تفاوت کلیدی بین الکترون های ظرفیت و هسته این است که الکترون های ظرفیت در تشکیل پیوندهای شیمیایی شرکت می کنند در حالی که الکترون های هسته این کار را نمی کنند.
اتم ها بلوک های سازنده همه مواد موجود هستند. آنها به قدری کوچک هستند که ما حتی نمی توانیم آنها را با چشم غیر مسلح خود مشاهده کنیم. به طور کلی، اتم ها در محدوده آنگستروم قرار دارند. اتم از یک هسته تشکیل شده است که دارای پروتون و نوترون است. الکترون هایی در اطراف هسته در اوربیتال ها می چرخند. بیشتر فضای یک اتم خالی است. نیروهای جاذبه بین هسته با بار مثبت (بار مثبت ناشی از پروتون ها) و الکترون های دارای بار منفی شکل اتم را حفظ می کنند.الکترون ها در اوربیتال ها به صورت جفت در اتم قرار دارند و دارای اسپین های مخالف هستند. علاوه بر این، دو نوع الکترون به عنوان الکترون ظرفیت و الکترون هسته وجود دارد.
الکترونهای ظرفیت چیست؟
الکترون های ظرفیت الکترون هایی در اتم هستند که در تشکیل پیوند شیمیایی شرکت می کنند. هنگامی که پیوندهای شیمیایی تشکیل می شود، یک اتم می تواند الکترون به دست آورد، الکترون اهدا کند یا الکترون به اشتراک بگذارد. توانایی اهدا، به دست آوردن یا به اشتراک گذاری این الکترون ها به تعداد الکترون های ظرفیتی آنها بستگی دارد. به عنوان مثال، هنگامی که یک مولکول H2 تشکیل می شود، یک اتم هیدروژن یک الکترون به پیوند کووالانسی می دهد. بنابراین، دو اتم دو الکترون مشترک دارند. بنابراین، یک اتم هیدروژن یک الکترون ظرفیت دارد. در تشکیل کلرید سدیم، یک اتم سدیم یک الکترون تولید می کند، در حالی که یک اتم کلر یک الکترون می گیرد. این اتفاق به منظور پر کردن یک اکتت در اوربیتال های ظرفیت آنها رخ می دهد. در آنجا سدیم تنها یک الکترون ظرفیت دارد و کلر دارای هفت الکترون است. بنابراین با مشاهده الکترون های ظرفیتی می توان واکنش شیمیایی اتم ها را مشخص کرد.
شکل 01: اتم سدیم یک الکترون ظرفیت دارد
عناصر گروه اصلی (گروه I، II، III، و غیره) دارای الکترون های ظرفیتی در بیرونی ترین پوسته هستند. تعداد الکترون های ظرفیت معادل عدد گروه آنهاست. اتم های بی اثر دارای پوسته هایی با حداکثر تعداد الکترون های ظرفیت هستند. برای فلزات واسطه، برخی از الکترون های داخلی نیز به عنوان الکترون ظرفیت عمل می کنند. تعداد الکترون های ظرفیت را می توان با نگاه کردن به پیکربندی الکترونی اتم تعیین کرد. به عنوان مثال، نیتروژن دارای پیکربندی الکترونی 1s2 2s2 2p3 الکترون های موجود در 2 است. پوسته nd (که در این مورد بالاترین عدد کوانتومی اصلی است) به عنوان الکترون های ظرفیت در نظر گرفته می شوند. بنابراین نیتروژن دارای پنج الکترون ظرفیتی است. الکترون های ظرفیت علاوه بر مشارکت در پیوند، دلیل هدایت حرارتی و الکتریکی عناصر نیز هستند.
الکترونهای هسته چیست؟
الکترونهای هسته الکترونهایی غیر از الکترونهای ظرفیت اتم هستند. از آنجایی که این الکترون ها در مکان های داخلی اتم قرار دارند، الکترون های هسته در تشکیل پیوند شرکت نمی کنند. آنها در پوسته های داخلی اتم قرار دارند. برای مثال، در یک اتم نیتروژن (1s2 2s2 2p3)، پنج الکترون از همه هفت الکترون ظرفیت هستند، در حالی که دو الکترون 1s الکترون های هسته هستند.
شکل 02: نیتروژن دارای دو الکترون هسته است
علاوه بر این، انرژی لازم برای حذف یک الکترون هسته از یک اتم بسیار بیشتر از انرژی مورد نیاز برای الکترون های ظرفیتی است.
تفاوت بین ظرفیت و الکترون هسته چیست؟
هم الکترونهای ظرفیت و هم الکترونهای هسته در اطراف هسته اتم حرکت می کنند.الکترونهای ظرفیت در بیرونی‌ترین لایه‌های الکترونی و الکترونهای هسته در لایه‌های داخلی قرار دارند. به عنوان مثال، یک اتم نیتروژن دارای 5 الکترون ظرفیت و 2 الکترون هسته با توجه به پیکربندی الکترون است. 1s2 2s2 2p3 مهمتر از همه، تفاوت کلیدی بین الکترونهای ظرفیت و هسته این است که الکترونهای ظرفیت در تشکیل پیوند شیمیایی شرکت می‌کنند، اما الکترونهای هسته مشارکت نمی‌کنند.
علاوه بر این، یکی دیگر از تفاوت های مهم بین الکترون های ظرفیت و هسته این است که انرژی مورد نیاز برای حذف الکترون های هسته در مقایسه با انرژی مورد نیاز برای حذف الکترون های ظرفیت بسیار زیاد است.
خلاصه - ظرفیت در مقابل الکترونهای هسته
دو نوع الکترون در اتم وجود دارد که الکترون های ظرفیتی و هسته ای هستند.الکترون های ظرفیت در بیرونی ترین پوسته ها قرار دارند در حالی که الکترون های هسته در لایه های داخلی قرار دارند. تفاوت اصلی بین الکترون های ظرفیت و هسته این است که الکترون های ظرفیت در تشکیل پیوند شیمیایی شرکت می کنند در حالی که الکترون های هسته این کار را نمی کنند.
