אלקטרונים מזווגים באטום מתרחשים כזוגות במסלול אבל, אלקטרונים בלתי מזווגים אינם מתרחשים כזוגות אלקטרונים או זוגות. ההבדל העיקרי בין אלקטרונים מזווגים לבלתי מזווגים הוא שהאלקטרונים המזווגים גורמים לדימגנטיות של אטומים ואילו האלקטרונים הלא מזווגים גורמים לפרמגנטיות או פרומגנטיות באטומים.
אלקטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים באטומים. כל אטום ואטום מכיל לפחות אלקטרון אחד. במצב ניטרלי של אטום, מספר האלקטרונים שווה למספר הפרוטונים בגרעין האטום. אבל כאשר יש לו מטען חשמלי, המספרים הללו אינם שווים (מה שגורם למטען החשמלי).אנו יכולים לכתוב את תצורת האלקטרונים עבור אטום; זה נותן את סידור האלקטרונים ברמות אנרגיה שונות. תצורת אלקטרונים זו חושפת את האלקטרונים המזווגים והבלתי מזווגים באטום. כעת הבה נדון במה הן שתי הצורות הללו.
מהם אלקטרונים מזווגים?
אלקטרונים מזווגים הם האלקטרונים באטום המתרחשים במסלול כזוגות. אורביטל הוא מיקומו של אלקטרון באטום; במקום מיקום ספציפי, הוא נותן את האזור שבו אלקטרון נע סביב האטום מכיוון שהאלקטרונים נמצאים בתנועה מתמשכת סביב גרעין האטום. לפי התיאוריות המודרניות, האלקטרונים קיימים באורביטלים. מסלול אחד פשוט יכול להכיל מקסימום שני אלקטרונים. כשיש שני אלקטרונים במסלול אחד, אנו אומרים שיש זוג אלקטרונים. אלו הם האלקטרון המזווג באטום. כמה יסודות כימיים שכל האלקטרונים שלהם מזווגים, הם יציבים מאוד. אבל חלקם מגיבים. היציבות תלויה בתצורת האלקטרונים של האטום.
איור 01: סידור אלקטרונים באורביטלים של אטום חנקן
יתרה מכך, אם ניקח בחשבון את התכונות המגנטיות של יסוד כימי, יכולים להיות שלושה סוגים עיקריים של מגנטיות כמו יסודות דיאמגנטיים, פרמגנטיים ופרומגנטיים. מגנטיות זו תלויה בעיקר במספר האלקטרונים הבלתי מזווגים. לכן, לאלקטרונים המזווגים אין תרומה למגנטיות. אז נוכל למנות את היסודות הכימיים כאשר כל האלקטרונים שלהם מזווגים כאלמנטים כימיים דיאמגנטיים; דיאמגנטיות פירושה שהוא לא מושך לשדה מגנטי.
מהם אלקטרונים לא מזווגים?
אלקטרונים לא מזווגים הם האלקטרונים באטום המתרחשים במסלול בלבד. המשמעות היא שהאלקטרונים הללו אינם מזווגים או מתרחשים כזוגות אלקטרונים.אנו יכולים לקבוע בקלות אם יש אלקטרונים לא מזווגים באטום פשוט על ידי כתיבת תצורת האלקטרונים שלו. האטומים שיש להם אלקטרונים אלה מראים תכונות פרמגנטיות או תכונות פרומגנטיות.
לחומרים פרמגנטיים יש מעט אלקטרונים לא מזווגים בעוד שלחומרים פרומגנטיים יש יותר אלקטרונים לא מזווגים; לפיכך, חומרים פרומגנטיים מושכים לשדה מגנטי בדרגה גבוהה יותר מזו של חומר פרמגנטי. כאשר לאטום או מולקולה יש סוג זה של אלקטרון, אנו קוראים לזה רדיקל חופשי. היסודות הכימיים שיש להם אלקטרונים אלה הם מאוד תגובתיים. הסיבה לכך היא שהם נוטים לזווג את כל האלקטרונים שלהם כדי להפוך ליציבים; בעל אלקטרון לא מזווג אינו יציב.
מה ההבדל בין אלקטרונים מזווגים לבלתי מזווגים?
אלקטרונים מזווגים הם האלקטרונים באטום המתרחשים באורביטל כזוגות ואילו אלקטרונים לא מזווגים הם האלקטרונים באטום המתרחשים באורביטל בלבד. לכן, אלקטרונים מזווגים תמיד מתרחשים כזוג אלקטרונים ואילו אלקטרונים בלתי מזווגים מתרחשים כאלקטרונים בודדים במסלול.זהו ההבדל המהותי בין אלקטרונים מזווגים ללא-זווגים. יתר על כן, האלקטרונים הזוגיים גורמים לדימגנטיות של אטומים ואילו האלקטרונים הלא מזווגים גורמים לפרמגנטיות או פרומגנטיות באטומים. אנו יכולים לומר זאת כהבדל המפתח בין אלקטרונים מזווגים ללא-זווגים.
סיכום – אלקטרונים מזווגים לעומת לא מזווגים
אלקטרונים מתרחשים באורביטלים אטומיים. הם נמצאים בתנועה חופשית סביב גרעין האטום. אלקטרונים אלה עשויים להופיע בשני סוגים כאלקטרונים מזווגים או בלתי מזווגים. ההבדל בין אלקטרונים מזווגים לבלתי מזווגים הוא שאלקטרונים מזווגים גורמים לדיאמגנטיות של אטומים ואילו אלקטרונים לא מזווגים גורמים לפראמגנטיות או פרומגנטיות באטומים.
