كتاب كيمياء 10 2020

‫الكيمياء‬ ‫ال�صف العا�شر ‪ -‬كتاب الطالب‬ ‫الف�صل الدرا�سي ا ألول‬ ‫‪10‬‬ ‫فريـق التأليـف‬ ‫موسى عطا الله الطراونـة (رئي ًسا)‬ ‫تيســـر عبـــد المالـــك الصبيحـــات‬ ‫بــــال فــــارس محمــــود‬ ‫عبـــد الله نايـــف دواغـــرة‬ ‫حـــــازم محمــــد أحمــــد‬ ‫روناهي «محمد صالح» الكردي (منس ًقا)‬ ‫إضافة إلى جهود فريق التأليف‪ ،‬فقد جاء هذا الكتاب ثمرة جهود وطنية مشتركة من لجان مراجعة وتقييم علمية وتربوية ولغوية‪ ،‬ومجموعات‬ ‫ُمر َّكزة من المع ِّلمين والمشرفين التربويين‪ ،‬وملاحظات مجتمعية من وسائل التواصل الاجتماعي‪ ،‬وإسهامات أساسية دقيقة من اللجنة الاستشارية‬ ‫والمجلس التنفيذي والمجلس الأعلى في المركز‪ ،‬ومجلس التربية والتعليم ولجانه المتخ ِّصصة‪.‬‬ ‫الناشر‬ ‫المركز الوطني لتطوير المناهج‬ ‫يسر المركز الوطني لتطوير المناهج‪ ،‬ووزارة التربية والتعليم ‪ -‬إدارة المناهج والكتب المدرسية‪ ،‬استقبال آرائكم وملحوظاتكم على هذا الكتاب‬ ‫عن طريق العناوين الآتية‪ :‬هاتف‪ ،4617304/5-8 :‬فاكس‪ ،4637569 :‬ص‪ .‬ب‪ ،1930 :‬الرمز البريدي‪،11118 :‬‬ ‫أو بوساطة البريد الإلكتروني‪[email protected] :‬‬

‫ بنـا ًء على قـرار المجلس الأعلى‬،‫قـ َّررت وزارة التربيـة والتعليـم تدريـس هذا الكتـاب في مدارس المملكـة الأردنية الهاشـمية جميعها‬ )2020/41( ‫ وقرار مجلـس التربيـة والتعليم رقـم‬،‫ م‬2020/6/2 ‫ تاريـخ‬،)2020/3( ‫للمركـز الوطنـي لتطويـر المناهـج في جلسـته رقـم‬ .‫ م‬2021 / 2020 ‫م بـد ًءا من العـام الـدراسي‬ 2020/6/18 ‫تاريـخ‬ © Harper Collins Publishers Limited 2020. - Prepared Originally in English for the National Center for Curriculum Development. Amman - Jordan - Translated to Arabic, adapted, customised and published by the National Center for Curriculum Development. Amman - Jordan ISBN: 978 - 9923 - 41 - 051 - 6 ‫المملكة الأردنية الهاشمية‬ ‫رقم الإيداع لدى دائرة المكتبة الوطنية‬ )2020/8/2979( 373,19 ‫ المركز الوطني لتطوير المناهج‬.‫الأردن‬ 2020 ،‫ المركز‬:‫ عمان‬-.‫ المركز الوطني لتطوير المناهج‬/)‫ كتاب الطالب (الصف العاشر‬:‫الكيمياء‬ .‫) ص‬90(1‫ج‬ 2020/8/2979 :.‫إ‬.‫ر‬ /‫المناهج‬//‫التعليم الاعدادي‬//‫العلوم الطبيعية‬//‫الكيمياء‬/ :‫الواصفات‬ .‫يتحمل المؤلف كامل المسؤولية القانونية عن محتوى مصنفه ولا يع ّبر هذا المصنف عن رأي دائرة المكتبية الوطنية‬ All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, sorted in retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise , without the prior written permission of the publisher or a license permitting restricted copying in the United Kingdom issued by the Copyright Lecensing Agency Ltd, Barnard›s Inn, 86 Fetter Lane, London, EC4A 1EN. British Library Cataloguing -in- Publication Data A catalogue record for this publication is available from the Library. ‫ م‬2020 - ‫ هـ‬1441 )‫الطبعة الأولى (التجريبية‬

‫الصفحــةُ‬ ‫قائم ُة المحتويا ِت‬ ‫‪....................................................................................................................................................................................................................................................‬الموضو ُع‬ ‫‪.....................................................................................................................................................................................................................................................................................‬المقدم ُة ‪5‬‬ ‫الوحدةُ الأولى‪ :‬بِنيةُ الذ َّر ِة ‪...............................................................................................................‬وتركيبُها ‪7‬‬ ‫‪...................................................................................................................................................................................‬تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬الطي ُف الذ ِّر ُّي ‪9‬‬ ‫‪................................................................................................................................................‬الدر ُس الأو ُل‪ :‬نظري ُة بور لذ َّر ِة الهيدروجي ِن ‪10‬‬ ‫‪.................................................................................................................................‬الدر ُس الثاني‪ :‬النموذ ُج الميكانيك ُّي الموج ُّي للذ َّر ِة ‪20‬‬ ‫‪.........................................................................................................................................................‬الإثرا ُء والتوس ُع‪ :‬الخلايا الكهروضوئي ُة ‪26‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................................................................‬مراجع ُة الوحد ِة ‪27‬‬ ‫الوحدةُ الثانيةُ‪ :‬التوزي ُع الإلكترون ُّي والدوريةُ ‪29........................................................................................‬‬ ‫‪............................................................................................................................................‬تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬نمذج ُة التوزي ِع الإلكترون ِّي ‪31‬‬ ‫‪................................................................................................................................................‬الدر ُس الأو ُل‪ :‬التوزي ُع الإلكترون ُّي للذ ّرا ِت ‪32‬‬ ‫‪................................................................................................................................................‬الدر ُس الثاني‪ :‬الخصائ ُص الدوري ُة للعناص ِر ‪44‬‬ ‫‪.....................................................................................................................................................................‬الإثرا ُء والتوس ُع‪ِ :‬مْه ُر ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة ‪55‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................................................................‬مراجع ُة الوحد ِة ‪56‬‬

‫الوحدةُ الثالثةُ‪ :‬ال ُمر َّكبا ُت والروابطُ الكيميائيةُ ‪59........................................................................................‬‬ ‫‪.................................................................................................................................‬تجرب ٌة استهلالي ٌة‪ :‬الرواب ُط في ال ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة ‪62‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................‬الدر ُس الأو ُل‪ :‬الرواب ُط الكيميائي ُة وأنوا ُعها ‪61‬‬ ‫‪..................................................................................................................‬الدر ُس الثاني‪ :‬الصي ُغ الكيميائي ُة وخصائ ُص ال ُمر َّكبا ِت ‪70‬‬ ‫‪............................................................................................................................................................................................‬الإثرا ُء والتوس ُع‪ :‬السبائ ُك ‪82‬‬ ‫‪.......................................................................................................................................................................................................................‬مراجع ُة الوحد ِة ‪83‬‬ ‫‪...............................................................................................................................................................................................................................................‬مسر ُد المصطلحا ِت ‪86‬‬ ‫‪................................................................................................................................................................................................................................................................‬قائم ُة المراج ِع ‪89‬‬

‫بسم الله الرحمن الرحيم‬ ‫المقدمة‬ ‫انطلا ًقا من إيمان المملكة الأردنية الهاشمية الراسخ بأهمية تنمية قدرات الإنسان الأردني‪،‬‬ ‫وتسليحه بالعلم والمعرفة؛ سعى المركز الوطني لتطوير المناهج‪ ،‬بالتعاون مع وزارة التربية والتعليم‪،‬‬ ‫إلى تحديث المناهج الدراسية وتطويرها‪ ،‬لتكون معينًا للطلبة على الارتقاء بمستواهم المعرفي‪ ،‬ومجاراة‬ ‫أقرانهم في الدول المتقدمة‪.‬‬ ‫ُي َع ُّد هذا الكتاب واح ًدا من سلسلة كتب المباحث العلمية التي ُت ْعنى بتنمية المفاهيم العلمية‪،‬‬ ‫ومهارات التفكير و َح ِّل المشكلات‪ ،‬ودمج المفاهيم الحياتية والمفاهيم العابرة للمواد الدراسية‪،‬‬ ‫والإفادة من الخبرات الوطنية في عمليات الإعداد والتأليف وفق أفضل الطرائق ال ُم َّت َبعة عالم ًّيا؛ لضمان‬ ‫انسجامها مع القيم الوطنية الراسخة‪ ،‬وتلبيتها لحاجات أبنائنا الطلبة والمع ِّلمين‪.‬‬ ‫جاء هذا الكتاب ُم ِّق ًقا لمضامين الإطار العام والإطار الخاص للعلوم‪ ،‬ومعاييرها‪ ،‬و ُمؤ ِّشات‬ ‫أدائها ال ُمتم ِّثلة في إعداد جيل محيط بمهارات القرن الواحد والعشرين‪ ،‬وقادر على مواجهة التحديات‪،‬‬ ‫و ُمع َت ٍّز ‪ -‬في الوقت نفسه‪ -‬بانتمائه الوطني‪ .‬وتأسي ًسا على ذلك‪ ،‬فقد اع ُت ِمدت دورة التع ُّلم الخماسية‬ ‫المنبثقة من النظرية البنائية التي تمنح الطالب الدور الأكبر في العملية التع ُّلمية التعليمية‪ ،‬و ُتو ِّفر له‬ ‫فر ًصا عديد ًة للاستقصاء‪ ،‬و َح ِّل المشكلات‪ ،‬والبحث‪ ،‬واستخدام التكنولوجيا وعمليات العلم‪،‬‬ ‫فض ًل عن اعتماد منحى ‪ STEAM‬في التعليم الذي ُيستع َمل لدمج العلوم والتكنولوجيا والهندسة‬ ‫والفن والعلوم الإنسانية والرياضيات في أنشطة الكتاب المتنوعة‪ ،‬وفي قضايا البحث‪.‬‬ ‫يتأ َّلف الكتاب من ثلاث وحدات دراسية‪ ،‬هي‪ :‬بنية الذ َّرة وتركيبها‪ ،‬والتوزيع الإلكتروني‬ ‫والدورية‪ ،‬وال ُمر َّكبات والروابط الكيميائية‪.‬‬ ‫ُأل ِح َق بكتاب الكيمياء كتا ٌب للأنشطة والتجارب العملية‪ ،‬يحتوي على جميع التجارب والأنشطة‬ ‫الواردة في كتاب الطالب؛ لتساعده على تنفيذها بسهولة‪ ،‬وذلك اعتما ًدا على منحنى ‪ STEAM‬في‬ ‫بعضها‪ ،‬بد ًءا بعرض الأساس النظري لكل تجربة‪ ،‬وبيان خطوات العمل وإرشادات السلامة‪،‬‬

‫وانتها ًء بأسئلة التحليل والاستنتاج‪ .‬تض َّمن الكتاب أي ًضا أسئلة تحاكي أسئلة الاختبارات الدولية؛‬ ‫ُب ْغ َي َة تعزيز فهم الطالب لموضوعات المادة‪ ،‬وتنمية التفكير الناقد لديه‪.‬‬ ‫ونحن إذ ُنق ِّدم الطبعة الأولى (التجريبية) من هذا الكتاب‪ ،‬فإ ّنا نأمل أ ْن ُيس ِهم في تحقيق الأهداف‬ ‫والغايات النهائية لبناء شخصية ال ُمتع ِّلم‪ ،‬وتنمية اتجاهات ُح ِّب التع ُّلم ومهارات التع ُّلم المستمر‪،‬‬ ‫فض ًل عن تحسين الكتاب؛ بإضافة الجديد إلى المحتوى‪ ،‬والأخذ بملاحظات المع ِّلمين‪ ،‬وإثراء أنشطته‬ ‫المتنوعة‪.‬‬ ‫والله ولي التوفيق‬ ‫المركز الوطني لتطوير المناهج‬

‫بِنيةُ الذ َّر ِة وتركيبُها‬ ‫الوحد ُة‬ ‫‪The Structure and Composition of The Atom‬‬ ‫‪1‬‬ ‫أتأ َّم ُل الصور َة‬ ‫تدو ُر الإلكترونا ُت حو َل النوا ِة في مستويا ٍت ُمح َّدد ٍة م َن الطاق ِة‪ ،‬فما طاق ُة هذ ِه المستويا ِت؟‬ ‫ما دلائ ُل انتقا ِل الإلكترو ِن بي َن المستويا ِت ال ُمختلِف ِة للطاق ِة في الذ َّر ِة؟‬ ‫‪7‬‬

‫الفكرةُ العامةُ‪:‬‬ ‫ُي َع ُّد تط ُّو ُر العلو ِم وأدوا ُت البح ِث العلم ِّي الأسا َس‬ ‫الذي أسه َم في تطوي ِر النظريا ِت التي ف َّس َر ْت بِني َة‬ ‫الذ َّر ِة‪،‬وساع َدعلىتع ُّر ِفتركيبِهاوخصائ ِصها‪.‬‬ ‫الدر ُس الأو ُل‪ :‬نظري ُة بور لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪ :‬ينبع ُث الضو ُء م ْن ذ ّرا ِت العناص ِر‬ ‫بتر ُّددا ٍت ُمع َّين ٍة اعتما ًدا على تركيبِها وبِنيتِها‪.‬‬ ‫الدر ُس الثاني‪ :‬النموذ ُج الميكانيك ُّي الموج ُّي‬ ‫للذ َّر ِة‪.‬‬ ‫الفكر ُةالرئيس ُة‪ُ :‬يم ِك ُنوص ُفوجـو ِدالإلكتـرو ِن‬ ‫حو َل النوا ِة‪ ،‬وطاقتِ ِه‪ ،‬وشك ِل ال َفل ِك في ِه باستخدا ِم‬ ‫أعدا ِد ال َك ِّم‪.‬‬ ‫‪8‬‬

‫تجرب ٌةاستهلالي ٌة‬ ‫الطي ُف الذ ِّر ُّي‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪ :‬شاش ٌة أ ْو ورق ُة كرتو ٍن بيضا ُء‪ ،‬منشو ٌر زجاج ٌّي‪ ،‬حاج ُز كرتو ٍن ُمق ًّوى‪ ،‬أنبو ُب تفري ٍغ‬ ‫(الصوديو ُم‪ ،‬الهيدروجي ُن‪ ،‬النيو ُن)‪ ،‬مصبا ٌح ضوئ ٌّي‪ ،‬مل ُّف رموكورف‪ ،‬مصد ٌر كهربائ ٌّي‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪ :‬الحذ ُر عن َد استعما ِل مل ِّف رموكورف؛ فه َو ذو فولتي ٍة عالي ٍة ج ًّدا‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫‪ 1‬أعم ُل َش ًّقا مستطي ًل رفي ًعا في حاج ِز الكرتو ِن‪ ،‬طو ُل ُه ‪ 2‬سم‪.‬‬ ‫‪ 2‬أض ُع الشاش َة البيضا َء على مساف ٍة مناسب ٍة م ْن َش ِّق حاج ِز الكرتو ِن بحي ُث تكو ُن ُمقابِل ًة ل ُه‪ ،‬ث َّم أض ُع‬ ‫المنشو َر الزجاج َّي في منتص ِف المساف ِة بينَ ُهما‪.‬‬ ‫‪ُ 3‬أضي ُء المصبا َح‪ ،‬ث َّم أض ُع ُه خل َف حاج ِز الكرتو ِن على نح ٍو يسم ُح لحزم ٍة ضوئي ٍة ض ِّيق ٍة بالمرو ِر خلا َل ال َّش ِّق‪.‬‬ ‫‪ُ 4‬ألا ِح ُظ‪ُ :‬أح ِّر ُك المنشو َر الزجاج َّي لتعدي ِل زاوي ِة سقو ِط الضو ِء عل ْي ِه ح ّتى يتج َّم َع الضو ُء الصاد ُر م َن‬ ‫المنشو ِر على الشاش ِة البيضا ِء‪.‬‬ ‫‪ُ 5‬ألا ِح ُظ‪ :‬أض ُع أنبو َب التفري ِغ الذي يحوي غا َز الهيدروجي ِن مح َّل المصبا ِح الضو ِئ ِّي‪ ،‬ث َّم ُأك ِّر ُر الخطوا ِت‬ ‫السابق َة باستعما ِل مل ِّف رموكورف‪.‬‬ ‫حاج ٌز كرتون ٌّي‬ ‫شاش ٌة بيضا ُء‬ ‫مل ُّف رموكورف‬ ‫منشو ٌر‬ ‫خطو ُط الطي ِف‬ ‫أنبو ُب تفري ٍغ‬ ‫زجاج ٌّي‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫‪ - 1‬كي َف يظه ُر الضو ُء الصاد ُر ع ِن المصبا ِح على الشاش ِة البيضا ِء؟ َأ ِص ُف ذل َك‪.‬‬ ‫‪َ - 2‬أ ِص ُف الضو َء الصاد َر ع ْن أنبو ِب التفري ِغ‪.‬‬ ‫‪ -3‬ما الفر ُق بي َن ألوا ِن الضو ِء الصادر ِة في كلتا الحالت ْي ِن؟‬ ‫‪9‬‬

‫نظري ُة بور لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‬ ‫الدر ُس ‪1‬‬ ‫‪The Bohr Theory of the Hydrogen Atom‬‬ ‫الضو ُء مصد ُر معلوما ٍت ع ِن الذ َّر ِة‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪:‬‬ ‫‪Light Provides Information About The Atom‬‬ ‫ينبع ُث الضو ُء م ْن ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‬ ‫المثار ِة في صور ِة وحدا ٍت م َن الطاق ِة‬ ‫ُي َع ُّد الضو ُء المصد َر الرئي َس للمعلوما ِت التي استن َد ْت إل ْيها‬ ‫(وحدا ُت ال َك ِّم) ُتس ّمى الفوتونا ِت‪.‬‬ ‫النظريا ُت الحديث ُة في تفسي ِر بِني ِة الذ َّر ِة وتركيبِها‪ .‬فق ْد لاح َظ العلما ُء‬ ‫فـي أواخـ ِر القر ِن التاس َع عش َر انبعا َث الضو ِء م ْن بـع ِض العناص ِر‬ ‫نتاجا ُت التع ُّل ِم‪:‬‬ ‫عن َد تسخينِها؛ ما دف َع ُه ْم إلى دراس ِة الضو ِء وتحلي ِل ِه‪ ،‬وتو َّصلوا إلى‬ ‫ارتبا ِط سلو ِك العنص ِر بالتوزي ِع الإلكترون ِّي‪ .‬وق ِد استن َد نيلز بور إلى‬ ‫أستكش ُف الذ َّر َة‪ ،‬ومراح َل تط ُّو ِرها‪.‬‬ ‫نتائ ِج هذ ِه الدراسا ِت في بنا ِء نموذ ِج ِه ال َك ِّم ِّي لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫المفاهي ُم والمصطلحا ُت‪:‬‬ ‫لتع ُّر ِف نموذ ِج بور‪ ،‬يج ُب أو ًّل تع ُّر ُف الضو ِء وخصائ ِص ِه‪ ،‬أ ْو ما‬ ‫الطي ُف الكهرومغناطيس ُّي‬ ‫ُيس ّمى الطي َف الكهرومغناطيس َّي‪.‬‬ ‫‪.Electromagnetic Spectrum‬‬ ‫الطي ُفالمتص ُل ‪.Continuous Spectrum‬‬ ‫الطي ُف الكهرومغناطيس ُّي ‪Electromagnetic Spectrum‬‬ ‫ينتش ُر الضو ُء في الفرا ِغ بسرع ٍة ثابت ٍة على شك ِل أموا ٍج ُيم ِك ُن‬ ‫الطي ُف المرئ ُّي ‪.Visible Spectrum‬‬ ‫وص ُفها ع ْن طري ِق أطوالِها الموجي ِة وتر ُّد ِدها؛ إ ْذ تتفاو ُت هذ ِه الأطوا ُل‬ ‫الطي ُف غي ُر المرئ ِّي ‪.Invisible Spectrum‬‬ ‫الموجيـ ُة تفا ُوتـًا كبي ًرا‪ ،‬فبع ُضها يتناهى في الصغ ِر مث ُل أشعـ ِة غاما‪،‬‬ ‫ويقا ُس بالأجزا ِء م َن المت ِر (النانومت ُر)‪ ،‬وبع ٌض آخ ُر أطوا ُلـ ُه كبير ٌة‪،‬‬ ‫طو ُل الموج ِة ‪.Wavelength‬‬ ‫وهـ َو يقا ُس بالأمتا ِر أ ِو مئا ِت الأمتا ِر مث ُل أموا ِج الراديـو والتـلفا ِز‪.‬‬ ‫ُيط َل ُق على الضو ِء‪ -‬في جمي ِع أطوالِ ِه الموجي ِة وتر ُّدداتِ ِه‪ -‬اس ُم الطي ِف‬ ‫التر ُّد ُد ‪.Frequency‬‬ ‫الكهرومغناطيس ِّي ‪ .Electromagnetic Spectrum‬والشك ُل (‪ُ )1‬يب ِّي ُن‬ ‫الذ َّر ُة المثار ُة ‪.Exited Atom‬‬ ‫الأطوا َل الموجي َة والتر ُّددا ِت ال ُمخت ِلف َة للطي ِف الكهرومغناطيس ِّي‪.‬‬ ‫ال َك ُّم ‪.Quantum‬‬ ‫اﻟﻀﻮ ُء اﻟﻤﺮﺋ ﱡﻲ‬ ‫الفوتو ُن ‪.Photon‬‬ ‫الطي ُف الخ ِّط ُّي ‪.Line Spectrum‬‬ ‫ﻧﯿﻠ ﱞﻲ ﺑﻨﻔﺴﺠ ﱞﻲ‬ ‫ﺑﺮﺗﻘﺎﻟ ﱞﻲ أﺻﻔ ُﺮ أﺧﻀ ُﺮ أزر ُق‬ ‫أﺣﻤ ُﺮ‬ ‫طي ُف الانبعا ِث الخ ِّط ُّي‬ ‫‪350 nm‬‬ ‫‪500 nm‬‬ ‫‪600 nm‬‬ ‫‪.Line Emission Spectrum‬‬ ‫‪800 nm‬‬ ‫الطي ُف الذ ِّر ُّي ‪.Atomic Spectrum‬‬ ‫مستوى الطاق ِة ‪.Energy Level‬‬ ‫‪ X rays‬ﻏﺎﻣﺎ‬ ‫‪Ultraviolet Infrared‬‬ ‫‪Microwaves Radio waves‬‬ ‫الشك ُل(‪:)1‬الطي ُف‬ ‫الكهرومغناطيس ُّي‪.‬‬ ‫‪1 pm 10 pm 0.1 nm 1 nm 10 nm 0.1 Pm‬‬ ‫‪1 pm 10 Pm 0.1 mm 1 mm 10 mm 0.1 m 1 m‬‬ ‫‪10 m 0.1 km 1 km 10 km‬‬ ‫‪10‬‬ ‫طﻮ ُل اﻟﻤﻮﺟ ِﺔ‬ ‫‪1019 Hz 1018 Hz 1017 Hz 1016 Hz 1015 Hz 1014 Hz 1013 Hz 1012 Hz 1011 Hz 1010 Hz 109 Hz 100 MHz 10 MHz 1 MHz 100 kHz‬‬ ‫اﻟﺘﺮ ﱡد ُد‬

‫الشك ُل(‪/2‬ب)‪:‬قو ُسالمط ِر‪.‬‬ ‫ينقس ُم الطي ُف الكهرومغناطيس ُّي إلى قسم ْي ِن‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫أ‪ -‬الطي ُف المرئ ُّي ‪ُ :Visible Spectrum‬يم ِّث ُل هذا الطي ُف الضو َء العاد َّي‬ ‫(ضو ُء الشم ِس) الذي نشاه ُد ُه في الفضا ِء‪ ،‬و ُيم ِك ُن للعي ِن تميي ُز ُه‪،‬‬ ‫وه َو م ًدى ض ِّي ٌق م َن الأطوا ِل الموجي ِة في الطي ِف الكهرومغناطيس ِّي‪،‬‬ ‫يتراو ُح بي َن ‪ 350‬نانومت ًرا َو ‪ 800‬نانومت ٍر‪ ،‬ويظه ُر عن َد تحلي ِل الضو ِء‬ ‫العاد ِّي أ ْو ضـو ِء الشم ِس خـلا َل منشو ٍر زجاج ٍّي على شك ِل حزمـ ٍة‬ ‫م َن الأشعـ ِة الملون ِة المتتابع ِة (الأطوا ُل الموجي ُة‪ ،‬والتر ُّددا ُت) م ْن‬ ‫دو ِن ظهو ِر حدو ٍد فاصل ٍة واضح ٍة ب ْينَها‪ ،‬وق ْد ُأط ِل َق على هذ ِه الحزم ِة‬ ‫اس ُم الطي ِف المتص ِل‪ ،‬أ ِو الطي ِف المستم ِّر ‪Continuous Spectrum‬‬ ‫كما في الشك ِل (‪/2‬أ)‪ .‬م َن الأمث ِل ِة على الطي ِف المرئ ِّي قو ُس المط ِر‬ ‫الذي يظه ُر في السما ِء نتيج َة تشتي ِت ح ّبا ِت المط ِر لضو ِء الشم ِس‬ ‫كما في الشك ِل (‪/2‬ب)‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الطي ُف غي ُر المرئ ِّي ‪ :Invisible Spectrum‬يشم ُل هذا الطي ُف جمي َع‬ ‫الأطوا ِل الموجي ِة التي يزي ُد طو ُلها على ‪ 800‬نانومت ٍر‪ ،‬وتق ُع تح َت‬ ‫الضو ِء الأحم ِر‪ ،‬مث َل‪ :‬أموا ِج الراديو والتلفا ِز‪ ،‬وأموا ِج الميكرووي ِف‬ ‫التي ُتستخ َد ُم في تسخي ِن الطعا ِم وطه ِي ِه‪ ،‬وتل َك التي يق ُّل طو ُلها ع ْن‬ ‫‪ 350‬نانومت ًرا‪ ،‬وتق ُع فو َق الضو ِء البنفسج ِّي‪ ،‬مث َل الأشع ِة السيني ِة التي‬ ‫يستخد ُمها الأطبا ُء في تصوي ِر أجزا ِء الجس ِم‪ ،‬مث ِل‪ :‬العظا ِم‪ ،‬وبع ِض‬ ‫أجزا ِئ ِه الداخلي ِة (التصوي ُر الملو ُن)‪.‬‬ ‫شاش ٌة بيضا ُء‬ ‫مصد ٌر ضوئ ٌّي‬ ‫حاج ٌز‬ ‫منشو ٌر زجاج ٌّي‬ ‫الشك ُل(‪/2‬أ)‪:‬الطي ُفالمستم ُّر‪.‬‬ ‫ُأف ِّس ُر سب َب تش ُّت ِت الضو ِء بع َد خرو ِج ِه م َن المنشو ِر‪.‬‬ ‫‪11‬‬

‫أجـرى العـالِما ِن مـاكس بـلانك وألبرت آينشتايـن تجار َب عديد ًة‬ ‫لدراسـ ِة الضو ِء وتع ُّر ِف طبيعتِ ِه‪ ،‬أسف َر ْت ع ْن معرف ِة الطبيع ِة المزدوج ِة‬ ‫(موجي ٌة‪-‬مادي ٌة) للضو ِء‪ ،‬وانبعاثِـ ِه م َن الذ ّرا ِت بتر ُّددا ٍت ُمح َّدد ٍة ُتس ّمى‬ ‫ال َك َّم ‪ ،Quantum‬أ ِو الفوتونا ِت ‪ Photons‬التي يحم ُل ك ٌّل منْها مقدا ًرا‬ ‫ُمح َّد ًدا مـ َن الطاقـ ِة يتناس ُب طرد ًّيـا م َع تـر ُّد ِد ِه‪ ،‬وهـ َي ُتم ِّثـ ُل الوحدا ِت‬ ‫الأساسي َة ال ُمك ِّون َة للضو ِء‪ .‬وق ْد ع َّب َر عنْها بلانك بالعلاق ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪E= hv‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫‪ :E‬طاقةُ الفوتو ِن‪.‬‬ ‫العالِ ُم ماكس بلانك‪.‬‬ ‫‪ :h‬ثاب ُت بلانك‪ ،‬ويساوي )‪.(6.63×10-34 J.s‬‬ ‫‪ :v‬تر ُّد ُد الضو ِء‪.‬‬ ‫أثبتَ ِت الدراسا ُت الفيزيائيةُ أ َّن تر ُّد َد الضو ِء يتناس ُب عكسيًّا م َع‬ ‫طو ُل موجت ِه‪ ،‬وأنَّهُ يُم ِك ُن التعبي ُر ع ْن ذل َك بالعلاق ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪c= λv‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫‪ :C‬سرعةُ الضو ِء‪ ،‬وتساوي )‪.(3×108 m\\s‬‬ ‫طو ُل الموج ِة )‪ :Wavelength (λ‬المساف ُة الفاصل ُة بي َن ِق َّمت ْي ِن متتاليت ْي ِن‪،‬‬ ‫العالِ ُم ألبرت آينشتاين‪.‬‬ ‫أ ْو قاع ْي ِن متتالي ْي ِن‪ .‬وهـ َي ُتـقا ُس بالمت ِر‪ ،‬أ ِو النانومت ِر‪ .‬والشك ُل (‪ُ )3‬يب ِّي ُن‬ ‫طو َل الموج ِة‪.‬‬ ‫الشك ُل (‪:)3‬‬ ‫طو ُل الموج ِة‪.‬‬ ‫‪12‬‬

‫الشك ُل (‪ :)4‬التر ُّد ُد‪ ،‬وعلاق ُت ُه بطو ِل الموج ِة‪.‬‬ ‫‪v = 2Hz‬‬ ‫‪v = 4Hz‬‬ ‫ُأقـا ِر ُن‪ :‬أ ُّي ُهما أكبـ ُر‪ :‬طو ُل الموجـ ِة الأولى‬ ‫أ ْم طو ُل الموجـ ِة الثاني ِة؟‬ ‫ثاني ٌة واحد ٌة‬ ‫التر ُّد ُد )‪ :Frequency (v‬عـد ُد الموجـا ِت التي تم ُّر بنقط ٍة في ثاني ٍة‪،‬‬ ‫وه َو يقا ُس بالهيرتز )‪ ،(Hz‬ويتناس ُب عكس ًّيا م َع طو ِل الموج ِة‪ .‬والشك ُل‬ ‫(‪ُ )4‬يب ِّي ُن التر ُّد َد‪ ،‬وعلاق َت ُه بطو ِل الموج ِة‪.‬‬ ‫الطي ُف الذ ِّر ُّي ‪Atomic Spectrum‬‬ ‫لاحـ َظ العلمـا ُء أ َّن ذ ّرا ِت العنص ِر تـكتس ُب طـاقـ ًة عنـ َد تسخينِهـا‪،‬‬ ‫فتصب ُح في حال ِة عد ِم استقرا ٍر‪ ،‬في ما ُيع َر ُف باس ِم الذ ّرا ِت المثار ِة‬ ‫‪ ،Exited Atoms‬وأ َّن الذ َّر َة لا تعو ُد إلى حال ِة الاستقرا ِر إ ّل بع َد ف ْق ِدها‬ ‫الطاق َة على شك ِل أموا ٍج ضوئي ٍة‪ .‬وق ْد تو َّق َع العلما ُء أ ْن يكو َن الضو ُء‬ ‫الصاد ُر ع ْن هذ ِه الذ ّرا ِت ُم َّت ِص ًل‪ .‬ولك ْن عنـ َد تحليـ ِل الضو ِء الصـاد ِر‬ ‫ع ِن الذ ّرا ِت المثـار ِة‪ ،‬مث ِل ضو ِء مصبا ِح الصوديو ِم‪ ،‬أ ْو ضـو ِء مصبا ِح‬ ‫الهيدروجي ِن‪َ ،‬تب َّي َن أ َّن ُه يظه ُر على شك ِل عد ٍد م َن الخطو ِط الملون ِة‬ ‫المتباعد ِة‪ ،‬التي يمتا ُز ك ٌّل منْها بطو ِل موج ٍة وتر ُّد ٍد خا َّص ْي ِن ب ِه‪ ،‬في ما‬ ‫ُيع َر ُف باس ِم الطي ِف المنفص ِل‪ ،‬أ ِو الطي ِف الخ ِّط ِّي ‪،Line Spectrum‬‬ ‫و ُيع َر ُف أي ًضا باس ِم طي ِف الانبعا ِث الخ ِّط ِّي ‪.Line Emission Spectrum‬‬ ‫والشك ُل (‪ُ )5‬يب ِّي ُن الطي َف الخ ِّط َّي لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫منشو ٌر زجاج ٌّي حاج ٌز‬ ‫شاش ٌة بيضا ُء‬ ‫الشك ُل (‪ :)5‬الطي ُف الخ ِّط ُّي‬ ‫ملف‬ ‫(المنفص ُل) النات ُج م ْن تحلي ِل‬ ‫رومكورف‬ ‫ضو ِء مصبا ِح الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫مصبا ُح الهيدروجي ِن‬ ‫‪486‬‬ ‫)‪556 (nm‬‬ ‫‪410 434‬‬ ‫‪13‬‬

‫عن َد تح ُّو ِل ذ ّرا ِت العنص ِر إلى ذ ّرا ٍت مثار ٍة‪ ،‬فإ َّنها تكتس ُب طاق ًة على‬ ‫شك ِل إشعاعـا ٍت ذا ِت تـر ُّددا ٍت وأطوا ٍل موجيـ ٍة ُمح َّدد ٍة‪ُ ،‬تس ّمى طيـ َف‬ ‫الامتصا ِص الخ ِّطـ َّي‪ ،‬الذي ُيم ِك ُن تع ُّر ُفـ ُه بإمـرا ِر طيـ ٍف مستم ٍّر (طيـ ُف‬ ‫الشم ِس مث ًل) خلا َل بخا ِر أح ِد العناص ِر‪ ،‬فتمت ُّص ذ ّرا ُت العنص ِر الخطو َط‬ ‫الطيفيـ َة الخاصـ َة بـها؛ ما ُيـظ ِه ُر طيـ َف الامتـصا ِص في المطيا ِف عـلى‬ ‫شك ِل خطو ٍط معتم ٍة سودا َء (مناط ُق الامتصا ِص)‪ ،‬وعنـ َد مقارنتِها بطي ِف‬ ‫الانبعا ِث للعنص ِر نف ِس ِه ُيم ِك ُن التن ُّب ُؤ بها؛ فه َي ُت ْشبِ ُه طي َف الانبعا ِث للعنص ِر‬ ‫نف ِس ِه م ْن حي ُث التر ُّددا ُت‪ ،‬والأطوا ُل الموجيـ ُة‪ ،‬ولكنَّها تكو ُن على شك ِل‬ ‫خطو ٍط معتم ٍة‪ ،‬في حي ِن تكو ُن خطو ُط طي ِف الانبعا ِث على شك ِل خطو ٍط‬ ‫مضيئـ ٍة ملون ٍة‪ .‬و ُيم ِّثـ ُل الشك ُل (‪ )6‬مقارن ًة بي َن طي ِف الامتصا ِص الخ ِّط ِّي‬ ‫وطي ِف الانبعا ِث الخ ِّط ِّي لذ ّرا ِت عنص ِر الليثيو ِم‪.‬‬ ‫ُي َع ُّد طي ُف الانبـعا ِث الخ ِّطـ ُّي ُمم ِّيـ ًزا للعنص ِر (مثـ ُل بصمـ ِة الإصب ِع‬ ‫للإنسا ِن)؛ إ ْذ أثب َت ْت دراسا ُت التحلي ِل الكيميائ ِّي (اختبا ُر الله ِب) أ َّن لك ِّل‬ ‫عنص ٍر طي ًفا خ ِّط ًّيا خا ًّصا بـ ِه ُيم ِّي ُز ُه م َن الطي ِف الخ ِّطـ ِّي لأ ِّي عنص ٍر آخـ َر‪.‬‬ ‫فللصوديـو ِم ‪ -‬مث ًل‪ -‬طي ٌف أصف ُر اللـو ِن‪ ،‬وللبوتاسيو ِم لـو ٌن بنفسج ٌّي‪،‬‬ ‫وللباريو ِم لو ٌن أخض ُر ُمص َف ٌّر‪.‬‬ ‫طي ُف الامتصا ِص الخ ِّط ُّي‬ ‫طي ُف الانبعا ِث الخ ِّط ُّي‬ ‫الشك ُل (‪ :)6‬مقارن ُة طي ِف الامتصا ِص بطي ِف الانبعا ِث الخ ِّط ِّي لذ ّرا ِت عنص ِر الليثيو ِم‪.‬‬ ‫‪14‬‬

‫لماذا يختـل ُف الطيـ ُف‬ ‫ُيـذ َك ُر أ َّن الطي َف الـذ ِّر َّي ُيستخ َد ُم على نـطا ٍق واسـ ٍع فـي التحالي ِل‬ ‫الذ ِّر ُّي م ْن عنص ٍر إلى آخ َر؟‬ ‫الكيميائيـ ِة لتـع ُّر ِف العناص ِر ال ُمك ِّونـ ِة لل ُمر َّكبـا ِت والمـوا ِّد المختلفـ ِة‪،‬‬ ‫وكذل َك في مجـا ِل التحالي ِل الطبي ِة‪ ،‬والصناعيـ ِة‪ ،‬والزراعيـ ِة‪ ،‬وغيـ ِرها‪،‬‬ ‫وه َو ُي َع ُّد الأسا َس الذي قا َم ْت عل ْي ِه نظري ُة بور لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪ُ :‬أقا ِر ُن بي َن الضو ِء الذي يظه ُر في الطي ِف المتص ِل والضو ِء‬ ‫الذي يظه ُر في الطي ِف المنفص ِل‪.‬‬ ‫التـجـربـ ُة‪1‬‬ ‫اختلا ُف طي ِف الانبعا ِث للفل ّزا ِت ال ُمخت ِلف ِة‬ ‫‪ - 4‬أُج ِّر ُب‪ ،‬أُط ِّب ُق‪ :‬أغم ُس سل َك البلاتي ِن في الما ِء ال ُمق َّط ِر‪،‬‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪ :‬كلوريـ ُد الصوديو ِم‪ ،‬كلوريـ ُد الليثيو ِم‪،‬‬ ‫ث َّم أغم ُس ُه في كلوريـ ِد الصوديو ِم ليلتق َط بع َض المل ِح‪.‬‬ ‫كلوري ُد البوتاسيو ِم‪ ،‬كلوريـ ُد الكالسيو ِم‪ ،‬كـلوريـ ُد النحا ِس (‪،)I‬‬ ‫‪ -5‬أُلا ِحـ ُظ‪ :‬أض ُع سل َك البلاتيـ ِن على الله ِب لحر ِق المل ِح‪.‬‬ ‫سل ُك بلاتي ٍن‪ ،‬محلو ُل حم ِض الهيدروكلوري ِك ال ُمخ َّف ِف‪ ،‬موق ُد‬ ‫ما لو ُن الطي ِف الذي أُشا ِه ُد ُه؟ أُ َد ِّو ُن إجابتي في جدو ٍل‪.‬‬ ‫بنسن‪ ،‬مـا ٌء ُمق َّط ٌر‪ ،‬زجاجـا ُت ساع ٍة عد ُدها (‪ ،)5‬كأ ٌس‬ ‫‪ -6‬أُط ِّب ُق الخطوا ِت السابق َة على جميـ ِع الأمـلا ِح ال ُأخرى‬ ‫التي ور َد ذك ُرها آن ًفا‪ُ ،‬م َد ِّو ًنا في الجدو ِل لو َن الطي ِف‬ ‫زجاجي ٌة‪.‬‬ ‫في ك ِّل َم َّر ٍة‪.‬‬ ‫إرشادا ُت السلام ِة‪:‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫‪ -‬اتبا ُع إرشادا ِت السلام ِة العام ِة في المختب ِر‪.‬‬ ‫‪ -‬إشعا ُل عو ِد الثِّقا ِب أ ِو الو ّلع ِة قب َل فت ِح غا ِز بنسن‪.‬‬ ‫‪ - 1‬ه ْل يختل ُف لو ُن الطي ِف م ْن فـل ٍّز إلى آخـ َر في ال ُمر َّكبـا ِت‬ ‫‪ -‬عـد ُم لم ِس حمـ ِض الهيدروكلوريـ ِك‪ ،‬أ ِو استنشا ِق بخا ِر ِه‪.‬‬ ‫السابق ِة؟‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫‪ -2‬اعتما ًدا على ألـوا ِن الطيـ ِف المرئـ ِّي‪ ،‬ما العلاقـ ُة بيـ َن‬ ‫أح ِد الأملا ِح‪.‬‬ ‫م ْن‬ ‫ساع ٍة كميَّ ًة قليـل ًة‬ ‫أض ُع في ك ِّل زجاج ِة‬ ‫‪- 1‬‬ ‫لو ِن طي ِف الفل ِّز وطاق ِت ِه؟‬ ‫مكـا ِن تنفيـ ِذ‬ ‫م ْن‬ ‫ث َّم أتر ُكـ ُه قريـ ًبا‬ ‫أُش ِعـ ُل موقـ َد بنسن‪،‬‬ ‫‪ -2‬‬ ‫‪ -3‬ما سب ُب اختـلا ِف طاقـ ِة طيـ ِف الانبعا ِث الصاد ِر ع ْن‬ ‫الإجراءا ِت‪.‬‬ ‫ذ ّرا ِت الفل ّزا ِت ال ُمختلِف ِة؟‬ ‫‪ -3‬أُج ِّر ُب‪ ،‬أُط ِّب ُق‪ :‬أغم ُس سل َك البـلاتي ِن في محلو ِل حم ِض‬ ‫الهيدروكلوريـ ِك لتنظي ِف ِه م ْن أ ِّي عوال َق‪ ،‬ثـ َّم أض ُع ُه على‬ ‫الله ِب بض َع ثوا ٍن‪.‬‬ ‫‪15‬‬

‫فرضيا ُت نظري ِة بور ‪Bohr’s Postulates Theory‬‬ ‫∞=‪0 n‬‬ ‫َتم َّك َن العالِ ُم رذرفورد م ْن وض ِع نموذ ٍج لتفسي ِر بِني ِة الذ َّر ِة‪ ،‬أشا َر‬ ‫‪-R‬‬ ‫في ِه إلى أ َّن الذ َّر َة تتك َّو ُن م ْن نوا ٍة موجب ِة الشحن ِة‪ ،‬تتر َّك ُز فيها معظ ُم كتل ِة‬ ‫‪16‬‬ ‫‪n=4‬‬ ‫الذ َّر ِة‪ ،‬وتدو ُر حو َلها الإلكترونا ُت السالب ُة في مسارا ٍت دائري ٍة؛ ما يجع ُل‬ ‫‪-R‬‬ ‫‪n=3‬‬ ‫الذ َّر َة ُمتعا ِدل َة الشحن ِة الكهربائي ِة‪.‬‬ ‫‪9‬‬ ‫أسه َم ِت القواني ُن والنظريا ُت الفيزيائي ُة في دح ِض هذا النموذ ِج؛ إ ْذ‬ ‫أفا َد ْت بوجو ِب ف ْق ِد الإلكترو ِن الطاق َة باستمرا ٍر في أثنا ِء دورانِ ِه حو َل مرك ٍز‬ ‫‪-R‬‬ ‫‪n=2‬‬ ‫مشحو ٍن؛ ما يعني أ َّن ُه يدو ُر في مسا ٍر يق ُّل نص ُف ُق ْط ِر ِه تدريج ًّيا إلى أ ْن يسق َط‬ ‫‪4‬‬ ‫في المرك ِز‪ .‬وبنا ًء على ما سب َق‪ُ ،‬يفت َر ُض أ ْن تسق َط الإلكترونا ُت في النوا ِة‪،‬‬ ‫‪-R‬الطاق ُة‬ ‫‪n=1‬‬ ‫وتته َّد َم الذ َّر ُة‪ ،‬لك َّن ذل َك لا يحد ُث حقيق ًة؛ فالذ ّرا ُت باقي ٌة لا تته َّد ُم‪.‬‬ ‫اعتم َد العالِ ُم نيلز بور على النتائ ِج التي تو َّص َل إل ْيها العالِما ِن بلانك‬ ‫الشك ُل (‪ :)7‬مسـتويا ُت الطاق ِة‬ ‫وآينشتاين‪ ،‬ودر َس ذ َّر َة الهيدروجي ِن‪ ،‬وتو َّص َل إلى نظري ٍة ُتف ِّس ُر حرك َة‬ ‫في ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫الإلكترونا ِت حو َل النوا ِة م ْن دو ِن سقو ِطها في المرك ِز‪ .‬وق ْد تض َّمنَ ْت‬ ‫أستنتـ ُج العلاقـ َة بي َن رق ِم‬ ‫نظري ُت ُه افتراض ْي ِن‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫المستوى الرئي ِس في ذ َّر ِة‬ ‫الهيدروجي ِن وفر ِق الطاق ِة‬ ‫‪ 1‬امتلا ُكالإلكترو ِنمقدا ًرا ُمح َّد ًدام َنالطاق ِةيساويطاق َةالمستوى‬ ‫الموجو ِد فيـ ِه؛ ما يشي ُر إلى وجـو ِد مستويا ٍت ِع َّد ٍة للطاق ِة ‪Energy Levels‬‬ ‫بي َن المستويا ِت‪.‬‬ ‫توج ُد فيها الإلكترونا ُت‪ ،‬و ُتـع َر ُف بـاس ِم المستويا ِت الرئيس ِة للطاقـ ِة‪،‬‬ ‫و ُير َم ُز إل ْيها بالرم ِز )‪ ،(n‬و ُتستخ َد ُم فيها الأعدا ُد )∞……‪ .(1,2,3,4‬و ُيب ِّي ُن‬ ‫الشك ُل (‪ )7‬مستويا ِت الطاق ِة في ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫ُيم ِك ُنإيجـا ُدطاق ِةالمستوىالذييـوج ُدفي ِهالإلكترو ُنباستخـدا ِم‬ ‫العلاق ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫= ‪En‬‬ ‫‪-RH‬‬ ‫‪n2‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫‪ :RH‬ثاب ُت ريد بيرغ )‪.(RH= 2.18×10-18J‬‬ ‫‪ :n‬رق ُم المستوى الذي يوج ُد في ِه الإلكترو ُن‪.‬‬ ‫‪16‬‬

‫العالِ ُم نيلز بور‪.‬‬ ‫‪ 2‬تغ ُّي ُر طاق ِة الإلكترو ِن في الذ َّر ِة عنـ َد انتقالِـ ِه م ْن مستـوى طاقـ ٍة إلى‬ ‫آخ َر‪ ،‬على النح ِو الآتي‪:‬‬ ‫‪ - a‬اكتسا ُب إلكتـرو ِن ذ َّر ِة الهيـدروجي ِن الموجـو ِد فـي المستوى‬ ‫الأو ِل مقـدا ًرا ُمحـ َّد ًدا م َن الطاقـ ِة؛ ما يسم ُح ل ُه بالانتـقا ِل مـ َن‬ ‫المستوى الذي يوج ُد في ِه إلى مستوى طاق ٍة أعلى‪.‬‬ ‫‪ - b‬انبعا ُث الضو ِء م َن الذ َّر ِة في صور ِة وحدا ٍت م َن الطاق ِة (ال َك ُّم)‬ ‫ُتس ّمى الفوتونـا ِت‪ ،‬وذلـ َك عن َد انتقا ِل الإلكترو ِن مـ ْن مستوى‬ ‫طاق ٍة أعلى إلى مستوى طاق ٍة أقـ َّل؛ ما يـؤدي إلى نشو ِء طيـ ِف‬ ‫الانبعا ِث الخ ِّط ِّي‪.‬‬ ‫وبهذا َتم َّك َنبورمـ ْنتفسي ِرالطي ِفالخ ِّط ِّيلذ َّر ِةالهيدروجي ِن؛إ ْذيـكو ُن‬ ‫فيها الإلكترو ُن ‪-‬في حال ِة الاستقرا ِر‪ -‬في مستوى الطاق ِة الأدنى )‪ ،(n=1‬ث َّم‬ ‫يقف ُز إلى مستوى طاق ٍة أعلى عن َد اكتسابِ ِه مقدا ًرا ُمح َّد ًدا م َن الطاق ِة‪ ،‬فتصب ُح‬ ‫الذ َّر ُة في حال ِة عد ِم استقرا ٍر‪ ،‬وتو َص ُف بأ َّنها ذ َّر ٌة مثار ٌة‪ ،‬ولك ْن سرعا َن ما‬ ‫يعو ُد الإلكترو ُن إلى حال ِة الاستقرا ِر م ْن جدي ٍد؛ بف ْق ِد ِه مقادي َر ُمح َّدد ًة م َن الطاق ِة‬ ‫(الفوتونا ُت) على شك ِل إشعاعا ٍت ضوئي ٍة‪ ،‬لك ٍّل منْها طو ُل موج ٍة خا ٌّص ب ِه‪.‬‬ ‫ُيم ِك ُن حسا ُب فـر ِق الطـاقـ ِة بي َن المستوي ْي ِن اللـذ ْي ِن انتـق َل بينَـ ُهما‬ ‫الإلكترو ُن باستخدا ِم المعادل ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪∆E = En2 - En1‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫= ‪( ) ( )∆E‬‬ ‫‪-RH‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪-RH‬‬ ‫‪ :n2‬المستوى الذي انتق َل إل ْي ِه الإلكترو ُن‪.‬‬ ‫‪n22‬‬ ‫‪n12‬‬ ‫‪ :n1‬المستوى الذي انتق َل م ْنهُ الإلكترو ُن‪.‬‬ ‫وبتعوي ِض طاق ِة المستوى في العلاق ِة السابق ِة‪ ،‬فإ َّن‪ :‬‬ ‫‪( )∆E = RH‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪1‬‬ ‫يُم ِك ُن إعادةُ ترتي ِب هذ ِه العلاق ِة للحصو ِل على قيم ٍة‬ ‫‪n12‬‬ ‫‪n22‬‬ ‫موجب ٍة لفر ِق الطاق ِة‪ ،‬بحي ُث تصب ُح على النح ِو الآتي‪ :‬‬ ‫حي ُث‪:‬‬ ‫‪ :n1‬مستوى الطاق ِة الأق ُّل‪.‬‬ ‫‪ :n2‬مستوى الطاق ِة الأعلى‪.‬‬ ‫‪17‬‬

‫‪nnnn ==== ∞567‬‬ ‫‪n=4‬‬ ‫الحمرا ِء‬ ‫تح َت‬ ‫‪n=3‬‬ ‫الأشع ُة‬ ‫‪n=2‬‬ ‫الشك ُل (‪:)8‬‬ ‫خطو ُط الطي ِف ال ُمنب ِعث ُة م ْن‬ ‫الطو ُل الموج ُّي‬ ‫ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫‪410‬‬ ‫‪434‬‬ ‫الطاقةُ‬ ‫‪484‬‬ ‫الأشع ُة فو َق البنفسجي ِة‬ ‫‪656‬‬ ‫‪n=1‬‬ ‫ُيب ِّي ُن الشك ُل (‪ )8‬خطو َط الطي ِف الناتج َة عن َد عود ِة الإلكترو ِن م َن‬ ‫المستوى الساد ِس إلى المستوى الأو ِل في ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪ ،‬و ُيلا َح ُظ‬ ‫أ َّن بع َض هذ ِه الخطو ِط تق ُع ضم َن الطي ِف المرئ ِّي‪ ،‬وأ َّن بع َضها الآخ َر‬ ‫يق ُع في منطق ِة الطي ِف غي ِر المرئ ِّي‪ ،‬تب ًعا لطاقتِ ِه‪ ،‬وطو ِل موجتِ ِه‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪:‬‬ ‫المثا ُل‪1‬‬ ‫‪ -1‬أح ُس ُب طاق َة ك ٍّل م َن المستوى الأو ِل‪ ،‬والثاني‪ ،‬واللانهائ ِّي (∞)‬ ‫في ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫‪ -2‬تحفي ٌز‪ :‬ما تر ُّد ُد الضو ِء ال ُمنب ِع ِث م ْن ذ َّر ِة هيدروجي َن مثار ٍة في‬ ‫المستوى الراب ِع عن َد عودتِها إلى حال ِة الاستقرا ِر؟‬ ‫أح ُس ُب طاق َة المستوى الراب ِع في ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫= ‪En‬‬ ‫‪-RH‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫‪n2‬‬ ‫ ‬ ‫‪- 2.18 ˟ 10-18‬‬ ‫ ‬ ‫‪42‬‬ ‫= ‪( )E4‬‬ ‫‪E4 = -0.136 × 10-18 J‬‬ ‫‪18‬‬

‫المثا ُل‪2‬‬ ‫أح ُس ُب طاق َة الإشعا ِع ال ُمنب ِعث َة م ْن ذ َّر ِة الهيدروجي ِن المثار ِة عن َد عود ِة الإلكترو ِن م َن‬ ‫المستوى الراب ِع إلى المستوى الأو ِل‪.‬‬ ‫‪n1=1 , n2=4‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪-‬‬ ‫)‪1‬‬ ‫‪∆E = RH ( n12‬‬ ‫‪n22‬‬ ‫( ‪∆E = 2.18 ˟ 10-18‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪1‬‬ ‫)‬ ‫‪12‬‬ ‫‪42‬‬ ‫( ‪∆E = 2.18 ˟ 10-18‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪-‬‬ ‫)‪1‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪16‬‬ ‫( ‪∆E = 2.18 ˟ 10-18‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪) = 2.04˟ 10-18 J‬‬ ‫‪16‬‬ ‫مراجعـ ُة الدر ِس‬ ‫‪ -1‬الفكــر ُة الرئيســ ُة‪ :‬مــا الأســ ُس التــي اعتمــ َد عل ْيهــا بــور فــي بنــا ِء نظريتِــ ِه لتفســي ِر طيــ ِف‬ ‫الهيدروجيــ ِن؟ مــا فــرو ُض هــذ ِه النظريــ ِة؟‬ ‫‪ُ - 2‬أصنِّ ُف الأموا َج الضوئي َة الآتي َة إلى طي ٍف مرئ ٍّي‪ ،‬وآخ َر غي ِر مرئ ٍّي‪:‬‬ ‫الأشع ُة تح َت الحمرا ِء‪ .‬‬ ‫الضو ُء الأصف ُر‪.‬‬ ‫أموا ُج الراديو‪ .‬‬ ‫الأشع ُة فو َق البنفسجي ِة‪ .‬‬ ‫الأشع ُة الزرقا ُء‪.‬‬ ‫‪ُ - 3‬أو ِّض ُح‪ :‬ما المقصو ُد بالطي ِف الذ ِّر ِّي؟‬ ‫‪ُ -4‬أجي ُب ع ّما يأتي‪:‬‬ ‫أ ‪ -‬أح ُســ ُب طاقــ َة موجــ ِة الضــو ِء ال ُمنب ِعثــ َة مــ ْن ذ َّر ِة الهيدروجيــ ِن المثــار ِة عنــ َد عــود ِة‬ ‫الإلكتــرو ِن مــ َن المســتوى الخامــ ِس إلــى المســتوى الثالــ ِث‪.‬‬ ‫ب‪ُ -‬أح ِّد ُد موق َع هذا الخ ِّط ضم َن طي ِف ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫‪ -5‬أسـتنت ُج‪ :‬إذا كا َنـ ْت طاقـ ُة الإشـعا ِع ال ُمنب ِعثـ ُة مـ ْن ذ َّر ِة هيدروجيـ َن مثـار ٍة عنـ َد عودتِهـا إلـى‬ ‫حالـ ِة الاسـتقرا ِر )‪ ،(1.93˟ 10-18 J‬فمـا رقـ ُم مسـتوى الطاقـ ِة الأعلـى؟‬ ‫‪19‬‬

‫النموذ ُج الميكانيك ُّي الموج ُّي للذ َّر ِة‬ ‫الدر ُس ‪2‬‬ ‫‪The Wave mechanical model of the atom‬‬ ‫النظريةُ الميكانيكيةُ الموجيةُ ‪Wave Mechanical Theory‬‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪:‬‬ ‫َتم َّك َن بـور م ْن تفسيـ ِر الطيـ ِف الذ ِّر ِّي للهيدروجي ِن‪ ،‬لكنَّـ ُه لـ ْم‬ ‫يتم َّك ْن مـ ْن تـفسي ِر أطيـا ِف ذ ّرا ِت العنـاص ِر الأُخرى؛ لـذا تـوا َل ْت‬ ‫ُيم ِك ُن وص ُف وجو ِد الإلكترو ِن‬ ‫تجار ُب العلما ِء لمعرفـ ِة طبيعـ ِة الإلكترو ِن‪ .‬وقـ ْد تو َّصـ َل العـالِ ُم‬ ‫حو َل النوا ِة‪ ،‬وطاقتِ ِه‪ ،‬وشك ِل ال َفل ِك‬ ‫الفرنس ُّي دي بـرولي ‪ De Broglie‬إلى وجـو ِد خصائ َص مـزدوج ٍة‬ ‫للإلكترو ِن (موجي ٌة‪-‬مادي ٌة)‪ ،‬ث َّم وض َع العالِ ُم النمساو ُّي شرودنغر‬ ‫في ِه باستخدا ِم أعدا ِد ال َك ِّم‪.‬‬ ‫‪ Schrodinger‬تص ُّو ًرا جدي ًدا ع ْن حرك ِة الإلكترو ِن الموجي ِة حو َل‬ ‫النوا ِة‪ ،‬س ّما ُه النموذ َج الميكانيك َّي الموج َّي للذ َّر ِة‪ ،‬وأشا َر إلى أ َّن‬ ‫نتاجا ُت التع ُّل ِم‪:‬‬ ‫أكب َر احتما ٍل لوجو ِد الإلكترو ِن هـ َو في منطقـ ٍة حـو َل النـوا ِة ُت ْشبِ ُه‬ ‫ • أستكش ُف الذ َّر َة‪ ،‬ومراح َل تط ُّو ِرها‪.‬‬ ‫السحاب َة‪ ،‬أطل َق عل ْيها اس َم ال َفل ِك ‪ Orbital‬كما في الشك ِل (‪.)9‬‬ ‫• أسـتد ُّل علـى الصفـا ِت ال ُمم ِّيـز ِة‬ ‫للعناص ِرعـ ْن طريـ ِق أعـدا ِد ال َكـ ِّم‬ ‫وبذل َكوض َعشرودنغرمعادل ًةرياضي ًة ُس ِّم َي ِتالمعادل َةالموجي َة‬ ‫‪ ،Wave Equation‬ونت َج م ْن ح ِّلها ثلاث ُة أعدا ٍد ُع ِر َف ْت باس ِم أعدا ِد ال َك ِّم‬ ‫الأربعـ ِة‪.‬‬ ‫‪.Quantum Numbers‬‬ ‫المفاهي ُم والمصطلحا ُت‪:‬‬ ‫ال َفل ُك ‪.Orbital‬‬ ‫المعادل ُة الموجي ُة ‪.Wave Equation‬‬ ‫أعدا ُد ال َك ِّم ‪.Quantum Numbers‬‬ ‫مبد ُأ الاستبعا ِد لباولي‬ ‫‪.Pauli Exclusion Principle‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)9‬نموذ ٌج‬ ‫للسحاب ِة الإلكتروني ِة‪.‬‬ ‫‪20‬‬

‫الشـك ُل (‪ :)10‬أشـكا ُل أفـا ِك‬ ‫أعدا ُد ال َك ِّم ‪Quantum Numbers‬‬ ‫المسـتويا ِت الفرعيـ ِة‪.‬‬ ‫عد ُد ال َك ِّم الرئي ُس )‪Principal Quantum Number (n‬‬ ‫‪z‬‬ ‫ُيم ِّث ُل عد ُد ال َك ِّم الرئي ُس مستـوى الطاقـ ِة الرئي َس‪ ،‬و ُمع َّد َل ُب ْع ِد ِه ع ِن‬ ‫‪y‬‬ ‫النـوا ِة‪ ،‬وتـكو ُن قي ُمـ ُه صحيحـ ًة موجبـ ًة )∞‪ .(n=1,2,3,4....‬فالمستوى‬ ‫‪x‬‬ ‫الرئي ُس الأو ُل )‪- (n=1‬مث ًل‪ -‬ه َو الأقر ُب إلى النـوا ِة‪ ،‬وأقـ ُّل المستويا ِت‬ ‫طاق ًة‪ ،‬وك َّلما ازدا َد ْت قيمـ ُة )‪ (n‬ازدا َد ُب ْع ُد المستوى ع ِن النوا ِة‪ ،‬وازدا َد‬ ‫أ ‪ -‬شك ُل ال َفل ِك (‪.)s‬‬ ‫حج ُمـ ُه وطاق ُتـ ُه‪ .‬وبـذل َك‪ ،‬فـإ َّن عـد َد الـ َك ِّم الرئي َس )‪ (n‬يـرتب ُط بحج ِم‬ ‫‪z‬‬ ‫المستوى‪ ،‬و ُمع َّد ِل ُب ْع ِد ِه ع ِن النوا ِة‪.‬‬ ‫‪y‬‬ ‫‪x‬‬ ‫أتح َّق ُق‪ :‬أ ُّي ُهما أكب ُر حج ًما‪ :‬المستوى )‪ (n=3‬أ ِم المستوى )‪(n=4‬؟‬ ‫ب ‪ -‬شك ُل ال َفل ِك (‪.)p‬‬ ‫عد ُد ال َك ِّم الفرع ُّي )‪Lateral Quantum Number (ℓ‬‬ ‫يتك َّو ُن مستوى الطاق ِة الرئي ُس )‪ (n‬م ْن مستويا ِت طاق ٍة فرعي ٍة‪ ،‬عد ُدها‬ ‫يساوي رق َم المستوى )‪ .(n‬فالمستوى الرئي ُس الأو ُل )‪ (n=1‬يتك َّو ُن م ْن‬ ‫مست ًوى فرع ٍّي واح ٍد ُير َم ُز إل ْي ِه بالحر ِف )‪ ،(s‬والمستوى الرئي ُس الثاني‬ ‫)‪ (n=2‬يتك َّو ُن م ْن مستوي ْي ِن فرعي ْي ِن ُير َم ُز إل ْي ِهما بالحرفي ِن‪َ p) :‬و ‪،(s‬‬ ‫والمستوى الرئي ُس الثال ُث )‪ (n=3‬يتك َّو ُن م ْن ثلاث ِة مستويا ٍت فرعي ٍة ُير َم ُز‬ ‫إل ْيها بالأحر ِف‪َ d) :‬و ‪َ p‬و ‪ ،(s‬والمستوى الرئي ُس الراب ُع )‪ (n=4‬يتك َّو ُن‬ ‫م ْن أربع ِة مستويا ٍت فرعي ٍة ُير َم ُز إل ْيها بالأحر ِف‪َ f) :‬و ‪َ d‬و ‪َ p‬و ‪.(s‬‬ ‫ُيذ َك ُر أ َّن لمستويا ِت الطاق ِة الفرعي ِة )‪ (ℓ‬قي ًما تتراو ُح بي َن ‪َ 0‬و )‪(n-1‬؛‬ ‫فقيم ُة المستويا ِت الفرعي ِة الآتي ِة ه َي‪.(f =3)، (d=2)، (p=1)، (s=0):‬‬ ‫لعد ِد ال َك ِّم الفرع ِّي )‪ (ℓ‬خاصي ُة تحدي ِد الشك ِل العا ِّم لل َفل ِك‪ .‬فالمستوى‬ ‫الفرع ُّي )‪ (s‬كرو ُّي الشك ِل‪ ،‬وأفلا ُك المستوى الفرع ِّي )‪ (p‬شك ُلها (∞)‪ ،‬أ ّما‬ ‫أشكا ُل المستوي ْي ِن‪َ d) :‬و ‪ (f‬فه َي أكث ُر تعقي ًدا‪ .‬و ُيب ِّي ُن الشك ُل (‪/10‬أ‪ ،‬ب‪ ،‬جـ)‬ ‫أشكا َل أفلا ِك المستويا ِت الفرعي ِة‪َ s) :‬و ‪َ p‬و ‪.(d‬‬ ‫‪z zz zz‬‬ ‫‪x yx‬‬ ‫‪y‬‬ ‫‪yx‬‬ ‫‪y‬‬ ‫‪y‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪dxy‬‬ ‫‪dx2-y2‬‬ ‫‪dz2‬‬ ‫‪dyz dxz‬‬ ‫جـ ‪ -‬شك ُل ال َفل ِك (‪.)d‬‬ ‫‪21‬‬

‫عد ُد ال َك ِّم المغناطيس ُّي )‪Magnetic Quantum Number (mℓ‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)11‬الاتجا ُه الفراغ ُّي‬ ‫يشي ُر عد ُد ال َك ِّم المغناطيس ُّي إلى أ َّن المستوى الفرع َّي يتك َّو ُن م ْن‬ ‫لأفلا ِك المستوى الفرع ِّي )‪.(p‬‬ ‫أفــلا ٍك‪ .‬فالمستوى الفرعـ ُّي )‪ (s‬يتكـ َّو ُن م ْن َفـل ٍك واحـ ٍد‪ ،‬والمستوى‬ ‫الفرع ُّي )‪ (p‬يتكـ َّو ُن م ْن ثـلاث ِة أفلا ٍك ُمتعا ِمد ٍة )‪ ،(px ,py,pz‬والمستوى‬ ‫‪z‬‬ ‫الفرع ُّي )‪ (d‬يتك َّو ُن م ْن خمس ِة أفلا ٍك‪ ،‬في حي ِن يتك َّو ُن المستوى الفرع ُّي‬ ‫‪y‬‬ ‫)‪ (f‬م ْن سبع ِة أفلا ٍك‪.‬‬ ‫‪x‬‬ ‫لعد ِد ال َك ِّم المغناطيس ِّي خاصي ُة تحدي ِد الاتجا ِه الفراغ ِّي لل َفل ِك؛‬ ‫فالمستوى الفرع ُّي )‪ (p‬يتك َّو ُن م ْن ثلاث ِة أفلا ٍك ُمتماثِل ٍة م ْن حي ُث الشك ُل‬ ‫‪px‬‬ ‫والحج ُم والطاق ُة في المستوى الرئي ِس الواح ِد‪ ،‬و ُمخت ِلف ٍة في اتجا ِه محاو ِرها‬ ‫‪z‬‬ ‫(نسب ًة إلى بع ِضها) حو َل النوا ِة‪ .‬و ُيب ِّي ُن الشك ُل )‪ (11‬الاتجا َه الفراغ َّي لأفلا ِك‬ ‫‪y‬‬ ‫المستوى الفرع ِّي )‪ (p‬الثلاث ِة )‪ (px ,py,pz‬ال ُمتعا ِمد ِة‪.‬‬ ‫‪x‬‬ ‫يأخ ُذ عد ُد ال َك ِّم المغناطيس ُّي )‪ (mℓ‬قي ًما م ْن (‪)+ℓ ← 0 ← -ℓ‬؛‬ ‫‪py‬‬ ‫فالمستوى الفرع ُّي )‪ (s‬يتك َّو ُن م ْن َفل ٍك واح ٍد ل ُه قيم ٌة َك ِّم َّي ٌة واحد ٌة (‪،)0‬‬ ‫‪z‬‬ ‫والمستوى الفرع ُّي )‪ (p‬يتك َّو ُن م ْن ثلاث ِة أفلا ٍك )‪ (px ,py,pz‬قي ُمها ال َك ِّم َّي ُة‪:‬‬ ‫)‪ (-1,0,+1‬والمستوى الفرع ُّي )‪ (d‬يتك َّو ُن م ْن خمس ِة أفلا ٍك قي ُمها ال َك ِّم َّي ُة‪:‬‬ ‫‪x‬‬ ‫)‪ ،(-2, -1,0,+1,+2‬والمستوى الفرع ُّي ) ‪ (f‬يتك َّو ُن م ْن سبع ِة أفلا ٍك قي ُمها‬ ‫‪pz‬‬ ‫ال َك ِّم َّي ُة‪.(-3, -2, -1,0,+1,+2,+3) :‬‬ ‫‪z‬‬ ‫ُيم ِك ُن اشتقا ُق العلاق ِة بي َن رق ِم المستوى الرئي ِس )‪ (n‬وعد ِد الأفلا ِك‬ ‫‪y‬‬ ‫‪x‬‬ ‫في ِه‪ ،‬حي ُث‪:‬‬ ‫عد ُد الأفلا ِك في المستوى الرئي ِس= ‪.n2‬‬ ‫أفلا ُك )‪ُ (p‬مجت ِمع ًة‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪ :‬ما عـد ُد الأفـلا ِك في المستوى الرئي ِس ال ُمك َّو ِن م ْن ثلاثـ ِة‬ ‫مستويا ٍت فرعي ٍة؟‬ ‫‪22‬‬

‫‪S‬‬ ‫‪N‬‬ ‫الشـكـ ُل (‪ :)12‬الــدورا ُن‬ ‫‪e-‬‬ ‫‪e-‬‬ ‫الـمغزل ُّي للإلكترو ِن‪.‬‬ ‫ُأف ِّس ُر سب َب ظهو ِر الخطو ِط المنحني ِة‬ ‫الحمرا ِء في الشك ِل‪ ،‬واختلا ِف اتجا ِهها‪.‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪ms = +‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ms = -‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫العالِ ُم باولي‪.‬‬ ‫عد ُد ال َك ِّم المغزل ُّي )‪Spin Quantum Number (ms‬‬ ‫يوج ُد عد ُد َك ٍّم راب ٌع‪ ،‬إضاف ًة إلى أعدا ِد ال َك ِّم الثلاث ِة الناتج ِة م ْن ح ِّل‬ ‫‪23‬‬ ‫معادل ِة شرودنغر‪ ،‬ه َو عد ُد ال َك ِّم المغزل ُّي )‪ ،(ms‬الذي يشي ُر إلى اتجا ِه‬ ‫دورا ِن (أ ْو غز ِل) الإلكترو ِن؛ إ ْذ يدو ُر الإلكترو ُن حو َل نف ِس ِه‪ ،‬فض ًل ع ْن‬ ‫دورانِ ِه حو َل النوا ِة‪ .‬فعن َد وجو ِد إلكترون ْي ِن في ال َفل ِك نف ِس ِه‪ ،‬فإ َّن ك ًّل‬ ‫منْ ُهما سيدو ُر حو َل نف ِس ِه باتجا ٍه معاك ٍس لدورا ِن الإلكترو ِن الآخ ِر‪،‬‬ ‫وينش ُأ عـ ْن ذلـ َك تو ُّل ُد مجال ْي ِن مغناطيسي ْي ِن متعاكس ْي ِن في الاتجـا ِه‪،‬‬ ‫ومتجـاذب ْي ِن مغناطيس ًّيا؛ ما ُيق ِّل ُل التنـاف َر الكهربائـ َّي بي َن الإلكترون ْي ِن‪،‬‬ ‫وهذا ُيف ِّس ُر سب َب استقرا ِر الإلكترون ْي ِن فـي ال َفل ِك نف ِس ِه بالرغـ ِم مـ ْن‬ ‫أ َّن ُهما يحملا ِن الشحن َة نف َسها‪ .‬و ُيب ِّي ُن الشك ُل (‪ )12‬الدورا َن المغزل َّي‬ ‫للإلكترو ِن حو َل نف ِس ِه‪.‬‬ ‫(‪.‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪،‬‬ ‫‪+1‬‬ ‫يأخ ُذ عد ُد ال َك ِّم المغزل ُّي )‪ (ms‬القي َم ال َك ِّم َّي َة )‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫أعدا ُد ال َك ِّم الأربع ُة لإلكترون ْي ِن في ال َفل ِك ‪.S‬‬ ‫الجدو ُل(‪:)1‬‬ ‫‪ms mℓ‬‬ ‫‪ℓ‬‬ ‫رق ُم الإلكترو ِن عد ُد ال َك ِّم ‪n‬‬ ‫‪+1\\2 0 0 1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪-1\\2 0 0 1‬‬ ‫‪2‬‬

‫السعةُ القصوى م َن الإلكترونا ِت التي تستوعبُها‬ ‫الجدو ُل(‪:)2‬‬ ‫أفلا ُك المستوى الفرع ِّي‪.‬‬ ‫المستوى الفرع ُّي‬ ‫السعةُ القصوى م َن الإلكترونا ِت‬ ‫عد ُد الأفلا ِك‬ ‫‪s‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪f‬‬ ‫‪63‬‬ ‫‪10 5‬‬ ‫‪14 7‬‬ ‫بع َد تع ُّر ِف أعدا ِد ال َك ِّم الأربع ِة‪ ،‬أصب َح ممكنًا تحدي ُد موق ِع الإلكترو ِن‬ ‫لماذا يوج ُد الإلكترونا ِن‬ ‫وفـ ًقا لهـذ ِه الأرقا ِم‪ ،‬واتجا ِهها المغزل ِّي‪ .‬و ُيب ِّي ُن الجدو ُل (‪ )1‬أعـدا َد ال َك ِّم‬ ‫فـي ال َفل ِك نف ِسـ ِه بالرغ ِم م ْن‬ ‫أ َّن ُهما يحملا ِن الشحن َة نف َسها؟‬ ‫الأربع َة لإلكترون ْي ِن في ال َفل ِك ‪.s‬‬ ‫ُيلا َح ُظم َنالجدو ِل(‪)1‬اختلا ُفأعدا ِدال َك ِّمالأربع ِةللإلكترونا ِتجمي ِعها؛‬ ‫إ ْذ لا يوج ُد في الذ َّر ِة نف ِسها إلكترونا ِن ل ُهما أعدا ُد ال َك ِّم الأربع ُة نف ُسها‪،‬‬ ‫وهذا ُيع َر ُف باس ِم مبدا الاستبعا ِد لباولي ‪،Pauli Exclusion Principle‬‬ ‫الذي ين ُّص على \"عد ِم وجو ِد إلكترون ْي ِن في الذ َّر ِة نف ِسها‪ ،‬ل ُهما نف ُس‬ ‫قي ِم أعدا ِد ال َك ِّم الأربعةِ\"؛ إ ْذ لا ُب َّد أ ْن يختلفا في عد ِد َك ٍّم واح ٍد على‬ ‫الأق ِّل‪ .‬بنا ًء على ذل َك‪ُ ،‬يم ِك ُن استنتا ُج أ َّن ال َفل َك الواحـ َد لا يستوع ُب‬ ‫أكث َر م ْن إلكترون ْي ِن‪ ،‬أنظ ُر الجـدو َل (‪ )2‬الذي ُيب ِّي ُن السع َة القصوى م َن‬ ‫الإلكترونا ِت التي تستوع ُبها أفلا ُك المستوى الفرع ِّي‪.‬‬ ‫اعتما ًدا على الجدول ْي ِن‪َ ،)1( :‬و(‪ُ ،)2‬يم ِك ُن استنتا ُج السع ِة القصوى‬ ‫م َن الإلكترونا ِت التي يستوع ُبها المستوى الرئي ُس )‪ ،(n‬و ُيع َّب ُر عنْها بالعلاق ِة‬ ‫الآتي ِة‪:‬‬ ‫السع ُة القصوى م َن الإلكترونا ِت التي يستوع ُبها المستوى الرئي ُس (‪.2n2 = )n‬‬ ‫فمث ًل‪ ،‬السع ُة القصوى للمستوى الرئي ِس الثال ِث )‪ (n=3‬ه َي )‪،(2 x 32‬‬ ‫وتساوي )‪ (18‬إلكترو ًنا‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪ :‬مـا دلال ُة كـ ِّل عـد ٍد مـ ْن أعـدا ِد الـ َك ِّم الرئي ِس‪ ،‬والفرعـ ِّي‪،‬‬ ‫والمغناطيس ِّي‪ ،‬والمغزل ِّي؟‬ ‫‪24‬‬

‫مراجعـ ُة الدر ِس‬ ‫‪ -1‬الفكر ُة الرئيس ُة‪ُ :‬أو ِّض ُح المقصو َد بك ِّل عد ٍد م ْن أعدا ِد ال َك ِّم الرئي ِس‪ ،‬والفرع ِّي‪ ،‬والمغناطيس ِّي‪،‬‬ ‫والمغزل ِّي‪.‬‬ ‫‪ُ - 2‬أح ِّد ُد الخاصي َة التي يشي ُر إل ْيها ك ُّل عد ٍد م ْن أعدا ِد ال َك ِّم‪ :‬الرئي ِس‪ ،‬والمغناطيس ِّي‪.‬‬ ‫‪ -3‬أتو َّق ُع عد َد المستويا ِت الفرعي ِة في المستوى الرئي ِس الراب ِع‪.‬‬ ‫‪ُ - 4‬أح ِّد ُد عد َد أفلا ِك المستوى الفرع ِّي )‪.(d‬‬ ‫‪ -5‬أستنت ُج السع َة القصوى م َن الإلكترونا ِت التي يستوع ُبها المستوى الرئي ُس )‪.(n=4‬‬ ‫‪ُ - 6‬أف ِّس ُر‪ :‬لا ُيم ِك ُن لإلكترو ٍن ثال ٍث دخو ُل َفل ٍك يحوي إلكترون ْي ِن‪.‬‬ ‫‪ُ -7‬أف ِّك ُر‪ :‬ه ْل ُيم ِك ُن ل َفل ٍك ما في الذ َّر ِة أ ْن ي َّت ِخ َذ أعدا َد ال َك ِّم الآتي َة؟ ُأع ِّز ُز إجابتي بالدلي ِل‪.‬‬ ‫= ‪.ms‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪,‬‬ ‫‪mℓ = - 4 ,‬‬ ‫‪ℓ=2, n=3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪25‬‬

‫الخلايا الكهروضوئي ُة ‪Photoelectric Cells‬‬ ‫الإثرا ُء والتو�س ُع‬ ‫يتزاي ُد الطل ُب العالم ُّي على الطاق ِة بوتير ٍة متسارع ٍة نتيج َة الانفجا ِر السكان ِّي‬ ‫مشرو ُع الطاق ِة في الأرد ِّن‬ ‫والتق ُّد ِم التكنولوج ِّي؛ ما ُيح ِّت ُم على الدو ِل أ ْن تبح َث ع ْن مصاد َر جديد ٍة للطاقـ ِة‬ ‫الأكب ُر إقليم ًّيا‪.‬‬ ‫أق َّل تكلف ٍة‪ .‬وق ْد تر َّك َز الاهتما ُم على مصاد ِر الطاقـ ِة ال ُمتج ِّدد ِة بوص ِفها بدي ًل‬ ‫الموص ُل الأمام ُّي‬ ‫مناس ًبا لتل ِك الآ ِخ َذ ِة بالنفا ِد‪ ،‬مث ِل‪ :‬النف ِط‪ ،‬والغا ِز‪ ،‬وال َوقو ِد الأحفور ِّي‪.‬‬ ‫ُت َع ُّد الطاق ُة الشمسي ُة أح َد مصاد ِر الطاقـ ِة ال ُمتج ِّدد ِة الواعد ِة التي ُيم ِكنُها‬ ‫شب ُه‬ ‫مورقصالق ٌٍةة‬ ‫معالج ُة أزم ِة الطاق ِة مستقب ًل‪ .‬وقـ ْد تط َّو َر ْت صناعـ ُة الطاق ِة الشمسي ِة على نح ٍو‬ ‫سالب ٌة‪.‬‬ ‫ُمضط ِر ٍد في ُمخت ِل ِف أنحا ِء العا َل ِم؛ نظ ًرا إلى ارتفا ِع الطل ِب على الطاق ِة‪ .‬وفي‬ ‫هذا السيا ِق‪ ،‬سعى الأرد ُّن إلى استغلا ِل هذا المصد ِر م َن الطاقـ ِة تلبي ًة لحاجاتِ ِه‬ ‫منطق ٌة عازل ٌة‬ ‫المتزايد ِة منْها‪ ،‬فأطل َق أكب َر مشرو ِع طاق ٍة على مستوى المنطق ِة‪ ،‬أنظ ُر الشك َل‬ ‫دار ٌة‪.‬‬ ‫المجاو َر‪.‬‬ ‫مورقصالقٍة ٌةموشب ُجهب ٌة‪.‬‬ ‫إ َّنتقني َةالألوا ِحالشمسي ِةالمعروفـ َةبـاس ِمالفوتوفولتيك‪Photovoltaic‬‬ ‫(ذا ُت الصل ِة باللوحا ِت الكهروضوئي ِة) ُتم ِّث ُل حد ًثا علم ًّيا ُم ِه ًّما في مجا ِل تولي ِد‬ ‫الموص ُل الخلف ُّي‬ ‫الطاقـ ِة النظيف ِة غي ِر ال ُمك ِل َف ِة؛ إ ْذ ُتستع َم ُل هـذ ِه الألوا ُح لتحويـ ِل ضـو ِء الشم ِس‬ ‫إلى طاق ٍة كهربائي ٍة مباشر ًة باستخدا ِم موا َّد شب ِه موصل ٍة للتيا ِر الكهربائ ِّي‪ ،‬مث ِل‪:‬‬ ‫إلكترو ٌن‪ .‬فجو ٌة‪ .‬فوتو ٌن‪.‬‬ ‫السليكون‪ ،‬والجيرمانيوم الـذي ُتصنَ ُع منْـ ُه الرقائ ُق والألوا ُح ال ُمك ِّون ُة للخليـ ِة‬ ‫تركي ُب الخلي ِة الكهروضوئي ِة‪.‬‬ ‫الكهروضوئي ِة‪ .‬و ُيب ِّي ُن الشك ُل المجاو ُر تركي َب الخلي ِة الكهروضوئي ِة‪.‬‬ ‫تمت ُّص الألوا ُح ال ُمك ِّون ُة للخلي ِة فوتونا ِت الضو ِء الساقط َة عل ْيها؛ ما ُيح ِّف ُزها‬ ‫إلى إطلا ِق الإلكترونا ِت‪ ،‬في ما ُيع َر ُف بظاهر ِة التأثي ِر الكهروضوئ ِّي‪ ،‬فتتج ُه هذ ِه‬ ‫الإلكترونا ُت نح َو قط ِب الخليـ ِة السال ِب‪ ،‬فـي حي ِن تتح َّر ُك الأيونـا ُت الموجب ُة‬ ‫الناتج ُة إلى طبق ٍة داخلي ٍة ُتس ّمى الفجوا ِت الموجب َة‪ ،‬ث َّم تتح َّر ُك الإلكترونا ُت‬ ‫م َن القط ِب السال ِب خلا َل مو ِص ٍل إلى الطبق ِة الموجب ِة؛ ما ُيو ِّل ُد تيا ًرا كهربائ ًّيا‪.‬‬ ‫و ُيم ِك ُن التح ُّك ُم في فولتي ِة الخليـ ِة والتيـا ِر الما ِّر بـها ع ْن طري ِق توصي ِل الخلايا‬ ‫التي يتراو ُح عد ُدها بي َن (‪َ )60‬و (‪ )72‬على التوالي‪ ،‬أ ْو على التوازي‪.‬‬ ‫اُألناكِق ُهشرُهوم َضعوزئيم ِةلفائويكييم‪.‬فيصِةاد ِعرمالِلهماع‪،‬رفث ِةَّمالأكمتنا ُبسب ِتةقعري ًْنراترعكيْن ِبذلالَكخ‪،‬لثاي َّام‬ ‫‪26‬‬

‫مراجعـ ُة الوحـد ِة‬ ‫*‪ .7‬تستخد ُم الإذاعةُ الأردنيةُ موجا ٍت ِع َّدةً ذا َت تر ُّددا ٍت‬ ‫‪ . 1‬أُو ِّض ُح المقصو َد بالمفاهي ِم والمصطلحا ِت الآتي ِة‪:‬‬ ‫ُمتبايِن ٍة في بثِّها ال ُمو َّج ِه إلى مناط َق مختلف ٍة في الأرد ِّن‪،‬‬ ‫ومناط َق واسع ٍة في ُمختلِ ِف أنـحا ِء العـالَ ِم‪ .‬وم ْن هذ ِه‬ ‫الطي ُف الكهرومغناطيس ُّي‪ ،‬طي ُف الانبعا ِث الخ ِّط ُّي‪،‬‬ ‫التر ُّددا ِت‪:‬‬ ‫الطي ُف المتص ُل‪ ،‬الفوتو ُن‪.‬‬ ‫رق ُم الموج ِة التر ُّد ُد الموجةُ منطقةُ استقبا ِل الب ِّث‬ ‫‪ . 2‬أُف ِّس ُر‪ :‬لماذا يحتوي طي ُف الانبعا ِث الخط ُّي على كميا ٍت‬ ‫‪ FM 90MHz 1‬ع ّما ُّن‪.‬‬ ‫ُمح َّدد ٍة م َن الطاق ِة بحس ِب نموذ ِج بور؟‬ ‫شما ُل الأرد ِّن‪ ،‬ووسطُهُ‪،‬‬ ‫‪1035‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪n=4‬‬ ‫*‪ .3‬يُمثِّ ُل الشك ُل المجاو ُر رس ًما‬ ‫‪KHz‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪n=3‬‬ ‫تخطيطيًّا لعد ٍد م ْن خطو ِط‬ ‫‪ AM‬وجنوبُهُ انتها ًء بالنق ِب‪.‬‬ ‫الطيـ ِف الصادر ِة ع ْن ذ َّر ِة ‪n=2‬‬ ‫أ ‪ .‬أَ ِج ُد الطو َل الموج َّي لك ِّل تر ُّد ٍد‪.‬‬ ‫هيدروجي َن مثـار ٍة‪ .‬أدر ُس ‪3‬‬ ‫ب ‪ .‬أَ ِج ُد طاقةَ الفوتو ِن المحتملةَ لك ِّل تر ُّد ٍد‪.‬‬ ‫ج ـ ‪ .‬أ ّيُهُما يُمثِّ ُل التـر ُّد َد لموجـ ِة ‪ :FM‬نموذ ُج شكـ ِل‬ ‫الشك َل‪ ،‬ث َّم أُجي ُب ع ِن الأسئل ِة ‪n=1‬‬ ‫الموج ِة ‪ A‬أ ْم نموذ ُج شك ِل الموج ِة ‪B‬؟‬ ‫الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪BA‬‬ ‫أ ‪ .‬أَ ِج ُد طاقةَ الإشعا ِع التي يُمثِّلُها الرق ُم (‪.)2‬‬ ‫ ب ‪ .‬أتنبَّأُ إذا كا َن طي ُف الإشعا ِع الذي يُمثِّلُهُ الرق ُم‬ ‫(‪ )3‬يظه ُر في منطق ِة الضو ِء المرئ ِّي أ ْم لا‪.‬‬ ‫*‪ . 8‬يهت ُّم عل ُم الفَل ِك بتحلي ِل طي ِف الضو ِء الصاد ِر ع ِن النجو ِم‬ ‫جـ ‪ .‬أستنت ُج عد َد خطو ِط الطي ِف جمي ًعا عن َد عود ِة الذ َّر ِة‬ ‫لتع ُّر ِف ُمك ِّوناتِها؛ إ ْذ تظه ُر خطوطُ الامتصا ِص الخط ّي‬ ‫معتمةً نتيجةَ امتصا ِص الأطوا ِل الموجي ِة بواسط ِة الذ ّرا ِت‬ ‫إلى حال ِة الاستقرا ِر‪.‬‬ ‫والجسيما ِت ال ُمعلَّق ِة في ج ِّو النج ِم‪ .‬وبتحلي ِل هذ ِه الخطو ِط‬ ‫‪ .4‬أَ ِج ُد طاقةَ الإشعا ِع الصادرةَ ع ْن ذ َّر ِة الهيدروجي ِن‬ ‫المثار ِة في المستوى الراب ِع عن َد عود ِة الإلكترو ِن فيها‬ ‫يُــم ِك ُن تعيي ُن العناص ِر البـاعثـ ِة والعناصــ ِر الما َّصــ ِة‬ ‫ال ُمك ِّون ِة للنج ِم‪ .‬يُبيِّ ُن ال ُمخطَّطُ الآتي الجز َء المرئ َّي م َن‬ ‫إلى المستوى الثاني‪.‬‬ ‫الطي ِف الكهرومغناطيس ِّي وبع َض خطو ِط امتصا ِص‬ ‫*‪ . 5‬أدر ُس الشك َل الآت َي الذي يُبيِّ ُن طي َف الانبعا ِث لذ َّر ِة‬ ‫الهيدروجي ِن ُمو َّضحةً على الطي ِف‪.‬‬ ‫الهيدروجي ِن‪ ،‬ث َّم أجي ُب ع ِن السؤال ْي ِن التالي ْي ِن‪:‬‬ ‫‪RX Y‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫‪400 nm 450 nm 500 nm 550 nm 600 nm 650 nm 700 nm‬‬ ‫أدر ُس الشك َل‪ ،‬ث َّم أُح ِّد ُد خطَّ الامتصا ِص الذي يُوافِ ُق‪:‬‬ ‫اﻟﻄﯿ ُﻒ اﻟﻤﺘﺼ ُﻞ‬ ‫ أ ‪ .‬الطو َل الموج َّي الأقص َر‪.‬‬ ‫ب ‪ .‬الطو َل الموج َّي الأطو َل‪.‬‬ ‫طﯿ ُﻒ اﻷﻧﺒﻌﺎ ِث اﻟﮭﯿﺪروﺟﯿﻨ ﱢﻲ‬ ‫ج ـ ‪ .‬التر ُّد َد الأعلى‪.‬‬ ‫ د ‪ .‬أق َّل طاق ٍة‪.‬‬ ‫ أ ‪ .‬أَ ِج ُد رق َم المستوى الذي ينتق ُل م ْنهُ الإلكترو ُن‬ ‫إذا كانَ ْت طاقةُ فوتو ِن الضو ِء الناجمةُ ع ِن‬ ‫‪ .9‬ذ َّرةُ هيدروجي َن مثارةٌ في مست ًوى مجهو ٍل‪ ،‬يتطلَّ ُب‬ ‫انتقالِ ِه إلى المستوى الثاني ه َي )‪ (0.21 RH‬جول‪.‬‬ ‫تحويلُها إلى أيو ٍن موج ٍب أ ْن تُز َّو َد بكمي ٍة م َن الطاق ِة‬ ‫ب ‪ .‬أُح ِّد ُد موق َع هذا الخ ِّط ولونَهُ ضم َن الطي ِف‬ ‫مقدا ُرها )‪ (0.11 RH‬جـول‪ .‬ما رق ُم المستوى الـذي‬ ‫المرئ ِّي لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫يوج ُد في ِه الإلكترو ُن؟‬ ‫‪ .6‬أُعبِّ ُر بدلال ِة (‪ )RH‬ع ْن مقدا ِر الطاق ِة اللاز ِم لنق ِل الإلكترو ِن‬ ‫م َن المستوى الثاني إلى المستوى الخام ِس في ذ َّر ِة‬ ‫‪27‬‬ ‫الهيدروجي ِن‪.‬‬

‫‪ .4‬ال تتماث ُل أفلا ُك (‪ )p‬الثلاثةُ ضم َن المستوى الرئي ِس‬ ‫مراجعـ ُة الوحـد ِة‬ ‫الواح ِد نف ِس ِه في إحدى الخصائ ِص الآتي ِة‪:‬‬ ‫‪ . 10‬إذا كـا َن طـو ُل مـوجـ ِة الإشعـا ِع ال ُمرافِـ ِق لعـود ِة‬ ‫الإلكترو ِن م ْن مست ًوى بعي ٍد إلى المستوى الأو ِل في‬ ‫أ ‪ .‬الاتجاهُ الفراغ ُّي‪ .‬ب ‪ .‬الشك ُل‪.‬‬ ‫ذ َّر ِة الهيدروجي ِن ه َو (‪ )121‬نانومت ًرا‪ ،‬فأَ ِج ُد‪:‬‬ ‫د ‪ .‬السعةُ م َن الإلكترونا ِت‪.‬‬ ‫ج ـ‪ .‬الطاقةُ‪ .‬‬ ‫أ ‪ .‬طاقةَ هذا الإشعا ِع‪.‬‬ ‫ ‪ .5‬عــد ُد الأفــلا ِك الـكلــ ُّي فـي المستــوى الرئــيـ ِس‬ ‫ ب ‪ .‬رق َم المستوى الأعلى الذي عا َد م ْنهُ الإلكترو ُن‪.‬‬ ‫الثـال ِث (‪ )n= 3‬ه َو‪:‬‬ ‫‪ . 11‬عد ُد ال َك ِّم الرئي ُس لإلكترو ِن (‪:)n= 3‬‬ ‫ أ ‪ .‬ما عد ُد المستويا ِت الفرعي ِة المحتمل ِة؟‬ ‫ب ‪ )6( .‬أفلا ٍك‪.‬‬ ‫أ ‪ )3( .‬أفلا ٍك ‪.‬‬ ‫ ب‪ .‬ما عد ُد الأفلا ِك في هذا المستوى؟‬ ‫ د ‪ )18( .‬فَل ًكا‪.‬‬ ‫جـ ‪ )9( .‬أفلا ٍك‪ .‬‬ ‫ج ـ‪ .‬ما السعةُ القصوى م َن الإلكترونا ِت التي يُم ِك ُن‬ ‫‪ . 6‬أكب ُر عد ٍد م َن الإلكترونا ِت التي ق ْد توج ُد في المستوى‬ ‫أ ْن يستوعبَها هذا المستوى؟‬ ‫د ‪ .‬ما قي ُم أعدا ِد ال َك ِّم الفرعي ِة )‪(ℓ‬؟‬ ‫الرئي ِس الخام ِس (‪ )n= 5‬ه َو‪:‬‬ ‫ أ ‪ )5( .‬إلكترونا ٍت ‪ .‬ب ‪ )10( .‬إلكترونا ٍت‪.‬‬ ‫‪ . 12‬أستنت ُج رم َز المستوى الفرع ِّي ذي القي ِم ال َك ِّميَّ ِة ال ُمبيَّن ِة‬ ‫في ك ٍّل م َن الحالت ْي ِن الآتيت ْي ِن‪:‬‬ ‫ج ـ‪ )25( .‬إلكترونًا‪ .‬د ‪ )50( .‬إلكترونًا‪.‬‬ ‫أ ‪ℓ= 0 ،n= 2 .‬؟‬ ‫ب ‪ℓ= 1 ، n= 4 .‬؟‬ ‫ ‪ .7‬يتح َّد ُد الاتجاهُ الفراغ ُّي للفَل ِك بعد ِد ال َك ِّم‪:‬‬ ‫‪ . 13‬أض ُع دائرةً حو َل رم ِز الإجاب ِة الصحيح ِة لك ِّل جمل ٍة‬ ‫ ب ‪ .‬الفرع ِّي‪.‬‬ ‫أ ‪ .‬الرئي ِس ‪.‬‬ ‫م ّما يأتي‪:‬‬ ‫د ‪ .‬المغزل ِّي‪.‬‬ ‫ج ـ ‪.‬المغناطيس ِّي ‪.‬‬ ‫‪ . 1‬النموذ ُج أ ِو الافترا ُض الذي يشي ُر إلى وجو ِد خصائ َص‬ ‫موجي ٍة للإلكترو ِن ه َو‪:‬‬ ‫ ‪ .8‬عن َد امتصا ِص الذ َّر ِة للطاق ِة تنتق ُل الإلكترونا ُت إلى‬ ‫مستويا ِت طاق ٍة أبع َد ع ِن النوا ِة‪ ،‬فينشأُ ما يُس ّمى‪:‬‬ ‫أ ‪ .‬آ را ُء بلانك وآينشتاين‪ .‬ب ‪ .‬نموذ ُج رذر فورد‪.‬‬ ‫ج ـ ‪ .‬النموذ ُج الميكانيك ُّي الموج ُّي ‪ .‬د ‪ .‬نموذ ُج بور‪.‬‬ ‫أ ‪ .‬التفري َغ الكهربائ َّي ‪ .‬ب ‪ .‬الذ َّرةَ المثارةَ‪.‬‬ ‫‪ .2‬الفكرةُ التي ق َّد َمها بور ع ِن الذ َّر ِة ه َي‪:‬‬ ‫ د ‪ .‬الطي َف الذ ِّر َّي‪.‬‬ ‫جـ ‪ .‬عمليةَ التأ ُيّ ِن ‪.‬‬ ‫ أ ‪ .‬لك ِّل فَل ٍك حج ٌم‪ ،‬وشك ٌل‪ ،‬واتجاهٌ خا ٌّص ب ِه‪.‬‬ ‫ ب ‪ .‬طاقةُ الإلكترو ِن لا تتغيَّ ُر ما ل ْم يُغا ِد ْر مستواهُ‪.‬‬ ‫ ‪ .9‬أقصى عـد ٍد م َن الإلكتـرونا ِت يستوعبُـهُ المستوى‬ ‫جـ ‪ .‬للضو ِء طبيعةٌ مزدوجةٌ (ماديةٌ‪ -‬موجيةٌ)‪.‬‬ ‫د ‪ .‬لك ِّل مست ًوى سعةٌ ُمح َّددةٌ م َن الإلكترونا ِت‪.‬‬ ‫الفرع ُّي (‪ )4f‬ه َو‪:‬‬ ‫‪ .3‬الخاصيةُ الفيزيائيةُ ال ُمرتبِطةُ بعد ِد ال َك ِّم الفرع ِّي ه َي‪:‬‬ ‫ب ‪ )10( .‬إلكترونا ٍت‪.‬‬ ‫أ ‪ .‬إلكترونا ِن ‪.‬‬ ‫ أ ‪ُ .‬مع َّد ُل البُ ْع ِد ع ِن النوا ِة‪ .‬ب ‪ .‬الشك ُل العا ُّم للفَل ِك‪.‬‬ ‫جـ ‪ )6( .‬إلكترونا ٍت ‪ .‬د ‪ )14( .‬إلكترونًا‪.‬‬ ‫ج ـ‪ .‬الاتجاهُ الفراغ ُّي للفَل ِك ‪ .‬د ‪ .‬اتجاهُ الغز ِل‪.‬‬ ‫‪ .10‬الرم ُز الذي يتعار ُض م َع مبدا باولي ه َو‪:‬‬ ‫‪28‬‬ ‫ب ‪.)3s1( .‬‬ ‫ أ ‪. )4d12( .‬‬ ‫ د ‪.)4f12( .‬‬ ‫ج ـ‪ .)2p5( .‬‬ ‫‪ . 11‬عد ُد المستويا ِت الفرعي ِة المحتمل ِة لوجو ِد إلكترو ٍن‬ ‫في المستوى الثال ِث ه َو‪:‬‬ ‫ أ ‪ )3( .‬مستويا ٍت ‪ .‬ب ‪ )9( .‬مستويا ٍت‪.‬‬ ‫ج ـ‪ )12( .‬مست ًوى‪ .‬د ‪ )16( .‬مست ًوى‪.‬‬

‫التوزي ُع الإلكترون ُّي والدوريةُ‬ ‫الوحد ُة‬ ‫‪Electron Configuration and Periodicity‬‬ ‫‪2‬‬ ‫أتأ َّم ُل الصور َة‬ ‫تتر َّت ُب عناص ُر الجدو ِل الدور ِّي في دورا ٍت ومجموعا ٍت وف َق صفا ٍت ُمح َّدد ٍة‪ .‬فه ْل‬ ‫للتوزي ِع الإلكترون ِّي أث ٌر في هذا الترتي ِب؟ ما الصفا ُت الدوري ُة للعناص ِر؟ ه ْل ُيؤ ِّث ُر موق ُع‬ ‫العنص ِر في صفاتِ ِه الدوري ِة؟‬ ‫‪29‬‬

‫الفكرةُ العامةُ‪:‬‬ ‫لك ِّل ذ َّر ٍة تركي ٌب خا ٌّص بها ُيح ِّد ُد خصائ َصها‬ ‫الفيزيائي َة والكيميائي َة‪.‬‬ ‫الدر ُسالأو ُل‪:‬التوزي ُعالإلكترون ُّيللذ ّرا ِت‪.‬‬ ‫الفكر ُةالرئيس ُة‪:‬تتـو َّز ُعالإلكتـرونـا ُتفـي‬ ‫ك ِّل مست ًوى وفـ َق مبـاد َئ ُتح ِّق ُق الاستقرا َر‬ ‫للذ ّرا ِت‪ ،‬و ُتح ِّد ُد الصفا ِت العام َة للعناص ِر‪.‬‬ ‫الدر ُس الثاني‪ :‬الخصائ ُص الدوري ُة للعناص ِر‪.‬‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪ :‬للعناص ِر خصائ ُص دوري ٌة‬ ‫تتبايـ ُن في ما ب ْينَها م ْن حيـ ُث الاتجـا ُه؛ م َن‬ ‫اليسا ِر إلى اليمي ِن‪ ،‬وم َن الأعلى إلى الأسف ِل‬ ‫في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫‪30‬‬

‫تجرب ٌةاستهلالي ٌة‬ ‫نمذجةُ التوزي ِع الإلكترون ِّي‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪ :‬الجدو ُل الدور ُّي الحدي ُث‪ ،‬بطاقا ٌت م َن الكرتو ِن المق ّوى‪ ،‬أقلا ٌم‪ ،‬دبابي ُس ذوا ُت رؤو ٍس‬ ‫ملون ٍة‪ ،‬لاص ٌق‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫‪ 1‬مستعينًا بالجدو ِل الدور ِّي‪ُ ،‬أص ِّم ُم وزملائي بطاقا ٍت‬ ‫تعريفي ًة للعناص ِر بحس ِب العد ِد الذ ِّر ِّي م ْن (‪ )1‬إلى‬ ‫(‪ )20‬كما في الشك ِل‪.‬‬ ‫‪ 2‬أغر ُس الدبابي َس في موق ِع الإلكترونا ِت على بطاق ِة العنص ِر‪ ،‬و ُأم ِّي ُز إلكترونا ِت التكاف ِؤ بلو ٍن مختل ٍف‬ ‫في ك ِّل عنص ٍر‪.‬‬ ‫‪ُ 3‬أ َد ِّو ُن لك ِّل عنص ٍر عد َد المستويا ِت الرئيس ِة‪ ،‬وعد َد إلكترونا ِت التكاف ِؤ‪.‬‬ ‫‪ُ 4‬أ ِع ُّد أنا وزملائي لوح ًة جداري ًة ُأل ِص ُق عل ْيها البطاقا ِت وف َق ترتي ٍب مشاب ٍه لترتيبِها في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫‪ُ 5‬ألا ِح ُظ العلاق َة بي َن رق ِم المستوى الرئي ِس وسعتِ ِه م َن الإلكترونا ِت‪.‬‬ ‫‪ 6‬أستنت ُج العلاق َة بي َن عد ِد المستويا ِت الرئيس ِة ورق ِم دور ِة العنص ِر في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫‪ 7‬أستنت ُج العلاق َة بي َن عد ِد إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي ورق ِم مجموع ِة العنص ِر في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫‪ -1‬ما الأس ُس التي اع ُت ِم َد عل ْيها في ترتي ِب البطاقا ِت؟‬ ‫‪.............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ - 2‬ما العلاق ُة بي َن رق ِم مجموع ِة العنص ِر وعد ِد إلكترونا ِت مستوى الطاق ِة الخارج ِّي في ذ َّرتِ ِه؟‬ ‫‪.............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -3‬ما العلاق ُة بي َن دور ِة العنص ِر وعد ِد المستويا ِت الرئيس ِة للطاق ِة في ذ َّرتِ ِه؟‬ ‫‪.............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -4‬كي َف ُيم ِك ُن تحدي ُد موق ِع العنص ِر في الجدو ِل الدور ِّي؟‬ ‫‪.............................................................................................................................................................‬‬ ‫‪31‬‬

‫التوزي ُع الإلكترون ُّي للذ ّرا ِت‬ ‫الدر ُس ‪1‬‬ ‫‪ElectronicConfiguration‬‬ ‫مباد ُئ وقواع ُد التوزي ِع الإلكترون ِّي للذ ّرا ِت‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪:‬‬ ‫‪Principles of Electronic Configuration‬‬ ‫تتو َّز ُع الإلكترونا ُت في ك ِّل مست ًوى‬ ‫وف َق مباد َئ ُتح ِّق ُق الاستقرا َر للذ ّرا ِت‪،‬‬ ‫تع َّر ْف ُت في ما سب َق أ َّن ُه ُيم ِك ُن وص ُف الإلكترو ِن وطاقتِ ِه و ُمع َّد ِل‬ ‫ُب ْع ِد ِه ع ِن النوا ِة باستخدا ِم أعدا ِد ال َك ِّم؛ ما يعني أ َّن الإلكترونا ِت‬ ‫و ُتح ِّد ُد الصفا ِت العام َة للعناص ِر‪.‬‬ ‫تتر َّت ُب في الذ َّر ِة وف َق مستويا ِت الطاق ِة ال ُمخت ِلف ِة‪ ،‬وه َو ما ُيع َر ُف‬ ‫نتاجا ُت التع ُّل ِم‪:‬‬ ‫باس ِم التوزي ِع الإلكترون ِّي ‪.Electronic Configuration‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لمجموع ٍة‬ ‫عن َد البد ِء بعملي ِة توزي ِع الإلكترونا ِت على مستويا ِت الطاق ِة‬ ‫م َن العناص ِر‪.‬‬ ‫يج ُب مراعا ُة عد ٍد م َن المباد ِئ والقواع ِد التي ُتح ِّق ُق الاستقرا َر‬ ‫للذ ّرا ِت‪ .‬فإضاف ًة إلى مبدا الاستبعا ِد لباولي‪ ،‬يراعى العد ُد الذ ِّر ُّي‬ ‫ُأحـ ِّد ُد الصفـا ِت ال ُمم ِّيز َة للعنـاصـ ِر‬ ‫‪ ،Atomic Number‬وه َو عد ُد البروتونا ِت في نوا ِة الذ َّر ِة‪ ،‬أ ْو عد ُد‬ ‫بحس ِب توزي ِعها‪.‬‬ ‫الإلكترونا ِت في الذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة‪.‬‬ ‫ُأو ِّضـ ُح العلاقـ َة بي َن موقـ ِع العنص ِر‪،‬‬ ‫وخصائ ِص ِه‪ ،‬وصفاتِ ِه‪.‬‬ ‫في ما يأتي أبر ُز المبادى والقواع ِد التي يج ُب مراعا ُتها في أثنا ِء‬ ‫عملي ِة توزي ِع الإلكترونا ِت‪:‬‬ ‫المفاهي ُم والمصطلحا ُت‪:‬‬ ‫العد ُد الذ ِّر ُّي ‪.Atomic Number‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي‬ ‫‪.Electronic Configuration‬‬ ‫مبد ُأ أوفباو ‪.Aufbau‬‬ ‫قاعد ُة هوند ‪.Hund’s Rule‬‬ ‫العناص ُر الممثل ُة‬ ‫‪.The Representative Elements‬‬ ‫العناص ُر الانتقالي ُة‬ ‫‪.Transition Elements‬‬ ‫التأ ُّي ُن ‪.Ionization‬‬ ‫‪32‬‬

‫‪n = 7 7s‬‬ ‫‪6p‬‬ ‫زيادةُ الطاقةِ‬ ‫مبدأُ أوفباو للبنا ِء التصاعد ِّي ‪Aufbau Principle‬‬ ‫‪n = 6 6s‬‬ ‫‪5p‬‬ ‫ين ُّص مبـد ُأ أوفبـاو ‪ Aufbau‬على \"امتال ِء الأفلا ِك ‪6d‬‬ ‫‪n = 5 5s‬‬ ‫‪4p‬‬ ‫‪n = 4 4s‬‬ ‫‪3p‬‬ ‫بالإلكترونـا ِت تب ًعـا لتزايـ ِد طاقاتِهـا‪ ،‬بحيـ ُث ُتـو َّز ُع ‪5f‬‬ ‫‪n = 3 3s‬‬ ‫‪2p‬‬ ‫الإلكترونـا ُت أو ًل فـي أدنى مسـت ًوى للطاق ِة‪ ،‬ثـ َّم ُتمل ُأ ‪5d‬‬ ‫‪n = 2 2s‬‬ ‫‪n = 1 1s‬‬ ‫المسـتويا ِت العليـا للطاق ِة‪ \".‬و ُيب ِّي ُن الشـك ُل (‪ )1‬ترتي َب ‪4f‬‬ ‫المسـتويا ِت الفرعي ِة تصاعد ًّيا بحسـ ِب طاقـ ِة ك ٍّل منْها‪4d .‬‬ ‫كلم ُة أوفباو ‪aufbau‬‬ ‫ألماني ُة الأص ِل‪ ،‬وتعني‬ ‫‪3d‬‬ ‫البنا َء التصاعد َّي‪.‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)1‬ترتي ُب‬ ‫الأفلا ِك بحس ِب الطاق ِة‪.‬‬ ‫ُيلا َح ُظ م َن الشك ِل أ َّن طاق َة المستويا ِت الفرعي ِة تزدا ُد عن َد زياد ِة عد ِد‬ ‫ال َكـ ِّم الرئي ِس )‪ ،(n‬وأ َّن المستويا ِت تبد ُأ بالتداخ ِل بع َد المستوى الفرع ِّي‬ ‫‪ .3p‬بنا ًء على ذل َك‪ُ ،‬يم ِك ُن تحدي ُد المستوى الفرع ِّي الأق ِّل طاق ًة م ْن‬ ‫مجمو ِع )‪(n + ℓ‬؛ إ ْذ ُتم َ ُل الإلكترونا ُت بالمستوى الفرع ِّي الأق ِّل مجمو ًعا‬ ‫)‪ .(n + ℓ‬فمث ًل‪ُ ،‬يلا َح ُظ أ َّن المستوى الفرع َّي ‪ُ 4s‬يم َ ُل بالإلكترونا ِت قب َل‬ ‫المستوى ‪3d‬؛ لأ َّن مجمو َع القي ِم )‪ (n + ℓ‬لهذا المستوى ‪،)4 + 0 = 4( 4‬‬ ‫في حي ِن أ َّن مجمو َعها ‪ )3 + 2= 5( 5‬للمستوى ‪.3d‬‬ ‫وفي حا ِل كا َن مجمو ُع )‪ (n + ℓ‬متساو ًيا‪ ،‬فإ َّن المستوى الفرع َّي‬ ‫الأق َّل طاق ًة (الذي س ُيم َ ُل أو ًل) يكو ُن الأق َّل قيم ًة )‪ .(n‬فمث ًل‪ ،‬مجمو ُع‬ ‫)‪ (n + ℓ‬ه َو ‪ 7‬لك ٍّل م َن المستوى الفرع ِّي ‪ ،6p‬والمستوى الفرع ِّي ‪،5d‬‬ ‫ولك َّن قيم َة )‪ (n‬للمستوى ‪ 5d‬أق ُّل منْها للمستوى ‪6p‬؛ لذا ُيم َ ُل المستوى‬ ‫‪ 5d‬بالإلكترونا ِت قب َل المستوى ‪.6p‬‬ ‫ُيم ِك ُن كتاب ُة مستويا ِت الطاق ِة الفرعي ِة على النح ِو الآتي‪:‬‬ ‫……‪1s , 2s , 2p ,3s , 3p ,4s ,3d ,4p ,5s , 4d , 5p‬‬ ‫‪33‬‬

‫المثا ُل‪1‬‬ ‫أ ُّي المستوي ْي ِن الفرعي ْي ِن أق ُّل طاق ًة‪ 5p :‬أ ْم ‪4f‬؟‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫مجمو ُع قي ِم )‪ (n + ℓ‬للمستوى ‪ 5p‬ه َو (‪ ،)5+1= 6‬ومجمو ُعها للمستوى ‪ 4f‬ه َو )‪(4+3= 7‬؛ لذا‪ ،‬فإ َّن‬ ‫المستوى ‪ 5p‬ه َو الأق ُّل طاق ًة‪ ،‬ما يعني أ َّن ُه س ُيم َ ُل بالإلكترونا ِت قب َل المستوى ‪.4f‬‬ ‫المثا ُل‪2‬‬ ‫أ ُّي المستوي ْي ِن الفرعي ْي ِن أق ُّل طاق ًة‪ 5f :‬أ ْم ‪7p‬؟‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫مجمو ُع قي ِم )‪ (n + ℓ‬للمستوى ‪ 5f‬ه َو )‪ ،(5+3= 8‬وه َو المجمو ُع نف ُس ُه للمستوى الفرع ِّي ‪.(7+1= 8)7p‬‬ ‫ولأ َّن قيم َة ‪ n‬للمستوى ‪ 5f‬ه َي الأق ُّل؛ فه َو الأق ُّل طاق ًة؛ لذا ُيم َ ُل بالإلكترونا ِت قب َل المستوى ‪.7p‬‬ ‫قاعدةُ هوند ‪Hund’s Rule‬‬ ‫تن ُّص قاعد ُة هوند على \"تو ُّز ِع الإلكترونا ِت بصور ٍة منفرد ٍة على‬ ‫الخطو ُة ‪:1‬‬ ‫أفلا ِك المستوى الفرع ِّي الواح ِد باتجا ِه الغز ِل نف ِس ِه‪ ،‬ث َّم إضاف ِة ما تب ّقى‬ ‫م ْن إلكترونا ٍت إلى الأفلا ِك باتجا ٍه مغزل ٍّي معاك ٍس‪ \".‬وهذا ُيو ِّف ُر الح َّد‬ ‫‪.2p‬‬ ‫الأدنـى م َن الطاقـ ِة‪ ،‬والقـد َر الأقـ َّل م َن التناف ِر بي َن الإلكترونا ِت داخـ َل‬ ‫الخطو ُة ‪.2p :2‬‬ ‫أفلا ِك المستويا ِت الفرعي ِة‪.‬‬ ‫الخطو ُة ‪.2p :3‬‬ ‫الخطو ُة ‪.2p :4‬‬ ‫ففي حا ِل مل ِء أفلا ِك المستوى الفرع ِّي ‪ p‬بالإلكترونا ِت‪ ،‬فإ َّنها ُتو َّز ُع‬ ‫الخطو ُة ‪.2p :5‬‬ ‫منفرد ًة عـلى الأفـلا ِك )‪ (px،py،pz‬في اتجـا ِه الغز ِل نف ِسـ ِه‪ .‬وعنـ َد إضاف ِة‬ ‫الإلكترو ِن الرابـ ِع والإلكترو ِن الخام ِس‪ ،‬فإ َّنها ُتضا ُف في اتجـا ِه غـز ٍل‬ ‫الشك ُل (‪ :)2‬توزي ُع‬ ‫إلكترونا ِت أفلا ِك ‪p‬‬ ‫معاك ٍس‪ ،‬أنظ ُر الشك َل (‪ )2‬الذي ُيب ِّي ُن خطوا ِت توزي ِع خمس ِة إلكترونا ٍت‬ ‫بحس ِب قاعد ِة هوند‪.‬‬ ‫على أفلا ِك ‪ p‬الفرعي ِة بحس ِب قاعد ِة هوند‪ .‬تط َّب ُق قاعد ُة هوند أي ًضا عن َد‬ ‫توزي ِع الإلكترونا ِت على أفلا ِك المستوي ْي ِن الفرعي ْي ِن‪َ ،d :‬و ‪.f‬‬ ‫‪34‬‬ ‫ُيح ِّد ُد التوزي ُع الإلكترون ُّي‪َ -‬وف َق قاعد ِة هوند‪ -‬عد َد الإلكترونا ِت‬ ‫المنفرد ِة في أفلا ِك المستوى الفرع ِّي الواح ِد‪ .‬فمث ًل‪ ،‬يمتل ُك النتروجي ُن‬ ‫‪ 7N‬ثلاث َة إلكترونا ٍت منفرد ٍة ُمو َّزع ٍة على أفلا ِك ‪P‬‬ ‫‪ ،‬في حي ِن‬

‫يمتل ُك الحدي ُد ‪ 26Fe‬أربع َة إلكترونا ٍت منفرد ٍة تتو َّز ُع على أفلا ِك المستوى‬ ‫‪ d‬كالآتي‪:‬‬ ‫م َن الأمثل ِة على التوزي ِع الإلكترون ِّي ذ َّر ُة الهيدروجي ِن التي عد ُدها‬ ‫الذ ِّر ُّي )‪ ،(1‬وتوزي ُعها )‪ ،(1s1‬أنظ ُر الشك َل (‪ )3‬الذي ُيب ِّي ُن دلال َة التوزي ِع‬ ‫الإلكترون ِّي لذ َّر ِة الهيدروجي ِن‪.‬‬ ‫أ ّما التوزي ُع الإلكترون ُّي لذ َّر ِة الهيليو ِم (عد ُدها الذ ِّر ُّي ‪ )2‬فه َو )‪.(1s2‬‬ ‫ول ّما كا َن المستوى الفرع ُّي ‪ s‬لا يتس ُع لأكث َر م ْن إلكترون ْي ِن‪ ،‬فإ َّن وجو َد‬ ‫إلكترو ٍن ثال ٍث ‪-‬كما في ذ َّر ِة الليثيو ِم التي عد ُدها الذ ِّر ُّي ‪ -3‬سيؤدي‬ ‫إلى دخولِ ِه المستوى الذي يلي ‪ ،1s2‬وه َو المستوى ‪ ،2s‬فيصب ُح توزي ُعها‬ ‫‪ ،1s2 2s1‬وهكذا الحا ُل لبقي ِة الذ ّرا ِت؛ إ ْذ تدخ ُل الإلكترونا ُت تبا ًعا في‬ ‫مستوياتِها الفرعي ِة‪ ،‬أنظ ُر الجدو َل (‪ )1‬الذي ُيب ِّي ُن التوزي َع الإلكترون َّي‬ ‫لبع ِض ذ ّرا ِت العناص ِر‪.‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)3‬دلال ُة‬ ‫عد ُد الإلكترونا ِت في‬ ‫اللتذ َّور ِةزيالِعهايلدإلركوترجيونِن ِّ‪.‬ي‬ ‫المستوى الفرع ِّي‬ ‫الرطقا ُمق ِةمالسترئويى ِس‬ ‫رم ُز المستوى‬ ‫الفرع ِّي‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لبع ِض ذ ّرا ِت العناص ِر‪.‬‬ ‫الجدو ُل (‪:)1‬‬ ‫العنص ُر‬ ‫التركي ُب الإلكترون ُّي‬ ‫العد ُد الذ ِّر ُّي‬ ‫الرم ُز‬ ‫البريليو ُم‬ ‫‪1s2 2s2‬‬ ‫البورو ُن‬ ‫‪4 Be‬‬ ‫الكربو ُن‬ ‫‪1s2 2s22p1‬‬ ‫النتروجي ُن‬ ‫‪1s2 2s22p2‬‬ ‫‪5B‬‬ ‫الأكسجي ُن‬ ‫‪1s2 2s22p3‬‬ ‫الفلو ُر‬ ‫‪1s2 2s22p4‬‬ ‫‪6C‬‬ ‫الصوديو ُم‬ ‫‪1s2 2s22p5‬‬ ‫المغنيسيو ُم‬ ‫‪1s2 2s22p63s1‬‬ ‫‪7N‬‬ ‫الألمنيو ُم‬ ‫‪1s2 2s22p63s2‬‬ ‫‪1s2 2s22p63s23p1‬‬ ‫‪8O‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪9F‬‬ ‫‪11 Na‬‬ ‫‪12 Mg‬‬ ‫‪13 Al‬‬

‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لعد ٍد م َن الغازا ِت النبيل ِة‪.‬‬ ‫الجدو ُل (‪:)2‬‬ ‫العنص ُر النبي ُل‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي‬ ‫العد ُد الذ ِّر ُّي‬ ‫رم ُز العنص ِر‬ ‫الهيليو ُم ‪Helium‬‬ ‫‪1s2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪He‬‬ ‫النيو ُن ‪Neon‬‬ ‫الآرغو ُن ‪Argon‬‬ ‫‪1s22s22p6‬‬ ‫‪10 Ne‬‬ ‫الكربتو ُن ‪Krypton‬‬ ‫‪1s22s22p63s23p6‬‬ ‫‪18 Ar‬‬ ‫‪1s22s22p63s23p63d104s24p6‬‬ ‫‪36‬‬ ‫‪Kr‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي بدلال ِة الغازا ِت النبيل ِة‬ ‫تمتـا ُز ذ ّرا ُت عنـاصـ ِر الغازا ِت النبيلـ ِة بامتـلا ِء أفـلا ِك مستـواها‬ ‫الخارج ِّي بالإلكترونا ِت‪ .‬و ُيب ِّي ُن الجدو ُل (‪ )2‬التوزي َع الإلكترون َّي لعد ٍد‬ ‫م َن الغازا ِت النبيل ِة‪.‬‬ ‫ُيستفا ُد م ْن هـذا التوزيـ ِع في كتابـ ِة التوزيـ ِع الإلكترون ِّي لـذ ّرا ِت‬ ‫العنـاص ِر الأُخـرى بـدلالـ ِة الغـازا ِت النبيلـ ِة‪ ،‬وذلـ َك باستبـدا ِل توزي ِع‬ ‫إلكترونا ِت المستويا ِت الداخليـ ِة ليح َّل مح َّلـ ُه رمـ ُز الغا ِز النبيـ ِل الـذي‬ ‫ُيماثِ ُلها في التوزيـ ِع‪ ،‬أنظ ُر الجدو َل (‪ )3‬الذي ُيب ِّي ُن التوزيـ َع الإلكترون َّي‬ ‫لعد ٍد م ْن ذ ّرا ِت العناص ِر‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪:‬‬ ‫ ‪1.‬أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لسبع ِة إلكترونا ٍت على أفلا ِك ‪ d‬الخمس ِة‬ ‫بحس ِب قاعد ِة هوند‪ُ ،‬مح ِّد ًدا عد َد الإلكترونا ِت المنفرد ِة‪.‬‬ ‫ ‪ُ 2.‬أر ِّت ُب المستويا ِت الفرعي َة الآتي َة تصاعد ًّيا وف َق طاقتِها‪:‬‬ ‫‪.5p, 3d, 6p, 5d, 7p‬‬ ‫ ‪3.‬أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي بدلال ِة الغا ِز النبي ِل لك ٍّل م َن الذ َّرت ْي ِن‪:‬‬ ‫‪( N‬عد ُدها الذ ِّر ُّي‪َ ،)7‬و ‪( Si‬عد ُدها الذ ِّر ُّي ‪.)14‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لبع ِض العناص ِر بدلال ِة الغازا ِت النبيل ِة‪.‬‬ ‫الجدو ُل (‪:)3‬‬ ‫العنص ُر‬ ‫التوزي ُع بدلال ِة العنص ِر النبي ِل‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي‬ ‫‪[He] 2s22p5‬‬ ‫‪1s22s22p5‬‬ ‫‪ Fluorine‬الفلو ُر )‪( 9F‬‬ ‫‪[Ne] 3s2‬‬ ‫‪1s22s22p63s2‬‬ ‫‪ Magnesium‬المغنيسيو ُم )‪(12Mg‬‬ ‫‪[Ne] 3s23p3‬‬ ‫‪1s22s22p63s23p3‬‬ ‫‪ Phosphorus‬الفسفو ُر )‪(15P‬‬ ‫‪[Ar] 4s1‬‬ ‫‪1s2 2s22p63s23p64s1‬‬ ‫‪ Potassium‬البوتاسيو ُم )‪(19K‬‬ ‫‪36‬‬

Classifying The Elements ‫تصني ُف العناص ِر‬ ‫ فإ َّن ُه ُيم ِك ُن تصني ُفها في الجدو ِل‬،‫بنا ًء على توزي ِع العناص ِر الإلكترون ِّي‬ .‫ ومعرف ِة خصائ ِصها الكيميائي ِة والفيزيائي ِة‬،‫الدور ِّي؛ ُب ْغ َي َة تسهي ِل دراستِها‬ ‫) دورا ٍت ُتم ِّث ُل المستويا ِت الرئيس َة‬7( ‫يتك َّو ُن الجدو ُل الدور ُّي م ْن‬ ‫ بحي ُث تتر َّت ُب العناص ُر‬،‫) مجموع ًة‬18( ‫ ويض ُّم أي ًضا‬،‫للطاق ِة حو َل النوا ِة‬ .‫المتشابه ُة في خصائ ِصها الكيميائي ِة في مجموع ٍة واحد ٍة‬ :‫ هما‬،‫ُت َق َّس ُم عناص ُر الجدو ِل الدور ِّي إلى قسم ْي ِن رئيس ْي ِن‬ Representative Elements ُ‫العناص ُر الممثلة‬ Representative‫)مجموعا ِتالعناص ِرالممثلـ ِة‬4(‫ُيم ِّثـ ُلالشكـ ُل‬ ‫ وتض ُّم‬،A ‫ التي ُير َم ُز إل ْيها بالحر ِف‬،‫ في الجدو ِل الدور ِّي‬Elements ‫ وق ْد ُتم ِّث ُلها أي ًضا الأرقا ُم‬،(18 - 13 ،2 ،1) ‫( مجموعا ٍت ُتم ِّث ُلها الأرقا ُم‬8) ‫ وتعني المجموع َة‬،(V111A) ‫( ب ِـ‬18) ‫ ُيع َّب ُر ع ِن المجموع ِة‬،‫ فمث ًل‬.‫اللاتيني ُة‬ .‫( في العناص ِر الممثل ِة‬8) 1 ‫ العناص ُر الممثل ُة في‬:)4( ‫الشك ُل‬ 18 lA .‫الجدو ِل الدور ِّي‬ VlllA 1 2 13 14 15 16 17 2 H llA lllA lVA VA VlA VllA 4 5 6 7 He Hydrogen 8 9 1.008 Be B C N Helium 1 O F 4.0026 Beryllium Boron Carbon Nitrogen 2 3 9.0122 10.81 12.011 14.007 Oxygen Fluorine 2-2 2-3 2-4 2-5 15.999 18.998 10 Li 2-6 2-7 12 13 14 15 Ne Lithium 16 17 Neon 6.94 Mg Al Si P 20.180 2-1 S Cl 2-8 Magnesium Aluminum Silicon Phosphorus 11 24.305 26.982 28.085 30.974 Sulfur Chlorine 18 2-8-2 2-8-3 2-8-4 2-8-5 32.06 35.45 Na 2-8-6 2-8-7 Ar 20 31 32 33 Sodium 34 35 Argon 22.98976928 Ca Ga Ge As 39.948 Se Br 2-8-8 2-8-1 Calcium Gallium Germanium Arsenic 40.078 69.723 72.630 74.922 Selenium Bromine 36 19 2-8-8-2 2-8-8-3 2-8-8-4 2-8-8-5 78.971 79.904 2-8-18-6 2-8-8-7 Kr K 38 49 50 51 52 53 Krypton Potassium Sr In Sn Sb 83.798 39.0983 Tin Te I 2-8-18-8 2-8-8-1 Strontium Indium 118.71 Antimony 87.62 114.82 2-8-18-18-4 121.76 Tellurium Iodine 54 37 2-8-18-8-2 2-8-18-8-3 2-8-18-8-5 127.60 126.90 82 2-8-18-18-6 2-8-18 -18-7 Xe Rb 56 81 83 Pb 84 85 Xenon Rubibium Ba TƖ Lead Bi 131.29 85.4678 207.2 Po At 2-8-18-18-8 2-8-18-8-1 Barium Thallium 2-8-18-32-18-4 Bismuth 137.327 204.38 208.98 Polonium Astatine 86 55 2-8-18-18-8-2 114 (209) (210) 2-8-18-32-18-3 2-8-18-32-18-5 Rn Cs 88 PƖ 2-8-18-32-18-6 2-8-18-32-18-7 113 Mc Radon Caesium Ra FƖerovium 116 117 (222) 132.90545196 Nh (289) Moscovium 2-8-18-18-8-1 Radium (286) Lv Ts 2-8-18-32-18-8 (226) Nihonium 2-8-18-32-32-18-4 87 (286) 2-8-18-32-32-18-5 Livermorium Tennessine 118 2-8-18-32-18-8-2 (293) (294) Fr 2-8-18-32-18-8-2 Og 2-8-18-32-32-18-6 2-8-18-32-32-18-7 Francium Oganesson (223) (294) 2-8-18-32-18-8-1 2-8-18-32-32-18-8 37

‫ُيلا َح ُظ عن َد كتاب ِة التوزي ِع الإلكترون ِّي لهذ ِه العناص ِر أ َّن الإلكترو َن‬ ‫الربطُ بالحيا ِة‬ ‫الأخي َر يضا ُف إلى أفلا ِك المستوى الفرع ِّي (‪ ،s‬أ ْو ‪ ،)p‬حي ُث يشي ُر مجمو ُع‬ ‫منطا ٌد مملو ٌء بغا ِز الهيليو ِم‬ ‫إلكترونا ِت )‪َ ،s‬و ‪ (p‬في المستوى الخارج ِّي إلى رق ِم مجموع ِة العنص ِر‪،‬‬ ‫ويشي ُرأعلىرق ٍمللمستوىالخارج ِّي)‪(n‬إلىرق ِمدور ِةالعنص ِرفيالجدو ِل‬ ‫يمتـا ُز غـا ُز الهيليـو ِم‪ He‬بكثافتِـ ِه‬ ‫الدور ِّي‪ .‬فمث ًل‪ ،‬إذا كا َن التوزي ُع الإلكترون ُّي لعنص ٍر ه َو )‪،(1s2 2s2 2p3‬‬ ‫المنخفضـــ ِة مقارنـــ ًة ببقيــــ ِة‬ ‫فإ َّن مجمو َع إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي )‪ (2s 2p‬ه َو )‪ ،(5‬فيكو ُن رق ُم‬ ‫الغـازا ِت‪ ،‬و ُي َعـ ُّد غـا ًزا آمنًـا غيـ َر‬ ‫مجموع ِة العنص ِر ه َو )‪ (5‬في العناص ِر الممثل ِة‪ ،‬في حي ِن يكو ُن رق ُم دور ِة‬ ‫ســا ٍّم‪ ،‬وغيــ َر قابــ ٍل للاشــتعا ِل‬ ‫العنص ِر أعلى رق ٍم )‪ (n‬في التوزي ِع‪ ،‬وه َو )‪ .(2‬وعن َد البح ِث ع ْن هذا العنص ِر‬ ‫أ ِو الانفجــا ِر؛ نظــ ًرا إلــى ِق َّلــ ِة‬ ‫نشـاطِ ِه الكيميائـ ِّي؛ لـذا ُتمـ َ ُأ بـ ِه‬ ‫في الجدو ِل الدور ِّي َيتب َّي ُن أ َّن ُه النتروجي ُن ‪.N‬‬ ‫العناص ُر الانتقاليةُ ‪Transition Element‬‬ ‫عناص ُر تق ُع في وس ِط الجدو ِل الدور ِّي‪ ،‬ويضا ُف الإلكترو ُن الأخي ُر‬ ‫في توزي ِعها الإلكترون ِّي إلى المستوى الفرع ِّي ‪ ،d‬أ ْو ‪.f‬‬ ‫المناطيــ ُد‪ ،‬والبالونــا ُت الطائــر ُة‪،‬‬ ‫‪1A‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)5‬العناص ُر الانتقالي ُة‬ ‫والغ ّواصــا ُت البحريــ ُة‪.‬‬ ‫)‪(1‬‬ ‫في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫‪8A‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2A‬‬ ‫)‪(18‬‬ ‫)‪(2‬‬ ‫‪3A 4A 5A 6A 7A‬‬ ‫)‪(13) (14) (15) (16) (17‬‬ ‫العناص ُر الانتقالي ُة الرئيس ُة ‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3B 4B 5B 6B 7B 8B 1B 2B‬‬ ‫)‪(3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12‬‬ ‫‪4 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30‬‬ ‫ُأو ِّض ُح سـب َب تسمي ِة‬ ‫‪Sc Ti v Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn‬‬ ‫العناصـ ِر الانتقاليــ ِة‬ ‫‪5 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48‬‬ ‫بهذا الاسـ ِم‪.‬‬ ‫‪Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh bd Ag Cd‬‬ ‫‪6 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80‬‬ ‫‪La Hf Ta W Re Os lr Pt Au Hg‬‬ ‫‪7 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112‬‬ ‫‪Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt‬‬ ‫العناص ُر الانتقالي ُة الداخلي ُة‬ ‫‪58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71‬‬ ‫‪Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu‬‬ ‫‪90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103‬‬ ‫‪Th Pa u Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr‬‬ ‫‪38‬‬

‫قضي ٌة للبح ِث‬ ‫تنقس ُم العناص ُر الانتقالي ُة ‪ Transition Elements‬إلى قسم ْي ِن رئيس ْي ِن‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫ العنـاص ُر الانتقاليـ ُة الرئـيس ُة ‪ :Transition Elements‬تتك َّو ُن هـذ ِه‬ ‫يختلــ ُف التوزيــ ُع الإلكترونــ ُّي‬ ‫العناص ُر م ْن )‪ (10‬مجموعا ٍت في الجدو ِل الدور ِّي‪ ،‬كما في الشك ِل‬ ‫لعنصــ ِر الكــرو ِم ‪ 24Cr‬وعنصــ ِر‬ ‫)‪ ،(5‬ويـضا ُف الإلكترو ُن الأخيـ ُر في التـوزيـ ِع الإلكتـرون ِّي لـذ ّرا ِت‬ ‫النحــا ِس ‪29Cu‬عــ ْن توزيــ ِع بقيــ ِة‬ ‫عناص ِرها إلى أفلا ِك المستوى الفرع ِّي ‪.d‬‬ ‫العناصــ ِر الانتقاليــ ِة الرئيســ ِة‪.‬‬ ‫ العناص ُر الانتقالي ُة الداخلي ُة ‪ :Inner Transition Elements‬تتك َّو ُن‬ ‫أبح ُث في سب ِب هذا الاختلا ِف‪،‬‬ ‫هـذ ِه العناص ُر م ْن (‪ )14‬مجموعـ ًة في الجـدو ِل الدور ِّي‪ ،‬كما في‬ ‫الشك ِل (‪ ،)5‬ويضا ُف الإلكترو ُن الأخي ُر في التوزي ِع الإلكترون ِّي لذ ّرا ِت‬ ‫ث ُّم ُأنا ِق ُش ُه م َع زملائي‪.‬‬ ‫عناص ِرها إلى أفلا ِك المستوى الفرع ِّي ‪.f‬‬ ‫ُيب ِّي ُن الجدو ُل (‪ )4‬التوزي َع الإلكترون َّي لعناص ِر الدور ِة الرابع ِة‬ ‫الانتقالي ِة الرئيس ِة ‪ ،B‬وأرقا َم مجموعاتِها‪ .‬و ُيلا َح ُظ م ْن هذا الجدو ِل أ َّن‬ ‫رق َم المجموع ِة بالنسب ِة إلى العناص ِر الانتقالي ِة الرئيس ِة يساوي مجمو َع‬ ‫إلكتـرونـا ِت ‪ s‬في المستـوى الخـارجـ ِّي )‪ ،(n‬ومجمو َع إلكترونا ِت‬ ‫‪ d‬في المستوى قب َل الخارج ِّي )‪ (n-1‬للمجموعا ِت )‪ ،B (7–3‬بحس ِب‬ ‫القاعد ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫رق ُم المجموع ِة = إلكترونا ِت ‪ + nS‬إلكترونا ِت ‪.(n-1) d‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لعناص ِر الدور ِة الرابع ِة الانتقالي ِة‪.‬‬ ‫الجدو ُل (‪:)4‬‬ ‫العنص ُر‬ ‫رق ُم المجموع ِة‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي‬ ‫‪ Scandium‬السكانديو ُم )‪(21Sc‬‬ ‫‪3B [Ar]3d14s2‬‬ ‫‪ Titanium‬التيتانيو ُم )‪(22Ti‬‬ ‫‪ Vanadium‬الفاناديو ُم )‪(23V‬‬ ‫‪4B [Ar]3d24s2‬‬ ‫‪ Chromium‬الكرو ُم )‪(24Cr‬‬ ‫‪5B [Ar]3d34s2‬‬ ‫‪ Manganese‬المنغني ُز )‪(25Mn‬‬ ‫‪ Iron‬الحدي ُد )‪(26Fe‬‬ ‫‪6B [Ar]3d54s1‬‬ ‫‪ Cobalt‬الكوبال ُت )‪(27Co‬‬ ‫‪7B [Ar]3d54s2‬‬ ‫‪ Nickel‬النيك ُل )‪(28Ni‬‬ ‫‪ Copper‬النحا ُس )‪(29Cu‬‬ ‫‪8B [Ar]3d64s2‬‬ ‫‪ Zinc‬الخارصي ُن )‪(30Zn‬‬ ‫‪8B [Ar]3d74s2‬‬ ‫‪8B [Ar]3d84s2‬‬ ‫‪1B [Ar]3d104s1‬‬ ‫‪2B [Ar]3d104s2‬‬ ‫‪39‬‬

‫وفي حا ِل كا َن المجمو ُع )‪ ،(8‬أ ْو )‪ ،(9‬أ ْو )‪ ،B(10‬فإ َّن رق َم المجموع ِة‬ ‫الربطُ بالحيا ِة‬ ‫يكو ُن )‪ B(8‬التي تض ُّم )‪ (3‬أعمد ٍة؛ نظ ًرا إلى التشاب ِه الكبي ِر في خصائ ِص‬ ‫استخدا ُم التيتانيو ِم في الط ِّب‬ ‫عناص ِرهـا‪ .‬أ ّما المجموعتا ِن )‪َ (1‬و )‪ B(2‬على الترتي ِب ف ُيح َّد ُد رق ُم كـ ٍّل‬ ‫ُايلَعن ُّاد احليت ِيةتاانلياوق ُتم ‪i‬صا‪2T‬د‪2‬ي ِةفل ًّوزاال ُم ِصهن ًّاماعيم ِة َن؛‬ ‫منْهما بنا ًء على عد ِد إلكترونا ِت ‪ s‬في المستوى الخارج ِّي‪.‬‬ ‫نظ ًرا إلى صفاتِ ِه التي جع َل ْت ُه مناف ًسا‬ ‫بع َد تع ُّر ِف كيفي ِة تحدي ِد موق ِع العنص ِر في الجدو ِل الدور ِّي ع ْن طري ِق‬ ‫قو ًّيا في العدي ِد م َن المجالا ِت‬ ‫التـوزي ِع الإلكترون ِّي‪ُ ،‬يم ِك ُن أي ًضا استخـدا ُم بِني ِة الجـدو ِل الدور ِّي في‬ ‫الصناعي ِة؛ إ ْذ يمتا ُز بخ َّف ِة وزنِ ِه‪،‬‬ ‫تع ُّر ِف التوزي ِع الإلكترون ِّي للعنص ِر بنا ًء على موق ِع ِه في الجدو ِل الدور ِّي؛‬ ‫وصلابتِ ِه الكبير ِة‪ ،‬إضاف ًة إلى ِق َّل ِة‬ ‫إ ْذ ُيلا َح ُظ م َن الشك ِل (‪ )6‬أ َّن الجدو َل الدور َّي ينقس ُم إلى )‪ (4‬أقسا ٍم‪ ،‬وأ َّن‬ ‫نشا ِط ِه الكيميائ ِّي‪ ،‬وعـد ِم تأ ُّث ِر ِه‬ ‫ك َّل قس ٍم منْها يض ُّم عد ًدا م َن الأعمد ِة مساو ًيا لسع ِة المستويا ِت الفرعي ِة‬ ‫التي ينتهي بها التوزي ُع الإلكترون ُّي‪ .‬فمث ًل‪ ،‬العناص ُر التي ينتهي توزي ُعها‬ ‫بعوام ِل البيئ ِة‪.‬‬ ‫الإلكتـرون ُّي بالمستـوى الفرع ِّي ‪ s‬تـقـ ُع ضم َن العمود ْيـ ِن‪َ A2 :‬و ‪،A1‬‬ ‫م َن المجالا ِت التي ُيستخ َد ُم فيها‬ ‫التيتانيو ُمعلىنطا ٍقواس ٍعالط ُّب؛إ ْذ‬ ‫والعناص ُر التي ينتهي توزي ُعها الإلكترون ُّي بالمستوى الفرع ِّي ‪ p‬تق ُع ضم َن‬ ‫يدخ ُل في صناع ِة المفاص ِل البديل ِة‪،‬‬ ‫الأعمد ِة )‪ ،(8A-3A‬وكذل َك ه َو حا ُل العناص ِر الانتقالي ِة الرئيس ِة‪.‬‬ ‫مث ِل مفص ِل الور ِك ومفص ِل الركب ِة‪،‬‬ ‫و ُيستخ َد ُم في علا ِج الانزلاقا ِت‬ ‫أتح َّق ُق‪ :‬أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للعنص ِر الذي يق ُع في المجموع ِة‬ ‫الغضروفي ِة في العمو ِد الفقر ِّي‪،‬‬ ‫الثاني ِة ‪ ،A‬والدور ِة الرابع ِة‪.‬‬ ‫ويدخ ُل أي ًضا في صناع ِة صفائ ِح‬ ‫الجمجم ِة‪ ،‬وبـراغي الأسنـا ِن‪،‬‬ ‫العناص ُر الممثل ُة‬ ‫والف ِّك الصناع ِّي‪ ،‬وغي ِر ذل َك م َن‬ ‫‪1A 8A‬‬ ‫الاستخداما ِت الطبي ِة ال ُم ِه َّم ِة‪.‬‬ ‫‪1s 2A‬‬ ‫العناص ُر الانتقالي ُة الرئيس ُة‬ ‫‪3A 4A 5A 6A 7A 1s‬‬ ‫ااالللـفشردكوعـيرُـلِِّةيا(لبـ‪6‬خ)اح‪:‬رستجـ ِيقبِة ااسليلت ُممـ اسيلتيـنجتويـداهو ِ ِتلي‬ ‫‪2s‬‬ ‫‪2p‬‬ ‫بها التوزي ُع الإلكترون ُّي‪.‬‬ ‫‪3s 3B 4B 5B 6B 7B‬‬ ‫‪8B‬‬ ‫‪1B 2B‬‬ ‫‪3p‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪4s 3d‬‬ ‫‪4p‬‬ ‫‪5s 4d‬‬ ‫‪5p‬‬ ‫‪6s 5d‬‬ ‫‪6p‬‬ ‫‪7s 6d‬‬ ‫‪7p‬‬ ‫العناص ُر‬ ‫‪4f‬‬ ‫الانتقالي ُة‬ ‫‪5f‬‬ ‫الداخلي ُة‬

‫المثا ُل‪3‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للعنص ِر الافتراض ِّي ‪ X‬الذي يق ُع في المجموع ِة السادس ِة ‪ ،A‬والدور ِة الثالث ِة‪.‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫بالرجو ِع إلى الشك ِل (‪ ،)6‬فإ َّن المجموع َة السادس َة ُتم ِّث ُل العمو َد الراب َع م ْن منطق ِة ‪ ،p‬وإ َّن رق َم الدور ِة‬ ‫ُيم ِّث ُل رق َم المستوى الخارج ِّي ‪ ،n‬فيكو ُن المستوى الخارج ُّي ‪ ،3p4‬ويكو ُن التوزي ُع الإلكترون ُّي كما يأتي‪:‬‬ ‫‪X : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4‬‬ ‫المثا ُل‪4‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للعنص ِر الافتراض ِّي ‪ X‬الذي يق ُع في المجموع ِة الخامس ِة ‪ ،B‬والدور ِة الرابع ِة‪.‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫بالرجو ِع إلى الشك ِل (‪ ،)6‬فإ َّن المجموع َة الخامس َة ُتم ِّث ُل العمو َد الثال َث م ْن منطق ِة ‪ ،d‬وإ َّن رق َم الدور ِة‬ ‫ُيم ِّث ُل رق َم المستوى الخارج ِّي ‪ ،n‬فيكو ُن المستوى الخارج ُّي ‪ ،3d3‬ويكو ُن التوزي ُع الإلكترون ُّي كما يأتي‪:‬‬ ‫‪X : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيونا ِت العناص ِر‬ ‫تمي ُل ذ ّرا ُت العناص ِر إلى كس ِب الإلكترونا ِت أو ف ْق ِدها للوصو ِل إلى‬ ‫توزي ٍع ُي ْشبِ ُه توزي َع العناص ِر النبيل ِة‪ ،‬في ما ُيع َر ُف بالتأ ُّي ِن ‪،Ionization‬‬ ‫وتؤدي هذ ِه العملي ُة إلى تغ ُّي ٍر في عد ِد الإلكترونا ِت‪ ،‬ث َّم اختلا ٍف في‬ ‫توزي ِعها الإلكترون ِّي‪.‬‬ ‫تنش ُأالأيونا ُتالموجب ُةنتيج َةف ْق ِدالإلكترونا ِتم َنالمستوىالخارج ِّي‬ ‫للذ َّر ِة‪ .‬فمث ًل‪ ،‬التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيو ِن الصوديو ِم ه َو ‪11Na+: 1s2 2s2 2p6‬‬ ‫مقارن ًة بالتوزي ِع الإلكترون ِّي لذ َّر ِة الصوديو ِم ‪ ،11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1‬في‬ ‫حي ِن تضا ُف الإلكترونا ُت ال ُمكت َسب ُة في الأيـونا ِت السالب ِة إلى المستوى‬ ‫الخارج ِّي‪ .‬وم َن الأمثلـ ِة على ذل َك التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيـو ِن الكلوري ِد‬ ‫‪ 17Cl-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6‬مقارنـ ًة بالـتوزي ِع الإلكترون ِّي لـذ َّر ِة الكلو ِر‬ ‫‪.17Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5‬‬ ‫‪41‬‬

‫المثا ُل‪5‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لأيو ِن المغنيسيو ِم ‪.12Mg2+‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي للمغنيسيو ِم ه َو ‪ ،12Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2‬أ ّما أيو ُن المغنيسيو ِم ‪ 12Mg2+‬فيمل ُك ‪10‬‬ ‫إلكترونا ٍت؛ لأ َّن ُه فق َد إلكترون ْي ِن للوصو ِل إلى التوزي ِع الذي ُي ْشبِ ُه التوزي َع الإلكترون َّي للعنص ِر النبي ِل‪،‬‬ ‫فيكو ُن توزي ُعـ ُه الإلكترون ُّي ‪ ،12Mg2+: 1s2 2s2 2p6‬و ُيم ِك ُن كتابـ ُة هذا التـوزيـ ِع بدلال ِة العنص ِر النبي ِل‬ ‫]‪.12Mg2+: [Ne‬‬ ‫المثا ُل‪6‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لأيو ِن النتروجي ِن ‪.7N3-‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫التوزيـ ُع الإلكترون ُّي للنتروجي ِن هـ َو ‪ ،7N: 1s2 2s2 2p3‬أ ّما أيو ُن النتروجيـ ِن ‪ 7N3-‬فينتـ ُج م ْن كس ِب ‪3‬‬ ‫إلكترونا ٍت‪ ،‬فيصب ُح عد ُد الإلكترونا ِت ‪ 10‬إلكترونا ٍت‪ ،‬ويكو ُن توزي ُع ُه الإلكترون ُّي‪،7N3-: 1s2 2s2 2p6 :‬‬ ‫أ ْو ]‪.7N3- :[Ne‬‬ ‫ُتك ِّو ُن العناص ِر الانتقالي ِة الرئيس ِة أيونا ٍت موجب ًة عن َد ف ْق ِد عد ٍد‬ ‫م َن الإلكترونا ِت؛ إ ْذ إ َّنها تفق ُد الإلكترونا ِت م َن المستوى الفرع ِّي ‪s‬‬ ‫الخارج ِّي‪ ،‬ث َّم م َن المستوى الفرع ِّي ‪.d‬‬ ‫‪42‬‬

‫المثا ُل‪7‬‬ ‫أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لأيو ِن التيتانيو ِم ‪.22Ti3+‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫التوزي ُع الإلكترون ُّي لفل ِّز التيتانيـو ِم ه َو ‪ ،22Ti: [Ar] 3d2 4s2‬وفي حـا ِل فـ َقـ َد ‪ 3‬إلكترونـا ٍت (إلكترونا ِن‬ ‫مـ َن المستوى ‪ ،4s‬وإلكترو ٌن م َن المستوى ‪ ،(3d‬فإ َّنـ ُه يتح َّو ُل إلى أيو ِن التيتانيو ِم ‪ ،22Ti3+‬ويصب ُح توزي ُعـ ُه‬ ‫الإلكترون ُّي‪.22Ti3+: [Ar] 3d1:‬‬ ‫‪.20Ca2+‬‬ ‫‪،‬‬ ‫‪S2-‬‬ ‫‪،‬‬ ‫‪28Ni2+‬‬ ‫‪،‬‬ ‫الآتي ِة‪26Fe3+:‬‬ ‫الأيونا ِت‬ ‫م َن‬ ‫لك ٍّل‬ ‫الإلكترون َّي‬ ‫التوزي َع‬ ‫أكت ُب‬ ‫أتح َّق ُق‪:‬‬ ‫‪16‬‬ ‫مراجعـ ُة الدر ِس‬ ‫‪ -1‬أدر ُس العناص َر في الجدو ِل الآتي‪ ،‬ث َّم ُأجي ُب ع ِن الأسئل ِة التي تلي ِه‪:‬‬ ‫‪As Co Cl Al O‬‬ ‫العنص ُر‬ ‫‪33 27 17 13‬‬ ‫العد ُد الذ ِّر ُّي ‪8‬‬ ‫ أ ‪ -‬أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للعناص ِر الوار ِد ذك ُرها في الجدو ِل‪.‬‬ ‫ ب ‪ُ -‬أح ِّد ُد رق َم الدور ِة ورق َم المجموع ِة لك ٍّل م ْن هذ ِه العناص ِر‪.‬‬ ‫ج ـ ‪ -‬أ ُّي العناص ِر ُي َع ُّد عنص ًرا انتقال ًّيا؟ أ ُّيها ُي َع ُّد عنص ًرا ممث ًل؟‬ ‫ د ‪ُ -‬أح ِّد ُد عد َد الإلكترونا ِت المنفرد ِة في ك ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر الآتي ِة‪.Co ،Cl، O:‬‬ ‫هـ ‪ -‬أستنت ُج العد َد الذ ِّر َّي لعنص ٍر يق ُع في الدور ِة الرابع ِة ومجموع ِة العنص ِر ‪.Cl‬‬ ‫ و ‪ -‬أستنت ُج العد َد الذ ِّر َّي لعنص ٍر يق ُع في المجموع ِة الثالث ِة ودور ِة العنص ِر ‪.O‬‬ ‫ ز ‪ -‬أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ٍّل م َن الأيون ْي ِن‪َ ، Al3+:‬و ‪.As3-‬‬ ‫‪ُ -2‬أح ِّد ُد العد َد الذ ِّر َّي لعنص ٍر ينتهي التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيونِ ِه الثنائ ِّي السال ِب بالمستوى الفرع ِّي ‪.3p6‬‬ ‫‪ُ - 3‬أح ِّد ُد العد َد الذ ِّر َّي لعنص ٍر ينتهي التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيونِ ِه الثلاث ِّي الموج ِب بالمستوى الفرع ِّي ‪.4d4‬‬ ‫‪43‬‬

‫الخصائ ُص الدوري ُة للعناص ِر‬ ‫الدر ُس ‪2‬‬ ‫‪Periodic Properties of the Elements‬‬ ‫الخصائ ُص الدوريةُ للعناص ِر‬ ‫الفكر ُة الرئيس ُة‪:‬‬ ‫‪Periodic Properties of the Elements‬‬ ‫تمل ُك العناص ُر عد ًدا م َن الصفا ِت‬ ‫المرتبط ِة بتوزي ِعها الإلكترون ِّي‪ ،‬وموق ِعها‬ ‫ُتق َّس ُم الكر ُة الأرضي ُة إلى عد ٍد م َن المناط ِق المختلف ِة بحس ِب‬ ‫المنا ِخ السائ ِد فيها‪ .‬و ُيب ِّي ُن الشك ُل (‪ )7‬تقسي َم المناط ِق تب ًعا لاختلا ِف‬ ‫في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫منا ِخها الذي يرتب ُط مباشر ًة بموق ِعها الجغراف ِّي؛ إ ْذ تتشاب ُه المناط ُق‬ ‫الواقع ُة ضم َن دوائ ِر العر ِض نف ِسها م ْن حي ُث المنا ُخ‪ ،‬في حي ِن تتغ َّي ُر‬ ‫نتاجا ُت التع ُّل ِم‪:‬‬ ‫المناطـ ُق المنـاخيـ ُة ك َّلما اتجـ ْهنـا م ْن شما ِل الكر ِة الأرضيـ ِة إلى‬ ‫جنوبِها‪ .‬وهذا ُي ْشبِ ُه كثي ًرا العناص َر الكيميائي َة؛ إ ْذ إ َّنها تمتا ُز بعد ٍد م َن‬ ‫أتن َّب ُأ بدوري ِة الصفا ِت لعناص ِر الدور ِة‬ ‫الخصائ ِص الفيزيائي ِة والكيميائي ِة التي ُتح َّد ُد بنا ًء على موق ِع العنص ِر‬ ‫والمجموع ِة في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫في الجـدو ِل الـدور ِّي‪ .‬فما هـذ ِه الخصائـ ُص؟ كي َف تتـغ َّي ُر خـلا َل‬ ‫المفاهي ُم والمصطلحا ُت‪:‬‬ ‫المجموعا ِت والدورا ِت في الجدو ِل الدور ِّي؟‬ ‫الخصائ ُص الدوري ُة للعناص ِر‬ ‫نص ُف القُ ْط ِر الذ ِّر ِّي ‪Atomic Radius‬‬ ‫ُي َعـ ُّد الحج ُم الـذ ِّر ُّي إحـدى الخصائ ِص ال ُم ِه َّمـ ِة التي ُتح ِّد ُد‬ ‫‪.Periodic Properties of the Elements‬‬ ‫السلو َك العا َّم للذ ّرا ِت‪ .‬ول ّما كا َن ِت الـذ ّرا ُت تختـل ُف في ما بينَها‪،‬‬ ‫فإ َّن ُه ُيع َّب ُر ع ْن حجو ِم ذ ّرا ِت الفل ّزا ِت بمصطل ِح نص ِف ال ُق ْط ِر الذ ِّر ِّي‬ ‫نص ُف ال ُق ْط ِر الذ ِّر ِّي ‪.Atomic Radius‬‬ ‫‪ ،Atomic Radius‬وه َو \"نص ُف المساف ِة الفاصل ِة بي َن ذ َّرت ْي ِن ُمتجا ِورت ْي ِن‬ ‫شحن ُة النوا ِة الف ّعال ُة‬ ‫في الب ّلور ِة ال ُّص ْلب ِة لعنص ِر الفل ِّز‪ \".‬و ُيع َّب ُر ع ْن حجو ِم ذ ّرا ِت اللافل ّزا ِت‬ ‫بمصطل ِح نص ِف ال ُق ْط ِر التساهم ِّي‪ ،‬وه َو\" نص ُف المساف ِة بي َن نوا َت ْي‬ ‫‪.Effective Nuclear Charge‬‬ ‫إلكترونا ُت التكاف ِؤ ‪.Valence Electrons‬‬ ‫ذ َّر َت ْي عنص ٍر في الحال ِة الغازي ِة بينَ ُهما رابط ٌة تساهمي ٌة‪\".‬‬ ‫طاق ُة التأ ُّي ِن ‪.Ionization Energy‬‬ ‫الألف ُة الإلكتروني ُة ‪.Electron Affinity‬‬ ‫السالبي ُة الكهربائي ُة ‪.Electron Negativity‬‬ ‫الدائر ُة القطبي ُة الشمالي ُة‬ ‫الشك ُل (‪ :)7‬تقسي ُم‬ ‫العا َل ِم بحس ِب‬ ‫مدا ُر السرطا ِن‬ ‫خ ُّط الاستوا ِء‬ ‫المناط ِق المناخي ِة‪.‬‬ ‫مدا ُر الجد ِي‬ ‫‪44‬‬

‫الشك ُل (‪ :)8‬نص ُف ال ُق ْط ِر‬ ‫نص ُف قط ِر التساه ِم‪.‬‬ ‫نص ُف ال ُق ْط ِر الذ ِّر ِّي‪.‬‬ ‫الذ ِّر ِّي‪.‬‬ ‫يقــا ُسنصــ ُفال ُق ْطــ ِرالـذ ِّر ِّيبـوحـد ِةالبيكومتــ ِر‪Picometers‬‬ ‫‪45‬‬ ‫(تساوي‪ 10-12‬م)‪ ،‬أنظ ُر الشك َل (‪.)8‬‬ ‫يتغ َّي ُر نص ُف ال ُق ْط ِر والحج ُم الذ ِّر ُّي تدريج ًّيا في الجدو ِل الدور ِّي؛‬ ‫سوا ٌء أكا َن ذل َك في الدور ِة الواحد ِة‪ ،‬أ ْم في المجموع ِة الواحد ِة‪ ،‬تب ًعا‬ ‫لعامل ْي ِن اثن ْي ِن‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫ عد ُد ال َك ِّم الرئي ُس )‪:Principal Quantum Number (n‬‬ ‫يـزدا ُد نـص ُف ُق ْط ِر الـذ َّر ِة والحج ُم الذ ِّر ُّي عن َد زيـاد ِة العـد ِد الذ ِّر ِّي‬ ‫بالاتجـا ِه م َن الأعلى إلى الأسف ِل في المجموع ِة الواحد ِة؛ نتيج ًة لزياد ِة‬ ‫رق ِم المستوى الخارج ِّي )‪ ،(n‬م َع بقا ِء تأثي ِر جذ ِب النوا ِة لإلكترونا ِت‬ ‫المستوى الخارج ِّي ثاب ًتا؛ ما يزي ُد م ْن ُب ْع ِد الإلكترونا ِت الخارجي ِة ع ِن‬ ‫النوا ِة‪.‬‬ ‫ شحن ُة النوا ِة الف ّعال ُة ‪:Effective Nuclear Charge‬‬ ‫تـعم ُل البروتـونا ُت الموجبـ ُة في النـوا ِة علـى جـذ ِب إلكتـرونا ِت‬ ‫المستوى الخـارجـ ِّي (إلكترونا ُت التكافـ ِؤ) نـحـ َوها‪ ،‬ويتـأ َّث ُر مقـدا ُر‬ ‫الجذ ِب الفعل ِّي للنوا ِة الموجبـ ِة بفع ِل إلكترونا ِت المستويـا ِت الداخلي ِة‬ ‫(الإلكترونا ُت الحاجب ُة)؛ إ ْذ إ َّنـها ُتق ِّل ُل م ْن قـدر ِة النـوا ِة على جـذ ِب‬ ‫الإلكتـرونا ِت‪ ،‬و ُتـعر ُف القـدر ُة الفعليـ ُة للنوا ِة الموجبـ ِة على جـذ ِب‬ ‫إلكترونـا ِت التكافو بعـ َد تأثيـ ِر الإلكتـرونا ِت الحاجبـ ِة بشحن ِة النوا ِة‬ ‫الف ّعال ِة ‪ . Effective Nuclear Charge‬تزدا ُد شحن ُة النوا ِة الف ّعال ُة بزياد ِة‬ ‫العد ِد الذ ِّر ِّي بالاتجا ِه م َن اليسا ِر إلـى اليمي ِن في الـدور ِة الواحـد ِة‪ ،‬م َع‬ ‫بقا ِء الرقـ ِم نف ِسـ ِه للمستوى الخارجـ ِّي؛ ما يزيـ ُد م ْن تأثي ِر جـذ ِب النوا ِة‬

‫‪1A 2A‬‬ ‫‪3A 4A 5A 6A 7A 8A‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪He‬‬ ‫‪Li Be‬‬ ‫‪Na Mg‬‬ ‫‪B C N O F Ne‬‬ ‫‪K Ca‬‬ ‫‪Al Si‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪s‬‬ ‫‪Cl Ar‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)9‬نص ُف ال ُق ْط ِر والحج ُم‬ ‫‪Rb Sr‬‬ ‫الذ ِّر ُّي للذ ّرا ِت في الجدو ِل الدور ِّي‪.‬‬ ‫‪Ga Ge As Se Br Kr‬‬ ‫ُأح ِّد ُد رم َز العنص ِر الأكب ِر حج ًما‪.‬‬ ‫‪In Sn Sb Te‬‬ ‫‪I Xe‬‬ ‫‪Gs Ba‬‬ ‫‪Tl Pb Bi Po At Rn‬‬ ‫لإلكترونا ِت التكاف ِؤ‪ ،‬فيزدا ُد اقترا ُبها م َن النوا ِة‪ ،‬ويق ُّل نص ُف ال ُق ْط ِر‪ ،‬ث َّم‬ ‫يق ُّل الحج ُم الذ ِّر ُّي‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪:‬‬ ‫أ ُّي الذ َّرت ْي ِن أكب ُر حج ًما‪ Be :‬أ ْم ‪Ba‬؟‬ ‫أ ُّي الذ َّرت ْي ِن أصغ ُر حج ًما‪ S :‬أ ْم ‪Al‬؟‬ ‫المثا ُل‪8‬‬ ‫ُأو ِّض ُح أث َر شحن ِة النوا ِة الف ّعال ِة في حجو ِم ذ ّرا ِت العناص ِر الآتي ِة‪. 11Na , 12Mg , 13Al :‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫بنا ًء على التوزي ِع الإلكترون ِّي لهذ ِه العناص ِر‪َ ،Na: [Ne] 3s1 ،Mg: [Ne] 3s2 ،Al: [Ne] 3s23p1 :‬يتب َّي ُن‬ ‫أ َّنها جمي ًعا م ْن عناص ِر الدور ِة الثالثـ ِة‪ ،‬وأ َّنها تتساوى في عـد ِد المستويا ِت الرئيس ِة‪ ،‬وفي عد ِد الإلكترونا ِت‬ ‫الداخلي ِة (الإلكترونا ُت الحاجب ُة)‪ ،‬وتختل ُف في عد ِد البروتونا ِت الموجب ِة في النوا ِة‪ .‬فبروتونا ُت الصوديو ِم‬ ‫‪ Na‬ه َي أق ُّلها عد ًدا؛ ما يعني أ َّن الصوديو َم أق ُّلها قدر ًة على جذ ِب إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي‪ ،‬وأكب ُرها‬ ‫م ْن حي ُث الحج ُم الذ ِّر ُّي‪ ،‬تليها بروتونا ُت المغنيسيو ِم ‪ .Mg‬أ ّما الألمنيو ُم فيمل ُك العد َد الأكب َر م َن البروتونا ِت‬ ‫الموجب ِة في النوا ِة؛ ما يعني زياد ًة في جذ ِب إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي‪ ،‬فيق ُّل حج ُمها الذ ِّر ُّي‪.‬‬ ‫‪46‬‬

‫أ ُّي ُهمــا أكبــ ُر حج ًمــا‪:‬‬ ‫نص ُف القُ ْط ِر الأيون ِّي ‪Ionic Radius‬‬ ‫أيـو ُن الفلوريـد ‪ 9F-‬أ ْم أيـو ُن‬ ‫تؤدي عملي ُة تأ ُّي ِن الذ ّرا ِت إلى اختلا ِف توزي ِعها الإلكترون ِّي‪،‬‬ ‫فض ًل ع ْن تغ ُّي ِر عد ِد الإلكترونا ِت في المستوى الخارج ِّي‪ ،‬وتغ ُّي ِر عد ِد‬ ‫الصوديــو ِم ‪11Na+‬؟‬ ‫المستويا ِت الرئيس ِة المشغول ِة بالإلكترونا ِت‪ .‬ولهذا‪ ،‬فإ َّن حجو َم الأيونا ِت‬ ‫تختل ُف ع ْن ذ ّراتِها تب ًعا لإضاف ِة الإلكترونا ِت وف ْق ِدها؛ إ ْذ تق ُّل حجو ُم‬ ‫الأيونا ِت الموجب ِة مقارن ًة بذ ّراتِها نتيج َة ف ْق ِد الإلكترونا ِت؛ ما يؤدي إلى‬ ‫تقلي ِل عد ِد مستويا ِت الأيو ِن الرئيس ِة‪ ،‬وزياد ِة جذ ِب النوا ِة للإلكترونا ِت‬ ‫في المستوى الخارج ِّي‪.‬‬ ‫أ ّما الأيونا ُت السالب ُة فتزدا ُد حجو ُمها مقارن ًة بحجو ِم ذ ّراتِها؛ إ ْذ‬ ‫تؤدي عملي ُة كس ِب الإلكترونا ِت إلى زياد ِة عد ِد إلكترونا ِت المستوى‬ ‫الخارج ِّي‪ ،‬فيزي ُد التناف ُر بي َن الإلكترونا ِت‪ُ ،‬مس ِّب ًبا زياد ًة في حج ِم الأيو ِن‬ ‫السال ِب‪.‬‬ ‫ُيب ِّي ُن الشك ُل (‪ )10‬العلاق َة بي َن حجو ِم الأيونا ِت الموجب ِة والأيونا ِت‬ ‫السالب ِة مقارن ًة بذ ّراتِها‪.‬‬ ‫أتح َّق ُق‪ :‬أ ُّي ُهما أكب ُر حج ًما‪ :‬ذ َّر ُة الأكسجي ِن ‪ O‬أ ْم أيو ُن الأكسيد ‪O2-‬؟‬ ‫المثا ُل‪9‬‬ ‫ُأقا ِر ُن بي َن حج ِم ذ َّر ِة عنص ِر البوتاسيو ِم ‪ 19K‬وحج ِم أيونِها الموج ِب ‪.19K+‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫بنا ًء على التوزي ِع الإلكترون ِّي لذ َّر ِة البوتاسيو ِم‪ ،19K: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 :‬وتوزي ِع أيو ِن البوتاسيو ِم‪:‬‬ ‫‪ ،K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6‬فإ َّن تـوزي َع إلكترونا ِت هذ ِه الذ َّر ِة ينتهي بالمستوى الرئي ِس الراب ِع‪ ،‬وفي حـا ِل‬ ‫ف ْقـ ِدها إلكترو ًنا‪ ،‬فإ َّنها تتح َّو ُل إلـى أيو ٍن‪ ،‬ويصب ُح عد ُد المستويا ِت الرئيس ِة الممتلئ ِة بالإلكترونا ِت ‪3‬‬ ‫مستويا ٍت‪ ،‬وبذل َك يصب ُح حج ُم أيو ِن البوتاسيو ِم أصغ َر م ْن حج ِم الذ َّر ِة نف ِسها‪.‬‬ ‫‪47‬‬

‫‪Group 1‬‬ ‫‪Group 2‬‬ ‫‪Group 13 Group 16‬‬ ‫‪Group 17‬‬ ‫‪Li+‬‬ ‫‪Li Be2+‬‬ ‫‪Be B3+‬‬ ‫‪BO‬‬ ‫‪O2- F‬‬ ‫‪F-‬‬ ‫‪90‬‬ ‫‪134 59‬‬ ‫‪90 41‬‬ ‫‪82 73‬‬ ‫‪126 71‬‬ ‫‪119‬‬ ‫‪Na+‬‬ ‫‪Na Mg2+‬‬ ‫‪Mg Al3+‬‬ ‫‪s2- Cl‬‬ ‫‪Cl-‬‬ ‫‪Al s‬‬ ‫‪116‬‬ ‫‪154 86‬‬ ‫‪130 68 118 102‬‬ ‫‪170 99‬‬ ‫‪167‬‬ ‫‪K+‬‬ ‫‪K Ca2+‬‬ ‫‪Ca Ga3+ Ga se‬‬ ‫‪Br-‬‬ ‫‪se2- Br‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪196 114‬‬ ‫‪174 76 126 116‬‬ ‫‪184 114‬‬ ‫‪182‬‬ ‫‪Rb+‬‬ ‫‪Rb Sr2+‬‬ ‫‪Sr In3+‬‬ ‫‪I-‬‬ ‫‪In Te‬‬ ‫‪Te2- I‬‬ ‫‪166‬‬ ‫‪211 132‬‬ ‫‪192 94 144 135‬‬ ‫‪207 133‬‬ ‫‪206‬‬ ‫الشك ُل (‪ :)10‬حجو ُم الأيونا ِت الموجب ِة والأيونا ِت السالب ِة وذ ّرا ُتها بوحد ِة )‪.(pm‬‬ ‫المثا ُل‪10‬‬ ‫ُأقا ِر ُن بي َن حج ِم ذ َّر ِة عنص ِر الكلو ِر ‪ 17Cl‬وحج ِم أيونِها السال ِب ‪.17Cl-‬‬ ‫الح ُّل‪:‬‬ ‫بنـا ًء على التـوزيـ ِع الإلـكتـرون ِّي لـذ َّر ِة الكلـو ِر‪ ،Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 :‬وتـوزي ِع أيـو ِن الـكلـوريد‪:‬‬ ‫‪ ،Cl- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6‬فإ َّن ك ًّل م ْن هذ ِه الذ َّر ِة وأيونِها السال ِب يمل ُك العد َد نف َس ُه م َن المستويا ِت‬ ‫الرئيس ِة ‪ ،n‬وإ َّن عد َد إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي للأيو ِن يزدا ُد نتيجـ َة كس ِب الإلكترونا ِت؛ ما يؤدي‬ ‫إلى زياد ِة التناف ِر بينَها‪ ،‬فيزدا ُد حج ُم الأيو ِن‪.‬‬ ‫‪48‬‬

‫الاتجاها ُت الدوري ُة في الحجو ِم الأيوني ِة‬ ‫التـجـربـ ُة‪1‬‬ ‫العلاق ُة بي َن الحج ِم الأيون ِّي والعد ِد الذ ِّر ِّي‬‫الحجمُ الأيونيُّ‬ ‫‪200‬‬ ‫‪180‬‬ ‫‪160‬‬ ‫‪140‬‬ ‫‪120‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪0 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55‬‬ ‫العد ُد الذ ِّر ُّي‬ ‫الموا ُّد والأدوا ُت‪ :‬ور ُق رس ٍم بيان ٍّي‪ ،‬أقلا ُم تلوي ٍن‪.‬‬ ‫خطوا ُت العم ِل‪:‬‬ ‫‪ُ - 1‬مستخ ِد ًما قي َم أنصا ِف أقطا ِر الذ ّرا ِت والأيونا ِت الوارد َة في الشك ِل (‪ ،)10‬أُح ِّد ُد على ور ِق الرس ِم‬ ‫البيان ِّي نقا ًطا تُمثِّ ُل نص َف ال ُق ْط ِر الأيون ِّي مقاب َل العد ِد الذ ِّر ِّي‪.‬‬ ‫‪ - 2‬أَ ِص ُل بي َن النقا ِط الناتج ِة م ْن عناص ِر الدور ِة الواحد ِة باستخدا ِم قل ِم تلوي ٍن‪.‬‬ ‫‪ - 3‬أَ ِص ُل بي َن النقا ِط الناتج ِة م ْن عناص ِر المجموع ِة الواحد ِة باستخدا ِم قل ِم تلوي ٍن مختل ٍف‪.‬‬ ‫التحلي ُل والاستنتا ُج‪:‬‬ ‫‪ .1‬أُقا ِر ُن بي َن حج ِم الذ َّر ِة وأيونِها الموج ِب‪ ،‬وحج ِم الذ َّر ِة وأيونِها السال ِب‪.‬‬ ‫‪ .2‬أَ ِص ُف تغ ُّي َر نص ِف القُ ْط ِر الأيون ِّي في الدور ِة الواحد ِة ع ْن طري ِق الرس ِم البيان ِّي‪.‬‬ ‫‪ .3‬أَ ِص ُف تغيُّ َر نص ِف القُ ْط ِر الأيون ِّي في المجموع ِة الواحد ِة ع ْن طري ِق الرس ِم البيان ِّي‪.‬‬ ‫‪ .4‬أُف ِّس ُر سب َب التغيُّ ِر في حجو ِم الأيونا ِت الموجب ِة والأيونا ِت السالب ِة‪.‬‬ ‫‪ .5‬أتنبَّأُ بحج ِم أيونا ِت بع ِض العناص ِر غي ِر تل َك الوارد ِة في الشك ِل (‪ )10‬بنا ًء على الرس ِم البيان ِّي‪.‬‬ ‫‪49‬‬

‫طاق إةُ َّنالتعأيُّمل ِين َة‪y‬ت‪rg‬ح ُّ‪e‬و‪ِn‬ل‪E‬ال‪n‬ذ َّ‪o‬ر‪ِi‬ة‪ t‬ا‪a‬ل‪ُz‬م‪i‬ت‪n‬عا‪ِ o‬د‪I‬ل ِة إلى أيو ٍن موج ٍب ع ْن طري ِق ف ْق ِدها‬ ‫الربطُ بالرياضيا ِت‬ ‫إلكترو ًنا واح ًدا أ ْو أكث َر م ْن إلكترونا ِت التكاف ِؤ تتط َّل ُب تزوي َد الذ َّر ِة بطاق ٍة‬ ‫كافي ٍة لنق ِل الإلكترو ِن إلى المستوى اللانهائي‪ ،‬حي ُث يفق ُد ارتبا َط ُه بها‪،‬‬ ‫توج ُد صلـ ٌة وثيق ٌة بي َن الصفا ِت‬ ‫الدوريــ ِةللعناصـ ِرالكيميائيـ ِة‬ ‫ولا يكو ُن لها أ ُّي تأثي ٍر في ِه‪.‬‬ ‫والأنما ِط في مبح ِث الرياضيا ِت؛‬ ‫ُتع ِّب ُر هذ ِه الطاق ُة ع ْن ق َّو ِة ارتبا ِط الإلكترو ِن بالنوا ِة‪ ،‬وصعوب ِة نز ِع ِه‬ ‫م َن الذ َّر ِة‪ ،‬و ُت َع ُّد ُمؤ ِّش ًرا لنشا ِط العنص ِر في التفاعلا ِت الكيميائي ِة‪ ،‬و ُتع َر ُف‬ ‫إ ْذ تتك َّر ُر الصفا ُت وف َق تسلس ٍل‬ ‫بطاق ِة التأ ُّي ِن ‪ ،Ionization Energy‬وه َي \"الح ُّد الأدنى م َن الطاق ِة اللازم ِة‬ ‫ُمح َّد ٍد في المجموع ِة الواحد ِة‬ ‫لنز ِع الإلكترو ِن الأبع ِد ع ِن النوا ِة في الحال ِة الغازي ِة للذ َّر ِة أ ِو الأيو ِن‪\".‬‬ ‫والدور ِة الواحد ِة‪ ،‬و ُيم ِك ُن التن ُّب ُؤ‬ ‫بصفـ ِة العنص ِر قيا ًسا على نم ِط‬ ‫ُيع َّب ُر ع ْن طاق ِة التأ ُّي ِن بالمعادل ِة الآتي ِة‪:‬‬ ‫التغ ُّي ِر في الدور ِة والمجموع ِة‪.‬‬ ‫طاقة ‪М(g) +‬‬ ‫→‬ ‫‪М+‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪e-‬‬ ‫)‪(g‬‬ ‫يعتم ُد تحدي ُد مقدا ِر طاق ِة التأ ُّي ِن على ُق َّو ِة التجاذ ِب بي َن بروتونا ِت‬ ‫النـوا ِة والإلـكترونـا ِت؛ فك َّلما ازدا َد نـص ُف ال ُقـ ْط ِر الـذ ِّر ِّي أصبـ َح ِت‬ ‫الإلكترونا ُت أبع َد ع ِن النوا ِة‪ ،‬وأق َّل ارتبا ًطا بها‪ ،‬فيق ُّل مقدا ُر طاق ِة التأ ُّي ِن‪.‬‬ ‫وبزياد ِة شحن ِة النوا ِة الف ّعال ِة (م َع بقا ِء عد ِد مستويا ِت الطاق ِة ثاب ًتا) يزدا ُد‬ ‫جذ ُب النوا ِة لإلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي؛ ما يزي ُد م ْن مقدا ِر طاق ِة‬ ‫التأ ُّي ِن‪ ،‬أنظ ُر الشك َل (‪ )11‬الذي ُيب ِّي ُن قي َم طاق ِة التأ ُّي ِن لعد ٍد م َن العناص ِر‪.‬‬ ‫‪2500‬‬ ‫‪He‬‬ ‫‪Ne‬‬ ‫الشــك ُل (‪ :)11‬قيــ ُم طاقــ ِة‬ ‫التأ ُّيـ ِن لعـد ٍد مـ َن العناص ِر‪.‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫ُأف ِّسـ ُر‪ :‬طاقـ ُة تأ ُّي ِن ‪ Mg‬أعلى‬ ‫‪1500‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪Ar‬‬ ‫م ْن طاقـ ِة تأ ُّي ِن ‪.Al‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪Cl‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪Ca‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪Be C‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪Mg Si‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪Li‬‬ ‫‪Na Al‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪0 5 10 15 20‬‬ ‫‪50‬‬