نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي خمس ذرات سليكون تمثل جزءًا من شبكة سليكون. يوضح الشكل الإلكترونات الموجودة في الأغلفة الخارجية للذرات فقط. الذرتان الموضحتان داخل المنطقة المتقطعة الوردية ذرتان مرتبطتان في الشبكة. أي من إلكترونات الذرتين يعد إلكترونًا حرًّا، إن وجد؟ أهو أ: الإلكترون اثنان فقط، أم ب: الإلكترونان واحد وخمسة فقط، أم ج: جميع الإلكترونات المرقمة، أم د: ليس أي من الإلكترونات المرقمة؟
في هذا الشكل، نلاحظ ستة إلكترونات موضحة داخل هذا الخط الوردي المتقطع. نلاحظ هنا الإلكترون واحدًا. ها هو الإلكترون اثنان. هنا الإلكترونات ثلاثة، وأربعة، وخمسة، وستة. نريد أن نعرف أي من هذه الإلكترونات يعد إلكترونًا حرًّا، إن وجد.
نتذكر أن الإلكترون الحر هو الإلكترون غير المرتبط بأي ذرة. بعبارة أخرى: يوجد الإلكترون الحر خارج مدارات الإلكترونات في الذرة.
لتحديد الإلكترونات الحرة في الشكل، سنبحث عن الإلكترونات الموضحة بالنقاط الزرقاء، التي لا تقع على الدوائر السوداء التي تشير إلى مستويات طاقة الإلكترونات. بالنظر أولًا إلى الإلكترون واحد، نلاحظ أن هذا الإلكترون يقع عند تقاطع مداري ذرتي سليكون. هذا الإلكترون مشترك بين هاتين الذرتين. إنه إلكترون مرتبط وليس حرًّا.
بما أن الإلكترون واحدًا ليس حرًّا، فإننا يمكننا استبعاد الخيار ب، الذي يشير إلى أن الإلكترون واحدًا إلكترون حر. يمكننا أيضًا استبعاد الخيار ج، الذي ينص على أن جميع الإلكترونات المرقمة إلكترونات حرة.
بعد ذلك، ننتقل إلى الإلكترون اثنين. نلاحظ أن هذه النقطة الزرقاء لا تقع على أي من الدوائر السوداء. إنها موجودة خارج تلك الدوائر. بالفعل، نلاحظ وجود فجوة يحتمل أن الإلكترون كان موجودًا فيها من قبل. لكن في الوقت الحالي، يوجد الإلكترون اثنان خارج مدار أي ذرة. لذلك، فهو إلكترون حر. بالنظر مرة أخرى إلى الخيارات، نجد أن الخيار د غير صحيح؛ إذ يخبرنا بأنه ليس أي من الإلكترونات المرقمة حرًّا.
قبل أن نستقر على الإجابة النهائية، دعونا ننظر إلى الإلكترونات المتبقية. يوجد الإلكترون ثلاثة على دائرة سوداء، وكذلك الإلكترون أربعة، وهذا يشير إلى أنهما إلكترونان مرتبطان. يوجد الإلكترون خمسة عند تداخل دائرتين سوداوين. ومن ثم، فهذا الإلكترون مرتبط ومشترك. ينطبق الأمر نفسه على الإلكترون ستة، الذي تتشارك فيه ذرة السليكون المركزية والذرة الموجودة أسفلها مباشرة.
إذن، الخيار أ هو الإجابة النهائية. من بين جميع الإلكترونات الستة المشار إليها، الإلكترون اثنان فقط هو الإلكترون الحر.
