التكافؤ:
في الكيمياء، التكافؤ هو قدرة الذرة على الاتحاد مع ذرات أخرى. ويتم قياسه بعدد الإلكترونات التي تشاركها الذرة مع ذرات أخرى لتكوين رابطة كيميائية.
طرق تحديد التكافؤ:
هناك عدة طرق لتحديد التكافؤ، منها:
- عدد الإلكترونات الخارجية (إلكترونات التكافؤ):
يُعد هذا هو الأسلوب الأكثر شيوعًا لتحديد التكافؤ. ويُحسب عدد إلكترونات التكافؤ بعدد الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي لذرة العنصر. على سبيل المثال، يحتوي الهيدروجين على إلكترون واحد في غلاف التكافؤ الخاص به، لذلك فإن تكافؤه هو 1.
- عدد الأزواج الإلكترونية الخارجية:
يُمكن أيضًا تحديد التكافؤ بعدد الأزواج الإلكترونية الخارجية الموجودة حول النواة. على سبيل المثال، يحتوي الأكسجين على 6 إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به، منها 4 أزواج إلكترونية. لذلك، فإن تكافؤ الأكسجين هو 2.
- الطريقة الهندسية:
هي طريقة تعتمد على هندسة الجزيء. تُستخدم هذه الطريقة لتحديد عدد الروابط التي تشارك فيها ذرة معينة في الجزيء. على سبيل المثال، في جزيء الماء، يحتوي الأكسجين على تكافؤ 2 لأن له 4 أزواج إلكترونية خارجية، منها 2 أزواج إلكترونية غير مرابطة.
- الطريقة الإحصائية:
هي طريقة تعتمد على البيانات الإحصائية لمركبات العنصر. تُستخدم هذه الطريقة لتحديد التكافؤ الأساسي للعنصر، وهو التكافؤ الذي يظهر في معظم مركبات العنصر. على سبيل المثال، تكافؤ الأكسجين الأساسي هو 2.
اختلاف التكافؤ:
يمكن أن يختلف التكافؤ من عنصر إلى آخر، وقد يختلف أيضًا اعتمادًا على المركب الكيميائي الذي يتشكل فيه العنصر.
على سبيل المثال، يحتوي الكربون على 4 إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به، لذلك فإن تكافؤه الأساسي هو 4.
ومع ذلك، في مركبات الكربون العضوية، يمكن أن يختلف تكافؤ الكربون اعتمادًا على عدد الروابط التي يشارك فيها.
على سبيل المثال، في الميثان، يحتوي الكربون على 4 روابط تساهمية، لذلك فإن تكافؤه هو 4.
وفي الإيثيلين، يحتوي الكربون على 3 روابط تساهمية، لذلك فإن تكافؤه هو 3.
تمارين تطبيقية:
فيما يلي بعض التمارين حول التكافؤ:
التمرين 1:
استخدم الطريقة الهندسية لتحديد تكافؤ الأكسجين في جزيء الماء.
الحل:
في جزيء الماء، يحتوي الأكسجين على 4 أزواج إلكترونية خارجية، منها 2 أزواج إلكترونية غير مرابطة. تُصنف هندسة الجزيء على أنها زاوية، مع زاوية 104.5 درجة بين كل زوجين من الأزواج الإلكترونية.
يمكن استخدام هندسة الجزيء لتحديد عدد الروابط التي تشارك فيها ذرة معينة في الجزيء. على سبيل المثال، في جزيء الماء، يحتوي الأكسجين على 2 أزواج إلكترونية غير مرابطة. لذلك، فإن الأكسجين لديه تكافؤ 2 لأن له 4 أزواج إلكترونية خارجية، منها 2 أزواج إلكترونية غير مرابطة.
التمرين 2:
استخدم الطريقة الهندسية لتحديد تكافؤ الكربون في جزيء الميثان.
الحل:
في جزيء الميثان، يحتوي الكربون على 4 روابط تساهمية. لذلك، فإن الكربون لديه تكافؤ 4.
التمرين 3:
استخدم الطريقة الإحصائية لتحديد تكافؤ الأكسجين.
الحل:
تكافؤ الأكسجين الأساسي هو 2. يظهر التكافؤ 2 في معظم مركبات الأكسجين، مثل الماء، والأكسجين، وثاني أكسيد الكربون.
التمرين 4:
استخدم الطريقة الهندسية لتحديد تكافؤ الكربون في جزيء الإيثيلين.
الحل:
في جزيء الإيثيلين، يحتوي الكربون على 3 روابط تساهمية. لذلك، فإن الكربون لديه تكافؤ 3.
التمرين 5:
استخدم الطريقة الإحصائية لتحديد تكافؤ الكربون.
الحل:
تكافؤ الكربون الأساسي هو 4. يظهر التكافؤ 4 في معظم مركبات الكربون، مثل الميثان، والإيثان، والإيثيلين.
التمرين 6:
استخدم الطريقة الهندسية لتحديد تكافؤ النيتروجين في جزيء الأمونيا.
الحل:
في جزيء الأمونيا، يحتوي النيتروجين على 3 روابط تساهمية. لذلك، فإن النيتروجين لديه تكافؤ 3.
التمرين 7:
استخدم الطريقة الإحصائية لتحديد تكافؤ النيتروجين.
الحل:
تكافؤ النيتروجين الأساسي هو 3. يظهر التكافؤ 3 في معظم مركبات النيتروجين، مثل الأمونيا، والنيتروجين، وثاني أكسيد النيتروجين.
هذه مجرد أمثلة قليلة من التمارين حول التكافؤ. يمكن إنشاء المزيد من التمارين عن طريق تغيير العناصر أو الجزيئات.
التسميات
علوم 1 إع. مص