الفرق الرئيسي بين التكافؤ وعدد الأكسدة هو أن التكافؤ هو أقصى عدد من الإلكترونات يمكن أن تفقدها الذرة أو تكسبها أو تشاركها لتصبح مستقرة ، في حين أن رقم الأكسدة هو عدد الإلكترونات التي يمكن للذرة أن تفقدها أو تكسبها لتتشكل رابطة مع ذرة أخرى.
ترتبط مصطلحات عدد الأكسدة والتكافؤ بإلكترونات التكافؤ في الذرة. إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات التي تحتل المدارات الخارجية للذرة. هذه الإلكترونات لها جاذبية ضعيفة نحو النواة الذرية ؛ وبالتالي ، يمكن للذرات إزالة هذه الإلكترونات بسهولة أو مشاركتها مع ذرات أخرى. تؤدي هذه الخسارة أو الكسب أو المشاركة في الإلكترونات إلى أن يكون لذرة معينة رقم أكسدة وتكافؤ ، وفي النهاية تشكل رابطة كيميائية بين الذرتين.
ما هو التكافؤ؟
التكافؤ هو الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي تخسرها الذرة أو تكسبها أو تكسبها لتصبح مستقرة. بالنسبة للمعادن واللافلزات ، تصف قاعدة الثمانيات الشكل الأكثر استقرارًا للذرة. هنا ، إذا تم ملء رقم الغلاف الخارجي للذرة بالكامل (تحتاج إلى ثمانية إلكترونات لهذا الإكمال) ، فإن تكوين الإلكترون هذا يكون مستقرًا. بعبارة أخرى ، إذا كانت المدارات الفرعية s و p ممتلئة تمامًا بوجود تكوين ns2np6، فإن الذرة تكون مستقرة.
بطبيعة الحال ، تحتوي ذرات الغازات النبيلة على هذا التكوين الإلكتروني. لذلك ، تحتاج العناصر الأخرى إما إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها لإطاعة قاعدة الثمانيات. الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي تحتاجها الذرة لتفقده أو تكتسبه أو تشاركه في هذا الاستقرار هو تكافؤ تلك الذرة.
على سبيل المثال ، دعونا نفكر في السيليكون. تكوين الإلكترون للسيليكون هو 1s22s22p63s23p2الغلاف الخارجي هو n=3 ، ويحتوي على 4 إلكترونات.لذلك ، يجب أن تحصل على أربعة إلكترونات أخرى لإكمال الثمانية. بشكل عام ، يمكن للسيليكون مشاركة 4 إلكترونات مع عناصر أخرى لإكمال الثمانية. وبالتالي ، فإن تكافؤ السيليكون هو 4.
يختلف التكافؤ بالنسبة للعناصر الكيميائية المختلفة. ذلك لأن الإلكترونات تمتلئ في المدارات وفقًا لمستويات الطاقة لتلك المدارات. ومع ذلك ، فإن معظم المعادن الانتقالية لها نفس التكافؤ ؛ غالبًا ما يكون 2. ولكن ، يمكن أن يكون لبعض العناصر تكافؤ اختلاف لأن الذرة يمكن أن تستقر في تكوينات إلكترونية مختلفة عن طريق إزالة الإلكترونات.
على سبيل المثال ، في الحديد (Fe) ، يكون تكوين الإلكترون [Ar] 3d64s2لذلك ، تكافؤ الحديد هو 2 (2 إلكترون في 4s2). لكن في بعض الأحيان ، يصبح تكافؤ الحديد 3. ذلك لأن تكوين الإلكترون ثلاثي الأبعاد أكثر ثباتًا من 3d6وبالتالي ، إزالة إلكترون واحد آخر جنبا إلى جنب مع الإلكترونات 4s ستثبت الحديد أكثر.
ما هو رقم الأكسدة؟
رقم الأكسدة هو عدد الإلكترونات التي يمكن أن تفقدها الذرة أو تكسبها لتكوين رابطة مع ذرة أخرى. في بعض الأحيان ، نستخدم المصطلحين حالة الأكسدة ورقم الأكسدة بالتبادل ، لكن لهما اختلافات طفيفة.
الشكل 01: بعض العناصر الكيميائية يمكن أن تظهر أرقام أكسدة مختلفة
في معظم الأحيان ، يتم تطبيق مصطلح رقم الأكسدة على مجمعات التنسيق. في معقدات التنسيق ، يكون رقم الأكسدة هو شحنة الذرة المركزية لمركب التنسيق إذا كانت جميع الروابط حول تلك الذرة عبارة عن روابط أيونية. تتكون مجمعات التنسيق دائمًا تقريبًا من ذرات معدنية انتقالية في وسط المجمع. تحتوي ذرة المعدن هذه على مجموعات كيميائية في محيطها ، والتي نسميها بروابط. تحتوي هذه الروابط على أزواج إلكترونية وحيدة يمكن مشاركتها مع ذرات معدنية لتشكيل روابط تنسيق.
بعد تكوين رابطة التنسيق ، فإنها تشبه الرابطة التساهمية. ذلك لأن الذرتين في روابط التنسيق تشتركان في زوج من الإلكترونات ، تمامًا مثل الرابطة التساهمية. ومع ذلك ، علينا حساب عدد أكسدة ذرة المعدن المركزية مع الأخذ في الاعتبار روابط التنسيق كروابط أيونية.
ما هو الفرق بين التكافؤ وعدد الأكسدة؟
ترتبط مصطلحات عدد الأكسدة والتكافؤ بإلكترونات التكافؤ في الذرة. الفرق الرئيسي بين التكافؤ ورقم الأكسدة هو أن التكافؤ هو الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن تخسرها الذرة أو تكسبها أو تشاركها لتصبح مستقرة بينما رقم الأكسدة هو عدد الإلكترونات التي يمكن للذرة أن تفقدها أو تكسبها لتكوين رابطة مع ذرة أخرى. علاوة على ذلك ، يتم تطبيق مصطلح التكافؤ على أي عنصر كيميائي ، ولكن يتم تطبيق مصطلح رقم الأكسدة بشكل أساسي فيما يتعلق بمجمعات التنسيق.
أدناه مخطط المعلومات الرسومي يلخص الفرق بين التكافؤ ورقم الأكسدة.
ملخص - التكافؤ مقابل رقم الأكسدة
كل من رقم الأكسدة والتكافؤ عبارة عن مصطلحات مرتبطة بإلكترونات التكافؤ في الذرة. الفرق الرئيسي بين التكافؤ ورقم الأكسدة هو أن التكافؤ هو الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن تخسرها الذرة أو تكسبها أو تشاركها لتصبح مستقرة بينما رقم الأكسدة هو عدد الإلكترونات التي يمكن للذرة أن تفقدها أو تكسبها لتكوين رابطة مع ذرة أخرى.
