نسخة الفيديو النصية
موضح بالأسفل التوزيع الإلكتروني لإلكترونات التكافؤ بالمدار d لثلاثة من فلزات الصف الأول الانتقالية. أي ذرة لفلز انتقالي تتوقع أن يكون لها أقل ميل إلكتروني؟
الميل الإلكتروني هو مقدار الطاقة المنطلقة عند إضافة إلكترون إلى ذرة متعادلة في الحالة الغازية لتكوين أيون سالب. يمكننا التعبير عن الميل الإلكتروني بالرمز 𝐸ea، ويقاس عادة بوحدة الكيلو جول لكل مول من الذرات. تعني قيمة الميل الإلكتروني الموجبة انطلاق طاقة. وتعني قيمة الميل الإلكتروني السالبة أنه لكي يضاف الإلكترون، يجب امتصاص طاقة. علينا تحديد أقل قيمة ميل إلكتروني للفلزات الانتقالية الثلاثة: الفاناديوم والمنجنيز والحديد.
سيتطلب الفلز الانتقالي الذي له أقل قيمة ميل إلكتروني أكبر كمية من الطاقة لإضافة إلكترون آخر إلى غلاف تكافئه. سيكون لهذه العملية تغير إنثالبي موجب، وهذا يعني أنها عملية ماصة للحرارة.
لنلق نظرة على التدرج العام للميل الإلكتروني في الجدول الدوري. بشكل عام، عند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر أي دورة في الجدول الدوري، تزيد قيم الميل الإلكتروني. يرجع ذلك إلى أنه عند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر الدورة، يظل عدد الأغلفة الإلكترونية ثابتًا. لكن يزداد عدد البروتونات في النواة. يزداد التجاذب الكهروستاتيكي بين النواة الموجبة وإلكترونات التكافؤ بتزايد الشحنة الموجبة للنواة. هذا ما يجعل نصف القطر الذري يقل.
بوجه عام، فإن الإلكترون المضاف حديثًا يزيد انجذابه إلى النواة عند إضافته إلى ذرة أصغر. يمكننا ملاحظة أن الفلزات الثلاثة المعطاة موجودة في الدورة الرابعة. إذا أشرنا إلى التدرج وحده، يمكننا افتراض أن الفاناديوم له أقل ميل إلكتروني، وأن الحديد له أعلى ميل إلكتروني. مع ذلك، نجد أن التدرج العام وحده لا يفسر الاختلافات في الميل الإلكتروني لهذه الفلزات الثلاثة. لذا يجب أن ننظر في توزيعاتها الإلكترونية.
للمنجنيز توزيع إلكتروني مستقر للغاية؛ لأن الغلاف الفرعي d له نصف ممتلئ. إن تكوين أنيون منجنيز عن طريق إضافة إلكترون سادس إلى الغلاف الفرعي d أمر صعب للغاية إلى درجة تجعل هذه العملية لا تطلق طاقة، بل تتطلب امتصاص طاقة. للمنجنيز ميل إلكتروني سالب، وإضافة إلكترون إلى المنجنيز عملية ماصة للحرارة بدرجة كبيرة.
من ثم، فإن ذرة الفلز الانتقالي التي نتوقع أن يكون لها أقل ميل إلكتروني هي ذرة المنجنيز.
