تكافؤ

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث


التكافؤ (بالإنجليزية: Valence) عملية كسب الاكترون في علم الكيمياء على أنه قوة الذرة الخاصة بأى عنصر على الإتحاد مع الذرات الأخرى ويتم قياس ذلك بعدد الإلكترونات التي ستقوم الذرة بإعطاؤها أو أخذها أو مشاركتها لعمل رابطة كيميائية. وهذا راجع لعدد الفراغات الموجودة في غلاف تكافؤ الذرة. كما يتم وصف حالة الذرة بإرقام لاتينية (مونو ، باى/داى ، تراى ، تيترا وهكذا وذلك للتكافؤ 1 ، 2 ، 3 ، 4) فمثلا عنصر المجموعة الرئيسي الذي يكون فلز له تكافؤ 1, وهذا يساوى عدد اللإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ للذرة. الفلزات الانتقالية غالبا ما يكون لها أكثر من تكافؤ (راجع القائمة بالأسفل) مع سيادة التكافؤ الأصغر في أغلب الأحوال.

ولا يتم استخدام المصطلح تكافؤ بكثرة هذه الأيام (حتى أن بعض الكتب لا تذكره من الأصل) حيث ان المصطلح الأكثر دقة هو حالة التأكسد ويفضل استخدامه. وللمركبات الأيونية البسيطة تكون حالة التأكسد للفزات مساوية لتكافؤها. وعموما فإنه للمركبات التساهمية التي تتضمن اللا فلزات غالبا ما يكون هناك فرق.

وحيد التكافؤ[عدل]

يتم استخدام المصطلح وحيد التكافؤ أو أحادى التكافؤ لوصف الذرات التي لها إلكترون تكافؤ وحيد ، أى تكافؤها يساوي 1. وتلك هي ذرات لها إلكترون واحد في مدارها الخارجي. أمثلة على ذلك الهيدروجين ، والليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم (لاحظ الترتيب في الجدول الدوري للعناصر، كل تلك العناصر تتبع المجموعة الأولى (العمود 1)). كل العناصر في المجموعة الأولى (المجموعة IA) مثال لهذا فمثلا الهيدروجين والصوديوم. وهذه العناصر تكون نشطة ويندر أن تكون في الطبيعة بشكل منفرد ، بل تتحد بربط الإلكترون الموجود في المدار العلوي مع أنيون عنصر آخر أو جزيئ. مثال على ذلك ملح الطعام NaCl (كلوريد الصوديوم).

تكافؤ العناصر بالنسبة إلى الهيدروجين[عدل]

تتبع عناصر المجموعات الأساسية من I إلى VII نظامين للتكافؤ :

  1. التكافؤ الذي يساوي رقم المجموعة.
  2. التكافؤ الذي يساوي الفرق بين 8 ورقم المجموعة.

وغالبا أن يتخذ التكافؤ التكافؤ الأصغر في حالة وجود عدة إمكانيات. ولا تعامل عناصر المجموعة الأساسية VIII ، حيث أنها الغازات الخاملة ولا تتفاعل مع عناصر أخرى.

ثنائي التكافؤ[عدل]

بناءا على القاعدة السابقة سنأخذ مثال جزيئ الماء:

  • I, تكافؤ الهيدروجين حيث أن الهيدروجين في المجموعة الأولى.
  • تكافؤ الأكسجين:
    VIII − VI = II, حيث أن الأكسجين ينتمي إلى المجموعة VI.
  • أي أن ذرتين من الهيدروجين تتحدان مع ذرة من الأكسجين ويتكون جزيئ الماء
\mathrm{H_2O \ }.

وبالتالي يتفاعل 2 مول من الهيدروجين مع 1 مول من الأكسجين ويكوّنا 1 مول ماء.

هذا معناه أن 2. 2 جرام هيدروجين (غاز) يتحدوا مع 2. 16 جرام أكسجين فيتكون 18 جرام ماء. 1 مولماء = 18 جرام.

بناءا على ذلك تكون عناصر المجموعة الثانية في الجدول الدوري وكذلك عناصر المجموعة 6 ثنائية التكافؤ.

تكافؤ عناصر المجموعة الثانوية[عدل]

سيمثل التكافؤ بالأعداد الرومانية في الأمثلة الآتية:

  • أكسيد النحاس(I) أو أكسيد النحاس : Cu2O
  • أكسيد الحديد(III) أو أكسيد الحديد (ثلاثي التكافؤ) : Fe2O3
  • أكسيد السريوم (رباعي التكافؤ) : CeO2 (أو ثاني أكسيد السيريوم) وهو يذكرنا ب ثاني أكسيد الكربون CO2.

حساب التكافؤ في المركبات الكيميائية[عدل]

مركب عنصرين[عدل]

لتعيين تكافؤ مركب يتكون من عنصرين نقوم بحساب تكافؤ كل من العنصرين وكذلك المضاعف المشترك الأصغر. وبعد الحصول على تلك القيمتين يمكننا تعيين عدد ذرات كل عنصر في جزيئ المركب وذلك بقسمة المضاعف المشترك الأصغر على تكافؤ كلا من العنصرين. يرمز للمضاعف المشترك الأصغر بالرمز الإنجليزي LCM اختصارا Least Common Multiple.

مثال 1 : حساب الصيغة الكيميائية ل أكسيد الألمونيوم[عدل]
  • تكافؤ الألمونيوم :
    III, حيث أنه في المجموعة III;.
  • تكافؤ الأكسجين :
    VIII − VI = II, حيث أنه من المجموعة VI.
  • المضاعف المشترك الأصغر LCM:
    3 \cdot 2 = 6.
  • عدد ذرات الأكسجين في الجزيئ:
     \frac{LCM}{\text{valence}_{\rm oxygen}} = \frac{6}{2} = 3 .
  • عدد ذرات الألمونيوم في الجزيئ :
     \frac{LCM}{\text{valence}_{\rm Aluminium}} = \frac{6}{3} = 2 .
  • الصيغة الكيميائية :
    \mathrm{Al_2O_3 \ }.
مثال 2 : حساب الصيغة الكيميائية ل الأمونيا[عدل]
  • تكافؤ النيتروجين:
    VIII − V = III,حيث أنه ينتمي إلى المجموعة V.
  • تكافؤ الهيدروجين:
    I, حيث أنه ينتمي إلى المجموعة I.
  • المضاعف المشترك الأصغر LCM:
    3 \cdot 1 = 3.
  • عدد ذرات الهيدروجين في الجزيئ:
     \frac{LCM}{\text{valence}_{\rm hydrogen}} = \frac{3}{1} = 3 .
  • عدد ذرات النيتروجين في الجزيئ :
     \frac{LCM}{\text{valence}_{\rm nitrogen}} = \frac{3}{3} = 1 .
  • الصيغة الكيميائية للجزيئ:
    \mathrm{N_1H_3 \ },
    ونظرا لأننا لا نكتب الواحد في الصيغة بجانب N تصبح الصيغة للأمونيا :
    \mathrm{NH_3 \ }.

القائمة[عدل]

قائمة بالتكافؤات العامة لأول 103 عنصر مرتبة حسب العدد الذري :

العدد الذري اسم العنصر التكافؤ
1 هيدروجين 1
2 هيليوم 0
3 ليثيوم 1
4 بيريليوم 2
5 بورون 3
6 كربون 2, 4
7 نيتروجين 3, 5
8 أكسجين 2
9 فلور 1
10 نيون 0
11 صوديوم 1
12 ماغنسيوم 2
13 ألومنيوم 3
14 سيليكون 4
15 فوسفور 3, 5
16 كبريت 2, 4, 6
17 كلور 1, 3, 5, 7
18 أرجون 0
19 بوتاسيوم 1
20 كالسيوم 3, 5
21 سكانديوم 3
22 تيتانيوم 3, 4
23 فانديوم 2, 3, 4, 5
24 كروم 0, 2, 3, 6
25 منجنيز 2, 3, 4, 6, 7
26 حديد 0, 2, 3
27 كوبالت 2, 3
28 نيكل 0, 2, 3
29 نحاس 1, 2
30 زنك 2
31 جاليوم 2, 3
32 جيرمانيوم 4
33 زرنيخ 3, 5
34 سيلينيوم 2, 4, 6
35 بروم 1, 3, 5, 7
36 كربتون 0
37 روبيديوم 1
38 سترانشيوم 2
39 إيتيريوم 3
40 زركونيوم 4
41 نيوبيوم 3, 5
42 موليبيدنيوم 0, 2, 3, 4, 5, 6
43 تكنيتيوم 2, 3, 4, 6, 7
44 روثينيوم 0, 3, 4, 6, 8
45 روديوم 3, 4
46 بلاديوم 0, 2, 4
47 فضة 1
48 كادميوم 2
49 إنديوم 1, 3
50 قصدير 2, 4
51 أنتيمون 3, 5
52 تيلوريم 2, 4, 6
53 يود 1, 3, 5, 7
54 زينون 0
55 سيزيوم 1
56 باريوم 2
57 لانثانوم 3
58 سيريوم 3, 4
59 براسيوديميوم 3
60 نيوديوم 3
61 بروميثيوم 3
62 ساماريوم 2, 3
63 يوروبيوم 2, 3
64 جادولينيوم 3
65 تريبيوم 3
66 ديسبروسيوم 3
67 هولميوم 3
68 إبريوم 3
69 ثوليوم 2, 3
70 اِيتربيوم 2, 3
71 لوتيتيوم 3
72 هافنيوم 4
73 تنتالوم 3, 5
74 تنجستين 0, 2, 4, 5, 6
75 رينيوم 1, 4, 7
76 أوزميوم 0, 2, 3, 4, 6, 8
77 إريديوم 3, 4
78 بلاتين 0, 2, 4
79 ذهب 1, 3
80 زئبق 1, 2
81 ثاليوم 1, 3
82 رصاص 2, 4
83 بزموث 3, 5
84 بولونيوم 2, 3, 4
85 أستاتين 1, 3, 5, 7
86 رادون 0
87 فرنسيوم 1
88 راديوم 2
89 اّكتينيوم 3
90 ثوريوم 4
91 بروتكتينيوم 4, 5
92 يورانيوم 3, 4, 5, 6
93 نبتونيوم 2, 3, 4, 5, 6
94 بلوتونيوم 2, 3, 4, 5, 6
95 أمريكيوم 2, 3, 4, 5, 6
96 كوريوم 2, 3, 4
97 بركليوم 2, 3, 4
98 كاليفورنيوم 2, 3, 4
99 أينشتينيوم 2, 3
100 فرميوم 2, 3
101 مندليفيوم 2, 3
102 نوبليوم 2, 3
103 لورنسيوم 3

أقرأ أيضا[عدل]