قي ُم طاق ِة التأيُّ ِن للمغنيسيو ِم ُيلا َح ُظ م َن الشك ِل زياد ُة قي ِم طاق ِة التأ ُّي ِن للعناص ِر النبيل ِة مقارن ًة 12Mgه َي كما يأتي: بذ ّرا ِت العناص ِر الأُخرى ،وزياد ُة قي ِم طاق ِة التأ ُّي ِن في الدور ِة الواحـد ِة عا َّم ًة عن َد زياد ِة العـد ِد الذ ِّر ِّي للعنص ِر ،وانخفا ُض قي ِم طاقـ ِة التأ ُّي ِن في ط ،738 = 1ط،1451 = 2 المجموع ِة الواحـد ِة عنـ َد الاتجـا ِه م َن الأعلى إلى الأسفـ ِل؛ نظ ًرا إلى ط ،7730 = 3ط.10540 = 4 زياد ِة عد ِد مستويا ِت الطاق ِة الرئيس ِة. تـفق ُد بـع ُض العناص ِر أكث َر م ْن إلكترو ٍن للوصو ِل إلى تركي ٍب ُي ْشبِ ُه a.أكت ُب معادلةً تُمثِّ ُل طاقةَ التأ ُّي ِن تركي َب العناص ِر النبيل ِة ،ويختل ُف مقدا ُر الطاق ِة اللازم ِة لنز ِع الإلكترونا ِت الثانيةَ. م َن الذ َّر ِة نف ِسها ،و ُتع َر ُف الطاقـ ُة اللازمـ ُة لنـز ِع الإلكترو ِن م َن الـذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة بطاق ِة التأ ُّي ِن الأولى ،أ ّمـا الطاقـ ُة اللازمـ ُة لنز ِع الإلكترو ِن م َن b.أُف ِّسـ ُر سبـ َب ارتفـا ِع قيمـ ِة طاق ِة التأ ُّي ِن الثالث ِة مقارنةً بطاق ِة التأ ُّي ِن الأيو ِن الأحاد ِّي الموج ِب ف ُتس ّمى طاق َة التأ ُّي ِن الثاني َة ،وهكذا. ُيع َّب ُر ع ْن طاق ِة التأ ُّي ِن الثاني ِة بالمعادل ِة الآتي ِة: الأولى والثاني ِة. М1+ + طاقة → М2+ + e- )(g )(g و ُيع َّب ُر ع ْن طاق ِة التأ ُّي ِن الثالث ِة بالمعادل ِة الآتي ِة: М2+ + طاقة → М3+ + e- )(g )(g تزدا ُد قي ُم طاق ِة التأ ُّي ِن اللازم ُة لنز ِع الإلكترو ِن م َن الأيونا ِت عل ْيها م َن الذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة ،فنج ُد أ َّن طاقـ َة التأ ُّي ِن الثانيـ َة أعلى م ْن طاق ِة التأ ُّي ِن الأولى ،وأ َّن طاق َة التأ ُّي ِن الثالثـ َة أعلى م ْن طاقـ ِة التأ ُّيـ ِن الثاني ِة للعنص ِر نف ِس ِه؛ نظ ًرا إلى زياد ِة جذ ِب النوا ِة للإلكترونا ِت في الأيونا ِت. أتح َّق ُقُ :أر ِّت ُب العناص َر الآتي َة تب ًعا لزياد ِة طاق ِة التأ ُّي ِن: .Li ،C ،Na ،He ،Ne الألفةُ الإلكترونيةُ Electron Affinity عن َد إضاف ِة إلكترو ٍن إلى الذ َّر ِة ،فإ َّن ُه َيدخ ُل أح َد مستويا ِت الطاق ِة في الذ َّر ِة ،ويخض ُع لق َّو ِة جذ ِب النوا ِة ،فتق ُّل طاق ُة وض ِع ِه؛ ما ُيس ِّب ُب انبعا َث مقدا ٍر ُمع َّي ٍن م َن الطاق ِة ،فتتغ َّي ُر طاق ُة الذ َّر ِة بوج ٍه عا ٍّم للوصو ِل إلى حال ِة الح ِّد الأدنى م َن الطاق ِة ،وإلى الحال ِة التي ه َي أكث ُر استقرا ًراُ .يط َل ُق على مقدا ِر التغ ُّي ِر في الطاق ِة ال ُمقت ِر ِن بإضاف ِة إلكترو ٍن إلى الذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة في 51
الحال ِة الغازي ِة اس ُم الألف ِة الإلكتروني ِة ،و ُيع َّب ُر عنْها بالمعادل ِة الآتي ِة: М(g) + e- → М- + طاق ٍة )(g السالبيةُ الكهربائيةُ Electronegativity تمي ُل بع ُض الذ ّرا ِت إلى التشار ِك م َع ذ ّرا ٍت ُأخرى ع ْن طري ِق مساهم ِة ك ٍّل منْها في عد ٍد م َن الإلكترونا ِت ،وتتناف ُس الذ ّرا ُت لجذ ِب إلكترونا ِت الرابط ِة إل ْيها. ُتع َّر ُف السالبي ُة الكهربائي ُة (الكهروسلبي ُة) Electronegativityبأ َّنها \"قدر ُة الذ َّر ِة على جذ ِب إلكترونا ِت الرابط ِة إل ْيها\" ،وذل َك اعتما ًدا على نص ِف ُق ْط ِر الذ َّرت ْي ِن ال ُمك ِّونت ْي ِن للرابط ِة؛ فك َّلما زا َد نص ُف ُق ْط ِر الذ َّر ِة َق َّل انجذا ُب الإلكترونا ِت المشترك ِة إل ْيها ،عل ًما بأ َّن أصغ َر الذ ّرا ِت حج ًما ه َي أكث ُرها قدر ًة على جذ ِب إلكترونا ِت الرابط ِة؛ ما يعني أ َّن السالبي َة الكهربائي َة تزدا ُد في الدور ِة الواحد ِة بالاتجا ِه م َن اليسا ِر إلى اليمي ِن، وتزدا ُد في المجموع ِة الواحد ِة بالاتجا ِه م َن الأسف ِل إلى الأعلى. ُت َع ُّد ذ َّر ُة الفلو ِر أكث َر الذ ّرا ِت سالبي ًة كهربائي ًة ،تليها ذ َّر ُة الأكسجي ِن، ث َّم ذ َّر ُة النتروجي ِن .و ُيب ِّي ُن الشك ُل ( )12قي َم السالبي ِة الكهربائي ِة لعد ٍد م ْن عناص ِر الجدو ِل الدور ِّي. أتح َّق ُقُ :أر ِّت ُب العناص َر الآتي َة تصاعد ًّيا بحس ِب السالبي ِة الكهربائي ِة: .7N ،11Na ،8O ،16S السالبي ُة الكهربائي ُة تزا ُي ٌد H 2.1 Li Be BCNOF 1.0 1.5 2.0 2.5 3.1 3.5 4.1 تزايُدٌ Na Mg Al Si P S Cl 1.0 1.3 1.5 1.6 2.1 2.5 2.9 K Ca Sc Ti v Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 0.9 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.6 1.7 1.7 1.8 1.8 1.7 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd ln Sn Sb Te I 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.3 1.4 1.4 1.5 1.4 1.4 1.5 1.5 1.7 1.8 2.0 2.2 Cs Ba La Hf Ta W Re Os lr Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At 0.9 0.9 1.1 1.2 1.4 1.4 1.5 1.5 1.6 1.5 1.4 1.5 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 الشك ُل(:)12قي ُمالسالبي ِةالكهربائي ِةلعد ٍدم ْنعناص ِرالجدو ِلالدور ِّي. أستنت ُج العلاق َة بي َن قي ِم السالبي ِة الكهربائي ِة والحج ِم الذ ِّر ِّي للعنص ِر. 52
مراجعـ ُة الدر ِس - 1الفكر ُة الرئيس ُةُ :أو ِّض ُح المقصو َد بك ٍّل م َن المفاهي ِم والمصطلحا ِت الآتي ِة: طاق ُة التأ ُّي ِن. نص ُف ال ُق ْط ِر الذ ِّر ِّي . السالبي ُة الكهربائي ُة. الألف ُة الإلكتروني ُة . -2مستعينًا بالجدو ِل الدور ِّي وترتي ِب العناص ِر في ِهُ ،أجي ُب ع ِن الأسئل ِة الآتي ِة: أ ُ -أف ِّس ُر :لماذا يكو ُن الحج ُم الذ ِّر ُّي للأكسجي ِن أصغ َر منْ ُه لذ َّر ِة الكربو ِن؟ ب ُ -أف ِّس ُر :لماذا تكو ُن طاق ُة التأ ُّي ِن الأولى للصوديو ِم أكب َر منْها للبوتاسيو ِم؟ ج ـ -أستنت ُج :أ ُّي الأيونا ِت الآتي ِة أكب ُر حج ًما ،N3- :أ ْم ،O2-أ ْم F1-؟ د -أستنت ُج :أ ُّي العناص ِر الآتي ِة طاق ُة تأ ُّينِ ِه الثاني ُة أعلى ،Mg :أ ْم ،Nأ ْم S؟ ه ـ -أستنت ُج :أ ُّي العناص ِر الآتي ِة حج ُم ُه الذ ِّر ُّي أصغ ُر ،B :أ ْم ،Cأ ْم N؟ و -أستنت ُج :أ ُّي الآتي ِة أكث ُر سالبي ًة كهربائي ًة ، S :أ ْم ،Siأ ْم Cl؟ ز ُ -أف ِّس ُر :لماذا يزي ُد حج ُم الأيو ِن السال ِب على حج ِم ذ َّرتِ ِه؟ ح ُ -أف ِّك ُر :ما سب ُب الانخفا ِض الكبي ِر في طاق ِة التأ ُّي ِن الأولى للعناص ِر التي تلي الغازا ِت النبيل َة في الجدو ِل الدور ِّي؟ -3أكت ُب معادل ًة كيميائي ًة ُتم ِّث ُل: أ -اكتسا َب ذ َّر ِة عنص ٍر طاق ًة لف ْق ِد إلكترو ٍن واح ٍد. ب -إضاف َة إلكترو ٍن واح ٍد إلى ذ َّر ِة عنص ٍر ،وانطلا َق طاق ٍة. ُ - 4أف ِّك ُر :لماذا تكو ُن طاق ِة تأ ُّي ِن العنص ِر 7 Nأعلى منْها للعنص ِر 8 Oبالرغ ِم م ْن أ َّن العد َد الذ ِّر َّي N أصغ ُر م َن العد ِد الذ ِّر ِّي O؟ -5أستنت ُج :ما علاق ُة قي ِم طاق ِة التأ ُّي ِن بعد ِد إلكترونا ِت التكاف ِءو للذ ّرا ِت؟ 53
الجدو ُل الدور ُّي للعناص ِر 54 العد ُد الذ ِّر ُّي رم ُز العنص ِر الاس ُم
ِم ْجه ُر ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة الإثرا ُء والتوس ُع Atomic Force Microscope :AFM ح ّسا ُس ليز ٍر َتدي ُن ثور ُة تقني ِة النانو في تق ُّد ِمها ال ُمتسا ِر ِع إلى التط ُّو ِر الكبي ِر في معالج ُة البيانا ِت تقنيا ِت الميكروسكوبا ِت الحديث ِة وتطبيقاتِها ،ويسعى العلما ُء دائ ًما إلى ليز ٌر جها ُز حاسو ٍب تطوي ِر هذ ِه الأجهز ِة؛ لفت ِح آفا ٍق علمي ٍة وتقني ٍة جديد ٍة تساع ُد على تع ُّر ِف المزي ِد ع ْن عا َل ِم النانو ،وكي َف ُيم ِك ُن الإفاد ُة منْ ُه إفاد ًة ُمثلى .ع ِّين ٌة ِم َج ٌّس بوج ٍه عا ٍّمُ ،تصنَّ ُف الميكروسكوبا ُت النانوي ُة إلى نوع ْي ِن ،هما: a.الميكروسكوبا ُت الإلكتروني ُة ،EMمث ُل :الميكروسكو ِب الإلكترون ِّي ماس ٌح كهروجهد ٌّي الماس ِح ،SEMوالميكروسكو ِب الإلكترون ِّي الناف ِذ .TEM b.ميكروسكوبا ُت المج ّسا ِت الماسح ِة ،SPMمث ُل :الميكروسكو ِب النفق ِّي الماس ِح ،STMوميكروسكو ِب ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة .AFM يمتا ُز ميكروسكو ُب ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة AFMبقدرتِ ِه التحليلي ِة الكبير ِة التي تص ُل درج ُة د َّقتِها إلى أجزا ٍء م َن النانومت ِر ،وبقدرتِ ِه على التكبي ِر التي تفو ُق قدر َة الميكروسكوبا ِت الضوئي ِة بأكث َر م ْن 1000م َّر ٍة؛ ما يتي ُح رؤي َة أجسا ٍم تتراو ُح حجو ُمها بي َن 20 نانومت ًرا و 300نانومت ٍر؛ لذا فه َو ُي َع ُّد الجها َز الأكث َر شهر ًة م ْن حي ُث التكبي ُر ،والقيا ُس ،والتحري ُك على المستوى النانو ِّي. يتك َّو ُن ميكروسكو ُب ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة AFMم ْن ذرا ٍع مصنوع ٍة م ْن ما َّد ِة السليكون، سط ُح الع ِّين ِة مصد ُر الليز ِر أ ْو نيتري ِد السليكون ،ولا يتع ّدى نص ُف ُق ْط ِرها النانومترا ِت ،ويوج ُد في نهايتِها ِم َج ٌّس ُمك َّو ٌن م ْن رأ ٍس حا ٍّد لمس ِح سط ِح الع ِّين ِة .فعن َد اقترا ِب رأ ِس ال ِم َج ِّس م ْن سط ِح الع ِّين ِة الذرا ُع تتو َّل ُد ُق َّو ٌة بي َن رأ ِس ال ِم َج ِّس وسط ِح الع ِّين ِة تؤدي إلى انحرا ِف الذرا ِع بنا ًء على ُق َّو ٍة الماس ُح ُمتبا َدل ٍة تختل ُف باختلا ِف نو ِع سط ِح الع ِّين ِة التي ُيرا ُد دراس ُتها. ينش ُأ ع ِن ال ُق َّو ِة ال ُمتبا َدل ِة بأشكالِها ال ُمتع ِّدد ِة انحرا ٌف في ذرا ِع ميكروسكو ِب ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة؛ ما يؤدي إلى انحرا ِف شعا ِع الليز ِر ع ْن مرآ ٍة ُمث َّبت ٍة على ذرا ِع الميكروسكو ِب ،فينعك ُس هذا الشعا ُع على مصفوف ٍة خ ِّطي ٍة م ْن ح ّساسا ِت الضو ِء ،ث َّم ُير َس ُل إلى أنظم ٍة حاسوبي ٍة ُمخ َّصص ٍة لمعالجتِها، وإخرا ِجها على هيئ ِة صو ٍر ثلاثي ِة الأبعا ِد. صور ٌة ثلاثي ُة الأبعا ِد ل ُمر َّك ِب الفلورو إيثا ِن م ْن ِم ْجه ِر ال ُق َّو ِة الذ ِّري ِة. ُيذ َك ُر أ َّن طريق َة قيا ِس الانحرا ِف بشعا ِع الليز ِر ه َي أكث ُر الطرائ ِق د َّق ًة واستخدا ًما في الحصو ِل على صو ٍر للذ ّرا ِت ،والجزيئا ِت ،والرواب ِط الكيميائي ِة التساهمي ِة. مستعينًا بمصاد ِر المعرف ِة المتوافر ِة ،أبح ُث ع ْن أه ِّم استخداما ِت تقني ِة النانو في اكتشا ِف خصائ ِص الذ ّرا ِت. 55
4.أُحـ ِّد ُد أكب َر ذ َّر ٍة حج ًما في كـ ِّل زو ٍج مـ َن الأزوا ِج مراجعـ ُة الوحـد ِة الآتي ِة.(F , Cl) ،(Si , C) ،(Mg , Na) : 1.أُو ِّض ُح المقصو َد بالمفاهي ِم والمصطلحا ِت الآتي ِة: 5.أُحـ ِّد ُد الأصغـ َر حج ًما في كـ ٍّل مـ َن الأزوا ِج الآتـيـ ِة: شحنـةُ النوا ِة الف ّعالـةُ ،الحج ُم الأيون ُّي ،طاقـةُ التأ ُّيـ ِن ).(O2 -, Mg2+) ،( S , S2-) ،(Ca , Ca2+ الثانيةُ. 6.أ ُّي الذ ّرا ِت تمل ُك أعلى طاق ِة تأ ُّي ِن أُولى في الأزوا ِج 2.أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر الآتي ِة(He, Ne) ،(N , Be) ،(Na , K) :؟ الآتي ِة Cu ،Ge ،Mn ،S :بدلال ِة العنص ِر النبي ِل المناس ِب 7.أُف ِّس ُر: لك ٍّل م ْنها ،ث َّم أُجي ُب ع ّما يأتي: أ .تتناق ُص حجو ُم الذ ّرا ِت في الدور ِة الثالث ِة بالاتجا ِه أ .ما رقـ ُم الـدور ِة ورق ُم المجموعـ ِة لك ِّل عنـص ٍر م َن اليسا ِر إلى اليمي ِن في الجدو ِل الدور ِّي. م ْن هذ ِه العناص ِر؟ ب .تتناق ُص طاقةُ تأيّـُ ِن عنـاص ِر المجموعـ ِة الواحد ِة ب .ما عد ُد الإلكترونا ِت المنفرد ِة في ذ َّر ِة ك ٍّل م ْنها؟ بالاتجـا ِه مـ َن الأعـلى إلى الأسفـ ِل فـي الجـدو ِل جـ .ما عد ُد إلكترونا ِت التكاف ِءو في ذ َّر ِة العنص ِر S؟ د .ما أكبـ ُر عـد ٍد م َن الإلكترونـا ِت التي لها اتجــاهُ الدور ِّي. الغز ِل نف ُسهُ في المستوى الخـارج ِّي لذ َّر ِة Ge؟ جـ .تزدا ُد حجو ُم الأيونا ِت السالب ِة مقارنةً بحجو ِم ذ ّراتِها. ه ـ .ما أكـب ُر عـد ٍد م َن الإلكترونا ِت التي لها اتجـاهُ 8.أدر ُس الجـدو َل الآت َي ،ث َّم أُجي ُب عـ ِن الأسئلـ ِة التي الغز ِل نف ُسهُ في ذ َّر ِة S؟ تلي ِه: و .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ٍّل م ْن ،S2- :وَ .Mn4+ W EM XD 3.أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لعنص ٍر: Y R أ .م َن الدور ِة الثالث ِة ،والمجموع ِة الرابعـةَ عشرةَ. ب .م َن الدور ِة الرابع ِة ،والمجموع ِة السادس ِة .B V UZ PT جـ .ينتهي توزيعـُهُ الإلكتـرون ُّي بالمستوى الفـرع ِّي أ .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ِّل ذ َّر ٍة م ْن ذ ّرا ِت .4P2 العناص ِر الآتي ِة.Z ،Y ،M : د .ينتهي التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيونِ ِه الثنائ ِّي السال ِب ب .ما رق ُم مجموع ِة ك ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر الآتي ِة: بالمستوى الفرع ِّي .3p6 U ،X ،V؟ ه ـ .ينتهي التوزي ُع الإلكترون ُّي لأيونِ ِه الثلاث ِّي الموج ِب بالمستوى الفرع ِّي .4d3 56
مراجعـ ُة الوحـد ِة ط ،900 =1ط، 1757 = 2 جـ .ما العد ُد الذ ِّر ُّي لعنص ٍر م ْن دور ِة العنص ِر ،V ط ،14850 = 3ط21007= 4 ومجموع ِة العنص ِر E؟ أ .أُح ِّد ُد رق َم مجموع ِة العنص ِر .X ب .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للأيو ِن .X+ د .ما عد ُد الإلكترونا ِت المنفرد ِة في المستوى الخارج ِّي لذ َّر ِة العنص ِر R؟ 11.أدر ُس في ما يأتي العنـاص َر الافتراضيـةَ المتتاليـةَ في عد ِدها الذ ِّر ِّي بالجدو ِل الدور ِّي ،ث َّم أُجي ُب ع ِن هـ .ما عـد ُد إلكترونا ِت التكافـ ِؤ في ذ َّر ِة ك ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر الآتي ِةX ،Y ،E :؟ الأسئل ِة التي تليها: و .أ ُّي العناص ِر الآتـيــ ِة حج ُمـــهُ الـذ ِّر ُّي أكـبـ ُر: R G X 11D M Z Y ،Eأ ْم ،Rأ ْم V؟ أ .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لذ َّر ِة العنص ِر .X ز .أ ُّي العنـاص ِر الآتيـ ِة طاقـةُ تأيُّنِ ِه الثانيـةُ أعلى: ب .مـا مجموعـةُ كـ ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر الآتيـ ِة: ، Mأ ْم ،Yأ ْم R؟ R , D , Y؟ ح .أ ُّي العنـاص ِر الآتيــ ِة لـهُ أقـ ُّل سالبيـ ٍة كهربائيـ ٍة: ،Eأ ْم ،Xأ ْم M؟ جـ .أ ُّي هذ ِه العناص ِر لهُ أعلى طاق ِة تأ ُّي ٍن ثالث ٍة؟ د .أ ُّي هذ ِه العناص ِر لهُ أق ُّل طاق ِة تأيُّ ٍن؟ 9.أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للعناص ِر الآتي ِة ،ث َّم أُجي ُب ع ِن الأسئل ِة التي تليها: هـ .أ ُّي هذ ِه العناص ِر أيونُهُ الثنائ ُّي الموج ُب ذو أعلى سالبي ٍة كهربائي ٍة؟ 23V , 17Cl , 12Mg , 11Na , 10Ne , 8O , 7N و .أعمـ ُل رس ًمـا بيانيًّا يُمثِّ ُل تغ ّيُ َر طاق ِة التأيُّ ِن لهذ ِه أ .ما عد ُد الإلكترونا ِت المنفرد ِة في ك ِّل عنص ٍر م َن العناص ِر بزياد ِة العد ِد الذ ِّر ِّي. العناص ِر الآتي ِةMg, Cl, N :؟ 12.تُستخ َد ُم ُمر َّكبا ُت الباريو ِم و ُمر َّكبا ُت اليو ِد بوصفِها ب .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي للأيو ِن .V2+ مـوا َّد تبايُـ ٍن ( ُمظلِّلةٌ) في التصوي ِر بالأشع ِة السيني ِة جـ .أ ُّي العنصر ْي ِن طاقةُ تأ ُّينِ ِه أق ُّل Mg :أ ْم Na؟ الملون ِة لبع ِض الأعضا ِء الداخلي ِة والأوعي ِة الدموي ِة في د .أ ُّي العنصر ْي ِن حج ُمهُ الذ ِّر ُّي أكب ُر O :أ ْم Cl؟ الجس ِم ،فه َي تُك ِسبُها لونًا ُمميَّ ًزا؛ ما يجعـ ُل تصوي َرهـا هـ .أ ُّي هذ ِه العناص ِر لهُ أعلى طاق ِة تأيُّ ٍن ثاني ٍة؟ واض ًحا .أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ٍّل م َن الباريو ِم و .أ ُّي هذ ِه العناص ِر لهُ أعلى سالبي ٍة كهربائي ٍة؟ ) (Baواليو ِد ) ،(Iثـ َّم أُحـ ِّد ُد موق َع ك ٍّل م ْنهُمـا (رق ُم 10.العنص ُر Xهـ َو مـ ْن عناص ِر الـدور ِة الثانيـ ِة ،وقي ُم الدور ِة ،ورق ُم المجموع ِة) في الجـدو ِل الدور ِّي. طاق ِة التأ ّيُ ِن لهُ: 57
مراجعـ ُة الوحـد ِة 6.الذ َّرةُ التي لها أعلى طاقـ ِة تأيُّ ٍن ثالثـ ٍة م َن الذ ّرا ِت 13.أض ُع دائرةً حو َل رم ِز الإجاب ِة الصحيح ِة لك ِّل جمل ٍة م ّما يأتي: الآتي ِة ه َي: ب.13Al . أ .17Cl . 1.المستوى الفرع ُّي الذي يُم َلُ أو ًل بالإلكترونا ِت ه َو: د.20Ca . جـ .19K . 7.المعادلةُ التي تُمثِّ ُل طاقةَ التأ ُّي ِن الرابعةَ للمغنيسيو ِم ب.4P . أ .4d . ه َي: د .5S . جـ .5P . أ .Mg(g) → Mg4+(s) + 4e . ب .Mg3+(g) → Mg4+(g) + e . 2.عد ُد البروتونا ِت في الذ َّر ِة التي تركيبُها الإلكترون ُّي جـ.Mg2+(g) → Mg3+(g) + e . د .Mg4+(g) → Mg5+(g) + e . [Ne] 3s2 3p4ه َو: أ )6( .بروتونا ٍت .ب )8( .بروتونا ٍت. د )24( .بروتونًا. جـ )16( .بروتونًا . 8.تشي ُر الطاقةُ في المعادل ِة 3.يُ َعـ ُّد العـنص ُر انتقاليًّا رئـي ًسـا إذا انتـهى توزي ُعــهُ الإلكترون ُّي بأفلا ٍك المستوى الفرعي: O(g) + eإلى: → O- +141 kj/mol )(g أ .طاق ِة التأيُّ ِن للأكسجي ِن. ب.P . أ .S . ب .الكهروسلبي ِة للأكسجي ِن. جـ .d .د .f . جـ .الألف ِة الإلكتروني ِة للأكسجي ِن. د .طاق ِة التأ ُّي ِن الثاني ِة للأكسجي ِن. 4.عد ُد إلكترونا ِت التكاف ِؤ لذ َّر ٍة تركيبُها الإلكترون ُّي ) (1S2 2S2 2P6 3S2 3P4ه َو: ب )4( .إلكترونا ٍت. أ .إلكترونا ِن . جـ )6( .إلكترونا ٍت .د )16( .إلكترونًا. 5.أصغ ُر ذ َّر ٍة حج ًما م َن الذ ّرا ِت الآتي ِة ه َي: ب.16S . أ .14Si . د .32Ce . جـ .20Ca . 58
ال ُمر َّكبا ُت والروابطُ الكيميائيةُ الوحد ُة Compounds and Chemical Bonds 3 أتأ َّم ُل الصور َة يوج ُد حو َلنا كثي ٌر م َن ال ُمر َّكبا ِت الكيميائي ِة التي تتك َّو ُن م ْن ذ ّرا ٍت ترتب ُط ببع ِضها برواب َط مختلف ٍة ،فما أنوا ُع هذ ِه الرواب ِط؟ كي َف ُتؤ ِّث ُر في خصائ ِص ال ُمر َّكبا ِت؟ 59
الفكرةُ العامةُ: تعتم ُد خصائ ُص ال ُمر َّكبا ِت الكيميائي ِة على الرواب ِط بي َن ُمك ِّوناتِها. الدر ُس الأو ُل :الرواب ُط الكيميائي ُة وأنوا ُعها. الفكر ُةالرئيس ُة:تتنـ َّو ُعالروابـ ُطالكيميائيـ ُة التي ترب ُط بي َن ذ ّرا ِت العناص ِر. الدر ُس الثاني :الصي ُغ الكيميائي ُة وخصائ ُص ال ُمر َّكبا ِت. الفكر ُةالرئيس ُة:تـمتـا ُزال ُمـر َّكبـا ُتبصيـ ٍغ كيميائي ٍة ُمح َّدد ٍة وخصائ َص ُمتن ِّوع ٍة. 60
تجرب ٌةاستهلالي ٌة الروابطُ في ال ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة الموا ُّد والأدوا ُت :مجموع ُة نماذ ِج الجزيئا ِت (الكرا ُت ،والوصلا ُت). إرشادا ُت السلام ِة :أ َّتبِ ُع إرشادا ِت الأم ِن والسلام ِة في المختب ِر. خطوا ُت العم ِل: ُ 1ألا ِح ُظ الجدو َل الآت َي ،ث َّم أستنت ُج عد َد الرواب ِط التي ُيم ِك ُن أ ْن ُتك ِّو َنها ك ُّل ذ َّر ٍة منْها ،وأختا ُر نموذ ًجا لك ِّل ذ َّر ٍة يتوا َف ُق عد ُد الثقو ِب فيها م َع عد ِد الرواب ِط ،ث َّم ُأد ِّو ُنها في جدو ِل كتا ِب الأنشط ِة والتجار ِب العملي ِة. توزيع ُه الإلكترون ُّي رم ُز ذ َّرتِ ِه العنص ُر الهيدروجي ُن 1s1 H الأكسجي ُن 1s22s22p4 O 1s22s22p2 C الكربو ُن النتروجي ُن 1s22s22p3 N ُ 2أص ِّم ُم نماذ َج لك ٍّل م َن الجزيئا ِت الآتي ِةُ ،مستخ ِد ًما مجموع َة نماذ ِج الجزيئا ِت (الكرا ُت ،والوصلا ُت) كما هو ُمو َّض ٌح في الأشكا ِل الظاهر ِة: NN CH4 N2 CO2 التحلي ُل والاستنتا ُج: . 1ما عد ُد الرواب ِط التي ُتك ِّو ُنها ُك ٌّل م َن الذ ّرا ِتَ ،C :و َ ،Oو َ ،Hو N؟ .2أستنت ُج عد َد أزوا ِج الإلكترونا ِت المشترك ِة في الرواب ِط الآتي ِة.)N≡N( ،)O=C( ،)H–C( : .3ما عد ُد الإلكترونا ِت التي تشار ُك فيها ك ٌّل م َن الذ ّرا ِت السابق ِة؟ .4أستنت ُج المقصو َد بالرابط ِة التساهمي ِة. 61
الرواب ُط الكيميائي ُة وأنوا ُعها الدر ُس 1 Compounds and Chemical Bonds تركي ُب لويس Lewis Structure الفكر ُة الرئيس ُة: اقتر َح العالِـ ُم جيليبرت لـويس عا َم 1902م طريق ًة لتمثي ِل أشكـا ِل الجزئيا ِت أطل َق عل ْيها اس َم تركي ِب لويس ،Lewis Structureوه َي توج ُد أنواع ٌ ِع َّد ٌة للروابـ ِط الكيميائي ِة تمثي ٌل نقط ٌّي لإلكترونا ِت التكافوالتي تشار ُك في تكوي ِن الرواب ِط التي ترب ُط بي َن ذ ّرا ِت العناص ِر. الكيميائي ِة؛ إ ْذ ُيرم ُز لك ِّل إلكترو ِن تكافو بنقط ٍة واحد ٍة تو َض ُع على نتاجا ُت التع ُّل ِم: رم ِز العنص ِر. أستقصيأنوا َعالروابـ ِطالكيميائيـ ِة، تـرتب ُطالذ ّرا ُتبـع ُضهاببع ٍضعن َطريـ ِق َفـ ْق ِدالإلكترونـا ِت، وكيفي َة تش ُّك ِلها. أ ْو كسبِها ،أ ِو المشاركـ ِة فيـها ،ح ّتى يـصب َح لها توزي ٌع إلكترون ٌّي ُمكت ِم ٌل ُمشابِـ ٌه للتوزي ِع الإلـكترون ِّي للغـا ِز النبي ِل .و ُيب ِّي ُن الجدو ُل المفاهي ُم والمصطلحا ُت: ( )1التوزي َع الإلكترون َّي وتركي َب لويس لعناص ِر الدور ِة الثالث ِة م ِن تركي ُب لويس .Lewis Structure الجدو ِل الدور ِّي. الرواب ُط الكيميائي ُة .Chemical Bonds الجدو ُل ( :)1التوزي ُع الإلكترون ُّي. الرابط ُة الأيوني ُة .Ionic Bond العنص ُر العد ُد الذ ِّر ُّي المجموعةُ التوزي ُع الإلكترون ُّي تركي ُب لويس للذ َّر ِة ال ُمر َّكبا ُت الأيوني ُة .Ionic Compounds الرابط ُة التساهمي ُة .Covalent Bond Na 1s2 2s22p63s1 IA الصوديو ُم 11 الرابط ُة الفل ِّزي ُة .Metallic Bond Mg 1s2 2s22p63s2 IIA المغنيسيو ُم 12 بح ُر الإلكترونا ِت .Sea of Electrons Al 1s2 2s22p63s23p1 IIIA الألمنيو ُم 13 Si 1s2 2s22p63s23p2 IVA السليكون 14 P 1s2 2s22p63s23p3 VA الفوسفو ُر 15 الكبري ُت S 1s2 2s22p63s23p4 VIA 16 Cl 1s2 2s22p63s23p5 VIIA 17 الكلو ُر أتح َّق ُق :أكت ُب تركي َب لويس لك ٍّل م ْن ذ ّرا ِت العناص ِر في الجدو ِل الآتي: Be N B F Li العنص ُر: 47593 العد ُد الذ ِّر ُّي: 62
العالِ ُم جيليبرت لويس. الروابطُ الكيميائيةُ Chemical Bonds يتكـ َّو ُن العا َل ُم حو َلنـا م ْن ذ ّرا ٍت ،فالما ُء والهوا ُء الـذي يحيـ ُط بِنا، وأجسا ُمنـا تتك َّو ُن م ْن ذ ّرا ٍت متناهيـ ِة الصغ ِر .ولا توجـ ُد هذ ِه الـذ ّرا ُت بشك ٍل منفر ٍد غال ًبا ،ب ْل ترتب ُط م َع بع ِضها بقوى تجاذ ٍب مختلف ٍة ُتس ّمى الروابـ َط الكيميائيـ َة ،Chemical Bondsوه َي ُقـ َّو ُة تجـاذ ٍب تنشـ ُأ بي َن ذ َّرت ْي ِن أ ْو أكث َر ع ْن طريـ ِق ف ْق ِد الـذ َّر ِة للإلكترونا ِت ،أ ِو اكتسابِهـا ،أ ِو المشاركـ ِة فيها م َع ذ َّر ٍة ُأخرى ،أ ْو ذ ّرا ٍت ِعـ َّد ٍة .ومثـا ُل ذل َك الروابـ ُط الأيوني ُة ،والروابـ ُط التساهمي ُة .فكي َف تنش ُأ هذ ِه الروابـ ُط؟ ما خصائ ُص ال ُمر َّكبا ِت التي تنت ُج منْها؟ الرابطةُ الأيونيةُ Ionic Bond تفق ُد ذ ّرا ُت بع ِض العناص ِر الإلكترونا ِت ،و ُتـك ِّو ُن أيونا ٍت موجب ًة، في حيـ ِن تكس ُب ذ ّرا ُت عناص َر ُأخرى الإلكترونـا ِت ،و ُتك ِّو ُن أيونـا ٍت سالب ًةُ .يط َل ُق على ال ُق َّو ِة التي تجذ ُب الأيونا ِت ذا َت الشحنا ِت المختلف ِة في ال ُمر َّكبا ِت اس ُم الرابـط ِة الأيوني ِة ، Ionic Bondوه َي رابطـ ٌة تنش ُأ بي َن ذ ّرا ِت فلـ ٍّز ولا فلـ ٍّز ،ومثا ُل ذل َك الرابطـ ُة الأيونيـ ُة في ُمر َّك ِب كلوريـ ِد الصوديـو ِم NaCl؛ إ ْذ يحد ُث تجـاذ ٌب بي َن أيـو ِن الصوديو ِم الموج ِب وأيو ِن الكلوري ِد السال ِب ،و ُيم ِك ُن تمثي ُل عملي ِة التراب ِط بينَ ُهما ع ْن طري ِق تركي ِب لويس كما يأتي: ُي َع ُّد الصوديو ُم فل ًّزا ،وعد ُده الذ ِّر ُّي 11؛ ما يعني ُيـ َع ُّد الكلو ُر لافـل ًّزا ،وعد ُد ُه الذ ِّر ُّي 17؛ ما أ َّنـ ُه يحتـوي على 11إلكترو ًنا ،و ُيم ِك ُن تمثي ُلـ ُه يعني أ َّنـ ُه يحتوي على 17إلكتـرو ًنا ،و ُيم ِك ُن بالشك ِل الآتي: تمثي ُلـ ُه بالشك ِل الآتي: 1s2 2s22p63s1 1s2 2s22p63s23p5 63
لذ َّر ِة الصوديو ِم إلكترو ُن تكافو واح ٍد في مستوى لـذ َّر ِة الـكلو ِر 7إلكترونا ِت تكافو في مستوى الطاقـ ِة الخارج ِّي .وللوصو ِل إلى مستوى طاقـ ٍة الطاق ِة الخارج ِّي .وللوصو ِل إلى مستوى طاق ٍة خارجـ ٍّي ُمكت ِم ٍل ،فإ َّنـها تـف ِق ُد هـذا الإلكترو َن، خارج ٍّي ُمكت ِم ٍل ،فـإ َّنـها تكسب إلكترو ًنـا م ْن وتكتس ُب ُه ذ َّر ُة الكلو ِر. ذ َّر ِة الصوديو ِم. ينش ُأ أيو ٌن أحاد ٌّي موج ٌب Na+؛ لأ َّن عد َد البروتونا ِت الموجب ِة أكب ُر يــرتبــ ُط الألمنيــو ُم )(Al م ْن عد ِد الإلكترونا ِت السالبـ ِة .وينش ُأ أيو ٌن أحاد ٌّي سال ٌبCl-؛ لأ َّن عد َد بالكبري ِت ) .(Sلتـكـويـ ِن ُمـر َّك ِب البروتونا ِت الموجب ِة أق ُّل م ْن عد ِد الإلكترونـا ِت السالبـ ِة ،فيحد ُث بي َن ) ،(Al2S3فكي َف يحد ُث ذل َك؟ الأيون ْي ِن تجاذ ٌب قو ٌّي ،كما في الشك ِل (.)1 لتكوي ِن ُمر َّك ِب أكسيمِد َنالالمأغمنثيل ِسةياول ِأُمخOرgىMا؛رإتبْذاينُطتاقلُلمإغلنيكتسيروو َنِم ِبيااللتأككاسف ِءوجيم ِ ْنن Mg2+ مستوى الطاق ِة O2- الخارج ِّي لذ َّر ِة المغنيسيو ِم التي توزي ُعها الإلكترون ُّي ) (1s2 2s22p63s2 إلـى ذ َّر ِة الأكسجي ِن التـي توزي ُعها الإلكترون ُّي ) ،(1s2 2s22p4فيتكـ َّو ُن أيو ُن مغنيسيو َم ثنائ ٌّي موج ٌب ) ،(Mg2+وأيو ُن أكسي ٍد ثنائ ٌّي سال ٌب )،(O2- كما في ال َّشك ِل(.)2 أتح َّق ُق :ما المقصو ُد بالرابط ِة الأيوني ِة؟ الشك ُل ( :)2تك ُّو ُن أيو ِن ،Mg2+وأيو ِن .O2- Na Cl )(NaCl الشـك ُل ( :)1الترابـ ُط بي َن ذ َّر َت ِي 1s2 2s22p63s1 1s2 2s22p63s23p5 الصوديو ِم والكلو ِر. Na Cl 1s2 2s22p6 1s2 2s22p63s23p6 أُف ِّس ُر أث َر طاق ِة تأ ُّي ِن ذ َّر ِة Naوذ َّر ِة Clفي تكوي ِن الأيـو ِن الموج ِب )Sodium chloride (NaCl والأيو ِن السال ِب. 64
H HH HH H الرابطةُ التساهميةُ Covalent Bond َد َر ْسـ ُت في ما سبـ َق أ َّن الرابطـ َة الأيونيـ َة تنشـ ُأ بيـ َن أيـو ٍن مـوج ٍب وأيو ٍن سـال ٍب ناتج ْي ِن م ْن ذ َّرت ْي ِن ،إحدا ُهما تف ِق ُد إلكترونا ٍت ،والأُخرى تكتس ُبها ،فكيـ َف تنشـ ُأ رابط ٌة إذا كا َن ْت إحدى الذ َّرت ْي ِن لا تمي ُل إلى ف ْق ِدH إلكترونا ٍت أ ِو اكتسابِها؟ تمي ُل ذ ّرا ُت العناص ِر اللافل ِّزي ِة إلى المشاركـ ِة بإلكترونا ِت التكافـ ِؤ أ ِو اكتسـابِها ،للوصو ِل إلى توزيـ ٍع إلكترون ٍّي ُي ْشـبِ ُه التوزي َع الإلكترون َّي H H H HO H HH HH O H للغا ِز النبي ِل ،و ُيط َل ُق على الرابطـ ِة الكيميائيـ ِة الناتجـ ِة م ْن تشـار ِك زو ٍج H H H HHH H أ ْو أكث َر م َن الإلكترونا ِت بي َن ذ َّرت ْي ِن أ ْو أكث َر م َن العناص ِر اللافل ِّزيـ ِة اس ُم الرابطـ ِة التساهميـ ِة ،Covalent Bondو ُتس ّمى ال ُمر َّكبا ُت الناتجـ ُة منْها الشك ُل ( :)3الرابOط ُة التساهمي ُة بي َن ال ُمر َّكبا ِت التساهمي َة (الجزيئي َة) .Covalent Compounds ذ َّر َت ِي الهيدروجي ِن .H2 H HH H H O HH H HH H HH HH HHcHH HCOH HCH أنوا ُع الرواب ِط التساهمي ِة Types of Covalent Bonds H H الرابط ُة التساهمي ُة الأحادي ُة :Mono Covalent Bondرابطـ ٌة تنش ُأ H كمـا في جـزي ِء العهْني تدرشوـاجريـِك ِنذ َّ2رت ْيH؛ ِنإبْذـتزروتب ٍج ُطوذا َّرحُةـ ٍهديمدرَنوالجإيل َنكت(رتHوونزاي ُِعته،ا الإلكترون ُّي H(1s1 H HH H HH C HH Hc H c H OCc HH H H H HHH HH H HC H HHH H ابللـأذَّخنَّار ِةرك ًّهجيل َّيدملرنْ ُههوا؛مجايلتذَنا ُأحيتناخ ُجرجذإىل ُببىمزإلشوـكُاتجررإلكوِةكٍنتك ٍّرولاوHنماحنْ ٍُِدهتلماالكبرْHCإايلب يكطتِةكترإلوم َِHنىلنتموكااَستفت ِـيو ٍؤالىوذاا َّلرHتحHطْيـا ٍِقدن ِة.؛HCHHC ُيم ِك ُن تمثي ُل الرابط ِة التساهمي ِة بي َن ذ َّر َت ِي الهيدروجي ِن كما في الشك ِل H HH H HH H H H HO H ()3؛ إ ْذ ُيم ِّث ُل ك ُّل خ ٍّط أ ْو زو ٍج م َن النقا ِط رابط ًة تساهمي ًة أحادي ًةُ ،تس ّمى H H H HCHHH CHCH سيجما ،و ُير َم ُز إل ْيها بالرم ِز .σ ُيـ َع ُّدجزي ُءالما ِءH2Oمثـا ًل P 6 H H H O HHH c H C HH H تمتل ُك إ ْذ علىاHلرابط ِةالHتساهمي ِHة؛ آخ َر HO H HH ذ َّر ُة الأكسجي ِن ست َة إلكترونا ِت تكاHف ٍؤ؛ لذاCتحتا ُج إCلى إلكتHرون ْي ِن ح ّتى H H HH c H H HH H تساهميـ ٍة أحاديـ ٍةO بكرامباطفـ ٍHية ي(كستيم َجلمام)ستم َوع كى ِّالل ذطاَّرق ٍة ِةمال ْنخذا َّرر َت ِجي َّايللههياد،رفتورتجبيِHُ Hنط HH الشك ِل(.)4 الشكُHل (Hج4ز):ي ِاءلارلابماHطِء ُة الOت2سHا.Hهمي ُة في P 6H H HH HC H HCH H H CHc C CH H cH 65 H H H P 6H H H c HH HHC HHH H
HH H H HH H HH O H H HH O HHH O HH HH HH H H H HH H H H c H CH H C H HC CH HH P 6 H HH ccH H H H HH O H OH H H H c H H CH HC HH HH HH H HH H H الشك ُل ( :)6الرابط ُة التساهمي ُة الأحادي ُة في جزي ِء الإيثا ِن .C2H6 CH4فإ َّن ذ َّر َة الكربو ِن Cتمتل ُك أربع َة الميثا ِن جزHي ِء H c c HH H C CH فيها م َع أرب ِع ذ ّرا ِت هيدروجي َن ،فتنش ُأ أرب ُع تتشار ُك H H H H وفي CH H H إHلكتروناِ cت تكافو H H C H HC H H H H HH H رواب َط تساهمي ٍة أحادي ٍة (سيجما) كما في الشك ِل (.)5 الشـHك ُل ( :)c5الرابطـُ cة التساهHميـ ُةP 6 ق ْد يكو ُن الجزي ُء الذي يحتوي على روابـ َط تساهميـ ٍة أحادي ٍة أكث َر تعقي ًHدا كما فHي جزي ِء الإيثا ِن ،C2H6أنظ ُر الشك َل(.)6 الأحادي ُة فيHجزي ِء اHلميثا ِن .CH4 HH رابطـ ٌة تنش ُأ تcاcHلشراابرـ ِكطـذ ُcHةَّOراتل ْيت ِنساب Hزهوميُ Oجة ْيالِنثنامئيِن ُةCالdإلonكتBرtوOنnاِleتvaكoماCفleيbجuزoي:ِ Dء H HC C OHP 6 ثاني أكسي ِد O OH CH ع ْن إلكترونـا ٍت ح ّتىP 7أربعـ ِة تحتا ُج ذ َّر ُة الأكسجي ِن O ايPلككترمب َـCلوم ِنس2توCOىO؛اإل ْذطتاق ِحةتاال ُجخاذ َّرر ُةجالَّيكلرهباـ،وف ِنيCحإيل ِنى O6 O c O OC إلى إلكترون ْي ِن ،وبذل َك تتشار ُك ذ َّر ُة الكربو ِن م َع ذ َّر َت ْي أكسجي َن ،فتنش ُأ OCO O c رابطـ ٌة تساهميـ ٌة ثنائيـ ٌة (إحدا ُهما سيجما ،σوالأُخرى ُتس ّمى باي π الشك ُل ( :)7الرابط ُة التساهمي ُةP 7 ) بي َن ذ َّر ِة الكربو ِن وك ِّل ذ َّر ٍة م ْن ذ َّر َت ِي الأكسجي ِن كما في الشك ِل (.)7 الثنائيـ ُة في جـزي ِء ثاني أكسي ِد .CO2 الكرHبـوِ Hن P7 OO ss تداخ ُل s-s cC HH الرابطـ ُة سيجما والرابط ُة باي: OO الرابط ُة سيـجما :تنش ُأ هذ ِه الرابط ُة م َن التداخ ِل الرأس ِّي بي َن َفل َك ْي cC ) ،(s-sأ ْو َفل َك ْي ) ،(p-pأ ْو َفل َك ْي ) (s-pكما يظه ُر في ما يأتي: ps رابط ُة سيجما p-s pp رابط ُة سيجما p-p pp رابط ُة باي p-p الرابطـ ُة باي :تنشـ ُأ هـذ ِه الرابطـ ُة م َن التداخ ِل الجانب ِّي بي َن َفل َك ْي )(p-p؛ إ ْذ ُتم ِّث ُل منطقـ ُة تداخ ِل ال َفلك ْي ِن أكب َر احتما ٍل لوجو ِد زو ِج الإلكترونا ِت فيها كما يظه ُر في ما يأتي: 66
الشك ُل ( :)8الرابطـ ُة HH HH H H التساهمي ُة الثنائي ُة في H H جزي ِء الإيثي ِن HH CC CC HH.C2H4 c c c c H H H H ومث ُل ذل َك أي ًضا جزي ُء الإيثي ِن C2H4؛ إ ْذ تشتر ُك ذ َّرتا الكربو ِن بزوجي ِن م َن الإلكترونا ِت فيما بينَ ُهما كما هو مو َّض ٌح في الشك ِل(N N N N .)8 NN الرابط ُة التساهمي ُة الثلاثي ُة :Triple Covalent Bondرابط ٌة تنش ُأ ع ْن تشـار ِك ذ َّرت ْي ِن بثلاث ِة أزوا ٍج م َن الإلكترونا ِت كما في جزي ِء النتروجي ِن NNNN N2؛ إ ْذ تحتوي ذ َّر ُة النتروجي ِن على خمس ِة إلكترونا ِت تكاف ٍؤ ،وبذل َك تحتا ُج إلى ثلاث ِة إلكترونا ٍت ح ّتى يكتم َل مستوى الطاق ِة الخارج َّي الشــكـ ُل ( :)9الرابــطــ ُة لها ،فتتشار ُك الذ َّرتا ِن في ثلاث ِة إلكترونا ٍت م ْن ك ٍّل منْ ُهما؛ لتنش َأ رابط ٌة التساهمي ُة الثلاثي ُة في جزي ِء تساهمي ٌة ثلاثي ٌة (رابط ُة سيجما ،σورابطتا باي )πكما في الشك ِل (.)9 الإلكترونا ِت النتروجي ِن .N2 بوج ٍه عا ٍّمُ ،يم ِك ُن تلخي ُص عد ِد الرواب ِط التساهمي ِة التي ُتك ِّو ُنها ذ ّرا ُت أذكـ ُر عد َد أزوا ِج العناص ِر في ك ِّل مجموع ٍة م َن الجدو ِل الدور ِّي كما في الجدو ِل (:)2 غي َر الرابط ِة على ذ َّر ِة Nالواحد ِة. ُأو ِّضـ ُح كي َف تتـكـ َّو ُن أتح َّق ُق :مـا المقصو ُد بـك ٍّل م َن الـروابـ ِط التساهميـ ِة الأحـاديـ ِة، الرواب ُط في جزي ِء HCN؟ والثنائيـ ِة ،والثلاثيـ ِة؟ عد ُد الرواب ِط التساهمي ِة التي تُك ِّونُها ذ ّرا ُت عناص ِر المجموعا ِت. الجدو ُل (:)2 VIIIA VIIA VIA VA IVA IIIA IIA IA رق ُم المجموع ِة -1 عد ُد الرواب ِط التساهمي ِة التي تُك ِّونُها 2 3 4 - - - 67
الرابطةُ الفل ِّزيةُ Metallic Bond أيو ٌن موج ٌب لفل ٍّز. ترتبــ ُط ذ ّرا ُت عنصـ ِر الفلـ ِّز الواحـ ِد ببـع ِضهــا برابـطــ ٍة ُتسـ ّمى الرابطـ َة الفل ِّزي َة ،Metallic Bondو ُتعـ َر ُف هـذ ِه الرابطـ ُة بـأ َّنـها ُقـ َّو ُة بح ٌر م َن الإلكترونا ِت. التجاذ ِب بي َن الأيونـا ِت الموجب ِة للفل ّزا ِت والإلكترونا ِت ُح َّر ِة الحرك ِة الإلكترونا ُت ال ُح َّر ُة. في الشبك ِة الب ّلوري ِة .تنش ُأ الرابطـ ُة الفل ِّزيـ ُة نتيجـ َة ف ْق ِد ذ ّرا ِت الفل ِّز لإلكترونا ِت التكافـو ،فتتح َّو ُل هذ ِه الذ ّرا ُت إلى أيونـا ٍت موجبـ ٍة تحي ُط أيونا ُت الفل ِّز الموجب ُة. بها الإلكترونـا ُت م ْن جمي ِع النواحـي على شك ِل بح ٍر م َن الإلكترونا ِت الشك ُل ( :)10نموذ ُج Sea of Electronsكما في الشك ِل (.)10 الرابط ِة الفل ِّزي ِة. ُيم ِّث ُل الجدو ُل ( )3مقارن ًة بي َن الرابط ِة الأيوني ِة ،والرابط ِة التساهمي ِة، والرابط ِة الفل ِّزيـ ِة ،م ْن حي ُث التجاذ ُب الحاص ُل في ك ٍّل منْها. أتح َّق ُق :ما المقصو ُد بالرابـطـ ِة الفل ِّزيـ ِة؟ الجدو ُل ( : )3عد ُد الرواب ِط التساهمي ِة التي تُك ِّونُها ذ ّرا ُت عناص ِر المجموعا ِت. التجاذ ُب مثا ٌل نموذ ٌج توضيح ٌّي نو ُع الرابط ِة NaCl الأيونا ُت الموجبةُ والأيونا ُت السالبةُ الأيونيةُ لذ ّرا ِت فل ٍّز ولافل ٍّز. Cl2 النواةُ الموجبةُ والإلكترونا ُت التساهميةُ المشتركةُ لذ ّرا ِت اللافل ّزا ِت. Na أيونا ُت الفل ِّز الموجبةُ والإلكترونا ُت الفل ِّزيةُ ح َّرةُ الحرك ِة في الشبك ِة البلّوري ِة. 68
مراجعـ ُة الدر ِس 1.الفكر ُة الرئيس ُة :كي َف تتك َّو ُن الرواب ُط الكيميائي ُة بي َن ذ ّرا ِت العناص ِر؟ ُ 2.أط ِّبـ ُق :أكت ُب التوزي َع الإلكترون َّي لك ٍّل م َن الـذ ّرا ِت الآتيـ ِة ،ث َّم أتـو َّق ُع التغ ُّي َر الذي ينبغي حدو ُثـ ُه؛ لتمتل َك ك ُّل ذ َّر ٍة التوزي َع الإلكترون َّي للغا ِز النبي ِل: الليثيو ُم. الكبري ُت . النتروجي ُن . H NH ُ 3.يم ِّث ُل الشك ُل المجاو ُر جزي َء الأمونيا: أ .ما عد ُد إلكترونا ِت التكاف ِؤ لذ َّر ِة N؟ H ب .ما نو ُع الرابط ِة التساهمي ِة في هذا الجزي ِء؟ جـ .ما عد ُد أزوا ِج الإلكترونا ِت الرابط ِة؟ د .ما عد ُد أزوا ِج الإلكترونا ِت غي ِر الرابط ِة؟ 4.يتك َّو ُن جزي ُء HClم َن ارتبا ِط ذ َّر ِة هيدروجي َن بذ َّر ِة كلو ٍرُ ،أب ِّي ُن بالرس ِم هذا التراب َط. ُ 5.أك ِم ُل المخ َّط َط المفاهيم َّي الآت َي الذي يتع َّل ُق بموضو ِع الرواب ِط الكيميائي ِة: تتك َّو ُن عندما الرابط ُة الكيميائي ُة تتك َّو ُن عندما مث ُل: رواب ُط فل ِّزي ٌة يتشار ُك عنصرا ِن تتك َّو ُن عندما لافل ّزا ِن في الإلكترونا ِت. مث ُل: أنوا ُعها: مث ُل :مث ُل :مث ُل: 69
الصي ُغ الكيميائي ُة وخصائ ُص ال ُمر َّكبا ِت الدر ُس 2 Chemical Formulas and Compounds Properties الخصائ ُص الفيزيائيةُ لل ُمر َّكبا ِت الأيوني ِة الفكر ُة الرئيس ُة: Physical Properties of Ionic Compounds لل ُمر َّكبـا ِت الـكيميائيــ ِة خصائـ ُص ُمحـ َّدد ٌة تختـل ُف باختــلا ِف نــو ِع ُتس ّمى ال ُمر َّكبا ُت التي تحتـوي على روابـ َط أيوني ٍة ال ُمر َّكبا ِت الأيوني َة .Ionic Compoundsوه َي توج ُد على شك ِل ب ّلورا ٍت ُص ْلب ٍة الروابـ ِط فيـها. تتر َّت ُب في شبك ٍة ب ّلوري ٍة ،وم ْن أمثلتِها ب ّلور ُة كلوريـ ِد الصوديـو ِم (مل ُح الطعا ِم) NaCl؛ إ ْذ ُيحا ُط الأيو ُن الموج ُب للصوديو ِم بست ِة نتاجا ُت التع ُّل ِم: أيونا ٍت سالب ٍة للكلوري ِد ،وكذل َك ُيحا ُط الأيو ُن السال ُب للكلوري ِد بست ِة أيونا ٍت موجب ٍة للصوديو ِم؛ ما ُيك ِس ُب ال ُمر َّك َب الأيون َّي ال ُق َّو َة • أذك ُر خصائـ َص بع ِض ال ُمر َّكبـا ِت والصلاب َة ،عل ًما بأ َّن شك َل ب ّلور ِة كلوري ِد الصوديو ِم ُمك َّع ٌب كما الكيميائيـ ِة ع ْن طري ِق نو ِع الرابطـ ِة في الشك ِل (.)11 فيها. م ْن خصائ ِص الب ّلورا ِت ال ُّص ْلب ِة لهذ ِه ال ُمر َّكبا ِت أ َّنها قاسي ٌة Hard؛ • ُأع ِّب ُر ع ْن بع ِض ال ُمر َّكبا ِت بالصي ِغ بسب ِب ُق َّو ِة التجاذ ِب بي َن الأيونا ِت الموجب ِة والأيونا ِت السالب ِة في الب ّلور ِة ( ُق َّو ُة الرابط ِة الأيوني ِة) ،فيصع ُب الفص ُل بي َن هذ ِه الأيونا ِت. الكيميائي ِة. ت َّتص ُف الب ّلورا ُت الأيوني ُة ال ُّص ْلب ُة أي ًضا بأ َّنها ه َّش ٌة Brittleسهل ُة الكس ِر؛ نظ ًرا إلى اقترا ِب الأيونـا ِت ال ُمتماثِلـ ِة في الشحنـ ِة بع ِضها المفاهي ُم والمصطلحا ُت: م ْن بع ٍض عن َد الضغ ِط على الب ّلور ِة ،فتتنافـ ُر ُمبت ِعد ًة ع ْن بع ِضها؛ ما ال ُمر َّكبا ُت الأيوني ُة ُيس ِّه ُل عملي َة كس ِر الب ّلور ِة وتفتيتِها. .Ionic Compounds الشك ُل ( :)11نموذ ُج ب ّلور ِة ال ُمر َّك ِب الأيون ِّي. درجا ُت الانصها ِر والغليا ِن ُأف ِّس ُر النسبـ َة بي َن أيونـا ِت .Boiling and Melting Points الصوديـو ِم إلى أيونا ِت القاسي ُة .Hard الكلوري ِد في الب ّلور ِة. اله َّش ُة .Brittle الذائبي ُة .Solubility ال ُمر َّكبا ُت التساهمي ُة (الجزيئي ُة) .Covalent (Molecular) Compounds ال ُمتطا ِير ُة .Volatile الرمو ُز .Symbols الصي ُغ الكيميائي ُة .Chemical Formula 70
الربطُ بالحيا ِة درجا ُت الانصها ِر والغليا ِن ل ُمر َّك َب ِي َ ،NaClو .MgO الجدو ُل (:)4 أُكسي ُد المغنيسيو ِم MgO اس ُم ال ُمر َّك ِب درجةُ الغليا ِن ()°C درجةُ الانصها ِر ()°C NaCl 1413 801 MgO 6300 2852 ُيستخ َد ُم ُمر َّك ُب أكسي ِد المغنيسيو ِم تمتا ُز ال ُمر َّكبا ُت الأيونيـ ُة أي ًضا بارتفا ِع درجا ِت الانصها ِر والغليـا ِن MgOعـلـى نطـا ٍق واســ ٍع في Boiling and Melting Pointsلها؛ لأ َّن التغ ُّل َب على قوى التجـاذ ِب الصناعــا ِت ال ُمتع ِّلقـ ِة بأعمـا ِل بي َن الأيونا ِت الموجبـ ِة والأيونا ِت السالب ِة يتط َّل ُب وجو َد طاقـ ٍة كبير ٍة. البنـا ِء؛ إ ْذ يـدخـ ُل في صناعــ ِة أنظ ُر الجـدو َل ( )4الذي ُيب ِّي ُن درجا ِت الانصها ِر والغليا ِن ل ُمر َّك َب ِي الأسمن ِت ،والمـوا ِّد المقاومـ ِة للحرائـ ِق مث ِل الطو ِب الحرار ِّي؛ َ ،NaClو .MgO نظ ًرا إلى ارتفـا ِع درجـ ِة انصها ِر ِه ُيلا َح ُظ م َن الجـدو ِل أ َّن درج َتـ ِي الانصها ِر والغليـا ِن ل ُمر َّك ِب التي ق ْد تص ُل إلى درج ٍة أكب َر م ْن MgOالذي يحم ُل الشحنـا ِت Mg2+O2-أعلى منْهما لل ُمر َّك ِب Na+Cl-؛ لأ َّن زياد َة الشحنـا ِت علـى الأيونـا ِت تؤدي إلى زياد ِة ُقـ َّو ِة التـجاذ ِب .2800 °C ب ْينَها ،فتحتا ُج إلى طاق ٍة أكب َر للتغ ُّل ِب عل ْيها. تمتـا ُز ال ُمر َّكبا ُت الأيونيـ ُة بذائبي ٍة Solubilityعاليـ ٍة في المـا ِء؛ إ ْذ تـذو ُب بسهولـ ٍة بسب ِب قـدر ِة جزيئـا ِت المـا ِء على عمـ ِل تجـاذ ٍب مـ َع أيونا ِت الب ّلور ِة كما في الشك ِل()12؛ ما يؤدي إلى فص ِل الأيونا ِت ع ِن الب ّلور ِة ،فتصب ُح ُح َّر َة الحرك ِة بي َن جزيئا ِت الما ِء. HH HH O O HH HH H H Na+ الشك ُل ( :)12ذوبا ُن O HH O OH H ال ُمر َّك ِب الأيون ِّي في الما ِء. Na+ Cl- OH H O • ُأف ِّس ُر أث َر الشحنا ِت على جـزي ِء المـا ِء في ذوبـا ِن O ال ُمر َّك ِب الأيون ِّي. Na+ •مـا الفر ُق بيـ َن الذوبـا ِن Na+ والانصها ِر؟ Cl- Cl- Na+ HO HO Na+ Cl- H H 71 Na+ Cl- H O H Cl-O Na+ H H Cl- Cl-
التحلي ُل والاستنتا ُج: التـجـربـ ُة 1 1.في أ ِّي الحالت ْي ِن أضا َء المصبا ُح؟ التوصي ُل الكهربائ ُّي لل ُمر َّكبا ِت الأيوني ِة . 2أُف ِّس ُر ملاحظاتي. الموا ُّد والأدوا ُت :مل ُح الطعا ِم ،NaClما ٌء ،دارةٌ كهربائيةٌ، محلـول مل ُح الطعا ِم كأ ٌس زجاجيةٌ ،وعا ٌء. إرشادا ُت السلام ِة :ارتـدا ُء مريـو ِل المختب ِر ،ولب ُس القفاز ْي ِن، ووض ُع النظّار ِة الواقي ِة على العين ْي ِن. خطوا ُت العم ِل: 1.أُك ِّو ُن دارةً كهربائيةً موصولةً إلى قطبَ ْي جرافي َت. .2أض ُع 50gم ْن مل ِح الطعا ِم في وعـا ٍء ،ث َّم أغم ُس قطبَ ِي الجرافيـ ِت فـي المـلـ ِحُ ،مـلا ِحـظًا ما يـحـد ُث للمصبـا ِح الكهربائ ِّي في الدار ِة. .3أُذي ُب 50gمن مل ِح الطعا ِم في كأ ٍس زجاجي ٍة مملوء ٍة حتّى منتصفِها بالما ِء ،ثـ َّم أغم ُس قطبَ ِي الجرافيـ ِت في المحلـو ِل، ُملا ِحظًا ما يحد ُث للمصبا ِح الكهربائ ِّي في الدار ِة. َيتب َّي ُن م َن التجرب ِة السابق ِة أ َّن ال ُمر َّكبا ِت الأيوني َة غي ُر موصل ٍة للتيا ِر الكهربائ ِّي وه َي في الحال ِة ال ُّص ْل َب ِة؛ بسب ِب قوى التجاذ ِب القوي ِة بي ِن الأيونا ِت ال ُمخت ِلف ِة في شحناتِها؛ ما يجع ُل هذ ِه الأيونا ِت ُمق َّيد ًة في أماكنِها في الب َّلور ِة ،ويمن ُع حرك َتها ،ولك َّن محالي َل (أ ْو مصاهي َر) هذ ِه ال ُمر َّكبا ِت موصل ٌة للتيا ِر الكهربائ ِّي بصور ٍة جيد ٍة؛ نظ ًرا إلى تف ُّك ِك الب ّلورا ِت عن َد صه ِرها أ ْو إذابتِها في الما ِء ،فتصب ُح الأيونا ُت ح َّر َة الحرك ِة ،أنظ ُر الشك َل (.)13 محلو ُل ماد ٍة ماد ٌة أيوني ٌة الشك ُل ( :)13التوصي ُل أيوني ٍة ُص ْلب ٌة الكهربائ ُّي لل ُمر َّك ِب الأيون ِّي. 72
الخصائ ُص الفيزيائيةُ لل ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة Physical Properties of Molecular Compounds ُتس ّمى الموا ُّد التي تحتوي على رواب َط تساهمي ٍة ال ُمر َّكبا ِت التساهمي َة (الجزيئي ُة) .Covalent (Molecular) Compoundsوه َي توجـ ُد بإحـدى الحالا ِت الفيزيائي ِة الثلا ِث (ال ُّص ْلب ُة ،السائل ُة ،الغازي ُة) .تمتل ُك ال ُمركبـا ُت التساهمي ُة البسيط ُة درجا ِت انصها ٍر وغليا ٍن منخفض ٍة مقارن ًة بال ُمر َّكبا ِت الأيونيـ ِة؛ ما يجع ُلها ُمر َّكبـا ٍت ُمتطا ِير ًة .Volatileوفي هذا السيـا ِق ،تمتا ُز غالبي ُة ال ُمركبا ِت التساهمي ِة بعد ِم قابليتِها للذوبا ِن في الما ِء ،وعد ِم احتوا ِء محالي ِلها على أيونا ٍت؛ ما يجع ُلها غي َر موصل ٍة للتيا ِر الكهربائ ِّي بوج ٍه عا ٍّم، عل ًما بأ َّن بع َضها يصب ُح موص ًل للتيا ِر الكهربائ ِّي بع َد إذابتِ ِه في الما ِء؛ نظ ًرا إلى احتوا ِء المحلو ِل على أيونا ٍت كما في حال ِة جزيئا ِت .HCl التحلي ُل والاستنتا ُج: التـجـربـ ُة 2 1.هل أضا َء المصبا ُح في كلتا الحالت ْي ِن؟ التوصي ُل الكهربائ ُّي لل ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة .2أُف ِّس ُر ملا َحظاتي. الموا ُّد والأدوا ُتُ :سـ َّك ُر الجلوكو ِز ،C6H12O6مـا ٌء ،دارةٌ ﺟﻠﻮﻛﻮز كهربائيةٌ ،كأ ٌس زجاجيةٌ ،س ّخا ٌن كهربائ ٌّي ،وعا ٌء. ﺟﻠﻮﻛﻮز إرشادا ُت السلام ِة :ارتـدا ُء مريـو ِل المختب ِر ،ولب ُس القفاز ْي ِن، ووض ُع النظّار ِة الواقي ِة على العين ْي ِن ،والحذ ُر عن َد تسخي ِن ﺟﻠﻮﻛﻮز الوعا ِء. ﺟﻠﻮﻛﻮز خطوا ُت العم ِل: ﺟﻠﻮﻛﻮز 1.أُك ِّو ُن دارةً كهربائيةً موصولةً إلى قطبَ ِي جرافي َت. . 2أضـ ُع 50gم ْن ُسـ َّك ِر الجلوكو ِز في وعـا ٍء ،ثُـ َّم أغم ُس ُس َّك ُر الجلوكو ِز قطبَ ِي الجرافي ِت في ال ُّس َّك ِرُ ،ملا ِحظًا ما يح ُد ُث للمصبا ِح الكهربائ ِّي في الدار ِة. . 3أُذيـ ُب 50gمـ ْن ُس َّك ِر الجلوكـو ِز في كـأ ٍس زجاجـيـ ٍة، وأستـعم ُل الس ّخا َن الكهربائ َّي لإذابـ ِة الكميـ ِة كلِّها مـ َن ال ُّس ّكـَ ِر إ ْن لـز َم الأم ُر ،ث َّم أغم ُس قطبَ ِي الجرافي ِت في المحلو ِلُ ،ملا ِحظًا ما يحد ُث للمصبـا ِح الكهربائ ِّي في الدار ِة. 73
مقارنةٌ بي َن ال ُمر َّكبا ِت الأيوني ِة وال ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة. الجدو ُل (:)5 الخاصيةُ ال ُمر َّكبا ُت التساهميةُ ال ُمر َّكبا ُت الأيونيةُ درجا ُت الانصها ِر والغليا ِن: منخفضةٌ غالبًا. عاليةٌ. التطاي ُر: ُمتطايِرةٌ. غي ُر ُمتطايِر ٍة. الذائبيةُ في الما ِء: توصي ُل الكهربا ِء في الحال ِة ال ُّص ْلب ِة: لا تذو ُب غالبًا في الما ِء. تذو ُب في الماء. توصي ُل الكهربا ِء في حال ِة المحلو ِل: غي ُر موصل ٍة للكهربا ِء (ما عدا الجرافي َت). غي ُر موصل ٍة للكهربا ِء. غي ُر موصل ٍة للكهربا ِء بوج ٍه عا ٍّم ،ولك َّن بع َضها موص ٌل لها. موصلةٌ للكهربا ِء. ُيم ِّثـ ُل الجـدو ُل ( )5مقـارنـ ًة بي َن ال ُمر َّكبـا ِت الأيونيـ ِة وال ُمر َّكبـا ِت التساهمي ِة،م ْنحي ُثدرجـا ُتالانصهـا ِروالغليا ِن،والتطاي ُر،والذائبي ُة، وتوصي ُل الكهربا ِء ،أنظ ُر الشك َل ( )14الذي ُيم ِّث ُل نموذ ًجا للرواب ِط في ُمر َّك ٍب تساهم ٍّي وآخ َر أيون ٍّي. أتح َّق ُق :أذك ُر الخصائ َص العام َة لل ُمر َّكبا ِت التساهمي ِة. التجاذ ُب القو ُّي بي َن الأيونا ِت. تشارك الذ ّرا ِت في الإلكترونا ِت. الشك ُل ( :)14نموذ ٌج للرواب ِط في ُمر َّك ٍب تساهم ٍّي وآخ َر أيون ٍّي. 74
الربطُ بالصح ِة الخصائ ُص الفيزيائيةُ للفل ّزا ِت Physical Properties for Metals ُتستخـ َد ُم الفـلـ ّزا ُت كثي ًرا في مجـالا ٍت ِعـ َّد ٍة م ْن حياتِنـا اليوميـ ِة. استـخــد َم أطبـا ُء الأسنــا ِن منــ ُذ والفلـ ّزا ُت مـوا ُّد ُص ْلبـ ٌة (مـا عـدا الزئبـ َق؛ فـه َو سائـ ٌل) تمتـا ُز بأ َّنـهـا ال ِق َد ِم مزي ًجا ُمك َّو ًنا مـ ْن فل ّزا ٍت لامع ٌة ،Shinyوقابـل ٌة لل َّط ْر ِق ،Malleableوال َّس ْح ِب .Ductileفعنـ َد ُمخت ِلفـ ٍة ،مث ِل :النحا ِس ،والفض ِة، َط ْر ِق فل ٍّز ما تتك َّو ُن صفائ ُح ،وعن َد َس ْحبِ ِه تتك َّو ُن أسلا ٌك .وهذا يعني أ َّن والقصدي ِر ،والزئب ِق؛ ل ِح ْش ِو فجوا ِت ب ّلور َة الفل ِّز لا تتك َّس ُر؛ لأ َّن صفو َف الأيونـا ِت الموجبـ ِة ينزل ُق بع ُضهـا الأسنـا ِن .ونـظ ًرا إلـى ما ُتس ِّبـ ُب ُه ع ْن بع ٍض ،لكنَّها تظ ُّل في بح ِر الإلكترونا ِت نف ِس ِه ،أنظ ُر الشك َل (.)15 أبخـر ُة الزئب ِق السا َّمـ ُة م ْن ضـر ٍر بالصح ِة ،فق ْد ُمنِ َع استخدا ُم ُه في تمتـا ُز الفـل ّزا ُت أي ًضا بأ َّنهـا موصلـ ٌة جيـد ٌة للكهربـا ِء والحـرار ِة ط ِّب الأسنـا ِن ،واس ُتعيـ َض عنْـ ُه Conductors of Electricityand Heat؛ نظ ًرا إلى حركـ ِة الإلكترونـا ِت بمزي ٍج م َن الصمـ ِغ والبورسلا ِن بوص ِف ِه بديـ ًل آمنًا .أ ّما في مجا ِل ال ُح ّر ِة في ب ّلور ِة الفل ِّز. تقوي ِم الأسنـا ِن فق ِد اس ُتخ ِد َم ْت سبائـ ُك مـ َن النيك ِل والتيتانيو ِم؛ أتح َّق ُقُ :أف ِّس ُر ما يأتي :الفل ّزا ُت قابل ٌة لل َّط ْر ِق وال َّس ْح ِب. لأ َّنها لا تصد ُأ ،ولا تتآك ُل. الشك ُل ( :)15الفل ّزا ُت قابل ٌة لل َّط ْر ِق وال َّس ْح ِب. 75
الصي ُغ الكيميائيةُ لل ُمر َّكبا ِت Chemical Formulas For Compounds ُتستع َم ُل الرمو ُز والصي ُغ الكيميائي ُة للتعبي ِر ع ِن الموا ِد الكيميائي ِة. ُتـع َّر ُف الرمو ُز Symbolsبأ َّنهـا طريـقـ ٌة لتمثي ِل ذ ّرا ِت العناص ِر ،أنـظ ُر الجـدو َل ( )6الـذي ُيب ِّي ُن أسمـا َء بعـ ِض العنـاصـ ِر ،وشحنـ َة الأيـو ِن، وتكاف َؤ العنص ِر. ي ُـلا َح ُظ مـ َن الجـدو ِل أ َّن تكافـ َؤ العنص ِر يساوي عد َد الإلكترونا ِت التـي تـفق ُدهـا الـذ َّر ُة ،أ ْو تـكس ُبها ،أ ْو ت ُـشا ِر ُك فيـها ،وأ َّنــ ُه يســاوي شحن َت ُه عدد ًّيـا. أ ّمـا الصيـ ُغ الكيميائيـ ُة Chemical Structureفه َي طريقـ ٌة موجز ٌة للتعبي ِر ع ْن عـد ِد ذ ّرا ِت العناص ِر ونو ِعهـا ،التي يتك َّو ُن منْهـا أ ُّي ُمر َّك ٍب كيميائ ٍّي .فمث ًلُ ،مر َّك ُب MgCl2يتك َّو ُن م ْن عنص َر ِي المغنيسيو ِم ،Mg والـكلـو ِر ،Clو ُيس ّمى هـذا الـ ُمر َّك ُب بكتـابـ ِة اسـ ِم الأيــو ِن السـال ِب ( Cl-كلوريد) ،ثـ َّم اس ِم الأيـو ِن الموج ِب ( Mg2+مغنيسيو ُم)؛ لـذا ُيس ّمى ُمر َّك َب MgCl2كلوري ِد المغنيسيو ِم. أسما ُء بع ِض العناص ِر ،وشحنةُ الأيو ِن ،وتكاف ُؤ العنص ِر لك ٍّل م ْنها. الجدو ُل (:)6 شحنةُ أيونِ ِه العنص ُر شحنةُ أيونِ ِه العنص ُر عناص ُر أحاديةُ التكافـو: H1+ F1- الهيدروجي ُن Ag1+ الفضةُ عناص ُر ثنائيةُ التكافـو: Cl1- عناص ُر ثلاثيةُ التكافـو: Br1- الليثيو ُم Li1+الفلو ُر عناص ُر رباعيةُ التكافـو: Zn2+ Ni2+ الكلو ُر الصوديو ُم Na1+ 76 S2- N3- البرو ُم البوتاسيو ُم K1+ P3- Si4 + الخارصي ُن Cu2+ النحا ُس الكالسيو ُم Ca2+النيك ُل الكبري ُت Fe2+ الحدي ُد النتروجي ُن Al3+ الألمنيو ُم الفوسفو ُر Fe3+ الحدي ُد السليكون C4 + الكربو ُن
المجموعا ُت الأيونيةُ ،وشحناتُها ،وتكاف ُؤ ك ٍّل م ْنها. الجدو ُل (:)7 الشحنةُ الرم ُز اس ُم المجموع ِة مجموعا ٌت أيونيةٌ أحاديةُ التكافـو: 1- OH- الهيدروكسي ُد مجموعا ٌت أيونيةٌ ثنائيةُ التكافـو: 1- النترا ُت مجموعا ٌت أيونيةٌ ثلاثيةُ التكافـو: 1- NO3- 1+ HCO3- البيكربونا ُت 1- الأمونيو ُم 2- NH4+ 2- MnO4- البيرمنجنا ُت 2- CO32- الكربونا ُت 2- الكبريتا ُت 3- SO42- الكروما ُت CrO42- Cr2O72- الدايكروما ُت PO43- الفوسفا ُت تحتوي بع ُض الأيونا ِت على أكث َر م ْن نو ٍع واح ٍد من الذ َّرا ِت ( ُمتع ِّدد ُة الذ ّرا ِت) ،و ُتع َر ُف باس ِم المجموعا ِت الأيوني ِة ،و ُين َظ ُر إل ْيها بوص ِفها وحد ًة واحد ًة كما في رمو ِز العناص ِر ،وترتب ُط ذ ّرا ُتها في ما بينَها برواب َط تساهمي ٍة ،في حي ِن ترتب ُط بالأيونا ِت الأخرى برواب َط أيوني ٍة ،أنظ ُر الجدو َل ( )7الذي ُيب ِّي ُن اس َم المجموع ِة الأيوني ِة ،ورم َزها ،وشحن َتها ،وتكاف َؤها. وبالطريق ِة السابق ِة نف ِسها ،فإ َّن المجموعـ َة الأيوني َة ُتس ّمى أو ًل ،يليها اس ُم الأيو ِن الموج ِب .فمث ًلُ ،يس ّمى ال ُمر َّك ُب CaSO4كبريتا ِت الكالسيو ِم. ولكتاب ِة صيغتِـ ِه الكيميائي ِة ،يج ُب معرف ُة رمو ِز العناص ِر التي يتكـ َّو ُن منْها، وكذل َك تكاف ُؤ ك ِّل عنص ٍر أ ْو شحن ُت ُه. لذاُ ،يمكِ ُن كتاب ُة الصيغ ِة الكيميائي ِة ل ُمر َّك ٍب ما؛ أيون ٍّي ،أ ْو جزيئ ٍّي ،با ِّتبا ِع الخطوا ِت الآتي ِة ُمر َّتب ًة: 1.كتاب ُة اس ِم ال ُمر َّك ِب باللغ ِة العربي ِة. 5.حـذ ُف أرقـا ِم التكافو في حـا ِل تساويها. أ ّما إذا كا َن بينَها قاس ٌم مشتر ٌك فتج ُب القسم ُة 2.كتاب ُة رمو ِز العناص ِر التي يتك َّو ُن منْها ال ُمر َّك ُب على الرق ِم الأصغ ِر للحصو ِل على أبس ِط تح َت اس ِم ك ِّل عنص ٍر. قيم ٍة عددي ٍة صحيح ٍة. 3.كتاب ُة رق ِم التكافو أسف َل ك ِّل رم ٍز. 4.استبدا ُل رق ِم التكافو لأح ِد الرمز ْي ِن بالآخ ِر6. .كتاب ُة صيغ ِة ال ُمر َّك ِب النهائي ِة. 77
المثا ُل1 أكت ُب الصيغ َة الكيميائي َة ل ُمر َّك ِب أكسي ِد الألمنيو ِم. .5لا يوج ُد قاس ٌم مشتر ٌك؛ ما يعني أ َّن هذ ِه أكسي ُد الألمنيو ِم. الح ُّل: الأرقا َم ُتم ِّث ُل أبس َط نسب ٍة عددي ٍة صحيح ٍة. Al O . 1اس ُم ال ُمر َّك ِب : 3 2 .6صيغ ُة ال ُمر َّك ِب النهائي ُة.Al2O3 : Al O . 2رم ُز ك ِّل عنص ٍر : 3 2 .3رق ُم التكاف ِءو : . 4استبدا ُل رق ِم التكاف ِءو لأح ِد الرمز ْي ِن بالآخ ِر : المثا ُل2 أكت ُب الصيغ َة الكيميائي َة ل ُمر َّك ِب ثاني أكسي ِد الكربو ِن. . 5القسم ُة على الرق ِم الأصغ ِر ،وه َو في هذ ِه ثاني أكسي ِد الكربو ِن. الح ُّل: الحالـ ِة ()2؛ للحصو ِل على أبس ِط قيمـ ٍة C O . 1اس ُم ال ُمر َّك ِب : 4 2 عددي ٍة صحيح ٍة. C O . 2رم ُز ك ِّل عنص ٍر : 4 2 .3رق ُمالتكاف ِءو : . 6صيغ ُة ال ُمر َّك ِب النهائي ُة.CO2 : .4استبدا ُل رق ِم التكاف ِءو لأح ِد الرمز ْي ِن بالآخ ِر : 78
المثا ُل3 لكتاب ِة الصي ِغ الكيميائي ِة لل ُمر َّكبا ِت التي تحوي المجموعا ِت الأيوني َةُ ،تستخ َد ُم الطريق ُة السابق ُة نف ُسها. أكت ُب الصيغ َة الكيميائي َة ل ُمر َّك ِب هيدروكسي ِد الكالسيو ِم. الح ُّل: .1اس ُم ال ُمر َّك ِب :هيدروكسي ُد الكالسيو ِم . 4 .استبدا ُل رق ِم التكاف ِءو Ca O H Caلأح ِد الرمز ْي ِن بالآخ ِر 2 1 : . 2رم ُز ك ِّل عنص ٍرO H : . 3رق ُم التكاف ِءو 1 : . 5صيغ ُة ال ُمر َّك ِب النهائي ُة.Ca(OH)2 : 2 م َن ال ُملا َح ِظ أ َّن مجموع َة الهيدروكسي ِد ق ْد ُو ِض َع ْت داخ َل قوس ْي ِن؛ لأ َّن الـرق َم 2يشي ُر إلى عـد ِد مجموعـا ِت OHفي ال ُمر َّك ِب ،ولـك ْن إذا ُو ِض َع ِت الصيغ ُة على شك ِل ،CaOH2فإ َّن الرق َم 2سيشي ُر إلى عـد ِد ذ ّرا ِت الهيدروجي ِن فق ْط ،وهذا خط ٌأ. أ ّما إذا كـا َن للعنص ِر أكث ُر م ْن تكافو ف ُتستخ َد ُم أرقا ٌم خاصـ ٌة للتميي ِز بينَهاُ ،تس ّمى الأرقا َم اللاتينيـ َة ( .)III ،II ،Iفمث ًل ،للحديـ ِد Feأكث ُر مـ ْن تكافو (َ ،2و)3؛ لذا ُيك َت ُب الرق ُم اللاتين ُّي الذي يد ُّل على عد ِد تكا ُف ِئ ِه بع َد اس ِم ال ُمر َّك ِب .فمث ًل ،أكسي ُد الحديـ ِد ) (IIيـد ُّل على أ َّن تكاف َؤ الحدي ِد في هذا ال ُمر َّك ِب هو ( ،)2وأكسي ُد الحدي ِد ) (IIIيد ُّل على أ َّن تكاف َؤ الحدي ِد في هذا ال ُمر َّك ِب هو ).(3 أتح َّق ُق :أكت ُب الصيغ َة الكيميائي َة لل ُمر َّكبا ِت الآتي ِة: • كبريتا ُت الصوديو ِم. • فوسفا ُت الكالسيو ِم. • بيرمنجنا ُت البوتاسيو ِم. 79
السالبيةُ الكهربائيةُ وأنوا ُع الرواب ِط الكيميائي ِة Electronegativity and Types of Chemical Bonds در ْس ُت ساب ًقـا أ َّن السالبيـ َة الـكهربائيـ َة Electronegativityللـذ َّر ِة تص ُف قدر َة الذ َّر ِة على ج ْذ ِب إلكترونا ِت الرابط ِة نح َوهـا عن َد ارتباطِها بذ َّر ٍة ُأخرى؛ لذا ،فإ َّن نو َع الرابطـ ِة الكيميائيـ ِة بي َن الذ َّرت ْي ِن يعتم ُد على مقـدا ِر الفر ِق في السالبيـ ِة الكهربائي ِة بينَهما ،أنـظ ُر الجدو َل ) ،(8وفقـًا لمقيا ِس باولنج Pauling Scaleالأكث ِر شيو ًعا .في هـذا المقيا ِس يكو ُن عنص ُر الفلـو ِر Fه َو أعلـى العنـاص ِر م ْن حيـ ُث السالبيـ ُة الكهربائيـ ُة؛ إ ْذ تبـل ُغ ،3.98ويكو ُن عنص ُر الفرانسيو ِم Frأق َّلها؛ إ ْذ تبـل ُغ ،0.7وتتـراو ُح قي ُم السالبي ِة الكهربائيـ ِة للعناص ِر الباقي ِة في الجدو ِل الدور ِّي بي َن هات ْي ِن القيمت ْي ِن. ُيلا َح ُظ م َن الجدو ِل ( )8أ َّن الرابط َة التساهمي َة تتك َّو ُن عندما يتراو ُح الفر ُق في السالبي ِة الكهربائيـ ِة بي َن ذ َّرت ْي ِن مختلف َت ْي ِن بي َن ( ،)0.4و (،)2 مثـ ِلَ ،HCl :و َ ،HFو .COوفـي حـا ِل وجو ِد ذ َّرت ْي ِن متشابهت ْي ِن للعنص ِر نف ِسه ،مث ِل ،Cl2،O2 ،N2 :فإ َّنـ ُه يكو ُن للذ َّرت ْي ِن السالبيـ ُة الكهربائي ُة نف ُسها؛ أ ْي إ َّن الفر َق في السالبيـ ِة الكهربائيـ ِة بينَ ُهمـا صف ٌر ،وتكو ُن الرابطـ ُة أي ًضـا تساهمي ًة .أ ّما إذا كا َن الفر ُق في السالبيـ ِة الكهربائيـ ِة بي َن ذ َّرت ْي ِن أكب َر م ْن 2فإ َّن الرابط َة تكو ُن أيوني ًة. أتح َّق ُق :ما المقصو ُد بالسالبي ِة الكهربائي ِة؟ نو ُع الرابط ِة بِحس ِب الفر ِق في السالبي ِة الكهربائي ِة بي َن الذ ّرا ِت. الجدو ُل (:)8 نو ُع الرابط ِة ال ُمتك ِّون ِة الفر ُق في السالبي ِة الكهربائي ِة تساهميةٌ. أيونيةٌ. م ْن ( ) 0.4إلى (:)2 أكب ُر م ْن (:)2 80
مراجعـ ُة الدر ِس 1.الفكر ُة الرئيس ُة :أذك ُر الخصائ َص الفيزيائي َة لك ٍّل م َن الموا ِّد الأيوني ِة ،والتساهمي ِة ،والفل ِّزي ِة. ُ 2.أصنِّ ُف الموا َّد الآتي َة إلى ُمر َّكبا ٍت أيوني ٍة ،و ُمر َّكبا ٍت تساهمي ٍة بِحس ِب قدرتِها على توصي ِل التيا ِر مل ُح MgCl2ال ُّص ْل ُب. مصهو ُر . KCl الكهربائ ِّي: حبيبا ُت ال ُّس َّك ِر ال ُّص ْل ِب . محلو ُل .NaCl فل ُّز .Al ُ 3.أقا ِر ُن بي َن الموا ِّد الأيوني ِة والتساهمي ِة والفل ِّزي ِة كما في الجدو ِل الآتي: التوصي ُل الكهربائ ُّي نو ُع الرابط ِة المادةُ المصهو ُر ال ُّص ْل ُب الأيونيةُ التساهميةُ الفل ِّزيةُ 4.أكت ُب الصيغ َة الكيميائي َة لل ُمر َّكبا ِت الآتي ِة :نترا ُت الصوديو ِم ،كبريتا ُت المغنيسيو ِم ،أكسي ُد الكالسيو ِم. ُ 5.أف ِّس ُر :يصع ُب الفص ُل بي َن الأيونا ِت السالب ِة والأيونا ِت الموجب ِة في الب ّلور ِة الأيوني ِة. 6.تحفي ٌز :ما تكاف ُؤ ك ٍّل م َن المجموعت ْي ِنَ ،NH4 :و CrO4في ال ُمر َّك ِب الآتي(NH4)2CrO4 :؟ 81
السبائ ُك Alloys الإثرا ُء والتوس ُع الفل ّزا ُت النقي ُة ل ِّين ٌة ج ًّدا ،ونشط ٌة كيميائ ًّيا؛ لذا ،فه َي تتآك ُل عن َد ِس َّك ُة حدي ٍد مصنوع ٌة م ْن سبائ ِك تفاع ِلها م َع الموا ِّد الأُخرى ،ويتط َّل ُب استخدا ُمها في أغرا ٍض ُمع َّين ٍة الفولا ِذ والمنغني ِز. إضاف َة عنص ٍر أ ْو عناص َر ُأخرى إلى العنص ِر الأصل ِّي بنس ٍب ُمح َّدد ٍة لتحسي ِن خصائ ِص ِه التي ف َق َدها ،فينت ُج ما ُيس ّمى السبائ َك Alloys؛ وه َي خلي ٌط م ْن فل ٍّز وعنص ٍر آخ َر -على الأق ِّل -ق ْد يكو ُن فل ًّزا أ ْو لافل ًّزا. تمتا ُز السبائ ُك بصفا ٍت فريد ٍة ،مث ِل :ال ُق َّو ِة ،والمتان ِة ،و ِخ َّف ِة الوز ِن، وتح ُّم ِل درجا ِت الحرار ِة العالي ِة؛ ما يجع ُلها أه ًل لاستخداما ٍت ِع َّد ٍة ُمتن ِّوع ٍة .وم َن الأمثل ِة عل ْيها سبيك ُة الفولا ِذ والمنغني ِز التي تتك َّو ُن م ْن فل ِّز الحدي ِد مضا ًفا إل ْي ِه عنص ُر المنغني ِز بنسب ٍة ُتق َّد ُر بنح ِو ، %13وه َي ُتستخ َد ُم في صناع ِة آلا ِت الحف ِر ،وال ِّس َك ِك الحديدي ِة؛ لأ َّنها تتح َّم ُل درجا ِت الحرار ِة العالي ِة. م َن الأمثل ِة عل ْيها أي ًضا سبيك ُة الفولا ِذ (الحدي ُد ال ُّص ْل ُب) التي ُتصنَّ ُع بإضاف ِة نس ٍب ُمح َّدد ٍة م َن الكربو ِن إلى الحدي ِد ليصب َح أكث َر ُق َّو ًة وصلاب ًة، وغي َر قاب ٍل للصدا ،وه َي ُتستخ َد ُم في أعما ِل البنا ِء. بوج ٍه عا ٍّم ،فإ َّن السبائ َك أكث ُر ُق َّو ًة وصلاب ًة م ْن فل ّزاتِها الأساسي ِة؛ ما جع َلها ُتستخ َد ُم في كثي ٍر م َن مجالا ِت الحيا ِة. مستعينًا بمصاد ِر المعرف ِة المتوافر ِة ،أبح ُث ع ْن خصائ ِص السبائ ِك الآتي ِة واستعمالاتِها :الستانلس ستيل ،Steel Stanlesالبرون ُز ،Bronzeسبيك ُة النحا ِس والنيك ِل ،Cuper - Nickelث َّم أكت ُب تقري ًرا عنْها ،ث َّم ُأنا ِق ُش ُه م َع المع ِّل ِم والزملا ِء في الص ِّف. 82
7.عنــ َد اتحــا ِد ذ ّرا ِت عنصــ ِر Xالــذي عــد ُدهُ الــذ ِّر ُّي مراجعـ ُة الوحـد ِة ( )7مـ َع ذ ّرا ِت عنصـ ِر Yالـذي عـد ُدهُ الـذ ِّر ُّي (،)17 .1أضــ ُع دائــر ًة حــو َل رمــ ِز الإجابــ ِة الصحيحــ ِة لــك ِّل فـإ َّن صيغـةَ الجـزي ِء الناتـ ِج هـ َي: أ .XY7 . جملــ ٍة م ّمــا يأتــي: ب .X3Y . جـ .XY3 . 1.نو ُع الرابط ِة في ُمر َّك ِب كلوري ِد الليثيو ِم: د .X7Y . أ .رابطةٌ تساهميةٌ أحاديةٌ. ب .رابطةٌ تساهميةٌ ثنائيةٌ. 8.إحــدى الآتيــ ِة لي َســ ْت مــ ْن خصائــ ِص ال ُمر َّكبــا ِت ج ـ .رابطةٌ أيونيةٌ. الأيونيــ ِة: د .رابطةٌ فل ِّزيةٌ. أ .ذائبيتُها في الما ِء عاليةٌ. 2.نو ُع الرابط ِة بي َن ذ ّرا ِت عنص ِر الصوديو ِم :Na ب .موصلةٌ للكهربا ِء في حال ِة المحلو ِل. أ .رابطةٌ تساهميةٌ أحاديةٌ. ب .رابطةٌ تساهميةٌ ثنائيةٌ. جـ .درجةُ غليانِها مرتفعةٌ. ج ـ .رابطةٌ أيونيةٌ. د ُ .متطايِرةٌ. د .رابطةٌ فل ِّزيةٌ. 9.المــادةُ الموصلــةُ للتيــا ِر الكهربائــ ِّي فــي الحالــ ِة 3.واحـدةٌ مـ َن الصيـ ِغ الكيميائيـ ِة الآتيـ ِة تحتـوي علـى ال ُّص ْلبــ ِة هــ َي: رابطــ ٍة أيونيَّ ٍة: أ .Mg . أ .CO . ب .NaCl . ب .H2O . جـ .MgO . جـ .CH4 . د .He . د .HCl . 10.إذا كا َن فــر ُق الســالبي ِة الكهربائيــ ِة بيــ َن ذ َّرت ْيــ ِن 4.واحـدةٌ مـ َن الصيـ ِغ الكيميائيـ ِة الآتيـ ِة تحتـوي علـى أكبـ َر مـ ِن 2وفقًـا لمقيـا ِس باولنـج ،فـإ َّن الرابطـةَ رابطـ ٍة تسـاهمي ٍة ثلاثي ٍة: أ .N2 . ال ُمتوقَّعـةَ هـ َي: ب .O2 . أ .فلزيةٌ. جـ .H2 . ب .أيونيةٌ. د .Cl2 . ج ـ .تساهميةٌ أحاديةٌ. 5.الصيغةُ الكيميائيةُ ل ُمر َّك ِب نترا ِت الكالسيو ِم ه َي: د .تساهميةٌ ثلاثيةٌ. أ .CaNO3 . 11.إذا كا َن التمثيـ ُل النقطـ ُّي لعنصـ ٍر هـ َو ( ،) X ب .Ca(NO3)2 . فـإ َّن العـد َد الـذ ِّر َّي للعنصـ ِر هـ َو: ج ـ .Ca2NO3 . أ .3 . د .Ca2(NO3)2 . ب .5 . 6.عد ُد رواب ِط سيجما σورواب ِط باي πفي الصيغ ِة: ج ـ .13 . CH3CH = CH2ه َو: أ .π 2 ، σ 3 . د .15 . ب .π 2 ، σ5 . جـ .π 1 ، σ8 . د π 1، σ 9 . 83
مراجعـ ُة الوحـد ِة 9.أسـتنت ُج كيـ َف تتكـ َّو ُن الرابطـةُ التسـاهميةُ الأحاديةُ 2.أُو ِّض ُح المقصو َد بالمصطلحا ِت الآتي ِة: والثنائيـةُ والثلاثيـةُ فـي ال ُمر َّكبـا ِت الآتي ِة: الرابطـةُ الأيونيـةُ ،الرابطـةُ التسـاهميةُ ،الرابطـةُ ُ ،HCl ،C2H2،O2مستخ ِد ًما تركي َب لويس. الفل ِّزيـةُ ،التكافـ ُؤ ،تركيـ ُب لويـس. 10.أُف ِّســ ُر البيانــا ِت :أدر ُس جيــ ًدا الشــك َل الآتــ َي 3.أُقــار ُن بيــ َن ال ُمر َّكبــا ِت الأيونيــ ِة وال ُمر َّكبــا ِت الــذي يُمثِّــ ُل التسـاهمي ِة مـن حيـ ُث الخصائـ ُص المذكـورةُ فـي ثــ َّم الميثانــو ِل ،CH3OH جــزي َء أُجيــ ُب عــ ِن التــي تليــ ِه: الأســئل ِة الجــدو ِل الآتــي: H ال ُمر َّكبا ُت الأيوني ُة ال ُمر َّكبا ُت التساهمي ُة الخاصي ُة Hc OH درجا ُت الانصها ِر والغليا ِن. الذائبي ُة في الما ِء. H توصي ُل الكهربا ِء في الحال ِة ال ُّص ْلب ِة. أ .أُبيِّ ُن عد َد إلكترونا ِت التكاف ِءو لك ٍّل م ْن ذ َّرتَ ِي توصي ُل الكهربا ِء في حال ِة المحلو ِل. َ ،Oو .C ب .أُحـ ِّد ُد نـو َع الروابـ ِط التسـاهمي ِة ال ُمتك ِّونـ ِة فـي 4.أدر ُس المعادلةَ الكيميائيةَ الموزونةَ الآتيةَ جي ًدا: هـذا الجـزي ِء. ،2Ca + O2 →2CaOث َّم: عد َد أزوا ِج الإلكترونا ِت الرابط ِة. أذك ُر . جـ الجزي َء باستخدا ِم تركي ِب لويس. أُمثِّ ُل . د أ .أُمثِّ ُل الموا َّد المتفاعلةَ في تركي ِب لويس. ب .أُمثِّ ُل الموا َّد الناتجةَ في تركي ِب لويس. 11.أتوقَّـ ُع تكافـ َؤ ك ٍّل مـ ْن ،ClO3 :و Alفـي المر َّك ِب الآتي.Al(ClO3)3: جـ .أُو ِّضـ ُح كيـ َف َوصلَـ ْت ذ َّرةُ الكالسـيو ِم Caإلـى توزيـ ٍع إلكترونـ ٍّي يُ ْشـبِهُ التوزيـ َع الإلكترونـ َّي 12.أكتــ ُب الصيغــةَ الكيميائيــةَ ل ُمر َّكــ ٍب يكــو ُن فيــ ِه تكافــ ُؤ النحــا ِس ،2و ُمر َّكــ ٍب آخــ َر يكــو ُن فيــ ِه للغـا ِز النبيـ ِل. د .أَ ِج ُد تكاف َؤ ك ٍّل م ْن ذ َّرتَ ِي الكالسيو ِم والأكسجي ِن. تكافــ ُؤ النحــا ِس .1 5 .أكت ُب الصيغةَ الكيميائيةَ لل ُمر َّكبا ِت الآتي ِة: 13.أسـتنت ُج العناصـ َر الافتراضيـةَ الآتيـةَ متتاليـةً كمـا نتــرا ُت الأمونيــو ِم ،هيدروكســي ُد الحديــ ِد (،)II يأ تي : كبريتــا ُت الكالســيو ِم. زيادةُ العد ِد الذ ِّر ِّي 6 .أُص ِّمـ ُم تجربـةً أُميِّـ ُز فيهــا بيـ َن ُمر َّكــ ِب بروميــ ِد البوتاســيو ِم KBrوشــم ِع البارفيــ ِن. A B C D E 7 .أُف ِّس ُر ما يأتي: إذا كا َن العنصـ ُر Bفـي ُمر َّكباتِـ ِه أيونًـا أحاديًّـا سـالبًا، أ .الفل ّزا ُت موصلةٌ جيدةٌ للتيا ِر الكهربائ ِّي. فمـا نـو ُع الرابطـ ِة التـي تنشـأُ بيـ َن ذ ّرا ِت العناصـ ِر ب .درجـةُ انصهـا ِر ُمر َّكـ ِب أكسـي ِد المغنيسـيو ِم MgOأعلــى مــ ْن درجــ ِة انصهــا ِر ُمر َّكــ ِب الآتيـ ِة: أ A .م َع .B كلوريــ ِد الصوديــو ِم .NaCl ب B .م َع .D 8 .أُف ِّسـ ُر سـب َب عـد ِم قابليـ ِة ال ُمر َّكبـا ِت الأيونيـ ِة للطَـ ْر ِق ج B .بع ُضها م َع بع ٍض. د E .بع ُضها م َع بع ٍض. وال َّسـ ْح ِبُ ،مسـتعينًا بنمـو َذ ِج الرابطَـ ِة الفل ِّزيَّ ِة. 84
مراجعـ ُة الوحـد ِة .16أتف َّحـ ُص الأيونـا ِت فـي الـكأ ِس الزجاجيـ ِة ،ثـ َّم أُحـ ِّد ُد 14.أستنت ُج :أ ُّي الموا ِّد الآتي ِة: أكبـ َر عـد ٍد مـ َن ال ُمر َّكبـا ِت التـي قـ ْد تتكـ َّو ُن مـ ْن هـذ ِه ( )Al ،CH4 ،KCl ،C2H2 ،C2H4تُ َع ُّد مثا ًل الأيونـا ِت فـي حـا ِل تبخـر المـا ِء. على ماد ٍة: أ .تــوصـ ُل التيـا َر الكهربائ َّي وهـ َي في الحالــ ِة O2- N3- Al3+ ال ُّص ْلب ِة؟ Br- ب .توص ُل التيا َر الكهربائ َّي وه َي في حال ِة المحلو ِل Na+ Mg2+ فق ْط؟ ج ـ .قابل ٍة للطَّ ْر ِق وال َّس ْح ِب؟ د .روابطُها تساهميةٌ أحاديةٌ؟ هـ .تمتل ُك رابطةً تساهميةً ثنائيةً؟ و .تمتل ُك رابطةً تساهميةً ثلاثيةً؟ 15.أُص ِّمـ ُم خريطـةً مفاهيميـةً :د َر ْسـ ُت فـي الوحـد ِة الثانيـ ِة المفاهيــ َم الأساســيةَ الآتيــةَ ،أُص ِّمــ ُم خريطــةً مفاهميــةً مناسـبةً لتحديـ ِد العلاقـا ِت بيـ َن هـذ ِه المفاهيـم: أيو ٌن سال ٌب تركي ُب لويس الرابطةُ الرابطةُ الروابطُ التساهميةُ الثنائيةُ التساهميةُ الأحاديةُ الكيميائيةُ أيو ٌن موج ٌب الرابطةُ الرابطةُ الأيونيةُ التساهميةُ الصي ُغ الكيميائيةُ الرابطةُ ُمر َّك ٌب أيون ٌّي التساهميةُ الثلاثيةُ 85
مسر ُد المصطلحا ِت •الألفةُ الإلكترونيةُ :Electron Affinityمقدا ُر التغ ُّي ِر في طاق ِة الذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة ال ُمقت ِر ُن بإضاف ِة إلكترو ٍن إل ْيها في الحال ِة الغازي ِة. •إلكترونا ُت التكافـو :Valence Electronsإلكترونا ُت المستوى الخارج ِّي للذ َّر ِة. •بح ُر الإلكترونا ِت :Sea of Electronsإلكترونا ُت التكافـو لذ ّرا ِت الفل ِّز في البلّور ِة التي تحيطُ بالأيونا ِت الموجب ِة في الاتجاها ِت جمي ِعها. •تركي ُب لويس :Lewis Structureالتمثي ُل النقط ُّي لإلكترونا ِت التكافـو ،وفي ِه يُر َم ُز إلى ك ِّل إلكترو ِن تكافو بنقط ٍة واحد ٍة تو َض ُع على رم ِز العنص ِر. •التوزي ُع الإلكترون ُّي :Electronic Configurationعمليةُ ترتي ِب الإلكترونا ِت في الذ َّر ِة وف َق مستويا ِت الطاق ِة ال ُمختلِف ِة. •الذائبيةُ :Solubilityأكب ُر كتل ٍة م َن ال ُمذا ِب يُم ِك ُن إذابتُها في 100غرا ٍم م َن المذي ِب. •الذ َّرةُ المثارةُ :Atom Exitedذ َّرةُ العنص ِر التي امت َّص ْت ك ِّميةَ الطاق ِة؛ ما أ ّدى إلى انتقا ِل أح ِد إلكتروناتِها (أ ْو أكث َر) م َن المستوى الموجو ِد في ِه إلى مست ًوى أعلى م َن الطاق ِة. •الرابطةُ الأيونيةُ :Ionic Bondالقُ َّوةُ التي تجذ ُب الأيونا ِت ذا َت الشحنا ِت ال ُمختلِف ِة في ال ُمر َّكبا ِت. •الرابطةُ الفل ِّزيةُ :Metallic Bondقُ َّوةُ التجاذ ِب بي َن الأيونا ِت الموجب ِة للفل ّزا ِت والإلكترونا ِت ُح َّر ِة الحرك ِة في الشبك ِة البلّوري ِة. •الرابطةُ التساهميةُ :Covalent Bondالرابطةُ الكيميائيةُ الناتجةُ م ْن تشار ِك ذ َّرت ْي ِن أ ْو أكث َر م َن العناص ِر اللافل ِّزي ِة بزو ٍج أ ْو أكـث َر م َن الإلكترونا ِت. •الرابطةُ التساهميةُ الأحاديةُ :Mono Covalent Bondالرابطةُ التساهميةُ التي تنشأُ م ْن تشار ِك ذ َّرت ْي ِن في زو ٍج واح ٍد م َن الإلكترونا ِت. •الرابطةُ التساهميةُ الثنائيةُ :Double Covalent Bondالرابطةُ التساهميةُ التي تنشأُ م ْن تشار ِك ذ َّرت ْي ِن في زوج ْي ِن م َن الإلكترونا ِت. •الرابطةُ التساهميةُ الثلاثيةُ :Triple Covalent Bondالرابطةُ التساهميةُ التي تنشأُ م ْن تشار ِك ذ َّرت ْي ِن في ثلاث ِة أزوا ٍج م َن الإلكترونا ِت. 86
•الروابطُ الكيميائيةُ :Chemical Bondsقُ َّوةُ تجاذ ٍب تنشأُ بي َن ذ َّرت ْي ِن أ ْو أكث َر عن َد ارتبا ِط بع ِضها ببع ٍض. •السالبيةُ الكهربائيةُ :Electronegativityقدرةُ الذ َّر ِة على جذ ِب إلكترونا ِت الرابط ِة نحوها عن َد ارتبا ِطها بذ َّر ٍة أُخرى. •شحنةُ النوا ِة الف ّعالةُ :Effective Nuclear Chargeمقدا ُر شحن ِة النوا ِة الفعلي ِة التي تُؤثِّ ُر في إلكترونا ِت المستوى الخارج ِّي. •الصي ُغ الكيميائيةُ :Chemical Structureطريقةٌ موجزةٌ للتعبي ِر ع ْن نس ِب الذ ّرا ِت ونو ِعها ،التي يتك َّو ُن م ْنها ال ُمر َّك ُب الكيميائ ُّي. •طاقةُ التأيُّ ِن :Ionization Energyالح ُّد الأدنى م َن الطاق ِة اللازم ِة لنز ِع الإلكترو ِن الأبع ِد ع ِن النوا ِة في الحال ِة الغازي ِة للذ َّر ِة أ ِو الأيو ِن. •طي ُف الانبعا ِث الخ ِّط ُّي :Line Emission Spectrumمجموعةٌ م َن الأطوا ِل الموجي ِة للضو ِء الصاد ِر ع ْن ذ ّرا ِت العنص ِر المثار ِة عن َد عود ِة الإلكترو ِن فيها إلى حال ِة الاستقرا ِر. •الطي ُف الخ ِّط ُّي (المنفص ُل) :Line Spectrumمجموعةٌ م َن الأطوا ِل الموجي ِة التي تظه ُر في صور ِة مجموع ٍة م َن الألوا ِن المتباعد ِة التي تظه ُر في منطق ِة الطي ِف المرئ ِّي. •الطي ُف الذ ِّر ُّي :Atomic Spectrumمجموعةُ الأموا ِج الضوئي ِة التي تصد ُر ع ْن ذ ّرا ِت العناص ِر، ويق ُع بع ُضها في منطق ِة الضو ِء المرئ ِّي ،وبع ُضها الآخ ُر في منطق ِة الضو ِء غي ِر المرئ ِّي. •الطي ُف الكهرومغناطيس ُّي :Electromagnetic Spectrumجمي ُع الأطوا ِل الموجي ِة التي يتك َّو ُن م ْنها الضو ُء. •الطي ُف المتص ُل :Continuous Spectrumمجموعةُ الأطوا ِل الموجي ِة التي تظه ُر في صور ِة مجموع ٍة م َن الألوا ِن المتتابع ِة المتداخل ِة (قو ُس المط ِر) التي يتك َّو ُن م ْنها الضو ُء العاد ُّي. •الطي ُف المرئ ُّي :Visible Spectrumحزمةٌ ضيِّقةٌ م َن الطي ِف الكهرومغناطيس ِّي يُم ِك ُن تميي ُزها بالعي ِن ،وتتراو ُح أطوالُها الموجيةُ بي َن 350نانومت ًرا َو 800نانومت ٍر. •الطي ُف غي ُر المرئ ِّي :Invisible Spectrumالأطوا ُل الموجيةُ التي يتألَّ ُف م ْنها الطي ُف الكهرو مغناطيس ُّي، ويق ُّل طولُها الموج ُّي ع ْن 350نانومت ًرا ،ويزي ُد على 800نانومت ٍر ،ولا يُم ِك ُن تميي ُزها بالعي ِن. •العد ُد الذ ِّر ُّي :Atomic Numberعد ُد البروتونا ِت الموجب ِة في النوا ِة ،وه َو يساوي عد َد الإلكترونا ِت في الذ َّر ِة ال ُمتعا ِدل ِة. 87
•العناص ُر الممثلةُ : The Representative Elementsمجموعةٌ م َن العناص ِر تض ُّم عناص َر المجموعا ِت ذوا ِت الأرقا ِم ) (1 ،2 ،13 - 18في الجدو ِل الدور ِّي ،وينتهي توزي ُعها الإلكترون ُّي بالمستوى الفرع ِّي ،sأ ِو المستوى الفرع ِّي .p •الفَل ُك :Orbitalمنطقةٌ فراغيةٌ حو َل النوا ِة ،يكو ُن فيها احتما ُل وجو ِد الإلكترونا ِت أكب َر ما يُم ِك ُن. •الفوتونا ُت :Photonsجسيما ٌت ماديةٌ متناهيةٌ في الصغ ِر تُمثِّ ُل الوحدا ِت الأساسيةَ ال ُمك ِّونةَ للضو ِء، ويحم ُل ك ٌّل م ْنها مقدا ًرا ُمح َّد ًدا م َن الطاق ِة. •قاعدةُ هوند :Hund’s Ruleتو ُّز ُع الإلكترونا ِت بصور ٍة منفرد ٍة على أفلا ِك المستوى الفرع ِّي الواح ِد في اتجا ِه الغز ِل نف ِس ِه ،ث َّم إضافةُ ما تبقّى م ْن إلكترونا ٍت إلى الأفلا ِك في اتجا ٍه مغزل ٍّي معاك ٍس. •ال َك ُّم :Quantumمقدا ٌر ُمح َّد ٌد م َن الطاق ِة ينبع ُث م َن الذ َّر ِة المثار ِة؛ نتيجةَ انتقا ِل الإلكترو ِن فيها م ْن مستوى طاق ٍة أعلى إلى مستوى طاق ٍة أق َّل ،على نح ٍو يُوافِ ُق فر َق الطاق ِة بي َن المستوي ْي ِن. •مبدأُ الاستبعا ِد لباولي :Pauli Exclusion Principleعد ُم وجو ِد إلكترون ْي ِن في الذ َّر ِة نف ِسها ،لهُما نف ُس قي ِم أعدا ِد ال َك ِّم الأربع ِة. •مبدأُ أوفباو :Aufbauامتلا ُء الأفلا ِك بالإلكترونا ِت وفقًا لتزاي ِد طاقاتِها ،بحي ُث تُو َّز ُع الإلكترونا ُت أو ًل في أدنى مست ًوى للطاق ِة ،ث َّم تُم َلُ المستويا ُت العليا للطاق ِة. •ال ُمر َّكبا ُت الأيونيةُ ُ : :Ionic Compoundsمركبا ٌت تنشأُ ع ْن تجاذ ِب الأيونا ِت الموجب ِة والسالب ِة في البلّور ِة ال ُّص ْلب ِة. •ال ُمر َّكبا ُت الجزيئيةُ :Molecular Compoundsال ُمر َّكبا ُت الناتجةُ م ْن تشار ِك ذ ّرا ِت العناص ِر اللافل ِّزي ِة في زو ٍج أ ْو أكث َر من الإلكترونا ِت. •مستوى الطاق ِة :Energy Levelمنطقةٌ تحيطُ بالنوا ِة ،وفيها توج ُد الإلكترونا ُت ،وتتح َّد ُد طاقةُ الإلكترو ِن و ُمع َّد ُل بُ ْع ِد ِه ع ِن النوا ِة. •المعادلةُ الموجيةُ :Wave Equationمعادلةٌ رياضيةٌ تص ُف بوج ٍه عا ٍّم حركةَ الأموا ِج بأشكالِها ال ُمختلِف ِة. •نص ُف القُ ْط ِر الذ ِّر ِّي :Atomic Radiusنص ُف المسافـ ِة الفاصلـ ِة بي َن ذ َّرت ْي ِن متجـاورت ْي ِن في البـلّور ِة ال ُّص ْلب ِة. 88
قائم ُة المراج ِع :ُ المراج ُع العربية-أو ًل . م2009 ،2 ج، دار أسامة للنشر، موسوعة الكيمياء الشاملة، •خليل حسام .م2000 ، الدار العربية للنشر،2 ج، أسس ومبادئ الكيمياء، عثمان عثمان، صابر محمد، •صالح محمد ، دار المسيرة للنشر والتوزيع، الكيمياء العامة، مصطفى تركي عبيد، •إبراهيم صادق الخطيب .م2004 ،ع ّمان ترجمة سليمان سعسع،1 ج، الكيمياء العامة والمبادئ والبنية، جيرارد هيوم ستون، •جيمس برادي .م1992 ، جون ويلي للنشر، نيويورك،ومأمون الحلبي دارالعلم، عناصرها، الكيمياء العامة؛ ماهيتها: الدليل في الكيمياء، •محمد إسماعيل الدرملي .م2018 ،والإيمان ودار الجديد للنشر والتوزيع :ُ المراج ُع الأجنبية-ثانيًا • Sunley, Chris and Goodman, Sam, Collins International Cambridge IGCSE Chemistry, Collins, 2014. • Ebbing ,Gammon, General Chemistry, 10th Ed, Houghton Mifflin Company, 2011. • Winter, Mark J, Chemical Bonding , Oxford 2004 . • Stevens Zumdal,Chemistry,7th Ed, Boston, NewYork, 2007 • Raymond Change, Chemistry, 10th Edition, Singapore,2010. • Myers, Thomas, Oldham, Chemistry, Online Ed, Holt, Rinehart Winston, 2006. • Brady, Russell, Holum, Chemistry Matter and its Change, 3rd Ed, Wiley,2000. • McQuarrie, Donald, et al. Colligative Properties of Solutions\" General Chemistry, Mill Valley: Library of Congress, 2011. 89
Search
