يشير مفهوم قاعدة الثمانية في الكيمياء إلى ميل الذرات إلى تفضيل وجود ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ؛ وذلك لأنها تكون داخل حالة من الاستقرار، حيث أن مجموعة العناصر النبيلة في الجدول الدوري تطبق قاعدة الثمانية.
إلكترونات التكافؤ
إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة، وهي تلعب دورًا حاسمًا في تحديد الخصائص الكيميائية للعناصر. تقع هذه الإلكترونات في أعلى مستوى طاقة للذرة، وهي المسؤولة عن التفاعلات الكيميائية التي تحدث بين الذرات. عندما تتفاعل الذرات مع بعضها البعض، فإنها تفعل ذلك من خلال تبادل أو مشاركة إلكترونات التكافؤ. هذا يمكن أن يؤدي إلى تكوين روابط كيميائية مثل الروابط الأيونية أو التساهمية. معرفة عدد إلكترونات التكافؤ في ذرة معينة يمكن أن يساعد في التنبؤ بكيفية تفاعل هذه الذرة مع الذرات الأخرى، مما يجعل فهم إلكترونات التكافؤ أمرًا جوهريًا في دراسة الكيمياء.
مفهوم قاعدة الثمانية
- عندما تحتوي الذرات على عدد أقل من ثمانية إلكترونات في غلافها الأخير، فإنها تميل إلى أن تتفاعل وتعمل على تشكيل مركبات وروابط كيميائية لتصل إلى حالة تكون فيها أكثر استقرارًا.
- وعندما نقوم بمناقشة قاعدة الثمانية، فإننا لا نأخذ في الاعتبار إلكترونات أفلاك d أو f، حيث أنه تشارك إلكترونات s و p فقط في قاعدة الثمانية، مما يجعلها مفيدة لعناصر المجموعة الرئيسية، وهي العناصر غير الموجودة في المعدن الانتقالي أو الكتل المعدنية الانتقالية الداخلية.
- تتطابق تركيبة بناء قاعدة ثماني في الذرات مع التكوينات الإلكترونية التي تنتهي بالتوزيع الإلكتروني التالي: (s2 p6).
- في العام 1904 ميلادي، صاغ ريتشارد أبيج ما يعرف الآن بقاعدة أبيج، والتي تنص على أن الفرق بين الحد الأقصى للتكافؤ الموجب والسالب لعنصر ما يكون في كثير من الأحيان يساوي ثمانية.
- تم استخدام هذه القاعدة لاحقًا في عام 1916 ميلادي عندما صاغ جيلبرت إن لويس “قاعدة الثمانية” في نظريته حول الذرة المكعبة.
- سوف تتفاعل الذرات لتصل إلى أكثر حالة استقرار ممكنة، الذرة التي تمتلك ثماني إلكترونات كاملة في مدارها الأخير تكون مستقرة جدًا؛ وذلك لأن جميع المدارات سوف تكون ممتلئة.
- تمتلك الذرات ذات الثبات والاستقرار الأكبر طاقة أقل، لذا فإن التفاعل الذي يعمل على الزيادة من ثبات الذرات سيطلق طاقة على شكل إما حرارة أو ضوء.
- يتم الترتيب المستقر عندما تكون الذرة محاطة بثمانية إلكترونات، حيث أنه يمكن تكوين هذه الثمانية بواسطة الإلكترونات الخاصة وبعض الإلكترونات المشتركة، وهكذا، فإن الذرة تستمر بتكوين روابط حتى يتم تكوين ثمانية إلكترونات في الغلاف الأخير وتطبيق قاعدة الثمانية.
- عادة يتم الارتباط بين إلكترونان ويعملان على تشكيل رابطة، فعلى سبيل المثال، الهيدروجين H2،يرتبط على هذه الصورة (H-H)، أما بالنسبة لمعظم باقي الذرات في الجدول الدوري، فإنه سيكون هناك ثمانية إلكترونات كحد أقصى في غلاف التكافؤ (هيكل ثماني)، على سبيل المثال، الميثان CH4، حيث ترتبط ذرة الكربون ب 4 هيدروجينات وتتشارك كل ذرة هيدروجين بإلكترون للوصول إلى حالة الاستقرار.
- نادرا ما تشكل الغازات النبيلة مركبات؛ وذلك لأنهم يمتلكون التكوين الأكثر استقرارًا (ثماني إلكترونات تكافؤ، وبدون شحنة)، لذلك ليس لديهم أي سبب لتغيير التكوين الخاص بهم.
- تحاول جميع العناصر الكيميائية الأخرى اكتساب الإلكترونات أو فقدها أو مشاركتها لتحقيق توزيع الغاز النبيل والذي يتسم بالاستقرار.
