نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية المختلفة في ذرة ما. الغلاف الخارجي غير ممتلئ. كم إلكترونًا يمكن أن يضاف إلى الغلاف الخارجي للذرة ليكتمل؟
لدينا هنا هذا الشكل، وقد عرفنا أنه يوضح ذرة تحتوي على إلكترونات موجودة في أغلفة إلكترونية مختلفة. تمثل هذه الدائرة الحمراء الموجودة في مركز الشكل نواة الذرة. إنه المكان الذي توجد فيه جميع بروتونات ونيوترونات الذرة. وتحيط بهذه النواة هاتان الحلقتان السوداوان، وتمثل كل منهما أحد الأغلفة الإلكترونية للذرة. هذه الأغلفة الإلكترونية، التي تعرف أيضًا بمستويات الطاقة، هي الأغلفة التي يمكن أن تشغلها إلكترونات الذرة. يعرف الغلاف الأقرب إلى النواة، وهو ذلك الموجود هنا في هذا الشكل، بالغلاف الإلكتروني الأول أو مستوى الطاقة الأول. ويعرف الغلاف التالي له من الخارج بالغلاف الثاني أو مستوى الطاقة الثاني.
من حيث المبدأ، يوجد في الواقع عدد لا نهائي من الأغلفة الأبعد التي يمكن أيضًا أن تشغلها إلكترونات الذرة. كلما ابتعدنا أكثر فأكثر عن النواة لننتقل إلى أغلفة إلكترونية أعلى، تزداد طاقة هذه الأغلفة. عندما نتحدث عن طاقة غلاف إلكتروني، فإن ما نعنيه حقًّا هو طاقة الإلكترون الذي يشغل هذا الغلاف المحدد. ومن ثم، ستكون قيمة طاقة الإلكترونات الموجودة في الغلاف الأول أو مستوى الطاقة الأول هي الأقل، وستكون طاقة الإلكترونات الموجودة في الغلاف الثاني أكبر منها. وستكون طاقة الإلكترونات الموجودة في الغلاف الثالث أكبر وأكبر وهكذا بالنسبة للأغلفة الأعلى.
في هذا الشكل، رسمت الإلكترونات في كل من مستويي الطاقة الأولين في صورة دوائر زرقاء صغيرة على كل من الحلقتين السوداوين. قلنا إن للذرة عدد لا نهائي من الأغلفة الإلكترونية، لكن يمكننا ملاحظة أن هذا الشكل يوضح غلافين فقط. والسبب في ذلك هو أننا عندما نرسم شكلًا لذرة، فإننا بوجه عام لا نرسم سوى الأغلفة الإلكترونية التي يوجد بها إلكترون واحد على الأقل. يمكننا تذكر أنه ما لم تثر الإلكترونات بفعل طاقة خارجية، فإنها ستشغل دائمًا أقل مستوى طاقة متاح لها. يخبرنا السؤال أن الغلاف الخارجي لهذه الذرة غير ممتلئ. الغلاف الخارجي هنا هو الغلاف الثاني، وحقيقة أنه غير ممتلئ تعني أن لديه متسعًا لاستيعاب عدد إلكترونات أكبر مما يستوعبه حاليًّا.
نظرًا لأنه لم يذكر أي مصدر طاقة خارجي في هذا السؤال، فإننا نعلم أن أي إلكترونات في هذه الذرة ستشغل أقل مستوى طاقة متاح. ونظرًا لأننا نعلم أيضًا أن لدى الغلاف الثاني لهذه الذرة متسعًا لاستيعاب المزيد من الإلكترونات، فهذا يعني أننا نعلم أنه لن يكون هناك أي إلكترونات في الغلاف الثالث أو الغلاف الرابع أو أي غلاف أعلى.
الشيء الآخر الذي قد نتساءل عنه هو أنه إذا كانت الإلكترونات تشغل أقل مستوى طاقة متاح، فلماذا لا تتراكم جميعها في الغلاف الإلكتروني الأول؟ يمكننا أن نلاحظ من الشكل أن هناك إلكترونين فقط على هذه الحلقة التي تمثل غلاف الطاقة الأدنى. يوجد بعد ذلك عدد أكبر من الإلكترونات على الحلقة التالية، التي تمثل مستوى طاقة أعلى. في الواقع، يتضح أن كلمة «متاح» هنا مهمة للغاية. لا تشغل الإلكترونات أقل مستوى طاقة فحسب. تشغل الإلكترونات أيضًا أقل مستوى طاقة متاح لها. يمكن لكل غلاف إلكتروني أو مستوى طاقة استيعاب عدد معين فقط من الإلكترونات. ويختلف عدد الإلكترونات التي يمكن أن يحملها غلاف معين باختلاف الأغلفة.
نظرًا لأن الإلكترونات في هذا السؤال لا تشغل سوى أول غلافين إلكترونيين أو أول مستويي طاقة في هذه الذرة، فسنتناول هذين الغلافين الأولين فحسب. يمكن للغلاف الأول، الغلاف الأقرب إلى النواة، أن يستوعب إلكترونين بحد أقصى. عندما يحتوي هذا الغلاف الأول على إلكترونين، نقول إن الغلاف ممتلئ؛ إذ لا يمكنه استيعاب أي إلكترونات أخرى. ويجب أن تنتقل أي إلكترونات أخرى إلى الغلاف الثاني. يمكن أن يستوعب هذا الغلاف الثاني ثمانية إلكترونات بحد أقصى. في الذرة الموضحة في هذا السؤال، الغلاف الثاني هو أعلى غلاف يحتوي على إلكترونات. وهذا ما يجعله الغلاف الخارجي لهذه الذرة.
يطلب منا السؤال إيجاد عدد الإلكترونات الإضافية التي يمكن أن يحتوي عليها هذا الغلاف الخارجي للذرة. نظرًا لأننا نعلم أن الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن يحملها الغلاف الثاني هو ثمانية، إذن فليس علينا سوى حساب عدد الإلكترونات الموجودة لدينا حاليًّا في هذا الغلاف، وطرح هذا العدد من ثمانية لمعرفة عدد الإلكترونات الإضافية التي يتسع لها. لحساب عدد الإلكترونات الموجودة في الغلاف الإلكتروني الثاني للذرة، دعونا نرقم الدوائر الزرقاء الموجودة على هذه الحلقة الخارجية ونحن نتحرك باتجاه عقارب الساعة حول الدائرة.
عندما نفعل ذلك، نجد أن عددها سبعة إلكترونات إجمالًا، ما يعني أن هناك سبعة إلكترونات في الغلاف الإلكتروني الثاني. ومن ثم فإن عدد الأماكن التي تتسع لمزيد من الإلكترونات في غلاف إلكتروني معين يساوي السعة الاستيعابية القصوى لهذا الغلاف، أي إنها أقصى عدد من الإلكترونات التي يمكن أن يستوعبها الغلاف ناقص عدد الإلكترونات الموجودة بالفعل في هذا الغلاف.
بالنسبة إلى الغلاف الثاني أو الخارجي للذرة الموضحة في هذا الشكل، نعلم أن أقصى عدد من الإلكترونات التي يمكن أن يحملها الغلاف هو ثمانية، في حين أن العدد الحالي للإلكترونات الموجودة في هذا الغلاف يساوي سبعة. إذن، عدد الإلكترونات الإضافية التي يمكن أن تحتوي عليها هذه الذرة في غلافها الخارجي يساوي ثمانية ناقص سبعة. الفرق بينهما يساوي واحدًا. إذن، الإجابة هي أنه يمكن إضافة إلكترون واحد إلى الغلاف الخارجي للذرة ليكتمل.
