة ج يطابق التوزيع الإلكتروني الثاني الذي كتبناه. ختامًا، فإن التوزيع الإلكتروني للحديد هو 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2، أي خيار الإجابة ج.
