تكافؤ العنصر الكيميائي

إن تكافؤ العنصر هو مقياس لقدرته على الاتحاد مع ذرات أخرى عندما يشكل مركبات كيميائية أو جزيئات. وقد تم تطوير مفهوم التكافؤ في النصف الأخير من القرن التاسع عشر وكان ناجحًا في تفسير البنية الجزيئية للعديد من المركبات العضوية.

وقد أدى البحث عن الأسباب الكامنة وراء التكافؤ إلى ظهور النظريات الحديثة للترابط الكيميائي، بما في ذلك هياكل لويس (1916)، ونظرية الرابطة التكافؤية (1927)، والمدارات الجزيئية (1928)، ونظرية تنافر أزواج الإلكترونات في غلاف التكافؤ (1958) وجميع الطرق المتقدمة في الكيمياء الكمومية.

تم تحديد قوة الارتباط أو تقارب ذرة عنصر ما من خلال عدد ذرات الهيدروجين التي اتحدت معها. فمثلا في الميثان، يكون للكربون تكافؤ 4 ، و في الأمونيا، يكون للنيتروجين تكافؤ 3 ، أما  في الماء، يكون للأكسجين تكافؤ 2 ، وفي كلوريد الهيدروجين، يكون للكلور تكافؤ 1.

يمكن استبدال الكلور، نظرًا لأن تكافؤه 1، بالهيدروجين، لذلك يكون للفوسفور تكافؤ 5 في خماسي كلوريد الفوسفور، PCl _5.

ملاحظات مهمة عن التكافؤ:

1- بالنسبة لعناصر المجموعة الرئيسية (المجموعات 1، 2، 13-18)، فإن التكافؤ يتوافق غالبًا مع رقم المجموعة.

2- العناصر من المجموعة 1 (المعادن القلوية) لها تكافؤ +1، العناصر من المجموعة 2 (المعادن القلوية الترابية) لها تكافؤ +2.

3- العناصر في المجموعة 17 (الهالوجينات) لها تكافؤ -1، في حين أن العناصر في المجموعة 16 لها تكافؤ -2.

4- يمكن أن يكون للمعادن الانتقالية تكافؤات متغيرة بسبب توفر حالات أكسدة متعددة.

5- يمكن استخدام التكافؤ للتنبؤ بصيغ المركبات المتكونة بين العناصر.

6- تتمتع الغازات النبيلة عادة بتكافؤ 0، لأنها تحتوي على تكوين إلكتروني مستقر.

7-تكافؤ العناصر هي الخاصية التي تظهر عندما يتحد ذرة من عنصر ما مع ذرات عناصر أخرى.

تكافؤ بعض المجموعات الذرية المهمة:

1-مجموعة النترات NO ₃  ^–  : أحادية التكافؤ -1

2-مجموعة الكبريتيت SO ₃ ^2-  : -2 ثنائية التكافؤ

3- مجموعة بيسلفيت HSO3 _–  ^:  أحادي التكافؤ -1

4- مجموعة الكبريتات SO ₄ ^2-  : -2 ثنائية التكافؤ

5- مجموعة الكربونات CO3 _2- ^:  -2 ثنائية التكافؤ

6- مجموعة البيركلورات ClO3 _– ^:  أحادية التكافؤ -1

7- مجموعة الهيدروكسيد OH  ^–  : أحادية التكافؤ -1

8- مجموعة الأمونيوم NH ₄ ⁺  : +1 أحادية التكافؤ

9- مجموعة الفوسفات PO ₄ ^3-  :-3 ثلاثية التكافؤ

10- مجموعة البيكربونات HC03 ₃ ^–  : أحادية التكافؤ -1

11- مجموعة البرمنجنات MnO4 _2- ^:  -1 أحادية التكافؤ

12- مجموعة الأسيتات CH ₃ COO-: -1 أحادية التكافؤ