فيديو السؤال: تحديد أي نظام له الفرق الأكبر في قيم السالبية الكهربية الكيمياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي الجزيئات الثنائية الذرة الآتية يرجح أن يكون الفرق في السالبية الكهربية بين ذرتيه أكبر؟‪‎‬‏ (أ) ‪O2‬‏، أو (ب) ‪CO‬‏، أو (ج) ‪HF‬‏، أو (د) ‪HBr‬‏ أو (هـ) ‪CsF‬‏.

يدور هذا السؤال حول السالبية الكهربية، التي تعرف بأنها ميل ذرة ما إلى جذب زوج إلكترونات الترابط. كل خيار من خيارات الإجابة الخمسة عبارة عن جزيء ثنائي الذرة؛ أي جزيء مكون من ذرتين مترابطتين إحداهما بالأخرى. يطلب منا السؤال إيجاد الجزيء الثنائي الذرة الذي يكون الفرق في السالبية الكهربية بين ذرتيه أكبر. نعلم أن كل عنصر له قيمة سالبية كهربية خاصة به. إذا كان لدينا جزيء ثنائي الذرة، وكانت إحدى ذرتيه لها سالبية كهربية عالية جدًّا والذرة الأخرى لها سالبية كهربية منخفضة جدًّا، فإن هذا الجزيء يكون له فرق كبير في السالبية الكهربية بين ذرتيه.

تتمثل مهمتنا بشكل أساسي في المقارنة بين السالبية الكهربية لهذه العناصر وإيجاد الجزيء الثنائي الذرة الذي يحتوي على ذرة لها أعلى سالبية كهربية وذرة أخرى لها أقل سالبية كهربية. يمكننا حل هذه المسألة بطريقتين مختلفتين. في الطريقة الأولى، يمكننا استخدام التدرجات الدورية في الجدول الدوري لتحديد العناصر الأعلى أو الأقل سالبية كهربية من العناصر الأخرى. أما الطريقة الثانية لحل هذه المسألة فتستخدم مقياس باولنج الذي يربط السالبية الكهربية للذرات بأعداد محددة. ومن خلال تحديد قيم السالبية الكهربية للعناصر، يمكننا المقارنة بينها.

لنبدأ بالطريقة الأولى. لدينا جدول دوري هنا يوضح باللون الوردي كلًّا من العناصر الستة المذكورة في خيارات الإجابة. للإجابة عن هذا السؤال، علينا معرفة التدرجات الدورية في السالبية الكهربية. بعبارة أخرى: علينا معرفة كيف تتغير السالبية الكهربية عندما نتحرك من طرف إلى آخر في الجدول الدوري، وكذلك عندما نتحرك لأعلى ولأسفل في الجدول الدوري. يتمثل التدرج الأفقي للسالبية الكهربية في أن السالبية الكهربية تزداد كلما تحركنا إلى اليمين عبر أي دورة في الجدول الدوري.

ولفهم هذا التدرج، يمكننا المقارنة بين عنصرين من كلا طرفي الجدول الدوري. العناصر الموجودة على يمين الجدول الدوري، مثل الفلور، لها أغلفة إلكترونية خارجية شبه مكتملة. ومن الأرجح أن تجذب هذه العناصر زوج إلكترونات الترابط من أجل محاولة ملء هذا الغلاف الإلكتروني. وعلى الجانب الآخر، العناصر الموجودة على يسار الجدول الدوري، مثل السيزيوم، لها إلكترونات تكافؤ أقل. السيزيوم له غلاف شبه فارغ، ومن الأرجح أن يتخلى عن ذلك الإلكترون أكثر من أن يجذب إلكترونات إضافية. أما التدرج الرأسي فيتمثل في أن السالبية الكهربية تزداد كلما تحركنا لأعلى في أي مجموعة.

العناصر الموجودة بأعلى أي مجموعة لديها أغلفة إلكترونية أقل. ونظرًا لوجود عدد أقل من الأغلفة الإلكترونية، تكون نواة الذرة أقرب إلى زوج إلكترونات الترابط الذي تتفاعل معه الذرة. ولذا يكون هناك جذب أقوى بين النواة وزوج إلكترونات الترابط. والآن بعد أن تعرفنا على التدرجين الدوريين للسالبية الكهربية، يمكننا البدء في المقارنة بين السالبية الكهربية لهذه العناصر.

بما أن السالبية الكهربية تزداد عند التحرك لأعلى وإلى اليمين، فإن الفلور، وهو الذرة التي تقع أعلى يمين المجموعة، هو العنصر الأعلى سالبية كهربية لدينا. وفي الواقع هو العنصر الأعلى سالبية كهربية في الجدول الدوري بأكمله. وعلى الجانب الآخر، السيزيوم الذي يقع أسفل يسار الجدول الدوري هو العنصر الأقل سالبية كهربية في مجموعة العناصر التي لدينا. وهو أيضًا العنصر الأقل سالبية كهربية في الجدول الدوري بأكمله. بالنظر إلى خيارات الإجابة التي لدينا، يلفت أحدها نظرنا. يحتوي فلوريد السيزيوم على الذرة الأعلى سالبية كهربية والذرة الأقل سالبية كهربية. ومن ثم، لا بد أن يكون له أكبر فرق في السالبية الكهربية بين ذرتيه. إذن الخيار هـ؛ أي فلوريد السيزيوم، هو الإجابة الصحيحة.

كما ذكرنا سابقًا، هناك طريقة أخرى لحل هذه المسألة أو طريقة للتأكد من صحة إجابتنا بالطريقة الأولى، وهي استخدام مقياس باولنج للسالبية الكهربية. وفقًا لهذا المقياس، يرتبط كل عنصر على اليسار بعدد دون وحدة على اليمين. وكلما زادت قيمة العدد لعنصر ما، زادت السالبية الكهربية لهذا العنصر. مرة أخرى: يمكننا ملاحظة أن الفلور هو العنصر ذو السالبية الكهربية الأعلى؛ حيث نجد أن سالبيته الكهربية على مقياس باولنج تساوي 3.98. أما السيزيوم فهو العنصر الأقل سالبية كهربية؛ حيث نلاحظ أن سالبيته الكهربية على مقياس باولنج تساوي 0.79. في بعض الأحيان، قد نريد فرقًا محددًا في السالبية الكهربية بدلًا من مجرد المقارنة بينها مقارنة نسبية. وفي هذه الحالات، يمكننا استخدام الصيغة: ‪Δ𝐸𝑁‬‏ يساوي القيمة المطلقة لـ ‪𝐸‬‏ واحد ناقص ‪𝐸‬‏ اثنين.

يمثل ‪Δ𝐸𝑁‬‏ الفرق في السالبية الكهربية. ويمثل كل من ‪𝐸‬‏ واحد و‪𝐸‬‏ اثنين السالبية الكهربية على مقياس باولنج لكل من الذرتين المترابطتين. إذا أردنا حساب الفرق في السالبية الكهربية لفلوريد السيزيوم، فسنعوض بـ 3.98 عن الفلور، ونعوض بـ 0.79 عن السيزيوم. وبإجراء العملية الحسابية، نحصل على 3.19، وهو الفرق في السالبية الكهربية لفلوريد السيزيوم. نستخدم رمز القيمة المطلقة في هذه المعادلة لضمان أن يكون الناتج النهائي عددًا موجبًا. كما يضمن هذا إمكانية كتابة قيمتي السالبية الكهربية حسب مقياس باولنج للعنصرين بأي ترتيب، وسنحصل في النهاية على الإجابة نفسها. إذن الفرق في السالبية الكهربية لفلوريد السيزيوم الذي يساوي 3.19 هو بالفعل أعلى فرق في السالبية الكهربية لأي من هذه الجزيئات الثنائية الذرة.

نلاحظ أنه بما أن غاز الأكسجين جزيء ثنائي الذرة؛ أي يتضمن ذرتين من العنصر نفسه، فلا يوجد أي فرق في السالبية الكهربية بين ذرتيه. ومن ثم، فإن ‪Δ𝐸𝑁‬‏ له يساوي صفرًا. إذن سواء نظرنا إلى تدرج الخواص عبر الجدول الدوري أم استخدمنا مقياس باولنج للسالبية الكهربية، فإننا سنحصل على الإجابة نفسها. وعليه فإن الجزيء الثنائي الذرة الذي يرجح أن يكون الفرق في السالبية الكهربية بين ذرتيه أكبر، هو الخيار هـ، فلوريد السيزيوم.