1٫6cm 21cm (2,3) الكيمياء 20171438 ه1437 - م2016 20171438 27.5cm (2,3) )2،3( الف�سالن الدرا�سيان- �ستوى الأولا طبعة تجريبية الكيمياء �أعدَّ الن�سخة العربية �شركة العبيكان للتعليم التحرير والمراجعة والمواءمة د .م�صطفى ح�سن م�صطفى حازم محمد الخطيب التعريب والتحرير اللغوي Original Title: Chemistry Matter and Change By: Thandi Buthelezi Cheryl Wistrom Nicholas Hainen Laurel Dingrando Dinah Zike نخبة من المتخ�ص�صين �إعداد ال�صور د� .سعود بن عبدالعزيز الفراج الإ�شراف العلمي د� .أحمد محمد رفيع www.macmillanmh.com حقوق الطبعة الإنجليزية محفوظة ل�شركة ماجروهل©2008 ،م. الطبعة العربية :مجموعة العبيكان لال�ستثمار وفقًا التفاقيتها مع �شركة ماجروهل© 2008م1429 /هـ. English Edition Copyright © 2008 the McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Arabic Edition is published by Obeikan under agreement with The McGraw-Hill Companies, Inc. © 2008. ال ي�سمح ب�إعادة �إ�صدار هذا الكتاب �أو نقله في �أي �شكل �أو وا�سطة� ،سوا ًء �أكانت �إلكترونية �أو ميكانيكية ،بما في ذلك الت�صوير بالن�سخ «فوتوكوبي»� ،أو الت�سجيل� ،أو التخزين و اال�سترجاع ،دون �إذن خطي من النا�شر. ﺍﻟﺤﻤﺪ ﻟﻠﻪ ﺭﺏ ﺍﻟﻌﺎﻟﻤﻴﻦ ،ﻭﺍﻟﺼﻼﺓ ﻭﺍﻟﺴﻼﻡ ﻋﻠﻰ ﺃﺷﺮﻑ ﺍﻷﻧﺒﻴﺎﺀ ﻭﺍﻟﻤﺮﺳﻠﻴﻦ ،ﻭﻋﻠﻰ ﺁﻟﻪ ﻭﺻﺤﺒﻪ ﺃﺟﻤﻌﻴﻦ ،ﻭﺑﻌﺪ: ﻳﺄﺗﻲ ﺍﻫﺘﻤﺎﻡ ﺍﻟﺪﻭﻟﺔ ﺑﺘﻄﻮﻳﺮ ﺍﻟﻤﻨﺎﻫﺞ ﺍﻟﺪﺭﺍﺳﻴﺔ ﻭﺗﺤﺪﻳﺜﻬﺎ ﻓﻲ ﺇﻃﺎﺭ ﺍﻟﺨﻄﺔ ﺍﻟﻌﺎﻣﺔ ﻟﻠﺪﻭﻟﺔ ،ﻭﺳﻌﻴﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﻣﻮﺍﻛﺒﺔ ﺍﻟﺘﻄﻮﺭﺍﺕ ﺍﻟﻌﺎﻟﻤﻴﺔ ﻋﻠﻰ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺍﻟﺼﻌﺪ. ﻭﻳﺄﺗﻲ ﻛﺘﺎﺏ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ١ﺍﻟﻤﺴﺘﻮ ﺍﻷﻭﻝ ﻓﻲ ﺇﻃﺎﺭ ﻣﺸﺮﻭﻉ ﺗﻄﻮﻳﺮ ﺗﺪﺭﻳﺲ ﺍﻟﺮﻳﺎﺿﻴﺎﺕ ﻭﺍﻟﻌﻠﻮﻡ ﺍﻟﻄﺒﻴﻌﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺪﻭﻟﺔ ،ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻬﺪﻑ ﺇﻟﻰ ﺇﺣﺪﺍﺙ ﺗﻄﻮﺭ ﻧﻮﻋﻲ ﻓﻲ ﺗﺪﺭﻳﺲ ﻫﺎﺗﻴﻦ ﺍﻟﻤﺎﺩﺗﻴﻦ ،ﺑﺤﻴﺚ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﻄﺎﻟﺐ ﻓﻴﻬﻤﺎ ﻫﻮ ﻣﺤﻮﺭ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺍﻟﺘﻌﻠﻴﻤﻴﺔ ﺍﻟﺘﻌﻠﻤﻴﺔ .ﻭﻗﺪ ﺟﺎﺀ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻜﺘﺎﺏ ﻓﻲ ﺛﻤﺎﻧﻲ ﻭﺣﺪﺍﺕ ،ﻫﻲ: ﻣﻘﺪﻣﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ،ﻭﺍﻟﻤﺎﺩﺓ – ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﻭﺍﻟﺘﻐﻴﺮﺍﺕ ،ﻭﺍﻟﻤﺎﺩﺓ – ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺍﻟﺬﺭﺓ ،ﻭﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ،ﻭﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﻭﺍﻟﺘﺪﺭﺝ ﻓﻲ ﺧﻮﺍﺹ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ،ﻭﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻷﻳﻮﻧﻴﺔ ﻭﺍﻟﻔﻠﺰﺍﺕ ،ﻭﺍﻟﺮﻭﺍﺑﻂ ﺍﻟﺘﺴﺎﻫﻤﻴﺔ ،ﻭﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻼﺕ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ. ﻭﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ﻓﺮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻌﻠﻮﻡ ﺍﻟﻄﺒﻴﻌﻴﺔ ﻳﺘﻌﺎﻣﻞ ﻣﻊ ﺑﻨﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻭﻣﻜﻮﻧﺎﺗﻬﺎ ﻭﺧﺼﺎﺋﺼﻬﺎ ﺍﻟﻨﺸﻄﺔ .ﻭﻷﻥ ﺣﻴﺰﺍ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﺮﺍﻍ ﻭﻟﻪ ﻛﺘﻠﺔ ،ﺇﺫﻥ ﻓﺎﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ﺗﻬﺘﻢ ﺑﺪﺭﺍﺳﺔ ﻛﻞ ﺷﻲﺀ ﻳﺤﻴﻂ ﺑﻨﺎ، ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻫﻲ ﻛﻞ ﺷﻲﺀ ﻳﺸﻐﻞ ﹰ ﻭﻣﻦ ﺫﻟﻚ ﺍﻟﺴﻮﺍﺋﻞ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﺸﺮﺑﻬﺎ ،ﻭﺍﻟﻐﺎﺯﺍﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﺘﻨ ﹼﻔﺴﻬﺎ ،ﻭﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﻣﻨﻬﺎ ﺟﻬﺎﺯﻧﺎ ﺍﻟﺨﻠﻮﻱ، ﻭﻃﺒﻴﻌﺔ ﺍﻷﺭﺽ ﺗﺤﺖ ﺃﻗﺪﺍﻣﻨﺎ .ﻛﻤﺎ ﺗﻬﺘﻢ ﺑﺪﺭﺍﺳﺔ ﺟﻤﻴﻊ ﺍﻟﺘﻐﻴﺮﺍﺕ ﻭﺍﻟﺘﺤﻮﻻﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻄﺮﺃ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ. ﻳﺤﻮﻝ ﺇﻟﻰ ﻣﻨﺘﺠﺎﺕ ﻧﻔﻄﻴﺔ ﻗﺎﺑﻠﺔ ﻟﻼﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺑﻄﺮﺍﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ،ﻭﻛﺬﻟﻚ ﺗﺤﻮﻳﻞ ﺑﻌﺾ ﻓﺎﻟﻨﻔﻂ ﺍﻟﺨﺎﻡ ﹼ ﺍﻟﻤﻨﺘﺠﺎﺕ ﺍﻟﻨﻔﻄﻴﺔ ﺇﻟﻰ ﻣﻮﺍﺩ ﺑﻼﺳﺘﻴﻜﻴﺔ .ﻭﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﺨﺎﻡ ﺍﻟﻤﻌﺪﻧﻴﺔ ﻳﺴﺘﺨﻠﺺ ﻣﻨﻬﺎ ﺍﻟﻔﻠﺰﺍﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺴﺘﺨﺪﻡ ﻓﻲ ﺍﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﺎﺕ ﺍﻟﺪﻗﻴﻘﺔ ،ﻭﻓﻲ ﺻﻨﺎﻋﺔ ﺍﻟﺴﻴﺎﺭﺍﺕ ﻭﺍﻟﻄﺎﺋﺮﺍﺕ .ﻭﺍﻷﺩﻭﻳﺔ ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﺗﺴﺘﺨﻠﺺ ﻣﻦ ﻣﺼﺎﺩﺭ ﻃﺒﻴﻌﻴﺔ ﺛﻢ ﺗﻔﺼﻞ ﻭﺗﺮﻛﺐ ﻓﻲ ﻣﺨﺘﺒﺮﺍﺕ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ .ﻭﻳﺘﻢ ﻓﻲ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺨﺘﺒﺮﺍﺕ ﺗﻌﺪﻳﻞ ﻣﻮﺍﺻﻔﺎﺕ ﻫﺬﻩ ﺍﻷﺩﻭﻳﺔ ﻟﺘﺘﻮﺍﻓﻖ ﻣﻊ ﺍﻟﻤﻮﺍﺻﻔﺎﺕ ﺍﻟﺼﻴﺪﻻﻧﻴﺔ ،ﻭﺗﻠﺒﻲ ﻣﺘﻄﻠﺒﺎﺕ ﺍﻟﻄﺐ ﺍﻟﺤﺪﻳﺚ. ﻭﻗﺪ ﺗﻢ ﺑﻨﺎﺀ ﻣﺤﺘﻮ ﻛﺘﺎﺏ ﺍﻟﻄﺎﻟﺐ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﺗﺘﻴﺢ ﻣﻤﺎﺭﺳﺔ ﺍﻟﻌﻠﻢ ﻛﻤﺎ ﻳﻤﺎﺭﺳﻪ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ،ﻭﺟﺎﺀ ﺗﻨﻈﻴﻢ ﺍﻟﻤﺤﺘﻮ ﺑﺄﺳﻠﻮﺏ ﻣﺸﻮﻕ ﻳﻌﻜﺲ ﺍﻟﻔﻠﺴﻔﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺑﻨﻴﺖ ﻋﻠﻴﻬﺎ ﺳﻠﺴﻠﺔ ﻣﻨﺎﻫﺞ ﺍﻟﻌﻠﻮﻡ ﻣﻦ ﺣﻴﺚ ﺇﺗﺎﺣﺔ ﺍﻟﻔﺮﺹ ﻭﺍﻟﻤﻮﺟﻪ ﻭﺍﻟﻤﻔﺘﻮﺡ .ﻓﻘﺒﻞ ﺍﻟﻤﺘﻌﺪﺩﺓ ﻟﻠﻄﺎﻟﺐ ﻟﻤﻤﺎﺭﺳﺔ ﺍﻻﺳﺘﻘﺼﺎﺀ ﺍﻟﻌﻠﻤﻲ ﺑﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺗﻪ ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ،ﺍﻟﻤﺒﻨﻲ ﱠ ﺍﻟﺒﺪﺀ ﻓﻲ ﺩﺭﺍﺳﺔ ﻣﺤﺘﻮ ﻛﻞ ﻭﺣﺪﺓ ﻣﻦ ﻭﺣﺪﺍﺕ ﺍﻟﻜﺘﺎﺏ ،ﻳﻘﻮﻡ ﺍﻟﻄﺎﻟﺐ ﺑﺎﻻﻃﻼﻉ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻔﻜﺮﺓ ﺍﻟﻌﺎﻣﺔ ﻟﻠﻮﺣﺪﺓ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻘﺪﻡ ﺻﻮﺭﺓ ﺷﺎﻣﻠﺔ ﻋﻦ ﻣﺤﺘﻮﺍﻫﺎ .ﺛﻢ ﻳﻘﻮﻡ ﺑﺘﻨﻔﻴﺬ ﺃﺣﺪ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻻﺳﺘﻘﺼﺎﺀ ﺍﻟﻤﺒﻨﻲ ﺗﺤﺖ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺍﻻﺳﺘﻬﻼﻟﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺴﺎﻋﺪ ﹰ ﺃﻳﻀﺎ ﻋﻠﻰ ﺗﻜﻮﻳﻦ ﺍﻟﻨﻈﺮﺓ ﺍﻟﺸﺎﻣﻠﺔ ﻟﻤﺤﺘﻮ ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ .ﻭﺗﺘﻴﺢ ﺍﻟﻤﻮﺟﻪ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ ﺳﺆﺍﻝ ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ ﺍﻻﺳﺘﻬﻼﻟﻴﺔ ﻓﻲ ﻧﻬﺎﻳﺘﻬﺎ ﻣﻤﺎﺭﺳﺔ ﺷﻜﻞ ﺁﺧﺮ ﻣﻦ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻻﺳﺘﻘﺼﺎﺀ ﹼ ﺍﻻﺳﺘﻘﺼﺎﺀ ﺍﻟﻤﻄﺮﻭﺡ .ﻭﺗﺘﻀﻤﻦ ﺍﻟﻨﺸﺎﻃﺎﺕ ﺍﻟﺘﻤﻬﻴﺪﻳﺔ ﻟﻠﻮﺣﺪﺓ ﺇﻋﺪﺍﺩ ﻣﻄﻮﻳﺔ ﺗﺴﺎﻋﺪ ﻋﻠﻰ ﺗﻠﺨﻴﺺ ﺃﺑﺮﺯ 4 األفكار والمفاهيم التي ستتناولها الوحدة .وهناك أشكال أخرى من النشاطات االستقصائية األخرى التي يمكن تنفيذها من خالل دراسة المحتوى ،ومنها مختبرات تحليل البيانات ،أو حل المشكالت، مفتوحا أو التجارب العملية السريعة ،أو مختبر الكيمياء في نهاية كل وحدة ،الذي يتضمن استقصا ًء ً في نهايته. وعندما تبدأ دراسة المحتوى تجد في كل قسم ً ربطا بين المفردات السابقة والمفردات الجديدة، وفكرة رئيسة خاصة بكل قسم ترتبط مع الفكرة العامة للوحدة .وستجد أدوات أخرى تساعدك وتفسيرا وشرحا على فهم المحتوى ،منها ربط المحتوى مع واقع الحياة ،أو مع العلوم األخرى، ً ً للمفردات الجديدة التي تظهر مظللة باللون األصفر ،وتجد ً أيضا أمﺜلة محلولة يليها مسائل تدريبية وتضمن كل قسم مجموعة من الصور واألشكال تعمق معرفتك وخبراتك في فهم محتوى الفصل. ِّ ِّ والرسوم التوضيحية بدرجة عالية الوضوح تعزز فهمك للمحتوى .وتجد ً أيضا مجموعة من الشروح والتفسيرات في هوامﺶ الكتاب ،منها ما يتعلق بالمهن ،أو التمييز بين االستعمال العلمي واالستعمال الشائع لبعﺾ المفردات ،أو إرشادات للتعامل مع المطوية التي تعدها في بداية كل وحدة. وقد وﻇفت أدوات التقويم الواقعي في مستويات التقويم بأنواعه الﺜالﺛة :التمهيدي والتكويني لتعرف ما يعرفه تقويما والختامي؛ إذ يمكن توﻇيف الصورة االفتتاحية في كل وحدة بوصفها اًّ ً تمهيديا ّ الطالب عن موضوﻉ الوحدة ،أو من خالل مناقشة األسﺌلة المطروحة في التجربة االستهاللية .ومع التقدم في دراسة كل جزء من المحتوى تجد سﺆا ً خاصا ال تحت عنوان » ماذا قرأت؟« ،وتجد تقويما اًّ ً بكل قسم من أقسام الوحدة يتضمن أفكار المحتوى ،وأسﺌلة تعزز فهمك لما تعلمت وما ترغب في تعلمه في األقسام الالحقة .وفي نهاية الوحدة تجد دلي ً تذكيرا بالفكرة يتضمن ال لمراجعة الوحدة َّ ً العامة واألفكار الرئيسة والمفردات الخاصة بأقسام الوحدة ،وخالصة باألفكار الرئيسة التي وردت تقويما للوحدة في صورة أسﺌلة متنوعة تهدف إلى إتقان المفاهيم ،وحل في كل قسم .ﺛم تجد ً تحفيز، المسائل ،وأسﺌلة خاصة بالتفكير الناقد ،والمراجعة العامة ،والمراجعة التراكمية ،ومسائل ﱟ إضافيا يتضمن تقويم مهارات الكتابة في الكيمياء ،وأسﺌلة خاصة بالمستندات تتعلق بنتائﺞ وتقويما ً اًّ اختبارا مقن ًنا يهدف إلى تقويم فهمك بعﺾ التقارير أو البحوث العلمية .وفي نهاية كل وحدة تجد ً للموضوعات التي قمت بتعلمها ساب ًقا. والله نسأل أن يحقق الكتاب األهداف المرجوة منه ،وأن يوفق الجميع لما فيه خير الوطن وتقدمه وازدهاره. 5 قائمة احتويات الوحدة 1 مقدمة الكيمياء مقدمة الكيمياء 12 ................................................................ 1-1ﻗﺼة مﺎﺩتﲔ 14 ......................................................... 1-2الﻜيميﺎﺀ ﻭاﳌﺎﺩﺓ 19 .................................................... 1-3الطﺮاﺋﻖ العﻠمية 22 ................................................... 1-3البﺤﺚ العﻠمﻲ 27 .................................................... مﻬﻦ :مﺮ ﹼمﻢ الﻠوﺣﺎت الفنية 34 ........................................... Introduction to Chemistry الﻜيميـﺎﺀ ﻋﻠـﻢ ﺃﺳـﺎﳼ ﰲ ﺣيﺎتنﺎ. 1-1ق�سة مادت اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الكيمي�اء ه�ي دراس�ة اﳌادة والتغﲑات التي تطرأ عليها. 1-2الكيمياء واادة تتناول ﳎاالت علم الكيمياء دراسة األنواﻉ اﳌختلفة من اﳌادة. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ماء متجمد 1-3الطرائق العلمية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يتب�ع العلﲈء الطريقة العلمية لطرح أس�ﺌلة واقﱰاح إجابات ﳍا واختبارها وتقويم نتائﺞ االختبارات. 1-4البحث العلمي خ�سب يحق اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ بعﺾ البحوث العلمية تﺆدي ﲢس�ن حياتنا والعاﱂ إﱃ تطوي�ر تقنية يمكن أن ّ من حولنا. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ إن الكﺜ�ﲑ م�ن العملي�ات الت�ي ﲡ�ري حولنا هي نتيجة تفاعالت كيميائية. ي�درس الكيميائي��ون التف�اع�الت الكيمي�ائي��ة ،ومنه�ا ص�دأ اﳌس�امﲑ أو اﳌ�واد اﳊديدي�ة األخ�رى ،وانبع�اث الضوء واﳊرارة الناتﺞ عن االحﱰاﻕ. م�سمار �سد 12 الوحدة 2 اادة -اوا�ص والتغات 44 .......................................... 2-1ﺧواﺹ اﳌﺎﺩﺓ 46 ....................................................... 2-2تﻐﲑات اﳌﺎﺩﺓ 52 ....................................................... 2-3اﳌخﺎليﻂ 56 ............................................................. ﹼ 2-4العنﺎﴏ ﻭاﳌﺮﻛبﺎت 60 ............................................. مﻬﻦ :اﳌﺤ ﱢقﻖ 67 ............................................................... اادة -اوا�ص والتغات Matter- Properties and Changes ﻛل ﳾﺀ مﻜوﻥ مﻦ مﺎﺩﺓ، ﻭلﻪ ﺧواﺹ معينة. غاز 2-1خوا�ص اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ﰲ اﳊال�ة الصلبة أو الس�ائلة أو الغازية ،وﳍا خواﺹ فيزيائية وكيميائية ﳐتلفة. 2-2تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يمكن أن ﳛ��دث للﲈدة تغﲑات فيزيائية وكيميائية. C03-03C-828378-08-A 2-3اخاليط اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ع�ﲆ ش�كل ﳐالي�ط .اﳌخل�وﻁ مزي�ﺞ م�ن مادتﲔ نقيتﲔ أو أكﺜر. �سلب 2-4العنا�سر واركبات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ اﳌركب مك�ون من عنﴫين كيميائيا. أو أكﺜر متحدﹶ يﹾن معً ا اﲢادًا اًّ ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ C03-01C-828378-08-A • اﳌ�اء ه�و اﳌ�ادة الوحيدة ع�ﲆ األرﺽ طبيعي�ا ﰲ اﳊاالت الصلبة التي توجد اًّ والسائلة والغازية. • يبقى للﲈء الﱰكيب نفس�ه ،س�واء أكان متجم�دً ا ﰲ مكعب ﺛل�ﺞ ،أم متدفقًا ﰲ ﳖر ،أم ﰲ اﳍواء ﰲ صورة بخار ماء. �سائل • يغط�ي اﳌ�اء ح�واﱄ 70%م�ن س�طح األرﺽ. C03-02C-828378-08-A 44 الوحدة 3 تركيب الذرة 80 ................................................................................ 3-1اﻷﻓﻜﺎﺭ القدﻳمة ﻋﻦ اﳌﺎﺩﺓ 82 ....................................... 3-2تعﺮﻳﻒ الﺬﺭﺓ 86 ....................................................... 3-3ﻛيﻒ ﲣﺘﻠﻒ الﺬﺭات؟ 95 .......................................... 3-4اﻷﻧوﻳة ﻏﲑ اﳌﺴﺘقﺮﺓ ﻭالﺘﺤﻠل اﻹﺷعﺎﻋﻲ 102 ................... ﻛيﻒ تعمل اﻷﺷيﺎﺀ مطيﺎﻑ الﻜﺘﻠة؟ 105 ................................ 6 تركيب الذرة The Structure of The Atom اﻷﺳﺎﺳية لﻠﲈﺩﺓ. الﺬﺭات ﻫﻲ الوﺣدات البنﺎﺋية 3-1الأفكار القدة للمادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ح�اول اإلغري�ق القدم�اء فهم اﳌادة ،إال أن الدراس�ة العلمي�ة للذرة بدأت مع جون دالتون ﰲ أوائل القرن التاسع عﴩ. 3-2تعريف الذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون الذرة من نواة ﲢتوي عﲆ بروتونات ونيوترونات ،وإلكﱰونات تتحرك حول النواة. �سطح الجرافيت 3-3كيف تختلف الذرات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳛدد ع�دد الﱪوتونات والعدد الكتﲇ نوﻉ الذرة. 3-4الأنوية غ ا�ستقرة والتحلل الإ�سعاعي ذرة الكربون اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ال�ذرات غ�ﲑ اﳌس�تقرة تصدر إشعاعات للوصول إﱃ حالة االستقرار. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ • يتكون اﳌاس واﳉرافيت من العنﴫ نفسه، الكربون. ً خطأ أنه • عندما اكتشف اﳉرافيت اعتقد الرصاﺹ ،ولذا سمي قلم اﳉرافيت قلم الرصاﺹ. • هناك حواﱄ 5×10 22ذرة من الكربون ﰲ جزء صغﲑ من جرافيت قلم الرصاﺹ. 80 نواة الكربون قائمة احتويات الوحدة 4 الإلكونات الذرات 118 ....................................................... 4-1الﻀوﺀ ﻭﻃﺎﻗة الﻜﻢ 120 .............................................. 4-2ﻧظﺮﻳة الﻜﻢ ﻭالﺬﺭﺓ 130 ............................................... 4-3تﺮتيﺐ اﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ﰲ الﺬﺭات 140 ............................... الﻜيميﺎﺀ ﻭالﺼﺤة :مﻼﻗﻂ الﻠيﺰﺭ 147 ..................................... الإلكونات الذرات Electrons in Atoms اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ﺫﺭات ﻛل ﻋنﴫ تﺮتيﺐ ﺧﺎﺹ. 4-1ال�سوء وطاقة الكم طيف المت�سا�ص لنجم منكباوزاء اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ للضوء -وهو نوﻉ من اإلش�عاﻉ الكهرومغناطي�ﴘ -طبيعة ﺛنائية موجية وجسيمية. 4-2نظرية الكم والذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تس�اعدك اﳋص�ائص اﳌوجية لﻺلكﱰون�ات عﲆ الربط بﲔ طيف االنبع�اث الذري وطاقة الذرة ومس�تويات الطاقة. 4-3التوزيع الإلكو اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُﳛ�����دَّ د ال��ت��وزي��ع اإللكﱰوﲏ ﰲ الذرة من خالل ﺛالث قواعد. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ طيف المت�سا�ص لنجم رجل ابّار اأو ال�سياد يس�تخدم العل�ﲈء طي�ف االمتصاﺹ النجمي لتعرف العناﴏ التي تﱰكب منه�ا النج�وم وتصنيف�ه ضم�ن أحد أنواﻉ الطيف العديدة. ترتب�ط خ�واﺹ طي�ف االمتص�اﺹ النجمي مع درجة حرارة سطح النجم. كش�ف الطي�ف النجم�ي أن النج�وم تتك�ون م�ن العن�اﴏ اﳌوج�ودة ع�ﲆ األرﺽ نفسها. يوج�د 600خط معت�م تقري ًبا ﰲ طيف االمتصاﺹ الشمﴘ. 118 الوحدة 5 ادول الدوري والتدرج خوا�ص العنا�سر ادول الدوري والتدرج خوا�ص العنا�سر 158 ........ 5-1تطوﺭ اﳉدﻭﻝ الدﻭﺭﻱ اﳊدﻳﺚ 160 ............................... 5-2تﺼنيﻒ العنﺎﴏ 168 .................................................. 5-3تدﺭﺝ ﺧواﺹ العنﺎﴏ 173 ......................................... الﻜيميﺎﺀ ﻭالﺼﺤة :العنﺎﴏ ﰲ ﺟﺴﻢ اﻹﻧﺴﺎﻥ 181 ................... The Periodic Table and Periodic Trends ﻳﺘيـﺢ لنﺎ الﺘـدﺭﺝ ﰲ ﺧواﺹ ﺫﺭات العنـﺎﴏ ﰲ اﳉـدﻭﻝ الـدﻭﺭﻱ الﺘنبـﺆ بﺎﳋواﺹ الفيﺰﻳﺎﺋية ﻭالﻜيميﺎﺋية ﳍﺎ. 17 F 18.998 5-1تطور ادول الدوري اديث اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ لقد تطور اﳉدول الدوري تدرﳚيا مع الوقت باكتشاف العلﲈء طرائق أكﺜر اًّ فائدة ﰲ تصنيف العناﴏ ومقارنتها. O N 15.999 14.007 Chlorine 17 Sulfur 16 Cl 35.453 S 15 5-2ت�سنيف العنا�سر 14 N 14.007 ال�سليكون 13 Arsenic 33 As 5-3تدرج خوا�ص العنا�سر 74.922 B C 12.011 P 79.904 78.96 74.922 10.811 Silicon 14 30.974 Br Se As Boron 5 Carbon 6 Phosphorus 15 P 30.974 Arsenic 32.066 Selenium 33 34 Bromine 35 Nitrogen 7 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ رُ تبت العناﴏ ﰲ اﳉدول ال�دوري ضم�ن ﳎموع�ات حس�ب توزيعها اإللكﱰوﲏ. 16 Oxygen 8 Fluorine 9 الكيت 15 Nitrogen 7 Phosphorus 15 Aluminum 13 Si Al 26.982 Gallium 28.086 Germanium 31 32 Ge Ga 72.64 69.723 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتم�د ت�درج خ�واﺹ العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري عﲆ حجوم الذرات، وقابليتها لفقدان اإللكﱰونات واكتساﲠا. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ حاليا 117عنﴫً ا، يتضمن اﳉدول الدوري اًّ يوجد منها ﰲ الطبيعة 90عنﴫً ا فقط. يُع�د عن�ﴫ اﳍيدروج�ﲔ أكﺜ�ر العناﴏ تواف�را ﰲ الكون ونس�بة كتلت�ه ،75%ﰲ ً حﲔ يُعد عنﴫ األكسجﲔ أكﺜر العناﴏ توافرا ﰲ األرﺽ ونسبته .50% ً ﳛتوي جس�م ش�خص كتلته 70 kgعﲆ حواﱄ 43 kgتقري ًبا من األكسجﲔ. تق�ل الكمي�ة الكلية لعنﴫ األس�تاتﲔ ﰲ الق�ﴩة األرضية عن ،30 gﳑا ﳚعله أقل العناﴏ وفرة ﰲ األرﺽ. 17 15 16 Fluorine 9 Oxygen 8 F 18.998 O Nitrogen 7 N 14.007 Phosphorus15.999 Sulfur 15 16 Chlorine 17 Cl S الأك�سج P 35.453 32.066 30.974 Bromine 35 Selenium 34 Arsenic 33 Br Se As 79.904 78.96 74.922 158 الوحدة 6 اركبات الأيونية و الفلزات 194 ..................................... 6-1تﻜوﻥ اﻷﻳوﻥ 196 ....................................................... 6-2الﺮﻭابﻂ اﻷﻳوﻧية ﻭاﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية 200 ......................... 6-3ﺻيﻎ اﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية ﻭﺃﺳﲈﺅﻫﺎ 212 ............................ 6-4الﺮﻭابﻂ الفﻠﺰﻳة ﻭﺧواﺹ الفﻠﺰات 215 .......................... الﻜيميﺎﺀ ﻭالﺼﺤة اﳌوﺿة القﺎتﻠة؟ 218 ................................... اركبات الأيونية و الفلزات Ionic compounds and Metals تﺮتبـﻂ الـﺬﺭات ﰲ اﳌﺮﻛبـﺎت اﻷﻳوﻧيـة بﺮﻭابـﻂ ﻛيميﺎﺋيـة تنﺸـﺄ ﻋـﻦ ﲡـﺎﺫﺏ اﻷﻳوﻧﺎت اﳌخﺘﻠفة الﺸﺤنﺎت. فلز الألومنيوم + + + + + + + + + + + + 6-1تكون الأيون اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون األيونات عندما تفقد الذرات إلكﱰونات التكافﺆ أو تكتس�بها لتصل إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ الﺜﱡﲈﲏ األكﺜر استقرارً ا. 6-2الروابط الأيونية واركبات الأيونية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتج�اذب األيون�ات ذات الشحنات اﳌختلفة لتكوِّ ن مركبات أيونية متعادلة كهربائيا. اًّ � 6-3سيغ اركبات الأيونية واأ�سماوؤها اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ عن�د تس�مية اﳌركبات األيونية يُذكر األيون السالب أو ً ال متبوعً ا باألي�ون اﳌوجب.أم�ا عن�د كتاب�ة صي�غ اﳌركب�ات األيوني�ة فيكت�ب رم�ز األيون اﳌوجب ً أوال متبوعً ا برمز األيون السالب. 6-4الروابط الفلزية وخوا�ص الفلزات ُك�ون الفل�زات ش�بكات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ت ّ بلوري�ة يمكن ﲤﺜيلها أو نمذجتها بأيونات موجبة ﳛيط ﲠا "بحر" من إلكﱰونات التكافﺆ اﳊرة اﳊركة. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ يغوﺹ الغواص�ون عادة عﲆ عمق ،40 m أما أكﱪ عمق وصل إليه غواﺹ ﳏﱰف فقد زاد عﲆ 300 mقليالً. ﳛ�مل ال�غ�واصون األكسج�ﲔ والنيﱰوجﲔ ف�ي أسطوانات معدة ﳍ�ذه الغ�اية ،لذا عليهم اتب�اﻉ إج�راءات خاص�ة لتجن�ب التس�مم باألكسجﲔ ،والتخدير النيﱰوجيني. CO32- 2+ Ca كربونات الكال�سيوم ( )CaCO 3 194 7 قائمة احتويات الوحدة 7 7-1الﺮابطة الﺘﺴﺎﳘية 232 .................................................. 7-2تﺴمية اﳉﺰﻳﺌﺎت 240 ................................................... 7-3الﱰاﻛيﺐ اﳉﺰﻳﺌية 245 ................................................. 7-4ﺃﺷﻜﺎﻝ اﳉﺰﻳﺌﺎت 254 .................................................. 7-5الﻜﻬﺮﻭﺳﺎلبية ﻭالقطبية 258 .......................................... Covalent Bonding تﺘﻜـوﻥ الﺮﻭابـﻂ الﺘﺴـﺎﳘية ﻋندمﺎ تﺘﺸﺎﺭﻙ الﺬﺭات ﰲ ﺇلﻜﱰﻭﻧﺎت تﻜﺎﻓﺆﻫﺎ. 7-1الرابطة الت�ساهمية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تستقر ذرات بعﺾ العناﴏ عندما تتشارك ﰲ إلكﱰونات تكافﺆها لتكوين رابطة تساﳘية. 7-2ت�سمية ازيات قطرة ماء كروية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تس�تعمل قواعد ﳏددة ﰲ تس�مية اﳌركب�ات اﳉزيﺌية الﺜنائية ال�ذرات ،واألﲪاﺽ الﺜنائية الذرات ،واألﲪاﺽ األكسجينية. 7-3الاكيب ازيية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تب�ﲔ الصي�غ البنائي�ة اﳌواق�ع النس�بية للذرات ﰲ اﳉ�زيء وطرائ�ق ارتباطها معً ا داخل اﳉزيء. النموذج الفرا 7-4اأ�سكال ازيات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يس�تعمل نم�وذج التناف�ر ب�ﲔ أزواج إلكﱰونات التكافﺆ VSEPRلتحديد ش�كل اﳉزيء. 7-5الكهرو�سالبية والقطبية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتمد نوﻉ الرابطة الكيميائية عﲆ مقدار جذب كل ذرة لﻺلكﱰونات ﰲ الرابطة. وذج الع�سا والكرة ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ يعود الشكل الكروي لقطرة اﳌاء إﱃ قوة التوتر السطحي ،بسبب القوى بﲔ اﳉزيﺌية. ﹴ غش�اء تعم�ل ق�وة التوتر الس�طحي ﰲ اﳌاء عمل م�رن ع�ﲆ الس�طح .وتس�تطيع بع�ﺾ اﳊﴩات اﳌﴚ عﲆ سطح هذا الغشاء الذي يكونه اﳌاء. اﳋ�واﺹ الكيميائي�ة والفيزيائي�ة لل�ﲈء ﲡعل�ه سائ ً ال فريدً ا. O—H — الروابط الت�ساهمية 230 ............................................................ الروابط الت�ساهمية تركيب لوي�ص H 230 ﻛيﻒ تعمل اﻷﺷيﺎﺀ؟ 264 .................................................... الوحدة 8 التفاعالت الكيميائية 276 ........................................................ 8-1الﺘفﺎﻋﻼت ﻭاﳌعﺎﺩﻻت 278 ......................................... 8-2تﺼنيﻒ الﺘفﺎﻋﻼت الﻜيميﺎﺋية 289 ................................ 8-3الﱰاﻛيﺐ اﳉﺰﻳﺌية 299 ................................................ ﻛيﻒ تعمل اﻷﺷيﺎﺀ الﺘﺄلﻖ اﳊيوﻱ؟ 309 ................................ االحق 8 320 ............................................................................................... التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions ـــوﻝ مﻼﻳـﲔ الﺘفـﺎﻋﻼت ﹸﲢ ﱢ الﻜيميﺎﺋيـة اﳌوﺟـوﺩﺓ ﺩاﺧـل ﺟﺴـمك ﻭمـﻦ ﺣولـك اﳌﺘفﺎﻋـﻼت ﺇﱃ ﻧواتﺞ ،ﳑﹼـﺎ ﻳﺆﺩﻱ ﺇﱃ ﺇﻃﻼﻕ ﻃﺎﻗة ﺃﻭ امﺘﺼﺎﺻﻬﺎ. 8-1التفاعالت واعادلت ُﲤﺜَّ�ل التفاع�الت الكيميائي�ة بمعادالت كيميائية موزونة. 8-2ت�سنيف التفاعالت الكيميائية هن�اك أربع�ة أن�واﻉ م�ن التفاع�الت الكيميائي�ة ه�ي :التكوي�ن، واالحﱰاﻕ ،والتفكك ،واإلحالل. 8-3التفاعالت احاليل اائية ﲢ�دث تفاع�الت اإلح�الل اﳌزدوج بﲔ اﳌ�واد ﰲ اﳌحالي�ل اﳌائية ،منتج ًة رواسب ،أو ماء ،أو غازات. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ لكي يش�تعل اﳋش�ب ﳚب أن يسخن إﱃ .260°C ﳜ�رج اﳌاء اﳌوجود ﰲ اﳋش�ب قب�ل أن ﳛﱰﻕ اﳋشب ويرافق هذه العملية صوت أزيز. ﳛت�وي الدخ�ان النات�ﺞ ع�ن اح�ﱰاﻕ اﳋش�ب عﲆ أكﺜر من 100مادة كيميائية. 276 قبل اريق بعد اريق كيف ت�ستفيد من كتاب الكيمياء ﻭﺃﻓﻜﺎﺭا مﻦ ﻭاﻗع ﺣيﺎﺓ النﺎﺱ ،ﻭتطبيقﺎت تقنية؛ لﺬا ﻓﺄﻧﺖ ﺃﺩبيﺎ ﺃﻭ ﺭﻭاﻳة ﺧيﺎلية ،بل ﻳﺼﻒ ﺃﺣدا ﹰﺛﺎ ﹰ ﻫـﺬا الﻜﺘﺎﺏ ليﺲ ﻛﺘﺎ ﹰبـﺎ ﹼﹰ تقﺮﺅﻩ ﻃﻠ ﹰبﺎ لﻠعﻠﻢ ﻭالمعﻠومﺎت .ﻭﻓيمﺎ ﻳﻠﻲ بعﺾ اﻷﻓﻜﺎﺭ ﻭاﻹﺭﺷﺎﺩات الﺘﻲ تﺴﺎﻋدﻙ ﻋﻠﻰ ﻗﺮاﺀتﻪ: قبل اأن تقراأ اﻗﺮﺃ ﹼﹰ ﻛﻼ مﻦ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻭ اادة -اوا�ص والتغات Matter- Properties and Changes اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻭالﺘﺠﺮبة اﻟﻔﻜﺮة اﻻﺳﺘﻬﻼلية ؛ ﻓﻬﻲ تﺰﻭﺩﻙ بنظﺮﺓ ﻋﺎمة تمﻬيدﻳة لﻬﺬﻩ غاز 2-1خوا�ص اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ﰲ اﳊال�ة الصلبة أو الس�ائلة أو الغازية ،وﳍا خواﺹ فيزيائية وكيميائية ﳐتلفة. الوﺣدﺓ. لـﻜل ﻭﺣدﺓ ﻛل ﳾﺀ مﻜوﻥ مﻦ مﺎﺩﺓ، ﻭلﻪ ﺧواﺹ معينة. 2-2تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يمكن أن ﳛ��دث للﲈدة تغﲑات فيزيائية وكيميائية. ﻓﻜﺮة ﻋﺎﻣﺔ تقـدﻡ ﺻوﺭﺓ ﺷـﺎمﻠة ﻋنﻬﺎ. ﻭلﻜل ﻗﺴـﻢ مﻦ ﺃﻗﺴـﺎﻡ الوﺣـدﺓ اﻟﻔﻜﺮة تدﻋﻢ اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﻜﺮتﻪ العﺎمة. C03-03C-828378-08-A 2-3اخاليط اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ع�ﲆ ش�كل ﳐالي�ط .اﳌخل�وﻁ مزي�ﺞ م�ن مادتﲔ نقيتﲔ أو أكﺜر. �سلب 2-4العنا�سر واركبات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ اﳌركب مك�ون من عنﴫين كيميائيا. معا اﲢادًا أو أكﺜر متحدﹶ ﹾين ً اًّ ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ C03-01C-828378-08-A • اﳌ�اء ه�و اﳌ�ادة الوحيدة ع�ﲆ األرﺽ طبيعي�ا ﰲ اﳊاالت الصلبة التي توجد اًّ والسائلة والغازية. • يبقى للﲈء الﱰكيب نفس�ه ،س�واء أكان متجم�دً ا ﰲ مكعب ﺛل�ﺞ ،أم متدفقًا ﰲ ﳖر ،أم ﰲ اﳍواء ﰲ صورة بخار ماء. �سائل • يغط�ي اﳌ�اء ح�واﱄ 70%م�ن س�طح األرﺽ. C03-02C-828378-08-A 44 ر اتهاللي كيف كنك مالحظة التغ الكيميائي معظم اﳌواد اﳌألوفة ال تتغﲑ كﺜ ًﲑا مع الوقت ،لكن مزج اﳌواد معا ﳚعل التغﲑ ﳑكنًا. ً خطوات العمل P O N O L PM التجاربNI N ﰲ PK العمليةBDDI CEAEJ DFBFK EGCGL . FHDH HJC دليل FOJ IKGD JH السالمةLE بطاقة IF L JN M AM G EIB L KMM امﻸ G H .N1 OKO P PLI O MJ P NK .2 .3 .4 .5 ضع ﻗطعة مﻦ ﻓﻠﺰ اﳋﺎﺭﺻﲔ ﰲ ﺃﻧبوﺏ اﺧﺘبﺎﺭ ﻛبﲑ. ﺛبت األنبوب بﲈسك ﰲ حامل ،بحيﺚ تكون فوهة األنبوب بعيدة عنك. ﲢﺬﻳﺮ HCl :ﻗد ﻳنﺘﺞ ﺃبخﺮﺓ ﺿﺎﺭﺓ ﻭﻳﺴبﺐ اﳊﺮﻭﻕ. خذ 10 mLمن ﳏﻠوﻝ ﲪﺾ اﳍيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳك الﺬﻱ تﺮﻛيﺰﻩ 3Mباستعﲈل ﳐبﺎﺭ مدﺭﺝ ،ﺛم ضعه عﲆ طاولة اﳌختﱪ. أشعل ﺷظية ﺧﺸﺐ بعوﺩ ﺛقﺎﺏ مدة ﲬس ﹴ ﺛوان ،ﺛم انفخ عليها لتطفﺊ اللهب ً تاركا إياها عﲆ شكل ﲨرة. موﺟﻬة بعيدﹰ ا ﻋنك ﻋند تقﺮﻳﺐ اﳉمﺮﺓ ﺇليﻬﺎ. ﲢﺬﻳﺮ :تﺄﻛد ﺃﻥ ﻓوﻫة اﻷﻧبوﺏ ﹼ قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة األنبوب ،ﺛم انقلها إﱃ فوهة ّ .6 اﳌخبار اﳌدرج ،وسجل مالحظاتك. .7ﲣلص من اﳉمرة كﲈ يطلب اﳌعلم. ُ .8ص ّب ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClبحذر ﰲ أنبوب االختبار الذي ﳛوي اﳋارصﲔ. .9انتظر دقيقة ،ﺛم كرر اﳋطوة رقم .5 ودون مالحظاتك. .10قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة أنبوب االختبار ّ التحليل � .1سف أي تغﲑات شاهدﲥا ﰲ أﺛناء التجربة. .2ا�ستنتج سبب تكون فقاعات عند إضافة ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClإﱃ فلز اﳋارصﲔ. .3ا�ستنتج ما الذي حدث للجمرة اﳌتوهجة ﰲ اﳋطوة 10؟ ﳌاذا ﱂ ﳛدث ذلك ﰲ اﳋطوة 6؟ ا�ستق�ساء ﳌاذا انتظرت قبل استعﲈل شظية اﳋشب؟ صمم ﲡربة لتحديد ما إذا كانت النتائﺞ ستختلف مع الوقت. اوا�ص والتغات قم بعمل اﳌطوي���ة التالي���ة ﳌساعدت��ك عﲆ تنظي��م دراس�تك للتغﲑات واﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للﲈدة. اط�و Eاﳉزء 1 AAF BBG ACCH السفﲇ لورقة ،بعرﺽ ،5 cmك�ﲈ هو مبﲔ ﰲ الشكل اﳌجاور. D C B A اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت تﺘنﺎﻭلﻬﺎ .ﻧفﺬ الﺘﺠﺮبة اﻻﺳﺘﻬﻼلية ،لﺘﻜﺘﺸﻒ المفﺎﻫيﻢ الﺘﻲ ﺳﺘﺘنﺎﻭلﻬﺎ الوﺣدﺓ. لتح�سل على روؤية عامة عن الوحدة 2 اط�و الورق�ة من اﳌنتصف. 3افتح الورقة، وﺛبته�ا ،ك�ﲈ ﰲ الش�كل؛ س�����م لتك�ون جيب�ﲔ. ِّ ِّ اﳉيبي�����ن :فيزيائ����ي وكيميائي. تبـدﺃ ﻛل ﻭﺣـدﺓ بﺘﺠﺮبـة اﺳـﺘﻬﻼلية تقدﻡ المـﺎﺩﺓ الﺘﻲ دبابي� تثبيت ا�ستعمل هذه اطوية الق�سم 2-1 ﻭ 2-2م�ن ه�ذه الوح�دة. عندما تقرأ هذه األقس�ام استعمل بطاقات أو أرب�اﻉ أوراﻕ عادي�ة لتلخيص م�ا تعلمته عن خ�واﺹ اﳌادة وتغﲑاﲥا .ضع ه�ذه البطاقات ﰲ جيوب اﳌطوية. C03-01A-874637 C03-01A-874637 45 لﺘﺘعﺮﻑ موﺿوﻋﺎتﻬﺎ. • اﻗﺮﺃ ﻋنواﻥ الوﺣدﺓ ﹼ • تﺼ ﹼفﺢ الﺼوﺭ ﻭالﺮﺳوﻡ ﻭالﺘعﻠيقﺎت ﻭالﺠداﻭﻝ. • ابﺤـﺚ ﻋـﻦ المفـﺮﺩات البـﺎﺭﺯﺓ ﻭالمظﻠﻠـة بﺎلﻠـوﻥ اﻷﺻفﺮ. ﹰ مخططﺎ لﻠوﺣدﺓ بﺎﺳـﺘخداﻡ العنﺎﻭﻳﻦ الﺮﺋيﺴـة • اﻋمل ﻭالعنﺎﻭﻳﻦ الفﺮﻋية. 9 كيف ت�ستفيد من كتاب الكيمياء عندما تقراأ تعمـﻖ ﻓﻬمـك لﻠموﺿوﻋـﺎت الﺘـﻲ ﺳـﺘﺠد ﻓـﻲ ﻛل ﻗﺴـﻢ ﺃﺩاﺓ ﱢ ﺳﺘدﺭﺳﻬﺎ ،ﻭﺃﺩﻭات ﺃﺧﺮ ﻻﺧﺘبﺎﺭ مد اﺳﺘيعﺎبك لﻬﺎ. 2-1 خوا�ص اادة الأهداف تع خواﺹ اﳌواد. يز بﲔ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للمواد. تفرق بﲔ اﳊاالت الفيزيائية للﲈدة. مراجعة افردات الﻜﺜﺎﻓة :نسبة كتلة اﳉسم إﱃ حجمه. افردات اديدة حاالت اﳌادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توجد معظم اواد ااألوفة االة ال�سلبة اأو ال�سائلة اأو الغازية ،ولها خوا�ص فيزيائية وكيميائية تلفة. الربط مع اياة إذا ترك كأس ماء فيه جليد يطفو عﲆ السطح فﱰة كافية ﰲ درجة حرارة الغرفة فسوف ينصهر اﳉليد .هل يتغﲑ تركيب اﳌاء عندما يتحول من اﳊالة الصلبة إﱃ اﳊالة السائلة؟ اواد الكيميائية النقية الﺮبـﻂ مـع الﺤيـﺎﺓ :ﻳﺼـﻒ اﺭتبـﺎﻁ المﺤﺘـو مـع Substances الواﻗع. عرفت أن اﳌادة هي كل ما له كتلة ويشغل حيزً ا ،وأن كل ﳾء من حولنا مادة ،فملح الطعام النقي مﺜ ً ال نوﻉ من اﳌواد اﳌألوفة لديك ،وهو ذو تركيب ﳑيز وﺛابت؛ حيﺚ يتكون ً دائﲈ من كلوريد الصوديوم بنسبة ،100%وال يتغﲑ تركيبه من عينة إﱃ أخرى؛ فاﳌلح الذي ً يستخرج من البحر أو من اﳌنجم له دائﲈ نفس الﱰكيب واﳋواﺹ .وﲢتفﻆ إمارة أبو ﻇبي بكميات هائلة من اﳌلح يﺆهلها لتصدر خريطة الدول اﳌنتجة واﳌصدرة له عﲆ اﳌستوى ّ يضخ داخلها اﳌاء بمحركات كهربائية، العاﳌي ،ويستخرج اﳌلح عادة بحفر برك كبﲑة يﱰسب اﳌلح عﲆ وجه الﱪكة ِّ مشك ًال طبقة ﺛم يﱰك فﱰة من الزمن ،وعندما يتبخر اﳌاء َّ سميكة من اﳌلح األبيﺾ ،انظر الﺸﻜل .2-1 اﳌادة الصلبة السائل الغاز البخار درس�ت ﰲ الوح�دة األوﱃ األول أن اﳌ�ادة ذات الﱰكي�ب اﳌنتظ�م والﺜاب�ت تس�مى مادة كيميائي�ة )أو م�ادة نقية( كمل�ح الطعام .ومن اﳌ�واد الكيميائية النقية ً أيض�ا »اﳌاء النقي«، وهو مكون من هيدروجﲔ وأكس�جﲔ .أما ماء الﴩب وماء البحر فليس�ا نقيﲔ؛ ألننا إذا أخذنا عينات من أماكن ﳐتلفة فسوف نجدها ﲢتوي عﲆ كميات ﳐتلفة من اﳌعادن واﳌواد ﲑا من هذا الكتاب سوف الذائبة األخرى .اﳌواد الكيميائية النقية مهمة ،وﳍذا فﺈن جز ًءا كب ً يركز عﲆ تراكيب اﳌواد ،وكيف يتفاعل بعضها مع بعﺾ. اﳋاصية الفيزيائية اﳋاصية غﲑ اﳌميزة اﳋاصية اﳌميزة اﳋاصية الكيميائية اﻹمﺎﺭات -ﺃﺭﺽ اﳌﻠﺢ 46 Properties of Matter مﻠﺢ مﻦ منﺠﻢ مﻠﺢ مﻦ البﺤﺮ الﺸﻜل 2-1ل الطعام الكيب نف�ش� شوا ا�شتخر ج من البحر اأم من مم. مثال 2-1 ﺣفـﻆ الﻜﺘﻠـة ﰲ إحدى التجارب ُوضع 10 gمن أكس�يد الزئبق IIاألﲪر ﰲ كأس مفتوحة ،وس�خنت حتى ﲢولت إﱃ زئبق سائل وغاز أكسجﲔ ،فﺈذا كانت كتلة الزئبق السائل 9.26 gفﲈ كتلة األكسجﲔ الناتﺞ عن هذا التفاعل ؟ 1ليل ا�ساألة وتبعا لقانون حف�ﻆ الكتلة فﺈن ﳎموﻉ كتل النواتﺞ ت�م إعطاؤك كتلة اﳌ�ادة اﳌتفاعلة وكتلة أحد النواتﺞ ﰲ التفاعلً ، ﳚب أن يساوي ﳎموﻉ كتل اﳌواد اﳌتفاعلة. تدﺭﻳﺠيـﺎ ﺇلﻰ ﺣل مﺴـﺎﺋل ﻓﻲ اﻷمﺜﻠـة المﺤﻠولـة تنقﻠـك ﹼﹰ اعطيات كتلة أكسيد الزئبق 10.0 g = II كتلة الزئبق = 9.26 g ﻋﺰﺯ المﻬﺎﺭات الﺘﻲ اﻛﺘﺴبﺘﻬﺎ بﺤل الﺘدﺭﻳبﺎت. الﻜيميﺎﺀ .ﹼ 2ح�ساب اطلوب كتلة اﳌتفاعالت = كتلة النواتﺞ ضع قانون حفﻆ الكتلة مهارات قرائية اطلوب ﻛﺘﻠة اﻷﻛﺴﺠﲔ = ؟ g كتلة أكسيد الزئبق = IIكتلة الزئبق +كتلة األكسجﲔ أوجد كتلة األكسجﲔ عوﺽ بالقيم اﳌعطاة ﰲ اﳌعادلة كتلة األكسجﲔ = كتلة أكسيد الزئبق – IIكتلة الزئبق كتلة األكسجﲔ = = 9.26 g – 10.00 g 0.74 3تقو الإجابة إذا كان ﳎموﻉ كتلتي الزئبق واألكسجﲔ = كتلة أكسيد الزئبق IIفاﳊل صحيح. • اﺳـﺄﻝ ﻧفﺴك :مﺎ ؟ • اﺭبـﻂ المعﻠومﺎت الﺘﻲ ﺩﺭﺳـﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﻫﺬا الﻜﺘﺎﺏ مع المﺠﺎﻻت العﻠمية اﻷﺧﺮ. • توﻗع ﺃﺣدا ﹰﺛـﺎ ﻭﻧﺘﺎﺋﺞ مﻦ ﺧﻼﻝ توﻇيﻒ المعﻠومﺎت الﺘﻲ تعﺮﻓﻬﺎ مﻦ ﻗبل. ﻏيﺮ توﻗعﺎتك ﻭﺃﻧﺖ تقﺮﺃ ﻭتﺠمع معﻠومﺎت ﺟدﻳدﺓ. • ﹼ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ ؟ ﻭمﺎ م�سائل تدريبية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ .5استعن بالبيانات ﰲ اﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ التاليﲔ: كم جرا ًما من الﱪوم تفاعل ،وكم جرا ًما من اﳌركب نتﺞ؟ اادة ألومنيوم سائل الﱪوم اﳌركب .6 .7 .8 .9 54 10 تفاعل الألومنيوم مع �سائل الوم قبل التفاعل بعد التفاعل 10.3 g 0.0 g 100.0 g 8.5 g 0.0 g حصل طالب ﰲ ﲡربة لتحليل اﳌاء عﲆ 10.0 gهيدروجﲔ و 79.4 gأكسجﲔ .ما مقدار اﳌاء اﳌستعمل ﰲ هذه العملية؟ أض�اف طال�ب 15.6 gصودي�وم إﱃ كمي�ة واف�رة من غ�از الكلور ،وبع�د انتهاء التفاعل حص�ل عﲆ 39.7 gم�ن كلوريد الصوديوم .ما كتلة كل من الكلور والصوديوم اﳌتفاعلﲔ؟ تفاعل�ت عين�ة مقدارها 10.0 gمن اﳌاغنس�يوم مع األكس�جﲔ لتكوين 16.6 gمن أكس�يد اﳌاغنس�يوم .كم جرا ًما من األكسجﲔ تفاعل؟ فيز تفاعل 106.5 gمن ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك ) HCl(gمع كمية ﳎهولة من األمونيا ) NH 3(gإلنتاج 157.5 gمن NH األمونيا كتلة ما . NH Cl فﴪ التفاعل؟ هذا ﰲ الكتلة حفﻆ قانون طبق وهل اﳌتفاعلة؟ كلوريد األمونيوم )(s )3(g 4 ِّ إجابتك. كيف ت�ستفيد من كتاب الكيمياء بعدما قراأت اﻗﺮﺃ الخﻼﺻة ،ﻭﺃﺟﺐ ﻋﻦ اﻷﺳﺌﻠة لﺘقوﻳﻢ مد ﻓﻬمك لمﺎ ﺩﺭﺳﺘﻪ. الﺸﻜل 2-10عد �ش خ اأك�شيد الزب II فان يتفاع ليكون الزب اأك�ش .يكون مو كتلتيما م�شايا كتلة اأك�شيد الزب.II ﻳخﺘﺘﻢ ﻛل ﻗﺴﻢ بﺘقوﻳﻢ ﻳﺤﺘوﻱ ﻋﻠﻰ ﺧﻼﺻة ﻭﺃﺳﺌﻠة. الخﻼﺻـة تﺮاﺟـع المفﺎﻫيـﻢ الﺮﺋيﺴـة ،بينمـﺎ تخﺘبـﺮ كان الكيميائي الفرنﴘ أنتوﲏ الفوازييه )1794-1743م( أول من اس�تعمل اﳌيزان اﳊساس ﰲ التفاع��الت الكي�ميائي�ة .وق�د درس ﲢ�لل أكس�يد الزئبق IIباﳊرارة ،وه�و كﲈ يظهر ﰲ الﺸـﻜل 2-10م�ادة صلبة ﲪ�راء تتفاعل عند تس�خينها لتكون س�ائل الزئب�ق الفﴤ وغاز األكس�جﲔ العديم اللون .إن تغﲑ اللون وﻇهور غاز مﺆﴍان عﲆ حدوث التفاعل .وعندما ﳚرى التفاعل ﰲ وعاء مغلق فﺈن األكس�جﲔ ال يس�تطيع اﳋروج .ومن ﺛم يمكن قياس كتلة اﳌ�واد قب�ل التفاعل وبعده ،وس�تكون هي نفس�ها ﰲ اﳊالتﲔ .ويعد قانون حف�ﻆ الكتلة أحد القوانﲔ األساسية ﰲ الكيمياء. اﻷﺳﺌﻠة ﻓﻬمك لمﺎ ﺩﺭﺳﺘﻪ. التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 2-2 .10 التغﲑ الفيزيائي يغﲑ من اﳋواﺹ الفيزيائية للﲈدة دون أن يغﲑ تركيبها. التغﲑ الكيميائي ،والذي يسمى ً أيضا ﲑا »التفاعل الكيميائي« ،يتضمن تغ ً ﰲ تركيب اﳌادة. ﰲ التفاع�ل الكيميائ���ي تتح����ول اﳌتفاعالت إﱃ نواتﺞ. ينص قانون حفﻆ الكتلة عﲆ أن الكتلة ال تفنى وال تستحدث ﰲ أﺛناء التفاعل الكيميائي؛ فهي ﳏفوﻇة. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻنﻒ األمﺜلة التالية إﱃ تغﲑات فيزيائية أو كيميائية. .aسحق علبة ألومنيوم. .bتدوير علب األلومنيوم اﳌستعملة إلنتاج علب جديدة. .cاﲢاد األلومنيوم مع األكسجﲔ إلنتاج أكسيد األلومنيوم. .11ﺻﻒ نتائﺞ التغﲑ الفيزيائي ،وأعط ﺛالﺛة أمﺜلة عليه. .12ﺻﻒ نتائﺞ التغﲑ الكيميائي ،واذكر أربعة أدلة عﲆ حدوﺛه. .13اﺣﺴﺐ .حل اﳌسائل اآلتية: .aإذا تفاعل 22.99 gمن الصوديوم ﲤا ًما مع 35.45 gمن الكلور فﲈ كتلة كلوريد الصوديوم الناتﺞ؟ .bإذا تفاعل 12.2 gمن مادة Xمع عينة من Yونتﺞ 78.9 gمن XYفﲈ كتلة Yاﳌتفاعلة؟ ﻗوﻡ إذا قال لك صديق" :إذا كان تركيب اﳌادة ال يتغﲑ خالل التغﲑ الفيزيائي .14ﹼ فﺈن مظهرها ال يتغﲑ" .فهل هو عﲆ صواب؟ فﴪ إجابتك. 55 ﻛل ﳾﺀ مﻜوﻥ مﻦ مﺎﺩﺓ ،ﻭلﻪ ﺧواﺹ معينة. ﹰ ﺩليـﻼ لﻠمﺮاﺟعة مﺘﻀمنﹰﺎ ﺳـﺘﺠد ﻓﻲ ﻧﻬﺎﻳة ﻛل ﻭﺣدﺓ 2-1خوا�ص اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توﺟـد معظـﻢ اﳌـواﺩ اﳌﺄلوﻓـة ﻋـﲆ ﺷـﻜل مـواﺩ ﺻﻠبـة ﺃﻭ ﺳـﺎﺋﻠة ﺃﻭ ﻏﺎﺯﻳة ،ﻭﳍﺎ ﺧواﺹ ﻓيﺰﻳﺎﺋية ﻭﻛيميﺎﺋية ﳐﺘﻠفة. افردات • • • • • • • • • ﺣﺎﻻت اﳌﺎﺩﺓ اﳌﺎﺩﺓ الﺼﻠبة الﺴﺎﺋل الﻐﺎﺯ البخﺎﺭ اﳋﺎﺻية الفيﺰﻳﺎﺋية اﳋﺎﺻية ﻏﲑ اﳌميﺰﺓ اﳋﺎﺻية اﳌميﺰﺓ اﳋﺎﺻية الﻜيميﺎﺋية افاهيم الرئي�سة الحاالت الﺜالث المألوفة للمادة هي الصلبة والسائلة والغازية. يمكن مالحظة الخواﺹ الفيزيائية دون تغيير تركيب المادة. الخ�واﺹ الكيميائي�ة تص�ف قدرة الم�ادة على االتح�اد مع الم�واد األخرى ،أو التحول إلى مواد جديدة. قد تﺆﺛر الظروف الخارجية في الخواﺹ الفيزيائية والكيميائية . افردات • • • • الﺘﻐﲑ الﻜيميﺎﺋﻲ تﻐﲑ اﳊﺎلة الﺘﻐﲑ الفيﺰﻳﺎﺋﻲ ﻗﺎﻧوﻥﺣفﻆالﻜﺘﻠة لﻠمﺮاﺟعة ﻭلﻠﺘﺄﻛد مﻦ مد اﺳﺘيعﺎبك. طرائق اأخرى للمراجعة • اﻛﺘﺐ 2-2تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻳمﻜﻦ ﺃﻥ ﳛدﺙ لﻠﲈﺩﺓ تﻐﲑات ﻓيﺰﻳﺎﺋية ﻭﻛيميﺎﺋية. المفﺮﺩات ﻭالمفﺎﻫيﻢ الﺮﺋيﺴـة .اﺳﺘعمل ﻫﺬا الدليل افاهيم الرئي�سة التغير الفيزيائي يغير من الخواﺹ الفيزيائية للمادة دون أن يغير تركيبها. تغيرا في التغي�ر الكيميائ�ي ،والذي يس�مى أيضا »التفاع�ل الكيميائي« يتضم�ن ً تركيب المادة. في التفاعل الكيميائي تتحول المتفاعالت إلى نواتﺞ. ين�ص قانون حفﻆ الكتلة على أن الكتلة ال تفنى وال تس�تحدث في أﺛناء التفاعل ّ الكيميائي؛ فهي محفوﻇة. ﻛﺘﻠة اﳌﺘفﺎﻋﻼت = ﻛﺘﻠة النواتﺞ • اﺭبﻂ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ . مع اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ • اﺳﺘعمل ﻛﻠمﺎتك الخﺎﺻة لﺘوﺿﺢ مﺎ ﻗﺮﺃت. • ﻭﻇﻒ المعﻠومـﺎت الﺘﻲ تعﻠمﺘﻬﺎ ﻓﻲ المنﺰﻝ ،ﺃﻭ ﻓﻲ موﺿوﻋﺎت ﺃﺧﺮ تدﺭﺳﻬﺎ. • ﺣـدﺩ المﺼﺎﺩﺭ الﺘـﻲ ﻳمﻜﻦ ﺃﻥ تﺴـﺘخدمﻬﺎ لﻠبﺤﺚ 69 ﻋﻦ مﺰﻳد مﻦ المعﻠومﺎت ﺣوﻝ الموﺿوﻉ. 11 مقدمة الكيمياء Introduction to Chemistry ﺣيﺎتنﺎ. الﻜيميـﺎﺀ ﻋﻠـﻢ ﺃﺳـﺎﳼ ﰲ 1-1ق�سة مادت اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الكيمي�اء ه�ي دراس�ة اﳌادة والتغﲑات التي تطرأ عليها. 1-2الكيمياء واادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتناول ﳎاالت علم الكيمياء دراسة األنواﻉ اﳌختلفة من اﳌادة. ماء متجمد 1-3الطرائق العلمية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يتب�ع العلﲈء الطريقة العلمية لطرح أس�ﺌلة واقﱰاح إجابات ﳍا واختبارها وتقويم نتائﺞ االختبارات. 1-4البحث العلمي خ�سب يحق اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ بعﺾ البحوث العلمية تﺆدي ﲢس�ن حياتنا والعاﱂ إﱃ تطوي�ر تقنية يمكن أن ّ من حولنا. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ إن الكﺜ�ﲑ م�ن العملي�ات الت�ي ﲡ�ري حولنا هي نتيجة تفاعالت كيميائية. ي�درس الكيميائي��ون التف�اع�الت الكيمي�ائي��ة ،ومنه�ا ص�دأ اﳌس�امﲑ أو اﳌ�واد اﳊديدي�ة األخ�رى ،وانبع�اث الضوء واﳊرارة الناتﺞ عن االحﱰاﻕ. م�سمار �سد 12 ر اتهاللي اأين ذهبت الكتلة عندم�ا ﳛﱰﻕ جس�م فﺈن ما يتب َّقى من كتلت�ه يكون غال ًبا أقل من كتلة اﳉسم األصﲇ! ماذا ﳛدث لكتلة أي جسم عند احﱰاقه؟ خطوات العمل بطاقة M KKNL ﰲPN L دليلNN O MM السالمةL O I IL J.1 HHK I GGJ HامﻸJ JMK العمليةPP. التجاربOO P .2 .3 .4 .5 س�جل مقدار ﺭﻗميـﺎ لقياس كتلة ﺷـمعةِّ . اس�تعمل ميﺰا ﹰﻧـﺎ ﹼﹰ الكتلة ،ومالحظات مفصلة عن الشمعة. ضع الش�معة عﲆ س�طح مقاوم لالح�ﱰاﻕ ،كطاولة ﳐتﱪ، ﻭﺃﺷـعل الﺸـمعة ،ﺛ�م دعه�ا ﲢﱰﻕ م�دة ﲬس دقائ�ق ،ﺛم أطفﺌها ،وسجل مالحظاتك. تﺤﺬﻳﺮ :ﻻ تﻠﻖ ﺃﻋواﺩ الﺜقﺎﺏ ﻓﻲ المﻐﺴﻠة. اترك الشمعة تﱪد ،ﺛم قس كتلتها ،وسجل ذلك. ضع الشمعة اﳌطفأة ﰲ وعاء ﳛدده لك اﳌعلم. التحليل .1 .2 لخ�ص مالحظات�ك ع�ن الش�معة ﰲ أﺛناء احﱰاقه�ا وبعد إطفائها. ق ّوم أين ذهبت اﳌادة التي فقدت؟ ا�ستق�ساء هل يمكن أن ﲣتلف كمية اﳌادة اﳌفقودة؟ صمم اس�تقصاء لتحدي�د العوامل التي يمكن أن تس�هم ﰲ إعطاء نتيجة ﳐتلفة. الطرائق العلمية قم بعمل اﳌطوي���ة التالي���ة ﳌساعدت��ك عﲆ تنظي����م اﳌعلوم�ات ع��ن الط�رائق العلمية. 1 اﺛن ورقة من النصف طولي�ا .اجع�ل اﳊاف�ة اﳋلفي�ة اًّ أطول من اﳊافة األمامية بحواﱄ .2cm 2 اﺛن الورقة من النصف، ﺛم اﺛنها من النصف مرة أخرى. 3 افت�ح الورقة ،ﺛم ق�ص اﳉزء العلوي منها عﲆ ط�ول الطي�ة لتحص�ل ع�ﲆ أربعة أجزاء. س�م األج�زاء األربعة ك�ﲈ يﲇ: ّ 4 اﳌالحظة ،الفرضية ،التجارب ،النتيجة. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ا�ستعمل هذه اطوية الأق�سام 1-2 ،1-3 ،1-4م�ن ه�ذه الوح�دة .ﳋ�ص ما ودون تقرؤه ﰲ هذه األجزاء عن الطرائق العلميةِّ ، ما تعلمته عن اﳌادتﲔ اﳌذكورتﲔ ﰲ هذه األقسام. 74 364781-A 10-10C 77336 647788--A A100--1100C C 13 1-1 الأهداف عرف اﳌادة الكيميائية. ُت ّ ق�سة مادت اﻟﻔﻜﺮة A Story of Two Substances اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الكيمياء هي درا�سة اادة والتغات التي تطراأ عليها. ُت ّ و�سح كيف يتكون األوزون، الربط مع اياة قد ﲢاول أن ﲢل مش�كلة ما فيﺆدي ذلك إﱃ حدوث مش�كلة أخرى. وأﳘيته. ه�ل حرك�ت يو ًما قطعة أﺛاث م�ن مكاﳖا ،فاكتش�فت أن اﳌكان اﳉديد غﲑ مناس�ب؟ قد ت�سف تط����ور م�رك��بات ي�ﺆدي نق�ل األﺛاث إﱃ حدوث مش�كلة جدي�دة ،كعدم إم�كان فتح باب ،أو ع�دم إمكان الكلوروفلوروكربون. إيصال سلك كهربائي إﱃ القابس .مﺜل هذا قد ﳛدث ﰲ العلوم ً أيضا. مراجعة افردات اذا ندر�ص الكيمياء الكيمياء قد تتساءل وأنت تدرس الﻜيميﺎﺀ عن أﳘيتها بالنسبة لنا. ?Why Study Chemistry اادة :كل ما يش�غ�ل ً حي�زا وله تأ ّمل األشياء من حولك ،وكذلك األشياء اﳌوضحة ﰲ الﺸﻜل .1-1من أين جاءت كل هذه كتلة. اﳌواد؟ إن كل اﳌواد ﰲ العاﱂ مكونة من وحدات بنائية .وهذه الوحدات واألشياء اﳌصنوعة حيزا. تعرف اﳌادة؟ اﳌادة كل ﳾء له كتلة ويش�غل ً منها ِّ يس�ميها العلﲈء "مادة" .لكن كيف ّ افردات اديدة اﳌادة الكيميائية تدرس الكيمياء اﳌادة وتغﲑاﲥا ،وتوفر دراس�تها الكﺜﲑ من الراحة والرفاهية للناس .ومن ذل�ك اس�تعﲈﳍا ﰲ التﱪيد ،ك�ﲈ ﰲ الﺜالجات التي تس�تعمل ﰲ حفﻆ األطعم�ة من التلف، واﳌكيف�ات ﰲ اﳌنازل واﳌدارس وأماكن العمل .ك�ﲈ ُتعنﹶى الكيمياء بصناعة الكريﲈت التي تستعمل ﰲ الوقاية من بعﺾ أشعة الشمس الضارة ..وغﲑها. الﺸﻜل 1-1ك� ش الكون مكون من ماد من ل اأ�شام اأ�شيا احيطة با. 14 بقة الإك�شو�شف قمر ا�شطناعي الﺸـﻜل 1-2يتكون ال او من ع د ب ا .ع ب ة اأزن الواية بة ال�شاو�شف. مكو فشاي بقة الثمو�شف �شه بقة ايزو�شف بقة ال�شاتو�شف بقة الوبو�شف طبقة الأوزون بقة الأوون ارة نفاة عل ارتفاع 10km The Ozone Layer إن التعرﺽ الزائد لﻸشعة فوﻕ البنفسجية UVﹴ مﺆذ للنباتات واﳊيوانات .كﲈ أن اﳌس�تويات العالية ألحد أنواﻉ األشعة فوﻕ البنفسجية � والذي يرمز إليه بالرمز � UVBيمكن أن تسبب إعتا ًما ﰲ العﲔ ،وﴎطا ًنا ﰲ اﳉلد عند اإلنسان ،وتقلل من نواتﺞ اﳌحاصيل الزراعية ،وتسبب خل ً ال ﰲ سالسل الغذاء ﰲ الطبيعة. لقد نش�أت اﳌخلوقات اﳊية رغم تعرضها ل� UVB؛ فقد هيأ اﷲ عز وجل ﳋاليا اﳌخلوقات اﳊية ﹶ بعﺾ القدرة عﲆ إصالح نفسها عند التعرﺽ ﳌستويات منخفضة من هذه األشعة .ويعتقد بعﺾ العلﲈء أن وصول مستوى هذه األشعة حداًّ ا معينًا ﳚعل اﳋاليا غﲑ قادرة عﲆ اﳌقاومة ،وعندها يموت الكﺜﲑ من اﳌخلوقات اﳊية. الغالف اوي لالأر�ص تس�تطيع اﳌخلوقات اﳊي�ة البقاء عﲆ األرﺽ بفضل طبق�ة األوزون التي خلقها اﷲ تبارك وتعاﱃ لتحميها من اﳌس�تويات العالية من األش�عة ف�وﻕ البنفس�جية .UVBوغ�از األوزون � اﳌكون من ذرات األكس�جﲔ � م�ادة كيميائي�ة توج�د ﰲ الغالف اﳉ�وي ،ﻭاﳌـﺎﺩﺓ الﻜيميﺎﺋية ﳍ�ا تركيب ﳏدد وﺛابت .ويمتص غاز األوزون معظم األش�عة الضارة قبل وصوﳍا إﱃ األرﺽ. ينت�ﴩ ح�واﱄ 90%من غ�از األوزون ﰲ طبق�ة ﲢيط ب�األرﺽ وﲢميها؛ حيﺚ يتك�ون الغ�الف اﳉوي لﻸرﺽ -كﲈ ترى ﰲ الﺸـﻜل 1-2م�ن عدة طبقات، تس�مى الطبق�ة الدني�ا ،منها طبق�ة الﱰوبوس�فﲑ التي ﲢت�وي عﲆ اﳍ�واء الذي نتنفس�ه ،ويكون فيها الغيوم ،وفيها ﲢدث تقلبات الطقس .وتسمى الطبقة التي فوقه�ا سﱰاتوس�فﲑ ،وﲤتد ب�ﲔ 10 -50 kmفوﻕ س�طح األرﺽ ،وفيها طبقة األوزون التي ﲢمي األرﺽ ،وهي ﲤتص معظم األش�عة الكونية ) األشعة فوﻕ البنفسجية ( قبل أن تصل إﱃ األرﺽ. ماذا قراأت و�سح فوائد وجود طبقة األوزون ﰲ الغالف اﳉوي. اأ�سل الكلمة ﺃﻭﺯﻭﻥ Ozone أص�ل ه�ذه الكلم�ة إغريق�ي ،وتعني يشم. اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة طبقة الأوزون (كر )اماية من اأ�سعة ال�سم�ص ألن أج�واء الدول�ة حارة ومشمس�ة تظه�ر بع�ﺾ التصبغ�ات ﰲ البﴩة. ولتوف�ﲑ بع�ﺾ اﳊﲈي�ة من األش�عة فوﻕ البنفسجية ) (UVالضارة يمكن ده�ن اﳉل�د ب�� )كريم( يس�اعد عﲆ الوقاية من حروﻕ الشمس وﴎطان اﳉل�د .وينص�ح خ�ﱪاء الصح�ة باس�تعﲈل هذا )الكريم( ﰲ أي وقت قد تتعرﺽ فيه ألش�عة الشمس التي ﲢتوي عﲆ األشعة فوﻕ البنفسجية. 15 الﺸـﻜل 1-3اأ�ش عة ف و البف�ش ية ال�شادر عن الشم� ع ز ا من زيا از اأك�ش O 2 يتحل ا را اأك�ش O ال را افرد تحد مع زيا اأر من از اأك�ش O 2 ك ون از اأزن .O 3 ف�سر م ــا �شب ــ الت ــوان ب ــ ــاي الأك�شج والأوون بقة ال�شاتو�شف O2 O2 O3 O O O3 O2 O2 O2 يتك�ون غاز األوزون ﰲ طبق�ة السﱰاتوس�فﲑ؟ عندما يتعرﺽ تك ون الأوزون كي�ف َّ غاز األكس�جﲔ O 2لﻸشعة فوﻕ البنفسجية ﰲ األجزاء العليا من السﱰاتوسفﲑ تتحلل جزيﺌاته إﱃ ذرات منفردة Oتتفاعل بدورها مع جزيﺌات غاز األكسجﲔ O 2ليتكون غاز C01-02C-828378-A األوزون ،O 3كﲈ هو موضح ﰲ الﺸﻜل .1-3ويمكن لغاز األوزون أن يمتص األشعة فوﻕ البنفسجية ويتحلل مكو ًنا غاز األكسجﲔ ،لذلك ﳛدث نوﻉ من التوازن بﲔ غازي األكسجﲔ واألوزون ﰲ طبقة السﱰاتوسفﲑ. تم اكتش�اف غاز األوزون وقياس كميته ﰲ أواخر القرن التاس�ع ع�ﴩ .وقد أﺛار اهتﲈم العلﲈء؛ فهو يتكون فوﻕ خط االس�تواء؛ ألن أشعة الشمس تكون عمودية وقوية هناك، ً مناس�با مﺆﴍا ﺛم يتحرك حول األرﺽ بفعل تيارات اﳍواء ﰲ السﱰاتوس�فﲑ .لذا يعد ً يساعدنا عﲆ تتبع حركة الرياح ﰲ طبقة السﱰاتوسفﲑ. ﰲ عﴩينيات القرن اﳌاﴈ بدأ العاﱂ الﱪيطاﲏ دوبسون )1889-1976م( قياس كمية غاز األوزون ﰲ الغ�الف اﳉ�وي .ورغم أن غاز األوزون يتش�كل ﰲ اﳌناطق العليا من طبقة السﱰاتوسفﲑ ،إال أنه يتجمع ﰲ اﳉزء األسفل منها .وتقاس كمية غاز األوزون اﳌوجودة ﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ عن طريق أجهزة موجودة عﲆ األرﺽ ،أو عن طريق بالونات أو أقﲈر اصطناعية أو صواريخ .لقد ساعدت قياسات دوبسون العلﲈء عﲆ تقدير كمية غاز األوزون الت�ي ﳚ�ب أن توج�د ﰲ اﳉو ،وهي 300دوبس�ون ) .(DUوتس�تعمل أجهزة منها اﳌوجودة ﰲ الﺸﻜل - 1-4ﳌراقبة كمية غاز األوزون ﰲ الغالف اﳉوي.أنواعا الﺸﻜل 1-4ي�ش تعم العلما ا تلفة من اأز ما مطيا بريور ليا� كمية از اأزن او. 16 الﺸﻜل 1-5اأكد شور اأمار اشطاعية يا�ش ا فري ال ار اتم د اوبي ة الت اأ�ش ار ا ل� �ش م بة اأزن فو الار .ال�ش ور ر بة اأزن بلون ز ر بف�ش اأ�ش ود .يش دلي األوان عن ي�ش ار ال�شور اأن م�ش تو اأزن يا ب 125-200 DUو اأ من ا�ش تو الطبيع ال يبل.300 DU وج�د فري�ق بحﺚ بريطاﲏ انخف�اﺽ كمية غاز األوزون ﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ، واس�تنتجوا أن ُس�مك طبقة األوزون يتناقص .ويبﲔ الﺸﻜل 1-5كيف ﻇهرت طبقة األوزون ﰲ أكتوبر من عام 1990م. ورغم أن تق ﱡلص ُسمك طبقة األوزون يسمى عادة "ﺛقب األوزون" إال أنه ليس ﺛق ًبا؛ ﲑا من اﳌعدل الطبيعي. فغاز األوزون ما زال موجو ًدا ،لكن س�مك الطبقة أق�ل كﺜ ً وخصوصا بعد أن أ ّيدﲥا القياس�ات التي قامت س�ببت قل ًقا للعلﲈء، ً وهذه اﳊقيقة ّ ﲠا البالونات والطائرات واألقﲈر االصطناعية .فﲈ سبب ﺛقب األوزون؟ مركبات الكلوروفلوروكربون Chlorofluorocarbons ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻲ اﻟﺒﻴﺌﺔ يستعمل كيميائي ّ البيﺌ�ة أدوات من الكيمي�اء والعلوم األخرى لدراسة كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيﺌة ومكوناتها .وهذا يتضم�ن تحدي�د مص�ادر التل�وث، ودراس�ة تأﺛيراته�ا ف�ي المخلوقات الحية. ب�دأت قصته�ا ﰲ عﴩيني�ات الق�رن اﳌ�اﴈ؛ حي�ﺚ ازداد إنتاج الﺜالج�ات التي استﹶعملت ﰲ البداية غازات ضارة -منها األمونيا -للتﱪيد .وألن أبخرة األمونيا ق�د تت�ﴪب م�ن الﺜالجة وت�ﺆذي أفراد البي�ت فقد ب�دأ الكيميائي�ون البحﺚ عن م�ﱪدات أكﺜ�ر أمنً�ا .وقد ّ حﴬ الع�اﱂ توم�اس ميج�ﲇ Thomas Midgleyعام 1928م أول ّ مرك�ب من مركب�ات الكلوروفلوروكربون التي يرمز إليها ب� ،CFCs وهو مادة مكونة من الكلور والفلور والكربون. َّ طبيعيا � ﰲ اﳌختﱪ ،وهي وﳛﴬ اآلن عدد من هذه اﳌركبات � التى ال تتكون اًّ غﲑ سامة؛ ألﳖا ال تتفاعل مباﴍة مع اﳌواد األخرى .وقد ﻇهر مع الوقت أن هذه الغازات مﱪدات مﺜالية .ﰲ عام 1935م بدأ استعﲈل هذه اﳌواد ﰲ صناعة أجهزة التكييف اﳌنزلية ،كﲈ دخلت ﰲ صناعة الﺜالجات ،باإلضافة إﱃ استعﲈﳍا ﰲ تصنيع البوليمرات ،وﰲ دفع الرذاذ من علب الرش. ف�سر ﳌ�اذا َّ فكر العلﲈء أن مركبات الكلوروفلوروكربون CFCs ماذا قراأتّ ﺁمنة للبيﺌة؟ 17 CFCs الﺸـﻜل 1-6مع العلم ا معلوما عن ا�ش تعما العا ركب ا الكلورفلوركرب ون CFCsراكم ا ف و ال ار اتمد اوبية CFC-11 .اأحد اأنوا. CFC 260 240 اختبار الر�سم البيا 200 180 �سف كي كمية مركب ا الكلورفلوركربون الف ب عام1995 1977 م )CFC-11 (ppt 220 160 140 95 93 91 19 19 89 19 87 19 85 19 83 19 81 19 79 19 77 19 * :pptحد يا� ركيز ع ز ا رليون Part Per Trillion 19 120 بدأ العلﲈء الكشف عن وجود مركبات الكلوروفلوروكربون CFCsﰲ اﳉو ﰲ سبعينيات الق�رن اﳌ�اﴈ ،فقاموا بقياس كميته�ا ﰲ الغالف اﳉ�وي ،ووجدوا أﳖا ت�زداد عا ًما بعد ﺁخ�ر .وبحلول س�نة 1995م وج�دوا أن كمياﲥا وصلت مس�توى عال ًيا ،ك�ﲈ هو مبﲔ ﰲ خطرا عﲆ الﺸـﻜل . 1-6وعﲆ أي حال فقد كان ً ش�ائعا عﲆ نطاﻕ واس�ع أﳖا ال تشكل ً البيﺌة؛ ألﳖا مستقرة ،لذا ﱂ تشكل مصدر قلق لكﺜﲑ من العلﲈء. الحﻆ العلﲈء بعد ذلك أن سمك طبقة األوزون يتناقص ،وأن كميات متزايدة من CFCs تصل إﱃ الغالف اﳉوي .فهل هناك عالقة بﲔ اﳊدﺛﲔ؟ قبل أن تعرف إجابة هذا الس�ﺆال ،ال بد أن تفهم بعﺾ األفك�ار األساس�ية ﰲ الكيمياء، وتعرف ً أيضا كيف ﳛل الكيميائيون وغﲑهم من العلﲈء اﳌشكالت العلمية. التقو 1-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ الكيمياء هي دراس�ة اﳌادة والتغﲑات التي تطرأ عليها. اﳌادة الكيميائية ﳍا تركيب ﳏدد وﺛابت. غاز األوزون يوجد ﰲ طبقة السﱰاتوسفﲑ ويك�ون طبق�ة واقية لﻸرﺽ من األش�عة ِّ فوﻕ البنفسجية. CFCsم�واد مصنع�ة مكون�ة م�ن الكلور والفل�ور والكرب�ون ،وتعم�ل ع�ﲆ تقليل سمك طبقة األوزون. 18 اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻭﺿﺢ أﳘية دراسة الكيمياء لﻺنسان. .1 اﻟﻔﻜﺮة .2 ﻋﺮﻑ اﳌادة الكيميائية ،وأعط مﺜالﲔ ﳌادتﲔ كيميائيتﲔ. ﹼ .3 .4 .5 .6 .7 ﺻﻒ كيف يتكون األوزون؟ وﳌاذا يعد اًّ مهﲈ؟ وفيم تستعمل؟ ﻭﺿﺢ ﳌاذا ُطورت مركبات الكلوروفلوروكربون؟ ﹶ ﹶﻓ ﹼﴪ سبب قلق العلﲈء من تزايد أشعة UVBﰲ اﳉو . ﹶﻓ ﹼﴪ سبب ازدياد تركيز CFCsﰲ الغالف اﳉوي. ﻗوﻡ ﳌاذا كان من اﳌهم تأكيد بيانات دوبسون عن طريق صور األقﲈر ﹼ االصطناعية؟ 1-2 الأهداف تقارن بﲔ الكتلة والوزن. الكيمياء واادة اﻟﻔﻜﺮة Chemistry and Matter ُ درا�سة الأنواع اختلفة من اادة. الت علم الكيمياء اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتناول تف�سر سبب اهتﲈم الكيميائيﲔ الربط مع اياة إذا اعتﱪت أن كل ﳾء من حولك مادة فس�وف ت�درك أن الكيميائيﲔ بالوصف ﲢت اﳌجهري للﲈدة. ً ضخﲈ من األشياء. تنوعا يدرسون ً دد اﳌجاالت التي يدرسها كل ف�رﻉ م�ن ف�روﻉ الكيمي�اء اادة وخوا�سها Matter and its Characteristics اﳌختلفة. اﳌادة هي اﳌكون األس�اﳼ للكون .وللﲈدة أش�كال عدة؛ فكل ﳾء من حولك مادة ،ومنها األش�ياء اﳌوجودة ﰲ الﺸﻜل .1-7بعﺾ اﳌواد توجد ﰲ الطبيعة ،ومنها األوزون ،وبعضها مراجعة افردات اآلخر اصطناعي ،ومنها مركبات الكلوروفلوروكربون .CFCs التقنية :التطبيق العمﲇ للمعرفة يوميا مكونة من مادة ﳍ�ا كتلة .ﻭالﻜﺘﻠة هي مقياس ربﲈ الحظت أن األش�ياء التي نس�تعملها اًّ العلمية. حيزا ،لكن هل اﳍواء مادة؟ أنت ال تستطيع رؤية اﳍواء كمية اﳌادة .فالكتاب له كتلة ويشغل ً أو اإلحس�اس ب�ه أحيا ًنا ،لكنك عندم�ا تنفخ بالو ًنا فﺈنه يتمدد ليس�مح للهواء بالدخول فيه، افردات اديدة ويصب�ح أﺛقل من ذي قبل ،وﳍذا فاﳍواء م�ادة .هل كل ﳾء مادة؟ األفكار واآلراء التي ﲤﻸ الكتلة رأس�ك ليس�ت مادة ،وكذلك اﳊرارة والضوء وموجات الراديو واﳌجاالت اﳌغناطيسية .ما الوزن األشياء التي ليست مادة؟ اذكر بعضها. النموذج مقياس�ا لكمية الكتلة والوزن هل س�بق أن اس�تعملت ميزا ًنا لقياس وزنك؟ الوﺯﻥ ليس ً اﳌادة فحسب ،وإنﲈ هو ً أيضا مقياس لقوة جذب األرﺽ للﲈدة .وقوة اﳉذب ليست ﺛابتة ﰲ ﲨي�ع األماكن ع�ﲆ األرﺽ؛ فهي تصبح أقل عندما نتحرك بعيدً ا عن س�طح األرﺽ .ربﲈ ﱂ ﲑا ﳛدث ح اًّقا. تالحﻆ فر ًقا ﰲ وزنك عندما تنتقل من مكان إﱃ ﺁخر ،لكن فر ًقا صغ ً الﺸـﻜل 1-7ك� ش ال�ش ور ماد ل كتلة زن. قارن ب الكتلة والون. 19 19 وذج تو�سعة الحرم اكي الﺸـﻜل 1-8ي�ش تعم العلم ا الم اج لتوشي اأف كار اع د ككيب البايا .كما اأنم ي�شتعملون الم اج تب ار مف وم كت�شميم ديد لطار ب انتاا. ا�ستنتج .ــاذا ي�شتعمل الكيميايون النماذ لدرا�شة الذرا اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضم�ن مطويت�ك معلومات م�ن هذا ّ القسم. اأ�سل الكلمة الوﺯﻥ اﻻﺳـﺘعﲈﻝ العﻠمـﻲ :ال�وزن ه�و مقياس لكمي�ة اﳌ�ادة ولقوة اﳉاذبي�ة الواقعة عﲆ جسم ما. وزن اﳉس�م هو حاص�ل ﴐب كتلته ﰲ تسارﻉ اﳉاذبية األرضية اﳌحﲇ. اﻻﺳـﺘعﲈﻝ الﺸـﺎﺋع :ال�وزن ه�و الﺜق�ل النسبي ﳉسم ما. فنق�ول ً مﺜ�ال :إن األرن�ب ق�د ن�ﲈ بﴪعة لدرج�ة أن وزن�ه تضاع�ف ﰲ بضع�ة أسابيع. 20 وذج طائرة ق�د يبدو من األنس�ب للعلﲈء أن يس�تعملوا الوزن ً بدال من الكتل�ة ،إال أن هذا غﲑ عمﲇ ،بل األفضل قياس كتلة األجس�ام .ﳌاذا؟ ألن كتلة اﳉس�م ﺛابتة ﰲ أي مكان، بخ�الف الوزن ال�ذي ﳜتلف من مكان إﱃ ﺁخر؛ بس�بب اختالف ق�وة اﳉاذبية من م�كان إﱃ ﺁخ�ر ،ﳑ�ا يتطلب معرفة ق�وة اﳉاذبي�ة ﰲ األماكن التي يقارن�ون فيها بﲔ األوزان .وﳌا كانت الكتلة مستقلة عن قوة اﳉاذبية فﺈﳖم يستعملون مقياس الكتلة. الكيب واوا�ص االحظة ما الذي تس�تطيع أن تش�اهده ﰲ بناء مدرس�تك م�ن اﳋ�ارج؟ أنت تع�رف أن البناء ﳛوي أكﺜر ﳑا تس�تطيع مش�اهدته م�ن اﳋارج؛ فأنت ال تس�تطيع مش�اهدة قضبان اﳊديد داخل اﳉدران ،والتي تعطي البناء شكله واستقراره وﺛباته. خ�واﺹ معظم اﳌواد واضحة ،ال ﲢتاج إﱃ ﳎهر لرؤيتها .وتﱰكب األنواﻉ اﳌختلفة م�ن اﳌواد م�ن حولك م�ن عناﴏ مكون�ة من جس�يﲈت تس�مى ذرات .والذرات صغﲑة جداًّ ا حتى أنه ال يمكن رؤيتها باﳌجاهر الضوئية .وﳍذا تعدّ الذرات جسيﲈت حيزا يس�اوي النقطة اﳌوجودة ﰲ ﺁخر ﲢت ﳎهرية؛ فﱰيليون ذرة يمكن أن تش�غل ً هذه اﳉملة .وتفﴪ بنية اﳌادة وتركيبها وس�لوكها عﲆ اﳌس�توى ﲢت اﳌجهري ،أو اﳌس�توى الذري .وكل ما نالحظه عن اﳌ�ادة يعتمد عﲆ تركيب الذرات والتغﲑات التي ﲢدث ﳍا. ﲥ�دف الكيمياء إﱃ تفس�ﲑ األحداث التي ال ُت ﹶرى بالع�ﲔ اﳌجردة ،والتي ينتﺞ عنها مرئي تغﲑات ملحوﻇة .وتعد النﲈذج إحدى طرائق توضيح ذلك .النموﺫﺝ تفسﲑ ّ ّ ري�اﴈ للبيانات التجريبية .ويس�تعمل العلﲈء عدة أن�واﻉ من النﲈذج لفظ�ي أو أو ّ لتمﺜيل األش�ياء التي يصعب مشاهدﲥا ،ومنها اﳌواد اﳌستعملة ﰲ البناء ،والنموذج اﳊاس�وﰊ للطائرة اﳌبﲔ ﰲ الﺸـﻜل ،1-8كﲈ يس�تعمل الكيميائي�ون نﲈذج ﳐتلفة لتمﺜيل اﳌادة. ماذا قراأت حدد نوعﲔ ﺁخرين من النﲈذج التي يستعملها العلﲈء. بع�ص فروع الكيمياء ادول 1-1 الفرع ال الدرا�سة الﻜيميﺎﺀ العﻀوﻳة معظم اﳌواد التي ﲢتوي عﲆ الكربون الﻜيميﺎﺀ ﻏﲑ العﻀوﻳة اﳌواد التي ال ﲢتوي عﲆ كربون عمو ًما الﻜيميﺎﺀ الﺘﺤﻠيﻠية أنواﻉ اﳌواد ومكوناﲥا الﻜيميﺎﺀ البيﺌية اﳌادة والبيﺌة الﻜيميﺎﺀ الفيﺰﻳﺎﺋية الﻜيميﺎﺀ اﳊيوﻳة الﻜيميﺎﺀ اﻻﺻطنﺎﻋية ﻛيميﺎﺀ اﳌبﻠمﺮات الﻜيميﺎﺀ الﺬﺭﻳة الﻜيميﺎﺀ اﳊﺮاﺭﻳة سلوك اﳌادة وتغﲑاﲥا وتغﲑات الطاقة اﳌصاحبة ﳍا اأمثلة األدوية ،والبالستيكات اﳌعادن ،والفلزات والالفلزات ،وأشباه اﳌوصالت ﴎعة التفاعالت ،وﺁلية التفاعالت األغذية ،وضبط جودة اﳌنتجات اﳌادة والعمليات اﳊيوية ﰲ اﳌخلوقات اﳊية التمﺜيل الغذائي ،والتخمر العمليات الكيميائية ﰲ الصناعة األصباﻍ ،ومواد الطالء اﳌبلمرات واﳌواد البالستيكية التلوث ،والدورات الكيميائية اﳊيوية األنسجة ،ومواد الطالء ،والبالستيكات نظريات تركيب اﳌادة الروابط ،وأشكال اﳌدارات ،واألطياف اﳉزيﺌية والذرية، اﳊرارة الناﲡة عن العمليات الكيميائية حرارة التفاعل والﱰكيب اإللكﱰوﲏ الكيمياء :علم اأ�سا�سي Chemistry: The Central Science الكيمي�اء هي دراس�ة اﳌ�ادة والتغﲑات التي تط�رأ عليها .إن فهم علم م�ادة الكيمياء يعدﱡ أساس�يا لكل العلوم :األحي�اء والفيزياء واألرﺽ والبيﺌة وغﲑها .وبس�بب وجود أنواﻉ اًّ كﺜ�ﲑة م�ن اﳌادة فﺈن ﳎ�االت الدراس�ة ﰲ الكيمياء تتنوﻉ؛ إذ تقس�م الكيمي�اء تقليد اًّيا إﱃ فروﻉ تركز عﲆ دراس�ة معينة ،ولكن الكﺜﲑ منها يتداخل ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ اﳉدﻭﻝ .1-1 فالكيمياء العضوية وكيمياء اﳌبلمرات تشﱰكات ﰲ دراسة البالستيك. التقو 1-2 اﻟﺨﻼﺻﺔ الن�ﲈذج أدوات يس�تعملها العل�ﲈء ومنهم الكيميائيون لتفس�ﲑ األحداث التي ال ترى بالعﲔ اﳌجردة. اﳌالحظ�ات التي يمك�ن رؤيتها بالعﲔ اﳌج�ردة للﲈدة تعكس س�لوك الذرات التي ال يمكن رؤيتها بالعﲔ اﳌجردة. هناك ف�روﻉ عدة لعل�م الكيمياء ،منها الكيمي�اء العضوي�ة وغ�ﲑ العضوي�ة والفيزيائية والتحليلية واﳊيوية. .8اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﴪ سبب وجود عدة فروﻉ لعلم الكيمياء. ﻓﴪ ﳌاذا يستعمل العلﲈء الكتلة بد ً ال من الوزن ﰲ قياساﲥم؟ .9ﹼ .10ﳋﺺ ﳌاذا ﳚب عﲆ الكيميائيﲔ أن يدرسوا التغﲑات التي ال ترى بالعﲔ اﳌجردة؟ .11اﺳﺘنﺘﺞ سبب استعﲈل الكيميائيﲔ للنﲈذج لدراسة اﳌادة التي ال ترى بالعﲔ اﳌجردة. ﺳﻢ ﺛالﺛة نﲈذج يستعملها العلﲈء ،وبﲔ فائدة كل منها. .12ﱢ ﻗوﻡ كيف يمكن أن ﳜتلف وزنك وكتلتك عﲆ سطح القمر )جاذبية .13ﱢ القمر تساوي سدس جاذبية األرﺽ(؟ ﻗوﻡ هل يتغﲑ وزنك ﰲ أﺛناء صعودك وهبوطك ﰲ اﳌصعد؟ فﴪ إجابتك. .14ﱢ 21 1-3 الأهداف د د خطوات الطريقة العلمية. تقارن بﲔ أنواﻉ البيانات. د د أنواﻉ اﳌتغﲑات ت�سف الفرﻕ بﲔ النظرية والقانون العلمي. مراجعة افردات الطريقة النظامية :أس�لوب منظم ﳊل اﳌشكالت. افردات اديدة الطريقة العلمية البيانات النوعية البيانات الكمية الفرضية التجربة اﳌتغﲑ اﳌستقل اﳌتغﲑ التابع الضابط االستنتاج النظرية القانون العلمي الطرائق العلمية Scientific Methods اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يتبع العلماء الطريقة العلمية لطرح اأ�سلة ،واقاح اإجابات لها ،واختبارها ،وتقو نتائج الختبارات. الربط مع اياة ماذا تفع�ل إذا أردت أن تقوم برحلة طويل�ة؟ هل تأخذ معك ﲨيع مالبسك ﰲ حقيبة ،أم أنك ﲣطط ﳌا تلبسه؟ إن إعداد خطة هو األفضل عمو ًما .وكذلك ً خططا تساعدهم عﲆ استقصاء العاﱂ. يطور العلﲈء الطريقة النظامية البحث A Systematic Approach ربﲈ قمت بﺈجراء ﲡربة ﳐتﱪية مع زمالئك ﰲ صفوف س�ابقة .لذلك أنت تعرف أن كل فرد ﰲ اﳌجموعة قد يكون لديه فكرة ﳐتلفة عن طريقة إجراء التجربة .هذا االختالف ﰲ اآلراء يعد من فوائد العمل اﳉﲈعي .إن تبادل األفكار بفاعلية بﲔ أفراد اﳌجموعة وربط معا إلﳚاد حل يتطلب بذل جهد ﰲ العمل اﳉﲈعي. اﳌشاركات الفردية ً يق�وم العل�ﲈء بعملهم بطرائق متش�اﲠة؛ فكل عاﱂ ﳛ�اول فهم عاﳌه بنا ًء ع�ﲆ رؤية فردية وإبداﻉ ذاﰐ ،وغال ًبا ما ﹶيس�تخلص أعﲈل عدة علﲈء للوصول إﱃ فهم جديد للموضوﻉ. لذا قد يكون من اﳌفيد أن يستعمل العلﲈء خطوات موحدة لتنفيذ ﲡارﲠم. الطﺮﻳقة العﻠمية طريقة منظمة تس�تعمل ﰲ الدراس�ات العلمية ،سواء أكانت كيميائية أو حيوي�ة أو فيزيائي�ة أو غﲑ ذلك .ي ّتبع العلﲈء الطريقة العلمية ﳊل اﳌش�كالت ،وللتحقق م�ن عمل العلﲈء اآلخرين .ويبﲔ الﺸـﻜل 1-9نظرة عامة ﳋط�وات الطريقة العلمية. وال يقص�د ﲠ�ذه اﳋطوات أن تنفذ بالﱰتي�ب .لذا ﳚب عﲆ العل�ﲈء أن ﹶي ِصفوا طرائقهم عند عرﺽ نتائﺞ أبحاﺛهم .وإذا ﱂ يستطع العلﲈء اآلخرون تأكيد النتائﺞ باتباﻉ اﳋطوات نفسها فﺈن هناك اًّ شكا ﰲ صدﻕ النتائﺞ. الﺸﻜل 1-9كرر طوا الطرية العلمية ا اأن دعم الفرشية اأ ليا. ﺍﺳﺘﻨﺘﺎ ﺟﺎﺕ ﲡﺎﺭﺏ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﲤﺖ ﻣﺮﺍ ﺟﻌﺘﻬﺎ ﺍ ﲡﺎﺭ ﺿ ﻓﺮ ﻴﺔ ﲤﺖ ﻣﺮ 22 ﺏ ﺟﻌﺘﻬﺎ ﺮﻳﺔ ﻧﻈ ﺗﻄﻮﻳﺮ ﻣﻬﺎرات اﻟﻤﻼﺣﻈﺔ .6 ﳌـﺎﺫا تعـد مﻬـﺎﺭات اﳌﻼﺣظـة مﻬمـة ﰲ الﻜيميـﺎﺀ؟ تس�تعمل اﳌالحظات عادة للوصول إﱃ اس�تنتاجات .االستنتاج تفسﲑ أو .7 توضيح للمالحظة. FF G EE F شع طر احد من ك نو من اأربعة اأنوا من ملونا الطعام اأربع ة اأماكن على �شط اليب .ش ع اأ طر ملون مركز الطب. كرر اطو. 4 3 اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ � .1سف ما �شاد اطو.4 ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ � .2سف ما �شاد اطو.7 N LL M I .G1G H التارNEO MMD ال�شمة KK BL بطاةJJAK I امHأI J H N M L K J I العمليةH PPG OOFP N. دليC P O .2اأش م ا ا ب ب حتى ارف ا 0.5 cm م ا�شتعم .3 ا�ستنتج الزي الدن اليب الشحم يتميان ا فة من ا واد �شمى "ليبيدا ."م اا �شتت ع د اشافة ا ا مدرا ليا� 1mL من زي نبا اأشف ا الطب. با را شحن اا .3ام� راأ� عود اأ�شان � شا ي اأا. .4اع راأ� العود يم� اا مركز الطب� ش محا .4 .ف�سر .اا كان مارا احة ممة التربة .5اأش حلي با كام الد�شم ا ب ب ار حتى ارفا.0.5 cm االحظة تب�دأ الدراس�ة العلمي�ة ع�ادة بمالحظ�ة بس�يطة .واﳌالحظ�ة عملية ﲨع معلوم�ات .وغال ًب�ا ما تكون اﳌالحظ�ات األولية الت�ي يقوم ﲠا العل�ﲈء بيﺎﻧﺎت ﻧوﻋية )معلومات تصف اللون أو الرائحة أو الشكل أو بعﺾ اﳋواﺹ الفيزيائية األخرى(. وعمو ًما فﺈن كل ﳾء يتصل باﳊواس اﳋمس هو نوعي ،مﺜل :كيف يبدو ﳾء ما؟ ما ملمسه؟ ما طعمه؟ ما رائحته؟ نوعا ﺁخر م�ن البيان�ات؛ فقد يقيس�ون درجة اﳊ�رارة ،أو ﳚم�ع الكيميائي�ون ع�ادة ً الضغط ،أو اﳊجم ،أو كمية اﳌادة الناﲡة عن التفاعل .هذه اﳌعلومات الرقمية تسمى »بيﺎﻧـﺎت ﻛميـة« ،وه�ي تبﲔ ﴎعة ال�ﴚء ،أو طول�ه أو حجمه .ما البيان�ات الكمية والبيانات النوعية التي تستطيع ﲨعها من الﺸﻜل 1-10؟ الﺸـﻜل 1-10البيان ا الكمي ة معلوما رمية .اأما البيانا الوعية ف محا وش با�شتعما اوا�. ع البيانـ ـ ــا الكمي ــة والنوعي ــة ّ ال�شورة. الفر�سية تذكر ما درسته عن قصة اﳌادتﲔ ﰲ القسم .1-1اكتشف الكيميائيان مولينا تبﲔ البيان�ات الكمية وروالن�د وج�ود مركب�ات الكلوروفلوروكربون CFCsقب�ل أن ّ تناق�ص مس�توى غ�از األوزون ﰲ السﱰاتوس�فﲑ .وقد تول�د لدﳞﲈ فض�ول ﳌعرفة مدة بق�اء CFCsﰲ اﳉ�و ،فقاما بفحص التفاعالت التي يمكن أن ﲡري بﲔ اﳌواد الكيميائية اﳌختلفة ﰲ اﳉو ،لقد اكتشف مولينا وروالند أن مركبات CFCsتبقى ﺛابتة ﰲ اﳉو لفﱰة طويل�ة ،لكنه�ﲈ عرفا أن هذه اﳌ�واد تصعد إﱃ طبقات اﳉو العلي�ا ،فوضعا فرضية تقول إن هذه اﳌركبات تتحلل نتيجة التفاعل مع األش�عة فوﻕ البنفس�جية اآلتية من الشمس. ك�ﲈ وضعا فرضي�ة أخرى تقول إن الكل�ور الناتﺞ عن هذا التفاع�ل ﳛطم جزيﺌات غاز األوزون .إذن الفﺮﺿية عبارة عن تفسﲑ مﺆقت لظاهرة ما أو حدث ﲤت مالحظته. ماذا قراأت ا�ستنتج ﳌاذا تكون الفرضية مﺆقتة؟ 23 التجارب ال معنى للفرضية ما ﱂ يكن هناك بيانات تدعمها .وهكذا فﺈن وضع الفرضية يس�اعد الع�اﱂ عﲆ الﱰكيز ع�ﲆ اﳋطوة التالي�ة ﰲ الطريق�ة العلمية .الﺘﺠﺮبـة ﳎموعة من اﳌش�اهدات اﳌضبوطة التي ﲣتﱪ الفرضية .وعﲆ العل�ﲈء أن يصمموا بعناية ﲡربة أو أكﺜر وين ّفذوه�ا من أج�ل اختبار اﳌتغﲑات .واﳌتغ�ﲑ كمية أو حالة قد يكون ﳍ�ا أكﺜر من قيمة واحدة. افﱰﺽ أن معلم الكيمياء طلب إﱃ طالب صفك استعﲈل اﳌواد اﳌوجودة ﰲ الﺸﻜل 1-11 الﺸـﻜل 1-11اواد كن اأن �شتعم ليا� اأر درة ارار � شرعة بان مل الطعام. لتصميم ﲡربة الختبار الفرضية القائلة إن ملح الطعام يذوب ﰲ اﳌاء الس�اخن أﴎﻉ من o ذوبانه ﰲ اﳌاء الذي درجة حرارته تساوي درجة حرارة الغرفة ).(20 C وألن درج�ة اﳊ�رارة ه�ي اﳌتغﲑ الذي ﲣط�ط لتغيﲑه فهي مﺘﻐﲑ مﺴـﺘقل .ف�ﺈذا وجدت o ﳎموعت�ك أن كمي�ة م�ن اﳌلح ت�ذوب ﲤا ًما خالل دقيق�ة واحدة عند ،40 Cف�ﺈن الكمية o نفسها ﲢتاج إﱃ 3دقائق لتذوب ﲤا ًما عند درجة 20 C؛ وذلك ألن درجة اﳊرارة تﺆﺛر ﰲ تبعا لتغﲑ ﲑا ﹰ ﴎعة ذوبان اﳌلح .وتس�مى ﴎعة الذوبان هذه مﺘﻐ ﹰ تﺎبعﺎ ؛ألن قيمتها تتغﲑ ً اﳌتغﲑ اﳌستقل .ورغم أن ﳎموعتك تستطيع ﲢديد الكيفية التي تغﲑ ﲠا اﳌتغﲑ اﳌستقل إ ّ ال يتغﲑ ﲠا اﳌتغﲑ التابع. أﳖا ال تستطيع التحكم ﰲ الكيفية التي ّ ماذا قراأت و�سح الفرﻕ بﲔ اﳌتغﲑ اﳌستقل واﳌتغﲑ التابع. ﻋوامل ﺃﺧﺮ ما العوامل األخرى التي تستطيع تغيﲑها ﰲ ﲡربتك؟ هل تﺆﺛر كمية اﳌلح التي تستعملها ،أو كمية اﳌاء ،أو ﲢريك اﳌخلوﻁ ﰲ النتائﺞ؟ إن اإلجابة عن هذه األسﺌلة رب�ﲈ تكون باإلﳚ�اب .لذا فﺈن نتائﺞ التجربة س�تختلف .ومن ﹶﺛم فﺈن اﳌتغﲑ اﳌس�تقل هو الوحيد الذي ُيس�مح بتغي�ﲑه ﰲ التجربة اﳌخطط ﳍا جيدً ا .أما العامل الﺜابت فال يس�مح بتغي�ﲑه ﰲ أﺛن�اء التجربة .ولذلك فﺈن كمية اﳌلح وكمية اﳌاء وﲢريك اﳌزيﺞ ﳚب أن تبقى ﺛابتة عند أي درجة حرارة. من اﳌهم وجود ﺿﺎبﻂ للمقارنة ﰲ كﺜﲑ من التجارب .ففي التجربة السابقة يعد اﳌاء عند ً ضابطا من نوﻉ ﺁخر؛ فقد أضيف درجة حرارة الغرفة هو الضابط .ويبﲔ الﺸﻜل 1-12 كاشف كيميائي إﱃ كل من األنابيب الﺜالﺛة ،وهناك ﳏلول ﲪﴤ ﰲ األنبوب اﳌوجود عن ﲢول لون الكاش�ف فيه إﱃ األﲪر .أما األنبوب األوس�ط فيحتوي عﲆ ماء، اليس�ار ،لذا َّ ولون الكاشف فيه أصفر .وأما األنبوب األيمن فيحتوي عﲆ ﳏلول قاعدي ،وﲢول لون الكاشف فيه إﱃ أزرﻕ. الﺸـﻜل 1-12أن حموش ة احالي اأنابيب معرفة فمن امكن اأن �شتعم بوشفا شواب ربة ما. ا�ستنتج اإذا اأشي ــ كا�ش ــ كيميا ــي اإ لو هو اموش ــة فكي ــ ــدد م ــا اإذا كان احل ــو حمش ي ــا اأو متعاد ًل اأو قاعد يا 24 + Cl O O2 O2 ClO + O3 CCl2F Cl CCl3F Cl ClO تحد ر اأك�ش O مع اأ اأك�شيد الكلور ClOليك ونا از م يوم الكلور بتدم از اأزن بااد مع ب اأ وج مولي ا رن د اأن اأ�شع ة ف و اأك�ش O 2 الكلور Clم يتحد الكلور ار مع ز كوي ن از اأك�ش O 2 اأ اأك�شي د الكلور .ClO از اأزن ار تكرر العملية. البف�شية ع الكل ور Clيف�ش عن CCl 3F اأحد مركبا.CFCs الﺸﻜل 1-13يب وج موليا رند كي دمر مركبا CFCs از اأزن. ﺿبـﻂ اﳌﺘﻐﲑات التفاعالت اﳌوصوفة أعاله بﲔ CFCsوغاز األوزون ﰲ نموذج مولينا وروالند تضم عدة متغﲑات .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،هناك غازات أخرى غﲑ غاز األوزون ﰲ السﱰاتوس�فﲑ .ل�ذا ف�ﺈن من الصعب ﲢدي�د م�ا إذا كان أحد هذه الغ�ازات أو كلها يغﲑان وتغﲑ األش�عة فوﻕ البنفس�جية قد ِّ تس�بب تناقص غ�از األوزون .كﲈ أن الرياح ﱡ من نتائﺞ أي ﲡربة ﰲ أي وقت ،ﳑا ﳚعل اﳌقارنة صعبة .وقد يكون من األس�هل أحيا ًنا ﳏاكاة الظروف ﳐتﱪ اًّيا ،بحيﺚ يمكن ضبط اﳌتغﲑات بسهولة. ﲑا من البيان�ات ،وهذه البيانات يأخذها ال�ستنتاج يمك�ن أن ُتظهر التجربة ً قدرا كب ً العل�ﲈء عادة ،وﳛللوﳖا ،ويقارنوﳖا بالفرضية للتوصل إﱃ اس�تنتاج .ﻭاﻻﺳـﺘنﺘﺎﺝ حكم قائ�م ع�ﲆ اﳌعلومات التي يتم اﳊصول عليها .نحن ال نس�تطيع إﺛبات فرضية ما .وﳍذا عندم�ا تﺆيد البيانات الفرضية فﺈن ذلك يش�ﲑ فق�ط إﱃ أن الفرضية قد تكون صحيحة. وإذا جاءت بعد ذلك بيانات ال تدعم الفرضية فعلينا رفﺾ الفرضية أو تعديلها. وض�ع مولينا وروالند فرضية عن ﺛبات مركبات CFCsﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ ،وﲨعا نموذجا يقوم في�ه الكلور الناتﺞ ع�ن تفكك CFCs ط�ورا ً بيان�ات تﺆي�د فرضيتهﲈ ،كﲈ َّ بالتفاعل مرة بعد أخرى مع غاز األوزون. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضمن مطويتك معلومات من هذا َّ القسم. ك�ﲈ أنه يمكن اختبار النموذج واس�تعﲈله ﰲ القي�ام بتوقعات .فقد توق�ع نموذج مولينا تك�ون الكلور وتناقص غ�از األوزون ،ك�ﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .1-13كﲈ وروالن�د ﱡ ً دلي�ال عﲆ تفاعل غ�از األوزون والكل�ور عندما قامت وج�دت ﳎموع�ة بحﺜية أخرى بﺈجراء قياس�ات ﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ .لكن هذه اﳌجموع�ة ﱂ تعرف مصدر الكلور. وتوصال إﱃ اس�تنتاج أن غاز لق�د توق�ع مولينا وروالن�د ﰲ نموذجهﲈ مصدر الكل�ور، َّ األوزون ﰲ السﱰاتوس�فﲑ يمك�ن أن يتحط�م بفعل مركب�ات ،CFCsوكان لدﳞﲈ دعم ﹴ كاف لفرضيتهﲈ ّ مكنهﲈ من ﹾ نﴩ اكتشافهﲈ ،ففازا بجائزة نوبل عام 1995م. 25 الﺸﻜل 1-14يطب انون نيون للابية على ك فز من فزا و الي مما عدد. النظرية والقانون العلمي Theory and Scientific Law النظﺮﻳة تفس�ﲑ لظاهرة طبيعية بنا ًء عﲆ مش�اهدات واس�تقصاءات مع م�رور الزمن .ولعلك س�معت عن نظرية أينش�تاين ﰲ النس�بية ،أو عن النظرية الذرية .تص�ف النظرية عمو ًما ً مبدأ رئيس�ا ﰲ الطبيعة تم دعمه مع مرور الزمن .ولكن النظريات كلها تبقى عرضة للبحﺚ ،وقد ً يت�م تعديلها .كﲈ أن النظريات تﺆدي غال ًبا إﱃ اس�تنتاجات جدي�دة .وتعد النظرية ناجحة إذا أمكن استعﲈﳍا للقيام بتوقعات صحيحة. التقو 1-3 يتوص�ل ع�دد من العلﲈء أحيا ًنا إﱃ االس�تنتاجات نفس�ها ع�ن بعﺾ العالق�ات ﰲ الطبيعة، وال ﳚ�دون أي اس�تﺜناءات ﳍ�ذه العالق�ات .أن�ت تعرف مﺜ ً ال أن�ه مهﲈ كان ع�دد مرات قفز اﳌظلي�ﲔ م�ن الطائرة -كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل - 1-14فﺈﳖم يعودون ً دائﲈ إﱃ األرﺽ .لقد كان إس�حق نيوتن متأكدً ا من وجود قوة ﲡاذب بﲔ ﲨيع األجس�ام .لذا اقﱰح القانون العام للجاذبي�ة .إن قان�ون نيوتن ﻗﺎﻧـوﻥ ﻋﻠمﻲ يصف عالق�ة أوجدها اﷲ ﰲ الطبيع�ة تدعمها عدة يطوروا فرضيات وﲡارب أخرى لتفسﲑ وجود هذه العالقات. ﲡارب .وعﲆ العلﲈء أن ِّ اﻟﺨﻼﺻﺔ الطرائ�ق العلمي�ة طرائ�ق منظم�ة ﳊل اﳌشكالت. البيان�ات النوعي�ة تص�ف مالحظة ما، والبيانات الكمية تستعمل األرقام. �غﲑ ﰲ التجرب�ة، اﳌتغﲑات اﳌس�تقل�ة ُت َّ تبعا لتغﲑ أما اﳌتغﲑات التابع�ة فتتغﲑ ً اﳌتغﲑات اﳌستقلة. النظرية فرضية يدعمها الكﺜﲑ من التجارب. 26 ﻓﴪ ﳌاذا ال يستعمل العلﲈء ﳎموعة ﳏددة من اﳋطوات .15اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﱢ ﰲ كل بحﺚ يقومون به؟ .16ﻓﺮﻕ أعط ً مﺜاال عﲆ بيانات كمية وﺁخر عﲆ بيانات نوعية. .17ﹶﻗوﻡ ُطلب إليك أن تدرس أﺛر درجة اﳊرارة ﰲ حجم بالون ،فوجدت أن حجم البالون يزداد عند تسخينه .ما اﳌتغﲑ اﳌستقل؟ وما اﳌتغﲑ التابع؟ وما العامل الذي بقي ﺛاب ًتا؟ وما الضابط الذي ستقارن به؟ وصف العاﱂ شارل العالقة اﳌباﴍة بﲔ درجة اﳊرارة واﳊجم ﳉميع .18ﹶميﺰ ﹶ الغازات عند ضغط ﺛابت .هل نسمي هذه العالقة قانون شارل أم نظرية شارل؟ ﳌاذا؟ النﲈذج العلمية اﳉيدة يمكن فحصها واستعﲈﳍا للقيام بتوقعات. .19ﹶﻓ ﹼﴪ ُ ماذا توقع نموذج مولينا وروالند عن كمية غاز األوزون ﰲ اﳉو عند ازدياد كمية CFCs؟ 1-4 الأهداف تقارن ب�ﲔ البح�ﺚ النظري، والبحﺚ التطبيقي ،والتقنية. ُتط بق تعلي�ﲈت الس�المة ﰲ اﳌختﱪ. مراجعة افردات ا�سطناعي :ﳾء من صنع اإلنسان وقد ال يوجد ﰲ الطبيعة. افردات اديدة البحﺚ النظري البحﺚ التطبيقي البحث العلمي Scientific Research اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ بع�ص البحوث العلمية توؤدي اإ تطوير تقنيات كن اأن �سن حياتنا والعا من حولنا. الربط مع الحياة كﺜﲑ من اﳌعلومات التي حصل عليها العلﲈء من خالل البحﺚ النظري تس�تعمل ﳊل مش�كلة ،أو تلبي حاجة ﳏددة .فقد اك ُتشفت األشعة السينية ) (X-raysمﺜ ً ال )أساس�يا( عﲆ أنابيب التفريغ الكهربائي ،ﺛم اكتش�فوا عندما كان العلﲈء ﳚرون بح ًﺜا نظر اًّيا اًّ أن هذه األشعة يمكن أن تستعمل ﰲ التشخيص الطبي. اأنواع الدرا�سات والأبحاث العلمية Types of Scientific Investigations َّ يطلع الناس كل يوم -من خالل وسائل اإلعالم ،ومنها التلفزيون والصحف واﳌجالت واإلنﱰنت -عﲆ نتائﺞ األبحاث العلمية ،التي يتعلق كﺜﲑ منها بالبيﺌة أو الدواء أو الصحة. كيف يستعمل العلﲈء البيانات الكمية والنوعية ﳊل األنواﻉ اﳌختلفة من اﳌشكالت العلمية؟ ﳚري العلﲈء بﺤو ﹰﺛﺎ ﻧظﺮﻳة للحصول عﲆ اﳌعرفة من أجل اﳌعرفة نفسها .فقد كان مولينا وروالند مدفوعﲔ بحب االستطالﻉ ،فقاما بﺈجراء بحوث نظرية عﲆ CFCsوتفاعالﲥا مع غاز األوزون ،وﱂ يكن هناك أي دليل بيﺌي ﰲ ذلك الوقت عﲆ وجود عالقة بﲔ نموذجهﲈ تﴪﻉ تفكك غاز وطبقة السﱰاتوسفﲑ .وقد َّبﲔ بحﺜهﲈ أن مركبات CFCsيمكن أن ِّ األوزون ﲢت ﻇروف معينة ﰲ اﳌختﱪ. وبمرور الوقت أشﲑ إﱃ وجود ﺛقب ﰲ طبقة األوزون عام 1985م ،وأجرى العلﲈء قياسات عن كميات CFCsﰲ السﱰاتوسفﲑ دعمت فرضية احتﲈل مسﺆولية CFCsعن تفكك غاز األوزون .وهكذا ﲢول البحﺚ النظري الذي أجري من أجل اﳌعرفة إﱃ بحﺚ تطبيقي. والبﺤﺚ الﺘطبيقﻲ بحﺚ ﳚرى ﳊل مشكلة ﳏددة .فﲈ زال العلﲈء يراقبون كميات CFCsﰲ اﳉو والتغﲑات السنوية ﰲ كمية غاز األوزون ﰲ السﱰاتوسفﲑ ،انظر الﺸﻜل .1-15كﲈ ﲡرى أبحاث تطبيقية من أجل اﳊصول عﲆ بدائل ﳌركبات CFCsالتي أصبحت ﳑنوعة. الﺸـﻜل 1-15از مطيا اأ�شعة ف و البف�شية ارية ي�شتعم ليا� كمية از اأزن الازا اأر او ود ال�شاو�شف اأ ا اأ�شر الشتا اعتمة الار اتمد اوبية. 27 الﺸـﻜل � 1-16شتعم ي و الايل ون ك م ن ات ا كان ب ا ر العاية الاني ة ي�شتعم اأرا الع�شكرية. �شتعم األيا الايلون شاعة اأ�شرة التبي. يو الايلون كن �شحبا من �شط احلو. ﲑا ما ُﳚري العاﱂ ﲡارب�ه ،ﺛم يتوصل إﱃ نتائﺞ ﳐتلفة عﲈ كان اكت�سافات غ مق�سودة كﺜ ً يتوق�ع .وهن�اك الكﺜﲑ م�ن االكتش�افات العلمية التي ﱂ تك�ن متوقعة .ولعلك تع�رف اﳌﺜالﲔ التاليﲔ من هذه االكتشافات. الربط مع علم الأحياء يعد ألكس�ندر فلمنﺞ من اﳌش�هورين ﰲ القيام باكتشافات غﲑ متوقعة. وﰲ بعﺾ هذه االكتشافات وجد فلمنﺞ أن أحد األطباﻕ اﳌحتوية عﲆ بكتﲑيا ستافيلوكوكس تل�وث بعف�ن ) ُفطر( أخ�ﴬُ ،عرف فيﲈ بعد بفطر البنس�لﲔ ،فق�ام بمراقبته بح�رﺹ واهتﲈم، والحﻆ وجود منطقة خالية حوله ماتت فيها البكتﲑيا .ﰲ هذه اﳊالة علم أن مادة كيميائية من الفطر )البنسلﲔ( سببت قتل البكتﲑيا. ويعد اكتشاف النايلون مﺜا ً ال ﺁخر عﲆ االكتشافات غﲑ اﳌقصودة .ففي عام 1931م قام موﻇف يدع�ى جولي�ان هي�ل بغمس قضي�ب زجاجي س�اخن ﰲ ﳐلوﻁ م�ن اﳌحاليل ،وبش�كل غﲑ متوق�ع س�حب أليا ًفا طويلة كتل�ك اﳌبينة ﰲ الﺸـﻜل . 1-16تابع هيل وزم�الؤه تطوير هذه األلي�اف إﱃ حري�ر اصطناعي يتحمل درجات اﳊرارة العالي�ة ،حتى تم تطوير النايلون ﰲ عام 1934م .وخ�الل اﳊ�رب العاﳌية الﺜانية كان النايلون يس�تعمل بدي ً ال للحري�ر ﰲ اﳌظالت .أما اليوم فيستعمل بكﺜرة ﰲ صناعة األنسج�ة وبعﺾ أنواﻉ البالستيك وأﴍطة التﺜبيت ،كم�ا ﰲ الﺸﻜل . 1-16 الطالب اخت Students in the Laboratory س�وف تتعل�م حقائ�ق كﺜﲑة عن اﳌ�واد ﰲ أﺛناء دراس�تك للكيمياء .كﲈ س�تقوم بﺈجراء بحوث وﲡارب تستطيع من خالﳍا وضع فرضيات واختبارها ،وﲨع البيانات وﲢليلها ،واستخالﺹ النتائﺞ .عندما تعمل ﰲ ﳐتﱪ الكيمياء تكون مسﺆو ً ال عن سالمتك وسالمة من يعملون معك؛ معا ﰲ م�كان صغﲑ ،لذا يكون من اﳌه�م أن يﲈرس كل فف�ي اﳌخت�ﱪ قد يعمل عدة أش�خاﺹ ً منهم أس�اليب عمل ﺁمنة .ويضم اﳉدﻭﻝ 1-2قائمة بتعليﲈت الس�المة التي ﳚب أن تتبعها ﰲ كل مرة تدخل فيها إﱃ اﳌختﱪ ،وهي تعليﲈت يستعملها الكيميائيون وغﲑهم من العلﲈء. 28 ادول 1-2 .1ادرس التجربة العلمية )اﳌختﱪية( اﳌحددة لك قبل أن تأﰐ إﱃ اﳌختﱪ ،وإذا كان لديك أسﺌلة فاطلب مساعدة اﳌعلم. ال�سالمة اخت .16احفﻆ اﳌواد القابلة لالشتعال بعيدً ا عن اللهب. .2ال ُﲡر التجارب دون إذن معلمك ،وال تعمل بمفردك أبدً ا .تعلم كيف تطلب اﳌساعدة عند الﴬورة. .17ال تس�تعمل اﳌ�واد الس�امة والقابل�ة لالش�تعال إال ﲢت إﴍاف معلمك .استعمل خزانة طرد الغازات عند استعﲈل هذه اﳌواد. .4الب�س النظارة الواقي�ة ومعطف اﳌخت�ﱪ ﰲ أﺛناء العم�ل .والبس قفازات عندما تس�تعمل اﳌ�واد الكيميائية التي تس�بب التهيﺞ أو يمكن امتصاﺹ اﳉلد ﳍا .اربطي شعرك إذا كان طوي ً ال. .19ال ّ تسخن اﳌخابﲑ اﳌدرجة أو السحاحات أو اﳌاصات باستعﲈل ﳍب بنزن. .3تفهم رموز السالمة .اقرأ ﲨيع عالمات التحذير وتقيد ﲠا. .5ال تلبس عدسات الصقة ﰲ اﳌختﱪ ،حتى ﲢت النظارات؛ ألﳖا قد ﲤتص األبخرة ،وقد يصعب إزالتها. .6ﲡنب لبس اﳌالبس الفضفاضة أو األشياء اﳌتدلية مﺜل الشﲈﻍ. والبس األحذية اﳌغلقة عﲆ أصابع القدم. والﴩاب إﱃ اﳌختﱪ وال تأكل ﰲ اﳌختﱪ أبدً ا. .7ال تدخل الطعام ﹶ .8اعرف مكان وكيفية استعﲈل طفاية اﳊريق واﳌ��اء ،وبطانية اﳊريق ،واإلسعافات األولية ،وقواطع الغاز والكهرباء. .9نظف األش�ياء التي تنس�كب عﲆ األرﺽ واﳌم�رات واألدوات، وأخﱪ معلمك عن أي حادث أو جرح أو إجراء عمﲇ خاطﺊ أو عطل ﰲ األدوات. المست مادة كيميائية عينك أو جلدك فاغسلها بكميات كبﲑة .10إذا ﹾ من اﳌاء ،وأخﱪ معلمك عن طبيعة اﳌادة. توجه فوهة األنبوب إﱃ .18عند تسخﲔ مادة ﰲ أنبوب اختبار ال ِّ جسمك أو إﱃ شخص ﺁخر ،وال تنظر أبدً ا ﰲ فوهة األنبوب. َّ .20 توﺥ اﳊذر عند اإلمساك بأجهزة ساخنة أو زجاج ساخن؛ فالزجاج الساخن ال ﳜتلف ﰲ مظهره عن الزجاج البارد. .21ﲣلص من الزجاج اﳌكسور ،واﳌواد الكيميائية غﲑ اﳌستعملة، ونواتﺞ التفاعالت كﲈ يطلب اﳌعلم. .22اع�رف الطريق�ة الصحيح�ة لتحض�ﲑ ﳏاليل األﲪ�اﺽ .أضف اﳊمﺾ ً دائﲈ إﱃ اﳌاء ببطء. أبق منطقة اﳌيزان نظيفة ً ِ .23 دائﲈ ،وال تضع اﳌواد الكيميائية عﲆ كفة اﳌيزان مباﴍة. .24بعد االنتهاء من التجربة نظف األدوات واحفظها ،ونظف مكان العمل ،وتأكد من إطفاء الغاز وإغالﻕ مصدر اﳌاء .اغسل يديك باﳌاء والصابون قبل أن تغادر اﳌختﱪ. .11تعام�ل مع اﳌ�واد الكيميائية بحرﺹ ،وتفح�ص بطاقات عبوات اﳌواد قبل اس�تخدامها ﰲ التجربة .اق�رأ البطاقة ﺛالث مرات قبل ﲪلها ،وﰲ أﺛنائه وبعد إرجاعها إﱃ مكاﳖا األصﲇ. .12ال تأخ�ذ العب�وات إﱃ م�كان عمل�ك م�ا ﱂ يطل�ب إلي�ك ذلك. كﺆوس�ا للحصول عﲆ اﳌواد اس�تعمل أنابيب اختبار أو أورا ًقا أو ً الكيميائي�ة .خ�ذ كميات قليل�ة؛ ألن اﳊصول عﲆ كمي�ة إضافية الح ًقا أسهل من التخلص من الفائﺾ. .13ال ت ُِع ِد اﳌواد الكيميائية غﲑ اﳌستعملة إﱃ العبوة األصلية. .14ال تدخل القطارة ﰲ عبوات اﳌواد الكيميائية ،بل اسكب قلي ً ال من اﳌادة الكيميائية ﰲ كأس ،ﺛم استعمل القطارة. .15ال تتذوﻕ أبدً ا أي مادة كيميائية أو تسحبها بفمك ،بل باﳌاصة. 29 ﻣﻌﺪﻝ ﺍﺳﺘﻬﻼﻙ CFC )ﻣﻌﺪﻝ ﺗﻨﺎﻗﺺ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ ﺑﺂﻻﻑ ﺍﻷﻃﻨﺎﻥ( 1200 1000 ﺍﻻﺳﺘﻬﻼﻙ ﺍﻟﻌﺎﳌﻲ ﻟـ CFC 800 500 400 CFC-12 600 400 300 200 CFC-11 200 100 0 0 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 ﺍﻟﺴﻨﺔ وت�ستمر الق�سة 600 ﻛﻤﻴﺎﺕ CFCsﰲ ﺍﻟﻘﺎﺭﺓ ﺍﳌﺘﺠﻤﺪﺓ ﺍﳉﻨﻮﺑﻴﺔ )ﺃﺟﺰﺍﺀ ﻣﻦ ﺍﻟﱰﻳﻠﻴﻮﻥ( الﺸـﻜل 1-17ا الر�ش م البيا يب ركي ز ا من مركب ا CFCs او فو الار اتمد اوبي ة ا�شت العا ركبا CFCs من 2000 – 1980م. ﺍﺳﺘﻬﻼﻙ ﺍﻟﻌﺎﱂ ﻣﻦ CFCﻭﻛﻤﻴﺎﺕ CFCsﻓﻮﻕ ﺍﻟﻘﺎﺭﺓ ﺍﳌﺘﺠﻤﺪﺓ ﺍﳉﻨﻮﺑﻴﺔ The Story Continues لنعد اآلن إﱃ اﳌادتﲔ اللتﲔ س�بق اﳊديﺚ عنهﲈ .لقد حدث الكﺜﲑ منذ أن وضع مولينا وروالن�د فرضيته�ﲈ ﰲ س�بعينيات القرن اﳌاﴈ ع�ن دور مركب�ات CFCsﰲ تفكيك األوزون اﳉوي .ومن خالل البحوث التطبيقية وجد العلﲈء أن مركبات CFCsليست وحده�ا الت�ي تتفاعل مع غ�از األوزون ،وإنﲈ هناك بعﺾ اﳌواد األخ�رى التي تتفاعل معه ً أيضا ،فرابع كلوريد الكربون CCl 4وميﺜيل الكلوروفورم CH 3CCl 3وبعﺾ اﳌواد التي ﲢتوي عﲆ الﱪوم كلها تفكك غاز األوزون. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضمن مطويت�ك معلومات من هذا ِّ القسم. ميثاق مونيال ألن تناقص األوزون أصب�ح موضع اهتﲈم العاﱂ فقد تصدت دول كﺜﲑة ﳍذه اﳌش�كلة .وقد اجتمع ﳍذه الغاي�ة زعﲈء من عدة دول ﰲ مونﱰيال بكندا عام 1987م ،ووقع�وا ع�ﲆ ميﺜاﻕ مونﱰيال ،ال�ذي يقﴤ بموافقة ال�دول التي وقعت هذه االتفاقية عﲆ إﳖاء استعﲈل هذه اﳌركبات ،ووضع قيود عﲆ كيفية استعﲈﳍا ﰲ اﳌستقبل. وك�ﲈ ترى ﰲ الﺸـﻜل 1-17فﺈن االس�تعﲈل العاﳌي ﳌركبات CFCsب�دأ يﱰاجع بعد ميﺜاﻕ مونﱰيال .وعﲆ أي حال فﺈن الش�كل يب�ﲔ أن كمية CFCsفوﻕ القارة اﳌتجمدة اﳉنوبية ﱂ تتقلص مباﴍة. اختبار الر�سم البيا حدد متى ب�دأت كمية مركبات CFCsتس�تقر بعد توقيع ميﺜاﻕ مونﱰيال؟ 30 ثقب الأوزون حال يا ع�رف العل�ﲈء ً أيض�ا أن ﺛق�ب األوزون يتك�ون س�نو اًّيا ف�وﻕ الق�ارة اﳌتجم�دة اﳉنوبية ﰲ فص�ل الربيع .وتتك�ون غيوم جليدي�ة ﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ فوﻕ هذه القارة عندما تنخفﺾ درجات اﳊرارة هناك إﱃ -78˚C كيميائيا. وه�ذه الغي�وم ﲢدث تغيﲑات تس�اعد ع�ﲆ إنتاج كل�ور وبروم نش�طﲔ اًّ وعندم�ا تبدأ درج�ة اﳊرارة ﰲ االرتف�اﻉ ﰲ الربيع يبدأ هذان العنﴫان النش�طان مس�ببﲔ تناقصه ،األمر الذي يﺆدي إﱃ حدوث ﺛقب ﰲ التفاعل مع غاز األوزون ِّ ﰲ األوزون ف�وﻕ القارة اﳌتجمدة اﳉنوبية .ك�ﲈ ﳛدث تناقص لغاز األوزون فوﻕ القط�ب الش�ﲈﱄ ،لكن درجة اﳊ�رارة ال تبقى منخفضة مدة كافي�ة هناك ،ﳑا يعني تناقصا أقل ﰲ غاز األوزون عند القطب الشﲈﱄ. ً تكون ﺛقب األوزون فوﻕ القارة القطبية ماذا قراأت ب العوامل التي تستﺜﲑ ﱡ اﳉنوبية. يب�ﲔ الﺸـﻜل 1-18ﺛق�ب األوزون ف�وﻕ الق�ارة اﳌتجم�دة اﳉنوبية ﰲ س�بتمﱪ م�ن ع�ام 2005م .وقد بلغ س�مك طبقة األوزون حده األدنى ﰲ ذلك الش�هر من السنة .وإذا قارنت بﲔ األلوان ﰲ الصورة ومفتاح اللون فستدرك أن مستوى غاز األوزون يقع بﲔ 110 DUو .200 DUالحﻆ أن مس�توى غاز األوزون ﰲ معظم اﳌنطقة اﳌحيطة بﺜقب األوزون حواﱄ ،300 DUوهو مستوى طبيعي. الﺸـﻜل 1-18ش� شم بة اأزن ف و الار اتمد اوبية ا اأ� شم ل� شبتم 2005 م .يب مفتا األ وان اأدنا ما ل ك لون ال�شور ااأو بالمر اشطاع. قارن كي تختل م�شتويا ا الأوون هذ عن ا�شتو الطبيعي له كمية از اأزن الكلية بوحدا الدب�شون DU 550 440 330 220 110 31 وم�ن اﳉدي�ر بالذكر أن العلﲈء ال يزالون غﲑ متأكدين من ﲢديد الوقت الذي تعود فيه طبقة األوزون إﱃ ما كانت عليه .فقد توقعوا أﳖا س�وف تعود إﱃ وضعها عام 2050م، ّإال أن النﲈذج اﳊاسوبية اﳊديﺜة تتوقع أﳖا لن تبدأ ﰲ استعادة وضعها قبل عام 2068م. عﲆ أن ﲢديد موعد دقيق لذلك ليس اًّ مهﲈ ما دام أﳖا ستعود يو ًما ما. فوائد الكيمياء The Benefits of Chemistry ُيع�د الكيميائيون ج�ز ًءا من العلﲈء الذين ﳛلون الكﺜﲑ من اﳌش�كالت أو القضايا التي نواجهه�ا هذه األيام .وهم ال يش�اركون فقط ﰲ حل مش�كلة ت�ﺂكل األوزون ،بل إﳖم يش�اركون ﰲ التوصل إﱃ اكتش�اف بعﺾ األدوية ولقاحات األم�راﺽ ،ومنها اإليدز واألنفلون�زا .وغال ًبا ما يرتبط الكيميائي مع كل موقف يمكن أن تتخيله؛ ألن كل ﳾء مكون من مادة. ﰲ الكون َّ ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﺒﻴﺎﻧﺎت ﻓﺴﺮ اﻟﺮﺳﻮم اﻟﺒﻴﺎﻧﻴﺔ كيف تختلف م�ستويات غاز الأوزون اأثناء ال�سنة القارة اتجمدة انوبية تستمر بعﺾ مراكز األبحاث ﰲ مراقبة تركيز غاز األوزون ﰲ طبقة السﱰاتوسفﲑ فوﻕ القارة اﳌتجمدة اﳉنوبية. التفك الناقد .3 .4 32 ﻛﻤﻴﺎﺕ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ ﻭﺩﺭﺟﺎﺕ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ﻋﻨﺪ ﺍﻟﻘﻄﺐ ﺍﳉﻨﻮﰊ 2005 - 2004ﻡ ﺻﻒ نمط تغ�ﲑ الكمية الكلية لغاز األوزون ودرجة اﳊرارة عﲆ ارتفاﻉ 20-24 kmعن سطح األرﺽ. ﻗـوﻡ كي�ف ﲣتلف بيان�ات ع�ام 2004م ع�ن بيانات ﹼ 2005م؟ ح�دد الش�هر الذي كان�ت كمية األوزون في�ه أقل ما يمكن. ﻗـوﻡ هل تﺆيد هذه البيانات ما درس�ته س�اب ًقا ﰲ هذه ﹼ فﴪ إجابتك. الوحدة عن تفكك غاز األوزون؟ ِّ ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ) Cﹾ ( .2 هذا الرسم البياﲏ يعرﺽ بيانات ﲨعها أحد مراكز األبحاث فوﻕ القارة اﳌتجمدة اﳉنوبية عامي 2004و2005م .اﳋط األغمق يمﺜل بيانات 2005م. –30 350 –40 300 –50 250 –60 200 –70 –80ﻛﻤﻴﺔ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ ﺍﻟﻜﻠﻴﺔ –90 150 –100 D N O 100 ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ) Cﹾ ( 20 - 24ﺑﺎﳌﺘﻮﺳﻂ 50 km S A J J ﺍﻟﺸﻬﻮﺭ M A M F J 0 ﻛﻤﻴﺔ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ) ﺑﻮﺣﺪﺍﺕ ﺍﻟﺪﻭﺑﺴﻮﻥ( DU .1 البيانات واالحظات الﺸﻜل 1-19ال�شيار الت عم بالوا اشو الواشة ال�ش الت يبل ولا 4 mmف مان على التية الت نت عن درا�شة ااد. يب�ﲔ الﺸـﻜل 1-19بع�ﺾ التط�ورات التقنية اﳌمكن�ة نتيجة دراس�ة اﳌادة .فالس�يارة اﳌوج�ودة عن اليم�ﲔ تعمل باﳍواء اﳌضغوﻁ ،وعندما ُيس�مح ﳍذا اﳍ�واء بالتمدد فﺈنه يدف�ع اﳌكاب�س الت�ي ﲢ�رك الس�يارة ،وال يﺆدي اس�تعﲈل اﳍ�واء اﳌضغوﻁ ﰲ تش�غيل الس�يارات إﱃ ت�ﴪب ملوﺛات إﱃ اﳉو .أما الصورة عن اليس�ار فه�ي لغواصة صغﲑة دخ�ل ﰲ صناعته�ا الليزر واﳊاس�وب .هذه الغواص�ة التي ال يتج�اوز طوﳍا ،4 mm ويمكن أن تستعمل ﰲ اكتشاف األمراﺽ والتشوهات ﰲ اﳉسم البﴩي وإصالحها. التقو 1-4 .20 اﻟﺨﻼﺻﺔ الطرائ�ق العلمية يمكن أن تس�تعمل ﰲ البحوث النظرية والتطبيقية. بع�ﺾ االكتش�افات العلمي�ة تت�م دون قص�د ،وبعضه�ا اآلخ�ر نتيج�ة البحﺚ اﳉاد لتلبية حاجة ما. الس�المة ﰲ اﳌخت�ﱪ مس�ﺆولية كل ف�رد يعمل فيه. كﺜﲑ من وسائل الراحة التي نستمتع ﲠا اليوم هي نتاج تطبيقات الكيمياء. A B اﻟﻔﻜﺮة حولنا. حسنت من حياتنا أو العاﱂ من اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺳﻢ ﺛالﺛة منتجات تقنية َّ .21ﻗﺎﺭﻥ بﲔ البحﺚ النظري والبحﺚ التطبيقي. .22ﺻنﱢـﻒ التقنية ،هل هي ناﲡة ع�ن البحوث النظري�ة أو التطبيقية؟ اﴍح وجهة نظرك. .23ﳋﺺ السبب وراء كل من: .aلبﺲ اﳌعطف والنظارة ﰲ اﳌختﱪ. .bﻋدﻡ إعادة اﳌواد الكيميائية غﲑ اﳌستعملة إﱃ العبوة األصلية. .cﻋدﻡ لبس عدسات الصقة ﰲ اﳌختﱪ. .dﻋدﻡ لبس مالبس فضفاضة أو أشياء متدلية مﺜل الشﲈﻍ ﰲ اﳌختﱪ. ﻓﴪ اﻷﺷﻜﺎﻝ العﻠمية ما احتياطات السالمة التي ستتخذها عند رؤية .24ﹼ رموز السالمة التالية؟ KJ MK JI L J I H K I HG J HGF I GFE HFED GEDC FDCB E CBA DBA CA 33 تﺄﺛـﲑ اﻷﻛﺴـﺠﲔ ألن األكس�جﲔ ال�ذري يﺆﺛر فيﲈ يالمس�ه فق�ط ف�ﺈن طبق�ات الرس�م التي ﲢ�ت الس�ناج ال تتأﺛ�ر .إذا قارن�ت الص�ورة اﳌوجودة عن اليمﲔ ﰲ الﺸـﻜل 1بالصورة التي عن اليس�ار فس�وف تالحﻆ أن السناج قد أزيل دون أن مر اللوحات الفنية مهنّ : تتأﺛر اللوحة ،وهذا بخالف معظ�م اﳌعاﳉات التقليدية التي ﺗﺮﻣﻴﻢ اﻟﻠﻮﺣﺎت اﻟﻔﻨﻴﺔ ال تبقى اللوحات الفنية عﲆ حاﳍا إﱃ األبد؛ فهي تتلف بفعل تس�تعمل فيها مذيبات عضوية إلزالة السناج؛ حيﺚ تتفاعل العدي�د من اﳌﺆﺛ�رات ،ومنها اللم�س ،أو الدخان الناتﺞ عن هذه اﳌذيبات غال ًبا مع السناج ومع األلوان. اﳊرائ�ق .وترمي�م هذه اللوحات هي مهم�ة مر ّمم اللوحات الفني�ة ،وه�ي عملية ليس�ت س�هلة؛ ألن اﳌواد اﳌس�تعملة ﰲ الﱰميم قد ُتتلف اللوحات الفنية. اﻷﻛﺴـﺠﲔ ﰲ اﳉـو يش�كل األكس�جﲔ 21%م�ن الغالف اﳉ�وي ،وه�و غال ًبا ﰲ ص�ورة غ�از ) (O 2اﳌوج�ود بالقرب من س�طح األرﺽ .أما ﰲ طبقات اﳉو العليا فتقوم األش�عة فوﻕ البنفس�جية اآلتية من الش�مس بتفكيك غاز األكسجﲔ كيميائيا ،إ ّ ال إﱃ ذرات ) .(Oورغم أن غاز األكس�جﲔ نشط اًّ أن األكس�جﲔ الذري أنش�ط؛ فهو يس�تطيع إتالف ﹶم ﹾركبات الفضاء ﰲ مداراﲥا .وهذا سبب قيام وكالة الفضاء األمريكية NASAبدراسة تفاعل األكسجﲔ الذري مع غﲑه من اﳌواد. الﺸـﻜل 2البع ة ام را يكن م ن امك ن ازالتا بالطرا التليدي ة لك ن اأك�ش ال ر اأزال ا دن ا اللوحة. اﻷﻛﺴـﺠﲔ ﻭالفـﻦ الﺘﺸـﻜيﲇ األكس�جﲔ ال�ذري نش�ط وخصوص�ا ﰲ التفاعل مع عنﴫ الكربون )اﳌادة األساس�ية ً اﳌوج�ودة ﰲ الس�ناج( .وعندما عالﺞ علﲈء NASAالرس�وم التي يعلوها الس�ناج ،كﲈ ﰲ الﺸـﻜل 1باألكس�جﲔ الذري، تفاع�ل الكربون اﳌوجود ﰲ الس�ناج مع األكس�جﲔ الذري ،الﻠوﺣـة م�ن األمﺜل�ة الناجح�ة األخرى ع�ﲆ إزال�ة البقع ما وﲢول إﱃ غازات. حدث إلح�دى اللوحات حﲔ تلوﺛت بصبغ�ة ﲪراء ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل .2معظم األساليب التقليدية إلصالح اللوحة تﺆدي إﱃ امت�زاج الصبغ�ة اﳊم�راء بالق�ﲈش .أما عندما اس�تعمل األكسجﲔ الذري فقد زال اللون األﲪر عن اللوحة. اكتب مقالة ﳉريدة ال�سكل 1ال�ش ور اليمى ب ل اللوحة الزيتي ة الا ع ن ال�شاج .اأما ال�شور الي�ش ر فتر اللوحة بعد معاتا باأك�ش الر يحد ل ا م ا حد لار المع للوحة. 34 ل األكس�جﲔ الذري ح فيها كيف يس�تعم توض الح اللوحات الفنية. ﰲ إص اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ت الكيمياء جدول البيانات تعرف م�سدر ااء الفية تﺘنـوﻉ مﻜوﻧﺎت مﺎﺀ الﺼنبوﺭ مـﻦ منطقة ﺇﱃ ﺃﺧﺮ. ﻭﻳﺼنﻒ اﳌﺎﺀ ﺇﱃ مﺎﺀ ﻋﴪ ﺃﻭ مﺎﺀ ﻳﴪ بﺤﺴﺐ ﻛمية الﻜﺎلﺴيوﻡ ﺃﻭ اﳌﺎﻏنﺴـيوﻡ اﳌوﺟوﺩﺓ ﰲ اﳌﺎﺀ ،ﻭالﺘـﻲ تقﺎﺱ بوﺣدﺓ .mg/L اﻓﱰﺽ ﻭﺟوﺩ ﻋينﺘﲔ مﻦ اﳌﺎﺀ ﰲ ﳐﺘﱪ ﲢﻠيل اﳌﺎﺀ ،ﺇﺣداﳘﺎ مﺎﺀ ﻳﴪ ﺃﺧﺬ مﻦ اﳌنطقة Aﻭاﻷﺧﺮ مﺎﺀ ﻋﴪ ﺃﺧﺬ مﻦ اﳌنطقة .B �سوؤال من أي منطقة أُخذت العينتان؟ اواد والأدوات الالزمة أنابيب اختبار مع سدادات عدد 3 دورﻕ 250 mL حامل أنابيب اختبار قلم تلوين ﳐبار مدرج 25 mL ماء مقطر قطارة O PN اإجراءات ال�سالمة NPL OM KMI N العملLJ M خطوات OK .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 عينة ماء 1 عينة ماء 2 سائل تنظيف األواﲏ مسطرة JHL IK GP ارتفاع الرغوة العينة D 1 2 .8 التنظيف والتخل�ص من النفايات ﲣلص من الس�وائل ﰲ اﳌغسلة ،واشطفها بﲈء الصنبور .ﺛم أعد أدوات اﳌختﱪ ﲨيعها إﱃ أماكنها. حلل وا�ستنتج .1قارن أي العينتﲔ أنتجت رغوة أكﺜر؟ .2ا�ستنتج ينتﺞ اﳌاء اليﴪ رغوة أكﺜر من اﳌاء العﴪ .استعن باﳉدول أدناه لتحديد اﳌنطقة التي أخذت منها كل عينة. .3 اح�سب إذا كان حجم عينة اﳌاء العﴪ الذي حصلت عليه من معلمك 50 mLوﲢتوي عﲆ 7.3 mgمن اﳌاغنسيوم ف�ﲈ مقدار ع�ﴪ اﳌاء ﰲ ه�ذه العينة وف ًقا للج�دول أدناه؟ ) .(50 mL = 0.5 L BG ACH BD I CEAJ DFBK EC G L FHDM GEIN HJFO امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية . ارسم جدول بيانات كاﳌوضح ﰲ العمود الﺜاﲏ ،ﺛم عنون أنابي�ب االختبار الﺜالﺛة ) D :للﲈء اﳌقطر()1 ،للعينة ،(1 ) 2للعينة .(2 ق�س 20 mLم�ن اﳌاء اﳌقطر باﳌخبار اﳌدرج ،واس�كبه ﰲ أنبوب االختبار .D ض�ع أنب�وﰊ االختب�ار 1و 2بجان�ب األنب�وب Dوض�ع عالمة عﲆ كل أنبوب ﲤﺜل ارتفاﻉ اﳌاء ﰲ األنبوب .D أح�ﴬ 50 mLم�ن م�اء العين�ة 1من معلمك ،واس�كبه بب�طء ﰲ األنب�وب 1حتى يصل إﱃ مس�توى العالمة التي وضعتها. أح�ﴬ 50 mLم�ن م�اء العينة 2م�ن معلمك ،واس�كبه بب�طء ﰲ األنب�وب 2حتى صل يصل إﱃ مس�توى العالمة التي وضعتها. أض�ف قط�رة م�ن س�ائل تنظي�ف األواﲏ إﱃ كل أنبوب، وأغل�ق األنابيب بﺈحكام باس�تخدام الس�دادات ،ﺛم رج كل عين�ة م�دة 30 sلتكون رغوة ،ﺛم ق�س ارتفاﻉ الرغوة باستخدام اﳌسطرة. AF E ت�سنيف مقدار ع�سر ااء الت�سنيف .4 .5 يسر متوسط عسر جدا عسر اًّ D C A B كتلة الكال�سيوم اأو ااغن�سيوم mgL 0 -60 61 – 120 121 – 180 > 180 تطبيق الطرائق العلمية ح�دد اﳌتغ�ﲑات اﳌس�تقلة واﳌتغ�ﲑات التابعة ﰲ هذه التجرب�ة ،وهل كان هناك عينة ضابط�ة ﰲ التجرب�ة؟ فﴪ ذلك .هل توص�ل زمالؤك إﱃ النتيجة نفسها؟ ﳌاذا؟ ليل اطاأ هل يمك�ن تغيﲑ خط�وات العمل ﳉعل النتائﺞ أكﺜر دقة؟ فﴪ ذلك. ال�ستق�ساء ا�ستق�ساء هن�اك الكﺜﲑ من اﳌنتجات ُيدّ ع�ى أﳖا ﲡعل اﳌاء ي�ﴪا .ق�م بزيارة ّ ﳏ�ال بي�ع اﳌس�تلزمات اﳌنزلي�ة أو اﳌحال ً التجاري�ة إلحض�ار بع�ﺾ ه�ذه اﳌنتجات ،ﺛم صم�م ﲡربة للبحﺚ ﰲ صحة االدعاء. 35 الﻜيميﺎﺀ ﻋﻠﻢ ﺃﺳﺎﳼ ﰲ ﺣيﺎتنﺎ. 1-1ق�سة مادت اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الكيمياء هي دراسة افاهيم الرئي�سة اﳌادة والتغﲑات التي تطرأ عليها. افردات الكيمياء اﳌادة الكيميائية الكيمياء هي دراسة اﳌادة والتغﲑات التي تطرأ عليها. اﳌادة الكيميائية ﳍا تركيب منتظم وﺛابت. ويكون طبقة واقية لﻸرﺽ من األش�عة غاز األوزون يوجد ﰲ طبقة السﱰاتوس�فﲑ ِّ فوﻕ البنفسجية. CFCsمواد مصنعة مكونة من الكلور والفلور والكربون ،وتعمل عﲆ تقليل سمك طبقة األوزون. 1-2الكيمياء واادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتناول ﳎاالت علم افاهيم الرئي�سة الكيمي�اء دراس�ة األن�واﻉ اﳌختلفة من اﳌادة. افردات الكتلة الوزن النموذج 36 الن�ﲈذج أدوات يس�تعملها العل�ﲈء ،وكذل�ك الكيميائيون لتفس�ﲑ األح�داث التي ال ُترى بالعﲔ اﳌجردة ،والتي ينتﺞ عنها تغﲑات ملحوﻇة. اﳌالحظات التي يمكن رؤيتها بالعﲔ اﳌجردة للﲈدة تعكس سلوكيات الذرات التي ال يمكن رؤيتها بالعﲔ اﳌجردة. هن�اك فروﻉ عدة لعلم الكيمياء ،منها الكيمي�اء العضوية وغﲑ العضوية والفيزيائية والتحليلية واﳊيوية. 1-3الطرائق العلمية ﺍﺳﺘﻨﺘﺎ ﺟﺎﺕ ﲡﺎﺭﺏ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﲤﺖ ﻣﺮﺍ ﺮﻳﺔ ﺏ ﺿ ﻓﺮ ﻴﺔ ﲤﺖ ﻣﺮ ﺟﻌﺘﻬﺎ ﺍ الطريقة العلمية البيانات النوعية البيانات الكمية الفرضية التجربة اﳌتغﲑ اﳌستقل اﳌتغﲑ التابع الضابط االستنتاج النظرية القانون العلمي ﲡﺎﺭ افردات ﺟﻌﺘﻬﺎ العلمي�ة لط�رح أس�ﺌلة واق�ﱰاح إجابات ﳍا واختبارها وتقويم نتائﺞ االختبارات. الطرائق العلمية طرائق منظمة ﳊل اﳌشكالت. البيانات النوعية تصف اﳌالحظات ،والبيانات الكمية تستعمل األرقام. تبعا لتغﲑ اﳌتغﲑات غﲑ ﰲ التجربة ،أما اﳌتغﲑات التابعة فتتغﲑ ً اﳌتغﲑات اﳌس�تقلة ُت َّ اﳌستقلة. النظرية فرضية يدعمها الكﺜﲑ من التجارب. ﻧﻈ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يتبع العلﲈء الطريقة افاهيم الرئي�سة 1-4البحث العلمي اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ بع�ﺾ ال�ب�ح�وث افاهيم الرئي�سة العلمي�ة ت�ﺆدي إﱃ تطوي�ر تقنيات يمكن أن ﲢسن حياتنا. افردات البحﺚ النظري البحﺚ التطبيقي الطرائق العلمية يمكن أن تستعمل ﰲ البحوث النظرية والتطبيقية. بع�ﺾ االكتش�افات العلمية تت�م دون قصد ،وبعضه�ا اآلخر نتيج�ة البحﺚ اﳉاد لتلبية حاجة ما. السالمة ﰲ اﳌختﱪ مسﺆولية كل فرد يعمل فيه. كﺜﲑ من وسائل الراحة التي نستمتع ﲠا اليوم هي نتاج تطبيقات الكيمياء. 37 1-1 اإتقان افاهيم .25عرف اًّ كال من اﳌادة الكيميائية والكيمياء. .26اﻷﻭﺯﻭﻥ أين يوجد غاز األوزون ﰲ الغالف اﳉوي؟ .27م��ا ال��ع��ن��اﴏ ال��ﺜ��الﺛ��ة اﳌ���وج���ودة ﰲ مركبات الكلوروفلوروكربون؟ .28الحﻆ العلﲈء أن ُسمك طبقة األوزون يتناقص .ما سبب ذلك؟ اإتقان حل ا�سائل .34ق�رأت أن "تريلي�ون ذرة يمك�ن أن توضع ف�وﻕ نقطة ﰲ ﳖاية هذه اﳉملة" .اكتب العدد تريليون باألرقام. .35م�ا كتل�ة اﳌكعب أدن�اه ،إذا علمت ّ أن كتل�ة مكعب طول ضلعه 2 cmمن اﳌادة نفسها تساوي .4.0 g 4 cm 4 cm 4 cm 1-3 .29يتك�ون ج�زيء األوزون من ﺛالث ذرات أكس�جﲔ .كم ج�زيء أوزون ينت�ﺞ ع�ن 6ذرات أكس�جﲔ ،و 9ذرات اإتقان افاهيم أكسجﲔ ،و 27ذرة أكسجﲔ؟ .36كي�ف ﲣتلف البيانات الكمية عن البيانات النوعية؟ أعط مﺜا ً ال عﲆ كل منهﲈ. .30ﻗيـﺎﺱ الﱰﻛيﺰ يبﲔ الﺸـﻜل 1-6أن مس�توى CFCكان 272 pptع�ام 1995م .وإذا كان�ت النس�بة اﳌﺌوي�ة تعن�ي .37ما الفرﻕ بﲔ الفرضية والنظرية والقانون؟ أجزاء من اﳌﺌة ،فﲈ النسبة اﳌﺌوية التي ﲤﺜلها 272 ppt؟ .38ﲡـﺎﺭﺏ ﳐﺘﱪﻳة طل�ب إليك دراس�ة مقدار الس�كر الذي 1-2 اإتقان افاهيم يمك�ن إذابته ﰲ اﳌاء عند درجات حرارة ﳐتلفة .ما اﳌتغﲑ اﳌس�تقل؟ وم�ا اﳌتغﲑ التاب�ع؟ وما العام�ل الذي ﳚب أن يبقى ﺛاب ًتا ﰲ هذه التجربة؟ .31أي القياس�ﲔ يعتم�د ع�ﲆ ق�وة اﳉاذبية :قي�اس الكتلة أم .39بﲔ ما إذا كانت البيانات التالية نوعية أم كمية: فﴪ إجابتك. .aكتلة كأس . 6.6 g قياس الوزن؟ ِّ .32أي ﳎ�االت الكيمياء يدرس نظريات تركيب اﳌادة ،وأﳞا يدرس تأﺛﲑ اﳌواد الكيميائية ﰲ البيﺌة؟ .bبلورات السكر بيضاء والمعة. .cاأللعاب النارية ملونة. اإتقان حل ا�سائل .40إذا كان�ت األدل�ة الت�ي ﲨعته�ا ﰲ أﺛن�اء إج�راء ﲡرب�ة ما ال تدعم الفرضية ،فﲈذا ﳚب عليك ﲡاه الفرضية؟ .33ﰲ أي اﳌدينت�ﲔ اآلتيت�ﲔ تتوقع أن يك�ون وزنك أكﱪ :ﰲ جبل حفيت الذي يرتفع 1240mعن سطح البحر ،أم ﰲ مدينة أبو ﻇبي التي تقع عند مستوى سطح البحر؟ 38 اإتقان حل ا�سائل .41تتفاع�ل ذرة كرب�ون Cمع جزيء واحد م�ن األوزون ،O 3وينت�ﺞ ج�زيء واحد م�ن أول أكس�يد الكربون CO وجزيء واحد من غاز األكسجﲔ .O 2ما عدد جزيﺌات األوزون الالزمة إلنتاج 24جزيﺌًا من غاز األكسجﲔ؟ 1-4 اإتقان المفاهيم .42الﺴـﻼمة ﰲ اﳌخﺘﱪ أكمل اًّ كال من اﳉمل التالية ،بحيﺚ تع�ﱪ بش�كل صحيح ع�ن إح�دى قواعد الس�المة ﰲ ِّ اﳌختﱪ. .aادرس واجب اﳌختﱪ اﳌحدد لك.... .bأبق الطعام والﴩاب و .... .cاعرف أين ﲡد ،وكيف تستعمل .... اإتقان حل الم�سائل .46 .47 ا�ستنزاف غاز الأوزون اكتب وص ًفا تبﲔ فيه استنزاف مركبات الكلوروفلوروكرب�ون CFCsلغاز األوزون خالل الزمن. الﺘقنية اذكر تطبيقات تقنية للكيمياء من واقع حياتك. أعدّ كتي ًبا عن اكتشافاﲥا وتطورها. اأ�سلة ا�ستندات ا�ستنزاف غاز الأوزون ﲣتلف مس�احة منطقة األوزون ذات السمك القليل فوﻕ كل من القطبﲔ الشﲈﱄ واﳉنوﰊ، وتقوم إحدى مﺆسسات الدراسات البيﺌية بجمع البيانات ومراقب�ة مناطق انخفاﺽ س�مك طبق�ة األوزون عند كل من القطبﲔ. الﺸـﻜل 1-20يب�ﲔ متوس�ط اﳌس�احات التي يق�ل فيها تركي�ز األوزون ﰲ منطق�ة القط�ب الش�ﲈﱄ م�ن فﱪاير إﱃ أبريل ﰲ السنوات من 1991م إﱃ 2005م. المتو�سط ال�سنوي لم�ساحة الأماكن التي يقل فيها الأوزون من فبراير اإلى اأبريل م�ساحة منطقة نق�ص الأوزون في القطب ال�سمالي ( مليون )km .43إذا كان�ت خطوات العم�ل تتطلب إضافة حجمﲔ من اﳊم�ﺾ إﱃ حج�م واحد من اﳌاء ،وب�دأت ب� 25 mL ماء ،فﲈ حجم اﳊمﺾ الذي ستضيفه؟ وكيف تضيفه؟ تقو اإ�سافي التفكير الناقد .44الﺮبـﻂ اذكر ﳎ�ال الكيمياء الذي ي�درس كل موضوﻉ م�ن اﳌوضوع�ات اآلتية :تل�وث اﳌاء ،هض�م الطعام، إنتاج ألياف النسيﺞ ،صنع النقود من الفلزات ،معاﳉة اإليدز. لتكون م�واد كيميائية .45ﺻ ﹼنـﻒ تتفكك مركب�ات ِّ CFCs تتفاع�ل م�ع األوزون .ه�ل ه�ذه مالحظ�ة عيني�ة أم ﳎهرية؟ ال�سنة الﺸﻜل 1-20 .48ﰲ أي الس�نوات كان�ت منطقة نق�ص األوزون أكﱪ ما يمكن؟ وﰲ أي السنوات كانت أصغر ما يمكن؟ .49م�ا متوس�ط مس�احة ه�ذه اﳌنطق�ة ب�ﲔ عام�ي 2000م و2005م؟ قارن بينه وبﲔ متوس�ط مس�احتها بﲔ عامي 1995م و 2000م؟ 39 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد ما الﴚء الذي ﳚب أال تفعله ﰲ أﺛناء العمل ﰲ اﳌختﱪ؟ .1 .aق�راءة اﳌكت�وب ع�ﲆ العب�وات قب�ل اس�تعﲈل ﳏتوياﲥا. .bإع�ادة اﳌتبقي م�ن اﳌ�واد الكيميائي�ة إﱃ العبوات األصلية. .cاس�تعﲈل كميات كبﲑة من اﳌاء لغسل اﳉلد الذي تعرﺽ للمواد الكيميائية. .dأخذ ما ﲢتاج إليه فقط من اﳌواد الكيميائية. CO2 .2 اس��ت�عن باﳉ��دول والش�كل اآلتي�ﲔ لﻺجاب��ة ع�ن األسﺌلة من 2إﱃ .5 .c .d �سفحة من دف ت اأحد الطالب الخطوة اﳌﻼﺣظة الفﺮﺿية الﺘﺠﺮبة ﲢﻠيل البيﺎﻧﺎت النﺘيﺠة مالحظات .3 -اﳌﴩوبات الغازية تزداد فورا ًنا عندما تسخن. كمية المشروب الغازي في كل عينة. المتغير المستقل. إذا افﱰضن�ا أن ﲨي�ع البيان�ات التجريبي�ة صحيحة فﺈن االستنتاج اﳌعقول من هذه التجربة هو: .aت�ذوب كمي�ات كبيرة م�ن CO 2في الس�ائل عند درجات حرارة منخفضة. .bتحت�وي العين�ات المختلفة من المش�روب على الكمية نفسها من CO 2عند كل درجة حرارة. اﳌﴩوبات الغازية تفور ألﳖا ﲢتوي عﲆ غاز ﺛاﲏأكسيد الكربون اﳌذاب. -يزداد ذوبان ﺛاﲏ أكسيد الكربون بازدياد درجة اﳊرارة. .cالعالق�ة بي�ن درج�ة الح�رارة والذائبي�ة للم�واد الصلبة هي العالقة نفسها ل� .CO 2 -هذه العالقة تنطبق عﲆ ذائبية اﳌواد الصلبة. .dيذوب CO 2بش�كل أفضل ف�ي درجات الحرارة العالية. قياس كتلة ﺛاﲏ أكسيد الكربون ﰲ عينات ﳐتلفةمن مﴩوب غازي عند درجات حرارة ﳐتلفة. انظر الرسم البياﲏ. ما العامل الذي يبقى ﺛاب ًتا ﰲ أﺛناء التجربة؟ درجة الحرارة. .a .b كمية CO 2المذابة في كل عينة. .4 األسلوب العلمي الذي اتبعه هذا الطالب يبﲔ أن: .aالبيانات التجريبية تدعم الفرضية. .bالتجربة تصف بدقة ما يحدث في الطبيعة. .cتخطيط التجربة ضعيف. .dيجب رفﺾ الفرضية. 40 اختبار مق اﳌتغﲑ اﳌستقل ﰲ التجربة هو: .5 .8 .aعدد العينات التي تم اختبارها. .aالطالب .b 1الطالب .c 2الطالب .d 3الطالب 4 .bكتلة CO 2المستعملة. .cنوﻉ المشروب المستعمل. اأ�سلة الإجابات الق�سيرة استعن باﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ 9و .10 .dدرجة حرارة المشروب. الخوا�ص الفيزيائية لثالثة عنا�سر أي البحوث التالية مﺜال عﲆ بحﺚ نظري؟ .6 .aإنتاج عناصر اصطناعية لدراسة خواصها. .bإنتاج مواد بالستيكية مقاومة للحرارة الستعمالها في األفران المنزلية. .cإيجاد طرائق إلبطاء صدأ الحديد. .dالبح�ﺚ ع�ن أن�واﻉ أخ�رى م�ن الوق�ود لتس�يير السيارات. ما فرﻉ علم الكيمياء الذي يس�تقﴢ ﲢلل مواد التغليف ﰲ البيﺌة؟ .7 .aالكيمياء الحيوية. .bالكيمياء النظرية. .cالكيمياء البيﺌية. درجة الن�سهار اللون gcm صوديوم Na 897.4 رمادي 0.986 فوسفور P 44.2 أبيﺾ 1.83 نحاس Cu 1085 برتقالي 8.92 .9 العن�سر الرمز ( )C الكثافة 3 أعط أمﺜلة عﲆ بيانات نوعية تنطبق عﲆ الصوديوم. .10أعط أمﺜلة عﲆ بيانات كمية تنطبق عﲆ النحاس. .11أعل�ن طال�ب أن لديه نظرية لتفس�ﲑ حصوله عﲆ عالمة متدني�ة ﰲ االختبار .هل هذا اس�تعﲈل مناس�ب ﳌصطلح فﴪ إجابتك. نظرية؟ ّ اأ�سلة الإجابات المفتوحة .dالكيمياء غير العضوية. استعن باﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆال . 8 اأثر �سرب ال�سودا معدل �سربات القلب الطالب ً ضابطا ﰲ التجربة: أي الطالب اس ُتخدم عدد علب ال�سودا عدد �سربات القلبدقيقة 1 صفر 73 2 1 84 3 2 89 4 3 96 أجب عن السﺆالين 12و 13المتعلقين بالتجربة التالية: تبح�ﺚ طالب�ة كيمي�اء في كيفي�ة تأﺛير حجم الجس�يمات في سرعة الذوبان .حيﺚ قامت بﺈضافة مكعبات سكر ،وحبيبات س�كر ،وس�كر مطحون على الترتيب إلى ﺛالﺛ�ة أكواب ماء، ﹴ ﺛ�وان ،وس�جلت الوقت الذي وحرك�ت المحالي�ل مدة 10 استغرقه كل نوﻉ من السكر للذوبان في كل كأس. .12حدد اﳌتغﲑ اﳌستقل واﳌتغﲑ التابع ﰲ هذه التجربة .كيف يمكن التمييز بينهﲈ؟ .13ما العامل الذي ﳚب تركه ﺛاب ًتا ﰲ هذه التجربة؟ وﳌاذا؟ 41 مالحظات مالحظات اادة -اوا�ص والتغات Matter- Properties and Changes ﻛل ﳾﺀ مﻜوﻥ مﻦ مﺎﺩﺓ، ﻭلﻪ ﺧواﺹ معينة. غاز 2-1خوا�ص اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ﰲ اﳊال�ة الصلبة أو الس�ائلة أو الغازية ،وﳍا خواﺹ فيزيائية وكيميائية ﳐتلفة. 2-2تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يمكن أن ﳛ��دث للﲈدة تغﲑات فيزيائية وكيميائية. C03-03C-828378-08-A 2-3اخاليط اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توج�د معظ�م اﳌ�واد اﳌألوفة ع�ﲆ ش�كل ﳐالي�ط .اﳌخل�وﻁ مزي�ﺞ م�ن مادتﲔ نقيتﲔ أو أكﺜر. �سلب 2-4العنا�سر واركبات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ اﳌركب مك�ون من عنﴫين كيميائيا. معا اﲢا ًدا أو أكﺜر متحدﹶ ﹾين ً اًّ ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ C03-01C-828378-08-A • اﳌ�اء ه�و اﳌ�ادة الوحيدة ع�ﲆ األرﺽ طبيعي�ا ﰲ اﳊاالت الصلبة التي توجد اًّ والسائلة والغازية. • يبقى للﲈء الﱰكيب نفس�ه ،س�واء أكان متجم�دً ا ﰲ مكعب ﺛل�ﺞ ،أم متدف ًقا ﰲ ﳖر ،أم ﰲ اﳍواء ﰲ صورة بخار ماء. �سائل • يغط�ي اﳌ�اء ح�واﱄ 70%م�ن س�طح األرﺽ. C03-02C-828378-08-A 44 ر اتهاللي كيف كنك مالحظة التغ الكيميائي ﲑا مع الوقت ،لكن مزج اﳌواد معظم اﳌواد اﳌألوفة ال تتغﲑ كﺜ ً معا ﳚعل التغﲑ ﳑكنًا. ً خطوات العمل التجاربNI N ﰲ PK العمليةBDDI CEAEJ DFBFK EGCGL . FHDH HJC دليل FOJ IKGD JH السالمةLE بطاقة IF L JN M AM G EIB L KMM امﻸ G H .N1 OKO P PLI O MJ P NK .2 .3 .4 .5 ضع ﻗطعة مﻦ ﻓﻠﺰ اﳋﺎﺭﺻﲔ ﰲ ﺃﻧبوﺏ اﺧﺘبﺎﺭ ﻛبﲑ. ﺛبت األنبوب بﲈسك ﰲ حامل ،بحيﺚ تكون فوهة األنبوب بعيدة عنك. ﲢﺬﻳﺮ HCl :ﻗد ﻳنﺘﺞ ﺃبخﺮﺓ ﺿﺎﺭﺓ ﻭﻳﺴبﺐ اﳊﺮﻭﻕ. خذ 10 mLمن ﳏﻠوﻝ ﲪﺾ اﳍيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳك الﺬﻱ تﺮﻛيﺰﻩ 3Mباستعﲈل ﳐبﺎﺭ مدﺭﺝ ،ﺛم ضعه عﲆ طاولة اﳌختﱪ. أشعل ﺷظية ﺧﺸﺐ بعوﺩ ﺛقﺎﺏ مدة ﲬس ﹴ ﺛوان ،ﺛم انفخ عليها لتطفﺊ اللهب ً تاركا إياها عﲆ شكل ﲨرة. موﺟﻬة بعيدﹰ ا ﻋنك ﻋند تقﺮﻳﺐ اﳉمﺮﺓ ﺇليﻬﺎ. ﲢﺬﻳﺮ :تﺄﻛد ﺃﻥ ﻓوﻫة اﻷﻧبوﺏ ﹼ قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة األنبوب ،ﺛم انقلها إﱃ فوهة ّ .6 اﳌخبار اﳌدرج ،وسجل مالحظاتك. .7ﲣلص من اﳉمرة كﲈ يطلب اﳌعلم. ُ .8ص ّب ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClبحذر ﰲ أنبوب االختبار الذي ﳛوي اﳋارصﲔ. .9انتظر دقيقة ،ﺛم كرر اﳋطوة رقم .5 ودون مالحظاتك. .10قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة أنبوب االختبار ّ التحليل � .1سف أي تغﲑات شاهدﲥا ﰲ أﺛناء التجربة. .2ا�ستنتج سبب تكون فقاعات عند إضافة ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك اوا�ص والتغات قم بعمل اﳌطوي���ة التالي���ة ﳌساعدت��ك عﲆ تنظي��م دراس�تك للتغﲑات واﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للﲈدة. اط�و Eاﳉزء 1 D AAF BBG ACCH السفﲇ لورقة ،بعرﺽ ،5 cmك�ﲈ هو مبﲔ ﰲ الشكل اﳌجاور. C B A 2 اط�و الورق�ة من اﳌنتصف. 3افتح الورقة، وﺛبته�ا ،ك�ﲈ ﰲ الش�كل؛ س�����م لتك�ون جيب�ﲔ. ِّ ِّ اﳉيبي�����ن :فيزيائ����ي وكيميائي. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت دبابي� تثبيت ا�ستعمل هذه اطوية الق�سم 2-1 ﻭ 2-2م�ن ه�ذه الوح�دة. عندما تقرأ هذه األقس�ام استعمل بطاقات أو أرب�اﻉ أوراﻕ عادي�ة لتلخيص م�ا تعلمته عن خ�واﺹ اﳌادة وتغﲑاﲥا .ضع ه�ذه البطاقات ﰲ جيوب اﳌطوية. C03-01A-874637 C03-01A-874637 HClإﱃ فلز اﳋارصﲔ. .3ا�ستنتج ما الذي حدث للجمرة اﳌتوهجة ﰲ اﳋطوة 10؟ ﳌاذا ﱂ ﳛدث ذلك ﰲ اﳋطوة 6؟ ا�ستق�ساء ﳌاذا انتظرت قبل استعﲈل شظية اﳋشب؟ صمم ﲡربة لتحديد ما إذا كانت النتائﺞ ستختلف مع الوقت. 45 2-1 خوا�ص اادة الأهداف تع خواﺹ اﳌواد. يز بﲔ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للمواد. تفرق بﲔ اﳊاالت الفيزيائية للﲈدة. مراجعة افردات Properties of Matter اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توجد معظم اواد ااألوفة االة ال�سلبة اأو ال�سائلة اأو الغازية ،ولها خوا�ص فيزيائية وكيميائية تلفة. الربط مع اياة إذا ترك كأس ماء فيه جليد يطفو عﲆ السطح فﱰة كافية ﰲ درجة حرارة الغرفة فسوف ينصهر اﳉليد .هل يتغﲑ تركيب اﳌاء عندما يتحول من اﳊالة الصلبة إﱃ اﳊالة السائلة؟ اواد الكيميائية النقية Substances الﻜﺜﺎﻓة :نسبة كتلة اﳉسم إﱃ حجمه. حيزا ،وأن كل ﳾء من حولنا مادة ،فملح عرفت أن اﳌادة هي كل ما له كتلة ويشغل ً الطعام النقي مﺜ ً ال نوﻉ من اﳌواد اﳌألوفة لديك ،وهو ذو تركيب ﳑيز وﺛابت؛ حيﺚ يتكون ً دائﲈ من كلوريد الصوديوم بنسبة ،100%وال يتغﲑ تركيبه من عينة إﱃ أخرى؛ فاﳌلح الذي يستخرج من البحر أو من اﳌنجم له ً دائﲈ نفس الﱰكيب واﳋواﺹ .وﲢتفﻆ إمارة أبو ﻇبي بكميات هائلة من اﳌلح يﺆهلها لتصدر خريطة الدول اﳌنتجة واﳌصدرة له عﲆ اﳌستوى ّ يضخ داخلها اﳌاء بمحركات كهربائية، العاﳌي ،ويستخرج اﳌلح عادة بحفر برك كبﲑة يﱰسب اﳌلح عﲆ وجه الﱪكة ِّ مشك ًال طبقة ﺛم يﱰك فﱰة من الزمن ،وعندما يتبخر اﳌاء َّ سميكة من اﳌلح األبيﺾ ،انظر الﺸﻜل .2-1 اﳋاصية الفيزيائية درس�ت ﰲ الوح�دة األوﱃ األول أن اﳌ�ادة ذات الﱰكي�ب اﳌنتظ�م والﺜاب�ت تس�مى مادة كيميائي�ة )أو م�ادة نقية( كمل�ح الطعام .ومن اﳌ�واد الكيميائية النقية ً أيض�ا »اﳌاء النقي«، وهو مكون من هيدروجﲔ وأكس�جﲔ .أما ماء الﴩب وماء البحر فليس�ا نقيﲔ؛ ألننا إذا أخذنا عينات من أماكن ﳐتلفة فسوف نجدها ﲢتوي عﲆ كميات ﳐتلفة من اﳌعادن واﳌواد ﲑا من هذا الكتاب سوف الذائبة األخرى .اﳌواد الكيميائية النقية مهمة ،وﳍذا فﺈن جز ًءا كب ً يركز عﲆ تراكيب اﳌواد ،وكيف يتفاعل بعضها مع بعﺾ. افردات اديدة حاالت اﳌادة اﳌادة الصلبة السائل الغاز البخار اﳋاصية غﲑ اﳌميزة اﳋاصية اﳌميزة اﳋاصية الكيميائية اﻹمﺎﺭات -ﺃﺭﺽ اﳌﻠﺢ 46 مﻠﺢ مﻦ منﺠﻢ مﻠﺢ مﻦ البﺤﺮ خرج من البحر اأم من مم. الﺸﻜل 2-1ل الطعام الكيب نف�ش� شوا ا�شت الﺸﻜل 2-2للماد ال�شلبة �شك دد اأ� شك الوعا ال وشع في أن �شيما ااد ال�شلبة مرشوشة باحكام. صلب حالت اادة States of Matter ﲣيل أنك ﲡلس عﲆ مقعد ،تتنفس بﴪعة وتﴩب اﳌاء بعد لعب مباراة كرة قدم .إنك ﰲ هذه اﳊالة تتعامل مع ﺛالﺛة أشكال من اﳌادة :اﳌقعد الصلب ،واﳌاء السائل ،واﳍواء الذي تتنفسه وهو غاز. وﰲ اﳊقيقة ،يمكن تصنيف ﲨيع اﳌواد اﳌوجودة ﰲ الطبيعة عﲆ األرﺽ ضمن واحدة من هذه اﳊاالت الﺜالث التي تسمى ﺣﺎﻻت اﳌﺎﺩﺓ .ويمكن ﲤييز كل حالة منها من خالل الطريقة ميز العلﲈء حالة أخرى للﲈدة تسمى »البالزما«. التي ﲤﻸ ﲠا الوعاء الذي توضع فيه .وقد ّ وقد يبدو أﳖا غﲑ شائعة ،رغم ّ أن معظم اﳌواد ﰲ الكون ﰲ حالة البالزما؛ فمعظم مكونات النجوم بالزما ﰲ درجات حرارة عالية ،كﲈ أﳖا توجد ﰲ لوحات إعالنات النيون وﰲ اﳌصابيح الكهربائية ،وشاشات التلفاز. سائل ماذا قراأت ﹶﺳ ﱢﻢ حاالت اﳌادة. اواد ال�سلبة اﳌﺎﺩﺓ الﺼﻠبة حالة من حاالت اﳌادة ،ﳍا شكل وحجم ﳏددان .فاﳋشب واﳊديد والورﻕ والسكر ﲨيعها أمﺜلة عﲆ اﳌواد الصلبة .وجسيﲈت اﳌادة الصلبة مﱰاصة بﺈحكام ،وعند تسخينها تتمدد قلي ً ال .وألن شكلها ﺛابت فﺈﳖا ال تأخذ شكل الوعاء الذي حجرا ﰲ وعاء فﺈنه لن يأخذ شكل الوعاء ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل توضع فيه ،فﺈذا وضعت ً الﱰاﺹ اﳌحكم ﳉسيﲈت اﳌواد الصلبة ﳚعلها غﲑ قابلة لالنضغاﻁ ،بمعنى أنه ال .2-2إن ّ يمكن ضغطها إﱃ حجم أصغر .ومن اﳉدير بالذكر أن اﳌادة الصلبة ال ُﲢدَّ د بمدى ﲤاسكها أو قساوﲥا ،فاألسمنت ﹴ قاس والشمع لﲔ ،وكالﳘا مادة صلبة. ال�سوائل الﺴـﺎﺋل حالة من اﳌادة ،له صفة اﳉريان ،حجمه ﺛابت ،ولكنه يأخذ شكل الوعاء الذي يوضع فيه .ومن الس�وائل :اﳌاء والدم والزئبق .اﳉس�يﲈت ﰲ السائل ليست ﺛابتة ﰲ تراصا من جس�يﲈت اﳌادة الصلبة ،ﳑا ﳚعلها ق�ادرة عﲆ اﳊركة وﲡاوز مكاﳖ�ا ،وهي أقل اًّ بعضها ً بعضا .هذه اﳋاصية تسمح للسائل باﳉريان ليأخذ شكل الوعاء الذي يوضع فيه، كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل ،2-3رغم أنه قد ال يمﻸ الوعاء كله. الﺸـﻜل 2-3ال�شا ياأ �ش ك الوعا ال يوشع في �شيما لي�ش ابت ة اأماكا. حجم السائل ﺛابت بغﺾ النظر عن حجم الوعاء الذي ﳛتويه .ونتيجة للطريقة التي ترتبط ﲠا جسيﲈت السائل فﺈنه غﲑ قابل لالنضغاﻁ ،ولكنه كاﳌواد الصلبة قابل للتمدد بالتسخﲔ. ماذا قراأت ﻗﺎﺭﻥ خواﺹ السوائل واﳌواد الصلبة من حيﺚ ترتيب جسيﲈﲥﲈ. 47 الﺸـﻜل 2-4اأ الازا� شك حم اأعية الت ود في ا� .شيما الاز بعشا بعيد دا عن بعشا البع. غاز الغازات الﻐـﺎﺯ حالة م�ن حاالت اﳌادة ،يأخذ ش�كل اإلن�اء الذي يملﺆه ،ك�ﲈ هو مب�ﲔ ﰲ الﺸـﻜل .2-4جس�يﲈت الغ�از متباعدة جداًّ ا بعضه�ا عن بعﺾ باﳌقارنة بجس�يﲈت اﳌواد الصلبة والسائلة .لذا فﺈن الغازات تنضغط بسهولة. 80-873828-C30-30C رب�ﲈ تك�ون كلمة بخار مألوفة لدي�ك ،لكن البخار والغاز -رغم التش�ابه بينهﲈ -ال يعنيان الﴚء نفس�ه .فكلمة غاز تش�ﲑ إﱃ مادة توجد ﰲ اﳊالة الغازية ﰲ درجات اﳊرارة العادية. أما كلمة بخﺎﺭ فتشﲑ إﱃ اﳊالة الغازية ﳌادة توجد بشكل صلب أو سائل ﰲ درجات اﳊرارة بخارا ألن اﳌاء يوجد بشكل سائل ﰲ درجات اﳊرارة العادية. العادية .فبخار اﳌاء يسمى ً ماذا قراأت ﻓﺮﻕ بﲔ الغاز والبخار. ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺣﻞ اﻟﻤﺸﻜﻼت اﻟﺴﺒﺐ واﻟﻨﺘﻴﺠﺔ ﻛيﻒ ﳜﺮﺝ الﻐﺎﺯ اﳌﻀﻐوﻁ؟ وجود أسطوانات الغاز التفك الناقد ﻓـﴪ ﳌ�اذا ﳚ�ب ضب�ط ً فمﺜ�ال ،يوضع غاز .1ﱢ أم�ر مألوف ﰲ ﳐت�ﱪ الكيمي�اء. خ�روج الغ�از اﳌضغوﻁ النيﱰوجﲔ فوﻕ بعﺾ التفاعالت ليمنع تأﺛﲑ غازات مناألسطوانة؟ اﳉ�و ﰲ التجربة .ﰲ ض�وء معرفتك بالغ�ازاتِّ ،بﲔ كيف يمكنك ضبط خروج النيﱰوجﲔ اﳌضغوﻁ؟ .2توﻗع م�اذا ﳛدث إذا فتح التحليل جس�يﲈت الغ�از متباع�دة ،وه�ي ﲤ�ﻸ ع�ادة األوعية الت�ي توج�د فيها حتى ل�و كان�ت غرفة اﳌخت�ﱪ .تأﰐ اﳌ�زود مغلقة ﳌن�ع تﴪب الغاز أس�طوانات الغاز من ِّ فن�ي اﳌخت�ﱪ منه�ا .وﰲ اﳌخت�ﱪ يق�وم الكيميائ�ي أو ّ بتﺜبيت منظم للغاز عﲆ فوهة األسطوانة. 48 ص�ﲈم أس�طوانة الغ�از بش�كل كام�ل فج�أة ،أو ﺛقبت األسطوانة؟ ادول 2-1 اادة األكسجﲔ الزئبق اﳌاء السكر كلوريد الصوديوم اوا�ص الفيزيائية لبع�ص اواد ااألوفة اللون عديم اللون فﴤ عديم اللون أبيﺾ أبيﺾ اوا�ص الفيزيائية للمادة درجة الغليان )( C الكثافة )(g/cm3 االة عند 25 Cدرجة الن�سهار ) ( C 357 13.5 100 1.00 185 يتحلل 1.59 801 1413 2.17 o o غاز سائل سائل صلب -218 -39 صفر صلب o -183 0.0014 Physical Properties of Matter تعرف اﳌواد من خالل خواصها – ﳑيزاﲥا وسلوكها .يمكنك ربﲈ تكون معتا ًدا عﲆ ّ مﺜ ً ال أن ﲢدد قلم الرصاﺹ من ش�كله ولون�ه ووزنه .وهذه اﳌميزات كلها خواﺹ فيزيائي�ة لقل�م الرص�اﺹ .اﳋﺎﺻية الفيﺰﻳﺎﺋيـة خاصية يمكن مالحظتها أو قياس�ها دون التغي�ﲑ ﰲ تركيب العين�ة .واﳋواﺹ الفيزيائية تصف اﳌ�واد النقية؛ ألﳖا ذات تركي�ب منتظم وﺛاب�ت ،وخواصها ﺛابتة .وتعد الكﺜافة واللون والرائحة والقس�اوة ودرج�ة االنصهار ودرجة الغليان من اﳋواﺹ الفيزيائي�ة اﳌألوفة التي يقوم العلﲈء بتس�جيلها الس�تعﲈﳍا ﰲ تعرف اﳌ�واد .ويتضمن اﳉـدﻭﻝ 2-1قائمة ببعﺾ اﳌواد اﳌألوفة وخواصها الفيزيائية. ماذا قراأت ﻋﺮﻑ اﳋاصية الفيزيائية ،وأعط أمﺜلة عليها. اوا�ص اميزة واوا�ص غ اميزة يمكن تصنيف اﳋواﺹ الفيزيائية إﱃ نوعﲔ: اﳋـواﺹ ﻏـﲑ اﳌميﺰﺓ ،وهي الت�ي تعتمد ع�ﲆ كمية اﳌ�ادة اﳌوجودة ،ومنه�ا الكتلة والط�ول واﳊجم .ﻭاﳋـواﺹ اﳌميﺰﺓ التي ال تعتمد عﲆ كمية اﳌادة اﳌوجودة ،ومنها الكﺜافة ودرجة االنصهار ودرجة الغليان .فكﺜافة مادة ما عند درجة حرارة وضغط ﺛابتﲔ هي نفسها مهﲈ كانت كمية اﳌادة اﳌوجودة. يمك�ن معرفة اﳌادة ﰲ كﺜ�ﲑ من األحيان باالعتﲈد عﲆ خواصه�ا اﳌميزة .وﰲ بعﺾ اﳊ�االت ق�د تكفي خاصي�ة ﳑيزة واح�دة لتحديد اﳌ�ادة .فمعظم التواب�ل اﳌبينة ﰲ الﺸﻜل 2-5مﺜ ً تعرفها من رائحتها. ال يمكن ّ الﺸﻜل 2-5ك من التواب كن ع رفا من راحتا اشية يز. ا�ستنتج �شـ ـ خا�شية ي ــر مميزة لأح ــد التوابل المبينة في ال�شكل. اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ اﳌعـﺎﺩﻥ يس�تعمل العل�ﲈء اﳋ�واﺹ الفيزيائي���ة للم��واد ومنه���ا اللون والقساوة لتحدي��د ن��وﻉ اﳌع���دن. فمع�دن اﳌاالكايت ً مﺜ�ال أخﴬ ً دائﲈ نس�بيا .وق�د اس� ُتعمل س�اب ًقا ول�ﲔ اًّ صبغ� ًة ،ويس�تعمل اآلن ﰲ صناع�ة اﳌجوهرات. 49 الﺸـﻜل 2-6من اوا الفيزياية للحا� اأن كن شكيل عد اأ�شكا ك اأ�ش عل ى اللوحا الكنية. اأما ي ر لون من اأحم ر ا اأشر عدما يتفاع مع اواد اوود او فو اشية كيمياية. ﺻفيﺤة ﻧﺤﺎﺱ ﺃﺳﻼﻙ ﻧﺤﺎﺱ اوا�ص الكيميائية للمادة اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضمن مطويتك معلومات من هذا ِّ القسم. Chemical Properties of Matter تظه�ر اﳋواﺹ الكيميائية ﳌادة ما عندما يتغﲑ تركي�ب هذه اﳌادة ،باﲢادها مع مادة أخرى ،أو تعرضها ﳌﺆﺛر ما ،كالطاقة اﳊرارية أو الكهربائية .وتس�مى قدرة مادة ما عﲆ االﲢاد مع غﲑها أو التحول إﱃ مادة أخرى ﺧﺎﺻية ﻛيميﺎﺋية. ُيعد تكون الصدأ عند اﲢاد اﳊديد مع األكس�جﲔ ﰲ اﳍواء الرطب ً مﺜاال عﲆ خاصية كيميائية للحدي�د .كﲈ أن عدم قدرة مادة عﲆ التغﲑ إﱃ م�ادة أخرى هي ً أيضا خاصية كيميائية .فعندما يوضع اﳊديد ً مﺜال ﰲ غاز النيﱰوجﲔ عند درجة حرارة الغرفة ال ﳛدث تغﲑ كيميائي. ماذا قراأت ﻗﺎﺭﻥ بﲔ اﳋواﺹ الفيزيائية واﳋواﺹ الكيميائية. مالحظة خوا�ص اادة Observing Properties of Matter لكل مادة خواصها الفيزيائية والكيميائية اﳌميزة ﳍا .ويبﲔ الﺸﻜل 2-6بعﺾ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للنحاس .فالنحاس يمكن أن يتش�كل ﰲ أش�كال عديدة .وهذه خاصية فيزيائية. وعندم�ا يتصل باﳍواء مدة طويلة فﺈنه يتفاع�ل مع اﳌواد ﰲ اﳍواء ويصبح أخﴬ اللون ،وهذه خاصية كيميائية .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 2-2عد ًدا من اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية للنحاس. خوا�ص النحا�ص ادول 2-2 خوا�ص فيزيائية 50 بني ﳏمر ،المع خوا�ص كيميائية قابل للسحب َّ والط ﹾرﻕ موصل جيد للحرارة والكهرباء الكﺜافة= 8.92 g/cm3 درجة االنصهار= 1085 C o درجة الغليان= 2570 C o يك�ون مرك�ب كربون�ات النح�اس األخ�ﴬ عندم�ا يتع�رﺽ للهواء ِّ الرطب. يكون مواد جديدة عندما يتحد مع ﲪﺾ النيﱰيك وﲪﺾ الكﱪيتيك. ِّ ً ﳏلوال شديد الزرقة عندما يتفاعل مع األمونيا. يكون ِّ الﺸـﻜل 2-7أن كاف ة اليد اأ من كافة اا ف ان ابا اليدية طفو فو �شط احي. خوا�ص اادة وحالتها يمك�ن أن ﲣتل�ف خ�واﺹ النحاس اﳌوج�ودة ﰲ اﳉـدﻭﻝ 2-2 باخت�الف الظ�روف التي تتم مالحظتها عندها .وألن ش�كل أو حالة اﳌ�ادة خاصية فيزيائية ف�ﺈن تغﲑ اﳊالة يضيف خاصية فيزيائية أخرى للﲈدة .وﳍذا من الﴬوري ﲢديد الظروف- ومنه�ا الضغ�ط ودرج�ة اﳊ�رارة -الت�ي يتم خالﳍ�ا مالحظة خ�واﺹ اﳌ�ادة؛ ألن اًّ كال من اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية تعتمد عﲆ هذه الظروف. مﺜال؛ فلعلك تعرف أن اﳌاء سائل )وهذه خاصية فيزيائية( ،وليس ً خذ خواﺹ اﳌاء ً نشطا كيميائيا )وهذه خاصية كيميائية( .وربﲈ تعرف أيضا أن كﺜافة اﳌاء تساوي1.00 g/cm3 اًّ )خاصية فيزيائية( .وتنطبق هذه اﳋواﺹ ﲨيعها عﲆ اﳌاء عند درجات اﳊرارة والضغط اﳌعياريﲔ .أما ﰲ درجات اﳊرارة األعﲆ من 100oCفﺈن اﳌاء يكون ً غازا )خاصية فيزيائية(، وكﺜافته = ) 0.0006 g/cm3خاصية فيزيائية( ،وهو يتف�اع�ل بس�رعة مع عدة مواد )خاصية كيميائية( .وما دون 0oCيص�بح اﳌاء صل� ًبا )خاصية فيزيائية( ،وكﺜافته ) 0.92 g/cm3خاصية فيزيائية( .إن الكﺜافة اﳌنخفضة للجليد ﲡعل اﳉبال اﳉليدية تطفو فوﻕ سطح اﳌحيط ،كﲈ يبﲔ الﺸﻜل .2-7 التقو 2-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ اﳊ�االت الﺜ�الث اﳌألوف�ة للﲈدة هي الصلبة والسائلة والغازية. يمك�ن مالحظ�ة اﳋ�واﺹ الفيزيائية دونالتغيﲑﰲتركيباﳌادة. اﳋواﺹ الكيميائية تصف قدرة اﳌادة ع�ﲆ االﲢ�اد م�ع اﳌ�واد األخ�رى أو التحول إﱃ مواد جديدة. قد تﺆﺛر الظروف اﳋارجية ﰲ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية. .1 .2 .3 مفردات علمية البيﺌة الظ�روف واألشياء اﳌحيط��ة باﳌخ�ل�وﻕ اﳊي والتي تﺆﺛر فيه. تتك�يف اﳊي�وان�ات مع التغﲑات التي ﲢدث ﰲ بيﺌاﲥا. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻛوﻥ جدو ً ال يصف حاالت اﳌادة الﺜالث من حيﺚ شكلها وحجمها وقابليتها لالنضغاﻁ. ﺻﻒ اﳋواﺹ التي تصف اﳌادة عﲆ أﳖا مادة كيميائية نقية. ﺻنﻒ اًّ كال من اﳋواﺹ التالية إﱃ فيزيائية وكيميائية: يكونان الصدأ. .aاﳊديد واألكسجﲔ ِّ .bاﳊديد أكﱪ كﺜافة من األلومنيوم. .cﳛﱰﻕ اﳌاغنسيوم ويتوهﺞ عند إشعاله. .dالزيت واﳌاء ال يمتزجان. .eينصهر الزئبق عند .-39 C كون جدو ً ﹼ ال يقارن بﲔ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية .أعط مﺜالﲔ ﻧظﻢّ . o .4 عﲆ كل نوﻉ منها. 51 2-2 الأهداف تعرف التغﲑ الفيزيائي ،وتعطي تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة Changes in Matter اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ كن اأن يحدث للمادة تغات فيزيائية وكيميائية. أمﺜلة عليه. الربط مع الحياة يكون الفحم ﰲ اﳌوقد عﲆ ش�كل مادة صلبة س�وداء اللون أو ً ال ،ﺛم ﲑا يتحول إﱃ رماد وﺛاﲏ أكس�يد الكرب�ون وماء .وهذا تعرف التغﲑ الكيميائي ،وتعطي يتغ�ﲑ لونه إﱃ األﲪر اﳌش�ع ،وأخ ً عدة مﺆﴍات عﲆ حدوﺛه. التغﲑ يرجع إﱃ خواصه الفيزيائية والكيميائية. تط بق قان�ون حف�ﻆ الكتلة عﲆ التفاعالت الكيميائية. التغات الفيزيائية Physical Changes ﲣضع اﳌواد ﰲ كﺜﲑ من األحيان لتغﲑات تﺆدي إﱃ حدوث اختالفات كبﲑة ﰲ مظهرها، مراجعة افردات اﳌﻼﺣظـة :ﲨ�ع منظ�م وموج�ه إال أن تركيبها يبقى ﺛاب ًتا .ومن ذلك تشكيل صفيحة من األلومنيوم ﰲ صورة كرة؛ ففي حﲔ يتحول ش�كل هذه الصفيحة اﳌلساء اﳌستوية الش�بيهة باﳌرﺁة إﱃ كرة فﺈن تركيبها ال يتغﲑ؛ للمعلومات حول ﻇاهرة معينة. فهي ما زالت من األلومنيوم .هذا النوﻉ من التغﲑ الذي ﳛدث دون أن يغﲑ تركيب اﳌادة افردات اديدة يسمى الﺘﻐﲑ الفيﺰﻳﺎﺋﻲ .ومن ذلك ً أيضا تقطيع ورقة ،وكﴪ لوح زجاجي. التغﲑ الفيزيائي تغ االة تعتمد حالة اﳌادة -كغﲑها من اﳋواﺹ الفيزيائية -عﲆ درجة حرارة الوسط تغﲑ اﳊالة اﳌحيط وضغطه .فعندما تتغﲑ درج�ة اﳊ�رارة تتحول معظم اﳌواد من ح�ال�ة إﱃ أخرى. التغﲑ الكيميائي تﻐﲑ اﳊﺎلة هو ﲢول اﳌادة من حالة إﱃ أخرى. قانون حفﻆ الكتلة اﻟﺮﺑﻂ ﻣﻊ ﻋﻠﻢ ارض دورة ااء تسمح دورة اﳌاء بوجود اﳊياة عﲆ األرﺽ .ففي درجات o اﳊ�رارة األقل من 0 Cيكون اﳌاء صل ًبا عند الضغط اﳉوي العادي ،ويس�مى اﳌاء عندها جليدً ا .وعند تس�خﲔ اﳉليد يبدأ ﰲ االنصهار ويصبح ماء ً سائال .هذا التغﲑ ﰲ حالة اﳌاء فيزيائيا؛ ألنه رغم أن اﳉليد واﳌاء ﳐتلفان ﰲ اﳌظهر إال أن تركيبهﲈ واحد .وإذا تغ�ﲑا يع�د ً اًّ o ارتفع�ت درج�ة حرارة اﳌ�اء إﱃ 100 Cفﺈن اﳌاء يبدأ ﰲ الغليان ،ويتحول اﳌاء الس�ائل إﱃ وتك�ون البخار تغﲑان فيزيائيان ،وﳘا تغ�ﲑان ﰲ اﳊالة ً أيضا .ويبﲔ بخ�ار .إن االنصهار ﱡ الﺸﻜل 2-8عمليتي التكﺜف والتجمد ،وﳘا من تغﲑات اﳊالة اﳌألوفة .وتشﲑ مصطلحات الغليان ،والتجمد ،والتكﺜف ،والتبخر ،واالنصهار عادة إﱃ تغﲑات ﰲ حالة اﳌادة. الﺸـﻜل 2-8كن اأن يحد التك �شطحا ب اردا ا عدما يم� الاز يود ا ك ون طرا .كما يحد الت�ش لب عدما ي د ال�شا فاا ات�شا يك ون اب را ليدية عدما يد. تﻜﺎﺛﻒ 52 ﲡمد درجة اﳊرارة والضغط اللذان ﳛدث عندﳘا تغﲑ ﰲ حالة ﹴ مادة ما ﳘا خاصيتان فيزيائيتان مهمت�ان ،وتس�ميان »درجة انصهار« و »درجة غليان« اﳌ�ادة .انظر اﳉدﻭﻝ 2-1الذي يضم درجات انصهار ودرجات غليان عدة مواد مألوفة .هاتان اﳋاصيتان من اﳋواﺹ الفيزيائية النوعية كالكﺜافة ،وﳍذا يمكن استعﲈﳍﲈ ﰲ تعيﲔ اﳌواد اﳌجهولة. التغات الكيميائية Chemical Changes تغﲑ مادة أو أكﺜر إﱃ مواد جديدة تسمى الﺘﻐﲑ الﻜيميﺎﺋﻲ ،ويشار العملية التي تتضمن ﱡ إليه عادة بالتفاع�ل الكيميائي .وللمواد اﳉديدة الناﲡة عن التفاعل تراكيب وخواﺹ ﳐتلف�ة عن تراكيب وخ�واﺹ اﳌواد قبل التفاعل .فمﺜ ً يتكون صدأ اﳊديد ،اﳌوضح الّ ، ﰲ الﺸـﻜل ،2-9من تفاعل اﳊديد مع أكسجﲔ اﳍواء ،وهو ﳜتلف ﰲ خصائصه عن خصائص كل من اﳊديد واألكسجﲔ. ِ اﳌتكونة فتس�مى »اﳌتفاع�الت« .أما اﳌواد اﳉديدة تس�مى اﳌ�واد التي نبدأ ﲠ�ا التفاعل ِّ »النواتﺞ« .وتش�ﲑ اﳌصطلح�ات التالية :ﲢل�ل ،انفجار ،صدأ ،تأكس�د ،تﺂكل ،فقدان الﱪيق ،ﲣمر ،احﱰاﻕ ،تعفن -إﱃ التفاعل الكيميائي. ماذا قراأت ﻋﺮﻑ التغﲑ الكيميائي. دلئل حدوث التفاعالت الكيميائية إضافة إﱃ ما س�بق ،وكﲈ ﰲ الﺸـﻜل - 2-9فﺈن الص�دأ مادة بنية ﲤيل إﱃ اللون الﱪتقاﱄ ،تكون ﰲ صورة مس�حوﻕ ،ﲣتلف ﰲ مظهرها كﺜ�ﲑا ع�ن اﳊدي�د واألكس�جﲔ .فالص�دأ ال ينج�ذب إﱃ اﳌغناطيس ﰲ ح�ﲔ ينجذب ً اﳊدي�د إليه .ويع�د اختالف خواﺹ الص�دأ عن خواﺹ كل من اﳊديد واألكس�جﲔ دلي�ال ع�ﲆ ح�دوث تفاع�ل كيميائ�ي .ك�ﲈ يع�د تعف�ن الفواكه واﳋب�ز مﺜ�ا ً ً ال ﺁخر عﲆ التفاع�الت الكيميائية؛ فطع�م هذه األطعمة بعد ﱡ التعف�ن وقابليتها للهضم ﳜتلفان عن طعمها وقابليتها للهضم وهي طازجة. قانون حف الكتلة اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضمن مطويتك معلومات من هذا ِّ القسم. الﺸـﻜل 2-9عدم ا ي�ش داأ اديد اأ يتع ف ن الطع ام ت م واد ديد نتية حد فاع كيميا. عين المتفاعال والنوات ــ في تفاعل تك ون ال�شداأ. Law of onservation of Mass َّ تأخر استعﲈل العلﲈء لﻸدوات الكمية ﰲ دراسة التفاعالت الكيميائية حتى أواخر القرن الﺜامن عﴩ؛ حيﺚ تم تطوير اﳌيزان اﳊس�اس ﰲ ذلك الوقت .وعند اس�تعﲈل اﳌيزان ﰲ قياس كتل اﳌتفاعالت والنواتﺞ لكﺜﲑ من التفاعالت لوحﻆ أن الكتلة الكلية ﰲ التفاعل تبق�ى ﺛابت�ة .وقد ﳋص الكيميائيون هذه اﳌالحظات ﰲ قانون علمي س�مي ﻗﺎﻧوﻥ ﺣفﻆ الﻜﺘﻠة .وهو ينص عﲆ أن الكتلة ال تفنى وال تس�تحدث ﰲ أﺛناء التفاعل الكيميائي ،أي أﳖا ﳏفوﻇة ،بمعنى أن كتلة النواتﺞ تساوي كتلة اﳌتفاعالت ،ويعﱪ عن ذلك باﳌعادلة: ﻗﺎﻧوﻥ ﺣفﻆ الﻜﺘﻠة ﻛﺘﻠة اﳌﺘفﺎﻋﻼت = ﻛﺘﻠة النواتﺞ ِ واستقص كيف ﲢقق قانون حفﻆ الكتلة؟ ارجع إﱃ التجربة االستهاللية صفحة ،11 53 مثال 2-1 ﺣفـﻆ الﻜﺘﻠـة ﰲ إحدى التجارب ُوضع 10 gمن أكس�يد الزئبق IIاألﲪر ﰲ كأس مفتوحة ،وس�خنت حتى ﲢولت إﱃ زئبق سائل وغاز أكسجﲔ ،فﺈذا كانت كتلة الزئبق السائل 9.26 gفﲈ كتلة األكسجﲔ الناتﺞ عن هذا التفاعل ؟ 1ليل ا�ساألة وتبعا لقانون حف�ﻆ الكتلة فﺈن ﳎموﻉ كتل النواتﺞ ت�م إعطاؤك كتلة اﳌ�ادة اﳌتفاعلة وكتلة أحد النواتﺞ ﰲ التفاعلً ، ﳚب أن يساوي ﳎموﻉ كتل اﳌواد اﳌتفاعلة. اعطيات كتلة أكسيد الزئبق 10.0 g = II كتلة الزئبق = 9.26 g 2ح�ساب اطلوب اطلوب ﻛﺘﻠة اﻷﻛﺴﺠﲔ = ؟ g ضع قانون حفﻆ الكتلة كتلة اﳌتفاعالت = كتلة النواتﺞ أوجد كتلة األكسجﲔ كتلة األكسجﲔ = كتلة أكسيد الزئبق – IIكتلة الزئبق كتلة أكسيد الزئبق = IIكتلة الزئبق +كتلة األكسجﲔ عوﺽ بالقيم اﳌعطاة ﰲ اﳌعادلة كتلة األكسجﲔ = = 9.26 g – 10.00 g 0.74 3تقو الإجابة إذا كان ﳎموﻉ كتلتي الزئبق واألكسجﲔ = كتلة أكسيد الزئبق IIفاﳊل صحيح. م�سائل تدريبية .5استعن بالبيانات ﰲ اﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ التاليﲔ: جراما من اﳌركب نتﺞ؟ كم جرا ًما من الﱪوم تفاعل ،وكم ً اادة ألومنيوم سائل الﱪوم اﳌركب .6 .7 .8 .9 54 تفاعل الألومنيوم مع �سائل الوم بعد التفاعل قبل التفاعل 10.3 g 0.0 g 100.0 g 8.5 g 0.0 g حصل طالب ﰲ ﲡربة لتحليل اﳌاء عﲆ 10.0 gهيدروجﲔ و 79.4 gأكسجﲔ .ما مقدار اﳌاء اﳌستعمل ﰲ هذه العملية؟ أض�اف طال�ب 15.6 gصودي�وم إﱃ كمي�ة واف�رة من غ�از الكلور ،وبع�د انتهاء التفاعل حص�ل عﲆ 39.7 gم�ن كلوريد الصوديوم .ما كتلة كل من الكلور والصوديوم اﳌتفاعلﲔ؟ تفاعل�ت عين�ة مقدارها 10.0 gمن اﳌاغنس�يوم مع األكس�جﲔ لتكوين 16.6 gمن أكس�يد اﳌاغنس�يوم .كم جرا ًما من األكسجﲔ تفاعل؟ فيز تفاعل 106.5 gمن ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك ) HCl(gمع كمية ﳎهولة من األمونيا ) NH 3(gإلنتاج 157.5 gمن فﴪ كلوريد األمونيوم ) .NH 4Cl(sما كتلة األمونيا ) NH 3(gاﳌتفاعلة؟ وهل طبق قانون حفﻆ الكتلة ﰲ هذا التفاعل؟ ِّ إجابتك. الﺸـﻜل 2-10عد �شخ اأك�شيد الزب II فان يتفاع ليكون الزب اأك�ش . يكون مو كتلتيما م�شا يا كتلة اأك�شيد الزب.II كان الكيميائي الفرنﴘ أنتوﲏ الفوازييه )1794-1743م( أول من اس�تعمل اﳌيزان اﳊساس ﰲ التفاع��الت الكي�ميائي�ة .وق�د درس ﲢ�لل أكس�يد الزئبق IIباﳊرارة ،وه�و كﲈ يظهر ﰲ الﺸـﻜل 2-10م�ادة صلبة ﲪ�راء تتفاعل عند تس�خينها لتكون س�ائل الزئب�ق الفﴤ وغاز األكس�جﲔ العديم اللون .إن تغﲑ اللون وﻇهور غاز مﺆﴍان عﲆ حدوث التفاعل .وعندما ﳚرى التفاعل ﰲ وعاء مغلق فﺈن األكس�جﲔ ال يس�تطيع اﳋروج .ومن ﺛم يمكن قياس كتلة اﳌ�واد قب�ل التفاعل وبعده ،وس�تكون هي نفس�ها ﰲ اﳊالتﲔ .ويعد قانون حف�ﻆ الكتلة أحد القوانﲔ األساسية ﰲ الكيمياء. التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 2-2 التغﲑ الفيزيائي يغﲑ من اﳋواﺹ الفيزيائية للﲈدة دون أن يغﲑ تركيبها. التغﲑ الكيميائي ،والذي يسمى ً أيضا ﲑا »التفاعل الكيميائي« ،يتضمن تغ ً ﰲ تركيب اﳌادة. ﰲ التفاع�ل الكيميائ���ي تتح����ول اﳌتفاعالت إﱃ نواتﺞ. ينص قانون حفﻆ الكتلة عﲆ أن الكتلة ال تفنى وال تستحدث ﰲ أﺛناء التفاعل الكيميائي؛ فهي ﳏفوﻇة. .10 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻنﻒ األمﺜلة التالية إﱃ تغﲑات فيزيائية أو كيميائية. .aسحق علبة ألومنيوم. .bتدوير علب األلومنيوم اﳌستعملة إلنتاج علب جديدة. .cاﲢاد األلومنيوم مع األكسجﲔ إلنتاج أكسيد األلومنيوم. .11ﺻﻒ نتائﺞ التغﲑ الفيزيائي ،وأعط ﺛالﺛة أمﺜلة عليه. .12ﺻﻒ نتائﺞ التغﲑ الكيميائي ،واذكر أربعة أدلة عﲆ حدوﺛه. .13اﺣﺴﺐ .حل اﳌسائل اآلتية: .aإذا تفاعل 22.99 gمن الصوديوم ﲤا ًما مع 35.45 gمن الكلور فﲈ كتلة كلوريد الصوديوم الناتﺞ؟ .bإذا تفاعل 12.2 gمن مادة Xمع عينة من Yونتﺞ 78.9 gمن XYفﲈ كتلة Yاﳌتفاعلة؟ ﻗوﻡ إذا قال لك صديق" :إذا كان تركيب اﳌادة ال يتغﲑ خالل التغﲑ الفيزيائي .14ﹼ فﺈن مظهرها ال يتغﲑ" .فهل هو عﲆ صواب؟ فﴪ إجابتك. 55 2-3 الأهداف تقارن ب�ﲔ اﳌخالي�ط واﳌ�واد اخاليط اﻟﻔﻜﺮة Mixtures of Matter اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توﺟد معظﻢ اﳌواﺩ اﳌﺄلوﻓة ﻋﲆ ﺷﻜل ﳐﺎليﻂ .اﳌخﻠوﻁ مﺰﻳﺞ مﻦ مﺎﺩتﲔ ﻧقيﺘﲔ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ. النقية. الربط مع الحياة الصوت الذي تسمعه عندما تفتح علبة مﴩوب غازي هو صوت ت�سنف اﳌخاليط إﱃ متجانسة وغﲑ تﴪب الغاز من العلبة .وربﲈ الحظت عند ترك العلبة مفتوحة أن معظم غاز ﺛاﲏ أكسيد متجانسة. حلوا مهﲈ تركت العلبة مفتوحة. الكربون يتﴪب منها ،إال أن اﳌﴩوب يبقى ً يز ب�ﲔ ط��رائ�ق فص���ل اﳌخاليط. اخاليط Mixtures درس�ت أن اﳌادة النقية ذات تركيب منتظم وﺛابت .ماذا ﳛدث عند مزج مادتﲔ نقيتﲔ أو مراجعة افردات مع�ا؟ اﳌخﻠوﻁ مزيﺞ مكون من مادتﲔ نقيت�ﲔ أو أكﺜر مع احتفاﻅ كل من هذه اﳌواد مﺎﺩﺓ ﻛيميﺎﺋية :م��ادة ذات تركيب أكﺜ�ر ً أيضا بخواصها األصلية .وﳜتلف تركيب اﳌخاليط بحس�ب نس�ب مكوناﲥا .لذا يمكن ﲢضﲑ منتظ��م وﺛاب���ت .وتس�مى ً مادة نقية. ع�دد ال ﳖائي م�ن اﳌخاليط .وﳑا ﳚدر بالذكر أن معظم اﳌ�واد ﰲ الطبيعة توجد ﰲ صورة ﳐاليط ،فمن الصعب إبقاء أي مادة نقية ﲤا ًما. افردات اديدة اﳌخلوﻁ اﳌخلوﻁ غﲑ اﳌتجانس اﳌخلوﻁ اﳌتجانس اﳌحاليل الﱰشيح الكروماتوجرافيا التقطﲑ التبلور التسامي يبﲔ الﺸﻜل 2-11ﳐلوطﲔ ،ورغم أنك ال تستطيع أن ﲤيز بﲔ مكوﲏ ﳐلوﻁ الزئبق- الفضة ﰲ الﺸﻜل ،2-11 aإال أنك تستطيع فصلهﲈ عن طريق التسخﲔ ،فيتبخر الزئبق أو ً ال ،وبذلك ﲢصل عﲆ بخار الزئبق وحده ،والفضة الصلبة وحدها. مع�ا ،كم�ا ﰲ الﺸـﻜل ،2-11 bﲤتزج ه�ذه اﳌواد وعن�د خل�ط الزيت والتواب�ل واﳋل ً لكنها ال تتفاعل ،ويظل بﺈمكانك ﲤييز ﲨيع اﳌواد .وإذا بقي اﳌخلوﻁ من دون ﲢريك فﱰة يكون طبقة فوﻕ اﳋل. كافية فﺈن الزيت ّ اأنواع اخاليط إن مزﳚ�ي اﳌ�واد النقي�ة ﰲ الﺸـﻜل 2-11ﳐلوطان .ورغ�م اختالف اﳋ�واﺹ اﳌرئية للمخاليط إال أن�ه يمكن تعريفها بعدة طرائق ،وتصنيفها إﱃ متجانس�ة وغﲑ متجانسة. الﺸـﻜل 2-11ا اأن وا تلفة م ن اخالي .a من امك ن رية اكون ا اختلفة لبع اخالي ك اشو اكونة من لو فشة – زب. .bك ن ري ة مكونا بع اخالي اأر كمطيب ال�شلطة. 56 a b اﳌخﻠـوﻁ ﻏﲑ اﳌﺘﺠﺎﻧﺲ ﳐلوﻁ ال ﲤتزج فيه اﳌواد ،بل تبقى اﳌواد فيه ً متﲈيزا بعضها من بعﺾ ،وتركيبه غﲑ منتظم؛ ألن اﳌواد فيه ﱂ ﲤتزج ﲤا ًما وﻇلت متﲈيزة .ومن ذلك سلطة اﳋض�ار ،وعصﲑ الﱪتقال الطبيعي الذي يتكون م�ن مزيﺞ غﲑ متجانس من العصﲑ واللب ،وﰲ العادة يطفو اللب عﲆ سطح العصﲑ .ولذا يمكن القول إن وجود مادتﲔ معا بشكل متﲈيز يشﲑ إﱃ ﳐلوﻁ غﲑ متجانس. أو أكﺜر ً اﳌخﻠـوﻁ اﳌﺘﺠﺎﻧـﺲ ﳐل�وﻁ ل�ه تركيب ﺛاب�ت ،وﲤتزج مكونات�ه بانتظام ،ف�ﺈذا أخذت قطعت�ﲔ من ﳑلغم الفضة والزئبق )س�بيكة معدنية( فس�تجد أن تركيبهﲈ هو نفس�ه مهﲈ اختلف حجم القطعة. ماذا قراأت ﻗﺎﺭﻥ بﲔ اﳌخاليط اﳌتجانسة وغﲑ اﳌتجانسة ،وأعط أمﺜلة عليهﲈ. يطل�ق ع�ﲆ اﳌخاليط اﳌتجانس�ة أيضا اس�م اﳌﺤﺎليـل .وأكﺜ�ر اﳌحالي�ل اﳌألوفة هي اﳌحاليل الس�ائلة ،كالش�اي والعصائر .لك�ن اﳌحاليل قد تكون صلبة أو س�ائلة أو ً ﳐلوطا من م�ادة صلبة مع غ�از ،أو مادة صلبة مع س�ائل، غازي�ة؛ فه�ي قد تك�ون أو غاز مع س�ائل ...وهكذا .ويبﲔ اﳉـدﻭﻝ 2-3قائمة بأنواﻉ ﳐتلفة من اﳌحاليل وأمﺜلة عليها ،كﲈ أننا نجد ً مﺜاال عﲆ كل نوﻉ ﰲ الﺸﻜل .2-12 اﳌحلول الصلب اﳌعروف بالفوالذ يسمى »سبيكة« .والسبيكة ﳐلوﻁ متجانس من الفل�زات ،أو م�ن فلز وال فلز ،يكون في�ه الفلز هو اﳌكون األس�اﳼ .الفوالذ ً مﺜال ﳐل�وﻁ من فلز اﳊدي�د والفلز الكرب�ون .وإن وجود ذرات الكرب�ون ﰲ اﳌخلوﻁ يزي�د م�ن صالبة الفلز .وتقوم اﳌصان�ع بمزج أنواﻉ ﳐتلفة من الفلزات ﰲ س�بائك ﲑا ما تصنع من س�بائك، للوص�ول إﱃ م�واد أكﺜر ق�وة ومقاومة؛ فاﳌجوه�رات كﺜ ً ومنها الﱪونز والذهب األبيﺾ. ادول 2-3 احلول مفردات اأكادية ﳐﻠوﻁ ج�اءت م�ن الكلم�ة الالتيني�ة misceo وتعني mixأي ﳜلط. ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻋﺎ ِﻟــﻢ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء هو عال�م ّ يحضر م�واد جدي�دة ويحل�ل خواصه�ا. وقد يعم�ل في مختبر وطن�ي ،أو في الصناعة ،أو في الجوانب األكاديمية. قام علماء )ناسا( ً مﺜال بتطوير سبائك من األلومنيوم والسليكون يمكن اس�تعمالها في صناع�ة محركات وﺁالت قوية وخفيفة. اأنواع احاليل مثال غاز -غاز اﳍواء ﰲ أسطوانة الغواﺹ مزيﺞ من غازات النيﱰوجﲔ واألكسجﲔ واألرجون. غاز -سائل األكسجﲔ وﺛاﲏ أكسيد الكربون الذائبان ﰲ ماء البحر. سائل -غاز اﳍواء الرطب الذي يتنفسه الغواﺹ ﳛوي قطرات ماء. سائل -سائل عندما ﲤطر يمتزج ماء اﳌطر بﲈء البحر. صلب -سائل األمالح الصلبة الذائبة ﰲ ماء البحر. صلب -صلب أسطوانة الغوﺹ مصنوعة من مزيﺞ من اﳌعادن. الﺸـﻜل 2-12ك اأن وا احالي لة ال�شور. 57 ف�سل اخاليط Separating Mixtures توج�د معظم اﳌواد ﰲ الطبيعة عﲆ ش�كل ﳐاليط .ولفهم اﳌادة بش�كل أفضل علينا مع�ا بش�كل فيزيائي فﺈن فص�ل اﳌخالي�ط إﱃ مكوناﲥ�ا النقي�ة .وألن اﳌ�واد ﲣتلط ً العملي�ات اﳌس�تعملة ﰲ فص�ل بعضها عن بعﺾ ه�ي عمليات فيزيائي�ة تقوم عﲆ اﳋواﺹ الفيزيائية للمواد .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،يمكن فصل ﳐلوﻁ من برادة اﳊديد والرمل باس�تعﲈل مغناطيس؛ حيﺚ ﳚذب اﳌغناطيس برادة اﳊديد فقط ،ويفصلها عن الرمل .لقد تم تطوير عدد كبﲑ من التقنيات التي تستفيد من اختالفات اﳋواﺹ الفيزيائية للمواد لفصل مكونات اﳌخاليط بعضها عن بعﺾ. الﺸـﻜل 2-13عدم ا ر اخل و ع رة ال�شي بى ا اد ال�شلبة الور ة ح يتمع ال�شا اتب الكاأ�. ال�سيح يمك�ن فص�ل اﳌخاليط غ�ﲑ اﳌتجانس�ة اﳌكونة م�ن مواد صلبة وس�وائل مسامي لفصل بس�هولة عن طريق الﱰشيح .ﻭالﱰﺷـيﺢ طريقة يستعمل فيها حاجز ّ ً اﳌ�ادة الصلبة عن الس�ائل .يب�ﲔ الﺸـﻜل 2-13 ﳐلوطا يصب عﲆ ورقة ترش�يح طويت عﲆ شكل ﳐروﻁ ،حيﺚ يمر السائل منها ً تاركا اﳌادة الصلبة عﲆ الورقة. الكروماتوجرافيا تع�د الﻜﺮﻭمﺎتوﺟﺮاﻓيـﺎ )التحلي�ل االس�تﴩاﰊ( طريق�ة لفصل مكون�ات اﳌخل�وﻁ )الطور اﳌتح�رك( باالعتﲈد عﲆ قابلية انج�ذاب كل مكون من مكونات اﳌخلوﻁ لسطح مادة أخرى )الطور الﺜابت( .ويكون الطور اﳌتحرك غال ًبا م�ادة غازية أو س�ائلة ،والطور الﺜابت م�ادة صلبة ،ومنه�ا ورﻕ الكروماتوجرافيا. ﻓﺼﻞ اﺻﺒﺎغ ﻛيـﻒ تﺴـمﺢ الﻜﺮﻭمﺎتوﺟﺮاﻓيـﺎ الوﺭﻗيـة بفﺼـل اﳌـواﺩ النقيـة؟ الكروماتوجرافيا أداة تشخيصية مهمة يستعملها الكيميائيون وفنِّيو اﳌختﱪات اﳉنائية لفصل اﳌواد الكيميائية وﲢليلها. .5 ا�شتعم رب ع ر ة ر�شي طرا ح وا 11 cm لعم فتيلة ل�شح ب اا .شع ناي ة الفتيلة الب او ود مركز رة ال�شي الدارية. .6 شع الور ة مع الفتيلة على �شط كاأ� ا ا بحي كون الفتيلة اا� .شي�شعد اا الفتيلة يتحر نحو اارج رة ال�شي. ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ P O ال�شيB ر ة C حواA1FcmBم نEحافة D ي�Cش IاBDا اG ACH أ NP عدDم اEAJ العمليةFBK .7EGC L FHDM G EIN HJFO. التارIKGP JH دليL KMI N ال�شمةL J M O.Mام L بطاةOK 1 PN بعد حوا 20 دية .ا�شحب الورة بحر من الكاأ� الية .2ام أ كا ًأ�سا بال�ستيك ّية بااء حتى ارف ا ي 2 cm ري با عن باا شعا على كاأ� فارة اأر. حافتا العليا .ام�ش اأ طرا ما على حافة الكاأ�. .3 .4 شع ورقة تر�سيح دارية على �شط ا ني شع نطة اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ح مركز الورة بالش بو على الورة براأ� ري�سة قلم � .1سجل عدد اأشب ا الت ك ديدا عل ى رة ال�شي. ع لم حدد دار األوان. ح� سائل اأ�سود. مق�سا اأ اأدا ح اد اأر لعم ب ش بطر راأ� ا�شتعم اللم مركز بعة ا. ذير :الأج�سام اادة كن اأن رح الد. 58 .2 ا�ستنتج اا ر األوا نا تلفة اأماكن تلفة من الورة .3 قارن التا الت ح�شل علي ا باأ�شكا الت ح�ش عليا زم .ف�شر اتفا الت د ر. A وﰲ هذه الطريقة يتباعد أو ً ال مكون اﳌخلوﻁ الذي قوى ﲤاسك جزيﺌاته أقل عﲆ ورقة الكروماتوجرافيا ،ﺛم يليه اﳌكون الذي قوى ﲤاسك جزيﺌاته أكﱪ فأكﱪ. التقط يمك�ن فصل معظم اﳌخاليط اﳌتجانس�ة عن طريق التقط�ﲑ .ﻭالﺘقطﲑ طريقة لفص�ل اﳌ�واد اعتﲈ ًدا عﲆ االخت�الف ﰲ درجات غلياﳖا ،حيﺚ يس�خن اﳌخلوﻁ حتى تغﲇ اﳌادة التي درجة غلياﳖا أقل ،وتتحول إﱃ بخار يكﺜَّف ُ وﳚمع عﲆ شكل سائل. التبلور يعد ترسيب بلورات السكر من ﳏلوله ً مﺜاال عﲆ الفصل بالتبلور .الﺘبﻠوﺭ طريق�ة للفصل تﺆدي إﱃ اﳊص�ول عﲆ مادة نقية صلبة من ﳏلوﳍا .عندما ﳛتوي اﳌحلول عﲆ أكﱪ قدر ﳑكن من اﳌادة اﳌذابة )ﳏلول مش�بع( فﺈن إضافة أي كمية وتكون بلورات عﲆ من اﳌذاب مهﲈ قلت ﲡعل اﳌادة اﳌذابة ﰲ اﳌحلول تﱰس�ب ِّ أي س�طح متواف�ر .وعندم�ا يتبخر اﳌاء من ﳏلول الس�كر اﳌائ�ي يصبح اﳌحلول تركيزا ،وه�ذا يش��به إض�افة اﳌ�زيد من اﳌ�ادة اﳌذاب�ة إﱃ اﳌحل�ول .ويب�ﲔ أكﺜر ً يكون الس�كر بلورات صلبة عﲆ اﳋيط. الﺸـﻜل 2-14أنه عند زيادة تبخر اﳌاء ّ وﲤتاز عملية التبلور أﳖا تنتﺞ مواد صلبة عالية النقاوة. الت�سامي يمك�ن فصل اﳌخاليط بﺎلﺘﺴـﺎمﻲ ،وهو عملية تتبخر فيه�ا اﳌادة الصلبة دون أن تنصهر ،أي دون أن ﲤر باﳊالة الس�ائلة .يستعمل التسامي لفصل مادتﲔ صلبتﲔ ﰲ خليط ،إحداﳘا ﳍا القدرة عﲆ التسامى ،وليس لﻸخرى ذلك. التقو الﺸـﻜل 2-14عدم ا يتبخر اا من ل و ال�شكر اا تكون بل ورا ال�شكر على اي. 2-3 اﻟﺨﻼﺻﺔ اﳌخلوﻁ مزيﺞ فيزيائي من مادتﲔ كيميائيتﲔ أو أكﺜر بنسب ﳐتلفة. اﳌحاليل ﳐاليط متجانسة. يمك�ن فص�ل مكون�ات اﳌخاليط بطرائ�ق فيزيائي�ة .م�ن طرائ�ق الف�ص��ل اﳌأل�وف��ة الﱰش��يح، والتقط�ﲑ ،والتبلور ،والتس�امي، والكروماتوجرافيا. .15 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻنﻒ اًّ كال ﳑا يﲇ إﱃ ﳐلوﻁ متجانس أو غﲑ متجانس. .aماء الصنبور .bاﳍواء .cفطﲑة الزبيب. .16ﻗﺎﺭﻥ بﲔ اﳌخاليط واﳌواد النقية. .17 ﺳﻢ طريقة الفصل التي يمكن استعﲈﳍا ﰲ فصل مكونات اﳌخاليط التالية : ﱢ .aسائلﲔ عديمي اللون. .bمادة صلبة غﲑ ذائبة ﳐلوطة مع سائل. .cكرات زجاجية ﲪراء وزرقاء متساوية ﰲ اﳊجم والكتلة. .18ﺻمﻢ خريطة مفاهيمية تلخص العالقات بﲔ اﳌادة ،والعناﴏ ،واﳌركبات، واﳌواد الكيميائية النقية ،واﳌخاليط اﳌتجانسة ،واﳌخاليط غﲑ اﳌتجانسة. 59 2-4 الأهداف ّ واﳌركبات. يز بﲔ العناﴏ ت�سف ترتيب العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري. ت�سرح سلوك ّ اﳌركبات وفق قانوﲏ النسب الﺜابتة واﳌتضاعفة. العنا�سر وار ّكبات اﻟﻔﻜﺮة Elements and Compounds ﻛيميﺎﺋيﺎ. معﺎ اﲢﺎ ﹰﺩا مﻜوﻥ مﻦ ﻋنﴫﻳﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ مﺘﺤدﻳﻦ ﹰ اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ اﳌﺮﻛﺐ ﹼ ﹼﹰ قطعا منها منفردة ،أما عندما تأكل الربط مع الحياة عندما تأكل س�لطة الفواكه قد ت�أكل ً مربى الفواكه فﺈنك ال تستطيع فصل كل قطعة من الفواكه وحدها .وكﲈ أن اﳌربى مكونة من فواكه فﺈن اﳌركب مكون من عناﴏ ،ولكنك ال تراها منفردة. العنا�سر Elements رغم أن للﲈدة أشكا ً ال كﺜﲑة إال أنه يمكن فصل مكوناﲥا إﱃ عدد صغﲑ من الوحدات البنائية مراجعة افردات األساس�ية تسمى عناﴏ .العنﴫ مادة كيميائية نقية ال يمكن ﲡزئتها إﱃ أجزاء أصغر منها النﺴبة :عالقة جزء بﺂخر أو بالكل عنﴫا ﰲ الطبيعة .ومن هذه العناﴏ :النحاس Cu بطرائ�ق فيزيائية أو كيميائية .هن�اك 92 ً من ناحية الكمية. واألكس�جﲔ Oوالذهب ،Auوهناك ً أيضا عناﴏ ال توجد ﰲ الطبيعة ،وإنﲈ يتم ﲢضﲑها افردات اديدة ﰲ اﳌختﱪ. العنﴫ ل�كل عنﴫ اس�م كيميائي ،ورم�ز خاﺹ به .ويتك�ون الرمز من حرف أو اﺛن�ﲔ أو ﺛالﺛة، اﳉدول الدوري ﲑا ،أما باقي األحرف فتكون صغﲑة .ومن اﳌعلوم أن أس�ﲈء بحيﺚ يكون اﳊرف األول كب ً ّ اﳌركب عاﳌيا من قبل العلﲈء لتس�هيل التواصل بينه�م .وال تتوافر العن�اﴏ ورموزه�ا متفق عليه�ا اًّ قانون النسب الﺜابتة نحو متس�او؛ فاﳍيدروجﲔ Hيش�كل 75%من كتلة الكون ،ﰲ حﲔ العناﴏ الطبيعية عﲆ ﹾ يش�كل األكس�جﲔ Oوالس�ليكون Siﳎتمع�ﲔ 75%من كتل�ة القﴩة األرضية ،ويش�كل النسبة اﳌﺌوية بالكتلة األكس�جﲔ Oوالكربون Cواﳍيدروجﲔ Hأكﺜر من 90%من جس�م اإلنس�ان .ومن جهة قانون النسب اﳌتضاعفة أخرى فﺈن عنﴫ الفرانس�يوم Frهو أحد أقل العن�اﴏ وجو ًدا ﰲ الطبيعة؛ إذ يقدَّ ر وجوده الﺸﻜل 2-15ود العاشر حا بأق�ل م�ن 20 gموزع�ة ﰲ ق�ﴩة األرﺽ .وتوج�د العناﴏ ﰲ ح�االت فيزيائي�ة ﳐتلفة ﰲ تلفة الر العادية. الظروف العادية ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل .2-15 بﺎلوﻥ ﻫيﻠيوﻡ -ﻏﺎﺯ 60 ﺟﻬﺎﺯ ﻗيﺎﺱ ﺿﻐﻂ الدﻡ )ﺯﺋبﻖ -ﺳﺎﺋل( ﻭﻋﺎﺀ ﻧﺤﺎﺱ -ﺻﻠﺐ الﺸـﻜل 2-16كان مدلي م ن اأا العلم ا الين ربوا العاشر بطرية درية كم ا و مب ا د .ح اأا الدرية وا العاشر. العنﺎﴏ اﻷﺳﺎﺳية نظرة اأولية على ادول الدوري مع ازدياد عدد العناﴏ اﳌكتشفة ﰲ بدايات القرن التاسع عﴩ بدأ العلﲈء يالحظون أنﲈﻁ التش�ابه بﲔ العناﴏ ﰲ اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية ودراستها. ً جدوال وقد صمم العاﱂ الروﳼ ديمﱰي مندليف 1907 - 1834) Dmitri Mendelevم( كﲈ ﰲ الﺸـﻜل 2-16نظم فيه ﲨيع العناﴏ التي كانت معروفة ﰲ ذلك الوقت .كان تصنيفه ً قائﲈ عﲆ التشاﲠات بﲔ العناﴏ وكتلها .وهو يعد النسخة األوﱃ ﳑا سمي بعد ذلك "اﳉدﻭﻝ ِ ُ "الدورات"، الصفوف األفقي ُة فيها الدﻭﺭﻱ" .ينظم اﳉدول الدوري العناﴏ ﰲ شبكة تسمَّى وتس�مى األعم�د ُة "اﳌجموعات" أو "العائ�الت" .والعناﴏ اﳌوج�ودة ﰲ ﳎموعة واحدة ﳍا َّ خ�واﺹ فيزيائية وكيميائية متش�اﲠة .وقد س�مي اﳉ�دول دور اًّيا ألن نمط اﳋواﺹ اﳌتش�اﲠة يتكرر من دورة إﱃ أخرى ،وسوف ﲡد ﰲ ﳖاية هذا الكتاب صورة للجدول الدوري اﳊديﺚ. اركبات Compounds كﺜ�ﲑ من اﳌ�واد الكيميائية النقية تصنف عﲆ أﳖا مركب�ات .ويتكون اﳌﺮﻛﺐ من عنﴫين كيميائيا .وتوجد معظ�م اﳌواد ﰲ الكون عﲆ ش�كل مركبات. ﳐتلف�ﲔ أو أكﺜ�ر متحدي�ن اًّ يوجد اآلن حواﱄ ) (10ماليﲔ مركب معروف ،وهي ﰲ ازدياد مستمر؛ إذ يتم ﲢضﲑ أو اكتشاف حواﱄ ) (100,000مركب سنو اًّيا. مفردات علمية العنﴫ Element نقية اليمكن ﲡزئتها إﱃ مادة كيميائية َّ أجزاء أصغر منها بطرائق فيزيائية أو كيميائية. الرصاﺹ من أﺛقل العناﴏ. ماذا قراأت ﻋﺮﻑ العنﴫ واﳌركب. تسهل معرفة الرموز الكيميائية للعناﴏ كتاب ﹶة صيغ اﳌركبات .فملح الطعام ً يسم�ى ِّ مﺜال ّ كلوري�د الصودي�وم ،وه�و مكون م�ن ذرة واحدة م�ن الصودي�وم Naوذرة واحدة من الكل�ور Clوصيغته الكيميائية ،NaClك�ﲈ أن اﳌاء مكون من ذرتﲔ من اﳍيدروجﲔ ،H وذرة من األكس�جﲔ Oوصيغته الكيميائية ،H 2Oوهنا يشﲑ الرقم السفﲇ ) (2إﱃ ذرتﲔ من اﳍيدروجﲔ يتحدان مع ذرة واحدة من األكسجﲔ. 61 الﺸﻜل 2-17يتحل اا ا مكونا اأك�ش اليدر بعملية التحلي الكربا. حدد الن�شـب ــة بيـ ــن كمي ــة الهيــدروج ـيـ ــن وكمـيــة الأك ــ�شجين المنطــلقين خـال التـحليـل الكهرباي للماء. ﻏﺎﺯ Hydrogen ﺍﳍﻴﺪﺭﻭﺟﲔ gas ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻛﺴﺠﲔ ﻓﻘﺎﻋﺎﺕ ﺃﻛﺴﺠﲔ ﻓﻘﺎﻋﺎﺕ Hydrogen ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ bubbles ﺍﻷﻧﻮﺩ )ﻣﺼﻌﺪ ( ﺍﻟﻜﺎﺛﻮﺩ )ﻣﻬﺒﻂ( - + ﺗﻴﺎﺭ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻲ الﺸـﻜل 2-18عدما يتفاع البوا�شيوم اليود يك ون ان يوديد البوا�شيوم ال يختل عما واش. ﻳوﺩ بوتﺎﺳيوﻡ ف�سل ار ّكبات اإ مكوناتها ال يمكن ﲡزئة العناﴏ إﱃ مواد أبس�ط منها بطرائق فيزيائية أو كيميائية ،لكن يمكن ﲡزئة اﳌركبات إﱃ مواد أبس�ط بطرائق كيميائية. وعمو ًم�ا ف�ﺈن ّ اس�تقرارا م�ن حالة العناﴏ اﳌركب�ات التي توجد ﰲ الطبيعة أكﺜر ً اﳌكون�ة ﳍا ،ولكي تتفكك هذه اﳌركبات إﱃ عناﴏ فﺈﳖا ﲢتاج إﱃ طاقة كاﳊرارة والكهرباء .ويبﲔ الﺸﻜل 2-17تركيب جهاز يستعمل إلحداث تغيﲑ كيميائي للﲈء وﲢليله إﱃ العناﴏ اﳌكونة له -اﳍيدروجﲔ واألكسجﲔ -من خالل عملية تس�مى "التحلي�ل الكهربائ�ي" .يق�وم التيار الكهربائ�ي ﰲ هذه العملي�ة بتحليل ّ اﳌاء H 2Oإﱃ غاز اﳍيدروجﲔ H 2وغاز األكس�جﲔ .O 2وألن اﳌاء H 2Oيتكون من ذرتﲔ من اﳍيدروجﲔ H 2وذرة أكس�جﲔ Oفﺈن حجم غاز اﳍيدروجﲔ H 2 الناتﺞ يكون ضعف حجم غاز األكسجﲔ .O 2 ماذا قراأت اﴍﺡ عملية التحليل الكهربائي. خ�واﺹ ّ اﳌركب�ات ع�ن خ�واﺹ العن�اﴏ الداخلة خوا�ص ار ّكبات ﲣتل�ف ّ ّ ﰲ تركيبه�ا .ويوض�ح مﺜ�ال اﳌاء ﰲ الﺸـﻜل 2-17ه�ذه اﳊقيقة .اﳌ�اء مركب مس�تقر ،وهو س�ائل ﰲ درجات اﳊرارة العادية ،وعند تفكيكه فﺈن األكس�جﲔ ﲑا عن اﳌاء؛ فاألكس�جﲔ واﳍيدروجﲔ غازان واﳍيدروجﲔ الناﲡﲔ ﳜتلفان كﺜ ً ﹶ عدي�ﲈ الل�ون والرائح�ة ،ويتفاعالن بش�دة مع ع�دة عناﴏ .وه�ذا االختالف ﰲ اﳋ�واﺹ نات�ﺞ ع�ن تفاع�ل كيميائ�ي ب�ﲔ العن�اﴏ .يب�ﲔ الﺸـﻜل 2-18 ﻳوﺩﻳد البوتﺎﺳيوﻡ 62 العن�اﴏ اﳌكون�ة ﳌركب "يوديد البوتاس�يوم" .الحﻆ اخت�الف خواﺹ يوديد البوتاس�يوم KIع�ن خ�واﺹ العنﴫين اﳌكون�ﲔ له .البوتاس�يوم Kفلز فﴤ، واليود I 2مادة صلبة سوداء اللون توجد عﲆ هيﺌة غاز بنفسجي اللون ﰲ درجة حرارة الغرفة ،ﰲ حﲔ أن يوديد البوتاس�يوم KIملح أبيﺾ. الﺸـﻜل 2-19ك ن �شي ا اد ا عد اأشا لا وا دد. ﺍﳌﺎﺩﺓ ﺗﻐﲑﺍﺕ ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺍﳌﻮﺍﺩ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﻨﻘﻴﺔ ﺗﻐﲑﺍﺕ ﻋﻨﺎﴏ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﺃﻛﺴﺠﲔ ،ﺫﻫﺐ، ﺍﳌﻠﺢ ،ﺍﻟﺴﻜﺮ ﺣﺪﻳﺪ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ افح�ص كي ــ ترتب ــ المخالي ــ م ــع الم ــواد النقي ــة وكي ترتب ــ العنا�شر مع المر كبا ﺍﳌﺨﺎﻟﻴﻂ ﳐﺎﻟﻴﻂ ﻣﺘﺠﺎﻧﺴﺔ ﺍﻟﻔﻮﻻﺫ ،ﺍﳉﺎﺯﻭﻟﲔ، ﺍﻟﺸﺎﻱ ﳐﺎﻟﻴﻂ ﻏﲑ ﻣﺘﺠﺎﻧﺴﺔ ﺍﻟﺪﻡ ،ﺍﳊﻠﻴﺐ تعل�م أن�ه يمك�ن تصني�ف اﳌواد إﱃ م�واد نقي�ة وﳐاليط .وكﲈ درس�ت ﰲ الس�ابق فﺈن متجانسا أو غﲑ متجانس .وتعرف ً أيضا أن العنﴫ مادة كيميائية اﳌخلوﻁ إما أن يكون ً نقي�ة ال يمكن ﲡزئتها إﱃ مواد أبس�ط منها ،ﰲ ح�ﲔ أن اﳌركب ناتﺞ عن اﲢاد عنﴫين أو أكﺜر ،ويمكن ﲢليله إﱃ مكوناته .اس�تعمل الﺸـﻜل 2-19ﳌراجعة تصنيف اﳌواد، معا. وكيف ترتبط مكوناﲥا ً ماذا قراأت ﳋﺺ األنواﻉ اﳌختلفة من اﳌادة ،وكيف يرتبط بعضها مع بعﺾ؟ قانون الن�سب الثابتة Law of Definite Proportions م�ن اﳊقائ�ق العجيب�ة ﰲ ه�ذا الك�ون أن اﷲ تع�اﱃ أوج�د ّ اﳌركب�ات ،والت�ي تتك�ون م�ن العن�اﴏ نفس�ها بنس�ب ﺛابت�ة ومق�دَّ رة بق�در من�ه س�بحانه .ق�ال تعاﱃ: ﴾ الﺮﻋـد .وه�ذا ما يع�رف ب�"ﻗﺎﻧوﻥ النﺴـﺐ الﺜﺎبﺘة"، ﴿ ال�ذي ين�ص ع�ﲆ أن اﳌركب يتكون ً دائﲈ من العناﴏ نفس�ها بنس�ب كتلي�ة ﺛابتة ،مهﲈ اختلفت كمياﲥا .كﲈ أن كتلة اﳌركب تساوي ﳎموﻉ كتل العناﴏ اﳌكونة له. يمكن التعبﲑ عن الكميات النس�بية للعناﴏ ﰲ مركب ما بﺎلنﺴبة اﳌﺌوﻳة بﺎلﻜﺘﻠة ،وهي ﱪا عنها بالنسبة اﳌﺌوية. نسبة كتلة كل عنﴫ إﱃ كتلة اﳌركب الكلية مع ً النﺴبة اﳌﺌوﻳة بﺎلﻜﺘﻠة )= (% ﻛﺘﻠة العنﴫ ﻛﺘﻠة اﳌﺮﻛﺐ × 100 نحصل عﲆ النسبة اﳌﺌوية بالكتلة بقسمة كتلة العنﴫ عﲆ كتلة اﳌركب ،ﺛم ﴐب هذه النسبة ﰲ مائة للتعبﲑ عنها بنسبة مﺌوية. ماذا قراأت اكتب نص قانون النسب الﺜابتة. 63 ليل ال�سكروز ادول 2-4 500.00 gمن �سكر الق�سب 20.00 gمن حبيبات �سكر اائدة التحليل الكتلي الن�سبة اوية بالكتلة )(% العن�سر )(g ﻛﺮبوﻥ 8.44 من ال�شكرز 8.44 g C ____________ × 100 = 42.20% 20.00 g ﻫيدﺭﻭﺟﲔ 1.30 1.30 g H ____________ 20.00 g × 100 = 6.50%من ال�شكرز ﺃﻛﺴﺠﲔ 10.26 اﳌﺠموﻉ 20.00 التحليل الكتلي )(g 211.0 الن�سبة اوية بالكتلة )(% 211.0 g C ____________ 20.00 g × 100 = 42.20%من ال�شكرز 32.50 g H ____________ 32.5 20.00 g × 100 = 6.50%من ال�شكرز 10.26 g O ____________ 20.00 g × 100 = 51.30%من ال�شكرز 256.5 256.5 g O ____________ 20.00 g × 100 = 51.30%من ال�شكرز 100% 500.0 100% تتك�ون حبيبات س�كر اﳌائدة )الس�كروز( من ﺛالﺛة عن�اﴏ ،هي الكرب�ون واﳍيدروجﲔ ّ واألكس�جﲔ .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 2-4نتائﺞ ﲢليل 20.0 gمن هذا الس�كر .الحﻆ أن ﳎموﻉ الكتل اﳌنفردة لعناﴏ العينة ،20.0 gوهي تس�اوي كمية حبيبات الس�كر التي تم ﲢليلها، وهذا يوضح قانون النس�ب الﺜابتة الذي ينطبق عﲆ اﳌركبات :كتلة اﳌركب تس�اوي ﳎموﻉ كتل العناﴏ اﳌكونة له. وإذا حللت 500.0 gمن السكروز الذي مصدره قصب السكر ،والتي يبﲔ اﳉدﻭﻝ 2-4 نتائﺞ ﲢليلها ،تالحﻆ أن النسب اﳌﺌوية بالكتلة ﳌكونات سكر القصب مساوية للقيم التي تم اﳊصول عليها من حبيبات السكر .وبحسب قانون النسب الﺜابتة ،فﺈن عينات ﹴ مركب ما ،مهﲈ كان مصدرها ،ﳚب أن يكون ﳍا نسب كتلية متساوية .وبالعكس فﺈن اﳌركبات التي ﳍا نسب كتلية ﳐتلفة ﳚب أن تكون مركبات ﳐتلفة .وهكذا يمكنك أن تستنتﺞ أن عينات السكروز ﳚب أن تتكون ً دائﲈ من كربون بنسبة 42.20%وهيدروجﲔ بنسبة 6.50%وأكسجﲔ بنسبة 51.30%مهﲈ كان مصدرها. م�سائل تدريبية ﹴ ﹴ ﳎهول كتلتها ،78.0 gﲢتوي عﲆ 12.4 gهيدروجﲔ .ما النسبة اﳌﺌوية بالكتلة للهيدروجﲔ ﰲ اﳌركب؟ مركب .19عينة من كليا مع 19.0 gفلور .ما النسبة اﳌﺌوية بالكتلة للهيدروجﲔ ﰲ اﳌركب الناتﺞ؟ .20يتفاعل 1.0 gهيدروجﲔ اًّ .21تتفاعل 3.5 gمن العنﴫ Xمع 10.5 gمن العنﴫ Yلتكوين اﳌركب . X Yما النسبة اﳌﺌوية بالكتلة لكل من العنﴫين Xو Yﰲ اﳌركب الناتﺞ؟ .22ت�م ﲢلي�ل مركبﲔ ﳎهولﲔ ﹶف ُو ِجد أن اﳌركب األول ﳛتوي عﲆ 15.0 gهيدروجﲔ و 120.0 gأكس�جﲔ ،وأن اﳌركب فﴪ إجابتك. الﺜاﲏ ﳛتوي عﲆ 2.0 gهيدروجﲔ و 32.0 gأكسجﲔ .هل اﳌركبان مركب واحد؟ ِّ فﴪ إجابتك. .23فيز مركبان كل ما تعرفه عنهﲈ أﳖﲈ ﳛتويان عﲆ النسبة بالكتلة نفسها من الكربون .هل ﳘا اﳌركب نفسه؟ ِّ 64 قانون الن�سب ات�ساعفة Law of Multiple Proportions ماذا قراأت اﻛﺘﺐ نص قانون النسب اﳌتضاعفة بكلﲈتك اﳋاصة. 2.000 Cu Cl Cu 2.000 النسبة الكتلية للمركب I النسبة الكتلية للمركب II = 1.739 g Cu/gCl 0.8964 g Cu/gCl = 2.00 Cu 2.000 a Cl Cl a Cu Cu a 2.000 1.000 a 1.000 2.000 ر�شم بيا باأعمد يارن الكت ال�شبية Cl 1.000 b bللحا� الكل ور اركب .I اﳌﺮﻛﺐ II b b Cl Cu 2.000 1.000 Cl Cu 1.000 2.000 Cl c 2.000 Cu b b c 1.000 ر�شم بيا باأعمد يارن الكت ال�شبية 2.000 cللحا� الكل ور Iاركب .II I II c مقﺎﺭﻧة النﺴﺐ الﻜﺘﻠية II I II 2.000 1.000 c 1.000 2.000 1.000 ر�ش م بي ا باأعم د ي ارن الكت ال�شبي ة للحا� ك اركب . ال�شبة .2:1 اختبار الر�سم البيا ف�سر ﳌاذا تكون نسبة كتلتي النحاس ﰲ اﳌركبﲔ 2 :1؟ ادول 2-5 ليل البيانات ركبي نحا�ص اركب Cu% كتلة ) 100.0g Cu (gكتلة )g Cl (g Cl% من اركب من اركب 100.0 الن�سبة الكتلية ( كتلة Cu كتلة Cl I 64.20 35.80 64.20 35.80 1.793 g Cu/1 g Cl II 47.27 52.73 47.27 52.73 0.8964 Cu/1 g Cl c الﻜﺘﻠة )(g مركبات مكونة من نحا�ص وكلور من األمﺜل�ة األخرى عﲆ اﳌركبات الت�ي توضح قانون I النس�ب اﳌتضاعف�ة مركب�ات النح�اس والكل�ور؛ إذ يتح�د النح�اس Cuم�ع الكل�ور نتائ�ﺞ 2.000 Clﰲ ﻇ�روف ﳐتلف�ة لتكوي�ن مركب�ﲔ ﳐتلف�ﲔ .ويب�ﲔ اﳉـدﻭﻝ II I 2-5 ﲢلي�ل 1.000 اﳌركب�ﲔ؛ فاﳌرك�ب رقم ) (Iﳛت�وي عﲆ 64.20%نح�اس ،ﰲ حﲔ ﳛت�وي اﳌركب )(II II 1.000 ح�ﲔ ﳛت�وي 2.000 ع�ﲆ 47.27%نح�اس ،وﳛت�وي اﳌرك�ب ) (Iع�ﲆ 35.80%كل�ور ،ﰲ I اﳌرك�ب ) (IIع�ﲆ 52.73%كل�ور .ق�ارن بﲔ نس�ب كتل الكل�ور ﰲ اﳌركبﲔ مس�تعينًا II 1.000 الكلور ﰲ اﳌركب I بﺎﳉدﻭﻝ 2-5ﻭالﺸـﻜل .2-20الحﻆ أن نس�بة كتلة النحاس إﱃ تساوي ضعف نسبة النحاس إﱃ الكلور ﰲ اﳌركب . II 1.000 a الﻜﺘﻠة )(g ااء وفوق اأك�سيد الهيدروج يوضح مركبا اﳌاء H 2Oوفوﻕ أكس�يد Clاﳍيدروجﲔ مكون من العناﴏ نفسها )هيدروجﲔ وأكسجﲔ(، قانون النسب اﳌتضاعفة؛ فكال اﳌركبﲔ ّ Cl فوﻕ 2.000 حﲔ أنCu أكسيد لكن اﳌاء مكون من ذرﰐ هيدروجﲔ وذرة واحدة من األكسجﲔ ،ﰲ 1.000 اﳍيدروجﲔ يتكون من ذرﰐ هيدروجﲔ وذرﰐ أكسجﲔ .الحﻆ أن فوﻕClأكسيد اﳍيدروجﲔ Cu 1.000 ﳜتل�ف ع�ن اﳌ�اء ﰲ أنه ﳛتوي عﲆ ضع�ف الكمية من األكس�جﲔ ،وعندم�ا تقارن كتلة 2.000 األكسجﲔ ﰲ فوﻕ أكسيد اﳍيدروجﲔ بكتلته ﰲ اﳌاء فستحصل عﲆ نسبة .2 : 1 1.000 H 2O 2 2.000 اﳌﺮﻛﺐ I a الﻜﺘﻠة )(g تبعا الختالف العن�اﴏ الداخلة ﰲ تركيبها .ومع ذل�ك ،فﺈن ّ ﲣتل�ف ّ مركبات اﳌركب�ات ً ﳐتلفة قد ﲢتوي عﲆ العناﴏ نفس�ها .وهذا ﳛدث عندما تكون النسب الكتلية للعناﴏ اﳌكونة ﳍذه اﳌركبات ﳐتلفة .ينص ﻗﺎﻧوﻥ النﺴـﺐ اﳌﺘﻀﺎﻋفة عﲆ أنه عند تكوين مركبات مع كتلة ﺛابتة 2.000 ﳐتلفة من اﲢاد العناﴏ نفسها فﺈن النسبة بﲔ كتل أحد العناﴏ التي تتحد Cu م�ن عنﴫ ﺁخ�ر ﰲ هذه اﳌركبات هي نس�بة عددية بس�يطة وصحيحة .ويت�م التعبﲑ عن Cl 2.000 1.000 النس�ب عادة باس�تعﲈل أعداد يفصل بينه�ا نقطتان إحداها فوﻕ األخ�رى )ً 2:3Cu مﺜال( أو Cl عﲆ شكل كﴪ . 1.000 الﺸﻜل 2-20ا اد الحا� ال ك ل ور ي ت ع م رك ب ا تلفة. ( 65 الﺸﻜل 2-21عد ااد الكت ال�شبية اختلفة للع�شر يت ع مركبا تلفة. ر م اأن اركب يتكون ان م ن الحا� الكلور فان اركب Iير باللون اأشر بيمايراركبIIباللوناأزر. ﻛﻠوﺭﻳد النﺤﺎﺱ II ﻛﻠوﺭﻳد النﺤﺎﺱ I يظه�ر ﰲ الﺸـﻜل 2-21اﳌركب�ان الناﲡان عن اﲢ�اد النحاس والكلور ،والذي س�بق اﳊدي�ﺚ عنه�ﲈ ﰲ اﳉ�دول 2-5ﻭالﺸـﻜل ،2-20ويس�ميان كلوري�د النح�اس ،I وكلوريد النحاس .IIوكﲈ يشﲑ قانون النسب اﳌتضاعفة فﺈن النسبة بﲔ كتلتﲔ ﳐتلفﲔ من النحاس تتحد كل منهﲈ مع كتلة ﺛابتة من الكلور ﰲ اﳌركبﲔ هي نسبة عددية بسيطة وصحيحة ،تساوي .2 :1 التقو 2-4 اﻟﺨﻼﺻﺔ ال يمك�ن ﲡزئ�ة العن�اﴏ إﱃ م�واد نقي�ة أبسط منها. تﱰتب العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري للعناﴏ ﰲ دورات وﳎموعات. تنتﺞ اﳌركبات عن اﲢاد عنﴫين أو أكﺜر، وﲣتلف خواصها عن خواﺹ العناﴏ اﳌكونة ﳍا. ين�ص قان�ون النس�ب الﺜابت�ة ع�ﲆ أن ّ ً اﳌركب يتكون دائﲈ من العناﴏ نفس�ها، وبالنسب نفسها. ينص قانون النسب اﳌتضاعفة عﲆ أنه إذا ّ كو ﹶن ﹾت عناﴏ أكﺜر من مركب فﺈن النسبة َّ بﲔ كتل أحد هذه العناﴏ التي تتحد مع كتلة ﺛابتة من عنﴫ ﺁخر هي نسبة عددية بسيطة وصحيحة. 66 .24 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻗﺎﺭﻥ بﲔ العناﴏ واﳌركبات. .25ﺻﻒ اﳌالمح التنظيمية األساسية للجدول الدوري للعناﴏ. .26ﻓﴪ كيف ينطبق قانون النسب الﺜابتة عﲆ اﳌركبات؟ .27اﺫﻛﺮ مﺜالﲔ ﳌركبات ينطبق عليها قانون النسب اﳌتضاعفة. .28ﺃﻛمـل اﳉ�دول الت�اﱄ ،ﺛ�م حل�ل البيان�ات اﳌوجودة في�ه لتق�رر ما إذا كان اﳌرك�ب Iواﳌرك�ب IIﳘ�ا اﳌركب نفس�ه .إذا كان اﳌركبان ﳐتلفﲔ فاستعمل قانون النسب اﳌتضاعفة لتبﲔ العالقة بينهﲈ. بيانات ليل مركب للحديد الكتلة الكلية )(g كتلة Fe )(g كتلة O )(g I 75.00 52.46 22.54 II 56.00 43.53 12.47 اركب الن�سبة اوية الن�سبة اوية بالكتلة للحديد بالكتلة لالأك�سج .29اﺣﺴﺐ النسبة اﳌﺌوية بالكتلة للهيدروجﲔ ولﻸكسجﲔ ﰲ اﳌاء بالرجوﻉ إﱃ اﳉدول الدوري. .30اﺭﺳﻢ ً بيانيا يوضح قانون النسب اﳌتضاعفة. رسﲈ اًّ مهن :احقق مذيب صناعي 20 15 ﻣﺴﺮﻋﺎت اﻟﺤﺮاﺋﻖ اﻟﻤﺘﻌﻤﺪة اﻟﻜﺸﻒ ﻋﻦ ﱢ إذا احﱰﻕ مستودﻉ ،وساده اﳋراب والدمار ،وكانت اﳊرارة والس�قف والدخان يمﻶن اﳌكان ،واللهب ينتﴩ ،واﳉدران ﱡ تتهاوى ،فهل يمكنك ﲢديد ما إذا كان اﳊريق متعمدً ا أو غﲑ متعمد؟ اﻟﻤﺴــﺮﻋﺎت إن م�ن ﳛقق�ون ﰲ اﳊرائق ﳛلل�ون األدلة لتقدي�ر كيف بدأت الن�ار؟ وكيف انتﴩت؟ ف�ﺈذا كان هناك اﳌﴪعات ش�ك ﰲ أن اﳊري�ق متعم�د فﺈن احت�ﲈل مس�اﳘة ِّ تﴪﻉ انتشار النار( أمر وارد. )مواد ّ اﻟﻤﺴــﺮﻋﺎت قد تك�ون اﳌﴪعات مفي�دة إذا ﺧــﻮاص ّ ّ استعملت وقو ًدا ،وقد تكون خطرة ﰲ اﳊرائق؛ فهي مذيبات قوي�ة ،وﲤتص بﴪع�ة ،وال ﲤتزج بس�هولة مع اﳌ�اء ،وتطفو غال ًب�ا فوق�ه .وﰲ درج�ات اﳊ�رارة العادية تنت�ﺞ اﳌﴪعات أبخرة يمكن أن تشتعل. اﻟﻤﺴﺮﻋﺎت من دالئل وجود اﳌﴪعات دﻻﺋﻞ وﺟﻮد ّ نمط االحﱰاﻕ غﲑ العادي ،مﺜل اﳌبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .1ﰲ هذه اﳊالة -التي تسمى نمط االحﱰاﻕ اﳌتهاوي -تم صب سائل قاب�ل لالحﱰاﻕ ﰲ هذه اﳌنطقة ،وانتﴩ بﲔ لوحات األرضية إﱃ العوارﺽ السفلية )أعمدة البناء السفلية(. 10 5 0 10 12 14 )Time (min 20 15 10 )Time (min 8 6 2 4 )Time (min مادة ﳎهولة تربنتﲔ 5 0 25 20 15 10 5 0 )Time (min رام ي ز للمركب ا الﺸـﻜل :2اأ�ش كا بياني ة كرماو PR-19A-874637.ai كب�شما اأشابعben وم�ن اﳌ�ﺆﴍات األخ�رى وج�ود بق�ع صغ�ﲑة عﲆ س�طح أي م�ادة رطب�ة ،ش�بيهة ببق�ع زي�ت الس�يارات الطافي�ة ع�ﲆ الوح�ل ﰲ ش�ارﻉ رط�ب .إذا رأى اﳌحقق�ون مﺜ�ل ه�ذه البق�ع فﺈﳖ�م يأخ�ذون عين�ات منه�ا ليفحصوه�ا. اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ يأخذ اﳌحققون أي عينات ﳚمعوﳖا كيميائيا .وهناك تفصل مكونات كل عينة إﱃ اﳌختﱪ لتحليله�ا اًّ بعضه�ا عن بعﺾ بعملي�ة تس�مى"الكروماتوجرافيا الغازية"، ﳑا ﳚعل اﳌكونات تظهر ﰲ ش�كل بياﲏ )كروماتوجرام( كتلك اﳌبينة ﰲ الﺸﻜل 2ﳌخلوﻁ من الكحول واﳉازولﲔ والﱰبنتﲔ ومذيب صناعي .وهذه األشكال تشبه بصﲈت األصابع؛ فهي ﲤيز كل مادة .وبمقارنة الشكل البياﲏ )الكروماتوجرام( للﲈدة اﳌجهولة مع األشكال اﳋاصة باﳌركبات اﳌعروفة يمكن ﲢديد نوﻉ اﳌﴪﻉ. الﺸﻜل 1ا�شرعا د �شبب احا اتا. ﳐلوﻁ كحول وجازولﲔ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء الكروماتوجرام( ﱃ الشكل البياﲏ ) ﺘفﻜﲑ النﺎﻗد انظر إ كال اﳋاصة باﳌواد ال ولة ،وقارنه باألش للﲈدة اﳌجه معرفة أي مﴪﻉ وفة .هل تستطيع الﺜالث اﳌعر اﳌعرفة أي تصور ِ هل تعطيك هذه اس ُتعمل؟ مة؟ فﴪ إجابتك. عمن قام باﳉري 67 ت الكيمياء I P PHO لتك�ون ربع .8اﺛ�ن ورق�ة الﱰش�يح الدائرية نصف�ﲔ مرتﲔ ّ ديد نوا التفاعل الكيميائي دائرة ،وقص اﳉزء السفﲇ من اﳉهة اليمنى للورقة اﳌقابل لك ،ﺛم افتح الورقة اﳌطوية عﲆ ش�كل ﳐروﻁ وضعها ﰲ الفية ﻳمﻜـﻦ ﺩﺭاﺳـة الﺘﻐـﲑات الﻜيميﺎﺋيـة بمﻼﺣظـة القمع. الﺘفﺎﻋـﻼت الﻜيميﺎﺋيـة .ﻭﻳمﻜـﻦ ﲢدﻳد ﻧواتـﺞ الﺘفﺎﻋﻼت مﻦ .9أخ�رج الس�لك م�ن ال�دورﻕ ،وﲣل�ص من�ه بحس�ب ﺧﻼﻝ اﺧﺘبﺎﺭ الﻠﻬﺐ. توجيهات معلمك. �سوؤال هل يتفاع�ل النحاس مع نﱰات الفضة؟ م�ا العناﴏ التي .10مس�تعينًا بالس�اﻕ الزجاجية ،اسكب الس�ائل ببطء داخل تتفاعل؟ وما اﳌركب الناتﺞ عن تفاعلها؟ القمع؛ لكي ﲢجز اﳌواد الصلبة الناﲡة ﰲ ورقة الﱰشيح. اواد والأدوات الالزمة .11اﲨ�ع م�ا ترش�ح ﰲ ال�دورﻕ اﳌخروطي ،وانقل�ه إﱃ طبق حلقة من اﳊديد ﳏلول AgNO3 بﱰي. حامل حلقي ورﻕ صنفرة .12عدِّ ل ش�دة ﳍب بنزن حتى يصبح لونه أزرﻕ ،ﺛم اس�تخدم طبق بﱰي بالستيكي ساﻕ ﲢريك زجاجية ّ لتسخن مشبك الورﻕ عﲆ اللهب حتى يﺜبت لونه. اﳌلقط ﳍب بنزن ورﻕ ترشيح .13اغمر اﳌشبك الساخن ﰲ السائل ﰲ طبق بﱰي ،مستخد ًما مشابك ورﻕ كأس زجاجية 50 mL وس�جل اللون اللهب، فوﻕ أخرى مرة ضعه ﺛ�م اﳌلقط. ّ سلك نحاﳼ ﳐبار مدرج 50 mL الذي الحظته .بعد إزالة اﳌش�بك ع�ن اللهب اتركه ليﱪد قمع دورﻕ ﳐروطي 250 mL قبل أن تلمسه بيدك. اإجراءات ال�سالمة .14التنظيف والتخل�ص من النفايات ﲣلص م�ن اﳌواد N NPFM C D E F لﻠعﲔ G AAH BB I ACC J BDADK CEBE L DFCFM مﻼمﺴـﺘﻬﺎ EGDGN ﲡنﺐ FHEHO GIFPI ﺟـدﹼﹰ KاAIKH،لﺬا HJGJ B ﺳـﺎمةJLI L C الفﻀةKMJM D LN ﻧﱰات K M ﲢﺬﻳـﺮEOL : O P OGN الكيميائية وفق توجيهات معلمك. ﻭاﳉﻠد. خطوات العمل .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 68 امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. ً نحاس�يا طول�ه 8 cmب�ورﻕ الصنفرة حتى س�لكا ادل�ك اًّ ودوﳖا. المعا .الحﻆ خصائصه الفيزيائية ِّ يصبح ً ض�ع 25 mLم�ن ﳏلول نﱰات الفض�ة AgNO3ﰲ كأس ودون خصائصه الفيزيائية. سعتها ِّ ،50 mL اجعل جز ًءا من الس�لك عﲆ هيﺌة ملف زنﱪكي الش�كل، واجع�ل م�ن طرف جزئ�ه اآلخ�ر خطا ًفا وعلقه ﰲ س�اﻕ التحريك. ضع س�اﻕ التحريك ع�ﲆ فوهة الدورﻕ بش�كل عرﴈ، بحيﺚ ينغمر جزء من السلك ﰲ اﳌحلول. سجل مالحظاتك عن السلك واﳌحلول كل 5دقائق مدة ّ 20دقيقة. ح�ﴬ جهاز الﱰش�يح :ص�ل اﳊلق�ة اﳊديدي�ة باﳊامل ِّ اﳊلق�ي ،وع�دِّ ل ارتفاعه�ا بحي�ﺚ تصل ﳖاي�ة القمع إﱃ داخل عنق الدورﻕ اﳌخروطي. ح ّلل وا�ستنتج .1 .2 .3 .4 لح وا�ستنتج ص�ف التغ�ﲑات الت�ي الحظته�ا ﰲ اﳋطوة .6هل كان هناك دليل عﲆ حدوث تغﲑ كيميائي؟ توقع اﳌواد الناﲡة. قارن ابحﺚ ﰲ أح�د اﳌصادر لتحديد أل�وان كل من فلز الفضة ،ونﱰات النحاس ﰲ اﳌاء ،ﺛم قارن هذه اﳌعلومات بمالحظاتك عﲆ اﳌواد اﳌتفاعلة واﳌواد الناﲡة ﰲ اﳋطوة .6 ً مائ�ال إﱃ اﳋﴬة ﰲ حدد يبع�ﺚ النحاس ض�و ًءا أزرﻕ اختب�ار اللهب .هل تﺆك�د مالحظاتك وجود النحاس ﰲ السائل الذي ُﲨع ﰲ اﳋطوة 11؟ �سنف من أي أنواﻉ اﳌخالي�ط يعد نﱰات الفضة ﰲ اﳌاء؟ تكون بعد اﳋطوة 6؟ أي أنواﻉ اﳌخاليط َّ ال�ستق�ساء قارن مالحظات�ك مع مالحظات زمالئ�ك ﰲ اﳌجموعات وك�ون فرضية لتفس�ﲑ أي اختالف�ات ،ﺛم صمم األخ�رىّ ، ﲡربة الختبارها. B A ﻛل ﳾﺀ مﻜوﻥ مﻦ مﺎﺩﺓ ،ﻭلﻪ ﺧواﺹ معينة. 2-1خوا�ص اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توﺟـد معظـﻢ اﳌـواﺩ اﳌﺄلوﻓـة ﻋـﲆ ﺷـﻜل مـواﺩ ﺻﻠبـة ﺃﻭ ﺳـﺎﺋﻠة ﺃﻭ ﻏﺎﺯﻳة ،ﻭﳍﺎ ﺧواﺹ ﻓيﺰﻳﺎﺋية ﻭﻛيميﺎﺋية ﳐﺘﻠفة. افردات • • • • • • • • • ﺣﺎﻻت اﳌﺎﺩﺓ اﳌﺎﺩﺓ الﺼﻠبة الﺴﺎﺋل الﻐﺎﺯ البخﺎﺭ اﳋﺎﺻية الفيﺰﻳﺎﺋية اﳋﺎﺻية ﻏﲑ اﳌميﺰﺓ اﳋﺎﺻية اﳌميﺰﺓ اﳋﺎﺻية الﻜيميﺎﺋية افاهيم الرئي�سة الحاالت الﺜالث المألوفة للمادة هي الصلبة والسائلة والغازية. يمكن مالحظة الخواﺹ الفيزيائية دون تغيير تركيب المادة. الخ�واﺹ الكيميائي�ة تص�ف قدرة الم�ادة على االتح�اد مع الم�واد األخرى ،أو التحول إلى مواد جديدة. قد تﺆﺛر الظروف الخارجية في الخواﺹ الفيزيائية والكيميائية . 2-2تغات اادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻳمﻜﻦ ﺃﻥ ﳛدﺙ لﻠﲈﺩﺓ تﻐﲑات ﻓيﺰﻳﺎﺋية ﻭﻛيميﺎﺋية. افردات • • • • الﺘﻐﲑ الﻜيميﺎﺋﻲ تﻐﲑ اﳊﺎلة الﺘﻐﲑ الفيﺰﻳﺎﺋﻲ ﻗﺎﻧوﻥﺣفﻆالﻜﺘﻠة افاهيم الرئي�سة التغير الفيزيائي يغير من الخواﺹ الفيزيائية للمادة دون أن يغير تركيبها. تغيرا في التغي�ر الكيميائ�ي ،والذي يس�مى أيضا »التفاع�ل الكيميائي« يتضم�ن ً تركيب المادة. في التفاعل الكيميائي تتحول المتفاعالت إلى نواتﺞ. ين�ص قانون حفﻆ الكتلة على أن الكتلة ال تفنى وال تس�تحدث في أﺛناء التفاعل ّ الكيميائي؛ فهي محفوﻇة. ﻛﺘﻠة اﳌﺘفﺎﻋﻼت = ﻛﺘﻠة النواتﺞ 69 2-3اخاليط اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ توﺟـد معظـﻢ اﳌـواﺩ اﳌﺄلوﻓـة ﻋﲆ ﺷـﻜل ﳐﺎليـﻂ .اﳌخﻠوﻁ مﺰﻳﺞ مﻦ مﺎﺩتﲔ ﻧقيﺘﲔ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ. افردات • • • • • • • • • اﳌخﻠوﻁ اﳌخﻠوﻁ ﻏﲑ اﳌﺘﺠﺎﻧﺲ اﳌخﻠوﻁ اﳌﺘﺠﺎﻧﺲ اﳌﺤﻠوﻝ الﱰﺷيﺢ الﺘقطﲑ الﺘبﻠوﺭ الﺘﺴﺎمﻲ الﻜﺮﻭمﺎتوﺟﺮاﻓيﺎ افاهيم الرئي�سة المخلوﻁ مزيﺞ من مادتين كيميائيتين أو أكﺜر بنسب مختلفة. المحاليل مخاليط متجانسة. يمك�ن فصل مكون�ات المخاليط بطرائ�ق فيزيائية .م�ن طرائق الفص�ل المألوفة الترشيح ،والتقطير ،والتبلور ،والتسامي ،والكروماتوجرافيا. 2-4العنا�سر واركبات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ اﳌﺮﻛـﺐ مﻜـوﻥ مـﻦ معﺎ اﲢﺎ ﹰﺩا ﻋنﴫﻳﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ مﺘﺤدﻳﻦ ﹰ ﻛيميﺎﺋيﺎ. ﹼﹰ افردات • • • • • • 70 العنﴫ اﳉدﻭﻝ الدﻭﺭﻱ اﳌﺮﻛﺐ ﻗﺎﻧوﻥ النﺴﺐ الﺜﺎبﺘة النﺴبة اﳌﺌوﻳة بﺎلﻜﺘﻠة ﻗﺎﻧوﻥ النﺴﺐ اﳌﺘﻀﺎﻋفة افاهيم الرئي�سة ال يمكن تجزئة العناصر إلى مواد نقية أبسط منها بطرائق فيزيائية أو كيميائية. العناصر مرتبة في الجدول الدوري للعناصر في دورات ومجموعات. تنت�ﺞ المركب�ات عن اتح�اد عنصرين أو أكﺜ�ر ،وتختلف خواصه�ا عن خواﺹ العناصر المكونة لها. دائما من العناصر نفس�ها ين�ص قان�ون النس�ب الﺜابتة عل�ى أن المركب يتك�ون ً وبالنسب نفسها. كو ﹶن�ت العناصر أكﺜر من مركب فﺈن ين�ص قانون النس�ب المتضاعفة على أنه إذا َّ النس�بة بين كتل أحد هذه العناصر التي تتحد بكتلة ﺛابتة مع عنصر ﺁخر هي نس�بة عددية بسيطة وصحيحة. اإتقان حل الم�سائل 2-1 اإتقان المفاهيم .31اذكر ﺛالﺛة أمﺜلة عل�ى مواد كيميائية نقية ،وبين لماذا هي نقية؟ .32هل ﺛاني أكسيد الكربون مادة كيميائية نقية؟ ولماذا؟ .33اذكر ﺛالث خواﺹ فيزيائية للماء. .34أي الخواﺹ التالية مميزة للمادة؟ وأيها غير مميزة؟ .bالكتلة .aدرجة االنصهار .dالطول .cالكﺜافة .35هل العبارة التالية صحيحة أم ال؟ علل إجابتك. "ال تتأﺛر الخواﺹ بالضغط ودرجة الحرارة". .36اذكر حاالت المادة الﺜالث ،وأعط أمﺜلة عليها. .37صن�ف الم�واد التالي�ة إلى صلب�ة أو س�ائلة أو غازية في ض�وء حاالتها ف�ي درجات الح�رارة العادي�ة :الحليب، الهواء ،النحاس ،الهيليوم ،الماس ،الشمع .38صنف الخواﺹ التالية إلى فيزيائية أو كيميائية. .aلﻸلومنيوم لون فضي. .bكﺜافة الذهب .19 g/cm3 .cيشتعل الصوديوم عند وضعه في الماء. .dيغلي الماء عند .100 C o .eتتكون طبقة سوداء على الفضة. .fالزئبق سائل في درجات الحرارة العادية. ُ .39ف ِّرغت علبة حليب في وعاء .صف التغيرات الحادﺛة في شكل الحليب وحجمه نتيجة ذلك. .40ﺩﺭﺟـة الﻐﻠيﺎﻥ عن�د أي درجة حرارة يغل�ي 250 mLمن الم�اء ،و 1000 mLم�ن الم�اء؟ ه�ل درجة غلي�ان الماء خاصية مميزة أم غير مميزة؟ .41الﺘﺤﻠيـل الﻜيميﺎﺋـﻲ أراد عال�م أن يعي�ن م�ادة مجهول�ة بن�اء على خواصه�ا الفيزيائية .المادة لونه�ا أبيﺾ ،ولم تفل�ح المح�اوالت في تحدي�د درجة غليانها .اس�تعمل الﺠدﻭﻝ 2-6أدناه لتسمي هذه المادة. الجدول 2-6الخوا�ص الفيزيائية لبع�ص المواد الماألوفة اللون المادة الحالة عند درجة الغليان )( C سائل 100 O 25 C أكسجين عديم اللون غاز سكروز كلوريد الصوديوم أبيﺾ صلب ماء عديم اللون أبيﺾ صلب O -183 يتحلل 1413 2-2 اإتقان المفاهيم .42صنف اًّ كال من التغيرات التالية إلى كيميائي أو فيزيائي: .aكسر قلم جزأين. .bتجمد الماء وتكوين الجليد. .cقلي البيﺾ. .dحرﻕ الخشب. .eتغير لون ورﻕ الشجر في فصل الخريف. .43ه�ل يعد تخم�ر الموز عملي�ة فيزيائية أم كيميائية؟ فس�ر ذلك. .44هل يعد تغير حالة المادة عملية فيزيائية أم كيميائية؟ فسر ذلك. .45اذكر أربعة مﺆشرات على حدوث التفاعل الكيميائي. .46ﺻدﺃ الﺤدﻳد يتحد الحديد مع األكسجين لتكوين أكسيد الحديد ،أو ما يعرف بصدأ الحديد .ما المواد المتفاعلة، وما المواد الناتجة؟ .47بعد أن اشتعلت شمعة مدة ﺛالث ساعات بقي نصفها. وضح لماذا ال يخالف هذا المﺜال قانون حفﻆ الكتلة؟ .48وضح الفرﻕ بين التغير الفيزيائي والتغير الكيميائي. 71 اإتقان حل الم�سائل كليا مع .49ﺇﻧﺘـﺎﺝ اﻷموﻧيـﺎ تفاع�ل 28.0 gمن النيتروجي�ن اًّ 6.0 gهيدروجين .ما كتلة األمونيا الناتجة؟ .50تفاعل 45.98 gصوديوم مع كمية زائدة من غاز الكلور، فنت�ﺞ 116.89 gم�ن كلوري�د الصودي�وم .م�ا كتل�ة غاز الكلور الذي استهلك في هذا التفاعل؟ .51تتحلل مادة ما كتلتها 680.0 gإلى عناصرها بالتس�خين. ما مجموﻉ كتل عناصرها بعد التسخين؟ .52عند حرﻕ 180.0 gجلوكوز ﰲ وجود 192.0 gأكسجﲔ نتﺞ ماء وﺛاﲏ أكسيد الكربون .فﺈذا كانت كتلة اﳌاء الناتﺞ ،108.0 gفﲈ كتلة ﺛاﲏ أكسيد الكربون الناتﺞ؟ 2-3 اإتقان المفاهيم .53صف خواﺹ المخلوﻁ. .54اذك�ر طريق�ة الفص�ل الت�ي يمك�ن اس�تعمالها لفص�ل المخاليط التالية: .aبرادة الحديد والرمل. .bالرمل والملح. .cمكونات الحبر. .dغازي الهيليوم واألكسجين. .55ما صحة العبارة التالية" :المخلوﻁ مادة ناتجة عن اتحاد كيميائيا"؟ فسر إجابتك. مادتين أو أكﺜر اًّ .56في�م يختلف المخل�وﻁ المتجان�س عن المخل�وﻁ غير المتجانس؟ 2-4 اإتقان المفاهيم .59عرف العنصر. .60صحح العبارات التالية: .aالعنصر مزيﺞ من مركبين أو أكﺜر. كلي�ا في الم�اء ينتﺞ .bعندم�ا ت�ذوب كمي�ة م�ن الس�كر اًّ محلول غير متجانس. .61ما أهم إسهامات العالم مندليف في الكيمياء؟ سم العناصر المكونة لكل من المواد التالية: ِّ .62 .aملح الطعام NaCl .cاألمونيا NH 3 .58ما الكروماتوجرافيا؟ وكيف تعمل؟ 72 .dالبروم Br 2 .63هل يمكن التمييز بين العنصر والمركب؟ كيف؟ .64ه�ل تختل�ف خ�واﺹ المرك�ب ع�ن خ�واﺹ العناصر المكونة له؟ .65ما القانون الذي يشير إلى أن المركب يتكون من العناصر نفسها متحدة بنسب كتلية ﺛابتة؟ .66ما النسبة المﺌوية بالكتلة للكربون في 44.0 g CO 2؟ .67صن�ف المركب�ات ال�واردة ف�ي الﺠـدﻭﻝ 2-7إل�ى: )(1:2) ،(2:1) ،(2:2) ،(1:1 ادول 2-7ن�سب العنا�سر اركبات اأب�سط ن�سب �سحيحة للعنا�سر اركب NaCl CuO H2O H2O2 .57م�اء البح�ر مكون من ملح ورمل وم�اء .هل هو مخلوﻁ اإتقان حل الم�سائل متجانس أو غير متجانس؟ فسر إجابتك. .bاإليﺜانول C 2H 5OH .68ت�حت��وي عين�ة كتلتها 25.3 gمن م�رك�ب م�ا ع�ل��ى 0.8 gأكسجين .ما النسبة المﺌوية بالكتلة لﻸكسجين في المركب؟ .69يتح�د الماغنس�يوم م�ع األكس�جين لتكوي�ن أكس�يد الماغنس�يوم .إذا تفاع�ل 10.57 gماغنس�يوم تما ًم�ا مع 6.96 gأكس�جين فما النسبة المﺌوية بالكتلة لﻸكسجين في أكسيد الماغنسيوم؟ .70عند تسخين أكسيد الزئبق فﺈنه يتحلل إلى زئبق وأكسجين. إذا تحلل 28.4 gمن أكس�يد الزئبق ونتﺞ 2.0 gأكسجين فما النسبة المﺌوية بالكتلة للزئبق في أكسيد الزئبق؟ ويك�ون مركبين ،يحتوي .71يتحد الكربون مع األكس�جين ّ األول منهما على 4.82 gكربون لكل 6.44 gأكس�جين، ويحت�وي الﺜان�ي عل�ى 20.13 gكرب�ون ل�كل 53.7 g أكس�جين .ما نسبة الكربون إلى كتلة ﺛابتة من األكسجين في المركبين المذكورين؟ .72عين�ة كتلتها 100.0 gمن مركب ما تحتوي على 64.0 gمن الكلور .ما النسبة المﺌوية بالكتلة للكلور في المركب؟ .73م�ا القانون الذي تس�تعمله لمقارنة COمع CO 2؟ فس�ر ذلك .دون اللجوء إلى أي حس�ابات ،حدد أي المركبين يحتوي على نسبة مﺌوية بالكتلة أعلى لﻸكسجين. .74أكمل الﺠدﻭﻝ 2-8اآلتي: الجدول 2-8كتل العنا�سر في المركبات كتلة العن�سر الثاني الن�سبة الموية بالكتلة في المركب )(g لالأك�سجين .77يتحد الفوس�فور م�ع الهيدروجي�ن ليكون الفوس�فين .وفي ه�ذا التفاع�ل يتحد 123.9 gمن الفوس�فور م�ع كمية وافرة م�ن الهيدروجي�ن إلنت�اج 129.9 gفوس�فين ،وبع�د انته�اء التفاع�ل بق�ي 310.0 gم�ن الهيدروجي�ن غي�ر متفاع�ل .ما كتلة الهيدروجين التي اس�تعملت في هذا التفاعل؟ وما كتلة الهيدروجين قبل التفاعل؟ .78إذا كان لدي�ك 100ذرة م�ن الهيدروجي�ن ،و 100ذرة م�ن األكس�جين ،فما عدد جزيﺌات الم�اء التي يمكن أن تكونها؟ هل تس�تعمل جميع الذرات الموجودة م�ن كال العنصرين؟ إذا كان الجواب ال ،فما الذي يبقى؟ .79صنِّ�ف المواد التالية إلى م�واد نقية ،أو مخلوﻁ متجانس ،أو مخلوﻁ غير متجانس: .aالهواء .bالدخان .eالترسبات .cالتراب .fالماء الموحل .dالماء النقي ً ً مخلوطا غير متجانسا أم مخلوطا .80حدد ما إذا كان كل مما يلي ً عنصرا: متجانس ،أم مرك ًبا ،أم ً .aماء الشرب النقي. .bالماء المالح. .cالهيليوم. .dماء البحر. .eالهواء. كتلة المركب )(g كتلة الأك�سجين )(g CuO 84.0 16 H 2O 18.0 16 H 2O 2 34.0 32 CO 28.0 16 .82البيﺘﺰا هل البيتزا مخلوﻁ متجانس أو غير متجانس؟ CO 2 44.0 32 كيميائي�ا م�ع الكل�ور ليك�ون كلوري�د .83يتفاع�ل الصودي�وم اًّ المركب مراجعة عامة .75أي ح�االت الم�ادة قابل�ة لالنضغ�اﻁ؟ وأيه�ا غي�ر قابل�ة لالنضغاﻁ؟ فسر إجابتك. .76صنف المخاليط التالية إلى متجانسة أو غير متجانسة: .aالنحاس األصفر )سبيكة من الخارصين والنحاس( السلطة. َّ .b .81الطبﺦ اذكر الخواﺹ الفيزيائية للبيﺾ قبل سلقه وبعده .بناء عل�ى مالحظاتك ،هل يحدث تغير فيزيائ�ي أو تغير كيميائي عند سلق البيﺾ؟ فسر إجابتك. الصوديوم .هل كلوريد الصوديوم مخلوﻁ أو مركب؟ .84ب ِّين ما إذا كان اتحاد العناصر التالية يﺆدي إلى تكوين مركب أو مخلوﻁ: ماء هواء )a. H 2(g)+O 2(g )b. N 2(g)+O 2(g .cالدم. .dمسحوﻕ شراب مذاب في الماء. 73 التفك الناقد .85تفﺴيﺮ البيﺎﻧﺎت يحتوي مركب على عنصرين Xوُ .Yحللت أربع عينات ) (I ،II ،III ،IVذات كتل مختلفة ،ﺛم ُرس�مت كميات بيانيا كما في الﺸﻜل 2-22أدناه. العنصرين في كل عينة اًّ ﻛﺘل العنﺎﺻﺮ 40 ﻛﺘﻠة (g) X 30 III II 20 IV 10 I 10 8 6 4 ﻛﺘﻠة (g) Y 2 0 0 الﺸﻜل 2-22 .aما العينات المأخوذة من المركب نفسه ؟ كيف عرفت؟ .bم�ا النس�بة تقري ًب�ا لكتلة Xإل�ى كتلة Yف�ي العينات من المركب نفسه؟ .cم�ا النس�بة تقري ًبا لكتل�ة Xإلى كتلة Yف�ي العينات التي ليست من المركب نفسه؟ .86ﻃ ﱢبـﻖ اله�واء خلي�ط مك�ون م�ن غ�ازات كﺜي�رة ،ومنه�ا النيتروجين واألكس�جين واألرجون .هل يمكن اس�تخدام عملي�ة التقطي�ر لفص�ل الغ�ازات المكون�ة لله�واء؟ فس�ر إجابتك. .87تﺤﻠيـل هل يعد خ�روج الغاز من عبوة المش�روب الغازي كيميائيا؟ فسر إجابتك. تغيرا تغيرا فيزيائيا ،أم ً المفتوحة ً اًّ اًّ م�ساألة تحفيز .88مﺮﻛبـﺎت الﺮﺻـﺎﺹ عين�ة من مرك�ب تح�وي 4.46 gمن الرص�اﺹ لكل 1gم�ن األكس�جين ،وعينة أخ�رى كتلتها 68.54gتحوي 28.26 gمن األكس�جين .هل العينتان من المركب نفسه؟ فسر إجابتك. مراجعة تراكمية .89ما الكيمياء ؟ .90ما الكتلة ؟ 74 تقو اإ�سافي تقريرا قص ًﲑا .91العنﺎﴏ اﳌﺼ ﱠنعة اخﱰ أحد العناﴏ اﳌصنعة واكتب ً عن تطوره .ناقﺶ ﰲ التقرير االكتشافات اﳊديﺜة ،واكتب فيه أهم مراكز األبحاث التي توصلت إﱃ هذا النوﻉ من البحﺚ، وصف فيه خصائص العنﴫ اﳌص ّنع. اأ�سلة ا�ستندات الأ�سبا فه�م العل�ﲈء من�ذ زم�ن طوي�ل خصائ�ص العناﴏ واﳌركب�ات .كﲈ اس�تخدم الفنانون الكيمي�اء لتحضﲑ األصباﻍ من اﳌواد الطبيعية .يوض�ح اﳉدﻭﻝ 2-9بعﺾ األصباﻍ التي استخدمت ً قديﲈ. الجدول 2-9كتل العنا�سر في المركبات ا�سم ال�سيغة ال�سيغة الكيمائية عنصر الكربون الفحم األزرﻕ )الكربون األسود( سليكات النحاس الكالسيوم االحظات نتﺞ عن تقطﲑ اﳋشب ﰲ وعاء مغلق. مركب بلوري ﳛوي اﳌﴫي CaCuSi 4O 10 النيلة C 16H 10N 2O 2 من جنس الشﱪﻕ أو القطف. أكسيد اﳊديد األﲪر Fe 2O 3 كافة اﳌناطق اﳉغرافية وطوال الزنجار شوائب زجاج. تم ﲢضﲑها من نباتات ﳐتلفة يستخدم بصورة مستمرة ﰲ الزمن. مركبات أخرى من النحاس Cu (CH 3COO) 2 . Cu(OH) 2ﲢوي كربونات ،تسمى الزنجار. .a .92قارن نس�بة الكرب�ون بالكتلة ل�كل من الفح�م ،والنيلة، والزنجار. .bقارن نس�بة األكسجﲔ بالكتلة ألكسيد اﳊديد األﲪر مع األزرﻕ اﳌﴫي. ً .93اذكر ً ومﺜاال عﲆ مركب ،مس�تعينًا بﺎﳉدﻭﻝ مﺜاال عﲆ عنﴫ 2-9أعاله. فيزيائيا ﲑا .94هل يعد إنتاج الفحم بالتقطﲑ اﳉاف للخش�ب تغ ً اًّ كيميائيا؟ فﴪ إجابتك. ﲑا أم تغ ً اًّ اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد .5تتشابه العناصر Cs ، K ،Na ، Li :في الخواﺹ الكيميائية. تقع هذه العناصرفي الجدول الدوري ضمن : استعن بالجدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالين 1و . 2 التحليل الكتلي لعينتي كلور -فلور العينة I II كتلة الكلور )(g 13.022 5.753 كتلة الفلور )(g 6.978 % Cl %F 65.11 34.89 ? ? 9.248 .1ما النسبة المﺌوية لكل من الكلور والفلور في العينة رقم .II 0.6220 .a و 61.65 38.35 .c و 0.6220 61.65 .b و 38.35 38.35 .d و 61.650 .2إل�ى أي القانوني�ن )النس�ب الﺜابت�ة أم المتضاعفة( تخضع نسبة كتلتي الكلور والفلور في العينتين؟ .aقانون النسب الﺜابتة؛ ألن العينتين مأخوذتان من مركب واحد. .bقانون النس�ب المتضاعف�ة؛ ألن العينتين مأخوذتان من مركب واحد. .cقانون النسب الﺜابتة؛ ألن العينتين مأخوذتان من مركبين مختلفين. .dقانون النس�ب المتضاعف�ة؛ ألن العينتين مأخوذتان من مركبين مختلفين. .3أي خواﺹ السكر التالية ليست فيزيائية؟ .aيوج�د على ش�كل بلورات صلبة ف�ي درجات الحرارة العادية .bيظهر بلون أبيﺾ. .cيتحلل إلى كربون وبخار ماء عند تسخينه. .dطعمه حلو. .4أي العبارات التالية تصف مادة في الحالة الصلبة؟ .aتنساب جسيماتها بعضها فوﻕ بعﺾ. .bيمكن ضغطها إلى حجم أصغر. .cتأخذ شكل الوعاء الذي توجد فيه. .dجسيماتها متالصقة بقوة. .aصف .bدورة .cمجموعة .dعنصر. .6يتفاعل الماغنسيوم مع األكسجين لتكوين أكسيد الماغنسيوم. ما العبارة غير الصحيحة فيما يتعلق بهذا التفاعل؟ .aكتلة أكس�يد الماغنس�يوم الناتﺞ تس�اوي مجموﻉ كتلتي العنصرين المتفاعلين. .bيصف التفاعل تكوين مادة جديدة. .cأكسيد الماغنسيوم الناتﺞ هو مركب كيميائي. .dخواﺹ أكس�يد الماغنسيوم تش�به خواﺹ الماغنسيوم واألكسجين. اأ�سلة الإجابات الق�سيرة .7قارن بين المتغير المستقل والمتغير التابع في التجربة. اأ�سلة الإجابات المفتوحة استعن بالجدول أدناه لﻺجابة عن األسﺌلة من 8إلى :10 خوا�ص اواد اكونة خلوط ن�سارة ا�سب وملح الطعام اادة نشارة اﳋشب ملح الطعام حجم ا�سيمات )(mm ذائبة ااء ذائبة الكحول الكثافة )(g/cm3 ال ال 0.21 1 2.17 2 نعم ال .8هل المخلوﻁ )نشارة الخشب وملح الطعام( متجانس أم غير متجانس؟ فس�ر إجابتك. .9ه�ل تص�ف البيانات خ�واﺹ فيزيائية أو كيميائية؟ فس�ر إجابت�ك. .10اقت�رح طريقة لفصل مكونات المخلوﻁ )نش�ارة الخش�ب ومل�ح الطع�ام( بن�اء عل�ى خ�واﺹ مكونات�ه المبين�ة ف�ي الجدول. .11وض�ح الفروﻕ بي�ن التغير الكيميائ�ي والتغي�ر الفيزيائي. كيميائيا؟ فيزيائي�ا أم تغي�را ه�ل يعد احت�راﻕ الجازولي�ن ً اًّ اًّ فس�رإجابتك. 75 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد .1 .4 .a ﲨي�ع العب�ارات التالية حول ﴎع�ة التفاع�ل الكيميائي صحيحة ما عدا: .5 أي أنواﻉ القوى بﲔ اﳉزيﺌية اآلتية يعد األقوى؟ .bقوى ﺛنائية القطب. .cقوى التشتت. .dالرابطة اﳍيدروجينية. اﺳﺘعمل اﻷﺷﻜﺎﻝ ﺃﺩﻧﺎﻩ لﻺﺟﺎبة ﻋﻦ الﺴﺆالﲔ 6ﻭ .7 العبارة الﺜالﺜة :ﳚب أن تصطدم جسيﲈت اﳌواد اﳌتفاعلة حتى ﳛدث تفاعل. .6 .bالﺜانية والﺜالﺜة. .b x y .dاألوﱃ والﺜانية والﺜالﺜة. .c م�ا حجم اﳌاء الذي ﳚب إضافت�ه إﱃ 6.0 mlمن ﳏلول قي�اﳼ تركي�زه 0.050 Mلتخفيف�ه إﱃ ﳏل�ول تركي�زه 0.020 M؟ أي العينات ﲢتوي عﲆ جزيﺌات فلوريد اﳌاغنسيوم؟ .a .b .c .d 76 x أي العينات ﲢتوي عﲆ جزيﺌات غاز األكسجﲔ؟ .a .cاألوﱃ والﺜالﺜة. .3 y z أي العبارات السابقة صحيحة؟ .aاألوﱃ والﺜانية . mol/L·min .aالرابطة األيونية. ادرس العبارات التالية: العب�ارة الﺜانية :تزي�د اﳌح ّفزات من ﴎع�ة التفاعالت بزيادة طاقة التنشيط mol/mL·h .d .dكمية اﳌواد الناﲡة اﳌتكونة ﰲ كل فﱰة زمنية. العب�ارة األوﱃ :من العوامل التى تﺆﺛر ﰲ ﴎعة التفاعل طبيع�ة اﳌ�ادة اﳌتفاعل�ة ،والﱰكي�ز ،ومس�احة س�طح التفاعل ،ودرجة اﳊرارة ،واﳌحفزات. L/s .c .bالتغﲑ ﰲ تراكيز اﳌواد اﳌتفاعلة خالل وحدة الزمن. .2 M/min .b .aالﴪعة التي ﳛدث ﲠا التفاعل. .cالتغﲑ ﰲ تراكيز اﳌواد الناﲡة خالل وحدة الزمن. أي الوحدات ال تستعمل للتعبﲑ عن ﴎعة التفاعل؟ 15 mL 9.0 mL 6.0 mL 2.4 mL .d .7 z كل من xوy .a y .b z .c .dكل من xوy x اختبار مق اأ�سلة الإجابات الق�سيرة .8 اف�ﱰﺽ أن قانون الﴪعة العام ه�و.R = [A] [B] 3 : م�ا رتب�ة التفاعل لكل من اﳌادة Aواﳌ�ادة B؟ وما رتبة التفاعل الكلية؟ 3 4 1 2 .9 يبﲔ الش�كل أعاله منحنى طاقة تفاعل .إالم يشﲑ كل رقم من األرقام اﳌبينة ﰲ الرسم؟ .10اﳌعادل�ة ] R=K [Aتص�ف ﴎع�ة تفاع�ل م�ن الرتبة األوﱃ .إذا تضاع�ف تركيز اﳌادة اﳌتفاعلة Aفﲈذا يطرأ عﲆ ﴎعة التفاعل؟ اأ�سلة الإجابات المفتوحة .11يتفاعل اليود والكلور ﰲ اﳊالة الغازية: I 2 + Cl 2 → 2ICl فﺈذا كان ] [I2يساوي 0.400 Mعند بداية التفاعل وأصبح 0.300 Mبعد مﴤ 4.00 minفاحسب متوسط ﴎعة التفاعل بوحدة .mol/L.min 77 مالحظات مالحظات تركيب الذرة The Structure of The Atom اﻷﺳﺎﺳية لﻠﲈﺩﺓ. الﺬﺭات ﻫﻲ الوﺣدات البنﺎﺋية 3-1الأفكار القدة للمادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ح�اول اإلغري�ق القدم�اء فهم اﳌادة ،إال أن الدراس�ة العلمي�ة للذرة بدأت مع جون دالتون ﰲ أوائل القرن التاسع عﴩ. 3-2تعريف الذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون الذرة من نواة ﲢتوي عﲆ بروتونات ونيوترونات ،وإلكﱰونات تتحرك حول النواة. �سطح الجرافيت 3-3كيف تختلف الذرات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳛدد ع�دد الﱪوتونات والعدد الكتﲇ نوﻉ الذرة. 3-4الأنوية غ ا�ستقرة والتحلل الإ�سعاعي ذرة الكربون اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ال�ذرات غ�ﲑ اﳌس�تقرة تصدر إشعاعات للوصول إﱃ حالة االستقرار. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ • يتكون اﳌاس واﳉرافيت من العنﴫ نفسه، الكربون. ً خطأ أنه • عندما اكتشف اﳉرافيت اعتقد الرصاﺹ ،ولذا سمي قلم اﳉرافيت قلم الرصاﺹ. • هناك حواﱄ 5×10 22ذرة من الكربون ﰲ جزء صغﲑ من جرافيت قلم الرصاﺹ. 80 نواة الكربون ر اتهاللي ال�سحنات الكهربائية كيف كن مالحظة تاأثّ مهما في تركيب الذرة. ُ تلعب الشحنات الكهربائية ً دورا اًّ 1 اﺛن ورقة ط�وليا. م�ن النص�ف اًّ واجع�ل اﳊافة اﳋلفية أط���ول م��ن اﳊ��اف��ة األمامية .2 cm 2اﺛن الورقة إﱃ ﺛالﺛة أجزاء متساوية. خطوات العمل GG H FF G H PPG OOFP NNEO MMDN LL M بطاقة KK BL امﻸ JJAK I I J .1 HHI السالمة Cﰲ دليل التجارب العملية. الذرة ق�م بعم�ل اﳌطوي�ة التالية ﳌساعدتك عﲆ تنظيم دراستك لﱰكيب الذرة. I قطعا صغﲑة من الوﺭﻕ ،ﺛم وزعها عﲆ الطاولة. .2قص ً ﹰ بﻼﺳﺘيﻜيﺎ خالل ش�عرك وقربه إﱃ قطع الورﻕ. مﺸـطﺎ .3مرر ﹼﹰ وسجل مالحظاتك. ِّ .4امﻸ بالونﲔ باﳍواء ،واربط اًّ كال منهﲈ بخيط. ﹴ .5ادل�ك اًّ صوف ،ﺛم قرب أحدﳘا إﱃ اآلخر، كال منهﲈ بقطعة ودون مالحظاتك. ِّ التحليل ف�سر مالحظاتك ﰲ ض�وء معرفتك بالش�حنة الكهربائية. .1 وأﳞا ﳐتلفة؟ حدد ّ أي الشحنات متشاﲠةّ ، .2و�سح كيف عرفت؟ .3ا�ستنتج ﳌ�اذا انجذب�ت القط�ع غﲑ اﳌش�حونة إﱃ اﳌش�ط اﳌشحون ﰲ اﳋطوة 3أعاله. ا�ستق�ساء كيف يمكن�ك الربط ب�ﲔ الش�حنات اﳌختلفة التي الحظتها وتركيب اﳌادة؟ J K L N M P O 3 افت��ح الورقة ،ﺛم اقطعها عند أح��د خطوﻁ الﺜني ،بحيﺚ ﲢصل عل�ى ج��زء صغﲑ وﺁخر كبﲑ. �م 4 س� ِّ األجزاء كﲈ هو مبﲔ ﰲ الشكل. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت النيوترونات البروتونات الإلكترونات نواة �سحابة اإلكترونية ا�ستعمل هذه اطوية الق�سم 3-1 من ه�ذه الوح�دة .وعن�د االنته�اء من قراءته س�جل معلوماتك حول الذرة وتركيبها. C04-03A-874637 C04-03A-874637 C04-03A-874637 C04-03A-874637 81 3-1 الأهداف تقارن ب�ﲔ ال�ن��ﲈذج ال�ذري��ة الأفكار القدة عن اادة Early Ideas About Matter لدي�م�قري�ط�س ،وأرس���طو، وجون دالتون. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ حاول الإغريق القدماء فهم اادة ،اإل اأن الدرا�سة العلمية للذرة نظ�رية بداأت مع جون دالتون اأوائل القرن التا�سع ع�سر. ُ تفهم كي��ف فس��رت ﹶ دالت�ون الذري�ة قان�ون حف�ﻆ الربط مع اياة قد يتدرب فريق كرة القدم ،وﳚرب طرائق ﳐتلفة لتطوير أفضل خطة الكتلة؟ مراجعة افردات النظرية :تفس�ي��ر م��دع�وم ﳑكنة للعب ،وبعد رؤيتهم نتائﺞ خططهم يقوم اﳌدرب بتعديالت لتحس�ﲔ أداء الفريق. بطريقة مش�اﲠة جرب العلﲈء خالل الس�نﲔ اﳌﺌتﲔ األخﲑة نﲈذج لل�ذرة ،وقاموا بتعديل نﲈذجهم بعد ﲨعهم بيانات جديدة. الفال�سفة الإغريق بتج�ارب عدي�دة ،وه�ي ال ت�زال عرض� ًة لبيان�ات ﲡريبي�ة جدي�دة، ﱂ تك�ن العلوم قبل ﺁالف الس�نﲔ كﲈ نعرفها اليوم .وﱂ يع�رف أحد التجربة الضابطة .وكان يمكن تعديلها .وتع�د ناجح� ًة إذا هناك أدوات بس�يطة للبح�ﺚ العلمي .وﰲ ﻇل تلك الظروف كانت ق�درة العقل والتفكﲑ اس�تطعنا اس�تعﲈﳍا للقيام بتنبﺆات الذهن�ي هي الطرائق األولية للوصول إﱃ اﳊقيقة .لقد جذب الفضول العلمي انتباه الكﺜﲑ صحيحة. م�ن اﳌفكري�ن األكاديمي�ﲔ اﳌعروفﲔ بالفالس�فة ،الذين بحﺜ�وا ﰲ أﴎار اﳊي�اة اﳌتعددة. افردات اديدة وعندم�ا تس�اءل ه�ﺆالء الفالس�فة عن طبيعة اﳌ�ادة وضع كﺜ�ﲑ منهم تفس�ﲑات قائمة عﲆ نظرية دالتون الذرية خﱪاﲥ�م اﳊياتية اﳋاصة ،واس�تنتﺞ كﺜﲑ منه�م أن اﳌادة مكونة من أش�ياء كالﱰاب ،واﳌاء، واﳍ�واء ،والن�ار ،ك�ﲈ هو مب�ﲔ ﰲ الﺸـﻜل .3-1لقد كان م�ن اﳌتفق عليه أن اﳌ�ادة يمكن ﲡزئتها إﱃ أجزاء أصغر فأصغر .ورغم أن هذه األفكار األولية كانت إبداعية إال أنه ﱂ يكن هناك وسيلة متوافرة الختبار صدقها. Greek Philosophers الﺸﻜل 3-1ك من ف�شفة اري اعتد اأن ااد مكونة من اأربعة عاشر الا اا الوا الار .اموا برب ك ع�شر بخوا معي ة .اأن مزج اوا اتعاك�ش ة م� شان ب ارد رب ا عك�ش التما اح الطبيعة .اأن اأفكار كن شحيحة علمية. 82 دقريط�ص Democritusكان الفيلس�وف اإلغريق�ي ديمقريطس )460-370ﻕ.م( أول من اقﱰح فكرة أن اﳌادة ليست قابلة لالنقسام إﱃ ما ال ﳖاية .واعتقد أن اﳌادة مكونة م�ن أجزاء صغﲑة تس�مى ال�ذرات ،واعتقد كذل�ك أن الذرات ال يمكن اس�تحداﺛها أو ﲢطيمها أوﲡزئتها .ﻭاﳉدﻭﻝ 3-1يبﲔ أفكار ديمقريطس. ﲑا من أفكار ديمقريطس ال تتفق مع النظرية اﳊديﺜة للذرة ،بل ووجهت بانتقادات إن كﺜ ً معا؟ وﱂ يس�تطع من الفالس�فة اآلخري�ن وقتها ،حيﺚ تس�اءلوا :ما الذي يربط الذرات ً ديمقريطس اإلجابة عن هذا السﺆال. مفردات اأكادية ) Atomالﺬﺭﺓ( ج�اءت م�ن الكلم�ة اإلغريقي�ة atomosوتعني ال تتجزأ. أم�ا ﰲ اللغ�ة العربي�ة فال�ذرة تعن�ي اﳉزء اﳌتناهي ﰲ الصغر. اأر�سطو Aristotleوق�د جاءت هذه االنتقادات الكﺜﲑة من أرس�طو الذي رفﺾ فكرة ال�ذرات؛ ألﳖ�ا ال تتف�ق مع أف�كاره حول الطبيع�ة .وكانت أه�م انتقادات�ه تتعلق بفكرة ديمقريط�س أن ال�ذرات تتح�رك ﰲ الف�راﻍ؛ وذل�ك ألنه ﱂ يك�ن يعتق�د وج��ود فراﻍ. ﻭاﳉدﻭﻝ 3-1يبﲔ أفكار أرسطو .وألن أرسطو كان أحد فالسفة اإلغريق ذوي التأﺛﲑ الكبﲑ ،فقد ُرفضت نظرية ديمقريطس. ومن اإلنصاف أن نشﲑ إﱃ أنه ﱂ يكن بمقدور ديمقريطس � أو بمقدور أحد ﺁخر ﰲ عﴫه- معا .وقد مﴣ أكﺜر من ألفي س�نة قبل أن يعرف العلﲈء اﳉواب. أن ﳛدد ما يربط الذرات ً وع�ﲆ كل ح�ال فﺈن من اﳌهم إدراك أن أفكار ديمقريطس كانت ﳎرد أفكار وليس�ت ً علﲈ. وم�ن دون الق�درة عﲆ إج�راء ﲡارب ضابط�ة ﱂ يكن بﺈم�كان ديمقريط�س اختبار صدﻕ فكرته .ولس�وء حﻆ التقدم العلمي فﺈن أرسطو استطاﻉ أن يكسب موافقة قطاﻉ واسع من الفالس�فة حول أفكاره عن الطبيعة ،تلك األفكار التي أنكرت وجود الذرات ،وبشكل ال يصدﻕ؛ فقد كان تأﺛﲑ أرسطو ً بدائيا فيﲈ يتعلق بالذرات. عظيﲈ .وﻇل التقدم العلمي اًّ ماذا قراأت ا�ستنتج ﳌاذا كان من الصعب عﲆ ديمقريطس أن يدافع عن أفكاره؟ ادول 3-1 اأفكار الفال�سفة الإغريق حول اادة الفيل�سوف الأفكار ﺩﻳﻤﻘﺮﻳﻄﺲ Democritus تتكون اﳌادة من ذرات تتحرك ﰲ الفراﻍ. الذرات صلبة ،متجانسة ،ال تفنى وال تتجزأ. األنواﻉ اﳌختلفة من الذرات ﳍا أحجام وأشكال ﳐتلفة. حجم الذرات وشكلها وحركتها ﳛدد خواﺹ اﳌادة. ﺃﺭﺳﻄﻮ Aristotle ال وجود للفراﻍ. اﳌادة مكونة من الﱰاب ،والنار ،واﳍواء ،واﳌاء. ) ( 460-370ﻕ.ﻡ ) (384-322ﻕ.ﻡ 83 ادول 3-2 نظرية دالتون الذرية الفيل�سوف الأفكار تتكون اﳌادة من أجزاء صغﲑة جداًّ ا تسمى الذرات. ﺟﻮﻥ ﺩﺍﻟﺘﻮﻥ John Dalton الذرات ال تتجزأ وال تفنى. ) (1844 -1766ﻡ تتشابه الذرات اﳌكونة للعنﴫ ﰲ اﳊجم ،والكتلة ،واﳋواﺹ الكيميائية. ﲣتلف ذرات أي عنﴫ عن ذرات العناﴏ األخرى. الذرات اﳌختلفة تتحد بنسبة عددية بسيطة لتكوين اﳌركبات. ﰲ التفاعالت الكيميائية :تنفصل الذرات ،أو تتحد ،أو ُيعاد ترتيبها. جون دالتون John Daltonأدت التج�ارب العلمية التي قام ﲠا دالتون ﰲ القرن التاس�ع ع�ﴩ إﱃ بداي�ة تطور النظرية الذرية اﳊديﺜة .وعمل ً أيضا ع�ﲆ إعادة إحياء أفكار ديمقريطس ومراجعته�ا ،معتمدً ا عﲆ نتائﺞ البحﺚ العلمي الذي قام به .وهناك تش�ابه من عدة وجوه بﲔ أفكار دالتون وأفكار ديمقريطس. وبس�بب تطور العلوم قام جون دالتون بالكﺜﲑ من التجارب التي س�محت له بدعم فرضيته؛ وس�جل مالحظات وقياس�ات دقيقة ،حتى حي�ﺚ درس الكﺜ�ﲑ م�ن التفاع�الت الكيميائية، ّ اس�تطاﻉ ﲢديد النس�ب الكتلية للعناﴏ الداخلة ﰲ التفاعالت .وقد أدت نتائﺞ أبحاﺛه إﱃ ما ﹶ أطل�ق عليه ﻧظﺮﻳة ﺩالﺘوﻥ الﺬﺭﻳة ،التي قام بطرحها عام 1803م .وﲡدُ النقاﻁ الرئيس�ة لنظريته ملخصة ﰲ اﳉدﻭﻝ .3-2وقد قام بنﴩ أفكاره ﰲ كتابه اﳌبﲔ ﰲ الﺸﻜل .3-2 ماذا قراأت قارن بﲔ أفكار ديمقريطس وجون دالتون. الﺸـﻜل 3-2ام دالتون كتاب ا�شمى ن ام دي د للفل�شف ة الكيمياي ة بعر رم وز العاش ر الت كان معرف ة ت الابطا احتملة بيا. 84 + BA B8 B B8 A A4 الﺸـﻜل 3-3عدما يتحد ع�شران اأ اأك لتكوين مركب فان عدد را ك ع�شر بى ابتة لا فان الكتلة بى ابتة ا أيشا. قانون حف الكتلة يب�ﲔ قانون حفﻆ الكتل�ة ّ أن الكتلة ﺛابتة )ﳏفوﻇ�ة( ﰲ التفاعالت الكيميائي�ة ،أي أﳖ�ا ال تنق�ص وال تزي�د .وتوض�ح نظرية دالت�ون الذرية حف�ﻆ الكتلة ﰲ التفاع�ل الكيميائ�ي ،عﲆ أس�اس ّ أن ما ﳛدث لل�ذرات هو فقط انفص�ال أو اﲢاد أو إعادة ترتيب ﳍا ،فهذه الذرات ال تتحطم وال يستحدث عنها ذرات أخرى .ويبﲔ الﺸﻜل 3-3 أعاله حفﻆ الكتلة عند اﲢاد عناﴏ معينة لتكوين مركب ما؛ إذ بقي عدد ذرات كل عنﴫ قب�ل التفاع�ل وبعده هو نفس�ه .لقد أدى تقدي�م دالتون أدلت�ه التجريبية اﳌقنعة ،وتفس�ﲑه الواضح لبنية اﳌركبات وﳊفﻆ الكتلة إﱃ قبول عام لنظريته الذرية. تع�د نظري�ة دالت�ون الذرية خط�وة كبﲑة نح�و النموذج الذري اﳊ�اﱄ لل�ﲈدة ،لكنها ﱂ تكن دقيقة ،وهذا ما ﳛدث غال ًبا ﰲ العلوم .لقد كان من الﴬوري إعادة النظر ﰲ نظرية دالتون للذرة بعد التوصل إﱃ معلومات جديدة ﱂ يكن بﺈمكان النظرية تفس�ﲑها .وس�وف تتعلم ﰲ ه�ذه الوح�دة أن دالتون كان ﳐطﺌًا ﰲ أن الذرات ال يمكن ﲡزئته�ا؛ إذ يمكن ﲡزئة الذرات إﱃ جس�يﲈت ذري�ة .كﲈ أن دالتون كان ﳐطﺌً�ا حﲔ قال إن ﲨيع ال�ذرات اﳌكونة للعنﴫ ﳍا خواﺹ متﲈﺛلة ،فذرات العنﴫ الواحد يمكن أن ﲣتلف ً قليال ﰲ كتلتها. التقو 3-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ كان ديمقريط�س أول م�ن اق�ﱰح وجود الذرات. اعتق�د ديمقريط�س أن ال�ذرات صلب�ة ،ومتجانس�ة ،وال يمك�ن ﲡزئتها. أنكر أرسطو وجود الذرات. اعتمدت نظرية جون دالتون الذرية عﲆ عدد كبﲑ من التجارب العلمية. .1اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻗﺎﺭﻥ بﲔ الطرائق اﳌستعملة من قبل الفالسفة اإلغريق وجون دالتون لدراسة الذرة. ﻋﺮﻑ الذرة بأسلوبك اﳋاﺹ. .2ﹼ .3ﳋﺺ نظرية دالتون الذرية. .4ﻓﴪ العالقة بﲔ نظرية دالتون للذرة وقانون حفﻆ الكتلة. ﻃبـﻖ إذا اﲢدت ست ذرات من العنﴫ ) (Aمع 15ذرة من العنﴫ ) (Bإلنتاج .5 ﹼ ستة جزيﺌات من اﳌركب ،فﲈ عدد ذرات كل من العنﴫين Aو Bاﳌوجودة ﰲ جزيء واحد من اﳌركب؟ هل استعملت ﲨيع الذرات ﰲ تكوين اﳌركب؟ .6ﺻمـﻢ خريط�ة مفاهيمي�ة تقارن فيه�ا بﲔ األف�كار الذري�ة اﳌطروح�ة من قبل ديمقريطس وجون دالتون. 85 3-2 الأهداف تعريف الذرة Defining the Atom تعرف الذرة. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون الذرة من نواة توي على بروتونات ونيوترونات، يز بﲔ اﳉسيﲈت اﳌكونة للذرة واإلكونات تتحرك حول النواة. من حيﺚ الشحنة والكتلة. الربط مع اياة إذا قضمت حبة خوﺥ فستدرك أن أسنانك تقطع لب الﺜمرة بسهولة، ت�سف تركي�ب ال�ذرة متضمنًا لكنها ال تستطيع اﳌرور ﰲ النواة الصلبة .وبشكل مشابه نجد أن بعﺾ اﳉسيﲈت يمكنها مواقع اﳉسيﲈت اﳌكونة للذرة .أن ﲤر عﱪ األجزاء اﳋارجية للذرة ،ولكنها تنحرف عن مركزها )النواة(. مراجعة افردات الذرة The Atom النموذج :تفسﲑ بﴫي أو شفوي الكﺜ�ﲑ من التج�ارب منذ أيام دالتون أﺛبتت وجود الذرات .لك�ن ما الذرة؟ لﻺجابة عن لتتح�ول إﱃ كومة من خراطة �ﱪ ﹶد قطع ًة من النحاس أو ري�اﴈ للبيانات التي ُﲨعت ه�ذا الس�ﺆال ،ﲣيل أنك قررت أن ﹶت ﹾ ُ ّ النحاس .إن كل قطعة من خراطة النحاس ستبقى ﳏتفظة بجميع خواﺹ النحاس .وإذا من ﲡارب عديدة. أمكن – ﰲ وجود أدوات خاصة -أن تس�تمر ﰲ ﲡزئة فتات النحاس إﱃ جس�يﲈت أصغر افردات اديدة فﺈنك س�تحصل ﰲ النهاية عﲆ جس�يﲈت ال يمكن ﲡزئتها أكﺜر بالطرائق العادية ،وستظل الذرة هذه اﳉس�يﲈت الصغﲑة ﳏتفظة بخواﺹ النحاس .ويس�مى أصغر جزء ﳛتفﻆ بخواﺹ العنﴫ الﺬﺭﺓ. أشعة اﳌهبط اإللكﱰون النواة الﱪوتون النيوترون يق�در عدد الذرات ﰲ قطعة صلبة من العملة النحاس�ية بح�واﱄ 2.9 x 10 22ذرة ،وهو ما يقدر بخمسة تريليون مرة أكﱪمن عدد سكان العاﱂ ﰲ عام 2006م ويبلغ قطر ذرة النحاس الواحدة ،1.28 x 10 -10 mفﺈذا وضعنا 6.5 x 10 9ذرة من النحاس جن ًبا إﱃ جنب فسوف ﱞ خ��ط م�ن ذرات الن�حاس ط�وله أقل م�ن م�ﱰ واحد .ويوضح الﺸـﻜل 3-4 يت�ك�ون كﱪت طريق�ة أخرى لتصور حجم الذرة .ويمكنك تصور صغر الذرة عندما تتخيل أنك ّ الذرة بحيﺚ تصبح ﰲ مﺜل حجم الﱪتقالة ،فﺈذا صنعت ذلك فكأنك جعلت الﱪتقالة ﰲ َّ مﺜل حجم الكرة األرضية؛ مع اﳌحافظة عﲆ نسبة التكبﲑ نفسها. الﺸـﻜل 3-4خي اأن � شتطيع زياد ح م الر ليكون م حم الالة .با ايا� ادي د ك ون كاأن ك حم الالة ا حم الك ر اأرشية. 86 الربط مع علم الأحياء انظر اإ الذرات قد تظن أنه ال توجد طريقة لرؤية ً خاصا يسمى اﳌجهر األنبوﰊ جهازا الذرات؛ ألﳖا صغﲑة جداًّ ا .إال أن هناك اًّ اﳌاسح (STM) Scanning Tunnelling Microscopeيسمح لنا برؤيتها .فكﲈ ﲢتاج إﱃ اﳌجهر لدراسة اﳋاليا ﰲ األحياء فﺈن جهاز STMيسمح لك بدراسة الذرات .ﻭالﺸﻜل 3-5يوضح كيف تبدو الذرات عند رؤيتها بجهاز .STM حاليا قادرون عﲆ جعل ذرات منفردة تتحرك لتكون أشكا ً ً وأنﲈطا، ال والعلﲈء اًّ وﺁالت بسيطة ً أيضا ،وهو ما يعرف بتقنية النانو ،والتي ﹶت ِعدُ بصناعة عﲆ اﳌستوى اﳉزيﺌي ،وبناء ﺁالت بحجم صغﲑ جداًّ ا )حجم اﳉزيء( .وسوف تعرف الح ًقا معا ،وتعمل كوحدة واحدة. أن اﳉزيﺌات ﳎموعة من الذرات مرتبطة ً الإلكون الﺸـﻜل 3-5ال�ش ور اأ ب از STMب را مفرد حم د عل ى �شط م ن ارافي .د اشافة بع األوان لل�شور لتوشي شور الرا. The Electron كي�ف تبدو الذرة؟ ه�ل تركيب الذرة متﲈﺛل ،أم أﳖا مكونة من جس�يﲈت أصغر؟ ﲑا من العلﲈء درس�وا الذرات ﰲ القرن التاس�ع عﴩ إال أن بعﺾ هذه رغم أن كﺜ ً األسﺌلة ﱂ ُ ﹶﳚب عنها حتى عام 1900م. تع�رف مكونات الذرة اأنبوب اأ�سعة المهبط (الكاثود) عندما ح�اول العلماء ّ ب�دؤوا يربط�ون بي�ن الم�ادة والش�حنات الكهربائي�ة .والستش�كاف ه�ذه العالقة تس�ا ﹶءل بعضه�م :كي�ف تس�لك الكهرب�اء ف�ي غي�اب الم�ادة؟ فقاموا -بمس�اعدة مفرغ�ات الهواء -بتمري�ر الكهرباء في أنبوب زجاجي ُف ِّرﻍ من الهواء .تس�مى مﺜل ِّ هذه األنابيب أنابيب أش�عة المهبط .ويبﲔ الﺸـﻜل 3-6أنبوب أش�عة اﳌهبط الذي استعمله باحﺜون لدراسة العالقة بﲔ الكتلة والشحنة .الحﻆ أن هناك أقطا ًبا معدني ًة موج�ود ًة عﲆ طرﰲ األنبوب .ويس�مى القطب اﳌوصول بالطرف الس�الب للبطارية اﳌهبط )الكاﺛود( ،ﰲ حﲔ يسمى القطب اﳌوصول بالطرف اﳌوجب اﳌصعد )األنود(. الﺸﻜل 3-6اأنبو اأ�شعة اب ل طبان م ا اب ا�شعد. عدما رر يا را كربا يا اأ فولتي ة ما�شبة ت الكربا من اب ا ا�شعد. + - 87 الﺸـﻜل 3-7ع د الي ام بعم ب ش مركز ا�شعد يت� شعا a رفيع م ن الكن ا كن الكش ع بط الط ر ا ر لأنب و بالفو�شفور ال يتو عدما �شطدم الكنا ب. اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة اأ�سعة المهبط التلفزيون ت�م اخ�ﱰاﻉ التلف�از عام 1920م .تتك�ون الص�ور التلفازي�ة عمو ًم�ا عندما تصطدم أش�عة اﳌهبط بم�واد كيميائية � تغلف الشاش�ة من اﳋلف � منتجة الضوء. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضم�ن مطويت�ك معلوم�ات م�ن ه�ذا ِّ القسم. b S + - + N - + - عندم�ا كان الع�اﱂ الفيزيائ�ي الس�ﲑ ولي�ام كروكس يعم�ل ﰲ ﳐت�ﱪ معتم الحﻆ ومضات ضوئية ﰲ أحد أنابيب أش�عة اﳌهبط ،وكانت عبارة عن بريق أخﴬ نتﺞ عندم�ا اصطدمت بعﺾ األش�عة بكﱪيتات اﳋارصﲔ الت�ي تغلف إحدى ﳖايتي األنبوب .وبمزيد من البحﺚ تبﲔ أن هناك أش�عة ﲤر ﰲ األنبوب .وقد س�مي هذا الش�عاﻉ ال�ذي خرج من اﳌهب�ط إﱃ اﳌصعد ﺃﺷـعة اﳌﻬبﻂ ،وقد أدى اكتش�افها إﱃ اخﱰاﻉ التلفاز. تابع العلﲈء أبحاﺛهم مستعملﲔ أنابيب أشعة اﳌهبط .ومع ﳖاية القرن التاسع عﴩ أصبحوا مقتنعﲔ بﲈ يﲇ: أشعة اﳌهبط عبارة عن سيل من اﳉسيﲈت اﳌشحونة. ﲢم�ل اﳉس�يﲈت ش�حنات س�البة )القيم�ة اﳊقيقية للش�حنة الس�البة ﱂ تكن معروفة(. وألن تغ�ﲑ اﳌع�دن اﳌك�ون لﻸقطاب أو تغﲑ الغ�از ﰲ األنبوب ال يﺆﺛر ﰲ أش�عة اﳌهبط الناﲡة ،فقد اس�تنتﺞ العلﲈء أن اﳉس�يﲈت الس�البة الش�حنة ألش�عة اﳌهبط موجودة ﰲ ﲨيع أش�كال اﳌ�ادة ،وقد عرفت بﺎﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ويرم�ز ﳍا بالرمز .e- ويبﲔ الﺸﻜل 3-7بعﺾ التجارب التي استعملت لتحديد خواﺹ أشعة اﳌهبط. ماذا قراأت ا�سرح كيف تم اكتشاف أشعة اﳌهبط؟ كتلة الإلكون و�سحنته رغم النجاح الذي تح َّقق من تجارب أش�عة المهبط، إال أن أحدً ا لم يس�تطع تحديد كتلة جس�يم واحد من جس�يمات أشعة المهبط .لذا فقد بدأ العالم طومسون )1856–1940م( سلسلة من التجارب على أشعة المهبط في جامعة كمبردج في أواخر القرن التاسع عشر؛ لتحديد نسبة شحنتها إلى كتلتها. ﻧﺴـبة الﺸـﺤنة ﺇلـﻰ الﻜﺘﻠة اس�تطاﻉ طومس�ون Thomsonتحديد نس�بة ش�حنة جسيمات أشعة المهبط إلى كتلتها ،عندما قاس تأﺛير كل من المجال المغناطيسي والكهربائي في هذه األشعة ،ﺛم قارن هذه النسبة بنسب أخرى معروفة. 88 ﲑا من كتلة ذرة اﳍيدروجﲔ ،وهي اس�تنتﺞ طومس�ون أن كتلة اﳉس�يم اﳌش�حون أقل كﺜ ً أصغ�ر ذرة معروف�ة .وهذا االس�تنتاج كان مفاجﺌً�ا؛ ألنه يعني أن هذه اﳉس�يﲈت أصغر م�ن ال�ذرة ،لذا فﺈن جون دالتون كان ﳐطﺌًا؛ إذ يمكن ﲡزئة الذرات إﱃ جس�يﲈت أصغر. ورغم أن نظرية دالتون الذرية كانت مقبولة بش�كل واس�ع إال أن اس�تنتاجات طومسون كان�ت حاس�مة ،ﹾ وإن وج�د كﺜﲑ من العل�ﲈء صعوب�ة ﰲ قبوﳍا .لكن طومس�ون كان عﲆ صواب؛ فقد اس�تطاﻉ اكتشاف أول جس�يم من اﳉسيﲈت اﳌكونة للذرة وهو اإللكﱰون. وقد حصل طومسون عﲆ جائزة نوبل عام 1906م عن هذا االكتشاف. ماذا قراأت� ص كيف اكتشف طومسون اإللكﱰون؟ ﲡﺮبـة ﻗطﺮﺓ الﺰﻳﺖ ﻭﺷـﺤنة اﻹلﻜﱰﻭﻥ إن التطور اﳌهم الت�اﱄ جاء عام 1910م ،عندما قام ً مس�تعمال العاﱂ الفيزيائي روبرت م ّليكان Robert Millikanبتحديد ش�حنة اإللكﱰون جهاز قطرة الزيت اﳌبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .3-8ﰲ هذا اﳉهاز تم رش الزيت باس�تعﲈل بخاﺥ فوﻕ صفيحتﲔ متوازيتﲔ ومش�حونتﲔ ،ﲢتوي الصفيحة العليا عﲆ ﺛقب صغﲑ يس�تطيع الزي�ت اﳌ�رور من خالل�ه .وتصطدم أش�عة Xباإللكﱰونات اﳌوجودة ﰲ اﳉس�يﲈت بﲔ الصفيحت�ﲔ .وعندها تلتصق اإللكﱰونات بقطرات الزيت ،وتش�حنها بش�حنة س�البة. وبتغي�ﲑ ش�دة اﳌج�ال الكهربائي اس�تطاﻉ مليكان ضبط ﴎعة س�قوﻁ قط�رات الزيت، وحدد أن قيمة الش�حنة اﳌوجودة عﲆ كل قطرة ازدادت بكميات ﳏددة ،ووجد أن أبسط مقام مش�ﱰك يعادل كولوم ،وعرف هذا الرقم بشحنة اإللكﱰون ،حيﺚ يعادل شحنة إلكﱰون واحد. وهك�ذا فﺈن اإللك�ﱰون الواحد ﳛمل ش�حنة مقداره�ا ) .(-1لقد كان�ت ﲡربة مليكان ﳏكمة جداًّ ا ،لدرجة أن الشحنة التي قاسها منذ مائة عام ال ﲣتلف أكﺜر من 1%تقري ًبا عن حاليا. القيمة اﳌقبولة اًّ ﻛﺘﻠة اﻹلﻜﱰﻭﻥ من خالل معرفة مليكان بش�حنة اإللكﱰون واس�تعﲈله نس�بة الشحنة إﱃ الكتلة اﳌعروفة مسب ًقاّ ، ﲤكن من حساب كتلة اإللكﱰون: كتلة اإللكﱰون= 9.1 × 10-28 g = 1 1840 )(+ من كتلة ذرة اﳍيدروجﲔ. )(- الﺸﻜل 3-8عتمد حركة طرا الزي دا از مليكان على �شحة الطرا على اا الكربا. ا�شتعم مليكان التل�شكو رابة الطرا ا�شتطا التحكم � شرعة �شوا من ي� شد اا الكربا. من محا كن من ح�شا مدار الشحة على ك طر. 89 الﺸﻜل 3-9وج وم�شون يب اأن الر متمالة كر موبة الشحة تو على الكنا. ااد تو على �شحا موبة موزعة بانتام الكنا - - - - - - - - وذج طوم�سون لقد أﺛار وجود اإللكﱰون ومعرفة بعﺾ خواصه بعﺾ األسﺌلة اﳌﺜ�ﲑة لالهتﲈم ح�ول طبيعة الذرات .فم�ن اﳌعروف أن اﳌ�ادة متعادلة ،وليس ﳍا شحنة كهربائية .وأنت ال تصعق عند ﳌسك األشياء .فﺈذا وجدت اإللكﱰونات ﰲ ﲨيع اﳌواد وشحنتها سالبة ،فكيف تكون اﳌادة متعادلة؟ وكتلة اإللكﱰون صغﲑة جداًّ ا .فﲈ اﳌسﺆول عن كتلة الذرة؟ نموذجا لل�ذرة كﲈ ترى ﰲ ﰲ ﳏاول�ة لﻺجاب�ة عن هذه األس�ﺌلة اقﱰح طومس�ون ً الﺸـﻜل 3-9يتكون هذا النموذج من ذرات كروية الش�كل مكونة من ش�حنات موجبة موزعة بانتظام ،مغروس فيها إلكﱰونات منفردة س�البة الشحنة .لكن هذا ً النم�وذج ﱂ يس�تمر طوي�ال .ويلخ�ص الﺸـﻜل 3-10التدرج التارﳜي لدراس�ة تركيب الذرة. ماذا قراأت و�سح نموذج طومسون الذري. الﺸﻜل 3-10تطور النظرية الذرية الحديثة. ان فما اا وا الرا ا�شيما اكونة لا �شلو الرا ا�شيما يوم على عم العلما من تل اأنحا العا الرن ااشي. 1897م بﺎﺳـﺘعﲈﻝ ﺃﻧبـوﺏ ﺃﺷعة اﳌﻬبﻂ اﻛﺘﺸﻒ ﻃومﺴوﻥ اﻹلﻜﱰﻭﻧــــﺎت ،ﻭﺣدﺩ ﻧﺴبة ﻛﺘﻠـة اﻹلﻜـﱰﻭﻥ ﺇﱃ ﺷـﺤنـﺘﻪ الﻜﻬـﺮبﺎﺋيــة. 90 1911م مﻦ ﺧـــﻼﻝ ﲡﺮبـــة ﺻفيﺤـة الــﺬﻫــﺐ ﲤـﻜــــﻦ ﺭﺫﺭﻓـــوﺭﺩ مﻦ ﲢدﻳد ﺧواﺹ النواﺓ ،ﻭتﺸمل الﺸﺤنة ،ﻭاﳊﺠﻢ، ﻭالﻜﺜﺎﻓة. 1932م ﻗﺎﻡ العﻠﲈﺀ بﺘطوﻳﺮ مﴪﻉ اﳉﺴيﲈت ﻹﻃﻼﻕ بﺮﻭتوﻧﺎت ﻋﲆ ﺃﻧوﻳة الﻠيﺜيوﻡ ،لﺘفﺘيﺘﻬﺎ ﺇﱃ ﺃﻧوﻳة ﻫيﻠيوﻡ ﻭﲢﺮﻳﺮ الطﺎﻗة. 1913م ﻧـﴩ ﻧيﻠﺰبوﻫـﺮ ﻧظﺮﻳـة ﻋـﻦ تﺮﻛـيـﺐ الﺬﺭﺓ تﺮبـﻂ الﺘوﺯﻳـع اﻹلﻜـﱰﻭﲏ لﻠـــــﺬﺭات بخواﺻﻬــــﺎ الﻜيميﺎﺋية. 1932م ﺃﺛبـــــــﺖ ﺟيمﺲ ﺷـﺎﺩﻭﻳك ﻭﺟوﺩ النيوتﺮﻭﻧﺎت. مكعب من الرشا يحتو على م�شدر يشع �شيما األفا الﺸﻜل 3-11ربة ررفورد اشطدم �شعا من �شيما األفا ب�شفيحة رية من الب. معم �شيما األفا مر ال�شفيحة بيما انحر بعشا بزاية ارد عدد لي دا من ا�شيما ا ال. �شع ا م ن �شي ما األفا انحرا� شيما األفا بزاية كب شفيحة ب شد� شا�شة ملفة بكيتا اارش معم �شيما األفا ر شفيحة ال ب دن انحرا اأ مع انحرا لي. انح را� شيم ا األف ا بزاية ش النواة The Nucleus ربة رذرفورد ﰲ عام 1911م أجرى رذرفورد Rutherfordﲡربة كﲈ ﰲ الﺸﻜل ،3-11 رفيعا من جسيﲈت ألفا ﰲ اﲡاه صفيحة رقيقة من الذهب ،ووضع شاشة حيﺚ وجه ً شعاعا ً مغلف�ة بكﱪيتيد اﳋارص�ﲔ حول صفيحة الذهب ،حيﺚ تقوم الشاش�ة بﺈﻇهار الضوء عند اصطدام جسيﲈت ألفا ﲠا .وبمالحظة أماكن حدوث اللمعان استطاﻉ العلﲈء أن يقرروا ما إذا كانت ذرات صفيحة الذهب قد حرفت جسيﲈت ألفا عن مسارها. وقد الحﻆ رذرفورد وزمالؤه من خالل التجربة أن نسبة قليلة من جسيﲈت ألفا انحرفت بزاوية كبﲑة ،بينﲈ ارتدّ عدد قليل جداًّ ا من اﳉسيﲈت إﱃ اﳋلف ﰲ اﲡاه مصدر األشعة. 1938م ﻧﺠـﺢ ليـﺰا مﺎﻳﺘـﺰ، ﹸ ﻭﺃتوﻫﺎﻥ ،ﻭﻓﺮﻳﺘﺰﺳﱰاﻭﺳﲈﻥ ﰲ ﺷطﺮ ﺫﺭات اليوﺭاﻧيوﻡ ﰲ ﻋمﻠيـة ﹸﺳـم ﱢيﺖ اﻻﻧﺸـطﺎﺭ النوﻭﻱ. 1954م تﻢ ﰲ ﺳﲑﻥ- ﻭﻫـو ﺃﻛﱪ مﺮﻛـﺰ ﺃبﺤﺎﺙ ﺫﺭﻱ ﻓيﺰﻳـــﺎﺋــﻲ موﺟوﺩ ﰲ ﺳوﻳﴪا -ﺩﺭاﺳة ﻓيﺰﻳﺎﺀ اﳉﺴيﲈت. 1945-1939م ﻗـﺎﻡ العﻠـﲈﺀ ﰲ الوﻻﻳـﺎت اﳌﺘﺤـدﺓ اﻷمﺮﻳﻜية ﻭﺃﳌﺎﻧيـﺎ بﺸـﻜل منفﺼـل بعمل مﺸـﺎﺭﻳع لﺘطوﻳـﺮ ﺃﻭﻝ ﺳـﻼﺡ ﻧوﻭﻱ. 2007م ﰲ مﺮﻛﺰ ﺃبﺤـﺎﺙ ﺳـيـﺮﻥ ﲤـــﺖ ﺩﺭاﺳــــة ﺧواﺹ اﳉﺴـيﲈت اﳌﻜـوﻧـة لـﻠــﺬﺭﺓ ﻭاﳌﺎﺩﺓ النوﻭﻳة. 1968م ﻗـدﻡ العﻠﲈﺀ ﺃﻭﻝ ﺩليـل ﲡﺮﻳبـﻲ ﻋـﲆ ﻭﺟـوﺩ اﳉﺴـيﲈت اﳌﻜوﻧـة لﻠـﺬﺭﺓ ﻭالﺘﻲ ﻋﺮﻓﺖ بﺎلﻜواﺭﻛﺎت. 91 الشحا اوبة موزعة بالت�شا الﺸﻜل 3-12باعتماد على وج وم�شون وع ررفورد اأن �شيما األفا الشوية �شتمر من شفيحة الب .اأن ز ا لي ف� شيحر لي . الكنا - - - م�شار �شيما األفا - - - - - - م�ن خ�الل معرف�ة رذرفورد بنم�وذج طومس�ون للذرة توقع أن مس�ار جس�يﲈت ألفا الﴪيعة ذات الكتلة الكبﲑة سوف تنحرف قلي ً ال نتيجة اصطدامها باإللكﱰونات .ألن الش�حنة اﳌوجبة موزعة بانتظام ﰲ ذرات الذهب فقد اعتقد أﳖا ال ﲢرف مس�ار أش�عة ألفا ً أيضا .ويبﲔ الﺸﻜل 3-12نتائﺞ ﲡربة رذرفورد. صحيحا؛ ألنه وذج رذرفورد للذرة اس�تنتﺞ رذرفورد أن نموذج طومس�ون ﱂ يكن ً ﱂ يس�تطع أن يف�ﴪ نتائ�ﺞ ﲡرب�ة رقاقة الذه�ب .واعت�ﲈ ًدا عﲆ خواﺹ جس�يﲈت ألفا واإللكﱰونات ،وعﲆ تكرار االرتدادات استنتﺞ أن الذرة تتكون غال ًبا من فراﻍ تتحرك فيه اإللكﱰونات .كﲈ اس�تنتﺞ أن معظم الش�حنة اﳌوجبة للذرة ومعظم كتلتها تﱰكز ﰲ مكان صغﲑ وكﺜيف ﰲ مركز الذرة ،سﲈه النواﺓ .وترتبط اإللكﱰونات السالبة الشحنة بال�ذرة من خالل التجاذب مع النواة اﳌوجبة الش�حنة ،ويبﲔ الﺸـﻜل 3-13نموذج رذرفورد الذري. ﲑا ﰲ الذرة وﲢتوي عﲆ معظم كتلة الذرة فﺈن النواة كﺜيفة وألن نواة الذرة ﲢتل ً حيزا صغ ً جداًّ ا .إن حجم الفراﻍ الذي تتحرك فيه اإللكﱰونات كبﲑ جداًّ ا مقارنة بحجم النواة .وإن قطر الذرة يعادل تقري ًبا عﴩة ﺁالف مرة قطر النواة. ماذا قراأت� سف نموذج الذرة الذي وضعه رذرفورد. تعم�ل ق�وة التناف�ر الناﲡ�ة بﲔ جس�يﲈت ألف�ا اﳌوجب�ة والن�واة اﳌوجبة ع�ﲆ انحراف جس�يﲈت ألفا .ويبﲔ الﺸـﻜل 3-13نتائﺞ ﲡرب�ة رقاقة الذهب ﰲ نم�وذج رذرفورد الذري .ويوضح هذا النموذج ً كهربائيا؛ فالشحنة اﳌوجبة للنواة أيضا أن الذرة متعادلة اًّ تعادل الشحنة السالبة لﻺلكﱰونات ،لكن هذا النموذج ﱂ يستطع تفسﲑ كتلة الذرة. الﺸﻜل 3-13وج ررفورد للر تكون الر من نوا كيفة موبة الشحة اة بالكنا ال�شالب ة الش حة .حر� شيما األفا الت ر بعيدا عن الوا لي .اأما �شيما األفا الت ر مبا�شر بالر من الوا فتحر بزايا كب. ا�ستنتج .ما القوة ا�شببة لنحرا ج�شيما األفا 92 الكنا م�شار �شيما األفا الوا الوتون والنيوترون ﰲ ع�ام 1920م ق�ام رذرف�ورد ب�ﴩح مفه�وم الن�واة، واس�تنتﺞ أن النواة ﲢتوي عﲆ جس�يﲈت تس�مى الﱪوتونات .الﱪﻭتـوﻥ ويرمز له بالرمز ) (Pجس�يم ذري ﳛمل ش�حنة تس�اوي ش�حنة اإللكﱰون ،لكنها موجبة. شحنة الﱪوتون ).(1+ وﰲ عام 1932م َّبﲔ العاﱂ جيمس ش�ادويك James Chadwickأن النواة ﲢتوي ً أيضا عﲆ جس�يﲈت متعادلة س�ميت النيوترونات .ﻭالنيوتﺮﻭﻥ جس�يم ذري كتلته قريبة من كتلة الﱪوتون ،ولكنه ال ﳛمل شحنة كهربائية ويرمز له بالرمز ) .(nوﰲ عام 1935م حصل شادويك عﲆ جائزة نوبل ﰲ الفيزياء؛ إلﺛباته وجود النيوترون. ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﺒﻴﺎﻧﺎت ﺗﻔﺴﻴﺮ اﺷﻜﺎل اﻟﺘﻮﺿﻴﺤﻴﺔ اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ ما ا�سافات الظاهرة ب ذرات الكربون مادة ذات �سكل بلوري ثابت لرؤية الذرات منفردة استعمل العلﲈء اﳌجهر األنبوﰊ اﳌاسح ) ( STMلفح�ص م�ادة بلورية تس�مى مبلم�رة اﳉرافيت العالي�ة الﱰتيب ،ورمز إليها ب� ) . (HOPGيس�تعمل جهاز STMلعمل صورة سطحية عﲆ اﳌستوى الذري. االحظات والبيانات تبي�ن الص�ورة جمي�ع ذرات الكرب�ون ف�ي س�طح م�ادة الجرافي�ت ،وتتك�ون كل حلق�ة سداس�ية ف�ي الص�ورة م�ن ﺛالث بقع المع�ة مفصولة بﺜالث بق�ع معتمة ،وهذه البق�ع الالمعة ناش�ﺌة عن تتابع ذرات الكربون في س�طح الجرافي�ت .وي�دل المقط�ع العرض�ي الموج�ود أس�فل الصورة على الخط المرس�وم في الصورة ،وهو يعبر عن الدورية في المسافات الذرية الظاهرة. التفك الناقد .1ماذا ﲤﺜل البقع السوداء اﳌوجودة ﰲ الشكل؟ .2ما عدد ذرات الكربون التي يمر ﲠا اﳋط اﳌرس�وم ﰲ الشكل؟ 93 ادول 3-3 خوا�ص ا�سيمات اكونة للذرة ا�سيمات اكونة للذرة الرمز اوقع اإللكﱰون e- ﰲ الفراﻍ اﳌحيط الﱪوتون p النيوترون الوا n �شحابة من الكنا برون نيورن الﺸـﻜل 3-14تكون الرا م ن ن وا ت و عل ى برون ا نيورن ا ا ة ب�شحابة من الكنا. التقو بالنواة ﰲ النواة ﰲ النواة ال�سحنة الكهربائية الن�سبية الكتلة الن�سبية -1 1 _ 9.11 × 10 -28 +1 1 1.673 × 10 -24 صفر 1 1.675 × 10 -24 1840 الكتلة اقيقية ()g ﺇﻛـﲈﻝ ﻧمـوﺫﺝ الﺬﺭﺓ ﲨيع ال�ذرات مكونة من ﺛالﺛة جس�يﲈت ذرية أساس�ية ،هي: اإللك�ﱰون ،والﱪوت�ون ،والنيوت�رون .وال�ذرة كروي�ة الش�كل ،ﲢتوي ع�ﲆ نواة صغ�ﲑة وكﺜيف�ة ،مكون�ة من ش�حنات موجب�ة ﳏاطة بﺈلك�ﱰون )أو أكﺜر( س�الب الش�حنة .ومعظ�م حجم الذرة فراﻍ ﳛت�وي عﲆ إلكﱰونات ﴎيع�ة اﳊركة ،وهي تتحرك ﰲ الفراﻍ اﳌحيط بالنواة .ترتبط اإللكﱰونات مع الذرة من خالل التجاذب م�ع الش�حنات اﳌوجب�ة ﰲ النواة .وتتك�ون النواة م�ن نيوترونات متعادلة الش�حنة )إال ن�واة ذرة اﳍيدروج�ﲔ الت�ي ﲢت�وي عﲆ بروت�ون واحد فق�ط ،وال ﲢتوي عﲆ نيوترونات( ،وبروتونات موجبة الش�حنة .وتش�كل النواة أكﺜ�ر من 99.97%من كهربائيا كتلة الذرة .وتش�غل حواﱄ 0.0001من حجم الذرة .وألن الذرة متعادلة اًّ فﺈن عدد الﱪوتونات ﰲ النواة يعادل عدد اإللكﱰونات اﳌحيطة ﲠا .ويبﲔ الﺸـﻜل 3-14مكونات الذرة ،وخواﺹ جسيﲈﲥا األساسية اﳌلخصة ﰲ اﳉدﻭﻝ .3-3 وال تزال مكونات الذرة موضع اهتﲈم الكﺜﲑ من علﲈء العﴫ اﳊديﺚ .وﰲ الواقع ح�دد العل�ﲈء أن للﱪوتونات والنيوترون�ات تركيبها اﳋاﺹ ﲠ�ا ،وأﳖا مكونة من ويفﴪ السلوك الكيميائي من خالل إلكﱰونات الذرة جسيﲈت تسمى كواركاتَّ . كﲈ ستدرس الح ًقا. 3-2 .7اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻﻒ تركيب الذرة ،وحدد موقع كل جسيم فيها. اﻟﺨﻼﺻﺔ ال�ذرة ه�ي أصغ�ر ج�زء ﰲ العن�ﴫ له .8ﻗﺎﺭﻥ بﲔ نموذج طومسون ونموذج رذرفورد. خواﺹ العنﴫ. ﻗـوﻡ التج�ارب الت�ي أدت إﱃ اس�تنتاج أن اإللكﱰونات الس�البة الش�حنة .9ﹼ موجودة ﰲ ﲨيع اﳌواد. ش�حنة اإللك�ﱰون ) ،(-1والﱪوت�ون ) ،(+1أما النيوترون فليس له شحنة .10 .ﻗﺎﺭﻥ الشحنة والكتلة النسبية لكل من اﳉسيﲈت اﳌكونة للذرة. .11اﺣﺴﺐ الفرﻕ بال� ) (kgبﲔ كتلة الﱪوتون وكتلة اإللكﱰون. معظم حجم الذرة فراﻍ ﳛيط بالنواة. 94 3-3 الأهداف تف�سر دور الع�دد ال�ذري ﰲ ﲢديد هوية الذرة. كيف تختلف الذرات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ?How Atoms Differ يحد د عدد الوتونات والعدد الكتلي نو ع الذرة. لتعرف األش�خاﺹ واألش�ياء .فعﲆ س�بيل الربط مع اياة تعلم أن األرقام تس�تعمل اًّ يوميا ّ تعرف النظائر. اﳌﺜال ،لكل مواطن رقم مس�جل ﰲ حاس�وب الدولة يعرف به يسمى رقم السجل اﳌدﲏ .وباﳌﺜل تف�سر س�بب أن الكت�ل الذرية فﺈن العدد الذري يستعمل ليحدد هوية الذرات وأنويتها. ليس�ت أعدا ًدا صحيحة. العدد الذري Atomic Number �سب ع�دد الب�روت�ون�ات والنيوترونات واإللكﱰونات ً مستعمال العدد الكتﲇ ﰲ الذرة والعدد الذري. مراجعة افردات ادول الدوري :نم�وذج تﱰت�ب فيه�ا ﲨي�ع العن�اﴏ اﳌعروف�ة تصاعد اًّي�ا بحس�ب أعداده�ا الذري�ة ﰲ ش�بكة ذات صف�وف أفقي�ة تس�مى دورات، وأعمدة تسمى ﳎموعات. افردات اديدة العدد الذري النظائر العدد الكتﲇ وحدة الكتل الذرية الكتلة الذرية كﲈ ترى ﰲ اﳉدول الدوري للعناﴏ ،هناك أكﺜر من مائة وعﴩة عناﴏ ﳐتلفة .ما الذي ﳚعل ذرة عنﴫ ما ﲣتلف عن ذرة عنﴫ ﺁخر؟ اكتش�ف العاﱂ هنري موزﱄ Henry Moseleyأن ذرات كل عنﴫ ﲢتوي عﲆ شحنات موجبة ﰲ أنويتها .وهكذا فﺈن عدد الﱪوتونات ﰲ الذرة ﳛدد نوعها بوصفها ذرة عنﴫ معﲔ .ويشار إﱃ عدد الﱪوتونات ﰲ الذرة بﺎلعدﺩ الﺬﺭﻱ .ويكتب العدد الذري أعﲆ رمز العنﴫ ) (Xوﲢصل من خالل اﳉدول الدوري عﲆ معلومات عن العناﴏ ،ومنها اﳍيدروجﲔ اﳌبﲔ ﰲ الﺸﻜل .3-15فالرقم ) (1اﳌوجود فوﻕ رمز اﳍيدروجﲔ Hﰲ اﳉدول الدوري يش�ﲑ إﱃ عدد الﱪوتونات أو العدد الذري .وباالنتقال عﱪ اﳉدول الدوري ﰲ اﲡاه اليمﲔ تصل إﱃ عنﴫ اﳍيليوم Heالذي ﲢتوي نواته عﲆ بروتونﲔ ،أي أن العدد الذري له ).(2 ويبدأ الصف التاﱄ ﰲ اﳉدول الدوري بعنﴫ الليﺜيوم Liالذي عدده الذري ) ،(3يتبعه عنﴫ الﱪيلي�وم Beوعدده الذري ) .(4وهكذا فﺈن اﳉدول الدوري مرتب من اليس�ار إﱃ اليمﲔ، ومن أعﲆ إﱃ أس�فل ،تصاعد اًّيا بحس�ب األعداد الذرية للعناﴏ .وألن ﲨيع الذرات متعادلة ف�ﺈن عددي الﱪوتونات واإللكﱰون�ات ﰲ الذرة الواحدة ﳚب أن يكونا متس�اويﲔ .لذا فﺈن معرفت�ك بالع�دد الذري للعنﴫ ّ ﲤكنك م�ن معرفة عدد الﱪوتونات وع�دد اإللكﱰونات ﰲ ال�ذرة .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،ﲢتوي ذرة الليﺜي�وم عﲆ ﺛالﺛة بروتونات وﺛالﺛ�ة إلكﱰونات؛ ألن عددها الذري ).(3 العدﺩ الﺬﺭﻱ العدﺩ الﺬﺭﻱ = ﻋدﺩ البﺮﻭتوﻧﺎت = ﻋدﺩ اﻹلﻜﺘﺮﻭﻧﺎت العدد الذري للعنصر يساوي عدد البروتونات ،وهو يساوي ً أيضا عدد اإللكترونات في الذرة. الﺸـﻜل 3-15ك ع�شر اد الدر ا�شم الكيميا با�شم الكيميا العدد ال ر الرم ز الكيميا العدد الر الرمز الكيميا متو�ش الكتلة الرية. متو�ش الكتلة الرية حدد عدد الوتونا وعدد الإلكونا ذرة ذه. يدر 1 H 1.008 95 C04-10C-828378-08 مثال 3-1 العدد الذري أكمل اﳉدول التاﱄ: a b العن�سر العدد الذري Pb 82 عدد البروتونات عدد الإلكترونات 8 c 30 1ليل ا�ساألة طب�ق العالق�ة بﲔ العدد الذري ،وعدد الﱪوتونات ،وعدد اإللكﱰونات؛ إلكﲈل الفراغات ﰲ اﳉدول أعاله ،ﺛم اس�تعمل ّ اﳉدول الدوري لتحديد العنﴫ. اطلوب اعطيات .aعدد اإللكﱰونات ) = (e-العدد الذري للرصاﺹ= .a 82عدد الﱪوتونات ) ،(Pعدد اإللكﱰونات ) = (e-؟ .bعدد الﱪوتونات )8 = (P .cعدد اإللكﱰونات )30 = (e- 2ح�ساب اطلوب ب عة العدد الر عو العدد الر ي�شا82 ب عة العدد الر عو عدد الونا ي�شا8 ا�شتعم اد الدر لتع ر الع�شر ب عة العدد الر عو عدد الونا ي�شا30 ا�شتعم اد الدر لتع ر الع�شر 3تقو الإجابة .bالعنﴫ ،العدد الذري ،عدد اإللكﱰونات ) = (e-؟ .cالعنﴫ ،العدد الذري ،عدد الﱪوتونات ) = (P؟ .aعدد الﱪوتونات = العدد الذري عدد الﱪوتونات = 82 عدد اإللكﱰونات = عدد الﱪوتونات عدد اإللكﱰونات = 82 عدد الﱪوتونات = عدد اإللكﱰونات = 82 .bالعدد الذري = عدد الﱪوتونات العدد الذري = 8 عدد اإللكﱰونات = عدد الﱪوتونات عدد اإللكﱰونات = 8 العدد الذري = عدد اإللكﱰونات = 8 العنﴫ هو اﻷﻛﺴﺠﲔ ).(O .cعدد الﱪوتونات = عدد اإللكﱰونات عدد الﱪوتونات = 30 العدد الذري = عدد الﱪوتونات العدد الذري = 30 العدد الذري = عدد الﱪوتونات = 30 العنﴫ هو اﳋﺎﺭﺻﲔ Zn تتفق األجوبة مع األعداد الذرية ورموز العناﴏ اﳌوجودة ﰲ اﳉدول الدوري. م�سائل تدريبية .12ما عدد الﱪوتونات واإللكﱰونات ﰲ كل من ذرﰐ العنﴫين التاليﲔ؟ .aالرادون Rn .bاﳌاغنسيوم Mg .13ما العنﴫ الذي ﲢتوي ذرته عﲆ 66إلكﱰو ًنا؟ .14ما العنﴫ الذي ﲢتوي ذرته عﲆ 14بروتو ًنا؟ .15فيز هل الذرات اﳌبينة ﰲ الشكل عن اليسار ﳍا العدد الذري نفسه؟ 96 9e9p 9n 10n الكتلي النظائر والعدد ّ Isotopes and Mass Number كان جون دالتون ﳐطﺌًا عندما اعتقد أنه ال يمكن ﲡزئة الذرات ،وأن ذرات العنﴫ الواحد متش�اﲠة ؛ وذلك أن ذرات العنﴫ الواحد ﳍ�ا نفس عدد الﱪوتونات وعدد اإللكﱰونات، إال أن عدد النيوترونات قد ﳜتلف .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،هناك ﺛالﺛة أنواﻉ من ذرات البوتاسيوم موج�ودة ﰲ الطبيع�ة ،وﳛتوي كل نوﻉ منها عﲆ 19بروتو ًنا و 19إلكﱰو ًنا ،بينﲈ ﳛتوي أحد أنواﻉ ذرة البوتاسيوم عﲆ 20نيوترو ًنا ،واآلخر عﲆ 21نيوترو ًنا ،والﺜالﺚ عﲆ 22نيوترو ًنا. تسمى الذرات التي ﳍا عدد الﱪوتونات نفسه لكنها ﲣتلف ﰲ عدد النيوترونات النظﺎﺋﺮ. العدد الكتل 65 Cu 29 كتلة النظائر النظائر التي ﲢتوي عﲆ عدد أكﱪ من النيوترونات تكون كتلها أكﱪ .وعﲆ الرغم من هذه االختالفات إال أن ذرات نظائر العنﴫ يكون ﳍا الس�لوك الكيميائي نفسه. وستعرف الح ًقا أن السلوك الكيميائي ﳛدده فقط عدد اإللكﱰونات اﳌوجودة ﰲ الذرة. 63 Cu 29 العدد الر الﺸﻜل 3-16الرمز الكيميا لع�ش ر الحا� .Cu كان الدر د ا �ش ع م ن نحا� 63- ب�شب ة 92.02%نحا� 65-ب�شبة .30.85% ديد النظائر كل نظﲑ من نظائر العنﴫ يعرف بعدده الكتﲇ .العدﺩ الﻜﺘﲇ ﳎموﻉ عدد الﱪوتونات )العدد الذري( وعدد النيوترونات ﰲ نواة العنﴫ. العدﺩ الﻜﺘﻠﻲ العدد الكتلي = العدد الذري +عدد النيوترونات العدد الكتلي ألي ذرة هو مجموﻉ العدد الذري وعدد النيوترونات. فع�ﲆ س�بيل اﳌﺜ�ال لعن�ﴫ النح�اس نظﲑان .النظ�ﲑ الذي ﳛت�وي ع�ﲆ 29بروتو ًن�ا و 34نيوترو ًنا ع�دده الكت�ﲇ ،63ويكتب نح�اس ،63 -أو Cu-63أو .63Cuوالع�دد الكتﲇ للنظﲑ الذي ﳛتوي عﲆ 29بروتو ًﹶنا و 36نيوترو ًنا هو ،65ويكتب نحاس- 65أو Cu-65أو .65Cuويكتب الكيميائيون النظائر ً أيضا باس�تعﲈل تعابﲑ الرمز الكيميائي والعدد الذري والعدد الكتﲇ ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل .3-16 أي عينة من العنﴫ فﺈن النظائر الطبيعة توجد معظم العناﴏ ﰲ الطبيعة عﲆ هيﺌة ﳐاليط من النظائر .وعند اﳊصول عﲆ ّ نس�بة وجود كل نظﲑ تبقى ﺛابتة .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،عند فحص عينة من اﳌوز نجد أﳖا ﲢتوي عﲆ 93.26%من ذرات البوتاسيوم التي ﲢتوي عﲆ 20نيوترو ًنا ،و 6.73%من ذراته التي ﲢتوي عﲆ 22نيوترو ًنا ،و 0.01%من ذراته التي ﲢتوي عﲆ 21نيوترو ًنا. وعند فحص عينة أخرى من اﳌوز أو مصدر ﺁخر للبوتاس�يوم فﺈننا س�نجد أن نس�بة نظائر البوتاس�يوم فيها هي نفس�ها .ويلخص الﺸﻜل 3-17اﳌعلومات اﳌتعلقة بنظائر البوتاسيوم الﺜالﺛة. الﺸـﻜل 3-17للبوا�شي وم ة نار موود الطبيعة بوا�شيوم 39بوا�شيوم 40-بوا�شيوم .41-اعمل قامة بعدد الوتونا والنيوترونا والإلكونا لكل ن من نار النحا�. الﱪﻭتوﻧﺎت النيوتﺮﻭﻧﺎت اﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت + بوتاسيوم39 - + بوتاسيوم40 - بوتاسيوم41 - + 97 مثال 3-2 ا�ستعمل العدد الذري والعدد الكتلي تم ﲢلي�ل تركيب نظائر عدة عناﴏ ﰲ أحد ﳐت�ﱪات الكيمياء .ويتضمن اﳉدول وسم هذا التاﱄ البيانات اﳌتعلقة بﱰكيب هذه النظائر .حدد عدد الﱪوتونات ،واإللكﱰونات ،والنيوترونات ﰲ نظﲑ النيونِّ ، رمزا : النظﲑ ،وأعطه ً بيانات نظائر بع�ص العنا�سر a b c d e f العن�سر النيون الكالسيوم األكسجين الحديد الخارصين الزئبق العدد الذري العدد الكتلي 10 22 20 46 8 26 17 57 30 64 80 204 1ليل ا�ساألة لدي�ك بع�ﺾ البيانات عن عنﴫ النيون ﰲ اﳉدول أعاله ،ويمكن إﳚاد رمز النيون م�ن اﳉدول الدوري ،ويمكنك معرفة عدد الﱪوتون�ات وع�دد اإللكﱰونات ﰲ النظﲑ م�ن معرفتك العدد الذري له .يمك�ن إﳚاد عدد النيوترون�ات ﰲ النظﲑ بطرح العدد الذري من العدد الكتﲇ. اعطيات العنﴫ :النيون العدد الذري = 10 العدد الكتﲇ = 22 2ح�ساب اطلوب اطلوب عدد النيوترونات ،وعدد الﱪوتونات ،وعدد اإللكﱰونات؟ اسم النظﲑ = ؟ رمز النظﲑ = ؟ ب عة العدد الر ا�شتعم العدد الر العدد الكتل� شا عدد اليورنا عو العدد الكتل 22 العدد الر10 ا�شتعم ا�شم الع�شر العدد الكتل لكتابة ا�شم ال. ا�شتعم الرمز الكيميا العدد الكتل العدد الر لكتابة رمز ال. 3تقو الإجابة عدد الﱪوتونات = العدد الذري = 10 عدد اإللكﱰونات = العدد الذري = 10 عدد النيوترونات = العدد الكتﲇ – العدد الذري عدد النيوترونات = 12 = 10 – 22 اسم النظﲑ النيون 22 - 22 رمز النظﲑ 10 Ne طبقت العالقة بﲔ عدد الﱪوتونات وعدد اإللكﱰونات وعدد النيوترونات ،وكذلك اسم النظﲑ والرمز بشكل صحيح. م�سائل تدريبية وسم كل نظﲑ ،واكتب .16حدد عدد كل من الﱪوتونات ،واإللكﱰونات ،والنيوترونات للنظائر من ) (bإﱃ ) (fﰲ اﳉدول أعالهِّ . رمزه. .17فيز العدد الكتﲇ لذرة يساوي ،55وعدد النيوترونات هو العدد الذري مضا ًفا إليه ﲬسة .ما عدد الﱪوتونات ،واإللكﱰونات والنيوترونات ﰲ الذرة؟ وما رمز العنﴫ؟ 98 الجدول 3-4 ُكتل الج�سيمات المكونة للذرة الج�سيمات المكونة للذرة الكتلة ( وحدة كتلة ذرية ) amu اإلكترون 0.000549 بروتون 1.007276 نيوترون 1.008665 كتل الذرات Mass of Atoms بالرج�وﻉ إﱃ اﳉدﻭﻝ 3-3ف�ﺈن كت�لة ك�ل من الب�روت�ون والني�وت�رون تس�اوي تقري� ًبا ،1.67 × 10-24gوكتلة اإللكﱰونات أصغر من ذلك؛ فهي حواﱄ 1من كتلة الﱪوتون 1840 أو النيوترون. وحدة الكتل الذرية ألن هذه الكتل صغﲑة جداًّ ا ،ويصع�ب التعامل ﲠا ،فقد قام العلﲈء بتطوي�ر طريق�ة جديدة لقياس كتلة الذرة بالنس�بة إﱃ كتلة ذرة معياري�ة .هذه الذرة اﳌعيارية ه�ي ذرة الكرب�ون التي كتلتها الذرية .12لذا فﺈن ﻭﺣـدﺓ الﻜﺘل الﺬﺭﻳة ) (amuتعرف ب�أﳖا 1 12م�ن كتلة ذرة )الكربون .(12-لذا فﺈن وحدة الكتلة الذرية تس�اوي تقري ًبا كتلة بروتون واح�د أو نيوت�رون واحد .ولكن من اﳌهم معرف�ة أن كتلتي الﱪوت�ون والنيوترون أكﱪ من واحد وﳘا ﳐتلفتان قلي ً ال .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 3-4كتل اﳉس�يﲈت اﳌكونة للذرة بداللة وحدة الكتلة الذرية ).(amu أساس�ا عﲆ عدد الﱪوتون�ات وعدد النيوترونات الكتلة الذرية ألن كتلة الذرة تعتمد ً فيه�ا ،وألن كتل�ة كل من الﱪوت�ون والنيوترون قريب�ة من ،1 amuفقد تتوق�ع أن الكتلة الذرية للعنﴫ هي ً صحيحا؛ إذ إن الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة للعنﴫ دائﲈ عدد صحيح! لكن هذا ليس ً هي متوس�ط كتل نظائر العنﴫ .وألن للنظائر كت ً ال ﳐتلفة فﺈن متوسط الكتلة الذرية ليس عد ًدا صحيحا .ويبﲔ الﺸﻜل 3-18حساب الكتلة الذرية للكلور. ً يوج�د الكل�ور ﰲ الطبيعة مز ًﳚ�ا من 76%كل�ور– ،35و 24%كل�ور– .37والكتلة الذرية للكلور تساوي .35.453 uma بوتاسيوم40 - بوتاسيوم39 - 37 ح�شا متو�ش الكتلة الرية الﺸﻜل 3-18 35 17 CI 17 CI الﱪوتونات الشكل 18-3ﳊساب اﳌتوسط 17e لع�شر الكلور النيوترونات اﳌ��وزون للكتلة الذرية للكلور، ﲢتاج أوال إﱃ حساب مساﳘة كتلة كل نظﲑ. الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة = 36.966 amu ﻧﺴبة ﻭﺟوﺩ النظﲑ = 24.22% اﻹﺳﻬﺎﻡ ﰲ الﻜﺘﻠة = 0.2422 × 36.966 amu = 8.9532 amu بوتاسيوم41 - 17e- اإللكﱰونات 17p 20n الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة = 34.969 amu ﻧﺴبة ﻭﺟوﺩ النظﲑ = 75.78% اﻹﺳﻬﺎﻡ ﰲ الﻜﺘﻠة = 0.7578 × 34.969 amu = 26.4995 amu 17p 18n مﺘوﺳﻂ الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة لﻠﻜﻠوﺭ = 35.453 amu = 26.500 amu + 8.9532 amu 99 وألن الكتل�ة الذرية هي متوس�ط الكت�ل الذرية فﺈن ذرات الكل�ور– 35والتي توجد بنسبة أكﱪ من ذرات الكلور– 37ﳍا تأﺛﲑ أكﱪ ﰲ ﲢديد الكتلة الذرية للكلور .ﲢسب الكتلة الذرية للكلور بﴬب نسبة وجود كل نظﲑ ﰲ كتلته الذرية ،ﺛم ﲡمع النواتﺞ. ويمكنك حساب الكتلة الذرية ألي عنﴫ إذا كنت تعرف عدد نظائره وكتلها الذرية ونسبة وجود كل نظﲑ ﰲ الطبيعة. ماذا قراأت ﻭﺿﺢ كيف تحسب الكتلة الذرية؟ الﺸـﻜل 3-19ي�شتخرج الم من ميا البح ر اي البح ا ااة .البحر اي ف اأردن م ن اأ م ما انتاج ال م ف الع ا .ي�شتعم الب رم ف التحك م ف ايكرب ا الطحالب ف بر ال�شباحة .كما ي�شتعم ا أيشا ف اأدية الزيو الدانا ابيدا. ن�سبة النظائر إن ﲢلي�ل كتل�ة العن�ﴫ يمكنن�ا م�ن معرف�ة أي نظائ�ر العن�ﴫ أكﺜ�ر وج�و ًدا ﰲ الطبيع�ة .فع�ﲆ س�بيل اﳌﺜ�ال ،الفل�ور Fكتلت�ه الذري�ة قريب�ة من ،19 amuف�ﺈذا كان للفل�ور ع�دة نظائ�ر ف�ﺈن كتلت�ه الذري�ة ل�ن تك�ون قريب�ة من ع�دد صحي�ح ،ل�ذا يمك�ن اس�تنتاج أن الفل�ور اﳌوج�ود ﰲ الطبيع�ة ه�و ع�ﲆ األرج�ح ع�ﲆ ش�كل فل�ور– .19خذ ال�ﱪوم ً Br مﺜ�اال ﺁخر ،ﲡ�د أن كتلت�ه الذرية ،79.904 amuوهي قريبة من ،80 amuفيبدو كﲈ لو أن نظﲑ الﱪوم األكﺜر وجو ًدا هو الﱪوم – .80ومع ذلك فﺈن نظﲑي الﱪوم وﳘا الﱪوم– 79كتلته 78.918 amu ونسبة وجوده ﰲ الطبيعة 50.69%والﱪوم– 81كتلته 80.917 amuونسبة وجوده .49.031%وعﲆ ذلك فالﱪوم – 80غﲑ متوافر ﰲ الطبي�عة .ويب�ﲔ الش�كل 3-19 اﳌواقع الرئيس�ة إلنتاج الﱪوم اﳌوجودة ﰲ منطقة البحر اﳌيت ﰲ األردن. اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﻧﻤﺬﺟﺔ اﻟﻨﻈﺎﺋﺮ .1اح�ش ب ن�شبة ود ك موع ة م�شتعي ا بالبيان ا من اطو ﻛيـﻒ ﻳمﻜنك ﺣﺴـﺎﺏ الﻜﺘﻠـة الﺬﺭﻳة لعنﺼﺮ مﺴـﺘخد ﹰمﺎ ﻧﺴـﺐ .2للي ام بل ا�شم عدد حب ا ك موع ة على العدد ﻭﺟوﺩ ﻧظﺎﺋﺮﻩ؟ يمكن اس�تخدام حبات من الخرز بألوان مختلفة الكل با ارز. لعم�ل نم�وذج لعنص�ر ل�ه نظائر ف�ي الطبيع�ة؛ ألن له�ا تراكيب مختلفة .ستحدد كتلة كل نظير ومتوسط الكتلة الذرية للعنصر .2 .حدد الكتلة الرية للخرز من ن�شبة ود ك ن البيانا من اطو .3 لليام بل ا�شتخدم اعادلة اية. P ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ A B × Bن�شبةAEودDالC الكتلة F العمليةJ EGK FH L G IM HJN.اI DF N O.1امأNP الكتلة ACG �شامBDH CE التارIKO دليJ PL ال�شمة KM L M بطاةO .2اح�ش من معلم على كي� م ن حبا ارز من ال و نف�ش .3 ا�ستنتج ختل الكتل ة الرية اا ح�شل عل ى كي� ار لك ا تلف ة األ وان .ش حب ا ارز ف األوان ا ا يحت و عل ى ع دد تل من ال و نف�ش من ا رز عل موع ا .ع د حبا ارز ك موع ة حبا ارز كافة اابت. �ش اأعداد. .4ف�شر اا ديد متو�ش كتلة ك موع ة من ارز بيا� .3با�شتخ دام ايزان حدد كتلة 10حبا من ارز من ك موعة كتلة 10حبا بد من حبة احد من ك موعة �ش ك كتلة ا اأر 0.01 g ا�شم مو الكت لك موعة على عشر للح�شو على متو�ش الكتلة. 100 مثال 3-3 اﺣﺴﺐ الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة اعتﲈ ًدا عﲆ البيانات اﳌوجودة ﰲ اﳉدول ،احسب متوسط الكتلة الذرية للعنﴫ ،Xﺛم حدد هذا طبيا ﰲ معاﳉة بعﺾ األمراﺽ العقلية. العنﴫ الذي يستعمل اًّ 1ليل ا�ساألة اﺣﺴﺐ الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة ﻭاﺳﺘعمل اﳉدﻭﻝ الدﻭﺭﻱ لﻠﺘﺄﻛد. اطلوب اعطيات 6Xالكتلة = نسبة النظﲑ = 0.0759 = 7.59% 7Xالكتلة = 7.016 amu نسبة النظﲑ = 0.9241 = 92.41% الكتلة الذرية للعنﴫ = X؟ amu العنﴫ = X؟ ن�سب وجود نظائر العن�سر X ن�سبة وجود النظير النظير الكتلة ()amu 6.015 amu x 2ح�ساب اطلوب احسب إسهام X 6 7 عوﺽ الكتلة= 7.016 amuوالنظﲑ= 0.9241 اﲨع إسهام الكتلة إلﳚاد الكتلة الذرية. ﲢديد العنﴫ باستعﲈل اﳉدول الدوري 3تقو الإجابة 7x 7.016 92.41% Xإسهام الكتلة = )الكتلة( × نسبة النظﲑ إسهام الكتلة = 0.4565 amu =0.0759 × 6.015 7Xإسهام الكتلة = )الكتلة( × )نسبة النظﲑ( إسهام الكتلة = )6.483 amu = 0.9241 × (7.016 الكتلة الذرية للعنﴫ 6.939 amu = 6.483 + 0.4565 = X العنﴫ الذي كتلته الذرية اﳌتوسطة 6.939 amuهو عنﴫ الﻠيﺜيوﻡ Li 6 عوﺽ الكتلة= 6.015 amuوالنظﲑ= 0.0759 احسب إسهام X 6 6.015 7.59% تتوافق نتيجة اﳊسابات مع الكتلة الذرية اﳌوجودة ﰲ اﳉدول الدوري. م�سائل تدريبية .18للبورون Bنظﲑان ﰲ الطبيعة :ﳘا البورون ) 10 -نسبة وجوده (19.8%وكتلته .10.013 amuوالبورون ) 11 -نسبة وجوده ( 80.2%وكتلته .11.009 amuاحسب الكتلة الذرية للبورون. .19ﲢفيﺰ للنيﱰوجﲔ نظﲑان ﰲ الطبيعة ،ﳘا نيﱰوجﲔ ،14 -ونيﱰوجﲔ .15 -وكتلته الذرية .14.007 amuأي النظﲑين له نسبة فﴪ إجابتك. وجود أكﱪ ﰲ الطبيعة؟ ِّ التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 3-3 العدد الذري ألي ذرة هو عدد البروتونات ف�ي نواتها ،والع�دد الكتلي ه�و مجموﻉ عدد البروتونات والنيوترونات. ذرات العنصر الواحد التي تختلف في عدد النيوترونات تسمى النظائر. الكتلة الذرية ألي عنصر هي متوس�ط كتل نظائر العنصر الموجودة في الطبيعة. .20اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﺴﺮ كيف يمكن معرفة نوﻉ الذرة؟ .21تﺬﻛﺮ أي الجسيمات الذرية تحدد ذرة عنصر معين؟ .22ﻓﺴﺮ كيف أن وجود النظائر مرتبط مع حقيقة أن الكتل الذرية ليست أرقا ًما صحيحة؟ .23اﺣﺴـﺐ للنح�اس نظي�ران :النح�اس) 63-نس�بة وج�وده ،69.2%وكتلت�ه (62.93 amuوالنحاس) 65-نسبة وجوده ،30.8%وكتلته .(64.928 amu احسب الكتلة الذرية للنحاس. .24اﺣﺴﺐ للماغنسيوم ﺛالﺛة نظائر :األول كتلته 23.985 amuونسبة وجوده ،79.99%والﺜاني كتلته 24.986 amuونسبة وجوده ،10.00%والﺜالﺚ كتلته 25.982 amuونسبة وجوده .11.01%احسب الكتلة الذرية للماغنسيوم. 101 3-4 الأهداف الأنوية غ ا�ستقرة والتحلل الإ�سعاعي تفﴪ العالقة بﲔ األنوية غ��ﲑ اﳌستقرة والتحلل اإلشعاعي. تﺼﻒ أش�عة ألفا ،وأش�عة بيت�ا ،اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الذرات غ ا�ستقرة ت�سدر اإ�سعاعات للو�سول اإ حالة ال�ستقرار. حجرا من ارتفاﻉ ﰲ مس�توى خﴫك فﺈن اﳊجر ينتقل وأش�ع����ة ج��ام��ا ب�دالل��ة الربط مع الحياة إذا أس�قطت ً الكتل�ة والشحنة. م�ن حالة تكون فيها طاقة وضعه عالي�ة عند اﳋﴫ ،إﱃ حالة تكون طاقة وضعه أقل عند وصوله سطح األرﺽ .إن عملي ًة مشاﲠة ﲢدث عندما تكون النواة ﰲ حالة غﲑ مستقرة. مراجعة افردات Unstable Nuclei and Radioactivity العنﴫ :م�ادة نقية ال يمكن ﲡزئتها اﻟﻨﺸﺎط اﺷﻌﺎﻋﻲ Radioactivity إﱃ مواد أبس�ط بالطرائ�ق الفيزيائية تعل�م أن التفاع�ل الكيميائي هو تغﲑ ﳛدث ﳌادة أو أكﺜر ينتﺞ عنه مواد جديدة ،وتش�ارك والكيميائية. فيه إلكﱰونات الذرة فقط .ورغم أن الذرات قد يعاد ترتيبها ﰲ التفاعالت الكيميائية إال افردات اديدة أن هويتها تبقى ﺛابتة .وهناك نوﻉ ﺁخر من التفاعالت يسمى التفاعل النووي ،يستطيع أن عنﴫا إﱃ عنﴫ ﺁخر. ﳛول النشاﻁ اإلشعاعي ً ّ اإلشعاﻉ التفاعالت النووية ﰲ عام 1890م الحﻆ العلﲈء أن بعﺾ اﳌواد تصدر إشعاعات من خالل التفاعل النووي عملية سميت النﺸﺎﻁ اﻹﺷعﺎﻋﻲ .تسمى األشعة واﳉسيﲈت اﳌنبعﺜة من اﳌواد اﳌشعة اﻹﺷعﺎﻋﺎت. التحلل اإلشعاعي اكتشف العلﲈء أن الذرة اﳌشعة تتعرﺽ لتغﲑات قد تغﲑ من هويتها ،وأن التفاعل الذي يﺆدي أشعة ألفا إﱃ تغﲑ ﰲ نواة الذرة يسمى الﺘفﺎﻋل النوﻭﻱ .إن اكتشاف التفاعالت النووية يعد اكتشا ًفا اًّ مهﲈ؛ جسيم ألفا كيميائي إﱃ تكوين نوعﲔ جديدين من الذرات .تصدر الذرات اﳌشعة تفاعل ى د أ أن يسبق فلم ّ ّ اﳌعادلة النووية أشخاصا إش�عاعات ألن أنويتها غﲑ مستقرة .األنظمة غﲑ اﳌستقرة سوا ًء كانت ذرات ،أو ً أشعة بيتا يقفون عﲆ أيدﳞم ،كﲈ هو موضح بﺎلﺸﻜل ،3-20يتحقق ﳍم الﺜبات عندما يفقدون الطاقة. جسيم بيتا أشعة جاما التحلل الإ�سعاعي تفقد األنوية غﲑ اﳌستقرة الطاقة بﺈصدار إشعاعات ﰲ عملية تلقائية تسمى إشعاعيا ،وتتحول إﱃ ذرات مستقرة ،وهي ﰲ الﺘﺤﻠل اﻹﺷعﺎﻋﻲ .تتحلل الذرات غﲑ اﳌستقرة اًّ الغالب ذرات عنﴫ ﺁخر .وكﲈ يفقد اﳊجر طاقة الوضع اﳌوجودة فيه ويصل إﱃ حالة مستقرة عند سقوطه إﱃ األرﺽ ،فﺈن الذرة تفقد طاقة بﺈطالﻕ إشعاعات ،وتصل إﱃ حالة من االستقرار. الﺸﻜل 3-20اا ف على يدي فان كون حال ة م�شتر لك� ش ا حالة ا�شترار فان علي اأن تخلى عن شع على دمي. كل ا بع الرا ا�شتر الت� ش ا حالة ا�شترار عن ري فد بع الطاة. 102 أﻧﻮاع اﺷﻌﺎﻋﺎت Types of Radiation ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء بدأ العلﲈء البحﺚ حول النش�اﻁ اإلش�عاعي ﰲ أواخر القرن التاس�ع عﴩ؛ فقد بحﺜوا ﰲ تأﺛ�ﲑ اﳌج�االت الكهربائي�ة ﰲ عملي�ة اإلش�عاﻉ ،فتمكن�وا م�ن خالل إمرار أش�عة تعرف ﺛالﺛة أنواﻉ من صادرة من مصدر مش�ع بﲔ صفيحتﲔ مش�حونتﲔ اًّ كهربائيا من ّ األشعة ،معتمدين عﲆ شحناﲥا الكهربائية .ويبﲔ الﺸﻜل 3-21 إشعاعا انحرف نحو ً الصفيحة السالبة الشحنة ،وﺁخر نحو الصفيحة اﳌوجبة الشحنة ،وﺛال ًﺜا ﱂ ينحرف أبدً ا. اأ�سعة األفا س�ميت األش�عة التي انحرفت ﰲ اﲡاه الصفيحة الس�البة الشحنة ﺃﺷعة ﺃلفﺎ، وهي مكونة من جسيﲈت ألفا .ﻭﺟﺴيﻢ ﺃلفﺎ ﳛتوي عﲆ بروتونﲔ ونيوترونﲔ ،وﲢمل هذه اﳉس�يﲈت ش�حنة موجبة ﺛنائية .ويفﴪ هذا سبب انحراف جس�يﲈت ألفا نحو الصفيحة الس�البة الش�حنة ،ك�ﲈ هو مب�ﲔ ﰲ الﺸـﻜل .3-21يعادل جس�يم ألفا ن�واة هيليوم،4- ويمك�ن التعبﲑ عنه ب� αأو .He2+ﹶينتﺞ جس�يم ألفا عن ﲢلل م�ادة الراديوم 226-إﱃ الرادون ،222-كﲈ هو موضح ﰲ اﳌعادلة التالية: Rn + α جسيم ألفا الرادون222 - ← 222 86 ﻣﻌﻠــﻢ اﻟﻜﻴﻤﻴــﺎء يعم�ل معلمو الكيمياء في الم�دارس والجامعات، ويقوم�ون بﺈعط�اء المحاض�رات وإج�راء التج�ارب واإلش�راف على المختب�رات ،وت�رؤّ س المناقش�ات، والقي�ام بزي�ارات ميداني�ة ،والقي�ام بأبحاث ونشرها. 226 88 Ra الراديوم 226 - الح�ﻆ أنه تم اﳊصول ع�ﲆ عنﴫ جديد ،وهو عنﴫ الرادون ،222-نتيجة ﲢلل أش�عة ألف�ا من نواة الراديوم 226-غﲑ اﳌس�تقرة .وتعرف اﳌعادلة اﳌبين�ة أعاله بﺎﳌعﺎﺩلة النوﻭﻳة، وه�ي تبﲔ العدد الذري والعدد الكتﲇ للجس�يﲈت اﳌتضمنة ﰲ التفاعل .يتم اﳊفاﻅ عﲆ العدد الكتﲇ ﺛاب ًتا ﰲ اﳌعادالت النووية. اأ�سعة بيتا سميت األشعة التي انحرفت ﰲ اﲡاه الصفيحة اﳌوجبة الشحنة ﺃﺷعة بيﺘﺎ. تتكون هذه األشعة من جسيﲈت بيتا الﴪيعة اﳊركة ،و ﺟﺴيﻢ بيﺘﺎ عبارة عن إلكﱰون له ش�حنة س�البة أحادية .تفﴪ الشحنة الس�البة ﳉس�يﲈت بيتا انجذاﲠا نحو الصفيحة اﳌوجب�ة الش�حنة ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .3-21ويرمز إليه�ا بالرمز βأو .e-وتبﲔ اﳌعادل�ة أدن��اه ﲢ�لل عن��ﴫ الكرب�ون 14-إﱃ عن��ﴫ النيﱰوج�ﲔ ،14-وانبعاث جسيﲈت بيتا. β جسيم بيتا ﺟﺴيﲈت بيﺘﺎ )( 1- + 14 7 N نيﱰوجﲔ14- ﺻفيﺤة موﺟبة ﺃﺷعة ﺟﺎمﺎ )ﻏﲑ مﺸﺤوﻧة( ﺻفيﺤة ﺳﺎلبة ﺟﺴيﲈت ﺃلفﺎ )(2+ ﺷﺎﺷة مطﻠية بﲈﺩﺓ ﻛﱪﻳﺘيد اﳋﺎﺭﺻﲔ ← 14 6 C كربون14- مﻜعﺐ ﺭﺻﺎﺹ ﺛقﺐ مﺼدﺭ ﺇﺷعﺎﻋﻲ الﺸـﻜل 3-21يح ر ا ا الكربا اأ�شع ة اا ا تلف ة اعتم ادا عل ى الشحة الكرباية ل ا�شعاعا. ﻓﴪ ـ ـ ــاذا انـ ـح ــرف ــت ج ـ� ـش ـي ـمــا ب ـي ـتــا نـحــو الـ�ـشـفـيـحــة اــوج ـبــة وج ـ� ـش ـي ـمــا األـ ـف ــا نحو ال�شفيحة ال�شالبة ,و تنحر اأ�شعة جاما 103 خوا�ص الإ�سعاعات الجدول 3-5 الرمز األفا αأو 4 2 He بيتا جاما βأو e - γ 1 _ الكتلة )(amu 4 1840 الكتلة )(kg 6.65 × 10 -27 9.11 × 10 -31 0 الشحنة 2+ 1- 0 0 اأ�سعة جاما ﻷﺷـعة ﺟﺎمﺎ طاقة عالية ،وال كتلة ﳍا ،ويرمز إليها بالرمز . γوألن أش�عة جاما متعادل�ة الش�حنة فﺈﳖا ال تنحرف ﰲ اﳌج�ال اﳌغناطيﴘ أو اﳌجال الكهربائ�ي ،وترافق عادة أش�عة ألفا وأشعة بيتا ،وهي مسﺆولة عن معظم الطاقة التي ُتفقد خالل التحلل اإلشعاعي. فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ترافق أش�عة جاما انبعاث جسيﲈت ألفا عند ﲢلل عنﴫ اليورانيوم 238 - 2γ + α أشعة جاما جسيم ألفا + 234 90 Th 238 92 U ﺛوريوم 234 -يورانيوم 238 - وألن أشعة جاما ليس ﳍا كتلة فﺈن إشعاعها ال يﺆدي إﱃ تكوين ذرة جديدة .ويلخص اﳉدﻭﻝ 3-5أعاله اﳋواﺹ الرئيسة ﳉسيﲈت ألفا وبيتا وأشعة جاما. ا�ستقرار النواة إن العام�ل الرئي�س ﰲ ﲢدي�د اس�تقرار ال�ذرة ه�و نس�بة النيوترون�ات إﱃ الﱪوتون�ات .فال�ذرات الت�ي ﲢتوي عﲆ عدد كبﲑ أو ع�دد قليل من النيوترونات غﲑ مس�تقرة وتفق�د طاقة من خالل التحلل اإلش�عاعي لتكوين أنوية مس�تقرة .وتطلق جس�يﲈت ألفا وبيتا. وهذه اإلشعاعات تﺆﺛر ﰲ نسبة النيوترونات إﱃ الﱪوتونات ﰲ األنوية اﳉديدة. التقو 3-4 اﻟﺨﻼﺻﺔ تتضم�ن التفاع�الت الكيميائية تغيرات في عدد اإللكترونات المحيطة بالذرة، في حي�ن تتضم�ن التفاع�الت النووية تغيرات في أنوية الذرات. هناك ﺛالﺛة أنواﻉ من اإلش�عاعات ،هي ألفا ،وبيتا ،وجاما. يتح�دد اس�تقرار ن�واة ال�ذرة بنس�بة النيوترونات إلى البروتونات فيها. 104 .25اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﺴﺮ كيف يتحقق االستقرار في الذرات غير المستقرة؟ .26اﺫﻛﺮ ما الكميات التي تحافﻆ عليها عند موازنة تفاعل نووي؟ .27ﺻنﻒ اًّ كال مما يلي إلى :تفاعل كيميائي ،تفاعل نووي ،ال شيء منهما. .aالﺜوريوم يصدر أشعة بيتا. شارك ذرتين في اإللكترونات لتكوين رابطة. .bﹶت ُ .cعينة من الكبريت النقي تصدر طاقة حرارية عندما تبرد ببطء. .dصدأ قطعة من الحديد. ﺛقل جسيم ألفا ﹶ .28اﺣﺴﺐ كم مرة يساوي ُ ﺛقل اإللكترون؟ ً جدوال يبين كيف يﺆﺛر كل نوﻉ من اإلش�عاعات في العدد الذري ﻛوﻥ .29ﹼ والعدد الكتلي للذرة؟ ﻛﻴﻒ ﺗﻌﻤﻞ اﺷﻴﺎء؟ مطياف الكتلة Mass Spectrometer ﱟ سجل ما لفحص تعرف اﳊﱪ اﳌستعمل ﰲ ﲣيل أن عاﱂ بحﺚ جنائي ﳛتاج إﱃ ّ ً مستعمال جهاز مطياف إمكانية التزييف .يمكن للعاﱂ أن يقوم بتحليل اﳊﱪ الكتل�ة اﳌب�ﲔ ﰲ الص�ورة عن اليم�ﲔ .يقوم جه�از مطياف الكتل�ة بتحطيم اﳌركب�ات ﰲ عين�ة مادة غﲑ معروف�ة إﱃ مكوناﲥا )أج�زاء أصغر( ،ﺛم فصل هذه األجزاء بحس�ب كتلتها ،وبذلك يمكن ﲢديد الﱰكيب اﳊقيقي للعينة. ويعد جهاز مطياف الكتلة من أهم التقنيات التي تدرس اﳌواد غﲑ اﳌعروفة. 3 4 الﻜﺸـﻒ ﻋـﻦ اﻷﻳـوﻥ يق�وم الكاش�ف بقياس االنحراف وكمية األيونات. اﻧﺤﺮاﻑ اﻷﻳوﻥ تنحرف األيونات ﰲ اﳉزء اﳌفرﻍ من اﳍواء بواسطة اﳌجال اﳌغناطيﴘ ،وتعتمد نسبة االنحراف عﲆ نسبة كتلة األيونات إﱃ شحنتها، وكلﲈ زادت هذه النسبة قل االنحراف. ﻭﺟﻪ ﻗطﺐ مﻐنﺎﻃيﴘ 5 2 ﲢﻠيل البيﺎﻧﺎت يقوم نظام البيانات بتزويدنا برسم بياﲏ للنتائﺞ .ﲤﺜل اﳋطوﻁ العمودية اﳌقامة عﲆ ﳏور نسب الكتلة إﱃ الشحنة � اﳌركبات اﳌوجودة ﰲ عينات اﳊﱪ .وعند إجراء ﲢليل ﳑاﺛل لعينة أخرى من اﳊﱪ تتم مقارنة العينات لتحديد ما إذا كان القلم هو نفسه أو ال. ﻏﺮﻓة الﺘفﺮﻳﻎ ُ�ﴪﻉ األيونات اﳌوجبة تﴪﻳع اﳉﺴـيﲈت ت َّ بواس�طة التي�ار الكهربائ�ي اﳌوج�ود ب�ﲔ شبكتﲔ معدنيتﲔ. وتتسارﻉ حزمة األيونات ﰲ اﲡاه الغرفة التالية ﳌطياف الكتلة. ﺃﻳوﻧﺎت موﺟبة 478.7 800,000 700,000 240.5 500,000 400,000 300,000 358.7 372.7 1000 800 600 400 600,000 - ﻛﺎﺷﻒ 200,000 100,000 ﺣﺰمة ﺇلﻜﱰﻭﻧية 0 200 + ﺩﺧوﻝ البخﺎﺭ 1 اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء لخـﺺ ابحﺚ ع�ن حالة اس�تعمل فيها جه�از مطياف الكتل�ة للتمييز بي�ن أنواﻉ ملخصا عن الطريقة والنتائﺞ. مختلفة من الحبر ،واكتب ً ﻗـﺬﻑ اﻹلﻜﱰﻭﻧـﺎت عن�د ق�ذف عين�ة بخ�ار بواس�طة حزمة من اإللكﱰونات العالية الطاقة، تصط�دم ه�ذه اإللكﱰونات بجس�يﲈت البخار ﳏولة ذراﲥا إﱃ أيونات موجبة الشحنة. C26-03A-845813-08 105 ت الكيمياء ذجة الكتلة الذرية الفية توﺟـد معظﻢ العنـﺎﴏ ﰲ الطبيعة ﻋﲆ ﻫيﺌـة ﺧﻠيﻂ مﻦ النظﺎﺋـﺮ ،ﻭﻳمﻜﻦ ﲢدﻳد مﺘوﺳـﻂ الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة اﳌقيﺴـة مﻦ ﺧﻼﻝ الﻜﺘﻠـة الﺬﺭﻳـة ﻭﻧﺴـبة ﻛل ﻧظـﲑ .ﺳـوﻑ تقـوﻡ ﰲ ﻫـﺬﻩ الﺘﺠﺮبـة بنمﺬﺟـة النظﺎﺋﺮ لعنـﴫ " اﳌﻜﴪاتيوﻡ" اﻻﻓﱰاﴈ .ﺳﺘﺴـﺘخدﻡ القيﺎﺳـﺎت الﺘﻲ ﲢﺼل ﻋﻠيﻬﺎ ﳊﺴﺎﺏ مﺘوﺳـﻂ الﻜﺘﻠة اﳌقيﺴة الﺘﻲ ﲤﺜل مﺘوﺳﻂ الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة لﻠمﻜﴪاتيوﻡ. �سوؤال كيف تقاس الكتل الذرية ﳌخاليط النظائر ﰲ الطبيعة؟ اواد والأدوات الالزمة ميزان ﺁلة حاسبة كمية من اﳌكﴪات اإجراءات ال�سالمة P N NP O FHL GM I H JN IK الطعﺎﻡJPL KM تﺄﻛل L M اﳌﺴﺘخدﻡ ﰲO ﲢﺬﻳﺮ :ﻻ O اﳌخﺘﱪ. EGK خطوات العمل .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .3ف�سر اﴍح س�بب عدم تس�اوي متوس�ط الكتل�ة الذرية لعنﴫ اﳌكﴪاتيوم مع كتلة أي نوﻉ من اﳌكﴪات. امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. ً اعمل جدوال لتس�جيل بياناتك؛ بحي�ﺚ ﳛتوي عﲆ كتلة .4ا�ستعرا�ص الأقران اﲨ�ع بيان�ات الكتل�ة الذري�ة من كل نوﻉ من أنواﻉ اﳌكﴪات ،ونسبته. اﳌجموع�ات األخ�رى ،وف�ﴪ أي اخت�الف بينه�ا وب�ﲔ صنف اﳌكﴪات ﰲ ﳎموعات بحسب نوعها. بياناتك. احسب عدد حبات اﳌجموعة الواحدة. .5طبق ﳌاذا ال يعﱪ عن الكت�ل الذرية ﰲ اﳉدول الدوري س�جل عدد حبات النوﻉ الواحد والعدد الكﲇ ﰲ جدول بأعداد صحيحة كﲈ يعﱪ عن العدد الكتﲇ للعنﴫ؟ البيانات. .6ليل اطاأ م�ا مص�ادر اﳋط�أ الت�ي أدت إﱃ وجود ق�س كتلة حبة واحدة من كل ﳎموعة ،وس�جل الكتلة ﰲ التباي�ن ﰲ القي�م الت�ي حصل�ت عليها اﳌجموع�ات؟ ما جدول البيانات. االقﱰاح�ات الت�ي يمكن�ك تقديمها ﰲ هذا االس�تقصاء التنظيف والتخل�ص من النفايات ﲣل�ص م�ن للتقليل من نسبة اﳋطأ؟ اﳌك�ﴪات وف�ق توجيه�ات معلم�ك ،ﺛم أع�د األدوات واألجهزة إﱃ أماكنها. حلل وا�ستنتج .1اح�سب أوجد نس�بة تواف�ر كل نوﻉ؛؛ وذلك بقس�مة عدد حبات النوﻉ الواحد عﲆ العدد الكﲇ. 106 .2اح�سب اس�تخدم نسب أنواﻉ اﳌكﴪات والكتلة ﳊساب A االفﱰاﴈ B C للعنﴫ D الذريةAE B الكتلةF ACG متوسطBDH CE I DFJ "اﳌكﴪاتيوم". ال�ستق�ساء توقع انظ�ر إﱃ الكت�ل الذرية لعن�اﴏ ﳐتلفة م�ن اﳉدول الدوري ،وتوقع -بناء عﲆ خﱪتك ﰲ هذه التجربة -النظﲑ توافرا لكل عنﴫ. األكﺜر ً الﺬﺭات ﻫﻲ الوﺣدات البنﺎﺋية اﻷﺳﺎﺳية لﻠﲈﺩﺓ . 3-1الأفكار القدة للمادة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺣﺎﻭﻝ ﻗدمﺎﺀ اﻹﻏﺮﻳﻖ ﻓﻬـﻢ اﳌـﺎﺩﺓ ،ﺇﻻ ﺃﻥ الدﺭاﺳـة العﻠميـة لﻠﺬﺭﺓ بدﺃت مع ﺟوﻥ ﺩالﺘوﻥ ﰲ ﺃﻭاﺋل القﺮﻥ الﺘﺎﺳع ﻋﴩ. افردات • ﻧظﺮﻳة ﺩالﺘوﻥ الﺬﺭﻳة افاهيم الرئي�سة كان ديمقريطس أول من اقﱰح وجود الذرات. اعتقد ديمقريطس أن الذرات صلبة ،ومتجانسة ،وال يمكن ﲡزئتها. أنكر أرسطو وجود الذرات. اعتمدت نظرية جون دالتون الذرية عﲆ عدد كبﲑ من التجارب العلمية. 3-2تعريف الذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تﺘﻜوﻥ الﺬﺭﺓ مﻦ ﻧواﺓ ﲢﺘوﻱ ﻋـﲆ بﺮﻭتوﻧـﺎت ﻭﻧيوتﺮﻭﻧﺎت، ﻭﺇلﻜﱰﻭﻧﺎت تﺘﺤﺮﻙ ﺣوﻝ النواﺓ. افردات • • • • • • الﺬﺭﺓ ﺃﺷعة اﳌﻬبﻂ اﻹلﻜﱰﻭﻥ النواﺓ الﱪﻭتوﻥ النيوتﺮﻭﻥ افاهيم الرئي�سة الذرة هي أصغر جزء ﰲ العنﴫ له خواﺹ العنﴫ. شحنة اإللكﱰون ) (-1والﱪوتون ) ، (+1أما النيوترون فليس له شحنة. معظم حجم الذرة فراﻍ ﳛيط بالنواة. 107 3-3كيف تختلف الذرات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳛدﱢ ﺩ ﻋدﺩ الﱪﻭتوﻧﺎت ﻭالعدﺩ الﻜﺘﲇ ﻧوﻉ الﺬﺭﺓ. افردات • • • • • العدﺩ الﺬﺭﻱ النظﺎﺋﺮ العدﺩ الﻜﺘﲇ ﻭﺣدﺓ الﻜﺘل الﺬﺭﻳة )(aum الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة افاهيم الرئي�سة الع�دد ال�ذري ألي ذرة ه�و ع�دد الﱪوتون�ات ﰲ نواﲥ�ا ،والع�دد الكت�ﲇ هو ﳎم�وﻉ عدد الﱪوتونات والنيوترونات. ذرات العنﴫ الواحد التي ﲣتلف ﰲ عدد النيوترونات تسمى النظائر. الكتلة الذرية ألي عنﴫ هي متوسط كتل نظائر العنﴫ اﳌوجودة ﰲ الطبيعة. 3-4الأنوية غ ا�ستقرة والتحلل الإ�سعاعي اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ الﺬﺭات ﻏﲑ اﳌﺴﺘقﺮﺓ تﺼدﺭ ﺇﺷـعﺎﻋﺎت لﻠوﺻوﻝ ﺇﱃ ﺣﺎلة اﻻﺳﺘقﺮاﺭ. افردات • • • • • • • • • • 108 النﺸﺎﻁ اﻹﺷعﺎﻋﻲ اﻹﺷعﺎﻉ الﺘفﺎﻋل النوﻭﻱ الﺘﺤﻠل اﻹﺷعﺎﻋﻲ ﺃﺷعة ﺃلفﺎ ﺟﺴيﻢ ﺃلفﺎ اﳌعﺎﺩلة النوﻭﻳة ﺃﺷعة بيﺘﺎ ﺟﺴيﻢ بيﺘﺎ ﺃﺷعة ﺟﺎمﺎ افاهيم الرئي�سة تتضمن التفاعالت الكيميائية تغﲑات ﰲ عدد اإللكﱰونات اﳌحيطة بالذرة ،ﰲ حﲔ تتضمن التفاعالت النووية تغﲑات ﰲ أنوية الذرات. هناك ﺛالﺛة أنواﻉ من اإلشعاعات وهي ألفا ،وبيتا ،وجاما. يتحدد استقرار نواة الذرة بنسبة النيوترونات إﱃ الﱪوتونات فيها. 3-1 اإتقان افاهيم .42ﹶس ِّم مكونات الذرة المبينة في الﺸﻜل .3-22 a .30ﹶمن أول ﹶمن اقترح مفهوم أن المادة مكونة من جسيمات صغيرة ال يمكن تجزئتها؟ .31ﹶم�ن العالم الذي اع ُتبر عمله بداية تط�ور النظرية الذرية الحديﺜة؟ .32ميز بين أفكار ديمقريطس ونظرية دالتون الذرية. .33اﻷﻓـﻜﺎﺭ ﻭالطﺮاﺋﻖ العﻠمية هل كان اقت�راح ديمقريطس ح�ول وج�ود ال�ذرات معتم�دً ا عل�ى طرائ�ق وأف�كار علمية؟ اشرح. .34فس�ر لماذا ل�م يتمك�ن ديمقريطس م�ن إﺛب�ات أفكاره تجريبيا. اًّ .35لماذا اعترﺽ أرسطو على النظرية الذرية؟ .36اذك�ر األف�كار الرئيس�ة لنظري�ة دالت�ون الذري�ة بلغتك مﺆخرا أنه خطأ؟ فسر إجابتك. تبين ً الخاصة .أيها َّ .37ﺣفﻆ الﻜﺘﻠة وضح كيف قدمت لنا نظرية دالتون الذرية مقنع�ا ع�ن مالحظاتن�ا ح�ول حف�ﻆ الكتلة في ً ش�رحا ً التفاعل الكيميائي؟ 3-2 اإتقان افاهيم .38ما الجسيمات التي توجد في نواة الذرة؟ وما شحنة النواة ؟ .39كيف كانت الش�حنة الكلية موزعة في نموذج طومسون الذري؟ .40كيف أﺛر توزيع الشحنة في نموذج طومسون في جسيمات ألفا التي مرت خالل الذرة؟ .41رتب مكونات الذرة :النيوترون ،اإللكترون ،البروتون، تصاعد اًّيا بحسب كتلها. b c الﺸﻜل 3-22 كهربائيا. فسر سبب تعادل الذرات ِّ .43 اًّ .44ما شحنة نواة ذرة العنصر الذي عدده الذري 89؟ .45ما الجسيمات المسﺆولة عن معظم كتلة الذرة؟ .46ل�و كان لدي�ك ميزان يمكن�ه تحديد كتل�ة البروتون فما C04-13C-828378-08-A عدد اإللكترونات التي تزن بروتو ًنا واحدً ا؟ .47ﺃﻧﺎبيﺐ ﺃﺷـعة المﻬبﻂ ما الجسيمات المكونة للذرة التي اكتشفها العلماء باستعمال أنابيب أشعة المهبط؟ .48م�ا نتائ�ﺞ التجربة التي أدت إلى اس�تنتاج أن اإللكترون جسيم موجود في جميع المواد؟ .49ﺃﺷعة المﻬبﻂ استعمل البيانات في الﺸﻜل 3-23لتفسير اتجاه أشعة المهبط داخل األنبوب. - + الﺸﻜل 3-23 .50وضح باختصار كيف اكتشف رذرفورد النواة؟ سبب انحراف جسيمات .51اﻧﺤﺮاﻑ الﺠﺴـيمﺎت ما الذي C04-03C-828376-08-A ألفا في تجربة رذرفورد؟ .52ﺷـﺤنة ﺃﺷـعة المﻬبـﻂ كي�ف ت�م اس�تعمال المج�ال الكهربائي لتحديد شحنة أشعة )الكاﺛود( المهبط؟ .53وض�ح ما ال�ذي يبق�ي اإللكترون ف�ي الف�راﻍ المحيط بالنواة؟ 109 .54تﺼوﻳﺮ الﺬﺭات ما التقنية المستعملة في تصوير الذرات منفردة؟ .55ما نقاﻁ قوة وضعف نموذج رذرفورد للذرة؟ 3-3 النظير األول .56فيم تختلف نظائر عنصر ما ،وفيم تتشابه؟ .57كيف يرتبط العدد الذري للذرات مع عدد البروتونات، وكذلك مع عدد اإللكترونات؟ .58كيف يرتبط العدد الكتلي لل�ذرة مع عدد البروتونات، ومع عدد النيوترونات؟ .59كي�ف يمكن�ك تحدي�د ع�دد النيوترون�ات ف�ي ال�ذرة معتمدً ا على العدد الكتلي والعدد الذري؟ .60م�اذا يمﺜ�ل كل من الع�دد المكتوب أعل�ى رمز عنصر البوتاسيوم والعدد المكتوب في أسفله 40 19 K ؟ .61الوﺣدات القيﺎﺳـية ع�رف وحدة الكتل الذري�ة .ما فوائد تطوير وحدة الكتلة الذرية بوصفها وحدة قياسية للكتلة؟ فسر ذلك. .62النظﺎﺋﺮ هل العناصر التالية نظائر لعنصر واحد؟ ِّ 25 Mg 12 24 Mg 12 .63هل وجود النظائر يناقﺾ نظرية دالتون الذرية؟ وضح ذلك. اإتقان حل الم�سائل .64ما ع�دد البروتونات وعدد اإللكترونات الموجودة في ذرة عنصر عدده الذري 44؟ .65الﻜﺮبـوﻥ Cالع�دد الكتلي ل�ذرة الكرب�ون ،12والعدد الذري لها .6ما عدد النيوترونات في نواتها؟ .66الﺰﺋبـﻖ Hgيحتوي أحد نظائر الزئب�ق على 80بروتو ًنا و 120نيوترو ًنا .ما العدد الكتلي لهذا النظير؟ .67الﺰﻳنـوﻥ Xeلعنص�ر الزين�ون نظي�ر ع�دده ال�ذري ،54 ويحتوي على 77نيوترو ًنا .ما العدد الكتلي لهذا النظير؟ 110 .69الﻜبﺮﻳـﺖ Sب ِّي�ن كي�ف تس�اوي الكتلة الذري�ة لعنصر الكبري�ت ،32.065 amuإذا علم�ت أن للكبري�ت أربعة نظائر كما يلي: اإتقان المفاهيم 26 Mg 12 .68إذا احت�وت ذرة عنص�ر ما عل�ى 18إلكترو ًنا ،فما عدد البروتونات الموجودة في نواة ذرة العنصر؟ الﺜاني الﺜالﺚ الرابع الﻜﺘﻠة الﺬﺭﻳة amu ﻧﺴبة ﻭﺟوﺩﻩ % 31.972 95.02 32.971 0.75 33.968 4.21 35.967 0.02 .70ﺃﻛمل الفﺮاﻏﺎت ﻓﻲ الﺠدﻭﻝ 3-6الﺘﺎلﻲ: الجدول 3-6نظائر الكلور والزركونيوم العنصر العدد الذري العدد الكتلي الكلور الزركونيوم الزركونيوم الكلور 17 35 40 92 37 عدد البروتونات 40 عدد النيوترونات عدد اإللكترونات 50 17 .71ما ع�دد اإللكترونات والبروتون�ات والنيوترونات في ذرة كل من العناصر التالية؟ .a 132 Cs 55 .b 163 69 Tm .c 59 Co 27 .d 70 Zn 30 .72مس�تعينًا بالج�دول ال�دوري ،م�ا ع�دد اإللكترون�ات والبروتون�ات والنيوترون�ات ف�ي ذرة كل من العناصر التالية؟ Ga - 69 .a F - 23 .b Ti - 48 .c Tl - 181 .d .73مس�تعينًا بالجدول الدوري ،ما عدد البروتونات وعدد اإللكترونات في ذرة كل من العناصر التالية؟ .aفاناديوم v .cإيريديوم Ir .bمنجنيز Mn .dكبريت S .74الﺠﺎليـوﻡ ل�ه كتلة ذري�ة ،69.723 amuوله نظيران في الطبيع�ة :جاليوم 69 -وجاليوم ،71 -فأي نظير له أكبر نسبة وجود في الطبيعة؟ فسر إجابتك. .75الﻜﺘﻠــة الﺬﺭﻳـة لﻠفﻀـة .للف�ض�ة نظ�يران في الطبيعة: 107وكتلت�ه الذري�ة ،106.905 amuونس�بة وجوده 47 Ag ، 109وكتلت�ه الذري�ة ،52.00%والنظي�ر اآلخ�ر 47 Ag ،108.905 amuونس�بة وج�وده .48.00%م�ا الكتل�ة الذرية للفضة؟ .76استعن بالبيانات المتعلقة بنظائر الكروم األربعة المبينة في الﺠدﻭﻝ 3-7لحساب الكتلة الذرية للكروم. الجدول 3-7بيانات نظائر الكروم النظير الكروم – 50 الكروم – 52 الكروم – 53 الكروم 54 - ن�سبة النظير % الكتلة )(amu 4.35 49.946 83.79 51.941 9.50 52.941 2.36 53.939 3-4 اإتقان المفاهيم .77ما التحلل اإلشعاعي؟ .78ما سبب أن بعﺾ الذرات مشعة؟ .79ناقﺶ كيف تصل الذرات المشعة إلى حالة االستقرار؟ .80ﻋﺮﻑ جسيم ألفا ،وجسيم بيتا ،وأشعة جاما. .81اكتب الرموز المس�تعملة للتعبير عن إشعاعات كل من ألفا ،وبيتا ،وجاما. تغيرا في نواة الذرة؟ .82ما نوﻉ التفاعل الذي يتضمن ً .83ﺇﺻداﺭ اﻹﺷـعﺎﻋﺎت م�ا التغير الذي يح�دث في العدد الكتل�ي عندم�ا تص�در ذرة مش�عة :جس�يمات ألف�ا، جسيمات بيتا ،أشعة جاما؟ .84م�ا العامل الرئيس في تحديد م�ا إذا كانت نواة العنصر مستقرة أو غير مستقرة؟ .85اش�رح كيف يرتبط فقدان الطاقة واالس�تقرار النووي بالتحلل اإلشعاعي؟ .86اشرح ما يجب أن يحدث قبل أن تتوقف ذرة مشعة عن التحلل اإلشعاعي؟ .87البوﺭﻭﻥ 10 -يشع جسيمات ألفا ،و يشع السيزيوم 137- جس�يمات بيتا .اكتب معادلة نووي�ة موزونة لكل تحلل إشعاعي. مراجعة عامة .88م�ا الخطأ ف�ي نظري�ة دالتون الذري�ة؟ وم�ا المكونات الرئيسة للذرة؟ .89ﺃﻧبـوﺏ ﺃﺷـعة المﻬبـﻂ ص�ف أنب�وب أش�عة المهبط، وكيف يعمل؟ .90الﺠﺴيمﺎت المﻜوﻧة لﻠﺬﺭﺓ وضح كيف حدد طومسون نسبة شحنة اإللكترون إلى كتلته؟ وكيف أدى ذلك إلى استنتاج أن الذرات مكونة من جسيمات ذرية؟ .91تﺠﺮبة ﺭﺫﺭﻓـوﺭﺩ كيف اختلفت نتائ�ﺞ تجربة رذرفورد في صفيحة الذهب عن النتائﺞ التي توقعها؟ .92إذا احت�وت ن�واة ذرة متعادل�ة عل�ى 12بروتو ًن�ا فك�م فسر إجابتك. إلكترو ًنا في هذه الذرة؟ ِّ .93إذا احت�وت ن�واة ذرة على 92بروتو ًن�ا ،والعدد الكتلي لها ،235فما عدد النيوترونات في نواة هذه الذرة؟ وما الرمز الكيميائي لها؟ .94مس�تعينًا بالج�دول ال�دوري ،أكم�ل الفراغ�ات ف�ي الﺠدﻭﻝ 3-8التالي: الجدول 3-8مكونات نظائر متعددة النظيﺮ Zn-64 العدﺩ الﺬﺭﻱ العدﺩ الﻜﺘﻠﻲ ﻋدﺩ البﺮﻭتوﻧﺎت ﻋدﺩ النيوتﺮﻭﻧﺎت ﻋدﺩ اﻹلﻜﺘﺮﻭﻧﺎت 9 32 11 23 16 24 10 20 111 قط�ر نواتها؟ وإذا عرفت أن قطر الذرة ﹶ .95كم مرة يس�اوي ُ معظ�م كتل�ة الذرة يتركز ف�ي نواتها ،فم�اذا يمكنك أن تستنتﺞ عن كﺜافة النواة؟ .96هل شحنة النواة موجبة أم سالبة أم متعادلة؟ وما شحنة الذرة؟ .97لم�اذا انحرفت اإللكترونات في أنبوب أش�عة المهبط تحت تأﺛير المجال الكهربائي؟ للماغنسيوم بالنس�ب التاليةMg-24 : )نسبة وجوده ،(79%و) Mg-25نس�بة وج�وده ،(10%وMg-26 )نس�بة وجوده ،(11%فﺈذا حلل زميلك معد ًنا مختل ًفا يحتوي على الماغنس�يوم فهل تتوق�ع أن يحتوي على النسب نفسها من جميع النظائر؟ فسر إجابتك. .105اﻹﺷـعﺎﻉ ح�دد نوع�ي اإلش�عاﻉ المبيني�ن ف�ي الﺸﻜل 3-24أدناه فسر إجابتك. .98ما مس�اهمة العال�م هن�ري موزلي في فهمن�ا الحديﺚ للذرة؟ .99ما العدد الكتلي للبوتاسيوم 39-؟ وما شحنة هذا النظير؟ .100الب�ورون ،10-والب�ورون 11-نظي�ران موج�ودان ف�ي الطبيع�ة .ف�ﺈذا كان�ت الكتل�ة الذري�ة للب�ورون .10.81amuفأي نظير له أعلى نسبة وجود؟ .101ﺃﺷـبﺎﻩ الموﺻﻼت للس�ليكون ﺛالﺛ�ة نظائر موجودة في الطبيعة :هي السليكون ،28-والسليكون ،29- والسليكون .30-اكتب رمز كل منها. .102الﺘيﺘﺎﻧيـوﻡ اس�تعن بﺎلﺠـدﻭﻝ 3-9التال�ي لحس�اب الكتلة الذرية للتيتانيوم. الجدول 3-9نظائر التيتانيوم الكتلة الذرية النظير )(amu Ti-46 45.953 8.00 Ti-47 46.952 7.30 Ti-48 47.948 73.80 Ti-49 48.948 5.50 Ti-50 49.945 5.40 ن�سبة النظير % .103صف كيف يﺆﺛر كل نوﻉ من اإلشعاعات في العدد الذري والعدد الكتلي للذرة؟ .104الوﺟوﺩ النﺴـبﻲ لﻠنظيﺮ يشكل الماغنسيوم حوالي 2% من قشرة األرﺽ ،وله ﺛالﺛة نظائر في الطبيعة .افترﺽ أن�ك حلل�ت معد ًن�ا م�ا وحصل�ت عل�ى ﺛالﺛ�ة نظائر 112 الﺸﻜل 3-24 التفكير الناقد .106كيف تم اس�تعمال الطرائق العلمية لتحديد نموذج الذرة؟ لماذا اعتبر النموذج نظرية؟ .107ﻧﺎﻗـﺶ م�ا التجرب�ة الت�ي أدت إل�ى خ�الف حول نموذج طومسون للذرة؟ وضح إجابتك. ﻃبـﻖ أيهم�ا أكب�ر :ع�دد المركب�ات أم ع�دد العناصر، .108ﹼ فسر إجابتك. وعدد العناصر أم عدد النظائر؟ ِّ .109ﺣﻠل لعنصر ﺛالﺛة نظائر في الطبيعة .ما المعلومات األخ�رى التي يج�ب عليك معرفتها لكي تحس�ب الكتلة الذرية للعنصر؟ ﻃبﻖ إذا كان معظم حجم الذرة ً فراغا فاش�رح لماذا .110ﹼ ال يمكنك تمرير يدك خالل جسم صلب؟ نموذجا حدي ًﺜا للذرة ،وحدد مكان كل .111ﺻمﻢ ارس�م ً نوﻉ من الجسيمات الذرية المكونة للذرة. ﻃبـﻖ لﻺنديوم Inنظيران في الطبيع�ة وكتلته الذرية .112ﹼ .114.818 amuاإلندي�وم 113-كتلت�ه الذري�ة ،112.904 amuونس�بة وج�وده .4.3%م�ا كتل�ة ونسبة وجود النظير اآلخر لﻺنديوم؟ .113اﺳـﺘنﺘﺞ متوس�ط الكتلة الذري�ة للكبريت قريب من العدد الصحيح ،32ومتوس�ط الكتلة الذرية للكلور صحيحا. 35.435 amuوه�ذا الع�دد لي�س ع�د ًدا ً اقترح سب ًبا محتم ً ال لهذا االختالف. م�ساألة تحفيز .114ﻧظﺎﺋﺮ المﺎﻏنﺴـيوﻡ أوجد قيمة الع�دد الكتلي للنظير علما بأن نس�بة وج�ود نظائر الﺜال�ﺚ للماغنس�يومً ، الماغنسيوم في الطبيعة كالتالي: Mg X 12 Mg ،11% 25 12 Mg ،10% 24 12 79% والكتلة الذرية للماغنسيوم .24.305 amu مراجعة تراكمية .115كيف تختلف المالحظات النوعية عن المالحظات الكمية؟ أعط مﺜا ً ال على كل نوﻉ منهما. .116صنِّ�ف المخالي�ط أدناه إل�ى مخل�وﻁ متجانس ،أو مخلوﻁ غير متجانس: .aماء مالح. .bشربة خضار. .cذهب عيار .14 .dخرسانة. تغير كيميائي؟ .117ﱞ تغير فيزيائي ،وأيها ّ أي مما يأتي ّ .aماء يغلي. .bعود ﺛقاب مشتعل. .cسكر ذائب في الماء. .dصوديوم يتفاعل مع الماء. تقو اإ�سافي ﺷﺎﺷـﺎت الﺘﻠفﺰﻳـوﻥ .118 ﻭالﻜمبيوتﺮ صف كيف تستعمل أشعة المهبط في توليد صور في شاشات أجهزة التلفزيون والكمبيوتر. STM .119ال�ذرات المنف�ردة يمك�ن رؤيته�ا من خالل مختصرا تقريرا جهاز متطور يس�مى .STMاكت�ب ً ً يبي�ن كيف يت�م التصوير ،وقم بعم�ل ألبوم للصور المجهري�ة معتم�دً ا عل�ى الكت�ب ،والمج�الت، واإلنترنت. اأ�سلة الم�ستندات الﺰﺭﻛوﻧيـوﻡ Zrفل�ز ذو بريق معدني ،لون�ه أبيﺾ رمادي، وبس�بب مقاومت�ه العالي�ة للت�ﺂكل وقلة امتص�اﺹ مقطعه العرضي للنيوترونات فﺈنه يس�تعمل ع�اد ًة في المفاعالت النووية ،كما يمكن ً أيض�ا معالجته )إعادة تصنيعه( ،فيبدو مﺜل األلماس ،ويستعمل في المجوهرات. الجدول 3-10ن�سب وجود نظائر الزركونيوم العن�سر زركونيوم – زركونيوم – زركونيوم – زركونيوم – زركونيوم – .120 .121 .122 .123 .eﺁيس كريم ينصهر. .124 ن�سبة وجوده 90 51.4 91 11.2 92 17.2 94 17.4 96 2.8 ما العدد الكتلي لكل نظير من نظائر الزركونيوم في الﺠدﻭﻝ 3-10أعاله؟ أوجد ع�دد البروتونات ،وع�دد النيوترونات لكل نظير من نظائر الزركونيوم. هل يبقى عدد البروتونات أو عدد النيوترونات ﺛاب ًتا فسر إجابتك. في جميع النظائر؟ ِّ توق�ع أي النظائ�ر له كتل�ة ذرية أقرب إلى متوس�ط الكتلة الذرية للزركونيوم ،بنا ًء على نسبة وجودها في الجدول أعاله؟ احسب قيمة متوسط الكتلة الذرية للزركونيوم. 113 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد .1أي مما يلي يصف ذرة البلوتونيوم Pu؟ .aيمك�ن تجزئته�ا إل�ى جس�يمات صغي�رة تحتف�ﻆ بخواﺹ البلوتونيوم. .bال يمك�ن تجزئتها إلى جس�يمات صغي�رة تحتفﻆ بخواﺹ البلوتونيوم. .cليس لها خواﺹ البلوتونيوم. .dالعدد الذري لذرة البلوتونيوم .244 .2النبتونيوم Npله نظير واحد فقط في الطبيعة يتحل�ل ويص�در جس�يم ألفا ،وجس�يم بيتا ،وش�عاﻉ جاما .ما الذرة الجديدة التي تتكون من هذا التحلل؟ .a .c 233 U 92 233 Th 90 .b 241 93Np .d 241 U 92 237 Np 93 .3م�ا نوﻉ الم�ادة التي له�ا تركيب مح�دد ،وتتكون من عدة عناصر؟ .aمخلوﻁ غير متجانس. .bمخلوﻁ متجانس. صفرا ألن: .5تساوي الشحنة الكهربائية للذرة ً .aالجسيمات الذرية ال تحمل شحنات كهربائية. .bالش�حنات الموجبة للبروتونات تلغي الش�حنات السالبة للنيوترونات. .cالش�حنات الموجبة للنيوترونات تلغي الش�حنات السالبة لﻺلكترونات. .dالش�حنات الموجبة للبروتونات تلغي الش�حنات السالبة لﻺلكترونات. .6ما ع��دد النيوت��رونات ،والبروتونات ،واإللكترونات 126 في ذرة 52 Te؟ 126 .aنيوترو ًنا 52 ،بروتو ًنا 52 ،إلكترو ًنا. 74 .bنيوترو ًنا 52 ،بروتو ًنا 52 ،إلكترو ًنا. 52 .cنيوترو ًنا 74 ،بروتو ًنا 74 ،إلكترو ًنا. 52 .dنيوترو ًنا 126 ،بروتو ًنا 126 ،إلكترو ًنا. .7نواة العنصر Xغير مس�تقرة بسبب كﺜرة النيوترونات. لذا فكل ما يلي يمكن أن يحدث إال أن: .cالعنصر. .dالمركب. .4استعن بالشكل أدناه لﻺجابة عن السﺆال التالي : إشعاعيا. .aيتحلل اًّ .bيتحول إلى عنصر مستقر غير مشع. .cيتحول إلى عنصر مستقر مشع. تلقائيا. .dيفقد الطاقة اًّ Z Y المفﺘﺎﺡ ﺫﺭﺓ العنﺼﺮ A ﺫﺭﺓ العنﺼﺮ B X .aالبروتونات = = .bالنيوترونات أي شكل يبين مرك ًبا؟ .cاإللكترونات X .a Y .b Z .c ّ .d كل من X ، Z 114 .8ما الذي يشغل معظم حجم الذرة؟ C04-11A-874637 .dالفراﻍ اختبار مق اأ�سلة الإجابات الق�سيرة .9عينة من كربونات الكالسيوم كتلتها 36.41 gتحتوي على 14.58 gمن الكالس�يوم و 4.36 gمن الكربون. م�ا كتلة األكس�جين ف�ي العين�ة؟ وما النس�بة المﺌوية بالكتلة لكل عنصر في المركب؟ استعن بالجدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالين 10و.11 خوا�ص نظائر النيون في الطبيعة النظير العدد الذري الكتلة الن�سبة الموية لوجوده )(amu Ne 20 10 19.992 90.48 Ne 21 10 20.994 0.27 Ne 22 10 21.991 9.25 .10اكتب عدد البروتونات ،واإللكترونات ،والنيوترونات لكل نظير في الجدول أعاله. .11احس�ب متوس�ط الكتل�ة الذري�ة للني�ون ،مس�تعينًا بالبيانات في الجدول أعاله. اأ�سلة الإجابات المفتوحة .12افترﺽ أن للعنصر Qﺛالﺛة نظائر.259Q ، 252Q ،248Q : ف�ﺈذا كانت الكتل�ة الذرية للعنصر Qتس�اوي 258.63 وح�دة كتل ذرية فما النظير األكﺜر وجو ًدا في الطبيعة؟ اشرح إجابتك. نظيرا يحتوي إش�عاعيا، .13يتحلل اليود 131 - ّ ويكون ً اًّ عل�ى 54بروتو ًن�ا ،و 77نيوترو ًن�ا .ما ن�وﻉ التحلل فسر إجابتك. الذي حدث لهذا النظير؟ ِّ 115 مالحظات مالحظات الإلكونات الذرات Electrons in Atoms اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ﺫﺭات ﻛل ﻋنﴫ تﺮتيﺐ ﺧﺎﺹ. 4-1ال�سوء وطاقة الكم اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ للضوء -وهو نوﻉ من اإلش�عاﻉ الكهرومغناطي�ﴘ -طبيعة ﺛنائية موجية وجسيمية. طيف المت�سا�ص لنجم منكباوزاء 4-2نظرية الكم والذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تس�اعدك اﳋص�ائص اﳌوجية لﻺلكﱰون�ات عﲆ الربط بﲔ طيف االنبع�اث الذري وطاقة الذرة ومس�تويات الطاقة. 4-3التوزيع الإلكو اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُﳛ�����دَّ د ال��ت��وزي��ع اإللكﱰوﲏ ﰲ الذرة من خالل ﺛالث قواعد. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ يس�تخدم العل�ﲈء طي�ف االمتصاﺹ النجمي لتعرف العناﴏ التي تﱰكب منه�ا النج�وم وتصنيف�ه ضم�ن أحد أنواﻉ الطيف العديدة. ترتب�ط خ�واﺹ طي�ف االمتص�اﺹ النجمي مع درجة حرارة سطح النجم. كش�ف الطي�ف النجم�ي أن النج�وم تتك�ون م�ن العن�اﴏ اﳌوج�ودة ع�ﲆ األرﺽ نفسها. يوج�د 600خط معت�م تقري ًبا ﰲ طيف االمتصاﺹ الشمﴘ. 118 طيف المت�سا�ص لنجم رجل اّ بار اأو ال�سياد ر اتهاللي كيف تعرف ما بداخل الذرة إذا ُأهدي إليك هد ّية ﰲ علبة بمناسبة نجاحك ،وحاولت أن تتوقع اﳍدية دون فتحهاّ . ّ فﺈن ما قمت به يشبه ما قام به الكيميائيون األوائل لتحديد تركيب الذرة. خطوات العمل .1 .2 .3 .4 اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. احصل عﲆ صندوﻕ مغلف من اﳌعلم. حاول أن تعرف ما بداخل الصندوﻕ بكل طريقة ﳑكنة ،دون إزالة الغالف عن الصندوﻕ أو فتحه. سجل مالحظاتك خالل عملية االستكشاف هذه. ليل النتائج .1 .2 .3 �سف كيف ﲤكن�ت م�ن ﲢديد صفات اﳉس�م اﳌوجود داخل الصندوﻕ ،ومنها حجمه وشكله ومكوناته؟ حدد اﳊواس التي استخدمتها ﰲ مالحظاتك. ّ ناق�ص ﳌ�اذا يصعب ﲢديد نوﻉ اﳉس�م اﳌوجود داخل الصندوﻕ دون فتحه؟ صمم اس�تقصا ًء ا�ستق�ساء بعد قراءتك ﳍذه الوحدةّ ، ﺁخ�ر ِّ يوض�ح الصعوب�ات اﳌرتبطة مع دراس�ة مكونات الذرة. التوزيع الإلكتروني اعم�ل مط�وي�ة تس�اعدك ع�ﲆ تلخ�ي�ص الق�واع��د الﺜ�الث الت�ي ﲢ�دد ترتيب اإللكﱰونات ﰲ الذرة. ِ 1 اﺛ�ن ورق�ة عن�د طوليا ،عﲆ أن تكون منتصفه�ا اًّ اﳊاف�ة اﳋلفية أطول من اﳊافة األمامية 2 cmتقري ًبا. ّ لتش�كل 2 اط ِو الورقة ﺛالﺛة أجزاء متساوية. 3افتح الورق�ة عﲆ أن قص تعود إﱃ الوضع السابق ،ﺛم ّ اﳉزء األمامي عند موضع الﺜني لكي ﲢصل عﲆ 3أجزاء. 4عنون األجزاء الﺜالﺛة عﲆ النحو اآلﰐ :مبدأ أوفباو، مبدأ باوﱄ ،قاعدة هوند. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ا�ستخدم هذه اطوية الق�سم ،4-3وﳋص كل قاعدة ﲢت التبويب اﳌناسب ﳍا ﰲ أﺛناء قراءتك ﳍذا القسم. C05-01A-874637 C05-01A-874637 C05-01A-874637 C05-01A-874637 119 4-1 الأهداف اﳌوجي�ة تقارن ب�ﲔ الطبيع�ة ّ واﳉسيمية للضوء. ال�سوء وطاقة الكم Light and Quantized Energy تعرف طاقة الكم ،وت�ف�س��ر اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ لل�سوء -وهو نوع من الإ�سعاع الكهرومغناطي�سي -طبيعة ثنائية: ّ كيفي�ة ارتباطها م�ع تغﲑ طاقة موجية وج�سيمية. اﳌادة. تقارن بﲔ الطيف الكهرومغناطيﴘ اﳌستمر وطيف االنبعاث الذري. الربط مع اياة هل قمت يو ًما بتس�خﲔ وجبة طع�ام بارد ﰲ اﳌيكرووي�ف؟ عندما تصل حزم صغﲑ ﹲة من الطاقة بتسخينه ﰲ وقت قصﲑ. موجات اﳌيكروويف إﱃ الطعام تقوم ﹲ الذرة والأ�سلة التي تاج اإ اإجابات The Atom and Unanswered Questions مراجعة افردات اﳌكون�ة للذرة م�ع بداية القرن التاس�ع عﴩ ،واص�ل العلﲈء بع�د اكتش�اف اﳉس�يﲈت الﺜالﺛة ِّ جهودهم لفهم تركيب الذرة وتوزيع اإللكﱰونات داخلها. افردات اديدة فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،توجد عناﴏ الليﺜيوم والصوديوم والبوتاسيوم ﰲ دورات ﳐتلفة من اﳉدول ال�دوري ،وم�ع ذلك فخواصه�ا الكيميائية متش�اﲠة؛ فهي تظهر ﰲ صورة فل�زات ﰲ الطبيعة، وتتفاع�ل ذراﲥا بش�دة مع اﳌاء مطلق�ة غاز اﳍيدروجﲔ ولكنها ﲣتلف ﰲ ش�دة تفاعلها ،حيﺚ يتفاع�ل كل م�ن الصودي�وم والبوتاس�يوم بش�دة مع اﳌ�اء ،كﲈ ﰲ الﺸـﻜل ،4-1حت�ى أن غاز اﳍيدروجﲔ قد يشتعل عندئذ أو ينفجر. الإ�سعاع :هو األشعة أو اﳉسيﲈت ومنها جسيﲈت ألفا ،وجسيﲈت اقﱰح رذرفورد أن شحنة نواة الذرة موجبةّ ،وأن كتلة الذرة مﱰكزة ﰲ النواة اﳌحاطة بﺈلكﱰونات بيت�ا ،وأش�عة جام�ا -اﳌنبعﺜة عن ﴎيعة اﳊركة .غﲑ أن هذا النموذج ﱂ يوضح كيفية ترتيب اإللكﱰونات ﰲ الفراﻍ حول النواة ،وﱂ يوضح ً أيضا سبب عدم انجذاب اإللكﱰونات السالبة الشحنة إﱃ النواة اﳌوجبة الشحنة .كﲈ أن هذا مادة مشعة. النموذج ﱂ ّ يمكن العلﲈء من تفسﲑ االختالف والتشابه ﰲ السلوك الكيميائي للعناﴏ اﳌختلفة. اإلشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ اﳌوجي الطول ّ الﱰ ّدد سعة اﳌوجة الطيف الكهرومغناطيﴘ الكم ّ ﺛابت بالنك التأﺛﲑ الكهروضوئي الفوتون طيف االنبعاث الذري ﰲ أوائل القرن التاسع عﴩ بدأ العلﲈء كشف لغز السلوك الكيميائي؛ إذ الحظوا انبعاث ضوء مرئي من عناﴏ معينة عند تسخينها بواسطة اللهب .وأﻇهر ﲢليل هذا الضوء اﳌنبعﺚ ارتباﻁ س�لوك العن�ﴫ الكيميائي بتوزي�ع اإللكﱰونات ﰲ ذرات�ه .ولفهم هذه العالق�ة وطبيعة البناء الذري ،سيكون من اﳌفيد أو ً ال فهم طبيعة الضوء. ال�سكل 4-1للع اشر اخ تلفة فاع متشاب ة ا ا لكا ختل� شد التفاع. �سوديوم ليثيوم 120 زيادة �سدة التفاعل بوتا�سيوم الطبيعة اوجية لل�سوء The Wave Nature of Light نوعا من اﻹﺷـعﺎﻉ الﻜﻬﺮﻭمﻐنﺎﻃيﴘ ،وهو ش�كل من أش�كال الطاقة الذي يس�لك ُيع�دﱡ الض�وء اﳌرئي ً السلوك اﳌوجي ﰲ أﺛناء انتقاله ﰲ الفضاء .ومن األمﺜلة األخرى لﻺشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ اﳌيكروويف الذي يس�تخدم ﰲ طهو الطعام ،واألش�عة الس�ينية التي يس�تخدمها األطباء لفحص العظام واألسنان، واﳌوجات التي ﲢمل برامﺞ اﳌذياﻉ والتلفاز إﱃ اﳌنازل. خ�سائ�ص اوجات يمكن أن توصف اﳌوجات ﲨيعه�ا بخصائص عدة ،قد يكون بعضها مألو ًفا لك. حجرا ﰲ بركة م�اء ً مﺜال تتكون موجات دائرية مركزها اﳊجر الذي رميته تش�به تلك التي فعن�د رمي�ك ً تظهر ﰲ الﺸﻜل .4-2a الطوﻝ اﳌوﺟﻲ هو أقﴫ مسافة بﲔ قمتﲔ متتاليتﲔ أو قاعﲔ متتاليﲔ ،كﲈ هو موضح ﰲ الﺸﻜل .4-2bويرمز له بالرمز اليوناﲏ ﳌدا ) ،lambda (λويقاس باألمتار أو السنتمﱰات أو النانومﱰات ).(1 nm = 1 ×10-9 m الﱰ ﹼﺩﺩ هو عدد اﳌوجات التي تعﱪ نقطة ﳏددة خالل ﺛانية ،ويرمز له بالرمز اليوناﲏ ) vنيو(؛ ويقاس الﱰدد باﳍرتز Hz؛ وهو وحدة قياس عاﳌية تساوي موجة واحدة ﰲ الﺜانية .وﰲ اﳊسابات ،يعﱪ عن الﱰدد بوحدة يعﱪ عنه ﲠذه الطريقة ،يتم فهم اﳌقصود باﳌوجة .فعﲆ سبيل اﳌﺜال: موجة لكل ﺛانية ) ،( s 1) ( 1/ sوعندما ّ 652 = 652 Hzموجه /ﺛانية أو 652 s-1 = 652/s تعلمت س�اب ًقا أنه يمكنك إحداث موجة مس�تعرضة كتلك التي تظهر ﰲ الﺸـﻜل 4-2bبتحريك ﳖاية اﳊبل اﳊرة إﱃ أس�فل أو أعﲆ مس�افة كبﲑة .وتعرف ﺳـعة اﳌوﺟة بأﳖا مقدار ارتفاﻉ القمة أو انخفاﺽ القاﻉ عن مستوى خط األصل .والطول اﳌوجي والﱰدد ال يﺆﺛران ﰲ سعة اﳌوجة. تنتقل اﳌوجات الكهرومغناطيسية -ومنها الضوء اﳌرئي -بﴪعة ﺛابتة 3.00 × 108 m/sﰲ الفراﻍ، ويرمز لﴪعة الضوء بالرمز ،cوهي تساوي حاصل ﴐب الطول اﳌوجي ) (λللضوء ﰲ تردده ).(v معدل �سرعة اوجة الكهرومغناطي�سية حي� c شرعة الشو الفرا. c=λv λالطو او. vالدد. �شرعة الشو الفرا� شا حاش شر الدد الطو او. a b ) (λ ) (λ اركز ال�شفا اميز لك اوا. ال�سكل .a 4-2ر اوا ااية اتحد .bال�شعة الطو او الدد يزا ري�شة للموا. حدّ د من ال�شورة ,قمة ,وقاعًاً , وول موج يا. C05-01C-828378-08 121 ال�سكل 4-3وش اوا العة ب الطو او الدد فكلما ازداد الطو او الدد. ا�ستنتج هل يور الدد والطو اوجي � شعة اوجة عﲆ الرغم من تساوي ﴎعة اﳌوجات الكهرومغناطيسية ﲨيعها ﰲ الفراﻍ إال أنه قد يكون للموجات أطوال موجات وترددات ﳐتلفة .وكﲈ ترى من اﳌعادلة ﰲ الصفحة عكسيا أحدﳘا مع اآلخر .ولفهم هذه السابقة ،فﺈن الطول اﳌوجي والﱰدد يتناسبان اًّ C05-02C-828378-08 تفحص اﳌوجتﲔ اﳌرس�ومتﲔ ﰲ الﺸﻜل .4-3فعﲆ الرغم العالقة عﲆ نح ﹴو أفضلّ ، م�ن أن كلت�ا اﳌوجتﲔ تنتقالن بﴪع�ة الضوء إ ّ ال أنك تس�تطيع مالحظ�ة أن اﳌوجة اﳊمراء ﳍا طول موجة أكﱪ وتردد أقل من اﳌوجة البنفسجية. الطيف الكهرومغناطي�سي ﳛتوي ضوء الشمس -وهو مﺜال عﲆ الضوء األبيﺾ- ع�ﲆ ﹶم�دً ى متصل من أطوال اﳌوجات والﱰددات .وعن�د مرور الضوء األبيﺾ من خالل اﳌنشور ينفصل إﱃ طيف متصل من األلوان يشبه الطيف اﳌبﲔ ﰲ الﺸﻜل ،4-4 وهذه هي ألوان الطيف اﳌرئي ،اﳌس�مى بالطيف اﳌس�تمر؛ وذل�ك ألن كل نقطة فيه تتواف�ق مع طول موج�ة وتردد ﳑيزين .وقد تكون ُ ألوان ه�ذا الطيف مألوفة لديك، ف�ﺈذا كن�ت قد رأيت قوس اﳌطر من قبل فقد رأيت األل�وان اﳌرئية كلها مرة واحدة. ويتش�كل قوس اﳌطر عندما تش�تت قط�رات اﳌاء الصغﲑة اﳌوج�ودة ﰲ اﳍواء ضو ﹶء الشمس األبيﺾ إﱃ ألوانه؛ إذ يتشكل الطيف ﰲ صورة قوس ﰲ السﲈء. ال�سكل 4-4عدما ر الش و اأبي ع مشور يف�ش ا مك ونا اختلفة كطي مت�ش اأحمر الا اأشفر اأشر اأزر اليل البف�ش. 122 يظهر الطيف اﳌرئي للضوء ،ﰲ الﺸﻜل ،4-4كجزء بسيط من الطيف الكهرومغناطيﴘ الكامل ،اﳌوضح ﰲ الﺸﻜل .4-5ويشتمل الطيﻒ الﻜﻬﺮﻭمﻐنﺎﻃيﴘ ،عﲆ أشكال اإلش�عاﻉ الكهرومغناطي�ﴘ كله�ا ،وهو عبارة عن سلس�لة من اﳌوج�ات اﳌتصلة التي تس�ﲑ بﴪعة الض�وء والتي ﲣتلف ﰲ ال�ﱰدد ،والطول اﳌوج�ي فقط ،ويظهر الﺸـﻜل 4-4اخت�الف زاوية ميل اإلش�عاﻉ باختالف الطول اﳌوج�ي أﺛناء مروره خالل اﳌنشور ،ﳑا ينتﺞ عنه سلسلة من األلوان )أﲪر ،برتقاﱄ ،أصفر ،أخﴬ ،أزرﻕ، نيﲇ وبنفس�جي( .كﲈ نالحﻆ عند دراسة طاقة اإلش�عاﻉ اﳌبينة ﰲ الﺸﻜل ،4-5أن الطاقة تزداد كلﲈ ازداد الﱰدد .وبنا ًء عﲆ ذلكُ ،يظهر الﺸـﻜل 4-3أن تردد الضوء البنفسجي أكﱪ .وعليه فﺈن طاقته أكﱪ من الضوء األﲪر .وستدرس الح ًقا العالقة بﲔ الﱰدد والطاقة. ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ّ للو الطيف لي الطي و درا�شة الطي امت� اأ ابع من ااد .ا اأن لك ع�شر ي ي ز فريد من نوع يشب ب�شمة اشبع لا ي�شتخدم علما الفيزي ا الفلكية التحلي الطيف للكش ع ن مك ونا بع الوم م الشم�. طوا ير ي امت�شا الم معتم ة ك ك ن لل الطي من عر العاشر اوود الم. يمكنك اس�تخدام اﳌعادلة c = λ vﳊس�اب الطول اﳌوج�ي أو الﱰدد ألي موجة؛ وذلك ألن اﳌوجات الكهرومغناطيسية كلها تنتقل بالﴪعة نفسها ﰲ وسط معﲔ. ماذا قراأت اذكر العالقة بﲔ طاقة اإلشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ وتردده. الربط الفيزياء تتعرﺽ أجسامنا لﻺشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ من مصادر متنوعة. فباإلضافة إﱃ اإلش�عاﻉ الصادر من الش�مس ،ينتﺞ عن النش�اطات اإلنسانية إشعاعات تشمل موجات الراديو والتلفزيون ،وﳏطات تقوية اﳍاتف ،واﳌصابيح ،ومعدات األشعة السينية الطبية ،كﲈ تساهم اﳌصادر الطبيعية عﲆ األرﺽ مﺜل الﱪﻕ ،والنشاﻁ اإلشعاعي الطبيع�ي ﰲ ذل�ك .وتعتم�د معرفة الكون عﲆ اإلش�عاﻉ الكهرومغناطي�ﴘ اﳌنبعﺚ من األجسام البعيدة كالنجوم التي ُترصد بأجهزة متخصصة عﲆ األرﺽ. ال�سكل 4-5يشم الطي الكرماي�ش مد ا�ش عا من الددا يش ك ز الطي ار م حيز ا شي ا د ا .كلما زاد الطاة الدد الطو او. (λ) −14 3 × 10 −12 3 × 10 −10 3 × 10 22 10 −8 3 × 10 20 10 18 −6 3 × 10 −4 3 × 10 X 10 −2 3 × 10 3 2 3 × 10 4 3 × 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6 10 4 10 (ν) 123 مثال 4-1 ح�ساب الطول اوجي وجة كهرومغناطي�سية تستخدم موجات اﳌيكروويف ﰲ طهي الطعام ،ونقل اﳌعلومات .فﲈ الطول اﳌوجي ﳌوجات اﳌيكروويف التي ترددها 3.44 × 10 9 Hz؟ 1ليل ا�ساألة تردد موجة اﳌيكروويف معطى .وتعرف ً أيضا أن موجات اﳌيكروويف هي جزء من الطيف الكهرومغناطيﴘ الذي يرتبط كل م�ن ﴎعت�ه وتردده وطول موجته م�ع اﳌعادلة c = λ v؛ حيﺚ قيمة cمعروفة وﺛابتة .لذا ق�م أو ً ال بحل اﳌعادلة للحصول عﲆ الطول اﳌوجي ،ﺛم عوﺽ القيم اﳌعروفة ﳊسابه. اطلوب اعطيات v = 3.44 × 109 Hz λ =? m c = 3.00 × 108 m/s 2ح�ساب اطلوب حل اﳌعادلة التي تربط بﲔ الﴪعة والﱰدد والطول اﳌوجي للموجة الكهرومغناطيسية للحصول عﲆ الطول اﳌوجي ).(λ اكتب معادلة معد� شرعة اوة الكرماي�شية c=λv ح ياد λ λ = c/v 3.00 × 108 m/s 3.44 × 10 Hz عو يم v 3.44 × 109 Hz c 3.00 × 108 ms ____________ = λ 9 ا�شم اأرام الوحدا 3.00 × 108 m/s الحﻆ أن اﳍرتز يساوي 1/sأو s-1 _____________= λ 3.44 × 109 s-1 λ = 8.72 × 10-2 m 3تقو الإجابة اإلجابة معﱪ عنها بوحدات صحيحة للطول اﳌوجي ) .(mوكلتا القيمتﲔ اﳌعروفتﲔ ﰲ اﳌسألة معﱪ عنها بﺜالﺛة أرقام معنوية، لذا ،ﳚب أن ﲢتوي اإلجابة عﲆ ﺛالﺛة أرقام معنوية ،وهي كذلك .وقيمة الطول اﳌوجي ضمن نطاﻕ الطول اﳌوجي للميكروويف اﳌبﲔ ﰲ الﺸﻜل .4-5 م�سائل تدريبية ً أطواال موجية معينة عندما يصطدم ﲠا اللون األبيﺾ .فﺈذا كان الطول .7ﲢصل األجسام عﲆ ألواﳖا من خالل عكسها اﳌوجي للضوء اﳌنعكس من ورقة خﴬاء يساوي .4.90 ×10-7 mفﲈ تردد موجة هذا الضوء؟ .8يمكن لﻸشعة السينية أن ﲣﱰﻕ أنسجة اﳉسم وتستعمل عﲆ نطاﻕ واسع لتشخيص اضطرابات أجهزة اﳉسم الداخلية ومعاﳉتها .ما تردد أشعة سينية طوﳍا اﳌوجي 1.15 ×10-10 m؟ .9بعد ﲢليل دقيق ،وجد أن تردد موجة كهرومغناطيسية يساوي . 7.8 ×102 Hzما ﴎعة هذه اﳌوجة؟ .10ﲢفيﺰ :تذيع ﳏطة راديو FMبﱰدد مقداره ، 94.7 MHzﰲ حﲔ تذيع ﳏطة AMبﱰدد مقداره .820 KHzما الطول اﳌوجي لكل من اﳌحطتﲔ؟ أي الرسمﲔ أدناه يعود إﱃ ﳏطة ،FMوأﳞا يعود إﱃ ﳏطة AM؟ a 124 b الطبيعة اادية لل�سوء The Particle Nature of Light ع�ﲆ الرغم من أن اعتب�ار الضوء موجة يفﴪ الكﺜﲑ من س�لوكه إال أن هذه اﳊقيقة قد فشلت ﰲ تفسﲑ الكﺜﲑ من صفات الضوء التي تبﲔ أنه مادة؛ إذ ﱂ يستطع النموذج اﳌوجي للضوء تفسﲑ ﳌاذا تطلق األجسام الساخنة فقط ترددات ﳏددة من الضوء عند درجات حرارة معينة ،أو ﳌاذا تطلق بعﺾ الفلزات إلكﱰونات عندما يسقط عليها ضوء ذو تردد معﲔ .لذا أدرك العلﲈء اﳊاجة إﱃ بناء نموذج جديد ،أو مراجعة النموذج اﳌوجي للضوء ﳌعاﳉة هذه الظواهر. مفهوم الكم تشع األجسام ضو ًءا عند تسخينها ،انظر الﺸﻜل 4-6الذي يوضح هذه الظاه�رة؛ إذ تبدو قطعة اﳊديد رمادية داكنة عند درجة حرارة الغرفة ،ولكنها تتوهﺞ باللون األﲪر عند تسخينها بصورة كافية ،ﺛم تتحول إﱃ اللون الﱪتقاﱄ ،ﺛم إﱃ اللون األزرﻕ إذا س�خنت أكﺜر .وس�وف تتعلم َّ أن درجة حرارة اﳉسم مقياس لطاقة حركة اﳉس�يﲈت اﳌكونة له .فكلﲈ س�خن اﳊديد أصبحت طاقته أكﱪ ،ويبعﺚ ألوا ًنا ﳐتلفة من الضوء ذات ترددات وأطوال موجية ﳑيزة ﳍا. افردات الأكادية الظﺎﻫـﺮﺓ حقيق�ة أو ح�دث قاب�ل للمالحظة. خالل العواص�ف اﳌط��رية ،ﲤ��ر عادة التيارات الكهربائية من الغيوم إﱃ األرﺽ أو بﲔ الغيوم نفس�ها – وهذه ﻇاهرة ُتدعى الﱪﻕ. ﱂ يستطع النموذج اﳌوجي تفسﲑ انبعاث هذه األطوال اﳌوجية اﳌختلفة .وﰲ عام 1900م بدأ الفيزيائي األﳌاﲏ ماكس بالنك )1947 – 1858م( البحﺚ عن هذه الظاهرة عندما كان يدرس الضوء اﳌنبعﺚ من األجس�ام الس�اخنة .وقادته هذه الدراس�ة إﱃ اس�تنتاج مده�ﺶ وه�و :أنه يمك�ن للﲈدة أن تكتس�ب أو ﲣﴪ طاقة عﲆ دفع�ات بكمية صغﲑة ﳏددة ُتسمى الكم .والﻜﻢ هو أقل كمية من الطاقة يمكن أن تكتسبها الذرة أو تفقدها. تبعا لدرجة حرارﲥا؟ ف�سر ﳌاذا يتغﲑ لون األجسام الساخنة ً ماذا قراأتّ أدت اﳋﱪة السابقة بالعلﲈء إﱃ االعتقاد أنه يمكن أن ُﲤتص الطاقة أو ُتبعﺚ ﰲ كميات متغﲑة وباستمرار دون حد أدنى ﳍذه الكمية .فعﲆ سبيل اﳌﺜالِّ ، فكر ﰲ عملية تسخﲔ ﴍﳛة من اﳋبز داخل فرن اﳌيكروويف ،فقد يبدو لك أنك تس�تطيع إضافة أي كمية من الطاقة اﳊرارية إﱃ ﴍﳛة اﳋبز عن طريق التحكم ﰲ القوة والفﱰة الزمنية للفرن. واﳊقيق�ة أن درجة اﳊرارة ت�زداد بكميات صغﲑة متواصلة عندما ﲤتص جزيﺌاﲥا اًّ كﲈ تدرﳚيا ببطء لذا تبدو الزيادة ﳏد ًدا من الطاقة .وألن عملية ازدياد درجة اﳊرارة ﲢدث اًّ ﰲ درجة اﳊرارة وكأﳖا مستمرة بد ً ال من حدوﺛها عﲆ دفعات صغﲑة. ال�سكل 4-6يعتم د و مو ة الشو ابع من فل ز �شان م اديد اوود ع ن اليم عل ى در ة ا رار .فاديد رم اد درة حرار الرفة يتحو اأ ا اللون اأحمر م ا الا الواج. ف�سر العالقة ب اللون ودرجة حرارة الفلز. ّ 125 اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة الطاقة ال�سم�سية اقﱰح بالنك أن الطاقة اﳌنبعﺜة من األجس�ام الس�اخنة ُم ّ رياضيا وجود عالقة بﲔ كﲈة ،ﺛم أﺛبت اًّ طاقة الكم وتردد اإلشعاﻉ اﳌنبعﺚ. طاقة الكم حي E اة الكم hاب بن Equantum= hv vالدد اة الكم �شا حاش شر اب بن ردد الشو. االيا الكهرو�سوئية تستعمل اﳋالي�ا الكهروضوئي���ة التأﺛ�ﲑ الكهروضوئ�ي ﰲ ﲢوي�ل الطاقة الضوئية إﱃ طاقة كهربائية. ﺛﺎبﺖ بﻼﻧك يساوي 6.626 × 10 -34 J.sحيﺚ Jرمز اﳉول ،وهو وحدة الطاقة العاﳌية .وتظهر اﳌعادلة ازدياد طاقة اإلشعاﻉ بازدياد تردده .v واعتﲈ ًدا عﲆ نظرية بالنك لكل تردد معﲔ ،فﺈن اﳌادة تشع أو ﲤتص طاقة بمضاعفات صحيحة لقيم ،hvمﺜل 3hv، 2hv، 1hvوما إﱃ ذلك .وتشبه هذه العملية بناء طفل ﳉدار من اﳌكعبات اﳋشبية .إذ يستطيع الطفل أن يزيد أو ينقص من ارتفاﻉ اﳉدار ،بوضع أو إزالة عدد من اﳌكعبات. وباﳌﺜل ﲤتلك اﳌادة مقادير ﳏددة وﺛابتة من طاقة الكم – ال يوجد بينها كميات أخرى من الطاقة. قادرا عﲆ تفس�ﲑ التاأث الكهرو�سوئي ّ توصل العلﲈء إﱃ أن النموذج اﳌوجي للضوء ﱂ يكن ً الظاهرة اﳌسﲈة بالتأﺛﲑ الكهروضوئي. وﰲ الﺘﺄﺛـﲑ الﻜﻬﺮﻭﺿوﺋﻲ ،تنبعﺚ اإللكﱰونات اﳌس�ﲈة الفوتوإلكﱰونات من س�طح الفلز عندما يس�قط عليه ضوء بﱰدد مس�ا ﹴو لﱰدد الفوتون ،أو أعﲆ من�ه ،عﲆ سطح الفل�ز ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل .4-7ويتنبأ النموذج اﳌوجي ،أنه حتى الضوء اﳌنخفﺾ الطاقة ،واﳌنخفﺾ الﱰدد سوف يﱰاكم ويوفر الطاقة الالزمة إلطالﻕ الفوتوإلكﱰونات من فلز ما مع مرور الوقت .وﰲ اﳊقيقة، لن يطلق الفلز الفوتوإلكﱰونات إذا كان الضوء الساقط عليه ذا تردد أقل من الﱰدد الالزم إلطالﻕ الفوتوإلكﱰون .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،ال يمكن للضوء األقل ترد ًدا من 1.14 ×1015 Hzإطالﻕ الفوتو إلكﱰونات من فلز الفضة مهﲈ كانت شدته أو زمن تأﺛﲑه .إال أن الضوء الباهت الذي تردده يساوي 1.14 × 1015 Hzأو أكﱪ من ذلك يطلق الفوتوإلكﱰونات من فلز الفضة. ماذا قراأت� سف التأﺛﲑ الكهروضوئي. ال�سكل 4-7يحد التاأ الكرشو عدما ي�شطدم شو بدد مع ب�شط فلز فيطل الكنا .عدما زداد �شد الشو يزداد عدد الكنا ابعة .عدما يزيد ردد اة الشو زيد اة الكنا ابعة. 126 الطبيعة الثنائية لل�سوء افﱰﺽ ألﱪت أينشتاين ﰲ عام 1905م لتوضيح التأﺛﲑ الكهروضوئي أن الضوء له طبيعة ﺛنائية؛ فلحزمة الضوء خواﺹ موجية ،وأخرى مادية .ويمكن القول إنه حزمة كﲈ من الطاقة .واستكﲈ ً أشعة من الطاقة ُتسمى الفوتونات .والفوتوﻥ ُجسيم ال كتلة له ﳛمل اًّ ال لفكرة بالنك عن طاقة الكم ،وجد أينشتاين أن طاقة الفوتون تعتمد عﲆ تردده. طاقة الفوتون حي E اة الفوون hاب بن E photon = hv vالدد اة الفوون �شا حاش شر اب بن ردد الشو. أيضا ّ وك�ﲈ اقﱰح أينش�تاين ً أن لكل فوتون حداًّ ا معي اًّنا م�ن الطاقة يﺆدي إﱃ إطالﻕ الفوتوإلكﱰون من سطح الفلز .وبنا ًء عﲆ ذلك ،فﺈن األعداد الصغﲑة من الفوتونات التي ﳍا طاقة أعﲆ من "اﳊد اﳌعﲔ" ،الذي أشار إليه أينشتاين ،سوف يتسبب ﰲ التأﺛﲑ الكهروضوئي وإطالﻕ الفوتو إلكﱰون. هذا وقد فاز أينشتاين بجائزة نوبل ﰲ الفيزياء عام 1921م لقيامه ﲠذا البحﺚ. مثال 4-2 اح�سب طاقة الفوتون ﳛصل كل جس�م عﲆ لونه عن طريق عكس جزء معﲔ من الضوء الس�اقط عليه .ويعتمد اللون عﲆ طول موجة الفوتونات اﳌنعكسة ،ﺛم عﲆ طاقتها .ما طاقة فوتون اﳉزء البنفسجي لضوء الشمس إذا كان تردده 7.230 × 1014 s-1؟ 1ليل ا�ساألة اعطيات v = 7.230 × 1014 s-1 اطلوب J؟ = Ephoton h = 6.626 × 10-34 J.s 2ح�ساب اطلوب اكتب معادلة اة الفوون Ephoton = hv عوh 6.626 × 1034 J.s v 7.230 × 1014 s1 )Ephoton = (6.626 × 10-34 J.s)(7.230 × 1014 s-1 م بشر اأرام الوحدا م ا�شما Ephoton = 4.791 × 10-19 J 3تقو الإجابة إن طاقة الفوتون الواحد من الضوء صغﲑة للغاية كﲈ هو متوقع .ووحدة الطاقة هي اﳉول ،وهناك أربعة أرقام معنوية. م�سائل تدريبية .11 .12 .13 احسب طاقة الفوتون الواحد ﰲ كل من اإلشعاعات الكهرومغناطيسية التالية: 1.05 × 1016 s-1 .c 9.50 ×1013 Hz .b 6.32 × 1020 s-1 .a ُتستخدم موجات اﳌيكروويف التي طوﳍا اﳌوجي 0.125 mلتسخﲔ الطعام .ما طاقة فوتون واحد من إشعاﻉ اﳌيكروويف؟ فيز .يدخل مركب كلوريد النحاس األحادي ﰲ صناعة األلعاب النارية ،فعندما ُي َّ سخن إﱃ درجة حرارة 1500 Kتقري ًبا، يشع لو ًنا أزرﻕ ذا طول موجي .4.50 × 102 nmما طاقة فوتون واحد ﰲ هذا الضوء؟ 127 طيف النبعاث الذري Atomic Emission Spectra ﺗﺤﺪﻳﺪ ﻣﺎﻫﻴﺔ اﻟﻤﺮﻛﺒﺎت كي يختل لون اللب بات العاشر ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ .1 .2 .3 .4 .5 .6 NLL OM عليماPNN M OO ارPاأP اخت. ال�شمة ام� اأحد اأعواد تني الأذن القطنية ال�شت ة ل و كلوري ــد الليثي ــوم م عرش للب بزن ح لون اللب �ش محا د البيانا. كرر اطو 2 م�شتخد ما الي الفلزا التالي ة كلوري ــد ال�شودي ــوم ,كلوري ــد البوتا�شي ـ ـ ـ ــوم ,كلوريـ ــد الكال�شيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــوم, كل ــوري ــد ال�شان�شي ــوم� ,ش لون ك لب د البيانا. ارن نتا اتبار لون اللب ا كتيب العاشر ناية الكتا. م�شتخدم ا عي ة من ك رر اط و2 ل ــو هو ي زد با اعلم م �ش لون اللب الا. خل� من عيدان الطن ا�شتعملة كما ير�شد اعلم. M KK اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ .7 .8 .9 اق ــ� شب ب اعط ا ك مرك ب لو ن ا تل ف ا لل ب ب زن عل ى الر م من احتواا مي عا على الكلوريد. وش ــح كي يرب اتب ار ل ون لب الع�شر مع ي انبعا الر ل ا�شتنت وية ااد اولة معل اابت. JLJ هل تساءلت كيف ينشأ الضوء ﰲ مصابيح النيون اﳌتوهجة؟ هذه العملية ﻇاهرة أخرى ال يمكن تفسﲑها بواسطة النموذج اﳌوجي للضوء .ينتﺞ ضوء النيون عند م�رور الكهرباء ﰲ أنبوب مﲇء بغاز الني�ون ،حيﺚ ﲤتص ذرات النيون الطاقة، االستقرار ينبغي )إﺛارة(. إﱃ حالة A تعود إﱃ B وحتى CAA D E G حالة عدمHFF وتنتقل J KII BB C C االستقرار DFD EE GGI HH أن تبع�ﺚ الضوء لكي تطلق الطاقة التي امتصتها .وعند مرور ضوء النيون من خالل منشور زجاجي ينتﺞ عن ذلك طيف االنبعاث الذري للنيون. ﻃيـﻒ اﻻﻧبعـﺎﺙ الـﺬﺭﻱ لعن�ﴫ م�ا ه�و ﳎموع�ة م�ن ت�رددات اﳌوج�ات الكهرومغناطيس�ية اﳌنطلقة من ذرات العنﴫ .ويتكون طيف االنبعاث الذري للنيون من عدة خطوﻁ منفصلة من األلوان مرتبطة مع ترددات اإلشعاﻉ اﳌنبعﺜة م�ن ذرات النيون ،وهو ليس م�دً ى متص ً ال من األلوان ،كﲈ هو اﳊال ﰲ الطيف اﳌرئي للضوء األبيﺾ. ماذا قراأت و�سح كيف ينتﺞ طيف االنبعاث؟ لتعرف العنﴫ أو ﲢديد ما لكل عنﴫ طيف انبعاث ذري فريد وﳑيز يستخدم ّ إذا كان ذلك العنﴫ جز ًءا من مركب .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،عندما يغمس س�لك بالت�ﲔ ﰲ ﳏل�ول نﱰات االسﱰانش�يوم ويعرﺽ عﲆ ﳍب بن�زن ،تبعﺚ ذرات ﳑي�زا .ويمكنك إج�راء اختبار ل�ون اللهب هذا عﲆ االسﱰونش�يوم لو ًن�ا أﲪر ً ﳎموعة من العناﴏ ﰲ اﳌختﱪ. يوضح الﺸﻜل 4-8التوهﺞ األرجواﲏ -الزهري اﳌميز الناتﺞ عن ﲥيﺞ ذرات اﳍيدروجﲔ ،والذي ينتﺞ عند مروره بمنش�ور خط�وﻁ الطيف األربعة اﳌميزة لعنﴫ اﳍيدروجﲔ .الحﻆ اختالف الطبيعة اﳋطية لطيف انبعاث اﳍيدروجﲔ الذري عن طبيعة الطيف اﳌستمر. الربط علمالفلك ال�ذري طي�ف االنبع�اث ﳑي�ز للعن�ﴫ ،ويمك�ن اس�تخدامه لتعرف ذلك العنﴫ .وإن حقيقة ﻇه�ور ألوان معينة فقط ﰲ طيف االنبع�اث ال�ذري للعن�ﴫ يعن�ي انبعاث ت�رددات ﳏ�ددة من الض�وء .وألن ال�سكل 4-8ك ن ف�ش الل ون اأر وا ابع من اليدر ا مكونا اختلفة با�شتخ دام اشور .يتكون ي انبع ا الر لليدر من اأربع ة طو باأوا موية تلفة. حدد اأي خ له اأعل اقة 128 656 nm 750 700 650 486 nm 600 550 500 410 434 nm nm 450 C05-06C-828378-08 λ (nm) 400 700 600 500 400 700 600 500 400 ال�سكل 4-9الطي اأ ي امت�شا يتاأل من ط و� شودا ف و ي م�شتمر. رب اط و ال�شودا م ع رددا معية ت�ش ا ع�ش ر دد و اليلي وم االة .كن مطابتا باطو الونة ي انبعا اليليوم اب اأ�شف ي امت�شا. ه�ذه ال�ﱰددات اﳌنبعﺜ�ة مرتبطة م�ع الطاقة وف ًق�ا للمعادل�ة ، E photon= hvل�ذا تنبعﺚ الفوتوإلكﱰون�ات ذات الطاق�ات اﳌحددة فقط .وﱂ يتن�بأ أحد ﲠ�ذه اﳊقائ�ق من خالل قوانﲔ الفيزياء الكالس�يكية ،بل توقع العلﲈء مالحظة انبعاث طيف مس�تمر من األلوان فيتكون عندما تفقد اإللكﱰونات اﳌﺜارة طاقتها .ﲤتص العناﴏ ترددات ﳏددة من الضوء ّ طيف االمتصاﺹ .وتظهر الﱰددات اﳌمتصة ﰲ طيف االمتصاﺹ كأﳖا خطوﻁ سوداء، كﲈ ﰲ الﺸـﻜل .4-9وعند مقارنة اﳋطوﻁ الس�وداء بطي�ف االنبعاث اﳋاﺹ بالعناﴏ يستطيع العلﲈء أن ﳛددوا تركيب الطبقات اﳋارجية للنجوم. التقو 4-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ ﲢ�دد اﳌوجات كلها بالطول اﳌوجي، الﱰدد ،السعة ،والﴪعة. تنتقل اﳌوجات الكهرومغناطيس�ية ﲨيعها بﴪعة الضوء ﰲ الفراﻍ. للموجات الكهرومغناطيس�ية كلها خواﺹ موجية ومادية. .8 .9 فﴪ بواسطة النموذج اﳌادي للضوء فقط. ﺻﻒ الظاهرة التي يمكن أن ُت َّ .11 ﻗوﻡ استعمل نظرية بالنك ﳌعرفة كمية الطاقة التي تكتسبها اﳌادة أو تفقدها. ﹼ .10 .12 ﻗﺎﺭﻥ بﲔ الطيف اﳌستمر وطيف االنبعاث. ﻧﺎﻗـﺶ الطريق�ة التي اس�تخدم فيه�ا أينش�تاين مفه�وم الكم عن��د بالنك لتوضيح التأﺛﲑ الكهروضوئي. .13اﺣﺴــﺐ يتطل�ب تس��خﲔ 235 gم��اء م��ن درج��ة ح�رارة 22.6 oC إﱃ 94.4 oCﰲ اﳌيكرووي�ف 7.06 × 104 Jم�ن الطاق�ة ،إذا كان ت�ردد اﳌيكروويف يس�اوي 2.88 ×1010 s-1ف�ﲈ عدد َّ الكﲈت الالزمة للحصول عﲆ 7.06 ×1014 Jمن الطاقة. تبع��ﺚ اﳌ��ادة الطاق��ة وﲤتصه�ا َّ بكﲈت ﳏددة. مس�تمرا. ينتﺞ الضوء األبيﺾ طي ًفا اًّ ويتكون طيف انبع�اث العنﴫ من ملونة ومنفصلة. سلسلة خطوﻁ َّ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻗﺎﺭﻥ بﲔ الطبيعة اﳌوجية والطبيعة اﳌادية للضوء. .14 تفﺴـﲑ الﺮﺳـوﻡ العﻠمية .اس�تعن بﺎلﺸـﻜل 4-5وم�ا تعرفه عن اإلش�عاﻉ الكهرومغناطيﴘ للمقابلة بﲔ القائمتﲔ التاليتﲔ. .1أطول طول موجة .2أعﲆ تردد .3أعﲆ طاقة .aإشعاﻉ جاما .bموجة ﲢت اﳊمراء .cموجات الراديو 129 4-2 الأهداف نظرية الكم والذرة Quantum Theory and the Atom تقارن ب��ﲔ ن��م��وذج بور والنموذج اﳌيكانيك�ي الكم�ي اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ت�ساعدك ا�سائ�ص اوجية لالإلكونات على الربط ب طيف للذرة. النبعاث الذري وطاقة الذرة وم�ستويات الطاقة. تو�سح تأﺛ�ﲑ ﱟ ك�ل من الطبيع�ة الربط مع اياة تصور أنك ترتقي ً سلﲈ ،هل تستطيع الوقوف بﲔ درجاته بكلتا رجليك؟ إنك ِِ اﳌوجية – اﳉسيمية لدي بروﱄ ال تستطيع فعل ذلك؛ ألنك ال تقدر عﲆ الوقوف ﰲ اﳍواء .وهذا يشبه ما تقوم به اإللكﱰونات وم�ب�دأ الش��ك ﳍايزن�ﱪج ﰲ ﰲ مستويات الطاقة ﰲ الذرات. النظرة اﳊالية لﻺلكﱰونات ﰲ وذج بور للذرة Bohr's Model of the Atom الذرة. ف�ﴪ نموذج الطبيعة اﳌوجية -اﳉس�يمية للضوء العديدﹶ من الظواه�ر اﳌتخصصة ،ولكن بقي تعرف العالق�ة بي�ن مستويات َّ ّ الطاقة الرئي�س��ة واﳌستويات العل�ﲈء غ�ﲑ قادرين عﲆ فه�م العالقات بﲔ البناء ال�ذري ،واإللكﱰون�ات ،وطيف االنبعاث الﺜانوي�ة واﳌس�تويات الفرعية الذري .تذكر ﳑا سبق أن طيف االنبعاث الذري للهيدروجﲔ منفصل؛ أي يتكون من ترددات ً ً متصال؟ منفصال وليس ﳏددة من الضوء .ﳌاذا يكون طيف االنبعاث الذري للعناﴏ لذرة اﳍيدروجﲔ. طاقة ذرة الهيدروج استفاد العاﱂ نيلز بور من أفكار العاﳌﲔ بالنك وأينشتاين ،واقﱰح أن مراجعة افردات لذرة اﳍيدروجﲔ مستويات طاقة معينة يسمح لﻺلكﱰونات أن توجد فيها .وتسمى اﳊالة التي الذرة :أص�غ��ر ج���زء م��ن تك�ون إلكﱰونات الذرة فيها أدنى ﹴ طاقة ﺣﺎلة اﻻﺳـﺘقﺮاﺭ أما عندما تكتس�ب إلكﱰونات الذرة العن�ﴫ ﳛتفﻆ بجمي�ع خواصه ،الطاقة فتصبح ﰲ حالة إﺛارة. وتت�ك�ون م�ن اإللك�ﱰون���ات أيض�ا بﲔ مس�تويات الطاقة لذرة اﳍ�يدروجﲔ واإللك�ﱰون داخ�لها .واقﱰح أن ب��ور ربط كﲈ ً والﱪوتون��ات والنيوترونات. اإللكﱰون ﰲ ذرة اﳍيدروج�ﲔ يتحرك ح�ول الن�واة ﰲ م�دارات دائرية مسموح ﲠا فقط .وكلﲈ ص�غر مدار اإللكﱰون قلت طاقته أو ّ افردات اديدة قل مستوى الطاقة .وعﲆ العكس من ذلك ،كلﲈ كﱪ مدار اإللكﱰون زادت طاقة الذرة أو زاد مستوى الطاقة .وبنا ًء عﲆ ذلك ،فﺈن لذرة اﳍيدروجﲔ حاالت حالة االستقرار إﺛارة كﺜﲑة ،رغم أﳖا ﲢتوي عﲆ إلكﱰون واحد .والﺸﻜل 4-10يوضح أفكار العاﱂ بور. العدد الكمي مبدأ الشك ﳍايزنﱪج النموذج اﳌيكانيكي الكمي للذرة اﳌستوى العدد الكمي الرئيس مستوى الطاقة الرئيس مستوى الطاقة الﺜانوي ال�سكل 4-10يوش ر تو على الكن احد يود حالت ا�شتر ا�شتو اأ اة عدما كون الر حالة اار يكون الكن م�شتو اة اأعلى. 130 ادول 4-1 و�سف بور لذرة الهيدروج مدار بور الذري العدد الكمي ن�سف القطر اداري ()nm عدد ا�ستويات الثانوية اﻷﻭﻝ n= 1 0․0529 1 E1 n=2 0․212 2 E2 = 4E1 n =3 0․476 3 n =4 0․846 4 n=5 1․32 5 n=6 1․90 6 n=7 2․59 7 الﺜﺎﲏ الﺜﺎلﺚ الﺮابع اﳋﺎمﺲ الﺴﺎﺩﺱ الﺴﺎبع الطاقة الن�سبية E3 = 9E1 E4 = 16E1 E5 = 25E1 E6= 36E1 E7 = 49E1 صحيحا ) ،(nأطلق عليه اس�م العدﺩ الﻜمﻲ من أجل اس�تكﲈل خصص بور لكل مدار عد ًدا ً حساباته .كﲈ قام بحساب أنصاف أقطار اﳌدارات .وكان نصف قطر اﳌدار األول n=1مساو ًيا ، 0.0529 nmونصف قطر اﳌدار الﺜاﲏ n=2مساو ًيا ،0.212 nmويلخص اﳉدﻭﻝ 4-1 معلومات إضافية وصف ﲠا العاﱂ بور اﳌدارات اﳌسموح ﲠا ومستويات الطاقة. طيف الهيدروج اطي اقﱰح بور أن ذرة اﳍيدروجﲔ تكون ﰲ اﳊالة اﳌستقرة -وتسمى ً أيضا مس�توى الطاقة األول -عندما يكون اإللكﱰون الوحيد ﰲ مس�توى الطاقة .n=1وال تش�ع الذرة الطاقة عن�د هذه اﳊالة .وعندما تضاف طاقة من مص�در خارجي إﱃ الذرة ينتقل اإللكﱰون إﱃ مس�توى طاقة أعﲆ مﺜل مستوى الطاقة n=2اﳌوضح ﰲ الﺸﻜل .4-11ومﺜل هذا االنتقال لﻺلكﱰون ﳚعل الذرة ﰲ حالة اإلﺛارة .وعندما تكون الذرة ﰲ حالة اإلﺛارة )وضع غﲑ مس�تقر للذرة( يمكن أن ينتقل اإللكﱰون من مس�توى الطاقة األعﲆ إﱃ مس�توى الطاقة األقل .ونتيجة ﳍذا االنتقال ،ترسل الذرة فوتو ًنا له طاقة تساوي الفرﻕ بﲔ طاقة اﳌستويﲔ. فرﻕ الطاقة = طاقة اﳌستوى األعﲆ -طاقة اﳌستوى األدنى = طاقة الفوتون = hv )(Balmer n=2 n=3 ال�سكل 4-11عدما يت الكن من م�شتو الطاة اأعلى ا م�شتو الطاة اأ يطل فوون .ت ال�ش�ش فو البف�شية ليمان اري ة بار امرا با�شن عد انتا الكنا ا م�شتويا 3 n 2n 1nعلى اليب. n=1 + n=4 n=5 n=6 )(Paschen n=7 )(Lyman 131 4 3 2 ال�سكل 4-12م�شتويا الطاة مشابة لدرا ال�شلم .اطو ارية اأربعة عود الكن من ا�شتويا n اأعلى ا ا�شت و .n2 كلما زاد يمة n اب م�شتويا اة الر اأك بعشا من بع. n ∞ 6 5 1 يمكن�ك مقارنة مس�تويات الطاق�ة لذرة اﳍيدروج�ﲔ بدرجات الس�لم .حيﺚ يمكن للش�خص أن يصع�د أو ﳞب�ط م�ن درج�ة إﱃ أخ�رى .وكذل�ك ح�ال إلك�ﱰون ذرة ولذا يمكن اﳍيدروجﲔ؛ حيﺚ يمكنه االنتقال فقط من مس�توى مس�موح به إﱃ ﺁخر. C05-08C-828378-08 أن تنبعﺚ أو ُﲤتص كميات معينة من الطاقة تساوي فرﻕ الطاقة بﲔ اﳌستويﲔ. يوضح الﺸـﻜل 4-12أن مس�تويات الطاق�ة ﰲ ذرة اﳍيدروجﲔ ال يبع�د بعضها عن بعﺾ مسافات متساوية ،وذلك بخالف درجات السلم .كﲈ يوضح هذا الشكل ً أيضا تنق�الت اإللك�ﱰون األربعة التي تنتﺞ اﳋطوﻁ اﳌرئية ﰲ طيف االنبعاث الذري لذرة اﳍيدروج�ﲔ ،و ُينتﺞ انتقال اإللكﱰون من مس�تويات الطاقة العليا إﱃ اﳌس�توى الﺜاﲏ n=2خطوﻁ اﳍيدروجﲔ اﳌرئية كلها ،والتي تش�كل سلس�لة باﳌر .وكﲈ قيس�ت طاقة انتقال اإللكﱰون ﰲ اﳌنطقة غﲑ اﳌرئية ،مﺜل سلسلة ليﲈن )فوﻕ البنفسجية( التي ينتقل فيها اإللكﱰون إﱃ اﳌس�توى ،n=1وكذلك سلس�لة باشن )ﲢت اﳊمراء( ،التي تنتﺞ عن انتقال اإللكﱰون إﱃ اﳌستوى .n =3 ماذا قراأت و�سح ﳌاذا ينتﺞ عن سلوك اإللكﱰون ﰲ الذرة ألوان ﳐتلفة للضوء؟ فﴪ نموذج ب�ور الطيف اﳌرئ�ي للهيدروجﲔ ،إال أنه ﱂ يس�تطع حدود وذج بور ّ تفس�ﲑ طيف أي عنﴫ ﺁخر ،كﲈ أنه ﱂ يفﴪ السلوك الكيميائي للذرات .وعﲆ الرغم م�ن أن فكرة بور عن ذرة اﳍيدروجﲔ وضعت األس�اس للن�ﲈذج الذرية الالحقة ،إال أن التج�ارب الالحق�ة أوضح�ت خطأ نموذج بور بش�كل أس�اﳼ؛ إذ ﱂ ُتفهم حركة اإللكﱰونات ﰲ الذرات بصورة تامة حتى اآلن ،وهناك أدلة تﺆكد أن اإللكﱰونات ال تتحرك حول النواة ﰲ مدارات دائرية. 132 النموذج ايكانيكي الكمي للذرة The Quantum Mechanical Model of the Atom اقتن�ع العلﲈء ﰲ منتصف القرن العﴩي�ن أن نموذج بور للذرة غﲑ صحيح ،فوضعوا تصورات جديدة ومبتكرة تبﲔ كيف تتوزﻉ اإللكﱰونات ﰲ الذرات .ففي عام 1924م اقﱰح أحد طالب الدراس�ات العليا ﰲ الفيزياء -اس�مه لوي دي بروﱄ 1987- 1892) De Broglieم( -فكرة أدت إﱃ تفسﲑ مستويات الطاقة الﺜابتة ﰲ نموذج بور. الإلكونات موجات اعتقد دي بروﱄ أن للجسيﲈت اﳌتحركة خواﺹ اﳌوجات .وقد عرف دي ب�روﱄ أنه إذا كان لﻺلكﱰون حركة اﳌوجة وكان ً مقي�دا بمدارات دائرية أنصاف أقطارها ﺛابتة ،فﺈنه يستطيع إشعاﻉ موجات ذات أطوال موجية وترددات وطاقات معينة فقط .وبتطوير فكرته اشتق دي بروﱄ اﳌعادلة اآلتية: العالقة ب ا�سيم واوجة الكهرومغناطي�سية mكتلة ا�شيما λو اوة h ___ = λ mv vالدد hاب بن و موة ا�شيم ال�شبة ب اب بن نا شر كتلة ا�شيم ردد. ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺣﻞ اﻟﻤﺸﻜﻼت ﺗﻔﺴﻴﺮ اﻟﺮﺳﻮم اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ ما تنقالت الإلكون التي تف�سر �سل�سلة بار يتكون طيف انبعاث اﳍيدروجﲔ من ﺛالث سالس�ل من اﳋطوﻁ .فبعﺾ 4000 5000 6000 7000 األطوال اﳌوجية فوﻕ بنفسجية )سلسلة ليﲈن( ،وبعضها اآلخر )λ (Å ﲢت ﲪراء )سلسلة باش�ن( ،وتشكل األطوال اﳌوجية اﳌرئية سلسلة باﳌر .يعزو نموذج بور الذري هذه اﳋطوﻁ الطيفية إﱃ التفك الناقد انتق�ال إلك�ﱰون من مس�تويات الطاقة العليا التي تكون فيها .1اح�سب الط�ول اﳌوج�ي النتق�ال اإللك�ﱰون ب�ﲔ n = niإﱃ مستويات الطاقة اﳌنخفضة التي يكون فيها .n = nf اﳌدارات: Hα التحليل توض��ح الصورة ع�ل�ى اﳉه�ة اليﴪى بعﺾ تنقالت اإللكﱰون ﰲ سل�س��ل�ة باﳌ��ر لله�يدروجﲔ .و ُتس��مى ه��ذه اﳋ�ط�وﻁ )،Hδ (4101 Å) ،Hγ (4340 Å)،Hβ (4861 Å)،Hα (6562 Å وكل ط�ول موجة ) (λمرتبط م�ع انتق��ال إلك�ﱰون ضمن ذرة اﳍيدروج�ﲔ م�ن خالل اﳌعادل�ة التالي�ة التي يمﺜل فيه�ا القيمة: 1.09678 ×107 m-1ﺛابت ريدبرج. __ 1 - 1 ) m-1 __( 1/ λ = 1.09678 × 107 2 2 ni nf وﲢدث ﰲ سلسلة باﳌر انتقاالت اإللكﱰون من اﳌستويات العليا إﱃ اﳌستوى ،n=2وهذا يعني أن .nf = 2 c.ni = 5; nf = 2 d.ni = 6; nf = 2 Hβ Hδ Hγ a. ni =3; nf = 2 b. ni= 4; nf = 2 .2اربط بﲔ الط�ول اﳌوجي ﰲ سلس�لة باﳌ�ر ،والتي ﲡريبيا .وهل حسبتها ﰲ السﺆال ،1والقيم اﳌحسوبة اًّ تتوافق أطوال اﳌوجات مع األخذ بعﲔ االعتبار خطأ التجربة وعدم دقة اﳊسابات؟ ّ وضح إجابتك .واحد إنجسﱰوم )˚ (Aيساوي .10-10 m .3طبق معادل�ة E = hc/λلتحديد طاقة الكم لكل انتقال ﰲ السﺆال .1 133 y مبداأ هايزنج لل�سك كشف العلﲈء -ومنهم رذرفورد Rutherfordوبور ودي بروﱄ خف�اي�ا ال�ذرة بالت�دريﺞ .إال أن االستنت�اج الذي توص�ل إليه ع�اﱂ الفيزي�اء النظ�ري�ةهايزنﱪج 1976 -1901) Heisenbergم( كان له ﺁﺛاره الكبﲑة ﰲ النﲈذج الذرية. y x 0 أوضح هايزنﱪج أنه من اﳌستحيل أن تأخذ أي قياسات ﳉسم ما دون التأﺛﲑ فيه .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،تصور ﳏاولة إﳚاد موقع بالون متنقل مﲇء بغاز اﳍيليوم ﰲ غرفة مظلمة، فﺈذا حركت يدك تستطيع أن ﲢدد موقع البالون عندما تلمسه ،إال أنك عندما تلمس البال�ون تنقل إليه طاقة وتغﲑ مكانه .وتس�تطيع ً أيضا أن ﲢدد م�كان البالون بﺈضاءة مصباح يدوي .وباستخدام هذه الطريقة تنعكس فوتونات الضوء من البالون وتصل y إﱃ عينيك ﳏدِّ د ًة مكان البالون. λ y λ x x C05-10C-828378-08 نس�بيا ،لذا يكون تأﺛﲑ الفوتونات اﳌنعكس عنه عﲆ موقعه وألن البالون جس�م كبﲑ اًّ ﲑا جداًّ ا وغﲑ مالحﻆ .ولكن تصور ﳏاولة ﲢديد مكان اإللكﱰون باصطدامه مع صغ ً λ 0 فوتون عاﱄ الطاقة .وألن للفوتون طاقة ﳑاﺛلة لطاقة اإللكﱰون نفسه ،لذا فﺈن التصادم بﲔ اﳉسمﲔ يغﲑ اًّ كال من الطول اﳌوجي للفوتون وموقع اإللكﱰون وﴎعته اﳌتجهة، ،4أي أنه ﳛدث تغﲑ ال يمكن ﲡاهله ﰲ مكان اإللكﱰون وحركته. كﲈ ﰲ الﺸﻜل -13 لق�د أدى ﲢلي�ل هايزنﱪج ﳌﺜل تل�ك التصادمات بﲔ الفوتون�ات واإللكﱰونات إﱃ اس�تنتاجه التارﳜي ،وهو "مبدﺃ ﻫﺎﻳﺰﻧﱪﺝ لﻠﺸـك" الذي ينص عﲆ أنه من اﳌستحيل معرفة ﴎعة جسيم ومكانه ﰲ الوقت نفسه بدقة. ال�سكل 4-13عدما ي�شطدم فوون م ع الك ن �شاكن ت ك من �شرعة الك ن مكان .ا يوش مبداأ ماذا قراأت و�سح مبدأ هايزنﱪج للشك. ايزنج للش .فمن ا�شتحي اأن نعر C05-10C-828378-08 وع�ﲆ الرغ�م من أن العلﲈء قد وجدوا مبدأ هايزن�ﱪج ﰲ تلك اﳊقبة صعب القبول، مكان ا�شيم �شرعت الو نف�ش. إال أنه أﺛبت أنه يصف اﳌحدِّ دات األساسية ﳌا يمكن مالحظته؛ فتأﺛﲑ تصادم الفوتون ف�سر اذا تت اقة الفوتون باﳉسم الكبﲑ -مﺜل البالون اﳌﲇء باﳍيليوم -قليل ،بحيﺚ إن الشك ﰲ موقعه أصغر من أن يقاس .ولكن هذه اﳊالة ال تشبه إلكﱰو ًنا يتحرك بﴪعة 6 ×106 m/sقرب -9 النواة .فع�دم التح�دي�د أو الشك ﰲ مكان اإللكﱰون هو عﲆ األقل ،10 mوهذا أكﱪ 10مرات تقري ًبا من قطر الذرة. ويعني مبدأ هايزنﱪج للشك ً أيضا أنه من اﳌستحيل ﲢديد مسارات ﺛابتة لﻺلكﱰونات مﺜ�ل اﳌدارات الدائرية ﰲ نموذج ب�ور ،وأن الكمية الوحيدة التي يمكن معرفتها هي اﳌكان الذي ﳛتمل أن يوجد فيه إلكﱰون حول النواة. 134 معادلة �سرودر اوجية ﰲ ع�ام 1926م تاب�ع الف�ي�زيائي النم�س�اوي إيروين ش��رودنج�ر 1961 - 1887) Schrodingerم( نظرية اﳌوجة – اﳉس�يم التي اقﱰحها دي بروﱄ ،واشتق ﴍودنجر معادلة عﲆ اعتبار أن إلكﱰون ذرة اﳍيدروجﲔ موجة .وﻇهر أن نموذج ﴍودنجر لذرة اﳍيدروجﲔ ينطبق جيدً ا عﲆ ذرات العناﴏ األخرى ،وهو ما فش�ل نموذج بور ﰲ ﲢقيقه .ويس�مى النموذج الذري الذي يعامل اإللكﱰونات عﲆ أﳖا موجات بالنموذج اﳌوجي اﳌيكانيكي للذرة أو النموﺫﺝ اﳌيﻜﺎﻧيﻜﻲ الﻜمﻲ لﻠﺬﺭﺓ .وكﲈ هو اﳊ�ال ﰲ نموذج بور ،ﳛ�دد النموذج اﳌيكانيكي الكمي طاقة اإللك�ﱰون بقيم معينة ،إال أنه -بخالف نموذج بور -ال ﳛاول وصف مسار اإللكﱰون حول النواة. ماذا قراأت قارن بﲔ نموذج بور والنموذج اﳌيكانيكي الكمي للذرة. أعت�ﱪ كل ح�ل ﳌعادلة ﴍودنجر يمﺜ�ل دالة موجية ،ترتبط مع احت�ﲈل وجود اإللكﱰون ضمن حجم معﲔ من الفراﻍ حول النواةّ . تذكر من خالل دراستك للرياضيات أن حادﺛة ما ذات احتﲈل ﹴ عال تكون أكﺜر قابلية للحدوث من اﳊادﺛة ذات االحتﲈل اﳌنخفﺾ. موقع الإلكون احتمل تتنب��أ دالة اﳌوجة بمنطقة ﺛالﺛي�ة األبعاد لﻺلكﱰون حول النواة ُتس�مى اﳌﺴـﺘو ،وهو يص�ف اﳌوق�ع اﳌح�تمل لوج�ود إلك�ﱰون .يشبه اﳌستوى الفرعي س�حابة تتناس�ب كﺜافتها عند نقطة معينة مع احتﲈل وج�ود اإللكﱰون عند تلك النقطة .ويوضح الﺸﻜل 4-14aخريطة الكﺜافة اإللكﱰونية )الس�حابة اإللكﱰونية( التي تصف اإللكﱰون ﰲ مس�توى الطاقة األدنى ،ك�ﲈ أﳖا ُتعد صورة ﳊظية ﳊركة اإللكﱰون حول النواة ،حيﺚ ﲤﺜل كل نقطة فيها موقع اإللكﱰون عند ﳊظة معينة من الوقت .وﲤﺜل ً ﲑا لوج�ود اإللكﱰون ﰲ هذا اﳌوقع .إال الكﺜ�اف�ة الع�الية للنقاﻁ ق�رب الن�واة احتﲈال كب ً أنه -بسبب عدم وجود حدود ﺛابتة للسحابة -من اﳌمكن ً أيضا أن يوجد اإللكﱰون عﲆ مسافة أبعد من النواة. ماذا قراأت� سف أين توجد اإللكﱰونات ﰲ ذرة ما؟ a b ال�سكل 4-14ريطة الكافة احتما ود الك ن مو ع مع ح و ال وا. .aر الكاف ة العالية للا ر الوا اأن احتما ود الكن ر الوا كب دا. .bيحتم ود الكن ب�شبة 90%شمن اط ة الدارية الا ر عد اأ ة. اأحيا نا يتم اعتبار اطة ي دد م�شطا الر .ا الر�شم الدار اأبعاد لكر تو على الكنا. 135 م�ستويات ذرة الهيدروج Hydrogen′s Atomic Orbitals ألن حدود اﳌس�توى غﲑ واضحة فليس للمس�توى حجم ﺛابت ودقيق .وللتغلب عﲆ عدم سطحا للمستوى ﳛتوي عﲆ 90% التحديد اﳌﺆكد ﰲ موقع اإللكﱰون يرسم الكيميائيون ً من االحتﲈل الكﲇ لوجود اإللكﱰون .وهذا يعني أن احتﲈل وجود اإللكﱰون ضمن هذه اﳊ�دود ه�و ،0.9واحت�ﲈل وجوده خارجها ه�و .0.1وبعبارة أخرى ،ف�ﺈن احتﲈل وجود اإللك�ﱰون قري ًبا من النواة وضمن اﳊجم اﳌعرف باﳊ�دود أكﺜر من احتﲈل وجوده خارج ذلك اﳊجم .والدائرة ﰲ الﺸﻜل 4-14bﲤﺜل 90%من مستوى اﳍيدروجﲔ األقل طاقة. وعﲔ عﲔ أع�داد الكم ﳌدارات اإللكﱰونّ . عدد الكم الرئي�ص تذكر أن نموذج بور قد ّ النموذج الكمي بصورة مش�اﲠة أربعة أعداد كم للمس�تويات الذرية .يعد العدد األول هو ﻋدﺩ الﻜﻢ الﺮﺋيﺲ ) ،(nالذي يشﲑ إﱃ اﳊجم النسبي وطاقة اﳌستويات؛ إذ كلﲈ ازدادت قيمة nزاد حجم اﳌس�توى ،لذا يقﴤ اإللكﱰون وق ًتا أكﱪ بعيدً ا عن النواة ،وتزداد طاقة الذرة. لذا ﲢدد nمستويات الطاقة الرئيسة للذرة ،و ُيسمى كل منها بمﺴﺘو الطﺎﻗة الﺮﺋيﺲ .وقد ُأعطي مستوى الطاقة األدنى للذرة عدد كم رئيﴘ يساوي ) .(1وعندما ﳛتل إلكﱰون ذرة اﳍيدروجﲔ الوحيد اﳌستوى n=1تكون الذرة ﰲ اﳊالة اﳌستقرة .وقد تم ﲢديد 7مستويات طاقة لذرة اﳍيدروجﲔُ ،أعطيت أعدا ًدا ) (nتﱰاوح بﲔ 1و .7 م�ستويات الطاقة الثانوية ﲢتوي مس�تويات الطاقة الرئيس�ة عﲆ مﺴـﺘوﻳﺎت ﺛﺎﻧوﻳة. ويتألف مستوى الطاقة الرئيس 1من مستوى ﺛانوي واحد ،ومستوى الطاقة الرئيس 2من مس�تويﲔ ﺛانويﲔ للطاقة ،ومس�توى الطاقة الرئيس 3من ﺛالﺛة مس�تويات ﺛانوية ،وهكذا. وﳌعرفة العالقة بﲔ مس�تويات الطاقة الرئيس�ة واﳌستويات الﺜانوية بطريقة أفضل ،انظر إﱃ الﺸـﻜل .4-15فكل�ﲈ ارتفعت إﱃ أعﲆ ﲢتوي الصفوف ع�ﲆ مقاعد أكﺜر .وكذلك يتزايد عدد اﳌستويات الﺜانوية للطاقة ﰲ مستوى الطاقة الرئيس عندما تزداد قيمة .n ماذا قراأت و�سح العالقة بﲔ مستويات الطاقة الرئيسة واﳌستويات الﺜانوية. ال�سكل 4-15ك ن التفك م�شتويا الطاة كاأنا شف و ااعد ا ا�شر اأر ا تو ال�شف و العليا على ماعد اأك. بشك ا تو م�شتويا الطاة اأبعد عن الوا على م�شتويا انوية اأك للطاة. n = 4 4 n = 3 3 n = 2 n = 1 136 C05-12C-828378-08 اأ�سكال ا�ستويات الفرعية تسمى اﳌستويات الﺜانوية f ،d ،p ،sحسب أشكال اﳌستويات الفرعية .فمس�تويات sﲨيعها كروية الش�كل ،واﳌس�تويات pﲨيعها تتكون من فصﲔ ،أما مس�تويات dو fفليس ﳍا الش�كل نفس�ه .وﳛتوي كل مس�توى عﲆ إلكﱰونﲔ كحد أعﲆ. ويك�ون ش�كل اﳌس�توى الفرعي الوحي�د ﰲ مس�توى الطاقة الرئي�س األول كرو اًّي�ا مطاب ًقا لش�كل اﳌس�توى الفرع�ي 1sالذي يوج�د فيه .ويطلق عﲆ اﳌس�تويﲔ الﺜانويﲔ ﰲ مس�توى الطاقة الرئيس الﺜاﲏ .2s ، 2p ،واﳌستوى الﺜانوي 2sﳛوي اﳌستوى الفرعي 2sذا الشكل ً الكروي مﺜل شكل اﳌستوى الفرعي 1sولكنه أكﱪ حجﲈ ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل .4-16a و ُيمﺜّ��ل اﳌس�توى الﺜانوي 2pبﺜالﺛ�ة مس�تويات فرعي��ة يتك�ون ك�ل من�ه�ا من فص�ﲔ، وتع�ﱪ األح�رف xو yو zعن اﲡاهات اﳌس�تويات الفرعية p ُتس�م�ى.2pz، 2py، 2px : ِّ عﲆ اﳌحاور ،z ، y ، xكﲈ ﰲ الﺸﻜل .4-16b ماذا قراأت� سف أشكال اﳌستويﲔ sو .p ال�سكل 4-16يحتو ك م�شتو انو على م�شتويا فرعية باأ�شكا تلفة. z z x z x x y y z z x x y y y pz px py 1s 2s .aا�شتويا الفرعية sجميعها كروية وتزداد اأحجامها مع ادياد العدد الكمي الري�. .bم�شتويا p الفرعية الثالة لها اأ�شكا ف�شية موجهة نحو احاور الثالة .x,y,z z z y x y x dz2 dx2-y2 z z z y y x x dyz y x dxy dxz .cاأربعة من م�شتويا d الفرعية لها ال�شكل نف�شه ,ولكنها تقع عل م�شتويا ااها تلفة ,اأما ا�شتو الفرعي dzفل� شكل اميز. 2 C05-13C-828378-08 C05-15C-828378-08 137 ادول 4-2 م�ستويات الطاقة الأربعة الأو للهيدروج عدد الكم الرئي�ص ()n اأنواع ا�ستويات الثانوية اوجودة عدد ا�ستويات الفرعية ا�ستويات الثانوية موع ا�ستويات الفرعية م�ستوى الطاقة الرئي�ص ()n2 1 s 1 1 s 1 p 3 s 1 p 3 d 5 s 1 p 3 d 5 f 7 2 3 4 4 9 16 ﳛت�وي مس�توى الطاق�ة الرئي�س الﺜال�ﺚ عﲆ ﺛالﺛ�ة مس�تويات ﺛانوي�ة ه�ي،3d، 3p، 3s : حيﺚ ﳛتوي كل مس�توى ﺛانوي dﲬس�ة مس�تويات فرعي�ة ذات طاقة متس�اوية ،أربعة من مس�تويات dالفرعية ﳍا أش�كال متش�اﲠة ولكن اﲡاهاﲥا ﳐتلفة حول اﳌستويات ،x ، y ، z إال أن اﳌس�توى الفرعي اﳋامس dZ2له ش�كل واﲡاه ﳜتلفان عن اﳌس�تويات الفرعية األربعة السابقة .وأشكال مستويات dالفرعية واﲡاهاﲥا موضحة ﰲ الﺸﻜل .4-16cﳛتوي مستوى الطاقة الرابع ) (n=4عﲆ مس�توى ﺛانوي رابع ُيس�مى اﳌس�توى الﺜان�وي ،4fوهو ﳛتوي 7 مستويات فرعية ذات طاقة متساوية .وللمستويات الفرعية للمستوى الﺜانوي fأشكال معقدة متعددة الفصوﺹ. يلخص اﳉدﻭﻝ 4-2مس�تويات الطاقة الرئيس�ة األربعة للهيدروجﲔ ،واﳌستويات الﺜانوية واﳌس�تويات الفرعية اﳌرتبطة معها .الحﻆ أن عدد اﳌس�تويات الفرعية ﰲ كل مستوى ﺛانوي ً دائﲈ عدد فردي ،وأن أكﱪ عدد للمستويات الفرعية ﰲ مستوى الطاقة الرئيس يساوي .n2 فرعيا واحدً ا فقط .وتستطيع ويمكن أن يشغل إلكﱰون ذرة اﳍيدروجﲔ ﰲ أي وقت مستو ًيا اًّ أي متوافرة ،يمكن أن يشغلها اإللكﱰون أن تعدّ اﳌستويات الفرعية األخرى مساحات شاغرة ،ﹾ إذا ارتفعت طاقة الذرة أو انخفضت .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،عندما تكون ذرة اﳍيدروجﲔ ﰲ اﳊالة اﳌس�تقرة ﳛت�ل اإللكﱰون اﳌس�توى الفرعي ،1sفﺈذا اكتس�بت الذرة كمية م�ن الطاقة انتقل اإللكﱰون إﱃ أحد اﳌس�تويات الفرعية الشاغرة .ويمكن لﻺلكﱰون اعتﲈ ًدا عﲆ كمية الطاقة اﳌكتس�بة أن ينتقل إﱃ اﳌس�توى الفرعي ،2sأو إﱃ أحد اﳌستويات الفرعية الﺜالﺛة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي ،2pأو إﱃ أي مستوى فرعي شاغر ﺁخر. 138 التقو 4-2 اﻟﺨﻼﺻﺔ يربط نم�وذج بور لل�ذرة طيف انبع�اث اﳍيدروج�ﲔ بانتق�ال اإللكﱰونات من مستويات طاقة عليا إﱃ مستويات طاقة منخفضة. ترب�ط معادل�ة دي ب�روﱄ طول موجة ُ اﳉسيم مع كتلته وترددها وﺛابت بالنك. يفت��رﺽ النم��وذج اﳌيكانيك�ي الكمي للذرة أن لﻺلك�ت�رون��ات خ��واﺹ اﳌوج�ات. تش�غل اإللكﱰون���ات مناطق ﺛالﺛي�ة األبعاد ﰲ الفراﻍ ُتس�مى اﳌستويات الفرعية. .15 .16 ﻓـﴪ ﳌ�اذا ﳛتوي طي�ف االنبعاث الذري عﲆ ت�رددات معينة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﹼ للضوء ،حسب نموذج بور الذري؟ ﻋدﹼ ﺩ اﳌس�تويات الﺜانوية اﳌوجودة ﰲ مس�تويات الطاقة الرئيس�ة األربعة لذرة اﳍيدروجﲔ. .17ﺣدﹼ ﺩ اﳌس�تويات الفرعية ﰲ كل مس�توى ﺛانوي ،sوﰲ كل مستوى ﺛانوي p ﳌستويات الطاقة الرئيسة األربعة لذرة اﳍيدروجﲔ. .18 .19 ﻓـﴪ ﳌاذا يك�ون موقع اإللك�ﱰون ﰲ ذرة غ�ﲑ معلوم بدقة.مس�تخد ًما مبدأ هايزن�ﱪج للش�ك والطبيع�ة اﳌوجي�ة -اﳉس�يمية؟ وكي�ف ُيع�رف موق�ع اإللكﱰونات ﰲ الذرات؟ ُ نصف قطر اﺣﺴـﺐ مس�تعينًا باﳌعلومات ﰲ اﳉدﻭﻝ ،4-1كم مرة يس�اوي مدار ذرة اﳍيدروجﲔ الس�ابع بالنس�بة إﱃ نصف قطر مدارها األول ،حسب نظرية بور؟ .20 ﻗﺎﺭﻥ بﲔ نموذج بور والنموذج اﳌيكانيكي الكمي للذرة. 139 4-3 الأهداف ترتيب الإلكونات الذرات Electron Configuration تطبق مب�دأ ب�اوﱄ ومب�دأ أوفب�او )البن�اء التصاع�دي( اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُيحدَّ د التوزيع الإلكو الذرة با�ستخدم ثالث قواعد. وقاعدة هون�د لكتاب�ة التوزيع الربط مع اياة عندما يصعد الطالب إﱃ اﳊافلة ﳚلس كل منهم ﰲ مقعد وحده حتى ُت ﹶ شغل اإللك�ﱰوﲏ باس�تخدام طريقة اﳌقاعد كلها ،ﺛم يأﰐ ﺁخرون فيشاركوﳖم اﳉلوس عليها .وكذلك اإللكﱰونات ﲤﻸ مستويات رسم اﳌربعات ،وطريقة الﱰميز الطاقة بالطريقة نفسها. اإللك�ﱰوﲏ ،وطريق�ة ترمي�ز الغاز النبيل. التوزيع الإلكو االة ا�ستقرة تو�سح اﳌق�ص�ود بﺈلك�ﱰونات Ground -State Electron Configuration وخصوصا أن هذه الذرات قد أمرا صع ًب�ا، ً التكافﺆ ،وترسم التمﺜيل النقطي يب�دو لن�ا ترتيب إلكﱰونات ذرات العناﴏ الﺜقيلة ً إللكﱰونات التكافﺆ ﰲ الذرة .ﲢتوي عﲆ أكﺜر من 100إلكﱰون .فﺈذا علمنا أن مس�تويات هذه الذرات تش�به مستويات ذرة مراجعة افردات الإلكونُ :جس�ي�م ذو كتل���ة صغﲑة جداًّ ا ،س��ال�ب الشحن�ة، م�وج�ود ﰲ كل أش�كال اﳌ�ادة، ويتحرك بﴪعة ﰲ الفراﻍ اﳌحيط بنواة الذرة. افردات اديدة التوزيع اإللكﱰوﲏ مبدأ أوفباو )البناء التصاعدي( اﳍيدروجﲔ فﺈن ذلك يسمح لنا بﱰتيب إلكﱰونات هذه الذرات باستخدام قواعد قليلة ﳏددة. ُيس�مى ترتيب اإللكﱰونات ﰲ الذرة الﺘوﺯﻳع اﻹلﻜﱰﻭﲏ .وألن األنظمة ذات الطاقة اﳌنخفضة اس�تقرارا م�ن األنظمة ذات الطاقة العالية ف�ﺈن اإللكﱰونات ﲤيل إﱃ اﲣ�اذ ترتيب ُيعطي أكﺜر ً الذرة أقل طاقة ﳑكنة .ويسمى ترتيب اإللكﱰونات ﰲ الوضع األقل طاقة واألكﺜر ﺛبا ًتا التوزيع اإللك�ﱰوﲏ ﰲ اﳊالة اﳌس�تقرة للعنﴫ .وﲢكم اﳌبادﺉ أو القواعد – ومنه�ا مبدأ أوفباو ومبدأ باوﱄ وقاعدة هوند – كيفية ترتيب اإللكﱰونات ﰲ مستويات الذرة. مبداأ اأوفباو ينص مبدﺃ ﺃﻭﻓبﺎﻭ )البنﺎﺀ الﺘﺼﺎﻋدﻱ( عﲆ أن كل إلكﱰون يش�غل اﳌس�توى األقل طاق�ة .ل�ذا فﺈن ﲢدي�د التوزيع اإللكﱰوﲏ ﰲ اﳊالة اﳌس�تقرة يتطلب معرفة ترتيب اﳌس�تويات الفرعية وفق تزايد طاقاﲥا .ويعرف هذا التسلسل برسم أوفباو ،وهو موضح ﰲ الﺸﻜل ،4-17 فرعيا. حيﺚ يمﺜل كل صندوﻕ ﰲ الشكل ً مستوى اًّ مبدأ باوﱄ قاعدة هوند 140 4d ال�سكل 4-17يوش ر�شم اأفبا اة ك م�شتو انو مارنة بطاة ا�شتويا الانوية اأر .ك شد الر�شم م�شت و فرع يا. حدّ د اأي م�شت ــو ان ــوي ل ــه الطاقة الأك 4d :اأو 5p 3d 5p 6s 5s 4p 4s 3p 3s 2p 2s 1s التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات 4f 5d 6p 7s إلكﱰونات التكافﺆ 5f 6d 7p ادول 4-3 خوا�ص ر�سم اأوفباو مثال اا�سية طاقة اﳌستويات الفرعية ﰲ اﳌستوى الﺜانوي ﲨيعها متساوية. اﳌستويات الفرعية الﺜالﺛة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي 2pﲨيعها متساوية الطاقة. ﰲ الذرة اﳌتعددة اإللكﱰونات تكون طاقة اﳌستويات الﺜانوية اﳌختلفة ضمن مستوى الطاقة الرئيس الواحد ﳐتلفة. طاقة اﳌستويات الفرعية الﺜالﺛة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي 2pأعﲆ من طاقة اﳌستوى الفرعي .2s تسلسل زيادة طاقة اﳌستويات الﺜانوية ضمن مستوى الطاقة الرئيس الواحد هو f ،d ،p ،s فﺈذا كان n =4فسيكون التسلسل ﳌستويات الطاقةالﺜانوية .4f ،4d ،4p ،4s تس�تطيع مس�تويات الطاق�ة الﺜانوية ﳌس�توى رئي�س أن تتداخل مع تكون طاقة اﳌستوى الفرعي ﰲ اﳌستوى الﺜانوي 4sأقل من طاقة اﳌستويات الفرعية اﳋمسة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي .3d مستويات الطاقة الﺜانوية ضمن مستوى رئيس ﺁخر. يلخص اﳉدﻭﻝ 4-3عدة خواﺹ لرسم أوفباو .وعﲆ الرغم من أن مبدأ أوفباو يصف التسلسل الذي ﲤتلﺊ فيه اﳌس�تويات الفرعية باإللكﱰون�ات إال أنه من اﳌهم أن نعرف أن الذرات ال ُتبنى بﺈضافة إلكﱰو ًنا بعد اآلخر. → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 5. → → 2. → → 6. → 3. → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 4. قاعدة هوند إن حقيق�ة تنافر اإللكﱰونات اﳌش�حونة بش�حنة س�البة ﳍ�ا تأﺛﲑ كب�ﲑ ﰲ توزيع اإللكﱰونات ﰲ مس�تويات فرعية متس�اوية الطاقة .وتنص ﻗﺎﻋدﺓ ﻫوﻧـد Hund's ruleعﲆ أن اإللكﱰونات تتوزﻉ ﰲ اﳌس�تويات الفرعية اﳌتس�اوية الطاقة بحيﺚ ﲢافﻆ عﲆ أن يكون ﳍا االﲡاه نفس�ه م�ن حي�ﺚ الدوران ،قبل أن تش�غل اإللكﱰون�ات اإلضافي�ة ذات اﲡاه ال�دوران اﳌعاكس اﳌس�تويات نفسها .فعﲆ س�بيل اﳌﺜالُ ،ﲤﻸ مس�تويات 2pالفرعية الﺜالﺛة بﺈلكﱰونات منفردة ،ﺛم ﲢدث عملية االزدواج .ويوضح الش�كل اآلﰐ تسلس�ل دخول س�تة إلكﱰونات ﰲ مستويات p الفرعية. → → → → → → → أدخ�ل معلوم�ات م�ن ه�ذا القسم ﰲ مطويتك. 1. → → → → → → →→ → →→ → → → → → → وين�ص مبـدﺃ بـﺎﻭﱄ ع�ﲆ أن ع�دد إلكﱰون�ات اﳌس�توى الفرع�ي الواح�د ال يزي�د ع�ن إلكﱰونﲔ وي�دور كل منه�ﲈ ح�ول نفس�ه باﲡ�اه معاك�س لﻶخ�ر .واق�ﱰح الفي�زي�ائ�ي النمس��اوي 2. 3. اإلﺛ�ارة .و ُيمﺜَّل الذرات ﰲ حاالت ب�اول��ي 1958– 1900) Pauliم( ه�ذا اﳌب�دأ بعد مالحظ�ة اﳌستوى الفرعي الذي ﳛتوي عﲆ زوج من اإللكﱰونات ذات الدوران 6.اﳌتعاكس ب� 5..وألن كل مس�توى فرعي ال يس�تطيع احتواء أكﺜر من إلكﱰونﲔ فﺈن اﳊد األعﲆ لﻺلكﱰونات ﰲ مستوى الطاقة الرئيس يساوي .2n2 اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت → → → → 2. → 1. → 3. → 6. 5. 4. → → → → م�ن الك�ل�م�ة األﳌ��ان�ي�ة ،aufbauenوالتي تعني ﳞيﺊ أو يرتب. → → → → → → → → → → → → → → → "ﺃﻭﻓبﺎﻭ "Aufbau → 6. اأ�سل الكلمة → 3. مبداأ باو يمكن ﲤﺜيل اﳌس�تويات الفرعية بمربعات أو دوائر كﲈ يمكن ﲤﺜيل اإللكﱰونات ﰲ اﳌس�تويات باس�تخدام األسهم ﰲ اﳌربعات .ولكل إلكﱰون اﲡاه دوران مرتبط معه ،حيﺚ يمﺜل 1. الس�هم 2. دوران اإللكﱰون ﰲ اﲡاه معﲔ ،ويمﺜل الس�هم اﳌتجه إﱃ أس�فل اﳌتج�ه إﱃ أع�ﲆ 1. اﳌعاكس .ويمﺜل 2. اإللك�ﱰون ﰲ االﲡ�اه3. 4. اﳌربع الفارﻍ دوران ش�اغرا ،كﲈ يمﺜل فرعيا ً مس�تو ًيا اًّ 5. 1. 2. 3. 1. واحد 2. اﳌرب�ع الذي ﳛتوي 3. أعﲆ ويمﺜل بﺈلك�ﱰون واحد، فرعيا يتج�ه إﱃ 5. عﲆ س�هم 6. مس�تو ًيا 4.اًّ فرعيا ﳑتلﺌً4.ا. عﲆ سهمﲔ أحدﳘا5.يتجه إﱃ أعﲆ 6. 4. واآلخر إﱃ أسفل 5.مستو ًيا اًّ اﳌربع الذي ﳛتوي 6. 1. 4. 141 1s تعرف كيفية ترتي�ب اإللكﱰونات ﰲ ماذا قراأت اذكر ن�ص القوانﲔ الﺜالﺛة الت�ي ّ الذرات. 2s 2px التوزيع الإلكو تستطيع أن ﲤﺜل التوزيع اإللكﱰوﲏ للذرة بﺈحدى الطرائق اآلتية :رسم مربعات اﳌستويات، أو الﱰميز اإللكﱰوﲏ ،أو ترميز الغاز النبيل. 2py 2pz ر�سم مربعات ا�ستويات يمكن التعبﲑ عن اإللكﱰونات ﰲ اﳌس�تويات الفرعية بأس�هم نون كل مربع بعدد الكم الرئيس ومس�توى الطاقة الفرعي ﰲ اﳌس�توى ﰲ اﳌربعات؛ إذ ُي ﹶع ﹶ الﺜانوي .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،مستويات ذرة الكربون ﰲ اﳊالة اﳌستقرة ﲢتوي عﲆ إلكﱰونﲔ ﰲ اﳌس�توى الفرع�ي 1s؛ وإلكﱰون�ﲔ ﰲ اﳌس�توى الفرعي ،2sوإلكﱰونﲔ ﰲ مس�تويﲔ فرعيﲔ من مستويات 2pالفرعية الﺜالﺛة ،كﲈ هو موضح: → → → → → → → → → → 2s 2p Electron Arrangement 1s ال�سكل 4-18دا م�شتويا 1s 2s 2pلر اليون. → → → → → → حدد كم الك نا ف ر اليون 2p 1s 2s الميز الإلكو يعﱪ الﱰميز اإللكﱰوﲏ عن مس�توى الطاقة الرئيس واﳌستويات أسا يمﺜل عدد اإللكﱰونات ﰲ الﺜانوية اﳌرتبطة مع كل اﳌستويات الفرعية ﰲ الذرة ،ويتضمن اًّ اﳌستوى .فيكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة الكربون ﰲ اﳊالة اﳌستقرة ﰲ صورة .1s2 2s2 2p2 ويوضح الﺸﻜل 4-18كيفية تداخل مستويات 1s 2s 2px 2py 2pzلذرة النيون. ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 4-4رس�م مربعات اﳌس�تويات والﱰميز اإللكﱰوﲏ للعناﴏ ﰲ الدورتﲔ األوﱃ والﺜانية من اﳉدول الدوري للعناﴏ. → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 5 1. 1. 1s2 2s2 2p 4. 4. 6 1s2 2s2 2p 4. 4. → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 6. 6. 5. 6. → → 6. 5. 5. 4. 5. 6. 5. 4. 4. 4. 5. → 3. 3. 2. 6. 3. 6. 5. 5. → 3. 6. 2. 2. 3. 1. 5. 2. 5. 4. 6. 4. 2. 5. 1. 4. 1. 4. 1. 2. 5. 2. 5. → الني�ون Ne 6.10 3. 3. 6. 5. 2. 5. 2. 5. 4 1. 1. 1s2 2s2 2p 4. 4. 2. 5. → الفل�ور F 3. 6. 2. 2. 5. 6. 4. 1. 4. 1. 4. 3. 2. 5. 1. 4. 1. 3 1. 1s2 2s2 2p 4. 1. 4. 2. 5. → 9 3. 6. 6. األكسجﲔ O 3. 2. 2. 5. 5. 2. 1. 2 1. 1. 1s2 2s2 2p 4. 4. → 8 6. 3. 6. 3. 6. 3. 6. 2. 1. 1. 6. 4. 4. 1. 3. 2. 5. → النيﱰوجﲔ N 7 3. 3. 6. 6. 3. الكرب�ون 3. 6. 2. 5. → C 6 3. 6. 3. 2. 5. 2. 3. 6. 1. 4. 1. → B 3. 1 1. 1. 1s2 2s2 2p 4. 4. → البورون 2. 3. 6. 3. 6. 1. 2. 5. 2. 5. 1. 4. 1s2 2s2 → 5 6. 3. 6. 5. 3. 6. 2. 5. 4. 2. 5. 1. 4. 1. 4. 1s2 2s1 → البﲑيليوم Be 4 الليﺜي�وم 1. 4. 1s2 → Li 3 3. 3. 2. 3. 6. 2. 1. 2. 5. 1. 1. 1s1 → اﳍيلي�وم He 2 6. 3. 6. 5. 2. 5. 4. → 1 3. 3. 2. 2. 1. → ر�سم مربعات ا�ستويات → العن�سر رمزه اﳍيدروجﲔ H 142 العدد الذري الميز الإلكو → الميز الإلكو → ادول 4-4 ور�سم مربعات ا�ستويات للعنا�سر من 1اإ10 وﲢتل إلكﱰونات الصوديوم العﴩة األوﱃ اﳌستويات ،1s 2s 2pويدخل اإللكﱰون اﳊادي عﴩ اﳌستوى 3sاعتﲈ ًدا عﲆ مبدأ أوفباو .لذا يكون الﱰميز اإللكﱰوﲏ ورسم مربعات اﳌستويات للصوديوم عﲆ النحو اآلﰐ: 1s22s22p63s1 → → → → → → → → → → → 2p 3s 1s 2s ترميز الغاز النبيل (الطريقة اخت�سرة) طريق�ة لتمﺜيل التوزي�ع اإللكﱰوﲏ للغازات النبيلة اﳌوجودة ﰲ العمود األخﲑ من اﳉدول الدوري ،وﳛتوي مدارها األخﲑ )ما عدا اﳍيليوم( عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات ،وهي عادة مستقرة .وتستخدم األقواس اﳌربعة ﰲ ترميز الغاز النبيل. فعﲆ سبيل اﳌﺜال [He] ،يمﺜل التوزيع اإللكﱰوﲏ للهيليوم ،1s2و ] [Neيمﺜل التوزيع اإللك�ﱰوﲏ للني�ون .1s2 2s2 2p6قارن ب�ﲔ التوزيع اإللكﱰوﲏ للني�ون والصوديوم أعاله .والحﻆ أن التوزيع اإللكﱰوﲏ للمس�تويات الداخلية للصوديوم ﳑاﺛل للتوزيع اإللكﱰوﲏ للنيون .ويمكن أن ﲣتﴫ التوزيع اإللكﱰوﲏ للصوديوم باستخدام ترميز الغ�از النبيل عﲆ النح�و اآلﰐ .[Ne] 3s1ويوضح اﳉـدﻭﻝ 4-5التوزيع اإللكﱰوﲏ لعناﴏ الدورة الﺜالﺜة بطريقتي الﱰميز اإللكﱰوﲏ ،وترميز الغاز النبيل. ال�ستخدام العلمي مقابل ال�ستخدام ال�سائع الدﻭﺭﺓ ﱞ ص�ف أفقي من اﻻﺳـﺘخداﻡ العﻠمﻲ: العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري اﳊديﺚ. هناك سبع دورات ﰲ اﳉدول الدوري اﳊديﺚ للعناﴏ. اﻻﺳـﺘخداﻡ الﺸـﺎﺋع :فﱰة من الوقت ﳏددة بواسطة ﻇاهرة متكررة. تستغرﻕ دورة األرﺽ حول الشمس سنة واحدة. ماذا قراأت و�سح كيف ُيكتب ترميز الغاز النبيل لعن�ﴫ ما؟ وما ترميز الغاز النبيل للكالسيوم؟ ادول 4-5 التوزيع الإلكو للعنا�سر العن�سررمزه العدد الذري من 11اإ18 طريقة الميز الإلكو طريقة ترميز الغاز النبيل (الطريقة اخت�سرة) الﺼوﺩﻳوﻡ Na 11 1s2 2s2 2p6 3s1 [Ne] 3s1 اﳌﺎﻏنﺴيوﻡ Mg 12 1s2 2s2 2p6 3s2 [Ne] 3s2 اﻷلومنيوﻡ Al 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 [Ne] 3s2 3p1 الﺴﻠيﻜوﻥ Si 14 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 [Ne] 3s2 3p2 الفوﺳفوﺭ P 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 [Ne] 3s2 3p3 الﻜﱪﻳﺖ S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 [Ne] 3s2 3p4 الﻜﻠوﺭ Cl 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p5 اﻷﺭﺟوﻥ Ar 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ] [Arأو [Ne] 3s2 3p6 143 ا�ستثناءات التوزيع الإلكو يمكن اس�تخدام رس�م أوفب�او ﰲ كتابة التوزي�ع اإللكﱰوﲏ األكﺜر اس�تقرارا للعن�اﴏ الت�ي تب�دأ م�ن الفانادي�وم ذي الع�دد ال�ذري 23وم�ا بع�ده .ولكن إذا اس�تمرت ً ﰲ توزي�ع اإللكﱰون�ات بالطريق�ة نفس�ها ف�ﺈن التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ للك�روم س�يكون [Ar] 4s2 3d4 وللنح�اس س�يكون [Ar] 4s2 3d9وﳘ�ا غ�ﲑ صحيحتﲔ .أما التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ الصحيح للكروم ،[Ar] 4s1 3d5وللنحاس .[Ar] 4s1 3d10وتوضح التوزيعات اإللكﱰونية ﳍذين العنﴫين -كﲈ هو اﳊال لعناﴏ أخرى -حالة االستقرار للمستويات نصف اﳌمتلﺌة واﳌمتلﺌة dو .s ا�ساتيجية حل ا�ساألة ملﺀ مﺴﺘوﻳﺎت الطﺎﻗة تس�تطيع أن تكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ للحالة اﳌس�تقرة ألي عنﴫ كيميائي باس�تخدام رس�م اﳌستويات الﺜانوية واتباﻉ األسهم. 1s ارسم شكل اﳌستويات الﺜانوية عﲆ ورقة بيضاء. حدد عدد إلكﱰونات ذرة واحدة من العنﴫ الذي تريد كتابة توزيعه اإللكﱰوﲏً ، علﲈ بأن عدد اإللكﱰونات ﰲ الذرة اﳌتعادلة يساوي العدد الذري للعنﴫ. ابدأ ب�اﳌستوى ،1sواتبع تسلسل أوفباو للمستويات ،وﰲ أﺛناء تقدمك أضف األسس التي تشﲑ إﱃ عدد اإللكﱰونات ﰲ كل مستوى ،واستمر ﰲ ذلك حتى يكون لديك مستويات كافية الستيعاب العدد الكﲇ من اإللكﱰونات ﰲ ذرة العنﴫ. طبق ترميز الغاز النبيل. .1 .2 .3 .4 طبق ال�ساتيجية اﻛﺘﺐ التوزيع اإللكﱰوﲏ ﰲ اﳊالة اﳌستقرة للزركونيوم .Zr 2p 2s 3d 3p 3s 4f 4d 4p 4s 5f 5d 5p 5s 6d 6p 6s 7p 7s ترتيب ملء اﳌستويات باإللكﱰونات م�سائل تدريبية .21اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ ﰲ اﳊالة اﳌستقرة للعناﴏ اآلتية: .aالﱪوم Br .bاإلسﱰانشيوم Sr .22 .23 .24 .25 144 .cاألنتيمون Sb .dالرينيوم Re .eالتﲑبيوم Tb .fالتيتانيوم Ti ﲢتوي ذرة الكلور ﰲ اﳊالة اﳌستقرة عﲆ سبعة إلكﱰونات ﰲ اﳌستويات الفرعية ﳌستوى الطاقة الرئيس الﺜالﺚ .ما عدد اإللكﱰونات التي تشغل مستويات pالفرعية من إلكﱰونات التكافو السبعة؟ وما عدد اإللكﱰونات التي تشغل مستويات pمن اإللكﱰونات السبعة عﴩ األصلية اﳌوجودة ﰲ ذرة الكلور؟ عندما تتفاعل ذرة كﱪيت مع ذرات أخرى فﺈن إلكﱰونات مستوى الطاقة الﺜالﺚ هي التي تشارك ﰲ التفاعل .ما عدد هذه اإللكﱰونات ﰲ ذرة الكﱪيت؟ عنﴫ توزيعه اإللكﱰوﲏ ﰲ اﳊالة اﳌستقرة ،[Kr] 5s24d105p1وهو ينتمي إﱃ أشباه اﳌوصالت ،ويستخدم ﰲ صناعة سبائك عدة .ما هذا العنﴫ؟ ﲢفيﺰ ﲢتوي ذرة عنﴫ ﰲ حالتها اﳌستقرة إلكﱰونﲔ ﰲ مستوى الطاقة الرئيس السادس .اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ ﳍذا العنﴫ باستخدام ترميز الغاز النبيل ،وحدد العنﴫ. اإلكونات التكافوؤ Valence Electrons ﲢدد إلكﱰونات التكافﺆ ،اﳋواﺹ الكيميائية للعنﴫ .وتعرف ﺇلﻜﱰﻭﻧﺎت الﺘﻜﺎﻓﺆ بأﳖا إلكﱰونات اﳌستوى اﳋارجي للذرة ) مستوى الطاقة الرئيس األخﲑ( .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،ﲢتوي ذرة الكﱪيت عﲆ 16إلكﱰو ًﹶنا ،س�تة منها فقط ﲢتل مس�تويات 3sو 3pاﳋارجية ،وهي إلكﱰونات التكافﺆ، كﲈ هو موضح ﰲ التوزيع اإللكﱰوﲏ اآلﰐ: S: [Ne] 3s2 3p4 وعﲆ الرغم من أن لذرة الس�يزيوم 55إلكﱰو ًنا فﺈن ﳍا إلكﱰون تكافﺆ واحدً ا ،ﰲ اﳌس�توى ،6s كﲈ هو موضح ﰲ التوزيع اإللكﱰوﲏ اآلﰐ: Cs: [Xe] 6s1 اللكونات (ثيل لوي�ص) يمﺜل الكيميائي�ون عادة إلكﱰونات التكافﺆ التمثيل النقطي ل إ الت�ي تش�ارك ﰲ تكوي�ن الروابط الكيميائية باس�تخدام طريق�ة ﳐتﴫة ،تس�مى الﺘمﺜيل النقطﻲ لﻺلﻜﱰﻭﻧـﺎت ،وفيه�ا يكتب رمز العن�ﴫ الذي يمﺜل نواة الذرة ومس�تويات الطاق�ة الداخلية، ً ﳏاطا بنقاﻁ ُﲤ ِّﺜل إلكﱰونات اﳌس�توى اﳋارجي ﲨيعه�ا .وقد اقﱰح الكيميائي األمريكي لويس يدرس مادة الكيمياء ﰲ اﳉامعة عام 1902م. 1946 –1875) Lewisم( هذه الطريقة عندما كان ّ وعن�د كتابة التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات ُﲤﺜل النق�اﻁ إلكﱰونات التكافﺆ وتوضع نقطة واحدة ﰲ كل مرة عﲆ اﳉوانب األربعة للرمز )دون مراعاة التسلسل( ،ﺛم تكرر هذه العملية لتصبح النقاﻁ ﰲ صورة أزواج حتى ُتستخدم النقاﻁ ﲨيعها .يوضح اﳉدﻭﻝ 4-6التوزيع اإللكﱰوﲏ لعناﴏ الدورة الﺜانية ﰲ اﳊالة اﳌستقرة بطريقتي الﱰميز اإللكﱰوﲏ والتمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات )ﲤﺜيل لويس(. ادول 4-6 العن�سررمزه الﻠيﺜيوﻡ الميز الإلكو والتمثيل النقطي لالإلكونات العدد الذري الميز الإلكو Li 3 1s2 2s1 Be 4 1s2 2s2 البوﺭﻭﻥ B 5 1s2 2s2 2p1 الﻜﺮبوﻥ C 6 1s2 2s2 2p2 النيﱰﻭﺟﲔ N 7 1s2 2s2 2p3 اﻷﻛﺴﺠﲔ O 8 1s2 2s2 2p4 الفﻠوﺭ F 9 1s2 2s2 2p5 النيوﻥ Ne 10 1s2 2s2 2p6 البﲑﻳﻠيوﻡ اللكونات التمثيل النقطي ل إ Li Li Li Li Li Be Be Be Be Be B B B B B C C C C C N N N N N O O O O O F F F F F Ne Ne Ne Ne Ne 145 مثال 4-3 التمثيل النقطي لالإلكونات ﲢتوي بعﺾ معاجﲔ األس�نان عﲆ فلوريد القصديروز ،وهو مركب من القصدير والفلور .ما التمﺜيل النقطي إللكﱰونات القصديرSn؟ 1 ليل ا�ساألة بالرجوﻉ إﱃ اﳉدول الدوري للعناﴏ ،حدّ د العدد الذري لعنﴫ القصدير ،واكتب توزيعه اإللكﱰوﲏ ،وحدد عدد إلكﱰونات تكافﺌه ،ﺛم استخدم قواعد التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات لرسم التمﺜيل النقطي اإللكﱰوﲏ له )ﲤﺜيل لويس(. 2ح�ساب اطلوب اكتب التوزيع الك لل�شدير با�شتخدام رميز العدد الذري للقصدير ،50لذا ﲢتوي ذرة القصدير عﲆ 50إلكﱰو ًنا. [Kr]5s24d105p2 الاز البي .اأر از نبي و الكريبتونKr ﲤﺜل إلكﱰونات 5s2و 5p2إلكﱰونات التكافﺆ األربعة للقصدير. ارسم أربعة إلكﱰونات حول رمز القصدير الكيميائي Snلتوضيح التمﺜيل النقطي اإللكﱰوﲏ للقصدير Sn 3تقو الإجابة تم استخدام الرمز الصحيح للقصدير Snوقواعد التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات بصورة صحيحة. C05-23C-828378-08 م�سائل تدريبية .26ارسم التمﺜيل النقطي إللكﱰونات العناﴏ اآلتية: .aاﳌاغنسيوم Mg .cالزينون Xe .bالﺜاليوم Tl .27ﲢتوي ذرة عنﴫ عﲆ 13إلكﱰو ًنا .ما هذا العنﴫ؟ وكم إلكﱰو ًنا يظهر ﰲ التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات؟ .28فيز ﳛتمل أن يكون عنﴫ ﰲ اﳊالة الغازية عند درجة حرارة الغرفة والضغط اﳉوي العادي أحد العناﴏ اآلتية: اﳍيدروجﲔ ،أو اﳍيليوم ،أو النيﱰوجﲔ أو األكسجﲔ ،أو الفلور ،أو الكلور ،أو النيون .ما هذا العنﴫ إذا علمت أن التمﺜيل النقطي اإللكﱰوﲏ له X؟ التقو 4-3 .29 اﻟﺨﻼﺻﺔ ُيس�مى ترتي�ب اإللكﱰون�ات ﰲ ال�ذرة التوزيع اإللكﱰوﲏ للذرة. ُﳛدَّ د التوزيع اإللكﱰوﲏ للذرة بمبدأ أوفباو ،ومبدأ باوﱄ ،وقاعدة هوند. ُﲢ ِّ�دد إلكﱰونات تكاف�ﺆ العنﴫ خواصه الكيميائية. يمكن ﲤﺜيل التوزيع اإللكﱰوﲏ باستخدام رس�م م�رب�ع�ات اﳌستويات ،وال�ت�رم�ي�ز اإللكﱰوﲏ ،والتمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات. S 146 Se اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻃبﻖ مبدأ باوﱄ ،ومبدأ أوفباو ،وقاعدة هوند ،لكتابة التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل من العناﴏ اآلتية: .aالسليكون .b Siالفلور .c Fالكالسيوم .d Caالكربتون .Kr ﻋﺮﻑ إلكﱰونات التكافﺆ. .30ﹼ .31اﺭﺳﻢ تسلسل ملء اﳌستويات الفرعية اﳋمسة للمستوى الﺜانوي dبعﴩة إلكﱰونات. .32الﺘوﺳع عنﴫ ﱂ يعرف بعد ولكن إلكﱰوناته ﲤﻸ اﳌستويات الفرعية للمستوى الﺜانوي .7pما عدد إلكﱰونات ذرة هذا العنﴫ؟ اكتب توزيعه اإللكﱰوﲏ باستخدام ترميز الغاز النبيل. فﴪ إجابتك. .33تفﺴﲑ الﺮﺳوﻡ العﻠمية ما التمﺜيل النقطي إللكﱰونات ذرة السيلينيوم؟ َّ .aSe S Se .bSe Se .cSeS Se SSe .d Se Se Se Se مالقط الليزر يستطيع العلﲈء اإلمساك بخلية واحدة باستعﲈل مالقط ﲣتلف عن اﳌتعارف عليها؛ إذ تتكون هذه اﳌالقط من حزمتي ليزر يمكنها التقاﻁ األش�ياء الصغﲑة جداًّ ا ،ومنها اﳋاليا والذرات اﳌفردة. ولعل�ك س�معت ع�ن اس�تخدام اللي�زر ﰲ قطع األش�ياء؛ إذ تس�تخدم مقصات الليزر ﰲ بعﺾ العمليات اﳉراحية .ولكن م�ن اﳌﺜ�ﲑ للدهش�ة أن اللي�زر يمكنه اإلمس�اك باﳋالي�ا اﳊية واألجس�ام الصغﲑة دون إتالفه�ا .فكيف تتمكن حزم الضوء من تﺜبيت األشياء ﰲ أماكنها؟ الإم�ساك با�ستخدام ال�سوء عند مرور األشعة الضوئية من خالل خلية ما فﺈﳖا تغﲑ من اﲡاهها قلي ً ال ،وهذا مشابه لكيفية انحناء أشعة الضوء عند مرورها بوسط مائي ،كحوﺽ السمك مﺜ ً ال. وعندما تنحني أش�عة الضوء تب�ذل قوة صغﲑة جداًّ ا ال تﺆﺛر ﰲ األجسام الكبﲑة مﺜل حوﺽ السمك ،ولكن اﳋاليا الصغﲑة تس�تجيب ﳍ�ذه القوة .وإذا تم توجيه أش�عة الض�وء ﰲ االﲡاه ﹴ عندئذ تﺜبيت جس�م صغ�ﲑ ﰲ مكانه ،كﲈ ﰲ الصحي�ح أمكنها الشكل .1 2 2 1 1 F F1 1 F2 2 ال�سكل 1ح ازمة الشوي ة اأا مرر اأ�شع ة الليزر من الية ب ازمة و ش عل ى الية عم اا اعاك� ب الو الية مكانا. ال�سكل � 2شتطيع اأ�شعة الليزر اأشر اا العشيا اوود دا ايا اية. الليزر وال�سرطان أين يستخدم العلﲈء هذه اﳌالقط الصغﲑة؟ تق�وم ﳎموعة من العلﲈء باس�تخدامها لدراس�ة عضيات اﳋلية الصغ�ﲑة .فه�م يدرس�ون القوى الت�ي تبذﳍ�ا اﳋي�وﻁ اﳌغزلية وﲡمع ُ األنيبيبات الدقيقة التي تنس�ق انقسام اﳋلية .فﱰشد هذه اﳋيوﻁ اﳌغزلية الكروموسومات اﳌنسوخة إﱃ اﳉوانب اﳌتعاكسة م�ن اﳋلية ،وهو دور رئيس ﰲ انقس�ام اﳋلية .وعﲆ أي حال ال يعرف العلﲈء ﲤا ًما كيف تقوم هذه اﳋيوﻁ اﳌغزلية بوﻇيفتها. اس�تخدمت مقص�ات اللي�زر الصغ�ﲑة لقط�ع أج�زاء م�ن الكروموس�ومات خالل عملية انقس�ام اﳋاليا .واستخدمت مالق�ط الليزر بع�د ذلك لتحريك القطع داخ�ل اﳋلية وحول اﳋيوﻁ اﳌغزلية ،كﲈ ﰲ الش�كل .2وبمعرفة القوة التي ﲤس�ك ﲠا اﳌالقط الكروموسومات يستطيع العلﲈء قياس القوة اﳌقابلة التي تبذﳍا اﳋيوﻁ اﳌغزلية .ويأمل العلﲈء أن يعرفوا كيف تعمل اﳋيوﻁ اﳌغزلية خالل عملية انقس�ام اﳋلية ،ﳑا يساعدهم عﲆ معرف�ة األمراﺽ اﳌرتبطة مع انقس�ام اﳋلي�ة ،ومنها الﴪطان الذي تنقسم فيه اﳋاليا بصورة غﲑ قابلة للتحكم. ﺃﺷـعة الﻠيـﺰﺭ يس�تخدم اللي�زر ﰲ أن�واﻉ متعددة م�ن األجهزة اﳌس�تعملة ﰲ اﳊي�اة اليومي�ة .ابحﺚ ع�ن األن�واﻉ اﳌختلفة من وتعرف ن�وﻉ الضوء الذي اللي�زر الت�ي نس�تخدمها ﰲ حياتن�اّ ، يستخدمه كل جهاز .ﺛم ﳋص نتائﺞ البحﺚ ﰲ دفﱰ العلوم. 147 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ 4-1ال�سوء وطاقة الكم اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ﺫﺭات ﻛل ﻋنﴫ تﺮتيﺐ ﺧﺎﺹ. للض�وء -وه�و ن�وﻉ م�ن اإلش�عاﻉ افاهيم الرئي�سة الكهرومغناطيﴘ -طبيعة ﺛنائية موجية وجسيمية. افردات السعة طيف االنبعاث الذري اإلشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ الطيف الكهرومغناطيﴘ الﱰدد التأﺛﲑ الكهروضوئي الفوتون الكم ﺛابت بالنك طول اﳌوجة تس�اع�دك اﳋ�ص�ائ�ص اﳌ�وج�ي�ة افاهيم الرئي�سة افردات حالة االستقرار العدد الكمي مبدأ هايزنﱪج للشك النم���وذج الكم�ي للذرة 4-3التوزيع الإلكو مس����توى الطاق���ة الفرعي العدد ﹶ الكمي الرئيس مستوى الطاقة الرئيس مس����توى الطاق���ة الﺜانوي التوزيع اإللكﱰوﲏ مبدأ باوﱄ تربط معادلة دي بروﱄ بﲔ طول موجة اﳉسيم وكتلته والﱰدد وﺛابت بالنك. λ = h/mv يفﱰﺽ النموذج اﳌيكانيكي الكمي للذرة أن لﻺلكﱰونات خواﺹ موجية. ﲢتل اإللكﱰونات مناطق ﺛالﺛية األبعاد ُتسمى اﳌستويات الفرعية. سمى ترتيب اإللكﱰونات ﰲ الذرة التوزيع اإللكﱰوﲏ للذرة. ُي ّ مبدأ أوفباو قاعدة هوند إلكﱰونات التكافﺆ التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات ) ﲤﺜيل لويس( 148 يربط نموذج بور للذرة طيف انبعاث اﳍيدروجﲔ بانتقال اإللكﱰونات من مستويات طاقة عليا إﱃ مستويات طاقة منخفضة. ﳛ�دد التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ ﰲ ال�ذرة افاهيم الرئي�سة باستخدام ﺛالث قواعد. افردات كل من اﳌوجة ُ للموجات الكهرومغناطيسية صفات ﱟ واﳉسيم. ً متص�ال ،ﰲ حﲔ يتألف طي�ف االنبعاث ُينت�ﺞ الض�وء األبي�ﺾ طي ًفا للعنﴫ من سلسلة خطوﻁ ملونة ومنفصلة. لﻺلكﱰون�ات عﲆ الربط بﲔ طيف االنبعاث الذري وطاقة الذرة ومستويات الطاقة. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تنتقل اﳌوجات الكهرومغناطيسية ﰲ الفراﻍ بﴪعة الضوء. ﲤتص اﳌادة الطاقة وتبعﺜها بمقدار ُيعرف بالكم. = hvالكم E 4-2نظرية الكم والذرة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تعرف اﳌوجات بأطواﳍا اﳌوجية و تردداﲥا و سعاﲥا وﴎعاﲥا. ّ c = λv ﳛدد التوزيع اإللكﱰوﲏ باالعتﲈد عﲆ مبدأ أوفباو ،ومبدأ باوﱄ ،وقاعدة هوند. ﲢدد إلكﱰونات التكافﺆ اﳋواﺹ الكيميائية للعنﴫ. يمكن كتابة التوزيع اإللكﱰوﲏ باس�تخدام رس�م مربعات اﳌستويات والﱰميز اإللكﱰوﲏ ،والتمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات. 4-1 اإتقان حل ا�سائل اإتقان افاهيم عرف اﳌصطلحات اآلتية: ّ .34 .aالﱰدد .bالطول اﳌوجي .cالكم تصاعد اًّيا حسب الطول اﳌوجي: .bاﳌيكروويف 8 4 22 10 20 10 18 10 16 .37ما اﳌقصود بالتأﺛﲑ الكهروضوئي؟ .38مﺼبﺎﺡ النيوﻥ كيف ﳜتلف الضوء اﳌنبعﺚ من مصباح نيون عن ضوء الشمس؟ .39وضح مفهوم بالنك للكم من حيﺚ عالقته باكتساب اﳌادة للطاقة أو فقدها. .aإشعاﻉ بﱰدد 8.6 × 1011 s-1 .bإشعاﻉ بطول موجي 4.2 nm C05-03C-828378-08-A .cإشعاﻉ بﱰدد 5.6 MHz .dإشعاﻉ ينتقل بﴪعة 3.00 × 108 m/s .46م�ا الطول اﳌوجي لﻺش�عاﻉ الكهرومغناطيﴘ الذي تردده 5.00 × 1012 Hz؟ وما نوﻉ هذا اإلشعاﻉ؟ .47م�ا ت�ردد اإلش�عاﻉ الكهرومغناطيﴘ الذي طول�ه اﳌوجي 3.33 × 10-8 m؟ وما نوﻉ هذا اإلشعاﻉ؟ .48م��ا ﴎع��ة اﳌوج��ة الكهرومغناطيس�ية الت��ي ت�ردده��ا 1.33 × 1017 Hzوطول موجتها 2.25 nm؟ .49ما طاقة فوتون من الضوء األﲪر تردده 4.48 × 1014 Hz؟ Hg .40كيف وضح أينشتاين التأﺛﲑ الكهروضوئي؟ .41ﻗـوﺱ اﳌطﺮ اذك�ر فرقﲔ ب�ﲔ اﳌوجات الكهرومغناطيس�ية اﳊمراء واﳋﴬاء ﰲ قوس اﳌطر. .42ﺩﺭﺟة اﳊﺮاﺭﺓ ماذا ﳛدث للضوء اﳌنبعﺚ من جس�م ساخن ومشع كلﲈ ازدادت درجة حرارته؟ .43اذك�ر ﺛالث خصائص ﱂ يس�تطع النم�وذج اﳌوجي للضوء تفسﲑها ،بسبب طبيعتها اﳉسيمية. .44كيف تتش�ابه موجات الراديو واﳌوجات فوﻕ البنفسجية؟ وكيف ﲣتلف؟ 10 10 10 (ν) .45اﻹﺷعﺎﻉ استخدم الﺸﻜل 4-19لتحديد األنواﻉ اآلتية من اإلشعاﻉ. .dاألشعة السينية "2.88 × 10 21 Hz؟ 10 10 10 6 ال�سكل 4-19 .cموجات الراديو .36م��ا ال��ذي تعن�ي�ه ع�ب�ارة "أش��ع��ة ج�ام��ا ل�ه�ا ت�ردد 10 14 12 10 .dاﳊالة اﳌستقرة .35رتب األنواﻉ اآلت�ي�ة من اإلش�ع�اعات الكهرومغناطيسية .aالضوء فوﻕ البنفسجي 700 650 600 550 500 450 λ (nm) 400 ال�سكل 4-20 .50الﺰﺋبـﻖ يظه�ر ﰲ الﺸـﻜل 4-20طي�ف االنبع�اث الذري للزئبق .قدّ ر الطول اﳌوجي للخط الﱪتقاﱄ .ما تردده؟ وما C05-21C-828378-08ذرة الزئبق؟ طاقة الفوتون ﳍذا اﳋط اﳌنبعﺚ من .51م�ا طاق�ة الفوت�ون ف�وﻕ البنفس�جي ال�ذي ط�ول موجته 1.18 × 10-8 m؟ .52فوت�ون يمتلك طاقة مقداره�ا ،2.93 × 10-25 Jفﲈ تردده؟ وما نوﻉ اإلشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ ﳍذا الفوتون؟ 149 .53فوت�ون يمتلك طاقة مقداره�ا ،1.10 × 10 -13 Jفﲈ ط�وله .60ما الذي ﲤﺜله nﰲ نموذج بور الذري؟ موجته؟ وما نوﻉ اإلشعاﻉ الكهرومغناطيﴘ ﳍذا الفوتون؟ .61ما الفرﻕ بﲔ حالة االستقرار وحالة اإلﺛارة للذرة؟ .54الﺴـفينة الفﻀـﺎﺋية ما الوقت الذي ﲢتاج إليه إشارة الراديو .62ما اس�م النم�وذج ال�ذري الذي ُتعام�ل في�ه اإللكﱰونات من سفينة الفضاء فوﳚر حتى تصل األرﺽ إذا كانت اﳌسافة ع�ﲆ أﳖ�ا موجات؟ وم�ن أول م�ن كتب مع�ادالت موجة بﲔ فوﳚر واألرﺽ 2.72 × 109 km؟ اإللكﱰون التي أدت إﱃ هذا النموذج؟ .55موﺟــﺎت الﺮاﺩﻳـو إذا ك�انت ﳏطة إذاع�ة FMتب�ﺚ ع�ﲆ .63ما اﳌقصود باﳌستوى الفرعي؟ ت���ردد ،104.5 MHzفم��ا الط��ول اﳌوج��ي إلش��ارة .64ما الذي ترمز إليه nﰲ النموذج اﳌيكانيكي الكمي للذرة؟ اﳌحط�ة باألم�تار؟ وما طاقة الفوتون ﳍذه اﳌحطة؟ .65اﻧﺘقﺎﻝ اﻹلﻜﱰﻭﻥ اعتﲈ ًدا عﲆ نموذج بور اﳌوضح ﰲ الﺸﻜل 4-22ما نوﻉ انتقاالت اإللكﱰون التي تنتﺞ سالسل فوﻕ .56بﻼتﲔ ما أقل تردد للضوء الذي يتطلبه إرسال فوتوإلكﱰون بنفسجية ﰲ سلسلة ليﲈن لذرة اﳍيدروجﲔ؟ واحد من ذرات البالتﲔ والتي ﲢتاج عﲆ األقل إﱃ ) 9.08 (× 10 -19 J /photon؟ .57ﺟﺮاﺣـة العـﲔ يس�تخ�دم لي�زر فلوريد األرجون ) (ArFﰲ n=1 + n = 2 n=3 إش�ع�اع�ا بع�ﺾ جراح�ات تص�حيح الع�ﲔ وال�ذي يبعﺚ ً كهرومغناطيس�� ًيا ط��ول موج�ت�ه 193.3 nmف�ﲈ ت�ردد كم واحد من هذا اإلش�عاﻉ؟ إش�عاﻉ ليزر ArF؟ وما طاقة ﱟ 656 nm 750 700 486 nm 650 600 550 500 ال�سكل 4-21 410 434 nm nm 450 λ (nm) 400 n=4 n=5 n=6 n=7 ال�سكل 4-22 .66م�ا ع�دد مس�تويات الطاق�ة الﺜانوي�ة ﰲ اﳌس�تويات الﺜالﺛة اﳍيدروجﲔ؟ الرئيسة األوﱃ للطاقة ﰲ ذرة C05-07C-828378-08-A .67ما عدد اﳌستويات الفرعية ﰲ اﳌستوى الﺜانوي d؟ .68ما وجه التش�ابه بﲔ مستويات الطاقة الفرعية ﰲ مستوى الطاقة الﺜانوي؟ .69ما اﲡاهات اﳌس�تويات الفرعية اﳋمسة اﳌرتبطة ﰲ اﳌستوى .58اﳍيدﺭﻭﺟﲔ إذا كان طول موجة خط واحد ﰲ طيف انبعاث الﺜانوي d؟ اﳍيدروجﲔ ،486 nmفاس�تعن بالشكل أعاله عﲆ ﲢديد .70ما أقﴡ عدد يمكن أن يسعه اﳌستوى الفرعي من اإللكﱰونات؟ لون اﳋط وتردده؟ C05-06C-828378-08-A 4-2 .71صف االﲡاهات النس�بية للمس�تويات الفرعي�ة اﳌرتبطة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي .2p اإتقان افاهيم .72ما عدد اإللكﱰونات التي يمكن أن توجد ﰲ ﲨيع اﳌستويات الفرعية للمستوى الرئيس الﺜالﺚ للطاقة ﰲ ذرة األرجون؟ .59اعت�ﲈ ًدا ع�ﲆ نموذج ب�ور ،كي�ف تتح�رك اإللكﱰونات ﰲ الذرات؟ 150 .73كيف يصف النموذج اﳌيكانيكي الكمي مسار اإللكﱰونات .80م�ا ع�دد اإللكﱰون�ات الت�ي تظه�ر ﰲ التمﺜي�ل النقط�ي ﰲ الذرة؟ لﻺلكﱰونات لذرات العناﴏ اآلتية؟ .74ﳌاذا يكون من اﳌستحيل لنا أن نعرف بدقة ﴎعة اإللكﱰون وموقعه ﰲ الوقت نفسه؟ اإتقان افاهيم .aالكربون .bاليود .cالكالسيوم .dاﳉاليوم .81م�ا اﳌبادﺉ الﺜالﺛ�ة أو القواعد التي ﳚب اتباعه�ا عند كتابة 4-3 التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة عنﴫ ما؟ .75م�ا تسلس�ل م�لء اإللكﱰون�ات ﰲ اﳌس�تويات الفرعي�ة للمستوى الﺜانوي؟ .82اكت�ب التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرات األكس�جﲔ والكﱪيت، بطريقة الﱰميز اإللكﱰوﲏ. اإتقان حل ا�سائل .76الﺮﻭبيدﻳوﻡ وضح باس�تخدام الﺸـﻜل ،4-23ﳌاذا يش�غل إلك�ﱰون واح��د ﰲ ذرة ال�روبيديوم مس�توى 5sبد ً ال من .84اكتب التوزيع اإللك�ﱰوﲏ للعناﴏ اآلتية بطريقتي الﱰميز 4dأو 4f؟ اإللكﱰوﲏ ورسم مربعات اﳌستويات: .83اكتب تسلسل أوفباو للمستويات من 1sإﱃ .7p 5f 4f 6d 5d 4d 7p 6p 5p 7s .bاأللومنيوم 6s 5s 3p 3s 4p 4s 3d .aالبﲑيليوم 2p 2s 1s ال�سكل 4-23 .77م�ا إلكﱰون�ات التكاف�ﺆ؟ وك�م إلك�ﱰون تكاف�ﺆ ﰲ ذرة C05-16C-828378-08 االﺛني عﴩ التي ﲢتوﳞا؟ اﳌاغنسيوم من اإللكﱰونات .78إن للضوء طبيعة مزدوجة )موجة – جسيم( .فﲈذا تعني هذه اﳉملة؟ .79صف الفرﻕ بﲔ الكم والفوتون. .cالنيﱰوجﲔ .dالصوديوم .85اس�تخدم ترمي�ز الغ�از النبي�ل لكتاب�ة التوزي�ع اإللكﱰوﲏ للعناﴏ اآلتية: Zr .a Pb .b Kr .c P .d .86حدد العنﴫ الذي ُيمﺜّل بالتوزيع اإللكﱰوﲏ اآلﰐ: 1s2 2s2 2p5 .a [Ar] 4s2 .b [Xe] 6s2 4f4 .c [Kr] 5s2 4d10 5p4 .d [Rn] 7s2 5f13 .e 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 .f 151 .87أي رس�وم مربعات اﳌس�تويات ﰲ الﺸﻜل 4-24صحيحة للذرة ﰲ حالة االستقرار؟ → → → → → → → → → → → → → → d. → c. → b. → a. 4s 3d 3s 3p → → → → → → → → → → → → 3d 4s 3s 3p → → → → → → → C05-33C-828378-08 → → → → → 3d 3p 4s → → → → → → → 3s → → → → → 3d 3p 4s C05-34C-828378-08 ال�سكل 4-24 C05-35C-828378-08 3s .88ارسم التمﺜيل النقطي إللكﱰونات ذرات العناﴏ اآلتية: .aالكربون C05-36C-828378-08 .cالبولونيوم .eالباريوم .bالزرنيخ .dالبوتاسيوم .89ما عدد اﳌس�تويات الرئيس�ة اﳌوجودة ﰲ ذرة الزرنيخ؟ وما عدد اﳌس�تويات الفرعي�ة اﳌمتلﺌة بصورة كامل�ة؟ وما عدد اﳌستويات الفرعية ﰲ مستوى الطاقة الرئيس n = 4؟ مراجعة عامة .92ما أقﴡ عدد من اإللكﱰونات يمكن أن يوجد ﰲ مستويات الطاقة ﰲ الذرات التي لدﳞا أعداد الكم الرئيسة اآلتية: 3 .a 4 .b 6 .c 7 .d .93ما عدد االﲡاهات اﳌحتملة للمستويات الفرعية اﳌتعلقة ﰲ كل مستوى ﺛانوي ﳑا يأﰐ: s .a p .b d .c f .d .94أي العناﴏ اآلتي�ة لدﳞا إلكﱰونان فقط ﰲ ﲤﺜيلها النقطي: اﳍيدروجﲔ ،اﳍيليوم ،الليﺜيوم ،األلومنيوم ،الكالس�يوم، الكوبالت ،الﱪوم ،الكربتون ،الباريوم؟ .95أي انتقال لﻺلكﱰون عﱪ اﳌدارات ينتﺞ اًّ خطا أخﴬ–أزرﻕ ﰲ .90م�ا العنص�ر ال�ذي ق���د يك��ون ل�ذرت�ه التمﺜي��ل النق�طي طيف االنبعاث الذري للهيدروجﲔ حسب نموذج بور للذرة؟ لﻺلكﱰونات للحالة اﳌستقرة واﳌوضحة ﰲ الﺸﻜل 4-25؟ .cالكالسيوم .aاﳌنجنيز .96اﳋﺎﺭﺻـﲔ :ﲢت�وي ذرة اﳋارص�ﲔ ع�ﲆ 18إلكﱰو ًن�ا ﰲ .dالساماريوم .bاألنتيمون اﳌس�تويات 3sو 3pو .3dفل�ﲈذا يظه�ر ﰲ ﲤﺜيله�ا النقطي X ال�سكل 4-25 لﻺلكﱰونات نقطتان فقط؟ .97أي عنﴫ له التوزيع اإللك�ﱰوﲏ اﳌمﺜل بﱰميز الغاز النبيل .91اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة القصدير ﰲ اﳊالة اﳌستقرة، باس�تخدام ترمي�ز الغ�از النبي�ل ،وارس�م ﲤﺜيله�ا النقط�ي .98كيف َّ وضح بور طيف االنبعاث الذري؟ لﻺلكﱰونات. [ Rn] 7s1؟ 152 التفك الناقد .99ﺻـﻒ أشكال اﳌس�تويات الفرع�ي�ة اﳌوض�ح�ة ف�ي الﺸﻜل ،4-26وحدد اﲡاهاﲥا. z z z y x x x y d xz d py p y 1s ال�سكل 4-26 .100اﺳﺘنﺘﺞ ﲣيل أنك تعيﺶ ﰲ عاﱂ ينص فيه مبدأ باوﱄ عﲆ أن ﺛالﺛ�ة إلكﱰونات عﲆ األكﺜ�ر ،وليس اﺛنﲔ ،قد تكون ﰲ كل مستوى طاقة فرعي .اﴍح اﳋواﺹ الكيميائية اﳉديدة لعناﴏ الليﺜيوم والفوسفور. مراجعة تراكمية .101ﺣـدﹼ ﺩ م�ا إذا كانت كل ﲨلة تصف خاصي�ة كيميائية أو خاصية فيزيائية. .a .b .c .d الزئبق سائل عند درجة حرارة الغرفة. السكروز صلب ،أبيﺾ بلوري. يصدأ اﳊديد عندما يتعرﺽ للهواء الرطب. ﳛﱰﻕ الورﻕ عندما يشتعل. .102إذا كان الع�دد الذري ل�ذرة اﳉادولينيوم ،64وعددها الكت�ﲇ 153فﲈ ع�دد كل م�ن اإللكﱰون�ات والﱪوتونات والنيوترونات التي توجد فيها؟ تقو اإ�سا .103لوﺣـﺎت النيوﻥ :لعمل لوح�ات نيون تبعﺚ ألوا ًنا ﳐتلفة ،يم�ﻸ اﳌصنعون اللوحات بغازات غﲑ النيون. اكتب مقالة تعﱪ فيها عن استخدام الغازات ﰲ لوحات النيون واأللوان التي تنتجها تلك الغازات. .104ﻧموﺫﺝ ﺭﺫﺭﻓـوﺭﺩ :ﲣيل أنك ع�اﱂ ﰲ أوائل القرن العﴩين ،وقد علمت بتفاصيل النموذج الذري اﳉديد اﳌق�ﱰح م�ن الفيزيائ�ي الﱪيط�اﲏ أرنس�ت رذرفورد. بع�د ﲢليلك ﳍ�ذا النموذج وضح أه�م نقاﻁ الضعف الت�ي تعتقد أن�ه يتضمنها ،ﺛم اكتب رس�الة موجهة إﱃ رذرف�ورد تعﱪ فيها عن اهتﲈمك بنموذجه ،مس�تخد ًما رسو ًما وأمﺜلة عﲆ عناﴏ ﳏددة ﳌساعدتك عﲆ إﻇهار وجهة نظرك. ا�سلة ا�ستندات عند تبخر فلز الصوديوم ﰲ أنبوب التفريغ ينتﺞ خطان متقاربان، أحدﳘا أصفر واألخر برتقاﱄ .وألن أنابيب بخار الصوديوم كهربائيا فﺈﳖا تستخدم عﲆ نطاﻕ واسع ﰲ اإلضاءة خارج فعالة اًّ اﳌنازل ،كﲈ ﰲ إنارة الشوارﻉ ،وأضواء )التحذير( األمن .يبﲔ الﺸﻜل 4-27الطيف اﳌرئي وطيف االنبعاث للصوديوم. ال�سكل 4-27 Na .105ما الفرﻕ بﲔ الطيفﲔ ﰲ الشكل أعاله. .106 يش�ع الصودي�وم خط�ﲔ طوالﳘ�ا 588.9590 nmو 589.9524 nmع�ﲆ الﱰتيب .اكتب التوزيع اس�تقرارا للصودي�وم .م�ا عالق�ة اإللك�ﱰوﲏ األكﺜ�ر ً التوزيع اإللكﱰوﲏ للصوديوم باﳋطوﻁ؟ .107احس�ب طاق�ات الفوتون�ات اﳌرتبط�ة باﳋط�ﲔ، مستخد ًما اﳌعادالتE = hc/λ , c = λv, E = hv : 153 اختبار مق .4ما ﳎموﻉ اإللكﱰونات التي يمكن أن توجد ﰲ اﳌستوى اأ�سلة الختيار من متعدد .1األش�عة الكونية أش�عة عالي�ة الطاقة قادمة م�ن الفضاء اﳋارج�ي ،م�ا ت�ردد هذه األش�عة الت�ي طوﳍ�ا اﳌوجي 2.67 × 10-13 mعندم�ا تص�ل إﱃ األرﺽ؟ )ﴎع�ة الضوء هي (3 × 108 m/s 8.90 × 10-22 s-1 .a .2أي ﳑا يأﰐ يعﱪ عن التمﺜيل النقطي إللكﱰونات اإلنديوم؟ In In In In استخدم الشكل اآلﰐ لﻺجابة عن السﺆالﲔ .4 ، 3 z z x x y z x y .3ما اﳌس�توى الﺜانوي الذي تنتمي إليه اﳌستويات الفرعية اﳌوضحة ﰲ الشكل أعاله؟ 154 .c 25 50 .d من 6إﱃ .8 In In s .a p .b d .c f .d 20 .b استخدم البي�انات ف�ي اﳉدول اآلﰐ لﻺج�اب�ة ع�ن األسﺌلة In In y .c 8 .d 6 10 .a 1.12 × 1021 s-1 .d .d 3 .b الطاقة الرئيس اﳋامس للذرة؟ 8.01 × 10-5 s-1 .a .b .c 2 .a .5ما أكﱪ عدد من اإللكﱰونات يمكن أن يوجد ﰲ مستوى 3.75 × 1012 s-1 .b .c الﺜانوي السابق؟ التوزيع الإلكو جموعة من العنا�سر النتقالية رمز العن�سر العدد الذري الفانيديوم V 23 [Ar] 4s 3d اليﱰيوم Y 39 [Kr] 5s 4d العن�سر التوزيع الإلكو 2 3 1 2 [Xe] 6s 4f 5d 6 السكانديوم Sc 21 الكادميوم Cd 48 14 2 [Ar] 4s2 3d1 .6م�ا التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ للحال�ة اﳌس�تقرة لعن�ﴫ Cd باستخدام ترميز الغاز النبيل؟ .a .b .c .d [Kr] 4d10 4f2 [Ar] 4s2 3d10 [Kr] 5s2 4d10 [Xe] 5s2 4d10 اختبار مق .7م�ا العنﴫ الذي ل�ه التوزيع اإللك�ﱰوﲏ اآلﰐ ﰲ اﳊالة اأ�سلة الإجابات الق�سيرة اﳌستقرة [Xe] 6s2 4f14 5d6؟ .11ما أكﱪ عدد من اإللكﱰونات يمكن أن يوجد ﰲ مستوى La .a الطاقة الرئيس الرابع ﰲ الذرة؟ Ti .b اﺩﺭﺱ العبﺎﺭﺓ اآلتية : .c Os .d W عن�ﴫ ﳑﺜ�ل ع�دده ال�ذري 13يوج�د ﰲ مس�توى طاقته اﳋارجي ﺛالﺛة إلكﱰونات. .8ما التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة اإلسكانديوم Sc؟ .12ما عدد اﳌستويات الﺜانوية ﰲ مستويات الطاقة فيه. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 .a .13م�ا ع�دد اﳌس�تويات الفرعي�ة ﰲ كافة مس�تويات الطاقة الﺜانوية فيه. 1s2 2s2 2p73s2 3p7 4s2 3d1 .b .c 1s2 2s2 2p5 3s2 3p5 4s2 3d1 اس�تخدم طيف االنبعاث الذري أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ 14و .15 1s2 2s1 2p7 3s1 3p7 4s2 3d1 .d استخدم رسومات مربعات اﳌستويات اﳌوضحة أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ 9و .10 → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → C D C05-18A-874637 C05-18A-874637 أي ﳑ�ا س�بق يوضح رس�م مربعات اﳌس�تويات لعنﴫ .10ﱞ الﱪيليوم؟ A .a B .b .c .d → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → C05-18A-874637 A .a B .b .c .d CHAS056C82453208العنﴫ. احسب تردد الفوتون اﳌنبعﺚ من هذا → → → → → → → → → → → → → → أي ﳑا سبق يوضح ً رسﲈ ﳌربعات اﳌستويات ﳜالف مبدأ .9ﱞ C05-18A-874637 أوفباو؟ 2 2 1s 2s 2 2 .15 1s 2s → → → → → → → → → 2p 6 2p 1s 2s 2 1 1s 2s → → → → → 6 1 2 → 2 1s 2s 2p 1 6 1s 2s 2p 2 .B 2 2 1s 2s 2 1s 2s 2 .D قدر طول موجة الفوتون اﳌنبعﺚ من هذا العنﴫ. → → → → 1s 2s 2 2 1s 2s → → → 2 1s 2 1s .14 → → → → → 1 1s .C 3 2p 3 2p 2 2 600 → 2 2 1s 2s 2p 2 3 1s 2s 2p 2 .A 2 1s 2 700 500 400 C D اأ�سلة الإجابات المفتوحة .16ق�ارن ب�ﲔ اﳌعلوم�ات التي يمك�ن اﳊص�ول عليها من التمﺜي�ل النقطي لﻺلكﱰونات واﳌعلوم�ات التي يمكن اﳊصول عليها من التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرات العناﴏ. .17وض�ح ﳌ�اذا ال يمﺜ�ل التوزي�ع 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4d10 4p2التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ الصحي�ح للجرمانيوم Ge؟ اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ الصحيح له. 155 مالحظات مالحظات ادول الدوري والتدرج خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends ﻳﺘيـﺢ لنﺎ الﺘـدﺭﺝ ﰲ ﺧواﺹ ﺫﺭات العنـﺎﴏ ﰲ اﳉـدﻭﻝ الـدﻭﺭﻱ الﺘنبـﺆ بﺎﳋواﺹ الفيﺰﻳﺎﺋية ﻭالﻜيميﺎﺋية ﳍﺎ. 17 5-1تطور ادول الدوري اديث الكيت اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ لقد تطور اﳉدول الدوري تدرﳚيا مع الوقت باكتشاف العلﲈء طرائق أكﺜر اًّ فائدة ﰲ تصنيف العناﴏ ومقارنتها. 5-3تدرج خوا�ص العنا�سر Oxygen 8 F O N 18.998 15.999 Chlorine 17 Sulfur 16 Cl 35.453 15 14 Nitrogen 7 ال�سليكون 13 N C 14.007 Phosphorus 15 P 30.974 Arsenic 33 S Br Se 79.904 78.96 Aluminum 13 Al 26.982 Gallium 28.086 Germanium 31 32 As Ge Ga 74.922 72.64 69.723 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتم�د ت�درج خ�واﺹ العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري عﲆ حجوم الذرات، وقابليتها لفقدان اإللكﱰونات واكتساﲠا. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ عنﴫا، حاليا 117 ً يتضمن اﳉدول الدوري اًّ عنﴫا فقط. يوجد منها ﰲ الطبيعة 90 ً ُيع�د عن�ﴫ اﳍيدروج�ﲔ أكﺜ�ر العناﴏ تواف�را ﰲ الكون ونس�بة كتلت�ه ،75%ﰲ ً حﲔ ُيعد عنﴫ األكسجﲔ أكﺜر العناﴏ توافرا ﰲ األرﺽ ونسبته .50% ً ﳛتوي جس�م ش�خص كتلته 70 kgعﲆ حواﱄ 43 kgتقري ًبا من األكسجﲔ. تق�ل الكمي�ة الكلية لعنﴫ األس�تاتﲔ ﰲ الق�ﴩة األرضية عن ،30 gﳑا ﳚعله أقل العناﴏ وفرة ﰲ األرﺽ. 158 16 17 15 Fluorine 9 Oxygen 8 F 18.998 Chlorine 17 O Nitrogen 7 N 14.007 Phosphorus15.999 Sulfur 15 16 Cl S P 35.453 32.066 30.974 Bromine 35 Selenium 34 Arsenic 33 Br Se As 79.904 78.96 74.922 30.974 As B Si P 74.922 10.811 Silicon 14 Phosphorus 15 Arsenic 32.066 Selenium 33 34 Boron 5 Carbon 6 12.011 Nitrogen 7 14.007 Bromine 35 5-2ت�سنيف العنا�سر اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُرتبت العناﴏ ﰲ اﳉدول ال�دوري ضم�ن ﳎموع�ات حس�ب توزيعها اإللكﱰوﲏ. 16 Fluorine 9 15 الأك�سج ر اتهاللي كيف تتمكن من تعرف اأاط التغ اوا�ص تﱰت�ب العن�اﴏ ﰲ اﳉدول ال�دوري بطريقة تس�مح بتكرار خواصه�ا ع�ﲆ نح�و منتظ�م .ويمك�ن تطبي�ق عملي�ة تكرار اﳋواﺹ عﲆ أشياء من البيﺌة. K I J H G F E D C B A خطوات العمل .3 .4 .5 ليل النتائج .1اأن�س جدو ً ل تسجل فيه أطوال الﱪاغي وكتلها ،مراع ًيا أن يظهر اﳉدول التدرج ﰲ خصائصها. � .2سف التدرج ﰲ الكتلة عند االنتقال من اليسار إﱃ اليمﲔ ﰲ كل صف من اﳉدول. 2اعمل طية بعرﺽ 2cmع�ﲆ ط�ول أح�د اﳊ�واف ،ﺛ�م اط�و قطع�ة الورﻕ م�ن اﳌنتص�ف عند هذا اﳋط ،وكرر ذلك مرة أخرى. 3 افت�ح الورق�ة ً خطوطا عﲆ طول وارس�م وس�م األج�زاء الطي�ات، ِّ ع�ﲆ النح�و اآلﰐ :ت�درج اﳋ���واﺹ ،ال��دورات، اﳌجموع�ات ،نصف قطر ال�ذرة ،نصف قطر األيون ،طاقة التأين ،مقدار الكهروسالبية. .2 1اطو قطعة الورﻕ رضيا. إﱃ 3أقسام ﹶع اًّ .1 اقرأ نموذج السالمة ﰲ اﳌختﱪ. أحﴬ عد ًدا من الﱪاغي من ﺛالﺛة أنواﻉ ﳐتلفة. قس طول ﱟ كل برغي بﺎﳌﺴطﺮﺓ. قس كتلة كل برغي بﺎﳌيﺰاﻥ. رتب العينات تصاعد اًّيا من حيﺚ الطول والكتلة وفق شكلها. تدرج اوا�ص اعم�ل مطوية تس�اعدك عﲆ تنظيم اﳌعلوم�ات ع�ن ت�درج اﳋواﺹ. C0601A874637 اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ا�ستخدم هذه اطوية الق�سم ،5-3 وﳋ�ص الت�درج ﰲ خ�واﺹ العناﴏ ع�ﱪ الدورات واﳌجموعات. � .3سف التدرج ﰲ الكتلة عند االنتقال عمود اًّيا من أعﲆ كل عمود إﱃ أسفله. وف�ﴪ أي نمط ﺁخر .4ح ّلل طريقتك ﰲ ترتي�ب العيناتّ ، ﲡده ﰲ اﳉدول. صمم جدو ً ال دور اًّيا للمﴩوبات الغازية عﲆ النحو ا�ستق�ساء ّ نفسه الذي ورد ﰲ التجربة .ما اﳋواﺹ التي استخدمتها؟ 159 5-1 الأهداف تتبع مراحل تطور اﳉدول الدوري. تعرف اﳌالمح الرئيسة ﰲ اﳉدول الدوري. تطور ادول الدوري اديث Development of the Modern Periodic Table اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ لقد تط ّور ادول الدوري للعنا�سر تدريج يا مع الوقت باكت�ساف العلماء طرائق اأك فائدة ت�سنيف العنا�سر ومقارنتها. الربط مع اياة كيف تبدو عملية التس�وﻕ إذا أردت ﴍاء بعﺾ الفاكهة وقد اختلط التفاح مراجعة افردات العدد الذري :عدد الﱪوتونات ﰲ بالكمﺜرى بالﱪتقال باﳋوﺥ ﰲ س�لة واحدة؟! لذا ،من هنا تتضح أﳘية تصنيف األش�ياء حسب الذرة. خواصها .لذا يصنف العلﲈء العناﴏ اﳌختلفة حسب خواصها ﰲ اﳉدول الدوري. افردات اديدة التدرج ﰲ اﳋواﺹ اﳌجموعات الدورات العناﴏ اﳌمﺜلة العناﴏ االنتقالية الفلزات الفلزات القلوية الفلزات القلوية األرضية الفلزات االنتقالية الفلزات االنتقالية الداخلية سلسلة الالنﺜانيدات سلسلة األكتنيدات الالفلزات اﳍالوجينات الغازات النبيلة أشباه الفلز ات ادول 5-1 الغازات الفلزات الالفلزات العنا�سر الأر�سية 160 تطور ادول الدوري Development of the Periodic Table قام العاﱂ الفرنﴘ أنتوﲏ الفوازييه Lavoisierﰲ أواخر القرن الﺜامن عﴩ )1794-1743م( بتجمي�ع العناﴏ اﳌختلفة اﳌعروفة ﺁنذاك ﰲ قائمة واحدة .وﲢتوي هذه القائمة اﳌتضمنة ﰲ اﳉدﻭﻝ 5-1عﲆ 33 عنﴫا موزعة عﲆ 4فﺌات. ً جون نيولندز John Newlandsاقﱰح الكيميائي اإلنجليزي جون نيوالندز عام 1864م ً تنظيميا للعناﴏ؛ فقد الحﻆ أن اﳋواﺹ تتكرر عند ترتيبها تصاعد اًّيا وفق تسلس�ل ﳐطط�ا اًّ الكت�ل الذرية لكل ﺛﲈنية عناﴏ .ويس�مى ه�ذا النمط بالدورية؛ ألنه يتكرر بالنمط نفس�ه. ولق�د قام نيوالندز بتس�مية هذه العالق�ة الدورية بقانون الﺜﲈنيات .ويوضح الﺸـﻜل 5-1 عنﴫا كانت معروفة ﰲ أواسط عام 1860م .وقد واجه قانون طريقة نيوالندز ﰲ ترتيب 14 ً الﺜﲈنيات معارضة؛ ألنه ال يمكن تطبيقه عﲆ العناﴏ اﳌعروفة ﲨيعها ﺁنذاك. ك�ﲈ أن العلﲈء ﱂ يتقبلوا كلمة الﺜﲈني�ات .وعﲆ الرغم من أن القانون ﱂ ﳛﻆ بموافقة اﳉميع، جليا أن نيوالن�دز كان عﲆ صواب؛ إذ تتكرر خواﺹ إال أن�ه مع مرور بعﺾ الس�نوات بدا اًّ العناﴏ بشكل دوري كل ﺛﲈنية عناﴏ. جدول لفوازييه للمواد الب�سيطة الضوء ،اﳊرارة ،األكسجﲔ ،النيﱰوجﲔ ،اﳍيدروجﲔ. األنتمون ،الفضة ،الزرنيخ ،البزموث ،الكوبلت ،النحاس ،القصدير ،اﳊديد ،اﳌنجنيز ،الزئبق ،اﳌوليبديوم، النيكل ،الذهب ،البالتينيوم ،الرصاﺹ ،التنجستون ،اﳋارصﲔ )الزنك(. الكﱪيت ،الفوسفور ،الكربون ،ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك ،ﲪﺾ اﳍيدروفلوريك ،ﲪﺾ البوريك. الطباشﲑ ،اﳌاغنسيا )أكسيد اﳌاغنسيوم( ،البورات ،الصلصال ،السليكا )أكسيد السليكون(. وجود عناﴏ ﱂ ُتكتشف بعد وحدّ د خواصها ،كﲈ ترك مندليف أماكن شاغرة ﰲ اﳉدول للعن�اﴏ الت�ي اعتقد أﳖا ﱂ تكتش�ف بعد .وق�د ّ ﲤكن مندليف من خ�الل مالحظة أنﲈﻁ التغﲑ ﰲ خواﺹ العناﴏ اﳌعروفة من توقع خواﺹ العناﴏ التي سيتم اكتشافها ،ومنها السكانديوم ،واﳉاليوم ،واﳉﲑمانيوم. A H 1 A Na 9 B Li 2 B Mg 10 C G 3 C Al 11 D Bo 4 D Si 12 E C 5 E P 13 F N 6 F S 14 G O 7 G 8 F ماير ومندليف Meyer and Mendeleevﰲ عام 1869م قام كل من الكيميائي األﳌاﲏ لوﺛ�ر ماير )1895 - 1830م( والكيميائي الروﳼ ديم�ﱰي مندليف )1907 -1834م( بتقديم الدليل عﲆ العالقة بﲔ العدد الكتﲇ للعناﴏ وخواصها .وقد حظي مندليف بسمعة أكﺜر من ماير؛ حيﺚ قام بنﴩ دراسته أو ً ال .الحﻆ مندليف -كﲈ الحﻆ نيوالندز قبل عدة س�نوات -أن�ه عند ترتيب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق كتله�ا الذرية فﺈن خواصها تتكرر وفق نمط دوري ،فقام بتش�كيل اﳉدول ال�دوري بﱰتيب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق كتلها الذرية ﰲ أعمدة ﲢوي العناﴏ اﳌتشاﲠة ﰲ خواصها. وق�د الق�ى جدول مندلي�ف -كﲈ ﰲ الﺸـﻜل ً - 5-2 واس�عا؛ حي�ﺚ أمكنه توقع قبوال ً C06-01C-828378-08 ال�شكل 5-1ح ون نيوندز اأن وا العاشر تكرر ك 8 عاشر. صحيحا ﲤا ًما؛ فبعد اكتشاف العديد من العناﴏ موز Moseley ﱂ يكن جدول مندليف ً واضحا أن بعﺾ العناﴏ ﱂ اﳉديدة ،وﲢديد الكتل الذرية للعناﴏ اﳌعروفة بدقة أكﺜر ،بدا ً توضع ﰲ مكاﳖا الصحيح ﰲ اﳉدول .إذ إن ترتيب العناﴏ وفق كتلها الذرية أ ّدى إﱃ وضع بعﺾ العناﴏ ﰲ ﳎموعات لعناﴏ ذات خواﺹ ﳐتلفة عنها .فقام الكيميائي اإلنجليزي هنري موزﱄ )1915 - 1887م( ﰲ عام 1913م بتحديد سبب هذه اﳌشكلة؛ إذ اكتشف أن ذرات كل عنﴫ ﲢتوي عﲆ عدد ﳏدد وفريد من الﱪوتونات ﰲ أنويتها– وبنا ًء عﲆ ذلك ُرتبت العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري تصاعد اًّيا وفق أعدادها الذرية .وقد نتﺞ عن ترتيب موزﱄ وضوحا ﰲ تدرج خواصها .و ُيعرف تكرار اﳋواﺹ للعناﴏ وفق عددها الذري أنﲈﻁ أكﺜر ً الكيميائية والفيزيائية عند ترتيب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق أعدادها الذرية بﺘدﺭﺝ اﳋواﺹ. ماذا قراأت قارن بﲔ طريقة كل من مندليف وموزﱄ ﰲ ترتيب العناﴏ. ال�سكل 5-2ام مدلي ال�شخ ة اأ لل د ال نش ر عام 1896م بيب العاشر ا اوا الكيمياية اتشابة اأف يا .د ر اأماك ن فار ة للعاشر الت ك ن د اكتشف ل الو. 161 اأ�سل الكلمة الدﻭﺭﻳة Periodic جاءت الكلمة periodosمن أص�ل التين�ي وتعن�ي الطريق الدائري. يلخ�ص اﳉـدﻭﻝ 5-2مس�اﳘات كل م�ن نيوالندز وماي�ر ومندلي�ف وموزﱄ ﰲ تطوي�ر اﳉ�دول الدوري .وأصبح ه�ذا اﳉدول من أهم األدوات التي يس�تخدمها مهﲈ لفهم خواﺹ العناﴏ ،والتنبﺆ ﲠا الكيميائيون .ويعد اﳉدول الدوري ً مرجعا اًّ وتنظيم اﳌعلومات اﳌتعلقة بالﱰكيب الذري. ادول 5-2 ا�ساهمات ت�سنيف العنا�سر ﺟوﻥ ﻧيوﻻﻧدﺯ 1898-1837م رتب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق الكتل الذرية. الحﻆ تكرار خواﺹ العناﴏ لكل ﺛﲈنية عناﴏ. وضع قانون الﺜﲈنيات. لوﺛﺮ مﺎﻳﺮ 1895-1830م أﺛبت وجود عالقة بﲔ الكتل الذرية وخواﺹ العناﴏ. رتب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق الكتل الذرية. ﺩﻳمﱰﻱ مندليﻒ 1907-1834م أﺛبت وجود عالقة بﲔ الكتل الذرية وخواﺹ العناﴏ. رتب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق الكتل الذرية. تنبأ بوجود عناﴏ غﲑ مكتشفة ،وحدد خواصها. ﻫنﺮﻱ موﺯﱄ 1915-1887م اكتشف أن العناﴏ ﲢتوي عﲆ عدد فريد من الﱪوتونات ّ سﲈه العدد الذري. رتب العناﴏ تصاعد اًّيا وفق العدد الذري ،ﳑا نتﺞ عنه نموذج لدورية خواﺹ العناﴏ. 8 O 15.999 ادول الدوري اديث ال�سكل 5-3تو اربعا اد الدر عل ى ا�شم الع�شر الرم ز الكيميا الع دد الر الكتلة الرية حالة ااد. 162 The Modern Periodic Table يتك�ون اﳉدول ال�دوري اﳊديﺚ من ﳎموعة مربعات ،ﳛتوي كل مربع عﲆ اس�م العن�ﴫ ورم�زه وعدده ال�ذري وكتلت�ه الذرية .ويوض�ح الﺸـﻜل 5-3أحد هذه اﳌربعات .وقد رتبت اﳌربعات تصاعد اًّيا وفق العدد الذري ﰲ سلس�لة من األعمدة الرأس�ية ُتع�رف بﺎﳌﺠموﻋﺎت أو العائ�الت ،وﰲ صفوف أفقية ُتع�رف بﺎلدﻭﺭات. ويوضح الﺸﻜل 5-5اﳉدول الدوري للعناﴏ. عرف اﳌجموعات والدورات. ماذا قراأتّ ﳛتوي اﳉدول الدوري اﳊديﺚ عﲆ سبع دورات بد ًءا من اﳍيدروجﲔ ﰲ الدورة األوﱃ. وق�د ُرقم�ت اﳌجموعات م�ن 1إﱃ .18فمﺜ ً ال ،ﲢتوي الدورة الرابعة عﲆ البوتاس�يوم أي ﰲ والكالس�يوم ،ﰲ ح�ﲔ يوج�د الس�كانديوم Scﰲ العم�ود الﺜال�ﺚ من اليس�ار ،ﹾ اﳌجموعة الﺜالﺜة .ويوجد األكس�جﲔ ﰲ اﳌجموعة .16وكﲈ أن لعناﴏ اﳌجموعات 1 و 2و 18 - 13الكﺜﲑ جداًّ ا من اﳋواﺹ الفيزيائية والكيميائية ،لذلك يشار إليها بعناﴏ اﳌجموعات الرئيس�ة أو العنﺎﴏ اﳌمﺜﻠة .و ُيش�ار إﱃ عن�اﴏ اﳌجموعات من 3إﱃ 12 بﺎلعنﺎﴏ اﻻﻧﺘقﺎلية .كﲈ ُتص ّنف العناﴏ إﱃ فلزات والفلزات وأشباه فلزات. الفلزات ُتسمى العناﴏ التي تكون ملساء والمعة وصلبة ﰲ درجة حرارة الغرفة وجيدة التوصي�ل للح�رارة والكهرب�اء بﺎلفﻠـﺰات .ويمتاز معظمه�ا بالليونة والقابلي�ة َّ للط ﹾرﻕ والس�حب؛ إذ يمك�ن ﲢويله�ا إﱃ صفائح رقيقة ،وس�حبها إﱃ أس�الك رفيعة .ومعظم العناﴏ اﳌمﺜلة والعناﴏ االنتقالية فلزات .وإذا نظرت إﱃ عنﴫ البورون Bﰲ العمود ،13تش�اهد اًّ متعرجا يصل إﱃ األس�تاتﲔ Atﰲ أسفل اﳌجموعة .17ويفصل هذا خطا ً اﳋط بﲔ الفلزات والالفلزات ﰲ اﳉدول الدوري .وقد ُمﺜّلت الفلزات باﳌربعات ذات اللون األزرﻕ ﰲ الﺸﻜل .5-5 الفلزات القلوية العناﴏ عن يس�ار اﳉ�دول ﲨيعها فلزات إال اﳍيدروجﲔ ،و ُتس�مى ونظرا إﱃ شدة نشاطها فهي عناﴏ اﳌجموعة ) 1ما عدا اﳍيدروجﲔ( الفﻠﺰات القﻠوﻳة. ً غال ًب�ا ما تك�ون موجودة ﰲ الطبيعة عﲆ هيﺌة مركبات مع عناﴏ أخرى .ومن الفلزات القلوية الشائعة الصوديوم Naوهو أحد مكونات ملح الطعام ،والليﺜيوم Liاﳌستخدم ﰲ البطاريات. الفلزات القلوية الأر�سية توجد الفﻠـﺰات القﻠوﻳة اﻷﺭﺿية ﰲ اﳌجموعة ،2وهي ً أيضا ﴎيع�ة التفاع�ل .و ُيعد عنﴫا الكالس�يوم Caواﳌاغنس�يوم Mgمن الفل�زات اﳌفيدة لصحة اﳉس�م ،وﳘا من الفلزات القلوية األرضية .واﳌاغنسيوم صلب ،ووزنه خفيف نس�بيا ،لذا يستخدم ﰲ تصنيع األجهزة اإللكﱰونية ،ومنها اﳊواسيب اﳌحمولة ،كﲈ ﰲ اًّ الﺸﻜل . 5-4 ال�سكل 5-4أن اا�شيوم في و ي�شتخدم � شيع اأز الكنية .فم اار اار لا اا�شب ا احمو م�شو من اا�شيوم. 163 اﻟﺠﺪول اﻟﺪوري ﻟﻠﻌﻨﺎﺻﺮ 5-5 ال�سكل يدل لون صندوﻕ كل عنﴫ عﲆ ما .الفلزا ًّفلزا أو شبه فلز أو ا ًّإذا كان ا Darmstadtium Roentgenium 110 111 Copernicium 112 Nihonium 113 Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine 114 115 116 117 Oganesson 118 Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og (269) (272) (277) (278) (289) (288) (298) (293) (294) 164 غاز العن�اﴏ ﰲ كل عم�ود تس�مى ﳎموعة ،وﳍ�ا خواﺹ كيميائية متشاﲠة. سائل صلب ُمصنّع حالة اﳌادة الرم�وز الﺜالﺛ�ة العلي�ا ت�دل ع�ﲆ حالة العن�ﴫ ﰲ درجة ح�رارة الغرف�ة ،بينﲈ يدل الرمز الرابع عﲆ العناﴏ اﳌصنّعة. العنﴫ العدد الذري الرمز الكتلة الذرية اﳌتوسطة عمرا للعنﴫ. الرقم اﳌحاﻁ بقوسﲔ هو العدد الكتﲇ للنظﲑ األطول ً صف�وف العن�اﴏ األفقية تس�مى دورات .ي�زداد الع�دد ال�ذري من اليسار إﱃ اليمﲔ ﰲ كل دورة. ﺳﻠﺴﻠة الﻼﻧﺜﺎﻧيدات يدل السهم عﲆ اﳌكان الذي ﳚب ﺳﻠﺴﻠة اﻷﻛﺘنيدات أن توضع فيه هذه العناﴏ ﰲ اﳉدول .لقد تم نقلها إﱃ أسفل توفﲑا للمكان. اﳉدول ً 165 ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺣﻞ اﻟﻤﺸﻜﻼت ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﺘﺪرج ﻓﻲ ﺧﻮاص اﻟﻌﻨﺎﺻﺮ عن�سر الفران�سيوم :هل هو �سلب اأم �سائل اأم غاز اك ُتشف الفرانس�يوم ﰲ ع�ام 1939م إ ّ ال أن مندلي�ف تنب�أ بوج�وده عام استقرارا؛ 1870م .و ُيعد الفرانسيوم أقل العناﴏ ال� 101األوﱃ ً استقرارا 22دقيقة .ﰲ ضوء ما تعرفه فعمر النصف لنظﲑه األكﺜر ً ع�ن خ�واﺹ الفل�زات القلوي�ة األخ�رى تنبأ بخ�واﺹ عنﴫ الفرانسيوم. التحليل اعتﲈ ًدا عﲆ طريقة دمﱰي مندليف ﰲ توقع خواﺹ العناﴏ غﲑ اﳌكتشفة ،استخدم اﳌعلومات اﳋاصة بخواﺹ الفلزات القلوية الستنباﻁ طريقة لتحديد خواﺹ عنﴫ الفرانسيوم. بيانات الفلزات القلوية العن�سر درجة الن�سهار درجة الغليان ن�سف القطر ()pm °C °C الليﺜيوم 180.5 1347 152 الصوديوم 97.8 897 186 البوتاسيوم 63.3 766 227 الروبيديوم 39.31 688 248 السيزيوم 28.4 674.8 248 الفرانسيوم ؟ ؟ ؟ التفك الناقد .3ا�ستدل أي عم�ود م�ن أعم�دة البيانات يظه�ر أكﺜر احتﲈ ً ال للخطأ ﰲ التوقع؟ اﴍح ذلك. .1ا�ستنبط نم�ط التغ�ﲑ ﰲ كل خاصي�ة واردة ﰲ اﳉ�دول، حدد ﳌ�اذا ال يكف�ي إنت�اج ملي�ون ذرة م�ن عن�ﴫ بحيﺚ يمكنك اس�تقراء القيم اﳋاصة بعنﴫ الفرانس�يوم.4 ، ّ مسﱰشدً ا بقانون تدرج اﳋواﺹ. الفرانس�يوم ﰲ الﺜاني�ة إلج�راء قياس�ات؛ مﺜل قياس .2توقع ما إذا كان عنﴫ الفرانسيوم صل ًبا أم سائ ً ال أم ً غازا. وكيف يمكن دعم هذا التوقع؟ الكﺜافة ودرجة االنصهار؟ الفلزات النتقالية والفلزات النتقالية الداخلية ُتقس�م العناﴏ االنتقالية إﱃ ﻓﻠـﺰات اﻧﺘقﺎليـة وﻓﻠﺰات اﻧﺘقﺎليـة ﺩاﺧﻠية ..وتعرف الفل�زات االنتقالية الداخلية بسلس�لتي الﻼﻧﺜﺎﻧيـدات واﻷﻛﺘنيـدات وتقعان أس�فل اﳉدول ال�دوري .وتوجد العناﴏ االنتقالية ﰲ اﳌجموعات .12 - 3 ال�ستعمال العلمي وال�ستعمال ال�سائع اﳌوﺻﻼت اﻻﺳـﺘعﲈﻝ العﻠمﻲ :مواد تستطيع نقل الكهرباء ،أو اﳊرارة ،أو الصوت. النحاس موصل جيد للحرارة اﻻﺳﺘعﲈﻝ الﺸﺎﺋع :ما يوصل به اﳊبل. 166 الربط علم الأحياء الالفلزات توجد الالفلزات ﰲ اﳉزء العلوي األيمن من اﳉدول الدوري .وقد تم ﲤﺜيلها باﳌربعات الصفراء ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل ،5-5وغال ًبا ما تكون الﻼﻓﻠﺰات غازات أو مواد صلبة هشة ذات لون داكن ،وتعد رديﺌة التوصيل للح�رارة والكهرب�اء .أ ّما الﱪوم Brفهو الالفلز الوحيد الس�ائل عند درجة حرارة الغرفة .ويعد األكسجﲔ أكﺜر العناﴏ وفرة ﰲ جسم اإلنسان ،حيﺚ يشكل 65%من كتلته .وتتألف اﳌجموعة 17من عناﴏ شديدة التفاعل تعرف باسم اﳍﺎلوﺟينﺎت. وتكون اﳍالوجينات عادة -كﲈ ﰲ اﳌجموعتﲔ 1و - 2ﰲ صورة مركبات .وتضاف اﳌركبات التي ﲢتوي عﲆ الفلور إﱃ معجون األس�نان وماء الﴩب ﳊﲈية األسنان من التسوس .وتسمى عناﴏ اﳌجموعة 18اﳋاملة جداًّ ا الﻐﺎﺯات النبيﻠة ،،وتستخدم ﰲ اﳌصابيح الكهربائية وإشارات )لوحات( النيون. ال�سكل 5-6ام العلما اتمون بتطوير يا الواشا ب�شع واشة الية على شور� شمكة ادر ملا على ال�شباحة .شع �شم الواشة الية من را ال�شليكون ال ي�شب لي ا اا. اأ�سباه الفلزات ُتعرف العناﴏ ﰲ اﳌربعات اﳋﴬاء عﲆ جانبي اﳋط اﳌتعرج ﰲ الﺸﻜل 5-5 بﺄﺷبﺎﻩ الفﻠﺰات .وألشباه الفلزات خواﺹ فيزيائية وكيميائية مشاﲠة للفلزات والالفلزات مع�ا .فالس�ليكون Siواﳉرماني�وم Geم�ن أش�باه الفل�زات اﳌهم�ة اﳌس�تخدمة بكﺜرة ﰲ ً صناعة رقائق اﳊاس�وب واﳋاليا الشمس�ية ،كﲈ يستخدم السليكون ﰲ اﳉراحة التجميلية والتطبيقات التي ﲢاكي الواقع ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل . 5-6 ويمكنك الرجوﻉ إﱃ دليل العناﴏ الكيميائية ﰲ ﳖاية هذا الكتاب ﳌعرفة اﳌزيد عن ﳐتلف ﳎموعات العناﴏ. التقو 5-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ ً قدي�ﲈ وف�ق كتلها ت�م ترتي�ب العناﴏ الذري�ة تصاعد اًّي�ا ،ﳑ�ا نج�م عنه بعﺾ التضارب .وقد ت�م ترتيبها الح ًقا وف ًقا لتزايد أعدادها الذرية. تتدرج اﳋواﺹ الفيزيائي�ة والكيميائية للعن�اﴏ عند ترتيبها تصاعد اًّيا حس�ب أعدادها الذرية. تﱰت�ب العن�اﴏ ﰲ اﳉ�دول ال�دوري ﰲ دورات )صف�وف( وﳎموع�ات )أعم�دة( ،وتق�ع العناﴏ اﳌتش�اﲠة ﰲ خواصها ﰲ اﳌجموعة نفسها. تصنف العناﴏ إﱃ فلزات ،والفلزات وأشباه فلزات. .1اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻﻒ التطور ﰲ اﳉدول الدوري اﳊديﺚ ،واذكر مساﳘات كل من الفوازييه ،ونيوالندز ،ومندليف ،وماير ،وموزﱄ ﰲ ذلك. ً ً مبس�طا للج�دول ال�دوري ،وأﴍ إﱃ مواق�ع الفل�زات، ﳐطط�ا .2اﺭﺳـﻢ والالفلزات وأشباه الفلزات. .3ﹺﺻﻒ اﳋواﺹ العامة للفلزات والالفلزات وأشباه الفلزات. .4 .5 .6 .7 ﺣدﹼ ﺩ :أي العناﴏ اآلتية عناﴏ ﳑﺜلة ،وأﳞا عناﴏ انتقالية؟ .bبالتﲔ Pt .aليﺜيوم Li .dكربون C .cبروميﺜيوم Pm اسم ﹾي عنﴫين ﳍﲈ خصائص مشاﲠة لكل من: ﻗﺎﺭﻥ اكتب ﹶ .cاﳊديد Fe .bالباريوم Ba .aاليود I ﻗـﺎﺭﻥ اس�تنا ًدا إﱃ اﳉدول ال�دوري اﳊديﺚ ،ما العن�ﴫان اللذان تكون قيمة الكتلة الذرية لكل منهﲈ أقل من ضعف عدده الذري؟ تفﺴﲑ البيﺎﻧﺎت ﲣطط ﴍكة لتصنيع جهاز إلكﱰوﲏ ،ﳑا يتطلب استخدام عنﴫ له خواﺹ كيميائية ش�بيهة بالسليكون Siوالرصاﺹ ،Pbوالكتلة الذري�ة له أكﱪ من كتل�ة الكﱪيت ،Sولكنها أقل من كتلة الكادميوم .Cd استخدم اﳉدول الدوري لتحديد العنﴫ الذي يمكن أن تستخدمه الﴩكة. 167 5-2 الأهداف تف�سر س�بب تش�ابه خواﺹ ّ عناﴏ اﳌجموعة الواحدة. ت�سنيف العنا�سر Classification of the Elements اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُرتبت العنا�سر ادول الدوري �سمن موعات ح�سب توزيعها دد فﺌات اﳉدول الدوري ّ الإلكو. األربع�ة اس�تنا ًدا إﱃ التوزي�ع الربط مع اياة إذا أردت توصيل رس�الة إﱃ شخص ما فال يكفي أن تعرف رقم بيته فقط، اإللكﱰوﲏ. مراجعة افردات اإلكونات التكافوؤ :إلكﱰونات بل ﳚب أن تعرف عنوان البيت ً كامال :ﰲ أي ش�ارﻉ هو؟ وأي مدينة؟ وأي منطقة؟ وبالطريقة نفسها يتم تعرف العناﴏ من خالل توزيعها اإللكﱰوﲏ. ترتيب العنا�سر وفق التوزيع الإلكو موجودة ﰲ مستوى الطاقة األخﲑ لل�ذرة ،والت�ي ﲢ�دد اﳋ�واﺹ ﳛدِّ د التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳋواﺹ الكيميائية للعنﴫ .إال أن كتابة التوزيع اإللكﱰوﲏ باستخدام الكيميائية ﳍا. نموذجأوفباوAufbauقديكونﳑ اًّ ال.ويمكنكمعرفةالتوزيعاإللكﱰوﲏوعددإلكﱰوناتالتكافﺆ منخاللموقعالعنﴫﰲاﳉدولالدورياﳊديﺚ.يوضحاﳉدﻭﻝ5-3التوزيعاإللكﱰوﲏلبعﺾ عناﴏ اﳌجموعة األوﱃ ،حيﺚ يوجد إلكﱰون واحد ﰲ مستوى الطاقة األخﲑ لكل عنﴫ فيها. Organizing the Elements by Electron Configuration اإلكونات التكافوؤ يوجد ل�كل عنﴫ ﰲ اﳌجموع�ة األوﱃ إلكﱰون واحد ﰲ مس�توى طاقته األخﲑ .لذا تتشابه عناﴏ اﳌجموعة األوﱃ ﰲ خواصها الكيميائية؛ ألﳖا ﲢتوي عﲆ العدد نفسه م�ن إلكﱰونات التكافﺆ .و ُتعد هذه اﳋاصية من أهم العالقات ﰲ الكيمياء؛ فذرات اﳌجموعة الواحدة ﳍا اﳋواﺹ نفس�ها ألن ﳍا عدد إلكﱰونات التكافﺆ نفس�ه .ولكل عنﴫ ﰲ اﳌجموعة األوﱃ إلك�ﱰون تكافﺆ واحد ل�ه التوزيع اإللكﱰوﲏ .s1ولكل عنﴫ ﰲ اﳌجموعة الﺜانية ِ اﺛنان من إلكﱰونات التكافﺆ توزيعهﲈ اإللكﱰوﲏ ،s2ولكل عمود ﰲ اﳌجموعتﲔ 1و 2واﳌجموعات من 13إﱃ 18ﰲ اﳉدول الدوري توزيعه اﳋاﺹ من إلكﱰونات التكافﺆ. رقم اإلكونات التكافوؤ والدورة ﳛدَّ د رقم مستوى الطاقة األخﲑ الذي ﳛتوي إلكﱰونات التكافﺆ ﹶ الدورة التي يوجد فيها العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،يوجد إلكﱰون التكافﺆ لعنﴫ الليﺜيوم ﰲ مس�توى الطاقة الﺜاﲏ ،لذا يكون عنﴫ الليﺜيوم ﰲ الدورة الﺜانية .أما عنﴫ اﳉالي�وم ذو التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ [Ar] 4s2 3d10 4p1فﺈن إلكﱰونات تكافﺌه تقع ﰲ مس�توى الطاقة الرابع ،لذا يكون عنﴫ اﳉاليوم ﰲ الدورة الرابعة. ادول 5-3 الدورة 1 الدورة 2 الدورة 3 الدورة 4 168 التوزيع الإلكو لعنا�سر اجموعة 1 اﳍيدروجﲔ الليﺜيوم الصوديوم البوتاسيوم H 1s1 1s1 Li 1s2 2s1 [He] 2s1 Na K 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 [Ne] 3s1 [Ar] 4s1 18 He 1 H 1 2 17 16 15 14 13 2 Ne F O N C B Be Li Ar Cl S P Si Al Mg Na 3 Kr Br Se As Ge Ga Ca K 4 Xe I Te Sb Sn In Sr Rb 5 Po Bi Pb Tl Ba Cs 6 Rn ال�سكل 5-7يوش الشك التمي الط لكنا التكافو عم العاشر املة. لح كي ــ يت عدد اإلكونا التكافو من موعة اإ اأخر ,وكي يت شمن اجموعة الواحدة اإلكونات تكافوؤ العنا�سر امثلة عدد إلكﱰونات تكافﺆ عناﴏ اﳌجموعة األوﱃ واحد، C06-21C-828378-08 ولعناﴏ اﳌجموعة الﺜانية اﺛنان .ﰲ حﲔ أن لعناﴏ اﳌجموعة 13ﺛالﺛة إلكﱰونات تكافﺆ، وأم�ا عناﴏ اﳌجموعة 14فلها أربع�ة إلكﱰونات تكافﺆ ،وهكذا .وأ ّما عناﴏ الغازات النبيلة ﰲ اﳌجموعة 18ففي كل منها ﺛﲈنية إلكﱰونات ،ما عدا اﳍيليوم الذي له إلكﱰو ﹶنا تكاف�ﺆ فقط .يبﲔ الﺸـﻜل 5-7كيف يس�اعد التمﺜيل النقط�ي لﻺلكﱰونات عﲆ الربط ب�ﲔ رقم اﳌجموعة وعدد إلكﱰون�ات التكافﺆ .الحﻆ أن عدد إلكﱰونات تكافﺆ عناﴏ اﳌجموعات من 13إﱃ 18يساوي رقم اآلحاد فيها. عنا�سر الفات Block Elements s,p,d,f ﳛتوي اﳉدول الدوري أعمد ًة وصفو ًفا ذات أحجام متفاوتة .ويعود السبب ﰲ عدم انتظام شكل اﳉدول الدوري إﱃ أنه ُق ّسم إﱃ فﺌات ﲤﺜل مستويات الطاقة الﺜانوية للذرة ،والتي ﲢتوي عﲆ إلكﱰونات التكافﺆ .ولوجود أربعة مستويات طاقة ﺛانوية ) (s, p, d, fفقد تم تقسيم اﳉدول الدوري إﱃ أربع فﺌات ﳐتلفة كﲈ ﰲ الﺸﻜل . 5-8 ﻓﺌﺔ s ﻓﺌﺔ p ﻓﺌﺔ d ال�سكل 5-8ي�شم اد الدر ا اأربع فا.s, p, d, f حلل م ــا العالق ــة ب ــ ا ــد الأق�ش ــ لع ــدد الإلكون ــا التي ك ــن اأن توجد م�شتو الطاقة الفرعي وحج الفة ال�شكل ﻓﺌﺔ f 169 ادول 5-4 التوزيع الإلكو للغازات النبيلة الدورة م�ستوى الطاقة الرئي�ص العن�سر 1 n =1 اﳍيليوم n =2 2 3 ال�ستعمال العلمي البنيةStructure : ﳾء ما يت�م عمله من عناﴏ ﹲ أو أج�زاء مﱰابط�ة بعضه�ا ببعﺾ. اش��ﱰك ع�دد م�ن العلﲈء ﰲ اكتشاف بنية الذرة. n =4 4 األرجون الكريبتون 1s2 [He] 2s2 2p6 [Ne] 3s2 3p6 [Ar] 4s2 3d10 4p6 عنا�سر الفة s -تتكون من عناﴏ اﳌجموعتﲔ األوﱃ والﺜانية وعنﴫ اﳍيليوم .حيﺚ ﲢتوي عناﴏ اﳌجموعة األوﱃ عﲆ مستويات sشبه ﳑتلﺌة بﺈلكﱰونات التكافﺆ ،وتوزيعها اإللكﱰوﲏ .s1ﰲ حﲔ ﲢتوي عناﴏ اﳌجموعة الﺜانية عﲆ مستويات sﳑتلﺌة باﺛنﲔ من إلكﱰونات التكافﺆ، وتوزيعها اإللكﱰوﲏ .s2وألن مستويات sتتسع إللكﱰونﲔ عﲆ األكﺜر فﺈن فﺌة sتشتمل عﲆ ﳎموعتﲔ فقط. عنا�سر الفة p -وبعد امتالء اﳌس�توى الﺜانوي sبﺈلكﱰونات التكافﺆ تبدأ هذه اإللكﱰونات ﰲ تعبﺌة اﳌستوى الﺜانوي .pوتشمل ﳎموعات العناﴏ ،18 - 13ﰲ اﳉدول الدوري ،التي جزئيا بﺈلكﱰونات التكافﺆ .وال يوجد عناﴏ من فﺌة كليا أو اًّ ﳍا مس�تويات pالفرعية اﳌمتلﺌة اًّ pﰲ الدورة األوﱃ؛ ألن مستويات pالﺜانوية ال توجد ﰲ مستوى الطاقة الرئيس األول .n=1 والب�ورون Bه�و العن�ﴫ األول ﰲ فﺌ�ة ،pويوجد ﰲ ال�دورة الﺜانية .وﲤتد فﺌ�ة pعﲆ مدى س�ت ﳎموعات؛ ألن مستويات pالفرعية الﺜالﺛة تتسع ل� 6إلكﱰونات عﲆ األكﺜر .وعناﴏ اﳌجموع�ة ) 18الغ�ازات النبيلة( عناﴏ فريدة ﰲ فﺌة P؛ وذلك ألن ذرات عناﴏها مس�تقرة كيميائي�ا .ويوضح اﳉدﻭﻝ 5-4التوزي�ع اإللكﱰوﲏ للغازات لدرج�ة أﳖ�ا تقري ًبا ال تتفاعل اًّ النبيلة األربعة األوﱃ .إن مستويات الطاقة الفرعية sو pﰲ مستويات الطاقة اﳋارجية ﳍا ﳑتلﺌة ﲤا ًما باإللكﱰونات .وينتﺞ عن هذا التوزيع اإللكﱰوﲏ استقرار بنائها الذري. ال�سكل 5-9تاري ادول الدوري اد ال در ادي نتاج عم عد علما عل ى م د رن الي ن در�ش وا العاش ر اكتشفوا التدرج واشا. ﻋــﺮﻑ ﺃﻧﺘـــوﲏ ﻻﻓواﺯﻳيـﻪ 1789م ﹼ العنﴫ ،ﻭﺃﻋد ﻗﺎﺋمة بﺎلعنﺎﴏ اﳌعﺮﻭﻓة ﻭميﺰ بﲔ الفﻠﺰات ﻭالﻼﻓﻠﺰات. ﱠ 170 n =3 النيون التوزيع الإلكو 1828م بـدﺃ العﻠـﲈﺀ ﰲ ﹰ ﺭمـــوﺯا اﲣﺎﺫ اﳊــﺮﻭﻑ لﻠعنﺎﴏ الﻜيميﺎﺋية. ﻃـوﺭ ﻛل مـﻦ لوﺛﺮمﺎﻳـﺮ ﻭﺩﻳمـﱰﻱ 1869م ﹼ 1900-1894م ﺃﺻبﺤـﺖ الﻐـﺎﺯات النبيﻠـة -ﻭمنﻬـﺎ اﻷﺭﺟـوﻥ ﻭاﳍيﻠيـوﻡ ﻭالﻜﺮﻳبﺘوﻥ ﻭالنيوﻥ ﻭالﺰﻳنوﻥ ﻭالﺮاﺩﻭﻥ- ﳎموﻋة ﺟدﻳدﺓ ﰲ اﳉدﻭﻝ الدﻭﺭﻱ. 1913م ﺣـدﹼ ﺩ ﻫنـﺮﻱ مـوﺯﱄ العدﺩ مندليـﻒ -ﻛل منﻬـﲈ ﻋـﲆ ﺣـدﺓ -ﺟـداﻭﻝ الﺬﺭﻱ لﻠعنﺎﴏ اﳌعﺮﻭﻓة ،ﻭﺃﺛبﺖ ﺃﻥﱠ ﺧواﺹ ﻋنﺎﴏ ﺃﺧﺮ ﻏﲑ معﺮﻭﻓة. مع العدﺩ الﺬﺭﻱ. لﻠعنـﺎﴏ ،تﺴـﺘند ﺇﱃ ﺧواﺻﻬـﺎ ،ﻭتو ﱠﻗعـﺎ ﺧواﺹ العنﺎﴏ تﺘﻐﲑ بﺸﻜل ﺩﻭﺭﻱ عنا�سر الفة d -ﲢتوي عﲆ الفل�زات االنتقالية ،وهي أكﱪ الفﺌات .وعﲆ الرغم من وجود بعﺾ االس�تﺜناءات إال أن عناﴏالفﺌة dتتميز بامتالء ك ﱟ ﲇ للمس�توى الفرعي sمن مس�توى الطاقة الرئيس ،nوبامتالء جزئي أو كﲇ ﳌستويات dالفرعية من مستوى الطاقة .n-1وكلﲈ ﲢركت عﱪ الدورة تقوم اإللكﱰونات بتعبﺌة اﳌستوى .dفعﲆ سبيل اﳌﺜال ،اإلسكانديوم Sc أول عناﴏ الفﺌة ،dله التوزيع اإللكﱰوﲏ .[Ar] 4s2 3d1أما عنﴫ التيتانيوم -وهو العنﴫ الﺜاﲏ ﰲ اﳉدول -فله التوزيع اإللكﱰوﲏ .[Ar] 4s2 3d2الحﻆ أن اﳌستوى اﳋارجي sاﳌمتلﺊ ﰲ عنﴫ التيتانيوم يكون ﰲ اﳌستوى الرئيس ،n = 4ﰲ حﲔ أن اﳌستوى dشبه اﳌمتلﺊ يكون ﰲ اﳌستوى الرئيس .n=3ينص مبدأ أوفباو aufbauعﲆ أن اﳌستوى 4sله طاقة أقل من طاقة اﳌستوى .3dلذا فﺈن اﳌستوى 4sيمتلﺊ قبل اﳌستوى .3dوألن مستويات dالفرعية اﳋمسة تتسع ل� 10إلكﱰونات لذا فﺈن العناﴏ فﺌة dﲤتد عﲆ مدى 10ﳎموعات ﰲ اﳉدول الدوري. عنا�سر الفة f -تشتمل عﲆ الفلزات االنتقالية الداخلية ،وتتميز عناﴏها بامتالء مستوى s اﳋارجي ،وامتالء أو شبه امتالء مستويات 4fو .5fولوجود 7مستويات فرعية ﰲ اﳌستوى الﺜان�وي fفﺈنه يتس�ع ل�� 14إلكﱰو ًنا بحدﱟ أقﴡ ،وبذلك ﲤتد العن�اﴏ فﺌة fعﲆ مدى 14 عمو ًدا ﰲ اﳉدول الدوري. ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء الباحث الكيميائي يتخ�ش� بع الكيمياي الوي درا�شة اأحد العاش ر األ ا .نت اج عاش ر يلة يعم الكيميا اا الو م ع فري كب يشم فيزياي مد�ش في .ت العاش ر اليل ة بالت�شادم ا الت ت م م�ش رعا ا�شيما .يوم الكيميا الو بتحلي نتا الت�شادما لتع ر العاشر فم واشا. لذا ﲢدد الفﺌات sو pو dو fش�كل اﳉدول الدوري .وكلﲈ انتقلت إﱃ أس�فل ﰲ اﳉدول ال�دوري ي�زداد عدد مس�تويات الطاقة الرئيس�ة ،ك�ﲈ يزداد ع�دد اﳌس�تويات الفرعية التي ﲢت�وي ع�ﲆ اإللكﱰون�ات .الحﻆ أن ال�دورة رقم 1ﲢت�وي عﲆ عناﴏ الفﺌ�ة sفقط ،ﰲ ح�ﲔ ﲢت�وي الدورتان الﺜاني�ة والﺜالﺜة عﲆ عناﴏ م�ن الفﺌتﲔ ،p ،sأ ّم�ا الدورتان الرابعة واﳋامسة فتحتويان عﲆ عناﴏ من فﺌات ،d ،p ،sكﲈ ﲢتوي الدورتان السادسة والسابعة عﲆ عناﴏ من فﺌات .f ،d ،p ،s لقد اس�تغرﻕ تطوير اﳉدول الدوري سنﲔ عديدة ،وما زالت عملية التطوير جارية؛ حيﺚ يتم ﲢضﲑ العناﴏ بطريقة صناعية باستمرار .ارجع إﱃ الﺸﻜل 5-9ﳌزيد من اﳌعلومات عن تاريخ اﳉدول ومساﳘات العديد من العلﲈء ﰲ تطويره. ماذا قراأت� ص كيف يمكن تعريف كل فﺌة من اﳉدول الدوري؟ 1940م تﻢ ﺿـﻢ العنﺎﴏ اﳌﺤﴬﺓ 1985م تبنـﻰ اﻻﲢـﺎﺩ الدﻭﱄ لعﻠوﻡ 92ﺇﱃ ﻓﺌة ﺟدﻳدﺓ ﰲ اﳉدﻭﻝ ﹸتﺴمﻰ الـدﻭﺭﻱ اﳊـﺎﱄ اﳌﺴـﺘخدﻡ ﰲ ﺃﻧﺤﺎﺀ ﺻنﺎﻋيـﺎ الﺘﻲ ﳍﺎ ﻋـدﺩ ﺫﺭﻱ ﺃﻛﱪ مﻦ ﹼﹰ اﻷﻛﺘنيدات. الﻜيميﺎﺀ البﺤﺘـة ﻭالﺘطبيقية اﳉدﻭﻝ العﺎﱂ. Ununpentium Ununtrium 115 113 Uup Uut )(288 )(284 2004م ﺃﻋﻠﻦ ﻋﻠﲈﺀ مﻦ ﺭﻭﺳـيﺎ ﻋﻦ اﻛﺘﺸﺎﻑ العنﴫﻳﻦ 113ﻭ.115 1969م ﻗـﺎﻡ البﺎﺣﺜـوﻥ ﰲ ﺟﺎمعـة بـﲑﻛﲇ 1999م ﺃﻋﻠﻦ بعﺾ البﺎﺣﺜﲔ اﻛﺘﺸﺎﻑ العنﴫ ،114 اﻷﻛﺘنيدات ،ﻭﻓـﱰﺓ ﻋمﺮ النﺼﻒ لﻪ 4.7s ﺭبﲈ ﻳﻜوﻥ ﺃﻭﻝ العنﺎﴏ ﺫات اﻻﺳـﺘقﺮاﺭ النﺴبﻲ ﺿمﻦ بﺘﺤﻀﲑ ﺃﻭﻝ العنﺎﴏ الﺼنﺎﻋية اﻷﺛقل مﻦ ﻭﺳمﻲ ﺭﺫﺭﻓوﺭﺩﻳوﻡ. ﱢ ﻭﺳـمﻲ ﺃﻭﻧوﻛواﺩﻳوﻡ .ﻭﻳعﺘقد العﻠـﲈﺀ ﺃﻥ ﻫﺬا العنﴫ ﱢ ﺻنﺎﻋيﺎ. العنﺎﴏ اﳌﺤﴬﺓ ﹼﹰ 171 مثال 5-1 التوزيع الإلكو وادول الدوري لعنﴫ اإلسﱰانشيوم الذي يستخدم ﰲ إضفاء اللون األﲪر عﲆ األلعاب النارية ،التوزيع اإللكﱰوﲏ .[Kr] 5s2حدد اﳌجموعة والدورة والفﺌة التي ينتمي إليها عنﴫ اإلسﱰانش�يوم دون اس�تخدام اﳉدول الدوري. 1ليل ا�ساألة لديك التوزيع اإللكﱰوﲏ لعنﴫ اإلسﱰانشيوم اعطيات اطلوب التوزيع اإللكﱰوﲏ = [Kr] 5s اﳌﺠموﻋة = ؟ يش عدد الكنا التكافو ا رم موعة العاشر املة. يش رم اأعلى م�شتو اة ا رم الدر. يشﲑ s2إﱃ أن إلكﱰونات تكافﺆ اإلسﱰانشيوم ﲤﻸ اﳌستوى الﺜانوي )،(s لذا يوجد عنﴫ اإلسﱰانشيوم ﰲ الفﺌة sﻭاﳌﺠموﻋة 2 ويشﲑ رقم 5ﰲ 5s2إﱃ أن عنﴫ اإلسﱰانشيوم يقع ﰲ الدﻭﺭﺓ 5 2 2ح�ساب اطلوب 3تقو الإجابة الدﻭﺭﺓ = ؟ الفﺌة = ؟ تم تطبيق العالقة بﲔ التوزيع اإللكﱰوﲏ وموقع العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري بطريقة صحيحة. م�سائل تدريبية .8حدّ د ،دون الرجوﻉ إﱃ اﳉدول الدوري ،اﳌجموعة والدورة والفﺌة التي تنتمي إليها ذرات العناﴏ ذات التوزيع اإللكﱰوﲏ اآلﰐ: [Kr] 5s2 .c [He] 2s2 .b [Ne] 3s2 .a .9بالرجوﻉ إﱃ اﳉدول الدوري ،ما الرمز الكيميائي للعناﴏ التي ﳍا التوزيعات اآلتية إللكﱰونات تكافﺌها: s2 p6 .c s2 p3 .b s2 d1 .a .10فيز اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل من العناﴏ اآلتية: .cغاز نبيل ﰲ الدورة 5 .aعنﴫ ﰲ اﳌجموعة 2والدورة 4 .dعنﴫ ﰲ اﳌجموعة 16والدورة 2 .bعنﴫ ﰲ اﳌجموعة 12والدورة 4 التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 5-2 .11 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﴪ ما الذي ﳛدد فﺌات اﳉدول الدوري؟ ﳛت�وي اﳉ�دول ال�دوري ع�ﲆ 4فﺌ�ات ه�ي .12ﺣدﹼ ﺩ فﺌة العناﴏ التي توزيع إلكﱰونات تكافﺌها عﲆ النحو اآلﰐ: s2p1 .d s2d1 .c s1 .b s2p4 .a .f, d, p, s لعناﴏ اﳌجموعة الواحدة خواﺹ كيميائية متشاﲠة .13 .اﺳـﺘنﺘﺞ عن�ﴫ الزين�ون غاز نبي�ل ال يتفاع�ل ،ويس�تخدم ﰲ اﳌصابيح الومضي�ة ،وه�و رديء التوصي�ل للح�رارة والكهرباء .فه�ل تتوقع أن عن�اﴏ اﳌجموعت�ﲔ 1و 2يتطاب�ق فيه�ا ع�دد يك�ون عنﴫ الزينون م�ن الفل�زات أو الالفلزات أو أش�باه الفلزات؟ إلكﱰونات التكافﺆ مع رقم اﳌجموعة. وأين يقع هذا العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري؟ فﴪ إجابتك. يتطابق رقم مستوى الطاقة األخﲑ الذي توجد فيه .14ﻓﴪ ﳌاذا تكون عناﴏ اﳌجموعة الواحدة متشاﲠة ﰲ خواصها الكيميائية؟ إلكﱰونات التكافﺆ مع رقم الدورة التي يقع فيها ً ً بسيطا للجدول الدوري ،وبﲔ فﺌات .f ،d ،p ،s ﳐططا .15ﻧمﺬﺝ ارسم العنﴫ. 172 5-3 الأهداف تقارن بﲔ أنﲈﻁ التغﲑ ﰲ خواﺹ تدرج خوا�ص العنا�سر Periodic Trends اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتمد تدرج خوا�ص العنا�سر ادول الدوري على حجوم الذرات، العن�اﴏ حس�ب موقعه�ا ﰲ وقابليتها لفقدان اإلكونات اأو اكت�سابها. الدورات واﳌجموعات. الربط مع اياة يساعد التقويم عﲆ تتبع النشاطات ﰲ حياتنا؛ حيﺚ يتكرر نمط األسبوﻉ من تربط الت�درج ﰲ أنص�اف الس�بت إﱃ اﳉمعة .فﺈذا دونت بعﺾ النش�اطات اليومية سل ًفا استطعت توقع ما ﳛدث ﰲ هذا تعرف خواﺹ أقطار الذرات ﰲ اﳌجموعات اليوم من ذلك األس�بوﻉ .وكذلك يتيح لن�ا ترتيب العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري ﱡ أو ال��دورات م�ع الت�وزي��ع العديد من هذه العناﴏ. اإللكﱰوﲏ ﳍ�ا ،وطاقة تأينها، ن�سف قطر الذرة Atomic Radius وسالبيتها الكهربائية. يتغﲑ الكﺜﲑ من خواﺹ العناﴏ بشكل متوقع ،ويعرف ذلك التغﲑ بالنمط ،وهذا ما ﳛدث عند مراجعة افردات االنتق�ال عﱪ الدورة ،أو اﳌجموعة .إن حجم الذرة م�ن اﳋواﺹ الدورية الذي يتأﺛر بالتوزيع م�ستوى الطاقة الأ�سا�سي :هو اإللك�ﱰوﲏ .ويعرف اﳊجم الذري بمقدار اقﱰاب ذرة من ذرة أخرى ﳎاورة ﳍا .وألن طبيعة مستوى الطاقة الرئيس للذرة. الذرة اﳌجاورة ﲣتلف من مادة إﱃ أخرى ،لذا فﺈن حجم الذرة يتغﲑ من مادة إﱃ مادة أخرى. افردات اديدة األيون طاقة التأين القاعدة الﺜﲈنية الكهروسالبية يعرف نصف قطر الذرة للفلزات -ومنها الصوديوم -بنصف اﳌس�افة بﲔ نواتﲔ متجاورتﲔ ﰲ الﱰكي�ب البلوري للعنﴫ ،كﲈ ﰲ الﺸـﻜل .5-10aأما بالنس�بة للعن�اﴏ التي توجد عﲆ شكل جزيﺌات -ومنها الالفلزات -فيعرف نصف قطر الذرة بنصف اﳌسافة بﲔ نوى الذرات كيميائيا بروابط فيﲈ بينها .ويوضح الﺸﻜل 5-10bنصف قطر جزيء ﺛنائي اﳌتطابقة واﳌتحدة اًّ الذرة مﺜل اﳍيدروجﲔ .H2 .a .b 74 pm 372 pm 37 pm ال�سكل 5-10عتمد اأن�شا اأطار ال را على ن و الراب الت ك ونا الرا. 186 pm 1 = 1 pm = 10-12 mبيكومﱰ 173 ال�سكل 5-11ت اأن�ش ا اأطار العاش ر املة اح�شوب ة بالبيكومي 10-12 mع د انتا من الي�شار ا اليم ع ال در ا اأ�شف اموعة. ا�ستنتج ــاذا ي ــزداد ن�ش ــ القط ــر كلما انتقلنا م ــن اأعل اإ اأ�شفل اجموعة الواحدة 18 He 31 17 Ne 71 72 16 F 73 15 O 75 14 N 77 227 K 37 H 1 13 C 1 85 2 B Be 112 Li 152 2 Ar 98 Cl 100 S 103 P 110 Si 118 Al 143 Na 186 Mg 160 Kr 112 Br 114 Se 119 As 120 Ge 122 Ga 135 K 3 227 Ca 197 4 Xe 131 I 133 Te 142 Sb 140 Sn 140 In 167 Sr 215 Rb 248 Rn 140 At 140 Po 168 Bi 150 Pb 146 Tl 170 Ba 222 Cs 265 5 6 اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخ�ل معلوم�ات من هذا القس�م ﰲ مطويتك. ال�سكل 5-12ي �ن�ش الطر عد انتا من الي�شار ا اليم ع الدر يزداد كلما اا ا اأ�شف اموعة. C0610C82837808 174 تدرج ن�سف القطر الذري ع الدورات يتناقص ﰲ الغالب نصف القطر عند االنتقال من يس�ار الدورة إﱃ يمينها .وس�بب هذا التغﲑ -كﲈ ﰲ الﺸـﻜل - 5-11هو زيادة الشحنة C06-09C-828378-08 اﳌوجبة ﰲ النواة مع بقاء مستويات الطاقة الرئيسة ﰲ الدورة ﺛاب ًتا؛ حيﺚ يزداد -باالنتقال من اليس�ار إﱃ اليمﲔ ﰲ الدورة -عدد الﱪوتونات )ش�حنة موجبة( ﰲ نواة ذرة العنﴫ بروتو ًنا عن ذرة العنﴫ الذي قبله ،بينﲈ يبقى عدد إلكﱰونات مستويات الطاقة الداخلية ﺛاب ًت�ا ،ويزداد عدد إلكﱰونات التكافﺆ واحدً ا ً أيض�ا .وحيﺚ ال يزداد حجب إلكﱰونات التكافﺆ عند الزيادة ﰲ ش�حنة النواة ،فﺈن ش�حنة النواة ﲡذب إلكﱰونات مستوى الطاقة اﳋارجي لتصبح أقرب إﱃ النواة. يفﴪ نقصان نصف القطر عﱪ الدورة ﰲ اﳉدول الدوري، ماذا قراأت ناق�ص كيف ّ مع بقاء مستوى الطاقة الرئيس دون تغﲑ؟ تدرج ن�سف القطر الذري ع اجموعات يزداد ﰲ الغالب نصف قطر الذرة عند االنتقال إﱃ أسفل اﳌجموعة؛ فعند االنتقال من أعﲆ إﱃ أسفل ﰲ اﳌجموعة الواحدة تقابل الزيادة ﰲ الشحنة اﳌوجبة ﰲ النواة زيادة ﰲ عدد إلكﱰونات مستويات الطاقة الداخلية؛ أي ّ أن شحنة الن�واة اﳌﺆﺛرة ﰲ إلكﱰونات مس�توى الطاق�ة األخﲑ تبقى ﺛابتة تقري ًب�ا لعناﴏ اﳌجموعة الواحدة .وﰲ اﳌقابل يزداد عدد مستويات الطاقة الرئيسة )قيمة عدد الكم الرئيس (nﳑا ﳚعل إلكﱰونات مس�توى الطاقة اﳋارجي أبعد عن النواة ،ويقلل ازدياد هذه اﳌسافة من تأﺛﲑ اﳉذب الناتﺞ عن زيادة شحنة النواة .كﲈ تقوم مستويات الطاقة اإلضافية بﲔ النواة واإللكﱰونات اﳋارجية بحجب هذه اإللكﱰونات عن النواة .ويلخص الﺸﻜل 5-12 هذه التغﲑات عﱪ الدورة واﳌجموعة. مثال 5-2 ف�سر التدرج ن�سف قطر الذرة أي ال�ذرات اآلتية ﳍا أكﱪ نصف قط�ر :الكربون ،Cأو الفل�ور ،Fأو البﲑيليوم ،Beأو الليﺜيوم Li؟ أجب عن السﺆال دون الرجوﻉ إﱃ الﺸﻜل ،5-11وفﴪ إجابتك حسب اﲡاه التغﲑ ﰲ أنصاف األقطار. 1 ليل ا�ساألة إذا كان لديك 4عناﴏ فحدد أو ً ال رقم كل من اﳌجموعة والدورة التي يشغلها كل عنﴫ ،ﺛم استخدم نمط التغﲑ العام لنصف القطر لتحديد أي العناﴏ نصف قطر ذرته أكﱪ. 2ح�ساب اطلوب ح دد الدرا ب اا ا �ن�ش الطر ع الدر 3 بالرج�وﻉ إﱃ اﳉ�دول الدوري ﲡد أن العناﴏ ﲨيعها موج�ودة ﰲ الدورة الﺜانية. وبﱰتي�ب العناﴏ من اليس�ار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة يظهر التسلس�ل اآلﰐ ،Li :و ،Beو ،Cو.F إن أول عنﴫ ﰲ الدورة الﺜانية هو الليﺜيوم ،Liلذا فلذرته أكﱪ نصف قطر. تقو الإجابة تم تطبيق اﲡاه نمط التغﲑ ﰲ مقدار نصف القطر عﱪ الدورة بشكل صحيح. وبالرجوﻉ إﱃ قيم أنصاف األقطار ﰲ الﺸﻜل 5-11نتحقق من اإلجابة. م�سائل تدريبية اﺳﺘعﻦ بمعﺮﻓﺘك بﺄﻧﲈﻁ الﺘﻐﲑ ﰲ ﻧﺼﻒ ﻗطﺮ الﺬﺭﺓ ﻋﱪ الدﻭﺭﺓ ﻭاﳌﺠموﻋة؛ لﻺﺟﺎبة ﻋﻦ اﻷﺳﺌﻠة اآلتية ،ﺩﻭﻥ اﺳﺘخداﻡ ﻗيﻢ ﻧﺼﻒ ﻗطﺮ الﺬﺭﺓ ﰲ الﺸﻜل .5-11 .16أي العناﴏ له أكﱪ نصف قطر :اﳌاغنسيوم ،Mgأو السليكون ،Siأو الكﱪيت ،S أو الصوديوم ،Naوأﳞا له أصغر نصف قطر؟ .17يب�ﲔ الش�كل اﳌج�اور عن�اﴏ اﳍيلي�وم ،والكربت�ون وال�رادون .أﳞ�ا يمﺜل عنﴫ الكربتون؟ وكيف يمكن االستدالل عﲆ ذلك؟ C B A أي العنﴫين اﳌجهول�ﲔ له أكﱪ نصف قط�ر إذا علمت فقط أن .18ه�ل يمكن ﲢدي�د ّ فﴪ إجابتك. العدد الذري ألحدﳘا أكﱪ 20مرة من العدد الذري لﻶخر؟ ّ .19فيز حدّ د أي العنﴫين ﰲ كل زوج ﳑا يﲇ له نصف قطر أكﱪ: .a عنﴫ ﰲ الدورة 2واﳌجموعة ،1أو عنﴫ ﰲ الدورة 3واﳌجموعة 18 .b عنﴫ ﰲ الدورة 5واﳌجموعة ،2أو عنﴫ ﰲ الدورة 3واﳌجموعة 16 .d عنﴫ ﰲ الدورة ،4واﳌجموعة ،18أو عنﴫ ﰲ الدورة ،2واﳌجموعة 16 .c C06-15A-874637 عنﴫ ﰲ الدورة 3واﳌجموعة ،14أو عنﴫ ﰲ الدورة 6واﳌجموعة 15 175 a b 102 pm 181 pm 186 pm Na [Ne] 100 pm Cl [Ne]3s23p6[Ar] Na [Ne]3s1 Cl [Ne]3s23p5 ال�سكل 5-13 .aالأيونا اوجبة اأ�شر حج ًما من ذراتها اتعادلة. .bالأيونا ال�شالبة اأك حج ًما من ذراتها اتعادلة. ن�سف قطر الأيون Ionic Radius C0611C82837808 تستطيع الذرات فقد أو اكتساب إلكﱰون أو أكﺜر لتكوين األيونات .وألن اإللكﱰونات سالبة الشحنة فﺈن الذرات تصبح مشحون ًة عندما تكتسب اإللكﱰونات أو تفقدها .لذا ﻓﺎﻷﻳوﻥ ذرة أو ﳎموعة ذرية ﳍا شحنة موجبة أو سالبة. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخ�ل معلوم�ات م�ن هذا القسم ﰲ مطويتك. عندما تفقد الذرة اإللكﱰونات وتكون أيو ًنا موج ًبا يصغر حجمها .و ُيعزى ذلك إﱃ عاملﲔ :أوﳍﲈ أن اإللكﱰون الذي تفقده الذرة غال ًبا ما يكون إلكﱰون تكافﺆ .وقد ينتﺞ عن فقدانه فراﻍ اﳌدار اﳋارجي، ﳑ�ا يس�بب نقصان نصف القطر .ﺛان ًي�اّ : يقل التنافر بﲔ م�ا تبقى من اإللكﱰون�ات ،باإلضافة إﱃ زيادة التجاذب بينها وبﲔ النواة ذات الشحنة اﳌوجبة ،ﳑا يسمح لﻺلكﱰونات باالقﱰاب أكﺜر من النواة. عندما تكتسب الذرات إلكﱰونات وتكون أيونات سالبة يزداد حجمها؛ ألن إضافة إلكﱰون إﱃ الذرة تنافرا أكﱪ مع إلكﱰونات اﳌستوى اﳋارجي ،ويدفعها بقوة نحو اﳋارج .وينتﺞ عن زيادة اﳌسافة يو ّلد ً ب�ﲔ اإللكﱰون�ات اﳋارجية زيادة ﰲ مقدار نصف القطر ﳑا يس�مح لﻺلكﱰونات باالقﱰاب أكﺜر من تكون أيو ًنا موج ًبا ،كﲈ النواة .ويوضح الﺸـﻜل 5-13aكيف يقل نصف قطر ذرة الصوديوم عندما ّ يوضح الﺸﻜل 5-13bكيف يزيد نصف قطر ذرة الكلورعندما تكون أيو ًنا سال ًبا. ال�سكل 5-14يوش ن�ش الطر اأيو للعاشر املة مي �شا بوحد.1012m pm ف�سر اذا يزيد ن�ش قطر الأيون اوج والأيون ال�شال عند النتقا اإ اأ�شفل اجموعة 13 2 1 C 15 N 146 O 140 F 133 B 20 Be 31 Li 76 16 17 2 3 4 3 2 1 Cl 181 S 184 P 212 Si 41 Al 54 1 2 3 4 3 As 222 Se 198 Br 195 Ge 53 Ga 62 3 4 3 I 220 Sb 62 Te 221 Sn 71 In 81 Rb 152 Sr 118 1 5 4 3 1 1 2 Tl 95 Pb 84 Bi 74 5 4 3 2 Na 102 Mg 72 2 1 3 K 138 Ca 100 2 2 1 4 5 Cs 167 Ba 135 2 1 1 15 2 14 6 K 138 1 176 تدرج ن�سف قطر الأيون ع اجموعات عندما تنتقل ﰲ اﳌجموعة من أعﲆ إﱃ أسفل فﺈن إلكﱰونات اﳌستويات اﳋارجية ﰲ األيون تكون ﰲ مستويات طاقة أعﲆ؛ ﳑا ينتﺞ عنه زيادة ﰲ حجم األيون. لذا يزداد نصف قطر كل من األيونات اﳌوجبة والسالبة عند االنتقال إﱃ أسفل خالل اﳌجموعة. ويلخص الﺸﻜل 5-15اﲡاه التغﲑ ﰲ نصف قطر األيونات عﱪ اﳌجموعات والدورات. طاقة التاأين تدرج ن�سف قطر الأيون ع الدورات يوضح الﺸـﻜل 5-14أنصاف أقط�ار أيونات معظم العن�اﴏ اﳌمﺜل�ة .الح�ﻆ أن العناﴏ التي ﰲ اﳉه�ة اليﴪى من اﳉدول تك�ون أيونات موجبة ً ً حجﲈ. تكون العناﴏ التي ﰲ اﳉهة اليمنى من اﳉدول أيونات سالبة أكﱪ أصغر حجﲈ ،ﰲ حﲔ ِّ وﰲ الغالب ،كلﲈ ﲢركت من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة تنا ﹶقص حجم األيون اﳌوجب .وعند بداية اﳌجموعة 15أو 16يتناقص حجم األيون السالب ً تدرﳚيا. أيضا اًّ ال�سكل 5-15يلخ� الشك الت العام ن�ش طر اأيون. C0613C82837808 Ionization Energy يتطل�ب تكوي�ن أي�ون موجب انت�زاﻉ إلكﱰون م�ن ذرة متعادلة .وﳛت�اج هذا العم�ل إﱃ طاقة وتعرف للتغل�ب ع�ﲆ ق�وة التجاذب بﲔ ش�حنة النواة اﳌوجبة والش�حنة الس�البة لﻺلك�ﱰونّ . ﻃﺎﻗـة الﺘﺄﻳـﻦ بالطاق�ة الالزمة النتزاﻉ إلكﱰون م�ن ذرة العنﴫ ﰲ اﳊالة الغازي�ة .فمﺜ ً ال نحتاج إﱃ 8.64 × 10-19Jالنتزاﻉ إلكﱰون من ذرة الليﺜيوم ﰲ اﳊالة الغازية .وتس�مى الطاقة الالزمة النت�زاﻉ أول إلك�ﱰون من الذرة اﳌتعادلة طاق ﹶة التأين األوﱃ .لذا فطاقة التأين األوﱃ لليﺜيوم هي .8.64 × 10-19 Jكﲈ ينتﺞ عن فقدان اإللكﱰون تكوين أيون .Li+ويبﲔ الﺸـﻜل 5-16طاقة التأين األوﱃ لعناﴏ الدورات من 1إﱃ .5 عرف طاقة التأين. ماذا قراأتّ ّ ﲤسك نواة الذرة بﺈلكﱰونات تكافﺌها .لذا تشﲑ فكر ﰲ طاقة التأين عﲆ أﳖا إشارة إﱃ مدى قوة ﱡ طاقة التأين الكبﲑة إﱃ أن القوة التي ﲤسك النواة ﲠذه اإللكﱰونات كبﲑة ً أيضا .ولذا ﲤيل الذرات التي قيم طاقة تأينها كبﲑة إﱃ تكوين األيونات الس�البة .فعﲆ س�بيل اﳌﺜ�ال ،لطاقة تأين الليﺜيوم اﳌنخفضة أﳘية ﰲ صنع بطاريات اﳊاسوب؛ فسهولة خسارة اإللكﱰونات يساعد البطارية عﲆ إنتاج قدرة كهربائية أكﱪ. 15 5 2 3 ال�سكل 5-16يوش اة التاأين اأ لعاشر الدرا 1-5مارن ة بالعدد الر لا. 2500 He Ne Ar Kr 1500 H Xe 1000 Rb 60 50 40 K 30 20 C0614C82837808 10 اختبار الر�سم البيا �سف ا ــا الت ــ اق ــة التاأي ــن الأو خ ــال اجموعة. 500 Li Na kJ / mol 2000 0 0 177 ادول 5-5 رمز العن�سر طاقات التاأين لعنا�سر الدورة 2 اإلكونات طاقة التاأين ( ) kJmol التكافوؤ 2nd 1st 3rd 4th 5th 6th 7th 8th Li 1 520 7300 Be 2 900 1760 14,850 B 3 800 2430 3660 25,020 C 4 1090 2350 4620 6220 37,830 N 5 1400 2860 4580 7480 9440 53,270 O 6 1310 3390 5300 7470 10,980 13,330 71,330 F 7 1680 3370 6050 8410 11,020 15,160 17,870 92,040 Ne 8 2080 3950 6120 9370 12,180 15,240 20,000 23,070 اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة طاقة التاأين الغو�ص إن الزي�ادة ﰲ الضغ�ط ال�ذي يتع�رﺽ ل�ه الغواص�ون ﲢ�ت س�طح اﳌ�اء يتس�بب ﰲ دخ�ول كمي�ة أك�ﱪ م�ن األكس�جﲔ إﱃ ال�دم ،ﳑ�ا يس�بب اإلرباك والغﺜي�ان .ولتجنب ذلك يلجأ الغواصون إﱃ استخدام خليط هليوكس – أكسجﲔ ﳐفف باﳍيليوم. إن طاقة تأين اﳍيليوم العالية ال تس�مح بتفاعله كيميائ ًيا مع الدم. 178 9th 115,380 ُﲤﺜ�ل كل ﳎموعة من النقاﻁ اﳌتصلة ﰲ الرس�م اﳌوضح ﰲ الﺸـﻜل 5-16العناﴏ اﳌوج�ودة ﰲ دورة واح�دة .وتكون طاقة تأين فلزات اﳌجموعة 1منخفضة ،لذا ﲤيل إﱃ تكوين أيونات موجبة .أما طاقة تأين عناﴏ اﳌجموعة 18فهي عالية جداًّ ا ،لذلك تكون أيونات ﰲ أغلب األحيان؛ حيﺚ إن التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر ﳍذه العناﴏ ال ّ ﳛد من نشاطها الكيميائي. انتزاع اأك من اإلكون ق�د تنتزﻉ إلكﱰون�ات أخرى بعد انت�زاﻉ اإللكﱰون األول من الذرة .وتس�مى الطاقة التي يتطلبها انتزاﻉ إلكﱰون ﹴ ﺛان من أيون أحادي الش�حنة اﳌوجبة طاق ﹶة التأين الﺜانية .و ُتسمى الطاقة التي يتطلبها انتزاﻉ إلكﱰون ﺛالﺚ من أيون ﺛنائي الشحنة اﳌوجبة طاق ﹶة التأين الﺜالﺜة ،كﲈ هو موضح ﰲ اﳉدﻭﻝ .5-5 تالح�ﻆ عن�د االنتقال ﰲ اﳉدول من اليمﲔ إﱃ اليس�ار أن طاقة التأين ﰲ تزايد دائم، ولكن ليس بش�كل منتظم؛ حيﺚ إن هناك ح�االت تكون فيها الزيادة ﰲ طاقة التأين كب�ﲑة جداًّ ا .فمﺜ ً ﲑا من طاقة ال ،طاقة التأين الﺜانية لليﺜيوم ) (7300 kJ/molأكﱪ كﺜ ً التأي�ن األوﱃ ) .(520 kJ/molوه�ذا يعني أن ذرة الليﺜيوم غال ًب�ا ما تفقد إلكﱰو ًنا واحدً ا ،ومن غﲑ اﳌتوقع أن ﲣﴪ إلكﱰو ًنا ﺛان ًيا. ماذا قراأت ا�ستنتج ما عدد اإللكﱰونات التي يمكن أن ﲣﴪها ذرة الكربون؟ إذا تفحص�ت اﳉدول فس�تالحﻆ أن الزي�ادة الكبﲑة ﰲ طاقة التأي�ن مرتبطة مع عدد إلكﱰونات التكافﺆ .لعنﴫ الليﺜيوم إلكﱰون تكافﺆ واحد ،لذا ﲢدث مﺜل هذه الزيادة بعد طاقة التأين األوﱃ .ويشكل عنﴫ الليﺜيوم أيون Li+بسهولة ،ولكن من الصعوبة تشكيل أيون .Li2+لذا تشﲑ الزيادة ﰲ طاقة التأين هذه إﱃ أن القوة التي ﲤسك ﲠا الذرة ﲑا من تلك التي ﲤسك ﲠا الذرة إلكﱰونات التكافﺆ. إلكﱰوناﲥا الداخلية أكﱪ كﺜ ً تدرج طاقة التاأين ع الدورات يتبﲔ من الﺸﻜل 5-16والقيم ﰲ اﳉدﻭﻝ ،5-5أن طاقة التأين األوﱃ تزداد عند االنتقال من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة نفسها .و ُتنتﺞ الزياد ُة ﰲ شحنة نواة كل عنﴫ زياد ًة ﰲ قوة جذﲠا إللكﱰونات التكافﺆ. تكم�ن فائدة ه�ذه القاع�دة ﰲ ﲢديد نوﻉ األي�ون الذي ينتج�ه العنﴫ .فالعن�اﴏ التي تقع ع�ﲆ اﳉانب األيمن من اﳉدول الدوري تكتس�ب عادة اإللكﱰون�ات لتحصل عﲆ التوزيع اإللك�ﱰوﲏ للغاز النبيل .وﳍذا الس�بب تنتﺞ ه�ذه العناﴏ أيونات س�البة ،إال أنه -بطريقة مشاﲠة -تفقد العناﴏ التي عﲆ اﳉانب األيﴪ اإللكﱰونات لتنتﺞ أيونات موجبة. رﺗﺐ اﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻛيﻒ تﺘدﺭﺝ اﳋواﺹ؟ اﻟﺨﻄﻮات تدرج طاقة التاأين ع اجموعات تقل طاقة التأين األوﱃ عند االنتقال من أعﲆ إﱃ أس�فل اﳌجموع�ة .ويعود ذلك إﱃ زيادة حجم الذرة ،واﳊاجة إﱃ طاقة أقل النتزاﻉ اإللكﱰون كلﲈ ابتعد اإللكﱰون عن النواة ،كﲈ هو موضح ﰲ الﺸﻜل .5-17 القاعدة الثمانية عندم�ا ﲣﴪ ذرة الصودي�وم إلكﱰون التكاف�ﺆ الوحيد لدﳞ�ا لتنتﺞ أيون صوديوم +1يتغﲑ التوزيع اإللكﱰوﲏ ﳍا عﲆ النحو اآلﰐ: + 1s2 2s2 2p6 3s1ﺫﺭﺓ الﺼوﺩﻳوﻡ Na؛ 1s2 2s2 2p6ﺃﻳوﻥ الﺼوﺩﻳوﻡ Na الحﻆ أن التوزيع اإللكﱰوﲏ أليون Na+مشابه للتوزيع اإللكﱰوﲏ للنيون )غاز نبيل( .وتﺆدي ه�ذه اﳌالحظة إﱃ أحد أهم اﳌبادﺉ الكيميائية ،وهو القاع�دة الﺜﲈنية .تنص القﺎﻋدﺓ الﺜﲈﻧية عﲆ أن الذرة تكتسب اإللكﱰونات أو ﲣﴪها أو تشارك ﲠا ،لتحصل عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات تكافﺆ وتعزز هذه اﳌعرف�ة ما تعلمناه من قبل م�ن أن التوزيع اإللكﱰوﲏ ﰲ مس�توى طاقته�ا األخﲑّ . استقرارا .كﲈ ﳌس�تويات sو pالفرعية لنفس مس�توى الطاقة اﳌمتلﺌة باإللكﱰونات يكون أكﺜر ً ﳚب أن تالحﻆ أن هذه القاعدة ال تشمل عناﴏالدورة األوﱃ؛ ألﳖا ﲢتاج إﱃ إلكﱰونﲔ فقط. ال�سكل 5-17زداد ا ة التاأين ع د انتا م ن الي�شار ا اليم ع الدر تا� عد انتا ا اأ�شف اموعة. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخ�ل معلوم��ات م��ن ه��ذا القسم ﰲ مطويتك. .3ﺻـﻒ الت�درج ﰲ الكتل�ة ع�ﱪ ال�دورة وع�ﱪ اﳌجموعة ﰲ التنظيم الذي أعددته ،وفﴪ موقع أي عنﴫ ال ينسجم مع النمط. .4توﻗـع أي�ن يمكن وضع عن�ﴫ غازي جديد اس�مه phﰲ .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. اﳉدول الذي أعددته؟ وما مقدار كتلة ph؟ .2اعم�ل بطاق�ة تعريف لكل عن�ﴫ من واق�ع اﳌعلومات ﰲ .5توﻗع خواﺹ العنﴫ الذي سيحتل الفراﻍ األخﲑ ﰲ اﳉدول. اﳉدول اﳌقابل. ً جدوال ﰲ هيﺌة مصفوفة ) 4أعمدة × 3صفوف(. .3اعمل .4رتب بطاقات العناﴏ تصاعد اًّيا حسب كتلها. .5ابدأ بوضع البطاقات ﰲ اﳉدول مراع ًيا تسلسل كتل العناﴏ وخصائصها ،واترك مربعات فارغة عند الﴬورة. اﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ً جدوال تبﲔ فيه التنظيم ﰲ صورته النهائية. .1اﻋمل .2ﺻﻒ التدرج ﰲ اللون عﱪ الدورة وعﱪ اﳌجموعة ﰲ التنظيم الذي أعددته. الرمز Ad Ax Bp Cx Lq Pd Qa Px Tu Xn الكتلة ()g 52.9 108.7 69.3 112.0 98.7 83.4 68.2 106.9 64.1 45.0 االة اللون برتقاﱄ صلب /سائل صلب قابل للطرﻕ أزرﻕ باهت أﲪر غاز أخﴬ باهت صلب هﺶ أزرﻕ صلب قابل للطرﻕ أخﴬ صلب هﺶ صلب قابل للطرﻕ أزرﻕ غامق أصفر سائل أخﴬ صلب هﺶ بنفسجي غاز 179 ال�سكل 5-18يوش ي م الكر�شالبية ع م العاشر اعطا بوحدا" بال." 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo 9 F 3.98 17 Cl 3.16 35 Br 2.96 53 I 2.66 85 At 2.2 8 O 3.44 16 S 2.58 34 Se 2.55 52 Te 2.1 84 Po 2.0 116 Uuh 6 C 2.55 14 Si 1.90 32 Ge 2.01 50 Sn 1.96 82 Pb 1.8 114 Uuq 7 N 3.04 15 P 2.19 33 As 2.18 51 Sb 2.05 83 Bi 1.9 115 Uup 5 B 2.04 13 Al 1.61 31 Ga 1.81 49 In 1.78 81 Tl 1.8 113 Uut < 1.0 < 2.0 < 3.0 < 4.0 30 Zn 1.65 48 Cd 1.69 80 Hg 1.9 112 Uub 29 Cu 1.90 47 Ag 1.93 79 Au 2.4 111 Uuu 28 Ni 1.91 46 Pd 2.20 78 Pt 2.2 110 Ds 27 Co 1.88 45 Rh 2.28 77 Ir 2.2 109 Mt 26 Fe 1.83 44 Ru 2.2 76 Os 2.2 108 Hs 25 Mn 1.55 43 Tc 2.10 75 Re 1.9 107 Bh ≥ 1.0 ≥ 2.0 ≥ 3.0 24 Cr 1.66 42 Mo 2.16 74 W 1.7 106 Sg 23 V 1.63 41 Nb 1.6 73 Ta 1.5 105 Db 22 Ti 1.54 40 Zr 1.33 72 Hf 1.3 104 Rf 21 Sc 1.36 39 Y 1.22 57 La 1.1 89 Ac 1.1 4 Be 1.57 12 Mg 1.31 20 Ca 1.00 38 Sr 0.95 56 Ba 0.89 88 Ra 0.90 1 H 2.20 3 Li 0.98 11 Na 0.93 19 K 0.82 37 Rb 0.82 55 Cs 0.79 87 Fr 0.70 ا�ستنتج ـ ـ ــاذا لـ ـ ـ ــ تـ ــوش ـ ـ ــع قي ــ الكهرو�شالبي ــة للعنا�ش ــر النبيلة الكهرو�سالبية (ال�سالبية الكهربائية) Electronegativity تعرف الﻜﻬﺮﻭﺳـﺎلبية عﲆ أﳖا مدى قابلية ذرات العنﴫ عﲆ جذب اإللكﱰونات ﰲ الرابطة الكيميائية .ويبﲔ الﺸـﻜل 5-18أن الكهروسالبية غال ًبا تقل عند االنتقال إﱃ أسفل اﳌجموعة ،وتزاداد عند االنتقال من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة. وت�ﱰاوح قي�م الكهروس�البية للعن�اﴏ ب�ﲔ 0.7و 3.98ووحدﲥ�ا باولن�ﺞ؛ نس�بة إﱃ الع��اﱂ األم�ري�ك��ي باولن�ﺞ Pauling )1994-1901م( فالفلور Fمﺜ ً ال أكﺜر العناﴏ كهروسالبية بقيمة ،3.98ﰲ حﲔ أن السيزيوم والفرانسيوم أقل العناﴏ كهروسالبية بقي�م 0.79و 0.7عﲆ الﱰتيب .ويكون للذرة ذات الكهروس�البية الكﱪى قوة ج�ذب أكﱪ إللكﱰونات الرابطة .ولذا ﱂ ُتعﲔ قيم الكهروسالبية للغازات النبيلة؛ ألﳖا تشكل عد ًدا قلي ً ال من اﳌركبات. التقو 5-3 اﻟﺨﻼﺻﺔ يتناق�ص نصف قط�ر األيون أو ال�ذرة من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورات ،ويزداد من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعات. تزداد طاقة التأين غال ًبا من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورات وتتناقص من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعات. تنص القاعدة الﺜﲈنية عﲆ أن الذرات تكتسب اإللكﱰون�ات أو ﲣﴪه�ا ،أو تتش�ارك ﲠ�ا لتحصل عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات تكافﺆ. ت�زداد الكهروس�البية غال ًبا من اليس�ار إﱃ اليمﲔ عﱪ ال�دورة ،وتتناقص من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعات. 180 .20اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﴪ العالقة بﲔ التدرج ﰲ نصف قطر الذرة عﱪ الدورات واﳌجموعات ﰲ اﳉدول الدوري والتوزيع اإللكﱰوﲏ. .21ﱢبﲔ أﳞﲈ له أكﱪ قيمة لكل ﳑا يأﰐ :الفلور أم الﱪوم؟ .aالكهروسالبية .bنصف قطر األيون .cنصف قطر الذرة .dطاقة التأين .22ﻓﴪ ﳌاذا ﳛتاج انتزاﻉ اإللكﱰون الﺜاﲏ من ذرة الليﺜيوم إﱃ طاقة أكﱪ من الطاقة الالزمة النتزاﻉ اإللكﱰون الرابع من ذرة الكربون؟ .23اﺣﺴﺐ فرﻕ الكهروسالبية ،ونصف قطر األيون ،ونصف قطر الذرة، وطاقة التأين األوﱃ بﲔ األكسجﲔ والبﲑيليوم. بيانيا أنصاف أقطار العناﴏ .24ﻋمل الﺮﺳوﻡ البيﺎﻧية ﻭاﺳﺘخدامﻬﺎ مﺜّل اًّ اﳌمﺜلة ﰲ الدورات 4، 3، 2مقابل أعدادها الذرية .عﲆ أن ﲢصل عﲆ ﺛالﺛة منحنيات منفصلة )منحنى لكل دورة( .ﺛم ﳋص نمط التغﲑ )التدرج( ﰲ نصف قطر الذرة عﱪ الدورة ﰲ ضوء الرسم الذي عملته .فﴪ إجابتك. العنا�سر ج�سم الإن�سان كلﲈ أكل اإلنس�ان أو تنفس أخذ جس�مه العناﴏ التي ﳛتاج إليها ألداء واجبات�ه بصورة طبيعية .وﳍذه العن�اﴏ خواصها اﳌحددة؛ اعتﲈ ًدا عﲆ موقعها ﰲ اﳉدول الدوري .ويوضح الﺸـﻜل 1النسبة اﳌﺌوية الكتلية للعناﴏ ﰲ خاليا جسم اإلنسان. الأك�سج يوجد ﰲ جس�م اإلنسان البالغ ما يزيد عﲆ 14بليون بليون بليون ذرة من األكسجﲔ .وقد يموت اإلنسان خالل دقائق زود الدم باألكسجﲔ. معدودة ،إذا ﱂ ُي ّ الكربون يكون روابط قوية بﲔ ذراته وذرات العناﴏ األخرى، ِّ يكون سالسل طويلة تعد اﳍيكل العظمي الﴬوري للمركبات كﲈ ِّ ال�سكل 2ط العش معم �شم ان�شان. العضوية ،ومنها الكربوهيدرات ،والﱪوتينات والدهون .كﲈ يعتمد جزيء DNAالذي ﳛدد الصفات الشكلية أو اﳌظهرية للشخص النيوج تغطي العضالت معظم جسم اإلنسان .ويوجد عﲆ مقدرة الكربون عﲆ االرتباﻁ مع العديد من العناﴏ بسهولة. النيﱰوجﲔ ﰲ اﳌركبات التي تصنع الﱪوتينات التي ﳛتاج إليها الهيدروج ﳛت�وي اﳉس�م ع�ﲆ ع�دد م�ن ذرات اﳍيدروجﲔ اﳉسم لبناء العضالت ،هذا ما يوضحه الﺸﻜل .2 مع�ا ،عﲆ الرغم يزي�د عﲆ ع�دد ذرات العناﴏ األخ�رى ﲨيعها ً العنا�سر الأخرى في ا�سم األكس�جﲔ والكرب�ون م�ن أنه يمﺜل 10%من كتلة اﳉس�م؛ ألن كتل�ة ذرته صغﲑة جداًّ ا. توافرا ﰲ اﳉسم، واﳍيدروجﲔ والنيﱰوجﲔ هي العناﴏ األكﺜر ً وال ﳛتاج جس�م اإلنس�ان إﱃ اﳍيدروجﲔ ﰲ ص�ورة عنﴫ فقط، ولك�ن هناك بع�ﺾ العناﴏ األخرى التي ﳛتاج إليها اﳉس�م ولك�ن من خالل العديد من اﳌركبات الﴬورية ومنها اﳌاء .ويعد مق�دارا ضﺌي ً ال من ه�ذه العناﴏ -والتي للعي�ﺶ والنم�و .إن ً اﳍيدروجﲔ -باإلضافة إﱃ األكس�جﲔ والكربون -جز ًءا اًّ مهﲈ ﰲ تكون ﰲ ﳎملها 2%من كتلة اﳉس�م ُ -يعد ﴐور اًّيا للجسم. ّ تركيب الكربوهيدرات واﳌركبات العضوية التي ﳛتاج إليها اﳉسم ً فمﺜال ،ال تس�تطيع العظام واألسنان النمو دون التزود اﳌستمر للحصول عﲆ الطاقة. يكون أقل من 1% بالكالس�يوم .وعﲆ الرغم م�ن أن الكﱪيت ّ ن�سبة كتل العنا�سر اوجودة ج�سم الن�سان من كتلة اﳉسم إ ّ ال أنه عنﴫ ﴐوري ويوجد ﰲ الﱪوتينات، كﲈ ﰲ األﻇافر عﲆ سبيل اﳌﺜال .كﲈ أن الصوديوم والبوتاسيوم Cكربون 18% ﴐوريان لنقل اإلشارات الكهربائية ﰲ الدماﻍ. الهيدروجH 10 % الك�سجO 65% النيوجN 3% الكال�سيوم Ca 2% عنا�سر اأخرى 2% ال�سكل 1يتكون �شم ان�شان من الك من العاشر اختلفة. ه�ل تس�تطيع اﳊص�ول ع�ﲆ العناﴏ ذات اﳌقدار الضﺌيل ﰲ اﳉس�م من أكل اﳌواد الغذائية اﳌعلب�ة فقط؟ م�ا أﳘية هذه العن�اﴏ رغم وجوده�ا بكميات قليلة؟ ناقﺶ هذه القضية مع زمالئك ﰲ الصف. 181 ت الكيمياء الكيمياء الو�سفية (النوعية) الفية :يمكنك مالحظة العديد م�ن العناﴏ اﳌمﺜلة ،ﺛم تصنيفها واﳌقارنة بﲔ خواصها .تسمى عملية تعرف خواﺹ العناﴏ بالكيمياء الوصفية. �سوؤال :كيف تتدرج خواﺹ العناﴏ اﳌمﺜلة؟ اواد والأدوات الالزمة أنابيب قابلة لﻺغالﻕ سدادات أنابيب اختبار وأوعية بالستيكية ﲢوي كميات قليلة من العناﴏ جهاز التوصيل الكهربائي ﲪﺾاﳍيدروكلوريكتركيزه1.0M اإجراءات ال�سالمة N LKKPP I M O 6أنابيب اختبار حام�ل أنابي�ب اختب�ار ﳐبار مدرج 10 mL ملعقة صغﲑة قلم للكتابة عﲆ الزجاج قلم رصاﺹ HClإﱃ كل أنبوب اختبار ،وراقب كل أنبوب مدة دقيقة، تك�ون الفقاع�ات يعدّ دلي ً ال ع�ﲆ التفاعل بﲔ واعل�م أن ّ اﳊمﺾ والعنﴫ ،ﺛم سجل مالحظاتك. الت�سنيف الفلزات الالفلزات أشباه الفلزات مالحظة العنا�سر اوا�ص قابله للطرﻕ. موصلة جيدة للكهرباء. ذات ﳌعان. ﳍا لون فﴤ أو أبيﺾ. يتفاعل معظمها مع األﲪاﺽ. توجد ﰲ اﳊالة الصلبة أو السائلة أو الغازية. غﲑ موصلة للكهرباء. ال تتفاعل مع األﲪاﺽ. غال ًبا ما تكون هشة ﰲ اﳊالة الصلبة. ﲡمع بﲔ خواﺹ الفلزات والالفلزات. .7الﺘنظيـﻒ ﻭالﺘخﻠﺺ مـﻦ الفﻀﻼت ﲣلص من اﳌ�واد ﲨيعها A B C D E F اﳍيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳكG AAH BB I A CC J B DD KAC EE LBDAAFFMCE BBGGNDC ﻭﲪﺾF CAHHOEG DD B IIP FHEC الﻜيميﺎﺋيةEJJ GFIFDKK HJGG تفﺤﺺ ELL H IKHFM ﻻM JL IGN ﲢﺬﻳﺮIN KM JH JOO بﺘﺬﻭﻗﻬﺎ. اﳌواﺩ حسب تعليﲈت اﳌعلم. ﺫﻭ الﱰﻛيﺰ 1 Mﺿﺎﺭ بﺎلعﲔ ﻭاﳌﻼبﺲ. حلل وا�ستنتج خطوات العمل ﻓـﴪ البيﺎﻧﺎت اعتﲈ ًدا عﲆ اﳉدول أع�اله ،وباإلضافة إﱃ .1ﹼ .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأسﲈء عينات العناﴏ التي تظهر دون اﳌظهر )اﳊالة الفيزيائية ،اللون ،اللمعان، .2الحﻆ ﺛم ِّ اﳋواﺹ العامة للفلزات. اﳌلم�س ....وهكذا( ل�كل عينة ﰲ أنبوب االختبار دون ﻓـﴪ البيﺎﻧﺎت اعتﲈ ًدا عﲆ اﳉدول أع�اله ،وباإلضافة إﱃ .2ﹼ نزﻉ السدادة. مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأسﲈء عينات العناﴏ التي تظهر .3خ�ذ عينة صغ�ﲑة من كل عنﴫ ﰲ الوعاء البالس�تيكي، اﳋواﺹ العامة لالفلزات. وضعه�ا عﲆ س�طح صل�ب ،واطرقه�ا برفق .س�يصبح ﻓـﴪ البيﺎﻧﺎت اعتﲈ ًدا عﲆ اﳉدول أع�اله ،وباإلضافة إﱃ .3ﹼ مس�طحا إذا كان قاب ً ال للطرﻕ .أما إذا كان اًّ هش�ا العن�ﴫ ً مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأسﲈء عينات العناﴏ التي تظهر دون مالحظاتك. فسوف يتكﴪ إﱃ قطع صغﲑة ،ﺛم ِّ اﳋواﺹ العامة ألشباه الفلزات. .4ح�دد أي العن�اﴏ موص�ل للكهرب�اء باس�تخدام جهاز ً ﳐطط�ا للجدول ال�دوري وحدد ﻧموﺫﺟﺎ ارس�م .4اﻋمـل ﹰ التوصي�ل الكهربائي ،ﺛم نظ�ف األقطاب باﳌاء ،وجففها مواق�ع العناﴏ اﳌمﺜلة من اﳌجموعة 1إﱃ .17باالعتﲈد قبل فحص كل عنﴫ. عﲆ اﳉ�دول ال�دوري الوارد ﰲ ه�ذه الوح�دة والنتائﺞ .5عن�ون كل أنب�وب اختبار برمز أحد العن�اﴏ ﰲ األوعية س�جل رموز العناﴏ التي حصل�ت عليها من التجربةِّ ، البالس�تيكية ،ﺛ�م أض�ف 5 mLمن اﳌ�اء إﱃ كل أنبوب التي درس�تها ﰲ التجربة ﰲ ﳐطط اﳉدول الدوري الذي اختبار باستخدام اﳌخبار اﳌدرج. أعددته. .6أض�ف كمية صغﲑة م�ن كل عنﴫ إﱃ أنب�وب االختبار .5اﺳـﺘنﺘﺞ كيف تتدرج خواﺹ العن�اﴏ التي الحظتها ﰲ اﳋاﺹ به .ﺛم أض�ف 5 mLمن ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك التجربة. 182 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻳﺘيﺢ لنﺎ الﺘدﺭﺝ ﰲ ﺧواﺹ العنﺎﴏ الﺘنبﺆ بﺎﳋواﺹ الفيﺰﻳﺎﺋية ﻭالﻜيميﺎﺋية ﳍﺎ. 5-1تطور ادول الدوري اديث اﻟﻔﻜﺮة تط�ور اﳉ�دول ال�دوري افاهيم الرئي�سة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ لق�د ّ تدرﳚيا مع الوقت باكتش�اف العلﲈء للعن�اﴏ اًّ طرائق أكﺜر فائدة ﰲ تصنيف العناﴏ ومقارنتها. افردات التدرج ﰲ خواﺹ العناﴏ اﳌجموعات الدورات العناﴏ اﳌمﺜلة العناﴏ االنتقالية الفلزات الفلزات القلوية الفلزات القلوية األرضية الفلزات االنتقالية الفلزات االنتقالية الداخلية سلسلة الالنﺜانيدات سلسلة األكتنيدات الالفلزات اﳍالوجينات الغازات النبيلة أشباه الفلزات ُرتب�ت العن�اﴏ ﰲ البداية تصاعد اًّيا حس�ب الكت�ل الذرية ،ﳑا نت�ﺞ عنه بعﺾ التناقﺾ ،ﺛم رتبت الح ًقا وفق األعداد الذرية تصاعد اًّيا. يعن�ي التدرج ﰲ خواﺹ العناﴏ أن صفاﲥا الكيميائي�ة والفيزيائية تتكرر عند ترتيبها تصاعد اًّيا حسب أعدادها الذرية. يرتب اﳉدول ال�دوري العناﴏ ﰲ دورات )صف�وف( وﳎموعات )أعمدة(، وتكون العناﴏ ذات اﳋواﺹ اﳌتشاﲠة ﰲ اﳌجموعة نفسها. ُتصنف العناﴏ إﱃ فلزات وال فلزات وأشباه فلزات. 8 O 15.999 5-2ت�سنيف العنا�سر اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُرتب�ت العن�اﴏ ﰲ اﳉ�دول افاهيم الرئي�سة ال�دوري ضم�ن ﳎموع�ات حس�ب توزيعها اإللكﱰوﲏ. 5-3تدرج خوا�ص العنا�سر اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتم�د ت�درج خ�واﺹ العناصر ف�ي الج�دول ال�دوري عل�ى حج�وم ال�ذرات، وقابليتها لفقدان اإللكترونات أو اكتسابها. افردات األيون طاقة التأين القاعدة الﺜﲈنية الكهروسالبية ﳛتوي اﳉدول الدوري عﲆ أربع فﺌات هي .f,d,p,s لعناﴏ اﳌجموعة الواحدة خواﺹ كيميائية متشاﲠة. عناﴏ اﳌجموعتﲔ 1و 2يتطابق فيها عدد إلكﱰونات التكافﺆ مع رقم اﳌجموعة. يتطابق رقم مس�توى الطاقة األخﲑ الذي توجد فيه إلكﱰونات التكافﺆ مع رقم الدورة التي يقع فيها العنﴫ. افاهيم الرئي�سة تتناقص قيم نصف قطر الذرة واأليون من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة ،وتتزايد من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعة. تتزايد طاقة التأين غال ًبا من اليسار إﱃ اليمﲔ عﱪ الدورة ،وتتناقص من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعة. تن�ص القاع�دة الﺜﲈنية عﲆ أن الذرات تكتس�ب اإللكﱰون�ات ،أو ﲣﴪها ،أو تشارك ﲠا لتحصل عﲆ ﳎموعة من ﺛﲈنية إلكﱰونات تكافﺆ. غال ًبا ما تتزايد الكهروس�البية من اليس�ار إﱃ اليمﲔ ع�ﱪ الدورة ،وتتناقص من أعﲆ إﱃ أسفل عﱪ اﳌجموعة. 183 5-1 اإتقان افاهيم .25ما النقص ﰲ اﳉدول الدوري ﳌندليف. ِّ .26 وضح كيف س�اﳘت قاع�دة الﺜﲈنيات لنيوالن�دز ﰲ تطور اﳉدول الدوري؟ .27أع�دّ كل م�ن لوﺛر ماير وديم�ﱰي مندليف ج�داول دورية متش�اﲠة ﰲ عام 1869م .فلﲈذا حظي مندليف بسمعة أكﱪ باﳉدول الدوري الذي أعدّ ه؟ .28ما اﳌقصود بتدرج خواﺹ العناﴏ؟ .29صف اﳋواﺹ العامة للفلزات. .30ما اﳋواﺹ العامة ألشباه الفلزات؟ .31ص ّن�ف العن�اﴏ اآلتي�ة إﱃ فل�زات أو الفل�زات أو أش�باه فلزات. .aاألكسجﲔ O .bالباريوم Ba .cاﳉرمانيوم Ge .dاﳊديد Fe Hafnium Lanthanum 72 57 Hf La 178.49 138.906 Rutherfordium Actinium 104 89 Rf Ac )(261 )(227 الﺸﻜل 5-19 .34وضح ما يشﲑ إليه اﳋط الداكن ﰲ منتصف الﺸﻜل .5-19 .35ما الرمز الكيميائي لكل من العناﴏ اآلتية: .aفلز يستخدم ﰲ مقياس اﳊرارة. .bغاز مشع يستخدم للتنبﺆ بحدوث هزات أرضية ،وهو غاز نبيل له أكﱪ كتلة ذرية مقارن ًة بعناﴏ ﳎموعته. .cيس�تخدم لطالء عل�ب اﳌواد الغذائي�ة ،وهو فلز ل�ه أق�ل كتل�ة ذري�ة ﰲ اﳌجموع�ة .14 .dعنﴫ انتقاﱄ يس�تخدم ﰲ صناع�ة اﳋزائن ،ويقع ﰲ اﳌجموعة 12ﰲ اﳉدول الدوري. .32صل كل بند ﰲ العمود األيمن بﲈ يناسبه من اﳌجموعات ﰲ العمود األيﴪ: .36إذا اكتشف عنﴫ جديد من اﳍالوجينات وﺁخر من الغازات .1اﳌجموعة 18 .aالعناﴏ القلوية النبيلة فﲈ العدد الذري لكل منهﲈ؟ .2اﳌجموعة 1 .bاﳍالوجينات اإتقان حل ا�سائل .cالعناﴏ القلوية األرضية .3اﳌجموعة 2 .37ل�و رتبت العناﴏ وف�ق كتلها الذرية ف�أي العناﴏ ال� 55 .4اﳌجموعة 17 .dالغازات النبيلة األوﱃ يك�ون ترتيبها ﳐتل ًفا عﲈ هو عليه ﰲ اﳉدول الدوري ً ً بس�يطا للجدول الدوري ،وحدد عليه مواقع ﳐططا .33ارس�م اﳊاﱄ؟ عنﴫ ا ﳛتوي كل م�ن الفل�زات القلوي�ة والفل�زات القلوي�ة األرضي�ة .38ﻋنـﴫ ﺛقيـل ﺟدﻳد لو اكتش�ف العلﲈء ً عﲆ 117بروتو ًنا ،ف�ﲈ اﳌجموعة والدورة التي ينتمي والعناﴏ االنتقالية والعناﴏ االنتقالية الداخلية والغازات فل�ز ا أو ش�به فل�ز؟ فل�ز ا أو ال اًّ إليه�ﲈ؟ وه�ل يك�ون اًّ النبيل�ة واﳍالوجين�ات ،باس�تخدام اﳌلصق�ات. 184 .39ما الرمز الكيميائي للعنﴫ الذي ينطبق عليه الوصف اآلﰐ؟ .47حدد اًّ كال من اﳌجموعة ،والدورة والفﺌة لكل عنﴫ ﳑا يأﰐ: .aعنﴫ ﰲ الدورة 3يمكن استخدامه ﰲ صناعة رقائق اﳊاسوب ألنه شبه فلز. .bعنﴫ ﰲ اﳌجموعة 13والدورة 5يستخدم ﰲ صناعة الشاشات اﳌسطحة ﰲ أجهزة التلفاز. .cعن�ﴫ يس�تخدم ً فتيال ﰲ اﳌصابيح ،ول�ه أكﱪ كتلة ذرية بﲔ العناﴏ الطبيعية ﰲ اﳌجموعة .6 5-2 اإتقان افاهيم .40اﳌنﺘﺠـﺎت اﳌنﺰلية ما أوجه الش�به ﰲ اﳋواﺹ الكيميائية بﲔ الكل�ور ال�ذي يس�تخدم ﰲ تبيي�ﺾ اﳌالبس والي�ود الذي يضاف إﱃ ملح الطعام؟ فﴪ إجابتك. .41م�ا عالقة رقم مس�توى طاق�ة إلكﱰون التكاف�ﺆ برقم دورة العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري؟ .42ما عدد إلكﱰونات تكافﺆ كل عنﴫ من الغازات النبيلة؟ .43ما الفﺌات األربع الرئيسة ﰲ اﳉدول الدوري؟ [Kr] 5s2 4d1 .a [Ar] 4s2 3d10 4p3 .b [He] 2s2 2p6 .c [Ne] 3s2 3p1 .d .48عن�ﴫان ﰲ اﳌجموعة نفس�ها ،فهل يك�ون نصف قطر ذرة العن�ﴫ الذي له عدد ذري أك�ﱪ ،أصغر أم أكﱪ من نصف قطر ذرة العنﴫ اآلخر؟ .49يوض�ح اﳉـدﻭﻝ 5-6عدد العناﴏ ﰲ ال�دورات اﳋمس األوﱃ من اﳉدول الدوري .فﴪ ﳌاذا ﲢتوي بعﺾ الدورات عﲆ أعداد ﳐتلفة من العناﴏ؟ ادول 5-6عدد العنا�سر الدورات من 1اإ5 الدورة 1 2 3 4 5 عدد العنا�سر 2 8 8 18 18 .50النقوﺩ تسمى إحدى ﳎموعات العناﴏ االنتقالية بمجموعة النقود؛ ألن معظم قطع النقود اﳌعدنية تصنع من عناﴏ هذه اﳌجموعة .ما رقم هذه اﳌجموعة؟ وما العناﴏ التي تنتمي إليها؟ وهل ما زالت مستخدمة ﰲ صناعة النقود حتى اآلن؟ استقرارا؟ .44ما التوزيع اإللكﱰوﲏ األكﺜر .51ه�ل توجد إلكﱰونات تكافﺆ ﲨيع عناﴏ اﳌجموعة 17ﰲ ً مستوى الطاقة الرئيس نفسه؟ فﴪ إجابتك. .45فﴪ كيف يمكن أن ﳛ�دد توزيع إلكﱰونات التكافﺆ موقع الذرة ﰲ اﳉدول الدوري؟ اإتقان حل ا�سائل ﹶ اللون .46اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ للعنﴫ الذي ينطبق عليه الوصف .52اﻷلعﺎﺏ النﺎﺭﻳة ُيكس�ب فلز الباريوم األلعاب النارية اآلﰐ؟ األخﴬ .اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ للباريوم وصف موقعه من حيﺚ اﳌجموعة والدورة والفﺌة ﰲ اﳉدول الدوري. .aعن�ﴫ ﰲ اﳌجموع�ة ،15وغال ًبا ما يك�ون جز ًءا من .53الﺴـﲈﻋﺎت تس�تخدم اﳌغانط اﳌصنوعة من فلز النيوديميوم مركبات مساحيق التجميل. ﰲ صناعة الس�ﲈعات؛ ألﳖ�ا قوية وخفيفة .اكت�ب التوزيع .bهالوج�ﲔ ﰲ ال�دورة ،3يدخ�ل ﰲ تركيب منظفات اإللكﱰوﲏ ﳍذا العنﴫ ،وأين يقع ﰲ اﳉدول الدوري؟ اﳌالبس ،ويستخدم ﰲ صناعة الورﻕ. .cفلز انتقاﱄ سائل عند درجة حرارة الغرفة ،ويستخدم أحيا ًنا ﰲ مقاييس درجة اﳊرارة. .54ﻋﻠﺐ الﺼوﺩا التوزيع اإللكﱰوﲏ للفلز اﳌستخدم ﰲ صناعة علب الصودا هو .[Ne] 3s2 3p1ما اسم هذا الفلز؟ حدّ د رقم ﳎموعته .ودورته ،وفﺌته ﰲ اﳉدول الدوري. 185 .55امﻸ الفراﻍ ﰲ اﳉدﻭﻝ . 5-7 ادول 5-7التوزيع الإلكو الدورة اجموعة Mg 14 Ge [Ne]3s 2 12 Cd [Kr]5s 24d 10 3 4 2 رمز العن�سر التوزيع الإلكو 1 [He]2s 1 5-3 اإتقان افاهيم .56ما اﳌقصود بطاقة التأين؟ .57يشكل عنﴫ ما أيو ًنا سال ًبا عند التأين .فأين يقع هذا العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري؟ فﴪ إجابتك. فﴪ .64اس�تخدم الﺸـﻜل 5-20لﻺجابة عن األسﺌلة اآلتيةّ ، إجابتك. .aإذا كانت Aﲤﺜل أيو ًنا ،و Bﲤﺜل ذرة للعنﴫ نفس�ه. فهل يكون األيون موج ًبا أم سال ًبا؟ .bإذا كان Aو Bيمﺜالن نصفي قطري ذرﰐ عنﴫين ﰲ الدورة نفسها ،فﲈ ترتيبهﲈ ﰲ الدورة؟ .cإذا كان Aو Bيمﺜالن نصفي قطري أيونﲔ لعنﴫين ﰲ اﳌجموعة نفسها ،فﲈ ترتيبهﲈ ﰲ اﳌجموعة؟ a b ال�سكل 5-21 ّ .58 أي العن�اﴏ اآلتية :اﳌاغنس�يوم أم الكالس�يوم أم الباريوم .65 ،يمﺜل الﺸﻜل 5-21طريقتﲔ لتعريف نصف قطر األيون. نصف قطر أيونه أك�ﱪ؟ وأﳞا نصف قطر أيونه أصغر؟ وما صف كل طريقة ،واذكر متى تستخدم كل منهﲈ؟ نمط التغﲑ الذي يفﴪ ذلك؟ .66الﻜﻠوﺭ التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة الكلور هو [Ne] 3s2 3p5 .59ف�ﴪ ﳌ�اذا ت�زداد طاق�ة تأي�ن العن�اﴏ اﳌتتالي�ة ﰲ اﳉدول وعندم�ا يكتس�ب إلكﱰو ًن�ا يصب�ح توزيع�ه اإللك�ﱰوﲏ الدوري عﱪ الدورة؟ ،[Ne] 3s2 3p6وه�و التوزيع اإللكﱰوﲏ لﻸرجون .فهل .60كي�ف يمكن مقارنة نص�ف قطر أيون الالفل�ز بنصف قطر تغﲑت ذرة الكلور إﱃ ذرة أرجون؟ فﴪ إجابتك. الذرة؟ فﴪ ذلك. .61ف�ﴪ ﳌ�اذا يقل نصف قطر ال�ذرة كلﲈ اﲡهنا من اليس�ار إﱃ اإتقان حل ا�سائل اليمﲔ عﱪ الدورة؟ العبوات من م�ادة اللكس�ان ،Lexanوهي .67تصن�ع بع�ﺾ ّ مكون من الكلور .62حدّ د أي العنﴫين له أكﱪ طاقة تأين ﰲ كل من األزواج اآلتية؟ مادة بالستيكية يدخل ﰲ تركيبها مركب َّ تنازليا حسب والكربون واألكس�جﲔ .رتّب هذه العناﴏ اًّ Li .cو Cs Ne .bو Kr N .aو Li نصف قطر الذرة ونصف قطر األيون. .63ما اﳌقصود بالقاعدة الﺜﲈنية؟ وﳌاذا ال يتبع ﹶ غازا اﳍيدروجﲔ .68العدﺳـﺎت الﻼﺻقـة تصنع العدس�ات الالصق�ة اﳌرنة من واﳍيليوم هذه القاعدة؟ مع�ا .اعم�ل جدو ً ال اﲢ�اد ذرات الس�ليكون واألكس�جﲔ ً ﳛت�وي قائمة بالتوزيع اإللك�ﱰوﲏ وأنصاف أقطار كل من A B ذرات وأيون�ات الس�ليكون واألكس�جﲔ .ﺛ�م اﴍح أي الذرات تصبح أكﱪ ،وأﳞا تصبح أصغر عند اﲢاد السليكون ال�سكل 5-20 باألكسجﲔ؟ وﳌاذا؟ 186 C06-19C-828378 .69ﱢ اﳌﺤـﲇ الﺼنﺎﻋـﻲ ﲢت�وي بع�ﺾ اﳌﴩوب�ات الغازي�ة التي .76ف�ﴪ ﳌ�اذا ﲤت�د الفﺌ�ة sم�ن اﳉ�دول ال�دوري ع�ﲆ هيﺌ�ة ﲡ ّن�ب زيادة ال�وزن عﲆ ا ُﳌح�ﲇ الصناعي أس�بارتيم ،وهو ﳎموعت�ﲔ ،والفﺌة pعﲆ هيﺌة 6ﳎموع�ات ،والفﺌة dعﲆ مرك�ب ﳛت�وي ع�ﲆ الكرب�ون والنيﱰوجﲔ واألكس�جﲔ هيﺌة 10ﳎموعات؟ ً وذرات أخ�رى .اعم�ل ج�دوال يوض�ح أنص�اف أقط�ار .77ﳌاذا ﲣتلف معظم قيم الكتل الذرية ﰲ جدول مندليف عن ال�ذرات واأليون�ات للكربون والنيﱰوجﲔ واألكس�جﲔ. القيم اﳊالية؟ افﱰﺽ حالة التأين اﳌوضحة ﰲ الﺸـﻜل 5-14واستخدم .78رتب العناﴏ -األكسجﲔ والكﱪيت والتيلريوم والسلينيوم اﳉ�دول الدوري للتنبﺆ بﲈ إذا كانت حجوم ذرات الكربون تصاعد اًّيا حسب نصف قطر الذرة .وهل يعد ترتيبك ًمﺜاال والنيﱰوج�ﲔ واألكس�جﲔ تتزاي�د أم تتناق�ص عند تكوين عﲆ تدرج اﳋواﺹ ﰲ اﳌجموعة أم ﰲ الدورة؟ الروابط الكيميائية ﰲ األسبارتيم. 2 .79اﳊﻠيﺐ يعدّ العن�ﴫ ذو التوزيع اإللكﱰوﲏ [Ar] 4sمن مراجعة عامة أهم الفلزات اﳌوجودة ﰲ اﳊليب .حدد ﳎموعة ودورة وفﺌة عرف األيون. هذا العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري. ّ .70 .71اﴍح ﳌاذا ال يمكن قياس نصف قطر الذرة بطريقة مباﴍة؟ .80ﳌاذا ال توجد عناﴏ من الفﺌة pﰲ الدورة األوﱃ؟ .72ما شبه الفلز ﰲ الدورة 2من اﳉدول الدوري ،الذي يكون .81اﳌﺠوﻫـﺮات م�ا الفل�زان االنتق�الي�ان اﳌس�تخدمان ﰲ جز ًءا من مركب يستعمل إلزالة عﴪ اﳌاء؟ صناع�ة اﳌجوهرات ،واللذان يقعان ﰲ اﳌجموعة ،11 .73أﳞ�ﲈ أكﺜ�ر كهروس�البية :عن�ﴫ الس�يزيوم ﰲ اﳌجموعة 1 وﳍ�ﲈ أق�ل كتل�ة ذري�ة؟ اﳌس�تخدم ﰲ مصابيح األشعة ﲢت اﳊمراء ،أم الﱪوم وهو .82أﳞ�ﲈ له طاق�ة تأين أك�ﱪ :البالت�ﲔ اﳌس�تخدم ﰲ عمل تاج اﳍالوجﲔ اﳌستخدم ﰲ مركبات مقاومة اﳊريق؟ وﳌاذا؟ الﴬوس ،أم الكوبلت الذي ُيكسب الفخار ضوءه األزرﻕ A B C الساطع؟ التفك الناقد D يكون يكو ُن الصودي�وم Naأيو ًنا موج ًبا +1؛ ﰲ حﲔ ِّ .83ﻃبﻖ ِّ الفل�ور Fأيو ًنا س�ال ًبا .-1اكتب التوزي�ع اإللكﱰوﲏ لكل ال�سكل 5-22 وفﴪ ﳌاذا ال يش�كل ه�ذان العنﴫان أيونات أي�ون منهﲈّ . سم كل فﺌة .74يوضح الﺸﻜل 5-22فﺌات اﳉدول الدوريّ . ﺛنائية؟ من اﳉدول الدوري ،واﴍح اﳋواﺹ اﳌشﱰكة بﲔ عناﴏ ﹰ بيﺎﻧيﺎ ﻭاﺳـﺘخدمﻪ اس�تعن بالبيانات الواردة ﰲ ﺭﺳـﲈ اﻋمل . 84 ﹼﹰ كل فﺌة. ِّ 5-8 اﳉـدﻭﻝ بياني�ا الكﺜافة مقابل الع�دد الذري، �ل ﺜ وم . اًّ .75أي عنﴫ ﰲ األزواج اآلتية له كهروسالبية أعﲆ: تغﲑ يمكن أن تالحظه. واذكر أي نمط ﱡ As .aأو K Sb .bأو N Be .cأو Sr 187 ادول 5-8بيانات الكثافة لعنا�سر اجموعة 15 العن�سر النيﱰوجﲔ العدد الذري الكثافة ()gcm3 7 1.25 × 10 -3 15 1.82 33 5.73 51 6.70 83 9.78 الفوسفور الزرنيخ األنتيمون البزموث ادول 5-9طاقات التاأين بوحدة kJmol العدد الأول الثا الثالث الرابع اام�ص ال�ساد�ص ﻓﴪ البيﺎﻧﺎت رسمت درجات انصهار عناﴏ الدورة 6 .85ﱢ مقاب�ل العدد ال�ذري كﲈ ﰲ الﺸـﻜل .5-23حدّ د نمط التغ�ﲑ ﰲ درج�ات االنصه�ار والتوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ للعناﴏ .ﺛم ضع فرضية لتفسﲑ هذا النمط. 6 Os Pt Re Ir W 87 La 83 1000 900 800 700 600 500 Ba Tl Pb 400 Cs Hg Rn 85 2000 81 K Bi Po 3000 Hf Au At 4000 Ta 300 200 79 77 75 73 57 55 100 ال�سكل 5-23 .86الﺘعميﻢ يعﱪ الرمز ns1عن التوزيع اإللكﱰوﲏ للمستوى اﳋارج�ي لعناﴏ اﳌجموع�ة األوﱃ ،حي�ﺚ nهو رقم رمزا مشا ًﲠا دورة العنﴫ ومستوى طاقته الرئيس .اكتب ً لكل ﳎموعات العناﴏ اﳌمﺜلة. 188 تعـﺮﻑ أح�د العن�اﴏ اﳌمﺜل�ة ﰲ ال�دورة 3ج�زء م�ن .87ﱠ اﳌواد اﳋش�نة التي تس�تعمل عﲆ س�طوح عل�ب الﺜقاب. واﳉدﻭﻝ 5-9يوضح طاقات التأين ﳍذا العنﴫ .استعن باﳌعلومات الواردة ﰲ هذا اﳉدول الستنتاج نوﻉ العنﴫ. طاقة التأين 21238 6265 4957 2910 1905 1010 م�ساألة تحفيز .88يع�ﱪ ع�ن طاق�ات التأي�ن بوح�دة ) ،(kJ/molإ ّال أن�ه يع�ﱪ ع�ن الطاق�ة الالزم�ة النت�زاﻉ إلك�ﱰون م�ن ال�ذرة باﳉ�ول ) .(Jاس�تخدم القي�م ﰲ اﳉـدﻭﻝ 5-5ﳊس�اب الطاق�ة الالزم�ة النت�زاﻉ اإللك�ﱰون األول بوح�دة اﳉول م�ن ذرة كل م�ن ،Bو ،Beو ،Liو ،Cﺛم اس�تخدم العالقة 1eV = 1.6 × 10-19 Jلتحويل القيم إﱃ اإللكﱰون فولت. مراجعة تراكمية عرف اﳌادة ،وحدّ د ما إذا كان كل ﳑا يﲇ مادة أم ال. ّ .89 .aموجات اﳌيكروويف .dالﴪعة .eذرة من الغبار .bاﳍيليوم داخل بالون .fاللون األزرﻕ .cحرارة الشمس حول اًّ كال من وحدات القياس اآلتية إﱃ ما هو مبﲔ: ّ .90 11 mg .cإﱃ kg 1.1 cm .aإﱃ m 7.23 mg .dإﱃ kg 76.2 pm .bإﱃ mm .91ما العالقة بﲔ الطاقة التي تنبعﺚ من اإلشعاﻉ وتردده؟ .92م�ا العنﴫ الذي توزيعه اإللك�ﱰوﲏ [Ar] 4s2 3d6وهو ﰲ حالة االستقرار؟ تقو اإ�سا .93الﺜﻼﺛيـﺎت ﰲ بداي�ات القرن التاس�ع عﴩ اق�ﱰح الكيميائي األﳌ�اﲏ دوبﲑن�ر م�ا يع�رف باس�م الﺜالﺛي�ات .ابح�ﺚ ع�ن تقريرا حوﳍا .ما العناﴏ التي ﲤﺜل ﺛالﺛيات دوبﲑنر ،واكتب ً الﺜالﺛيات؟ وكيف كانت صفات العناﴏ فيها متشاﲠة؟ تقريرا عن اﳌيل .94اﳌيل اﻹلﻜﱰﻭﲏ خاصية دورية أخرى .اكتب ً اإللكﱰوﲏ ،وصف تدرجه عﱪ اﳌجموعة وعﱪ الدورة. اأ�سلة ا�ستندات جدي�را باﳌالحظة ﰲ ضوء كان اﳉ�دول ال�دوري األصﲇ ﳌندلي�ف ً اﳌعلوم�ات التي كانت متوافرة عن العناﴏ اﳌعروفة ﰲ حينه ،لذلك فهو ﳜتلف عن النسخة اﳊديﺜة .قارن بﲔ جدول مندليف اﳌوضح ﰲ اﳉدﻭﻝ 5-10واﳉدول الدوري اﳊديﺚ اﳌوضح ﰲ الﺸﻜل .5-5 II III IV V VI VII VIII Fe Co )Ni (Cu Ru Rh )Pd (Ag — — Os Ir )Pt (Au I 0 الت�سل�سل ادول 5-10موعات العنا�سر — C Si — B Al — H Li Be Na Mg — He Ne So Ga Ca Zn K Cu Ar 1 2 3 4 5 — F Cl — O S N P Mn Br Cr Se V As Ti Ge Rb Sr Ag Cad Kr 6 7 — I Nb Mo Sb Te Zr Sn Y In — — — — — — W — — — Ta Bi — — — 8 Xe Cs Ba La — — — 9 10 — — — Yb Au Hg Tl 11 U — Th — 12 — Rd — .95وض�ع مندليف الغازات النبيلة ﰲ يس�ار اﳉ�دول .فلﲈذا يعد وضع هذه العناﴏ ﰲ ﳖاية اﳉدول -كﲈ ﰲ اﳉدول الدوري منطقيا أكﺜر؟ اﳊديﺚ) -اﳌجموعة (18 اًّ .96أي أجزاء جدول مندليف يعد أكﺜر تش�ا ًﲠا مع موقعه اﳊاﱄ، وأﳞا كان أبعد عن موقعه اﳊاﱄ ﰲ اﳉدول اﳊديﺚ؟ وﳌاذا؟ .97ﲣتل�ف معظ�م الكت�ل الذرية ﰲ ج�دول مندليف ع�ن القيم اﳊالية .ما سبب ذلك؟ 189 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد .1عناﴏ اﳌجموعة الواحدة ﰲ اﳉدول الدوري ﳍا نفس: .aعدد إلكﱰونات التكافﺆ. .bاﳋواﺹ الفيزيائية. .cعدد اإللكﱰونات. .dالتوزيع اإللكﱰوﲏ. .2أي العبارات اآلتية غﲑ صحيحة؟ .aنصف قطر ذرة الصوديوم Naأصغر من نصف قطر ذرة اﳌاغنسيوم .Mg .bقيم�ة الكهروس�البية للكرب�ون Cأك�ﱪ من قيمة الكهروسالبية للبورون .B .cنصف قطر األيون Br-أكﱪ من نصف قطر ذرة .Br .dطاقة التأين األوﱃ لعنﴫ Kأكﱪ من طاقة التأين األوﱃ لعنﴫ .Rb .3التوزي�ع اإللكﱰوﲏ لذرة عنﴫ هو .[Ar] 4s2 3d10 4p4 م�ا اﳌجموعة والدورة والفﺌة التي يقع ضمنها هذا العنﴫ ﰲ اﳉدول الدوري؟ .aﳎموعة ،14دورة ،4فﺌة d .bﳎموعة ،16دورة ،3فﺌة p .cﳎموعة ،14دورة ،4فﺌة p .dﳎموعة ،16دورة ،4فﺌة p استخدم اﳉدول اآلﰐ لﻺجابة عن السﺆالﲔ 4و:5 خوا�ص العنا�سر العن�سر الفة X s Y p Z __ اوا�ص صلب ،يتفاعل بﴪعة مع األكسجﲔ. يكون األمالح. غاز عند درجة حرارة الغرفةّ ، غاز نبيل .4أي ﳎموعة ﰲ اﳉدول الدوري يقع فيها العنﴫ X؟ 1 .a 17 .b 18 .c 4 .d 190 .5الفﺌة التي يقع فيها العنﴫ Zهي: s .a p .b d .c f .d استخدم اﳉدول اآلﰐ لﻺجابة عن السﺆالﲔ 6و.7 الن�سبة اوية كونات اأكا�سيد النيوج اركب N2O4 N2O3 N2O N2O5 ن�سبة النيوج ن�سبة الأك�سج 30.4% ؟ 63.6% 25.9% 69.6% ؟ 36.4% 74.1% .6ما النسبة اﳌﺌوية للنيﱰوجﲔ ﰲ اﳌركب N2O3؟ 44.75% .a 46.7% .b 28.1% .c 36.8% .d .7ﲢت�وي عينة م�ن أكس�يد النيﱰوج�ﲔ ع�ﲆ 1.29 gمن النيﱰوجﲔ ،و 3.71 gمن األكسجﲔ .أي الصيغ اآلتية ﳛتمل أن ﲤﺜل اﳌركب ؟ N2O4 .a N2O3 .b N2O .c N2O5 .d .8توجد أشباه الفلزات ﰲ اﳉدول الدوري فقط ﰲ: .aالفﺌة d .bاﳌجموعات 13إﱃ 17 .cالفﺌة f .dاﳌجموعتﲔ 1و2 .9ما اﳌجموعة التي ﲢتوي عﲆ الالفلزات فقط؟ 1 .a 13 .b 15 .c 18 .d اختبار مق .10يمكن توقع أن العنﴫ 118له خواﺹ تشبه: .aالفلزات القلوية األرضية .bاﳍالوجﲔ .cأشباه الفلزات .dالغاز النبيل اأ�سلة الإجابات الق�سيرة ادرس التوزيع اإللكﱰوﲏ اآلﰐ ،ﺛم أجب عن األس�ﺌلة التي تليه: [Ne] 3s2 3p1 .11ﰲ أي دورة ﰲ اﳉدول الدوري يوجد هذا العنﴫ؟ .12ﰲ أي ﳎموعة ﰲ اﳉدول الدوري يوجد هذا العنﴫ؟ .13ما اسم هذا العنﴫ؟ اأ�سلة الإجابات المفتوحة استخدم اﳉدول اآلﰐ لﻺجابة عن السﺆالﲔ 14و .15 طاقات التاأين لعنا�سر تارة من الدورة 2بوحدة kJmol العن�سر Li Be B C إلكﱰونات التكافﺆ 1 2 3 4 520 900 800 1090 7300 1760 2430 2350 3660 14‚850 4620 طاقة التأين األوﱃ طاقة التأين الﺜانية طاقة التأين الﺜالﺜة طاقة التأين الرابعة طاقة التأين اﳋامسة 6220 25‚020 37‚830 ج�دا ﰲ طاقة .14ﹼ بـﲔ العالقة الت�ي تربط ب�ﲔ التغﲑ الكبﲑ اًّ التأين وعدد إلكﱰونات التكافﺆ لكل ذرة. أي طاقات التأين س�وف ُتظهر أك�ﱪ تغﲑ لعنﴫ .15توق�ع ّ فﴪ إجابتك. اﳌاغنسيوم؟ ّ 191 مالحظات مالحظات اركبات الأيونية و الفلزات Ionic compounds and Metals تﺮتبـﻂ الـﺬﺭات ﰲ اﳌﺮﻛبـﺎت اﻷﻳوﻧيـة بﺮﻭابـﻂ ﻛيميﺎﺋيـة تنﺸـﺄ ﻋـﻦ ﲡـﺎﺫﺏ اﻷﻳوﻧﺎت اﳌخﺘﻠفة الﺸﺤنﺎت. 6-1تك ون الأيون اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون األيونات عندما تفقد الذرات إلكﱰونات التكافﺆ أو تكتس�بها لتصل استقرارا. إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ الﺜﱡﲈﲏ األكﺜر ً فلز الألومنيوم + + + + + + + + + + + + 6-2الروابط الأيونية واركبات الأيونية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتج�اذب األيون�ات ذات لتكون مركبات أيونية متعادلة الشحنات اﳌختلفة ِّ كهربائيا. اًّ � 6-3سيغ اركبات الأيونية واأ�سماوؤها اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ عن�د تس�مية اﳌركبات األيونية ُيذكر األيون السالب أو ً متبوعا ال ً باألي�ون اﳌوجب.أم�ا عن�د كتاب�ة صي�غ اﳌركب�ات األيوني�ة فيكت�ب رم�ز األيون اﳌوجب ً متبوعا برمز األيون السالب. أوال ً 6-4الروابط الفلزية وخوا�ص الفلزات ك�ون الفل�زات ش�بكات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ُت ّ بلوري�ة يمكن ﲤﺜيلها أو نمذجتها بأيونات موجبة ﳛيط ﲠا "بحر" من إلكﱰونات التكافﺆ اﳊرة اﳊركة. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ يغوﺹ الغواص�ون عادة عﲆ عمق ،40 m أما أكﱪ عمق وصل إليه غواﺹ ﳏﱰف فقد زاد عﲆ 300 mقلي ً ال. ﳛ�مل ال�غ�واصون األكسج�ﲔ والنيﱰوجﲔ ف�ي أسطوانات معدة ﳍ�ذه الغ�اية ،لذا عليهم اتب�اﻉ إج�راءات خاص�ة لتجن�ب التس�مم باألكسجﲔ ،والتخدير النيﱰوجيني. 194 - CO32 + Ca2 كربونات الكال�سيوم ( )CaCO 3 ر اتهاللي ما اأنواع ار ّكبات التي تو�سل اليلها التيار الكهربائي لكي توصل اﳌادة التيار الكهربائي ﳚب أن ﲢتوي عﲆ جس��يﲈت مشحونة قادرة عﲆ اﳊركة بسهولة .ويعد التوصيل الكهربائي من خواﺹ اﳌواد التي تزودنا ببعﺾ اﳌعلومات عن الروابط بﲔ الذرات. خطوات العمل .1اق�رأ تعلي�ﲈت الس�المة ﰲ اﳌختﱪ. .2اعمل جدول بيانات لتسجيل مالحظاتك. .3ام�ﻸ إح�دى فج�وات ﻃبﻖ الﺘفﺎﻋﻼت البالستيكي بمﻠﺢ الطعﺎﻡ الﺼﻠﺐ .NaCl .4اس�تخدم اﳌﺎﺻة لنقل 1mL من ﳏلول مﻠﺢ الطعﺎﻡ NaCl اﳌعد باستخدام ماء الصنبور إﱃ فجوة أخرى ﰲ الطبق نفسه. .5اغم�س أقطاب ﺟﻬﺎﺯ الﺘوﺻيل الﻜﻬﺮبﺎﺋـﻲ داخل ملح الطعام الصلب ،فﺈذا توهﺞ اﳌصباح الكهربائي فﺈن ذلك يعني أن ملح الطعام الصلب موصل للكهرباء .كرر اﳋطوة نفسها مع ﳏلول ملح الطعام. .6كرر اﳋطوات 5 - 3مستخد ًما الﺴﻜﺮ C12H22O11بد ً ال من ملح الطعام. .7أعد اﳋطوات 5 - 3مستخد ًما اﳌﺎﺀ اﳌقطﺮ بد ًال من ماء الصنبور. اركبات الأيونية اعم�ل اﳌطوي�ة اآلتي�ة لتس�اعدك عﲆ تنظ�ي�م اﳌعلوم�ات اﳋ�اص�ة باﳌركبات األيونية. طوليا 1 اط�و الورقة اًّ لتعمل ﺛالﺛة أقسام متساوية. 2 اطو اﳉزء العلوي م�ن الورق�ة نح�و األس�فل بمقدار 2 cmتقري ًبا. ً خطوط�ا 3 ارس�م عﲆ طول الﺜني�ات ،ﺛم عنون األعم�دة ع�ﲆ النح�و اآلﰐ: تكوي�ن األي�ونات ،الرواب�ط األيوني�ة ،خ�واﺹ اﳌركبات األيونية. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت اﺳﺘخدﻡ ﻫﺬﻩ اﳌطوﻳة ﰲ القﺴمﲔ 6-1ﻭ .6-2وبعد قراءﲥﲈ دون اﳌعلوم�ات اﳋاص�ة باﳌركبات ّ األيوني�ة ﰲ األعمدة اﳌناس�بة لذلك ﰲ اﳌطوية. التحليل ودون فيه أسﲈء اﳌركبات ونتائﺞ ﲡارب التوصيل الكهربائي. .1اعمل جدو ًال ِّ .2فﴪ النتائﺞ التي حصلت عليها. نموذج�ا يوضح االختالف ب�ﲔ َّ اﳌركبات التي صمم ً ا�ستق�ساء ّ ّ واﳌركبات التي ال توصل ﳏاليها توصل ﳏاليلها التي�ار الكهربائي التيار الكهربائي. C07-03A-874637 195 6-1 الأهداف تكون الأيون Ion Formation اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون الأيونات عندما تفقد الذرات اإلكونات التكافوؤ اأو تكت�سبها تعرف الرابطة الكيميائية. ّ ت�سف تكوين األيونات اﳌوجبة لت�سل اإ التوزيع الإلكو الثما الأك ا�ستقرا ًرا. والسالبة. الربط مع اياة ﲣيل أنك ذاهب وﳎموعة من األصدقاء لتلعبوا كرة القدم ،فوجدتم هناك تك�ون األي�ون ﳎموعة أخرى أكﺜر عد ًدا يريدون اللعب ً تربط ب�ﲔ أيضا ،فاتفقتم عﲆ تشكيل فريقﲔ متساويﲔ ﳑا يﺆدي ّ وتوزيعه اإللكﱰوﲏ. إﱃ أن تفق�د إحدى اﳌجموعتﲔ بعﺾ العبيها لينضموا إﱃ اﳌجموعة األخرى .وهكذا بطريقة مشاﲠة يكون سلوك الذرات أحيا ًنا عند تكوين اﳌركبات. مراجعة افردات القاعدة الثمانية :ﲤيل الذرات إﱃ الرابطة الكيميائية Valence Electrons and Chemical Bond اكتس�اب اإللكﱰون�ات أو فقداﳖ�ا أو ﲢت�وي الذرة كﲈ تعلم عﲆ إلكﱰونات س�البة الش�حنة ﲢي�ط بنواة تتضم�ن بروتونات موجبة مشاركتها لتحصل عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات الش�حنة ،باالضافة إﱃ النيوترونات اﳌتعادلة الش�حنة .وتكون الذرة متعادلة الشحنة ألن عدد تكافﺆ. اإللكﱰونات الس�البة فيها مس�ا ﹴو لعدد الﱪوتونات اﳌوجبة .وﲤيل ﲨي�ع الذرات إﱃ الوصول افردات اديدة ﳊال�ة من االس�تقرار بحيﺚ تك�ون طاقتها أقل ما يمك�ن ،وذلك بامتالك مس�توى طاقة أخﲑ ﳑتلﺊ باإللكﱰونات .ويمكن أن ﳛدث ذلك من خالل الﺮابطة الﻜيميﺎﺋية؛ وهي عبارة عن قوة الرابطة الكيميائية ﲡاذب تنش�أ بﲔ ذرتﲔ أو أكﺜر من خالل فقد الذرة لﻺلكﱰونات أو اكتس�اﲠا أو اﳌساﳘة فيها الكاتيون باالشﱰاك مع ذرة أو ذرات أخرى. األنيون تكوين الأيون اوجب Positive Ion Formation يتك�ون األيون اﳌوجب عندما تفقد الذرة إلكﱰون تكاف�ﺆ واحدً ا أو أكﺜر لتحصل عﲆ التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌش�ابه للتوزيع اإللكﱰوﲏ ألقرب غاز نبيل .و ُيس�مى األيون اﳌوجب بﺎلﻜﺎتيوﻥ. ولفه�م تكوين األيون اﳌوجب قارن بﲔ التوزيع اإللكﱰوﲏ لغ�از النيون النبيل )العدد الذري يساوي (10والتوزيع اإللكﱰوﲏ لفلز الصوديوم القلوي )العدد الذري يساوي .(11 1s 22s 22p 6 1s 22s 22p 63s 1 1s 22s 22p 6 ذرة النيون Ne ذرة الصوديوم Na أيون الصوديوم Na+ ل�ذرة الصودي�وم إلكﱰون تكافﺆ واحد ﰲ اﳌس�توى ،3sولذا فهي ﲣتلف ع�ن ذرة غاز النيون النبيل ﲠذا اإللكﱰون اإلضاﰲ .وعندما تفقد ذرة الصوديوم هذا اإللكﱰون ،ﲢصل عﲆ توزيع إلكﱰوﲏ مستقر مشابه للتوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة النيون .ويوضح الﺸﻜل 1-3كيف تفقد ذرة الصوديوم إلكﱰون التكافﺆ لتتحول إﱃ كاتيون. 196 11p )(+11 11 p )(+11 e- + ﺃﻳﻮﻥ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ → 10 e)(-10 ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ + e-ﺃﻳﻮﻥ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ → Na+ 11 e)(-11 ﺫﺭﺓ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ ﻣﺘﻌﺎﺩﻟﺔ ﻃﺎﻗﺔ +ﺫﺭﺓ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ Na ال�سكل 1يتكون اأيون اوب عد فد الر اتعادلة احد ا اأ اأك من الكنا التكافو .تو الر اتعادلة كربا يا على اأعداد مت�شاية من الون ا الكنا ح يحتو اأيون اوب على عدد من الونا اأك من عدد الكنا. ح ّلل هل يحتا انتزاع اإلكون من ذرة متعادلة اإ امت�شا� الطاقة اأم انبعاها ومن الﴬوري معرفة أنه رغم حصول ذرة الصوديوم عﲆ توزيع إلكﱰوﲏ مشابه للتوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة النيون إال أﳖا ﱂ تتحول إﱃ ذرة نيون ،بل ﲢولت إﱃ أيون صوديوم أحادي الشحنة اﳌوجبة ،وأن الصوديوم ما زال ﺛابتًا داخل النواة ﱂ يتغﲑ. عدد الﱪوتونات ) (11الذي يميز ذرة Sodium Ionization + energy atom إلكﱰونات مستوى الطاقة اﳋارجي لذرة مستقرة؟ ماذا قرا أت ما عددSodium Electron )(e- + اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخ�ل معلوم��ات م��ن ه�ذا القسم ﰲ مطويتك. )ion (Na+ كيميائيا؛ ألﳖا تفقد إلكﱰونات تكافﺌها بسهولة .وفلزات اأيونات الفلزات إن ذرات الفلزات نشيطة اًّ اﳌجموعتﲔ األوﱃ والﺜانية أكﺜر الفلزات ً كون فلزات نشاطا ﰲ اﳉدول الدوري .فعﲆ سبيل اﳌﺜالُ ،ت ِّ البوتاس�يوم واﳌاغنس�يوم اﳌوجودة ﰲ اﳌجموعتﲔ 1و 2عﲆ الﱰتيب ،األيونات K+و ،Mg2+كﲈ ك�ون بعﺾ ذرات عناﴏ اﳌجموعة 13أيون�ات موجبة ً أيضا .ويلخص اﳉدول 3-1األيونات ُت ِّ تكوﳖا ذرات فلزات اﳌجموعات 1C08-09C-828378-08و 2و.13 التي ّ ادول 6-1 اأيونات اجموعات 1و 2و 13 اجموعة 1 2 13 التوزيع �سحنة الأيون اتكون ] ns1غاز نبيل[ ) (+ 1عند فقد إلكﱰون s1 ] ns2غاز نبيل[ ] ns2np1غاز نبيل[ ) (+ 2عند فقد إلكﱰوﲏ s2 ) (+ 3عند فقد إلكﱰونات s2p1 اأيونات الفلزات النتقالية ّ تذكر أن مس�توى الطاقة اﳋارجي للفلزات االنتقالية هو . ns2وعند االنتقال من اليس�ار إﱃ اليمﲔ ع�ﱪ ال�دورة تقوم ذرة كل عنﴫ بﺈضافة إلكﱰون إﱃ اﳌس�توى الﺜانوي .dوع�ادة ما تفقد الفلزات لتكون أيونات موجبة ﺛنائية الش�حنة .+2وقد تفقد االنتقالي�ة إلكﱰون�ﲔ من إلكﱰونات التكاف�ﺆّ ، ً تكون الفلزات االنتقالية أيونات موجبة ﺛالﺛية الش�حنة +3أو أيضا إلكﱰونات من اﳌس�توى .dلذا ّ أكﺜر حس�ب عدد إلكﱰونات اﳌس�توى ،dولكن من الصعب التنبﺆ بعدد اإللكﱰونات التي يمكن كون اﳊديد أيونات Fe2+وأيونات . Fe3+ولكن يمكننا القول إن من فقداﳖا .فعﲆ س�بيل اﳌﺜالُ ،ي ّ اﳌﺆكد ّ تكون أيونات موجبة ﺛنائية أو ﺛالﺛية الشحنة. أن هذه الفلزات ِّ ع�ﲆ الرغم م�ن أن توزيع اإللكﱰونات الﺜﲈﲏ هو التوزيع اإللكﱰوﲏ للذرة اﳌس�تقرة ،إ َّ ال أنه يوجد توزيعات أخرى لﻺلكﱰونات تزودها ببعﺾ االستقرار. 197 → → → → → → → → → → → → ﻃﺎﻗﺔ + → 3d ][Ar 4s Zn2+ → → → → → → → → → + 2e- → ال�سكل 6-2عدم ا يتفاع اارش م ع الي ود ف ان ح رار التفاع ع اليود ال�شلب يت�شامى ا بخار بف�ش اللون .يتكون اأ�شف اأنبو ZnI2 ال يحتو على اأيون Zn2ال وزيع الك� شبي بالتوزيع الك للازالبي. Zn ][Ar 3d عد فدان الك كافو ا�شتو 4s يتكون وزيع الك من م�شتويا s‚p‚d لو بالكنا يشب التوزيع الك للاز البي. فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،تفقد ذرات عناﴏ اﳌجموعات 11-14إلكﱰونات لتكون مستوى طاقة خارجيا ذا مستويات ﺛانوية )هي (s ،p ،dﳑلوءة باإللكﱰونات .ويبﲔ الﺸﻜل 6-2التوزيع اًّ 2 2 6 2 6 2 10 تكون ذرة اﳋارصﲔ اإللكﱰوﲏ لذرة اﳋارص�ﲔ .1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d :وعندما ِّ األيون الﺜنائي اﳌوجب تفقد إلكﱰونﲔ من اﳌس�توى 4sوينتﺞ التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر: نسبيا بالتوزيع اإللكﱰوﲏ .1s22s22p63s23p63d10و ُيشار إﱃ C08-10C-828378-08هذا التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر اًّ الشبيه بالغاز النبيل. تكوين الأيون ال�سالب Negative Ion Formation ﲤي�ل عناﴏ الالفلزات اﳌوجودة يمﲔ اﳉدول الدوري إﱃ اكتس�اب إلكﱰونات بس�هولة لتحصل عﲆ توزيع إلكﱰوﲏ خارجي مستقر ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل . 6-3وللحصول عﲆ توزيع لتكون أيو ًنا إلكﱰوﲏ مشابه للتوزيع اإللكﱰوﲏ للغاز النبيل تكتسب ذرة الكلور إلكﱰو ًنا ّ شحنته ،-1ويصبح التوزيع اإللكﱰوﲏ أليون الكلوريد بعد اكتساب اإللكﱰون مﺜل التوزيع اإللكﱰوﲏ لﻸرجون: ذرة Cl 1s22s22p63s23p5 ذرة Ar 1s22s22p63s23p6 أيون Cl- 1s22s22p63s23p6 ويس�مى األيون السالب بﺎﻷﻧيوﻥ .ولتسمية األيونات الس�البة يضاف اﳌقطع )يد( إﱃ ﳖاية اسم العنﴫ ،فتصبح ذرة الكلور أيون كلوريد .فﲈ اسم أيون النيﱰوجﲔ؟ ال�سكل 6-3اأا ك ون اأيون الكلوريد ال�شالب كت�ش ب ر الكلوراتعادلة الك نا يت عن العملية انبعا349 kJmol من الطاة. قارن كي تختل الطاقة ا�شاحبة لتكوين اأي ــون موج ,عن الطاق ــة ا�شاحبة لتكوين اأيون �شال 198 ﺃﻳﻮﻥ ﻛﻠﻮﺭﻳﺪ ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ ﻣﺘﻌﺎﺩﻟﺔ 18 e)(-18 → e- 17 e)(-17 + 17 P )(+17 ﻃﺎﻗﺔ +ﺃﻳﻮﻥ ﻛﻠﻮﺭﻳﺪ ) → (Cl-ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ ) + (e-ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ 17 P )(+17 اأيونات الالفلزات تكتس�ب بعﺾ الالفلزات ع�د ًدا من اإللكﱰونات ،وعندما ُتضاف إﱃ إلكﱰونات تكافﺌها تصل إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ الﺜﲈﲏ األكﺜر اس�تقرار .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال، لذرة الفوسفور ﲬسة إلكﱰونات تكافﺆ ،وحتى ﲢصل عﲆ التوزيع اإللكﱰوﲏ الﺜﲈﲏ اﳌستقر وتكون أيون الفوسفيد الذي شحنته .-3وباﳌﺜل ذرة األكسجﲔ تكتسب ﺛالﺛة إلكﱰونات، ّ وتكون أيون األكسيد الذي شحنته .-2 التي ﳍا ستة إلكﱰونات تكافﺆ تكتسب إلكﱰونﲔ ِّ وقد تفقد أو تكتسب بعﺾ ذرات عناﴏ الالفلزات أعدا ًدا من اإللكﱰونات للوصول إﱃ حالة الﱰكيب الﺜﲈﲏ اﳌستقرً . فمﺜال ،باإلضافة إﱃ مقدرة ذرة الفوسفور عﲆ اكتساب ﺛالﺛة إلكﱰونات فﺈﳖا تس�تطيع أن ﲣﴪ ﲬس�ة إلكﱰونات ،وﰲ الغالب تكتس�ب ذرات عناﴏ اﳌجموعة 15ﺛالﺛة إلكﱰونات ،وتكتسب ذرات عناﴏ اﳌجموعة 16إلكﱰونﲔ ،وتكتسب ذرات عناﴏ اﳌجموعة 17إلكﱰو ًنا واحدً ا للوصول إﱃ حالة الﺜﲈنية ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 6-2 أيونات اﳌجموعات 15و 16و.17 ادول 6-2 اأيونات اجموعات من 15اإ17 اجموعة �سحنة الأيون اتكون التوزيع الإلكو 15 ] ns2 np3غاز نبيل[ ) (-3عند اكتساب ﺛالﺛة إلكﱰونات 17 ] ns2 np5غاز نبيل[ ) (-1عند اكتساب إلكﱰون واحد ] ns2 np4غاز نبيل[ ) (-2عند اكتساب إلكﱰونﲔ 16 التقو 6-1 اﻟﺨﻼﺻﺔ تكون ُ بعﺾ الذرات األيونات للوصول إﱃ ِّ حالة االستقرار .ويعني التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر أن يكون مستوى الطاقة اﳋارجي ﳑلو ًءا باإللكﱰونات .وﰲ العادة يتضمن ﺛﲈنية إلكﱰونات تكافﺆ. تتك�ون األيون�ات م�ن خ�الل فق�دان إلكﱰونات التكافﺆ أو اكتساﲠا. يبقى عدد الﱪوتونات ﰲ النواة ﺛاب ًتا عند تكوين األيون. .1 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻗﺎﺭﻥ بﲔ استقرار ذرة الليﺜيوم وأيون الليﺜيوم .Li+ .2ﺻﻒ سببﲔ لوجود قوة ﲡاذب ﰲ الرابطة الكيميائية. نس�بيا ،ﰲ .3ﻃبـﻖ ﳌ�اذا تكون عناﴏ اﳌجموع�ة 18غﲑ قادرة عﲆ التفاعل اًّ حﲔ ُتعد عناﴏ اﳌجموعة 17شديدة التفاعل؟ .4ﻃبـﻖ اكتب التوزيع اإللك�ﱰوﲏ لكل من الذرات اآلتي�ة ،ﺛم توقع التغﲑ الذي ينبغي حدوﺛه لتصل كل ذرة إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ للغاز النبيل. -aالنيﱰوجﲔ -bالكﱪيت -cالباريوم -dالليﺜيوم .5ﻧموﺫﺝ ارس�م نموذج�ﲔ يمﺜّالن تكوين أيون الكالس�يوم اﳌوجب وأيون الﱪوميد السالب. 199 6-2 الأهداف الروابط الأيونية واركبات الأيونية ت�سف تكوين الرابطة األيونية وبن�اء اﳌركب�ات األيونية وقوة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتجاذب الأيونات ذات ال�سحنات اختلفة لتك ون مركبات اأيونية متعادلة الرابطة األيونية. كهربائ يا. تربط ب�ﲔ اﳋ�واﺹ الفيزيائية للمركب�ات األيونية وقوة الرابطة الربط مع اياة هل حاولت يو ًما فصل كيس التغليف البالستيكي بعضه عن بعﺾ؟ تعود صعوبة فصل هذه اﳌواد إﱃ ﲡاذب بعضها إﱃ بعﺾ بسبب وجود أسطح ﳐتلفة الشحنة. األيونية. تو�سيح العالق�ة ب�ﲔ تك�ون تكوين الروابط الأيونية Formation of an Ionic Bond اﳌركب األيوﲏ والطاقة. معا ﰲ كلتا اﳊالتﲔ ما الﴚء اﳌشﱰك بﲔ التفاعلﲔ الظاهرين ﰲ الﺸﻜل 6-4؟ تتفاعل العناﴏ ً مراجعة افردات لتكوين مركب كيميائي .ويبﲔ الﺸﻜل 6-4aالتفاعل بﲔ عنﴫي الصوديوم والكلور ،وينتقل اركب :اﲢ�اد كيميائ�ي ب�ﲔ ﰲ أﺛناء هذا التفاعل إلكﱰون تكافﺆ من ذرة الصوديوم إﱃ ذرة الكلور ،فتصبح ذرة الصوديوم عنﴫين ﳐتلفﲔ أو أكﺜر. أيو ًنا موج ًبا .وتستقبل ذرة الكلور هذا اإللكﱰون ﰲ مستوى الطاقة اﳋارجي لتصبح ذرة الكلور افردات اديدة أيو ًنا س�ال ًبا .ويبﲔ الﺸـﻜل 6-4bالتفاعل بﲔ عنﴫي اﳌاغنسيوم واألكسجﲔ لتكوين أكسيد اﳌاغنسيوم .MgO الرابطة األيونية Ionic Bonds and Ionic Compounds اﳌركبات األيونية الشبكة البلورية اإللكﱰوليت طاقة الشبكة البلورية وعندما تتجاذب الشحنات اﳌختلفة بﲔ أيوﲏ الصوديوم والكلوريد يتكون مركب كلوريد الصوديوم. وتسمى القوة الكهروستاتيكية التي ﲡذب األيونات ذات الشحنات اﳌختلفة ﰲ اﳌركبات األيونية الﺮابطة اﻷﻳوﻧية .كﲈ تسمى اﳌركبات التي ﲢتوي عﲆ روابط أيونية اﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية. اركبات الأيونية الثنائية ﲢتوي اآلالف من اﳌركبات عﲆ روابط أيونية تس�مى اﳌركبات أي أﳖا تتكون من عنﴫين ﳐتلفﲔ .وﲢتوي هذه اﳌركبات األيونية األيونية ،وهي مركبات ﺛنائية ،ﹾ الﺜنائي�ة عﲆ أيون فلزي موجب وأيوﲏ الفلزي س�الب؛ فكلوري�د الصوديوم ً مﺜال مركب أيوﲏ ﺛنائي؛ ألنه يتكون من أيونﲔ ﳐتلفﲔ ﳘا أيونا الصوديوم والكلور ،وأكس�يد اﳌاغنيسيوم MgO الناتﺞ عن التفاعل الظاهر ﰲ الﺸﻜل ، 6-4bمركب أيوﲏ ﺛنائي ً أيضا. ال�سكل 6-4يت ك من ين التفاعل الكيمياي اة كب اأا كوين اركبا اأيونية .aيت عن التفاع ب ع�شر ال�شوديوم از الكلور بلورا شلبة بيشا اللون. .bيت ع ن ا�شتعا� شري فل ز اا�شيوم الوا مركب اأيو ي�شمى اأك�شيد اا�شيوم. 200 a b ال�سحنات وتكوين اركبات الأيونية ما الدور الذي تقوم به شحنة األيون ﰲ تكوين اﳌركبات تفحص طريقة تكوين مركب فلوريد الكالسيوم .إن التوزيع األيونية؟ لﻺجابة عن هذا السﺆال ّ اإللكﱰوﲏ لذرة الكالسيوم هو ، [Ar] 4s2لذا فﺈﳖا ﲢتاج أن تفقد إلكﱰونﲔ لتصل إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر لذرة األرجون. أما التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة الفلور فهو ،[He] 2s2 2p5وﳚب أن تكتس�ب إلكﱰو ًنا واحدً ا للوصول إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر لذرة النيون .وألن عدد اإللكﱰونات اﳌفقودة واﳌكتسبة ﳚب أن يكون متس�او ًيا فﺈننا نحتاج إﱃ ذرتﲔ من الفلور لتكس�با اإللكﱰونﲔ اللذين فقدﲥﲈ صفرا. ذرة الكالسيوم .وبذلك تكون الشحنة النهائية ﰲ مركب فلوريد الكالسيوم ً CaF2 1_( 1 Ca ion (_) + 2 F ions ) = (1) (+2) +(2)(-1) = 0 2+ Ca ion F ion ويلخص اﳉدﻭﻝ 6-3طرائق عدة ﲤﺜل تكوين اﳌركبات األيونية ،ومنها كلوريد الصوديوم. ادول 6-3 تكوين كلوريد ال�سوديوم اعادلة الكيميائية طاقة Na + Cl → Na + + Cl + - التوزيع الإلكو ﺍﻧﺘﻘﻞ ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ [Ne] 3s1 + [Ne]3s23p5 → [Ne] + [Ar] + Na+ Cl- Na Cl التوزيع الإلكو بطريقة ر�سم مربعات ا�ستويات ﺍﻧﺘﻘﻞ ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ C 08-12C -828378-08-A → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 2p → → → → → → → → → → → → → → → → → → Cl- → → 2p → → 3s 1s 2s → → Cl + Na → → 3p 2p → ﻃﺎﻗﺔ + 3p ﺛﲈﻧﻴﺔ 3s 1s 2s 3s → → + 2p 1s 2s 1s 2s Na+ اللكونات (ثيل لوي�ص) التمثيل النقطي ل إ ﺍﻧﺘﻘﻞ ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ → [Na]+ + [ Cl ]- + Cl + Na النماذج الذرية 18 e)(-18 ﻃﺎﻗﺔ + 17 e10 e)(-17 )(-10 C08-12C-828378-08 + 17 p )(+17 ﺃﻳﻮﻥ ﻛﻠﻮﺭﻳﺪ 11 p )(+11 → 17 p )(+17 ﺃﻳﻮﻥ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ C08-12C-828378-08-B 11 e)(-11 + 11 p )(+11 ﺫﺭﺓ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ 201 يتطل�ب تكوين أكس�يد األلومنيوم فقدان كل ذرة ألومنيوم ﺛالﺛة إلكﱰونات ،واكتس�اب كل ذرة أكسجﲔ إلكﱰونﲔ .وبنا ًء عﲆ ذلك نحتاج إﱃ ﺛالث ذرات من األكسجﲔ لتكسب 6إلكﱰونات كهربائيا. ُتفقد من ذرﰐ ألومنيوم إلنتاج مركب أكسيد األلومنيوم Al2O3اﳌتعادل اًّ 2_( 2 Al ion (_) + 3 O ions ) = 2(3+) + 3(2-) = 0 3+ Al ion O ion م�سائل تدريبية اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخل معلوم�ات م�ن ه�ذا القسم ﰲ مطويتك. ﻭﺿﺢ ﻛيﻒ تﺘﻜوﻥ اﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية مﻦ العنﺎﴏ اآلتية؟ .6الصوديوم والنيﱰوجﲔ. .7الليﺜيوم واألكسجﲔ. 15 1 .8االسﱰانشيوم والفلور. .9األلومنيوم والكﱪيت. .10فيز :وض�ح كيف يتح�د عنﴫان من عن�اﴏ اﳌجموعت�ﲔ اﳌبينت�ﲔ ﰲ اﳉدول الدوري لتكوين مركب أيوﲏ؟ خوا�ص اركبات الأيونية Properties of Ionic Compounds ﲢدد الروابط الكيميائية ﰲ اﳌركب الكﺜﲑ من خصائصه .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،تكون الروابط األيونية بن�اءات فيزيائي�ة فريدة للمركبات األيونية ال تش�به اﳌركبات األخرى .ويس�اهم البن�اء الفيزيائي للمركبات األيونية ﰲ ﲢديد خصائصها الفيزيائية التي اس�تخدمت ﰲ اس�تعﲈالت متعددة كالتي يبينها الﺸﻜل .6-5 ال�سكل 6-5الروابط الأيونية والفلزية �شاعد ع د اكتشافا متتالي ة العلما على فم وا اركب ا اأيونية الفلزية ا اأد ا �شيع اأدا مواد ديد. 1897م تنبﺄ ﻃومﺴـوﻥ بﺄﳘية ﺩﻭﺭ اﻹلﻜﱰﻭﻧـﺎت ﰲ الﺮﻭابـﻂ الﻜيميﺎﺋية. 202 1916م اﻗﱰﺡ ﺟﻠﱪت لوﻳـﺲ ﻧظﺮﻳـة الﱰابﻂ بﲔ الـﺬﺭات مـﻦ ﺧـﻼﻝ تبﺎﺩﻝ اﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت بينﻬﺎ. 1913م ﻳظﻬـﺮ الﺘﺼوﻳﺮ بﺄﺷـعة ﺇﻛﺲ ﺃﻳوﻧﺎت الﺼوﺩﻳـوﻡ ﻭﺃﻳوﻧﺎت الﻜﻠوﺭ ﰲ ﻛﻠوﺭﻳد الﺼوﺩﻳوﻡ ﻭتﺮتيبﻬﺎ البﻠوﺭﻱ اﳌنﺘظﻢ. 1940م ﻗﺎﻡ ﻋﻠﲈﺀ اﳌعﺎﺩﻥ بﺘطوﻳﺮ ﺳـبﺎﺋك تعمل ﲢﺖ ﺩﺭﺟﺎت ﺣﺮاﺭﺓ ﻭﺿﻐﻂ مﺮتفعﲔ ﻭﻗـوﺓ ﻃﺮﺩ مﺮﻛﺰﻳة ﻋﺎلية .ﻭﻗد تﻢ اﺳـﺘخداﻡ ﻫـﺬﻩ الﺴـبﺎﺋك ﻻﺣ ﹰقـﺎ ﰲ تﺼنيـع ﳏـﺮﻛﺎت الطﺎﺋﺮات النفﺎﺛة ﻭاﳌﺮﻛبﺎت الفﻀﺎﺋية. 1932م ﺳـﺎﻋدت معﺮﻓة ﻗيﻢ الﻜﻬﺮﺳـﺎلبية العﻠـﲈﺀ ﻋﲆ ﺣﺴـﺎﺏ ﻗـوﺓ اﳉﺬﺏ النﺴـبية لﻜل ﻋنﴫ لﻺلﻜﱰﻭﻧﺎت. - Cl ال�سكل 6-6ي ر ار الك اا�ش � ش ك بلور كلوريد ال�شوديوم اكعبة. ف�سر ما ن�شبة اأيونا ال�شوديوم ّ اإ اأيونا الكلوريد البلورة + Na البناء الفيزيائي ﳛتوي البناء الفيزيائي للمركبات األيونية عﲆ عدد كبﲑ من األيونات اﳌوجبة والسالبة ،ويتحدد عددها بنسبة عدد اإللكﱰونات التي تنتقل من ذرات الفلز اﱃ ذرات الالفلز. C08-13C-828378-08 وتﱰتب هذه األيونات بنمط متكرر ﳛفﻆ التوازن بﲔ قوى التجاذب والتنافر بينها. تفحص نمط ترتيب األيونات ﰲ بلورة كلوريد الصوديوم ،كﲈ تظهر ﰲ الﺸﻜل ،6-6والحﻆ التنظيم الدقيق لشكل البلورة األيونية ،حيﺚ اﳌسافات ﺛابتة بﲔ األيونات ،والنمط اﳌنظم الذي تﱰتب فيه .وعﲆ الرغم من أن أحجام األيونات غﲑ متس�اوية إال أن كل أيون صوديوم ﳏاﻁ بستة أيونات كلوريد ،وكذلك كل أيون كلوريد ﳏاﻁ بستة أيونات صوديوم .فﲈ الشكل الذي تتوقعه لبلورة كبﲑة من هذا اﳌركب؟ كﲈ يبﲔ الﺸﻜل ،6-6فﺈن نسبة 1:1من أيونات الصوديوم تكون بلورة مرتبة مكعبة الشكل .وكﲈ هو اﳊال مع أي مركب أيوﲏ كﲈ ﰲ NaClال والكلوريد ّ تتكون وحدة بناء البلورة من أيون صوديوم وأيون كلوريد ،بل من عدد كبﲑ من أيونات الصوديوم معا .ترى ،ما ش�كل بلورات ملح الطعام إذا فحصتها بعدس�ة مكﱪة؟ والكلوريد التي توجد ً ماذا قراأت ف�سر ما الذي ﳛدّ د نسبة األيونات اﳌوجبة إﱃ األيونات السالبة ﰲ اﳌركب الكيميائي؟ 1962م تﻢ اﻛﺘﺸﺎﻑ ﺳـبيﻜة النيﻜل ﻭالﺘيﺘﺎﻧيوﻡ الﺘﻲ ﳍﺎ ؛ القدﺭﺓ ﻋﲆ اﺳـﺘعﺎﺩﺓ ﺷـﻜﻠﻬﺎ بعد تﺸﻜيﻠﻬﺎ "ﺫاﻛﺮﺓ ﲑا ﰲ تقوﻳﻢ اﻷﺳنﺎﻥ. الﺸﻜل" ،ﻭتﺴﺘعمل ﻛﺜ ﹰ ﻃوﺭ العﻠﲈﺀ ﺳـبيﻜة مـﻦ النيﻜل ﻭاﳉﺎﺩﻭلينيوﻡ 2004ﹼ ﳍـﺎ القـدﺭﺓ ﻋـﲆ امﺘﺼـﺎﺹ النيوتﺮﻭﻧـﺎت اﳌنبعﺜـة مـﻦ اﳌخﻠفـﺎت النوﻭﻳـة ،ﻭتﺴـﺘخدﻡ ﻋند ﻧقل الوﻗـوﺩ النوﻭﻱ الﺸدﻳد اﻹﺷعﺎﻉ. 1981م ﺃتـﺎﺡ اﻛﺘﺸـﺎﻑ اﳌﺠﻬـﺮ اﳌﺎﺳـﺢ اﻷﻧبوﰊ لﻠبﺎﺣﺜﲔ ﺩﺭاﺳـة ﺻوﺭ ﻋﲆ اﳌﺴﺘو الﺬﺭﻱ بﺎﻷبعﺎﺩ الﺜﻼﺛة. 203 ال�سكل 6-7ع د مركب ا اأراوني CaCO3 الباريBaSO4 الب Be3Al2Si6O18 اأملة على ام ا اركبا اأيوني ة .تم اأيونا الت تكون ما اركبا � شبكة بلورية .يود ات حم اأيون ا� شحاا ا كون بلورا تلفة اأ�شكا. الأراجونيت CaCO 3 الباريت BaSO 4 البل Be 3Al 2Si 6O 18 تتكون الشبكة البلورية نتيجة لقوة اﳉذب الكبﲑة بﲔ األيونات اﳌوجبة واأليونات السالبة. الﺸبﻜة البﻠوﺭﻳة ترتيب هندﳼ للجسيﲈت ﺛالﺛي األبعاد .ﳛاﻁ فيها األيون اﳌوجب باأليونات السالبة ،كﲈ ﳛاﻁ األيون السالب باأليونات اﳌوجبة .وﲣتلف البلورات األيونية ﰲ شكلها بسبب حجم األيونات وأعدادها اﳌﱰابطة كﲈ ﰲالﺸﻜل .6-7 اﳌعادن اﳌوضحة ﰲ الربط علم الأر�ص الﺸﻜل 6-7هي بعﺾ األنواﻉ القليلة التي يدرس�ها علﲈء اﳌعادن .ويس�تفيد العلﲈء م�ن ﳐططات التصني�ف لتنظيم اآلالف من اﳌعادن اﳌعروفة .و ُتصنف هذه اﳌعادن حسب اللون والشكل البلوري والصالبة ،واﳋواﺹ تعرفها ً أيضا الكيميائية ،واﳌغناطيسية والكهربائية ،والعديد من اﳋواﺹ األخرى .كﲈ يمكن ﱡ تكون السليكات ﺛلﺚ من خالل أنواﻉ األيونات الس�البة اﳌتوافرة فيها .فعﲆ س�بيل اﳌﺜالِّ ، اﳌعادن اﳌعروفة ،وهي تلك اﳌعادن التي ﲢتوي عﲆ أيونات السليكات السالبة SiO32-الناﲡة عن اﲢاد السليكون مع األكسجﲔ .وﲢتوي اﳍاليدات عﲆ أيونات الفلوريد ،والكلوريد، والﱪوميد ،واليوديد .وﲢتوي أنواﻉ أخرى من اﳌعادن عﲆ البورون واألكسجﲔ عﲆ هيﺌة أيونات سالبة معروفة باسم البورات ،وكذلك عﲆ الكربون واألكسجﲔ عﲆ هيﺌة أيونات سالبة ً تسمى الكربونات. أيضا َّ ماذا قراأت حدد أي اﳌعادن ﰲ الﺸﻜل 6-7سليكات ،وأﳞا كربونات؟ اوا�ص الفيزيائية يعد كل من درجة الغليان واالنصهار والصالبة من اﳋواﺹ الفيزيائية للﲈدة التي تعتمد عﲆ مدى قوة جذب اﳉسيﲈت اﳌكونة للﲈدة بعضها لبعﺾ .وتعتمد اﳌقدرة عﲆ التوصيل الكهربائي -وهي خاصية فيزيائية أخرى -عﲆ توافر جسيﲈت مشحونة حرة اﳊركة .فاأليونات جسيﲈت مشحونة فﺈذا كانت حرة اﳊركة فﺈﳖا ﲡعل اﳌركب الكيميائي يوص�ل الكهرب�اء .وألن األيونات مقيدة اﳊركة ﰲ حالة اﳌادة الصلبة بس�بب قوى اﳉذب الكبﲑة ،لذا ال تستطيع اﳌواد األيونية الصلبة توصيل الكهرباء. 204 ادول 6-4 درجات ان�سهار وغليان بع�ص اركبات الأيونية اركب درجة الن�سهار ()°C درجة الغليان ()°C NaI KBr NaBr 660 734 747 782 801 2852 1304 1435 1390 >1600 1413 3600 CaCl2 NaCl MgO ً س�ائال أو عند ذوبان�ه ﰲ اﳌحلول ،تصبح عندم�ا ينصه�ر اﳌركب األيوﲏ الصلب ويصبح األيونات التي كانت مقيدة ﰲ أماكنها قادر ًة اآلن عﲆ اﳊركة بحرية ،وﳍا القدرة عﲆ توصيل التي�ار الكهربائي .لذا تكون اﳌركبات األيونية جي�دة التوصيل الكهربائي عندما تكون ﰲ صورة ﳏلول أو سائل .ويسمى اﳌركب األيوﲏ الذي يوصل ﳏلوله التيار الكهربائي باسم اﻹلﻜﱰﻭليﺖ. نسبيا ،لذا ﲢت�اج البل�ورات األيونية إﱃ كم هائل من الطاقة وألن الروابط األيوني�ة ق�وي�ة اًّ لتفكيكها .وﳍذا السبب تكون درجات انصهارها وغلياﳖا مرتفعة ،كﲈ يبﲔ اﳉدﻭﻝ .6-4 وﲤتاز الكﺜﲑ من البلورات -ومنها األحجار الكريمة -بألواﳖا الزاهية؛ بسبب وجود فلزات انتقالية داخل الشبكة البلورية. وﲤتاز البلورات األيونية ً أيضا بالقوة والصالبة واﳍشاشة؛ بسبب قوة التجاذب التي ُتﺜ ِّبت األيونات ﰲ أماكنها .وعندما تﺆﺛر قوة خارجية عﲆ األيونات التي تش�تمل عليها البلورة، وتكون هذه القوة قادرة عﲆ التغلب عﲆ قوى التجاذب بﲔ األيونات فﺈن البلورة تتشقق ﲢرك األيونات ذات الشحنات أو تتفتت إﱃ أجزاء كﲈ ﰲ الﺸﻜل 6-8؛ ألن القوة اﳋارجية ّ اﳌتشاﲠة بعضها مقابل بعﺾ ،ﳑا ﳚعل قوة التنافر تفتت البلورة إﱃ أجزاء. ال�ستعمال العلمي وال�ستعمال ال�سائع لكلمة )التوصيل( اﻻﺳـﺘعﲈﻝ العﻠمـﻲ :القدرة عﲆ ﲤرير الض�وء واﳊرارة والصوت والكهرباء. ال يوص�ل اﳌ�اء اﳌقط�ر الكهرباء جيدً ا. اﻻﺳﺘعﲈﻝ الﺸﺎﺋع: أي أﳖ�ا ُه إليه وص�ل الﴚء إلي�ه ﹾ ّ وأبلغه إياه. ال�سكل 6-8اأيونا بعشا نحو بع بو كب فتب اأماكا لا يتطلب التلب عليا و اأك. - + + - + - + - - + + - - + + - - + - + + - - + + - - + + - + - - + + - بلورة أيونية منتظمة للبلورة نم�ط منتظم لﻸيونات قبل تأﺛﲑ القوة اﳋارجية فيها. ت�ﺆدي الق�وة اﳋارجي�ة إﱃ إع�ادة ترتي�ب اﳉسيﲈت إذا كانت الق�وة اﳌ�ﺆﺛ�رة كبﲑة بقدر ﹴ كاف فﺈﳖا ﲢرك األيونات من أماكنها. تﺆدي قوة التنافر إﱃ كﴪ البلورة تﺆدي قوة التنافر بﲔ األيونات ذات الشحنات اﳌتشاﲠة إﱃ كﴪ البلورة. 205 الطاقة والروابط الأيونية Energy and Ionic Bonds ُﲤتص الطاقة أو تنطلق أﺛناء التفاعل الكيميائي ،فﺈذا ام ُت َّصت الطاقة ﰲ أﺛناء التفاعل ُوصف التفاع�ل بأنه م�اﺹ للطاقة ،أما إذا انطلق�ت الطاقة ﰲ أﺛناء التفاع�ل فيوصف بأنه طارد تكون اﳌركب�ات األيونية من األيونات اﳌوجبة والس�البة يوصف ً دائﲈ بأنه طارد للطاق�ة .ﱡ للطاقة .فعندما تتجاذب األيونات اﳌوجبة والسالبة يتقارب بعضها من بعﺾ لتكون نظا ًما ص مقدار الطاقة نفسه الذي أكﺜر استقرارا ،طاقته أقل من طاقة األيونات اﳌنفردة .إذا ام ُت َّ ً تكون الرابطة فﺈن ذلك يﺆدي إﱃ تكس�ﲑ الروابط التي تربط األيونات ت�م إطالقه خالل ﱡ اﳌوجبة والسالبة. طاقة ال�سبكة البلورية تس�مى الطاق�ة التي تلزم لفصل أيون�ات 1 molمن اﳌركب األيوﲏ ﻃﺎﻗة الﺸبﻜة البﻠوﺭﻳة .وﰲ هذه اﳊالة ينظر إليها أعﲆ أﳖا طاقة ﳑتصة ،وتشﲑ إﱃ قوة ﲡاذب األيونات التي تعمل عﲆ تﺜبيتها ﰲ أماكنها ،حيﺚ تزداد طاقة الشبكة البلورية بزيادة قوة التجاذب .ويمكن النظر إﱃ طاقة الشبكة البلورية عﲆ أﳖا الطاقة اﳌنبعﺜة عند اﲢاد أيونات 1 molمن اﳌركب األيوﲏ ،وﰲ هذه اﳊالة ينظر إليها عﲆ أﳖا طاقة منبعﺜة .وﲡدر اإلشارة إﱃ أن قيمة الطاقة اﳌمتصة تكون موجبة ،ﰲ حﲔ تكون قيمة الطاقة اﳌنبعﺜة سالبة. تتأﺛر طاقة الشبكة البلورية بمقدار شحنة األيون؛ إذ عادة ما تكون طاقة الشبكة البلورية التي تتكون من أيونات كبﲑة الشحنة أكﱪ من طاقة الشبكة البلورية التي تتكون من أيونات صغﲑة الشحنة .لذا تكون طاقة MgOأكﱪ أربع مرات تقري ًبا من طاقة NaF؛ ألن شحنة األيونات ﰲ MgOأكﱪ من شحنة األيونات ﰲ .NaFكﲈ أن طاقة الشبكة البلورية SrCl2 تقع بﲔ طاقة الشبكة البلورية MgOوالشبكة البلورية ،NaFألن الشبكة البلورية SrCl2 معا. ﲢتوي عﲆ أيونات ذات شحنة موجبة عالية وأيونات ذات شحنة سالبة منخفضة ً معا .فاأليونات ترتبط طاقة الش�بكة البلورية بصورة مباﴍة بحجوم األيون�ات اﳌرتبطة ً الصغ�ﲑة اﳊج�م تكون مركبات أيوناﲥا مﱰاصة؛ أي ال يوج�د بينها فراغات .وألن قوة تكون التجاذب بﲔ الشحنات اﳌختلفة تزداد كلﲈ قلت اﳌسافة بينها فﺈن األيونات الصغﲑة ِّ قوى ﲡاذب كبﲑة وطاقة شبكة بلورية كبﲑة .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،طاقة الشبكة البلورية ﳌركب الليﺜيوم أكﱪ من طاقة الشبكة البلورية ﳌركب البوتاسيوم الذي ﳛتوي عﲆ االيون السالب نفسه .ويعود السبب ﰲ ذلك؛ إﱃ أن حجم أيون الليﺜيوم أصغر من حجم أيون البوتاسيوم. ُيظهر اﳉدﻭﻝ 6-5طاقات الش�بكات البلورية لبع�ﺾ اﳌركبات األيونية .فعند تفحص طاقات الش�بكات البلورية لكل من RbFو KFﲡد أن طاقة الش�بكة البلورية KFأكﱪ م�ن طاقة الش�بكة البلورية RbF؛ ألن نصف قطر K+أصغ�ر من نصف قطر .Rb+وهذا ما يﺆكد أن طاقة الشبكة البلورية مرتبطة مع حجم األيون .واآلن ،تفحص طاقة الشبكة البلوري�ة ل�كل م�ن SrCl2و .AgClكي�ف توضح ه�ذه القيم العالقة بﲔ طاقة الش�بكة البلورية ومقدار شحنة األيون؟ 206 ادول 6-5 اركب طاقات ال�سبكات البلورية لبع�ص اركبات الأيونية طاقة ال�سبكة البلورية kJmol KI KBr RbF 632 671 774 682 732 769 NaI NaBr NaCl التقو اركب KF AgCl NaF LiF SrCl2 MgO طاقة ال�سبكة البلورية kJmol 808 910 910 1030 2142 3795 6-2 اﻟﺨﻼﺻﺔ الرابطة الكيميائية قوة ﲡاذب تربط بﲔ ذرتﲔ. ﲢت�وي اﳌركب�ات األيونية ع�ﲆ روابط أيونية ناﲡة عن التجاذب بﲔ األيونات اﳌختلفة الشحنات. تﱰتب األيونات ﰲ اﳌركبات األيونية ﰲ ص�ورة وحدات منتظمة متكررة ُتعرف بالشبكة البلورية. ترتب�ط خواﺹ اﳌركب�ات األيونية بقوة الرابطة األيونية. اﳌركبات األيونية التي ﰲ صورة ﳏاليل أو مصاهﲑ توصل التيار الكهربائي. تع�رف طاقة الش�بكة البلوري�ة بالطاقة الالزم�ة لفص�ل أيون�ات 1molم�ن اﳌركب األيوﲏ. .11اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳋﺺ تكوين الرابطة األيونية من خالل وضع اﳌصطلحات التالي�ة ﰲ ص�ورة أزواج صحيح�ة :الكاتي�ون ،األني�ون ،اكتس�اب اإللكﱰونات ،فقد اإللكﱰونات. .12ﻭﺿﺢ كيف يمكن ﳌركب أيوﲏ يتكون من جس�يﲈت مش�حونة أن يكون متعاد ً كهربائيا؟ ال اًّ .13ﺻﻒ التغﲑات ﰲ الطاقة اﳌصاحبة لتكوين الرابطة األيونية ،وعالقة ذلك باستقرار اﳌركبات األيونية؟ .14ﱢ ﺣـدﺩ ﺛ�الث خ�واﺹ فيزيائي�ة للمركب�ات األيوني�ة تعتمد ع�ﲆ الرابطة األيونيةِّ ، وبﲔ عالقتها بقوة الرابطة. ﻓﴪ كيف تكون األيونات الروابط؟ وصف بناء اﳌركب الناتﺞ. .15ﹼ .16اﺭبﻂ بﲔ طاقة الشبكة البلورية وقوة الرابطة األيونية. ﻃبﻖ باس�تعﲈل التوزيع اإللكﱰوﲏ ورسم مربعات اﳌستويات والتمﺜيل النقطي .17ﹼ لﻺلكﱰون�ات طريق�ة تكوي�ن اﳌرك�ب األي�وﲏ من فل�ز اإلسﱰانش�يوم والفلز الكلور. ﺻمﻢ خريطة مفاهيم لتوضيح العالقة بﲔ قوة الرابطة األيونية واﳋواﺹ .18ﹼ الفيزيائية للمركبات األيونية ،وطاقة الشبكة البلورية واستقرارها. 207 6-3 الأهداف تربط وحدة الصيغة الكيميائية للمركب األيوﲏ بﱰكيبه الكيميائي. �سيغ اركبات الأيونية واأ�سماوؤها Names and Formulas for Ionic Compounds متبوعا بالأيون اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ عند ت�سمية اركبات الأيونية يذكر الأيون ال�سالب اأو ًل ً متبوعا تكتب صيغ اﳌركبات األيونية اوجب .اأما عند كتابة �سيغ اركبات الأيونية فيكتب رمز الأيون اوجب اأو ًل ً الﺜنائي�ة واأليون�ات العدي�دة برمز الأيون ال�سالب. الذرات. الربط مع اياة لكل إنسان اسم خاﺹ به ،باإلضافة إﱃ اسم عائلته .وكذلك تتشابه أسﲈء اﳌركبات تطبق طريق�ة التس�مية ع�ﲆ األيونية ﰲ أﳖا تتكون من مقطعﲔ ً أيضا. اﳌركب��ات األيوني��ة الﺜنائي��ة Formulas for Ionic Compounds واأليونات العديدة الذرات� .سيغ اركبات الأيونية طور العلﲈء بعﺾ القواعد لتسمية اﳌركبات؛ تسهي ً ال للتفاهم فيﲈ بينهم؛ حيﺚ يسهل عليك عند ّ مراجعة افردات ُ اس�تخدام هذه القواعد كتابة صيغة اﳌركب األيوﲏ ،ويمكنك كذلك تسمية اﳌركب من خالل الالفلز :عنﴫ صل�ب وهﺶ ،معرفة صيغته الكيميائية. ورديء التوص��يل للك�ه�رب��اء ّ تذكر أن اﳌركب األيوﲏ يتكون من أيونات مرتبة بنمط متكرر .وتسمى الصيغة الكيميائية للمركب واﳊرارة. األيوﲏ ﻭﺣدﺓ الﺼيﻐة الﻜيميﺎﺋية وهي ﲤﺜل أبسط نسبة لﻸيونات ﰲ اﳌركب وهي وحدة واحدة فقط من الش�بكة البلورية .فمﺜ ً ال ،وحدة الصيغة الكيميائية لكلوريد اﳌاغنس�يوم هي MgCl2؛ افردات اديدة 2+ ألن نسبة أيونات Mg :Clهي ،1:2والشحنة الكلية ﰲ وحدة الصيغة الكيميائية هي صفر؛ وحدة الصيغة الكيميائية كهربائيا. متعادلة تكون والتي بكاملها، البلورة ﲤﺜل ألﳖا اًّ األيون األحادي الذرة الأيونات الأحادية الذرة تتكون اﳌركبات األيونية الﺜنائية م�ن أيونات موجبة أحادية الذرة )من عدد التأكسد الفلز( وأيونات سالبة أحادية الذرة )من الالفلز( .ويتكون اﻷﻳوﻥ اﻷﺣﺎﺩﻱ الﺬﺭﺓ من ذرة عنﴫ واحدة أيون عديد الذرات مش�حونة مﺜ�ل Mg2+أو ،Br-ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 6-6ش�حنة بعﺾ األيونات الش�ائعة األحادية الذرة أيون أكسجيني سالب حسب موقعها ﰲ اﳉدول الدوري .ما صيغة كل من أيون الﱪيليوم ،وأيون اليوديد ،وأيون النيﱰيد؟ ال يتضمن اﳉدﻭﻝ 6-6الفلزات االنتقالية التي تقع ﰲ اﳌجموعات 12 - 3أو فلزات اﳌجموعتﲔ وتكون معظم الفلزات 13و 14؛ بس�بب تعدد الش�حنات األيونية لذرات هذه اﳌجموع�ات. ّ االنتقالية وفلزات اﳌجموعتﲔ 13و 14أيونات موجبة ﳐتلفة ومتعددة. ادول 6-6 208 اأيونات اأحادية الذرة اجموعة الذرات التي تك ّون الأيونات 1 2 15 16 17 H, Li, Na, K, Rb, Cs Be, Mg, Ca, Sr, Ba N, P, As O, S, Se, Te F, Cl, Br, I �سحنة الأيون +1 +2 -3 -2 -1 ادول 6-7 اجموعة 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 اأيونات فلزية اأحادية الذرة الأيونات ال�سائعة Sc 3+٫ Y 3+٫ La 3+ Ti 2+٫ Ti 3+ V 2+٫ V 3+ Cr 2+٫ Cr 3+ Mn 2+٫ Mn 3+٫Tc 2+ Fe 2+٫ Fe 3+ Co 2+٫ Co 3+ Ni 2+٫ Pd 2+٫ Pt 2+٫ Pt 4+ Cu +٫ Cu 2+٫ Ag +٫ Au +٫ Au 3+ Zn 2+٫ Cd 2+٫ Hg 2 2+ Al 3+٫ Ga 2+٫ Ga 3+٫ In +٫ In 2+٫ In 3+٫ Tl +٫ Tl 3+ Sn 2+٫ Sn 4+٫ Pb 2+٫ Pb 4+ عرف ش�حنة األيون األحادي الذرة بعدﺩ الﺘﺄﻛﺴـد ،أو حالة األكسدة .وكﲈ اأعداد التاأك�سد ُت ّ يب�ﲔ اﳉـدﻭﻝ ،6-7فﺈن ﳌعظ�م الفلزات االنتقالي�ة ،وفلزات اﳌجموعت�ﲔ 13و 14أكﺜر من عدد تأكس�د ﳏتمل .وﲡدر اإلشارة هنا إﱃ أن أعداد التأكسد الظاهرة ﰲ اﳉدﻭﻝ 6-7ليست شيوعا. الوحيدة اﳌحتملة ولكنها األكﺜر ً وعدد التأكسد ألي عنﴫ ﰲ اﳌركب األيوﲏ يساوي عدد اإللكﱰونات التي تفقدها أو تكتسبها أو تش�ارك ﲠ�ا الذرة ﰲ أﺛناء التفاع�ل الكيميائيً . فمﺜال ،تفقد ذرة الصودي�وم إلكﱰو ًنا واحدً ا تكون Na+و .Cl-لذا فﺈن عدد لينتقل إﱃ ذرة الكلور لتكوين كلوريد الصوديوم ،ﳑا ينتﺞ عنه ّ تأكسد الصوديوم ﰲ اﳌركب ،+1حيﺚ انتقل إلكﱰون واحد منها .أما عدد تأكسد ذرة الكلور -1ألن إلكﱰو ًنا واحدً ا قد انتقل إليها. ال�سيغ الكيميائية للمركبات الأيونية الثنائية عند كتابة الصيغة الكيميائية ألي مركب أي�وﲏ يكت�ب رمز األيون اﳌوجب أو ً ال ،ﺛم يكتب رمز األيون الس�الب ،وتوضع أرقام صغﲑة أسفل يمﲔ الرمز للتعبﲑ عن عدد أيونات العنﴫ ﰲ اﳌركب األيوﲏ .وإذا ﱂ يكتب رقم صغﲑ إﱃ جوار الرمز فﺈننا نعتﱪ أن عدد األيونات هو .1ويمكن استعﲈل أعداد التأكسد لكتابة صيغ اﳌركبات األيونية بنا ًء عﲆ ذلكّ . تذكر أن اﳌركبات األيونية ال ﲢمل شحنة كهربائية .لذا عند ﲨع حاصل ﴐب أعداد التأكسد لكل أيون ﰲ عدد أيوناته اﳌوجودة ﰲ وحدة الصيغة الكيميائية، صفرا. ﳚب أن يكون الناتﺞ ً ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء يوما علماء التغذية فك ر ع ة العلم بالطع ام ال تال يتم علما التية بدرا�شة اأ را ش الطع ام م ر راحت ما الفيتاميا اعادن اتوافر في .كما اأنم يوم ون بتطوير شاعة يح�شونا. اأعمة الع�شار اﻻﻧﺘقﺎﻝ التغﲑ ﰲ موضع الﴚء. اضط�ر أﲪ�د إﱃ االنتق�ال إﱃ مدرس�ة أخ�رى عن�د انتق�ال والديه إﱃ منطقة أخرى. افﱰﺽ أنك تريد معرفة صيغة اﳌركب اﳌكون من أيونات الصوديوم والفلور ،ابدأ بكتابة رمز وشحنة كال العنﴫين ،Na+، F-عﲆ أن تبﲔ نسبة األيونات ﰲ وحدة الصيغة أن عدد اإللكﱰونات التي يفقدها الفلز يساوي عدد اإللكﱰونات التي يكتسبها الالفلز .وﳛدث هذا عندما يفقد أيون الصوديوم إلكﱰو ًنا واحدً ا ،وينتقل إﱃ أيون الفلور ،فتصبح وحدة الصيغة الكيميائية .NaF ماذا قراأت حدِّ د العالقة بﲔ شحنة األيون وعدد تأكسده. 209 مثال 6-1 اﳌكون من البوتاسيوم واألكسجﲔ. �سيغة اركب الأيو أوجد الصيغة الكيميائية للمركب األيوﲏ َّ 1ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﻤﺴﺄﻟﺔ تعلم أن اﳌركب األيوﲏ يتكون من أيوﲏ األكسجﲔ والبوتاسيوم ،وصيغة هذا اﳌركب ﳎهولة .نبدأ أو ً ال بكتابة رمز كل أيون يكون أيو ًنا ،+1ويوجد األكس�جﲔ ﰲ اﳌجموعة 16لذا ﰲ اﳌركب وعدد تأكس�ده .يوجد البوتاس�يوم ﰲ اﳌجموعة ، 1لذا ِّ ﺛنائيا سالب الشحنة .-2 ِّ يكون أيو ًنا اًّ K+ O2- وألن الشحنات غﲑ متساوية ،لذا ﳚب وضع رقم صغﲑ أسفل يمﲔ كل رمز؛ لتوضيح نسب عدد األيونات اﳌوجبة إﱃ عدد K+ O2األيونات السالبة وذلك بطريقة التبادل. 2ﺣﺴﺎب اﻟﻤﻄﻠﻮب تفقد ذرة البوتاس�يوم إلكﱰو ًنا واحدً ا ،ﰲ حﲔ تكتس�ب ذرة األكسجﲔ إلكﱰونﲔ .فﺈذا اﲢد العنﴫان ﰲ اﳌركب بنسبة 1:1 فﺈن عدد اإللكﱰونات اﳌفقودة من البوتاس�يوم لن يس�اوي عدد اإللكﱰونات اﳌكتس�بة من األكس�جﲔ ،لذا فﺈننا بحاجة إﱃ أيونﲔ من البوتاسيوم لكل أيون من األكسجﲔ ،فتصبح الصيغة الكيميائية K2O O1 3 K2 ﺗﻘﻮﻳﻢ اﺟﺎﺑﺔ صفرا. ﳏصلة الشحنة الكهربائية لوحدة الصيغة الكيميائية للمركب تساوي ً 1+ 2_( 2 K ion (_) + 1 O ions ) = 2 (+1) + 1(-2) = 0 K ion O ion مثال 6-2 �سيغة اركب الأيو أوجد الصيغة الكيميائية للمركب األيوﲏ اﳌكون من أيونات األلومنيوم وأيونات الكﱪيتيد. 1ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﻤﺴﺄﻟﺔ تعلم أن اﳌركب األيوﲏ يتكون من األلومنيوم والكﱪيت وصيغته ﳎهولة .لذا نبدأ أو ًال بتحديد شحنة كل أيون ﰲ اﳌركب .فاأللومنيوم يكون أيو ًنا موج ًبا ﺛالﺛي الشحنة ،+3والكﱪيت من اﳌجموعة 16ويكون أيو ًنا سال ًبا ﺛنائي الشحنة .-2 من اﳌجموعة ّ ،13 Al3+ S2- تفقد كل ذرة ألومنيوم ﺛالﺛة إلكﱰونات ،ﰲ حﲔ تكتسب كل ذرة كﱪيت إلكﱰونﲔ .عﲆ أنه ﳚب أن يكون عدد اإللكﱰونات اﳌفقودة مساو ًيا لعدد اإللكﱰونات اﳌكتسبة ويتم ذلك بطريقة التبادل. S2- Al3+ S3 Al2 2ﺣﺴﺎب اﻟﻤﻄﻠﻮب إن أصغ�ر ع�دد يمكن قس�مته عﲆ كل م�ن 2و 3هو ،6لذا يتم نقل س�تة إلكﱰونات .تس�تقبل ﺛالث ذرات من الكﱪيت س�تة إلكﱰون�ات ت�م فقدها من ذرﰐ ألومنيوم .فتكون الصيغة الصحيحة للمركب هي ،Al2S3وهي توضح أن أيونﲔ من األلومنيوم يرتبطان مع ﺛالﺛة أيونات كﱪيت. 3 ﺗﻘﻮﻳﻢ اﺟﺎﺑﺔ صفرا. ﳏصلة الشحنة الكهربائية لوحدة الصيغة الكيميائية ﳍذا اﳌركب تساوي ً 3+ 2_( 2 Al ion (_) + 3 S ions ) = 2 (+3) + 3(-2) = 0 S ion 210 Al ion م�سائل تدريبية اكتب الصيغ الكيميائية للمركبات األيونية التي تتكون من األيونات اآلتية: .20الﱪوميد واأللومنيوم .19اليوديد والبوتاسيوم .22النيﱰيد والسيزيوم .21الكلوريد واﳌاغنسيوم .23فيز اكت�ب الصيغة العامة للمرك�ب األيوﲏ الذي ﳎﻤﻮﻋﺔ 17 يتكون م�ن عنﴫي اﳌجموعت�ﲔ اﳌبينتﲔ ﰲ اﳉدول ﳎﻤﻮﻋﺔ 2 عنﴫا ﰲ اﳌجموعة،2 اﳌقابل استخدم الرمز Xليمﺜل ً عنﴫا ﰲ اﳌجموعة .17 والرمز Yليمﺜل ً �سيغ اركبات الأيونية العديدة الذرات ﲢت�وي العدي�د م�ن اﳌركب�ات األيوني�ة أي األيون�ات اﳌكون�ة م�ن أكﺜ�ر م�ن ذرة واح�دة .يب�ﲔ ع�ﲆ ﺃﻳوﻧـﺎت ﻋدﻳـدﺓ الـﺬﺭات ،ﹾ اﳉـدﻭﻝ 6-8والﺸـﻜل 6-9قائم�ة بالصيغ والش�حنات الكهربائية لﻸيونات الش�ائعة العدي�دة ال�ذرات .ويس�لك األي�ون اﳌتعدد ال�ذرات بوصفه وح�دة واح�دة ﰲ اﳌركبات، مع�ا .ل�ذا تتب�ع صيغ�ة وش�حنته الكهربائي�ة تس�اوي ﳎم�وﻉ ش�حنات ال�ذرات كله�ا ً األيون�ات اﳌكون�ة م�ن ﳎموعة من ال�ذرات قواع�د كتابة صي�غ اﳌركبات الﺜنائية نفس�ها. ونظ�را إﱃ وج�ود األيون اﳌتع�دد الذرات بوصفه وح�دة واحدة ،فال ﳚ�وز تغيﲑ األرقام ً اﳌوجودة أسفل يمﲔ رموز الذرات ﰲ األيون .وإذا دعت اﳊاجة إﱃ وجود أكﺜر من أيون متعدد الذرات ،نضع رمز األيون داخل قوسﲔ ،ﺛم نشﲑ إﱃ العدد اﳌطلوب بوضع الرقم أسفل يمﲔ القوس من اﳋارج .ومن ذلك اﳌركب اﳌكون من أيون األمونيوم NH4+وأيون األكس�جﲔ .O2-ﳛتاج اﳌركب ﳌعادلة الش�حنات إﱃ أيونﲔ من األمونيوم لكل أيون من أي أن الصيغة الصحيحة هي.(NH4)2O األكسجﲔ ،ﹾ ادول 6-8 الأيونات العديدة الذرات ال�سم األمونيوم النيﱰيت النﱰات اﳍيدروكسيد السيانيد الﱪمنجنات البيكربونات اﳍيبوكلورايت الكلورايت الكلورات البﲑكلورات الﱪومات األيودات ال�سم الأيون البﲑايودات NH 4 + األسيتات)اﳋالت( NO 2 NO 3الفوسفات الﺜنائية اﳍيدروجﲔالكربونات OHالكﱪيتيت CNالكﱪيتات MnO 4الﺜيوكﱪيتات HCO 3البﲑوكسيد ClOالكرومات ClO 2ﺛنائي الكرومات ClO 3الفوسفات اﳍيدروجينية ClO 4الفوسفات BrO 3الزرنيخات IO 3 - الأيون IO 4CH 3COO H 2PO 4CO 3 2- ال�سكل 6-9اأيونا اأموني وم الفو�شفا اأيونا متعدد الرا عى اأنا تكون من اأك من ر. تفاع اأيونا اتعدد الرا م عا بوشف ا حد اح د ا� شحة دد. حدد م ــا �شحن ــة اأي ــون الأمونيوم واأيون الفو�شفا عل التي SO 3 2SO 4 2S 2O 3 2- ﺃﻳﻮﻥ ﺍﻷﻣﻮﻧﻴﻮﻡ NH4+ O 2 2CrO 4 2Cr 2O 7 2HPO 4 2PO 4 3AsO 4 3- ﺃﻳﻮﻥ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﺎﺕ PO43- 211 مثال 6-3 �سيغة مركب اأيو متعدد الذرات يستعمل اﳌركب اﳌكون من أيونات الكالسيوم والفوسفات سﲈ ًدا .اكتب الصيغة الكيميائية ﳍذا اﳌركب. 1ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﻤﺴﺄﻟﺔ أيونيا وصيغة هذا اﳌركب ﳎهولة .لذا نبدأ أو ً ال بكتابة رمز كل أيون مرف ًقا تعلم أن أيونات الكالسيوم والفوسفات ّ تكون مرك ًبا اًّ يكون أيو ًنا موج ًبا ﺛنائي الشحنة ،+2ﰲ حﲔ أن أيون الفوسفات بشحنته الكهربائية .وألن الكالسيوم من اﳌجموعة الﺜانية ،لذا ِّ عديد الذرات ،فيتفاعل بوصفه وحدة واحدة ،وتكون شحنته الكهربائية .-3 PO43- Ca2+ (PO4)2 Ca3 2ﺣﺴﺎب اﻟﻤﻄﻠﻮب القاسم اﳌشﱰك هو العدد الذي يقبل القسمة عﲆ مقدار شحنات األيونات 2و 3وهو ،6لذا يتم نقل 6إلكﱰونات .فيكون عدد الش�حنات الس�البة عﲆ أيونﲔ من أيونات الفوس�فات مساو ًيا لعدد الش�حنات اﳌوجبة عﲆ ﺛالﺛة من أيونات الكالسيوم. ولكتابة الصيغة نضع أيون الفوسفات بﲔ قوسﲔ ،ونضيف الرقم السفﲇ الصغﲑ 2إﱃ يمﲔ القوسﲔ ،فتصبح الصيغة الصحيحة للمركب هي.Ca3(PO4)2 : 3 ﺗﻘﻮﻳﻢ اﺟﺎﺑﺔ صفرا. ﳏصلة الشحنة الكهربائية ﰲ وحدة الصيغة لفوسفات الكالسيوم تساوي ً 2+ 3_( 3 Ca ion (_) + 2 PO ions ) = 3 (+2) + 2(-3) = 0 PO4 ion 4 Ca ion م�سائل تدريبية اكتب صيغ اﳌركبات األيونية اﳌكونة من األيونات اآلتية: .26األلومنيوم والكربونات .25الكالسيوم والكلورات .24الصوديوم والنﱰات اﳌكون من .27فيز اكتب صيغة اﳌركب األيوﲏ اﳌكون من أيونات عنﴫ من عناﴏ اﳌجموعة 2مع األيون العديد الذرات َّ الكربون واألكسجﲔ فقط. اأ�سماء الأيونات واركبات الأيونية Names for Ions and Ionic Compounds يس�تخدم العلﲈء طرائق منظم ًة عند تس�مية اﳌركبات األيونية ،وبسبب احتواء اﳌركبات األيونية عﲆ أيونات موجبة وأخرى سالبة، يأخذ النظام تسمية هذه األيونات بعﲔ االعتبار. ت�سمية الأيون الأك�سجيني ال�سالب اﻷﻳوﻥ اﻷﻛﺴﺠينﻲ الﺴﺎلﺐ أيون عديد الذرات ،يتكون غال ًبا من عنﴫ ال فلزي يرتبط مع ذرة أو أكﺜر من األكس�جﲔ ،وبعﺾ الالفلزات ﳍا أكﺜر من أيون أكس�جيني ،ومنها النيﱰوجﲔ والكﱪيت .وتس�مى هذه األيونات باستخدام القواعد اﳌبينة ﰲ اﳉدﻭﻝ .6-9 ادول 6-9 ت�سمية الأيونات الأك�سجينية ال�سالبة للكيت والنيوج عليك أن تعرف األيون الذي ﳛتوي عﲆ أكﱪ عدد من ذرات األكسجﲔ .ويشتق اسم هذا األيون من اسم الالفلز وإضافة اﳌقطع )ات( إﱃ ﺁخره. عليك أن تعرف األيون الذي ﳛتوي أقل عدد من ذرات األكسجﲔ .ويشتق اسم هذا األيون من اسم الالفلز وإضافة اﳌقطع ) يت( إﱃ ﺁخره. SO 3 2كﱪيتيت 212 SO 4 2كﱪيتات NO 2نيﱰيت NO 3نﱰات يكون الكلور أربعة أيونات أكسجينية سالبة يمكن تسميتها يبﲔ اﳉدﻭﻝ 6-10كيف ِّ حسب عدد ذرات األكسجﲔ ﰲ كل منها .ويمكن تسمية األيونات األكسجينية السالبة الت�ي تكوﳖ�ا اﳍالوجين�ات األخ�رى بالطريقة نفس�ها اﳌس�تخدمة ﰲ تس�مية أيونات ويكون اليود أيون يكون الﱪوم أيون الﱪومات، BrO 3 - الكلور .فعﲆ سبيل اﳌﺜالّ ، ّ البﲑأيودات lO 4 -وأيون أيودات. lO 3 - ت�سمية اركبات الأيونية ُتسمى اﳌركبات بطريقة منهجية ،وألنه أصبح اآلن لديك معرفة بالصيغ الكيميائية ،لذا يمكنك استعﲈل القواعد اﳋمس اآلتية لتسمية اﳌركبات األيونية: .1نذكر اس�م األيون الس�الب أو ً متبوعا باس�م األيون اﳌوجب .ولك�ن عند كتابة ال ً الصيغة الكيميائية ُيكتب رمز األيون اﳌوجب أو ً ال ،ﺛم يليه األيون السالب. .2استخدم اسم العنﴫ نفسه ﰲ تسمية أيونه اﳌوجب األحادي الذرة. .3ﰲ حالة األيونات السالبة األحادية الذرة يشتق االسم من اسم العنﴫ مضا ًفا إليه مقطع )يد(. .4ﰲ حالة وجود أكﺜر من عدد تأكسد لعنﴫ واحد ﳚب أن تشﲑ الصيغة الكيميائية إﱃ عدد تأكسد األيون اﳌوجب .ويكتب عدد التأكسد باألرقام الرومانية بﲔ قوسﲔ بعد اسم األيون اﳌوجب. مﻼﺣظـة :تنطبق هذه القاعدة عﲆ الفل�زات االنتقالية والفلزات ﰲ اﳉهة اليمنى من اﳉ�دول الدوري ،انظر اﳉدﻭﻝ .6-7وال تنطبق ه�ذه القاعدة عﲆ أيونات اﳌجموعتﲔ 1و 2اﳌوجبة ألن ﳍا عدد تأكسد واحدً ا. ﺃمﺜﻠة: يكون أيون Fe 2+وأيون O 2-اﳌركب ،FeOواﳌعروف باس�م أكسيد اﳊديد .II ّ 23+ ويكون أيون Feوأيون Oاﳌركب ،Fe2O3واﳌعروف باسم أكسيد اﳊديد .III ّ ادول 6-10 يشتق اس�م األيون السالب األكسجيني ال�ذي ﳛت�وي عﲆ أكﱪ ع�دد من ذرات األكس�جﲔ بﺈضاف�ة مقط�ع )ب�ﲑ( عند بداية االس�م ،وإضاف�ة مقطع )ات( إﱃ ﳖاية جذر الالفلز. يشتق اس�م األيون السالب األكسجيني ال�ذي ﳛت�وي ع�ﲆ ع�دد م�ن ذرات ذرة واح�دة بﺈضاف�ة األكس�جﲔ أق�ل َّ مقطع )ات( إﱃ ﳖاية جذر الالفلز يشتق اس�م األيون السالب األكسجيني ال�ذي ﳛت�وي ع�ﲆ ع�دد م�ن ذرات األكس�جﲔ أق�ل ذرت�ﲔ بﺈضاف�ة مقطع )يت( إﱃ ﳖاية جذر الالفلز. يشتق اس�م األيون السالب األكسجيني ال�ذي ﳛت�وي ع�ﲆ ع�دد م�ن ذرات األكسجﲔ أقل من ﺛالث ذرات بﺈضافة مقطع )هيبو( ،ﺛم اﳌقطع )يت( إﱃ ﳖاية جذر الالفلز. .5عندما ﳛتوي اﳌركب عﲆ أيون عديد الذرات نقوم بتسمية األيون السالب أو ً ال ،ﺛم تسمية األيون اﳌوجب. ﺃمﺜﻠة: تسمية NaOHهيدروكسيد الصوديوم تسمية (NH4)2Sكﱪيتيد األمونيوم. م�سائل تدريبية سم اﳌركبات اآلتية: ّ NaBr .28 CaCl2 .29 KOH .30 طرائق ت�سمية الأيونات الأك�سجينية التي يك ونها الكلور Cu(NO3)2 .31 ClO 4 - ClO 3 - بﲑكلورات كلورات ClO 2 - ClO - كلوريت هيبوكلوريت Ag2CrO4 .32 .33فيز ُيعد اﳌركب األيوﲏ NH4ClO4من أهم اﳌواد اﳌتفاعلة الصلبة اﳌستخدمة ﰲ وقود إطالﻕ مركبات الفضاء ،ومنها تلك التي ﲢمل اﳌحطات الفضائية إﱃ مداراﲥا .ما اسم هذا اﳌركب؟ 213 ا�ساتيجيات حل ا�ساألة تﺴمية اﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية تس�مية اﳌركبات األيونية عملية س�هلة ،إذا قمت باتباﻉ اﳌخطط اﳌقابل. طبق ال�ساتيجية ﺳﻢ اﳌركبﲔ KOHو Ag2CrO4باستخدام ﱢ اﳌخطط. ﻣﺜﺎﻝ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﳌﻮﺟﺐ ﺣﺪﺩ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﳌﻮﺟﺒﺔ ﻭﺍﻟﺴﺎﻟﺒﺔ ﰲ ﺍﻟﺼﻴﻐﺔ Fe2O3 ﻳﻮﺟﺪ ﻟﻠﺤﺪﻳﺪ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﻋﺪﺩ ﺗﺄﻛﺴﺪ ﻻ ﻫﻞ ﻟﻸﻳﻮﻥ ﺍﳌﻮﺟﺐ ﻋﺪﺩ ﺗﺄﻛﺴﺪ ﻭﺍﺣﺪ؟ ﺍﻛﺘﺐ ﺭﻣﺰ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﳌﻮﺟﺐ ﺛﻢ ﺭﻣﺰ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ ﻣﺘﺒﻮﻋﹰﺎ ﺑﺎﻷﺭﻗﺎﻡ ﺍﻟﺮﻭﻣﺎﻧﻴﺔ ﻟﺘﺒﲔ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻋﺪﺩ ﺍﻟﺘﺄﻛﺴﺪ .ﻭﻟﻜﻦ ﻋﻨﺪ ﺍﻟﺘﺴﻤﻴﺔ ﹸﻳﺬﻛﺮ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ ﺃﻭﻻ ﺛﻢ ﺍﳌﻮﺟﺐ. ﺃﻛﺴﻴﺪ ﺍﳊﺪﻳﺪ Fe 2O 3 = III Na3PO4 ﻣﺜﺎﻝ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﳌﻮﺟﺐ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ ﻟﻠﺼﻮﺩﻳﻮﻡ ﻋﺪﺩ ﺗﺄﻛﺴﺪ ﻭﺍﺣﺪ ﻓﻘﻂ ﻧﻌﻢ ﺍﻛﺘﺐ ﺭﻣﺰ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﳌﻮﺟﺐ ،ﺛﻢ ﺍﻛـــﺘﺐ ﺭﻣﺰ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ .ﻭﻟﻜﻦ ﻋﻨﺪ ﺍﻟﺘﺴﻤﻴﺔ ﹸﻳﺬﻛﺮ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴﺎﻟﺐ ﺃﻭﻻ ﺛﻢ ﺍﳌﻮﺟﺐ. ﻓﻮﺳﻔﺎﺕ ﺍﻟﺼﻮﺩﻳﻮﻡ = Na 3PO 4 ِّ C08-14C-828378-08اﳌركب األيوﲏ إذا ُعرفت توضح اسﱰاتيجيات حل اﳌسألة أعاله اﳋطوات اﳌتبعة عند تسمية الصيغة الكيميائية .وتعد تسمية اﳌركب األيوﲏ خطوة مهمة ﳌعرفة األيونات اﳌوجبة والسالبة اﳌوج�ودة ﰲ البل�ورة الصلبة أو اﳌحلول .اﴍح كيف يمكن أن تغﲑ اﳌخطط الس�ابق لكتابة الصيغة عند معرفة اسم اﳌركب األيوﲏ؟ التقو6-3 .34اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻـﻒ ترتيب األيون�ات عند كتابة صيغ�ة اﳌركب اﳌكون من اﻟﺨﻼﺻﺔ البوتاسيوم والﱪوم ،وعند ذكر اسمه. تب�ﲔ وح�دة الصيغ�ة الكيميائي�ة نس�بة األيونات اﳌوجبة إﱃ األيونات الس�البة .35ﺻـﻒ الفرﻕ ب�ﲔ األيونات األحادي�ة الذرة واأليون�ات العديدة الذرات، وأعط مﺜا ً ال عﲆ ﱟ كل منهﲈ. ﰲ اﳌركب األيوﲏ. ﻃبـﻖ ش�حنة األيون Xهي + 2وش�حنة األي�ون Yه�ي .-1اكتب صيغة يتك�ون األيون األح�ادي ال�ذرة من ذرة .36ﹼ اﳌركب الذي يتكون من هذين األيونﲔ. وتعﱪ شحنته عن عدد تأكسده. واحدة ّ .37اﺫﻛﺮ اسم اﳌركب اﳌكون من Mgو Clوصيغته. تعﱪ األرقام الرومانية عن عدد تأكسد األيون ّ .38اﻛﺘﺐ اسم اﳌركب اﳌكون من أيونات الصوديوم وأيونات النيﱰيت وصيغته. اﳌوجب الذي له أكﺜر من حالة تأكس�د. .39ﺣ ﹼﻠل ما األرقام الس�فلية اﳌصغرة التي ستس�تعملها ﰲ كتابة صيغ اﳌركبات تتك�ون األيونات العدي�دة الذرات من األيونية ﰲ اﳊاالت اآلتية: ﳎموعة ذرات. .aفلز قلوي وهالوجﲔ. تس�تخدم األقواس حول األيون وتوضع .bفلز قلوي وال فلز من اﳌجموعة .16 األرقام اﳌصغرة خارج األقواس لﻺشارة .cفلز قلوي أرﴈ وهالوجﲔ. إﱃ وج�ود أكﺜر من أيون عديد الذرات ﰲ .dفلز قلوي أرﴈ وال فلز من اﳌجموعة .16 الصيغة الكيميائية. 214 6-4 الأهداف ت�سف الرابطة الفلزية. الروابط الفلزية وخوا�ص الفلزات Metallic Bonds and the Properties of Metals تربط نموذج بحر اإللكرونات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تك ّون الفلزات �سبكات بلورية كن ثيلها اأو ذجتها باأيونات موجبة باﳋواﺹ الفيزيائية للفلزات .يحيط بها بحر من اإلكونات التكافوؤ ارة اركة. ّ تعرف الس��بائ��ك ،وتذكر الربط مع اياة ﲣيل س�فينة عائمة تتﲈيل ﰲ اﳌحيط وهي ﳏاطة باﳌاء من كل جانب .وعﲆ خواصها. ﻣﺮاﺟﻌﺔ اﻟﻤﻔﺮدات الرغم من بقاء السفينة عائمة ﰲ مكاﳖا إ َّ ال أن اﳌاء يتحرك بحرية من أسفلها .يمكن تطبيق هذا الوصف عﲆ ذرات الفلزات وإلكﱰوناﲥا بطريقة مشاﲠة نوعا ما. الروابط الفلزية اا�سية الفيزيائية:خاصية اﳌادة التي يمكن مشاهدﲥا وقياسها عﲆ الرغم من أن الفلزات ليس�ت مركبات أيونية إ َّ ال أﳖا تش�ﱰك مع اﳌركبات األيونية ﰲ عدة دون تغيﲑ تركيب اﳌادة. خ�واﺹ؛ فالرواب�ط ﰲ الفلزات واﳌركبات األيوني�ة تعتمد عﲆ التجاذب بﲔ اﳉس�يﲈت ذات تكون الفلزات شبكات بلورية ﰲ اﳊالة الصلبة شبيهة بالشبكة الشحنات اﳌختلفة .وﰲ العادة ِّ افردات اديدة البلورية األيونية التي سبق ذكرها .وﰲ هذه اﳊالة تكون كل ذرة عنﴫ ﳏاطة ب� 12 - 8ذرة أخرى. نموذج بحر اإللكﱰونات بحر من الإلكونات رغم أن لذرات الفلزات إلكﱰون تكافﺆ عﲆ األقل ،إ َّ ال أﳖا ال تشﱰك ﰲ اإللكﱰونات اﳊرة إلكﱰونات التكافﺆ مع الذرات اﳌجاورة ،وال تفقدها .وبد ً ال من ذلك تتداخل مستويات الطاقة الرابطة الفلزية اﳋارجية بعضها ﰲ بعﺾ .ويعرف هذا التداخل بنموﺫﺝ بﺤﺮ اﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت ،حيﺚ يفﱰﺽ هذا النموذج أن ذرات الفلزات ﲨيعها ﰲ اﳊالة الصلبة تساهم ﰲ تكوين بحر اإللكﱰونات الذي ﳛيط السبيكة بأيونات الفلز اﳌوجبة ﰲ الش�بكة الفلزية .ال ترتبط اإللكﱰونات اﳌوجودة ﰲ مستويات الطاقة اﳋارجية ﰲ الذرات الفلزية بأي ذرة ﳏددة ،ويمكنها االنتقال بسهولة من ذرة إﱃ أخرى .وتعرف ه�ذه اإللكﱰونات اﳊ�رة اﳊركة بﺎﻹلﻜﱰﻭﻧﺎت اﳊﺮﺓ .وعندما تتح�رك اإللكﱰونات اﳋارجية بحري�ة ﰲ الفلز ،وه�و ﰲ اﳊالة الصلبة ،تتكون األيونات الفلزية اﳌوجبة .ترتبط هذه األيونات م�ع األيونات الفلزية اﳌوجبة اﳌجاورة ﲨيعها م�ن خالل بحر من إلكﱰونات التكافﺆ ،كﲈ يبﲔ الﺸﻜل .6-10ﻭالﺮابطة الفﻠﺰﻳة هي قوة التجاذب بﲔ األيونات اﳌوجبة للفلزات واإللكﱰونات اﳊرة ﰲ الشبكة الفلزية. Metallic Bonds ال�سكل 6-10توز الكنا التكافو للفلزا الت بد ك�شحابة ﺃﻳﻮﻥ ﻓﻠﺰ ﻣﻮﺟﺐ زرا ا ا�شارا� شالبة بانتام حو اأيونا الفلزية اوبة الت »ﺑﺤﺮ« ﻣﻦ ب د باللون اأحمر .ود و الت ا ب اأيونا اوبة بحر ﺍﻹﻟﻜﱰﻭﻧﺎﺕ الشحا ال�شالبة ا رب را الفلز بعشا مع بع الشبكة الفلزية. + - + - + - -+ - + - -+ - + - + +- + + - + - ++ - + - + - + - + - + + ف�سر اذا تعر اإلكونا الفلزا بالإلكونا ارة 215 C08-15C-828378-08 ادول 6-11 درجات الن�سهار والغليان درجة الن�سهار درجة الغليان العن�سر ()°C ()°C الليﺜيوم القصدير األلومنيوم الباريوم الفضة النحاس 180 1347 232 2623 660 2467 727 1850 961 2155 1083 2570 ُ اﳋواﺹ الفيزيائية للفلزات ،والتي تظهر قوة الﱰابط الفلزي خوا�ص الفلزات يفﴪ َّ الروابط الفلزية. ﺩﺭﺟﺘﺎ الﻐﻠيﺎﻥ ﻭاﻻﻧﺼﻬﺎﺭ ﲣتلف درجات انصهار الفلزات عﲆ نحو كبﲑ .فالزئبق سائل عند درجة حرارة الغرفة ،ﳑا ﳚعله يستخدم ﰲ بعﺾ األجهزة العلمية ،ومنها مقاييس درجات اﳊرارة وأجهزة قياس الضغط اﳉوي .وﰲ اﳌقابل ،فﺈن درجة انصهار التنجستن Wهي ،3422°Cولذلك ُيصنع منه فتيل اﳌصباح الكهربائي ،وبعﺾ أجزاء السفن الفضائية. وتك�ون درجات انصه�ار وغلي�ان الفلزات ﰲ العادة عالية كﲈ يبينها اﳉدﻭﻝ ،6-11 إال أن درجات االنصهار ليست مرتفعة جداًّ ا كدرجات الغليان؛ ألن األيونات اﳌوجبة واإللكﱰونات اﳊرة اﳊركة ﰲ الفلز ليس�ت بحاجة إﱃ طاقة كبﲑة جد اًّا ﳉعلها تتحرك بعضه�ا ف�وﻕ بعﺾ .إ َّ ال أنه ﰲ أﺛناء الغليان ﳚب فص�ل الذرات عن ﳎموعة األيونات اﳌوجبة واإللكﱰونات اﳊرة األخرى ،ﳑا يتطلب طاقة كبﲑة جداًّ ا. أي أﳖا تتحول إﱃ صفائح عند طرقها، ﻗﺎبﻠية الطﺮﻕ ﻭالﺴـﺤﺐ الفلزات قابلة للطرﻕ ،ﹾ وهي ً أي يمكن ﲢويلها إﱃ أسالك .ويوضح الﺸﻜل 6-11كيف أيضا قابلة للسحب ،ﹾ تتحرك اﳉسيﲈت اﳌوجودة ﰲ الﱰابط الفلزي بواسطة الدفع أو الشد ،بعضها عﱪ بعﺾ. ِ الفلزات عادة متينة للغاية .وعﲆ الرغم من حركة األيونات اﳌوجبة ﰲ الفلز إ ّ ال وتكون أﳖا ترتبط مع اإللكﱰونات اﳌحيطة ﲠا بصورة قوية ،وال يمكن فصلها بسهولة عن الفلز. توﺻيل اﳊﺮاﺭﺓ ﻭالﻜﻬﺮبـﺎﺀ ﲡعل حركة اإللكﱰونات حول أيونات الفلزات اﳌوجبة- ِ ﹴ موص�الت جيد ًة للح�رارة والكهرباء؛ حيﺚ تقوم اإللكﱰون�ات اﳊرة بنقل الفل�زات اﳊرارة من مكان إﱃ ﺁخر بﴪعة أكﱪ من توصيل اﳌواد التي ال ﲢتوي عﲆ إلكﱰونات حرة .تتحرك اإللكﱰونات اﳊرة بسهولة بوصفها جز ًءا من التيار الكهربائي عند حدوث فرﻕ جهد عﱪ الفلز .وتتفاعل هذه اإللكﱰونات اﳊرة مع الضوء من خالل امتصاصه وإطالﻕ الفوتونات ﳑا ينتﺞ عنه خاصية الﱪيق واللمعان. الﺼﻼبة ﻭالقوﺓ ال تقتﴫ اإللكﱰونات اﳊرة اﳊركة ﰲ الفلزات االنتقالية عﲆ اإللكﱰونﲔ اﳋارجيﲔ ﰲ اﳌستوى ،sوإنﲈ تشمل ً أيضا اإللكﱰونات الداخلية ﰲ اﳌستوى .dوكلﲈ زادت أعداد اإللكﱰونات اﳊرة اﳊركة زادت خواﺹ الصالبة والقوة. فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،توجد الروابط الفلزية القوية ﰲ الفلزات االنتقالية ،ومنها الكروم واﳊديد والنيكل ،ﰲ حﲔ أن الفلزات القلوية لينة؛ ألن ﳍا إلكﱰو ًنا واحدً ا حر اﳊركة ﰲ اﳌستوى .ns1 ماذا قراأت قارن بﲔ ما ﳛدث عند ﹶط ﹾرﻕ كل من الفلزات واﳌركبات األيونية باﳌطرقة؟ ال�سكل 6-11ود ال و اور ااري ة كاطر ة م ا ع اأيونا تحر ع الكنا ار ا يع الفلز اب للطر ال�شحب. 216 ﻗﻮﺓ ﻣﺆﺛﺮﺓ ﺧﺎﺭﺟﻴﺔ + ﺇﻋﺎﺩﺓ ﺗﺸﻜﻞ ﺍﻟﻔﻠﺰ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + C08-17C-828378-08 ال�سبائك الفلزية Metal Alloys نظرا إﱃ طبيعة الرابطة الفلزية ،يصبح من السهل إدخال عناﴏ ﳐتلفة إﱃ الشبكة الفلزية لتكوين ً السبيكة .ﻓﺎلﺴبيﻜة خليط من العناﴏ ذات اﳋواﺹ الفلزية الفريدة ،لذا نجد ﳍا الكﺜﲑ من التطبيقات واالس�تخدامات التجاري�ة .فالفوالذ والﱪونز واﳊديد الزهر من الس�بائك الكﺜ�ﲑة اﳌفيدة .كﲈ تستعمل سبيكة التيتانيوم والفناديوم لبناء هياكل الدراجات اﳍوائية كالتي تظهر ﰲ الﺸﻜل .6-12 خوا�ص ال�سبائك ﲣتلف خواﺹ السبائك قلي ً ال عن خواﺹ عناﴏها اﳌكونة ﳍا .فالفوالذ ً مﺜال حدي�د ﳐلوﻁ بعنﴫ ﺁخر ع�ﲆ األقل .تبقى بع�ﺾ خواﺹ اﳊديد في�ه ،ولكن للفوالذ خواﺹ إضافية أخرى منها أنه أكﺜر قوة .وتتفاوت خواﺹ بعﺾ السبائك وتتغﲑ باختالف طرائق تصنيعه�ا .وﰲ حالة بعﺾ الفلزات تنت�ﺞ بعﺾ اﳋواﺹ اﳌختلفة اعت�ﲈ ًدا عﲆ طريقة التسخﲔ والتﱪيد .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 3-12أسﲈء بعﺾ السبائك اﳌهمة واستعﲈالﲥا اﳌتنوعة. ادول 6-12 ال�سبائك التجارية ال�سم ال�سائع الكيب ال�ستعمالت النيكو 50% Fe٫ 20% Al٫ 20% Ni٫ 10% Co اﳌغناطيسات 70-95% Cu٫ 1-25% Zn٫ 1-18% Sn األجراس ،اﳌيداليات الﱪاس )النحاس األصفر( الﱪونز )النحاس األﲪر( 67-90% Cu٫10-33% Zn اﳊديد الصلب السباكة ،واألدوات العامة ،واإلضاءة 96-97% Fe٫ 3-4% C الذهب – عيار 10قراريط 42% Au٫ 12-20% Ag٫ 37 46% Cu حبيبات الرصاﺹ الفوالذ اﳌقاوم للصدأ 99 8% Pb٫ 0 2% As 73-79% Fe٫ 14-18% Cr٫ 7-9% Ni فضة النقود التقو 6-4 اﻟﺨﻼﺻﺔ تتكون الرابطة الفلزية عندما ﲡذب أيونات الفلز اﳌوجبة إلكﱰونات التكافﺆ اﳊرة اﳊركة. تتح�رك اإللكﱰون�ات ﰲ نم�وذج بح�ر اإللكﱰون�ات ع�ﱪ الش�بكة الفلزية ،وال ترتبط مع أي ذرة ﳏددة. يفﴪ نموذج بحر اإللكﱰونات اﳋواﺹ الفيزيائية للفلزات. تتكون الس�بائك الفلزية عند دمﺞ فلز مع عنﴫ ﺁخر أو أكﺜر. اﳌجوهرات )اﳊﲇ الذهبية( حبيبات الطلقات النارية اﳌغاسل ،واألدوات أدوات اﳌائدة ،واﳊﲇ 92 5% Ag٫ 7 5% Cu .40 القوالب اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ال�سكل � 6-12ش ع اأ زا الدرا ا الواي ة بع اأحي ان من �شبيكة التيتانيوم الت تو على 3%من األوميوم 2.5% من الفانديوم. ﺃﺻل الﻜﻠمة الﺴبيﻜة Alloy ج�اءت م�ن الكلم�ة الالتيني�ة alligareوالتي تعني يﺜني. ﻗﺎﺭﻥ بﲔ تركيب اﳌركبات األيونية والفلزات. .41اﴍﺡ كيف يمكن تفس�ﲑ كل م�ن التوصيل الكهربائ�ي وارتفاﻉ درجة غليان الفلزات بواسطة الرابطة الفلزية؟ .42ﻗﺎﺭﻥ بﲔ أسباب قوى التجاذب ﰲ الروابط األيونية والروابط الفلزية. ﺻمــﻢ ﲡـﺮبـة للتمييز بﲔ اﳌ��واد األي�وني��ة الص�لب�ة واﳌ�واد الفلزية .43ﹼ الصلب�ة .بحيﺚ تش�مل ع�ﲆ األق�ل طريقت�ﲔ ﳐتلفت�ﲔ للمق�ارن�ة بﲔ اﳌ�واد الصلبة .فﴪ إجابتك. �رﻕ، .44ﻧموﺫﺝ ارس��م ً نموذج��ا ي��وض��ح قابلي��ة الف�ل���زات لل�ط�� َّ ﹾ أو الس��حب إل�ى أس���الك ،مس�تعينًا بنم�وذج بحر اإللكﱰونات كﲈ ﰲ الﺸﻜل .6-10 217 او�سة القاتلة غال ًبا ما تكون اﳊﲇ الﱪاقة الالمعة واﳌزركشة األلوان رخيصة ومسلية .ولكن هل هي ﺁمنة؟ اإلجابة ﰲ العادة :نعم .ولكن قد تﺆدي بعﺾ اﳊﲇ السائدة -والسيﲈ تلك التي تصنع ﰲ الدول النامي�ة ،ومنها الصﲔ واﳍند -إﱃ ﳐاط�ر كﺜﲑة الحتوائها عﲆ عنﴫ الرصاﺹ Pbالسام بنسبة عالية. ال�سباكة ال�سامة عندما يبتل الرصاﺹ تذوب كمية ﳏددة منه ﰲ اﳌاء متحو ً ال إﱃ أيونات Pb2+وعندما تدخل هذه األيونات جسم اإلنسان ﲢل ﳏل أيونات الكالسيوم .Ca2+ورغم تشاﲠهﲈ ﲑا من ﰲ الشحنات الكهربائية ،فﺈن أيونات الرصاﺹ أﺛقل كﺜ ً أيونات الكالسيوم ،ﳑا قد يسبب اإلعاقة ﰲ التعلم ،والغيبوبة، وقد يﺆدي إﱃ اﳌوت. ومن اﳌﺜﲑ للدهش�ة أن الرومان قاموا باس�تخدام الرصاﺹ ﰲ أنابي�ب اﳌي�اه .وقد أخذ رمز الرص�اﺹ -Pb -ﰲ اﳊقيقة من الكلم�ة الالتيني�ة plumbumالت�ي ما زالت تظه�ر ﰲ اللغة السباك. اإلنجليزية كجذر لكلمة ،Plumberوتعني ّ الفخار ال�سام ع�ﲆ الرغم م�ن أن الرصاﺹ ال يس�تخدم ﰲ التمدي�دات الصحية اﳊديﺜة ،إ َّ ال أنه ما زال يس�تخدم ﰲ أمور أخرى .فاإلناء الظاهر ﰲ الﺸـﻜل 1تم طالؤه بالرصاﺹ ،ﺛم حرقه إلعطائه اللون األسود اﳌميز .وتو ّلد مركبات الرصاﺹ اﳌستخدمة ﰲ الطالء ألوا ًنا زاهية عند حرقها ﰲ ﻇروف ﳏددة. ال�سم افيد كان للرص�اﺹ العديد من االس�تخدامات قبل تعرف سميته العالية بخالف ما هو مستخدم ﰲ صناعة الفخار والتمديدات الصحية .فقد استخدم الرصاﺹ ﰲ صناعة األصباﻍ واﳉازولﲔ ،حيﺚ يقلل من احتﲈل احﱰاﻕ اﳉازولﲔ قبل اﳌوعد اﳌحدد ﰲ ﳏرك السيارة. 218 ال�سكل 1مر كبا الرشا ا�شتخدمة لوين الفخار عط الوعا مر اتميز. عملية اإزالة الر�سا�ص Chelationاألطفال أكﺜر قابلية للتسمم بالرصاﺹ؛ بسبب صغر أحجام أجسامهم ومعدالت نموهم اﳌرتفع�ة .وﰲ اﳊاالت اﳊرجة تصبح عملي�ة إزالة الرصاﺹ ه�ي الطريقة الوحيدة إلنقاذ حياة الطفل .وﰲ هذه العملية يتم التخلص من أحد أهم التأﺛﲑات السامة للرصاﺹ ،عن طريق إحالل الكالسيوم ﳏل الرصاﺹ السام ﰲ اﳉسم. اﻹﺣﺴـﺎﺱ بﺎﳋطـﺮ تس�تطيع حاس�ة التذوﻕ لدى اإلنس�ان اكتش�اف بع�ﺾ الس�موم الت�ي توج�د بش�كل طبيع�ي ﰲ النبات�ات .ابح�ﺚ ﰲ الس�موم اﳊديﺜ�ة األخرى-ومنه�ا الرصاﺹ ومض�اد التجمد )إيﺜلﲔ جاليكول( -ﳌعرفة ﳌاذا ال تُظهر براعم التذوﻕ لدينا استجابة سالبة ﳍا؟ ت الكيمياء �س مركب اأيو الفية :ستقوم بتحضﲑ مركبﲔ كيميائيﲔ وفحصهﲈ لتحديد .10الﺘنظيﻒ ﻭالﺘخﻠﺺ مﻦ النفﺎﻳﺎت :ﲣلص من النفايات حسب تعليﲈت اﳌعلم .نظف البوتقة باﳌاء ،وأعد أدوات اﳌختﱪ إﱃ بعﺾ خواصهﲈ .واس�تنا ًدا إﱃ االختبارات التي ستقوم ﲠا تقرر أماكنها. ما إذا كانت النواتﺞ مركبات أيونية أم ال. �سوؤال :هل يمكن ﳋواﺹ اﳌركب الفيزيائية أن تدل عﲆ وجود روابط أيونية؟ اواد الالزمة ﴍيط من اﳌاغنسيوم )(25cm حامل اﳊلقة ومﺜبت ﳍب بنزن ملقط بواتق كأس سعتها 100 mL جهاز اﳌوصلية الكهربائية اإجراءات ال�سالمة K PJ OI .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 مﺜلﺚ خزﰲ قضيب للتحريك ميزان يقيس 1/100g ماء مقطر حلل وا�ستنتج .1ﺣﻠل البيﺎﻧﺎت :احس�ب كتلة الﴩيط والناتﺞ ،وسجل قيم الكتل ﰲ جدول البيانات. اﳌواد الطاقةA GG B أشكالC Cن J E KK .2 DF LL EGM M FHNN GAIOO HB JPP CK I JDL K M E NLF M استقرار BB عن CC تستنتﺞ DD ماذا EE اﳌنبعﺜةFF . HH A ﻒII BD J ﺻﹼ OG N PH ذير :ﻻ تنظﺮ مبﺎﴍﺓ ﺇﱃ اﳌﺎﻏنﺴـيوﻡ اﳌﺸﺘعل؛ ﻷﻥ ﻭﻫﺞ الناﲡة؟ الﻀوﺀ ﻳﺆﺫﻱ العﲔ ،ﻭﲡنﺐ ﲪل اﳌواﺩ الﺴﺎﺧنة ﺣﺘﻰ تﱪﺩ. .3اﺳﺘنﺘﺞ :هل يتفاعل اﳌاغنسيوم مع اﳍواء؟ خطوات العمل .1 بوتقة .4تو ﹼﻗع الصيغ الكيميائية للﲈدتﲔ الناﲡتﲔ ،واكتب اسميهﲈ. اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .5ﺣ ﹼﻠل ﻭاﺳـﺘنﺘﺞ :لون ناتﺞ تفاعل اﳌاغنسيوم مع األكسجﲔ دون القياسات كلها ﰲ جدول البيانات. ّ أبيﺾ ،ﰲ حﲔ أن لون ناتﺞ تفاعل اﳌاغنسيوم مع النيﱰوجﲔ ضع اﳊلقة الدائرية عﲆ اﳊامل عﲆ ارتفاﻉ 7cmفوﻕ ﳍب أصفر .أي هذين اﳌركبﲔ يشكل اﳉزء األكﱪ من الناتﺞ؟ بنزن ،ﺛم ضع اﳌﺜلﺚ اﳋزﰲ عليها. .6ﺣ ﹼﻠل ﻭاﺳﺘنﺘﺞ :هل توصل ﳏاليل مركبات اﳌاغنسيوم التيار قس كتلة البوتقة بعد تنظيفها وﲡفيفها. الكهربائي؟ وهل تﺆكد النتائﺞ ّ أن اﳌركبات أيونية؟ لف 25cmمن ﴍيط اﳌاغنسيوم عﲆ شكل كروي ،ﺛم قس .7ﺣﻠـل مﺼﺎﺩﺭ اﳋطﺄ :إذا أﻇهرت النتائﺞ أن اﳌاغنس�يوم فقد معا. كتلة ﴍيط اﳌاغنسيوم والبوتقة ً جز ًءا من كتلته بدل أن يكتسب كتلة إضافية فاذكر األسباب ضع البوتقة عﲆ اﳌﺜلﺚ ،وس�خنها بواسطة اللهب )ﳚب أن اﳌحتملة لذلك. يكون رأس اللهب قرب البوتقة(. أغلق ﳍب بنزن عندما يبدأ اﳌاغنسيوم ﰲ االشتعال واالحﱰاﻕ ال�ستق�ساء ﺻمﻢ ﲡﺮبة إذا كانت ﳏاليل مركبات اﳌاغنس�يوم موصلة للتيار بشعلة بيضاء ساطعة ،ﺛم دﻉ البوتقة حتى تﱪد ،وقس كتلة ﹼ الكهربائي فهل تستطيع التأﺛﲑ ﰲ جودة توصيلها للكهرباء؟ نواتﺞ احﱰاﻕ اﳌاغنسيوم والبوتقة. وإذا ﱂ تكن موصلة للتيار فكيف ﲡعلها قادرة عﲆ ذلك؟ ضع اﳌكونات الصلبة اﳉافة ﰲ الكأس. صمم ﲡربة ﳌعرفة ذلك. ّ أضف 10 mLمن اﳌاء اﳌقطر إﱃ الكأس وحرك اﳋليط جيدً ا، ﺛم افحص اﳌخلوﻁ بواسطة جهاز اﳌوصلية الكهربائية. 219 AA اﻟﻔﻜﺮة 6-1تكون الأيون اﻟﻌﺎﻣﺔ تﺮتبﻂ الﺬﺭات ﰲ اﳌﺮﻛبﺎت اﻷﻳوﻧية بﺮﻭابﻂ ﻛيميﺎﺋية تنﺸﺄ ﻋﻦ ﲡﺎﺫﺏ اﻷﻳوﻧﺎت اﳌخﺘﻠفة الﺸﺤنﺎت. اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتكون األيونات عندما تفقد الذرات إلكﱰون�ات التكافﺆ أو تكس�بها لتص�ل إﱃ التوزيع استقرارا. اإللكﱰوﲏ الﺜﱡﲈﲏ األكﺜر ً افردات الكاتيون األنيون 6-2الروابط واركبات الأيونية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تتجاذب األيونات ذات الش�حنات كهربائيا. اﳌختلفة لتكون مركبات أيونية متعادلة اًّ افردات الرابطة األيونية الشبكة البلورية طاقة الشبكة البلورية اﳌركبات األيونية اإللكﱰوليت � 6-3سيغ اركبات الأيونية واأ�سماوؤها اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ عند تس�مية اﳌركب�ات األيونية يذكر األي�ون الس�الب أو ً متبوعا باألي�ون اﳌوجب .أما ال ً عند كتابة صيغ اﳌركبات األيونية فيكتب رمز األيون اﳌوجب أو ً متبوعا برمز األيون السالب. ال ً افردات األيون األحادي الذرة أيون عديد الذرات أيون أكسجيني سالب عدد التأكسد وحدة الصيغة الكيميائية 6-4الروابط الفلزية وخوا�ص الفلزات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تك�ون الفل�زات ش�بكات بلوري�ة، ويمك�ن ﲤﺜيلها أو نمذجتها بأيون�ات موجبة ﳛيط ﲠا بحر من إلكﱰونات التكافﺆ اﳊرة اﳊركة. افردات نموذج بحر اإللكﱰونات الرابطة الفلزية السبيكة اإللكﱰونات اﳊرة 220 افاهيم الرئي�سة تكون ُ بعﺾ الذرات األيونات للوصول إﱃ حالة االستقرار .ويعني التوزيع اإللكﱰوﲏ ِّ اﳌس�تقر أن يكون مس�توى الطاقة اﳋارجي ﳑلو ًءا باإللكﱰونات .وﰲ العادة يتضمن ﺛﲈنية إلكﱰونات تكافﺆ. تتكون األيونات من خالل فقدان إلكﱰونات التكافﺆ أو اكتساﲠا. يبقى عدد الﱪوتونات ﰲ النواة ﺛابتًا ﰲ أﺛناء عملية تكوين األيون. الرابطة الكيميائية قوة تربط بﲔ ذرتﲔ. ﲢتوي اﳌركبات األيونية عﲆ روابط أيونية ناﲡة عن التجاذب بﲔ األيونات اﳌختلفة الشحنات. تﱰتب األيونات ﰲ اﳌركبات األيونية ﰲ صورة وحدات منتظمة متكررة تُعرف بالشبكة البلورية. ترتبط خواﺹ اﳌركبات األيونية بقوة الرابطة األيونية. اﳌركبات األيونية التي ﰲ صورة ﳏاليل أو مصاهﲑ توصل التيار الكهربائي. تعرف طاقة الشبكة البلورية بالطاقة الالزمة لفصل أيونات 1molمن اﳌركب األيوﲏ. افاهيم الرئي�سة تبﲔ وحدة الصيغة الكيميائية نسبة األيونات اﳌوجبة إﱃ األيونات السالبة ﰲ اﳌركب األيوﲏ. وتعﱪ شحنته عن عدد تأكسده. يتكون األيون األحادي الذرة من ذرة واحدة ّ تعﱪ األرقام الرومانية عن عدد تأكسد األيون اﳌوجب الذي له أكﺜر من حالة تأكسد. ّ تتكون األيونات العديدة الذرات من ﳎموعة ذرات. تس�تخدم األقواس حول األيون وتوضع األرقام اﳌصغرة خارج األقواس لﻺشارة إﱃ وجود أكﺜر من أيون عديد الذرات ﰲ الصيغة الكيميائية. افاهيم الرئي�سة تتك�ون الرابطة الفلزية عندما ﲡذب أيونات الفلز اﳌوجبة إلكﱰونات التكافﺆ اﳊرة اﳊركة. تتح�رك اإللكﱰونات ﰲ نموذج بحر اإللكﱰونات عﱪ الش�بكة الفلزية ،وال ترتبط مع أي ذرة ﳏددة. يفﴪ نموذج بحر اإللكﱰونات اﳋواﺹ الفيزيائية للفلزات. تتكون السبائك الفلزية عند دمﺞ فلز مع عنﴫ ﺁخر أو أكﺜر. اإتقان افاهيم 6-1 .53وضح كيف يتكون أيون الباريوم اﳌوجب؟ .54وضح كيف يتكون أيون النيﱰوجﲔ السالب؟ .55كلﲈ زاد نشاﻁ الذرة ارتفعت طاقة الوضع ﳍا .فأﳞﲈ له طاقة فﴪ إجابتك. وضع أكﱪ :النيون أم الفلور؟ ِّ .45كيف تتكون األيونات اﳌوجبة والسالبة؟ .46متى تتكون الروابط األيونية؟ تك�ون ذرة اﳊديد أيون حدي�د ،Fe 2+وأيون كي�ف اﴍح . 56 ّ تكون اﳍالوجين�ات والفلزات القلوية األيونات؟ فﴪ .47ﳌاذا ِّ اﳊديد ً Fe 3+ أيضا؟ إجابتك. .57تنب�أ بالنش�اﻁ الكيميائي لذرات العناﴏ اآلتية اس�تنا ًدا إﱃ .48يوضح الﺸـﻜل 6-13العناﴏ التي يشار إليها باألحرف توزيعها اإللكﱰوﲏ: وتعرف من Aإﱃ ،Gاذكر عدد إلكﱰونات تكافﺆ كل عنﴫّ ، .cالنيون .aالبوتاسيوم .bالفلور يكونه. األيون الذي ّ 3+ .58اﴍح تكوي�ن أيون اإلس�كانديوم Scاعتﲈ ًدا عﲆ رس�م مربعات اﳌستويات اﳌوضح ﰲ الﺸﻜل .6-15 D A F G E C → → → → → → → → → → → B → → → → → → → 2p → تكون األيونات. .49ناقﺶ أﳘية طاقة التأين عند ّ → → الﺸﻜل 6-13 3p 3s 2s 1s 3d .50يوضح الﺸﻜل 6-14رسم مربعات مستويات الكﱪيت. يكون الكﱪيت أيونه؟ اﴍح كيف ّ ال�سكل 6-15 → → → → → → → → → → → → → → → → 3p 3s 2p 2s 1s ال�سكل 6-14 اإتقان حل ا�سائل .51ما عدد إلكﱰونات تكافﺆ كل من العناﴏ اآلتية؟ .aالسيزيوم .cالروبيديوم .eاﳉاليوم .bاﳋارصﲔ .dاإلسﱰاتشيوم .52وضح ﳌاذا ال تكوِّن الغازات النبيلة روابط كيميائية؟ 4s اإتقان افاهيم 6-2 كهربائيا عند مناقش�ة اﳌركبات .59م�اذا يعني مصطلح متعادل اًّ األيونية؟ .60وضح كيف تتكون الروابط األيونية؟ .61وضح ﳌاذا ال يتحد البوتاسيوم والنيون لتكوين مركب؟ .62ناقﺶ باختصار ﺛالث خواﺹ فيزيائية للمواد الصلبة األيونية التي ترتبط ﰲ روابط أيونية. .63صف البلورة األيونية ،واﴍح ﳌاذا ﲣتلف أشكال بلورات اﳌركبات األيونية؟ 221 .64يظهر ﰲ الﺸﻜل 6-13الرمز Bوهو للباريوم ،والرمز E وهو لليود .اﴍح ﳌاذا ال يكون ناتﺞ تفاعل هذين العنﴫين يوديد الباريوم BaI؟ اإتقان حل ا�سائل .65حدد نس�بة األيونات اﳌوجبة إﱃ األيونات الس�البة ﰲ كل ﳑا يأﰐ: .aكلوريد البوتاسيوم ،الذي ﳛل ﳏل ملح الطعام. .bفلوريد الكالسيوم ،الذي يستخدم ﰲ صناعة الفوالذ. .cأكسيد الكالسيوم ،الذي يستخدم إلزالة ﺛاﲏ أكسيد الكﱪيت من عوادم ﳏطات الطاقة. .dكلوريد اإلسﱰانشيوم ،اﳌستخدم ﰲ صناعة األلعاب النارية. .66انظر الﺸﻜل ،6-13ﺛم صف ّ يكونه اﳌركب األيوﲏ الذي ّ العنﴫان Cو .D ِّ .67 وض�ح كي�ف تتك�ون الرابط�ة األيوني�ة ب�ﲔ اﳋارص�ﲔ واألكسجﲔ؟ تكون الرابطة األيونية بﲔ األلومنيوم والفلور .68وضح بالرسم ّ مستخد ًما رسم مربعات اﳌستويات. تك�ون الرابط�ة األيوني�ة ب�ﲔ الباري�وم .69وض�ح بالرس�م ّ والنيﱰوجﲔ باستخدام التوزيع اإللكﱰوﲏ. .70اﳌوﺻـﻼت :توصل اﳌركبات األيونية التيار الكهربائي ﰲ ﻇروف ﳏددةِّ . وضح ه�ذه الظ�روف ،وفﴪ ﳌاذا ال توصل اﳌركبات األيونية الكهرباء ﰲ ﲨيع اﳊاالت؟ أي اﳌركبات اآلتية ال يمكن توقع حدوﺛه، Na2S ، CaKr : ّ .71 MgF، BaCl3؟ فﴪ إجابتك. .72اس�تخدم اﳉدﻭﻝ 6-5لتحدي�د اﳌركب األيوﲏ الذي له أعﲆ درجة انصهار ،MgO، KI، AgCl :وفﴪ إجابتك. .73أي اﳌركبات اآلتية له أكﱪ طاقة ش�بكة بلوريةCsCl ) :أو KCl) ،(CaOأو (K2O؟ فﴪ إجابتك. 222 اإتقان افاهيم 6-3 .74م�ا اﳌعلومات الت�ي ﲢتاج إليها لكتابة الصيغ�ة الكيميائية الصحيحة للمركبات األيونية؟ .75متى يستخدم الرقم السفﲇ ﰲ صيغ اﳌركبات األيونية؟ .76اﴍح كيف ُتسمي اﳌركب األيوﲏ؟ .77اﴍح باس�تخدام أع�داد التأكس�د ،ﳌ�اذا تك�ون الصيغ�ة الكيميائية NaF2غﲑ صحيحة؟ .78اﴍح م�اذا يعن�ي اس�م " أكس�يد اإلس�كانديوم " IIIبلغ�ة اإللكﱰونات اﳌفقودة واﳌكتس�بة؟ اكتب الصيغة الكيميائية الصحيحة له. اإتقان حل ا�سائل .79اكتب صيغة كل من اﳌركبات األيونية اآلتية: .a .b .c .d .e يوديد الكالسيوم بروميد الفضة I كلوريد النحاس II بﲑأيودات البوتاسيوم أسيتات الفضة I سم اًّ كال من اﳌركبات األيونية اآلتية: ِّ .80 K 2O . a CaCl2 .b Mg3N2 .c NaClO .d KNO3 .e .81أكمل اﳉدﻭﻝ 6-13بالبيانات الناقصة. تعرف اركبات الأيونية ادول 6-13 ال�سيغة الأنيون الكاتيون ال�سم الكيميائية (الأيون اوجب) (الأيون ال�سالب) كﱪيتات األمونيوم PbF2 Na2CO3 PO43- ويكون .82الﻜﺮﻭﻡ عنﴫ انتقاﱄ يستخدم ﰲ الطالء الكهربائي، ّ األيونات Cr2+و .Cr3+اكتب صيغ اﳌركبات األيونية الناﲡة عن تفاعل هذه األيونات مع أيونات الفلور واألكسجﲔ. .83أي الصيغ األيونية اآلتية صحيح؟ وإذا كانت الصيغة غﲑ فﴪ إجابتك: صحيحة فاكتب الصيغة الصحيحةّ ، AlCl .a Na3SO4 .b BaOH2 .c Fe2O .d .84اكتب صيغ اﳌركبات األيونية ﲨيعها التي قد تنتﺞ عن تفاعل كل من األيونات اﳌوجبة واأليونات الس�البة اﳌوجودة ﰲ اﳉدﻭﻝ ، 6-14واذكر اسم كل مركب ناتﺞ. ادول 6-14قائمة الأيونات اوجبة وال�سالبة الأيون اوجب الأيون ال�سالب K+ NH4+ SO32I- Fe3+ NO3- اإتقان افاهيم 6-4 .85صف الرابطة الفلزية. .88فﴪ كيف تتشابه الرابطة الفلزية والرابطة األيونية؟ اإتقان حل ا�سائل بروميد الليﺜيوم Mg2+ .87صف باختصار كيف تفﴪ الرابطة الفلزية قابلية الفلزات للطرﻕ والسحب؟ .86اﴍح باختصار ﳌاذا ُتص َّنع السبائك اﳌعدنية؟ .89كيف ﲣتلف الرابطة الفلزية عن الرابطة األيونية؟ .90الفﻀة اﴍح باختصار ﳌاذا يعد عنﴫ الفضة موص ً ال جيدً ا للكهرباء؟ .91الفوﻻﺫ اﴍح باختصار ﳌاذا يستخدم الفوالذ -أحد سبائك اﳊديد -ﰲ دعائم هياكل العديد من اﳌباﲏ؟ .92تبلغ درجة انصهار الﱪيليوم ،1287 Cﰲ حﲔ تبلغ درجة انصهار الليﺜيوم .180 Cاﴍح سبب هذا االختالف الكبﲑ ﰲ درجات االنصهار. o o .93تبل�غ درجة غليان التيتانيوم ،3297 Cﰲ حﲔ تبلغ درجة حرارة غليان النحاس . 2570 Cاﴍح سبب االختالف ﰲ درجات غليان هذين الفلزين. o o مراجعة عامة .94م�ا ع�دد إلكﱰون�ات تكاف�ﺆ كل م�ن ذرات األكس�جﲔ والكﱪيت والزرنيخ والفوسفور والﱪوم؟ يكون الكالسيوم أيون Ca2+وليس أيون Ca3+؟ .95اﴍح ﳌاذا ِّ .96أي اﳌركب�ات األيوني�ة اآلتي�ة له أكﱪ طاقة ش�بكة بلورية: NaClأو MgCl2أو KCl؟ فﴪ إجابتك. .97ما صيغ اﳌركبات األيونية اآلتية؟ .aكﱪيتيد الصوديوم .dفوسفات الكالسيوم .bكلوريد اﳊديد .e IIIنﱰات اﳋارصﲔ .cكﱪيتات الصوديوم يك�ون الكوبل�ت -وهو عنﴫ انتق�اﱄ -أيونات Co2+ .98 ِّ وأيونات ً Co3+ أيضا .اكتب الصيغ الكيميائية الصحيحة ألكاسيد الكوبلت التي تتكون من كال األيونﲔ. 223 .108ﻗﺎﺭﻥ بﲔ األيونﲔ اﳌوجب والسالب. .99أكمل اﳉدﻭﻝ 6-15 ادول 6-15بيانات العن�سر والإلكون والأيون العن�سر السيلينيوم القصدير اليود األرجون اإلكونات التكافوؤ الأيون النا .aأسيتات النحاس .bأكسيد الصوديوم الﺜنائي Pb2O5 .c .100الﺬﻫﺐ اﴍح باختصار ﳌاذا يستخدم الذهب ﰲ صناعة اﳊﲇ واﳌوصالت الكهربائية ﰲ األجهزة اإللكﱰونية؟ ِّ .101 وضح كيف يتكون أيون النيكل الذي عدد تأكسده +2؟ نموذجا يمﺜ�ل الرابطة األيونية بﲔ البوتاس�يوم .102ارس�م ً واليود باستخدام التمﺜيل النقطي لﻺلكﱰونات. .103عندما يشتعل اﳌاغنسيوم ﰲ اﳍواء يكون اًّ كال من أكسيد ونﱰيد اﳌاغنس�يوم .ناقﺶ كيف يتكون أكس�يد ونﱰيد اﳌاغنسيوم عند تفاعل اﳌاغنسيوم مع ذرات األكسجﲔ وذرات النيﱰوجﲔ عﲆ الﱰتيب. .104يتغﲑ شكل الصوديوم إذا أﺛرت فيه قوة خارجية ،ﰲ حﲔ يتفتت كلوريد الصوديوم عند طرقه بالقوة نفسها .ما سبب هذا االختالف ﰲ سلوك هاتﲔ اﳌادتﲔ الصلبتﲔ؟ .105ما اسم كل من اﳌركبات األيونية اآلتية؟ CaO .a BaS .c AlPO4 .e Ba(OH)2 .b Sr(NO3)2 .d التفك الناقد ﺻمﻢ خريطة مفاهيم تﴩح اﳋواﺹ الفيزيائية لكل من .106ﹼ اﳌركبات األيونية واﳌواد الفلزية الصلبة. .107تو ﱠﻗـع :تفح�ص اًّ كال م�ن األزواج اآلتية ،ﺛم ِّب�ﲔ اﳌادة الصلبة التي ﳍا درجة انصهار أعﲆ .فﴪ إجابتك. NaCl .aأو .c CsCl Ag .bأو Cu 224 .109ﻻﺣﻆ ﺛﻢ اﺳـﺘنﺘﺞ حدّ د األخطاء ﰲ األس�ﲈء الكيميائية ً ﳐططا وصم�م والصي�غ الكيميائي�ة غ�ﲑ الصحيح�ة، ّ توضيحيا ﳌنع حدوث مﺜل هذه األخطاء: اًّ Na2Oأو MgO Mg2O2 .d Al2SO43 .e Al3+ Na+ S2- Ca2+ N3F- ال�سكل 3-15 تفحص األيونات ﰲ الﺸﻜل ،3-15وحدّ د مركبﲔ .110ﻃ ﱢبﻖ ّ يمكن أن يتكونا من األيونات اﳌوجودة ،واﴍح كيف ﳛدث ذلك ؟ ِ الﱪاس ُ�يوديميوم Prمن ف�ل�زات الالنﺜ�اني�دات .111ﻃ ﱢبﻖ وتك�ون التي تتف�اعل م�ع ح�م�ﺾ اﳍيدروك�ل�وري�ك ّ ك�لوريد الﱪاسي�وديميوم .IIIكﲈ يتف�اع�ل م�ع ﲪ�ﺾ النيﱰيك ليكون نﱰات الﱪاسيوديميوم .IIIإذا علمت أن التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ لعن�ﴫ الﱪاس�يوديميوم هو ،[Xe] 4f36s2 فتفحص التوزيع اإللكﱰوﲏ ،واﴍح كيف يكون .a ّ الﱪاسيوديميوم األيون +3؟ .bواكت�ب الصي�غ الكيميائية ل�كال ّ اﳌركب�ﲔ اللذين يكوﳖﲈ عنﴫ الﱪاسيوديميوم. تفحص موقع البوتاس�يوم والكالسيوم ﰲ .112ﱢ ﻛوﻥ ﻓﺮﺿية ّ اﳉدول الدوري ،وص�غ فرضية تﴩح فيها ﳌاذا تكون ﲑا من درجة انصهار درجة انصهار الكالس�يوم أعﲆ كﺜ ً البوتاسيوم؟ ﻗـوﻡ اﴍح ﳌاذا يعد اصطالح اإللكﱰونات اﳊرة .113ﱢ مناس ًبا لوصف إلكﱰونات الرابطة الفلزية؟ .114ﻃ ﱢبﻖ ﲢتوي الذرات غﲑ اﳌشحونة عﲆ إلكﱰونات تكاف�ﺆ .اﴍح ﳌاذا ال تكون بعﺾ العناﴏ ومنها اليود والكﱪيت روابط فلزية؟ .115ﺣ ﹼﻠل اﴍح ﳌاذا تكون قيمة طاقة الش�بكة البلورية ذات مقدار سالب؟ م�ساألة تحفيز .116اﳌﺮﻛبـﺎت اﻷﻳوﻧية يعد الكريس�وبﲑل م�ن اﳌعادن الشفافة أو شبه الشفافة ،ويكون ﰲ بعﺾ األحيان متﻸل�ﺊ الل�ون ،ويتكون م�ن أكس�يد األلومنيوم والﱪيلي�وم .BeAl2O4حدد أعداد التأكس�د لكل تكونه. أيون ﰲ هذا اﳌركب ،واﴍح طريقة ّ مراجعة تراكمية .117أي العنﴫين له طاقة تأين أكﱪ :الكلور أم الكربون؟ .118ق�ارن بﲔ طريقة تكون أيون�ات الفلزات وأيونات الالفلزات ،واﴍح سبب هذا االختالف. .119ما العناﴏ االنتقالية؟ .120اكتب اسم العنﴫ الذي تنطبق عليه اﳋواﺹ اآلتية ورمزه: .aهالوجﲔ له ﺛاﲏ أقل كتلة. .bشبه فلز له أقل رقم دورة. .cالعن�ﴫ الوحيد ﰲ اﳌجموع�ة 16اﳌوجود ﰲ اﳊالة الغازية عند درجة حرارة الغرفة. .dالغاز النبيل الذي له أكﱪ كتلة. .eالفلز ﰲ اﳌجموعة 15صلب عند درجة حرارة الغرفة. تقو اإ�سا .121اﳉـﺬﻭﺭ اﳊـﺮﺓ يعتق�د الكﺜﲑ م�ن الباحﺜﲔ أن اﳉ�ذور اﳊرة هي اﳌس�ﺆولة عن الش�يخوخة ومرﺽ الﴪطان .ابحﺚ ﰲ موض�وﻉ اﳉذور اﳊرة وتأﺛﲑاﲥ�ا ،واإلجراءات التي يمكن اﲣاذها ﳌنعها. .122ﻧمو البﻠوﺭات يمكن ﲢضﲑ بلورات اﳌركبات األيونية وزيادة حجمه�ا ﰲ اﳌخت�ﱪ .ابح�ﺚ ﰲ طريقة نمو ه�ذه البلورات، وصمم ﲡربة لعمل ذلك ﰲ اﳌختﱪ. ّ اأ�سلة ا�ستندات اﳌﺤيطـﺎت قام العلﲈء ﰲ جزء م�ن التحاليل اﳋاصة باﳌحيطات، بتلخيص البيانات اﳌتعلقة باأليونات كﲈ ﰲ اﳉدﻭﻝ .6-16 ادول 6-16الأيونات الثنا ع�سر �سيوعا البحار الأك ً الأيون Cl Na+ SO 4 2Mg 2+ Ca 2+ K+ CO 3 2BrBO 3 3SiO 3 2Sr2+ F- الكيز ()mgdm3 %الن�سبة اوية بالكتلة (من اإجما اواد ال�سلبة اذابة) 19٫000 10٫500 55.04 30.42 2655 1350 400 380 140 65 20 8 8 1 7.69 3.91 1.16 1.10 0.41 0.19 0.06 0.02 0.02 0.003 ّ .123بﲔ األيونات اﳌوجبة والسالبة الواردة ﰲ اﳉدول أعاله. بياني�ا باألعمدة تركيز كل أيون ،مبينً�ا صعوبات القيام .124مﺜّ�ل اًّ ﲠذا العمل. .125ال يعد كلوريد الصوديوم اﳌركب الوحيد الذي يتم اﳊصول عليه تعرف أربعة مركبات أخرى للصوديوم يمكن من مياه البحارّ . اﳊصول عليها من ماء البحر ،ﺛم اكتب اسم كل منها وصيغته. 225 اختبار مق .5ما الصيغ�ة الكيميائي�ة الص�حيحة ﳌركب كﱪيتات الكروم III؟ اأ�سلة الختيار من متعدد استعن بالشكل اآلﰐ لﻺجابة عن السﺆال 1 → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → → 3d 4s 3s 3p → → → → → → → → 3d C05-33C-828378-08 3p 4s → → → 3s → → → → → → → → → → → .d 3d 3p → .c 4s 3s → .b → .a → .2العبارة التي ال تنطبق عﲆ أيون Sc3+هي أنه: .aل�ه ت�وزي��ع إلك�ﱰوﲏ يش�به التوزي�ع اإللكﱰوﲏ لﻸرجون .Ar .bعب�ارة ع�ن أي�ون عن�ﴫ اإلس�كانديوم بﺜ�الث شحنات موجبة. عنﴫا ﳐتل ًفا عن ذرة Scاﳌتعادلة. .cيعد ً .dتم تكوينه بﺈزالة إلكﱰونات التكافﺆ من .Sc .6أي رسوم مربعات اﳌستويات لعنﴫ الفناديوم ﰲ الشكل صحيحا؟ أدناه يعد ً → .a .b .c .d الفلزات مواد المعة وقادرة عﲆ عكس الضوء. الفلزات جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء. اﳌركبات األيونية قابلة للطرﻕ. اﳌركبات األيونية جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء. Cr(SO4)3 .d → .1أي األوص�اف اآلتية ينطبق عﲆ النموذج الذي يظهر ﰲ الشكل أعاله؟ Cr3(SO4)2 .c → + + Cr2(SO4)3 .b → + - + - + - -+ - + - -+ + - + + - + - ++ - + - + - + - + - + - + - Cr3SO4 .a 3d 4s 3p 3s C05-34C-828378-08 اأ�سلة الإجابات الق�سيرة C05-35C-828378-08 استعن بالشكل أدناه لﻺجابة عن السﺆال .7 C05-36C-828378-08 .3أي األمالح اآلتية ﲢتاج إﱃ أكﱪ مقدار من الطاقة لكﴪ الروابط األيونية فيها؟ BaCl2 .a LiF .b NaBr .c Kl .d .4تتعلق ﲨيع خواﺹ كلوريد الصوديوم NaClاآلتية بقوة روابطه األيونية ما عدا: .a .b .c .d 226 صالبة البلورة. ارتفاﻉ درجة الغليان. ارتفاﻉ درجة االنصهار. انخفاﺽ القابلية للذوبان. أي حاالت اﳌادة يمﺜّلها هذا الشكل؟ ّ .7 .aالصلبة؛ ألن الدقائق مﱰاصة جداًّ ا. .bالسائلة؛ ألن الدقائق تستطيع اﳊركة بسهولة وحرية. .cالصلبة؛ ألن للنموذج شك ً ال ﺛاب ًتا ﳏد ًدا. .dالسائلة؛ ألن الدقائق تتحرك بعضها فوﻕ بعﺾ. اختبار مق استعن بقائمة العناﴏ أدناه لﻺجابة عن األسﺌلة .12 - 8 .aصوديوم .bكروم .cبورون .dأرجون .eكلور .8ما العنﴫ الذي ينتهي مداره األخﲑ باﳌستوى الﺜانوي s؟ .9أي هذه العناﴏ له سبعة إلكﱰونات تكافﺆ؟ انتقاليا؟ عنﴫا .10أﳞا يعد ً اًّ .11أي العناﴏ له الﱰكيب اإللكﱰوﲏ اآلﰐ: 1s22s22p63s23p5؟ .12أﳞا غاز نبيل؟ اأ�سلة الإجابات المفتوحة .13ما العالقة بﲔ التغﲑ ﰲ نصف قطر الذرة والتغﲑ ﰲ البناء الذري عن�د االنتقال من اليس�ار إﱃ اليمﲔ عﱪ اﳉدول الدوري؟ استعن بالرسوم أدناه لﻺجابة عن السﺆال .14 95 pm Na+ ][Ne 186 pm Na [Ne]3s1 .14ما العالقة بﲔ التغﲑ ﰲ نصف قطر األيون والتغﲑات التي تكون األي�ون من ذرته اﳌتعادلة عﱪ اﳉدول ﲢدث عند ّ الدوري؟ 227 مالحظات مالحظات الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding تﺘﻜـوﻥ الﺮﻭابـﻂ الﺘﺴـﺎﳘية ﻋندمﺎ تﺘﺸﺎﺭﻙ الﺬﺭات ﰲ ﺇلﻜﱰﻭﻧﺎت تﻜﺎﻓﺆﻫﺎ. 7-1الرابطة الت�ساهمية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تستقر ذرات بعﺾ العناﴏ عندما تتشارك ﰲ إلكﱰونات تكافﺆها لتكوين رابطة تساﳘية. 7-2ت�سمية ازيات قطرة ماء كروية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تس�تعمل قواعد ﳏددة ﰲ تس�مية اﳌركب�ات اﳉزيﺌية الﺜنائية ال�ذرات ،واألﲪاﺽ الﺜنائية الذرات ،واألﲪاﺽ األكسجينية. 7-3الاكيب ازيية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تب�ﲔ الصي�غ البنائي�ة اﳌواق�ع معا النس�بية للذرات ﰲ اﳉ�زيء وطرائ�ق ارتباطها ً داخل اﳉزيء. النموذج الفرا 7-4اأ�سكال ازيات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يس�تعمل نم�وذج التناف�ر ب�ﲔ أزواج إلكﱰونات التكافﺆ VSEPRلتحديد ش�كل اﳉزيء. 7-5الكهرو�سالبية والقطبية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتمد نوﻉ الرابطة الكيميائية عﲆ مقدار جذب كل ذرة لﻺلكﱰونات ﰲ الرابطة. وذج الع�سا والكرة ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ 230 O—H — يعود الشكل الكروي لقطرة اﳌاء إﱃ قوة التوتر السطحي ،بسبب القوى بﲔ اﳉزيﺌية. ﹴ غش�اء تعم�ل ق�وة التوتر الس�طحي ﰲ اﳌاء عمل م�رن ع�ﲆ الس�طح .وتس�تطيع بع�ﺾ اﳊﴩات اﳌﴚ عﲆ سطح هذا الغشاء الذي يكونه اﳌاء. اﳋ�واﺹ الكيميائي�ة والفيزيائي�ة لل�ﲈء ﲡعل�ه سائ ً ال فريدً ا. H تركيب لوي�ص ر اتهاللي ما نوع اركب ا�ستخدم لعمل كرة يزة ُتصنع هذه الكرات ﰲ الغالب من مركب يدعى أكسيد السليكون العضوي .Si(OCH2CH3)2O خطوات العمل .NP1PP L OM P N .2 .3 .4 خوا�ص الرابطة اعمل اﳌطوي�ة اآلتي�ة لتس�اعدك عﲆ تنظيم دراس�تك ألنواﻉ الروابط الرئيسة الﺜالث. 1ضع ورقتﲔ إحداﳘا ف�وﻕ األخ�رى ،ودﻉ حاف�ة إحداﳘا العلوية أس�فل اﳊافة األخرى ب� 2cmتقري ًبا. صفحات N تعليﲈت E حافتي F اطِ AوG A AH2BB B I ACCC J BDDD KCEAEE LDFBFFMEG CGGN FHH DHO GE اﳌختﱪI I IP HJFJ. J IKG السالمة JﰲKK H LLL KMMIM اقرأ LNJN M OOKO ال�ورﻕ الس�فلية إﱃ األع�ﲆ ِّ ورقيا، غط الطاولة باﳌناديل الورقي�ة ،وض�ع فوقه�ا كو ًبا اًّ لعمل ﺛالﺛة أجزاء متس�اوية، والبس القفازين. ﺛ�م اضغ�ط ع�ﲆ الﺜني�ات قس 20 .0mLمن ﳏ�لول سليكات الصودي��وم باﳌخبار لتﺜبيتها ﰲ أماكنها. وصبها ﰲ الكوب .وأضف إﱃ الكوب قطرة اﳌ��درج ّ ملون الطعام و 10 .0mLمن اإليﺜانول ،ﺛم حرك من ِّ ّ 3ﺛبت اﳌطوية بدبوس كﲈ ﰲ الش�كل، اﳌحتويات جيدً ا مدة 3ﹴ ﺛوان ﰲ اﲡاه عقارب الساعة. ً اآلﰐ: النح�و عﲆ ج�زء لكل �ا ن عنوا واكت�ب ذير :ﺇﻳﺎﻙ ﺃﻥ تﻀع اﻹﻳﺜﺎﻧوﻝ ﻗﺮﺏ الﻠﻬﺐ ﺃﻭ ﺃﻱ مﺼدﺭ خ�واﺹ الرابط�ة ،رابط�ة ﺁﺧﺮ لﻠﴩﺭ؛ ﻷﻥ بخﺎﺭﻩ ﻗﺎبل لﻼﻧفﺠﺎﺭ. تس�اﳘية غ�ﲑ قطبي�ة ،رابط�ة صب اﳋليط ﰲ راحة اليد وأنت ال تزال تلبس القفازات تساﳘية قطبية ،رابطة أيونية. ّ وتعمل فوﻕ الطاولة اﳌغطاة بمناديل الورﻕ ،ﺛم اضغط برفق عﲆ السائل عندما يبدأ ﰲ التصلب. كور العجينة ﰲ راحة اليد لتصنع كرة ،ﺛم أسقطها عﲆ ِّ .5 األرﺽ ،وسجل مالحظاتك. .6احفﻆ الكرة ﰲ مكان معزول عن اﳍواء؛ ألنك ستحتاج إﱃ تشكيلها قبل استخدامها مرة أخرى. ليل النتائج � .1سف خواﺹ الكرة التي شاهدﲥا. .2قارن بﲔ اﳋواﺹ التي شاهدﲥا وخواﺹ اﳌركب األيوﲏ. ا�ستق�ساء ما عدد اإللكﱰونات التي ﳛتاج إليها كل من السليكون واألكسجﲔ للوصول إﱃ حالة الﺜﲈنية؟ وإذا كانت كلتا الذرتﲔ معا؟ بحاجة إﱃ اكتساب اإللكﱰونات فكيف يكونان رابطة ً D اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت B C A ا�ستعمل هذه اطوية الق�سم ،7-1 وﳋص ما تعلمته عن خ�واﺹ الروابط ،وكيف يﺆﺛر ذلك ﰲ خواﺹ اﳌركب الكيميائي؟ C 08-03A-874637 C 08-03A-874637 C 08-03A-874637 231 7-1 الأهداف الرابطة الت�ساهمية The Covalent Bond تطبق القاعدة الﺜﲈنية عﲆ الذرات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ت�ستقر ذرات بع�ص العنا�سر عندما تت�سارك اإلكونات تكافوؤها تكون روابط تساﳘية. التي ّ لتكوين رابطة ت�ساهمية. ت�سف كيفي�ة تك�ون الرابطة التس�اﳘية األحادي�ة ،والﺜنائية الربط مع اياة لعلك أردت يو ًما أن تش�ﱰي كرة تلعب ﲠا أنت وأصدقاؤك ،إال أن اﳌبلغ والﺜالﺛية. تقارن بﲔ روابط سيجﲈ وروابط باي. تربط بﲔ قوة الرابطة التساﳘية وطوﳍا وطاقة تفككها. مراجعة افردات الذي معك ال يكفي لﴩائها ،وعندئذ ش�اركك أحد أصدقائك باﳌبلغ اﳌتبقي لﴩاء الكرة .إن تشارك الذرات باإللكﱰونات لتكوين مركبات تساﳘية. هذا يشبه ُ ما الرابطة الت�ساهمية What is a Covalent Bond تتشارك بعﺾ الذرات باإللكﱰونات ليستقر توزيعها اإللكﱰوﲏ .فكيف ﳛدث ذلك؟ وهل هناك طرائق ﳐتلفة تتيح اﳌشاركة باإللكﱰونات؟ وكيف ﲣتلف خواﺹ هذه اﳌركبات عن اﳌركبات التي تتكون من األيونات؟ الرابطة الكيميائية الق�وة الإلكونات ا�سكة تتش�ارك الذرات ﰲ ّ اﳌركبات غ�ﲑ األيونية ﰲ اإللكﱰونات ،كﲈ ﰲ جزيﺌ�ات قطرات اﳌاء ﰲ الﺸـﻜل .7-1وتس�مى الرابط�ة الكيميائية التي تنتﺞ عن مش�اركة معا. التي تربط ذرتﲔ ً ً كال م�ن الذرت�ﲔ الداخلتﲔ ﰲ تكوين الرابطة ب�زوج إلكﱰونات أو أكﺜر الﺮابطة الﺘﺴـﺎﳘية. افردات اديدة الرابطة التساﳘية اﳉزيء تركيب لويس رابطة سيجﲈ σ رابطة باي π تفاعل ماﺹ للطاقة تفاعل طارد للطاقة ويتك�ون اﳉـﺰﻱﺀ عندما ترتبط ذرتان أو أكﺜر برابطة تس�اﳘية .وتعد اإللكﱰونات اﳌش�ﱰكة ﰲ تكوي�ن الرابطة جز ًءا من إلكﱰونات مس�توى الطاقة اﳋارجي لكلتا الذرتﲔ اﳌش�ﱰكتﲔ. وعادة ما تتكون الروابط التس�اﳘية بﲔ ذرات الالفلزات اﳌتجاورة ﰲ اﳉدول الدوري. تكّ ون الروابط الت�ساهمية تتك�ون اﳉزيﺌات الﺜنائي�ة الذرات -ومنه�ا اﳍيدروجﲔ )(H2 والنيﱰوج�ﲔ ) ،(N2واألكس�جﲔ ) ،(O2والفل�ور ) ،(F2والكل�ور ) ،(Cl2وال�ﱪوم )،(Br2 واليود ) - (I2عندما تتشارك ذرتان من نفس العنﴫ ﰲ إلكﱰونات التكافﺆ ،حيﺚ أن اﳉزيء استقرارا من الذرة ﰲ حالتها الفردية. اﳌكون من ذرتﲔ أكﺜر ً ال�سكل 7-1تكون ك طر ما من زيا يحت و ك م ا عل ى ر يدر ر اأك�ش اح د رب فيما بي ا برابطة �شامية. تشك الطر بح�شب الو ب ازيية. 232 قوة تنافر قوة اذب الران متباعد ان ك ا لا ود و ا اأ افر. وم نوا ك ر ب ال�ش حابة الكنية لل ر اأر ش اأ و افر ب الوا و افر اأر ب� شحابت الكنا. ا�شافة ب برونا الر الكنا ال ر اأ ر ما�شبة لتك ون رابطة م�شتر. وباس�تعراﺽ الفلور نجد أن له التوزيع اإللكﱰوﲏ ،1s22s22p5حيﺚ لكل ذرة فلور سبعة إلكﱰون�ات تكاف�ﺆ ،وﲢت�اج إﱃ إلك�ﱰون واحد لتص�ل إﱃ اﳊال�ة الﺜﲈني�ة .وعندما تقﱰب ذرت�ا فل�ور ﲢت تأﺛﲑ العديد من القوى -كﲈ ﰲ الﺸـﻜل - 7-2تتولد قوتا تنافر تﺆﺛران ﰲ الذرات ،إحداﳘا بﲔ إلكﱰونات الذرتﲔ ،واألخرى بﲔ بروتونات الذرتﲔ ً أيضا .كﲈ تنش�أ ً أيض�ا قوة ﲡاذب بﲔ بروتونات إحدى الذرتﲔ وإلكﱰون�ات الذرة األخرى .وكلﲈ اقﱰبت ذرات الفل�ور بعضه�ا من بع�ﺾ زادت قوة التجاذب بﲔ بروتون�ات أحدها مع إلكﱰونات األخ�رى إﱃ أن تص�ل إﱃ نقط�ة تك�ون عندها ﳏصلة ق�وى التجاذب أكﱪ م�ن ﳏصلة قوى ﹴ وعندئذ ترتب�ط الذرتان برابطة تس�اﳘية ،ويتكون اﳉزيء .أم�ا إذا اقﱰبت الذرتان التناف�ر، إحداﳘا من األخرى أكﺜر من ذلك فسوف تتغلب قوى التنافر عﲆ قوى التجاذب. استقرارا واألمﺜل للذرات ﰲ الرابطة التساﳘية عند أفضل مسافة بﲔ ﳛدث الﱰتيب األكﺜر ً ن�واﰐ الذرتﲔ .حيﺚ تصب�ح ﳏصلة قوى التجاذب عند هذه النقط�ة أكﱪ من ﳏصلة قوى التنافر .يوجد الفلور عﲆ شكل جزيﺌات ﺛنائية الذرات؛ ألن مشاركة زوج من اإللكﱰونات يعط�ي كل ذرة فل�ور التوزيع اإللكﱰوﲏ الش�بيه بالتوزيع اﳋاﺹ بالغ�از النبيل .ويوضح زوجا واحدً ا من اإللكﱰونات اﳌشﱰكة، الﺸـﻜل 7-3أن لكل ذرة فلور ﰲ جزيء الفلور ً وﺛالﺛة أزواج من اإللكﱰونات غﲑ اﳌﱰابطة التي ال تشارك ﰲ تكوين الرابطة. F F اا ا ب الران احداما من اأر ف�شو يتافر ك من الو الكنا فيما بيا. ال�سكل 7-2بي ن اأ�ش م ف اأ�شكا اأع � شلة و التا التافر ب ر فلور عدما احدام ا م ن اأ ر .ان ال و امالي ة ب الر� شلة و التافر ب الك ن الكن التاف ر ب ن وا ن وا التا ب ن وا الك ن .تك ون الرابطة الت�شامي ة عدما ك ون �شلة و التا اأعلى ما كن. اربط كي يرتب ــ ا�شتقرار الرابطة مع القو التي تور الذرا ال�سكل 7-3تشار را فلور زج من الكنا لتك ونا رابطة �شامية .ح اأن زج الكنا اشكة د ع الكنا ادار اأ مانية الكنا. F F 233 ﻣﻘﺎرﻧﺔ درﺟﺎت اﻻﻧﺼﻬﺎر ﻛيـﻒ ﻳمﻜﻦ ﲢدﻳـد العﻼﻗة بﲔ ﻧوﻉ الﺮابطـة ﻭﺩﺭﺟة اﻻﻧﺼﻬﺎﺭ؟ .7أدر مفتاح التس�خﲔ عند أع�ﲆ درجة حرارة واطلب إﱃ أحد الزمالء البدء ﰲ قياس زمن التسخﲔ مستخد ًما ساعة إيقاف. تعتم�د خ�واﺹ اﳌركب ع�ﲆ ن�وﻉ الرابط�ة ،إذا كان�ت أيونية أو تساﳘية. .8راقب اﳌركبات ﰲ أﺛناء فﱰة التس�خﲔ ،وسجل ّأﳞا ينصهر ً أوال ،ووفق أي ترتيب. N K ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻤﻞ NPHK .O1IL PJM اﳌختﱪCIKF. Kﰲ JDLG M EH N تعليﲈت LFI M اقرأ OGJ السالمة EGBM FHCN GAD IO HBJEP صمم جدو ً ال لتسجيل بيانات التجربة. .2 ّ وارفع B C D بع�د F A التس�خﲔG B جهاز H AC I BD J C E K DF الطبق انقضاء E 5دقائ�ق، أغلق .A9L باﳌالقط أو القفازات اﳋاصة بذلك. .3اعمل ﺛالﺛة فجوات بس�يطة ومتس�اوية ) Aو Bو (Cﰲ قاﻉ .10دﻉ الطبق حتى يﱪد ﺛم ﲣلص منه بالطريقة الصحيحة. طبق من األلومنيوم مستعينًا بقلم مناسب)قلم ﲣطيط ً مﺜال( .ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ .1اﺫﻛﺮ أي اﳌركبات انصهر أو ً ال؟ وأﳞا ﱂ ينصهر؟ .4ضع الطبق عﲆ السخان الكهربائي. ﻃبﻖ اس�تنا ًدا إﱃ النتائﺞ واﳌشاهدات ،صف درجة انصهار ذير :تعﺎمل بﺤﺬﺭ ﻋند تﺴخﲔ الوﻋﺎﺀ. .2ﹼ كل مادة صلبة باس�تخدام أحد اﳋ�واﺹ اآلتية :منخفضة، .5احص�ل م�ن معلم�ك ع�ﲆ عين�ات م�ن كل م�ن بل�ورات متوسطة ،مرتفعة ،مرتفعة جداًّ ا. الس�كر ) ،(C12H22O11وبلورات اﳌلح ) ،(NaClوشمع البارافﲔ ) ،(C23H48وضعها ﰲ الفجوات عﲆ الﱰتيب .3 .اﺳﺘنﺘﺞ أي اﳌركبات ﳛتوي عﲆ روابط أيونية ،وأﳞا ﳛتوي عﲆ روابط تساﳘية؟ .6توقع الﱰتيب الذي ستنصهر به اﳌركبات عند تسخينها. .4ﳋﺺ كيف يﺆﺛر نوﻉ الرابطة ﰲ درجة انصهار اﳌركبات؟ الروابط الت�ساهمية الأحادية Single Covalent Bonds عندم�ا يش�ﱰك زوج واحد م�ن اإللكﱰونات ﰲ تكوين رابطة ،كﲈ ﰲ جزيء اﳍيدروجﲔ تعرف هذه الرابطة باس�م الرابطة التساﳘية األحادية .وعادة ما ُيشار إﱃ زوج اإللكﱰونات اﳌشﱰك بزوج إلكﱰونات الرابطة .وﰲ حال جزيء اﳍيدروجﲔ اﳌبﲔ ﰲ الﺸﻜل 7-4تقوم كل ذرة هيدروجﲔ بجذب زوج إلكﱰونات الرابطة باﳌقدار نفسه .لذا ينتمي كال اإللكﱰون�ﲔ اﳌش�ﱰكﲔ إﱃ كل من الذرتﲔ ﰲ الوقت نفس�ه ،ﳑا يعط�ي كل ذرة هيدروجﲔ ﰲ اﳉزيء التوزيع استقرارا من أي ذرة من ذرات اﳍيدروجﲔ اﳌنفردة. اإللكﱰوﲏ لغاز اﳍيليوم النبيل ،1s2فيصبح جزيء اﳍيدوجﲔ أكﺜر ً يوضح التم�ﺜيل النق�طي لﻺلكﱰونات تﺮﻛيﺐ لوﻳﺲ Lewis structureترتيب إلكﱰونات التكافﺆ ﰲ اﳉزيء، حيﺚ يمﺜل كل خط أو زوج من النقط العمودية رابطة تساﳘية واحدة .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،يمكن كتابة جزيء اﳍيدورجﲔ هكذا H- Hأو .H:H ال�سكل 7-4عدما تشار را يدر زج م ن الكن ا� ش ك ر عل ى م�شت و ا ة ار تل بالكنا �شب م�شتر. 234 HH H H A اجموعة 17والروابط الت�ساهمية الأحادية a a a —→ H —O → + O + O H O + O → H —O H H H ——— تض�م اﳍالوجينات -عن�اﴏ اﳌجموعة -17ومنها الفلور س�بعة إلكﱰونات تكافﺆ، وﲢتاج إﱃ إلكﱰون واحد للوصول إﱃ حالة الﺜﲈنية إلكﱰونات .لذا تكوِّن ذرات عناﴏ اﳌجموعة 17رابطة تساﳘية أحادية مع الالفلزات األخرى ،ومنها الكربون .وكﲈ سبق، فق�د قرأت أن ذرات عناﴏ اﳌجموعة 17تكون روابط تس�اﳘية م�ع ذرات من النوﻉ نفسه .فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،يوجد الفلور عﲆ صورة ،F2والكلور عﲆ صورة .Cl2 اجموعة 16والروابط الت�ساهمية الأحادية اجموعة 15و الروابط الت�ساهمية الأحادية اجموعة 14والروابط الت�ساهمية الأحادية تكون أربع روابط تساﳘية .ويتكون جزيء اﳌيﺜان تستطيع عناﴏ اﳌجموعة 14أن ّ CH4عندم�ا ترتب�ط ذرة كربون واحدة بأرب�ع ذرات هيدروجﲔ .وللكربون-وهو عنﴫ ﰲ اﳌجموعة -14التوزيع اإللكﱰوﲏ ،1s22s22p2وبواقع أربعة إلكﱰونات تكافﺆ .لذا ﳛتاج الكربون إﱃ أربعة إلكﱰونات ليصل إﱃ التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌشابه للغ�ازات النبيلة .لذا ،عندما يتحد الكربون بال�ذرات األخرى يكون أربع روابط. وألن اﳍيدروجﲔ ،من عناﴏ اﳌجموعة األوﱃ ،وله إلكﱰون تكافﺆ واحد فﺈن ذرة الكرب�ون ﲢتاج إﱃ أربع ذرات هيدروجﲔ للحصول ع�ﲆ أربعة إلكﱰونات ﲢتاج يكون الكربون أربع إليها .ويوضح الﺸـﻜل 7-5cتركيب لويس للميﺜان .كذلك ّ روابط تساﳘية أحادية مع الالفلزات األخرى ،ومنها عناﴏ اﳌجموعة .17 b b b H H H —→ H —N → + N + N H N + N → H —N H H H 3H 3H 3H c c c H H H —→ H ——C —H → + C + H C H C + C → H —C —H H H H ——— ——— تستطيع عناﴏ اﳌجموعة 15أن تكون ﺛالث روابط تساﳘية مع ذرات الالفلزات. فالنيﱰوجﲔ من عناﴏ اﳌجموعة 15وتوزيعه اإللكﱰوﲏ هو .1s2 2s2 2p3ولغاز األمونيا )النشادر( NH3ﺛالث روابط تساﳘية أحادية ،حيﺚ ترتبط ﺛالﺛة إلكﱰونات زوجا وحيدً ا من اإللكﱰونات من النيﱰوجﲔ بﺜالث ذرات م�ن اﳍيدروجﲔ تارك ًة ً غﲑ اﳌش�ﱰكة ع�ﲆ ذرة النيﱰوجﲔ .ويوضح الﺸـﻜل 7-5bنموذج لويس ﳉزيء األموني�ا .ويس�تطيع النيﱰوجﲔ ً أيضا تكوين مركبات مش�اﲠة لﻸموني�ا عند اﲢاده ب�ذرات عناﴏ اﳌجموعة ،17مﺜ�ل NF3ﺛالﺛي فلوريد النيﱰوجﲔ وﺛالﺛي كلوريد النيﱰوجﲔ ،NCl3وﺛالﺛي بروميد النيﱰوجﲔ .NBr3وتتشارك كل ذرة من عناﴏ اﳌجموعة 17مع ذرة نيﱰوجﲔ من خالل زوج واحد من اإللكﱰونات. ——— ——— وتك�ون رابطت�ﲔ تس�تطيع ذرات عن�اﴏ اﳌجموع�ة 16أن تش�ﱰك بﺈلكﱰون�ﲔ ّ تس�اﳘيتﲔ .فاألكس�جﲔ أح�د عن�اﴏ اﳌجموع�ة 16وتوزيع�ه اإللك�ﱰوﲏ هو ،1s2 2s2 2p4حي�ﺚ يدخ�ل األكس�جﲔ ﰲ تركي�ب اﳌ�اء الذي يتك�ون من ذرﰐ هيدروجﲔ وذرة أكسجﲔ .ويصبح لكل ذرة هيدروجﲔ التوزيع اإللكﱰوﲏ لغاز اﳍيليوم النبيل نفسه عندما تتشارك ﰲ إلكﱰون مع ذرة األكسجﲔ ،كﲈ يصبح لذرة األكس�جﲔ التوزيع اإللك�ﱰوﲏ للغاز النبي�ل )نيون( عندما تتش�ارك ﰲ إلكﱰون واحد مع كل ذرة هيدروجﲔ .ويوضح الﺸﻜل 7-5aتركيب لويس ﳉزيء اﳌاء. الحﻆ أن لذرة األكسجﲔ رابطتﲔ تساﳘيتﲔ أحاديتﲔ وزوجﲔ من اإللكﱰونات غﲑ اﳌﱰابطة. 2H 2H 2H 4H 4H 4H ال�سكل 7-5وش اعاد الكيمياي ة كي تشار ال را C 09-03C -828378 -828378 09-03CاC م�شت ر .كم الكن ا� شب C 09-03C -828378 يوش وج لوي� كي � ش ك ر ا ز عل ى م�شت و ا ة ار تل. �سف كي ت�شل الذرة اركزية للقاعدة الثمانية ماذا قراأت� سف كيف يرمز تركيب لويس للرابطة التساﳘية؟ 235 مثال 7-1 تركيب لوي�ص للجزيء تم عم�ل الرس�وم اﳌبينة ﰲ الﺸـﻜل 7-6ع�ﲆ الزج�اج باﳌعاﳉة الكيميائي�ة )اﳊف�ر( لس�طح الزجاج بواس�طة فلوري�د اﳍيدروجﲔ .HFارس�م تركيب لويس ﳉزيء فلوريد اﳍيدروجﲔ. 1 ال�سكل 7-6حف ر الزاج اشن الار الشك كيميا يا با�شتعما فلوري د اليدرHF و حم شعي .يتفاع فلوريد اليدر مع ال�شليكا اأك�شيد ال�شليكون اك ون الري� للز اج يت عن ل SiF4 اا. ليل ا�ساألة لق�د علم�ت أن ج�زيء فلوري�د اﳍيدروج�ﲔ مك�ون م�ن الفل�ور واﳍيدروج�ﲔ .وألن ذرة اﳍيدروج�ﲔ -وهو عنﴫ ﰲ اﳌجموعة -1ﳍا إلكﱰون تكافﺆ واحد فﺈﳖا تس�تطيع االﲢاد بأي من الالفلزات من خالل اﳌشاركة بزوج واحد من اإللكﱰونات .كﲈ أن ذرة الفلور من عناﴏ اﳌجموع�ة 17ﲢتاج إﱃ إلك�ﱰون لتصل إﱃ حالة الﺜﲈنية ،لذلك تتكون رابطة تس�اﳘية أحادية عند اﲢاد اﳍيدروجﲔ والفلور. 2 ح�ساب اطلوب 3 تقو الإجابة لكي نرس�م تركيب لويس نب�دأ بالتمﺜيل النقطي إللكﱰونات التكافﺆ ل�كل ذرة ،ﺛم نعيد كتابة ﲑا نضيف الرم�وز الكيميائية ونرس�م خطاًّ�ا بينهﲈ لتوضي�ح زوج اإللكﱰونات اﳌش�ﱰكة .وأخ ً النقط لتوضيح أزواج اإللكﱰونات غﲑ اﳌﱰابطة. H —F → F H لكل ذرة ﰲ اﳉزيء التوزيع اإللكﱰوﲏ للغاز النبيل ،وتكون ﰲ حالة االستقرار. م�سائل تدريبية C0913C82837808 ارسم تركيب لويس لكل جزيء ﳑا يأﰐ: PH3 .1 H2S .2 HCl .3 CCl4 .4 SiH4 .5 .6فيز ارسم تركيب لويس العام ﳉزيء ناتﺞ عن اﲢاد عنﴫين أحدﳘا من عناﴏ اﳌجموعة 1 واآلخر من عناﴏ اﳌجموعة .16 الرابطة �سيجما σتس�مى الرواب�ط التس�اﳘية األحادي�ة ﺭﻭابﻂ ﺳـيﺠﲈ ،ويرمز إليه�ا باﳊرف اإلغريق�ي . σوتتك�ون رابطة س�يجﲈ عندما تتش�ارك ذرت�ان ﰲ اإللكﱰونات وتتداخل مس�تويات ً ا)رأسا مقابل رأس( ،فتزداد الكﺜافة اإللكﱰونية ﰲ مستوى الربط بﲔ الذرتﲔ. تكافﺆﳘا تداخال رأس ًي ً ويق�ع مس�توى الربط ﰲ اﳌنطقة التي يك�ون احتﲈل وجود إلكﱰونات الرابط�ة فيها أكﱪ ما يكون. وتتكون رابطة س�يجﲈ عندما يتداخل مس�توى sمع مستوى sﺁخر أو مس�توى ،pأو عند تداخل مستوى pمع مستوى pﺁخر .وﳉزيﺌات اﳌاء ، H2Oواألمونيا NH3واﳌيﺜان CH4روابط سيجﲈ، كﲈ ﰲ الﺸﻜل .7-7 236 ماذا قراأت ك ّون قائمة باﳌستويات التي تكون رابطة سيجﲈ ﰲ اﳌركب التساﳘي. H O H H H N الروابط الت�ساهمية اتعددة H H H H H NH3 H2O C CH4 Multiple Covalent Bonds تكتس�ب الذرات ﰲ بعﺾ اﳉزيﺌات التوزيع اإللكﱰوﲏ للغازات النبيلة عندما تش�ﱰك بأكﺜر من زوج من اإللكﱰونات مع ذرة أخرى أو أكﺜر .وينتﺞ عن اﳌشاركة بأكﺜر من زوج من اإللكﱰونات الروابط التساﳘية اﳌتعددة .فالروابط التساﳘية الﺜنائية والﺜالﺛية أمﺜلة عﲆ ذلك .وﰲ العادة تكون ذرات الكرب�ون والنيﱰوج�ﲔ واألكس�جﲔ والكﱪيت روابط تس�اﳘية متعددة م�ع الالفلزات. تكون ذرتان رابطة متع�ددة؟ إن عدد إلكﱰونات التكافﺆ التي ﲢتاج إليها ذرة فكي�ف تعرف متى ّ العنﴫ للوصول إﱃ اﳊالة الﺜﲈنية يكون مساو ًيا لعدد الروابط التساﳘية اﳌمكن تكوينها. الروابط الثنائية تتك�ون ه�ذه الرواب�ط عندما تش�ﱰك ذرت�ان بزوجﲔ م�ن اإللكﱰونات في�ﲈ بينهﲈ .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،يوجد األكس�جﲔ عﲆ ش�كل جزيﺌ�ات ﺛنائية ال�ذرات .ويوضح الﺸـﻜل 7-8aأن لكل ذرة أكس�جﲔ س�تة إلكﱰونات تكافﺆ ،وﲢتاج إﱃ إلكﱰونﲔ لتصل إﱃ التوزي�ع اإللكﱰوﲏ اﳋاﺹ بالغ�از النبيل .لذا تتكون الرابطة التس�اﳘية الﺜنائية عندما تقوم كل ذرة باﳌشاركة بﺈلكﱰونﲔ ،ليصل اﳌجموﻉ إﱃ زوجﲔ من اإللكﱰونات اﳌشﱰكة بﲔ الذرتﲔ. الروابط الثالثية تتك��ون ه��ذه الرواب�ط عندم�ا تش��ﱰك ذرت��ان ﰲ ﺛالﺛ��ة أزواج م�ن اإللكﱰون�ات في�ﲈ بينهﲈ .وﳛت�وي النيﱰوج�ﲔ N2الﺜنائي ال�ذرات عﲆ رابطة تس�اﳘية ﺛالﺛية. ويوضح الﺸـﻜل ّ 7-8b أن كل ذرة نيﱰوجﲔ تش�ﱰك بﺜالﺛة إلكﱰونات لتكون رابطة تس�اﳘية ﺛالﺛية مع ذرة نيﱰوجﲔ أخرى. الرابطة باي πتتألف الرابطة التس�اﳘية اﳌتعددة من رابطة س�يجﲈ واحدة ﻭﺭابطة بﺎﻱ واحدة ع�ﲆ األقل ،ويرمز إليها بالرم�ز اإلغريقي .πوتتكون هذه الرابطة عندما تتداخل مس�تويات p ً تداخال متواز ًيا وتشﱰك ﰲ اإللكﱰونات .وتشغل أزواج اإللكﱰونات اﳌشاركة الفرعية اﳌتوازية معا وأسفله. لرابطة باي اﳌكان أو الفراﻍ أعﲆ اﳋط الذي يمﺜل مكان اﲢاد الذرتﲔ ً —O —O → O + O a —N —N → N + N b ال�سكل 7-7كون راب �شيما ك من ازيا عدما دال م�شتويا را اليدر الرية مبا�شر را أ�شا ماب راأ� مع م�شتويا الر اركزية. ا�ستنتج م ــا اأن ــواع م�شتوي ــا الت ــي تتداخ ــل لتك ــون رواب ــ �شيجما ايثان اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت أدخ�ل معلوم��ات م�ن ه�ذا القسم ﰲ مطويتك. ال�سكل 7-8تكون الراب الت�شامية اتعدد عدما ش ران باأك من زج من الكنا .aك ون ران من اأك�ش رابطة اية. .bك ون ر ان م ن الي رابط ة ية. 237 ال�سكل 7-9ح كي تك ون الرابط ة الت�شامي ة اتعدد ب ر الكرب ون اي C2H4م ن رابط ة �شيم ا رابط ة ب ا . ر ان م ن الكرب ون احداما من اأ ر لدرة �شم بالتدا بشك متواز با ا ب ب م�شتويا p الفرعية .يت عن ل رابطة با.π p σ H H σ C σ σ C σ H π H H C— C H H H p من اﳌهم أن نالحﻆ أن اﳉزيﺌات التي ﳍا روابط تس�اﳘية متعددة ﲢتوي عﲆ روابط س�يجﲈ وروابط باي ً أيضا .فالرابطة التس�اﳘية الﺜنائية اﳌوضحة ﰲ الﺸـﻜل 7-9تتألف من رابطة باي واحدة ورابطة س�يجﲈ واحدة .أما الرابطة التس�اﳘية الﺜالﺛي�ة فتتكون من رابطتي باي ورابطة سيجﲈ واحدة. C0906C82837808 The Strength of Covalent قوة الروابط الت�ساهمية Bonds ّ تذك�ر أن الرابط�ة التس�اﳘية تتضم�ن ق�وى ﲡ�اذب وقوى تناف�ر .وﰲ اﳉ�زيء تتجاذب الن�وى مع اإللكﱰون�ات ،وتتنافر النوى م�ع النوى األخرى ،كﲈ تتناف�ر اإللكﱰونات مع اإللكﱰون�ات األخرى ً أيضا .وعندما ﳜتل هذا التوازن بﲔ قوى التجاذب والتنافر يمكن كﴪ الرابطة التس�اﳘية .والختالف الروابط التساﳘية ﰲ قوﲥا يسهل كﴪ بعﺾ الروابط أكﺜر من غﲑها .وهناك عدة عوامل تﺆﺛر ﰲ قوة الرابطة التساﳘية. ال�سكل 7-10ي در و الرابطة با�شافة ب مركز نوا الر اابطت. ماذا قراأت حدد العالقة بﲔ نوﻉ الرابطة التساﳘية وطوﳍا. ادول 7-1 238 طول الرابطة تعتمد قوة الرابطة التس�اﳘية عﲆ اﳌس�افة بﲔ النواتﲔ .وتعرف اﳌس�افة ب�ﲔ ن�واﰐ الذرت�ﲔ اﳌﱰابطت�ﲔ بطول الرابط�ة ،كﲈ ﰲ الﺸـﻜل ،7-10حي�ﺚ تعتمد قوة الرابط�ة ع�ﲆ ط�ول الرابطة وق�وة التج�اذب بﲔ الذرت�ﲔ ،وﳛ�دد ذلك بحج�م الذرتﲔ اﳌﱰابطت�ﲔ ،وع�دد أزواج اإللكﱰونات اﳌش�ﱰكة .ويوضح اﳉـدﻭﻝ 7-1قائمة بأطوال الرواب�ط ﳉزيﺌ�ات الفلور F2واألكس�جﲔ O2والنيﱰوجﲔ .N2الحﻆ أن�ه كلﲈ زاد عدد اإللكﱰون�ات اﳌش�ﱰكة ق�ﴫت الرابطة .إن ط�ول الرابط�ة وقوﲥا مرتبط�ان أحدﳘا مع اآلخ�ر؛ فكل�ﲈ قﴫ طول الرابطة كان�ت أقوى .فالرابطة األحادي�ة للفلور F2أضعف من الرابط�ة الﺜنائية لﻸكس�جﲔ ،O2وكذل�ك الرابطة الﺜنائية لﻸكس�جﲔ أضعف من الرابطة الﺜالﺛية للنيﱰوجﲔ. نوع وطول الرابطة الت�ساهمية ازيء نوع الرابطة طول الرابطة F2 تساﳘية أحادية 1.43 × 10-10 m تساﳘية ﺛالﺛية 1.10 × 10-10 m O2 N2 تساﳘية ﺛنائية 1.21 × 10-10 m ادول 7-2 طاقة تفكك الرابطة طاقة تفكك الرابطة ازيء 159 kJ/mol 498 kJ/mol 945 kJ/mol F2 O2 N2 تكون أو تكس�ﲑ الروابط ب�ﲔ ذرات اﳉزيﺌات. الطاقة والروابط ﳛدث تغﲑ ﰲ الطاقة عند ّ تك�ون الرابطة ،إال أننا نحت�اج إﱃ الطاقة لكﴪها .وتع�رف الطاقة الالزمة وتنبع�ﺚ الطاق�ة عند ّ لكﴪ رابطة تس�اﳘية معين�ة ب� "طاقة تفكك الرابطة" وهي مق�دار موجب .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 7-2 طاقة تفكك الروابط ﳉزيﺌات كل من الفلور واألكسجﲔ والنيﱰوجﲔ. ال�سكل 7-11يتطلب ك�شر رابط ة CCالفحم البا ك�شر رابطة OOاأك�ش ال وا ا اشاف ة اة .عد اح ا الفح م اأك�ش يتك ون .CO2ي�شاح ب ل ا الطاة على �شك حرار ش و .ل ا يع د ح ر الفحم اأك�ش فاع اردا للحرار. وتبﲔ طاقة تفكك الرابطة قوة الرابطة الكيميائية؛ بسبب العالقة العكسية بﲔ طول الرابطة وطاقتها .ويشﲑ اﳉـدﻭﻻﻥ ،7-1و ،7-2إﱃ أن�ه كلﲈ قل طول الرابطة زادت طاقة تفكك الرابطة ،وأن ﳎموﻉ طاقات ﹴ مركب ما يساوي مقدار الطاقة الكيميائية الكامنة ﰲ ذلك اﳉزيء. تفكك الروابط ﲨيعها ﰲ جزيء من ُ تكوﳖا .وﳛدث وﳛد ّد إﲨاﱄ طاقة التفاعل الكيميائي بمقدار طاقة تفكك الروابط ومقدار طاقة ّ الﺘفﺎﻋـل اﳌـﺎﺹ لﻠطﺎﻗة عندما يك�ون مقدار الطاقة اﳌطلوب�ة لتفكيك الرواب�ط اﳌوجودة ﰲ اﳌواد تك�ون الروابط اﳉديدة ﰲ اﳌ�واد الناﲡة .أما الﺘفﺎﻋل اﳌتفاعل�ة أكﱪ من مق�دار الطاقة الناﲡة عن ّ تكون روابط اﳌ�واد الناﲡة أكﱪ من الطـﺎﺭﺩ لﻠطﺎﻗـة فيحدث عندما تك�ون الطاقة اﳌنبعﺜة ﰲ أﺛن�اء ﱡ الطاقة اﳌطلوبة لتفكيك روابط اﳌواد اﳌتفاعلة .أنظر الﺸﻜل .7-11 اﻟﺨﻼﺻﺔ .8ﺻﻒ كيف تنطبق القاعدة الﺜﲈنية عﲆ الروابط التساﳘية؟ .9اﴍﺡ باس�تخدام تركي�ب لوي�س كي�ف تتك�ون الرابط�ة التس�اﳘية األحادية والﺜنائية والﺜالﺛية؟ .10ﻗﺎﺭﻥ بﲔ الرابطة األيونية والرابطة التساﳘية. .11ﻗﺎﺭﻥ بﲔ روابط سيجﲈ وروابط باي. منحن�ى بياﲏ يمﺜل طاقة .12ﻃبﻖ اس�تعن بﺎﳉدﻭلﲔ 7-1و ،7-2لرس�م ً الرابطة مقابل طول الرابطة ،ﺛم صف العالقة بينهﲈ. نسبيا لكل ﳑا يأﰐ: .13توﻗع طاقة تفكك الروابط التساﳘية اًّ —H—C — C — H .a H .b H — — تتكون الروابط التساﳘية عندما تشﱰك الذرات ﰲ زوج أو أكﺜر من إلكﱰونات التكافﺆ. ينتﺞ عن اﳌش�اركة بزوج واحد أو زوجﲔ أو ﺛالﺛة أزواج من اإللكﱰونات روابط تساﳘية أحادية أو ﺛنائية ،أو ﺛالﺛية عﲆ الﱰتيب. تتكون روابط سيجﲈ نتيجة التداخل الرأﳼ ّ للمس�تويات .أما روابط باي فتتكون نتيجة تداخل اﳌستويات اﳌتوازية .وتتكون الرابطة التساﳘية األحادية من رابطة سيجﲈ ،ﰲ حﲔ تتك�ون الرابط�ة اﳌتع�ددة م�ن رابطة س�يجﲈ ورابطة باي واحدة عﲆ األقل. ُيق�اس ط�ول الرابط�ة باﳌس�افة ب�ﲔ ن�واﰐ الذرت�ﲔ اﳌﱰابطت�ﲔ .ونحت�اج إﱃ طاق�ة لتفكيك الرابطة. .7 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تكون ﰲ الغالب روابط تساﳘية. ﺣدﹼ ﺩ نوﻉ الذرات التي ّ H — — التقو 7-1 C —C H C09-28C-828378-08 239 7-2 الأهداف ت�سمية ازيات Naming Molecules تجم الصي�غ اﳉزيﺌي�ة إﱃ اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ت�ستعمل قواعد ددة في ت�سمية اركبات ازيية الثنائية أس�ﲈء للمركب���ات اﳉزيﺌي�ة الذرات ،والأحما�ص الثنائية ،والأحما�ص الأك�سجينية. الﺜنائية الذرات. الربط مع اياة تعلم أن والدة والدتك هي جدتك ،وأن أخت والدك هي عمتك ،بينﲈ أخو ت�س ّمي اﳌحاليل اﳊمضية. والدتك يسمى خالك .وكﲈ أن هذه العالقات ﲢكمها قواعد ﰲ تسميتها فكذلك ﲢكم تسمية مراجعة افردات اﳉزيﺌات ﳎموعة من القواعد. الأيون الأك�سجيني ال�سالب: ت�سمية اركبات ازيية الثنائية الذرات اﳊمﺾ األكسجيني. لنبدأ أو ً ال باﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية الذرات .الحﻆ أن اﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية الذرات تتكون من الفلزين فقط .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،توضح القواعد التالية خطوات تس�مية الغاز ،N2Oوهو شيوعا الغاز اﳌضحك. غاز أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ ويستخدم ﰲ التخدير ،واسمه األكﺜر ً أي�ون يتك�ون م�ن ﳎموع�ة م�ن الذرات ،وأحد عناﴏه ﰲ الغالب Naming Binary Molecular Compounds ال فل�ز متح�د ب�ذرة أو أكﺜ�ر م�ن هن�اك العديد من األس�ﲈء الش�ائعة للمركب�ات اﳉزيﺌية ،إضافة إﱃ أس�ﲈئها العلمي�ة التي تبﲔ األكسجﲔ. تركيبه�ا .فعند كتابة الصيغة اﳉزيﺌية وتس�مية اﳉزيﺌات نس�تعمل خطوات ش�بيهة بتلك التي استخدمت ﰲ اﳌركبات األيونية. افردات اديدة .1يظه�ر اس�م العن�ﴫ الﺜ�اﲏ ﰲ الصيغة اﳉزيﺌي�ة أو ً ال ،ويظهر اس�م العن�ﴫ األول كام ً ال. Nﻫو ﺭمﺰ النيﱰﻭﺟﲔ. ُ .2يسمى العنص�ر الﺜ�اﲏ ﰲ الص�يغة اﳉ�زيﺌية باستخدام جذر االسم مع إضافة مقطع )يد(. Oﺭمﺰ اﻷﻛﺴﺠﲔ ﻭﻳظﻬﺮ بﺎﺳﻢ ﺃﻛﺴيد. ُ .3تس�تخدم البادئات ﰲ التس�مية لتحديد ع�دد ذرات كل عنﴫ ﰲ الصيغ�ة اﳉزيﺌية ،ويبﲔ ش�يوعا واس�تعﲈ ً ﻭﻧظﺮا ﺇﱃ ﻭﺟوﺩ ﺫﺭﰐ ﻧيﱰﻭﺟﲔ ال. اﳉدﻭﻝ 7-3قائمة بالبادئات األكﺜر ً ﹰ ﹸتﺴﺘخدﻡ البﺎﺩﺋة "ﺛنﺎﺋﻲ". ادول 7-3 عدد الذرات البادئة عدد الذرات البادئة 1 أول )أحادي( 6 سادس )سداﳼ( 2 3 4 5 240 بادئات اأ�سماء اركبات الت�ساهمية ﺛاﲏ )ﺛنائي( ﺛالﺚ )ﺛالﺛي( رابع )رباعي( خامس )ﲬاﳼ( 7 8 9 10 سابع )سباعي( ﺛامن )ﺛﲈﲏ( تاسع )تساعي( عاﴍ )عشاري( مثال 7-2 ت�سمية مركبات ازيات الثنائية الذرات ما اسم اﳌركب P2O5الذي ُيستخدم ماد ًة ﳎففة ﲤتص اﳌاء؟ 1ليل ا�ساألة اعطيات :الصيغة اﳉزيﺌية للمركب .ﲢتوي الصيغة عﲆ العناﴏ وعدد ذرات كل عنﴫ ﰲ اﳉزيء .وألن العنﴫين من الالفلزات لذا يمكن استخدام القواعد اﳌتبعة عند تسمية اﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية الذرات. 2ح�ساب اطلوب أو ً سم عناﴏ اﳌركب. ال ِّ الع�شر اأ ي�شمى با�شم الكام. الع�شر الا يشا مطع يد ا اأش ا�شم الع�شر عد مع ا�شم م عا. الفوسفور أكسيد أكسيد الفوسفور واآلن نضيف البادئات التي تعﱪ عن عدد ذرات كل عنﴫ. خام�ص اأك�سيد ثنائي الفو�سفور 3تقو الإجابة يبﲔ اسم اﳌركب أنه ﳛتوي عﲆ ذرتﲔ من الفوسفور ،وﲬس ذرات من األكسجﲔ .وهذا يتفق مع الصيغة اﳉزيﺌية . P2O5 م�سائل تدريبية سم اًّ كال من اﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية الذرات اآلتية: ِّ CO2 .14 SO2 .15 NF3 .16 CCl4 .17 .18فيز ما الصيغة اﳉزيﺌية ﳌركب ﺛالﺚ أكسيد ﺛنائي الزرنيخ؟ اأ�سماء �سائعة لبع�ص اركبات ازيية هل اس�تمتعت يو ًم�ا بكأس ﹴ بارد من أكس�يد مرارا ،غﲑ أنك اس�تخدمت االس�م الش�ائع لذلك وهو ﺛنائ�ي اﳍيدروجﲔ؟ لقد فعلت ذلك ً اﳌاء .تذكر أن الكﺜﲑ من اﳌركبات األيونية ﳍا أس�ﲈء ش�ائعة باإلضافة إﱃ االسم العلمي .فعﲆ س�بيل اﳌﺜ�ال ،صودا اﳋبز هي كربون�ات الصوديوم اﳍيدروجينية ،ومل�ح الطعام هو كلوريد الصوديوم. ُع�رف الكﺜ�ﲑ من اﳌركب�ات اﳉزيﺌي�ة الﺜنائية الذرات ،ومنها أكس�يد النﱰوز واﳌ�اء ،منذ زمن طويلُ ، وأعطيت أس�ﲈء ش�ائعة قب�ل تطوير النظام اﳊاﱄ ﰲ تس�مية اﳌركب�ات .ومن اﳌركبات التساﳘية التي تعرف غال ًبا باسمها الشائع بد ً ال من اسمها العلمي األمونيا NH3واﳍيدرازين N2H4وأكسيد النيﱰيك .NO ماذا قراأت ط بق ما االسم العلمي لكل من األمونيا واﳍيدرازين وأكسيد النيﱰيك؟ 241 ت�سمية الأحما�ص Naming Acids ُ تكون اﳌحاليل اﳌائية لبعﺾ اﳉزيﺌات ﲪضية ،و ُيس�مى اﳌركب ً ﲪضا إذا أنتﺞ أيونات اﳍيدروجﲔ H+ﰲ اﳌحل�ول .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال HCl ،ينتﺞ H+ﰲ اﳌحلول ،لذا فه�و ﲪﺾ .وهناك نوعان من األﲪاﺽ ،ﳘا األﲪاﺽ الﺜنائية واألﲪاﺽ األكسجينية. ت�سمية الأحما�ص الثنائية ﳛت�وي اﳊم�ﺾ الﺜنائي ع�ﲆ اﳍيدروج�ﲔ وعنﴫ ﺁخر فقط .وتس�مى األﲪاﺽ الﺜنائية الشائعة -ومنها ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك -وفق القواعد اآلتية: .1يس�تعمل اﳌقط�ع "هيدرو" ﰲ الكلم�ة الﺜانية لتس�مية اﳉ�زء اﳍيدروجيني من اﳌرك�ب .وتتألف بقية الكلمة من جذر اس�م العنﴫ الﺜاﲏ مضا ًفا إليها اﳋاﲤة "يك" .لذا فﺈن ) HClاﳍيدﺭﻭﺟﲔ ﻭالﻜﻠوﺭ( معﺎ ﻫيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳك. ﻳﺼبﺤﺎﻥ ﹰ .2تكون الكلمة األوﱃ ً دائﲈ كلمة ﲪﺾ ،لﺬا ﻓﺈﻥ ﳏﻠوﻝ HClﰲ اﳌﺎﺀ ﻳعﺮﻑ بﺎﺳﻢ ﲪﺾ اﳍيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳك. وع�ﲆ الرغ�م م�ن أن تعب�ﲑ ﺛنائي يش�ﲑ إﱃ وج�ود عنﴫي�ن فق�ط ،إ َّ ال أن بع�ﺾ األﲪ�اﺽ التي ﲢوي أكﺜ�ر م�ن عنﴫي�ن ُتس�مى بالطريق�ة نفس�ها الت�ي تس�مى ﲠ�ا األﲪ�اﺽ الﺜنائية العن�اﴏ م�ا ﱂ ﲢتوي صيغ�ة اﳊم�ﺾ ع�ﲆ األكس�جﲔ .ويكون ج�ذر اﳉزء الﺜاﲏ لالس�م ه�و جذر األي�ون اﳌتع�دد الذرات. ً فمﺜ�ال HCNال�ذي يتأل�ف م�ن اﳍيدروج�ﲔ وأي�ون الس�يانيد يع�رف باس�م ﲪ�ﺾ اﳍيدروس�يانيك. ت�سمية الأحما�ص الأك�سجينية يع��رف اﳊ�م��ﺾ ال�ذي يت�أل�ف م��ن اﳍ�ي�دروج�ﲔ وأي��ون أكس�جيني باس�م اﳊمﺾ اﻷﻛﺴﺠينﻲ .والبد أنك تتذكر أن األيون األكسجيني السالب عبارة عن أيون عديد الذرات ﳛتوي عﲆ ذرة أو أكﺜر من ذرات األكس�جﲔ .والقواعد اآلتية تﴩح طريقة تس�مية ﲪﺾ النيﱰيك HNO3وهو ﲪﺾ أكسجيني. .1أو ً تعرف األيون األكسجيني اﳌوجود .إن الكلمة الﺜانية التي يتألف منها اسم اﳊمﺾ األكسجيني الّ : ت�أﰐ م�ن مص�در األي�ون األكس�جيني ومعها مقط�ع "ب�ﲑ" أو "هيب�و" .أم�ا إذا انتهى اس�م األنيون األكس�جيني بمقطع "ات" فيس�تبدل به مقطع "يك" .وإذا انتهى اس�م األنيون األكس�جيني بمقطع " يت" فﺈنه يستبدل به مقطع "وز" ، .ﻭﻳﺼبﺢ ﺃﻳوﻥ النﱰات ﻧيﱰﻳك. .2تك�ون الكلم�ة األوﱃ ً دائ�ﲈ كلمة ﲪﺾ ،ﻓﺠـﺰﻱﺀ ) HNO3اﳌﻜوﻥ مﻦ اﳍيدﺭﻭﺟـﲔ ﻭﺃﻳوﻥ النﱰات( ﻳﺼبﺢ ﲪﺾ النيﱰﻳك. ويوضح اﳉدﻭﻝ 7-4كيف تتفق أسﲈء عدة أﲪاﺽ أكسجينية مع هذه القواعد .والحﻆ أن اﳍيدروجﲔ ال يذكر ﰲ عمود "اسم اﳊمﺾ". ادول 7-4 اركب الأنيون الأك�سجيني اقطع ا�سم ام�ص HClO3 كلورات -يك ﲪﺾ الكلوريك HClO2 HNO3 HNO2 242 ت�سمية الأحما�ص الأك�سجينية كلوريت نﱰات نيﱰيت -وز يك -وز ﲪﺾ الكلوروز ﲪﺾ النيﱰيك ﲪﺾ النيﱰوز ادول 7-5 �سيغ بع�ص اركبات الت�ساهمية واأ�سماوؤها ال�سيغ ازيية ال�سم ال�سائع ا�سم اركب ازيي H2O ماء أكسيد ﺛنائي اﳍيدروجﲔ أمونيا NH3 ﺛالﺚ هيدريد النيﱰوجﲔ هيدرازين N2H4 رابع هيدريد ﺛنائي النيﱰوجﲔ ﲪﺾ الكلور HCl ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك ويلخص اﳉدﻭﻝ 7-5الصيغ اﳉزيﺌية وأسﲈء بعﺾ اﳌركبات التساﳘية .الحﻆ وجود أسﲈء شائعة لﻸﲪاﺽ الﺜنائية واألﲪاﺽ األكسجينية باإلضافة إﱃ أسﲈئها العلمية. م�سائل تدريبية سم اًّ ً مفﱰضا أن ﲨيعها تذوب ﰲ اﳌاء. كال من األﲪاﺽ اآلتية ّ HI .19 HClO3 .20 HClO2 .21 H2SO4 .22 H2S .23 .24فيز ما الصيغة اﳉزيﺌية ﳊمﺾ البﲑيوديك؟ كتابة ال�سيغ الكيميائية من اأ�سماء اركبات Writing Chemical Formulas from Names مهﲈ ﳌعرفة طبيعة اﳌركب الكيميائي؛ فعند إعطائك ظهر اسم اﳌركب اﳉزيﺌي تركيبه ،و ُيعدّ هذا اًّ ُي ُ اسم أي جزيء ﺛنائي ينبغي أن تعرف كيف تكتب صيغته اﳉزيﺌية .فاﳌقاطع اﳌستخدمة ﰲ االسم تشﲑ إﱃ عدد الذرات ﰲ اﳉزيء وﲢدد األرقام السفلية اﳌستخدمة ﰲ الصيغة اﳉزيﺌية. ويمكن معرفة الصيغة اﳉزيﺌية للحمﺾ ً أيضا من اسم اﳊمﺾ نفسه .ومن اﳌفيد أن تتذكر أن كل األﲪاﺽ الﺜنائية ﲢتوي عﲆ اﳍيدروجﲔ وعنﴫ ﺁخر .ويتعﲔ عليك لتسمية األﲪاﺽ م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ الﺼيﻎ الﻜيميﺎﺋية لﻠمﺮﻛبﺎت اآلتية: .25كلوريد الفضة. .26أكسيد ﺛنائي اﳍيدروجﲔ. .27ﺛالﺛي فلوريد الكلور. .28ﺛالﺛي أكسيد ﺛنائي الفوسفور. .29عشاري فلوريد ﺛنائي الكﱪيت. .30فيز ما الصيغة الكيميائية ﳊمﺾ الكربونيك؟ 243 ال�سكل � 7-12شتعم ريطة افايم لت�شمية اركب ا ازيية حا معرفة شيا الكيمياية. HBrH2SO3NO2 طبق اأي اركب ــا ال�ش ــكل حم ــ اأك�شجيني, واأيها حم ناي H2SO3HBr NO2 NO2 H2SO3 "" "" H2SO3 HBr HBr األكسجينية -وهي األﲪاﺽ التي ﲢتوي عﲆ أنيون األكسجﲔ -أن تعرف األسﲈء الشائعة لﻸنيون األكسجيني أو ً ال. التقو يساعد الﺸﻜل 7-12عﲆ ﲢديد اسم اﳌركب اﳉزيﺌي التساﳘي ،والستخدام خريطة اﳌفاهيم ابدأ من القمة وطبق اإلرشادات اﳌوجودة ﰲ األشكال اﳌلونة ،حتى ﲢدد اسم C0907C82837808 اﳌركب اﳌطلوب. 7-2 اﻟﺨﻼﺻﺔ ﲢت�وي أس�ﲈء الصي�غ اﳉزيﺌي�ة للمركب���ات التس���اﳘية ع�ﲆ مقاطع لﻺشارة إﱃ عدد الذرات اﳌوجودة ﰲ الصيغة اﳉزيﺌية. تكون اﳌركبات التي تنتﺞ H+ﰲ ﳏاليلها ﲪضية .وﲢتوي األﲪاﺽ الﺜنائية عﲆ اﳍيدروجﲔ وعنﴫ ﺁخر ،أما األﲪاﺽ األكس�جينية فتحتوي عﲆ اﳍيدروجﲔ وأنيون أكسجيني. 244 .31 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳋﺺ القواعد اﳌستخدمة ﰲ تسمية اﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية العناﴏ. .32ﻋﺮﻑ اﳌركب اﳉزيﺌي الﺜنائي. .33ﺻﻒ الفرﻕ بﲔ اﳊمﺾ الﺜنائي واﳊمﺾ األكسجيني. .34ﻃبﻖ اﴍح كيف تسمي اﳉزيء ،N2O4باستخدام قواعد تسمية اﳌركب اﳉزيﺌي الﺜنائي. .35ﻃبﻖ اكتب الصيغة اﳉزيﺌية للمركبات اآلتية :ﲪﺾ األيوديك ،ﺛالﺛي أكسيد ﺛنائي الكﱪيت ،أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ ،ﲪﺾ اﳍيدروفلوريك. .36اﻛﺘﺐ الصيغة اﳉزيﺌية للمركبات اآلتية: .dﲪﺾ الكلوريك .aﺛالﺛي أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ .eﲪﺾ الكﱪيتيك .bأكسيد النيﱰوجﲔ .fﲪﺾ الكﱪيتوز .cﲪﺾ اﳍيدروكلوريك 7-3 الأهداف الاكيب ازيية Molecular Structures تطبق اﳋط�وات الرئيس���ة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تب ال�سيغ البنائية اواقع الن�سبية للذرات ازيء وطرائق لرسم تركيب لويس. ارتباطها م ًعا داخل ازيء. ﲑا -قد لعبت بقطع اﳌكعبات التي ُت َّ ركب بطرائق دد اﳉزيﺌ�ات التي ﲢدث الربط مع اياة لعلك -عندما ﹶ كنت صغ ً فيها ﻇاهرة الرنﲔ. ﳏددة .إن ش�كل اﳌجس�م الذي بنيته يعتمد عﲆ طرائق تركيب هذه اﳌكعبات .بطريقة مش�اﲠة ّ دد ﺛالث حاالت ﳉزيﺌات يتم بناء اﳉزيﺌات من ذراﲥا. تش�ذ ع�ن القاع�دة الﺜﲈني�ة، ال�سيغ البنائية Structural Formulas وتسمي هذه اﳉزيﺌات. ﲣﱪن�ا الصي�غ اﳉزيﺌي�ة للمركبات التس�اﳘية عن أن�واﻉ ذرات العناﴏ وأعداده�ا ﰲ اﳉزيء مراجعة افردات الرابطة الأيونية :ق�وة فقط .وﳌعرفة الﱰاكيب اﳉزيﺌية للمركبات التس�اﳘية تس�تعمل النﲈذج ﰲ ﲤﺜيل اﳉزيء .ويبﲔ كهرسكونية تربط اﳉسيﲈت ذات الﺸﻜل 7-13وجود أكﺜر من نموذج يمكن استعﲈله لتمﺜيل اﳉزيء .وقد تم ﲤﺜيل ذرات كل الش�حنات اﳌختلف�ة بعض�ها مع عن�ﴫ ﰲ نموذج الك�رة والعصا ونموذج ملء الفراﻍ اﳉزيﺌي بواس�طة كرة ذات لون ﳐتلف. الذرات إذا ﱂ يكتب عليها الرمز الكيميائي للعنﴫ. بع�ﺾ ﰲ اﳌرك�ب األيوﲏ . لتعرف ّ وتستعمل األلوان ّ افردات اديدة الصيغة البنائية الرنﲔ الرابطة التساﳘية التناسقية وأكﺜر النﲈذج اﳉزيﺌية فائدة نموذج الصيغة البنائية الذي يستعمل الرموز والروابط لبيان مواقع ال�ذرات .ويمكن�ك توق�ع الﺼيﻐة البنﺎﺋية من خالل رس�م تركيب لويس ،فقد س�بق أن رأيت بع�ﺾ األمﺜلة البس�يطة ع�ﲆ تراكيب لوي�س .إال أننا نحت�اج إﱃ بناء أكﺜر م�ن تركيب لتحديد أشكال اﳉزيﺌات. ال�سكل 7-13ك ن ا�شتخدام الماج ميعا لتوشي اأماك ن الرا الكنا ز يدريد الفو�شفورالفو�شف. قارن ب اعلوما ابينة كل وذ. H —P —H PH3 H H —P —H H 245 تراكيب لوي�ص عﲆ الرغم من س�هولة رس�م تراكيب لويس ﳌعظم اﳌركبات اﳌكونة من الالفلزات إال أنه من اﳌفيد أن ن ّتبع خطوات منتظمة لعمل ذلك؛ فكلﲈ أردت أن ترس�م تركيب لويس اتبع اﳋطوات اﳌبينة ﰲ اسﱰاتيجية حل اﳌسألة. ا�ساتيجية حل ا�ساألة ر�سم تراكيب لوي�ص .1توقع موقع ذرات معينة. تكون الذرة التي ﳍا أقل جذب لﻺلكﱰونات اﳌشﱰكة هي الذرة اﳌركزية ﰲ اﳉزيء .ويكون هذا العن�ﴫ أق�رب إﱃ اﳉهة اليﴪى من اﳉ�دول الدوري ،وﰲ الغالب يكون م�كان الذرة اﳌركزية ﰲ مرك�ز اﳉ�زيء ،كﲈ أنه ﳛيط ﲠا أكﱪ عدد من ال�ذرات ﰲ اﳉزيء .وعليه فﺈن باقي الذرات ﰲ اﳉزﺉ هي ذرات جانبية. يك�ون اﳍيدروجﲔ ً دائ�ﲈ ذرة جانبية؛ ألنه يش�ارك بزوج واحد من اإللكﱰون�ات ،ويتصل بذرة واحدة فقط. .2حدد عدد اإللكﱰونات اﳌتوافرة لتكوين روابط؛ إذ يساوي هذا العدد الكﲇ إللكﱰونات تكافﺆ الذرات اﳌوجودة ﰲ اﳉزيء. .3ح�دد ع�دد أزواج إلكﱰون�ات الربط .ولتحدي�د هذا العدد اقس�م عدد اإللكﱰون�ات اﳌتوافرة للربط عﲆ .2 .4حدد أماكن أزواج الربط .ضع زوج ترابط واحدً ا )رابطة واحدة( بﲔ الذرة اﳌركزية وكل ذرة جانبية. .5ح�دد ع�دد أزواج إلكﱰون�ات الﱰابط اﳌتبقي�ة .ولتحديد ذلك اطرح عدد األزواج اﳌس�تخدمة ﰲ اﳋط�وة الرابع�ة من العدد الكﲇ ل�ﻸزواج ﰲ اﳋطوة الﺜالﺜة .حيﺚ تب�ﲔ األزواج اﳌتبقية عدد األزواج غ�ﲑ اﳌﱰابطة واألزواج اﳌس�تخدمة ﰲ الروابط الﺜنائي�ة والﺜالﺛية ،ﺛم ضع األزواج غﲑ اﳌﱰابط�ة ح�ول كل ذرة جانبية )ما ع�دا اﳍيدروجﲔ( مرتبطة مع ال�ذرة اﳌركزية لتحقق القاعدة الﺜﲈنية ،ﺛم ضع أي أزواج إضافية عﲆ الذرة اﳌركزية. .6حدد ما إذا كانت الذرة اﳌركزية ﲢقق القاعدة الﺜﲈنية. ه�ل ال�ذرة اﳌركزي�ة ﳏاطة بأربع�ة أزواج م�ن اإللكﱰون�ات؟ إذا كان اﳉ�واب ال فﺈﳖا ال ﲢقق زوجا أو زوجﲔ م�ن األزواج غﲑ اﳌﱰابطة ﰲ حول ً القاع�دة الﺜﲈني�ة .ولتحقيق القاعدة الﺜﲈني�ة ّ ال�ذرات اﳉانبي�ة إﱃ رابطة ﺛنائية أو ﺛالﺛية بﲔ الذرة اﳉانبية والذرة اﳌركزية ،فتبقى هذه األزواج مرتبطة مع الذرة اﳉانبية ،وكذلك مع الذرة اﳌركزيةّ . تذكر أن الكربون والنيﱰوجﲔ واألكسجﲔ تكون روابط ﺛنائية وﺛالﺛية. والكﱪيت عادة ما ّ طبق ال�ساتيجية ادر�ص األمﺜلة 7-3و 7-4ﳌعرفة كيف طبقت هذه اﳋطوات ﰲ حل اﳌسائل. 246 مثال 7-3 تركيب لوي�ص ركب ت�ساهمي له روابط اأحادية .تس�تخدم األمونيا بوصفها خا ًما لصناعة العدي�د من اﳌواد األخرى، ومنها مواد التنظيف واألسمدة واﳌتفجرات .ارسم تركيب لويس لﻸمونيا .NH3 1ليل ا�ساألة يتكون جزيء األمونيا من ذرة نيﱰوجﲔ وﺛالث ذرات هيدروجﲔ ،ولكون اﳍيدروجﲔ ذرة جانبية فالبد أن يكون النيﱰوجﲔ الذرة اﳌركزية. 2ح�ساب اطلوب ﳚب أن نجد العدد اإلﲨاﱄ إللكﱰونات التكافﺆ اﳌتوافرة للﱰابط. إلكﱰون تكافﺆ 1 5إلكﱰونات تكافﺆ 8 = ___________ × 3 atom H + ____________ × 1 atom Nإلكﱰونات تكافﺆ. 1 atom N 1 atom H هناك 8إلكﱰونات تكافﺆ موجودة للﱰابط. حدد عدد اأزاج الاب الكل .لليام بل ا�شم عدد الكنا اتوافر للاب على .2 يتوافر أربعة أزواج من اإللكﱰونات للﱰابط. H—N—H — زا رابطا من الكنا ب ر الي اركزية ك ر يدر شع انبية لتكوين رابطة اأحادية. 8إلكﱰونات ___________ = 4أزواج 2إلكﱰون/زوج H حدد عدد األزواج غﲑ اﳌرتبطة اﳌتبقية. ار عدد اأزاج ا�شتخدمة الراب من العدد اما للكنا 4أزواج )اﳌجموﻉ الكﲇ( – 3أزواج مستخدمة = اتوافر للاب. C09-29C-828378-08 رابط زوج واحد غﲑ يك�ون ال�زوج اﳌتبقي ه�و زوج غﲑ رابط ،وﳚب أن يضاف إﱃ الذرة اﳌركزية أو إﱃ ال�ذرات اﳉانبية .وألن ذرات اﳍيدروجﲔ زوجا غﲑ رابط من اإللكﱰونات. تقبل رابطة واحدة فقط فﺈﳖا ال تستقبل ً 2 — شع الزج ارب اتب على ر الي اركزية. H—N—H H تقو الإجابة اﳌركزية بﺜالﺛة أزواج من اإللكﱰونات، تش�ارك كل ذرة هيدروجﲔ بزوج واحد من اإللكﱰونات .وتش�ارك ذرة النيﱰوجﲔ C09-30C-828378-08 وﳍا زوج واحد غﲑ رابط للحصول عﲆ حالة الﺜﲈنية اﳌستقرة. م�سائل تدريبية .37ارسم تركيب لويس ﳉزيء .BH3 .38فيز ﳛتوي جزيء ﺛالﺛي فلوريد النيﱰوجﲔ عﲆ عدد من األزواج غﲑ اﳌرتبطة .ارسم تركيب لويس للجزيء. 247 مثال 7-4 تركيب لوي�ص ركب ت�ساهمي يحتوي روابط متعددة ﺛاﲏ أكسيد الكربون هو ناتﺞ عملية تنفس اﳋاليا ﰲ اﳉسم .ارسم تركيب لويس ﳉزيء .CO2 1ليل ا�ساألة ﳛتوي جزيء ﺛاﲏ أكسيد الكربون عﲆ ذرة كربون وذرﰐ أكسجﲔ .وألن الكربون أقل جذ ًبا لﻺلكﱰونات اﳌشﱰكة تصبح ذرة الكربون الذرة اﳌركزية ،وذرتا األكسجﲔ ذرات جانبية. 2ح�ساب اطلوب إلﳚاد العدد الكﲇ إللكﱰونات التكافﺆ اﳌوجودة 6إلكﱰونات تكافﺆ 4إلكﱰونات تكافﺆ 16 = ____________ × 2 atom O + ____________ × 1 atom Cإلكﱰون تكافﺆ. 1 atom C 1 atom O حدد عدد اأزاج الاب الكل ب�شمة عدد الكنا اتوافر على .2 شع زج راب رابطة اأحادية ب ر الكربون اركزية ر اأك�ش اانبيت. لذا ،فهناك 16إلكﱰون تكافﺆ متوافر للﱰابط. 16إلكﱰو ًنا ___________ = 8أزواج 2إلكﱰون/زوج هناك 8أزواج من اإللكﱰونات متوافرة للﱰابط. O-C-O لتحديد عدد أزواج الﱰابط اﳌتبقية ،اطرح عدد األزواج اﳌستخدمة ﰲ الروابط من اﳌجموﻉ الكﲇ ألزواج اإللكﱰونات غﲑ الرابطة. ار ع دد اأزاج ا�ش تخدمة من العدد الكل أزاج الكنا اتوافر 8 أزواج )اﳌجموﻉ الكﲇ( – زوجﲔ مستخدمﲔ = الرابطة. 6أزواج غﲑ رابطة اأش ة اأزاج مربطة ا ك ر اأك�ش انبية. ار اأزاج اربطة من اأزاج اتوافر اتبية. O—C—O 6أزواج )اﳌجموﻉ الكﲇ( – 6أزواج مستخدمة = 0 C09-14C-828378-08رابطة أزواج غﲑ تفحص الﱰكيب غﲑ اﳌكتمل ،وبﲔ مواقع األزواج غﲑ الرابطة .الحﻆ أن ذرة الكربون ليس ﳍا ﺛﲈنية إلكﱰونات وال توجد يكون اﳉزيء روابط ﺛنائية. أزواج إلكﱰونات إضافية متاحة .وﳊصول ذرة الكربون عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات ،ﳚب أن ِّ زا مرب من ك ر اأك�ش لتكوين رابطة اية مع ر الكربون ا�شتخدم 3 — —C —O —O تقو الإجابة ح ّقق كل من الكربون واألكسجﲔ القاعدة الﺜﲈنية. م�سائل تدريبية .39ارسم تركيب لويس لﻺﺛيلﲔ .C2H4 C09-15C-828378-08 .40فيز ﳛتوي جزيء ﺛاﲏ كﱪيتيد الكربون عﲆ أزواج غﲑ مرتبطة وأزواج مرتبطة متعددة .ارسم تركيب لويس للجزيء. 248 تركيب لوي�ص لالأيونات اتعددة الذرات عﲆ الرغ�م من أن األيون اﳌتعدد الذرات ُيعامل كأنه أي�ون واحد إال أن الذرات فيه تكون مرتبطة بروابط تس�اﳘية .لذا تكون خطوات رس�م تركيب لويس لﻸيونات اﳌتعددة الذرات مش�اﲠة ﳋطوات رس�م اﳌركبات التساﳘية .ويتلخص الفرﻕ الرئيس ﰲ إﳚاد العدد الكﲇ إللكﱰونات التكافﺆ اﳌتوافرة للﱰابط .وباﳌقارنة مع عدد إلكﱰونات التكافﺆ تكون األيون ،إذا كان األيون مش�حو ًنا بش�حنة س�البة يك�ون هناك عدد أكﱪ من اإللكﱰون�ات ،وإذا كان اﳌوج�ودة ﰲ الذرات التي ّ مشحو ًنا بشحنة موجبة يكون عدد اإللكﱰونات أقل. وإلﳚاد العدد الكﲇ إللكﱰونات التكافﺆ نجد أو ً ال العدد اﳌتوافر لدى الذرات اﳌوجودة ﰲ األيون ،ﺛم نطرح شحنة األيون إن كان موج ًبا أو نجمع شحنته إن كان سال ًبا. مثال 7-5 تركيب لوي�ص لالأيون اتعدد الذرات ارسم تركيب لويس الصحيح أليون الفوسفات PO43-اﳌتعدد الذرات. 1ليل ا�ساألة نعلم أن أيون الفوسفات ﳛتوي عﲆ ذرة فوسفور وأربع ذرات أكسجﲔ وشحنة ﺛالﺛية سالبة .-3وألن للفوسفور أقل قوة جذب لﻺلكﱰونات اﳌشﱰكة تصبح ذرة الفوسفور هي الذرة اﳌركزية ،وذرات األكسجﲔ األربع هي الذرات اﳉانبية. 2ح�ساب اطلوب أوجد العدد الكﲇ إللكﱰونات التكافﺆ اﳌتوافرة للﱰابط. 6إلكﱰونات تكافﺆ 5إلكﱰونات تكافﺆ 3 + ____________ × 4 atom O + ____________ × 1 atom Pإلكﱰونات من الشحنة السالبة = 32إلكﱰون تكافﺆ 1 atom P 1 atom O 1 32إلكﱰون تكافﺆ زوجا _____________ = ً 16 2إلكﱰون /زوج حدد العدد الكل أزاج الاب. — O ار�شم رابطة اأحادية ب ر الفو�شفور Pاركزية را اأك�ش O اانبية. — O—P—O O ار عدد اأزاج ا�شتخدمة من العدد الكل أزاج الكنا اتوفر. زوجا )اﳌجموﻉ الكﲇ( 4 -أزواج مستخدمة = 12 ً 16 زوجا غﲑ ً رابطا ً C09-31C-828378-08 ضع ﺛالﺛة أزواج غﲑ رابطة لكل ذرة أكسجﲔ جانبية زوجا غﲑ ً زوجا مستخد ًما =0 رابطا – ً 12 ً 12 — O—P—O — ب عملية ر اأزاج اربطة ا�شتخدمة من اأزاج اتوافر عدم ود الكنا متوافر لر الفو�شفور .يب الشك اانب ركيب لوي� أيون الفو�شفا. 3- O O 3تقو الإجابة حققت الذرات حالة الﺜﲈنية إلكﱰونات ،والشحنة الكلية للمجموعة هي.-3 م�سائل تدريبية .41ارسم تركيب لويس أليون .NH4+ C09-16C-828378-08 .42فيز ﳛتوي أيون ClO4-عﲆ عدد من األزواج غﲑ اﳌرتبطة .ارسم تركيب لويس له. 249 ال�سكل 7-14اأ�شكا الرن أيون الا.NO3 .aتختل ــ اأ�ش ــكا الرن ــ ه ــذ م ــكان الرابط ــة الثناية فق .ول تت اأماكن ذرا النيوج والأك�شج. .bيكون اأيون الن ــا اقيقي هو متو�ش اأ�شكا الرن الثالة .a تب اط ــو انقطــة اأم ــاكن تملـة للرابط ــة الثناية. a - b O N O - O O N - - O O N N O O O O O O اأ�سكال الرنResonance Structures يمكن باستخدام ﳎموعة الذرات نفسها اﳊصول عﲆ أكﺜر من تركيب لويس صحيح ،وذلك C09-08C-828378-08 أحادية وﺛنائية ﰲ الوقت نفسه .وأليون حينﲈ يكون للجزيء أو األيون اﳌتعدد الذرات روابط C09-49C-828378-08 النﱰات اﳌتعدد الذرات اﳌبﲔ ﰲ الﺸـﻜل 7-14aﺛالث أش�كال متكافﺌة ،يمكن اس�تعﲈﳍا لتمﺜيل هذا األيون. الﺮﻧﲔ حالة ﲢدث عندما يكون هناك احتﲈل لرسم أكﺜر من تركيب لويس لشكل اﳉزيء أو األيون. ويش�ار إﱃ تركي�ب لوي�س الصحي�ح الذي يمﺜل اﳉ�زيء نفس�ه أو األيون بأش�كال الرنﲔ. وﲣتل�ف أش�كال الرنﲔ ﰲ م�كان وج�ود أزواج اإللكﱰونات ال ﰲ مكان وج�ود الذرة .لذا ﲣتل�ف أماك�ن األزواج غﲑ الرابطة وأزواج الروابط ﰲ األش�كال .وﳉ�زيء O3واأليونات اﳌتعددة الذرات CO23- ، SO23- ، NO-2 ، NO-3أشكال رنﲔ. وم�ن اﳌه�م معرف�ة أن كل جزيء أو أيون له رن�ﲔ خاﺹ به ،يظهر كأن له بن�ا ًء واحدً ا فقط. انظر الﺸﻜل ،7-14bأﻇهرت القياسات العملية أن أطوال الروابط ﳍذا اﳉزيء اﳌحسوبة ﰲ اﳌختﱪ متﲈﺛلة ،وتكون الروابط أقﴫ من الروابط األحادية ،ولكنها أطول من الروابط الﺜنائية. وقد وجد ّ أن الطول اﳊقيقي للرابطة هو اﳌتوسط اﳊساﰊ ألطوال الروابط ﰲ أشكال الرنﲔ. م�سائل تدريبية اﺭﺳﻢ ﺃﺷﻜﺎﻝ الﺮﻧﲔ لﻠﺠﺰﻳﺌﺎت اآلتية: NO2- .43 ال�سكل 7-15ر الي اركزية ز NO2الاع د المانية .ف تو على �شبعة الكنا ف م�شتو الطاة اار. O 250 N O SO2 .44 O3 .45 .46فيز ارسم أشكال رنﲔ لويس لﻸيون SO32- ا�ستثناءات القاعدة الثمانية Exceptions to the Octet Rule ع�ادة م�ا ﲢصل الذرات ع�ﲆ ﺛﲈنية إلكﱰون�ات عندما تتح�د بذرات أخ�رى .ولكن بعﺾ األيونات واﳉزيﺌات ال تتبع القاعدة الﺜﲈنية .وهناك بعﺾ األسباب ﳍذه االستﺜناءات. العدد الفردي من اإلكونات التكافوؤ يمكن أن يكون ﳌجموعة صغﲑة من اﳉزيﺌات أعداد تكون ﺛﲈنية إلكﱰونات حول كل ذرة .فمﺜ ً الNO2 : فردية إللكﱰونات التكافﺆ ،وال تستطيع أن ّ أي أن اﳌجموﻉ 17إلكﱰون له ﲬسة إلكﱰونات تكافﺆ من النيﱰوجﲔ و 12من األكسجﲔ ،ﹾ تكافﺆ ،لذا ال يمكنه تكوين ﹴ صحيح من أزواج اإللكﱰونات .انظر الﺸﻜل .7-15وتعد عدد ﹴ NO ،ClO2أمﺜلة أخرى عﲆ جزيﺌات ذات إلكﱰونات تكافﺆ فردية العدد. — — — — — H — N—H H—B → — H — H H N—H H H H H—B + H ال�سكل 7-16فاع يدري د البورن اأمونيا دم ر الي الكن يت م مشاركتم ا ب الب ورن اأمونيا لتكوين رابطة �شامية ا�شية. ف�سر ه ــل ق ــ الرابط ــة الت�شاهمي ــة التنا�شقي ــة ه ــذا ا ــزيء ّ القاعدة الثمانية حالت ال�ستقرار باأقل من ثمانية اإلكونات والرابطة الت�ساهمية التنا�سقية ُتعزى اﳊ�االت االس�تﺜنائية األخرى للقاعدة الﺜﲈني�ة إﱃ وصول بعﺾ اﳌركبات إﱃ الﱰكيب اﳌس�تقر بأقل من ﺛﲈنية إلكﱰونات حول الذرة .وهذه اﳌجموعة نادرة الوجود ،ومن األمﺜلة عليها .BH3 ويكون ﺛالث روابط تساﳘية مع ذرات يوجد البورون ﰲ اﳌجموعة ،13وهو عنﴫ شبه فلزي، ّ ال فلزية أخرى. — H—B—H H C09-09C-828378-A تتشارك ذرة البورون بستة إلكﱰونات فقط؛ أي ال تتبع القاعدة الﺜﲈنية .وتكون مﺜل هذه اﳌركبات ﰲ الغالب قابلة للتفاعلّ ، C09-32C-828378-Aمن اإللكﱰونات من ذرة أخرى. ألن ﳍا القابلية الستقبال زوج تتك�ون الﺮابطـة الﺘﺴـﺎﳘية الﺘنﺎﺳـقية عندم�ا تق�دم إح�دى ال�ذرات إلكﱰون�ﲔ لتش�ارك ﲠ�ﲈ مس�تقرا بأق�ل طاقة إلكﱰوني�ا ليكون�ا ترتي ًب�ا ذر ًة أخ�رى أو أيو ًن�ا ﺁخ�ر بحاج�ة إﱃ إلكﱰون�ﲔ ّ اًّ اًّ تك�ون ال�ذرات ،أو األيون�ات ذات األزواج غ�ﲑ وض�ع .انظ�ر الﺸـﻜل ،7-16ع�ادة م�ا ِّ الرابط�ة رواب�ط تس�اﳘية تناس�قية م�ع ذرات أو أيون�ات ﲢت�اج إﱃ إلكﱰون�ﲔ إضافي�ﲔ. حالت ال�ستقرار باأك من ثمانية اإلكونات من اﳌركبات التي ال تتبع القاعدة الﺜﲈنية ذرة مركزية ﲢتوي عﲆ أكﺜر من 8إلكﱰونات تكافﺆ .ويمكن تفسﲑ ذلك باألخذ بعﲔ االعتبار اﳌستوى dالذي يوجد ﰲ مستويات طاقة عناﴏ الدورة الﺜالﺜة وما بعدها .ويبﲔ الﺸﻜل 7-17كيف تصل ذرة الفوسفور ﰲ جزيء PCl5إﱃ حالة االستقرار بأكﺜر من ﺛﲈنية إلكﱰونات؛ إذ تتكون ﲬس روابط من عﴩة إلكﱰونات مشﱰكة ﰲ مستوى sواحد ،وﺛالﺛة مستويات pومستوى dواحد. واﳌﺜال اآلخر هو جزيء SF6الذي ﳛتوي عﲆ س�ت روابط تتش�ارك ﰲ 12إلكﱰو ًنا ﰲ مستوى sوﺛالﺛة مستويات ،pواﺛنﲔ من مستويات .d وعندم�ا نرس�م بناء لويس ﳍ�ذه اﳌركبات فﺈم�ا أن نضي�ف أزواج إلكﱰونات غ�ﲑ رابطة للذرة اﳌركزية ،أو أن يكون هناك أكﺜر من أربع ذرات ترتبط ﰲ اﳉزيء. ماذا قراأت� ص األسباب الﺜالﺛة التي ﲡعل جزيﺌًا ما ال ينتمي إﱃ اﳉزيﺌات التي ﲢقق القاعدة الﺜﲈنية. Cl Cl Cl P Cl Cl Cl Cl Cl Cl ال�سكل 7-17 P تب ع ك ر ا اد اتفاعل ة الاع د المانية .بع د التفاع يت PCl5 ال تبع ر الفو�شفور في الاعد المانية. Cl ب فاعCl2 PCl3 251 مثال 7-6 يكون مركبات نادرة عند تفاعله مع الالفلزات الشديدة تراكيب لوي�ص :ا�ستثناءات القاعدة الثمانية الزينون غاز نبيلّ ، اﳉذب لﻺلكﱰونات .ارسم تركيب لويس الصحيح للجزيء . XeF4 1ليل ا�ساألة لديك اﳉزيء XeF4الذي ﳛتوي عﲆ ذرة Xeواحدة ،وأربع ذرات .Fوألن جاذبية Xeلﻺلكﱰونات قليلة لذلك ُيكون الذرة اﳌركزية. 2ح�ساب اطلوب ﳚب أن نجد العدد الكﲇ إللكﱰونات التكافﺆ. 7إلكﱰونات تكافﺆ 8إلكﱰونات تكافﺆ 36 = ____________ × 4 atom F + ____________ × 1 atom Xeإلكﱰون تكافﺆ 1 atom F 1 atom Xe 36إلكﱰو ًنا زوجا ___________ = ً 18 2إلكﱰون /زوج حدد العدد الكل أزاج الرب. F ا�شتخدم اأزاج الرب اأربعة لرب اأربع را F مع ر Xe اركزية. F Xe F F حدد عدد اأزاج الرابطة زوجا غﲑ رابط زوجا )اﳌجموﻉ الكﲇ( 4 -أزواج مستخدمة = ً 14 ً 18 اأش ة اأزاج الكنا ا ك ر.F 3أزواج زوجا – = ________ × 4 atom Fزوجﲔ غﲑ رابطﲔ ً 14 اأد عدد اأزاج الرابطة. C09-17C-828378-A 1 atom F F شع الز اتبي على ر Xe اركزية. F Xe F F 3تقو الإجابة االس�تقرار بأكﺜ�ر من 8إلكﱰون�ات .تعد مركبات يعط�ي ه�ذا الﱰكي�ب ذرة الزين�ون 12إلكﱰو ًنا .وه�ذا يعني ّأﳖا تصل إﱃ C09-18C-828378-A الزينون -ومنها -XeF4سامة بسبب قدرﲥا العالية عﲆ التفاعل. م�سائل تدريبية اﺭﺳﻢ تراكيب لويس للجزيﺌات اآلتية: ClF3 .47 SO3 .48 .49فيز ارسم تراكيب لويس للجزيء الناتﺞ عن ارتباﻁ 6ذرات فلور مع ذرة كﱪيت بروابط تساﳘية. 252 التقو 7-3 اﻟﺨﻼﺻﺔ هن�اك أكﺜر من نموذج يمكن اس�تعﲈله لتمﺜيل اﳉزيﺌات. .50 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﺻﻒ اﳌعلومات اﳌوجودة ﰲ الصيغة البنائية للجزيء. .51اﺫﻛﺮ اﳋطوات الﴬورية لرسم تراكيب لويس. .52ﳋـﺺ اس�تﺜناءات القاعدة الﺜﲈنية م�ن خالل عمل أزواج م�ن اﳉزيﺌات ﳛ�دث الرن�ﲔ عندما يكون هن�اك أكﺜر والعب�ارات اآلتي�ة ، PI5 :و ، ClO2و ، BF3ع�دد فردي من إلكﱰونات ال تتبع بعﺾ اﳉزيﺌات القاعدة الﺜﲈنية. ﻗوﻡ يزعم أحد الطالب أن اﳌركبات الﺜنائية التي ﲢتوي عﲆ روابط سيجﲈ .53ﹼ من شكل لويس للجزيء الواحد. التكافﺆ ،أكﺜر من ﺛﲈنية إلكﱰونات ،أقل من ﺛﲈنية إلكﱰونات. فقط يمكنها إﻇهار خاصية الرنﲔ .هل هذه العبارة صحيحة؟ .54اﺭﺳﻢ أشكال الرنﲔ ﳉزيء أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ .N2O .55اﺭﺳﻢ تراكيب لويس لكل من AsF6 ، HCO3 ، SiF4 ، CN - - - 253 7-4 الأهداف اأ�سكال ازيات تلخ�ص مف�ه�وم نم��وذج التنافر ب�ﲔ أزواج إلكﱰونات �سكل ازيء. التكافﺆ .VSEPR اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ Molecular Shapes ي�ستعمل وذج التنافر ب اأزواج اإلكونات التكافوؤ VSEPRلتحديد الربط مع اياة لعلك يو ًما دلكت بالونﲔ بشعرك وأنت تلعب .هل رأيت كيف يتنافر تتوقع الش�كل وزاوي��ة البالونان بسبب شحنتيهﲈ اﳌتشاﲠتﲔ ،ويبتعد أحدﳘا عن اآلخر؟ وكذلك اﳊال مع الشحنات؛ الرابطة ﰲ اﳉزيء. فﺈن أشكال اﳉزيﺌات تتأﺛر بقوى التنافر اإللكﱰونية. تعرف التهجﲔ. ّ وذج التنافر ب اأزواج اإلكونات التكافوؤ VSEPR Model مراجعة افردات ُﳛدّ د شكل اﳉزيء الكﺜﲑ من خواصه الفيزيائية والكيميائية ،وﲢدد الكﺜافة اإللكﱰونية الناﲡة معا شكل اﳉزيء .وقد ُط ّورت أكﺜر من نظرية ا�ستوى :منطقة ﺛالﺛية األبعاد عن تداخل مستويات اإللكﱰونات اﳌشﱰكة ً حول النواة تصف اﳌوقع اﳌحتمل لﴩح تداخل مستويات الﱰابط ،ويمكن استخدامها ﰲ توقع شكل اﳉزيء .كﲈ يمكن معرفة لوجود إلكﱰون. شكل اﳉزيء عندما نرسم تراكيب لويس له .و ُيسمى النموذج اﳌستخدم ﰲ ﲢديد شكل اﳉزيء ﻧموﺫﺝ ) VSEPRالتنافر بﲔ أزواج إلكﱰونات التكافﺆ( .ويعتمد هذا النموذج عﲆ افردات اديدة الﱰتيب الذي من شأنه أن يقلل التنافر بﲔ أزواج اإللكﱰونات الرابطة وغﲑ الرابطة حول نموذج VSEPR الذرة اﳌركزية إﱃ أقﴡ درجة ﳑكنة. التهجﲔ زاوية الرابطة لفهم نموذج VSEPRعﲆ نحو أفضل ﲣيل بالونات منتفخة بحجوم متﲈﺛلة ً ومربوطا بعضها مع بعﺾ كﲈ ﰲ الﺸﻜل 7-18؛ حيﺚ يمﺜل كل بالون منطقة كﺜافة إلكﱰونية، وﲤنع قوة تنافر منطقة الكﺜافة اإللكﱰونية اإللكﱰونات األخرى من دخوﳍا .وعندما تتصل ﳎموعة من البالونات بنقطة مركزية ،وهي ﲤﺜل الذرة اﳌركزية فمن الطبيعي أن تأخذ هذه البالونات شك ً ال يقلل من التصادم بينهﲈ. تتنافر أزواج اإللكﱰونات ﰲ اﳉزيء بطريقة ﳑاﺛلة ،وتعمل قوى التنافر هذه عﲆ تﺜبيت مواقع الذرات ﰲ اﳉزيء بحيﺚ تصنع زوايا ﺛابتة بعضها مع بعﺾ .وتعرف الزاوية بﲔ ذرتﲔ جانبيتﲔ والذرة اﳌركزية بزاوية الرابطة .وتكون قيم زوايا الروابط التي يمكن توقعها بنموذج التنافر بﲔ أزواج إلكﱰونات التكافﺆ مدعومة بأدلة ﲡريبية .وتﺆﺛر أزواج اإللكﱰونات غﲑ الرابطة ً أيضا ﹴ مستويات أكﱪ ً قليال مقارنة باإللكﱰونات ﰲ ﲢديد شكل اﳉزيء؛ إذ ﲢتل هذه اإللكﱰونات اﳌشﱰكة .لذا تضغط أزواج اإللكﱰونات غﲑ الرابطة مستويات الربط اﳌشﱰكة بﲔ الذرات. الربط علم الأحياء يعد شكل جزيﺌاتالطعام عام ً ال اًّ مهﲈ ﰲ ﲢديد طعمها ،حيﺚ تغطي ال�سكل 7-18بتعد اأزاج الكنا براعم التذوﻕ سطح اللسان ،وﳛتوي كل برعم ما بﲔ 50إﱃ 100من خاليا مستقبالت الذوﻕ. از بعشا عن بع در ما اأمكن ل كما و مب ريب البالونا. ا يك ون زان �شك ط يا ك ون ة اأزاج �شك مل م�شت و ح ك ون اأربعة اأزاج �شك رباع اأ مت ما. 254 �سكل خطي مثلث م�ست و �سكل رباعي الأوجه منتظم وﲢدد خاليا مستقبالت التذوﻕ 5نكهات ،هي اﳊلو واﳌر واﳌالح واﳊامﺾ ونكهة طعم تتحدد أشكال جزيﺌات الطعام اعتﲈ ًدا عﲆ تركيبها الكيميائي .وحينﲈ يدخل اﳉزيء نسيﺞ التذوﻕ ﳚب أن يكون له الشكل الصحيح لتتمكن كل خلية عصبية من ﲤييزه ،وإرسال رسالة إﱃ الدماﻍ الذي ﳛللها بوصفها نكهة معينة .وعندما ترتبط هذه اﳉزيﺌات بمستقبالت حلوا .وكلﲈ ازداد عدد جزيﺌات الطعام اﳌرتبطة بمستقبالت الطعم الطعم اﳊلو يكون مذاقها ً اﳊلو زادت حالوة الطعام .فالسكر وا ُﳌح ِّليات اﳌصنعة ليست اﳉزيﺌات اﳊلوة الوحيدة؛ فبعﺾ الﱪوتينات اﳌوجودة ﰲ الفاكهة جزيﺌات حلوة الطعم .ولقد تم إدراج بعﺾ أشكال اﳉزيﺌات اﳌعروفة ﰲ اﳉدﻭﻝ .7-6 التهجHybridization معا ،حيﺚ يكون للﴚء اﳍجﲔ خواﺹ كال الشيﺌﲔ ﳛدث التهجﲔ عند دمﺞ شيﺌﲔ ً معا .فالسيارات اﳍجينة ً مﺜال تستخدم الكهرباء والبنزين مصادر للطاقة .وخالل الﱰابط ً الكيميائي ﳜضع العديد من اﳌستويات الذرية لعملية التهجﲔ .ولفهم ذلك ،ادرس رابطة جزيء اﳌيﺜان .CH4فلذرة الكربون 4إلكﱰونات تكافﺆ ،وتوزيعها اإللكﱰوﲏ هو .[He]2s22p2وربﲈ تتوقع أن يرتبط اإللكﱰونان اﳌنفردان من pبذرات أخرى ،وأن تبقى أزواجا غﲑ مرتبطة .ولكن ﳛصل لذرات الكربون عملية الﺘﻬﺠﲔ ،حيﺚ إلكﱰونات 2s ً ﹴ مهجنة جديدة. لتكون مستويات ّ ﲣتلط اﳌستويات الفرعية ّ من أص��ل التيني ،trigonum ً شكال له ﺛالث زوايا ﰲ وتعني سطح مست ﹴو. ال�سكل 7-19ش الك ترن ا ر ال ك رب ون اوود ف ا�شتويا2p 2s م�شتويا مة م ن نو.sp3 ح اأن يمة ا ة ا�شتويا ا ة ع اد متو�ش ا ة ش ع م�شتوي ا p s اأشلية. ب عا لرية VSEPRفان الشك الرباع اأ اتم يل التافر ب ا�شتويا اة ز . CH4 حدد ك وجهًا يحتوي �شكل جز ايثان النا عن م�شتويا.sp3 H sp3 sp3 H 3 C 3 sp sp H H CH4 → → → → → → → sp3 p2 يبﲔ الﺸﻜل 7-19اﳌستويات اﳍجينة ﰲ ذرة الكربون ،حيﺚ ﳛتوي كل مستوى مهجن عﲆ إلكﱰون واحد يمكن أن يشﱰك به مع ذرة أخرى ،و ُيسمى باﳌستوى اﳌهجن sp3ألنه يتكون من اﳌستوى sوﺛالﺛة مستويات .pويعد الكربون أشهر العناﴏ التي ﲣضع لعملية التهجﲔ .ويكون عدد اﳌستويات التي وتكون اﳌستوى اﳌهجن مساو ًيا ﳌجموﻉ أعداد أزواج اإللكﱰونات ،كﲈ ﰲ اﳉدﻭﻝ .7-6 ﲣتلط ً معا ّ باإلضافة إﱃ ذلك يكون عدد اﳌستويات اﳌهجنة الناﲡة مساو ًيا عدد اﳌستويات اﳌتداخلة. فعﲆ سبيل اﳌﺜال ،ل� AlCl3ﺛالﺛة أزواج من اإللكﱰونات ،ويتوقع نموذج VSEPRأن يكون شكل اﳉزيء مﺜل ًﺜا مستو ًيا .وينتﺞ هذا الشكل عند تداخل اﳌستوى الفرعي sمع مستويﲔ فرعيﲔ من pﰲ الذرة اﳌركزية Alوتكوين ﺛالﺛة مستويات هجينة متشاﲠة من نوﻉ .sp2 ﹴ مستويات مهجنة ً أيضا .قارن بﲔ اﳌستويات اﳌهجنة ﰲ H2Oو BeCl2 ﲢتل األزواج غﲑ اﳌرتبطة اﳌوجودة ﰲ اﳉدﻭﻝ ،7-6حيﺚ ﳛتوي كل من اﳌركبﲔ عﲆ ﺛالث ذرات .فلﲈذا ﳛتوي جزيء H2Oعﲆ مستويات sp3؟ هناك زوجان غﲑ مرتبطﲔ عﲆ ذرة األكسجﲔ اﳌركزية ﰲ ،H2O لذا ﳚب أن يكون هناك أربعة مستويات مهجنة ،اﺛنان للربط واﺛنان ألزواج غﲑ مرتبطة. ّ تذكر أن الرابطة التساﳘية اﳌتعددة تتكون من رابطة سيجﲈ واحدة ،ورابطة باي أو أكﺜر. ﲢتل إلكﱰونات رابطة سيجﲈ فقط مستوياتﹴ مهجنة مﺜل spو ، sp2أما بقية مستويات p فتكون روابط باي ) .(πوإذا علمت أن الروابط التساﳘية األحادية والﺜنائية غﲑ اﳌهجنة ّ والﺜالﺛية ﲢتوي عﲆ مستوى مهجن واحد .لذا فﺈن CO2ﳛتوي عﲆ رابطتﲔ ﺛنائيتﲔ ويكون اﳌستوى اﳌهجن من نوﻉ .sp Trigonal planner → جلوتومات الصوديوم األحادية .MGSوتستجيب كل خلية مستقبلة للذوﻕ نكهة واحدة فقط. اأ�سل الكلمة مﺜﻠﺚ مﺴﺘ ﹴو s2 ماذا قراأت اذكر عدد اإللكﱰونات اﳌتوافرة للﱰابط ﰲ اﳌستوى اﳌهجن .sp3 255 ادول 7-6 ﲤﺜ�ل الك�رات ال�ذرات ،وﲤﺜ�ل الع�ﴢ الأ�سكال الفراغية للجزيات ازيء العدد الكلي لأزواج الإلكونات الأزواج ا�سكة الأزواج غ الرابطة ا�ستويات اهجنة BeCl2 2 2 0 sp AlCl3 3 3 0 sp 2 CH4 4 4 0 sp 3 PH3 4 3 1 sp 3 H2O 4 2 2 sp 3 NbBr5 5 5 0 sp 3d SF6 6 6 0 sp 3d 2 الرواب�ط ،وأم�ا الفلق�ات )الفص�وﺹ( اأ�سكال ازيات فتمﺜل أزواج اإللكﱰونات غﲑ الرابطة. ﳛت�وي ج�زيء BeCl2عﲆ زوج�ﲔ فقط م�ن اإللكﱰون�ات اﳌرتبط�ة م�ع ذرة Be 180° اﳌركزي�ة .ل�ذا تك�ون إلكﱰون�ات الرابط�ة BeCl 2 عﲆ أبعد مس�افة ﳑكنة بينه�ا ،وزاوية الرابطة خطيا 180°وشكل اﳉزيء اًّ تك�ون أزواج اإللكﱰون�ات الﺜالﺛ�ة اﳌكون�ة 120° AlCl 3 للرواب�ط ﰲ اﳌركب AlCl3عﲆ أكﱪ مس�افة C09-23C-828378-08-A بينه�ا عندم�ا تك�ون عﲆ ش�كل مﺜلﺚ مس�ت ﹴو والزوايا بﲔ الروابط .120° عندما ﲢتوي الذرة اﳌركزية ﰲ جزيء عﲆ أربعة أزواج 109.5° CHالﱰابط كﲈ ﰲ اﳌيﺜان CH4يكون الشكل إلكﱰونات من 4 C09-23C-828378-B رباعي األوجه ً منتظﲈ والزوايا بﲔ الروابط . 109.5° ﳉزيء PH3ﺛالث روابط تس�اﳘية أحادية وزوج غﲑ مرتبط .يأخ�ذ الزوج غﲑ اﳌرتبط حيزً ا أكﱪ من الرابطة التساﳘية .وتوجد قوة PH 3 C09-23C-828378-08-B أقوى بﲔ هذا الزوج واألزواج الرابطة تنافر مقارنة ب�األزواج الرابطة بعضها ببعﺾ .لذا 107.3° يكون الش�كل الناتﺞ مﺜلﺜي هرم�ي والزوايا بﲔ الروابط .107.3° رابطتانHتساﳘيتان وزوجان غﲑ رابطﲔ، للﲈء 2 O C09-23C-828378-08-C ويصنع التنافر بﲔ األزواج غﲑ الرابطة زاوية 104.5° مقدارها .104°ﳑا ﳚعل شكل جزﺉ اﳌاء منحن ًيا. 90° 256 ﳉ�����زيء NbBr5ﲬ��س��ة أزواج من C09-23C-828378-08-D NbBr 5 اإللكﱰونات الرابط�ة ،ل�ذا يق� ّلل الشكل 120° الﺜن�ائ�ي اﳍرم الﺜالﺛي من التنافر بﲔ أزواج اإللكﱰونات اﳌشﱰكة. ليس ﳉزيء SF6أزواج إلكﱰونات غﲑ SF6 C09-23C-828378-08-E 90°رابطة مع الذرة اﳌركزية ،ومع ذلك فله ستة أزواج رابطة مرتبة حول الذرة اﳌركزية 90° لتكون شك ً ال ﺛﲈﲏ األوجه. ّ C09-23C-828378-08-F مثال 7-7 ما �سكل ازيء ﺛالﺛي ه�يدريد الفوسفور غ�از ع�ديم الل�ون ينتﺞ عن تعفن اﳌواد العض�وية ،ومنها السمك .ما شكل جزيء ﺛالﺛي هيدريد الفوسفور؟ حدّ د مقدار زاوية الرابطة واﳌستويات اﳌهجنة فيه. 1ليل ا�ساألة نعلم من اﳌعطيات أن اﳉزيء ﺛالﺛي هيدريد الفوسفور ،وله 3ذرات هيدروجﲔ جانبية متصلة بذرة فوسفور مركزية. 2ح�ساب اطلوب 1إلكﱰون تكافﺆ 5إلكﱰونات تكافﺆ 8 = ___________ × 3 atom H + ____________ × 1 atom Pإلكﱰونات تكافﺆ. 1 atom P حدد العدد الكل لأزاج اربطة ار�شم �شك لوي� با�شتخدام زج من الكنا ب ك ر يدر ر فو�شفور مركزية شع الزج الراب على ر الفو�شفور. 1 atom H 8الكﱰونات _________ = 4أزواج 2إلكﱰون/زوج P H H H → H —P —H H الشك ازي مل رم يكون مدار زاية الرابطة 107نو الت sp3 ا�شتويا اة. O 3تقو الإجابة كل أزواج اإللكﱰونات مستخدمة ،وكل ذرة ﳍا التوزيع اإللكﱰوﲏ اﳌستقر. م�سائل تدريبية ما شكل اﳉزيء ،ومقدار زاوية الرابطة ،واﳌستويات اﳌهجنة ﰲ كل ﳑا يأﰐ: OCl2 .57 BF3 .56 CF4C0919C82837808 .59 BeF2 .58 .60فيز ما شكل أيون NH4+وقيمة زاوية الرابطة ونوﻉ التهجﲔ ؟ التقو 7-4 اﻟﺨﻼﺻﺔ ين�ص نم�وذج VSEPRعﲆ أن أزواج اإللك�ت��رون��ات يتناف�ر بعضه�ا م�ع بع�ﺾ، وﲢدد ش�كل اﳉزيء وزوايا الﱰابط فيه. يف�ﴪ ال�ت�ه�ج��ﲔ أش�كال ّ اﳉزيﺌات اﳌعروفة من خالل مستويات التهجﲔ اﳌتكافﺌة. .61اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳋﺺ فكرة نموذج VSEPRللﱰابط. ﻋﺮﻑ زاوية الرابطة. .62ﹼ .63اﴍﺡ كي�ف يﺆﺛ�ر وج�ود زوج إلكﱰون�ات غﲑ رابطة ﰲ اﳌس�افات بﲔ مس�تويات الروابط اﳌشﱰكة؟ ً مش�ﱰكا وﺁخ�ر ﳛتوي زوج .64ﻗـﺎﺭﻥ ب�ﲔ حجم اﳌس�توى الذي ﳛت�وي زوج إلكﱰون إلكﱰونات غﲑ رابط. .65ﺣدﹼ ﺩ نوﻉ اﳌستويات اﳌهجنة وزوايا الروابط ﰲ جزيء له شكل رباعي األوجه منتظم. .66ﻗﺎﺭﻥ بﲔ شكل اﳉزيء واﳌستويات اﳌهجنة لكل من PF3و .PF5واﴍح الفرﻕ بﲔ شكليهﲈ. .67ﱢ ﻧظـﻢ اًّ كال ﳑ�ا يأﰐ ﰲ جدول :تركيب لويس ،ش�كل اﳉزيء وزاوية ربط اﳌس�تويات اﳌهجنة لكل من ، NCl3 :و ، CCl2F2و ، H2Seو ، CH2Oو.CS2 257 7-5 الأهداف ت�سف كيف تستخدم الكهروسالبية لتحديد نوﻉ الرابطة. الكهرو�سالبية والقطبية Electronegativity and Polarity اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يعتمد نوع الرابطة الكيميائية على مقدار جذب كل ذرة لالإلكونات تقارن بﲔ الروابط التس�اﳘية القطبية وغﲑ القطبية ،واﳉزيﺌات الرابطة. الربط مع اياة ﲣتلف قدرة الناس عﲆ سحب األشياء بحسب قوة أذرعهم ،مﺜل لعبة شد القطبية وغﲑ القطبية. تع ّمم خواﺹ اﳌرك�بات ذات الروابط التساﳘية. مراجعة افردات اﳊبل .وكذلك ﲣتلف قدرة الذرات عﲆ جذب اإللكﱰونات ﰲ الروابط الكيميائية. ايل الإلكو ،والكهرو�سالبية ،وخوا�ص الروابط Electron Affinity, Electronegativity, and Bond Characters الكهرو�سالبية :اﳌ�ق�درة النسبية يعتمد نوﻉ الرابطة الكيميائية التي تتكون ﰲ أﺛناء التفاعل الكيميائي عﲆ قدرة جذب الذرات للذرة عﲆ جذب إلكﱰونات الرابطة لﻺلكﱰونات .واﳌيل اإللكﱰوﲏ هو مقياس لق�ابلي�ة الذرة عﲆ استقبال اإللكﱰون .وفيﲈ عدا الغ�ازات النبيل�ة ،يزداد اﳌ�ي�ل اإللك�ﱰوﲏ كلﲈ زاد الع�دد الذري عﱪ ال�دورة ،ويق�ل كلﲈ زاد الكيميائية. العدد الذري عﱪ اﳌجموعة .تساعد قيم الكهروسالبية اﳌوجودة ﰲ الﺸﻜل ،7-20الكيميائيﲔ افردات اديدة عﲆ حساب اﳌيل اإللكﱰوﲏ لبعﺾ الذرات ﰲ اﳌركبات الكيميائية. الرابطة التساﳘية غﲑ القطبية تذكر أن الكهروسالبية تشﲑ إﱃ القدرة النسبية للذرة ﳉذب إلكﱰونات الرابطة الكيميائية. الرابطة التساﳘية القطبية علميا ﰲ اﳌختﱪ. والحﻆ أنه يتم تعيﲔ قيم الكهروسالبية ،ﰲ حﲔ يتم قياس قيم اﳌيل اإللكﱰوﲏ اًّ الكهرو�سالبية يوضح اﳉدول الدوري ﰲ الﺸﻜل 7-20مقادير الكهروسالبية للعناﴏ. الحﻆ أن للفلور أكﱪ قيمة كهروسالبية 3 .98ﰲ حﲔ أن للفرانسيوم أقل قيمة .0 .7 وألن الغازات النبيلة ال تتفاعل ﰲ الغالب ،وال تكون اﳌركبات ،لذا ال يتضمن اﳉدول قيم الكهروسالبية للهيليوم والنيون واألرجون .ومع ذلك تتحد الغازات النبيلة الكبﲑة -ومنها الزينون -مع الذرات التي ﳍا قيم كهروسالبية عالية مﺜل الفلور. ال�سكل � 7-20ش ب ي م الكر�شالبي ة ارن ة و ال ر للكنا اشك ة ا و ر الفلور ل الكن ا .ح اأن مادي ر الكر�شالبية ل�شل�شلت الناني دا اأكتي دا ا ر اد لك ا ا ب.1 .7 1. 12 258 9 F 8 O 7 N 6 C 5 B 3.98 17 3.44 16 3.04 15 2.55 14 3.16 35 2.58 34 2.19 33 1.90 32 1.61 31 30 Cl S P H 2.04 13 Si 1 4 Be Al 29 26 25 Li 1.57 12 0.98 11 1.31 20 0.93 19 0.82 37 Mg 24 2.20 3 Na 23 22 21 2.96 53 2.55 52 2.18 51 2.01 50 1.81 49 1.65 48 1.90 47 1.91 46 1.88 45 1.83 44 1.55 43 1.66 42 1.63 41 1.54 40 1.36 39 1.00 38 2.66 85 2.1 84 2.05 83 1.96 82 1.78 81 1.69 80 1.93 79 2.20 78 2.28 77 2.2 76 2.10 75 2.16 74 1.6 73 1.33 72 1.22 57 0.95 56 0.82 55 2.2 2.0 1.9 1.8 1.8 1.9 2.4 2.2 2.2 2.2 1.9 1.7 1.5 1.3 1.10 89 0.89 88 0.79 87 1.1 0.9 0.7 Br I At Se Te Po As Sb Bi Ge Sn Pb Ga In Tl Zn Cd Hg Cu Ag Au 28 Ni Pd Pt 27 Co Rh Ir Fe Ru Os Mn Tc Re Cr Mo W V Nb Ta Ti Zr Hf Sc Y La Ac Ca Sr Ba Ra K Rb Cs Fr ادول 7-7 فرق الكهرو�سالبية ونوع الرابطة فرق الكهرو�سالبية نوع الرابطة >1.7 أيونية غال ًبا تساﳘية قطبية 0.4 – 1.7 تساﳘية غال ًبا < 0․4 تساﳘية غﲑ قطبية 0 نوع الرابطة ال يمكن أن تكون الرابطة الكيميائية بﲔ ذرات العناﴏ اﳌختلفة رابطة أيونية أو تساﳘية بالكامل .يعتمد نوﻉ الرابطة عﲆ مقدار قوة جذب الذرات إللكﱰونات الرابطة. ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 7-7إمكانية توقع نوﻉ الرابطة باستعﲈل فرﻕ الكهروسالبية بﲔ العناﴏ اﳌكونة صفرا ،وهذا يعني للرابطة .ويكون فرﻕ الكهروسالبية إللكﱰونات الرابطة بﲔ ذرتﲔ متﲈﺛلتﲔ ً أن اإللكﱰونات موزعة بالتساوي بﲔ الذرتﲔ .وتعد هذه الرابطة تﺴﺎﳘية ﻏﲑ ﻗطبية أو تساﳘية نقية. وﰲ اﳌقابل ،وألن العناﴏ اﳌختلفة ﳍا مقادير كهروسالبية ﳐتلفة لذا ال يتوزﻉ زوج إلكﱰونات الرابطة التساﳘية بﲔ ذرات العناﴏ اﳌختلفة بالتساوي .وينتﺞ عن عدم التساوي ﰲ التوزيع ﺭابطة تﺴﺎﳘية ﻗطبية .وعندما يكون هناك فرﻕ كبﲑ ﰲ الكهروسالبية بﲔ الذرات اﳌﱰابطة ينتقل تكون رابطة أيونية. اإللكﱰون من ذرة إﱃ أخرى ،ﳑا يﺆدي إﱃ ﱡ أحيا ًنا تكون الرابطة غﲑ واضحة ما إذا كانت أيونية أو تساﳘية .فﺈذا كان الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية 1.7فﺈن ذلك يعني أن الرابطة بنسبة 50%أيونية ،وبنسبة 50%تساﳘية. وعاد ًة تتكون الرابطة األيوني�ة ع�ندم�ا يك�ون ف�رﻕ الكهروسالبية أكﱪ من .1.7وم�ع ذلك ،ال معا .ويلخص يتفق هذا اﳊد الفاصل ﰲ بعﺾ األحيان مع التجارب العملية التي يرتبط فيها الفلزان ً الﺸﻜل 7-21مدى الﱰابط الكيميائي بﲔ ذرتﲔ .ما نسبة الصفة األيونية ﰲ الرابطة التي تنتﺞ عن اﲢاد ذرتﲔ فرﻕ الكهروسالبية بينهﲈ 2.00؟ وأين سيكون مكان LiBrعﲆ الرسم البياﲏ؟ ماذا قراأت ح ّلل ما نسبة الصفة األيونية ﰲ رابطة تساﳘية نقية؟ MgO 75 NaBr HF HCl 3.0 2.0 50 1.0 25 AlP N2 0 0 CaO ال�سكل 7-21يوش الر�ش م البيا اأن ف ر الكر�شالبية ب الرا اابطة يحدد ن�شبة ال�شفة اأيونية الرابطة .كون الرابطة اأيوني ة اا كان ن�شبة ال�شفة اأيونية فيا اأك من .50% اختبار الر�سم البيا حدد ن�شبة ال�شفة الأيونية للرابطة اأك�شيد الكال�شيوم. 259 ال�سكل 7-22يمة الكر�شالبية للكلور اأعلى ما لليدر لل يش زج الكنا اش ز HCl مع Clف من الو اأك ما مع � .Hشتخدم الرموز براز الشحة ازية عد ك ر ر من از لبيان عدم �شا اشاركة زج من الكنا. δ⁻ δ⁺ H —Cl الروابط الت�ساهمية القطبية ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء كيميائيو التغذية يب على كيميا التية معرفة كي تفاع اواد ت ال ر اتوعة .يعم معم كيميا التية لد الشركا ال�شانعة لكا الطعام الشرا .يتم دريبم مد م�� شوا تا التية عليم اتياز اتبار �شفو م العم ا�شرا ب ار مد� شت. Cl 3.16 H 2.20 0.96 Polar Covalent Bonds تتكون الروابط التساﳘية القطبية نتيجة عدم جذب الذرات إللكﱰونات الرابطة اﳌشﱰكة بالقوة نفسها .و ُتشبه الرابطة التساﳘية القطبية رياضة شد اﳊبل بﲔ فريقﲔ غﲑ متساويي القوى ،فعﲆ الرغم من إمساك ﱟ كل منهﲈ باﳊبل إال أن الفريق األقوى يسحب اﳊبل إﱃ جهته .وعندما تتكون الرابطة القطبية ُتسحب أزواج اإللكﱰونات اﳌشﱰكة ﰲ اﲡاه إحدى الذرات ،لذا ﲤﴤ اإللكﱰونات وق ًتا أطول حول هذه الذرة، C0911C82873808 وينتﺞ عن ذلك شحنة جزئية عند ﳖايتي الرابطة. ويستخدم اﳊرف اإلغريقي δليمﺜل الشحنة اﳉزئية ﰲ الرابطة التساﳘية القطبية .وﲤﺜل δشحنة جزئية سالبة ،ﰲ حﲔ ﲤﺜل δ+شحنة جزئية موجبة .وتضاف δ-و δ+إﱃ الشكلاﳉزيﺌي لتوضيح قطبية الرابطة التساﳘية ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل .7-22تكون الشحنة اﳉزئية السالبة عند طرف الذرة ذات الكهروسالبية األكﱪ .أما الشحنة اﳉزئية اﳌوجبة فتكون عند طرف الذرة ذات الكهروسالبية األقل .وتعرف الرابطة القطبية الناﲡة بﺜنائية القطب. القطبية ازيية ُ تكون اﳉزيﺌات ذات الروابط التساﳘية قطبية أو غﲑ قطبية، ويعتمد نوﻉ الرابطة عﲆ مكان وطبيعة الروابط التساﳘية ﰲ اﳉزيء .ومن اﳋواﺹ اﳌميزة للجزيﺌات غﲑ القطبية أﳖا ال تنجذب للمجال الكهربائي ،إال أن اﳉزيﺌات القطبية تنجذب للمجال الكهربائي؛ ويعود السبب ﰲ ذلك إﱃ أن اﳉزيﺌات القطبية ﺛنائية األقطاب ،ﳍا شحنات جزئية عند أطرافها ،لذا تكون الكﺜافة اإللكﱰونية غﲑ متساوية عند الطرفﲔ .وينتﺞ عن ذلك تأﺛر اﳉزيﺌات القطبية باﳌجال الكهربائي واالنتظام داخله. القطبية و�سكل ازيء يمكنك معرفة سبب كون بعﺾ اﳉزيﺌات قطبية وبعضها اآلخر غﲑ قطبي بمقارنة جزيء اﳌاء H2Oوجزيء رباعي كلوريد الكربون CCl4؛ وتبعا ﳌعلومات الﺸﻜل .7-20فﺈن حيﺚ لكال اﳉزيﺌﲔ روابط تساﳘية قطبيةً . الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية بﲔ ذرﰐ اﳍيدروجﲔ واألكسجﲔ يساوي ،1.24والفرﻕ ﰲ الكهروسالبية بﲔ ذرﰐ الكلور والكربون يساوي .0 .61وعﲆ الرغم من وجود اختالف ﰲ فرﻕ الكهروسالبية إال أن رابطة H – Oوروابط C – Clﲨيعها روابط تساﳘية قطبية. δ+ δC-Cl δ+ δH- O واعتﲈ ًدا عﲆ الصيغ اﳉزيﺌية نجد أن لكال اﳉزيﺌﲔ أكﺜر من رابطة تساﳘية قطبية ،ولكن جزيء اﳌاء فقط قطبي. 260 a δ⁻ O H δ⁺ δ⁺ H H2O Cl δ⁻ b Cl δ⁻ C δ⁺ Cl δ⁻ c C09-22C-828378-08 δ⁺ H ⁺ Hδ Cl δ⁻ H δ⁺ CCl4 ﳚع�ل الش�كل اﳌنحن�ي جزيء ينتﺞ عن ﲤاﺛل جزيء CCl4تس�ا ﹴو ﰲ توزيع قطبيا. اﳌاء اًّ ⁻ Nδ الشحنة ،لذا يكون اﳉزيء غﲑ قطبي. ال�سكل 7-23يحدد �شك از طبيت. NH3 ينت�ﺞ ع�ن ش�كل ج�زيء األموني�ا غ�ﲑ اﳌتﲈﺛ�ل عدم قطبيا. التساوي ﰲ توزيع الشحنة لذا يكون اﳉزيء اًّ C09-20C-828378-08 C09-21C-828378-08 البطيء من الصنب�ور عندما يقﱰب منه بالون ماذا قراأت طبق ﳌاذا ينحني ﳎرى اﳌاء مشحون بالكهرباء الساكنة؟ يكون شكل جزيء ،H2Oكﲈ هو ﳏدد من خالل نموذج VSEPRمنحن ًيا بسبب وجود زوجﲔ من اإللكﱰونات غﲑ اﳌرتبطة عﲆ ذرة األكسجﲔ اﳌركزية كﲈ يبﲔ الﺸﻜل .7-23aوﳉزيء اﳌاء طرفان دائﲈن ،أحدﳘا موجب ،واآلخر سالب؛ ألن روابطه القطبية غﲑ متﲈﺛلة ،لذا فهو مركب قطبي .أما جزيء CCl4فهو رباعي األوجه ،أي متﲈﺛل ،كﲈ يظهر ﰲ الﺸﻜل ،7-23b لذا يكون مقدار الشحنة من أي مسافة عن اﳌركز مساو ًيا ﳌقدار الشحنة عند اﳌسافة نفسها من اﳉهة اﳌقابلة .ويكون مركز الشحنة السالبة عﲆ كل ذرة كلور ،ﰲ حﲔ يكون مركز الشحنة اﳌوجبة عﲆ ذرة الكربون .وألن الشحنات اﳉزئية متساوية لذا يكون جزيء CCl4غﲑ قطبي. وعادة ما تكون اﳉزيﺌات اﳌتﲈﺛلة غﲑ قطبية .أما اﳉزيﺌات غﲑ اﳌتﲈﺛلة فتكون قطبية إذا كانت الروابط قطبية .هل جزيء األمونيا ﰲ الﺸﻜل 7-23cقطبي؟ ﳍذا اﳉزيء ذرة نيﱰوجﲔ مركزية وﺛالث ذرات هيدروجﲔ جانبية ،وله شكل مﺜلﺜي هرمي بسبب أزواج اإللكﱰونات غﲑ اﳌرتبطة التي توجد عﲆ ذرة النيﱰوجﲔ .وباستخدام الﺸﻜل 7-20نجد أن الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية بﲔ اﳍيدروجﲔ والنيﱰوجﲔ يساوي ،0 .84ﳑا ﳚعل روابط N – Hتساﳘية قطبيا. قطبية .إن توزيع الشحنة غﲑ متسا ﹴو؛ ألن اﳉزيء غﲑ متﲈﺛل ،لذا يكون اﳉزيء اًّ قابلية ذوبان ازيات القطبية تبﲔ هذه اﳋاصية الفيزيائية قدرة مادة ما عﲆ الذوبان ﰲ مادة أخرى .وﳛدد نوﻉ الرابطة وشكل اﳉزيء مدى قابليته للذوبان .وعادة ما تكون اﳉزيﺌات القطبية واﳌركبات األيونية قابلة للذوبان ﰲ اﳌواد القطبية ،أما اﳉزيﺌات غﲑ القطبية فتذوب فقط ﰲ مواد غﲑ قطبية ،كﲈ ﰲ الﺸﻜل .4-24 ال�سكل 7-24ازيا الت�شامية اتمالة ما الزي مع م ات ا الفطية مركب ا طبية .ك ون ازي ا اتمال ة ما اا طبية .ختل اواد الطبية ب الطبية. ا�ستنتج ه ــل كنن ــا اإال ــة بقع ــة الزي ــت ع ــن الأقم�شة با�شتخدام ااء فق 261 خوا�ص اركبات الت�ساهمية Properties of Covalent Compounds ملح الطعام مادة أيونية صلبة ،والسكر مادة تساﳘية صلبة ،ﳍﲈ اﳌظهر نفسه ،ولكنهﲈ ﳜتلفان ﰲ خواصهﲈ عند التسخﲔ .فاﳌلح ال ينصهر ،أما السكر فينصهر عند درجات حرارة منخفضة .هل يﺆﺛر نوﻉ روابط اﳌركب ﰲ خواصه؟ القوى ب ازيات تعود االختالفات ﰲ اﳋواﺹ نتيجة االختالف ﰲ قوى اﳉذب .ففي اﳌركبات التساﳘية تكون الروابط التساﳘية بﲔ الذرات ﰲ اﳉزيﺌات قوية ،ﰲ حﲔ تكون قوى اﳉذب بﲔ اﳉزيﺌات نسبيا .وتعرف قوى التجاذب الضعيفة هذه بالقوى بﲔ اﳉزيﺌات أو قوى فاندرفال Van der ضعيفة اًّ .Waalsوﲣتلف هذه القوى ﰲ قوﲥا ،ولكنها أضعف من قوى الربط التي تربط بﲔ الذرات ﰲ اﳉزيء أو بﲔ األيونات ﰲ اﳌركب األيوﲏ. هناك عدة أنواﻉ من القوى بﲔ اﳉزيﺌات ،ومنها القوى الضعيفة بﲔ اﳉزيﺌات غﲑ القطبية التي ُتسمى قوى التشتت ،وكذلك القوى بﲔ األطراف اﳌشحونة بشحنات ﳐتلفة ﰲ اﳉزيﺌات القطبية والتي تسمى قوى ﺛنائية القطب .وكلﲈ زادت قطبية اﳉزيء زادت هذه القوى .أما القوة الﺜالﺜة فهي الرابطة اﳍيدروجينية ،وهي أقواها .وتتكون بﲔ ذرة هيدروجﲔ تقع ﰲ ﳖاية أحد األقطاب وذرة نيﱰوجﲔ أو أكسجﲔ أو فلور عﲆ القطب اآلخر. ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺣﻞ اﻟﻤﺸﻜﻼت ﺗﻔﺴﻴﺮ اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﻛيﻒ تﺆﺛﺮ ﻗطبية الطوﺭ اﳌﺘﺤﺮﻙ ﰲ ﻧﺘﺎﺋﺞ ﲢﻠيل بيﺎﻧﺎت الﻜﺮﻭمﺎتوﺟﺮاﻡ؟ البيانات واالحظات كروماتوجرافيا السائل العالية الكفاءة HPLCتقنية تستخدم لفصل ونقل مكونات ﳐلوﻁ ما؛ حيﺚ يذاب 60 اﳌخلوﻁ ﰲ مذيب ما )الطور اﳌتحرك( ،ويمرر عﱪ 40 أنبوب مبطن بﲈدة صلبة )الطور الﺜابت( التي ينجذب 25% إليها بعﺾ مكونات اﳌخلوﻁ أكﺜر من اﳌكونات 20 75% األخرى ،وبذلك ﲤر اﳌكونات األخرى التي ﱂ تنجذب 0 ﰲ األنبوب وتظل ذائبة ﰲ الطور اﳌتحرك ،لتخرج ً أوال. –20 ﳎس ذل��ك ،بحيﺚ ﲣرج النتائﺞ عﲆ شكل ويقيس 240 480 720 960 1200 1440 ﱞ s ﳐطط )كروماتوجرام( ،فتشﲑ ارتفاعات قمم اﳌخطط إﱃ كميات مكونات اﳌخلوﻁ اﳌ��راد ﲢليله وفصله .2 .ا�ستنتج اعتﲈ ًدا عﲆ الرسم البياﲏ ،ما اﳌادة التي كميتها فﴪ إجابتك. كبﲑة :الفينول أم ﲪﺾ البنزويك؟ ّ يستخدم العلﲈء ﳐلوﻁ اﳌيﺜانول مع اﳌاء بوصفه مذيب 75% 25% 50% 50% فصل ﳌخلوﻁ الفينول -ﲪﺾ البنزويك. التفك الناقد .1ف�سر اختالف أزمنة البقاء ﰲ اﳌحلول اﳌبينة عﲆ الكروماتوجرام. 262 .3ا�ستنتج أي اﳌواد ﰲ اﳌخلوﻁ ﳍا جزيﺌات ذات قطبية أعﲆ؟ .4حدد تركيب مذيب الطور اﳌتحرك األكﺜر كفاءة فﴪ إجابتك. لفصل الفينول عن ﲪﺾ البنزويك؟ ّ القوى واوا�ص ُتعزى خواﺹ اﳌركبات اﳉزيﺌية التساﳘية إﱃ القوى التي تربط معا .وألن هذه القوى ضعيفة لذا تكون درجات انصهار هذه اﳌواد وغلياﳖا اﳉزيﺌات ً منخفضة مقارنة باﳌواد األيونية .وهذا يفﴪ سبب انصهار السكر بالتسخﲔ اﳌعتدل ﰲ حﲔ ال ينصهر اﳌلح .كﲈ تفﴪ القوى بﲔ اﳉزيﺌات وجود الكﺜﲑ من اﳌواد اﳉزيﺌية ﰲ اﳊالة الغازية ،عند درجة حرارة الغرفة .ومن أمﺜلة الغازات التساﳘية األكسجﲔ وﺛاﲏ أكسيد الكربون وكﱪيتيد اﳍيدروجﲔ .وألن صالبة اﳌواد تعتمد عﲆ القوى بﲔ اﳉزيﺌات ،لذا يكون الكﺜﲑ من اﳌركبات التساﳘية لينًا ﰲ حالة الصالبة .والﱪافﲔ اﳌستعمل ﰲ الشمع ومنتجات أخرى مﺜال شائع عﲆ اﳌواد الصلبة التساﳘية اللينة .وتﱰتب اﳌركبات اﳉزيﺌية ﰲ اﳊالة الصلبة ،لتكون شبكة بلورية شبيهة بالشبكة األيونية الصلبة ،إال أن قوى اﳉذب بﲔ جسيﲈﲥا أضعف .ويتأﺛر بناء الشبكة بشكل اﳉزيء ونوﻉ القوى بﲔ اﳉزيﺌات ،ويمكن ﲢديد معظم اﳌعلومات عن اﳉزيﺌات من خالل دراسة اﳌواد الصلبة اﳉزيﺌية. اواد ال�سلبة الت�ساهمية ال�سبكية ال�سكل 7-25عاد ما �شتخدم Covalent Network Solids 21-90Cا واد ال�شلب ة الشبكية اأدا C 8 82 للطع-8ب�شبب شبتا الشديد. 73 هناك بعﺾ اﳌواد الصلبة تسمى باﳌواد الصلبة التساﳘية الشبكية؛ حيﺚ ترتبط ذراﲥا 0 8 ب ال�شور� شفر مشار ملفة بشبكة من الروابط التساﳘية ،ومن األمﺜلة عﲆ هذه اﳌواد األﳌاس والكوارتز. باأا� لطع ار. تكون اﳌواد الصلبة التساﳘية الشبكية هشة وغﲑ موصلة للحرارة والكهرباء وشديدة الصالبة ،مقارنة باﳌواد الصلبة اﳉزيﺌية .ويﴩح ﲢليل بناء األﳌاس بعﺾ هذه اﳋواﺹ. ففي األﳌاس ،ترتبط كل ذرة كربون بأربع ذرات كربون أخرى .وهذا الﱰتيب الرباعي األوجه اﳌنتظم ﰲ الﺸﻜل 7-25يشكل نظا ًما بلور اًّيا شديد الﱰابط له درجة انصهار عالية جداًّ ا. التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 7-5 .68 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﳋﺺ كيف يﺆﺛر الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية ﰲ خواﺹ الرابطة؟ ﳛدد فرﻕ الكهروسالبية خواﺹ .69ﺻﻒ الرابطة التساﳘية القطبية. الرابطة بﲔ الذرات. .70ﺻﻒ اﳉزيء القطبي. تتكون الروابط القطبية عندما ال .71ﻋدﺩ ﺛال ًﺛا من خواﺹ اﳌركبات التساﳘية ﰲ اﳊالة الصلبة. تكون اإللكﱰونات اﳌرتبطة منجذبة .72ﺻ ﹼنﻒ أنواﻉ الروابط مستخد ًما الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية. بالتساوي إﱃ ذرﰐ الرابطة. ﻋمﻢ اﳋواﺹ العامة الرئيسة للمواد الصلبة التساﳘية الشبكية. .73ﹼ ﳛدد نموذج VSEPRقطبية اﳉزيء .74 .توﻗع نوﻉ الرابطة التي ستتكون بﲔ أزواج الذرات اآلتية: ً بعضا ﲡذب اﳉزيﺌات بعضها Na .cو S C .bو H S .aو H بقوى ضعيفة .أم��ا ﰲ الشبكة قطبيا؟ وأﳞا ُيعد غﲑ قطبي ، CF4 :و ، CS2و SCl2 التساﳘية الصلبة فﱰتبط كل ذرة .75تعﺮﻑ أي ﳑا يأﰐ ُيعد جزيﺌًا اًّ قطبي. قطبيا أو غﲑ .76ﺣدﺩ ما إذا كان اﳌركب اﳌكون من اﳍيدروجﲔ والكﱪيت اًّ بذرات أخرى بروابط تساﳘية. اًّ .77اﺭﺳﻢ تركيب لويس لكل من SF4و .SF6وح ّلل كل شكل ،وحدّ د ما إذا كان قطبي. قطبيا أو غﲑ اﳉزيء اًّ اًّ 263 الأقدام الال�سقة :كيف تلت�سق ال�سحلية إن التصاﻕ الوزﻍ عﲆ اﳊائط أو السقف ليس باألمر الصعب ،ويكمن ﴎ قوة االلتصاﻕ الباهرة ﰲ أصابعها .فقد وجد الباحﺜون أن قوة االلتصاﻕ تعتمد عﲆ قوى ﲤاسك الذرات. 2اأ�سواك قا�سية بطـان ـ ــة اأق ـ ــدام ال�شحلي ــة عب ــارة ع ــن بن ــاء هيكل ــي معقد, ل ــه تفرع ــا مجهري ــة دقيق ــة تع ــر بال�شعيرا الدقيقة. 1اإ�سبع ال�سحلية يط ــي اأ�شف ــل اأ�شاب ــع ال�شـحـلـ ـي ــة ماليي ــن الأـ ــرا تعر بال�شعيرا الدقيقة وتكون مرتبة في �شفو. 3م�ساحة ال�سطح ت�شكل ال�شعيرا الدقيقة الكثيرة العدد م�شـاحـة �شطح وا�شعة. δ δ 5النتقال والحركة يحد ــان عند قيام ال�شحلي ــة بثن ــي اأ�شاب ــع رجليها م م ــا يقلل من م�شاح ــة الجزء الال�ش ــ بال�شطو فتقل قو ف ــان ديرفا ,وتقل ق ــوة التما�شك ,فتنتقل من مكانها. 264 δ δ 4التال�سق تتك ــون ق ــو ف ــان ديرف ــا بي ــن الم�شـطـحـ ــا و�ش ـعــيرا الأقـ ـ ــدام الدقيقة .ولكـون هذ الق ــو كثير ًة جـ ـدا ,تتل مح�شل ــة قو فان ديرفا عل قوة الجاذبية الأرشية وتبق ال�شحلية في مكانها. اﺧـﱰاﻉ يق�وم العل�ﲈء بتطوي�ر تطبيق�ات ﳌ�واد الصق�ة تس�تند إﱃ معلوماﲥ�م ع�ن ق�وى التالص�ق التي تس�تعملها الس�حاﱄ. وم�ن التطبيق�ات اﳌحتمل�ة تصمي�م روب�وت ق�ادر عﲆ تس�لق اﳉدران ،وأﴍط�ة الصقة تعمل ﲢت اﳌاء .هل تتوقع أن تكون استخدامات اﳌواد الالصقة اﳉديدة كتلك التي لدى السحلية ؟ ت الكيمياء ذجة الأ�سكال ازيية الفية :تتكون الروابط التساﳘية عندما تتشارك الذرات .10صنف شكل جزيء H2Oمستعينًا باﳌعلومات الواردة ﰲ بﺈلكﱰونات التكافﺆُ . اﳉدﻭﻝ .7-6 وﳛدِّ د موضع الذرات اﳌرتبطة شكل اﳉزيء كرر اﳋطوات 10 - 9مع اﳉزئيات: حسب نموذج تنافر أزواج إلكﱰونات التكافﺆ .VSEPRكﲈ تعتمد ّ .11 طريقة ﲢديد شكل اﳉزيء وتصوره عﲆ نموذج لويس للجزيﺌات. ، COو ، HCNو ، SOو ، COو ، CFو .PH 3 �سوؤال :كيف يﺆﺛر نموذج لويس وأماكن إلكﱰونات التكافﺆ ﰲ شكل اﳌركب التساﳘي؟ 2 3 4 اواد الالزمة ﳎموعة نﲈذج اﳉزيﺌات )الكرات والوصالت(. احتياطات ال�سالمة P NP O M خطوات O العمل N L KM JLP IKO BF ACG BDH CE I DF J EGK FH L GIM HJN .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. كون جدو ً ال لتدوين البيانات. ّ .2 .3 .4 .5 .6 .7 AE D C B A ح ّلل وا�ستنتج الحﻆ ِّ ودون لون الكرات اﳌستخدمة لتمﺜيل ذرات .1 :الﺘفﻜﲑ النﺎﻗد بنا ًء عﲆ النﲈذج اﳉزيﺌية التي شاهدﲥا ﰲ اﳍيدروجﲔ ،Hاألكسجﲔ ،Oالفوسفور ،Pالكربون ،C اﳌختﱪ وبنيتها ،رتب الروابط األحادية ،والﺜنائية والﺜالﺛية، الفلور ،Fالكﱪيت ،Sالنيﱰوجﲔ . N حسب ليونتها وقوﲥا. ارسم تراكيب لويس ﳉزيﺌات .H2 ، O2 ، N2 .2ﺷﺎﻫد ﻭاﺳﺘنﺘﺞ اﴍح سبب االختالف بﲔ شكل جزيء اﳌاء H2Oوشكل جزيء ﺛاﲏ أكسيد الكربون .CO2 احصل عﲆ ذرتﲔ )كرتﲔ( من اﳍيدروجﲔ وﺛبتهﲈ بواسطة وصلة للحصول عﲆ نموذج جزيء .H2الحﻆ أن النموذج .3ﺣ ﹼﻠل ﻭاﺳﺘنﺘﺞ أحد اﳉزيﺌات ﰲ هذا النشاﻁ له أشكال ﺛنائي الذرة ذا رابطة أحادية. من الرنﲔ .حدد أي هذه اﳉزيﺌات له ﺛالﺛة أشكال رنﲔ، يمﺜّل جزيء هيدروجﲔ َّ وارسمها ،ﺛم اﴍح ﳌاذا ﳛدث هذا الرنﲔ؟ استعمل وصلتﲔ لربط ذرﰐ جزيء .O2والحﻆ أن النموذج يمﺜل جزيء أكسجﲔ ﺛنائي الذرات برابطة ﺛنائية. تعﺮﻑ الﺴبﺐ ﻭالنﺘيﺠة استخدم الفرﻕ ﰲ الكهروسالبية .4ﹼ لتحديد قطبية اﳉزيﺌات اﳌستخدمة ﰲ اﳋطوات ،11 - 9 معا .الحﻆ أن استعمل ﺛالث وصالت لربط ذرﰐ ً N2 اعتﲈ ًدا عﲆ قيم قطبية الروابط ،ونﲈذج اﳉزيﺌات التي نفذت النموذج يمﺜل جزيء النيﱰوجﲔ الﺜنائي الذرات برابطة ﰲ اﳌختﱪ ،حدد قطبية كل جزﺉ. ﺛالﺛية. .8الحﻆ أن اﳉزيﺌات الﺜنائية الذرات ،كالتي صنعت ﰲ هذا النشاﻁ ،تكون ً دائﲈ خطية .تتكون اﳉزيﺌات الﺜنائية الذرة من ذرتﲔ فقط ،ويمكن وصلهﲈ بخط مستقيم. نموذجا ﳑاﺛ ً .9ارسم تركيب لويس ﳉزيء اﳌاءِ ، ال له وابن ً باستعﲈل الوصالت والكرات. ا�ستق�ساء اس�تعمل الك�رات والوص�الت لبن�اء ش�كﲇ الرن�ﲔ ﳉ�زيء األوزون ،O3ﺛم اس�تعن بأشكال لويس لﴩح كيف يمكن أن يتح�ول اﳉزيء من ش�كل إﱃ ﺁخر )الرنﲔ( ب�أن ﳛل زوج من اإللكﱰونات غﲑ اﳌرتبطة ﳏل رابطة تساﳘية. 265 اﻟﻔﻜﺮة اﻟﻌﺎﻣﺔ تﺘﻜوﻥ الﺮﻭابﻂ الﺘﺴﺎﳘية ﻋندمﺎ تﺘﺸﺎﺭﻙ الﺬﺭات ﰲ ﺇلﻜﱰﻭﻧﺎت تﻜﺎﻓﺆﻫﺎ. 7-1الرابطة الت�ساهمية تستقر ذرات بعﺾ افاهيم الرئي�سة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ العناﴏ عندما تتشارك ﰲ إلكﱰونات تكافﺆها لتكوين رابطة تساﳘية. افردات الرابطة التساﳘية اﳉزيء تركيب لويس رابطة سيجﲈ σ رابطة باي π تفاعل ماﺹ للطاقة تفاعل طارد للطاقة تتكون الروابط التساﳘية عندما تشﱰك الذرات ﰲ زوج أو أكﺜر من إلكﱰونات التكافﺆ. ينتﺞ عن اﳌشاركة بزوج واحد أو زوجﲔ أو ﺛالﺛة أزواج من اإللكﱰونات روابط تساﳘية أحادية أو ﺛنائية ،أو ﺛالﺛية عﲆ الﱰتيب. تتكون روابط سيجﲈ نتيجة التداخل الرأﳼ للمستويات .أما روابط باي فتتكون ّ نتيجة تداخل اﳌستويات اﳌتوازية .وتتكون الرابطة التساﳘية األحادية من رابطة سيجﲈ ،ﰲ حﲔ تتكون الرابطة اﳌتعددة من رابطة سيجﲈ ورابطة باي واحدة عﲆ األقل. ُيقاس طول الرابطة باﳌسافة بﲔ نواﰐ الذرتﲔ اﳌﱰابطتﲔ .ونحتاج إﱃ طاقة لتفكيك الرابطة. 7-2ت�سمية ازيات تستعمل قواعد ﳏددة افاهيم الرئي�سة اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﰲ تسمية اﳌركبات اﳉزيﺌية الﺜنائية الذرات ،واألﲪاﺽ الﺜنائية ،واألﲪاﺽ األكسجينية. افردات اﳊمﺾ األكسجيني ﲢتوي أسﲈء الصيغ اﳉزيﺌية للمركبات التساﳘية عﲆ مقاطع لﻺشارة إﱃ عدد الذرات اﳌوجودة ﰲ الصيغة اﳉزيﺌية. تكون اﳌركبات التي تنتﺞ H+ﰲ ﳏاليلها ﲪضية .وﲢتوي األﲪاﺽ الﺜنائية عﲆ اﳍيدروجﲔ وعنﴫ ﺁخر ،أما األﲪاﺽ األكسجينية فتحتوي عﲆ اﳍيدروجﲔ وأنيون أكسجيني. 7-3الاكيب ازيية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ تبﲔ الصيغ البنائية اﳌواقع افاهيم الرئي�سة النسبية للذرات ﰲ اﳉ��زيء وطرائق معا داخل اﳉزيء. ارتباطها ً افردات الصيغة البنائية الرنﲔ الروابط التساﳘية التناسقية 266 هناك أكﺜر من نموذج يمكن استعﲈله لتمﺜيل اﳉزيﺌات. ﳛدث الرنﲔ عندما يكون هناك أكﺜر من شكل لويس للجزيء الواحد. ال تتبع بعﺾ اﳉزيﺌات القاعدة الﺜﲈنية. 7-4اأ�سكال ازيات اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يستعمل نموذج التنافر افاهيم الرئي�سة بﲔ أزواج إلكﱰونات التكافﺆ VSEPR لتحديد شكل اﳉزيء. افردات نموذج VSEPR ينص نموذج VSEPRعﲆ أن أزواج اإللك�ت��رون��ات يتنافر بعضها مع بعﺾ، وﲢدد شكل اﳉزيء وزوايا الﱰابط فيه. يفﴪ ال�ت�ه�ج�ﲔ أشكال اﳉزيﺌات اﳌعروفة من خالل مستويات التهجﲔ اﳌتكافﺌة. ّ التهجﲔ 7-5الكهرو�سالبية والقطبية اﻟﻔﻜﺮة اﻟﺮﺋﻴﺴﺔ يع�ت�مد نوﻉ ال��رابط�ة افاهيم الرئي�سة الكيميائية عﲆ مقدار جذب كل ذرة لﻺلكﱰونات ﰲ الرابطة. افردات الرابطة التساﳘية غﲑ القطبية الرابطة التساﳘية القطبية ﳛدد فرﻕ الكهروسالبية خواﺹ الرابطة بﲔ الذرات. تتكون الروابط القطبية عندما ال تكون اإللكﱰونات اﳌرتبطة منجذبة بالتساوي إﱃ ذرﰐ الرابطة. ﳛدد نموذج VSEPRقطبية اﳉزيء. ﲡذب اﳉزيﺌات بعضها ً بعضا بقوى ضعيفة .أما ﰲ الشبكة التساﳘية الصلبة فﱰتبط كل ذرة بذرات أخرى بروابط تساﳘية.. 267 7-1 .91الﺴﺎﻋﺎت :تتكون بلورات الكوارتز التي تستخدم ﰲ ساعات اليد من ﺛاﲏ أكسيد السليكون .اﴍح كيف يمكن استخدام اإتقان افاهيم االسم ﳌعرفة أو ﲢديد صيغة ﺛاﲏ أكسيد السليكون؟ .78ما القاعدة الﺜﲈنية؟ وكيف يمكن استخدامها ﰲ الروابط .92أكمل اﳉدﻭﻝ 7-8اآلﰐ : التساﳘية؟ ادول 7- 8اأ�سماء الأحما�ص .79صف تكوين الرابطة التساﳘية. ال�سيغة ال�سم .80صف تكوين الﱰابط ﰲ اﳉزيﺌات. HClO2 .81صف قوى التجاذب والتنافر الناﲡة عن اقﱰاب ذرتﲔ H3PO4 إحداﳘا من األخرى. H2Se .82كيف يمكنك توقع وجود روابط σأو باي πﰲ اﳉزيء؟ HClO3 اإتقان حل ا�سائل — سم اﳉزيﺌات اآلتية: .83ما عدد إلكﱰونات التكافﺆ لكل من ،Nو ،Asو ،BrوSe؟وقع ِّ .93 SiF4 .d NO .c SO3 .b NF3 .a عدد الروابط التساﳘية التي ﳛتاج إليها كل عنﴫ ليحقق سم اﳉزيﺌات اآلتية: قاعدة الﺜﲈنية. ِّ .94 S4N4 .d N2F4 .c SeO3 .b SeO2 .a .84حدد روابط σو باي πﰲ كل من اﳉزيﺌات اآلتية: .95اكتب صيغ اﳉزيﺌات اآلتية: .a O —H—C — C — H .b .aﺛنائي فلوريد الكﱪيت .cرباعي فلوريد الكربون H—C—H — — — — .85أي اﳉزيﺌات اآلتية ، CO ،و ، CH2Oو CO2تكون فيها .bرب���اع���ي ك��ل��وري��د .dﲪﺾ الكﱪيتوز رابطة C-Oأقﴫ ،وأﳞا تكون فيها أقوى؟ السليكون .86أي رابطة من الروابط C09-35C-828378-08بﲔ الكربون والنيﱰوجﲔ ﰲ .96اكتب الصيغ اﳉزيﺌية للمركبات اآلتية: اﳉزيﺌات اآلتية أقﴫ ،وأﳞا أقوى؟ .aﺛنائي أكسيد السليكون .bﲪﺾ الﱪوموز H H .cﺛالﺛي فلوريد الكلور C ≡N H —C — N .dﲪﺾ اﳍيدروبروميك H H - .87رتب اﳉزيﺌات اآلتية من حيﺚ طول الرابطة بﲔ الكﱪيت واألكسجﲔ تصاعد اًّيا؟ -2 -2 اإتقان افاهيم SO2 .a .c SO4 SO3 .b C09-36C-828378-08 .97ما الواجب معرفته لتتمكن من رسم تراكيب لويس ﳉزيء ما؟ .98ﻋﺎمل الﺘنﺸيﻂ يدرس علﲈء اﳌواد خواﺹ البوليمرات اإتقان افاهيم عندما يتم معاﳉتها بﲈدة .AsF5اﴍح ﳌاذا ﳜالف اﳌركب .88اﴍح تسمية اﳌركبات اﳉزيﺌية؟ AsF5قاعدة الﺜﲈنية؟ .89متى ُيسمى اﳌركب اﳉزيﺌي ً ﲪضا؟ .99العﺎمل اﳌخﺘﺰﻝ يستخدم ﺛالﺛي هيدريد البورون BH3 .90اﴍح الفرﻕ بﲔ سداﳼ فلوريد الكﱪيت ورباعي فلوريد ً ً فﴪ ﳌاذا يكون BH3 عامال ﳐتزال ﰲ الكيمياء العضويةّ . ﺛنائي الكﱪيت. روابط تساﳘية تناسقية مع جزيﺌات أخرى؟ 7-3 7-2 268 .100يمكن أن ُي ﹶك ِّون عنﴫا األنتيمون والكلور مركب .110أكمل اﳉدﻭﻝ 7-9من خالل تعريف ال�تهجﲔ اﳌتوقع للذرة اﳌركزية) .يساعدك رسم تراكيب لويس عﲆ ﺛالﺛي كلوريد األنتيمون وﲬاﳼ كلوريد األنتيمون ،اﴍح اﳊل(. يكونا مركبات ﳐتلفة؟ كيف يمكن ﳍذين العنﴫين أن ّ اإتقان حل ا�سائل .101ارسم ﺛالﺛة أشكال رنﲔ لﻸيون اﳌتعدد الذرات . CO3 .102ارسم تراكيب لويس للجزيﺌات اآلتية التي ﳛتوي كل منها عﲆ ذرة مركزية ،وال تتبع قاعدة الﺜﲈنية: -2 BeH2 .d ClF5 .c BF3 .b PCl5 .a .103ارسم شكﲇ رنﲔ األيون اﳌتعدد الذرات . HCO2- ادول 7- 9 ال�سيغة ازيية نوع التهج تراكيب لوي�ص XeF4 TeF4 KrF2 OF2 .104ارسم تراكيب لويس لكل من اﳌركبات واأليونات اآلتية: .111توقع الشكل اﳉزيﺌي لكل من اﳌركبﲔ اآلتيﲔ: SeCl2 .d SO2 .c BF-4 .b H2S .a CF2Cl2 .b COS .a يكون جزيﺌًا .105أي العناﴏ اآلتية ّ اًّ مستقرا تزيد عدد .112توقع الشكل اﳉزيﺌي وزاوية الرابطة ونوﻉ التهجﲔ إلكﱰوناته اﳋارجية عﲆ ﺛﲈنية إلكﱰونات؟ اﴍح إجابتك. لكل ﳑا يأﰐ) .يساعدك رسم تراكيب لويس عﲆ اﳊل(. P .c C .b B .a HOF .c SCl2 .a Se .e O .d BF3 .d NH2Cl .b اإتقان افاهيم 7-4 اإتقان افاهيم 7-5 .106ما األساس الذي بني عليه نموذج VSEPR؟ .113فﴪ نمط التغﲑ ﰲ الكهروسالبية ﰲ اﳉدول الدوري. .107ما أقﴡ عدد للمستويات اﳌهجنة التي يمكن لذرة .114وضح الفرﻕ بﲔ اﳉزيﺌات القطبية وغﲑ القطبية. تكوﳖا؟ .115قارن بﲔ أماكن إلكﱰونات الﱰابط ﰲ الرابطة التساﳘية الكربون أن ّ .108ما الشكل اﳉزيﺌي لكل جزيء ﳑا يأﰐ ؟ وقدّ ر زاوية القطبية والرابطة التساﳘية غﲑ القطبية ،وفﴪ إجابتك. الرابطة لكل جزيء ،بافﱰاﺽ عدم وجود إلكﱰونات غﲑ .116ما الفرﻕ بﲔ اﳉزيء التساﳘي الصلب واﳉزيء مرتبطةA— B . A— B التساﳘي الشبكي الصلب؟ هل هناك اختالف ﰲ اﳋواﺹ فﴪ إجابتك. الفيزيائية؟ ّ B .a .b A—A B—A A— B—A — — A A— B—A —— — .c B—A A—A B—A .d A A— B—A A—B—A A A اإتقان حل ا�سائل .117ﹶب ّﲔ الرابطة األكﺜر قطبية ﰲ كل زوج ﳑا يﲇ بوضع دائرة حول ﳖاية القطب السالب فيها : S-C .aو.C-O P-Cl .cو .P-H A .109ﹼ اﳌﺮﻛﺐ اﻷﺻل يستخدم PCl5بوصفه مركب أصل C-N .bو.C-F ﰲ تكوين مركبات أخرى كﺜﲑة .اﴍح نظرية ال�تهجﲔ .118 ،أﴍ إﱃ الذرة السالبة الشحنة ﰲ كل رابطة ﳑا يأﰐ: وحدّ د عدد مستويات التهجﲔ اﳌوجودة ﰲ جزيء . PCl5 C - S .c C- H . a C - O .d C - N .b .119توقع أي الروابط اآلتية أكﺜر قطبية اإتقان حل ا�سائل 269 C-Cl .c C- Br .d C - O .a Si-O .b .120رتّب الروابط اآلتية تصاعد اًّيا حسب زيادة القطبية: C - H .a O - H .d N - H .b Cl- H .e Si- H .c الكلور ClF3ﰲ عام 1950م وقو ًدا للصواريخ .ارسم وبﲔ نوﻉ التهجﲔ فيه. شكل لويس لِ� ّ ،ClF3 موضحا عدد اإللكﱰونات .130أكمل اﳉدﻭﻝ 7-10 ً اﳌشﱰكة ﰲ الروابط التساﳘية األحادية ،والﺜنائية ،والﺜالﺛية، وحدّ د ﳎموعة الذرات التي تكون اًّ كال من الروابط اآلتية: .121اﳌـبـﺮﺩات :ت�ع��رف اﳌب�ردات اﳌع��روفة ب�اس�م فريون 14-بتأﺛﲑها السلبي ﰲ طبقة األوزون .وصيغة هذا عدد الإلكونات اابطة الذرات التي تك ّون الرابطة نوع الرابطة اﳌركب هي ،CF4فلﲈذا ُيعد CF4جزيﺌًا غﲑ قطبي مع أنه التساﳘية األحادية ﳛتوي عﲆ روابط قطبية؟ التساﳘية الﺜنائية .122بﲔ ما إذا كانت اﳉزئيات أو األيونات اآلتية قطبية، التساﳘية الﺜالﺛية وفﴪ إجابتك ّ التفك الناقد H 2S . c H3O+ .a .131ﱢ ﻧظﻢ خريطة مفاهيم تربط بﲔ نموذج ،VSEPR CF4 .d PCl5 .b ونظرية التهجﲔ ،وأشكال اﳉزيﺌات. .123استخدم تراكيب لويس لتتنبأ بالقطبية اﳉزيﺌية لكل من ﺛنائي فلوريد الكﱪيت ،ورباعي فلوريد الكﱪيت وسداﳼ .132ﻗﺎﺭﻥ بﲔ اﳌركبﲔ التساﳘيﲔ اﳌعروفﲔ باسم أكسيد الزرنيخيك IIIوﺛالﺛي أكسيد ﺛنائي الزرنيخيك. فلوريد الكﱪيت. .133أكمل اﳉدﻭﻝ .7-11 ادول 7-10الأزواج ا�سكة مراجعة عامة ادول 7- 11اوا�ص والابط .124اكتب صيغ اﳉزيﺌات اآلتية: .bﲪﺾ الزرنيخيك .aأول أكسيد الكلور .cﲬاﳼ كلوريد الفوسفور .dﲪﺾ كﱪيتيد اﳍيدروجﲔ سم اﳉزيﺌات اآلتية: .125 ِّ P4O6 .c PCl3 .a NO .d Cl2O7 .b .126ارسم تراكيب لويس للجزيﺌات واأليونات اآلتية: SeF2 .a ClO2- .b GeF4 .e PO33- .c POCl3 .d أيوﲏ جزيﺌي تساﳘي فلزي تساﳘي شبكي .134ﻃ ﱢبﻖ اليوريا مركب يستخدم ﰲ تصنيع البالستيك بﲔ روابط σو πوأزواج اإللكﱰونات غﲑ واألسمدةّ . اﳌرتبطة ﰲ هذا اﳌركب اﳌبﲔ أدناه. O H N H — .127حدد أي اﳉزيﺌات اآلتية قطبي ،وفﴪ إجابتك. NCl3 .c ClF .b CH3Cl .a CS2 .e BF3 .d ال�سلب و�سف الرابطة خوا�ص ال�سلب مثال C H N H .128رتّب الروابط اآلتية تصاعد اًّيا حسب القطبية: C-O .a Si-O .b Ge-O .c C-Br .e C-Cl .d .135ﺣ ﹼﻠل حدد قطبية كل جزيء يتصف باﳋواﺹ اآلتية: .aصلب ﰲ درجة حرارة الغرفة. .129ﻭﻗوﺩ الﺼواﺭﻳﺦ استخدم اﳍيدرازين وﺛالﺛي فلوريد 270 .bغاز ﰲ درجة حرارة الغرفة. .cينجذب إﱃ التيار الكهربائي. تقو اإ�سا ﻃبﻖ الصيغة البنائية ﳌركب أسيتونيﱰيل CH3CN .136 —C —N H H C H تفحص هذه الصيغة ،وحدد عدد ذرات الكربون ،ونوﻉ ّ وفﴪ إجابتك. التهجﲔ ﰲ كل ذرة من ذرات الكربونّ ، م�ساألة تحفيز تف�حصط�اقاتتفككالروابطاﳌبينةﰲاﳉدﻭﻝ.7-12 ّ .137 ادول 7-12طاقات تفكك الروابط طاقة تفكك الرابطة طاقة تفكك الرابطة الرابطة الرابطة ()kJmol 348 614 O-H C-N ()kJmol 467 305 C≡C N-N 839 O=O 498 163 C-H 416 N=N 418 C-O 358 945 C= O 745 C-C C=C N ≡N .140مﻀﺎﺩ الﺘﺠمد Antifreezeابحﺚ عن اﳌركب إيﺜلﲔ جاليكول ethylene glycolلتعرف صيغته الكيميائية، واﴍح كيف يساعد تركيب هذا اﳌركب عﲆ استخدامه م ِّﱪ ًدا. موضحا تركيبه .141اﳌنظفﺎت اكتب مقالة حول منظف غسل اﳌالبس ً الكيميائي ،واﴍح كيف يزيل الدهون واألوساﺥ عن األقمشة. اأ�سلة ا�ستندات يستخدم اﳌحققون اﳉنائيون عادة اﳌركب التساﳘي لومينول luminolللبحﺚ عن بقع الدم؛ إذ تنتﺞ طاقة ضوئية عند تفاعل بعﺾ اﳌواد الكيميائية واللومينول واﳍيموجلوبﲔ ﰲ الدم .ﻭالﺸﻜل 7-25يوضح نموذج الكرة والعصا ﳍذا اﳌركب. a b c .aارسم تركيب لويس الصحيح لكل من C2H2و .HCOOH .bما قيمة الطاقة التي نحتاج إليها لتفكيك هذه اﳉزيﺌات؟ مراجعة تراكمية .138اكتب الصيغة اﳉزيﺌية الصحيحة لكل مركب ﳑا يﲇ: .aكربونات الكالسيوم .bكلورات البوتاسيوم .cأسيتات )خالت( الفضة .dكﱪيتات النحاس II .eفوسفات األمونيوم .139اكتب االسم الكيميائي الصحيح لكل مركب ﳑا يﲇ: NaI .a Fe(NO3)3 .b Sr(OH)2 .c CoCl2 .d Mg(BrO3)2 .e ال�سكل 7-25 .142حدد الصيغة اﳉزيﺌية ﳌركب اللومينول ،وارسم تركيب لويس ﳍذا اﳉزيء. بﲔ ﲥجﲔ الذرات التي تقع عليها األحرف ،و،bو c ّ .143 aﰲ الﺸﻜل .7-25 .144عندما يتصل اللومينول مباﴍة بأيونات اﳊديد ﰲ اﳍيموجلوبﲔ ينتﺞ عن التفاعل مركب Na2APAوماء ونيﱰوجﲔ وطاقة ضوئية ،ﻭالﺸﻜل 7-26يبﲔ الصيغة البنائية أليون .APAاكتب الصيغة الكيميائية لﻸيون APAالعديد الذرات. O O O NH2 C C C O C C C C C H H H APA ال�سكل 4-26 271 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد .1االس�م الش�ائع للمركب SiI4هو رباعي أيودو سيالن. ما االسم العلمي له؟ .aرباعي يوديد السيالن. .bرباعي يود السيالن. .cيوديد السليكون. .dرباعي يوديد السليكون. .2أي اﳌركبات اآلتية ﳛتوي عﲆ رابطة باي واحدة عﲆ األقل؟ CO2 .a AsI3 .c BeF2 .d CHCl3 .b استخدم الرسم البياﲏ ﰲ اإلجابة عن السﺆالﲔ 3و 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 3 2 1 0 .3ما كهروسالبية العنﴫ الذي عدده الذري 14؟ Cl- Cl C-C C-H C-N H-I H-N الرابطة N ≡N O-H C-O C=O O=O 242 345 416 305 299 391 kJmol 945 467 358 745 498 .7أي الغازات الﺜنائية الذرات فيﲈ يأﰐ له أقﴫ رابطة بﲔ ذرتيه؟ Cl2 .c O 2 .b N2 .d .8ما مقدار الطاقة الﴬورية لتفكيك الروابط ﲨيعها اﳌبينة ﰲ اﳉزيء اآلﰐ: H H N H C O H— C H C H H O — 272 الرابطة kJmol — CO9-42C-828378-08 طاقة تفكيك الروابط عند 298k — .5أي ﳑا يأﰐ يمﺜّل تركيب لويس لﺜنائي كﱪيتيد السليكون؟ .a S Si S .b S Si S CO9-45C-828378-08 .c S Si S .d S Si S CO9-43C-828378-08 CO9-44C-828378-08 استخدم اﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ 7و .8 2 .2 .d يكون رابطة أيونية؟ ِّ .4بﲔ أي أزواج العناﴏ اآلتية ّ .aالعدد الذري 3و 4 .bالعدد الذري 7و 8 .cالعدد الذري 4و 18 .dالعدد الذري 8و 12 6 .c 7 .d — 1 .5 .a 1 .9 .b 4 .a 5 .b HI .a 2 .0 .c ُ .6ت ﹶك ّو ُن ذرة السيلينيوم اﳌركزية ﰲ سداﳼ فلوريد السيلينيوم القاعدة الﺜﲈنية .ما عدد أزواج اإللكﱰونات التي ﲢيط بذرة Seاﳌركزية؟ CO9-46C-828378-08 3024 kJ/mol .a 4318 kJ/mol .b 4621 kJ/mol .c 5011 kJ/mol .d .9أي اﳌركبات اآلتية ليس له شكل اﳉزيء اﳌنحني؟ H2O .c H2S .b BeH2 .a .10أي ﳑا يأﰐ غﲑ قطبي؟ H2S .a SeH2 .d AsH3 .d SiH3Cl .c CCl4 .b اختبار مق استعمل اﳉدول اآلﰐ لﻺجابة عن األسﺌلة .13 - 11 اوا�ص الفيزيائية لبع�ص اركبات اختارة اركب نوع الرابطة درجة حرارة درجة حرارة الن�سهار °Cالغليان °C اأ�سلة الإجابات الق�سيرة استعن باﳉدول أدناه لﻺجابة عن السﺆالﲔ 14و .15 التمثيل النقطي لالإلكونات (تركيب لوي�ص) اجموعة 1 2 18 17 16 15 14 13 تساﳘية غﲑ قطبية F2 -188 -220 O Ne F Ne CH4تساﳘية غﲑ قطبية -162 -183 تساﳘية قطبية NH3 33 -78 األزواج أعاله ،أي لويس اﳌبينة عﲆ تراكيب .14 C08-01C-828378-08اعتﲈ ًدا C08-01C-828378-08 C08-01C-828378-08 C08-01C-828378-08 28378-08 C08-01C-828378-08 C08-01C-828378-08 CH3Clتساﳘية قطبية 61 -64 اآلتية ترتبط بنسبة 2 : 3؟ أيونية KBr 1435 730 .dبورون وأكسجﲔ .aليﺜيوم وكربون ؟ أيونية 4000 Cr2O3 .eبورون وكربون .bبﲑيليوم وكلور Oi B N Be F CO LiNe B N Be B N Be F CO F CO LiNe B N F C ONe N F F CO LiNe B N Be F C ONe LiNe B N Be .11تم اكتشاف ّ مركب درجة انصهاره .-100 °Cفأي ﳑا يأﰐ ينطبق عﲆ هذا اﳌركب؟ .aروابطه أيونية .bروابطه تساﳘية قطبية .cله رابطة تساﳘية قطبية أو رابطة تساﳘية غﲑ قطبية .dله رابطة تساﳘية قطبية أو رابطة أيونية .12أي ﳑا يأﰐ ال يمكن أن يكون درجة انصهار Cr2O3؟ 2375 °C .a 950 °C .b 148 °C .c 3342 °C .d .13أي اﳌركبات اآلتية تنطبق عليه البيانات ال��واردة ﰲ اﳉدول؟ .aاﳌركبات التساﳘية القطبية ﳍا درجة غليان مرتفعة. .bاﳌركبات التساﳘية القطبية ﳍا درجة انصهار مرتفعة. .cاﳌركبات األيونية ﳍا درجة انصهار منخفضة. .dاﳌركبات األيونية ﳍا درجة غليان مرتفعة. .cبﲑيليوم ونيﱰوجﲔ .15ما عدد إلكﱰونات مستوى الطاقة األخﲑ ﰲ عنﴫ الﱪيليوم إذا أصبح أيو ًنا موج ًبا؟ 6 .d 0 .a 8 .e 2 .b 4 .c .16ﲢتوي األﲪاﺽ األكسجينية عﲆ عنﴫ اﳍيدروجﲔ وأنيون األكسجﲔ ،ويوجد منها نوعان ﳛتويان عﲆ اﳍيدروجﲔ والنيﱰوجﲔ واألكسجﲔ .حدد هذين اﳊمضﲔ ،وكيف تعرفهﲈ اعتﲈ ًدا عﲆ أسﲈئهﲈ وصيغتيهﲈ؟ يمكن ﱡ اأ�سلة الإجابات المفتوحة ينتﺞ اﳉزيء XY2عن اﲢاد ذرة العنﴫ Xمع ذرتﲔ من العنﴫ .Yإذا علمت ّ أن العدد الذري للعنﴫ Xيساوي 8 والعدد الذري للعنﴫ Yهو ،1فأجب عﲈ يﲇ: .17ارسم شكل لويس ﳍذا اﳉزيء. .18هل اﳉزيء قطبي أم ال؟ فﴪ إجابتك. ِّ .19 وضح نوﻉ اﳌستوى اﳍجﲔ ﰲ هذا اﳉزيء. .20فﴪ ﳌاذا تكون الزوايا بﲔ الروابط ﰲ هذا اﳉزيء أقل من 109․5درجة؟ 273 مالحظات مالحظات التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions ـــوﻝ مﻼﻳـﲔ الﺘفـﺎﻋﻼت ﹸﲢ ﱢ الﻜيميﺎﺋيـة اﳌوﺟـوﺩﺓ ﺩاﺧـل ﺟﺴـمك ﻭمـﻦ ﺣولـك اﳌﺘفﺎﻋـﻼت ﺇﱃ ﻧواتﺞ ،ﳑﹼـﺎ ﻳﺆﺩﻱ ﺇﱃ ﺇﻃﻼﻕ ﻃﺎﻗة ﺃﻭ امﺘﺼﺎﺻﻬﺎ. 8-1التفاعالت واعادلت ُﲤﺜَّ�ل التفاع�الت الكيميائي�ة بمعادالت كيميائية موزونة. 8-2ت�سنيف التفاعالت الكيميائية هن�اك أربع�ة أن�واﻉ م�ن التفاع�الت الكيميائي�ة ه�ي :التكوي�ن، واالحﱰاﻕ ،والتفكك ،واإلحالل. 8-3التفاعالت احاليل اائية ﲢ�دث تفاع�الت اإلح�الل اﳌزدوج بﲔ اﳌ�واد ﰲ اﳌحالي�ل اﳌائية ،منتج ًة رواسب ،أو ماء ،أو غازات. ﺣﻘﺎﺋﻖ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ لكي يش�تعل اﳋش�ب ﳚب أن يسخن إﱃ .260°C ﳜ�رج اﳌاء اﳌوجود ﰲ اﳋش�ب قب�ل أن ﳛﱰﻕ اﳋشب ويرافق هذه العملية صوت أزيز. ﳛت�وي الدخ�ان النات�ﺞ ع�ن اح�ﱰاﻕ اﳋش�ب عﲆ أكﺜر من 100مادة كيميائية. 276 قبل اريق بعد اريق ر اتهاللي كيف ن�ستدل على حدوث تغ كيميائي الكاش�ف م�ادة كيميائية تضاف إﱃ اﳌ�واد ﰲ بعﺾ التفاعالت الكيميائية لتوضح متى ﳛدث تغﲑ. التفاعالت الكيميائية قم بعمل اﳌطوية التالية لتس�اعدك عﲆ تنظيم اﳌعلومات ح�ول كيفي�ة تصني�ف التفاع�الت الكيميائية. طوليا ،ع�ﲆ أن يظل اﳍامﺶ 1 اطو ورق�ة اًّ مرئيا ،كﲈ ﰲ الشكل. األيﴪ اًّ قص اﳉزء العلوي ﲬسة أﴍطة. ّ 2 خطوات العمل M OK NP L O M P N N LJ KMI JHL IKG F A G B H AC I BD J CEA K DFB L EGC M FHDN GEI O HJFP .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2ق�س 10.00 mLمن اﳌـﺎﺀ اﳌقطﺮ ﰲ ﳐبﺎﺭ مدﺭﺝ س�عته ،25.00 mLوضعه ﰲ كأس سعتها .100.0 mLاستعمل القط�ارة ،وأض�ف نقط�ة م�ن ﳏل�ول األموني�ا 0.1 M إﱃ اﳌ�اء ﰲ ال�كأس .ﲢﺬﻳﺮ :بخـﺎﺭ اﻷموﻧيـﺎ مﻬيﺞ ﺟدﹼﹰ ا. ﻓواﺭا ﰲ اﳌحلول ،والحﻆ ما ﳛدث .س�جل .4ضع ﹰ ﻗﺮﺻﺎ ﹰ أي تغﲑ ﰲ درجة اﳊرارة. مالحظاتك ،متضمن ًة ّ التحليل أي تغﲑات ﰲ لون اﳌحلول أو درجة حرارته. .1ﺻﻒ ّ B 3 عنون األﴍطة اﳋمسة عﲆ النحو التاﱄ: التفاعات الكيميائية ،التكوين -االحﱰاﻕ -التفكك- اإلحالل البسيط -اإلحالل اﳌزدوج. التكوين الحاق التفكك الإح الل الب�سيط التفاعالت الكيميائية .3أضف 15نقطة من الﻜﺎﺷﻒ العﺎﻡ إﱃ اﳌحلول ،وحركه. الحﻆ لونه ،وقس درجة حرارته بمقياس اﳊرارة. E D C A الإح الل ازدوج اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ا�ستخدم هذه اطوية الق�سم 8-2 من هذه الوحدة ﰲ أﺛناء قراءتك له ،ﺛم ﳋص كل نوﻉ من التفاعالت الكيميائية ،وأعط أمﺜلة عليها. .2ﹼ ﻭﺿﺢ هل نتﺞ غاز؟ وإذا نتﺞ فكيف تم االستدالل عليه؟ فﴪ ذلك. .3ﺣ ﹼﻠل هل التغﲑاﳊادث فيزيائي أم كيميائي؟ ّ ﺻمﻢ ﲡربة بم ﳜﱪك الكاشف العام عن اﳌحلول؟ ﹼ ا�ستق�ساء ﹶ لدعم توقعاتك. 277 8-1 الأهداف تكتب التوزيع اإللكتروني لبعﺾ ذرات العناصر. تتعرف مﺆش�رات ح�دوث ّ التف�اعل الكيميائي. تم ّثل التفاع��الت الكيم��يائي�ة بمعادالت. التفاعالت واعادلت Reactions and Equations َُّ ثل التفاعالت الكيميائية عادلت كيميائية موزونة. الربط مع اياة عندما تش�ﱰي ً م�وزا أخﴬ فﺈنه يتح�ول خالل أيام قليل�ة إﱃ اللون األصفر ،وهذا التغﲑ ﰲ اللون دليل عﲆ حدوث تفاعل كيميائي. التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions هل تعلم أن الطعام الذي تأكله ،واأللياف ﰲ مالبسك ،والبالستيك ﰲ أقراصك اﳌدﳎة، تزن المعادالت الكيميائية. بينه�ا ﳾء مش�ﱰك؟ ﲨيع ه�ذه اﳌواد تنتﺞ عندم�ا ُيعاد ترتيب الذرات فيه�ا لتكوين مواد مراجعة افردات أخ�رى ﳐتلف�ةً . فمﺜ�ال يعاد ترتي�ب الذرات خ�الل حرائ�ق الغابات ،كﲈ ه�و موضح ﰲ التغ الكيميائي :عملية تتضمن الصورة الواردة ﰲ بداية الفصل .وكذلك أعيد ترتيب الذرات عندما ألقي القرﺹ الفوار ﲢول مادة أو أكﺜر إﱃ مادة جديدة .ﰲ كأس اﳌاء خالل التجربة االستهاللية. افردات اديدة التفاعل الكيميائي عدد التأكسد اﳌتفاعالت النواتﺞ اﳌعادلة الكيميائية الرمزية اﳌوزونة اﳌعامل تس�مى العملية التي يعاد فيها ترتيب الذرات ﰲ مادة أو أكﺜر لتكوين مواد ﳐتلفة الﺘفﺎﻋل الﻜيميﺎﺋﻲ .وتس�مى ً ﲑ الكيميائي ،كﲈ درس�ت من قبل .ونحن نجد التفاعالت أيضا التغ ﹶ الكيميائي�ة ﰲ ش�تى مناحي اﳊياة ،بد ًءا م�ن ﲢليل األطعمة التى نتناوﳍ�ا ،ﳑا ينتﺞ الطاقة الت�ي ﳛتاج إليها اﳉس�م ،وكذل�ك توليد الطاقة ﰲ اﳌحركات الالزمة لتس�يﲑ الس�يارات واﳊافالت وغﲑها .وعن طريق التفاعالت الكيميائية يتم إنتاج األلياف الطبيعية ،ومنها القط�ن ﰲ النباتات ،والصوف ﰲ اﳊيونات ،واأللياف االصطناعية ،ومنها النايلون الذي ﲑا ﰲ الصناعات ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل .8-1 يستعمل كﺜ ً كيميائي�ا قد حدث؟ موؤ�سرات حدوث التفاعل الكيميائي كيف تع�رف أن تفاعال اًّ رغم أن بعﺾ التفاعالت الكيميائية يصعب اكتش�افها إال أن الكﺜﲑ منها ُيظهر مﺆﴍات فيزيائية )ﳏسوس�ة( عﲆ حدوﺛها .إن تغﲑ درجة اﳊرارة مﺜ ً ال قد يش�ﲑ إﱃ حدوث تفاعل كيميائي؛ فبعﺾ التفاعالت � كتلك التي ﲢدث ﰲ أﺛناء احﱰاﻕ اﳋشب � تطلق طاقة عﲆ شكل حرارة وضوء ،وبعضها اآلخر يمتص اﳊرارة. ال�سكل 8-1يت الايل ون ع ن فاع كيميا ي�شتعم ك من اتا كاب� ال�شاد اأدا الرياشية اارا. 278 هناك أنواﻉ أخرى من األدلة التي تش�ﲑ إﱃ حدوث تفاعل كيميائي ،باإلضافة إﱃ تغﲑ درجة اﳊرارة ،ومنها تغﲑ اللون .ربﲈ الحظت ً مﺜال أن بعﺾ اﳌس�امﲑ اﳌلقاة ع�ﲆ األرﺽ يتغ�ﲑ لوﳖا من ف�ﴤ إﱃ ب ّن ّي ﰲ زمن قصﲑ .إن تغ�ﲑ اللون يدل عﲆ ً كيميائي�ا قد حدث بﲔ اﳊديد واألكس�جﲔ .كﲈ أن ﲢول لون اﳌوز من تفاع�ال أن اًّ وتكون األخ�ﴬ إﱃ األصفر مﺜال ﺁخر ع�ﲆ ذلك .و ُتعد الرائحة ،وتصاعد الغاز، ّ م�ادة صلبة م�ﺆﴍات أخرى عﲆ التفاع�ل الكيميائي .وﰲ كل صورة ﰲ الﺸـﻜل 8-2دليل عﲆ حدوث تفاعل كيميائي. ال�سكل 8-2ك شور من ال�شور د على حد فاع كيميا. �سف ما الدليل عل حدو تفاعل كيمياي كل �شورة من ال�شور اأعال ينبغ�ي قب�ل أن تدرس ﲤﺜي�ل التفاع�الت الكيميائي�ة وتصنيفها أن تفه�م التوزيع اإللك�ﱰوﲏ ،وكيفية كتابة الصيغ الكيميائية ،وتس�مية اﳌركبات الكيميائية بصورة أكﺜر تفصي ً مر بك من قبل. ال عﲈ َّ التوزيع الإلكو عرفت من قبل ّ أن كل مس�توى) (nمن مس�تويات الطاقة الرئيسة يسع عد ًدا ﳏد ًدا من اإللكﱰونات .وأقﴡ عدد من اإللكﱰونات يستوعبه مستوى الطاقة الرئيس يمكن حسابه باﳌعادلةe = 2n2 : فأقﴡ عدد من اإللكﱰونات يمكن أن يس�توعبه مس�توى الطاق�ة الرئيس األول إلكﱰون�ﲔ ،واﳌس�توى الﺜ�اﲏ ﺛﲈني�ة إلكﱰون�ات ،واﳌس�توى الﺜال�ﺚ ﺛﲈنية عﴩ إلكﱰو ًنا...وهكذا. وقد أﻇهرت الدراس�ات ّ أن اإللكﱰونات ضمن مستوى الطاقة الرئيس الواحد- ع�دا مس�توى الطاق�ة الرئي�س األول -لي�س ﳍ�ا الطاق�ة نفس�ها ،وإنﲈ تت�وزﻉ ﰲ مس�تويات طاقة ﺛانوية ﳐتلفة الشكل والطاقة يشار إليها باألحرف) ،(f ،d ،p ،s وتزداد طاقة اإللكﱰونات ﰲ اﳌستويات الﺜانوية بحسب الﱰتيب التاﱄ: f ،d ،p ،s ادياد الطاقة 279 ادول 8-1 م�ستويات الطاقة الثانوية م�ستوى الطاقة الرئي�ص م�ستوى الطاقة الرئي�ص م�ستويات الطاقة الثانوية في م�ستوى الطاقة الرئي�ص 1 s 2 S,p 3 S,p,d 4 S , p , d, f 6d 5f 5d 4f 5p 4d 7s 6s 3d 3p 3s 2p 2s ال�سكل 8-3يوش اة ك م�شتو ان و مارنة بطا ة ا�شتويا الانوية اأر. C05-16C-828378-08 اﳌس�توى الﺜانوي 4sأقل من طاقة اﳌس�توى الﺜان�وي .3dلذا عند كتاب�ة التوزي�ع اإللكﱰوﲏ اتبع تسلس�ل مس�تويات الطاقة ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل .8-4 اس�تقرارا لبعﺾ ويبﲔ اﳉـدﻭﻝ 8-2التوزي�ع اإللكﱰوﲏ األكﺜر ً العناﴏ. الحﻆ أنه عند اتباعك الطريقة نفس�ها ﰲ التوزيع اإللكﱰوﲏ يكون التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل من النحاس والكروم كﲈ يﲇ: Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 لك�ن التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ الصحي�ح ﳍ�ﲈ يظه�ر ﰲ اﳉـدﻭﻝ ،8-2ويع�د ذل�ك من 7p 7s ادول 8-2 6d 6p 6s العن�سررمزه 5f 5d 5p 5s 4f 4d 4p 4s 3d 3p 3s 2p 2s 1s ال�سكل 8-4ير ريب م م�شتويا الطاة بالكنا. 280 1s 4p 5s 4s تتوزﻉ اإللكﱰونات ضمن مس�تويات الطاقة الرئيسة ﰲ مستويات طاقة فرعية داخل مس�تويات الطاقة الﺜانوية ب�د ًءا من األقل طاقة، انظر الﺸﻜل .8-3وأقﴡ سعة ﳌستوى الطاقة الفرعي إلكﱰونان فقط. يظه�ر من الﺸـﻜل 8-3أن�ه ق�د تتداخل مس�تويات طاق�ة ﺛانوية ً فمﺜ�ال طاقة ﳌس�تويات طاق�ة رئيس�ة ﳐتل�ف بعضه�ا م�ع بع�ﺾ. 7p 6p وأق�ﴡ س�عة م�ن اإللكﱰون�ات ﳌس�توى الطاق�ة الﺜان�وي )(s إلكﱰونان ،و) (pس�تة إلكﱰونات ،و) (dعﴩة إلكﱰونات ،و)(f أربعة عﴩ إلكﱰو ًنا .ويبﲔ اﳉدﻭﻝ 8-1مستويات الطاقة الﺜانوية ﰲ بعﺾ مستويات الطاقة الرئيسة. Li الليﺜي�وم B الب�ورون Ne الني�ون Cl الكل�ور Fe الحدي�د Ti التيتاني�وم Cr الك�روم النح�اس Cu الخارصين Zn التوزيع الإلكو لبع�ص العنا�سر العدد الذري التوزيع الإلكو 3 1s2 2s1 5 1s2 2s2 2p1 10 1s2 2s2 2p6 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 22 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 24 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 29 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 30 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 اس�تﺜناءات التوزيع اإللكﱰوﲏ .كﲈ يمكنك كتابة التوزيع اإللكﱰوﲏ لﻸيون اﳌوجب بتوزيع مطروحا منه مقدار الش�حنة اﳌوجبة ،ولﻸيون الس�الب بتوزيع الع�دد ال�ذري لذرته اﳌتعادلة ً العدد الذري لذرته اﳌتعادلة مضا ًفا إليه مقدار الشحنة السالبة. كتابة ال�سيغ الكيميائية لكتابة الصيغ الكيميائية ال بد أن تعرف أو ًال عدد تأكسد )تكافﺆ( العن�ﴫ .وﻋدﺩ الﺘﺄﻛﺴـد هو عدد اإللكﱰونات التي تفقدها أو تكتس�بها أو تش�ارك ﲠا ذرة العنﴫ ﰲ أﺛناء التفاعل .ويظهر ﰲ اﳉدﻭﻝ 8-3أعداد تأكسد بعﺾ ﳎموعات العناﴏ. ادول 8-3 اأعداد تاأك�سد بع�ص موعات العنا�سر عدد التاأك�سد اجموعة بع�ص عنا�سر اجموعة 1 H, Li, Na, K, Rb, Cs +1 2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba +2 15 N, P, As -3 16 O, S, Se, Te -2 17 F, Cl, Br, I -1 ال يتضمن اﳉدﻭﻝ 8-3الفلزات االنتقالية؛ وذلك ألن ﳌعظم الفلزات االنتقالية وفلزات تعرف أعداد التأكسد بالشحنة الظاهرة اﳌجموعتﲔ 14 ، 13أكﺜر من عدد تأكسد ﳏتملّ ، عﲆ األيون كﲈ يظهر ﰲ اﳉدﻭﻝ .8-4 ادول 8-4 اأيونات بع�ص العنا�سر اجموعة الأيونات ال�سائعة 3 Sc 3+, Y 3+, La 3+ 4 Ti 2+, Ti 3+ 5 V 2+, V 3+ 6 Cr 2+, Cr 3+ 7 Mn 2+, Mn 3+ , Tc 2+ 8 Fe 2+, Fe 3+ 9 Co 2+, Co 3+ 10 Ni 2+, Pd 2+, Pt 2+, Pt 4+ 11 Cu +, Cu 2+, Ag +, Au +, Au 3+ 12 Zn 2+, Cd 2+, Hg 2 2+ 13 Al 3+, Ga 2+, Ga 3+, In +, In 2+, In 3+, Tl +, Tl 3+ 14 Sn 2+, Sn 4+, Pb 2+, Pb 4+ 281 ولكتابة الصيغة الكيميائية للمركب األيوﲏ اتبع اﳋطوات التالية: اأو ًل اكتب رمز العنﴫ الذي يمﺜل األيون اﳌوجب عن اليس�ار واأليون الس�الب أو صيغة األيون العديد الذرات عن اليمﲔ. المان�شيوم Mg كلوريد Cl الألومنيوم Al هيدروك�شيد OH ثان ًيا اكتب عدد تأكسد العنﴫ أو األيون العديد الذرات أسفل الرمز أو الصيغة. Cl 1 Mg OH Al 2 1 3 ثال ًثا بدل أعداد التأكس�د بﲔ ش�قي اﳌركب ،وإذا كان هناك عامل مشﱰك بﲔ أعداد التأكس�د فاقس�م عﲆ هذا العامل حتى تصل إﱃ أبس�ط نس�بة عددي�ة .وﳚب وضع صيغة األيون العديد الذرات بﲔ قوسﲔ إذا وجد أكﺜر من أيون واحد منه ﰲ اﳌركب. Cl 1 Mg 2 Mg Cl 2 OH 1 Al 3 Al (OH) 3 يش�تمل اﳉـدﻭﻝ 8-5ع�ﲆ معظ�م أس�ﲈء األيون�ات العدي�دة ال�ذرات وصيغها الكيميائية. الأيونات العديدة الذرات ادول 8-5 282 ال�سم الأيون ال�سم الأيون الأمونيوم NH 4 + البيرايودا IO 4 - النيتريت NO 2 - الأ�شيتا CH 3COO- النترا NO 3 - الفو�شفا الثناية الهيدروجين H 2PO 4 - الهيدروك�شيد OH - الكربونا CO 3 2- ال�شيانيد CN - الكبريتيت SO 3 2- البرمنجنا MnO 4 - الكبريتا SO 4 2- البيكربونا HCO 3 - الثيوكبريتا S 2O 3 2- الهيبوكلورايت ClO - البيروك�شيد O 2 2- الكلورايت ClO 2 - الكروما CrO 4 2- الكلورا ClO 3 - ناي الكروما Cr 2O 7 2- فوق الكلورا ClO 4 - الفو�شفا الهيدروجينية HPO 4 2- البروما BrO 3 - الفو�شفا PO 4 3- الأيودا IO 3 - الزرنيخا AsO 4 3- ت�سمية اركبات الأيونية عند تسمية اﳌركبات األيونية اتبع القواعد التالية: اأو ًل يسمى األيون السالب أو ً متبوعا باسم األيون اﳌوجب. ال ً ثان ًيا ﰲ حالة األيون الس�الب األحادي الذرة يش�تق االسم من اسم العنﴫ مضا ًفا إليه اﳌقطع)يد(. ثال ًثا عند وجود أكﺜر من عدد تأكسد لﻸيون اﳌوجب ﳚب أن تشﲑ إﱃ عدد التأكسد باألرقام الالتينية بعد اسم األيون اﳌوجب. راب ًعا عندما ﳛتوي اﳌركب عﲆ أيون عديد الذرات نقوم بتس�ميته أو ً ال ،ﺛم نس�مي األيون اﳌوجب. وم�ن األمﺜلة عﲆ ذل�ك كلوريد الصودي�وم ،NaClوبرومي�د الصوديوم ،NaBr وأكسيد األلومنيوم ،Al 2O 3وكلوريد الكوبلت ،CoCl 2 IIوهيدروكسيد الصوديوم ،NaOHوكرومات الفضة ،Ag 2 CrO 4ونﱰات النحاس ،Cu(NO 3) 2 IIوأكسيد اﳊديد ،FeO IIوأكسيد اﳊديد .Fe 2O 3 III تمثيل التفاعالت الكيميائية Representing Chemical Reactions يس�تخدم الكيميائي�ون مع�ادالت لتمﺜي�ل التفاع�الت الكيميائي�ة .وتوض�ح هذه ﹺ اﳌﺘفﺎﻋـﻼت وهي اﳌ�واد التي توجد عند بداية التفاع�ل ،والنواتﺞ وهي اﳌع�ادالت ُ اﳌتكونة خالل التفاعل .كﲈ يستعمل فيها سهم لتوضيح اﲡاه التفاعل ،وفصل اﳌواد ّ اﳌتفاعالت عن النواتﺞ .وتكتب اﳌتفاعالت عن يسار السهم ،والنواتﺞ عن يمينه. وعندم�ا يك�ون هناك أكﺜر م�ن متفاع�ل أو ناتﺞ تس�تخدم إش�ارة ) (+للفصل بﲔ اﳌتفاعالت أو النواتﺞ .ويبﲔ التعبﲑ التاﱄ عناﴏ اﳌعادلة الكيميائية: الناتﺞ + 2الناتﺞ → 1اﳌتفاعل + 2اﳌتفاعل 1 وتس�تخدم الرم�وز ﰲ اﳌع�ادالت لتوضي�ح اﳊال�ة الفيزيائي�ة لكل مادة متفاعلة أو ناﲡ�ة؛ والتي قد تكون ﰲ اﳊالة الصلبة أو الس�ائلة أو الغازية أو مذابة ﰲ اﳌاء، كﲈ هو مب�ﲔ ﰲ اﳉدﻭﻝ .8-6ومن اﳌهم توضيح هذه الرم�وز؛ ألﳖا تعطي أدل�ة عﲆ كيفية ح�دوث التفاعل الكيميائي. ادول 8-6الرموز ا�ستخدمة اعادلت الكيميائية الغر�ص الرمز + يف�شل بين مادتين اأو اأكثر من المتفاعال اأو النوات → يف�شل المتفاعال عن النوات ¿ يف�شل المتفاعال عن النوات ,وي�شير اإل التفاعل النعكا�شي )(s ي�شير اإل الحالة ال�شلبة )(l ي�شير اإل الحالة ال�شالة )(g ي�شير اإل الحالة الاية )(aq ي�ش اإ احلو ااي 283 اعادلت الكيميائية اللفظية يمكنك اس�تعﲈل اﳌعادالت اللفظية للتعبﲑ عن ﱟ كل م�ن اﳌ�واد اﳌتفاعلة والناﲡة ﰲ التفاعالت الكيميائي�ة .وتصف اﳌعادلة اللفظية أدن�اه التفاع�ل بﲔ األلومني�وم Alوالﱪوم الس�ائل Br 2اﳌوضح ﰲ الش�كل .5- فالس�حابة اﳊم�راء الظاهرة ﰲ الص�ورة هي بروم فائﺾ .واﳌ�ادة الفائضة هي التي يبقى جزء منها غﲑ متفاعل بعد انتهاء التفاعل .أما ناتﺞ التفاعل الذي هو جسيﲈت صلبة من بروميد األلومنيوم AlBr 3فيستقر ﰲ قعر الكأس. الناتﺞ ) → (1اﳌتفاعل ) + (2اﳌتفاعل )(1 بروميد األلومنيوم → الﱪوم +األلومنيوم ُتقرأ اﳌعادلة اللفظية كﲈ يﲇ" :األلومنيوم والﱪوم يتفاعالن إلنتاج بروميد األلومنيوم". ال�سكل 8-5الكيمي ا ك ا م ن ا ا ل ا ل ة متخ�ش�ش ة �شم بتواش معلوم ا معي ة بطري ة متم ة .فالتفاع ب األومي وم الم كن شف عادلة لفية اأ عادلة كيمياية رمزية موزنة. مفردات علمية الﺼيﻐة :تعبﲑ يستخدم الرموز الكيميائية لتمﺜيل التفاعل الكيميائي. الصيغة الكيميائية للﲈء هي .H 2O م�سائل تدريبية اعادلت الكيميائية الرمزية تس�تخدم رم�وز العناﴏ وصي�غ اﳌركبات ﰲ اﳌعادل�ة الكيميائي�ة الرمزية للتعبﲑ عن اﳌتفاع�الت والنواتﺞ .فاﳌعادل�ة الكيميائية الرمزي�ة للتفاعل بﲔ األلومنيوم والﱪوم ً مﺜال تس�تخدم رم�زي األلومنيوم والﱪوم وصيغة بروميد األلومنيوم بد ً ال من الكلﲈت. )Al (s) + Br 2(l) → Al Br 3(s كيف يمكنك كتابة معادلة رمزية لتفاعل الكربون مع الكﱪيت لتكوين كﱪيتيد الكربون؟ كل من الكﱪيت والكربون صلب .اكتب أو ًال الصيغ الكيميائية للمتفاعالت عن يسار الس�هم ،ﺛم افصل ب�ﲔ اﳌتفاعالت بﺈش�ارة ) ،(+وأﴍ إﱃ اﳊال�ة الفيزيائية لكل منها. → )C (s) + S (s ﲑا اكتب الصيغة الكيميائية للناتﺞ عن يمﲔ السهم ،وأﴍ إﱃ حالته الفيزيائية؛ وأخ ً وهو ﰲ هذه اﳌعادلة ﺛاﲏ كﱪيتيد الكربون السائل ،فتكون معادلة التفاعل الرمزية: )C (s) + S (s) → CS 2(l ومن اﳌعادلة الرمزية نفهم أن الكربون الصلب يتفاعل مع الكﱪيت الصلب لينتجا ﺛاﲏ كﱪيتيد الكربون السائل. اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة لﻠمعﺎﺩﻻت الﻠفظية اآلتية: .1بروميد اﳍيدروجﲔ → هيدروجﲔ +بروم .2ﺛاﲏ أكسيد الكربون → أكسجﲔ +أول أكسيد الكربون .3اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل من ذرة البوتاسيوم ،Kوذرة الكلور ،Clإذا علمت أن األعداد الذرية هي17 ،19 : عﲆ الﱰتيب. + .4اكتب الصيغة الكيميائية للمركب الناتﺞ عن اﲢاد أيون اﳌاغنسيوم Mg2مع أيون النﱰات .NO3 .5فيز اكتب اﳌعادلة اللفظية واﳌعادلة الكيميائية الرمزية للتفاعل اآلﰐ :عند تس�خﲔ كلورات البوتاسيوم KClO 3 الصلبة ينتﺞ كلوريد البوتاسيوم الصلب وغاز األكسجﲔ. 284 )Br 2(l )AlBr 3(s ذرتا بروم ذرة األومنيوم وال ذرا بروم )Al (s ال�سكل 8-6اعلوم ا الت زدن ا با اعادلة الكيمياية الرمزية دد . االة اعادلة الكيمياية الرمزية شحيحة لك ا وش الع دد ال�شحي لل را اتفاعلة الاة. ذرة األومنيوم اعادلت الكيميائية الرمزية اوزونة تشبه اﳌعادالت الرمزية اﳌعادالت اللفظية ﰲ أﳖا تفتقر إﱃ معلومات مهمة عن التفاعالت .تذكر ﳑا درست أن قانون حفﻆ الكتلة ين�ص عﲆ أنه خ�الل التغ�ﲑ الكيميائي ال تفن�ى اﳌادة وال تس�تحدث .ل�ذا فاﳌعادالت الكيميائية ﳚب أن تظهر أن اﳌادة ﳏفوﻇة خالل التفاعل .فاﳌعادلة الرمزية تفتقر إﱃ هذه اﳌعلومات .انظر إﱃ الﺸﻜل 8-6؛ حيﺚ تظهر اﳌعادلة الرمزية للتفاعل بﲔ األلومنيوم وال�ﱪوم أن ذرة ألومني�وم واحدة تتفاعل مع ذرﰐ بروم فتنتﺞ م�ادة ﲢوي ذرة ألومنيوم وﺛ�الث ذرات ب�روم .هل اس�تحدﺛت ذرة بروم خالل التفاعل؟ الذرات ال تس�تحدث ﰲ التفاع�الت الكيميائي�ة ،ك�ﲈ ين�ص قانون حفﻆ الكتل�ة .ولتوضح ما ﳛ�دث بصورة صحيحة نحتاج إﱃ اﳌزيد من اﳌعلومات. لتمﺜيل التفاعل الكيميائي بمعادلة صحيحة؛ ﳚب أن تظهر اﳌعادلة أعدا ًدا متساوية من الذرات لكل من اﳌتفاعالت والنواتﺞ عﲆ جانبي الس�هم .وتس�مى مﺜل هذه اﳌعادلة اﳌعﺎﺩلة الﻜيميﺎﺋية الﺮمﺰﻳة اﳌوﺯﻭﻧة .واﳌعادلة الكيميائية اﳌوزونة تعبﲑ يستخدم الصيغ الكيميائية لتوضيح أنواﻉ اﳌواد اﳌتضمنة ﰲ التفاعل الكيميائي وكمياﲥا النسبية. وزن المعادلت الكيميائية Balancing Chemical Equations تتفق معادلة التفاعل اﳌوزونة بﲔ األلومنيوم والﱪوم اﳌبينة ﰲ الﺸﻜل 8-7مع قانون حفﻆ الكتلة .ولكي تزن اﳌعادلة الكيميائية ﳚب أن ﲡد اﳌعامالت الصحيحة للصيغ الكيميائي�ة ﰲ اﳌعادل�ة الرمزية .اﳌعﺎمـل ﰲ اﳌعادلة الكيميائية هو الع�دد الذي يكتب قب�ل اﳌ�ادة اﳌتفاعلة أو الناﲡة .وتك�ون اﳌعامالت عادة أع�دا ًدا صحيحة ،وال تكتب إذا كان�ت القيم�ة واحدً ا .وتصف اﳌعامالت ﰲ اﳌعادلة اﳌوزونة أبس�ط نس�بة عددية صحيحة لكميات كل من اﳌتفاعالت والنواتﺞ. )2AlBr 3(s ذرتا األومنيوم و�شت ذرا بروم )3Br 2(l )2Al (s �شت ذرا بروم ذرتا األومنيوم ال�سكل 8-7يت�ش ا ع دد ال را ك م ن اتفاع ال وا اعادل ة الكيمياية اوزن ة .اال ة يتطلب ود ر األوميوم �ش را برم ر اعادلة. 285 خطوات وزن اعادلت يمكن وزن أغلب اﳌعادالت الكيميائي�ة باتباﻉ اﳋطوات اﳌوضحة ﰲ اﳉدﻭﻝ .8-7فيمكنك ً مﺜال اس�تعﲈل هذه اﳋطوات لكتاب�ة اﳌعادلة الكيميائية للتفاعل بﲔ اﳍيدروجﲔ ،H 2والكلور Cl 2إلنتاج كلوريد اﳍيدروجﲔ .HCl ادول 8-7 اطوات خطوات وزن اعادلت العملية 1 اكتب معادلة كيميائية غير موزونة. تاأك ــد اأن ال�شي ــ الكيمياي ــة للمتفاع ــال والنوات ــ �شحيحة ,واأن الأ�شه تف�شل المتفاعال عن النوات, واإ�ش ــارة ) (+تف�ش ــل بي ــن كل م ــن الم ــواد المتفاعل ــة والم ــواد الناتجة ,ووج ــود الح ــال الفيزياية للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة. 2 عدّ ذرات العنا�سر في المتفاعالت. تتفاعل ذرتا هيدرجين وذرتا كلور. 3 ع د ذرا العنا�شر في النوات. تنت ذرة هيدروجين وذرة كلور. 4 غ ّير المعامالت لتجعل عدد ذرات كل عن�سر هو نف�سه في طرفي المعادلة .ول تير اأبـ ـدًا اأي رق شم ــن ال�شي ــة الكيمياي ــة لت ــزن معادل ــة لأن ذل ــك يير نوع المادة. 5 اكتب اعامالت اأب�سط ن�سبة كنة ,بحي تكون اعامال اأ�شر اأعداد �شحيحة كنة .فالن�شبة 2HCl : 1 Cl 2 :1 H 2 2:1:1ه ــي اأ�ش ــر ن�شب ــة كن ــة ,لأنه ل كن اخت�شاره ــا اأك من ذلك وتل اأعدادًا �شحيحة . 6 تاأكد من عملك تاأكد اأن ال�شي الكيمياية مكتوبة ب�ش ــكل �شحيح ,واأن ع ــدد ذرا كل عن�شر هو نف�شه في رفي المعادلة. مثال )HCl (g → ذرة هيدروج وذرة كلور + ذرتا هيدروج ذرتا كلور → + Cl 2 2ذرة كلور H2 2ذرة هيدرج HCl 1ذرة كلور 2HCl 286 )Cl 2(g )H 2(g → 2ذرة هيدروج 2 + ذرة كلور 2ذرة هيدروج 2ذرة كلور 1 +ذرة هيدروج Cl 2 H2 + 2ذرة هيدروج 2ذرة كلور 2ذرة هيدروج 2ذرة كلور )H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl (g 1H 2 : 1 Cl 2 : 2 HCl 1:1:2 )2HCl (g → )Cl 2(g 2ذرة كلور )H 2(g + 2ذرة هيدروج 2ذرة هيدروج 2ذرة كلور يوجد ذرتا هيدروج وذرتا كلور كل من ر اعادلة. مثال 8-1 كتابة معادلة كيميائية رمزية موزونة اكتب اﳌعادل�ة الكيميائية الرمزية اﳌوزونة للتفاعل بﲔ ﳏل�ول هيدروكس�يد الصوديوم وﳏلول بروميد الكالس�يوم إلنتاج هيدروكس�يد الكالس�يوم الصلب وﳏلول بروميد الصوديوم. 1 ليل ا�ساألة 2 ح�ساب اطلوب اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء ﻓﻲ واﻗﻊ اﻟﺤﻴﺎة هيدروك�سيد الكال�سيوم لقد ُأعطيت اﳌتفاعالت والنواتﺞ ﰲ التفاعل الكيميائي .لذا ابدأ بمعادلة كيميائية غﲑ موزونة، مستخد ًما اﳋطوات ﰲ اﳉدﻭﻝ 8-7لوزﳖا. اكتب اﳌعادلة الكيميائية غﲑ اﳌوزونة للتفاعل .تأكد من وضع اﳌتفاعالت عن يس�ار الس�هم، والنواتﺞ عن يمينه .وافصل اﳌواد بﺈشارة ) ،(+ووضح حاالﲥا الفيزيائية. )NaOH (aq) + CaBr 2(aq) → Ca(OH) 2(s) + NaBr (aq ع د را ك ع�شر اتفاع ع د را ك ع�شر الوا اأد اعام 2 ب NaOH لوزن را اأك�ش اليدر. اأد اعام 2 ب NaBr لوزن را ال�شوديوم الم. اكتب اعام اأب�ش ن�شبة كة. اأك د اأن ع دد را ك ع�شر و نف�ش ر اعادلة. 3 تقو الإجابة 1Na, 1 O, 1 H, 1 Ca, 2 Br 1Ca, 2 O, 2 H, 1 Na, 1 Br → )2NaOH (aq) + CaBr 2(s )Ca(OH) 2(aq) + NaBr (aq → )2NaOH (aq) + CaBr 2(aq )Ca(OH) 2(s) + 2NaBr (aq ﻧﺴبة اﳌعﺎمﻼت النواتﺞ اﳌتفاعالت 2 : 1 : 1: 2 2Na, 2O, 2H, 1 Ca, 2 Br 2Na, 2O, 2H, 1 Ca, 2 Br الصي�غ الكيميائي�ة ﳉميع اﳌواد مكتوبة بش�كل صحيح ،وعدد ذرات كل عنﴫ هو نفس�ه ﰲ طرﰲ اﳌعادلة ،واﳌعامالت مكتوبة ﰲ أبسط نسبة ﳑكنة .واﳌعادلة اﳌوزونة للتفاعل هي: الأحوا�ص اائية لل�سعب ارجانية ي�س�تخدم م�حلول هيدروكس�يد الكالسي�وم اﳌ�ائي ف�ي األحواﺽ اﳌائي�ة للش�عب اﳌرجاني�ة لتزويد اﳊيوان���ات -ومنه�ا اﳊل��زون واﳌرج��ان -بعنﴫ الكالس�يوم؛ حي��ﺚ يتفاع�ل هي���دروكس�يد الكالس�ي���وم م���ع ﺛاﲏ أكس�يد الكرب�ون ﰲ اﳌ�اء إلنت�اج أيونات الكالسيوم والبيكربونات. وتس�تخ���دم حيوانات الش�عب اﳌرجاني����ة الكالس�يوم ﰲ بن�اء أصدافه�����ا وأجهزﲥ�ا اﳍيكلية بصورة قوية. )2NaOH (aq) + CaBr 2(aq) → Ca(OH) 2(s) + 2NaBr (aq م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧة لﻜل مﻦ الﺘفﺎﻋﻼت اآلتية: .6يتفاع�ل كلوري�د اﳊديد IIIمع هيدروكس�يد الصودي�وم ﰲ اﳌاء إلنتاج هيدروكس�يد اﳊديد IIIالصلب وكلوريد الصوديوم. .7يتفاعل ﺛاﲏ كﱪيتيد الكربون CS 2الس�ائل مع غاز األكس�جﲔ إلنتاج غاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون وغاز ﺛاﲏ أكسيد الكﱪيت .SO 2 .8فيز يتفاعل فل�ز اﳋارصﲔ مع ﲪ�ﺾ الكﱪيتيك إلنتاج غ�از اﳍيدروجﲔ وﳏلول كﱪيتات اﳋارصﲔ. 287 وزن اعادلت الكيميائية اتفاعال اان الأي�شر خطوة 1 اكت معادلة كيمياية موونة اتفاعال ال�سكل 8-8تطلب درا�شت للكيميا الدر على زن اعاد .ا�شتعم ا اخط � شاعد عل ى ا ان ا ار .ح اأن اط وا ارمة اب اطوا ادو.87 التقو اﻟﺨﻼﺻﺔ 8-1 خطوة 4 اطوتان 2و3 النوا اان الأن عدد ذرا كل عن�شر جهة الي�شار اعامال عد الذرا النوا خطوة 5 يج اأن يت�شاويا اخت�شر اعامال اإ اأب�ش� شورة خطوة 6 تاأكد من عملك عدد ذرا كل عن�شر جهة اليم قيق قانون حف الكتلة لعل مفه�وم قان�ون حفﻆ الكتل�ة من أه�م اﳌفاهيم األساس�ية ﰲ الكيمي�اء .وﲨيع التفاعالت الكيميائية تتبع ه�ذا القانون الذي ينص عﲆ أن اﳌ�ادة ال تفنى وال تس�تحدث .وﳍ�ذا من الﴬوري أن ﲢتوي اﳌع�ادالت التي ﲤﺜل التفاعالت الكيميائية عﲆ معلومات كافية توضح أن التفاعل ﳛقق قانون حفﻆ الكتلة. يلخص الﺸـﻜل 8-8خطوات وزن اﳌعادالت .ولعلك ﲡد أن بعﺾ اﳌعادالت الكيميائية يمكن وزﳖا بسهولة ،ﰲ حﲔ أن وزن بعضها اآلخر صعب. .9 ف�سر ما أﳘية وزن اﳌعادالت الكيميائية؟ ّ قد تشﲑ بعﺾ التغﲑات الفيزيائية .10عدّ د ﺛالﺛة من اﳌﺆﴍات التي تدل عﲆ حدوث التفاعل الكيميائي. .11اﻛﺘﺐ التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل من ذرة األلومنيوم ،Alوذرة األكسجﲔ ،Oإذا إﱃ حدوث تفاعل كيميائي. علمت أن األعداد الذرية هي 8 ،13عﲆ الﱰتيب. ﳛسب أقﴡ عدد من اإللكﱰونات 3+ يمكن أن يس�توعبه مستوى الطاقة .12اﻛﺘﺐ الصيغة الكيميائية للمركب الناتﺞ عن اﲢاد أيون اﳊديد Fe IIIمع أيون األكسجﲔ .O2- الرئيس من اﳌعادلة.e=2n2 : توفر اﳌعادالت الكيميائية اللفظية .13قارن بﲔ اﳌعادلة الكيميائية اللفظية واﳌعادلة الكيميائية الرمزية. ف�سر ﳌ�اذا ﳚ�ب اختص�ار اﳌعام�الت ﰲ اﳌعادلة اﳌوزونة إﱃ أبس�ط نس�بة من والرمزي�ة معلوم�ات مهم�ة ع�ن ّ .14 األعداد الصحيحة. التفاعل الكيميائي. توضح اﳌعادلة الكيميائية اﳌوزونة .15ح ّلل هل يمكنك عند وزن معادلة كيميائية تعديل األرقام ﰲ الصيغة الكيميائية؟ أن�واﻉ اﳌتفاع�الت والنوات�ﺞ ﰲ .16ق ّوم هل اﳌعادلة اآلتية موزونة؟ إذا ﱂ تكن كذلك فصحح اﳌعامالت لوزﳖا: التفاعل الكيميائي وكمياﲥا النسبية. )K 2CrO4(aq) + Pb(NO3) 2(aq) → KNO 3(aq) + PbCrO4(S يتضم�ن وزن اﳌعادل�ة تعدي�ل .17ق ّوم يتفاعل ﳏلول ﲪﺾ الفوسف�وريك اﳌائي H 3PO4م�ع ﳏلول هيدروكسيد اﳌعام�الت حت�ى يتس�اوى ع�دد الكالسي�وم اﳌائي Ca(OH) 2إلنتاج فوسفات الكالسيوم الصلبة Ca 3(PO4) 2 الذرات ﰲ طرﰲ اﳌعادلة. واﳌاء .اكتب معادلة كيميائية موزونة تعﱪ عن هذا التفاعل. 288 8-2 الأهداف ت�سنف التفاعالت الكيميائية. ت�سنيف التفاعالت الكيميائية Classifying Chemical Reactions تحدد مميزات األنواﻉ المختلفة هناك اأربعة اأنواع من التفاعالت الكيميائية ،هي :التكوين، للتفاعالت الكيميائية. والحاق ،والتفكك ،والإحالل. مراجعة افردات الربط مع اياة ق�د ﲢتاج إﱃ وقت طويل للعﺜ�ور عﲆ كتاب ما ﰲ مكتب�ة غﲑ منظمة. الفلز :عن�ﴫ يك�ون صل ًب�ا ﰲ ل�ذا ُتصنف الكتب ﰲ اﳌكتبات ﰲ ﳎموعات ﳐتلفة لتس�هيل عملي�ة البحﺚ عنها .وكذلك الغال�ب عند درجة حرارة الغرفة ،تصنف التفاعالت الكيميائية إﱃ أنواﻉ ﳐتلفة. ً وموصال جيدً ا للحرارة والكهرباء، اأنواع التفاعالت الكيميائية Types of Chemical Reactions والمعا عمو ًما. ً يصنف الكيميائيون التفاعالت الكيميائية لتنظيم األعداد الكبﲑة من هذه التفاعالت التي ﲢدث افردات اديدة يوميا .إن معرفة أنواﻉ التفاعالت الكيميائية تساعدك عﲆ تذكرها وفهمها ،كﲈ تساعدك ً أيضا اًّ تفاعل التكوين عﲆ معرفة أنﲈﻁ حدوﺛها وتوقع نواتﺞ الكﺜﲑ منها .وهناك عدة طرائق لتصنيف التفاعالت تفاعل االحﱰاﻕ الكيميائية ،من أبسطها تلك التي تصنف التفاعالت إﱃ أربعة أنواﻉ ،هي :التكوين ،واالحﱰاﻕ، تفاعل التفكك والتف�كك ،واإلحالل .وقد تن�درج بعﺾ التفاعالت ﲢت أكﺜر من ن�وﻉ من هذه األنواﻉ. تفاعل اإلحالل البسيط تفاعل اإلحالل اﳌزدوج الراسب تفاعالت التكوين Synthesis Reactions تفﺎﻋل الﺘﻜوﻳﻦ تفاعل كيميائي تتحد فيه مادتان أو أكﺜر لتكوين مادة واحدة ،ويمكن ﲤﺜيله A + B → AB باﳌعادلة العامة اآلتية: عندم�ا يتفاع�ل عن�ﴫان فﺈن التفاع�ل بينهﲈ يكون ً دائ�ﲈ تفاعل تكوين .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال، يتفاعل عنﴫ الصوديوم مع عنﴫ الكلور وينتﺞ كلوريد الصوديوم ،انظر الﺸـﻜل .8-9 ك�ﲈ يمكن أن يتح�د مركبان لتكوي�ن مركب واحدً . فمﺜال التفاعل بﲔ أكس�يد الكالس�يوم CaOواﳌاء H 2Oلتكوين هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH) 2هو تفاعل تكوين. )CaO (s) + H 2O (l) → Ca(OH) 2(s وهناك نوﻉ ﺁخر من تفاعالت التكوين يتضمن تفاعل مركب مع عنﴫ ،مﺜل تفاعل غاز ﺛاﲏ أكسيد الكﱪيت SO 2مع غاز األكسجﲔ O 2لتكوين غاز ﺛالﺚ أكسيد الكﱪيت .SO 3 )2SO 2(g) + O 2(g) →2SO 3(g ال�سكل 8-9يتفاع ع�شرا ال�شوديوم الكلور لتكوين مركب احد و كلوريد ال�شوديوم. )2NaCl (s )Cl 2(g )2Na (s 289 ال�سكل 8-10الش و ال ا ع ن اللعبة الاري ة و نتية فاع احا ب اأك�ش فلزا تلفة. تفاعالت الحتراق اأ�سل الكلمة الحاق ) :(Combustionأصل هذه الكلمة التيني ،comburereوتعني ﳛﱰﻕ. Combustion Reactions يمك�ن أن يصن�ف تفاع�ل التكوين بﲔ األكس�جﲔ وﺛ�اﲏ أكس�يد الكﱪيت عﲆ أن�ه تفاعل اح�ﱰاﻕ ً أيضا .ﰲ تفﺎﻋل اﻻﺣﱰاﻕ ،كالذي يظهر ﰲ الﺸـﻜل ،8-10 يتحد األكس�جﲔ مع مادة كيميائية ِ مطل ًقا طاقة عﲆ شكل حرارة وضوء .ويمكن لﻸكس�جﲔ أن يتح�د ﲠ�ذه الطريق�ة مع م�واد كﺜ�ﲑة ﳐتلفة ،ﳑا ﳚع�ل تفاعالت االحﱰاﻕ ش�ائعة .وﳌعرفة اﳌزيد عن اكتش�اف التفاعالت الكيميائية سواء كانت تفاعالت احﱰاﻕ أو غﲑها ،انظر الﺸﻜل .8-11فيحدث تفاعل االحﱰاﻕ ً مﺜال بﲔ اﳍيدروجﲔ واألكسجﲔ عندما َّ يسخن اﳍيدروجﲔ؛ حيﺚ يتكون اﳌاء خالل التفاعل ،وتنطلق كمية كبﲑة من الطاقة ،انظر الﺸـﻜل .8-12كﲈ ﳛدث تفاعل احﱰاﻕ عند حرﻕ الفحم للحصول عﲆ الطاقة ،بحسب اﳌعادلة التالية: )C (s) + O 2(g) → CO 2(g ال�سكل 8-11 تفاعالت كيميائية من واقع الحياة 290 À 1635 م اﻓﺘﺘـﺢ ﺃﻭﻝ مﺼنـع لﻠﺘفﺎﻋـﻼت الﻜيميﺎﺋيـة ﰲ ﻭﻻﻳـة بوﺳـطﻦ اﻷمﺮﻳﻜيـة ﻓـﻜﺎﻥ ﻳنﺘـﺞ اﳌﻠـﺢ الﺼخـﺮﻱ ،ﻭمﻜوﻧـﺎت البﺎﺭﻭﺩ ،ﻭالﺸﺐ الﺬﻱ ﻳﺴﺘخدﻡ ﰲ ﺩبﺎﻏة ﺟﻠوﺩ اﳊيواﻧﺎت. عام 1800م ﺃﺩت بعﺾ ﺃبﺤﺎﺙ النبﺎت ﺇﱃ اﻛﺘﺸﺎﻑ معﺎﺩلة ﻛيميﺎﺋيــة موﺯﻭﻧة لعمﻠية البنﺎﺀ الﻀوﺋﻲ. 1775 م ﺃﺛبﺖ ﺃﻧطوﲏ ﻻﻓــواﺯﻳيﻪ ﺃﻥ تفﺎﻋﻼت اﻻﺣﱰاﻕ ﻃﺎﺭﺩﺓ لﻠطﺎﻗة، ﻭتﺘطﻠﺐ ﻭﺟوﺩ اﻷﻛﺴﺠﲔ. À عم�ل الناس عﲆ م�ر العص�ور عﲆ فهم الطاقة الناﲡة ع�ن التفاعالت الكيميائية واالستفادة منها ﰲ حل مشاكلهم. عام 1885م اﺧـﱰﻉ ﳏﺮﻙ اﻻﺣـﱰاﻕ الداﺧﲇ، ﻧموﺫﺟﺎ ﻭﻗد ﺻﺎﺭ ﻓيﲈ بعد ﹰ لﻠمﺤﺮﻙ اﳊدﻳﺚ. 1 9 1 0 - 1909م ﻗـﺎﻡ العﺎﳌـﺎﻥ اﻷﳌﺎﻧيـﺎﻥ ﻓﺮتـﺰ ﻫﺎبﺮ ﻭﻛﺎﺭﻝ بوﺵ بوﺿع ﻋمﻠية لﺘﺤﻀﲑ اﻷموﻧيﺎ. )2H 2 O (g )2H 2(g )O 2(g ال�سكل 8-12يتك ون اا فاع احا ب از اليدر اأك�ش. حلل اذا يعد ه ــذا التفاعل تفاعل احاق وتفاعل تكوين ا ً أيشا الح�ﻆ أن ﲨي�ع تفاعالت االحﱰاﻕ الت�ي ُذكرت هي تفاعالت تكوين ً أيض�ا ،إال أنه ليس كل تفاع�الت االحﱰاﻕ تفاع�الت تكوين .فمﺜ ً ال ينتﺞ تفاعل احﱰاﻕ غ�از اﳌيﺜان أكﺜر من مركب ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ اﳌعادلة التالية: )CH 4(g) + 2O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O (g اﳌيﺜ�ان ه�و اﳌك�ون الرئي�س للغ�از الطبيع�ي ،وينتم�ي إﱃ ﳎموع�ة م�ن ّ اﳌركب�ات تس�مى اﳍيدروكربون�ات ،وه�ي اﳌكون األس�اﳼ للنفط .وﲢت�وي اﳍيدروكربون�ات ﲨيعها عﲆ كربون وهيدروجﲔ ،وﲢﱰﻕ ﰲ األكس�جﲔ إلنتاج غاز ﺛاﲏ أكس�يد الكربون واﳌاء وكمية كبﲑة من الطاقة ،وهذا ما ﳚعل من النفط اﳌصدر األساﳼ للطاقة ﰲ حياتنا. م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧة لﻠﺘفﺎﻋﻼت الﺘﺎلية ،ﻭﺻنﻒ ﻛل تفﺎﻋل منﻬﺎ: .18تفاعل األلومنيوم مع الكﱪيت إلنتاج كﱪيتيد األلومنيوم الصلب. .19تفاعل اﳌاء مع غاز خامس أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ N 2O 5إلنتاج ﲪﺾ النيﱰيك. .20تفاعل غازي ﺛاﲏ أكس�يد النيﱰوجﲔ واألكس�جﲔ ،إلنتاج غاز خامس أكسيد ﺛنائي النيﱰوجﲔ. .21فيز تفاع�ل ﲪ�ﺾ الكﱪيتيك م�ع ﳏلول هيدروكس�يد الصودي�وم إلنتاج ﳏلول كﱪيتات الصوديوم واﳌاء. عام 1952م ﻏطـﻰ ﺩﺧـﺎﻥ ﻛﺜيـﻒ مــﻦ ﺛﺎﲏ ﺃﻛﺴـيد الﻜﱪﻳﺖ ﻭبعﺾ ﻧواتﺞ اﺣﱰاﻕ الفﺤﻢ مدﻳنة لنـدﻥ مـدﺓ ﲬﺴـة ﺃﻳـﺎﻡ ﻭتﺴـبﺐ ﰲ 4000ﺣﺎلة ﻭﻓﺎﺓ. À À 1978-1974م ﺃﺛبﺖ البﺎﺣﺜوﻥ ﺃﻥ الﻜﻠوﺭﻭﻓﻠوﺭﻭﻛﺮبوﻧﺎت CFCs تﺴـﺘنﺰﻑ ﻃبقة اﻷﻭﺯﻭﻥ .لﺬلك تﻢ ﺣظﺮ اﺳـﺘعﲈﻝ ﻋﻠـﺐ الـﺮﺵ الﺘﻲ تﺴﺘعمل ﻓيﻬﺎ .CFCs عام 2004م اﻛـﺘـﺸــــــﻒ الـعﻠﲈﺀ ﺃﻥ الـطيـوﺭ اﳌـﻬﺎﺟــــﺮﺓ تﺴﱰﺷـد بﺘفﺎﻋﻼت ﻛيميﺎﺋيـــــة ﲢـــدﺙ ﰲ ﺃﺟﺴـﺎمﻬــــﺎ ﻭتﺘﺄﺛـﺮ بﺎﳌﺠــــﺎﻝ اﳌﻐنﺎﻃيـﴘ لﻸﺭﺽ. عام 1995م اﺳﺘعﺎﻥ البﺎﺣﺜوﻥ بﺎلـمﺠﻬﺮ الـــﺬﺭﻱ ﻹﺣـداﺙ تفﺎﻋـﻼت ﻛيميﺎﺋيـة، ﻭمﻼﺣظة ﺁلية ﺣدﻭﺛﻬﺎ ﻋﲆ اﳌﺴﺘو اﳉﺰﻳﺌﻲ، ﳑﺎ مﻬد ﳍندﺳة النﺎﻧو. 291 ال�سكل 8-13يت ع ن فك اأزي د ال�ش ودي وم NaN 3از الي . و التفاع ال ي�شتعم نف اأكيا� ال وا ال�شيارا. اﻟﻤﻄﻮﻳﺎت ضم�ن مطويتك معلومات من ِّ هذا القسم. تفاعالت التفكك Decomposition Reactions تفﺎﻋـل الﺘفﻜك هو تفاع�ل يتفكك فيه مركب واحد إلنتاج عنﴫي�ن أو أكﺜر أو مركبات جديدة. وﳍذا فﺈن تفاعالت التفكك هي عكس تفاعالت التكوين .ويمكن ﲤﺜيلها باﳌعادلة العامة التالية: AB → A + B وغال ًبا ما ﲢتاج تفاعالت التفكك إﱃ مصدر للطاقة ،كاﳊرارة أو الضوء أو الكهرباء .تتفكك نﱰات األمونيوم ً مﺜال إﱃ أكسيد النيﱰوجﲔ وماء عندما تسخن إﱃ درجة حرارة عالية: ∆ )NH 4NO3(S )→ N 2O(g) + 2H 2O(g الح�ﻆ أن هذا التفاعل يتضم�ن تفكك مادة متفاعلة واحدة إﱃ أكﺜر م�ن ناتﺞ .ومن األمﺜلة اﳌشهورة عﲆ تفاعالت التفكك تفكك أزيد الصوديوم وفق اﳌعادلة التالية: )2NaN 3(s) → 2Na (s) + 3N 2(g ويس�تعمل ه�ذا التفاع�ل ﰲ نف�خ أكي�اس اﳍ�واء )أكي�اس الس�المة( ﰲ الس�يارات ،انظ�ر الشكل 8-13؛ حيﺚ يوضع ﰲ الكيس مع األزيد جهاز يوفر إشارة كهربائية لبدء التفاعل. منتجا غاز النيﱰوجﲔ الذي وعندما ينش�ط اﳉهاز نتيجة االصطدام يتحلل أزي�د الصوديوم ً ينفخ الكيس بﴪعة. م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧة لﺘفﺎﻋﻼت الﺘﺤﻠل )الﺘفﻜك( اآلتية: .22يتفكك أكس�يد األلومنيوم الصلب عندما ت�ﴪي فيه الكهرباء إﱃ ألومنيوم صلب وغاز األكسجﲔ . .23يتفكك هيدروكسيد النيكل IIالصلب إلنتاج أكسيد النيكل IIالصلب واﳌاء. .24فيز ينت�ﺞ عن تس�خﲔ كربون�ات الصودي�وم اﳍيدروجينية الصلب�ة كربونات الصوديوم الذائبة وماء وغاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون. 292 a ال�سكل 8-14فاع اح الب�شي را ع�شر را ع�شر ار مركب. b ليﺜيوﻡ +مﺎﺀ تفاعالت الإحالل ﻧﺤﺎﺱ +ﻧﱰات الفﻀة Replacement Reactions هن�اك الكﺜ�ﲑ من التفاع�الت التي تتضمن إح�الل عنﴫ ﳏل عنﴫ ﺁخ�ر ﰲ مركب، وتسمى هذه التفاعالت تفاعالت اإلحالل .وهناك نوعان منها ،ﳘا اإلحالل البسيط، واإلحالل اﳌزدوج. تفاعالت اإلحالل البسيط :يبﲔ الﺸﻜل ) 8-14 (aالتفاعل بﲔ الليﺜيوم واﳌاء ،حيﺚ ﲢل فيه ذرة ليﺜيوم ﳏل ذرة واحدة من ذرﰐ اﳍيدروجﲔ ﰲ اﳌاء ،كﲈ توضحه اﳌعادلة التالية: )2Li (s) + 2H 2O (l) → 2LiOH (aq) + H 2(g ويس�مى التفاعل الذي ﲢ�ل فيه ذرات عنﴫ ﳏل ذرات عن�ﴫ ﺁخر ﰲ مركب تفﺎﻋل اﻹﺣﻼﻝ البﺴيﻂ ،ويمكن ﲤﺜيله باﳌعادلة العامة التالية: A + BX → AX + B الفﻠـﺰ ﳛل ﳏـل اﳍيدﺭﻭﺟﲔ ﺃﻭ ﻓﻠـﺰ ﺁﺧﺮ التفاعل ب�ﲔ الليﺜيوم واﳌاء أح�د األمﺜلة عﲆ تفاعالت اإلحالل البسيط؛ حيﺚ ﲢل فيه ذرة فلز ﳏل ذرة هيدروجﲔ ﰲ جزيء اﳌاء. وﳛدث نوﻉ ﺁخر من اإلحالل البسيط عندما ﳛل فلز ﳏل فلز ﺁخر ﰲ مركب مذاب ﰲ اﳌ�اء .يظهر الﺸـﻜل ) 8-14 (bحدوث تفاعل إحالل بس�يط عند وضع صفيحة من النح�اس ﰲ ﳏلول مائي لن�ﱰات الفضة .فالبلورات اﳌﱰاكمة ع�ﲆ قطعة النحاس هي ذرات الفضة التي حلت ﳏلها ذرات النحاس. )Cu (s) + 2AgNO 3(aq) → Cu(NO 3) 2(aq) + 2Ag (s ال ﳛ�ل الفل�ز ً دائﲈ ﳏل فلز ﺁخر ﰲ مرك�ب مذاب ﰲ اﳌاء؛ وذل�ك ألن الفلزات ﲣتلف ﰲ نش�اطها ،ويقص�د بالنش�اﻁ مق�درة الفل�ز ع�ﲆ التفاع�ل م�ع م�ادة أخ�رى .ويبﲔ الﺸـﻜل 8-15سلس�لة النش�اﻁ الكيميائ�ي لبع�ﺾ الفل�زات .وتس�تخدم تفاعالت اإلح�الل ﰲ ﲢدي�د موقع الفل�زات ﰲ السلس�لة؛ حيﺚ يوجد أنش�ط الفلزات ﰲ أعﲆ السلس�لة ،بينﲈ يوجد أقلها ً نشاطا ﰲ أس�فلها .وقد رتبت اﳍالوجينات ً أيضا ﰲ سلسلة النشاﻁ الكيميائي بحسب نشاطها ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸﻜل . 8-15 ال�سكل � 8-15شل�شل ة الش ا الكيميا كابي ة ا للفل زا الالوي ا اأدا مفي د دي د امكاني ة ح د فاع كيميا ديد ن وا فاع اح الب�شي . الفﻠﺰات ليﺜيوم روبيديوم بوتاسيوم كالسيوم صوديوم ماغنسيوم ألومنيوم منجنيز خارصﲔ حديد نيكل قصدير رصاﺹ نحاس فضة بالتﲔ ذهب اﻷﻛﺜﺮ ﹰ ﻧﺸﺎﻃﺎ اﻷﻗل ﹰ ﻧﺸﺎﻃﺎ اﳍﺎلوﺟينﺎت اﻷﻛﺜﺮ ﹰ ﻧﺸﺎﻃﺎ فلور كلور بروم يود اﻷﻗل ﹰ ﻧﺸﺎﻃﺎ 293 يمكنك استعﲈل سلسلة النشاﻁ الكيميائي لتتوقع ما إذا كان سيحدث تفاعل أم ال .إن أي فلز يمكنه أن ﳛل ﳏل أي فلز يقع بعده ﰲ سلسلة النشاﻁ الكيميائي ،ولكن ال يمكنه أن ﳛل ﳏل أي فلز يقع قبلهً . فمﺜال ﲢل ذرات النحاس ﳏل ذرات الفضة ﰲ ﳏل�ول نﱰات الفضة، ً ولكن لو وضعت س�لكا من الفضة ﰲ ﳏل�ول نﱰات النحاس IIفﺈن ذرات الفض�ة ال ﲢل ﳏ�ل ذرات النحاس؛ ألن الفضة تقع بعد النحاس ﰲ سلس�لة النش�اﻁ الكيميائي .وﳍذا ال ﳛدث تفاعل .ويستخدم الرمز ) (NRعادة للداللة عﲆ عدم حدوث تفاعل كيميائي. Ag (s) + Cu(NO 3) 2(aq) → NR الﻼﻓﻠﺰ ﳛل ﳏل الﻼﻓﻠﺰ هناك نوﻉ ﺛالﺚ من تفاعالت اإلحالل البسيط ،حيﺚ ﳛل فيه الفلز ﳏ�ل الفل�ز ﺁخر ﰲ مركب .كﲈ هو ش�ائع ﰲ بعﺾ تفاع�الت اﳍالوجين�ات .فاﳍالوجينات كالفل�زات؛ فه�ي تظه�ر مس�تويات ﳐتلف�ة من النش�اﻁ ﰲ تفاع�الت اإلح�الل .ويوضح الﺸـﻜل 8-15سلس�لة النش�اﻁ الكيميائ�ي للهالوجين�ات ،الت�ي تب�ﲔ أن الفلور أنش�ط نش�اطا .فاﳍالوجﲔ األنش�ط ﳛل ﳏل اﳍالوجﲔ األقل ً ً نشاطا ﰲ اﳍالوجينات ،واليود أقلها مرك�ب ذائب ﰲ اﳌاء .فالفلور ً مﺜال ﳛل ﳏل الﱪوم ﰲ ﳏلول مائى لﱪوميد الصوديوم.لكن الﳛل الﱪوم ﳏل الفلور ﰲ ﳏلول مائي لفلوريد الصوديوم. )F 2(g) + 2NaBr (aq) → 2NaF (aq) + Br 2(l Br 2(l) + 2NaF (aq) → NR ماذا قراأت و�سح كيف ﳛدث تفاعل اإلحالل البسيط؟ ﻣﺨﺘﺒﺮ ﺣﻞ اﻟﻤﺸﻜﻼت ﺗﺤﻠﻴﻞ اﻟﺘﺪرج ﻓﻲ اﻟﺨﻮاص كيف ُتف�سر ن�ساط الهالوجينات تقع اﳍالوجينات ﰲ اﳌجموعة رق�م 17من اﳉدول الدوري ،وﳜﱪنا ه�ذا بأن للهالوجينات بع�ﺾ اﳋ�واﺹ العام�ة؛ فجمي�ع اﳍالوجين�ات ال فل�زات، ويوجد ﰲ مستويات طاقاﲥا اﳋارجية سبعة إلكﱰونات .ومع ذل�ك فلكل هالوجﲔ ما يميزه م�ن اﳋواﺹ ،ومن ذلك مدى قابلية التفاعل مع مادة أخرى. التحليل تفح�ص الش�كل اﳌبﲔ الذي يظه�ر ترتيب اﳍالوجينات بحس�ب نشاطها الكيميائي. التفك الناقد .1فﴪ كيف تس�اعدك سلسلة نش�اﻁ اﳍالوجينات عﲆ توقع ما إذا كان التفاعل سيحدث أم ال؟ 294 اﳍالوجينات األكﺜر ً نشاطا فلور كلور بروم يود األقل ً نشاطا .2ه�ل ﳛ�ل الفل�ور ﳏ�ل الكل�ور ﰲ ﳏل�ول مائي لكلوريد الصوديوم؟ فﴪ إجابتك. .3ادرس اﳌعادلة التالية: I 2(g) + NaBr (aq) → NR ﳌاذا ال ﳛل اليود ﳏل الﱪوم؟ .4أي اﳍالوجينات يتفاعل أﴎﻉ مع الصوديوم؟ مثال 8-2 تفاعالت الإحالل الب�سيط توقع نواتﺞ التفاعالت الكيميائية التالية ،واكتب معادلة كيميائية رمزية موزونة ﲤﺜل اًّ كال منها: .a → )Fe (s) + CuSO 4(aq .b → )Br 2(l) + MgCl 2(aq .c → )Mg (s) + AlCl 3(aq 1ليل ا�ساألة اس�تخدم الﺸـﻜل 8-15لتحدد ما إذا كان كل من التفاعالت الكيميائية الس�ابقة س�يحدث أم ال ،وحدِّ د نواتﺞ كل تفاعل يتوقع حدوﺛه ،واكتب معادلة كيميائية رمزية ﲤﺜل التفاعل ،و ِز ﹾﳖا. 2ح�ساب اطلوب .aيقع اﳊديد قبل النحاس ﰲ سلسلة النشاﻁ الكيميائي .وﳍذا فﺈن التفاعل سيحدث؛ ألن اﳊديد أنشط من النحاس .وﰲ هذه اﳊالة ﳛل اﳊديد ﳏل النحاس ،وتكون اﳌعادلة الكيميائية الرمزية للتفاعل عﲆ النحو التاﱄ: )Fe (s) + CuSO 4(aq) → FeSO 4(aq) + Cu (s وهذه اﳌعادلة موزونة. ً نش�اطا من الكلور؛ ألنه يقع بعد الكلور ﰲ سلس�لة النش�اﻁ الكيميائي ،وﳍذا ال ﳛدث تفاعل .ويمكن ﲤﺜيل .bالﱪوم أقل ذلك باﳌعادلة الكيميائية الرمزية التالية: Br 2(l) + MgCl 2(aq) → NR وﰲ هذه اﳊالة ال تتطلب اﳌعادلة وز ًنا. .cيقع اﳌاغنس�يوم قبل األلومنيوم ﰲ سلس�لة النش�اﻁ الكيميائي ،وﳍذا فﺈن التفاعل س�يحدث؛ ألن اﳌاغنس�يوم أنشط من األلومنيوم .وﰲ هذه اﳊالة ﳛل اﳌاغنسيوم ﳏل األلومنيوم ،وتكون اﳌعادلة الكيميائية الرمزية غﲑ اﳌوزونة للتفاعل: )Mg (s) + AlCl 3(aq) → MgCl 2(aq) + Al (s واﳌعادلة اﳌوزونة هي: )3Mg (s) + 2AlCl 3(aq) → 3MgCl 2(aq) + 2Al (s 3تقو الإجابة تدعم سلسلة النشاﻁ الكيميائي اﳌوضحة ﰲ الﺸﻜل 8-15التوقعات .اﳌعادالت الكيميائية موزونة؛ ألن عدد الذرات هو نفسه ﰲ طرﰲ اﳌعادلة. م�سائل تدريبية توقع مﺎ ﺇﺫا ﻛﺎﻧﺖ تفﺎﻋﻼت اﻹﺣﻼﻝ البﺴيﻂ الﺘﺎلية ﺳﺘﺤدﺙ ﺃﻡ ﻻ ،ﻭﺃﻛمل اﳌعﺎﺩلة الﻜيميﺎﺋية الﺮمﺰﻳة لﻜل تفﺎﻋل ﻳﺘوﻗع ﺣدﻭﺛﻪ ،ﺛﻢ ﺯﳖﺎ: .25 → )Zn (s) + NiCl 2(aq .26 → )Cl 2(g) + HF (aq .27 → )Fe (s) + Na 3PO 4(aq .28فيز → )Al (s) + Pb(NO 3) 2(aq 295 ال�سكل 8-16تب اد اأيون ا اأماك ا فاع اح ازدج كما فاع يدرك�شيد الكال�شيوم حم اليدركلوري. تفاعالت الإحالل ازدوج يس�مى التفاعل الذي يتم فيه تبادل األيونات بﲔ مركبﲔ تفﺎﻋل اﻹﺣﻼﻝ اﳌﺰﺩﻭﺝ .انظر اﳌعادلة العامة ﰲ الﺸﻜل .8-16 يمﺜّ�ل الرم�زان Aو Bﰲ هذه اﳌعادل�ة أيونﲔ موجبﲔ ،بينﲈ يمﺜل الرم�زان Xو Yأيونﲔ وصارا مرتبطﲔ بأيونﲔ موجبﲔ سالبﲔ .الحﻆ أن األيونﲔ السالبﲔ قد تبادال موقعيهﲈ، ﹶ ُ التفاعل ﳐتلف�ﲔ ،وبمعن�ى ﺁخ�ر ،حل Xﳏ�ل ،Yوحل Yﳏل .Xوﳍذا الس�بب يس�مى تفاعل اإلحالل اﳌزدوج .فتفاعل هيدروكس�يد الكالس�يوم مﺜ ً ال وﲪﺾ اﳍيدروكلوريك اﳌوضح ﰲ اﳌعادلة التالية هو إحالل مزدوج. )Ca(OH) 2(aq) + 2HCl (aq) → CaCl 2(aq) + 2H 2O (l األيون�ات ﰲ التفاعل هي .Cl -, H +, OH -, Ca 2+ :الحﻆ أن األيونﲔ السالبﲔ Cl- غﲑا موقعيهﲈ ،وارتبطا باأليونﲔ اﳌوجبﲔ Ca 2+و ،H +عﲆ الﱰتيب .كﲈ أن و OH-ق�د ّ تفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع كلوريد النحاس IIهو ً أيضا تفاعل إحالل مزدوج. )2NaOH (aq) + CuCl 2(aq) → 2NaCl (aq) + Cu(OH) 2(s غ�ﲑا موقعيهﲈ وارتبط�ا بأيونﲔ موجبﲔ الح�ﻆ أن األيون�ﲔ الس�البﲔ Clو OH-قد ّ ﺁخرين Na+و .Cu2+ويظه�ر م�ن الﺸﻜـل 8-17أن ن�اتﺞ ه�ذا التفاعل م�ادة صلب�ة ال تذوب ﰲ اﳌاء ،وهي هيدروكس�يد النحاس .IIوتس�مى اﳌادة الصلبة التي تنتﺞ خالل ﹴ ﳏلول ما ﺭاﺳ ﹰبﺎ. تفاعل كيميائي ﰲ نوا تفاعالت الإحالل المزدوج إحدى اﳌميزات األساس�ية لتفاعالت اإلحالل اﳌزدوج هي نوﻉ الناتﺞ اﳌتكون عندما ﳛدث التفاعل .فجميع هذه التفاعالت تنتﺞ ما ًء، أو راس ًبا ،أو ً غازا. ال�سكل 8-17عدما يشا يدرك�شيد ال�شوديوم ا ل و كلوري د الح ا� II تب اد اأيوناCl- و OH -موعيما يت عن التفاع كلوريد ال�شوديوم ال يبى ا با المحلو يدرك�شيد الحا�II ال ي�شب شور ماد شلبة زرا اللون. 296 ادول 8-8الخطوات الأ�سا�سية لكتابة المعادلت الكيميائية الموزونة لتفاعالت الإحالل المزدوج مثال الخطوات Al(NO 3) 3 + H 2SO 4 .1اكت ال�شيـ الكيمياية للمتفاعال. .2ع ي ــن الأيون ــا الموجب ــة وال�شالب ــة ف ــي كل مرك. .3ارب بين كل اأيون موج والأيون ال�شال في المرك الخر. Al(NO 3) 3فيه Al 3+وNO 3- H 2SO 4 - NO 3يرتب مع + H Al 2 (SO 4) 3 HNO 3 )Al 2(SO 4) 3(s) + HNO 3(aq )Al 2(SO 4) 3(s) + 6HNO 3(aq .6ن المعادلة. Hو SO 4 SO 4 2-يرتب مع Al 3+ .4اكت ــ ال�شيـ ــ الكيميـاي ــة للنوات ــ م�شتعي ًن ــا بالخطوة .3 .5اكت ــ المعادل ــة الكيمياي ــة الكامل ــة لتفاع ــل الإحال المزدو. فيه + 2- )Al(NO 3) 3(aq) + H 2SO 4(aq )2Al(NO 3) 3(aq) + 3H 2SO 4(aq ﹶ تفاعﲇ اإلحالل اﳌزدوج اللذين نوقشا؛ حيﺚ ينتﺞ ماء عن تفاعل هيدروكسيد ارجع إﱃ الكالس�يوم م�ع ﲪﺾ اﳍيدروكلوري�ك ،وينتﺞ ع�ن تفاعل هيدروكس�يد الصوديوم مع كلوري�د النحاس IIراس�ب .وم�ن تفاعالت اإلح�الل اﳌ�زدوج التي ُتنتﺞ ً غ�ازا تفاعل سيانيد البوتاسيوم KCNوﲪﺾ اﳍيدروبروميك .HBr )KCN (aq) + HBr (aq) → KBr (aq) + HCN (g ويب�ﲔ اﳉدﻭﻝ 8-8اﳋطوات األساس�ية لكتاب�ة معادالت كيميائي�ة موزونة لتفاعالت اإلحالل اﳌزدوج. ماذا قراأت� سف ما ﳛدث لﻸيونات السالبة ﰲ تفاعالت اإلحالل اﳌزدوج. م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧة لﺘفﺎﻋﻼت اﻹﺣﻼﻝ اﳌﺰﺩﻭﺝ اآلتية: معا إلنتاج يوديد الفضة الصلب وﳏلول نﱰات الليﺜيوم. .29تتفاعل اﳌادتان اللتان عن اليسار ً .30يتفاع�ل ﳏل�ول كلوريد الباريوم مع ﳏل�ول كربونات البوتاس�يوم إلنتاج كربونات الباري�وم الصلبة وﳏلول كلوريد البوتاسيوم. .31يتفاع�ل ﳏلول كﱪيتات الصوديوم م�ع ﳏلول نﱰات الرصاﺹ IIإلنتاج كﱪيتات الرصاﺹ IIالصلبة وﳏلول نﱰات الصوديوم. .32فيز يتفاع�ل ﲪ�ﺾ اإليﺜانويك )ﲪﺾ اﳋل( CH 3COOHمع هيدروكس�يد )AgNO 3(aq البوتاسيوم إلنتاج إيﺜانوات البوتاسيوم )خالت البوتاسيوم( واﳌاء. )LiI (aq 297 ادول 8-9 النواتج المتوقعة لبع�ص التفاعالت الكيميائية نوع التفاعل النوا اتوقعة اواد اتفاعلة التكوين مادتان اأو اأكثر مرك واحد الحتراق فلز واأك�شجين لفلز واأك�شجين مرك واأك�شجين اأك�شيد الفلز اأك�شيد الالفلز اأك�شيدان اأو اأكثر اعادلة العامة A + B → AB A + O 2 → AO التفكك مرك واحد عن�شران اأو اأكثر و/اأو مركبا اأخر AB → A + B الإحال الب�شي فلز ومرك لفلز ومرك مرك جديد والفلز الم�شتعا عنه مرك جديد والالفلز الم�شتعا عنه A + BX → AX + B الإحال المزدو مركبان مركبان مختلفان ,اأحدها �شل ,اأو ماء ,اأو ا. AX + BY → AY + BX يلخص اﳉدﻭﻝ 8-9أنواﻉ التفاعالت الكيميائية .يمكنك االستعانة باﳉدول ﳌعرفة أنواﻉ التفاعالت اﳌختلفة وتوقع نواﲡها .عﲆ س�بيل اﳌﺜال ،كيف ﲢدد نوﻉ التفاعل بﲔ أكس�يد الكالسيوم الصلب وغاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون ﰲ إنتاج كربونات الكالسيوم الصلبة؟ ﹰ ﺃﻭﻻ :اكتب اﳌعادلة الكيميائية. )CaO (s) + CO 2(g) → CaCO 3(s ﺛﺎﻧ ﹰيﺎ :حدد ما ﳛدث ﰲ التفاعل .ﰲ هذه اﳊالة ،تتفاعل مادتان وينتﺞ عنهﲈ مركب واحد. ﺛﺎل ﹰﺜﺎ :استعن باﳉدول لتحديد نوﻉ التفاعل .التفاعل هو تفاعل تكوين. ﺭابعﺎ :تأكد من إجابتك بمقارنة معادلة التفاعل باﳌعادلة العامة لنوﻉ التفاعل. ﹰ )CaO (s) + CO 2(g) → CaCO 3(s → AB التقو 8-2 اﻟﺨﻼﺻﺔ يس�ه����ل تصنيف التفاع���الت ّ الكيميائي����ة فهمها وت����ذكرها وتعرفها. ّ تس�تخدم سلس�ل�����ة النش���اﻁ الكيميائ�ي للفلزات واﳍالوجينات ﰲ ت���وق�ع ح�دوث تفاع�الت اإلحالل البسيط. 298 .33 A + B و�سح األنواﻉ األربعة من التفاعالت الكيميائية وخواصها. .34ا�سرح كيف تم ترتيب سلسلة النشاﻁ الكيميائي للفلزات؟ .35قارن بﲔ تفاعالت اإلحالل البسيط واإلحالل اﳌزدوج. � .36سف ماذا ينتﺞ عن تفاعل اإلحالل اﳌزدوج؟ � .37سنّف .ما نوﻉ التفاعل اﳌرجح حدوﺛه عندما يتفاعل الباريوم مع الفلور؟ اكتب معادلة كيميائية موزونة للتفاعل. فﴪ إجابتك. ّ .38 ف�سر البيانات .هل يمكن للتفاعل اآلﰐ أن ﳛدث؟ ّ 3Ni + 2AuBr 3 → 3NiBr 2 + 2Au 8-3 الأهداف ت�سف اﳌحاليل اﳌائية. التفاعالت احاليل اائية Reactions in Aqueous Solutions تكتب م�ع�ادالت أي�وني�ة دث تفاعالت الإحالل ازدوج ب اواد احاليل اائية، ك�املة ومعادالت أيونية ﳖائية وتوؤدي اإ اإنتاج روا�سب ،اأو ماء ،اأو غازات. للتفاع�الت الكيميائي�ة ف��ي الربط مع اياة يس�تعمل مس�حوﻕ نكهة الليم�ون ﰲ ﲢضﲑ ﴍاب الليم�ون .فعندما اﳌحاليل اﳌائية. ً ﳏلوال له نكهة الليمون. مكونة يضاف اﳌسحوﻕ إﱃ اﳌاء فﺈن بلوراته تذوب فيه ّ تتوقع ما إذا كانت التفاعالت ﰲ اﳌحالي�ل اﳌائية س�تﺆدي إﱃ عرف�ت س�اب ًقا أن اﳌحل�ول ﳐل�وﻁ متجانس .ك�ﲈ َّ أن الكﺜﲑ م�ن التفاعالت التي نوقش�ت ﹶ إنتاج راسب ،أو ماء ،أو غاز. أي تكون عﲆ ش�كل ﳏاليل مائي�ة .واﳌﺤﻠوﻝ اﳌﺎﺋﻲ ﳛتوي عﲆ تتضم�ن موا ّد مذابة ﰲ اﳌاء ،ﹾ مكونات اﳌحلول – فيسمى اﳌﺬﻳﺐ. مراجعة افردات مادة أو أكﺜر مذابة ﰲ اﳌاء تسمى اﳌﺬاﺏ .أما اﳌاء – أكﱪ ّ المحاليل المائية Aqueous Solutions احلول :ﳐل�وﻁ متجان�س ق�د اركبات ازيية احلول اﳌاء هو اﳌذيب ﰲ اﳌحاليل اﳌائية ً دائﲈ ،أما اﳌواد التي قد ﳛوي مواد صلبة ،أو س�ائلة ،أو تذوب فيه فهي كﺜﲑة .فالسكروز )سكر اﳌائدة( ،واإليﺜانول )الكحول( ﳘا مركبان يذوبان غازية. تكون أيونات عندما تذوب ﰲ اﳌحلول ﰲ صورة جزيﺌات ،وهناك مواد جزيﺌية )تس�اﳘية( ّ يكون أيون�ات اﳍيدروجﲔ وأيونات ﰲ اﳌ�اء .فاﳌرك�ب اﳉزيﺌ�ي كلوريد اﳍيدروجﲔ ًمﺜ�ال ّ افردات اديدة الكلوريد عندما يذوب ﰲ اﳌاء ،كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .8-18ويمكن ﲤﺜيل عملية التأين اﳌحلول اﳌائي هذه باﳌعادلة اآلتية: اﳌذاب اﳌذيب اﳌعادلة األيونية الكاملة األيونات اﳌتفرجة اﳌعادلة األيونية النهائية + )HCl (aq)→ H(aq )+ Cl -(aq ً أﲪاضا ،وﳍذا تسمى اﳌركبات التي تنتﺞ أيونات اﳍيدروجﲔ � ومنها كلوريد اﳍيدروجﲔ � ف�ﺈن ﳏلول كلوريد اﳍيدروجﲔ اﳌائي ُيس�مى ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك .وس�وف تعرف أكﺜر عن األﲪاﺽ الح ًقا. ال�سكل 8-18يتفك حم اليدركلوري HCl الم ا ال ى اأيون ا يدر H + اأيون ا كلوريد .Cl - H+ H 2O Cl - 299 ال�ستعمال العلمي مقابل ال�ستعمال ال�سائع اركب ال�ستعمال العلمي :اﲢاد عنﴫين كيميائيا. أو أكﺜر اًّ مل�ح الطع�ام مرك�ب ينت�ﺞ ع�ن اﲢاد عن�ﴫ الصوديوم مع عنﴫ الكلور. ال�ستعمال ال�سائع :كلمة تتكون من مقطعﲔ. مل�ح الطع�ام يس�مى كلوري�د الصوديوم. اركبات الأيونية احلول تتك�ون اﳌركب�ات األيونية من أيون�ات موجبة وأيونات معا بروابط أيونية .وعندما تذوب اﳌركبات األيونية ﰲ اﳌاء فﺈن أيوناﲥا تنفصل سالبة مرتبطة ً بعضها عن بعﺾ .وتس�مى هذه العملية التفكك .فاﳌحلول اﳌائي لكلوريد الصوديوم ً مﺜال ﳛتوي عﲆ أيونات Na +و .Cl - اأنواع التفاعالت في المحاليل المائية Types of Reactions in Aqueous Solutions عن�د مزج ﳏلولﲔ مائيﲔ ﳛوي�ان أيونات ذائبة فﺈن األيونات ق�د يتفاعل بعضها مع بعﺾ. وكﺜ�ﲑ من هذه التفاعالت تفاع�الت إحالل مزدوج ،ويمكن أن ت�ﺆدي إﱃ ﺛالﺛة أنواﻉ من النوات�ﺞ هي :راس�ب ،أو ماء ،أو غاز .أما جزيﺌ�ات اﳌذيب � وهي ﰲ الغالب جزيﺌات ماء � فال تتفاعل عاد ًة. التفاعالت التي تك ّون روا�سب بعﺾ التفاعالت التي ﲢدث ﰲ اﳌحاليل اﳌائية تنتﺞ رواسب. ً فمﺜال ،عند خلط ﳏلول هيدروكسيد الصوديوم مع ﳏلول كلوريد النحاس IIﳛدث تفاعل إحالل مزدوج يﺆدي إﱃ تكوين راسب من هيدروكسيد النحاس .II )2NaOH (aq) + CuCl 2(aq)→ 2NaCl (aq)+ Cu(OH) 2(s الحﻆ أن اﳌعادلة الكيميائية ال توضح بعﺾ تفاصيل هذا التفاعل؛ فهيدروكسيد الصوديوم وكلوري�د النح�اس IIمركب�ات أيونية ،وﳍذا فهﲈ يوج�دان ﰲ ﳏلوليهﲈ عﲆ ش�كل أيونات Cl - , Cu 2+ , OH - , Na +كﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل .8-19وعند مزج اﳌحلولﲔ تتحد أيونات Cu 2+مع أيونات OH -لتكوين راس�ب من هيدروكسيد النحاس .Cu(OH) 2 أما أيونات Cl -و Na +فتبقى ذائبة ﰲ اﳌحلول. - Cl ال�سكل 8-19يتف ك NaOH ا ا ا اأي و O H - N a + كم ا يتفك CuCl 2 ا اأيو.Cl - Cu 2+ H 2O H2 O متفاعل Cl - 2+ Cu H2 O Cl - ) CuCl 2 (aq Cu 2+ Cu 2+ )(aq )(aq CuCl2 CuCl2 OH- OHمتفاعل - OHH O 2 Na+ )Cl (aq + Na Na+ )(OH) 2 (s Cu Cu(OH)2 + NaCl )(s )(aq Cu(OH)2 + NaCl )(s )(aq نوا 300 H2 O + Na NaOH )(aq NaOH )(aq )H (aq H 2O NaO لح تفاع ًال يك ّون را�س ًبا كيف يك ّون لولن مادة �سلبة خطوات العمل OK P L التجارب AK FHBL F K بطاقةG السالمة ﰲO N EG KدليلGCIM HJDN IE JLP M امﻸ LH M OI .1 N PJ العملية. DFJ مقطرا ﰲ كأس سعتها .150 mL .2ضع 50 mLما ًء ً .3زن 4 gم�ن حبيبات ،NaOHﺛم أضفه�ا بالتدريﺞ حبيبة بعد أخرى إﱃ الكأس .واحرﺹ عﲆ ﲢريك اﳌحلول بساﻕ التحريك حتى تذوب كل حبيبة ﲤا ًما قبل إضافة األخرى. .4زن 6 gم�ن ملح إبس�وم )كﱪيتات اﳌاغنس�يوم ،(MgSO 4 وضعها ﰲ كأس أخرى سعتها ،150 mLﺛم أضف 50 mL مقط�را إﱃ اﳌلح ،وحركه بس�اﻕ التحري�ك حتى يذوب م�اء ً اﳌلح ﲤا ًما. .5أض�ف ﳏل�ول ملح إبس�وم ببطء إﱃ ﳏل�ول ،NaOH وسجل مالحظاتك. .6حرك اﳌحلول الناتﺞ ،وسجل مالحظاتك. .7ات�رك الراس�ب حتى يس�تقر ،ﺛم افصل الس�ائل عنه ﰲ A B C .100 D mL سعته AE مدﺭﺝ BF ﳐبﺎﺭ ACG BDH CE I .8ﲣلص من الراسب كﲈ يرشدك معلمك. التحليل .1اكت�ب معادل�ة كيميائي�ة رمزي�ة موزون�ة للتفاعل بﲔ NaOHو .MgSO4والح�ﻆ أن أغل�ب مركب�ات الكﱪيتات توجد ﰲ صورة أيونات ﰲ اﳌحاليل اﳌائية. .2اكتب اﳌعادلة األيونية الكاملة ﳍذا التفاعل. .3ح�دد أي األيونات متفرجة ،ﺛم اكتب اﳌعادلة األيونية النهائية للتفاعل. اعادلت الأيونية لتوضيح تفاصيل التفاعالت التي تتضمن أيونات ﰲ اﳌحاليل اﳌائية، يس�تخدم الكيميائي�ون اﳌعادالت األيونية ،وه�ي ﲣتلف عن اﳌع�ادالت الكيميائية الرمزية اﳌوزون�ة ﰲ ّ أن اﳌواد التي تكون عﲆ ش�كل أيونات ﰲ اﳌحل�ول تكتب كأيونات ﰲ اﳌعادلة. فلك�ي تكت�ب اﳌعادل�ة األيوني�ة لتفاع�ل ﳏل�وﱄ NaOHو ً CuCl 2 مﺜ�ال ﳚ�ب أن تكتب ﹾ اﳌتفاعالت والناتﺞ NaClعﲆ شكل أيونات. →)2Na + (aq)+ 2OH- (aq) + Cu2+ (aq)+ 2Cl- (aq )2Na+ (aq)+ 2Cl- (aq)+ Cu(OH) 2(s و ُتس�مى اﳌعادلة التي تبﲔ اﳉس�يﲈت ﰲ اﳌحلول اﳌعﺎﺩلة اﻷﻳوﻧية الﻜﺎمﻠة .الحﻆ أن أيونات أي أﳖا ﱂ تشارك ﰲ التفاعل ،وﳍذا الصوديوم والكلور مواد متفاعلة وناﲡة ﰲ الوقت نفسه ،ﹾ تسمى اﻷﻳوﻧﺎت اﳌﺘفﺮﺟة .وعند شطب هذه األيونات من طرﰲ اﳌعادلة األيونية ﲢصل عﲆ ما يسمى اﳌعﺎﺩلة اﻷﻳوﻧية النﻬﺎﺋية ،وهي تشتمل عﲆ اﳉسيﲈت اﳌشاركة ﰲ التفاعل فقط. →)2Na + (aq)+ 2OH- (aq) + Cu2+ (aq)+ 2Cl- (aq )2Na+ (aq)+ 2Cl- (aq)+ Cu(OH) 2(s الحﻆ أنه ﱂ يتبق سوى أيونات اﳍيدروكسيد والنحاس ﰲ اﳌعادلة األيونية النهائية اﳌوضحة أدناه: )2OH- (aq) + Cu 2+ (aq) → Cu(OH) 2(s ماذا قراأت قارن فيم ﲣتلف اﳌعادالت األيونية عن اﳌعادالت الرمزية الكيميائية؟ 301 مثال 8-3 التفاعالت التي تك ّون را�س ًبا اكتب اﳌعادل�ة الكيميائية الرمزية اﳌوزونة ،واأليونية الكامل�ة ،واأليونية النهائية لتفاعل ﳏلول يكون راس ًبا من كربونات الباريوم. نﱰات الباريوم مع ﳏلول كربونات الصوديوم الذي ّ 1ليل ا�ساألة لقد ُأعطيت أسﲈء اﳌركبات للمواد اﳌتفاعلة والنواتﺞ .لكتابة معادلة كيميائية موزونة للتفاعل ﳚب أن ﲢدد الكميات النسبية للم�واد اﳌتفاعل�ة والناﲡ�ة .ولكتابة اﳌعادلة األيوني�ة الكاملة ﲢتاج إﱃ توضيح اﳊ�االت األيونية للم�واد اﳌتفاعلة والناﲡة. وبشطب األيونات اﳌتفرجة من طرﰲ هذه اﳌعادلة يمكنك كتابة اﳌعادلة األيونية النهائية. 2 ح�ساب اطلوب اكتب الصيغ الكيميائية الصحيحة واﳊاالت الفيزيائية لكل اﳌواد ﰲ التفاعل: )Ba(NO 3) 2(aq) + Na 2CO 3(aq) → BaCO 3(s) + NaNO 3(aq زن اعادلة الكيمياية الرمزية ش اأيون ا ا واد اتفاعل ة الاة اح اأيون ا اتفر ة م ن اعادلة اأيونية الكاملة اكتب اعادلة اأيونية الاية 3 )Ba(NO 3) 2(aq) + Na 2CO 3(aq) → BaCO 3(s) + 2NaNO 3(aq → )Ba 2+ (aq) + 2NO 3 - (aq) + 2Na + (aq) + CO 3 2- (aq )BaCO 3(s) + 2Na + (aq) + 2NO 3 - (aq → )Ba 2+ (aq) + 2NO 3 - (aq) + 2Na + (aq) + CO 3 2- (aq )BaCO 3(s) + 2Na + (aq) + 2NO 3 - (aq )Ba 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) → BaCO 3(s تقو الإجابة اﳌع�ادالت موزون�ة؛ ألن عدد الذرات هو نفس�ه ﰲ طرفيها .وتش�تمل اﳌعادلة األيونية النهائية عﲆ عدد أق�ل من اﳌواد ،وتبﲔ األيونات اﳌتفاعلة لتكوين الراسب )اﳌادة الصلبة(. م�سائل تدريبية تﻜوﻥ ﺭاﺳـ ﹰبﺎ، اﻛﺘـﺐ معـﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋيـة ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧـة ،ﻭﺃﻳوﻧية ﻛﺎمﻠة ،ﻭﺃﻳوﻧيـة ﳖﺎﺋية لﻜل مﻦ الﺘفﺎﻋـﻼت اآلتية الﺘﻲ ﻗد ﹼ مﺴﺘخد ﹰمﺎ ) (NRلبيﺎﻥ ﻋدﻡ ﺣدﻭﺙ تفﺎﻋل. تكون راسب من يوديد الفضة. .39عند خلط ﳏلوﱄ يوديد البوتاسيوم KIونﱰات الفضة ّ .40عن�د خل�ط ﳏل�وﱄ فوس�فات األموني�وم وكﱪيت�ات الصودي�وم ﱂ يتك�ون أي راس�ب ،وﱂ يتصاع�د أي غ�از. تكون راسب من هيدروكسيد األلومنيوم. .41عند خلط ﳏلوﱄ كلوريد األلومنيوم وهيدروكسيد الصوديوم ّ تكون راسب من كﱪيتات الكالسيوم. .42عند خلط ﳏلوﱄ كﱪيتات الليﺜيوم ونﱰات الكالسيوم ّ تكون راسب ﳛتوي عﲆ اﳌنجنيز. .43فيز عند خلط ﳏلوﱄ كربونات الصوديوم وكلوريد اﳌنجنيز اﳋﲈﳼ )ّ (V 302 H 2O - ال�سكل 8-20يتاأين برميد اليدر HBr اا ا .Br - H +يتف ك يدرك�شيد ال�شوديوم اNa + OH - اا ا أيشا فتتفاع اأيونا اليدر اأيونا اليدرك�شيد ك ون اا. Br + H حدد الأيونا ال�شالبة والأيونا اوجبة هذا التفاعل. )HBr (aq اتفاعال - - Br OH H 2O + Na + )+ NaBr (aq Na H 2O )H 2O (l )NaOH (aq اتفاعال النوا التفاعالت التي تكّ ون ماء هذا النوﻉ من تفاعالت اإلح�الل اﳌزدوج يﺆدي إﱃ تكوي�ن جزيﺌات ماء ،في�زداد عدد جزيﺌات اﳌاء )اﳌذيب( .وبخالف التفاعالت التي يتكون فيها راس�ب ،ال يالحﻆ ﰲ هذا النوﻉ من التفاعالت دليل عﲆ حدوث تفاعل كيميائي؛ ألن اﳌاء عديم اللون والرائحة ،كﲈ أنه ّ يشكل أغلب اﳌحلول .فعندما ﲣلط ﳏلول ﲪﺾ اﳍيدروبروميك ً HBr مﺜال مع ﳏلول هيدروكس�يد الصوديوم NaOH ك�ﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل ،8-20ﳛدث تفاعل إحالل م�زدوج ،ويتكون ماء ،كﲈ هو موضح ﰲ اﳌعادلة اآلتية: )HBr (aq) + NaOH (aq) → H 2O (l) + NaBr (aq وينت�ﺞ ع�ن التفاعل بروميد الصوديوم ،ويكون ﰲ ص�ورة أيونات ﰲ اﳌحلول اﳌائي. وتوضح اﳌعادلة األيونية الكاملة للتفاعل هذه األيونات: → )H + (aq) + Br - (aq) + Na + (aq) + OH - (aq )H 2O (l) + Na + (aq) + Br − (aq لو دققت ﰲ هذه اﳌعادلة فس�وف تالحﻆ أن األيونات اﳌتفاعلة هي أيونات اﳍيدروجﲔ وأيون�ات اﳍيدروكس�يد؛ ألن اًّ كال م�ن أيون�ات الصودي�وم وأيونات الﱪومي�د أيونات متفرجة .وإذا حذفت األيونات اﳌتفرجة فستبقى فقط األيونات التي تشارك ﰲ التفاعل. → )H + (aq) + Br -(aq) + Na + (aq) + OH - (aq )H 2O (l) + Na + (aq) + Br −(aq وتكون اﳌعادلة األيونية النهائية للتفاعل كاآلﰐ: )H + (aq) + OH - (aq) → H 2O (l ماذا قراأت ح ّلل ﳌاذا تس�مى أيون�ات الصوديوم وأيونات الﱪوميد ﰲ تفاعل ﳏلول هيدروكسيد الصوديوم مع ﲪﺾ اﳍيدروبروميك أيونات متفرجة؟ 303 مثال 8-4 التفاعالت التي تكون ماء اكتب اﳌعادلة الكيميائي�ة الرمزية اﳌوزونة ،واأليونية الكاملة ،واأليوني�ة النهائية لتفاعل ﲪﺾ يكون ماء وﳏلول كلوريد الليﺜيوم. اﳍيدروكلوريك مع ﳏلول هيدروكسيد الليﺜيوم الذي ّ 1 ليل ا�ساألة 2 ح�ساب اطلوب لق�د ُأعطي�ت اﳌتفاعالت والنوات�ﺞ .لكتابة معادلة كيميائي�ة موزونة للتفاعل ﳚ�ب أن ﲢدد الصي�غ الكيميائية والكميات النسبية للمتفاعالت والنواتﺞ .ولكتابة اﳌعادلة األيونية الكاملة ﲢتاج إﱃ توضيح اﳊاالت األيونية للمتفاعالت والنواتﺞ. وبشطب األيونات اﳌتفرجة من طرﰲ اﳌعادلة يمكنك كتابة اﳌعادلة األيونية النهائية. اكتب معادلة كيميائية رمزية للتفاعل ،ﺛم زﳖا. )HCl (aq)+ LiOH (aq)→ H 2O (l)+ LiCl (aq ش اأيون ا ا واد اتفاعل ة الاة. اح اأيون ا اتفر ة م ن اعادلة اأيونية الكاملة. اكتب اعادلة اأيونية الاية. 3 → )H + (aq) + Cl - (aq) + Li + (aq) + Cl - (aq )H 2 O (l) + Li + (aq) + Cl - (aq → )H + (aq) + Cl - (aq) + Li + (aq) + OH - (aq )H 2O (l) + Li + (aq) + Cl - (aq )H + (aq) + OH - (aq) → H 2 O (l تقو الإجابة تشتمل اﳌعادلة األيونية النهائية عﲆ عدد أقل من اﳌواد ،وتبﲔ األيونات اﳌتفاعلة التي تكون اﳌاء. م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ معﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية ﺭمﺰﻳة موﺯﻭﻧة ،ﻭﺃﻳوﻧية ﻛﺎمﻠة ،ﻭﺃﻳوﻧية ﳖﺎﺋية لﻠﺘفﺎﻋﻼت بﲔ اﳌواﺩ الﺘﺎلية ،الﺘﻲ تنﺘﺞ مﺎﺀ. .44عند خلط ﲪﺾ الكﱪيتيك H 2 SO 4بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم ينتﺞ ماء وﳏلول كﱪيتات البوتاسيوم. .45عند خلط ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClبمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتﺞ ماء وﳏلول كلوريد الكالسيوم. .46عند خلط ﲪﺾ النيﱰيك HNO 3بمحلول هيدروكسيد األمونيوم ينتﺞ ماء وﳏلول نﱰات األمونيوم. .47عند خلط كﱪيتيد اﳍيدروجﲔ H 2Sبمحلول هيدروكسيد الكالسيوم ينتﺞ ماء وﳏلول كﱪيتيد الكالسيوم. .48فيز عند خلط ﲪﺾ البنزويك C 6 H 5 COOHوهيدروكسيد اﳌاغنسيوم يتكون ماء وبنزوات اﳌاغنسيوم. 304 التفاعالت التي تك ّون غازات ينتﺞ عن هذا النوﻉ من تفاعالت اإلحالل اﳌزدوج تكوين غازات ،مﺜل ،CO 2و ،HCNو .H 2Sفعندما ﲣلط ﲪﺾ اﳍيدرويوديك HI بمحل�ول كﱪيتيد الليﺜي�وم Li 2Sيتصاعد غ�از كﱪيتيد اﳍيدروج�ﲔ ،H 2Sكﲈ ينتﺞ يوديد الليﺜيوم LiIالذي يظل ذائ ًبا ﰲ اﳌحلول. )2HI (aq) + Li 2S (aq) → H 2S (g) + 2LiI (aq وما عدا H 2Sفﺈن ﲨيع اﳌواد ﰲ التفاعل توجد عﲆ ش�كل أيونات .لذا يمكنك كتابة اﳌعادلة األيونية الكاملة للتفاعل عﲆ النحو اآلﰐ: → )2H + (aq) + 2I − (aq) + 2Li + (aq) + S 2−(aq )H 2S (g) + 2Li + (aq) + 2I − (aq وبح�ذف األيونات اﳌتفرجة يمكنك اﳊص�ول عﲆ اﳌعادلة األيوني�ة النهائية للتفاعل، وهي: )2H + (aq) + S 2- (aq) → H 2S (g ويع�د التفاع�ل ﰲ التجربة االس�تهاللية التى كن�ت قد أجريتها ﰲ بداي�ة هذه الوحدة ً تكون ً غ�ازا؛ فالفقاعات التي تكونت خالل التفاعل مﺜ�اال ﺁخر عﲆ التفاعالت التي ّ هي غاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون. ومن التفاعالت التي تنتﺞ غاز ﺛاﲏ أكس�يد الكربون ً أيضا ما ﳛدث ﰲ اﳌطبخ عندما ﲣل�ط اﳋ�ل بصودا اﳋب�ز .فاﳋل ﳏل�ول مائ�ي ﳊم�ﺾ اإليﺜانويك ،وص�ودا اﳋبز معا يتفاعالن ويتصاعد عبارة عن كربونات الصودي�وم اﳍيدروجينية .وعند خلطهﲈ ً غاز ،CO 2كﲈ هو موضح ﰲ الﺸﻜل .8-21 وهناك تفاعل ﺁخر مشابه لتفاعل اﳋل مع صودا اﳋبز ،ﳛدث عندما ﲣلط أي ﳏلول ﲪﴤ بكربونات الصوديوم اﳍيدروجينية )بيكربونات الصوديوم(. ال�سكل 8-21عدم ا يتفاع ا مع ش ودا اب ز NaHCO3يحد� شاعد �شريع لاز ا اأك�شيد الكربون .CO2 305 وﰲ اﳊاالت ﲨيعها ﳚب أن ﳛدث تفاعالن متزامنان ﰲ اﳌحلول لينتﺞ غاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون .أحد هذي�ن التفاعلﲔ تفاعل إحالل مزدوج ،واآلخر تفاعل تفكك .فعندما تذيب كربونات الصودي�وم اﳍيدروجينية ً مﺜال ﰲ ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك ﳛدث تفاعل إحالل مزدوج ،وينتﺞ غاز ،انظر الﺸﻜل .8-21 فكلوري�د الصودي�وم م�ادة أيونية تبقى ﰲ اﳌاء عﲆ ش�كل أيون�ات منفصلة .أما ﲪﺾ الكربوني�ك H 2CO 3فيتف�كك بمج�رد تكون�ه إﱃ م�اء وغاز ﺛ�اﲏ أكس�يد الكربون. فاﳍيدروج�ﲔ ﰲ ﲪ�ﺾ اﳍيدروكلوري�ك والصودي�وم ﰲ كربون�ات الصودي�وم اﳍيدروجينة ﳛل كل منهﲈ ﳏل اآلخر. )HCl (aq) + NaHCO 3(aq) → H 2CO 3(aq) + NaCl (aq لكن بمجرد أن يتكون ﲪﺾ الكربونيك H 2CO 3يتفكك مكو ًنا اﳌاء وغاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون .وهذا عكس ما ﳛدث للمواد األيونية ومنها كلوريد الصوديوم؛ حيﺚ تبقى أيوناﲥا منفصلة ﰲ اﳌحلول. )H 2CO 3(aq)→H 2O (l) + CO 2(g ويمكن�ك -كﲈ ﲡم�ع اﳌع�ادالت الرياضية -أن ﲡم�ع معادلتي التفاعل�ﲔ وأن ﲤﺜلهﲈ بمعادلة كيميائية تسمى اﳌعادلة الكلية للتفاعل. اعادلة :1 اعادلة :2 )HCl (aq)+ NaHCO 3(aq) → HaCO 3(aq) + NaCl (aq )H 2CO 3(aq) → H 2O (l) + CO 2(g اعادلة الكلية: → )HCl (aq) + NaHCO 3(aq) + H 2CO 3(aq )H 2CO 3(aq)+ NaCl (aq) + H 2 O (l) + CO 2(g وبحذف H 2CO 3من طرﰲ اﳌعادلة ﲢصل عﲆ ما يسمى اﳌعادلة النهائية للتفاعل. )HCl (aq) + NaHCO 3(aq) → H 2O (l) + CO 2(g)+ NaCl (aq هذا ،ويمكنك كتابة اﳌعادلة األيونية الكاملة كاآلﰐ: → )H + (aq) + Cl - (aq)+ Na + (aq) + HCO -3(aq )H 2O (l) + CO 2(g)+ Na + (aq)+ Cl - (aq وتالح�ﻆ أن أيون�ات الصوديوم وأيونات الكل�ور هي األيونات اﳌتفرج�ة ،لذا يمكن حذفها من طرﰲ اﳌعادلة ،وكتابة اﳌعادلة األيونية النهائية للتفاعل كاآلﰐ: )H + (aq) + HCO - 3(aq) → H 2O (l)+ CO 2(g ماذا قراأت� سف ما اﳌعادلة النهائية للتفاعل؟ 306 مثال 8-5 التفاعالت التي تك ّون غازات اكتب اًّ كال م�ن اﳌعادلة الكيميائية الرمزي�ة اﳌوزونة ،واأليونية الكامل�ة ،واأليونية النهائية للتفاع�ل ب�ﲔ ﲪ�ﺾ اﳍيدروكلوريك وﳏل�ول كﱪيتيد الصودي�وم ،والذي ينتﺞ عن�ه غاز كﱪيتي�د اﳍيدروجﲔ وﳏلول كلوريد الصوديوم. 1ليل ا�ساألة لق�د ُأعطي�ت اﳌعادل�ة اللفظية للتفاع�ل بﲔ ﲪ�ﺾ اﳍيدروكلوريك HClوكﱪيتي�د الصوديوم .Na 2Sﳚ�ب أن تكتب اﳌعادل�ة الكيميائي�ة الرمزية للتفاع�ل وتزﳖا .ولكتابة اﳌعادلة األيوني�ة الكاملة ﳚب أن توضح اﳊ�االت األيونية للمواد اﳌتفاعلة والناﲡة .وبحذف األيونات اﳌتفرجة من اﳌعادلة األيونية الكاملة يمكنك كتابة اﳌعادلة األيونية النهائية. 2ح�ساب اطلوب اكتب اﳌعادلة الكيميائية الصحيحة للتفاعل. )HCl (aq) + Na 2S (aq) → H 2S (g) + NaCl (aq زن اعادلة الكيمياية )2HCl (aq) + Na 2S (aq) → H 2S (g) + 2NaCl (aq ش اأيونا اواد اتفاعلة الاة → )2H + (aq) + 2Cl − (aq) + 2Na + (aq) + S 2- (aq )H 2S (g) + 2Na + (aq) + 2Cl − (aq اح اأيونا اتفرة من اعادلة اأيونية الكاملة → )2H + (aq) + 2Cl − (aq) + 2Na + (aq) + S 2- (aq )H 2S (g) + 2Na + (aq) + 2Cl − (aq اكتب اعادلة اأيونية الاية باأشر ن�شبة عددية شحيحة. )2H + (aq) + S 2- (aq) → H 2S (g 3تقو الإجابة اﳌعادلة األيونية الكلية تبﲔ األيونات اﳌشاركة ﰲ التفاعل. م�سائل تدريبية اﻛﺘﺐ اﳌعﺎﺩﻻت الﻜيميﺎﺋية الﺮمﺰﻳة اﳌوﺯﻭﻧة ،ﻭاﻷﻳوﻧية الﻜﺎمﻠة ،ﻭاﻷﻳوﻧية النﻬﺎﺋية لﻠﺘفﺎﻋﻼت اآلتية: .49يتفاع�ل ﲪ�ﺾ ف�وﻕ الكلوريك HClO 4مع ﳏل�ول كربونات الصودي�وم لتكوين غاز ﺛاﲏ أكس�يد الكربون واﳌاء وﳏلول كلورات الصوديوم. .50يتفاعل ﲪﺾ الكﱪيتيك H 2SO 4مع ﳏلول س�يانيد الصوديوم لتكوين غاز س�يانيد اﳍيدروجﲔ وﳏلول كﱪيتات الصوديوم. .51يتفاعل ﲪﺾ اﳍيدروبروميك HBrمع ﳏلول كربونات األمونيوم لتكوين غاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون واﳌاء وبروميد األمونيوم. .52يتفاعل ﲪﺾ النيﱰيك HNO 3مع ﳏلول كﱪيتيد البوتاسيوم لتكوين غاز كﱪيتيد اﳍيدروجﲔ. .53فيز يتفاع�ل ﳏل�ول يودي�د البوتاس�يوم م�ع ﳏل�ول ن�ﱰات الرص�اﺹ لتكوي�ن يودي�د الرص�اﺹ الصل�ب. 307 ال�سكل 8-22بع د اأن يد اأي ون البيكربونا HCO3 لية دم حمرا يتفاع مع اأيون اليدر H لتكوين ما ا اأك�شيد الكربون CO 2ال يخرج من الرت مع وا الزف. - + ﻣﻬﻦ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﻤﺨﺘﺺ ﻓﻲ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ عاﱂ ي�درس العملي�ات الكيميائية ﰲ اﳌخلوقات اﳊية .وقد يدرس وﻇائف جسم اإلنسان ،أو يبحﺚ كيف يﺆﺛر كل من الغذاء واألدوية واﳌواد األخرى ﰲ اﳌخلوقات اﳊية. التقو الهواء الرئة الربط مع علم الأحياء يع�د تفاعل أيون�ات اﳍيدروجﲔ مع أيون�ات البيكربونات إلنت�اج اﳌ�اء وﺛاﲏ أكس�يد الكربون من أه�م التفاعالت التي ﲢدث ﰲ جس�مك؛ فهو ﳛدث ﰲ األوعية الدموية ﰲ رئتيك .وكﲈ هو مبﲔ ﰲ الﺸـﻜل 8-22فﺈن ﺛاﲏ أكس�يد الكرب�ون الذي ينتﺞ ﰲ خاليا جس�مك ينتقل ﰲ دمك عﲆ هيﺌ�ة أيونات البيكربونات ،HCO 3وعندم�ا ﲤر ه�ذه األيونات ﰲ األوعي�ة الدموية لرئتيك تتح�د مع أيوناتوتكون غاز CO 2الذي ﳜرج مع هواء الزفﲑ. اﳍيدروجﲔ H+ ِّ ه�ذا التفاع�ل ﳛدث ً أيض�ا ﰲ اﳌنتجات الت�ي يدخ�ل ﰲ تركيبها صودا اﳋب�ز اﳌحتوية عﲆ كربونات الصوديوم اﳍيدروجينية التي ﲡعل األش�ياء اﳌخبوزة تنتفخ ،وتس�تخدم مضادا للحموضة ،وﰲ طفايات اﳊريق ،وصناعة كﺜﲑ من اﳌنتجات. اًّ 8-3 اﻟﺨﻼﺻﺔ اﳌاء هو اﳌذيب ﰲ اﳌحاليل اﳌائية ً دائﲈ، أما اﳌواد التي قد تذوب فيه فهي كﺜﲑة. بعﺾ اﳌركبات اﳉزيﺌية تكون أيونات عندما تذوب ﰲ اﳌاء .بينﲈ يذوب الكﺜﲑ من اﳌركب�ات األيونية ﰲ اﳌاء ،وتنفصل أيوناﲥا. عند مزج ﳏلولﲔ ﳛتويان عﲆ أيونات معا ،أما ذائبة ،ق�د تتفاعل األيون�ات ً جزيﺌات اﳌذيب فال تتفاعل عادة. التفاع�الت الت�ي ﲢ�دث ﰲ اﳌحاليل اﳌائية هي تفاعالت اإلحالل اﳌزدوج. 308 خاليا دم حمراء وعاء دموي عدّ د ﺛالﺛة أنواﻉ مألوفة من نواتﺞ التفاعالت التي ﲢدث .54 ﰲ اﳌحاليل اﳌائية. � .55سف اﳌذيب واﳌذاب ﰲ اﳌحلول اﳌائي. .56م ّيز اﳌعادلة األيونية الكاملة من اﳌعادلة األيونية النهائية. .57اكتب اﳌعادل�ة األيوني�ة الكاملة ،واأليوني�ة النهائي�ة للتفاعل بﲔ ﲪﺾ الكﱪيتيك H 2SO 4وكربونات الكالسيوم .CaCO 3 )H 2SO 4(aq) + CaCO 3(s)→H 2O (l) + CO 2(g) + CaSO 4(s .58ح ّلل أكمل اﳌعادلة اآلتية ،ﺛم زﳖا: → )CO 2(g) + HCl (aq ّ .59 التاﱄ؟فﴪ ذلك. توقع ما نوﻉ الناتﺞ الذي سيتكون عﲆ األرجح من التفاعل ِّ → )Ba(OH) 2(aq) + 2HCl (aq � .60سغ معادلت ﳛدث تفاعل عندما ﳜلط ﲪ�ﺾ النيﱰيك HNO 3بمحلول مائي م�ن كربونات البوتاس�يوم اﳍيدروجينية )بيكربونات البوتاس�يوم(، وينتﺞ ﳏلول نﱰات البوتاس�يوم .اكتب اﳌعادل�ة الكيميائية الرمزية اﳌوزونة واﳌعادلة األيونية النهائية للتفاعل. ﻛﻴﻒ ﺗﻌﻤﻞ اﺷﻴﺎء؟ التاألق ايوي عندما يتجمع الﲑاﻉ )خنافس مضيﺌة( ﰲ الظالم ،يعلن أحد الذكور عن وجوده بﺈرس�ال إش�ارة من الضوء األصفر اﳌخﴬ، فتجيب أنﺜى قريبة من األرﺽ نداءه ،فيهبط ﰲ اﲡاهها .وقد ينتﺞ عن ذلك تزاوج ناجح ،أو قد ُيلتهم بﴩاهة إذا خدعته أنﺜى من نوﻉ ﺁخر من الﲑاﻉ .إن إنتاج الﲑاعة للضوء هو نتيجة عملية كيميائية تس�مى التألق )التﻸلﺆ( اﳊيوي ،وهي اس�ﱰاتيجية يستخدمها الكﺜﲑ من اﳌخلوقات اﳊية ﰲ بيﺌات كﺜﲑة ﳐتلفة .فكيف تعمل؟ 1 2 اناف�ص ا�سية لي�ش ــت ذبا ًب ــا ,ولكنه ــا موع ــة م ــن اناف� ــ الت ــي تر�شل ومشاتها للتزاو ,كم ــا اأنها ت�شتخدم شوءه ــا داع فري�شته ــا .وينبع الش ــوء الأ�شفر اخشر م ــن خاليا جذعها الأ�شفل ,وت ــاو اأوا موجاته ب 510 nmو.670 nm اكت�سافات م�سية اأد البح ــا التاأل ايوي اإ اكت�شا الوت ــ اي ــوي الأخش ــر ا�شع ,ال ــذي يوجد بع اأن ــواع قناديل البح ــر .وي�ش ــع هذا الوت ــ شوءًا اأخش ــر عند تعرش ــه لالأ�شعة فوق البنف�شجي ــة .وق ــد ق ــام العلم ــاء باإدخ ــا الوت ــ ا�ش ــع لوق ــا تلف ــة ,كا ــرذان ,لأرا ــ البح ــ العلم ــي ــال ال�شران, واالري ــا ,والعملي ــا الوي ــة .وب�شب اأهمية ه ــذا الكت�شا فقد منح مكت�شفو الوت ا�شع جازة نوبل الكيمياء. 3 التاألق ايوي ينت ومي الاع ع ــن تفاعل كيمياي. واتفاع ــال ه ــي الأك�شج ــ ,واللو�شفري ــن م ــادة م�شع ــة للش ــوء توج ــد بع ــ اخلوق ــا .وي�ش رع اإن ــز ي�شم اللو�شفريز التفاعل الذي يودي اإ اإنتا الأوك�شيلو�شفرين واقة عل� شكل شوء. اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء أنواع�ا ﳐتلفة من اﳌخلوق�ات اﳊية تس�تخدم التألق اﳊيوي، ابحث حدِّ د ً واعمل كتي ًبا يوضح ﳌاذا يكون التألق اﳊيوي فعا ً ال ﰲ هذه اﳌخلوقات؟ 309 ت الكيمياء تطوير �سل�سلة ن�ساط الفلزات ﹰ ﻧﺸـﺎﻃﺎ مـﻦ الفﻠﺰات اﻷﺧﺮ. الفية بعﺾ الفﻠﺰات ﺃﻛﺜﺮ ﻭﻋنـد مقﺎﺭﻧة ﻛيفية تفﺎﻋل الفﻠﺰات اﳌخﺘﻠفـة بﺄﻳوﻧﺎت معﺮﻭﻓة ﰲ اﻷمﻼﺡ اﳌﺎﺋية ﻳمﻜﻦ تﺮتيﺐ ﻫﺬﻩ الفﻠﺰات ﰲ ﺳﻠﺴﻠة بﺤﺴﺐ ﻧﺸـﺎﻃﻬﺎ .ﻭتعﻜـﺲ ﺳﻠﺴـﻠة النﺸـﺎﻁ ﻗـوﺓ تفﺎﻋـل ﻛل ﻓﻠﺰ مﻦ الفﻠﺰات الﺘﻲ تﻢ ﻓﺤﺼﻬﺎ. �سوؤال كيف يمكن تطوير سلسلة النشاﻁ؟ اواد الالزمة 1.0M Zn(NO 3) 2 1.0M Al(NO 3) 3 1.0M Cu(NO 3) 2 1.0M Mg(NO 3) 2 ماصات قاطع أسالك IM PH L سلك نحاس سلك ألومنيوم ﴍيط ماغنسيوم ﴍائط معدنية عدد 4 ورﻕ صنفرة طبق تفاعالت بالستيكي ّ .9 نظف أﴍطة اﳋارصﲔ باستخدام ورﻕ الصنفرة حتى تصب�ح المعة ،ﺛم ضع كل ﴍيط منها ﰲ ﳏلول ﳐتلف ﰲ كل فجوة من فجوات الصف .C .10الحﻆ ما ﳛدث ﰲ كل فجوة ،ﺛم سجل مالحظاتك بعد مرور 5دقائق ﰲ جدول البيانات الذي قمت بتصميمه. .11التنظيف والتخل�ص من النفايات ﲣل�ص م�ن اﳌ�واد الكيميائية واﳌحاليل واﳌاصات كﲈ يطلب إليك معلمك. حلل وا�ستنتج اإجراءات ال�سالمة .1لح وا�ستنتج ﰲ أي الفجوات م�ن طبق التفاعالت N NPFPJO OGKP تفاعلEمع D الفلزات F وأي G كيميائ�ي؟H A تفاعلA I BBAJ A CCBK BD DC LCEEDM DF FEN EGAGFO FHBHG I HI HJDJI A IKEKJ JBLFLK K C MG ML N LDH M M خطواتI P GC OEON أكﱪ ح�دث العمل عدد م�ن اﳌحاليل؟ وأي الفل�زات تفاعل مع أقل عدد .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية . من اﳌحاليل؟ وأي الفلزات أكﺜر ً نشاطا؟ .2صمم جدو ً ال لتدوين البيانات. ً نش�اطا التي تفاعل�ت مع أكﱪ عدد .2رتب أكﺜر الفلزات .3اس�تخدم اﳌاصة ﳌلء كل فجوة من العمود 1ب� 2 mL ً م�ن اﳌحاليل ،وأقل الفلزات نش�اطا الت�ي تفاعلت مع من ﳏلول .1.0 M Al(NO 3) 2 أق�ل ع�دد م�ن اﳌحالي�ل .رت�ب الفل�زات األربعة من .4ك�رر اﳋط�وة 3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فجوة من ً األكﺜر ً نشاطا. نشاطا إﱃ األقل العمود 2ب� 2 mLمن ﳏلول .1.0 M Mg(NO 3) 2 .3طبق اكتب معادل�ة كيميائية لكل تفاعل إحالل حدث .5ك�رر اﳋط�وة 3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فجوة من ﰲ طبق التفاعالت الكيميائية. العمود 3ب� 2 mLمن ﳏلول .1.0 M Zn(NO 3) 2 .4الكيمياء واقع اياة ﰲ أي ﻇ�رف م�ن الظروف .6ك�رر اﳋط�وة 3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فجوة من يكون من اﳌهم معرفة نشاﻁ سلسلة من العناﴏ. العمود 4ب� 2 mLمن ﳏلول .1.0M Cu(NO 3) 2 .5ليل اطاأ كيف يمكنك مقارنة م�ا جاء ﰲ إجابتك ّ .7 نظ�ف 10 cmمن ﴍيط األلومنيوم باس�تخدام ورﻕ عن السﺆال رقم 2بسلسلة النشاﻁ ﰲ الﺸﻜل 8-15؟ المعا ،ﺛم ّ قطع الﴩيط إﱃ أربعة الصنفرة حت�ى يصبح ً وما وجه االختالف بينهﲈ؟ أج�زاء متس�اوية ط�ول كل منه�ا 2.5 cmباس�تخدام ّ قطاع�ة األس�الك ،ﺛ�م ض�ع كل قطع�ة منه�ا ﰲ ﳏلول ال�ستق�ساء ﳐتلف ﰲ كل فجوة من فجوات الصف .A �سمم ربة ضع ﺛالﺛة أس�ﺌلة تبدأ بالعبارة" :ماذا لو...؟"، .8كرر اﳋطوة 7مس�تخد ًما 10 cmمن ﴍيط اﳌاغنس�يوم ،وتتعل�ق ﲠذا اﳌخت�ﱪ ،ويمك�ن أن تﺆﺛر ﰲ نتائ�ﺞ التجربة ،ﺛم وض�ع كل قطع�ة منها ﰲ ﳏل�ول ﳐتل�ف ﰲ كل فجوة من صمم ﲡربة الختبار سﺆال واحد منها. فجوات الصف .B 310 C B ﹸﲢ ﹼوﻝ مﻼﻳﲔ الﺘفـﺎﻋﻼت الﻜيميﺎﺋية اﳌوﺟوﺩﺓ ﺩاﺧل ﺟﺴـمك ﻭمﻦ ﺣولك اﳌﺘفﺎﻋﻼت ﺇﱃ ﻧواتﺞ، ﳑﹼﺎ ﻳﺆﺩﻱ ﺇﱃ ﺇﻃﻼﻕ ﻃﺎﻗة ﺃﻭ امﺘﺼﺎﺻﻬﺎ. 8-1التفاعالت و اعادلت ﲤ ﱠﺜـل الﺘفﺎﻋﻼت الﻜيميﺎﺋية افاهيم الرئي�سة بمعﺎﺩﻻت ﻛيميﺎﺋية موﺯﻭﻧة. افردات • الﺘفﺎﻋل الﻜيميﺎﺋﻲ • اﳌﺘفﺎﻋﻼت • النواتﺞ • اﳌعﺎﺩلـة الﻜيميﺎﺋية الﺮمﺰﻳة اﳌوﺯﻭﻧة • اﳌعﺎمل قد تشﲑ بعﺾ التغﲑات الفيزيائية إﱃ حدوث تفاعل كيميائي. توفر اﳌعادالت الكيميائية اللفظية والرمزية معلومات مهمة عن التفاعل الكيميائي. توض�ح اﳌعادل�ة الكيميائية اﳌوزونة أنواﻉ اﳌتفاع�الت والنواتﺞ ﰲ التفاعل الكيميائي وكمياﲥا النسبية. يتضم�ن وزن اﳌعادل�ة الكيميائي�ة تعدي�ل اﳌعام�الت حتى يتس�اوى عدد الذرات ﰲ طرﰲ اﳌعادلة. 8-2ت�سنيف التفاعالت الكيميائية ﻫنـﺎﻙ ﺃﺭبعـة ﺃﻧـواﻉ مـﻦ افاهيم الرئي�سة الﺘفﺎﻋـﻼت الﻜيميﺎﺋيـة ،ﻫـﻲ :الﺘﻜوﻳـﻦ، ﻭاﻻﺣﱰاﻕ ،ﻭالﺘفﻜك ،ﻭاﻹﺣﻼﻝ. افردات • تفﺎﻋل الﺘﻜوﻳﻦ • تفﺎﻋل اﻻﺣﱰاﻕ • تفﺎﻋل الﺘفﻜك • تـفـﺎﻋل اﻹﺣـﻼﻝ البﺴيﻂ • تـفـﺎﻋل اﻹﺣـﻼﻝ اﳌﺰﺩﻭﺝ • الﺮاﺳﺐ وتعرفها. ُي ّ سهل تصنيف التفاعالت الكيميائية فهمها وتذكرها ّ تس�تخدم سلس�لة النش�اﻁ الكيميائ�ي للفل�زات واﳍالوجين�ات ﰲ توق�ع حدوث تفاعالت اإلحالل البسيط. 8-3التفاعالت احاليل اائية ﲢـدﺙ تفﺎﻋـﻼت اﻹﺣـﻼﻝ افاهيم الرئي�سة اﳌـﺰﺩﻭﺝ بﲔ اﳌواﺩ ﰲ اﳌﺤﺎليـل اﳌﺎﺋية ،ﻭتﺆﺩﻱ ﺇﱃ ﺇﻧﺘﺎﺝ ﺭﻭاﺳﺐ ،ﺃﻭ مﺎﺀ ،ﺃﻭ ﻏﺎﺯات. افردات • اﳌﺤﻠوﻝ اﳌﺎﺋﻲ • اﳌﺬاﺏ • اﳌﺬﻳﺐ • اﳌعﺎﺩلـة اﻷﻳوﻧيـة الﻜﺎمﻠة • اﻷﻳوﻧﺎت اﳌﺘفﺮﺟة • الـمعﺎﺩلة اﻷﻳوﻧيـة النﻬﺎﺋية اﳌ�اء هو اﳌذيب ﰲ اﳌحالي�ل اﳌائية ً دائﲈ ،أما اﳌواد الت�ي قد تذوب فيه فهي كﺜﲑة. تكون أيونات عندما ت�ذوب ﰲ اﳌاء .بينﲈ يذوب بع�ﺾ اﳌركب�ات اﳉزيﺌية ّ الكﺜﲑ من اﳌركبات األيونية ﰲ اﳌاء ،وتنفصل أيوناﲥا. معا ،أما عند مزج ﳏلولﲔ ﳛتويان عﲆ أيونات ذائبة ،قد تتفاعل األيونات ً جزيﺌات اﳌذيب فال تتفاعل عادة. التفاعالت التي ﲢدث ﰲ اﳌحاليل اﳌائية هي تفاعالت اإلحالل اﳌزدوج. 311 .70اكتب معادالت لفظية للمعادالت الكيميائية اآلتية: 8-1 اإتقان افاهيم عرف اﳌعادلة الكيميائية. ّ .61 ميز بﲔ التفاعل الكيميائي واﳌعادلة الكيميائية. ّ .62 .63وضح الفرﻕ بﲔ اﳌتفاعالت والنواتﺞ. .64اكت�ب رم�ز العنﴫ ال�ذي يمﺜل بالتوزي�ع اإللكﱰوﲏ لكل ﳑا يﲇ: .a 1s2 2s2 2p1 .b 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 .c 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 .d 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 .c → )CaCl 2(aq)+Na 2SO 4(aq )CaSO 4(s)+NaCl (aq .71زن اﳌعادلتﲔ الكيميائيتﲔ اآلتيتﲔ: → )(NH 4) 2Cr 2O 7(s .a )Cr 2O 3(s)+ N 2(g) + H 2O (l → )CO 2(g) + H 2O (l )C 6H 12 O 6(s)+ O 2(g اإتقان حل ا�سائل .a Kr .b Mg .c Co .d C .66اكتب الصيغة الكيميائية لكل ﳑا يﲇ: أكسيد اﳊديد II .bهيدركسيد الكالسيوم .cنﱰات الرصاﺹ II .dكﱪيتيد اﳍيدروجﲔ .67هل يش�ﲑ ﲢ�ول مادة إﱃ مادة جدي�دة ً دائﲈ إﱃ حدوث فﴪ إجابتك. تفاعل كيميائي؟ ِّ .68ح�دِّ د اﳌتفاع�الت ﰲ التفاع�ل اآلﰐ :عن�د إضاف�ة البوتاس�يوم إﱃ ﳏل�ول ن�ﱰات اﳋارص�ﲔ ،يتك�ون اﳋارصﲔ وﳏلول نﱰات البوتاسيوم. .69زن اﳌعادلة الكيميائية اآلتية: )H 2S (g) + O 2(g) → SO 2(g)+H 2O (g 312 .b )K (s)+ H 2O (l) → KOH (aq) + H 2(g .b .65اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لكل عنﴫ ﳑا يﲇ: .a .a )Cu (s) + O 2(g)→CuO (s .72يتحل�ل يودي�د اﳍيدروجﲔ إﱃ غ�از اﳍيدروجﲔ وغاز الي�ود ﰲ تفاعل تف�كك .اكتب معادل�ة كيميائية رمزية تبﲔ هذا التفاعل. .73اكتب معادالت كيميائية رمزية للتفاعالت اآلتية: ∆ → .a كربونات الصوديوم )(s ﺛاﲏ أكسيد الكربون ) + (gأكسيد الصوديوم )(s .b يوديد األلومنيوم ) → (sألومنيوم ) + (sيود )(s .c → أكسيد اﳊديد + (s) IIأكسجﲔ )(g .d → نﱰات الفضة ) + (aqكﱪيتيد الصوديوم )(aq أكسيد اﳊديد (s) III كﱪيتيد الفضة ) + (sنﱰات الصوديوم )(aq .74اكت�ب معادل�ة كيميائي�ة رمزي�ة للتفاعل ب�ﲔ الليﺜيوم الصلب وغاز الكلور إلنتاج كلوريد الليﺜيوم الصلب. .75 اكتب معادالت كيميائي�ة رمزية للتفاعالت اآلتية ،ﺛم اإتقان حل ا�سائل زﳖا: → ماء ) + (lﺛالﺚ أكسيد الكﱪيت )(g .a ﲪﺾ الكﱪيتيك )(aq .b → كلوريد اﳊديد + (aq) IIIماغنسيوم )(s .c → أكسجﲔ ) + (gكلوريد النيكل (s) II كلوريد اﳌاغنسيوم ) + (aqحديد )(s أكسيد النيكل + (s) IIﲬاﳼ أكسيد ﺛنائي الكلور .76اكتب معادالت كيميائية رمزية للتفاعالت اآلتية: .a عند ح�رﻕ غاز البيوت�ان C 4H 10ﰲ اﳍواء ينتﺞ ماء وغاز ﺛاﲏ أكسيد الكربون. .c عند تس�خﲔ غاز ﺛاﲏ فلوريد األكسجﲔ OF2 .bيتفاع�ل اﳌاغنس�يوم الصلب مع غ�از النيﱰوجﲔ إلنتاج نيﱰيد اﳌاغنسيوم الصلب. ينتﺞ غاز األكسجﲔ وغاز الفلور. 8-2 اإتقان افاهيم .77اذك�ر أنواﻉ التفاعالت الكيميائية األربعة ،وأعط مﺜا ً ال واحدً ا عﲆ كل منها. .78م�ا ن�وﻉ التفاعل الذي ﳛ�دث بﲔ مادت�ﲔ وينتﺞ عنه مركب واحد؟ .79ﰲ كل م�ن األزواج اآلتية ،أي فلز ﳛل ﳏل الفلز اآلخر ﰲ تفاعالت اإلحالل؟ )استعن بسلسلة النشاﻁ(. .a .b .c .d القصدير والصوديوم الرصاﺹ والفضة الفلور واليود النح�اس والنيكل .80صنف التفاعالت الواردة ﰲ السﺆال . 73 .81صنف التفاعالت الواردة ﰲ السﺆال .75 .82اكتب معادل�ة كيميائية رمزية موزون�ة لتفاعل احﱰاﻕ اﳌيﺜانول السائل .CH 3OH .83اكت�ب مع�ادالت كيميائي�ة رمزي�ة موزون�ة ل�كل من تفاعالت التكوين اآلتية: .a .b .c → بورون +فلور → جرمانيوم +كﱪيت → كالسيوم +نيﱰوجﲔ .84اﻻﺣـﱰاﻕ اكت�ب معادل�ة كيميائي�ة رمزي�ة موزون�ة الحﱰاﻕ كل من اﳌواد اآلتية: الباريوم الصلب البورون الصلب األسيتون السائل C 3H 6O األوكتان السائل C 8H 18 .a .b .c .d .85اكت�ب معادالت كيميائية موزون�ه لتفاعالت التفكك اآلتية: .a .b .c → بروميد اﳌاغنسيوم → أكسيد الكوبلت II → كربونات الباريوم .86اكت�ب مع�ادالت كيميائي�ة رمزي�ة موزون�ة لتفاع�الت اإلحالل البسيط اآلتية التي ﲢدث ﰲ اﳌاء) .وإذا ﱂ ﳛدث تفاعل فاكتب ال ﳛدث تفاعل ) (NRﰲ مكان النواتﺞ(. .a → كلوريد اﳌاغنسيوم +نيكل .b → بروميد النحاس + IIكالسيوم .c → نﱰات الفضة +ماغنسيوم 313 مراجعة عامة 8-3 اإتقان افاهيم .87أكمل اﳌعادلة اللفظية اآلتية: → مذاب +مذيب .88ما أن�واﻉ النوات�ﺞ اﳌألوف�ة للتفاعالت الت�ي ﲢدث ﰲ اﳌحاليل اﳌائية؟ .89ق�ارن ب�ﲔ اﳌع�ادالت الكيميائي�ة الرمزي�ة اﳌوزون�ة واﳌعادالت األيونية. .90م�ا اﳌعادلة األيونية النهائية؟ وفي�م ﲣتلف عن اﳌعادلة األيونية الكاملة؟ .91ما اﳌقصود باأليون اﳌتفرج؟ .92أكمل اﳌعادالت الكيميائية اآلتية: .a → )Na (s) + H 2O (l .b → )K (s) + H 2O (l .c → )CuCl 2(s) + Na 2SO 4(aq .93اكت�ب اﳌع�ادالت األيونية الكامل�ة واأليوني�ة النهائية لكل من التفاعالت اآلتية: → )H 3PO 4(aq) + 3KOH (aq )3H 2O (l) + K 3PO 4(aq .b → )HCl (aq)+ NH 4OH (aq )H 2O (l)+ NH 4Cl (aq .c → )HNO 3(aq) + KCN (aq )HCN (g) + KNO 3(aq .d → )2HClO (aq) + Ca(OH) 2(aq )2H 2 O (l) + Ca(ClO) 2(aq 314 .a → )NaOH + (NH 4) 2 SO 4(aq .b → )CuSO 4 + Ba(NO 3) 2(aq .c → )MgBr 2 + AgNO 3(aq .95تكون را�سب إضافة ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك إﱃ كأس�ﲔ، إحداﳘا فيها ﳏلول كلوري�د الصوديوم ،وﰲ األخرى ﳏل�ول نﱰات الفضة يﺆدي إﱃ ترس�ب م�ادة بيضاء ﰲ إحدى الكأسﲔ. .aأي الكأسﲔ ﲢتوي عﲆ راسب؟ اإتقان حل ا�سائل .a .94توﻗـع هل كل من التفاع�الت اآلتية ﳛدث ﰲ اﳌحاليل اﳌائي�ة) .إذا توقع�ت أن التفاع�ل ال ﳛ�دث فاكت�ب: ال ﳛ�دث تفاعل ) .(NRمالحظ�ة :كﱪيتات الباريوم وبروميد الفضة يﱰسبان ﰲ اﳌحاليل اﳌائية(. .bما الراسب؟ .cاكتب معادلة كيميائية توضح التفاعل. .dصنف هذا التفاعل. .96ميز بﲔ مركب أيوﲏ ومركب تس�اﳘي مذابﲔ ﰲ اﳌاء. وهل تتأين اﳌواد التس�اﳘية ﲨيعها عند إذابتها ﰲ اﳌاء؟ فﴪ إجابتك. ِّ التفك الناقد .97ط ّبق ص�ف التفاعل ب�ﲔ ﳏل�وﱄ كﱪيتي�د الصوديوم وكﱪيتات النحاس IIالذي يﺆدي إﱃ إنتاج راسب من كﱪيتيد النحاس .II ّ .98 توقع وضع�ت قطعة من فلز األلومني�وم ﰲ ﳏلول KCl اﳌائ�ي ،ووضعت قطعة أخرى م�ن األلومنيوم ﰲ ﳏلول AgNO 3اﳌائي .هل ﳛدث تفاعل ﰲ كلتا اﳊالتﲔ؟ ﳌاذا؟ .99ط ّبق اكت�ب اﳌعادل�ة الكيميائي�ة الرمزي�ة اﳌوزون�ة واأليوني�ة النهائي�ة ل�كل م�ن التفاع�الت اآلتي�ة. )إذا كان ال ﳛ�دث تفاع�ل فاكت�ب NRﰲ م�كان النواتﺞ(ً . علﲈ أن فوس�فات اﳌاغنس�يوم تﱰسب ﰲ اﳌحلول اﳌائي. .a → )KNO 3(aq) + CsCl (aq .b → )Li 3PO 4(aq) +MgSO 4(aq .c → )K 2S (aq) + HCl (aq م�ساألة تحفيز .100ﳛ�دث تفاع�ل إحالل بس�يط عند تفاع�ل النحاس مع ن�ﱰات الفضة .إذا تفاع�ل 63.5 gمن النحاس مع 339.8 gمن ن�ﱰات الفضةونتﺞ 215.8 gمن الفضة ،فاكتب مع�ادل�ة كيميائي�ة رم�زي�ة موزون�ة للتفاع��ل .م�ا الناتﺞ اآلخ�ر ﰲ ه�ذا التفاعل؟ وما كتلته؟ تقو اإ�سا .103كيمياء اطب اعم�ل ملص ًق�ا يص�ف التفاع�الت الكيميائية التي ﲢدث ﰲ اﳌطبخ. .104وزن اعادلت اعمل لوحة تص�ف فيها خطوات وزن اﳌعادلة الكيميائية. اأ�سلة ا�ستندات الذائبية يس�تخدم العلﲈء جدو ً ال لقواعد الذائبية لتحديد ما إذا كان سيتكون راسب ﰲ التفاعل الكيميائي. يبﲔ اﳉدﻭﻝ 8-11قواعد الذائبية للمركبات األيونية ﰲ اﳌاء. ادول 8-11قواعد الذائبية للمركبات الأيونية ااء اركب الأيو القاعدة الأمالح الذائبة اأيون ــا عنا�شر اجموع ــة الأو أمالحا ذابة. و NH 4+تكون ا ً جميع اأمال النا ذابة. مع ــ الهالي ــدا ت ــذوب ا ــاء م ــا ع ــدا هالي ــدا + + 2+ الأيونا التالية Pb :و Cuو AgوHg 2 2+ مع ـ ـ ــ الكيت ـ ــا ذابـ ـ ــة م ــا ع ــدا كيت ــا + 2+ 2+ 2+ B aو S rو ,p bاأمـ ـ ـ ـ ــا كيت ـ ـ ـ ـ ــاA g 2+ و Caو Hg 22+فهي قليلة الذوبان. + مراجعة تراكمية .101ميز بﲔ اﳌخلوﻁ واﳌحلول واﳌركب. .102استعن بﺎﳉدﻭﻝ 8-10ﳊساب الكتلة الذرية لعنﴫ الكروم. ادول 8-10بيانات نظائر الكروم النظ ن�سبة وجوده الكتلة الذرية ()amu Cr-50 4.35% 49.946 Cr-52 83.79% 51.941 Cr-53 9.50% 52.941 Cr-54 2.36% 53.939 الأمالح غ الذائبة + ،Na ،Li + ،K الهيدروك�شي ــدا والكيتي ــدا والأكا�شي ــد عادة ذاب ــة ,ما ع ــدا مركباتها مع عنا�ش ــر اجموعة الأو, واأيون ــا ,NH 4 + اأما عنا�شر اأيونا اجموعة الثانية فهي قليلة الذوبان. الكروما والفو�شفا والكربونا عادة ذابة ,ما عدا مركباتها مع عنا�شر اجموعة الأو ,واأيونا.NH4 + أكمل اﳌعادالت اآلتية باس�تخدام قواع�د الذائبية الواردة ﰲ اﳉدول أعالهِّ . وبﲔ هل يتكون راس�ب أم ال ،وحدده) .وإذا كان ال ﳛدث تفاعل فاكتب :(NR .105 → )Ca(NO 3) 2(aq) + Na 2CO 3(aq .106 .107 → )Mg (s) + Na OH (aq → )PbS (s) + LiNO 3(aq 315 اختبار مق اأ�سلة الختيار من متعدد استعن باﳉدول أدناه لﻺجابة عن األسﺌلة من 1إﱃ :3 اوا�ص الفيزيائية لبع�ص اركبات الأيونية اركب ال�سم االة عند 25˚C NaClO 3 كلورا ال�شوديوم �شل نع 248 Na 2SO 4 كبريتا ال�شوديوم �شل نع 884 NiCl 2 كلوريد النيكل II �شل نع 1009 Ni(OH) 2 هيدروك�شيد النيكلII �شل ل 230 AgNO 3 نترا الفشة �شل نع 212 .1إذا خل�ط ﳏل�ول مائ�ي م�ن كﱪيت�ات الني�كل II بمحل�ول مائ�ي م�ن هيدروكس�يد الصوديوم فهل ﳛدث تفاعل مرئي؟ .aال؛ ألن هيدروكس�يد النيكل IIالصلب يذوب ﰲ اﳌاء. .bال؛ ألن كﱪيتات الصوديوم الصلبة تذوب ﰲ اﳌاء. .cنعم؛ ألن كﱪيتات الصوديوم الصلبة ستﱰسب ﰲ اﳌحلول. .dنعم؛ ألن هيدروكسيد النيكل IIالصلب سيﱰسب ﰲ اﳌحلول. .2م�اذا ﳛدث عن�د خل�ط ﳏل�ول ) AgClO 3(aqبمحلول NaNO 3؟ .aال ﳛدث تفاعل يمكن مالحظته. .bتﱰسب NaClO 3الصلبة ﰲ اﳌحلول. .cينطلق غاز NO 2خالل التفاعل. .dينتﺞ فلز Agالصلب. 316 يذوب ااء درجة الن�سهار ()˚C .3عن�د إض�اف�ة ح�م�ﺾ اﳍ�يدروكل�وري�ك HClإﱃ هيدروكس��يد النيك�ل IIالصل��ب فﺈن اﳍيدروكسيد ﳜتفي .ما اﳌعادلة التي تصف ما حدث ﰲ الكأس؟ → )Ni(OH) 2(s) + HCl (aq .a )NiO (aq)+ H 2(g)+ HCl (aq → )Ni(OH) 2(s) + 2HCl (aq .b )NiCl 2(aq)+ 2H 2O (l → )Ni(OH) 2(s) +2H 2O (l .c )NiCl 2(aq) + 2H 2O (l →)Ni(OH) 2(s)+2H 2O (l .d )NiCl 2(aq)+ 3H 2O (l)+ O 2(g .4ما نوﻉ التفاعل اﳌوصوف ﰲ اﳌعادلة اآلتية؟ )Cs (s) + H 2O (l) → CsOH (aq) + H 2(g .aتكوين .bاحﱰاﻕ .cتفكك .dإحالل بسيط اختبار مق استعن بسلسلة النشاﻁ التالية لﻺجابة عن السﺆال .5 اﳍالوجينات األكﺜر ً نشاطا .a .c كلور بروم يود األقل ً نشاطا .a )F 2(g) + FeI 2(aq) → FeF 2(aq) +I 2(l .b )I 2(s) + MnBr 2(aq)→ MnI 2(aq) +Br 2(g .c )Cl 2(s) + SrF 2(aq) → SrCl 2(aq) +F 2(g Br 2(l) + CoCl 2(aq) → CoBr 2(aq) + Cl 2(g) .d .6ينتﺞ عن احﱰاﻕ اإليﺜانول ﺛاﲏ أكسيد الكربون وبخار ماء .ما اﳌعادلة التي تصف ذلك؟ .a )C 2H 6O (l) + O 2(g) → CO 2(g) + H 2O (l .b )C 2H 6O (l) →2CO 2(g) + 3H 2 O (l .c → )C 2H 6O (l) + 3O 2(g )2CO 2(g) + 3H 2O (g .d C 2H 6O (l) → 3O 2(l) + )2CO 2(g) + 3H 2O (g .7ما الصيغة الكيميائية ألكسيد اﳊديد III؟ Fe 2O 3 Fe 3O 2 .b Fe Ni .d .5أي التفاعالت اآلتية ﲢ�دث بﲔ اﳍالوجينات وأمالح اﳍاليدات ؟ .c Cu Cr .b فلور .a .8إذا علمت أن التوزيع اإللكﱰوﲏ لعنﴫ هو: .1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5فﲈ رمز هذا العنﴫ؟ .9أي ﳑا يﲇ يمﺜل التوزيع اإللكﱰوﲏ لعنﴫ اﳊديد؟ .a 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 .b 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 .c 1s2 2p6 3p6 3d6 .d 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 6 2 6 2 6 2 2 اأ�سلة الإجابات الق�سة .10اكت�ب معادلة كيميائية موزونة لتفاعل فلز الكالس�يوم الصلب مع اﳌاء إلنتاج هيدروكسيد الكالسيوم الذائب ﰲ اﳌحلول وغاز اﳍيدروجﲔ. اأ�سلة الإجابات افتوحة استعن باﳌعادلة الكيميائية التالية لﻺجابة عن السﺆالﲔ 11و:12 → )AlCl 3(aq) + Fe 2O 3(aq .11م�ا ن�وﻉ ه�ذا التفاع�ل؟ كي�ف عرف�ت ذل�ك م�ن اﳌتفاعالت؟ .12ماذا تتوقع أن ينتﺞ عن هذا التفاعل؟ .13ما التوزيع اإللكﱰوﲏ أليون الفوس�فور P 3-؟ وضح كي�ف ﳜتل�ف التوزي�ع اإللك�ﱰوﲏ ل�ه ع�ن التوزي�ع اإللكﱰوﲏ لذرة الفوسفور اﳌتعادلة P؟ FeO Fe 3O 3 .d 317 مالحظات مالحظات اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Metalloidsﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺠﻤﻊ ﺑﻴﻦ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﻭﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻟﻜﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﻠﺰﺍﺕ ﻭﺍﻟﻼﻓﻠﺰﺍﺕ. Electrolyteﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ﺍﻷﻳﻮﻧﻲ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻮﺻﻞ ﻣﺤﻠﻮﻟﻪ ﺍﻟﻤﺎﺋﻲ ﺃﻭ ﻣﺼﻬﻮﺭﻩ ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ. ValenceElectronsﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧـﺎﺕ ﻓـﻲ ﻣﺴـﺘﻮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻷﺧﻴﺮ ﻓـﻲ ﺍﻟﺬﺭﺓ ،ﻭﺍﻟﺘـﻲ ﺗﺤﺪﺩ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻟﻬﺬﻩ ﺍﻟﺬﺭﺓ. ﺗﻜﻮﻥ ﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﻔﻠﺰﻳﺔ ،ﻭﺗﻜﻮﻥ ﺣﺮﺓ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ ﻣﻦ ﺫﺭﺓ ﺇﻟﻰ DelocalizedElectronsﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﹼ ﺃﺧﺮ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻠﺰ ،ﻭﻻ ﺗﻜﻮﻥ ﻣﻨﺠﺬﺑﺔ ﻧﺤﻮ ﺫﺭﺓ ﺑﻌﻴﻨﻬﺎ. Anionﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺬﻱ ﻟﻪ ﺷﺤﻨﺔ ﺳﺎﻟﺒﺔ. Ionﺫﺭﺓ ﺃﻭ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﺫﺭﺍﺕ ﻣﺘﺮﺍﺑﻄﺔ ﻟﻬﺎ ﺷﺤﻨﺔ ﻣﻮﺟﺒﺔ ﺃﻭ ﺳﺎﻟﺒﺔ. MonatomicIonsﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﺫﺭﺓ ﻭﺍﺣﺪﺓ ﻓﻘﻂ. PolyatomicIonﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﺫﺭﺗﻴﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﻭﻳﺴـﻠﻚ ﺳـﻠﻮﻙ ﺍﻷﻳـﻮﻥ ﺍﻟﻮﺍﺣﺪ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺤﻤﻞ ﺷﺤﻨﺔ ﻣﻮﺟﺒﺔ ﺃﻭ ﺳﺎﻟﺒﺔ. Beta Ray ﺇﺷـﻌﺎﻋﺎﺕ ﻣﻜﻮﻧﺔ ﻣﻦ ﺟﺴـﻴﻤﺎﺕ ﺑﻴﺘﺎ ﺍﻟﺴـﺮﻳﻌﺔ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ ،ﻭﺟﺴـﻴﻢ ﺑﻴﺘﺎ ﻋﺒﺎﺭﺓ ﻋﻦ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻳﺤﻤﻞ ﺷﺤﻨﺔ ﺳﺎﻟﺒﺔ ﺃﺣﺎﺩﻳﺔ. Gamma Ray ﺇﺷـﻌﺎﻋﺎﺕ ﻋﺎﻟﻴﺔ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ،ﻏﻴﺮ ﻣﺸـﺤﻮﻧﺔ ،ﻭﻟﻴﺲ ﻟﻬﺎ ﻛﺘﻠﺔ ،ﻻ ﺗﻨﺤﺮﻑ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺠﺎﻝ ﺍﻟﻤﻐﻨﺎﻃﻴﺴـﻲ ﺃﻭ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ .ﻭﻫﻲ ﺗﺮﺍﻓﻖ ﺇﺷﻌﺎﻉ ﺃﻟﻔﺎ ﺃﻭ ﺑﻴﺘﺎ ﻋﺎﺩﺓ ،ﻭﻣﺴﺆﻭﻟﺔ ﻋﻦ ﻣﻌﻈﻢ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﻔﻘﻮﺩﺓ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﺤﻠﻞ ﺍﻹﺷﻌﺎﻋﻲ. Cathode Ray ﺇﺷﻌﺎﻋﺎﺕ ﺗﺼﺪﺭ ﻋﻦ ﺍﻟﻤﻬﺒﻂ ،ﻭﺗﻨﺘﻘﻞ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻤﺼﻌﺪ ﻓﻲ ﺃﻧﺒﻮﺏ ﺃﺷﻌﺔ ﺍﻟﻤﻬﺒﻂ. Electron ﺳـﺎﻟﺐ ﺍﻟﺸـﺤﻨﺔ ،ﺳـﺮﻳﻊ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ ،ﻛﺘﻠﺘﻪ ﺻﻐﻴﺮﺓ ﺟﺪﹼﹰ ﺍ ،ﻭﻳﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﻛﻞ ﻣﺎﺩﺓ ،ﻭﻳﺘﺤﺮﻙ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﺮﺍﻍ ﺍﻟﻤﺤﻴﻂ ﺑﻨﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ. Spectator Ionﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺬﻱ ﻻ ﻳﺸﺎﺭﻙ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ. Applied Research ﺑﺤﺚ ﻋﻠﻤﻲ ﻳﺠﺮ ﻟﺤﻞ ﻣﺸﻜﻠﺔ ﻣﺤﺪﺩﺓ. Pure Research ﺑﺤﺚ ﻋﻠﻤﻲ ﻳﻬﺪﻑ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﻌﺮﻓﺔ ﻷﺟﻞ ﺍﻟﻤﻌﺮﻓﺔ ﻧﻔﺴﻬﺎ. Vapor ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻳﺔ ﻟﻤﺎﺩﺓ ﺗﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﺴﺎﺋﻠﺔ ﻓﻲ ﺩﺭﺟﺎﺕ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﻌﺎﺩﻳﺔ. Proton ﺟﺴﻴﻢ ﹴ ﻣﺘﻨﺎﻩ ﻓﻲ ﺍﻟﺼﻐﺮ ﻳﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ ،ﻭﺷﺤﻨﺘﻪ ﻣﻮﺟﺒﺔ .+1 320 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Quantitative Data ﻣﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺭﻗﻤﻴﺔ ﺗﺒﻴﻦ ﻛﺒﺮ ﺃﻭ ﺻﻐﺮ ﺃﻭ ﻃﻮﻝ ﺃﻭ ﺳﺮﻋﺔ ﺷﻲﺀ ﻣﺎ. Qualitative Data ﻣﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺗﺼﻒ ﺍﻟﻠﻮﻥ ﺃﻭ ﺍﻟﺮﺍﺋﺤﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﺸﻜﻞ ﺃﻭ ﺑﻌﺾ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ. PeriodicLawﺗﺮﺗﻴﺐ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻭﻓﻖ ﺗﺰﺍﻳﺪ ﺃﻋﺪﺍﺩﻫﺎ ﺍﻟﺬﺭﻳﺔ ،ﺑﺤﻴـﺚ ﻳﺆﺩﻱ ﺇﻟﻰ ﺗﺪﺭﺝ ﻓﻲ ﺧﻮﺍﺹ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ. LewisStructureﻧﻤﻮﺫﺝ ﻳﺘﻢ ﻓﻴﻪ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﻓﻘﻂ ﻋﻠﻰ ﺷﻜﻞ ﻧﻘﺎﻁ ﺃﻭ ﺧﻄﻮﻁ ﻟﻺﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﻤﺮﺗﺒﻄﺔ. Exothermicﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺮﺍﻓﻘﻪ ﺍﻧﺒﻌﺎﺙ ﻃﺎﻗﺔ ﺃﻛﺒﺮ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻟﻜﺴﺮ ﺍﻟﺮﻭﺍﺑﻂ ﻓﻲ ﺟﺰﻳﺌﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ. Endothermicﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺤﺘﺎﺝ ﺇﻟﻰ ﻛﻤﻴﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻟﻜﺴـﺮ ﺍﻟﺮﻭﺍﺑﻂ ﺍﻟﻤﻮﺟﻮﺩﺓ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﺃﻛﺒﺮ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻨﺒﻌﺚ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺘﻜﻮﻥ ﺭﻭﺍﺑﻂ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﻓﻲ ﺟﺰﻳﺌﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﻨﺎﺗﺠﺔ. ElectronDotStructureﻃﺮﻳﻘﺔ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﺣﻮﻝ ﺭﻣﺰ ﺍﻟﻌﻨﺼﺮ ﺑﺎﺳﺘﻌﻤﺎﻝ ﺍﻟﻨﻘﻂ. Hybridizationﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺘﻢ ﻓﻴﻬﺎ ﺧﻠﻂ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻔﺮﻋﻴﺔ ﻟﺘﻜﻮﻳﻦ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﻣﻬﺠﻨﺔ ﻭﻣﺘﻤﺎﺛﻠﺔ. ElectronConfigurationﺗﺮﺗﻴـﺐ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺬﺭﺓ ﻭﻓ ﹰﻘﺎ ﻟﺜﻼﺙ ﻗﻮﺍﻋـﺪ ،ﻫﻲ ﻣﺒﺪﺃ ﺃﻭﻓﺒﺎﻭ، ﻭﻣﺒﺪﺃ ﺑﺎﻭﻟﻲ ،ﻭﻗﺎﻋﺪﺓ ﻫﻮﻧﺪ. Crystallization ﻃﺮﻳﻘﺔ ﻟﻠﻔﺼﻞ ﺗﺆﺩﻱ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻣﺎﺩﺓ ﻧﻘﻴﺔ ﺻﻠﺒﺔ ﻣﻦ ﻣﺤﻠﻮﻝ ﻳﺤﺘﻮﻱ ﻋﻠﻰ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ. Experiment ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺸﺎﻫﺪﺍﺕ ﺍﻟﻤﻀﺒﻮﻃﺔ ﺗﺨﺘﺒﺮ ﺍﻟﻔﺮﺿﻴﺔ. Radioactive Decay ﺗﻔﻘﺪ ﺍﻷﻧﻮﻳﺔ ﻏﻴﺮ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺮﺓ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺑﺈﺻﺪﺍﺭ ﺍﻹﺷﻌﺎﻉ ﺑﺸﻜﻞ ﺗﻠﻘﺎﺋﻲ. Filtration ﻃﺮﻳﻘﺔ ﻣﻦ ﻃﺮﺍﺋﻖ ﻓﺼﻞ ﺍﻟﻤﺨﺎﻟﻴﻂ ﻳﺴﺘﺨﺪﻡ ﻓﻴﻬﺎ ﺣﺎﺟﺰ ﻣﺴﺎﻣﻲ ﻟﻔﺼﻞ ﻣﺎﺩﺓ ﺻﻠﺒﺔ ﻋﻦ ﺳﺎﺋﻞ. Sublimation ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﺘﺒﺨﺮ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ﺩﻭﻥ ﺃﻥ ﺗﻤﺮ ﺑﺎﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺴﺎﺋﻠﺔ. State Change ﺗﺤﻮﻝ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻣﻦ ﺣﺎﻟﺔ ﺇﻟﻰ ﺃﺧﺮ. Physical Change ﺗﻐﻴﺮ ﻳﺆﺛﺮ ﻓﻲ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﻤﺎﺩﺓ ﺩﻭﻥ ﺃﻥ ﻳﻐﻴﺮ ﺗﺮﻛﺒﻴﻬﺎ. Chemical Change ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﺗﻐﻴﺮ ﻣﺎﺩﺓ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﺇﻟﻰ ﻣﻮﺍﺩ ﺟﺪﻳﺪﺓ ،ﻭﻳﺴﻤﻰ ﹰ ﺃﻳﻀﺎ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ. Nuclear Reaction ﺗﻔﺎﻋﻞ ﻳﺘﻀﻤﻦ ﺍﻟﺘﻐﻴﺮ ﻓﻲ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ. 321 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Distillation ﻃﺮﻳﻘﺔ ﻟﻔﺼﻞ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻋﺘﻤﺎ ﹰﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﺍﻻﺧﺘﻼﻑ ﻓﻲ ﺩﺭﺟﺎﺕ ﻏﻠﻴﺎﻧﻬﺎ. Combustion Reactionﺗﻔﺎﻋﻞ ﻣﺎﺩﺓ ﻣﻊ ﺍﻷﻛﺴﺠﻴﻦ ،ﻳﻨﺘﺞ ﻋﻨﻪ ﻃﺎﻗﺔ ﻓﻲ ﺻﻮﺭﺓ ﺿﻮﺀ ﻭﺣﺮﺍﺭﺓ. Single - Replacment Reactionﺗﻔﺎﻋﻞ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﻳﻨﺘﺞ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺤﻞ ﺫﺭﺍﺕ ﺃﺣﺪ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻣﺤﻞ ﺫﺭﺍﺕ ﻋﻨﺼﺮ ﺁﺧﺮ ﻓﻲ ﻣﺮﻛﺐ. Double - Replacment Reactionﺗﻔﺎﻋـﻞ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋـﻲ ﻳﻨﺘﺞ ﻋﻦ ﺗﺒـﺎﺩﻝ ﺃﻳﻮﻧﺎﺕ ﻣﺎﺩﺗﻴﻦ، ﻭﻳﻨﺸﺄ ﻋﻨﻪ ﻏﺎﺯ ،ﺃﻭ ﺭﺍﺳﺐ ،ﺃﻭ ﻣﺎﺀ. Decomposition Reactionﺗﻔﺎﻋﻞ ﻳﺤﺪﺙ ﻧﺘﻴﺠﺔ ﺗﻔﻜﻚ ﺃﺣﺪ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺇﻟﻰ ﻋﻨﺼﺮﻳﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﺃﻭ ﺇﻟﻰ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ ﺟﺪﻳﺪﺓ. Synthesis Reactionﺗﻔﺎﻋﻞ ﻣﺎﺩﺗﻴﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﻹﻧﺘﺎﺝ ﻣﺎﺩﺓ ﻭﺍﺣﺪﺓ. Nuclear Reactionﺗﻔﺎﻋﻞ ﻳﺘﻀﻤﻦ ﺍﻟﺘﻐﻴﺮ ﻓﻲ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ. Moleculeﺃﺻﻐﺮ ﺟﺰﺀ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ﻳﺤﻤﻞ ﺻﻔﺎﺗﻪ. Periodic Table ﺟﺪﻭﻝ ﻳﻨﻈﻢ ﻛﻞ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ﻓﻲ ﺻﻔﻮﻑ ﺃﻓﻘﻴﺔ )ﺩﻭﺭﺍﺕ( ﻭﺃﻋﻤﺪﺓ )ﻣﺠﻤﻮﻋﺎﺕ( ﻣﺮﺗﺒﺔ ﺗﺼﺎﻋﺪ ﹼﹰﻳﺎ ﺑﺤﺴﺐ ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﺬﺭﻱ. Alpha Particles ﺟﺴﻴﻤﺎﺕ ﺗﺤﺘﻮﻱ ﻋﻠﻰ ﺑﺮﻭﺗﻮﻧﻴﻦ ﻭﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻧﻴﻦ ،ﻭﺷﺤﻨﺘﻬﺎ +2ﻭﺗﻜﺎﻓﺊ ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻫﻴﻠﻴﻮﻡ ،4- ﻭﺗﻤﺜﻞ ﺑﺎﻟﺮﻣﺰ ، 4 Heﻭﺗﺼﺪﺭ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﺤﻠﻞ ﺍﻹﺷﻌﺎﻋﻲ. 2 Beta Particles ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﺎﻟﻴﺔ ﺍﻟﺴﺮﻋﺔ ،ﺷﺤﻨﺘﻬﺎ ،-1ﻭﺗﺼﺪﺭ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﺤﻠﻞ ﺍﻹﺷﻌﺎﻋﻲ ﻭﺗﻤﺜﻞ ﺑﺎﻟﺮﻣﺰ . -1β 0 Periodic Tableﺟـﺪﻭﻝ ﻳﻨﻈـﻢ ﻛﻞ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ﺗﺼﺎﻋﺪ ﹼﹰﻳﺎ ﺑﺤﺴـﺐ ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﺬﺭﻱ ﻓﻲ ﺷـﺒﻜﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﺼﻔﻮﻑ ﺍﻷﻓﻘﻴﺔ )ﺩﻭﺭﺍﺕ( ﻭﺍﻟﺼﻔﻮﻑ ﺍﻟﻌﻤﻮﺩﻳﺔ )ﻣﺠﻤﻮﻋﺎﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﻌﺎﺋﻼﺕ(. GroundStateﺣﺎﻟﺔ ﺍﻟﺬﺭﺓ ﻓﻲ ﺃﺩﻧﻰ ﻣﺴﺘﻮ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ. Oxyacidﺃﻱ ﺣﻤﺾ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺃﻧﻴﻮﻥ ﺃﻛﺴﺠﻴﻨﻲ. States of Matter ﺍﻷﺷﻜﺎﻝ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﻤﺎﺩﺓ ﻓﻲ ﻭﺿﻌﻬﺎ ﺍﻟﻄﺒﻴﻌﻲ ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺭﺽ :ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ،ﻭﺍﻟﺴﺎﺋﻠﺔ ،ﻭﺍﻟﻐﺎﺯﻳﺔ 322 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Extensive Property ﺧﺎﺻﻴﺔ ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺗﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﻛﻤﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻤﻮﺟﻮﺩﺓ ،ﻭﻣﻨﻬﺎ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ،ﻭﺍﻟﻄﻮﻝ، ﻭﺍﻟﺤﺠﻢ. Physical Property ﺧﺎﺻﻴﺔ ﻳﻤﻜﻦ ﻣﻼﺣﻈﺘﻬﺎ ﺃﻭ ﻗﻴﺎﺳﻬﺎ ﺩﻭﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺍﻟﻌﻴﻨﺔ. Chemical Property ﻗﺪﺭﺓ ﻣﺎﺩﺓ ﻋﻠﻰ ﺍﻻﺗﺤﺎﺩ ﻣﻊ ﻏﻴﺮﻫﺎ ﺃﻭ ﺍﻟﺘﺤﻮﻝ ﺇﻟﻰ ﻣﺎﺩﺓ ﺃﺧﺮ. Intensive Propertyﺧﺎﺻﻴﺔ ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺗﺒﻘﻰ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﺑﻐﺾ ﺍﻟﻨﻈﺮ ﻋﻦ ﻛﻤﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻤﻮﺟﻮﺩﺓ. Periodsﺍﻟﺼﻔﻮﻑ ﺍﻷﻓﻘﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﺍﻟﺤﺪﻳﺚ ﻟﻠﻌﻨﺎﺻﺮ. Atom ﺃﺻﻐـﺮ ﺟﺴـﻴﻢ ﻓـﻲ ﺍﻟﻌﻨﺼـﺮ ﻟـﻪ ﺟﻤﻴﻊ ﺧـﻮﺍﺹ ﺍﻟﻌﻨﺼﺮ ،ﻭﻫـﻲ ﻣﺘﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﺸـﺤﻨﺔ ،ﺷـﻜﻠﻬﺎ ﻛـﺮﻭﻱ ،ﺗﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﻴﻮﺗﺮﻭﻧﺎﺕ. IonicBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻨﺘﺞ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﺘﺤﺪ ﻓﻠﺰ ﻭﻻﻓﻠﺰ. πBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﻤﺘﻜﻮﻧﺔ ﻣﻦ ﺗﺪﺍﺧﻞ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻤﺘﻮﺍﺯﻳﺔ ﺑﻬﺪﻑ ﺍﻟﺘﺸﺎﺭﻙ ﺑﺎﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ. CovalentBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻨﺘﺞ ﻋﻦ ﺍﻟﺘﺸﺎﺭﻙ ﺑﺈﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺆ. CoordinateCovalentBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﺘﺴـﺎﻫﻤﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻘـﺪﻡ ﻓﻴﻬﺎ ﺇﺣﺪ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﺯﻭﺟﺎ ﻣﻦ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻟﺬﺭﺓ ﺃﺧﺮ ﺃﻭ ﺃﻳﻮﻥ ﺑﺤﺎﺟﺔ ﺇﻟﻰ ﺯﻭﺝ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻟﻠﻮﺻﻮﻝ ﺇﻟﻰ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻻﺳﺘﻘﺮﺍﺭ. ﹰ PolarCovalentBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄـﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻨﺸـﺄ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻻ ﺗﻜﻮﻥ ﺍﻟﻤﺸـﺎﺭﻛﺔ ﺑﺎﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻣﺘﺴﺎﻭﻳﺔ. SigmaBondﺍﻟﺮﺍﺑﻄـﺔ ﺍﻟﺘﺴـﺎﻫﻤﻴﺔ ﺍﻷﺣﺎﺩﻳﺔ ﺍﻟﻨﺎﺗﺠـﺔ ﻋﻦ ﺍﺷـﺘﺮﺍﻙ ﺯﻭﺝ ﻣﻦ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧـﺎﺕ ﻧﺘﻴﺠﺔ ﺍﻟﺘﺪﺍﺧﻞ ﺍﻟﺮﺃﺳﻲ ﻟﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ. MetallicBondﻗﻮﺓ ﺍﻟﺘﺠﺎﺫﺏ ﺑﻴﻦ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺟﺒﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻠﺰ ﻭﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺤﺮﺓ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ. Resonanceﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺤﺪﺙ ﻋﻨﺪ ﻭﺟﻮﺩ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻟﻮﻳﺲ ﻭﺍﺣﺪ ﻟﻠﻤﺮﻛﺐ ﺃﻭ ﺍﻷﻳﻮﻥ. Precipitateﻣﺎﺩﺓ ﺻﻠﺒﺔ ﺗﺘﻜﻮﻥ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ. 323 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Alloyﻣﺨﻠـﻮﻁ ﻣـﻦ ﻋـﺪﺓ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻟﻬﺎ ﺧـﻮﺍﺹ ﻓﻠﺰﻳﺔ ،ﻭﺗﺘﻜﻮﻥ ﻋـﺎﺩﺓ ﻣﻦ ﻋﻨﺎﺻـﺮ ﻣﺘﻤﺎﺛﻠﺔ ﺍﻟﺤﺠـﻮﻡ ،ﺃﻭ ﻳﻜﻮﻥ ﺃﺣﺪ ﻛﺜﻴﺮﺍ ﻣﻦ ﺍﻟﻌﻨﺼﺮ ﺍﻵﺧﺮ. ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺃﺻﻐﺮ ﹰ ActinideSeriesﻋﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻔﺌﺔ fﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﻣﻦ ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ 7ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻠﻲ ﻋﻨﺼﺮ ﺍﻷﻛﺘﻴﻨﻴﻮﻡ. LanthanideSeriesﻋﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻔﺌﺔ fﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﻣﻦ ﺍﻟﺪﻭﺭﺓ 6ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻠﻲ ﻋﻨﺼﺮ ﺍﻟﻼﻧﺜﺎﻧﻴﻮﻡ. Liquid ﺣﺎﻟﺔ ﻣﻦ ﺣﺎﻻﺕ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﺃﻭ ﺷﻜﻞ ﻣﻦ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﻟﻪ ﺻﻔﺔ ﺍﻟﺠﺮﻳﺎﻥ ،ﻭﺣﺠﻤﻪ ﺛﺎﺑﺖ ،ﻭﻳﺄﺧﺬ ﺷﻜﻞ ﺍﻟﻮﻋﺎﺀ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻮﺿﻊ ﻓﻴﻪ. CrystalLatticeﺗﺮﻛﻴـﺐ ﺛﻼﺛﻲ ﺍﻷﺑﻌﺎﺩ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﺟﺴـﻴﻤﺎﺕ ﺑﺤﻴﺚ ﻳﺤﻴﻂ ﺍﻷﻳـﻮﻥ ﺍﻟﻤﻮﺟﺐ ﻋﺪﺩ ﻣﻦ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﺴـﺎﻟﺒﺔ ،ﻭﻳﺤﻴﻂ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺴـﺎﻟﺐ ﻋﺪﺩ ﻣﻦ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺟﺒﺔ ،ﻭﺗﺨﺘﻠﻒ ﺍﻟﺒﻠﻮﺭﺍﺕ ﻓﻲ ﺷﻜﻠﻬﺎ ﻭﻓ ﹰﻘﺎ ﻻﺧﺘﻼﻑ ﺣﺠﻮﻡ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﻭﺃﻋﺪﺍﺩﻫﺎ. EmpiricalFormulaﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺒﻴﻦ ﺃﺻﻐﺮ ﻧﺴﺒﺔ ﻣﻮﻻﺕ ﺑﻴﻦ ﺃﻋﺪﺍﺩ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ،ﻭﻗﺪ ﺗﻤﺜﻞ ﺃﻭ ﻻ ﺗﻤﺜﻞ ﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺠﺰﻳﺌﻴﺔ ) ﺍﻟﻔﻌﻠﻴﺔ ( ﻟﻬﺬﺍ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ. StructuralFormulaﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﺠﺰﻳﺌﻲ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺴـﺘﺨﺪﻡ ﺍﻟﺮﻣﻮﺯ ﻭﺍﻟﺮﻭﺍﺑﻂ ﻟﺘﻮﺿﻴﺢ ﺍﻟﻤﻮﺍﻗﻊ ﺍﻟﻨﺴـﺒﻴﺔ ﻟﻠﺬﺭﺍﺕ ،ﻭﻳﻤﻜﻦ ﺍﻟﺘﻨﺒﺆ ﺑﺎﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﺼﻴﻎ ﺍﻟﺒﻨﺎﺋﻴﺔ ﻟﻠﺠﺰﻳﺌﺎﺕ ﺑﻌﺪ ﺭﺳﻢ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻟﻮﻳﺲ ﻟﻬﺎ. MolecularFormulaﺍﻟﺼﻴﻐﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺒﻴﻦ ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﻔﻌﻠﻲ ﻟﻜﻞ ﻋﻨﺼﺮ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ. Control ﺍﻟﻤﻌﻴﺎﺭ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺴﺘﻌﻤﻞ ﻟﻠﻤﻘﺎﺭﻧﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ. LatticeEnergyﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻟﻔﺼـﻞ 1molﻣﻦ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﻣﻦ ﻣﺮﻛﺐ ﺃﻳﻮﻧـﻲ ،ﻭﺍﻟﺘﻲ ﺗﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺣﺠﻢ ﺍﻷﻳﻮﻥ ﻭﺷﺤﻨﺘﻪ. IonizationEnergyﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻻﻧﺘﺰﺍﻉ ﺃﺑﻌﺪ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﺗﻜﺎﻓﺆ ﻣﻦ ﺫﺭﺓ ﻋﻨﺼﺮ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟﺔ ﺍﻟﻐﺎﺯﻳﺔ. Scientific Method ﻃﺮﻳﻘـﺔ ﻧﻈﺎﻣﻴﺔ ﺗﺴـﺘﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺍﻟﺪﺭﺍﺳـﺎﺕ ﺍﻟﻌﻠﻤﻴﺔ ،ﻭﻫﻲ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﻣﻨﻈﻤﺔ ﻳﺴـﺘﻌﻤﻠﻬﺎ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﻟﺤﻞ ﺍﻟﻤﺸﻜﻼﺕ ﻭﻟﻠﺘﺤﻘﻖ ﻣﻦ ﻋﻤﻞ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﺍﻵﺧﺮﻳﻦ. 324 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت OxidationNumberﺍﻟﺸﺤﻨﺔ ﺍﻟﻤﻮﺟﺒﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﺴﺎﻟﺒﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺤﻤﻠﻬﺎ ﺃﻳﻮﻥ ﺃﺣﺎﺩﻱ ﺍﻟﺬﺭﺓ. PrincipalQuantumNumbernﻋﺪﺩ ﻳﺘﻢ ﺗﻌﻴﻴﻨﻪ ﻓﻲ ﺿﻮﺀ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﻜﻤﻲ ﻟﻴﺪﻝ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺤﺠﻮﻡ ﺍﻟﻨﺴﺒﻴﺔ ﻭﻃﺎﻗﺎﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺕ. QuantumNumberﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﻤﺨﺼﺺ ﻟﻮﺻﻒ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻓﻲ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺮﺋﻴﺴﺔ. TransitionElementsﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺎﺕ ﻣـﻦ 3 - 12ﻣﻦ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ، ﻭﺗﻘﺴﻢ ﺇﻟﻰ ﻓﻠﺰﺍﺕ ﺍﻧﺘﻘﺎﻟﻴﺔ ،ﻭﻓﻠﺰﺍﺕ ﺍﻧﺘﻘﺎﻟﻴﺔ ﺩﺍﺧﻠﻴﺔ. RepresentativeElementsﺍﻟﻌﻨﺎﺻـﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻨﺘﻤﻲ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋـﺎﺕ 1ﻭ 2ﻭ 13 – 18ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﺍﻟﺤﺪﻳﺚ ،ﻭﺗﺘﻤﺜﻞ ﻓﻴﻬﺎ ﺑﺸﻜﻞ ﻭﺍﺿﺢ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻭﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ. Atomic Number ﻋﺪﺩ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ. Mass Number ﻋﺪﺩ ﻳﻜﺘﺐ ﺑﻌﺪ ﺍﺳﻢ ﺍﻟﻌﻨﺼﺮ ،ﻳﻤﺜﻞ ﻣﺠﻤﻮﻉ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﻭﺍﻟﻨﻴﻮﺗﺮﻭﻧﺎﺕ. Element ﻣﺎﺩﺓ ﻧﻘﻴﺔ ﻻ ﻳﻤﻜﻦ ﺗﺠﺰﺋﺘﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﺃﺟﺰﺍﺀ ﺃﺻﻐﺮ ﺑﻮﺳﺎﺋﻞ ﻓﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺃﻭ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ. Gas ﺷﻜﻞ ﻣﻦ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻳﺄﺧﺬ ﺷﻜﻞ ﺍﻹﻧﺎﺀ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻮﺟﺪ ﻓﻴﻪ ،ﻭﻳﻤﻠﺆﻩ ﺗﻤﺎ ﹰﻣﺎ ،ﻭﻫﻮ ﻗﺎﺑﻞ ﻟﻼﻧﻀﻐﺎﻁ. Metalsﺍﻟﻌﻨﺎﺻـﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻜﻮﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺎﻟـﺔ ﺍﻟﺼﻠﺒﺔ ﻓﻲ ﺩﺭﺟﺔ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﻐﺮﻓﺔ ،ﻭﻫﻲ ﻣﻮﺻﻠﺔ ﺟﻴـﺪﺓ ﻟﻠﺤﺮﺍﺭﺓ ﻭﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ، ﻭﺗﻜﻮﻥ ﺑﺸﻜﻞ ﻋﺎﻡ ﻻﻣﻌﺔ ﻭﻗﺎﺑﻠﺔ ﻟﻠﻄﺮﻕ ﻭﺍﻟﺴﺤﺐ. Transitionmetalsﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟـﺪ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺎﺕ ،3 - 12ﻭﺗﻨﺘﻤﻲ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻔﺌﺔ dﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ،ﻣﻊ ﻭﺟﻮﺩ ﺑﻌﺾ ﺍﻻﺳﺘﺜﻨﺎﺀﺍﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﻌﻠﻖ ﺑﺎﻣﺘﻼﺀ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮ sﻣﻦ ﻣﺴﺘﻮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ، nﻭﺍﻣﺘﻼﺀ ﺃﻭ ﻧﺼﻒ ﺍﻣﺘﻼﺀ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ dﻣﻦ ﻣﺴﺘﻮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ . n-1 InnerTransitionMetalsﺍﻟﻌﻨﺎﺻـﺮ ﺍﻻﻧﺘﻘﺎﻟﻴـﺔ ﺍﻟﺘـﻲ ﺗﻨﺘﻤﻲ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻔﺌـﺔ fﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ،ﻭﺗﺘﻤﻴﺰ ﺑﺄﻥ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ، 4fﻭ 5fﺗﻜﻮﻥ ﻣﻤﺘﻠﺌﺔ ﺍﻭ ﻣﻤﺘﻠﺌﺔ ﺟﺰﺋ ﹼﹰﻴﺎ. AlkaliMetalsﻋﻨﺎﺻـﺮ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ 1ﻣﺎ ﻋـﺪﺍ ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ،ﻭﻫﻲ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﺸـﻄﺔ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋ ﹼﹰﻴﺎ ،ﻭﺗﻮﺟﺪ ﻋﺎﺩﺓ ﻣﺘﺤﺪﺓ ﻣﻊ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺃﺧﺮ ﻋﻠﻰ ﺷﻜﻞ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ. 325 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت AlkalineEarthMetalsﻋﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ 2ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﺍﻟﺤﺪﻳﺚ ،ﻭﻫﻲ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﺸﻄﺔ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋ ﹼﹰﻴﺎ. Hypothesis ﺗﻔﺴﻴﺮ ﻣﺆﻗﺖ ﻟﻤﺎ ﺗﻢ ﻣﻼﺣﻈﺘﻪ ،ﻗﺎﺑﻞ ﻟﻼﺧﺘﺒﺎﺭ. OctetRuleﺗﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻥ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﺗﺴﻌﻰ ﺇﻟﻰ ﺍﻛﺘﺴﺎﺏ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺃﻭ ﺧﺴﺎﺭﺗﻬﺎ ﺃﻭ ﺍﻟﻤﺸﺎﺭﻛﺔ ﺑﻬﺎ؛ ﻟﻜﻲ ﺗﻜﺘﺴﺐ ﺍﻟﺘﺮﻛﻴﺐ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻲ ﻟﻠﻐﺎﺯ ﺍﻟﻨﺒﻴﻞ. HundsRuleﺗﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻥ ﺗﻌﺒﺌﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻤﺘﺴﺎﻭﻳﺔ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻳﺘﻢ ﺑﺸﻜﻞ ﻓﺮﺩﻱ ﻗﺒﻞ ﺍﻟﺒﺪﺀ ﺑﺈﺿﺎﻓﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﺍﻟﺜﺎﻧﻲ ﻟﻠﻤﺴﺘﻮ ﻧﻔﺴﻪ؛ ﺇﺫ ﻻ ﻳﻤﻜﻦ ﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﻦ ﻟﻬﻤﺎ ﻧﻔﺲ ﺍﺗﺠﺎﻩ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ ﺃﻥ ﻳﺸﻐﻼ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮ ﻧﻔﺴﻪ. Law of Conservation of Mass ﻗﺎﻧـﻮﻥ ﻳﻨـﺺ ﻋﻠـﻰ ﺃﻥ ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﻻ ﺗﻔﻨﻰ ﻭﻻ ﺗﺴـﺘﺤﺪﺙ ﻓﻲ ﺃﺛﻨﺎﺀ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ. Scientific law ﻋﻼﻗﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻄﺒﻴﻌﺔ ﺗﺪﻋﻤﻬﺎ ﻋﺪﺓ ﺗﺠﺎﺭﺏ. ﺩﺍﺋﻤﺎ ﻣﻦ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻧﻔﺴـﻬﺎ Law of Definite Proportionsﻗﺎﻧﻮﻥ ﻳﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ﻳﺘﻜﻮﻥ ﹰ ﺑﻨﺴﺐ ﻛﺘﻠﻴﺔ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻣﻬﻤﺎ ﺍﺧﺘﻠﻔﺖ ﻛﻤﻴﺘﻪ. Law of Multiple Proportions ﻗﺎﻧـﻮﻥ ﻳﻨـﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻧﻪ ﻋﻨﺪ ﺗﻜﻮﻳـﻦ ﻣﺮﻛﺒﺎﺕ ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ ﻣﻦ ﺍﺗﺤﺎﺩ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻧﻔﺴـﻬﺎ ﻓﺈﻥ ﺍﻟﻨﺴـﺒﺔ ﺑﻴﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺃﺣﺪ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺘﺤﺪ ﻣﻊ ﻛﻤﻴﺔ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻣﻦ ﻋﻨﺼﺮ ﺁﺧﺮ ﻓﻲ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﻫﻲ ﻧﺴـﺒﺔ ﻋﺪﺩﻳﺔ ﺑﺴﻴﻄﺔ ﻭﺻﺤﻴﺤﺔ. Cationﺍﻷﻳﻮﻥ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺤﻤﻞ ﺷﺤﻨﺔ ﻣﻮﺟﺒﺔ. Electronegativityﺧﺎﺻﻴـﺔ ﺗﺸـﻴﺮ ﺇﻟﻰ ﻗﺪﺭﺓ ﺫﺭﺍﺕ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﻋﻠﻰ ﺟـﺬﺏ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻨﺪ ﺗﻜﻮﻳﻦ ﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ. Mass ﻣﻘﻴﺎﺱ ﻟﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ. Avarage Atomic Mass ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻛﺘﻠﺔ ﻧﻈﺎﺋﺮ ﺍﻟﻌﻨﺼﺮ. Chromatography ﻃﺮﻳﻘـﺔ ﻟﻔﺼﻞ ﻣﻜﻮﻧﺎﺕ ﻣﺨﻠﻮﻁ ،ﺍﻋﺘﻤـﺎ ﹰﺩﺍ ﻋﻠﻰ ﻗﺪﺭﺓ ﻛﻞ ﻣﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﻣﻜﻮﻧﺎﺗﻪ ﻋﻠﻰ ﺍﻻﻧﺘﻘﺎﻝ ﺃﻭ ﺍﻟﺴﺤﺐ ﻋﻠﻰ ﺳﻄﺢ ﻣﺎﺩﺓ ﺃﺧﺮ. 326 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Chemistry ﺩﺭﺍﺳﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻭﺍﻟﺘﻐﻴﺮﺍﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺤﺪﺙ ﻟﻬﺎ. Molar Massﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺑﺎﻟﺠﺮﺍﻣﺎﺕ ﻟﻤﻮﻝ ﻭﺍﺣﺪ ﻣﻦ ﺃﻱ ﻣﺎﺩﺓ ﻧﻘﻴﺔ. Nonmetalsﻋﻨﺎﺻـﺮ ﺗﻜـﻮﻥ ﻋﻤﻮ ﹰﻣـﺎ ﺇﻣﺎ ﻏـﺎﺯﺍﺕ ﺃﻭ ﻣﻮﺍﺩ ﺻﻠﺒـﺔ ﻣﻌﺘﻤﺔ ﺃﻭ ﻻﻣﻌـﺔ ،ﻭﺿﻌﻴﻔﺔ ﺍﻟﺘﻮﺻﻴـﻞ ﻟﻠﺤﺮﺍﺭﺓ ﻭﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ. AufbauPrincipleﻳﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻥ ﻛﻞ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻥ ﻳﺴﻌﻰ ﻷﻥ ﻳﻜﻮﻥ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﺘﻮ ﺍﻷﻗﻞ ﻃﺎﻗﺔ. PauliExclusionPrincipleﻳﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺴـﺘﻮ ﻻ ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﻳﺘﺴـﻊ ﻷﻛﺜﺮ ﻣـﻦ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﻦ ،ﻋﻠﻰ ﺍﻥ ﻻ ﻳﻜﻮﻥ ﻟﻬﻤﺎ ﻧﻔﺲ ﺍﺗﺠﺎﻩ ﺍﻟﺤﺮﻛﺔ. HeisenbergUncertaintyPrinciple ﻳﻨﺺ ﻋﻠﻰ ﺃﻧﻪ ﻻ ﻳﻤﻜﻦ ﻣﻌﺮﻓﺔ ﻣﻜﺎﻥ ﺍﻟﺠﺴﻴﻢ ﻭﺳﺮﻋﺘﻪ ﻓﻲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﻧﻔﺴﻪ. PrincipalEnergyLevelﺃﺣﺪ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺮﺋﻴﺴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺬﺭﺓ. ﺗﻜﻮﻥ ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺜﺎﻧﻮﻳﺔ ﻣﺴﺘﻮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺮﺋﻴﺲ. EnergySublevelﱢ AtomicOrbitalﻣﻨﻄﻘﺔ ﺫﺍﺕ ﺛﻼﺛﺔ ﺃﺑﻌﺎﺩ ،ﺗﻮﺟﺪ ﺣﻮﻝ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ ،ﻭﻫﻲ ﺗﺼﻒ ﺍﻟﻤﻮﻗﻊ ﺍﻟﻤﺤﺘﻤﻞ ﻟﻮﺟﻮﺩ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ. Groupsﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﻤﻮﺟﻮﺩﺓ ﻓﻲ ﺍﻷﻋﻤﺪﺓ ﺍﻟﺮﺃﺳﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ ﻣﺮﺗﺒﺔ ﺣﺴﺐ ﺗﺰﺍﻳﺪ ﺃﻋﺪﺍﺩﻫﺎ ﺍﻟﺬﺭﻳﺔ. IonicCompoundsﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺤﺘﻮﻱ ﺭﻭﺍﺑﻂ ﺃﻳﻮﻧﻴﺔ. Solid ﺷﻜﻞ ﻣﻦ ﺃﺷﻜﺎﻝ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﻟﻬﺎ ﺷﻜﻞ ﻭﺣﺠﻢ ﻣﺤﺪﺩﺍﻥ. Chemical Substance ﻣﺎﺩﺓ ﻟﻬﺎ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺤﺪﺩ ﻭﺛﺎﺑﺖ ،ﻭﺗﺴﻤﻰ ﹰ ﺃﻳﻀﺎ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻨﻘﻴﺔ. Dependent Variable ﻣﺘﻐﻴﺮ ﺗﻌﺘﻤﺪ ﻗﻴﻤﺘﻪ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺘﻐﻴﺮ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﻞ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ. Independent Variable ﻣﺘﻐﻴﺮ ﹸﻳ ﱠ ﺨﻄﻂ ﻟﺘﻐﻴﻴﺮﻩ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ. ﹰ Solution ﻣﺨﻠﻮﻁ ﻣﻨﺘﻈﻢ ﺍﻟﺘﺮﻛﻴﺐ ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﻳﺤﻮﻱ ﻣﻮﺍﺩ ﺻﻠﺒﺔ ،ﺃﻭ ﺳﺎﺋﻠﺔ ،ﺃﻭ ﻏﺎﺯﻳﺔ ،ﻭﻳﺴﻤﻰ ﹰ ﻣﺘﺠﺎﻧﺴﺎ. ﻣﺨﻠﻮﻃﺎ ﺃﻳﻀﺎ ﹰ Mixture ﻣﺰﻳﺞ ﻣﻜﻮﻥ ﻣﻦ ﻣﺎﺩﺗﻴﻦ ﻧﻘﻴﺘﻴﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ،ﻣﻊ ﺍﺣﺘﻔﺎﻅ ﻛﻞ ﻣﻦ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺑﺨﻮﺍﺻﻬﺎ ﺍﻷﺻﻠﻴﺔ. ﻣﺘﻤﺎﻳﺰﺍ ﺑﻌﻀﻬﺎ Hetrogeneous Mixture ﻣﺨﻠﻮﻁ ﻟﻴﺲ ﻟﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﻨﺘﻈﻢ ،ﻭﺗﺒﻘﻰ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﻓﻴﻪ ﹰ ﻋﻦ ﺑﻌﺾ. 327 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت ﺃﻳﻀﺎ ﻣﺤﻠﻮ ﹰ Homogeneous Mixture ﻣﺨﻠﻮﻁ ﻟﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺛﺎﺑﺖ ﻭﻃﻮﺭ ﻭﺍﺣﺪ ،ﻭﻳﺴﻤﻰ ﹰ ﻻ. ﻛﻴﻤﻴﺎﺋﻴـﺎ ،ﻭﻳﻤﻜﻦ ﺗﺤﻠﻴﻠـﻪ ﺇﻟﻰ ﻣﻮﺍﺩ ﺃﺑﺴـﻂ ﺑﺎﻟﻄﺮﺍﺋﻖ Compound ﻣﺰﻳـﺞ ﻣﻜـﻮﻥ ﻣـﻦ ﻋﻨﺼﺮﻳـﻦ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﺘﺤﺪﻳـﻦ ﹼﹰ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ،ﻭﻳﺨﺘﻠﻒ ﻓﻲ ﺻﻔﺎﺗﻪ ﻋﻦ ﺃﻱ ﻣﻦ ﻣﻜﻮﻧﺎﺗﻪ. Nuclear Equation ﻧﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻻﺕ ﻳﺒﻴﻦ ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﺬﺭﻱ ﻭﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﻜﺘﻠﻲ ﻟﻠﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﻤﺘﻀﻤﻨﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ. Reactantsﻣﻮﺍﺩ ﻳﺒﺪﺃ ﺑﻬﺎ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ. Soluteﻣﺎﺩﺓ ﺃﻭ ﺃﻛﺜﺮ ﻣﺬﺍﺑﺔ ﻓﻲ ﻣﺤﻠﻮﻝ. Solventﻣﺎﺩﺓ ﺗﺬﻳﺐ ﺍﻟﻤﺬﺍﺏ ﻭﺗﺤﺘﻮﻳﻪ. Complete Ionic Equationﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺃﻳﻮﻧﻴﺔ ﺗﻈﻬﺮ ﻛﺎﻓـﺔ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺤﻠﻮﻝ ﺑﺼﻮﺭﺗﻬﺎ ﺍﻟﻮﺍﻗﻌﻴﺔ. Net Ionic Equationﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺃﻳﻮﻧﻴﺔ ﺗﺸﺘﻤﻞ ﻓﻘﻂ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺠﺴﻴﻤﺎﺕ ﺍﻟﻤﺸﺎﺭﻛﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ. Chemical Equationﺟﻤﻠﺔ ﺗﺴﺘﻌﻤﻞ ﻓﻴﻬﺎ ﺍﻟﺼﻴﻎ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ﻟﺘﺤﺪﻳﺪ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﻤﺸﺎﺭﻛﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﻭﻛﻤﻴﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠﺔ ﻭﺍﻟﻨﺎﺗﺠﺔ. Coeffcientﺭﻗـﻢ ﻳﻜﺘـﺐ ﻗﺒـﻞ ﺻﻴﻐﺔ ﺍﻟﻤـﺎﺩﺓ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻠـﺔ ﺃﻭ ﺍﻟﻨﺎﺗﺠﺔ ﻓـﻲ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻟـﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴـﺔ ﺍﻟﻤﻮﺯﻭﻧﺔ .ﻭﺗﺼﻒ ﺍﻟﻤﻌﺎﻣﻼﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﻌﺎﺩﻟﺔ ﺍﻟﻤﻮﺯﻭﻧﺔ ﺃﺑﺴﻂ ﻧﺴﺒﺔ ﻋﺪﺩﻳﺔ ﺻﺤﻴﺤﺔ ﻟﻜﻤﻴﺎﺕ ﻛﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺘﻔﺎﻋﻼﺕ ﻭﺍﻟﻨﻮﺍﺗﺞ. Hydratesﻣﺎﺩﺓ ﺃﻳﻮﻧﻴﺔ ﺻﻠﺒﺔ ﻳﺮﺗﺒﻂ ﺑﺬﺭﺍﺗﻬﺎ ﻋﺪﺩ ﻣﺤﺪﺩ ﻣﻦ ﺟﺰﻳﺌﺎﺕ ﺍﻟﻤﺎﺀ. VSEPRModelﻧﻤﻮﺫﺝ ﺍﻟﺘﻨﺎﻓﺮ ﺑﻴﻦ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﻭﺍﻟﺬﻱ ﻳﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﻭﻏﻴﺮ ﺍﻟﺮﺍﺑﻄﺔ ﺣﻮﻝ ﺍﻟﺬﺭﺓ ﺍﻟﻤﺮﻛﺰﻳﺔ. ﺗﺸﺎﺭﻙ ﺟﻤﻴﻊ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻠﺰ ﺍﻟﺼﻠﺐ ﺑﺈﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ElectronSeaModelﻳﻘﺘﺮﺡ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻨﻤﻮﺫﺝ ﹸ ﻳﻔﺴﺮ ﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻔﻠﺰﻳﺔ ﻟﻬﺬﻩ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ. ﺑﺤﺮﺍ ﻣﻦ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ،ﻭﻫﻮ ﱢ ﺍﻟﺘﻜﺎﻓﺆ ﻣﻜﻮﻧﺔ ﹰ QuantumModeloftheAtomﺍﻟﻨﻤـﻮﺫﺝ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺘﻢ ﻓﻴـﻪ ﺍﻟﺘﻌﺎﻣﻞ ﻣـﻊ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻠﻰ ﺃﻧﻬﺎ ﻣﻮﺟﺎﺕ. Result ﺣﻜﻢ ﻗﺎﺋﻢ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺘﻢ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻴﻬﺎ. ﻣﻌﺒﺮﺍ ﻋﻨﻬﺎ ﺑﻨﺴﺒﺔ ﻣﺌﻮﻳﺔ. Mass Percent ﻧﺴﺒﺔ ﻛﺘﻠﺔ ﻛﻞ ﻋﻨﺼﺮ ﻓﻲ ﻣﺮﻛﺐ ﺇﻟﻰ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ﺍﻟﻜﻠﻴﺔ ﹰ ﺗﻠﻘﺎﺋﻴﺎ. Radioactvity ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﻘﻮﻡ ﻣﻦ ﺧﻼﻟﻬﺎ ﺑﻌﺾ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺑﺈﺻﺪﺍﺭ ﺍﻹﺷﻌﺎﻋﺎﺕ ﹼﹰ 328 اﻟﻤﺼﻄﻠﺤﺎت Isotopes ﺫﺭﺍﺕ ﻟﻠﻌﻨﺼﺮ ﻧﻔﺴﻪ ،ﺗﺨﺘﻠﻒ ﻓﻲ ﻋﺪﺩ ﺍﻟﻨﻴﻮﺗﺮﻭﻧﺎﺕ. Theory ﺗﻔﺴﻴﺮ ﻟﻈﺎﻫﺮﺓ ﻃﺒﻴﻌﻴﺔ ،ﻗﺎﺋﻢ ﻋﻠﻰ ﻋﺪﺓ ﻣﺸﺎﻫﺪﺍﺕ ﻭﺍﺳﺘﻘﺼﺎﺀﺍﺕ. Dalton's Atomic Theory ﺗﺒﻴﻦ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﻣﻜﻮﻧﺔ ﻣﻦ ﺟﺴﻴﻤﺎﺕ ﺻﻐﻴﺮﺓ ﺟﺪﹼﹰ ﺍ ﺗﺴﻤﻰ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ،ﻭﻫﻲ ﻏﻴﺮ ﻣﺮﺋﻴﺔ ﻭﻻ ﺗﺘﺠﺰﺃ .ﺫﺭﺍﺕ ﻋﻨﺼﺮ ﻣﺎ ﻣﺘﺸـﺎﺑﻬﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺤﺠﻢ ،ﻭﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ،ﻭﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﻭﺍﻟﺨﻮﺍﺹ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ ،ﻭﺗﺨﺘﻠﻒ ﻋﻦ ﺫﺭﺍﺕ ﺃﻱ ﻋﻨﺼـﺮ ﺁﺧﺮ .ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﺗﺘﺤﺪ ﺑﻨﺴـﺒﺔ ﻋﺪﺩﻳﺔ ﺑﺴـﻴﻄﺔ ﻭﺗﻜﻮﻥ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺎﺕ .ﻭﺧـﻼﻝ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ ﻗﺪ ﺗﻨﻔﺼﻞ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ ﺃﻭ ﺗﺘﺤﺪ ﺃﻭ ﻳﻌﺎﺩ ﺗﺮﺗﻴﺒﻬﺎ. Model ﺗﻔﺴﻴﺮ ﻣﺮﺋﻲ ،ﺃﻭ ﻟﻔﻈﻲ ،ﺃﻭ ﺭﻳﺎﺿﻲ ﻟﻠﺒﻴﺎﻧﺎﺕ ﺍﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ. Nucleus ﻣﺮﻛﺰ ﺍﻟﺬﺭﺓ ﺻﻐﻴﺮ ﺟﺪﹼﹰ ﺍ ،ﻣﻮﺟﺐ ﺍﻟﺸﺤﻨﺔ ،ﻛﺜﻴﻒ ،ﻳﺤﺘﻮﻱ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻧﺎﺕ ﺍﻟﻤﻮﺟﺒﺔ ﻭﺍﻟﻨﻴﻮﺗﺮﻭﻧﺎﺕ ﻏﻴﺮ ﺍﻟﻤﺸﺤﻮﻧﺔ. )Neutron ﺟﺴﻴﻢ ( ﻏﻴﺮ ﻣﺸﺤﻮﻥ ﻓﻲ ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺬﺭﺓ ،ﻭﻛﺘﻠﺘﻪ ﻗﺮﻳﺒﺔ ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻮﻥ. Productsﻣﻮﺍﺩ ﺗﺘﻜﻮﻥ ﺧﻼﻝ ﺍﻟﺘﻔﺎﻋﻞ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻲ. Halogensﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﺸﻄﺔ ﻛﻴﻤﻴﺎﺋ ﹼﹰﻴﺎ ﺗﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺠﻤﻮﻋﺔ 17ﻓﻲ ﺍﻟﺠﺪﻭﻝ ﺍﻟﺪﻭﺭﻱ. FormulaUnitﺃﺑﺴﻂ ﻧﺴﺒﺔ ﻳﻤﻜﻦ ﺃﻥ ﺗﻤﺜﻞ ﺍﻷﻳﻮﻧﺎﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺮﻛﺐ ﺍﻷﻳﻮﻧﻲ. 1 Atomic Mass Unit 12 ﻣﻦ ﻛﺘﻠﺔ ﺫﺭﺓ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ .12- Weight ﻣﻘﻴﺎﺱ ﻟﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ،ﻭﻟﻘﻮﺓ ﺟﺬﺏ ﺍﻷﺭﺽ ﻟﻠﻤﺎﺩﺓ ﹰ ﺃﻳﻀﺎ. 329 اﳌطــوﻳﺎت تعﻠيﲈت ﻋمل اﳌطوﻳﺎت فيﲈ يﲇ تعليﲈت توضح اﳋطوات العملية لعمل ﳐتلف أشكال اﳌطويات. ﺃﻭ ﹰﻻ :مطوﻳة ﻧﺼﻒ الﻜﺘﺎﺏ .1قم بطي ورقة قياسها )29سم×21سم( نصفﲔ؛ إذ يمكن طيها عمود اًّيا مﺜل شطﲑة النقانق. أفقيا مﺜل شطﲑة اﳍمﱪجر ،كﲈ ﰲ .2يمكن طي الورقة اًّ الشكل اﳌجاور. ﺛﺎﻧ ﹰيﺎ :مطوﻳة ﻋﲆ ﺷﻜل ﻛﺘﺎﺏ مطوﻱ .1اعمل شبه نصف كتاب. بطيه مﺜل شطﲑة النقانق ،ويكون هذا عﲆ شكل .2قم ّ مقوى ،وداخله صفحتان، شبه كتاب بغالف من ورﻕ ّ ويستخدم لتسجيل اﳌعلومات. ﺛﺎل ﹰﺜﺎ :مطوﻳة ﺟيبية .1قم بطي ورقة قياسها 29سم × 21سم نصفﲔ عﲆ شكل شطﲑة اﳍمﱪجر. طوليا لتشكيل جيب ،واطو .2افتح إحدى الطيات ،واﺛن 5سم من طرفها اًّ عﲆ طول اﳋط اﳌنقط. .3ألصق اﳊافة اﳋارجية للجيب بكمية قليلة من الصمغ. ﺭابعﺎ :مطوﻳة اﳌﴫاﻉ ﹰ .1ضع عالمة عند منتصف الورقة ،واﺛن طرﰲ الورقة. .2قم بطي اﳊواف اﳋارجية للورقة ،بحيﺚ تلتقي اﳊافتان عند منتصف الورقة )القرصة( لتشكال مﴫاعﲔ. 330 ﺧﺎمﺴﺎ :مطوﻳة ﺛﻼﺛية ﹰ بطي ورقة قياسها 29سم×21سم ﺛالﺛة أقسام ،كﲈ ﰲ الشكل اﳌجاور. .1قم ّ ﺳﺎﺩﺳﺎ :مطوﻳة لﺴﺎﻧية ﺛﻼﺛية ﹰ .1 .2 .3 .4 قم بطي ورقة قياسها 29سم×21سم مﺜل شطﲑة النقانق. الطي إﱃ أعﲆ ،وحدّ د منتصف خط اجعل الورقة ﰲ وضعها األفقي ،بحيﺚ يكون خط ّ الطي. بطي الطرف األيمن منه لتصل حافته إﱃ منتصف خط ّ الطي ،ﺛم قم ّ بطي الطرف األيﴪ لتصل حافته إﱃ منتصف خط الطي لتصبح اﳌطوية من ﺛالث قم ّ طيات /طبقات. افتح اﳌطوية وارفع إحدى الطيات ،وقم بقصها عﲆ طول الشقﲔ الناﲡﲔ عن اﳋطوتﲔ 2و ،3بحيﺚ يتشكل ﺛالﺛة ألسنة يمكن رفعها إﱃ أعﲆ. ﺳﺎبعﺎ :مطوﻳة ﺷبﻪ الﻜﺘﺎﺏ ﹰ .1 .2 .3 .4 ضع ورقتﲔ قياسهﲈ 29سم× 21سم إحداﳘا فوﻕ األخرى بحيﺚ تكون إحدى اﳊافتﲔ أعﲆ من األخرى مسافة 2.5سم. اطو الورقتﲔ بحيﺚ تتقابل اﳊواف السفلية ﳍﲈ مع اﳊواف العلوية ،وتكون اﳌسافة بﲔ اﳊواف األربع متساوية. عندما تصبح اﳊواف عﲆ مسافة واحدة بعضها من بعﺾ ،اضغط بشدة عﲆ الطي. طول منطقة ّ أبعد الورقتﲔ إحداﳘا عن األخرى ،وضع غراء عﲆ طول األخدود إلحدى معا ،بحيﺚ يمكنك تدبيسهﲈ. الورقتﲔ ،ﺛم أعد الورقتﲔ ً ﺛﺎمنﹰﺎ :مطوﻳة اﳉدﻭﻝ اﳌﺜنﻲ .1قم برسم أسطر عمودية وأفقية عﲆ ورقة قياس 29سم× 21سم أو أكﱪ. )يكون عدد األعمدة والصفوف بحسب اﳊاجة(. .2قم بطي الورقة عمود اًّيا لعمل جداول. .3اكتب عناوين األعمدة والصفوف بحسب اﳊاجة. 331 Elements Handbook ر الكيميائيةدليل العنا�س Elements in Earth’s Crust 0.93% 0.04% 20.95% 78.08% 5.63% 4.15% 7.69% 8.23% E H-12A-874637 28.20% 46.10% 3.90% 2.70% 32.40% 1.50% 1.20% E H-13A-874637 58.30% E H-14A-874637 332 حقائق حول عن�سر :الهيدروجHydrogen Hydrogen 1 H 1s1 C07-03C-828378-08-A Kent اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ واﻟﺬرﻳﺔ • لغ�از اﳍيدروج�ﲔ H2كﺜافة أقل من الغازات األخ�رى عند درجة حرارة وضغط ﺛابتﲔ. • يمكن أن يوجد اﳍيدروجﲔ ﰲ اﳊالة الصلبة عند تعرضه للضغط الشديد كﲈ ﰲ باطن كوكب اﳌشﱰي. • يوض�ع اﳍيدروجﲔ ﰲ اﳌجموعة األوﱃ من اﳉ�دول الدوري؛ الحتوائه عﲆ إلكﱰون تكافﺆ واحد. • يتشارك اﳍيدروجﲔ مع فلزات اﳌجموعة 1ﰲ بعﺾ اﳋواﺹ؛ فهو يفقد إلكﱰو ًنا واحدً ا لتكوين أيون اﳍيدروجﲔ اﳌوجب .H+ • يتش�ارك اﳍيدروج�ﲔ ﰲ بعﺾ اﳋ�واﺹ ً أيضا مع عن�اﴏ اﳌجموعة 17 الالفلزية؛ فهو يس�تطيع اكتس�اب إلكﱰون واحد لتكوي�ن أيون اﳍيدريد السالب .H- • للهيدروج�ﲔ ﺛالﺛ�ة نظائ�ر ش�ائعة ،هي:الﱪﻭتيـوﻡ وهو األكﺜر ش�يوعا، ً واح�دا ،وال ﳛتوي نيوترونات. حيﺚ ﳛت�وي بروتو ًنا واحدً ا وإلكﱰو ًنا ﻭالدﻳوتﲑﻳـوﻡ الذي يدعى أيضا اﳍيدروجﲔ الﺜقيل حيﺚ ﳛتوي بروتو ًنا واح�دً ا ونيوترو ًن�ا واح�دً ا ،اوا�ص الفيزيائية والذرية للهيدروج وإلكﱰو ًن�ا واحدً ا.والﱰﻳﺘيوﻡ درجة الن�سهار -259°C وه�و مش���ع وﳛت���وي عﲆ درجة الغليان -253°C نيوترونﲔ وإلك�ﱰون واحد، الكثافة 8.98 × 10 g/mL وبروتون واحد. ن�سف القطر الذري 78 pm -5 طاقة التاأين الأو 1312 kJ/mol الكهرو�سالبية 2.2 اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ سائ ل تن ظي ف مقياس�ا لدرج�ة تركي�ز أيون�ات يع�د الرق�م اﳍيدروجين�ي pH ً + عﱪنا عن تركي�ز أيونات اﳍيدروج�ﲔ Hﰲ ﳏل�ول مائي ،ف�ﺈذا ّ اﳍيدروج�ﲔ بوح�دة mol/Lف�ﺈن الرق�م اﳍيدروجين�ي pHهو س�الب لوغاريتم تركيز أي�ون اﳍيدروج�ﲔ ] .-log [H+فمﺜال: إذا كان تركيز أيون اﳍيدروجﲔ ،1× 10-2 mol/Lفيكون الرقم اﳍيدروجيني pHيساوي .2 يمكن أن تكون اﳌواد الكيميائية اﳌس�تخدمة ﰲ تنظيف اﳌنازل ﲪضية أو قلوية حس�ب تركي�ز أيونات اﳍيدروج�ﲔ اﳌوجبة، وكلﲈ كان تركيزها أكﱪ كانت درجة اﳊموضة أقل. 333 Alkali Metals اجموعة :1الفلزات القلوية Lithium 3 Li [He]2s1 Sodium 11 Na [Ne]3s1 Potassium 19 K [Ar]4s1 اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • للفلزات القلوية مظهر فﴤ المع. • تكون الفلزات القلوية الصلبة لينة لدرجة يمكن قطعها بالسكﲔ. • ﳌعظم الفلزات القلوية كﺜافة منخفضة مقارنة بالعناﴏ الصلبة التابعة للمجموعات األخرى .فعﲆ س�بيل اﳌﺜال ،تكون كﺜافة كل من الصوديوم والليﺜيوم والبوتاس�يوم أقل من كﺜافة اﳌاء. • للفل�زات القلوي�ة درج�ات انصهار منخفض�ة ،مقارن�ة بالفلزات األخ�رى ،ومنها الفضة والذهب. Rubidium 37 MP Li 0.535 Rb [Kr]5s1 0.968 Cesium 55 Na 0.856 Cs K 1.532 [Xe]6s1 Fr [Rn]7s1 C07-04C-828378-08 Kent 334 2.0 BP 1.5 1.0 g/ml 0.5 0 °C Rb 28 671 1500 K 39 668 1000 Na 63 759 Cs Li 98 883 Rb 1.879 Francium 87 181 1342 MP BP 500 Cs 0 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • لكل عنﴫ من عناﴏ اﳌجموعة 1إلكﱰون تكافﺆ واحد وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns1 • تفقد عناﴏ اﳌجموعة 1إلكﱰون التكافﺆ اﳋاﺹ ﲠا لتكون أيو ًنا ذا شحنة موجبة .+1 • تزداد أنصاف أقطار الذرات وأنصاف أقطار األيونات كلﲈ انتقلنا ﰲ اﳌجموعة 1من أعﲆ إﱃ أسفل. • تقل الكهرسالبية كلﲈ انتقلنا ﰲ اﳌجموعة 1من أعﲆ إﱃ أسفل. • ال توجد الفلزات القلوية ﰲ الطبيعة بشكل حر؛ ألﳖا نشطة جداًّ ا. • لكل عنﴫ من عناﴏ الفلزات القلوية نظﲑ واحد مشع عﲆ األقل. • بسبب ندرة عنﴫ الفرانسيوم ،وألنه يضمحل بﴪعة كبﲑة جداًّ ا فﺈن خواصه غﲑ معروفة إﱃ اآلن. 0.98 Li 0.93 Na 0.82 K 0.82 Rb 0.79 0.70 2.0 1.5 )(pm )(pm Li1 76 Li 152 Na1 102 Na 186 K1+ 138 K 227 Rb1+ 152 Rb 248 Cs1 167 Cs 265 + + + 1.0 0.5 Fr 270 520 Li 496 Na 419 K 403 Rb Cs 376 Cs Fr 380 Fr 0 500 400 300 200 100 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ برتقاليا، يمك�ن تع�رف الفلزات القلوية من خ�الل اختبارات اللهب؛ فالليﺜيوم ينتﺞ ﳍ ًبا أﲪر الل�ون ،والصوديوم ينتﺞ ﳍ ًبا اًّ بنفسجيا. بينﲈ ينتﺞ كل من البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم ﳍ ًبا اًّ البوتا�سيوم ال�سيزيوم الروبيديوم الليثيوم ال�سوديوم 335 Alkaline Earth Metals اجموعة : 2الفلزات القلوية الأر�سية Beryllium 4 Be [He]2s2 Magnesium 12 Mg [Ne]3s2 Calcium 20 Ca [Ar]4s2 اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ﳌعظ�م الفل�زات القلوية األرضية مظهر فﴤ المع ،وتتك�ون طبقة رقيقة عليها عند تفاعلها مع األكسجﲔ. • تع�د الفل�زات القلوية األرضية أصلب وأكﺜ�ر كﺜافة وأقوى م�ن العديد من عناﴏ اﳌجموعة ،1ولكنها تبقى أقل صالبة من الكﺜﲑ من الفلزات. • ﳌعظم الفلزات القلوية األرضية درجات انصهار ودرجات غليان أكﱪ من الفلزات القلوية. • تزداد الكﺜافة بشكل عام كلﲈ انتقلنا من أعﲆ إﱃ أسفل ﰲ اﳌجموعة. Strontium 38 MP Sr [Kr]5s2 Mg 1.738 Barium 56 1.550 Ba Radium 88 Ra [Rn]7s2 3.510 5 1090 MP BP 1484 4 2 3 EH-03A-874637 1 0 777 727 1870 Ra 700 1737 3000 2000 650 842 1382 Ba 5.000 Be 2469 Sr g/ml 336 Ca 2.630 [Xe]6s2 1287 Be 1.848 BP 1000 (°C) EH-02A-874637 Mg Ca Sr Ba Ra 0 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • لكل عنﴫ من اﳌجموعة 2إلكﱰونا تكافﺆ وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns2 اﳋاصﲔ ﲠا لتك�ون أيو ًنا ذا • تفق�د عن�اﴏ الفل�زات القلوية األرضية إلك�ﱰوﲏ التكاف�ﺆ َّ شحنة ﺛنائية موجبة .+2 • يزداد نصف قطر الذرة ونصف قطر األيون كلﲈ انتقلنا ﰲ اﳌجموعة 2من أعﲆ إﱃ أسفل، ولكنها تبقى أصغر من أنصاف أقطار ذرات اﳌجموعة 1وأنصاف أقطار أيوناﲥا. • تق�ل الكهرس�البية وطاقة التأي�ن كلﲈ انتقلن�ا ﰲ اﳌجموعة 2من أعﲆ إﱃ أس�فل ،ولكنهﲈ يكونان أكﱪ من عناﴏ اﳌجموعة .1 Be 1.57 Mg 1.31 0.95 2.0 0.89 Ba 503 0.90 Ra 509 Ra 1.0 0.5 Ca2+ 100 Ca 197 Sr2 118 Sr 215 Ba2 135 Ba 222 + + Ra 220 Sr Ba 0 Mg2 72 Mg 160 + Ca 550 800 Be2 31 Be 112 Mg 590 Sr )(pm )(pm + Be 738 Ca 1.00 1.5 900 600 200 400 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ تع�رف ﺛالﺛة م�ن الفل�زات القلوية األرضي�ة من خالل يمك�ن ﱡ EH-06A-874637ينتﺞ ﳍ ًبا قرمزي اللون أقرب إﱃ اختبارات اللهب؛ فالكالس�يوم الل�ون الﱪتقاﱄ ،بينﲈ ينتﺞ اإلسﱰانش�يوم ﳍ ًب�ا قرمز اًّيا أقرب إﱃ ﳐﴬا. اللون البنفسجي ،أما الباريوم فينتﺞ ﳍ ًبا أصفر اًّ EH-05A-874637 الباريوم الإ�سان�سيوم الكال�سيوم 337 اجموعات :3 - 12العنا�سر النتقالية Transition Elements اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • تش�مل العناﴏ االنتقالية الرئيس�ة أربع سالسل من الفﺌة ،dوالتي تﱰاوح أعدادها الذري�ة ب�ﲔ ) .(21 – 30)، ( 39 - 48)، ( 72 - 80)، ( 104 - 109أم�ا العن�اﴏ االنتقالي�ة الداخلي�ة فتش�مل عن�اﴏ الفﺌة ) fوه�ي عناﴏ نادرة( ،ضمن سلس�لة الالنﺜانيدات ،والتي تﱰاوح أعدادها الذرية بﲔ ) ،(57 - 71وسلس�لة األكتنيدات التي تﱰاوح أعدادها الذرية بﲔ ) ،(89 - 103وﲨيعها فلزات. • تعد العناﴏ االنتقالية -كغﲑها م�ن الفلزات -جيدة التوصيل للكهرباء واﳊرارة، وهي قابلة للس�حب ،ﳑا يعني أنه من اﳌمكن س�حبها عﲆ شكل أسالك ،وهي أيضا مرنة قابلة للطرﻕ ،ﳑا يعني إمكانية طرقها وسحبها عﲆ شكل صفائح. • للعن�اﴏ االنتقالية عامة كﺜافة مرتفعة ،ودرج�ات انصهار مرتفعة ،وضغط بخاري منخف�ﺾ .وتك�ون ﲨيع العناﴏ االنتقالي�ة صلبة عند درجة ح�رارة الغرفة ما عدا الزئبق ،الذي يكون ﰲ اﳊالة السائلة. • صالب�ة العن�اﴏ االنتقالي��ة ،وتواف�ره�ا بكﺜرة -ومنه�ا اﳊديد -ﲡعلها تس�تخدم بوصفها مواد بناء. • العدي�د من العن�اﴏ االنتقالية تعكس الض�وء اﳌرئي عند أط�وال موجية ﳏددة ،ﳑا ﳚعل بعﺾ مركباﲥا تظهر ملونة والمعة. • غالب�ا م�ا يكون للعن�اﴏ االنتقالية خ�واﺹ مغناطيس�ية ،ﳑا يعني أﳖ�ا تنجذب إﱃ ﳎ�ال مغناطي�ﴘ قريب منها .وتعد العن�اﴏ االنتقالية الﺜالﺛ�ة ) اﳊديد والكوبلت والني�كل( ذات خ�واﺹ مغناطيس�ية ،حي�ﺚ يمك�ن ﳍ�ذه العن�اﴏ تكوي�ن ﳎاﳍا اﳌغناطيﴘ اﳋاﺹ ﲠا. عن�د تعرﺽ ب�رادة اﳊدي�د إﱃ مغناطيس مغناطيسا ،وتنجذب إﱃ اﳌغناطيس تصبح ً وينجذب بعضها إﱃ بعﺾ. 338 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • للعناﴏ االنتقالية الرئيسة مستويات ﺛانوية dغﲑ مكتملة. • تتضمن العناﴏ االنتقالية الداخلية سلس�لة الالنﺜانيدات وسلس�لة األكتنيدات ،وﳍذه العناﴏ مستويات ﺛانوية fغﲑ مكتملة. تع�رف خواصها الكيميائي�ة؛ فكلﲈ كان ع�دد اإللكﱰونات غﲑ • يس�اعد الﱰكي�ب اإللكﱰوﲏ للعن�اﴏ االنتقالية عﲆ ّ اﳌرتبطة ﰲ اﳌستوى الﺜانوي dأكﱪ كان العنﴫ أكﺜر صالبة وكانت درجات االنصهار والغليان أعﲆ. • تسبب اإللكﱰونات غﲑ اﳌرتبطة ﰲ مستويات fو dاﳋواﺹ اﳌغناطيسية للعناﴏ االنتقالية. • يساعد الﱰكيب اإللكﱰوﲏ العناﴏ االنتقالية عﲆ تكوين اﳌركبات اﳌلونة؛ إذ تستطيع اﳌركبات التي ﲢتوي إلكﱰونات غﲑ مرتبطة ﰲ اﳌستوى dامتصاﺹ الضوء اﳌرئي. • يوج�د اختالف يس�ﲑ بﲔ العناﴏ االنتقالية ﰲ اﳊجم الذري ،والكهرس�البية ،وطاقة التأي�ن ،عند االنتقال ﰲ الدورة الواحدة من اليسار إﱃ اليمﲔ. اأعداد تاأك�سد الدورة الأو للعنا�سر النتقالية • تس�تطيع العناﴏ االنتقالية تكوين أيون�ات من خ�الل أعداد تأكس�د ﳐتلفة. Sc +3 Ti +1 +2 +3 +4 V +1 +2 +3 +4 +5 Cr 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 Mn 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 Fe 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 Co 0 +1 +2 +3 +4 +5 Ni +1 +2 +3 +4 Cu +1 +2 +3 Zn +7 +2 اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ الح�ﻆ أل�وان مركب�ات العن�اﴏ االنتقالي�ة ﰲ الش�كل اﳌجاور، ً أط�واال موجي�ة ﳐتلف�ة م�ن الض�وء عن�د ﲤت�ص ه�ذه العن�اﴏ وضعه�ا ﰲ اﳌحالي�ل .يس�تخدم الطي�ف اﳌرئي عملي�ة امتصاﺹ الض�وء عند أط�وال موجية ﳏددة لقي�اس تركيز اﳌركب�ات اﳌلونة ﹶ ُ التفاعل الذي ﳛدث الطريق�ة ﰲ ﲢليل ﰲ اﳌحلول .ﹶتس�تخدم هذه ب�ﲔ إلكﱰونات التكافﺆ للعناﴏ االنتقالية ،والضوء اﳌرئي .وألن لعن�اﴏ اﳌركب�ات االنتقالي�ة أل�وان بس�بب االمت�الء اﳉزئ�ي الكﺜﲑ م�ن مركبات العناﴏ االنتقالية ذات أل�وان فﺈنه يصبح من للمس�توى ،dوتس�تطيع اإللكﱰون�ات فيها امتص�اﺹ الضوء اﳌمكن استخدام هذه التقنية ﰲ ﲢليل العناﴏ االنتقالية. مس�توى اﳌرئي ألطوال موجبة ﳏددة ،أما اﳌركبات التي ﲢتوي ً ﳑتلﺌًا أو ً فارغا ﲤا ًما من اإللكﱰونات فﺈﳖا ال تكون ألوا ًنا براقة. 339 Boron Group اجموعة :13موعة البورون Boron 5 B [He]2s22p1 Aluminum 13 Al [Ne]3s23p1 Gallium 31 Ga [Ar]4s23d104p1 Indium 49 In اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ﳌعظم عناﴏ اﳌجموعة 13من الفلزات مظهر فﴤ المع ،ما عدا البورون الذي له لون أسود ،والﺜاليوم ذو لون فﴤ غﲑ المع ،ولكنه يتأكسد بﴪعة. • يعد البورون من أشباه الفلزات ،بينﲈ باقي عناﴏ اﳌجموعة 13من الفلزات. نس�بيا ولينة ،ما عدا الب�ورون الذي يعد صل ًبا • عن�اﴏ ه�ذه اﳌجموعة خفيفة الوزن اًّ جداًّ ا كاﳌاس. • تك�ون عناﴏ اﳌجموعة 13صلبة عند درجة حرارة الغرف�ة ،وينصهر اﳉاليوم عند ارتفاﻉ درجة حرارة الغرفة عن معدﳍا ﹶً قليال. • لعن�اﴏ اﳌجموع�ة 13درجة غليان أعﲆ من درجة غلي�ان عناﴏ ﳎموعة الفلزات القلوية األرضية ،و درجتا غليان وانصهار أقل من عناﴏ ﳎموعة الكربون. [Kr]5s24d105p1 MP Thallium 81 Tl [Xe]6s24f145d106p1 2.460 B 2.700 Al Ga 5.904 C07-06C-828378-08 340 9 g/ml 6 3 0 660 1473 4000 Ga 157 2072 3000 Al 30 2204 Tl 11.850 B 2519 In 7.310 12 2076 3927 MP BP BP 2000 (°C) In 304 1000 Tl 0 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • لكل عنص�ر من عن�اﴏ اﳌجموعة 13ﺛ�الﺛة إلكﱰونات تك�افﺆ وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� .ns2 np1 • ت ﹾفق�د عناﴏ اﳌجموعة – 13ما عدا البورون -إلكﱰون�ات تكافﺌها الﺜالث لتكون أيو ًنا ذا ش�حنة ﺛالﺛية موجبة .+3ولبعﺾ العناﴏ -ومنها ) -(Ga٫ In٫ Tlالقدرة عﲆ فقد إلكﱰون واحد فقط من إلكﱰونات تكافﺌها لتكون أيو ًنا ذا شحنة أحادية موجبة . +1 • يتشارك البورون فقط ﰲ الروابط التساﳘية. • ي�زداد نص�ف القطر الذري ونصف القط�ر األيوﲏ لعناﴏ اﳌجموع�ة 13كلﲈ انتقلنا من أعﲆ إﱃ أسفل ،وحجوم عناﴏها مشاﲠة ﳊجوم عناﴏ اﳌجموعة .14 • تقل طاقة التأين لعناﴏ اﳌجموعة 13كلﲈ انتقلنا من أعﲆ إﱃ أسفل. 2.04 1.61 801 Al 578 1.81 Ga 579 Ga 1.78 In 1.62 2.0 B3 20 B 85 Al3 50 Al 143 Ga3 62 Ga 135 + + + 3+ In 81 In 167 Tl3+ 95 Tl 170 B Al 0.5 اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ 0 In 558 Tl 1.5 )(pm )(pm B 1.0 589 800 600 Tl 400 200 0 kJ/mol العن�سر نتائج اختبار اللهب لون اللهب معظ�م عناﴏ ﳎموع�ة البورون -م�ا عدا األلومني�وم ،الذي يع�د واحدً ا من العن�اﴏ األكﺜر وفرة ﰲ قﴩة األرﺽ -نادرة لون أزرﻕ نيﲇ اإلنديوم تعرف ﺛالﺛة وال يمكن العﺜور عليها ح�رة ﰲ الطبيعة .ويمكن ﱡ أخﴬ الﺜاليوم منه�ا باختب�ارات الله�ب ،كﲈ ه�و ّ موضح ﰲ اﳉ�دول .فينتﺞ البورون اللون األخﴬ الساطع ،ﰲ حﲔ ينتﺞ اإلنديوم اللون األزرﻕ النيﲇ .وينتﺞ الﺜاليوم اللون األخﴬ .وتتضمن أكﺜر تعرف العناﴏ تقنيات الطيف وتقنيات التصوير اﳌتقدمة. األساليب دقة ﰲ ﱡ البورون وميﺾ أخﴬ ساطع ﲤت تسمية عنﴫ اإلنديوم ﲠذا االسم بعد أن الحﻆ العلﲈء اللون األزرﻕ النيﲇ ﰲ خطوﻁ الطيف. 341 Carbon Group اجموعة :14موعة الكربون Carbon 6 C [He]2s22p2 Silicon 14 Si [Ne]3s23p2 Germanium 32 Ge [Ar]4s23d104p2 Tin 50 Sn [Kr]5s24d105p2 Lead 82 Pb [Xe]6s24f145d106p2 اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ت�زداد اﳋ�واﺹ الفلزية لعناﴏ ﳎموع�ة الكربون كلﲈ انتقلنا إﱃ أس�فل اﳌجموعة. فالكربون الفلز .بينﲈ السليكون واﳉرمانيوم أشباه فلزات .أما القصدير والرصاﺹ ففلزات. • يمكن أن يوجد الكربون عﲆ ش�كل مس�حوﻕ أس�ود ؛ أو مادة طرية ،أو مادة صلبة زلق�ة رمادية اللون؛ أو مادة صلبة ش�فافة ؛ أو م�ادة صلبة ذات لون برتقاﱄ قريب إﱃ االﲪرار. بنيا أو مادة صلبة رمادية المعة. • يمكن للسليكون أن يكون مسحو ًقا اًّ • اﳉرمانيوم شبه فلز صلب والمع ،لونه رمادي -أبيﺾ ،يمكن أن يكﴪ بسهولة. • للقصدي�ر أيضا ش�كالن؛ حيﺚ يوجد عﲆ ش�كل فل�ز صلب فﴤ الل�ون مائل إﱃ الل�ون األبي�ﺾ ،كﲈ يوجد ً أيضا عﲆ ش�كل فلز صلب رمادي الم�ع .وكالﳘا قابل للطرﻕ والسحب والتشكيل. • الرصاﺹ مادة فلزية المعة رمادية ،لينة ،قابلة للطرﻕ والسحب. • تقل درجات االنصهار والغليان ،وتزداد الكﺜافة كلﲈ انتقلنا إﱃ أسفل اﳌجموعة . C07-07C-828378-08 Kent MP 2.267 C 2.330 Si Ge 5.323 MP BP C 2900 6 9 g/ml 3 0 1414 Si 938 2820 Ge 232 2602 Pb 11.340 342 3527 Sn 7.310 12 4027 BP 1749 4000 3000 2000 (°C) Sn 327 1000 Pb 0 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • ل�كل عن�ﴫ من عناﴏ اﳌجموعة 14أربع�ة إلكﱰونات تكافﺆ وتوزي�ع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns2 np2 • تش�ارك عناﴏ ﳎموعة الكربون ﰲ الروابط التس�اﳘية بعدد تأكسد .+4ويمكن للقصدير والرصاﺹ أيضا أن يكون ﳍﲈ عدد تأكس�د .+2و للكربون والس�ليكون ﰲ بعﺾ اﳌركبات عدد تأكسد -4 • يوجد كل من الكربون والسليكون والقصدير بأشكال بلورية ﳐتلفة. • ي�زداد نصف القطر ال�ذري ونصف القطر األيوﲏ كلﲈ انتقلنا إﱃ أس�فل اﳌجموعة ،ولكنها تتشابه مع أنصاف أقطار عناﴏ اﳌجموعة .13 • لعن�اﴏ اﳌجموع�ة - 14م�ا ع�دا الكربون -طاق�ات تأين متﲈﺛل�ة ،وليس هن�اك تباين ﰲ الكهرسالبية بﲔ هذه العناﴏ. 2.55 C 1.90 C4 15 C 77 Si4 41 Si 118 Ge4 53 Ge 122 Sn4 71 Sn 140 Pb4 84 Pb 146 + + + + + 2.33 1.0 0.5 0 C Si 787 762 Ge 1.96 2.5 1087 Si 2.01 2.0 )(pm )(pm 1.5 Ge Sn 709 Sn Pb 716 Pb 1000 800 600 400 200 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ تع�رف عناﴏ اﳌجموعة ،14م�ن خالل اختبارات الله�ب؛ ألن هذه العناﴏ ال يمك�ن ﱡ ترتبط مع غﲑها من خالل الروابط التس�اﳘية ،ما عدا الرصاﺹ الذي ينتﺞ ضو ًءا أزرﻕ تعرف عناﴏ ﳎموع�ة الكربون من خ�الل ﲢليل خواصه�ا الفيزيائية، الل�ون .ويمك�ن ﱡ ومنه�ا درج�ة االنصهار ودرج�ة الغليان والكﺜاف�ة ،و من خالل طي�ف االنبعاث ،أو من خالل تفاعلها مع غﲑها من اﳌواد الكيميائيةً ، يكون الرصاﺹ والقصدير رواسب فمﺜال ّ عند إضافتهﲈ إﱃ ﳏاليل ﳏددة. عن�د إضافة ن�ﱰات الرص�اﺹ إﱃ يودي�د البوتاس�يوم ينت�ﺞ راس�ب أصفر من يوديد الرصاﺹ. 343 Nitrogen Group اجموعة :15موعة النيوج Nitrogen 7 N [He]2s22p3 Phosphorus 15 P [Ne]3s23p3 Arsenic 33 As [Ar]4s23d104p3 Antimony 51 Sb [Kr]5s24d105p3 Bismuth 83 Bi 2 [Xe]6s 4f145d106p3 اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ت�زداد اﳋ�واﺹ الفلزي�ة – ﲤا ًم�ا كعن�اﴏ اﳌجموع�ة -14كل�ﲈ انتقلن�ا إﱃ أس�فل اﳌجموع�ة؛ فالنيﱰوج�ﲔ والفوس�فور الفل�زات ،بينﲈ الزرني�خ واألنتيمون أش�باه فلزات .أما البزموث ففلز. • ﲣتلف أشكال عناﴏ ﳎموعة النيﱰوجﲔ ﲤا ًما كعناﴏ اﳌجموعة .14 • يكون النيﱰوجﲔ عﲆ شكل غاز عديم اللون والرائحة . • يوج�د الفوس�فور عﲆ ﺛالﺛة أش�كال بلورية ﲨيعه�ا صلب ،وتكون هذه األش�كال بيضاء أو ﲪراء أو سوداء. والمعا ،ولونه رمادي مائل إﱃ اللون األبيﺾ ،وهﺶ .ويمكن • يكون الزرنيخ صل ًبا ً أن يك�ون صل ًب�ا ذا ل�ون أصفر باه�ت ﲢت ﻇروف ﳏ�ددة .ويتس�امى الزرنيخ عند تسخينه. • األنتيمون صلب ،فﴤ -رمادي اللون ،المع ،هﺶ. • البزموث صلب ذو لون رمادي المع أقرب إﱃ اللون الوردي .وهو أقل الفلزات ﰲ ً توصيال للكهرباء ،وهو هﺶ ً أيضا. اﳉدول الدوري • تزداد درجات غليان العناﴏ ،وتزداد الكﺜافة أيضا كلﲈ انتقلنا إﱃ أس�فل اﳌجموعة .15 MP BP -210 -196 C07-09C-828378-08 Rhonda P 1.823 As 5.727 Sb 6.697 Bi 9.780 10 8 4 6 g/ml 344 2 44 0 MP BP 817 614 As 631 Sb 271 1564 1500 P 277 1587 1000 N 500 (°C) Bi 0 -500 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • لكل عنﴫ من ع�ناﴏ اﳌجم�وع�ة 15ﲬ�س�ة إلكﱰون�ات تكافﺆ وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns2 np3 • النيﱰوج�ﲔ ضعي�ف النفاذية اﳌغناطيس�ية ،ﳑا يعني أن�ه ال ينجذب إﱃ اﳌج�ال اﳌغناطيﴘ. وهذا يدل عﲆ أن إلكﱰوناته ﲨيعها مرتبطة. • للنيﱰوجﲔ عدد تأكسد يﱰاوح بﲔ -3و. +5 • للفوسفور والزرنيخ واألنتيمون أعداد تأكسد -3و +3و . +5 • للبيزموث أعداد تأكسد +3و .+5 3.04 3.0 N3 146 N 75 P3 212 P 110 As3222 As 120 Sb5 62 Sb 140 Bi5 74 Bi 150 - - + N 2.19 P 2.18 As 2.05 Sb 2.02 Bi 2.0 )(pm )(pm + • تقل طاقات التأين األوﱃ والكهرس�البية ،ويزداد نصف القطر الذري كلﲈ انتقلنا إﱃ أس�فل اﳌجموعة. 1.0 0 N 1402 P 1012 947 As Sb 834 Bi 703 1500 1000 500 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ تعرف عناﴏ اﳌجموعة 15من خالل اختبارات اللهب؛ ألن معظم هذه ال يمكن ﱡ العناﴏ الفلزية وترتبط بغﲑها من خالل الروابط التس�اﳘية ،ما عدا األنتيمون ال�ذي يصدر ضو ًءا أخ�ﴬ خاف ًتا أو أزرﻕ عند تعريضه للهب ،والبزموث الذي يصدر ضو ًءا أزرﻕ ً مائال إﱃ البنفسجي. تع�رف عناﴏ ﳎموعة النيﱰوجﲔ من خالل ﲢلي�ل خواصها الفيزيائية، يمكن ﱡ ومنه�ا درجة االنصهارودرجة الغلي�ان والكﺜافة ،ومن خ�الل طيف االنبعاث، أو م�ن خ�الل تفاعلها م�ع غﲑها م�ن اﳌ�واد الكيميائي�ة ،فمﺜال يتكون راس�ب م�ن أيون�ات البزم�وث عند إضافته�ا إﱃ هيدروكس�يد القصدير وهيدروكس�يد تعرف مركبات األمونيوم الت�ي ﲢتوي عﲆ النيﱰوجﲔ من الصودي�وم .ويمكن ﱡ خ�الل الرائح�ة اﳌميزة التي تص�در عند إضافتها إﱃ هيدروكس�يد الصوديوم ،ومن خالل تغﲑ الل�ون اﳊاصل لورقة تباﻉ الشمس اﳊمراء اﳌوضوعة عﲆ فوهة أنبوب االختبار. 345 Oxygen Group اجموعة :16موعة الأك�سج Oxygen 8 O [He]2s22p4 Sulfur 16 S [Ne]3s23p4 Selenium 34 Se [Ar]4s23d104p4 Tellurium 52 Te [Kr]5s24d105p4 Polonium 84 Po [Xe]6s24f145d106p4 اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ﰲ درجة حرارة الغرفة يكون األكس�جﲔ ً نقيا ،عديم الرائحة ،بينﲈ يكون باقي غازا اًّ عناﴏ اﳌجموعة 16مواد صلبة. • لبع�ﺾ عن�اﴏ اﳌجموع�ة 16أش�كال بلوري�ة عدي�دة ش�ائعة .فيمك�ن أن يوج�د األكس�جﲔ عﲆ ش�كل O2أو ) O3األوزون( .وللكﱪيت ً أيضا الكﺜﲑ من األشكال البلورية.أما السيلينيوم فله ﺛالﺛة أشكال بلورية شائعة :رمادي غﲑ متبلور ،وبلوري أﲪر ،أو عﲆ شكل مسحوﻕ ذي لون أﲪر مائل إﱃ األسود. • يعدﱡ كل من األكسجﲔ والكﱪيت والسيلينيوم الفلزات ،بينﲈ التﲑونيوم والبولونيوم أشباه فلزات. • لﻸكس�جﲔ خ�واﺹ مغناطيس�ية ،وهذا يعني أن�ه يمكن ﳌغناطيس ق�وي أن ﳚذب جزيﺌات األكسجﲔ. • ت�زداد درج�ات الغليان واالنصه�ار لعناﴏ اﳌجموع�ة 16مع زي�ادة العدد الذري م�ا عدا البولونيوم .وتزداد الكﺜافة ﳉمي�ع عناﴏ اﳌجموعة 16بزيادة العدد الذري ﳍا. MP BP -218 -183 S 1.960 Se 4.819 C07-10C-828378-08 Rhonda Te 6.240 Po 9.196 10 8 6 g/ml 346 MP BP 4 2 0 115 445 S 221 Se 685 450 Te 988 962 1000 O 254 200 400 600 800 (°C) Po 0 -400 -200 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • ل�كل عنص�ر من عن�اﴏ اﳌجم�وعة 16س�تة إلكﱰونات تكاف�ﺆ وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns2 np4 • يمك�ن لعن�اﴏ اﳌجموعة 16أن يكون ﳍا أعداد تأكس�د ﳐتلفة ،فمﺜال لﻸكس�جﲔ أعداد تأكسد -2و ، -1وللكﱪيت أعداد تأكسد +6و +4و .+2 • تقل طاقات التأين األوﱃ والكهرسالبية ،كلﲈ انتقلنا إﱃ أسفل اﳌجموعة. 3.44 2.58 2.55 3.0 2.0 1.0 0 Te2 221 Te 142 1000 Po 168 Te Po 812 1500 Se2 198 Se 119 - Se 869 Po 2.00 S 941 Te S2 184 S 103 - O 1000 Se 2.10 4.0 1314 S O2 140 O 73 - O )(pm )(pm - ﲑا معرو ًفا ،وﲨيعها نظائر مشعة. • للبولونيوم 27نظ ً 500 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ يمك�ن قياس نس�بة وج�ود األكس�جﲔ بطرائق ع�دة ،وﰲ بيﺌات ﳐتلف�ة؛ فمﺜال يمكن ﳉهاز قياس ذائبية األكسجﲔ أن يقيس نسبة األكسجﲔ اﳌذاب ﰲ عينة من اﳌاء ،حيﺚ يعمل هذا اﳉهاز عﲆ ﲢويل جزيﺌات األكس�جﲔ إﱃ أيونات اﳍيدروكس�يد .ﺛم يقيس ه�ذا اﳉه�از التيار الكهربائي الناتﺞ خ�الل هذا التفاعل ،فكلﲈ كان تركيز األكس�جﲔ أكﱪ كان التيار أكﱪ. فحص ذائبية األكسجﲔ أح�د ﲢالي�ل م�راق�بة ج�ودة اﳌ�اء. 347 اجموعة :17موعة الهالوجينات Fluorine 9 F [He]2s22p5 Chlorine 17 Cl [Ne]3s23p5 Bromine Halogens Group اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • عن�د درجة حرارة الغرفة يكون الفلور والكل�ور ﰲ اﳊالة الغازية .ويكون الﱪوم - باإلضافة إﱃ الزئبقً - سائال .أما اليود فﲈدة صلبة تتسامى بسهولة. • الفل�ور غ�از أصفر باهت .والكل�ور غاز أصفر مائل إﱃ الل�ون األخﴬ .أما الﱪوم فسائل أﲪر مائل إﱃ البني ،بينﲈ اليود صلب ،لونه أزرﻕ غامق. • تزداد درجة غليان ودرجة انصهار عناﴏ اﳌجموعة 17 35 كلﲈ زاد العدد الذري. MP Br -220 -188 [Ar]4s23d104p5 Iodine 53 -102 -34 MP BP I 114 184 348 I 302 At C07-11C-828378-08 Rhonda Br 59 Astatine 85 400 عن�د درج�ة ح�رارة الغرفة يتس�امى الي�ود ،وتظه�ر بلورات�ه بل�ون أزرﻕ غامق ،وتتصاعد أبخرة بنفسجية. F Cl -7 [Kr]5s24d105p5 [Xe]6s24f145d106p5 BP At 200 0 (°C) -200 -400 حقائق حول العنا�سر اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • لكل عنص�ر م�ن ع�ن�اﴏ اﳌجموعة 17س�بعة إلكﱰونات تكافﺆ وتوزيع إلكﱰوﲏ ينتهي ب� . ns2 np5 • تقل طاقات التأين األوﱃ والكهرسالبية ،كلﲈ انتقلنا إﱃ أسفل اﳌجموعة .17 • يع�دّ الفل�ور العنﴫ األكﺜر كهرس�البية ﰲ اﳉ�دول الدوري .لذلك لدي�ه ميل أكﱪ ﳉذب اإللكﱰونات. • األستاتﲔ عنﴫ مشع ،ولكن استخداماته غﲑ معروفة. • يزداد نصف القطر الذري ونصف القطر األيوﲏ كلﲈ انتقلنا إﱃ أسفل اﳌجموعة. 3.98 3.16 1251 Br 2.96 Cl1 181 Cl 100 Br1 195 Br 114 I1220 I 133 - - - 1.0 0 Br 1008 At 2.20 Cl 1140 I 2.66 4.0 F1 133 F 72 F 1681 Cl 3.0 )(pm )(pm F 2.0 I 920 2000 1500 1000 At 500 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ تع�رف ﺛالﺛة م�ن اﳍالوجينات م�ن خالل تفاعالت الﱰس�يب، يمك�ن ﱡ فيتفاع�ل كل م�ن الكل�ور وال�ﱪوم و اليود مع ن�ﱰات الفض�ة ليكونوا رواسب ﳑيزة لكل منهم .فكلوريد الفضة راسب أبيﺾ وبروميد الفضة تعرف راس�ب حليبي اللون ،أما يوديد الفضة فراسب أصفر .ويمكن ﱡ الكل�ور وال�ﱪوم واليود أيضا من خ�الل ذوباﳖم ﰲ اﳍكس�ان اﳊلقي. فك�ﲈ ه�و مبﲔ ﰲ الش�كل ،يتحول اﳌحل�ول إﱃ الل�ون األصفر ﰲ حالة الكلور ،والﱪتقاﱄ عند إضافة الﱪوم ،والبنفسجي عند إضافة اليود. ت�ذوب اﳍالوجين�ات ً قلي�ال ﰲ اﳌ�اء )الح�ﻆ الطبق�ة الس�فﲆ( .ولكن ﰲ اﳍكس�ان اﳊلقي )الطبق�ة العليا(، يذوب كل م�ن الكلور )األصفر( وال�ﱪوم )الﱪتقاﱄ( واليود )البنفسجي(. 349 اجموعة :18موعة الغازات النبيلة Helium 2 He 1s2 Neon 10 Ne [He]2s22p6 Argon 18 Ar [Ne]3s23p6 Krypton 36 Kr [Ar]4s23d104p6 Xenon 54 Xe [Kr]5s24d105p6 Radon 86 Rn [Xe]6s24f145d106p6 C07-12C-828378-08 Rhonda Noble Gases اﻟﺨﻮاص اﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ • ﲤت�از عن�اﴏ اﳌجموع�ة غازات عديمة اللون والرائحة. 18 MP بأﳖ�ا -270 -269 • ﲨيعها الفلزات. • ت�زداد درجت�ا الغلي�ان واالنصه�ار لعن�اﴏ اﳌجموع�ة كل�ﲈ انتقلن�ا إﱃ أس�فل اﳌجموع�ة ،ولكنه�ا تبقى أقل من باقي عناﴏ اﳉدول الدوري. اﻟﺨﻮاص اﻟﺬرﻳﺔ • BP -249 -246 MP BP He Ne -189 -186 Ar -157 -153 Kr -112 -108 Xe -71 -62 0 Rn -300 -200 -100 (°C) ل�كل عنﴫ م�ن عن�اﴏ اﳌجموعة 18 ﺛﲈنيةإلكﱰوناتتكافﺆﰲمستواهاألخﲑ. وت�وزي�ع إلك�ﱰوﲏ ينته�ي ب�� ns2 np6 ما عدا اﳍي�ل�ي�وم ،ال��ذي له إلكﱰونان فقط. 2372 He 2081 Ne 1521 Kr 1351 • ﲨي�ع عناﴏ الغ�ازات النبيلة وحيدة الذرة ،وتوجد ﰲ صورة غﲑ مرتبطة. • للغازات النبيلة طاقات تأين أوﱃ أكﱪ من عناﴏ اﳉدول الدوري ﲨيعها. Ar Xe 1170 1037 2000 1500 1000 Rn 500 0 kJ/mol اﻻﺧﺘﺒﺎرات اﻟﺘﺤﻠﻴﻠﻴﺔ ألن الغ�ازات النبيل�ة عديمة اللون والرائحة ،وتكون عمو ًما غﲑ نش�طة ،فﺈن العديد من تعرف هذه العناﴏ ليس�ت مفي�دة .ومع ذلك ،فﺈن التج�ارب التحليلية اﳌس�تخدمة ﰲ ﱡ الغازات النبيلة تصدر ضو ًءا ذا ألوان ﳏددة ينبعﺚ عندما تتعرﺽ لتيار كهربائي ،ويظهر ﳍا طيف خطي. 350 ع�ندم��ا يم�ر التي�ار الكه�ربائ�ي خ�الل غ��از الزين�ون يظه�ر ل�ون أزرﻕ ،وطيف خطي ﳑيز. دليل التجارب العملية 351 محتويات دليل التجارب العملية •ال�سالمة في المختبر 351 •رموز ال�سالمة في المختر 353 •�أن�شطة الوحدة الأولى :مقدمة في الكيمياء 354 •�أن�شطة الوحدة الثانية :المادة -الخوا�ص والتغيرات •�أن�شطة الوحدة الثالثة :تركيب الذرة 362 370 •�أن�شطة الوحدة الرابعة :الإلكترونات في الذرات 377 •�أن�شطة الوحدة الخام�سة :الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�صر •�أن�شطة الوحدة ال�ساد�سة :المركبات الأيونية والفلزات •�أن�شطة الوحدة ال�سابعة :الروبط الت�ساهمية 388 394 •�أن�شطة الوحدة الثامنة :التفاعالت الكيميائية 381 403 ال�سالمة في المختبر دائم�ا عل�ى موافق�ة معلم�ك لب�دء 1 .1احص�ل ً التجربة. 2 .2ادرس الخطوات ،واستفس�ر من معلمك إذا كان لديك تس�اؤالت .وتأكد من اس�تيعابك جميع رموز السالمة في التجربة. 3 .3اس�تخدم أدوات السلامة الت�ي زُ ّودت بها، وعلي�ك ارتداء النظ�ارات الواقي�ة ومعطف المختب�ر ف�ي جمي�ع التجارب الت�ي تتطلب استعمال المواد الكيميائية. 4 .4عندما تسخن أنبوب اختبار عليك أن تجعله مائ ً ال وفوهته بعيدة عنك وعن اآلخرين. 5 .5ال تأكل وال تشرب في المختبر ،وال تستنشق المواد الكيميائية ،أو تتذوقها. 9 .9إذا اش�تعلت الني�ران ف�ي مالبس�ك فغطه�ا ببطانيات الحريق ،وإياك والهرب ومالبسك مشتعلة. 1010أبل�غ معلمك عن أي ح�ادث أو إصابة مهما كانت صغيرة. اتبع الخطوات اآلتية بعد تنظيفك منطقة العمل: 1 .1أعد المواد إلى أماكنها. 2 .2تخل�ص م�ن الم�واد الكيميائي�ة والم�واد تبعا لتوجيهات معلمك .وضع اًّ كل األخرى ً م�ن الزج�اج المتكس�ر والم�واد الصلبة في وعاء النفايات المخصص لذلك ،وحذا ِر أن تتخلص منها في المغسلة. 3 .3نظف منطقة عملك. سريعا 6 .6إذا انسكبت أي مادة كيميائية فاغسلها ً جي�دا بعد 4 .4اغس�ل يدي�ك بالم�اء والصاب�ون ً تع�رف م�كان طفاي�ة الحري�ق وبطاني�ات ّ 7 .7 الحريق وأدوات اإلسعافات األولية وجهاز 5 .5أغل�ق صنابير الماء ومفاتي�ح الغاز ،وافصل فورا. بالماء ،وأبلغ معلمك ً إنذار الحريق. االنتهاء من المختبر. جميع مصادر الكهرباء. 8 .8أب�ق جميع الم�واد بعيدة عن الله�ب ،وانتبه جي ًدا لمالبسك وخاصة الفضفاضة. دليل التجارب العملية 353 ال�سالمة في المختبر الإ�سعافات الأولية في المختبر الإ�صابة فورا. استعمل الماء البارد ،وأبلغ معلمك ً الحروق الجروح والكدمات أوقف أي نزيف بالضغط المباشر على الجرحِّ ، وغط الجرح بشاش معقم .واستعمل فورا. الكمادات الباردة للكدمات ،وأبلغ معلمك ً اترك الشخص مستلق ًياّ ، وفك المالبس الضيقة ،وأبعد تجمع الطالب عنه ،وأبلغ فورا. معلمك ً الإغماء �أي ج�سم غريب داخل العين الت�سمم الإجراء الآمن اغسلها بكمية وفيرة من الماء. فورا. ِّ دون المادة السامة المشكوك فيها ،وأبلغ معلمك ً فورا. مادة كيميائية تالم�س الجلد اغسلها بكميات وفيرة من الماء ،وأبلغ معلمك ً اتفاقية ال�سالمة ق�رأت تعليم�ات السلامة واإلس�عافات األولية أعاله أن�ا إلي واس�توعبتها ،وأنا موافق عل�ى االلتزام بهذه التعليماتِّ ، وأي تعليمات أخرى مكتوبة أو ش�فوية ُت َّ وجه َّ إلى بكل دقة. من المعلم أو من المدرسة ،وأتعهد بااللتزام بالتعليمات ّ الموجهة ّ توقيع الطالب التاريخ 354 دليل التجارب العملية رموز الأمن وال�سالمة في المختبر المخاطر واالحتياطات الالزم مراعاتها رموز ال�سالمة المخاطر الأمثلة االحتياطات التخل�ص من المخلفات ملوثات حيوية بيولوجية مخلفات التجربة قد تكون �ضارة بالإن�سان. بع�ض المواد الكيميائية، والمخلوقات الحية. مخلوقات ومواد حية قد لن�سان. ت�س ّبب �ضر ًرا ل إ البكتيريا ،الفطريات ،الدم ،تجنب مالم�سة الجلد الأن�سجة غير المحفوظة ،لهذه المواد ،وارتد كمامة وقفازين. المواد النباتية. العالج ال تتخل�ص من هذه المواد في تخل�ص من المخلفات وفق المغ�سلة �أو في �سلة المهمالت .تعليمات المعلم. �أبلغ معلمك في حالة حدوث مالم�سة للج�سم ،واغ�سل يديك جيدً ا. درجة الحرارة الم�ؤذية الأ�شياء التي قد تحرق الجلد ب�سبب حرارتها �أو برودتها ال�شديدتين. غليان ال�سوائل ،ال�سخانات الكهربائية ،الجليد الجاف، النيتروجين ال�سائل. ا�ستعمال قفازات واقية. اذهب �إلى معلمك طلب ًا للإ�سعاف الأولي. الأج�سام الحادة ا�ستعمال الأدوات والزجاجيات التي تجرح الجلد ب�سهولة. المق�صات ،ال�شفرات، ال�سكاكين ،الأدوات المد ّببة� ،أدوات الت�شريح، الزجاج المك�سور. تعامل بحكمة مع الأداة، واتبع �إر�شادات ا�ستعمالها. اذهب �إلى معلمك طلب ًا للإ�سعاف الأولي. الأبخرة ال�ضارة خطر محتمل على الجهاز التنف�سي من الأبخرة. الأمونيا ،الأ�ستون ،الكبريت ال�ساخن ،كرات العث (النفثالين). ت�أكد من وجود تهوية جيدة ،اترك المنطقة ،و�أخبر معلمك وال ت�شم الأبخرة مبا�شرة، فوراً. وارتد كمامة. الكهرباء خطر محتمل من ال�صعقة الكهربائية �أو الحريق. ت�أري�ض غير �صحيح� ،سوائل من�سكبة ،تما�س كهربائي، معراة. �أ�سالك ّ ت�أكد من التو�صيالت الكهربائية للأجهزة بالتعاون مع معلمك. ال تحاول �إ�صالح الأعطال الكهربائية ،وا�ستعن بمعلمك فوراً. المواد المه ّيجة مواد قد تهيج الجلد �أو الغ�شاء المخاطي للقناة التنف�سية. حبوب اللقاح ،كرات العث� ،سلك المواعين، �ألياف الزجاج ،برمنجنات البوتا�سيوم. �ضع واق ًيا للغبار وارتد قفازين وتعامل مع المواد بحر�ص �شديد. اذهب �إلى معلمك طلب ًا للإ�سعاف الأولي. المواد الكيميائية التي قد تتفاعل مع الأن�سجة والمواد الأخرى وتتلفها. المبي�ضات مثل فوق اك�سيد الهيدروجين والأحما�ض كحم�ض الكبريتيك، القواعد كالأمونيا وهيدروك�سيد ال�صوديوم. ارتد نظارة واقية ،وقفازين ،اغ�سل المنطقة الم�صابة بالماء، و�أخبر معلمك بذلك. والب�س معطف المختبر. المواد الكيميائية المواد ال�سامة مواد قابلة لال�شتعال اللهب الم�شتعل �سالمة العين يجب دائ ًما ارتداء نظارة واقية عند العمل في المختبر. مواد ت�سبب الت�سمم �إذا ابتُلعت �أو ا�ستُن�شقت �أو لم�ست. الزئبق ،العديد من المركبات الفلزية ،اليود، النباتات ال�سامة. اتبع تعليمات معلمك. اغ�سل يديك جيدً ا بعد االنتهاء من العمل ،واذهب �إلى معلمك ل�سعاف الأولي. طلب ًا ل إ بع�ض الكيماويات التي ي�سهل ا�شتعالها بو�ساطة اللهب� ،أو ال�شرر� ،أو عند تعر�ضها للحرارة. الكحول ،الكيرو�سين، الأ�ستون ،برمنجنات البوتا�سيوم ،المالب�س، ال�شعر. تجنب مناطق اللهب عند ا�ستخدام هذه الكيماويات. �أبلغ معلمك طل ًبا للإ�سعاف الأولي وا�ستخدم مطف�أة الحريق �إن وجدت. ترك اللهب مفتوح ًا ي�سبب الحريق. ال�شعر ،المالب�س ،الورق، المواد القابلة للإ�شتعال. اربط ال�شعر �إلى الخلف (للطالبات) ،وال تلب�س المالب�س الف�ضفا�ضة ،واتبع تعليمات المعلم عند �إ�شعال اللهب �أو �إطفائه. �أبلغ معلمك طل ًبا للإ�سعاف الأولي وا�ستخدم مطف�أة الحريق �إن وجدت. وقاية المالب�س يظهر هذا الرمز عندما ت�سبب المواد بق ًعا �أو حري ًقا للمالب�س. �سالمة الحيوانات ي�شير هذا الرمز للت�أكيد على �سالمة المخلوقات الحية. ن�شاط �إ�شعاعي يظهر هذا الرمز عند ا�ستعمال مواد م�شعة. غ�سل اليدين اغ�سل يديك بعد كل تجربة بالماء وال�صابون قبل نزع النظارة الواقية. دليل التجارب العملية 355 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 14من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية اأين ذهبت الكتلة عندما ﳛﱰﻕ جسم فﺈن ما يتب َّقى من كتلته يكون غال ًبا أقل من كتلة اﳉسم األصﲇ! ماذا ﳛدث لكتلة أي جسم عند احﱰاقه؟. تفاعال كيميائ اًّيا ،ويربطون مالحظاﲥم مع تعريف ﱟ ً كل من الكيمياء واﳌادة. الهدف :يالحﻆ الطالب اإجراءات ال�سالمة F FI G تأك�دJ H الطالبL L OM K تعبﺌةKNL J JMK م�نI IL HK I GGJ H لبطاقة O MMPN الس�المةNNفيP OO P المختبر P،واطل�ب إليهم االطالﻉ على رموز الس�المة الموجودة في بداية هذا الدليل قبل بدء العمل ،واالطالﻉ لتوخي الحذر عند ووجههم ّ عل�ى االحتياطات الالزم مراعاتها في المختب�رِّ ، استعمال اللهب أو العمل قربه اواد والأدوات ميزان رقمي ،شمعة ،عيدان ﺛقاب. اطوات .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. سجل مقدار الكتلة ،ومالحظات مفصلة عن الشمعة. ﺭﻗميﺎ لقياس كتلة ﺷمعةِّ . .2استعمل ميﺰا ﹰﻧﺎ ﹼﹰ .3ضع الشمعة عﲆ سطح مقاوم لالحﱰاﻕ ،كطاولة ﳐتﱪ ،ﻭﺃﺷعل الﺸمعة ،ﺛم دعها ﲢﱰﻕ مدة ﲬس دقائق ،ﺛم أطفﺌها، وسجل مالحظاتك. ﲢﺬﻳﺮ :ﻻ تﻠﻖ ﺃﻋواﺩ الﺜقﺎﺏ ﰲ اﳌﻐﺴﻠة. .4اترك الشمعة تﱪد ،ﺛم قس كتلتها ،وسجل ذلك. .5ضع الشمعة اﳌطفأة ﰲ وعاء ﳛدده لك اﳌعلم. 356الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 14من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية التحليل .1 ﳋﺺ مالحظاتك عن الشمعة ﰲ أﺛناء احﱰاقها وبعد إطفائها. .2 ﻗوﻡ أين ذهبت اﳌادة التي فقدت؟ ﹼ ا�ستق�ساء هل يمكن أن ﲣتلف كمية اﳌادة اﳌفقودة؟ صمم استقصاء لتحديد العوامل التي يمكن أن تسهم ﰲ إعطاء نتيجة ﳐتلفة. الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 357 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 23من كتاب الطالب تجربة ُستعمل المالحظات عادة المالحظة وال�ستنتاج تزداد مهارة الكيميائي على أخذ المالحظات الصحيحة والدقيقة مع الزمن .وت ﹶ للوصول إلى استنتاجات .واالستنتاج هو تفسير أو توضيح للمالحظات. لون�ات مختلفة للطعام ،عود مدرج ،حليب كامل الدس�م ،ماء ،زي�ت نباتي ،أربعة ُم ِّ المواد والأدوات طب�ق بت�ري عدد ،2مخبار ّ لتنظيف األسنان عدد ،2سائل تنظيف األواني. خطوات العمل .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. مدر ًجا لقياس 1 mLمن زي�ت نباﰐ ،وأضفه إﱃ ﺛم اس�تعمل ﳐب�ارا ّ ً .2أض�ف م�ا ًء إﱃ طبق ب�ﱰي حتى ارتفاﻉ ّ ،0.5 cm الطبق. .3اغمس رأس عود أسنان ﰲ سائل تنظيف األواﲏ. وسجل مالحظاتك. .4دﻉ رأس العود يالمس اﳌاء ﰲ مركز الطبق، ّ .5أضف حلي ًبا كامل الدسم إﱃ طبق بﱰي ﺁخر حتى ارتفاﻉ .0.5 cm .6ضع قطرة واحدة من ّ أي قطرة لونات الطعام ﰲ أربعة أماكن عﲆ س�طح اﳊليب .ال تضع ّ كل نوﻉ من أربعة أنواﻉ من ُم ِّ لون ﰲ مركز الطبق. ُم ِّ كرر اﳋطوتﲔ .4 ،3 ّ .7 التحليل � .1سف ما شاهدته في الخطوة رقم .4 � .2سف ما شاهدته في الخطوة رقم .7 358الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 23من كتاب الطالب تجربة ُس�مى "ليبيدات" .ماذا تس�تنتﺞ عند إضافة المنظف .3ا�ستنتج الش�حم والزيت ،والدهن في الحليب ،تنتمي إلى فﺌة من المواد ت ّ إلى صحن الماء؟ ف�سر لماذا كانت مهارات المالحظة مهمة في هذه التجربة؟ ّ .4 الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 359 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 32من كتاب الطالب مختبر تحليل البيانات تف�سير الر�سوم البيانية ﻛيﻒ ﲣﺘﻠﻒ مﺴﺘوﻳﺎت ﻏﺎﺯ اﻷﻭﺯﻭﻥ ﰲ ﺃﺛنﺎﺀ الﺴنة ﰲ القﺎﺭﺓ اﳌﺘﺠمدﺓ اﳉنوبية؟ تستمر بعﺾ مراكز األبحاث ﰲ مراقبة تركيز غاز األوزون ﰲ طبقة السﱰاتوسفﲑ فوﻕ القارة اﳌتجمدة اﳉنوبية. البيانات واالحظات ه�ذا الرس�م البياﲏ يعرﺽ بيانات ﲨعه�ا أحد مراكز األبحاث فوﻕ الق�ارة اﳌتجمدة اﳉنوبية عام�ي 2004و2005م .اﳋط األغمق يمﺜل بيانات 2005م. ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ) Cﹾ ( –30 350 –40 300 –50 250 –60 200 –70 150 –80ﻛﻤﻴﺔ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ ﺍﻟﻜﻠﻴﺔ –90 –100 D N O 100 ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ) Cﹾ ( 20 - 24ﺑﺎﳌﺘﻮﺳﻂ 50 km S A J J ﺍﻟﺸﻬﻮﺭ M A M التفك الناقد F .1ﺻﻒ نمط تغﲑ الكمية الكلية لغاز األوزون ودرجة اﳊرارة عﲆ ارتفاﻉ 20-24 km J 0 ﻛﻤﻴﺔ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ) ﺑﻮﺣﺪﺍﺕ ﺍﻟﺪﻭﺑﺴﻮﻥ( DU ﻛﻤﻴﺎﺕ ﻏﺎﺯ ﺍﻷﻭﺯﻭﻥ ﻭﺩﺭﺟﺎﺕ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ﻋﻨﺪ ﺍﻟﻘﻄﺐ ﺍﳉﻨﻮﰊ 2005 - 2004ﻡ عن سطح األرﺽ. ﻗوﻡ كيف ﲣتلف بيانات عام 2004م عن بيانات 2005م؟ .2ﹼ .3حدد الشهر الذي كانت كمية األوزون فيه أقل ما يمكن. فﴪ إجابتك. .4ﹼ ﻗوﻡ هل تﺆيد هذه البيانات ما درسته ساب ًقا ﰲ هذه الوحدة عن تفكك غاز األوزون؟ ِّ 360الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 35من كتاب الطالب مختبر الكيمياء تعرف م�سدر الماء ّ عﴪا؛ إذ ﳛوي كميات كبﲑة من أيونات ﲣتلف ّ مكونات ماء الصنبور من منطقة إﱃ أخرى ،وﰲ بعﺾ اﳌناطق قد يكون اﳌاء ً الكالسيوم أو اﳌاغنسيوم ،ويقاس عﴪ اﳌاء بوحدة ّ mg لكل لﱰ من اﳌاء ) ( mg/Lمن أيونات الكالسيوم أو اﳌاغنسيوم، واﳌاء العﴪ ﳚعل عملية تنظيف ﱟ كل من الشعر ،واﳌالبس ،والصحون صعبة. ستتعلم ﰲ هذه التجربة اﳌخﱪية كيفية التخ ّلص من عﴪ اﳌاء ،وتأﺛﲑ ذلك ﰲ قدرة اﳌاء اليﴪ عﲆ التنظيف ،كﲈ ﳚب عليك ﲨع وفحص وتصنيف مصادر ﳏلية للمياه. الم�سكلة يﴪا؟ كيف يمكن جعل اﳌاء العﴪ ما ًء ً بم ﳜتلف اﳌ�اء العﴪ عن اﳌاء اليﴪ ﰲ ﹶ قدرته عﲆ التنظيف؟ احتياطات ال�سالمة ما قبل المختبر المواد والأدوات الأهداف تقارن بي�ن تأﺛير ﱟ كل من الماء المقطر 3 ،أنابي�ب اختب�ار كب�ﲑة م�ع غطاء، والماء العسر ،والماء اليسر في تكوين حامل أنابي�ب اختبار ،قل�م للكتابة مدرج س�عته 25 الرغوة. عﲆ الزجاج ،ﳐبار ّ ،mLماء مقطر ،قطارة ،ماء عﴪ، تح�سب مقدار عس�ر الماء في ع ّينة من كأس زجاج�ي س�عته،250 mL الماء. س�ائل تنظي�ف األواﲏ ،مس�طرة مدرجة بوحدة .cm ِ وارتد معطف اﳌختﱪ والقفازين. دائﲈ، البس النظارة الواقية ً ﲥيجا للعﲔ واﳉلد. تُس ّبب صودا الغسيل ً .1اقرأ ﳐتﱪ الكيمياء عﲆ ﹴ نحو كامل. ك�ون فرضي�ة ع�ن تأﺛ�ﲑ ّ كل من اﳌ�اء الع�ﴪ ،واليﴪ ﰲ ّ .2 أي احتياطات للس�المة ﳚ�ب اﲣاذها قبل .3ه�ل هناك ّ بدء تنفيذ التجربة؟ ﺛم تو ّقع نس�بة تكوين قدرة اﳌنظفات عﲆ تكوين الرغوةّ ، .4افﱰﺽ أنّك أضفت – دون قصد -أكﺜر من نقطة من الرغوة ﰲ ﳏاليل ُمن ّظف األواﲏ الﺜالﺛة. ا ُﳌن ِّظ�ف إﱃ أحد أنابيب االختب�ار .فهل توجد طريقة لتصحي�ح ه�ذا اﳋط�أ ،أم علي�ك التخ ّلص م�ن هذه الع ّينة ،والبدء من جديد؟ الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 361 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 35من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .5 تتف�ق اﳌواصفات العاﳌية عﲆ التصني�ف اآلﰐ لعﴪ اﳌاء .حيﺚ يمﺜل الرمز ) (GpGعدد اﳊبيبات ﰲ كل جالون. ويساوي واحد 17٫1 mg/L GpGفﺈذا احتوت عينة منه عﲆ 150 mg/Lمن أيونات اﳌاغنسيوم ،ماذا يصنّف ماء هذه العينة؟ ت�سنيف مقدار ع�سر الماء الت�سنيف خطوات العمل يﴪ متوسط عﴪ جدا عﴪ اًّ كتلة الكال�سيوم اأو الماغن�سيوم mgL GpG 0 -60 0 -3.5 61 – 120 3.5-7 121 – 180 7-10.5 > 180 > 10.5 .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية . .2ارس�م جدول بيانات كاﳌوضح ﰲ العمود الﺜاﲏ ،ﺛم عنون أنابيب االختبار الﺜالﺛة ) D :للﲈء اﳌقطر()1 ،للعينة 2 ،(1 )للعينة .(2 .3قس 20 mLمن اﳌاء اﳌقطر باﳌخبار اﳌدرج ،واسكبه ﰲ أنبوب االختبار .D .4ضع أنبوﰊ االختبار 1و 2بجانب األنبوب Dوضع عالمة عﲆ كل أنبوب ﲤﺜل ارتفاﻉ اﳌاء ﰲ األنبوب .D .5أحﴬ 50 mLمن ماء العينة 1من معلمك ،واسكبه ببطء ﰲ األنبوب 1حتى يصل إﱃ مستوى العالمة التي وضعتها. .6أحﴬ 50 mLمن ماء العينة 2من معلمك ،واسكبه ببطء ﰲ األنبوب 2حتى يصل إﱃ مستوى العالمة التي وضعتها. .7أضف قطرة من س�ائل تنظيف األواﲏ إﱃ كل أنبوب ،وأغلق األنابيب بﺈحكام باس�تخدام الس�دادات ،ﺛم رج كل عينة مدة 30ﺛانية لتكون رغوة ،ﺛم قس ارتفاﻉ الرغوة باستخدام اﳌسطرة. اﳌاء اﳌقطر ع ّينة اﳌاء 1 ع ّينة اﳌاء 2 الع ﹼينة 362الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء تكوين الرغوة اﺭتفﺎﻉ الﺮﻏوﺓ )(cm Introduction to chemistry 1 ت�ستخدم مع ال�سفحة 35من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .8الﺘنظيﻒ ﻭالﺘخﻠﺺ مﻦ النفﺎﻳﺎت ﲣلص من الس�وائل ﰲ اﳌغسلة ،واشطفها بﲈء الصنبور .ﺛم أعد أدوات اﳌختﱪ ﲨيعها إﱃ أماكنها. .9قارن أي العينتﲔ أنتجت رغوة أكﺜر؟ .10 ا�ستنتج ينتﺞ اﳌاء اليﴪ رغوة أكﺜر من اﳌاء العﴪ .استعن باﳉدول ﰲ الصفحة التالية لتحديد اﳌنطقة التي أخذت منها كل عينة. .11اح�سب إذا كان حجم عينة الماء العس�ر الذي حصلت عليه من معلمك 50 mLوتحتوي على 7.3 mgمن الماغنس�يوم، فما مقدار عسر الماء في هذه العينة وف ًقا للجدول أدناه؟ ) .(50 ml = 0.5 L .12تطبيق الطرائق العلمية حدّ د المتغ ّيرات المس�تقلة والمتغيرات التابعة في هذه التجربة .ه�ل يوجد عينة ضابطة في هذه التجربة؟ فسر ذلك .هل توصل زمالؤك إلى النتيجة نفسها؟ لماذا؟ وضح ذلك. .13تحليل الخطاأ هل يمكن تغيير خطوات العمل لجعل النتائﺞ أكﺜر دقة؟ ّ ال�ستق�ساء يﴪا .قم بزيارة ّ ﳏال بيع اﳌستلزمات اﳌنزلية أو اﳌحال التجارية إلحضار ا�ستق�ساء هناك الكﺜﲑ من اﳌنتجات ُيدّ عى أﳖا ﲡعل اﳌاء ً بعﺾ هذه اﳌنتجات ،ﺛم صمم ﲡربة للبحﺚ ﰲ صحة االدعاء. الوحدة : 1مقدمة في الكيمياء Introduction to chemistry 363 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 46من كتاب الطالب كيف يمكنك مالحظة التغير الكيميائي تجربة ا�ستهاللية كﺜﲑا مع الوقت ،لكن مزج اﳌواد م ًعا ﳚعل التغﲑ ﳑكنًا. معظم اﳌواد اﳌألوفة ال تتغﲑ ً الهدف :يدرس الطالب أنوا ًعا ﳐتلفة من التغﲑات الكيميائية. اإجراءات ال�سالمة EF FG OH MGNG LM F F KLE E JKDD I JCC HIB B GH AA K J I H PPG OOF NNE MMD LL C KKB PJ JA OIPI NH الخاصة الس�المة تعليمات الس�المة في المختبر قبل ب�دء العمل ،وراجع لبطاقة تأك�د م�ن تعبﺌة الطالب ب�� HClمع الطالب قبل إج�راء التجربة .واطلب إلى الطالب االطالﻉ على رموز الس�المة الموجودة في بداي�ة هذا الدليل قبل أن يبدؤوا العمل واالطالﻉ على االحتياطات الالزم مراعاتها في المختبر .اس�تعمل القفازات عند التعامل مع .HCl اواد والأدوات خارصين ،محلول حمﺾ الهيدروكلوريك ،3Mمخبار مدرج ،انبوب اختبار ،عيدان ﺛقاب. اطوات .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2ضع ﻗطعة مﻦ ﻓﻠﺰ اﳋﺎﺭﺻﲔ ﰲ ﺃﻧبوﺏ اﺧﺘبﺎﺭ ﻛبﲑ. .3ﺛبت األنبوب بﲈسك ﰲ حامل ،بحيﺚ تكون فوهة األنبوب بعيدة عنك. ﲢﺬﻳﺮ HCl :ﻗد ﻳنﺘﺞ ﺃبخﺮﺓ ﺿﺎﺭﺓ ﻭﻳﺴبﺐ اﳊﺮﻭﻕ. .4خذ 10 mLمن ﳏﻠوﻝ ﲪﺾ اﳍيدﺭﻭﻛﻠوﺭﻳك الﺬﻱ تﺮﻛيﺰﻩ 3Mباستعﲈل ﳐبﺎﺭ مدﺭﺝ ،ﺛم ضعه عﲆ طاولة اﳌختﱪ. .5أشعل ﺷظية ﺧﺸﺐ بعوﺩ ﺛقﺎﺏ مدة ﲬس ﹴ ﺛوان ،ﺛم انفخ عليها لتطفﺊ اللهب ً تاركا إياها عﲆ شكل ﲨرة. موﺟﻬة بعيدﹰ ا ﻋنك ﻋند تقﺮﻳﺐ اﳉمﺮﺓ ﺇليﻬﺎ. ﲢﺬﻳﺮ :تﺄﻛد ﺃﻥ ﻓوﻫة اﻷﻧبوﺏ ﹼ قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة األنبوب ،ﺛم انقلها إﱃ فوهة اﳌخبار اﳌدرج ،وسجل مالحظاتك. ّ .6 .7ﲣلص من اﳉمرة كﲈ يطلب اﳌعلم. ُ .8ص ّب ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClبحذر ﰲ أنبوب االختبار الذي ﳛوي اﳋارصﲔ. .9انتظر دقيقة ،ﺛم كرر اﳋطوة رقم .5 .10 ودون مالحظاتك. قرب اﳉمرة اﳌتوهجة من فوهة أنبوب االختبار ّ 364الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes L M N 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 46من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية التحليل .1 ﺻﻒ أي تغﲑات شاهدﲥا ﰲ أﺛناء التجربة. .2 اﺳﺘنﺘﺞ سبب تكون فقاعات عند إضافة ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClإﱃ فلز اﳋارصﲔ. .3 اﺳﺘنﺘﺞ ما الذي حدث للجمرة اﳌتوهجة ﰲ اﳋطوة 10؟ ﳌاذا ﱂ ﳛدث ذلك ﰲ اﳋطوة 6؟ ا�ستق�ساء ﳌاذا انتظرت قبل استعﲈل شظية اﳋشب؟ صمم ﲡربة لتحديد ما إذا كانت النتائﺞ ستختلف مع الوقت. الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 365 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 48من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت ال�سبب والنتيجة ﻛيﻒ ﳜﺮﺝ الﻐﺎﺯ اﳌﻀﻐوﻁ؟ وجود أسطوانات الغاز أمر مألوف ﰲ ﳐتﱪ الكيمياء .فمﺜ ً ال ،يوضع غاز النيﱰوجﲔ فوﻕ بعﺾ التفاع�الت ليمن�ع تأﺛ�ﲑ غازات اﳉو ﰲ التجرب�ة .ﰲ ضوء معرفتك بالغ�ازاتِّ ،بﲔ كيف يمكنك ضبط خ�روج النيﱰوجﲔ اﳌضغوﻁ؟ التحليل جسيﲈت الغاز متباعدة ،وهي ﲤﻸ عادة األوعية التي توجد فيها حتى لو كانت غرفة اﳌزود مغلقة ﳌنع تﴪب الغ�از منها .وﰲ اﳌختﱪ اﳌختﱪ .تأﰐ أس�طوانات الغ�از من ِّ فني اﳌختﱪ بتﺜبيت منظم للغاز عﲆ فوهة األسطوانة. يقوم الكيميائي أو ّ التفك الناقد ﻓﴪ ﳌاذا ﳚب ضبط خروج الغاز اﳌضغوﻁ من األسطوانة؟ .1ﱢ .2توﻗع ماذا ﳛدث إذا فتح صﲈم أسطوانة الغاز بشكل كامل فجأة ،أو ﺛقبت األسطوانة؟ 366الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 58من كتاب الطالب تجربة ف�سل الأ�سبا تطبيق المفاهيم كيف تسمح الكروماتوجرافيا الورقية بفصل المخاليط بصورة نقية؟ الكروماتوجرافيا أداة تشخيصية مهمة يستعملها الكيميائيون وفنيو اﳌختﱪات اﳉنائية لفصل اﳌواد الكيميائية وﲢليلها. المواد والأدوات كأس بالس�تيكية ذات فوهة عريضة س�عتها 300 mLعدد ،2ورﻕ ترش�يح مستدير ،ورقة ترشيح دائرية قطرها مقص ،أو جسم مد ّبب قطره 3 - 4 mmتقري ًبا ،قلم حبر أسود يذوب حبره في الماء. ّ ،11 cm خطوات العمل .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. أي قطرات ماء عﲆ كأس�ا بالس�تيكية عريضة الفوهة باﳌاء حتى ارتفاﻉ يقل 2 cmتقري ًبا عن حافتها العليا .امس�ح ّ .2امﻸ ً حافة الكأس. ﹴ جاف ونظيف .ضع نقطة ح�ﱪ ﰲ مركز الورقة وذلك بالضغ�ط بقوة عﲆ الورقة س�طح .3ض�ع ورقة ترش�يح دائرية عﲆ ﱟ برأس ريشة قلم اﳊﱪ السائل األسود. مقصا أو أداة حادة أخرى لعمل ﺛقب صغﲑ بقطر رأس القلم ﰲ مركز بقعة اﳊﱪ. .4استعمل اًّ تحذير :األجسام الحادة يمكن أن تجرح الجلد. .5اس�تعمل ربع ورقة ترش�يح قطرها 11cmتقري ًبا لعمل فتيلة لس�حب اﳌاء .ضع ﳖاية الفتيلة ﰲ الﺜقب اﳌوجود ﰲ مركز ورقة الﱰشيح الدائرية. .6ضع الورقة مع الفتيلة عﲆ سطح كأس اﳌاء ،بحيﺚ تكون الفتيلة ﰲ اﳌاء .سيصعد اﳌاء ﰲ الفتيلة ،ويتحرك نحو اﳋارج خالل ورقة الﱰشيح. .7عندما يصل اﳌاء إﱃ 1 cmتقري ًبا من حافة ورقة الﱰش�يح ) بعد 20دقيقة تقري ًبا ( .اس�حب الورقة بحرﺹ من الكأس اﳌليﺌة باﳌاء وضعها عﲆ كأس فارغة أخرى. التحليل � .1سجل عدد األصباﻍ التي يمكنك تحديدها على ورقة الترشيح .ع ّلم حدود دوائر األلوان. الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 367 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 58من كتاب الطالب تجربة .2ا�ستنتج لماذا ترى ألوانًا مختلفة في أماكن مختلفة من الورقة؟ فسر االختالفات التي قد تظهر. .3قارن النتائﺞ التي حصلت عليها باألشكال التي حصل عليها زمالؤكّ . 368الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 68من كتاب الطالب مختبر الكيمياء تحديد نواتج التفاعل الكيميائي تغ�ﲑات اﳌادة إحدى خواﺹ اﳌادة اﳌﺜﲑة لالهتﲈم ،والتي ُﲢ ّفز دراس�ة الكيمياء واكتش�افها ،فعن�د اختبار التفاعل بﲔ تُع�دّ ّ عنﴫ النحاس وﳏلول نﱰات الفضة ﰲ اﳌاء ً التغﲑ الكيميائي الفوري .واعتﲈ ًدا عﲆ إحدى الطرائق اﳌخﱪية مﺜال ،ستالحﻆ ّ ﺛم التأكّد من ماه ّيتها باستعﲈل فحص اللهب. األساسية التي تم تناوﳍا ﰲ هذا الفصل ،يمكنك فصل النواتﺞّ ، الأهداف الم�سكلة أي دليل يشﲑ إﱃ حدوث هل هناك ّ تفاعل بﲔ النحاس ونﱰات الفضة؟ فأي العناﴏ وإذا كان األمر كذلكّ ، تفاعل؟ وما اسم اﳌركّب الناتﺞ؟ المواد والأدوات تحول المتفاعالت إلى تالحّ نواتﺞ. تف�سل المخلوﻁ باستعمال طريقة الترشيح. ت�ستنتج أسماء النواتﺞ. احتياطات ال�سالمة ما قبل المختبر س��لك م�ن النح�اس ،دورﻕ ﳐروطي س��عته ،250 mLﳏلول نﱰات الفضة ) ،(AgNO3قم�ع ،ورﻕ صنفرة ،ورقة مدرج سعته ترشيح ،ساﻕ ﲢريك ،ﳐبار ّ ،50 mLحلقة فلزي�ة من اﳊديد ،طبق بﱰي بالستيكي ،كأس سعتها ،50 mL مش�بك ورﻕ ،موق�د تس�خﲔ ،مالق�ط حامل حلقي. ﹺ ﻭاﺭتد معطﻒ المخﺘبﺮ ﻭالقفﺎﺯات. ﺩاﺋمﺎ، • البﺲ النظﺎﺭات الواﻗية ﹰ • مﺤﻠوﻝ ﻧﺘﺮات الفﻀة ﻋﺎلﻲ الﺴمية؛ ﻳﺆﺫﻱ الﺠﻠد ﻭالمﻼبﺲ. ﺣﺬﺭا ﻋند اﺳﺘعمﺎﻝ الﻠﻬﺐ. • ﻛﻦ ﹰ .1اقرأ التجربة عﲆ ﹴ نحو كامل. ح�ﴬ ﲨيع اﳌواد اﳌكتوبة الت�ي قد ﲢتاج إليها ﰲ اﳌختﱪ، .2 ّ ك�ون فرضية وف ًقا ﳌا ق�د تالحظه ﰲ حالة حدوث ّ كل ّ .4 من: .aالتغ ّير الكيميائي. بﲈ فيها احتياطات السالمة ،وخطوات العمل. استعمل جدول البيانات على الصفحة التالية . .3عرف اﳌصطلحﲔ التاليﲔ ،ﺛم ِ أعط ً مﺜاال ّ لكل منهﲈ: ّ ّ الخواﺹ الفيزيائية .bالتغ ّير الفيزيائي. الخواﺹ الكيميائية الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 369 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 68من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .5م ّيز بﲔ اﳌخاليط اﳌتجانسة وغﲑ اﳌتجانسة. لتكون ربع .8اﺛن ورقة الﱰشيح الدائرية إﱃ نصفﲔ مرتﲔ ّ دائ�رة ،ﺛم قص اﳉزء الس�فﲇ من اﳉه�ة اليمنى للورقة خطوات العمل اﳌقاب�ل لك ،ﺛ�م افتح الورقة اﳌطوية عﲆ ش�كل ﳐروﻁ .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2ادلك س�لكًا نحاس� اًّيا طوله 8 cmب�ورﻕ الصنفرة حتى ودوﳖا. يصبح الم ًعا .الحﻆ خصائصه الفيزيائية ِّ .3ض�ع 25 mLمن ﳏلول نﱰات الفضة AgNO3ﰲ كأس ودون خصائصه الفيزيائية. سعتها ِّ ،50 mL .4اجعل جز ًءا من السلك عﲆ هيﺌة ملف زنﱪكي الشكل، واجع�ل من ط�رف جزئه اآلخر خطا ًفا وعلقه ﰲ س�اﻕ التحريك. .5ضع س�اﻕ التحريك عﲆ فوهة الدورﻕ بشكل عرﴈ، بحيﺚ ينغمر جزء من السلك ﰲ اﳌحلول. .6س�جل مالحظاتك عن الس�لك واﳌحلول كل 5دقائق وﳌدة 20دقيقة. ح�ﴬ جهاز الﱰش�يح :ص�ل اﳊلقة اﳊديدي�ة باﳊامل .7 ِّ اﳊلق�ي ،وع�دِّ ل ارتفاعها بحيﺚ تصل ﳖاي�ة القمع إﱃ داخل عنق الدورﻕ اﳌخروطي. وضعها ﰲ القمع. .9أخ�رج الس�لك م�ن ال�دورﻕ ،وﲣل�ص من�ه بحس�ب توجيهات معلمك. .10مس�تعينًا بالساﻕ الزجاجية ،اسكب السائل ببطء داخل القمع؛ لتحجز اﳌواد الصلبة الناﲡة ﰲ ورقة الﱰشيح. .11اﲨ�ع ما ترش�ح ﰲ الدورﻕ اﳌخروط�ي ،وانقله إﱃ طبق بﱰي. .12ع�دِّ ل ش�دة ﳍ�ب بن�زن حت�ى يصب�ح لون�ه أزرﻕ ،ﺛ�م ّ لتسخن مشبك الورﻕ عﲆ اللهب حتى اس�تخدم اﳌلقط يﺜبت لونه. .13اغم�ر اﳌش�بك الس�اخن ﰲ الس�ائل ﰲ طب�ق ب�ﱰي، مس�تخد ًما اﳌلق�ط .ﺛ�م ضعه م�رة أخرى ف�وﻕ اللهب، وس�جل الل�ون ال�ذي الحظته .بع�د إزالة اﳌش�بك عن اللهب اتركه حتى يﱪد قبل أن تلمسه بيدك. مالحظات التفاعل الﺰمﻦ ) ( min المﻼﺣظﺎت 5 10 15 20 370الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 2 ت�ستخدم مع ال�سفحة 68من كتاب الطالب مختبر الكيمياء التنظيف والتخ ّل�ص من النفايات .1ﲣ ّلص من اﳌواد الكيميائية وفق الطريقة توجيهات معلمك. .2ن ّظف األدوات اﳌختﱪية ﲨيعها ،وأعدها إﱃ أماكنها. .3اغسل يديك ج ّيدً ا قبل مغادرة اﳌختﱪ. التحليل وال�ستنتاج .1 .2 .3 .4 لح وا�ستنتج صف التغﲑات التي الحظتها ﰲ اﳋطوة .6هل كان هناك دليل عﲆ حدوث تغﲑ كيميائي؟ توقع اﳌواد الناﲡة. قارن ابح�ﺚ ﰲ أح�د اﳌص�ادر لتحدي�د ألوان كل م�ن :فلز الفض�ة ،ونﱰات النح�اس ﰲ اﳌاء ،ﺛم قارن ه�ذه اﳌعلومات بمالحظاتك عﲆ اﳌواد اﳌتفاعلة واﳌواد الناﲡة ﰲ اﳋطوة .6 ً مائ�ال إﱃ اﳋﴬة ﰲ اختبار اللهب .هل تﺆكد مالحظاتك وجود النحاس ﰲ الس�ائل ﺣدﺩ يبع�ﺚ النح�اس ضو ًءا أزرﻕ الذي ُﲨع ﰲ اﳋطوة 11؟ تكون بعد اﳋطوة 6؟ �سنّف من أي أنواﻉ اﳌخاليط يعد نﱰات الفضة ﰲ اﳌاء؟ أي أنواﻉ اﳌخاليط َّ ال�ستق�ساء صمم تجربة قارن مالحظات�ك وكون فرضية لتفس�ير ّ المدون�ة بمالحظات زمالئك في المجموع�ات األخرىّ . ّ ﺛم ّ أي اختالفاتّ ، الختبارها. الوحدة : 2المادة -الخوا�ص والتغيرات Matter- Properties and Changes 371 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 82من كتاب الطالب ال�سحنات الكهربائية كيف يمكن مالحظة تاأثير ّ تجربة ا�ستهاللية مهﲈ ﰲ تركيب الذرة. ُ دورا اًّ تلعب الشحنات الكهربائية ً الهدف :يشاهد الطالب سلوك األجسام اﳌشحونة. اإجراءات ال�سالمة F FI G NL J JMK I IL J HHK I GGJ H الطالبOM KK السالمةN O لبطاقةMMPN L L المختبر PP فيOO P N قبل بدء العمل. تأكد من تعبﺌة اواد والأدوات مشط بالستيك ،قطع ورﻕ صغيرة ،بالونات ،قطعة صوف. اطوات .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. قطعا صغﲑة من الوﺭﻕ ،ﺛم وزعها عﲆ الطاولة. .2قص ً .3مرر ﹰ وسجل مالحظاتك. بﻼﺳﺘيﻜيﺎ خالل شعرك وقربه إﱃ قطع الورﻕ. مﺸطﺎ ِّ ﹼﹰ .4امﻸ بالونﲔ باﳍواء ،واربط اًّ كال منهﲈ بخيط. ﹴ .5ادلك اًّ ودون مالحظاتك. كال منهﲈ بقطعة صوف ،ﺛم قرب أحدﳘا إﱃ اآلخرِّ ، التحليل .1 وأﳞا ﳐتلفة؟ ﻓﴪ مالحظاتك ﰲ ضوء معرفتك بالشحنة الكهربائية .حدد ّ أي الشحنات متشاﲠةّ ، ﱢ .2 ﻭﺿﺢ كيف عرفت؟ 372الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 82من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية .3 اﺳﺘنﺘﺞ ﳌاذا انجذبت القطع غﲑ اﳌشحونة إﱃ اﳌشط اﳌشحون ﰲ اﳋطوة 3أعاله. ا�ستق�ساء كيف يمكنك الربط بﲔ الشحنات اﳌختلفة التي الحظتها وتركيب اﳌادة؟ الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 373 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 93من كتاب الطالب تف�سير الأ�سكال التو�سيحية العلمية مختبر تحليل البيانات مﺎ اﳌﺴﺎﻓﺎت الظﺎﻫﺮﺓ بﲔ ﺫﺭات الﻜﺮبوﻥ ﰲ مﺎﺩﺓ ﺫات ﺷﻜل بﻠوﺭﻱ ﺛﺎبﺖ؟ لرؤية الذرات منفردة اس�تعمل العلﲈء اﳌجهر األنبوﰊ اﳌاس�ح ) ( STMلفحص مادة بلورية تس�مى مبلمرة اﳉرافيت العالية الﱰتيب ،ورمز إليها ب� ) . (HOPGيستعمل جهاز STMلعمل صورة سطحية عﲆ اﳌستوى الذري. االحظات والبيانات تب�ﲔ الص�ورة ﲨيع ذرات الكربون ﰲ س�طح م�ادة اﳉرافيت ،وتتكون كل حلقة سداس�ية ﰲ الصورة م�ن ﺛالث بقع المعة مفصولة بﺜالث بقع معتمة ،وهذه البقع الالمعة ناش�ﺌة عن تتابع ذرات الكربون ﰲ س�طح اﳉرافيت .ويدل اﳌقطع العرﴈ اﳌوجود أسفل الصورة عﲆ اﳋط اﳌرسوم ﰲ الصورة ،وهو يعﱪ عن الدورية ﰲ اﳌسافات الذرية الظاهرة. التفك الناقد .1ماذا ﲤﺜل البقع السوداء اﳌوجودة ﰲ الشكل؟ .2ما عدد ذرات الكربون التي يمر ﲠا اﳋط اﳌرسوم ﰲ الشكل؟ 374الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 100من كتاب الطالب تجربة نمذجة النظائر تكوين النماذج يمك�ن اس�تخدام حب�ات من الخرز بأل�وان مختلفة لعمل نم�وذج لعنصر له نظائ�ر في الطبيع�ة؛ ألن لها تراكيب مختلفة .ستحدد كتلة كل نظير ومتوسط الكتلة الذرية للعنصر. المواد والأدوات مجموعة من حبات الخرز من النوﻉ نفسه لكن ألوانها مختلفة. خطوات العمل .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2احصل من معلمك عﲆ كيس من حبات اﳋرز من النوﻉ نفسه ،ولكنها ﳐتلفة األلوان .صنف حبات اﳋرز وفق ألواﳖا إﱃ ﳎموعات .عدّ حبات اﳋرز ﰲ كل ﳎموعة وحبات اﳋرز كافة ،وسجل األعداد. .3باس�تخدام اﳌي�زان ح�دد كتلة 10حب�ات من اﳋرز من كل ﳎموعة ،وس�جل كل كتلة إﱃ أقرب ،0.01 gاقس�م ﳎموﻉ الكتل لكل ﳎموعة عﲆ عﴩة للحصول عﲆ متوسط الكتلة. التحليل .1اح�سب نس�بة وجود كل مجموعة مس�تعينًا بالبيانات من الخطوة ) .(2وللقيام بذلك اقسم عدد حبات كل مجموعة على العدد الكلي لحبات الخرز. .2حدد الكتلة الذرية للخرز من خالل نسبة وجود كل نظير والبيانات من الخطوة ) .(3وللقيام بذلك استخدم المعادلة اآلتية: اﳌساﳘة ﰲ الكتلة = الكتلة × نسبة وجود النظﲑ .3ا�ستنتج هل تختلف الكتلة الذرية إذا حصلت على كيس ﺁخر يحتوي على عدد مختلف من النوﻉ نفسه من الخرز؟ علل إجابتك. .4 ف�سر ﳌاذا تم ﲢديد متوسط كتلة كل ﳎموعة من اﳋرز بقياس كتلة 10حبات بد ً ال من حبة واحدة من كل ﳎموعة؟ ّ الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 375 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 106من كتاب الطالب مختبر الكيمياء نمذجة الكتلة الذرية توجد معظم العناﴏ ﰲ الطبيعة عﲆ هيﺌة خليط من النظائر ،ويمكن ﲢديد متوس�ط الكتلة الذرية اﳌقيس�ة من خالل الكتلة الذرية ونسبة كل نظﲑ .سوف تقوم ﰲ هذه التجربة بنمذجة النظائر لعنﴫ " اﳌكﴪاتيوم" االفﱰاﴈ .ستستخدم القياسات التي ﲢصل عليها ﳊساب متوسط الكتلة اﳌقيسة التي ﲤﺜل متوسط الكتلة الذرية للمكﴪاتيوم. الم�سكلة كي�ف يمك�ن حس�اب الكت�ل الذري�ة ﳌخلوﻁ من النظائر ﰲ الطبيعة؟ الأهداف المواد والأدوات تالح تأﺛير كتل جسيمات الذرة في ميزان ،ﺁلة حاس�بة ،كمية من ﳐلوﻁ كتلة العنصر. اﳌكﴪات. ت�ستنتج أهمية ّ كل نوﻉ من الجسيمات بالنسبة إلى الكتلة النهائية للعنصر. تح�سب متوسط الكتلة الذرية للعنصر. احتياطات ال�سالمة ما قبل المختبر تقارن هذا العنصر بالعناصر الموجودة في الطبيعة. تﺬﻭﻕ ﻋ ﹼينﺎت الطعﺎﻡ المﺴﺘخدﻡ ﻓﻲ المخﺘبﺮ. • اﺣﺬﺭ مﻦ ﹼ .1اقرأ التجربة عﲆ نحو كامل. أي جسيﲈت الذرة ُﲤﺜلها األنواﻉ اﳌختلفة من اﳌكﴪات التي بحوزتك؟ ّ .2 إن كت�ل النيوترون�ات والﱪوتون�ات أك�ﱪ بكﺜﲑ من كتل�ة اإللكﱰونات .لذاّ ، ّ .3 ف�ﺈن معظم كتلة العنﴫ ه�ي كتلة نواته. أي أنواﻉ اﳌكﴪات س ُتك ِّﹶون معظم كتلة العنﴫ االفﱰاﴈ. اكتشف ّ .4كيف ﲣتلف كتلة العنﴫ عن كتلة نظﲑه؟ 376الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 106من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .5استعمل جدول البيانات أدناه لتدوين البيانات التي ستجمعها من التجربة. النوﻉ 1 2 3 4 5 الﻜمية الﻜﺘﻠة جدول البيانات الﻜﺘﻠة الﻜﻠية مﻼﺣظﺎت خطوات العمل .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. اعمل جدوالً لتسجيل بياناتك؛ بحيﺚ ﳛتوي عﲆ كتلة كل نوﻉ من أنواﻉ اﳌكﴪاتيوم ،ونسبته. صنف اﳌكﴪات ﰲ ﳎموعات بحسب نوعها. احسب عدد حبات اﳌجموعة الواحدة. سجل عدد حبات النوﻉ الواحد والعدد الكﲇ ﰲ جدول البيانات. قس كتلة حبة واحدة من كل ﳎموعة ،وسجل الكتلة ﰲ جدول البيانات. الﺘنظيﻒ ﻭالﺘخﻠﺺ مﻦ النفﺎﻳﺎت ﲣلص من اﳌكﴪات وفق توجيهات معلمك ،ﺛم أعد األدوات واألجهزة إﱃ أماكنها. التحليل وال�ستنتاج .1اﺣﺴﺐ أوجد نسبة توافر كل نوﻉ؛ وذلك بقسمة عدد حبات النوﻉ الواحد عﲆ العدد الكﲇ. .2اﺣﺴﺐ استخدم نسب أنواﻉ اﳌكﴪات والكتلة ﳊساب متوسط الكتلة الذرية للعنﴫ االفﱰاﴈ "اﳌكﴪاتيوم". .3 ف�سر اﴍح سبب عدم تساوي متوسط الكتلة الذرية لعنﴫ اﳌكﴪاتيوم مع كتلة أي نوﻉ من اﳌكﴪات. ّ الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 377 3 ت�ستخدم مع ال�سفحة 106من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .4اﺳﺘعﺮاﺽ الأقران اجمع بيانات الكتلة الذرية من المجموعات األخرى ،وفسر أي اختالف بينها وبين بياناتك. .5ﻃبﻖ لماذا ال يعبر عن الكتل الذرية في الجدول الدوري بأعداد صحيحة كما يعبر عن العدد الكتلي للعنصر؟ .6تﺤﻠيـل الخطﺄ م�ا مصادر الخطأ الت�ي أدت إلى وجود التباين في القيم التي حصلت عليه�ا المجموعات؟ ما االقتراحات التي يمكنك تقديمها في هذا االستقصاء للتقليل من نسبة الخطأ؟ ال�ستق�ساء توافرا توﻗـع انظ�ر إﱃ الكت�ل الذرية لعناﴏ ﳐتلفة من اﳉدول الدوري ،وتوقع -بناء عﲆ خﱪتك ﰲ هذه التجربة -النظﲑ األكﺜر ً لكل عنﴫ. 378الوحدة : 3تركيب الذرة The Structure of Atom 4 ت�ستخدم مع ال�سفحة 120من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية كيف تعرف ما بداخل الذرة أن تتوقع اﳍدي�ة دون فتحهاّ . إذا ُأه�دي إلي�ك هد ّي�ة ﰲ علب�ة بمناس�بة نجاحك ،وحاول�ت ّ ف�ﺈن ما قمت به يش�به ما قام به الكيميائيون األوائل لتحديد تركيب الذرة. الهدف :سيسجل الطالب مالحظاﲥم مستخدمﲔ ﲨيع حواسهم. اإجراءات ال�سالمة F FI G E EH NL J JMK I IL J HHK I GGJ H الطالبOM KK السالمةN O لبطاقةMMPN L L المختبر PP فيOO P N قبل بدء العمل. تأكد من تعبﺌة اواد والأدوات صندوﻕ كرتوني مقفل يحتوي على أداة مجهولة ،أو أكﺜر. اطوات .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .2احصل عﲆ صندوﻕ مغلف من اﳌعلم. .3حاول أن تعرف ما بداخل الصندوﻕ بكل طريقة ﳑكنة ،دون إزالة الغالف عن الصندوﻕ أو فتحه. .4سجل مالحظاتك خالل عملية االستكشاف هذه. التحليل .1 ﺻﻒ كيف ﲤكنت من ﲢديد صفات اﳉسم اﳌوجود داخل الصندوﻕ ،ومنها حجمه وشكله ومكوناته؟ .1 ﺣدﹼ ﺩ اﳊواس التي استخدمتها ﰲ مالحظاتك. الوحدة : 4الإلكترونات في الذرات Electrons in Atoms 379 4 ت�ستخدم مع ال�سفحة 120من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية .2 ﻧﺎﻗﺶ ﳌاذا يصعب ﲢديد نوﻉ اﳉسم اﳌوجود داخل الصندوﻕ دون فتحه؟ ا�ستق�ساء صمم استقصا ًء ﺁخر ِّ يوضح الصعوبات اﳌرتبطة مع دراسة مكونات الذرة. بعد قراءتك ﳍذه الوحدةّ ، 380الوحدة : 4الإلكترونات في الذرات Electrons in Atoms 4 ت�ستخدم مع ال�سفحة 128من كتاب الطالب تجربة كيف ﳜتلف لون اللهب باختالف العناﴏ؟ المواد والأدوات موق�د بنزن ،عيدان تنظي�ف األذن القطنية ) ،(6محاليل الفل�زات التالية :كلوريد الليﺜي�وم ،كلوريد الصوديوم، كلوريد البوتاسيوم ،كلوريد الكالسيوم ،كلوريد اإلسترانشيوم ،محلول مجهول. خطوات العمل .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .2اغم�س أحد أعواد تنظي�ف األذن القطنية الس�تة ﰲ ﳏلول كلوريد نتائج اختبار اللهب لوﻥ الﻠﻬﺐ المﺮﻛﹼﺐ الليﺜي�وم ،ﺛ�م عرضه لله�ب بنزن ،والح�ﻆ لون اللهب، ّ وس�جل كلوريد الليﺜيوم مالحظاتك ﰲ جدول البيانات. كلوريد الصوديوم .3كرر اﳋطوة 2مستخد ًما ﳏاليل الفلزات التالية :كلوريد الصوديوم، كلوريد البوتاسيوم كلوريد البوتاس�يوم ،كلوريد الكالس�يوم ،كلوريد اإلسﱰانش�يوم، كلوريد الكالسيوم وسجل لون كل ﳍب ﰲ جدول البيانات. .4قارن نتائﺞ اختبار لون اللهب بﲈ ﰲ كتيب العناﴏ ﰲ ﳖاية الكتاب .كلوريد اإلسﱰانشيوم .5كرر اﳋطوة 2مس�تخد ًما عينة من ﳏل�ول ﳎهول يزودك ﲠا اﳌعلم ،اﳌحلول اﳌجهول ﺛم سجل لون اللهب الناتﺞ. .6ﲣلص من عيدان القطن اﳌستعملة كﲈ يرشدك اﳌعلم. التحليل .1اقترح سبب إعطاء ّ كل مركّب لونًا مختل ًفا للهب بنزن على الرغم من احتوائها جمي ًعا على الكلوريد. ّ .2 و�سح كيف يرتبط اختبار لهب العنصر مع طيف االنبعاث الذري له؟ .3ا�ستنتج هوية المادة المجهولة ،مع ِّل ًال إجابتك. الوحدة : 4الإلكترونات في الذرات Electrons in Atoms 381 4 ت�ستخدم مع ال�سفحة 133من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت مـﺎ تنقﻼت اﻹلﻜﱰﻭﻥ الﺘﻲ تفﴪ ﺳﻠﺴـﻠة بﺎﳌﺮ؟ يتك�ون طيف انبعاث اﳍيدروجﲔ من ﺛالث سالس�ل من اﳋطوﻁ .فبعﺾ األطوال اﳌوجية فوﻕ بنفسجية )سلسلة ليﲈن( ،وبعضها اآلخر ﲢت ﲪراء )سلسلة باشن( ،وتشكل األطوال اﳌوجية اﳌرئية سلسلة باﳌر .يعزو نموذج بور الذري هذه اﳋطوﻁ الطيفية إﱃ انتق�ال إلك�ﱰون من مستويات الطاقة العليا التي تكون فيها n = niإﱃ مستويات الطاقة اﳌنخفضة التي يكون فيها .n = nf التحليل توض���ح الص�ورة ع�ل��ى اﳉه��ة الي�ﴪى بع�ﺾ تنق�الت اإللك�ﱰون ﰲ سل�س��ل�ة باﳌ���ر لله�يدروج�ﲔ .و ُتس��مى ه��ذه اﳋ�ط��وﻁ )،Hδ (4101 Å) ،Hγ (4340 Å)،Hβ (4861 Å)، Hα (6562 Åوكل ط�ول موج�ة ) (λمرتبط م�ع انتق�ال إلك�ﱰون ضمن ذرة اﳍيدروجﲔ من خالل اﳌعادلة التالية التي يمﺜل فيها القيمة: 1.09678 ×107 m-1ﺛابت ريدبرج. __ 1 - 1 ) m-1 __( 1/ λ = 1.09678 × 107 2 2 ni nf وﲢدث ﰲ سلسلة باﳌر انتقاالت اإللكﱰون من اﳌستويات العليا إﱃ اﳌستوى ،n=2وهذا يعني أن .nf = 2 Hα 7000 Hβ 5000 6000 Hδ Hγ 4000 )λ (Å التفك الناقد .1اﺣﺴﺐ الطول اﳌوجي النتقال اإللكﱰون بﲔ اﳌدارات: c.ni = 5; nf = 2 d.ni = 6; nf = 2 a. ni =3; nf = 2 b. ni= 4; nf = 2 .3اﺭبﻂ ماذا ﳛدث إذا فتح صﲈم أسطوانة الغاز بشكل كامل فجأة ،أو ﺛقبت األسطوانة؟ .4ﻃبﻖ معادلة E = hc/λلتحديد طاقة الكم لكل انتقال ﰲ السﺆال .1 382الوحدة : 4الإلكترونات في الذرات Electrons in Atoms 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 160من كتاب الطالب كيف تتمكن من تعرف اأنماط التغير في الخوا�ص تجربة ا�ستهاللية تﱰتب العناﴏ ﰲ اﳉدول الدوري بطريقة تس�مح بتكرار خواصه�ا عﲆ نحو منتظم .ويمكن تطبيق عملية تكرار اﳋواﺹ عﲆ أشياء من البيﺌة.. الهدف :سﲑتب الطالب أشياء من حياﲥم اليومية ﳌساعدﲥم عﲆ مالحظة االﲡاهات الدورية للعناﴏ ﰲ اﳉدول. اواد والأدوات ﺛالﺛة أنواﻉ من الﱪاغي بأطوال ﳐتلفة ،ميزان ،مسطرة. اطوات .1اقرأ نموذج السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .2أحﴬ عد ًدا من الﱪاغي من ﺛالﺛة أنواﻉ ﳐتلفة. .3قس طول ﱟ كل برغي بﺎﳌﺴطﺮﺓ. .4قس كتلة كل برغي بﺎﳌيﺰاﻥ. .5رتب العينات تصاعد اًّيا من حيﺚ الطول والكتلة وفق شكلها. التحليل ﹰ ﺟدﻭﻻ تسجل فيه أطوال الﱪاغي وكتلها ،مراع ًيا أن يظهر اﳉدول التدرج ﰲ خصائصها. .1ﺃﻧﺸﺊ .2ﺻﻒ التدرج ﰲ الكتلة عند االنتقال من اليسار إﱃ اليمﲔ ﰲ كل صف من اﳉدول. .3ﺻﻒ التدرج ﰲ الكتلة عند االنتقال عمود اًّيا من أعﲆ كل عمود إﱃ أسفله. الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 383 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 160من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية وفﴪ أي نمط ﺁخر ﲡده ﰲ اﳉدول. .4ﺣ ﹼﻠل طريقتك ﰲ ترتيب العيناتّ ، ا�ستق�ساء صمم جدو ً ال دور اًّيا للمﴩوبات الغازية عﲆ النحو نفسه الذي ورد ﰲ التجربة .ما اﳋواﺹ التي استخدمتها؟ ّ 384الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 179من كتاب الطالب تجربة رتب العنا�سر كيف تتد ّرج الخوا�ص المواد والأدوات بطاقات فهرسة ،قلم رصاﺹ الخطوات .1اقرأ بطاقة السالمة ﰲ اﳌختﱪ ُﺛ ّم امﻸها. .2اعمل بطاقة تعريف ّ لكل عنﴫ من واقع اﳌعلومات ﰲ اﳉدول اﳌقابل. ً ج�دوال ع�ﲆ هيﺌة صف�وف ) 4أعم�دة × 3 .3اعم�ل صفوف( .4رتِّب بطاقات العناﴏ تصاعد اًّيا بحسب كتلتها. .5ابدأ وضع البطاقات ﰲ اﳉدول مراع ًيا تسلسل كتل الرمز الكتلة ()g Ad Ax Bp Cx Lq Pd Qa Px Tu Xn 52.9 108.7 69.3 112.0 98.7 83.4 68.2 106.9 64.1 45.0 الحالة اللون برتقاﱄ ُصلب /سائل ُصلب قابل للطرﻕ أزرﻕ باهت أﲪر غاز ُصلب ّ أخﴬ باهت هﺶ أزرﻕ ُصلب قابل للطرﻕ ُصلب ّ أخﴬ هﺶ ُصلب قابل للطرﻕ أزرﻕ غامق أصفر سائل ُصلب ّ أخﴬ هﺶ بنفسجي غاز العناﴏ وخصائصها ،واترك مربعات فارغة عند الﴬورة. التحليل ً جدول تُب ِّين فيه التنظيم في صورته النهائية. .1اعمل � .2سف كيف يتغير اللون عبر الدورة وعبر المجموعة في التنظيم الذي أعددته؟ أي عنصر ال ينسجم مع نمط التغير. وفسر موقع ّ � .3سف كيف تتغير الكتلة عبر الدورة وعبر المجموعة في التنظيم الذي أعددتهِّ ، .4تو َّقع أين يمكن وضع عنصر غازي جديد اسمه Phفي الجدول الذي أعددته؟ وما مقدار كتلة Ph؟ ّ سيحتل الفراﻍ األخير في الجدول. .5تو َّقع خواﺹ العنصر الذي الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 385 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 166من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت ﻋنﴫ الفﺮاﻧﺴـيوﻡ :ﻫل ﻫو ﺻﻠﺐ ﺃﻡ ﺳـﺎﺋل ﺃﻡ ﻏﺎﺯ؟ اك ُتش�ف الفرانس�يوم ﰲ ع�ام 1939م إ ّ ال أن مندلي�ف تنبأ بوجوده عام اس�تقرارا؛ فعمر النصف لنظﲑه األكﺜر 1870م .و ُيعد الفرانس�يوم أقل العناﴏ ال� 101األوﱃ استقرارا 22دقيقة .ﰲ ضوء ً ً ما تعرفه عن خواﺹ الفلزات القلوية األخرى تنبأ بخواﺹ عنﴫ الفرانسيوم. التحليل اعت�ﲈ ًدا عﲆ طريقة دمﱰي مندلي�ف ﰲ توقع خواﺹ العناﴏ غﲑ اﳌكتشفة ،اس�تخدم اﳌعلومات اﳋاصة بخواﺹ الفلزات القلوية الستنباﻁ طريقة لتحديد خواﺹ عنﴫ الفرانسيوم. التفك الناقد .1اﺳـﺘنبﻂ نم�ط التغ�ﲑ ﰲ كل خاصي�ة واردة ﰲ اﳉ�دول، بحيﺚ يمكنك استقراء القيم اﳋاصة بعنﴫ الفرانسيوم، مسﱰشدً ا بقانون تدرج اﳋواﺹ. بيانات الفلزات القلوية العن�سر درجة الن�سهار درجة الغليان ن�سف القطر ()pm °C °C الليﺜيوم 180.5 1347 152 الصوديوم 97.8 897 186 البوتاسيوم 63.3 766 227 الروبيديوم 39.31 688 248 السيزيوم 28.4 674.8 248 الفرانسيوم ؟ ؟ ؟ .2توﻗع ما إذا كان عنﴫ الفرانسيوم صل ًبا أم سائ ً ال أم ً غازا .وكيف يمكن دعم هذا التوقع؟ .3اﺳﺘدﻝ أي عمود من أعمدة البيانات يظهر أكﺜر احتﲈ ً ال للخطأ ﰲ التوقع؟ اﴍح ذلك. .4ﺣـدﹼ ﺩ ﳌ�اذا ال يكف�ي إنت�اج مليون ذرة م�ن عنﴫ الفرانس�يوم ﰲ الﺜانية إلج�راء قياس�ات؛ مﺜل قي�اس الكﺜافة ودرجة االنصهار؟ 386الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 182من كتاب الطالب مختبر الكيمياء تعرف خواﺹ العناصر الخلفية يمكنك مالحظة العديد من العناصر ُ المم ِّﺜلةُ ،ﺛ ّم تصنيفها والمقارنة بين خواصها .ت ّ ُسمى عملية ﱡ الكيمياء الوصفية. الم�سكلة الأهداف تت�درج كي�ف ّ خ�واﺹ العن�اﴏ اﳌمﺜلة؟ المواد والأدوات تالح خواﺹ عناصر عدة .أنابي�ب قابل�ة لﻺغ�الﻕ أنابيب اختبار عدد ) ( 6 بس�دادات ،أنابي�ب اختب�ار حامل أنابيب اختبار ت�سنف العناص�ر إل�ى فل�زات ،وأوعي�ة بالس�تيكية ﲢ�وي مدرج سعته 10 mL ﳐبار ّ والفلزات ،وأشباه فلزات. كمي�ات قليل�ة م�ن العن�اﴏ، ملعقة احﱰاﻕ تدر�ص ت�درج خ�واﺹ العناصر جهاز اﳌوصلية الكهربائية، ّ ﲪ�ﺾ اﳍيدروكلوري�ك HClمطرقة صغﲑة في الجدول الدوري. تركيزه 1.0 M قلم كتابة عﲆ الزجاج قلم رصاﺹ احتياطات ال�سالمة • • • • • ما قبل التجربة ﺩاﺋمﺎ. البﺲ النظﺎﺭﺓ الواﻗية ،ﻭاﺭتد معطﻒ المخﺘبﺮ ﻭالقفﺎﺯﻳﻦ ﹰ ﻻ تﻠمﺲ العنﺎﺻﺮ بيدﻳك؛ ﻷﻥ العنﺎﺻﺮ ﱠ الﻬﺸة تﺘﻜﺴﺮ ﺇلﻰ ﻗطع ﺣﺎﺩﺓ. ﺣمﺾ HClالﺬﻱ تﺮﻛيﺰﻩ 1.0 Mﺿﺎﺭ بﺎلعينيﻦ ﻭالمﻼبﺲ. ﻻ تفﺤﺺ المواﺩ الﻜيميﺎﺋية بﺘﺬﻭﻗﻬﺎ. ﺃﻱ اﺣﺘيﺎﻃﺎت ﺳﻼمة ﺃﺧﺮ ﻳﺮﺷدﻙ ﺇليﻬﺎ معﻠمك. اتبع ﹼ .1اقرأ التجربة عﲆ نح ﹴو كامل. ِ اس�تخدم ج�دول البيانات ع�ﲆ الصفحة التالي�ة لتدوين .2 مالحظاتك ﰲ أﺛناء التجربة. .3ادرس اﳉ�دول ال�دوري .م�ا اﳊال�ة الفيزيائي�ة ﳌعظ�م ع�رف اًّ كال من اﳌصطلح�ات التالية :اللمع�ان ،قابلية ِّ .4 أي العن�اﴏ تنطب�ق الط�رﻕ ،اﳌوصلي�ة الكهربائي�ةّ . عليها هذه اﳋواﺹ؟ الفلزات ،لالفلزات ،ألشباه الفلزات؟ الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 387 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 182من كتاب الطالب مختبر الكيمياء خطوات العمل .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. دون اﳌظه�ر )اﳊال�ة الفيزيائي�ة ،الل�ون، �م ِّ .2الح�ﻆ ُﺛ ّ اللمع�ان ،اﳌلم�س ....وهك�ذا( ّ عين�ة ﰲ أنبوب ل�كل ّ االختبار دون نزﻉ السدادة. عينة صغﲑة من ّ كل عنﴫ ﰲ الوعاء البالس�تيكي، .3خذ ّ وضعه�ا عﲆ س�طح ُصل�ب ،واطرقها برفق .س�يصبح مسطحا إذا كان ً قابال للطرﻕ .أ ّما إذا كان اًّ هشا، العنﴫ ً دون مالحظاتك. يتكﴪ إﱃ قطع صغﲑةُ ،ﺛ ّم ِّ فسوف ّ ً موص�ال للكهرباء باس�تخدام جهاز أي العناﴏ .4ح�دِّ د ّ اﳌوصلي�ة الكهربائيةُ ،ﺛ ّم ِّ نظف األقطاب باﳌاء ،وج ِّففها قبل فحص ّ كل عنﴫ. .5عنون ّ كل أنبوب اختبار برمز يش�ﲑ إﱃ أحد العناﴏ ﰲ األوعية البالس�تيكيةُ ،ﺛ ّم أض�ف 5 mLمن اﳌاء إﱃ ّ كل اﳌدرج. أنبوب اختبار باستخدام اﳌخبار ّ .6أض�ف كمية صغﲑة من ّ كل عن�ﴫ إﱃ أنبوب االختبار اﳋاﺹ بهُ .ﺛ ّم أضف 5 mLمن ﲪﺾ اﳍيدروكلوريك HClإﱃ ّ اﳌدرج، كل أنب�وب اختبار باس�تعﲈل اﳌخب�ار ّ وراقب ّ تكون الفقاقيع كل أنبوب مدّ ة دقيقة ،واعلم أن ّ ُيعدّ ً سجل دليال عﲆ التفاعل بﲔ اﳊمﺾ والعنﴫُ ،ﺛ ّم ّ مالحظاتك. .7التنظيف والتخ ّل�ص من ال ُنّفايات تخ ّل�ص م�ن اﳌ�واد ﲨيعها بحسب إرشادات معلمك. مﻼﺣظة العنﺎﴏ اﳋواﺹ قابلة للطرﻕ. موصلة ج ّيدة للكهرباء. ذات ﳌعان. ﳍا لون فﴤ أو أبيﺾ. يتفاعل معظمها مع األﲪاﺽ. الﺘﺼنيﻒ الفلزات الالفلزات أشباه الفلزات الصلبة أو السائلة أو الغازية. توجد ﰲ اﳊالة ﱡ غﲑ موصلة للكهرباء. ال تتفاعل مع األﲪاﺽ. غال ًبا ما تكون َّّ الصلبة. هشة ﰲ اﳊالة ﱡ ﲡمع بﲔ خواﺹ الفلزات والالفلزات. التحليل وال�ستنتاج عينات العناصر التي تُظ ِهر الخواﺹ .1 ف�سر البيانات اعتم�ا ًدا على الجدول أعاله ،وإضافة إلى مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأس�ماء ّ العامة للفلزات. عينات العناصر التي تُظ ِهر الخواﺹ .2 ف�سر البيانات اعتم�ا ًدا على الجدول أعاله ،وإضافة إلى مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأس�ماء ّ العامة لالفلزات. 388الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 5 ت�ستخدم مع ال�سفحة 182من كتاب الطالب مختبر الكيمياء عينات العناصر التي تُظ ِهر الخواﺹ .1 ف�سر البيانات اعتم�ا ًدا على الجدول أعاله ،وإضافة إلى مالحظاتك ،أعدّ قائمة بأس�ماء ّ العامة ألشباه الفلزات. ً المم ِّﺜلة م�ن المجموعة 1إل�ى .17باالعتماد على نموذجا ارس�م .4اعمل ً مخطط�ا للجدول ال�دوري ،وحدّ د مواق�ع العناصر ُ سجل رموز العناصر التي درستها في التجربة الجدول الدوري الوارد في هذا الفصل والنتائﺞ التي حصلت عليها من التجربةِّ ، في مخطط الجدول الدوري الذي أعددته. .5ا�ستنتج صف كيف تتغير الخواﺹ الفلزية للعناصر التي درستها في التجربة عبر المجموعة والدورة. ال�ستق�ساء أي مجموعة من المجموعات الﺜالث؟ ما البحوث عينات العناصر لم يكن من الممكن وضعها ف�ي ّ تق�ص ه�ل كان هن�اك ّ َّ أي من ّ اإلضافية التي تستطيع القيام بها؛ لتعرف أكﺜر عن هذه العناصر وخواصها؟ الوحدة : 5الجدول الدوري والتدرج في خوا�ص العنا�سر The Periodic Table and Periodic Trends 389 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 196من كتاب الطالب ما اأنواع المر ّكبات التي تو�سل محاليلها التيار الكهربائي تجربة ا�ستهاللية لك�ي توص�ل اﳌادة التي�ار الكهربائي ﳚب أن ﲢتوي عﲆ جس��يﲈت مش�حونة قادرة عﲆ اﳊركة بس�هولة .ويع�د التوصيل الكهربائي من خواﺹ اﳌواد التي تزودنا ببعﺾ اﳌعلومات عن الروابط بﲔ الذرات. الهدف :يس�تخدم الطالب جه�از اﳌوصلي�ة الكهربائية؛ ﳌالحظ�ة توصيل ﳏالي�ل بعﺾ اﳌركب�ات للتيار الكهربائي. اإجراءات ال�سالمة F FI G NL J JMK I IL J HHK I GGJ H الطالبOM KK الس�المة NN لبطاقةO MMPN L L بدءPP O قبل O P العمل .ويمكن التخلص من تأكد من تعبﺌة الفضالت ،بس�كب المحاليل والسوائل في المغسلة وسكب كمية كبيرة من الماء بعدها. اواد والأدوات طب�ق تفاعالت بالس�تيكي ،ملح طع�ام ،جه�از التوصي�ل الكهربائي ،ماصة السكر. اطوات .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .2اعمل جدول بيانات لتسجيل مالحظاتك. .3امﻸ إحدى فجوات ﻃبﻖ الﺘفﺎﻋﻼت البالستيكي بمﻠﺢ الطعﺎﻡ الﺼﻠﺐ .NaCl .4استخدم اﳌﺎﺻة لنقل 1mLمن ﳏلول مﻠﺢ الطعﺎﻡ NaClاﳌعد باستخدام ماء الصنبور إﱃ فجوة أخرى ﰲ الطبق نفسه. .5اغمس أقطاب ﺟﻬﺎﺯ الﺘوﺻيل الﻜﻬﺮبﺎﺋﻲ داخل ملح الطعام الصلب ،فﺈذا توهﺞ اﳌصباح الكهربائي فﺈن ذلك يعني أن ملح الطعام الصلب موصل للكهرباء .كرر اﳋطوة نفسها مع ﳏلول ملح الطعام. .6كرر اﳋطوات 5 - 3مستخد ًما الﺴﻜﺮ C12H22O11بد ً ال من ملح الطعام. .7أعد اﳋطوات 5 - 3مستخد ًما اﳌﺎﺀ اﳌقطﺮ بد ً ال من ماء الصنبور. 390الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 196من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية التحليل ودون فيه أسﲈء اﳌركبات ونتائﺞ ﲡارب التوصيل الكهربائي. .1اعمل جدو ًال ِّ .2فﴪ النتائﺞ التي حصلت عليها. ا�ستق�ساء نموذجا يوضح االختالف بﲔ َّ ّ واﳌركبات التي ال توصل ﳏاليها التيار اﳌركبات التي توصل ﳏاليلها التيار الكهربائي صمم ً ّ الكهربائي. الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 391 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 219من كتاب الطالب مختبر الكيمياء تح�سير مر ّكب اأيوني ّ تكونها طاقة فس�تكون النواتﺞ أكﺜر ﺛبا ًتا من المتفاعالت .س�تقوم في هذه لتكون المركبات ،فﺈذا نتﺞ عن ﱡ الخلفية تتح�د العناص�ر ّ التجربة بتحضير ّ س�تقرر ما إذا مركبين كيميائيين وفحصهما لتحديد بعﺾ خواصهما .واس�تنا ًدا إلى االختبارات التي س�تقوم بها، ّ كانت النواتﺞ ّ مركبات أيونية أم ال. الم�سكلة المواد والأدوات الأهداف هل يمكن ﳋواﺹ اﳌركّب الفيزيائية أن تدل عﲆ وجود روابط أيونية؟ تالح الدلي�ل عل�ى ح�دوث تفاعل ﴍيط ماغنسيوم )(25 cm كيميائي. جفنة )بوتقة( ت�ستق�سى وتحلل معلومات تساعدك حامل حلقة وحلقة معدنيان أيونيا مﺜلﺚ تسخﲔ خزﰲ ّ تقرر ما إذا كان المركب اًّ على أن ّ أم ال ،وتح ِّللها. موقد بنزن ُت�سنف النواتﺞ إلى أيونية وغير أيونية .ساﻕ ﲢريك احتياطات ال�سالمة ملقط جفنة ميزان دقيق كأس س�عتها 100 mL ماء مق ّطر جه�از اﳌوصلي�ة الكهربائية ﺩاﺋمﺎ. • البﺲ النظﺎﺭﺓ الواﻗية ،ﻭاﺭتد معطﻒ المخﺘبﺮ ﻭالقفﺎﺯﻳﻦ ﹰ • ﻻ تنظﺮ مبﺎﺷﺮﺓ ﺇلﻰ المﺎﻏنﺴيوﻡ المﺸﺘعل؛ ﻷﻥ ﻭﻫﺞ ﺿوﺋﻪ ﻳﺆﺫﻱ العينيﻦ. • تﺠ ﹼنﺐ ﺣمل المواﺩ الﺴﺎﺧنة ،ﻭاتﺮﻛﻬﺎ ﺣﺘﻰ تبﺮﺩ. ما قبل التجربة اﳌتغﲑات ،ﹶﺛ ّم ضع .bاكتب التوزيع اإللكتروني أليون الماغنسيوم. تعرف ّ .1اقرأ التجربة عﲆ نح ﹴو كاملُ ،ﺛ ّم َّ قائمة بالظروف التي ﳚب أن تبقى ﺛابتة. أي الغ�ازات النبيل�ة له�ا التوزيع اإللكتروني نفس�ه أليون ّ .c الماغنسيوم؟ كرر السﺆال 2مستخد ًما األكسجﲔ والنيﱰوجﲔ. ِّ .3 .2اكتب التوزيع اإللكﱰوﲏ لذرة اﳌاغنسيوم. .aاس�تنا ًدا إل�ى ه�ذا التوزي�ع ،ه�ل س�تفقد ذرة الماغنس�يوم اإللكترونات أم ستكسبها؟ 392الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 219من كتاب الطالب مختبر الكيمياء ِ اس�تخدم ج�دول البيان�ات ﰲ العمود األي�ﴪ من هذه .4 .10قس كتلة البوتقة بعد تنظيفها وﲡفيفها. أي الكت�ل ُتقاس بصورة .5اس�تنا ًدا إﱃ ج�دول بيانات�كّ ، وأي الكتل ُﲢ ﹶسب؟ مباﴍة؟ ّ ّ وس�خنها بالله�ب )ﳚب أن .12ض�ع البوتقة ع�ﲆ اﳌﺜلﺚ، الصفحة. .11لف25cmمنﴍيطاﳌاغنسيومعﲆشكلكروي،وضعه معا. ﰲ البوتقةُ ،ﺛ ّم قس كتلة ﴍيط اﳌاغنسيوم والبوتقة ً تكون قمة اللهب قرب البوتقة دون أن تالمسها(. .13أغل�ق ﳍ�ب بنزن عندم�ا يبدأ اﳌاغنس�يوم ﰲ االش�تعال واالحﱰاﻕ بش�علة بيضاء س�اطعةُ ،ﺛ ّم دﻉ البوتقة تﱪد، وقس كتلة نواتﺞ احﱰاﻕ اﳌاغنسيوم والبوتقة. .6اﴍح م�ا عليك القيام به ﳊس�اب قيم�ة ّ كل كتلة ﱂ يتم قياسها مباﴍة. الصلبة اﳉافة ﰲ الكأس. اﳌكونات ﱡ .14ضع ّ .15أض�ف 10 mLم�ن اﳌ�اء ّ وح�رك اﳌقط�ر إﱃ ال�كأس، ّ �م افحص اﳌخل�وﻁ بجه�از اﳌوصلية جي�دً اُ ،ﺛ ّ اﳋلي�ط ّ الكهربائية. .16الﺘنظيـﻒ ﻭالﺘخ ﹼﻠﺺ مﻦ ال ﱡنفﺎﻳﺎت ﲣ ّل�ص من ال ﱡنفايات وف�ق إرش�ادات معلم�كِّ . نظ�ف البوتقة باﳌ�اء ،وأعد أدوات اﳌختﱪ ﲨيعها إﱃ أماكنها. جدول بيانات الكتلة المواﺩ خطوات العمل كتلة البوتقة فارغة .7اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. دون القياسات كلها ﰲ جدول البيانات. ّ .8 .9ﺛ ِّب�ت اﳊلق�ة عﲆ اﳊامل ع�ﲆ ارتف�اﻉ 7 cmفوﻕ ﳍب بنزنُ ،ﺛ ّم ضع اﳌﺜلﺚ اﳋزﰲ عليها. الﻜﺘﻠة )(g كتل�ة البوتق�ة واﳌاغنس�يوم قب�ل التسخﲔ كتلة ﴍيط اﳌاغنسيوم كتلة البوتقة والنواتﺞ بعد التسخﲔ كتلة نواتﺞ احﱰاﻕ اﳌاغنسيوم الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 393 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 219من كتاب الطالب مختبر الكيمياء التحليل وال�ستنتج وسجل قيم الكتل في جدول البيانات. .1ح ّلل البيانات احسب كتلة الشريط والناتﺞ، ّ � .2سنف أشكال الطاقة المنبعﺜة .ماذا تستنتﺞ عن استقرار النواتﺞ؟ .3ا�ستنتج هل يتفاعل الماغنسيوم مع الهواء؟ .4تو َّقع الصيغ الكيميائية للمادتين الناتجتين ،واكتب اسميهما. .5ح لل وا�ستنتج لون ناتﺞ تفاعل الماغنس�يوم مع األكس�جين أبيﺾ ،في حي�ن أن لون ناتﺞ تفاعل الماغنس�يوم مع النيتروجين المركبين ُي ِّ ّ شكل الجزء األكبر من الناتﺞ؟ أي هذين أصفرّ . .6ح ّلل وا�ستنتج هل ت ِ مركبات الماغنسيوم التيار الكهربائي؟ وهل ِّ ّ ُوصل محاليل ّ المركبات أيونية؟ تﺆكد النتائﺞ أن 394الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 6 ت�ستخدم مع ال�سفحة 219من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .7تحليل الخطاأ إذا أﻇهرت النتائﺞ أن الماغنس�يوم فقد جز ًءا من كتلته بدل أن يكتس�ب كتلة إضافية ،فاذكر األس�باب المحتملة لذلك؟ ال�ستق�ساء �س مم تجربة إذا كانت محاليل ّ مركبات الماغنس�يوم موصلة للتيار الكهربائي ،فهل تس�تطيع التأﺛير في جودة توصيلها للكهرباء؟ صمم تجربة لمعرفة ذلك. وإذا لم تكن موصلة للتيار ،فكيف تجعلها قادرة على ذلك؟ ِّ الوحدة : 6المركبات الأيونية و الفلزات Ionic Compounds and Metals 395 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 232من كتاب الطالب ما نوع المركب الم�ستخدم لعمل كرة مميزة تجربة ا�ستهاللية تُصنع هذه الكرات ﰲ الغالب من مركب يدعى أكسيد السليكون العضوي .Si(OCH2CH3) 2O قادرا الهدف :يبني الطالب بوليمر من س�يليكات الصودي�وم واإليﺜانول ً عﲆ االرتداد عن األرﺽ عند تشكيله ﰲ صورة كرة. اإجراءات ال�سالمة O IKG KK JH LLL KMMIM N LNJN M L OM P N OOKO NPPP G AAAH BBB I ACCC J BDDD KCEAEE LDFBFFMEG CGGN FHH DHO GE I I IP HJFJJ تأكد من تعبﺌة الطالب لبطاقة السالمة في المختبر قبل بدء العمل ،وراجع F E D مع الطالب احتياطات الس�المة الخاصة باإليﺜانول وس�ليكات الصوديوم قبل إج�راء التجربة .فاإليﺜانول سريع االشتعال ،وكذلك البخار الناتﺞ عنه قابل لالنفجار .لذا توﺥ الحذر وتأكد أن في منطقة العمل تهويه جيدة ،أو اطلب إليهم العمل في خزانة طرد الغازات .كما أن س�ليكات الصوديوم ش�ديدة القلوية وتسبب تهيﺞ الجلد ،لذا ينبغي على الطالب وضع النظارات الواقية ولبس القفازات عند التعامل مع البوليمر. ﱡ اواد والأدوات سلكيات الصوديوم ،مخبار مدرج ،كوب ،ملون طعام ،إيﺜانول. اطوات .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. ِّ .2 ورقيا ،والبس القفازين. غط الطاولة باﳌناديل الورقي�ة ،وض�ع فوقه�ا كو ًبا اًّ وصبها ﰲ الكوب .وأض�ف إﱃ الكوب قطرة من .3ق�س 20 .0mLم�ن ﳏ�لول س�ليكات الصودي��وم باﳌخبار اﳌ�درج ّ ملون الطعام و 10 .0mLمن اإليﺜانول ،ﺛم حرك اﳌحتويات جيدً ا مدة 3ﹴ ﺛوان ﰲ اﲡاه عقارب الساعة. ِّ ﲢﺬﻳﺮ :ﺇﻳﺎﻙ ﺃﻥ تﻀع اﻹﻳﺜﺎﻧوﻝ ﻗﺮﺏ الﻠﻬﺐ ﺃﻭ ﺃﻱ مﺼدﺭ ﺁﺧﺮ لﻠﴩﺭ؛ ﻷﻥ بخﺎﺭﻩ ﻗﺎبل لﻼﻧفﺠﺎﺭ. صب اﳋليط ﰲ راحة اليد وأنت ال تزال تلبس القفازات وتعمل فوﻕ الطاولة اﳌغطاة بمناديل الورﻕ ،ﺛم اضغط برفق .4 ّ عﲆ السائل عندما يبدأ ﰲ التصلب. كور العجينة ﰲ راحة اليد لتصنع كرة ،ﺛم أسقطها عﲆ األرﺽ ،وسجل مالحظاتك. ِّ .5 .6احفﻆ الكرة ﰲ مكان معزول عن اﳍواء؛ ألنك ستحتاج إﱃ تشكيلها قبل استخدامها مرة أخرى. 396الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding C B A 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 232من كتاب الطالب تجربة ا�ستهاللية التحليل .1ﺻﻒ خواﺹ الكرة التي شاهدﲥا. .2ﻗﺎﺭﻥ بﲔ اﳋواﺹ التي شاهدﲥا وخواﺹ اﳌركب األيوﲏ. ا�ستق�ساء م�ا عدد اإللكﱰونات التي ﳛتاج إليها كل من الس�ليكون واألكس�جﲔ للوصول إﱃ حالة الﺜﲈني�ة؟ وإذا كانت كلتا الذرتﲔ معا؟ بحاجة إﱃ اكتساب اإللكﱰونات فكيف يكونان رابطة ً الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 397 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 234من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت تف�سير النتائج كيف يمكن تحديد العالقة بين نوع الرابطة ودرجة الن�سهار تعتمد خواﺹ المركّب على ن�وﻉ الروابط الكيميائية ،إذا كانت أيونية أو تساهمية. المواد والأدوات أق�الم تخطيط ،طبق مصنوﻉ من األلومنيوم قطره 9إنش�ات ،س�خان كهربائي ،بلورات س�كر ،بلورات ملح ،ش�مع البارافين. خطوات العمل .1اقرأ تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪ. صمم جدوالً لتسجيل بيانات التجربة. ّ .2 .3اعم�ل ﺛ�الث فجوات بس�يطة ومتس�اوية ) Aو Bو (Cﰲ قاﻉ طبق من األلومنيوم مس�تعينًا بقلم مناس�ب )قلم ﲣطيط ً مﺜال(. .4ضع الطبق عﲆ السخان الكهربائي. .5ﲢﺬﻳﺮ :تعامل بحذر عند تسخﲔ الوعاء. .6احص�ل م�ن معلمك عﲆ عينات من كل من بلورات الس�كر ) ،(C12H22O11وبلورات اﳌلح ) ،(NaClوش�مع البارافﲔ ) ،(C23H48وضعها ﰲ األخاديد عﲆ الﱰتيب. .7توقع الﱰتيب الذي ستنصهر به اﳌركبات عند تسخينها. .8أدر مفت�اح التس�خﲔ عند أع�ﲆ درجة حرارة واطلب إﱃ أحد الزمالء البدء ﰲ قياس زمن التس�خﲔ مس�تخد ًما س�اعة إيقاف. .9راقب اﳌركبات ﰲ أﺛناء فﱰة التسخﲔ ،وسجل ّأﳞا ينصهر ً أوال ،ووفق أي ترتيب. .10أغلق جهاز التسخﲔ بعد انقضاء 5دقائق ،وارفع الطبق باﳌالقط أو القفازات اﳋاصة بذلك. .11دﻉ الطبق حتى يﱪد ﺛم ﲣلص منه بالطريقة الصحيحة. 398الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 234من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت التحليل أي المركّبات انصهر ً أوال ،وأ ّيها لم ينصهر؟ .1اذكر ّ .2ط ّبق استنا ًدا إلى النتائﺞ والمالحظات التي توصلت إليها ،صف درجة انصهار ّ كل مادة ُصلبة باستخدام أحد األوصاف اآلتية: منخفضة ،متوسطة ،مرتفعة ،مرتفعة جداًّ ا. أي المركّبات يحتوي على روابط أيونية ،وأ ّيها يحتوي على روابط تساهمية؟ .3ا�ستنتج ّ .4لخّ �ص كيف يﺆ ِّﺛر نوﻉ الرابطة في درجات انصهار المركّبات؟ الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 399 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 262من كتاب الطالب تجربة ﻛيﻒ تﺆﺛﺮ ﻗطبية الطوﺭ اﳌﺘﺤﺮﻙ ﰲ ﻧﺘﺎﺋﺞ ﲢﻠيل بيﺎﻧﺎت الﻜﺮﻭمﺎتوﺟﺮاﻡ؟ كروماتوجرافي�ا الس�ائل العالي�ة الكف�اءة HPLCتقني�ة تس�تخدم لفص�ل ونق�ل مكون�ات ﳐل�وﻁ م�ا؛ حي�ﺚ ي�ذاب اﳌخل�وﻁ ﰲ مذي�ب م�ا )الط�ور اﳌتح�رك( ،ويم�رر ع�ﱪ أنب�وب مبط�ن ب�ﲈدة صلب�ة )الط�ور الﺜاب�ت( الت�ي ينج�ذب إليه�ا بع�ﺾ مكون�ات اﳌخل�وﻁ أكﺜ�ر م�ن اﳌكون�ات األخ�رى ،وبذل�ك ﲤ�ر اﳌكون�ات األخ�رى الت�ي ﱂ تنج�ذب ﰲ األنب�وب وتظ�ل ذائب�ة ﰲ الط�ور اﳌتح�رك ،لتخ�رج ً ﳎ�س ذل�ك ،بحي�ﺚ ﲣ�رج النتائ�ﺞ ع�ﲆ ش�كل أوال .ويقي�س ﱞ ﳐط�ط )كروماتوج�رام( ،فتش�ﲑ ارتفاع�ات قم�م اﳌخط�ط إﱃ كمي�ات مكون�ات اﳌخل�وﻁ اﳌ�راد ﲢليل�ه وفصل�ه. يستخدم العلﲈء ﳐلوﻁ اﳌيﺜانول مع اﳌاء بوصفه مذيب فصل ﳌخلوﻁ الفينول -ﲪﺾ البنزويك. البيانات واالحظات 75% 25% 50% 50% 60 40 20 25% 75% 0 1440 1200 960 720 480 240 –20 s ف�ﴪ إجابت�ك. .1اﺳـﺘنﺘﺞ اعت�ﲈ ًدا ع�ﲆ الرس�م البي�اﲏ ،م�ا اﳌ�ادة الت�ي كميته�ا كب�ﲑة :الفين�ول أم ﲪ�ﺾ البنزوي�ك؟ ّ 400الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 262من كتاب الطالب تجربة .2اﺳﺘنﺘﺞ أي اﳌواد ﰲ اﳌخلوﻁ ﳍا جزيﺌات ذات قطبية أعﲆ؟ فﴪ إجابتك. .3ﺣدﺩ تركيب مذيب الطور اﳌتحرك األكﺜر كفاءة لفصل الفينول عن ﲪﺾ البنزويك؟ ّ التفك الناقد .4ﻓﴪ اختالف أزمنة البقاء ﰲ اﳌحلول اﳌبينة عﲆ الكروماتوجرام. الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 401 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 265من كتاب الطالب مختبر الكيمياء نمذجة الأ�سكال الجزيية تتك�ون الرواب�ط التس�اهمية عندم�ا تتش�ارك ال�ذرات بﺈلكترون�ات الخلفية ّ التكافﺆ .و ُيحدِّ د موضع إلكترونات الذرات المرتبطة ش�كل الجزيء بحسب نم�وذج تنافر أزواج إلكترون�ات التكافﺆ .VSEPRكما تعتم�د طريقة تحديد شكل الجزيء وتصوره على نموذج لويس للجزيﺌات. الم�سكلة المواد والأدوات الأهداف كيف يﺆ ِّﺛر نموذج لويس وأماكن إلكﱰونات التكافﺆ ﰲ شكل اﳌركّب التساﳘي؟ ّ المركبات الجزيﺌية. تتو َّقع أشكال تبني نماذج ّ لمركبات جزيﺌية. ﳎموع�ة ن�ﲈذج اﳉزيﺌ�ات )الكرات والوصالت(. تق وم قوة الروابط التساهمية. تحد د أشكال الرنين. ما قبل التجربة تم يز بين الجزئيات القطبية وغير القطبية. .1اقرأ التجربة عﲆ نح ﹴو كامل. .2ما أسس تو ﱡقع أشكال اﳉزيﺌات؟ ّ للمركب أشكال .4ما اﳌقصود بش�كل الرنﲔ؟ وإذا كان رنﲔ فﲈذا تستنتﺞ عن أنواﻉ الروابط ﰲ ذلك اﳉزيء؟ .3كيف يمكنك ﲢديد ما إذا كانت الرابطة التس�اﳘية قطبية أم ال؟ ما اﳌعلومات اإلضافية التي س�تحتاج إليه�ا ﳌعرفة ما إذا كان اﳉزيء قطب اًّيا أم ال؟ 402الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 265من كتاب الطالب مختبر الكيمياء معا .الحﻆ .7اس�تعمل ﺛ�الث وص�الت لرب�ط ذرﰐ ً N2 خطوات العمل ﺛم امﻸها. .1اقرأ بطاقة تعليﲈت السالمة ﰲ اﳌختﱪّ ، ً جدوال لتسجيل بيانات التجربة. صمم .2 ّ ودون ل�ون الك�رات ا ُﳌس�تخدﹶ مة لتمﺜيل ذرات .3الح�ﻆ ّ اﳍيدروجﲔ ،Hاألكس�جﲔ ،Oالفوسفور ،Pالكربون ،Cالفلور ،Fالكﱪيت ،Sالنيﱰوجﲔ .N .4ارسم تراكيب لويس ﱟ لكل من .N2 ، O2، H2 وﺛبتهﲈ .5احص�ل عﲆ ذرت�ﲔ )كرتﲔ( م�ن اﳍيدروج�ﲔ ّ بوصل�ة للحص�ول ع�ﲆ نم�وذج ج�زيء اﳍيدروج�ﲔ ﺛنائي .H2الحﻆ أن النموذج ُيم ِّﺜ�ل جزيء هيدروجﲔ َّ الذرة برابطة أحادية. .6اس�تعمل وصلتﲔ لرب�ط ذرﰐ ج�زيء .O2والحﻆ أن أن النم�وذج ُيمﺜّ�ل جزيء النيﱰوج�ﲔ الﺜنائي الذرات برابطة ﺛالﺛية. .8الح�ﻆ أن اﳉزيﺌات الﺜنائية ال�ذرات ،كالتي ُصنِعت ﰲ هذا النش�اﻁ ،تكون خطية ً تتكون من دائﲈ؛ وذلك ألﳖا ّ ذرتﲔ فقط ،ويمكن وصلهﲈ بخط مستقيم. نموذجا .9ارس�م تركيب لويس ﳉزيء اﳌ�اء ،H2Oوابن ً ً ﳑاﺛال له باستعﲈل الوصالت والكرات. .10صنِّف ش�كل ج�زيء اﳌ�اء H2Oمس�تعينًا باﳌعلومات الواردة ﰲ اﳉدﻭﻝ .6-6 كرر اﳋطوتﲔ 9ﻭ ِّ 10 لكل من اﳉزيﺌات: ّ .11 PH3 ،CF4 ،CO2، SO3 ،HCN ،CO النم�وذج ُيمﺜّل جزيء أكس�جﲔ ﺛنائي ال�ذرات برابطة ﺛنائية. التحليل وال�ستنتاج .1التفكير الناقد بن�ا ًء على النم�اذج الجزيﺌية التي ش�اهدتها في المختب�ر وبنيتها ،ر ِّتب الرواب�ط األحادية والﺜنائي�ة والﺜالﺛية، بحسب ليونتها وقوتها. � .2ساهد وا�ستنتج اشرح سبب االختالف بين شكل جزيء الماء ،H2Oوشكل جزيء ﺛاني أكسيد الكربون .CO2 الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 403 7 ت�ستخدم مع ال�سفحة 265من كتاب الطالب مختبر الكيمياء أي هذه الجزيﺌات له ﺛالﺛة أش�كال رنين ،وارس�مهاُ ،ﺛ ّم .3ح ّلل وا�ستنتج أحد الجزيﺌات في هذا النش�اﻁ له أش�كال رنين .حدّ د ّ اشرح لماذا يحدث هذا الرنين؟ المس�تخدﹶ مة في الخط�وات .9 - 11 .4تعَّ رف ال�سبب والنتيجة اس�تخدم الف�رﻕ في الكهروس�البية لتحديد قطبية الجزيﺌات ُ واعتما ًدا على قيم قطبية الروابط ،ونماذج الجزيﺌات التي ُن ِّفذت في المختبر ،حدِّ د قطبية ّ كل جزيء. ال�ستق�ساء النموذج اس�تعمل الكرات والوصالت لبناء ش�كلي الرنين لجزيء األوزون ُ ،O3ﺛ ّم استعن بتراكيب لويس لتشرح كيف يمكن أن يحل زوج اإللكترونات غير المرتبط ّ يتحول الجزيء من شكل إلى ﺁخر)الرنين( بأن ّ محل رابطة تساهمية. 404الوحدة : 7الروابط الت�ساهمية Covalent Bonding 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 278من كتاب الطالب كيف ن�ستدل على حدوث تغير كيميائي تجربة ا�ستهاللية الكاشف مادة كيميائية تضاف إﱃ اﳌواد ﰲ بعﺾ التفاعالت الكيميائية لتوضح متى ﳛدث تغﲑ. يصنف الطالب التغﲑات إﱃ فيزيائية أو كيميائية ،وﳛددون أدلة عﲆ حدوث التغﲑ الكيميائي. الهدفّ : اإجراءات ال�سالمة P O F A G B H AC I BD J CEA K DFB L EGC M FHDN GEI O HJFP IKG JHL KMI N NP L O M P N تعبﺌة L J M م�ن OK الطالب لبطاقة الس�المة ﰲ اﳌختﱪ قبل ب�دء العمل ،وراجع معهم تأك�د E D C ﳐاطر استعﲈل األمونيا. اواد والأدوات ماء مقطر ،ﳐبار مدرج ،كأس سعة ،10mLقطارة ،أمونيا ،0.1mالكاشف العام، فوارة. مقياس درجة اﳊرارة ،أقراﺹ ّ اطوات .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2ق�س 10.00 mLم�ن اﳌـﺎﺀ اﳌقطـﺮ ﰲ ﳐبـﺎﺭ مـدﺭﺝ س�عته ،25.00 mLوضع�ه ﰲ كأس س�عتها .100.0 mL اس�تعمل القط�ارة ،وأض�ف نقط�ة من ﳏلول األموني�ا 0.1 Mإﱃ اﳌ�اء ﰲ الكأس .ﲢﺬﻳـﺮ :بخﺎﺭ اﻷموﻧيـﺎ مﻬيﺞ ﺟدﹼﹰ ا. .3أضف 15نقطة من الﻜﺎﺷﻒ العﺎﻡ إﱃ اﳌحلول ،وحركه .الحﻆ لونه ،وقس درجة حرارته بمقياس اﳊرارة. أي تغﲑ ﰲ درجة اﳊرارة. ﻓواﺭا ﰲ اﳌحلول ،والحﻆ ما ﳛدث .سجل مالحظاتك ،متضمن ًة ّ .4ضع ﹰ ﻗﺮﺻﺎ ﹰ التحليل أي تغﲑات ﰲ لون اﳌحلول أو درجة حرارته. .1ﺻﻒ ّ .2ﹼ ﻭﺿﺢ هل نتﺞ غاز؟ وإذا نتﺞ فكيف تم االستدالل عليه؟ فﴪ ذلك. .3ﺣ ﹼﻠل هل التغﲑاﳊادث فيزيائي أم كيميائي؟ ّ ا�ستق�ساء ﺻمﻢ ﲡربة لدعم توقعاتك. بم ﳜﱪك الكاشف العام عن اﳌحلول؟ ﹼ ﹶ الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 405 B A 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 294من كتاب الطالب مختبر حل الم�سكالت كيف ُتف�سر ن�ساط الهالوجينات تقع اﳍالوجينات ﰲ اﳌجموعة رقم 17من اﳉدول الدوري ،وﳜﱪنا هذا بأن للهالوجينات بعﺾ اﳋواﺹ العامة؛ فجميع اﳍالوجينات ال فلزات ،ويوجد ﰲ مستويات طاقاﲥا اﳋارجية سبعة إلكﱰونات .ومع ذلك فلكل هالوجﲔ ما يميزه من اﳋواﺹ ،ومن ذلك مدى قابلية التفاعل مع مادة أخرى. التحليل تفحص الشكل اﳌبﲔ الذي يظهر ترتيب اﳍالوجينات بحسب نشاطها الكيميائي. اﳍالوجينات األكﺜر ً نشاطا فلور التفك الناقد كلور .1فﴪ كيف تساعدك سلسلة نشاﻁ اﳍالوجينات عﲆ توقع ما إذا كان التفاعل سيحدث بروم يود أم ال؟ .2هل ﳛل الفلور ﳏل الكلور ﰲ ﳏلول مائي لكلوريد الصوديوم؟ فﴪ إجابتك. .3ادرس اﳌعادلة التالية: I 2(g) + NaBr (aq) → NR .4ﳌاذا ال ﳛل اليود ﳏل الﱪوم؟ .5أي اﳍالوجينات يتفاعل أﴎﻉ مع الصوديوم؟ 406الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions األقل ً نشاطا 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 301من كتاب الطالب تجربة كيف يك ّون محلولن مادة �سلبة تكون راسب. تطبيق المفاهيم قد يسبب خلط محلولين ال لون لهما حدوث تفاعل كيميائي يﺆدي إلى ّ مدرج س�عته ،100 mLس�اﻕ تحريك عدد ،2ملعقة عدد ،2ورﻕ وزن المواد والأدوات كأس س�عتها 150 mLعدد ،2مخبار ّ عدد ،2هيدروكسيد الصوديوم ،NaOHملح كبريتات الماغنسيوم المائية ،MgSO4.7H2Oماء مقطر ،ميزان ذو الكفتين. خطوات العمل .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. مقطرا ﰲ كأس سعتها .150 mL .2ضع 50 mLما ًء ً ﺛم أضفه�ا بالتدريﺞ حبيبة بعد أخرى إﱃ الكأس .واحرﺹ عﲆ ﲢريك اﳌحلول بس�اﻕ .3زن 4 gم�ن حبيب�ات ّ ،NaOH التحريك حتى تذوب كل حبيبة ﲤا ًما قبل إضافة األخرى. ﺛم أضف 50 mL .4زن 6 gمن ملح إبس�وم )ﻛﱪﻳﺘﺎت اﳌﺎﻏنﺴـيوﻡ ،(MgSO4وضعها ﰲ كأس أخرى س�عتها ّ ،150 mL وحركه بساﻕ التحريك حتى يذوب اﳌلح ﲤا ًما. ما ًء مقطرا إﱃ اﳌلحِّ ، ً وسجل مالحظاتك. .5أضف ﳏلول ملح إبسوم ببطء إﱃ ﳏلول ،NaOH ّ وسجل مالحظاتك. .6حرك اﳌحلول الناتﺞ، ّ مدرج سعته .100 mL ﺛم افصل السائل عنه ﰲ ﳐبار ّ .7اترك الراسب حتى يستقرّ ، .8ﲣ ّلص من الراسب كﲈ يرشدك معلمك. التحليل .1اكتب معادلة كيميائية رمزية موزونة للتفاعل بين NaOHو .MgSO4والحﻆ أن أغلب مركّبات الكبريتات توجد في صورة أيونات في المحاليل المائية. .2اكتب المعادلة األيونية الكاملة لهذا التفاعل. ﺛم اكتب المعادلة األيونية النهائية لهذا التفاعل. ّ .3 حدد ّ متفرجةّ ، أي األيونات ّ الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 407 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 310من كتاب الطالب مختبر الكيمياء تطوير �سل�سلة ن�ساط بعﺾ الفلزات أكﺜر نش�ا ًطا من الفلزات األخرى .وعن�د مقارنة كيفية تفاعل الفلزات اﳌختلفة بأيونات معروفة ﰲ األمالح اﳌائية يمكن ترتيب هذه الفلزات ﰲ سلس�لة بحس�ب نشاطها .وتعكس سلسلة النشاﻁ قوة تفاعل كل فلز من الفلزات التي تم فحصها .ويمكن أن تستخدم سلسلة النشاﻁ ﰲ تو ّقع حدوث تفاعل ما من عدمه. الم�سكلة أي الفلزات تُعدّ ّ وأﳞا األكﺜر نشا ًطا؟ ّ ّ األقل؟ وهل يمكن االستفادة من هذه اﳌعلومات ﰲ تو ّقع إمكانية حدوث التفاعالت؟ المواد والأدوات الأهداف تالح حدوث تفاعالت كيميائية. ُترتّب الفلزات في سلسلة وفق نشاطها الكيميائي. ّ تتوقع إمكانية حدوث تفاعالت كيميائية بين المواد. احتياطات ال�سالمة 1.0M Zn(NO 3) 2 1.0M Al(NO 3) 3 1.0M Cu(NO 3) 2 1.0M Mg(NO 3) 2 ماصات قاطع أسالك سلك نحاس سلك ألومنيوم ﴍيط ماغنسيوم ﴍائط خارصﲔ عدد 4 ورﻕ صنفرة 24طب�ق تفاع�الت بالستيكي صغﲑ ﹺ ﻭاﺭتد معطﻒ المخﺘبﺮ ﻭالقفﺎﺯﻳﻦ. ﺩاﺋمﺎ، • البﺲ النظﺎﺭﺓ الواﻗية ﹰ • اتبع اﺣﺘيﺎﻃﺎت الﺴﻼمة ﻓﻲ ﺃﺛنﺎﺀ اﺳﺘخدامك اﻷﺩﻭات الﺤﺎﺩﺓ ﻭالقﺎﺳية. اﳌتغﲑات اﳌستقلة؟ اﳌتغﲑات التابعة؟ وما ّ .5ما ّ ما قبل المختبر .1اقرأ التجربة عﲆ نحو كامل. دون اﳌالحظ�ات ح�ول خط�وات التجرب�ة واحتياطات ّ .2 السالمة ﰲ اﳌختﱪ. .3استعمل جدول البيانات ﰲ الصفحة التالية. كون فرضية حول إمكانية حدوث تفاعل ما. ّ .4 .6م�ا الغاز النات�ﺞ عند تفاعل فلز اﳌاغنس�يوم مع ﲪﺾ اﳍيدروكلوري�ك؟ اكت�ب اﳌعادل�ة الكيميائي�ة ﳍ�ذا التفاعل. 408الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 310من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .7ﳌ�اذا ُيع�دّ تنظيف ﴍيط اﳌاغنس�يوم ﴐور اًّي�ا؟ وكيف يمكن أن يتأﺛر التفاعل ﰲ حال ﱂ يتم ذلك؟ فجوة من فجوات الصف .A كرر اﳋطوة 7مس�تخد ًما 10 cmمن ﴍيط اﳌاغنسيوم، ِّ .8 وض�ع كل قطعة منه�ا ﰲ ﳏلول ﳐتلف ﰲ كل فجوة من فجوات الصف .B .9ن ّظف أﴍطة اﳋارصﲔ باس�تخدام ورﻕ الصنفرة حتى خطوات العمل .1امﻸ بطاقة السالمة ﰲ دليل التجارب العملية. .2صمم جدوالً لتدوين البيانات. .3استخدم اﳌاصة ﳌلء كل فجوة من العمود 1ب� 2 mLمن ﳏلول ) .1.0 M Al(NO 3 2 ك�رر اﳋط�وة ،3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فجوة من ِّ .4 العمود 2ب� 2 mLمن ﳏلول ) .1.0 M Mg(NO 3 2 ك�رر اﳋط�وة ،3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فجوة من ِّ .5 العمود 3ب� 2 mlمن ﳏلول ) .1.0 M Zn(NO 3 2 ك�رر اﳋط�وة ،3واس�تخدم اﳌاص�ة ﳌ�لء كل فج�وة من ِّ .6 العمود 4ب� 2 mLمن ﳏلول ) .1.0M Cu(NO 2 3 .7ن ّظ�ف 10 cmمن ﴍي�ط األلومني�وم باس�تخدام ورﻕ الصنف�رة حتى يصبح الم ًعا ،ﺛ�م ق ّطع الﴩيط إﱃ أربعة أجزاء متساوية طول كل منها 2.5 cmباستخدام ق ّطاعة األسالك ،ﺛم ضع كل قطعة منها ﰲ ﳏلول ﳐتلف ﰲ كل تصبح المعة ،ﺛ�م ضع كل ﴍيط منها ﰲ ﳏلول ﳐتلف ﰲ كل فجوة من فجوات الصف .C .10الحﻆ ما ﳛدث ﰲ كل فجوة ،ﺛم سجل مالحظاتك بعد مرور 5دقائق ﰲ جدول البيانات الذي قمت بتصميمه. التفاعل بين الفلزات والمحاليل Al Mg Zn Cu Zn(NO3)2 Mg(NO3)2 Al(NO3)3 Cu(NO3)2 التنظيف والتخل�ص من النفايات .1ﲣ ّلص من اﳌواد الكيميائية واﳌحاليل وفق الطريقة التي يرشدك إليها معلمك. .2ن ّظف أدواتك اﳌختﱪية ﲨيعها ،وأعدها إﱃ أماكنها. .3اغسل يديك ج ّيدً ا قبل مغادرتك اﳌختﱪ. الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 409 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 310من كتاب الطالب التحليل وال�ستنتاج .1لح وا�ستنتج في أي الفجوات من طبق التفاعالت حدث تفاعل كيميائي؟ وأي الفلزات تفاعل مع أكبر عدد من المحاليل؟ وأي الفلزات تفاعل مع أقل عدد من المحاليل؟ وأي الفلزات أكﺜر ً نشاطا؟ نشاطا التي تفاعلت مع أكبر عدد من المحاليل ،وأقل الفلزات ً .2رتب أكﺜر الفلزات ً نشاطا التي تفاعلت مع أقل عدد من المحاليل. ً رتب الفلزات األربعة من األكﺜر ً نشاطا. نشاطا إلى األقل .3طبق اكتب معادلة كيميائية لكل تفاعل إحالل حدث في طبق التفاعالت الكيميائية. .4الكيمياء في واقع الحياة في أي ﻇرف من الظروف يكون من المهم معرفة نشاﻁ سلسلة من العناصر. 410الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 8 ت�ستخدم مع ال�سفحة 310من كتاب الطالب مختبر الكيمياء .1تحليل الخطاأ كي�ف يمكن�ك مقارن�ة ما ج�اء في إجابتك عن الس�ﺆال رقم 2بسلس�لة النش�اﻁ في الش�كل 4-13؟ وما وجه االختالف بينهما؟ ال�ستق�ساء �سمم تجربة ض�ع ﺛالﺛة أس�ﺌلة تبدأ بالعبارة" :ماذا ل�و...؟" ،وتتعلق بهذا المختبر ،ويمكن أن تﺆﺛر ف�ي نتائﺞ التجربة ،ﺛم صمم تجربة الختبار سﺆال واحد منها. الوحدة : 8التفاعالت الكيميائية Chemical Reactions 411 جداول مرجعية جداول مرجعية يدل لون صندوﻕ كل عنﴫ عﲆ ما .الفلزا ًّفلزا أو شبه فلز أو ا ًّإذا كان ا Darmstadtium Roentgenium 110 111 Copernicium 112 Nihonium 113 Flerovium 114 Moscovium 115 Livermorium 116 Tennessine 117 Oganesson 118 Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og (269) (272) (277) (278) (289) (288) (298) (293) (294) دليل التجارب العملية 412 جداول مرجعية سائل صلب ُمصنّع حالة اﳌادة الرم�وز الﺜالﺛ�ة العلي�ا ت�دل ع�ﲆ حالة العن�ﴫ ﰲ درجة ح�رارة الغرف�ة ،بينﲈ يدل الرمز الرابع عﲆ العناﴏ اﳌصنّعة. العنﴫ العدد الذري الرمز الكتلة الذرية اﳌتوسطة عمرا للعنﴫ. الرقم اﳌحاﻁ بقوسﲔ هو العدد الكتﲇ للنظﲑ األطول ً جداول مرجعية غاز العن�اﴏ ﰲ كل عم�ود تس�مى ﳎموعة ،وﳍ�ا خواﺹ كيميائية متشاﲠة. صف�وف العن�اﴏ األفقية تس�مى دورات .ي�زداد الع�دد ال�ذري من اليسار إﱃ اليمﲔ ﰲ كل دورة. ﺳﻠﺴﻠة الﻼﻧﺜﺎﻧيدات يدل السهم عﲆ اﳌكان الذي ﳚب ﺳﻠﺴﻠة اﻷﻛﺘنيدات أن توضع فيه هذه العناﴏ ﰲ اﳉدول .لقد تم نقلها إﱃ أسفل توفﲑا للمكان. اﳉدول ً دليل التجارب العملية 413