فيديو السؤال: توقع المجموعة التي ينتمي إليها عنصر بمعلومية توزيعه الإلكتروني في صورة ترميز مكثف الكيمياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

التوزيع الإلكتروني المتوقع لعنصر مكتشف حديثًا هو ‪Rn‬‏ بين قوسين ‪5f14 6d10 7s2 7p3‬‏. في أي مجموعة من الجدول الدوري يوجد هذا العنصر؟

يصف توزيع إلكترونات الذرة أو التوزيع الإلكتروني للذرة عدد الإلكترونات فيها، وكذلك يصف كيفية ترتيب هذه الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية الرئيسية والفرعية المختلفة. عند كتابة التوزيع الإلكتروني، يرمز إلى الأغلفة الإلكترونية الفرعية بالحرف ‪s‬‏ أو ‪p‬‏ أو ‪d‬‏ أو ‪f‬‏ للإشارة إلى نوع المدارات الذرية التي تحتويها.

يمكن تقسيم الجدول الدوري إلى فئات تمثل هذه الأغلفة الفرعية. والعناصر الموجودة في نفس الفئة تكون لها إلكترونات تكافؤ في نوع الغلاف الفرعي نفسه. على سبيل المثال، عناصر الفئة ‪p‬‏، وهي العناصر الموجودة في المجموعات من 13 إلى 18، باستثناء الهليوم، تحتوي على إلكترون تكافؤ واحد أو أكثر في الغلاف الفرعي ‪p‬‏. من المفيد هنا تذكر أنه باستثناء العناصر الموجودة في الفئتين ‪d‬‏ و‪f‬‏، الدورة التي يوجد فيها العنصر تمثل الغلاف الإلكتروني الخارجي أو غلاف إلكترونات التكافؤ. والترتيب الذي تملأ به الإلكترونات الأغلفة الفرعية المتنوعة في الذرة يعتمد على تزايد الطاقة. تعرف هذه القاعدة بمبدأ أوفباو.

في حين أنه من المفيد معرفة أن فئات الأغلفة الفرعية الموضحة في الجدول الدوري هنا مرتبة من الأقل طاقة إلى الأعلى طاقة، يوضح المخطط التالي قيم الطاقة النسبية للأغلفة الإلكترونية الفرعية. التوزيع الإلكتروني الوارد في هذا السؤال معطى بصيغة مختصرة تسمى الترميز المكثف. في هذا الترميز نجد الرمز الكيميائي للغاز النبيل الموجود أعلى الدورة التي يقع فيها العنصر بين قوسين. وتكتب الأغلفة الفرعية المتبقية بعد ذلك. يقع ‪Rn‬‏ أو الرادون في فئة الغلاف الفرعي 6p. والغلاف الفرعي التالي الأقل في الطاقة هو 7s الذي يحمل إلكترونين.

إذا أمعنا النظر في المخطط الذي على اليمين، فسنجد أن الغلاف الفرعي التالي الأقل في الطاقة هو 5f. يصعب قليلًا رؤية ذلك في الجدول الدوري؛ لأن الفئتين ‪f‬‏ للدورتين السادسة والسابعة سحبتا أسفل الجدول. والغلاف الفرعي التالي الأقل في الطاقة هو 6d الذي يحمل 10 إلكترونات. وأخيرًا نصل إلى الغلاف الفرعي 7p.

يقبل الكيميائيون الطريقتين اللتين كتبناهما للتوزيع الإلكتروني. في الطريقة الأولى، ترتب الأغلفة الفرعية حسب عدد الكم الرئيسي أو ‪n‬‏. وتتبع الطريقة الثانية مبدأ أوفباو حيث ترتب الأغلفة الفرعية حسب زيادة الطاقة. ولكن في كلتا الطريقتين، آخر غلاف فرعي مكتوب هو ما يساعدنا في تحديد المجموعة التي يوجد فيها العنصر. تحتوي كل الأغلفة الفرعية ‪p‬‏ على ستة إلكترونات بحد أقصى. يحتوي هذا العنصر على ثلاثة إلكترونات في غلافه الفرعي 7p. ومن ثم فهو العنصر الثالث في فئة الغلاف الفرعي 7p. يمكننا الآن ملاحظة أن هذا العنصر في المجموعة 15.

إذن في أي مجموعة من الجدول الدوري يوجد العنصر المكتشف حديثًا؟ الإجابة هي المجموعة 15.