یون‌های هم‌الکترون را چگونه از روی آرایش الکترونی تشخیص دهیم؟
وقتی چند اتم و یون تعداد الکترون برابری دارند، آرایش الکترونی یکسانی نشان می‌دهند؛ با محاسبهٔ سریع تعداد الکترون هر ذره می‌توان گزینه‌های هم‌الکترون را بدون نوشتن آرایش کامل جدا کرد.
تشخیص یون‌های هم‌الکترون؛ از کجا شروع کنیم؟
یون‌های هم‌الکترون ذراتی‌اند که تعداد کل الکترون‌هایشان برابر است؛ یکسان‌بودن عدد اتمی لازم نیست. برای تشخیص، عدد اتمی هر عنصر را مبنا بگیرید و اثر بار را اعمال کنید: کاتیون به اندازهٔ بار مثبت الکترون از دست داده و آنیون به اندازهٔ بار منفی الکترون گرفته است. اگر حاصل‌ها برابر باشند، ذرات هم‌الکترون‌اند.
روش گام‌به‌گام
- عدد اتمی هر عنصر را از صورت سؤال یا جدول تناوبی بردارید؛ این عدد برای اتم خنثی برابر تعداد الکترون‌هاست.
- برای کاتیون، بزرگی بار مثبت را از عدد اتمی کم کنید؛ برای نمونه Al³⁺ دارای ۱۳−۳، یعنی ۱۰ الکترون است.
- برای آنیون، بزرگی بار منفی را به عدد اتمی اضافه کنید؛ برای نمونه O²⁻ دارای ۸+۲، یعنی ۱۰ الکترون است.
- تعدادهای به‌دست‌آمده را کنار هم بگذارید؛ فقط ذراتی که عدد نهایی یکسان دارند در یک گروه هم‌الکترون قرار می‌گیرند.
- اگر سؤال ترتیب شعاع خواست، در یک گروه هم‌الکترون ذره‌ای که پروتون بیشتری دارد جاذبهٔ هسته‌ای قوی‌تر و شعاع کوچک‌تری خواهد داشت.
برای Na⁺، Mg²⁺ و F⁻ داریم: ۱۱−۱=۱۰، ۱۲−۲=۱۰ و ۹+۱=۱۰؛ بنابراین هر سه هم‌الکترون‌اند و آرایش آن‌ها به نئون می‌رسد. در مقابل، Na اتم خنثی ۱۱ الکترون دارد و در این گروه نیست.
چطور این مبحث را مرور کنیم؟
برای تمرین، پنج ذره مانند N³⁻، O²⁻، F⁻، Na⁺ و Mg²⁺ را در یک ستون بنویسید و تعداد الکترون هرکدام را بدون نوشتن آرایش کامل حساب کنید. سپس یک ذرهٔ ناهم‌الکترون مانند Ne⁺ را میان آن‌ها قرار دهید و دلیل حذفش را با عدد الکترون توضیح دهید.
در یون مثبت باید مقدار بار را از عدد اتمی کم و در یون منفی به آن اضافه کنید؛ اضافه‌کردن بار کاتیون یا کم‌کردن بار آنیون، گروه هم‌الکترون را کاملاً جابه‌جا می‌کند.
جمع‌بندی
قاعدهٔ کلیدی این است: تعداد الکترون اتم خنثی برابر عدد اتمی است؛ بار مثبت از آن کم و بار منفی به آن افزوده می‌شود. برابرشدن نتیجه‌ها هم‌الکترون‌بودن را ثابت می‌کند. پس از این تشخیص می‌توان ویژگی‌هایی مانند شعاع ذرات هم‌الکترون را با تعداد پروتون مقایسه کرد.
مطالعه مطلب آموزشی مرتبط ←