อิเล็กตรอนที่จับคู่ในอะตอมเกิดขึ้นเป็นคู่ในวงโคจร แต่อิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่จะไม่เกิดขึ้นเป็นคู่อิเล็กตรอนหรือคู่ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอิเล็กตรอนที่จับคู่กับอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ก็คือ อิเล็กตรอนที่จับคู่ทำให้เกิดไดอะแมกเนติกของอะตอม ในขณะที่อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ทำให้เกิดพาราแมกเนติกหรือเฟอร์โรแมกเนติกในอะตอม
อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยในอะตอม แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนอย่างน้อยหนึ่งตัว ในสถานะเป็นกลางของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม แต่เมื่อมีประจุไฟฟ้า ตัวเลขเหล่านี้จะไม่เท่ากัน (ซึ่งทำให้เกิดประจุไฟฟ้า)เราสามารถเขียนโครงร่างอิเล็กตรอนของอะตอมได้ มันให้การจัดเรียงอิเล็กตรอนในระดับพลังงานต่างๆ การกำหนดค่าอิเล็กตรอนนี้เปิดเผยเกี่ยวกับอิเล็กตรอนที่จับคู่และไม่มีคู่ในอะตอม ตอนนี้ให้เราคุยกันว่าสองรูปแบบนี้คืออะไร
อิเล็กตรอนคู่คืออะไร
คู่อิเล็กตรอนคืออิเล็กตรอนในอะตอมที่เกิดขึ้นในวงโคจรเป็นคู่ การโคจรคือตำแหน่งของอิเล็กตรอนในอะตอม แทนที่จะเป็นตำแหน่งเฉพาะ มันให้บริเวณที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ อะตอมเนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสของอะตอมอย่างต่อเนื่อง ตามทฤษฎีสมัยใหม่ อิเล็กตรอนมีอยู่ในออร์บิทัล หนึ่งออร์บิทัลที่ง่ายที่สุดสามารถเก็บอิเลคตรอนได้สูงสุดสองตัว เมื่อมีอิเล็กตรอนสองตัวในหนึ่งออร์บิทัล เราบอกว่ามีอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง นี่คืออิเล็กตรอนคู่ในอะตอม องค์ประกอบทางเคมีบางชนิดที่มีอิเลคตรอนจับคู่กันทั้งหมดมีความเสถียรมาก แต่บางส่วนมีปฏิกิริยา ความเสถียรขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของอะตอม
รูปที่ 01: การจัดเรียงอิเล็กตรอนในออร์บิทัลของอะตอมไนโตรเจน
ยิ่งไปกว่านั้น หากเราพิจารณาคุณสมบัติทางแม่เหล็กขององค์ประกอบทางเคมี แรงแม่เหล็กสามารถมีได้สามประเภทใหญ่ๆ เช่น องค์ประกอบไดแม่เหล็ก พาราแมกเนติก และเฟอร์โรแมกเนติก สนามแม่เหล็กนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ ดังนั้นอิเล็กตรอนที่จับคู่จึงไม่มีส่วนทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก จากนั้นเราสามารถตั้งชื่อองค์ประกอบทางเคมีที่มีอิเล็กตรอนทั้งหมดจับคู่เป็นองค์ประกอบทางเคมีไดอะแมกเนติก ไดอะแมกเนติกหมายความว่าไม่ดึงดูดสนามแม่เหล็ก
อิเล็กตรอนที่ไม่ได้รับการจับคู่คืออะไร
อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่คืออิเล็กตรอนในอะตอมที่เกิดขึ้นในวงโคจรเพียงอย่างเดียว ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้ไม่ได้จับคู่หรือเกิดขึ้นเป็นคู่อิเล็กตรอนเราสามารถระบุได้อย่างง่ายดายว่ามีอิเล็กตรอนในอะตอมหรือไม่โดยเพียงแค่เขียนการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของมัน อะตอมที่มีอิเล็กตรอนเหล่านี้แสดงคุณสมบัติพาราแมกเนติกหรือคุณสมบัติเฟอร์โรแมกเนติก
วัสดุพาราแมกเนติกมีอิเลคตรอนที่ไม่คู่กันจำนวนน้อย ในขณะที่วัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกจะมีอิเล็คตรอนที่ไม่มีคู่มากกว่า ดังนั้นวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกจะดึงดูดสนามแม่เหล็กในระดับที่สูงกว่าวัสดุพาราแมกเนติก เมื่ออะตอมหรือโมเลกุลมีอิเล็กตรอนประเภทนี้ เราเรียกว่าอนุมูลอิสระ องค์ประกอบทางเคมีที่มีอิเล็กตรอนเหล่านี้มีปฏิกิริยาสูง นี่เป็นเพราะพวกเขามักจะจับคู่อิเล็กตรอนทั้งหมดเพื่อให้มีความเสถียร การมีอิเล็กตรอนคู่ไม่เสถียร
อิเลคตรอนที่จับคู่กับอิเลคตรอนไม่จับคู่ต่างกันอย่างไร
อิเล็กตรอนที่จับคู่คืออิเล็กตรอนในอะตอมที่เกิดขึ้นในวงโคจรเป็นคู่ ในขณะที่อิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่คืออิเล็กตรอนในอะตอมที่เกิดขึ้นในวงโคจรเพียงอย่างเดียว ดังนั้นอิเล็กตรอนคู่จึงมักเกิดขึ้นเป็นคู่ของอิเล็กตรอนในขณะที่อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่จะเกิดขึ้นเป็นอิเล็กตรอนเดี่ยวในวงโคจรนี่คือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างอิเล็กตรอนที่จับคู่และไม่ได้จับคู่ นอกจากนี้อิเล็กตรอนที่จับคู่ทำให้เกิดไดอะแมกเนติกของอะตอมในขณะที่อิเลคตรอนที่ไม่มีคู่ทำให้เกิดพาราแมกเนติกหรือเฟอโรแมกเนติซึมในอะตอม เราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างอิเล็กตรอนที่จับคู่และไม่จับคู่
สรุป – จับคู่กับอิเล็กตรอนไม่จับคู่
อิเล็กตรอนเกิดขึ้นในออร์บิทัลของอะตอม พวกมันเคลื่อนที่อย่างอิสระรอบนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนเหล่านี้อาจเกิดขึ้นในสองประเภทเป็นอิเล็กตรอนที่จับคู่หรือไม่มีคู่ ความแตกต่างระหว่างอิเล็คตรอนที่จับคู่กับอิเลคตรอนแบบคู่คืออิเลคตรอนที่จับคู่ทำให้เกิดไดอะแมกเนติซึมของอะตอม ในขณะที่อิเลคตรอนแบบไม่มีคู่ทำให้เกิดพาราแมกเนติกหรือเฟอโรแมกเนติกในอะตอม