نسخة الفيديو النصية
بالنظر إلى التوزيع الإلكتروني لفلز الحديد الممثل في الشكل، ما التوزيع الإلكتروني لأيون الحديد اثنين موجب؟
يتمحور هذا السؤال حول التوزيعات الإلكترونية. توضح أشكال التوزيع الإلكتروني في هذا السؤال الإلكترونات في صورة أسهم لأعلى أو لأسفل. إنها توضح أيضًا المدارات في صورة مربعات مملوءة بصفر، أو واحد، أو اثنين من الإلكترونات. وهي توضح كذلك الأغلفة الفرعية في صورة مجموعات من المدارات ذات رموز لونية: 3d باللون الأخضر و4s باللون الأزرق. أما الشكل على اليمين فيوضح التوزيع الإلكتروني لذرة فلز حديد متعادلة.
يطلب منا هذا السؤال معرفة أي من خيارات الإجابة هذه يوضح التوزيع الإلكتروني لأيون الحديد اثنين موجب. وتجدر الإشارة إلى أن كل توزيع من هذه التوزيعات الإلكترونية يبدأ بغاز الأرجون النبيل. يعد هذا الغاز النبيل طريقة مختصرة لتوضيح أول 18 إلكترونًا في ذرة فلز الحديد. تملأ إلكترونات الأرجون البالغ عددها 18 إلكترونًا الأغلفة الإلكترونية الثلاثة الأولى بالكامل. أما الإلكترونات الممثلة بالأسهم في الشكل فهي الإلكترونات التي ستملأ الغلاف الإلكتروني التالي جزئيًّا.
والآن بعد أن عرفنا ما يعنيه الشكل، يمكننا محاولة الإجابة عن السؤال. أولًا، علينا ملاحظة أن هناك ستة إلكترونات في الغلاف الفرعي 3d، وإلكترونين آخرين في الغلاف الفرعي 4s. وعلينا أيضًا ملاحظة أنه عندما تكون ذرة فلز الحديد متعادلة فإنها تصبح أيون الحديد اثنين موجب، الذي يتضمن فقد إلكترونين للحصول على الشحنة اثنين موجب. لكن أي إلكترونين ستفقدهما الذرة؟
حسنًا، تميل الذرات إلى فقد الإلكترونات التي لها أعلى مستويات طاقة، بعبارة أخرى، إلى فقد الإلكترونات الأقل استقرارًا. وفي هذه الحالة، ذلك يعني الإلكترونات في المدار 4s. والعدد أربعة في الرمز 4s يمثل مستوى طاقة أعلى من العدد ثلاثة في الرمز 3d. إذن، ستفقد ذرة فلز الحديد الإلكترونين في المدار 4s، لتكوين أيون الحديد اثنين موجب. ونتيجة لذلك، سيتضمن التوزيع الإلكتروني لأيون اثنين موجب ستة إلكترونات في الغلاف الفرعي 3d، وصفر إلكترون في الغلاف الفرعي 4s. يتناظر هذا الترتيب مع التوزيع الإلكتروني الموضح في خيار الإجابة (أ)، وهي الإجابة الصحيحة.
يختلف خيار الإجابة (أ) عن الشكل الابتدائي من حيث إنه يفتقد إلكترونين في الغلاف الفرعي 4s. هذان الإلكترونان هما الإلكترونان الأعلى طاقة واللذان ستفقدهما الذرة المتعادلة لتصبح أيون اثنين موجب. إذن، ما التوزيع الإلكتروني لأيون الحديد اثنين موجب؟ إنه التوزيع الإلكتروني الموضح في خيار الإجابة (أ).
