Πώς τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα γύρω από τον πυρήνα και πώς επηρεάζουν την αντιδραστικότητα του;

διάταξη ηλεκτρονίων και αντιδραστικότητα

Τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, που ονομάζονται κελύφη ηλεκτρονίων . Κάθε κέλυφος μπορεί να κρατήσει ένα μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων:

* Shell 1 (K Shell): Κρατά έως 2 ηλεκτρόνια

* Shell 2 (L Shell): Κρατά μέχρι 8 ηλεκτρόνια

* Shell 3 (M Shell): Κρατά μέχρι 18 ηλεκτρόνια

* Shell 4 (N Shell): Διατηρεί έως και 32 ηλεκτρόνια

Μέσα σε κάθε κέλυφος, τα ηλεκτρόνια οργανώνονται περαιτέρω σε Subshells (S, P, D, F) με διαφορετικά σχήματα και ενέργειες. Το εξώτατο κέλυφος ονομάζεται shell salence , και τα ηλεκτρόνια του ονομάζονται Electrons Salence .

Η αντιδραστικότητα καθορίζεται κυρίως από τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους και τη ρύθμιση τους:

* Τα άτομα με ένα πλήρες κέλυφος σθένους (8 ηλεκτρόνια) είναι γενικά μη αντιδραστικά ή αδρανής. Έχουν μια σταθερή διαμόρφωση και είναι ικανοποιημένοι με τη διάταξη ηλεκτρονίων τους. Για παράδειγμα, τα ευγενή αέρια (He, NE, AR, KR, XE, RN) είναι αδρανή λόγω των πλήρους κελύφη σθένους τους.

* άτομα με λιγότερα από 8 ηλεκτρόνια σθένους είναι γενικά αντιδραστικά. Τείνουν να κερδίζουν, να χάνουν ή να μοιράζονται ηλεκτρόνια για να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση με ένα πλήρες κέλυφος σθένους.

* Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους καθορίζει τον τύπο των χημικών δεσμών που μπορεί να σχηματίσει ένα άτομο. Τα άτομα με 1-3 ηλεκτρόνια σθένους τείνουν να χάνουν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν θετικά ιόντα (κατιόντα). Τα άτομα με 5-7 ηλεκτρόνια σθένους τείνουν να κερδίζουν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν αρνητικά ιόντα (Anions). Τα άτομα με 4 ηλεκτρόνια σθένους μπορούν είτε να χάσουν είτε να κερδίσουν ηλεκτρόνια ή να μοιράζονται ηλεκτρόνια για να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση.

Παράδειγμα:

* νάτριο (na) έχει 1 ηλεκτρόνιο σθένους. Χάνει εύκολα αυτό το ηλεκτρόνιο για να επιτύχει μια σταθερή διαμόρφωση όπως το Neon (NE), το οποίο έχει ένα πλήρες κέλυφος σθένους. Αυτό κάνει το νάτριο εξαιρετικά αντιδραστικό και σχηματίζει ένα κατιόν (Na+).

* χλώριο (cl) έχει 7 ηλεκτρόνια σθένους. Κερδίζει εύκολα 1 ηλεκτρόνιο για να επιτύχει μια σταθερή διαμόρφωση όπως το Argon (AR), το οποίο έχει ένα πλήρες κέλυφος σθένους. Αυτό κάνει το χλώριο εξαιρετικά αντιδραστικό και σχηματίζει ένα ανιόν (cl-).

Περαιτέρω παράγοντες που επηρεάζουν την αντιδραστικότητα:

* Ηλεκτροργατιστικότητα: Την τάση ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του. Περισσότερα ηλεκτροαρνητικά άτομα είναι πιο πιθανό να κερδίσουν ηλεκτρόνια και να σχηματίσουν αρνητικά ιόντα, καθιστώντας τα πιο αντιδραστικά.

* ενέργεια ιονισμού: Η ενέργεια που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο. Τα άτομα με χαμηλή ενέργεια ιονισμού είναι πιο πιθανό να χάσουν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν θετικά ιόντα, καθιστώντας τα πιο αντιδραστικά.

* Ατομικό μέγεθος: Τα μικρότερα άτομα τείνουν να είναι πιο αντιδραστικά λόγω των πιο συγκεντρωμένων σύννεφων ηλεκτρονίων τους, τα οποία μπορούν να αλληλεπιδρούν πιο εύκολα με άλλα άτομα.

Η κατανόηση της διάταξης των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη και την εξήγηση της αντιδραστικότητας των στοιχείων. Αυτή η γνώση μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς τα άτομα συνδυάζονται για να σχηματίσουν μόρια και πώς συμβαίνουν χημικές αντιδράσεις.