غلاف إلكتروني

الجدول الدوري مع الأغلفة الإلكترونية

الغلاف الإلكتروني Electron shell، في الفيزياء الذرية، مجموعة من المدارات الذرية التى لها نفس عدد الكم الرئيسي n.

ويكون عدد الإلكترونات الموجودة في جميع غلاف مساوية للمعادلة : ${\displaystyle 2n^{2$ حيث n هى عدد الكم الرئيسي.

وقد تمت ملاحظة وجود الغلاف الإلكتروني لأول مرة عن طريق هنري موزلي أثناء دراسته لإمتصاص أشعة إكس . وقد قام بإطلاق K ، L ، M عليها . والتى تساوى القيم ثلاثة ، 2 ، 1 على الترتيب .

وقد تم إطلاق المصطلح علاف إلكتروتي عن طريق نموذج بور ، حيث تتجمع مجموعات الإلكترونات في شكل مداري حول النواة بمسافات معينة ، وعلى هذا فإن هذه المدارات تمثل أغلفة .

غلاف التكافؤ

غلاف التكافؤ أوحزمة التكافؤ هوالغلاف الأخير في الذرة، والذي يحتوى على الإلكترونات التي تساهم في أى تفاعل تدخل فيه الذرة، والتفاعلات التي تحدث بين الروابط بين الذرات. تسمى الإلكترونات التي توجد في غلاف التكافؤ بإلكترونات التكافؤ. وقد كان الكيميائي جيلبرت نيوتن لويس هوأول من حاول تطوير النظرية التي تفسر مشاركة إلكترونات غلاف التكافؤ في الروابط الكيميائية. وقد قام لينوس باولينج بتعميم وتمديد النظرية بعد ظهور ميكانيكا الكم.

تميل الغازات النبيلة لأنقد يكون بهاثمانية إلكترونات في الغلاف الخارجي (فيما عدا الهيليوم، والذي يملأ غلافه الخارجى 2 إلكترون). وهذا يتماشى مع نظرية الثمانيات (تسمى أيضا ثمانيات نيولاندز) والتي يمكن حتى تطبق على عناصر الدورة الثالثة والرابعة. ومن منطلق المدارات الذرية فإن الإلكترونات الثمانية الموجودة في غلاف التكافؤ موزعة في كلآتى 2 في المدار s، و2 في جميع من مدارات p الثلاثة.

المركبات العضوية المعدنية التي تضم الفلزات الإنتنطقية, يتكون غلاف التكافؤ من إلكترونات المدار s، p، والتي تبلغثمانية إلكترونات، كما ان لهاعشرة إلكترونات موزعة 2 في جميع من المدارات d الخمسة والتي تصبح 18 إلكترون والتي تكون غلاف مكتمل لهذه العناصر. والتي ترجع لنظرية الثمانية عشر.

أمثلة

في ذرة الهدروجين يوجد إلكترون واحد فقط في المدار الأول (1) وهذا المدار يكتمل بوجود إلكترونين، لذا يُعتبر في تلك الحالة الإلكترون الوحيد ذاك هوحزمة التكافؤ.

في ذرة الليثيوم، يوجد إلكترونين بالمدار الأول، وهوبذلك يعد مداراً مكتملاً، وبالمدار الثاني (2) الذي يسعثمانية إلكترونات، يوجد إلكترون واحد فقط وبذلك يكوّن هوحزمة التكافؤ.

في ذرة الكاربون، يوجد إلكترونين في المدار الأول، وأربعة إلكترونات في المدار الثاني الذي يسعثمانية إلكترونات وبذلك تكون تلك الأربعة حزمة التكافؤ.

في ذرة الألومنيوم، يوجد إلكترونين في المدار الأول، وثمانية في المدار الثاني وبذلكقد يكون المدار الثاني مكتملاً أيضاً، وفي المدار الثالث (3) الذي يسعثمانية إلكترونات توجد ثلاثة إلكترونات، وبذلك تكون تلك الثلاث حزمة التكافؤ. (المدار الثالث يسع عشرة إلكترونات فوق الثمانية التي ذكرناها ولكنها تمتلئ بعد وجود إلكترونين في المدار الرابع وتلك خصيصة للمدارات تقدر مالطعتها في منطقة التوزيع الإلكتروني)

حزمة التكافؤ هي المسئولة عن التفاعلات الكيمائية المتنوعة. ففي ذرة الملح، أوكلوريد الصوديوم، تتفاعل ذرة من الصوديوم مع ذرة من الكلورين كالآتي:

تحمل ذرة الصوديوم إحدى عشر إلكتروناً، إثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وواحداً في المدار 3، والأخير ذلك يمثل حزمة التكافؤ. تحمل ذرة الكلورين سبعة عشر إلكتروناً، إثنان في المدار 1 وثمانية في المدار 2 وسبع في المدار الثالث الذي يسع ثمانية، وبالتالي تكون هذه الإلكترونات السبعة هي حزمة التكافؤ.

كما يظهر فإن الصوديوم إذا تخلص من الإلكترون الموجود في حزمة التكافؤ ستصبح مداراته كلها مكتملة أوفارغة، وعلى العكس منه الكلورين، فإذا حصل على إلكتروناً واحدً سيملأ حزمة التكافؤ ليصبح مداراً متكتملاً.

يتم التفاعل إذن عبر حصول ذرة الكلور على إلكترون من ذرة الصوديوم ليكوّنا بذلك كلوريد الصوديوم وهوملح الطعام الذي نتناوله جميع يوم.

Z	العنصر	عدد الإلكترونات/غلاف	المجموعة
1	هيدروجين	1	1
2	هليوم	2	18
3	ليثيوم	2, 1	1
4	بريليوم	2, 2	2
5	بورون	2, 3	13
6	كربون	2, 4	14
7	نيتروجين	2, 5	15
8	أكسجين	2, 6	16
9	فلور	2, 7	17
10	نيون	2, 8	18
11	صوديوم	2, 8, 1	1
12	مغنسيوم	2, 8, 2	2
13	ألومنيوم	2, 8, 3	13
14	سليكون	2, 8, 4	14
15	فسفور	2, 8, 5	15
16	كبريت	2, 8, 6	16
17	كلور	2, 8, 7	17
18	أرگون	2, 8, 8	18
19	پوتاسيوم	2, 8, 8, 1	1
20	كالسيوم	2, 8, 8, 2	2
21	سكانديوم	2, 8, 9, 2	3
22	تيتانيوم	2, 8, 10, 2	4
23	ڤناديوم	2, 8, 11, 2	5
24	كروم	2, 8, 13, 1	6
25	منگنيز	2, 8, 13, 2	7
26	حديد	2, 8, 14, 2	8
27	كوبالت	2, 8, 15, 2	9
28	نيكل	2, 8, 16, 2	10
29	نحاس	2, 8, 18, 1	11
30	زنك	2, 8, 18, 2	12
31	گاليوم	2, 8, 18, 3	13
32	جرمانيوم	2, 8, 18, 4	14
33	زرنيخ	2, 8, 18, 5	15
34	سلنيوم	2, 8, 18, 6	16
35	بروم	2, 8, 18, 7	17
36	كريپتون	2, 8, 18, 8	18
37	روبيديوم	2, 8, 18, 8, 1	1
38	سترونشم	2, 8, 18, 8, 2	2
39	إتريوم	2, 8, 18, 9, 2	3
40	زركونيوم	2, 8, 18, 10, 2	4
41	نيوبيوم	2, 8, 18, 12, 1	5
42	مولبدنم	2, 8, 18, 13, 1	6
43	تكنتيوم	2, 8, 18, 13, 2	7
44	روذنيوم	2, 8, 18, 15, 1	8
45	روديوم	2, 8, 18, 16, 1	9
46	پلاديوم	2, 8, 18, 18	10
47	فضة	2, 8, 18, 18, 1	11
48	كادميوم	2, 8, 18, 18, 2	12
49	إنديوم	2, 8, 18, 18, 3	13
50	صفيح	2, 8, 18, 18, 4	14
51	أنتيمون	2, 8, 18, 18, 5	15
52	تلوريوم	2, 8, 18, 18, 6	16
53	يود	2, 8, 18, 18, 7	17
54	زينون	2, 8, 18, 18, 8	18
55	سيزيوم	2, 8, 18, 18, 8, 1	1
56	باريوم	2, 8, 18, 18, 8, 2	2
57	لانثانم	2, 8, 18, 18, 9, 2
58	Cerium	2, 8, 18, 19, 9, 2
59	Praseodymium	2, 8, 18, 21, 8, 2
60	Neodymium	2, 8, 18, 22, 8, 2
61	Promethium	2, 8, 18, 23, 8, 2
62	سماريوم	2, 8, 18, 24, 8, 2
63	Europium	2, 8, 18, 25, 8, 2
64	Gadolinium	2, 8, 18, 25, 9, 2
65	Terbium	2, 8, 18, 27, 8, 2
66	Dysprosium	2, 8, 18, 28, 8, 2
67	Holmium	2, 8, 18, 29, 8, 2
68	إربيوم	2, 8, 18, 30, 8, 2
69	Thulium	2, 8, 18, 31, 8, 2
70	Ytterbium	2, 8, 18, 32, 8, 2
71	Lutetium	2, 8, 18, 32, 9, 2	3
72	Hafnium	2, 8, 18, 32, 10, 2	4
73	تنتالم	2, 8, 18, 32, 11, 2	5
74	تنگستن	2, 8, 18, 32, 12, 2	6
75	Rhenium	2, 8, 18, 32, 13, 2	7
76	Osmium	2, 8, 18, 32, 14, 2	8
77	إريديوم	2, 8, 18, 32, 15, 2	9
78	پلاتين	2, 8, 18, 32, 17, 1	10
79	مضى	2, 8, 18, 32, 18, 1	11
80	زئبق	2, 8, 18, 32, 18, 2	12
81	ثاليوم	2, 8, 18, 32, 18, 3	13
82	رصاص	2, 8, 18, 32, 18, 4	14
83	Bismuth	2, 8, 18, 32, 18, 5	15
84	Polonium	2, 8, 18, 32, 18, 6	16
85	Astatine	2, 8, 18, 32, 18, 7	17
86	رادون	2, 8, 18, 32, 18, 8	18
87	فرانسيوم	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1	1
88	راديوم	2, 8, 18, 32, 18, 8, 2	2
89	Actinium	2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
90	ثوريوم	2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
91	Protactinium	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
92	يورانيوم	2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
93	Neptunium	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94	پلوتونيوم	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95	Americium	2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96	كوريوم	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97	Berkelium	2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98	Californium	2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99	Einsteinium	2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100	Fermium	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101	Mendelevium	2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102	Nobelium	2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103	Lawrencium	2, 8, 18, 32, 32, 8, ثلاثة (?)	3
104	Rutherfordium	2, 8, 18, 32, 32, 10, 2	4
105	Dubnium	2, 8, 18, 32, 32, 11, 2	5
106	Seaborgium	2, 8, 18, 32, 32, 12, 2	6
107	Bohrium	2, 8, 18, 32, 32, 13, 2	7
108	Hassium	2, 8, 18, 32, 32, 14, 2	8
109	Meitnerium	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2	9
110	Darmstadtium	2, 8, 18, 32, 32, 17, 1	10
111	Roentgenium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 1	11
112	Copernicium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 2	12
113	Ununtrium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 3	13
114	Ununquadium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 4	14
115	Ununpentium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 5	15
116	Ununhexium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 6	16
117	Ununseptium	2, 8, 18, 32, 32, 18,سبعة (?)	17
118	Ununoctium	2, 8, 18, 32, 32, 18, 8	18