‫‪٣-٣‬‬
‫حلقة(دورة) بورن‪-‬هابر‬
‫األستاذ‪ :‬يعقوب السعدي‬
‫‪y.chemistry11‬‬
‫أهداف التعلم‬
‫‪ ٣-٦‬يرسم حلقة طاقة بسيطة أو حلقة بورن‪-‬هابر للمواد الصلبة األيونية (والتي تقتصر على الكاتيونات‬
‫‪ +1‬و ‪ +2‬واألنيونات ‪ -1‬و ‪ )-2‬ويستخدمها‪.‬‬
‫ يصف كيف يمكن تحديد قيمة طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬‫ يفسر حلقات بورن‪-‬هابر للمواد األيونية الصلبة (والتي تقتصر على الكاتيونات ‪ +1‬و ‪ + 2‬واألنيونات ‪ -1‬و ‪.) -2‬‬‫ينشئ حلقات بورن‪-‬هابر للمواد األيونية الصلبة (والتي تقتصر على الكاتيونات ‪ +2‬و ‪ +1‬واألنيونات ‪ -1‬و ‪.)-2‬‬‫ّد‬
‫‪O‬‬
‫يح د التغيرات في المحتوى الحراري الالزمة لتحديد قيمة ‪ H1‬ويسميها‪.‬‬‫يكتب معادالت لتمثيل الخطوات الموجودة في حلقة بورن‪-‬هابر‪.‬‬‫ّس‬
‫يف ر مخطط مستوى الطاقة الذي يمثل حلقة بورن‪-‬هابر لمادة أيونية صلبة (والتي تقتصر على الكاتيونات ‪+1‬‬‫أو ‪ +2‬واألنيونات ‪ -1‬أو ‪.) -2‬‬
‫ينشئ مخطط مستوى الطاقة الذي يمثل حلقة بورن‪-‬هابر لمادة أيونية صلبة (والتي تقتصر على الكاتيونات‬‫‪ +1‬أو ‪ +2‬واألنيونات ‪ -1‬أو ‪.) +2‬‬
‫‪ ٣-٧‬يجري حسابات تتضمن حلقات الطاقة الواردة في الهدف ‪. ٣-٦‬‬
‫يحسب قيمة ‪. H1O‬‬‫‪-‬يحسب قيمة الطاقة لشبكة بلورية باستخدام حلقة بورن‪-‬هابر‪.‬‬
‫أهداف التعلم‬
‫‪ ٣-٨‬يشرح نوعًي ا‪ ،‬تأثير نصف القطر األيوني والشحنة األيونية على مقدار طاقة الشبكة البلورية‬
‫والمحتوى الحراري للتمّي ه‪.‬‬
‫يذكر العوامل التي تؤثر على قيمة طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬‫‪-‬يشرح العوامل التي تؤثر على قيمة طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬
‫كيف يمكن قياس طاقة الشبكة البلورية؟‬
‫يستخدم قانون هس ومخططات الطاقة(درست ذلك في الصف الحادي عشر) وذلك بمعرفة كل من‪-:‬‬
‫‪ -‬التغير في المحتوى الحراري القياسي لتكوين المركب ‪. H fO‬‬
‫‪ -‬التغيرات في المحتوى الحراري التي تتضمن تحّو ل العناصر من حاالتها القياسية إلى أيوناتها الغازية ‪. H1O‬‬
‫من الشكل‪-:‬‬
‫مثال ‪١‬‬
‫استخدم حلقة الطاقة في الشكل لحساب طاقة الشبكة البلورية لفلوريد الليثيوم ‪.LiF‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫الحل‬
‫إليجاد ‪H1‬‬
‫‪O‬‬
‫‪ -١‬تذرير ‪ Li‬وتحويله إلى )‪Li(g‬‬
‫‪= -617kJ/mol‬‬
‫‪ -٢‬نحول )‪ Li(g‬إلى أيون ‪Li +‬‬
‫طاقة التأين‬
‫‪ -٣‬تذرير )‪ 21 F2(g‬إلى ذرة )‪ F(g‬غازية‬
‫‪ -٤‬نحول ذرات ‪ F‬الغازية )‪ F(g‬إلى أيون ‪F-‬‬
‫األلفة اإللكترونية‬
‫مثال ‪١‬‬
‫استخدم حلقة الطاقة في الشكل لحساب طاقة الشبكة البلورية لفلوريد الليثيوم ‪.LiF‬‬
‫الحل‬
‫إليجاد ‪H1‬‬
‫‪O‬‬
‫نجمع المعادالت والطاقات للحصول على ‪H1O‬‬
‫‪= -617kJ/mol‬‬
‫‪H1O = +432 kJ/mol‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫سؤال ‪٤‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫سؤال ‪٤‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫تابع مثال ‪١‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫حلقة بورن هابر كمخطط مستوى طاقة‬
‫الحل‬
‫ولرسم حلقة بورن‪-‬هابر لفلوريد الليثيوم‪ ،‬قم بما يلي‪:‬‬
‫ بوضع العناصر في حاالتها القياسية على الطرف األيسر للمخطط‪.‬‬‫‪= -617kJ/mol‬‬
‫‪ -‬أضف التغيرات األخرى في المحتوى الحراري وفق ترتيب الخطوات‪.‬‬
‫ أكمل المخطط بإضافة التغير في المحتوى الحراري للتكوين وطاقة‬‫الشبكة البلورية في الخطوة األخيرة‪.‬‬
‫*األسهم المتجهة إلى األعلى ازدياًد ا في الطاقة ( تكون قيم ‪H O‬‬
‫موجبة)‪.‬‬
‫*األسهم المتجهة إلى األسفل تناقًص ا في الطاقة (تكون قيم‪H O‬‬
‫سالبة)‪.‬‬
‫تابع مثال ‪١‬‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫حلقة بورن هابر كمخطط مستوى طاقة‬
‫‪ -١‬تذرير ‪ Li‬وتحويله إلى )‪Li(g‬‬
‫‪= -617kJ/mol‬‬
‫‪ -٢‬نحول )‪ Li(g‬إلى أيون ‪Li‬‬
‫‪+‬‬
‫‪2‬‬
‫طاقة التأين‬
‫‪1‬‬
‫‪ -٣‬تذرير )‪ 12 F2(g‬إلى أيون )‪F(g‬‬
‫‪ -٤‬نحول ذرات ‪ F‬الغازية )‪ F(g‬إلى أيون ‪F‬‬
‫‪-‬‬
‫األلفة اإللكترونية‬
‫سؤال ‪٥‬‬
‫ص ‪١١٨‬‬
‫مخطط مستوى طاقة بورن هابر لكلوريد الماغنيسيوم‬
‫الحل‬
‫ص ‪١١٧‬‬
‫سؤال ‪٦‬‬
‫ص ‪١٢٠‬‬
‫سؤال ‪٧‬‬
‫ص ‪١٢٠‬‬
‫العوامل المؤثرة في قيمة طاقة الشبكة البلورية‬
‫ تنتج طاقة الشبكة البلورية بسبب قوى التجاذب الكهروستاتيكية بين األيونات الموجبة والسالبة أثناء تكوين الشبكة البلورية‪.‬‬‫حجم هذه األيونات وشحناتها تؤثر على قيمة طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬
‫* حجم األيونات وطاقة الشبكة البلورية‪-:‬‬
‫ بزيادة حجم األيونات(الموجبة‪ ،‬كاتيونات‪ -‬السالبة‪ ،‬أنيونات) تقل كثافة الشحنة النووية (ألنها ستنتشر على مساحة أكبر)‬‫وبالتالي تقل قوة التجاذب فتقل طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬
‫مثال‪ -:‬قارن بين طاقتي الشبكة البلورية بين كلوريد السيزيوم ‪ CsCl‬و كلوريد الليثيوم ‪.LiCl‬‬
‫‪CsCl‬‬
‫‪LiCl‬‬
‫نفس األنيون‬
‫حجم السيزيوم أكبر من الليثيوم‪ ،‬ستكون قوى‬
‫التجاذب بين الكلور والسيزيوم منخفضة لذلك‬
‫ستكون طاقة الشبكة البلورية لكلوريد السيزيوم أقل‬
‫من طاقة الشبكة البلورية لكلوريد الليثيوم‪.‬‬
‫العوامل المؤثرة في قيمة طاقة الشبكة البلورية‬
‫* شحنة األيونات وطاقة الشبكة البلورية‪-:‬‬
‫نفس الكاتيون‬
‫‪ -‬بزيادة شحنة األيون تزيد طاقة الشبكة البلورية‪.‬‬
‫ألن األيونات التي شحنات(موجبة‬
‫وسالبة) التي تحمل شحنات‬
‫ثنائية(مثًال ) تجذب بعضها البعض‬
‫بصورة أكبر من األيونات التي تحمل‬
‫شحنة أحادية‪ ،‬وكلما زادت الشحنات‬
‫التي يحملها األيونات زادت قوة‬
‫الجذب بينها وبالتالي تزيد طاقة‬
‫الشبكة البلورية‪.‬‬
‫نفس‬
‫الحجم‬
‫حجم أيونات الهاليدات يزيد من األعلى إلى‬
‫األسفل وبالتالي كثافة الشحنة النووية‬
‫تقل(ألنها تنشر على حجم أكبر) فتقل قوى‬
‫الجذب الكهروستاتيكية وبالتالي تقل طاقة‬
‫الشبكة البلورية‪.‬‬
‫في ‪ LiF‬و ‪MgO‬‬
‫نفس‬
‫الحجم‬
‫األنيون‪ F -‬و ‪ O‬متساويان في الحجم‪ ،‬والكاتيون‪ Li+‬و ‪Mg‬‬
‫‪2-‬‬
‫‪2+‬‬
‫متساويان في الحجم‪ ،‬ولكن تحمل أيونات ‪ MgO‬شحنات أكبر لذلك تكون‬
‫كثافة الشحنة أكبر وبالتالي رابطة أيونية أكثر قوة وبالتالي طاقة‬
‫شبكة بلورية أكبر‪.‬‬
‫سؤال ‪8‬‬
‫ص ‪122‬‬
‫ًا‬
‫شكر لكم‬
‫األستاذ‪ :‬يعقوب السعدي‬
‫‪y.chemistry11‬‬