نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل توزيع الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية المختلفة في ذرة. الذرة متعادلة كهربيًّا. ما العنصر الذي تعبر عنه هذه الذرة؟
لدينا هذا الشكل الذي يخبرنا السؤال بأنه يوضح ذرة بها إلكترونات في أغلفة إلكترونية مختلفة. تمثل الدائرة الحمراء التي نراها في مركز الشكل نواة الذرة، وفيها توجد جميع بروتونات ونيوترونات الذرة. وحول هذه النواة، يمكننا ملاحظة وجود حلقتين سوداوين تمثلان أول غلافين إلكترونيين للذرة.
الأغلفة الإلكترونية، التي تعرف أيضًا بمستويات طاقة الذرة، هي المكان الذي توجد فيه إلكترونات الذرة. تمثل هذه الإلكترونات بالدوائر الزرقاء الصغيرة المرسومة على كل من الحلقتين. يعرف الغلاف الأقرب إلى النواة، الذي تمثله هذه الحلقة السوداء في هذا الشكل، بالغلاف الإلكتروني الأول أو مستوى الطاقة الأول. ويعرف الغلاف الذي يليه، والذي تمثله هذه الحلقة في الشكل، بالغلاف الإلكتروني الثاني أو مستوى الطاقة الثاني.
إذا كانت الذرة تحتوي أيضًا على إلكترونات في أغلفة إلكترونية أعلى، فإن الغلاف التالي سيعرف بالغلاف الثالث، وسيعرف الذي يليه بالغلاف الرابع، وهكذا. لكن، عندما نرسم مخططًا لذرة ما، فإننا بوجه عام نرسم الأغلفة الإلكترونية التي تحتوي على إلكترون واحد على الأقل. في هذه الحالة، يحتوي أول غلافين فقط على إلكترونات.
يطلب منا السؤال تحديد العنصر الذي تعبر عنه هذه الذرة. علمنا من السؤال أن الذرة متعادلة كهربيًّا، وهذا يعني أنه لا توجد شحنة كهربية كلية للذرة. يمكننا تذكر أن شحنة الإلكترون وشحنة البروتون متساويتان في المقدار، ولكنهما متضادتان في الإشارة. فالبروتونات موجبة الشحنة، في حين أن الإلكترونات سالبة الشحنة. ولكي تكون الذرة متعادلة كهربيًّا، يجب أن يكون عدد الإلكترونات السالبة الشحنة مساويًا لعدد البروتونات الموجبة الشحنة؛ لأن هذا يعني أن الشحنات السالبة والشحنات الموجبة تلغيان معًا، ما يجعل الذرة بلا شحنة كهربية كلية.
قد نتساءل الآن عن السبب الذي يجعل هذه المعلومات المتعلقة بعدد الإلكترونات وعدد البروتونات في الذرة المتعادلة كهربيًّا مهمة عند حل هذا السؤال. حسنًا، مطلوب منا تحديد العنصر الذي تعبر عنه الذرة الموضحة في الشكل. ويمكننا تذكر أن هذا العنصر يحدده العدد الذري للذرة، وهو يساوي عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة.
في الشكل المبين في هذا السؤال، لا يمكننا رؤية عدد البروتونات الموجودة في النواة مباشرة؛ لأن هذه النواة مرسومة على شكل دائرة حمراء واحدة فقط. لكن ما يمكننا فعله هو إيجاد عدد جميع الإلكترونات المرسومة على الغلافين المحيطين بهذه النواة. وبما أننا نعلم أن عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة كهربيًّا يساوي عدد البروتونات الموجودة في نواتها، فإن عدد الإلكترونات الذي سنحصل عليه سيعطينا العدد الذري للذرة، وهو ما سيمكننا من تحديد العنصر الذي تعبر عنه.
لإيجاد عدد الإلكترونات في هذه الذرة، دعونا نرقم الدوائر الزرقاء المرسومة على كل من الحلقتين السوداوين في الشكل. يمكننا ملاحظة وجود إلكترونين على الحلقة الداخلية أو الغلاف الإلكتروني الأول. أما على الحلقة الخارجية، التي تمثل الغلاف الإلكتروني الثاني، فتوجد أربعة إلكترونات. إذن، إجمالي عدد الإلكترونات في الذرة يساوي إلكترونين من الغلاف الأول زائد أربعة إلكترونات من الغلاف الثاني، وهو ما يساوي ستة إلكترونات. وبما أن هذه الذرة المتعادلة كهربيًّا بها ستة إلكترونات، فلا بد من أنها تحتوي على ستة بروتونات أيضًا. وبذلك نكون توصلنا إلى أن العدد الذري للذرة يساوي ستة.
في هذه المرحلة، يمكننا أن نتذكر أو نبحث في الجدول الدوري لنجد أن هذا هو العدد الذري لعنصر الكربون. إذن، إجابة هذا السؤال هي أن العنصر الذي تعبر عنه هذه الذرة هو الكربون.
