أقسام المقالة
حل سؤال: هل الفلزات تفقد أم تكتسب إلكترونات؟
- إجابة السؤال هي : تفقد إلكترونات لتكوين أيونات موجبة.
شرح الإجابة :
تعتبر الفلزات من العناصر الكيميائية التي تتمتع بخصائص فريدة ومميزة، ويأتي على رأس هذه الخصائص ميلها القوي نحو التفاعل. لكي نفهم هذا الميل، دعونا أولاً نسترجع معاً البنية الأساسية للذرة، تلك الوحدة البنائية لكل مادة في الكون. تتألف الذرة من نواة مركزية تحتوي على البروتونات ذات الشحنة الموجبة والنيوترونات المتعادلة، بينما تدور حولها الإلكترونات السالبة الشحنة في مدارات أو مستويات طاقة محددة.
تتوزع هذه الإلكترونات في مستويات طاقة مختلفة حول النواة، ويكون للمستوى الأخير منها أهمية قصوى. فهذه الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي، والمعروفة أيضاً باسم إلكترونات التكافؤ، هي التي تحدد إلى حد كبير السلوك الكيميائي للعنصر. تسعى جميع الذرات في هذا الوجود إلى تحقيق حالة من الاستقرار الكيميائي، وهذه الحالة غالبًا ما تتحقق عندما يكون غلافها الخارجي مكتملًا، محاكيةً بذلك التركيب الإلكتروني المستقر لـ الغازات النبيلة.
في هذا السياق، تتميز الفلزات بأنها تمتلك عدداً قليلاً من إلكترونات التكافؤ في غلافها الخارجي، عادةً ما يكون إلكتروناً واحداً أو اثنين أو ثلاثة. ومن هذا المنطلق، يصبح التخلص من هذه الإلكترونات القليلة أسهل بكثير من محاولة اكتساب عدد كبير من الإلكترونات لإكمال الغلاف الخارجي وتحقيق قاعدة الثمانيات. فعلى سبيل المثال، يجد ذرة الصوديوم التي لديها إلكترون واحد في غلافها الأخير، أنه من الأيسر لها أن تفقد هذا الإلكترون الوحيد بدلاً من اكتساب سبعة إلكترونات.
وبناءً على ذلك، عندما تفقد الذرة الفلزية إلكتروناً واحداً أو أكثر، فإنها تتحول إلى جسيم مشحون كهربائياً. يصبح عدد البروتونات الموجبة في النواة أكبر من عدد الإلكترونات السالبة التي تدور حولها. والنتيجة المباشرة لهذا التحول هي تكوّن أيونات موجبة، وتعرف هذه الأيونات أيضاً باسم الكاتيونات. هذه الأيونات الموجبة تحمل الشحنة الكهربائية التي تتناسب طردياً مع عدد الإلكترونات المفقودة.
في سياق متصل، تنعكس هذه السمة الأساسية في موقع الفلزات ضمن الجدول الدوري للعناصر. فمعظم الفلزات تتركز في الجانب الأيسر والأوسط من الجدول، حيث تُظهر هذه العناصر ميلاً واضحاً لفقد الإلكترونات نظراً لقيم طاقة التأين المنخفضة نسبياً لديها. طاقة التأين هي الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون من ذرة متعادلة. كلما انخفضت هذه الطاقة، كان فقد الإلكترون أسهل.
بالنظر إلى هذا السلوك، تتشكل بين الفلزات واللافلزات روابط أيونية. حيث تمنح الفلزات الإلكترونات إلى اللافلزات التي تسعى لاكتسابها، مما يؤدي إلى تكوين المركبات الأيونية التي تتكون من أيونات موجبة وسالبة تتجاذب كهربائياً. هذا التفاعل هو حجر الزاوية في فهم الكثير من التفاعلات الكيميائية التي تحدث حولنا.
وفي المحصلة، فإن هذا الميل الفطري لدى الفلزات لفقد الإلكترونات هو ما يمنحها العديد من خصائصها المميزة، مثل الموصلية الكهربائية العالية واللمعان الفلزي وقابلية التشكيل. فهي ذرات “متبرعة” بامتياز، تسعى من خلال هذا التبرع إلى تحقيق استقرارها الذاتي والمساهمة في بناء مركبات كيميائية جديدة ومستقرة. وبهذا ندرك أن الفلزات لا تكتسب الإلكترونات، بل تتخلى عنها بسخاء لتشكيل أيوناتها الموجبة المستقرة. هذا السلوك هو جوهر كيميائها ويعكس طبيعتها الأساسية.
أسئلة شائعة:
ماذا يحدث لشحنة الذرة عندما تفقد إلكتروناً؟
عندما تفقد الذرة إلكتروناً سالباً، يصبح عدد البروتونات الموجبة داخل النواة أكبر من عدد الإلكترونات المتبقية، مما يجعل الذرة كلها تحمل شحنة كهربائية موجبة وتتحول إلى أيون موجب.
لماذا تميل الفلزات إلى فقد الإلكترونات بدلاً من اكتسابها؟
تميل الفلزات إلى فقد الإلكترونات لأنها عادة ما تمتلك عدداً قليلاً من إلكترونات التكافؤ في غلافها الخارجي (1 أو 2 أو 3 إلكترونات)، ويكون فقد هذا العدد القليل من الإلكترونات أسهل وأقل استهلاكاً للطاقة من محاولة اكتساب عدد كبير من الإلكترونات لإكمال الغلاف.
ما هي قاعدة الثمانيات وكيف ترتبط بسلوك الفلزات؟
قاعدة الثمانيات هي مبدأ كيميائي ينص على أن الذرات تميل إلى التفاعل بطريقة تجعل غلافها الإلكتروني الخارجي يحتوي على ثمانية إلكترونات، مما يمنحها حالة من الاستقرار الكيميائي. الفلزات تحقق هذا الاستقرار عن طريق فقد إلكتروناتها الخارجية للوصول إلى غلاف مكتمل سابق.
ما الفرق بين أيون الفلز وذرة الفلز المتعادلة؟
الفرق يكمن في الشحنة الكهربائية وعدد الإلكترونات؛ فذرة الفلز المتعادلة يكون فيها عدد البروتونات مساوياً لعدد الإلكترونات، بينما أيون الفلز هو ذرة فقدت إلكتروناً أو أكثر، فأصبحت تحمل شحنة موجبة وعدد إلكتروناتها أقل من عدد بروتوناتها.
هل الفلزات جميعها تفقد نفس عدد الإلكترونات؟
لا، تختلف الفلزات في عدد الإلكترونات التي تفقدها بناءً على موقعها في الجدول الدوري وعدد إلكترونات التكافؤ لديها. فبعض الفلزات تفقد إلكتروناً واحداً (مثل الصوديوم)، بينما تفقد أخرى إلكترونين (مثل المغنيسيوم)، وبعضها ثلاثة (مثل الألومنيوم).