تطوير نموذج الذرة–بنية الذرة

:مؤشرات الكفاءة

.يطبق نموذج التوزيع اإللكتروني •

.الحجم والشحنة والكتلة: يقارن الذرة بنواتها من حيث •

:مراحل سير الدرس

II- بنية الذرة ـــ تطوير نموذج الذرة . وجود الذرات -١ ذرة الهيدروجين -٢ مكوناتها- أ ترون اإللك-ب بنية الذرات األخرى -٣ مكونات النواة -أ ) السحابة اإللكترونية( اإللكترونات - ب M، L، . K : نموذج التوزيع االلكتروني على الطبقات -٤ الشوارد -٥ الشاردة الموجبة -١

الشاردة السالبة -٢ تمارين تطبيقية -٣

II- بنية الذرة – تطوير نموذج الذرة

١ - وجود الذرات من دقائق عنصرية صغيرة جدا تدعى ) خاملة(غير حية كل مادة حية أو تكونت

. الذرات ؟ةالذر هي مكونات ما

: تجربة رذر فورد *** ⅠⅠⅠⅠ – الوصف: سطحها في حبابة زجاجية مفرغة طلي) ⍺ ) Rα يوضع مرسل إشعاع - أ

لها إمكانية )ZnSمن كبريت الزنك ( fluorescenteلورة بطبقة متفالداخلي . إظهار لمعان عندما تسقط عليها هذه اإلشعاعات

، وال يظهر أي لمعان على باقي " ن" بقعة مضيئة في ⍺تشكل حزمة الدقائق .السطح الداخلي للحبابة الزجاجية

صفيحة معدنية رقيقة من في التجهيز السابق ⍺ توضع على مسار الحزمة - بسمكها ( معدن الذهب

00010

1 . ميكرون الحظ عندئذ ٠،٦) سم

تجتاز الصفيحة دون انحراف وتسبب كما في السابق بقعة ⍺أن أغلب الدقائق * )٣الوثيقة ( . " ن" مضيئة في

المتبلور وأن الدقائق األخرى تنحرف مسببة لمعان في نقاط مختلفة من السطح* . وعدد قليل منها يرتد إلى الخلف عند اصطدامها بالصفيحة

المنتشرة⍺⍺⍺⍺دقائق حبابة زجاجية

:تفسير ال .هائل) فراغ( يدل على أن المادة تحتوي على تجويف ⍺ مرور أغلب الدقائق - .الموجة مع أنوية ذرات الذهب ⍺إلى تنافر جسيمات ⍺ يرجع انحراف دقائق - )٤الوثيقة (. نتيجة تصادمها مباشرة مع أنوية ذرات الذهب ⍺ ارتداد دقائق -

تنافر نواة ذرة الذھب مع نواة ذرة الھيليوم

معظم نوى الھيليوم الموجبة تعبر . فراغ الذرة الھائل دون انحراف

���� ٠٤ الوثيقة ����

. فورد إلى وضع فرضيته هذه المشاهدات أدت العالم رذر- Ⅱ - الذرة النووية : فوردفرضية رذر.

فورد من أجل تفسير النتائج السابقة بأن شحنة الذرة وكتلتها افترض رذرة صغيرة جداً في مركز الذرة كانت متمركزة في نوا) ناقصا كتلة اإللكترون (

.وتصور سلسلة من التجارب تحقق هذه الفرضية Ⅲ نتيجة: الذرة في جملتها فارغة تقريباً ، وال تمأل المادة بصورة منتظمة الحجم الذي *

.فبنيتها ذات فجوات ، تشغله .تحمل النواة شحنة موجبة * ١٢- ١٠فقطر النواة يتراوح بينذلك بتحديد أبعاد النواة الذرية سمحت التجربة ك*

م .)الذي يسمى نصف قطر بور ( م ١٥-١٠و . لما تشغله نواتها فيها من حجم إن فضاء الذرة كبير جدا ، بالنسبة*

١٥-١٠يمكن اعتبار أن اإللكترون والبروتون شكلهما كرويان قطراهما من رتبة

.ميها اإللكترون كروية الشكل المنطقة التي يتحرك فففي ذرة الهيدروجين مثال تكون

فبين . مرة أكبر من اإللكترون ٥٠ ٠٠٠ م، أي ١١-١٠. ٥نصف قطرها أي الجزء األعظم من ذرة الهيدروجين اإللكترون والبروتون يوجد فراغ هائل ،

.فراغ .ذرة الهيدروجين : لنبدأ بدراسة أبسط الذرات -

( L’ atome d’hydrogène) .٢ - ذرة الهيدروجين

18363110.4109.9

2710.6672.1 ≈−−

=empm

.هاــ مكونات- ١ - ٢ : تتكون ذرة الهيدروجين من

. مشحونة بشحنة موجبة : نواة- . مشحون بشحنة سالبة : إلكترون- . المميزات الرئيسية للبروتون واإللكترون١الوثيقة توضح :نتيجة لشحنة ألن شحنة البروتون مضادة: ذرة الهيدروجين متعادلة كهربائيا -

.اإللكترون ٠) = اإللكترون (eكـ) + البروتون (pكـ)= ذرة الهيدوجين (Hكـ

.٠ ) = ١٩-١٠ .١،٦٠٢٢ - +(١٩-١٠ .١،٦٠٢٢+ = H كـ كتلة البروتون تساوي نواتها ألن كتلة ذرة الهيدروجين تساوي عمليا كتلة -

ترون مهملة أمام كتلة أي كتلة اإللك (كتلة اإللكترون مرة ١٨٣٦تقريبا ).البروتون

:مقارنة كتلة البروتون بكتلة اإللكترون ك

ك

e

p=≈ −−

1094,9.106726,1.10

183631

27

:اإللكترون - ٢- ٢

اإللكترون في ذرة الهيدروجين في حركة مستمرة

وا:لكترونالمقارنة بين بعض مميزات البرتون . ١: الوثيقة

)م(القطر )كو(الشحنة )كغ( الكتلة

١٥-١٠. ١,٢ ١٩-١٠ .١,٦٠٢٢+ ٢٧-١٠ .١,٦٧٢٦ البروتون

١٥-١٠. ٢,٨ ١٩-١٠ .١,٦٠٢٢ - ٣١-١٠. ٩,١٠٩٤ ا:لكترون

حول النواة ، و يتحرك في منطقة أساسية ، ويمتلك لطاقة السوية األساسية ل : عندها طاقة معينة تسمى

لهيدروجين وخالل هذه الحركة المستمرةافي ذرة يشكل سحابة إلكترونية تمثل السحابة اإللكترونية في

.)٢ الوثيقة ( فيموضح هو كما( ذرة الهيدروجين حيث اللون الغامض في الشكل يدل على االحتمال األعظم لوجود اإللكترون في السحابة اإللكترونية ،

عن طبقة كروية رقيقة جدا نصف قطرها وهو عبارة .هو نصف قطر ذرة الهيدروجين

بنية الذرات األخرى -٣ :تشبه بنية الذرات األخرى بنية ذرة الهيدروجين تتكون من

. نواة مركزية وسحابة إلكترونية- : مكونات النواة -١- ٣

وهي ) nuclèonsنات، النٌوكليو( تتكون النواة من جسيمات تسمى النويات .البروتونات و النوترونات: نوعان

.Z يسمى عدد البروتونات في النواة العدد الشحني، ويرمز له بالرمز- .N يرمز لعدد النوترونات في بالرمز - وله كتلتة ) ال يحمل شحنة كهربائية(عديم الشحنة - :النوترون * :يبا كتلة البروتون كلغ تساوي تقر٢٧- ١٠,١،٦٧٤ ٩٦= n كkgmm(. كلغ ٢٧-١٠,١،٦٧ ≈ pك ≈ n ك pn 2710.674.1 −≈≈(

���� ٢ الوثيقة ����

.A = N+Z ، حيث Aالعدد الكتلي : عدد النويات في النواة يسمى - : بـالرمز X يرمز لنواة ذرة أي عنصر -

NaLiHeFC :أمثـــلة 23117342199126 +). Z.e: ( شحنة النواة -

:٠١ق ــيتطب الصوديوم ، الليثيوم ، الهيليوم ، الفلور : يرمز ألنوية ذرات العناصر التالية

:،الكربون على الترتيب بـ .اإللكترونات ووالنوترونات عين عدد البروتونات ،

إليك اإلجابة في الجدول : التصحيح : السحابة اإللكترونية- اإلكترونات - ٢- ٣

126 C

199 F

42 He

73 Li

2311 Na

عدد البروتونات ١١ ٣ ٢ ٩ ٦ عدد النوترونات ١٢ ٤ ٢ ١٠ ٦ اإللكتروناتعدد ١١ ٣ ٢ ١٩ ٦

NaLiHeFC 23117

3

4

2

19

9

12

6

العدد الكتليX العدد الشحني

AZ

، يختلف عددها من ذرة إلكترون بقدر عدد البروتوناتZيدور حول النواة عدد . يسمى العدد الذري Zإلى أخرى حيث

.المسماة أيضا سويات الطاقة) طبقات ( تتوزع اإللكترونات في مدارات .كل مدار يستوعب عددا معينا من اإللكترونات كما هو موضح في الجدول الجانبي

: ويخضع التوزيع إلى العالقة - 4/2 2 ≥= nny

) ٥الوثيقة(n : أو الرقم الكمي أساسي(رقم الطبقة. ( y: العدد أألعظمي إللكترونات. نموذج التوزيع االلكتروني على الطبقات- ٤:M ، L،K . :لكترونية البنية اإل - ١ - ٤

إلكترون لذرة معينة ؟Z: كيف يتم التوزيع اإللكتروني على مختلف الطبقات لـ : هذا التوزيع يخضع إلى قواعد - لإللكترونات العدد األعظمف .ا من اإللكترونات محدوداكل طبقة تستوعب عدد*

ولي مبدأ با(2n2 وn )أو الرقم الكمي أساسي(الطبقة في الطبقة مميز برقم Principe de Pauli (

رقمالطبق ة

n

اسمالطبق ة

العدد األعظم

y

2 8

18 32

١ ٢ ٣ ٤

K L M N

الوثيقة ٥

تتوزع اإللكترونات على الطبقات بحيث تمأل الطبقة ذات الرقم الكمي أساسي * ) مبدأ التوزيع ( . األدنى

...... ، إلخL ثم تنتقل إلى الطبقة Kالطبقة تشبع - إلكترونات٨ ال يمكن للطبقة الخارجية أن تأخذ أكثر من -

: هو (K( Z =19إللكتروني في ذرة البوتاسيوم التوزيع ا:مثال ٩ ، ٨ ، ٢ ليس ١ ، ٨ ، ٨ ، ٢

. قاعدة التوزيع اإللكتروني - ٢ - ٤ :تية اآل لتمثيل البنية اإللكترونية لذرة نستعمل القاعدة

Cl ( Z =17) : ↤ 7)M (8)L (2)K( :تطبيق

:ناصر المعطاة في الجدول اآلتي اإللكتروني لذرات الع أعط التوزيع

العدد الذري رمز الذرةZ

قاعدة التوزيع اإللكتروني

H 1 K)1 ( He 2 K)2 (

C 6 K)2 (L)4 ( O 8 K)2 (L)6 (

Na 11 K)2 (L)8(M)1 ( Cl 17 K)2 (L)8(M)7 ( Ne 10 K)2 (L)8(M)8 (

؟الطبقة األخيرة بعدد اإللكترونات فياستنتاجه فيما يتعلق ماذا يمكن-

:الحل : ما يلي إلىيخضع ياإللكترون نستنتج أن التوزيع

...... ، إلخL ثم تنتقل إلى الطبقة Kالطبقة تشبع - . إلكترونات٨ ال يمكن للطبقة الخارجية أن تأخذ أكثر من -

: أسئلة التصحيح الذاتي : ذرات العناصر اآلتية منلكتروني لمجموعةإليك التوزيع اإل-

:٠١المجموعة Li(Z = 3) ; Be( Z = 4 ) ; B ( Z =5) ; C ( Z = 6 ) ; N ( Z = 7 ) ;

O ( Z =8) ; F ( Z = 9 ) ; Ne ( Z =10 ). المجموعة ٠٢:

Na( Z = 11 ) ; Mg( Z = 12 ) ; Al( Z = 13 ) ; Si (Z =14) ; P( Z =15) ; S( Z = 16 ) ; Cl( Z =17) ; Ar( Z = 18 ) .

المجموعة ٠٣ :He( Z= 2); Ne ( Z= 10); Ar( Z= 18) ; Kr ( Z= 36) ; Xe ( Z=54)

المجموعة ٠٤:. H ( Z =1) ; Li( Z =3) ; Na ( Z = 11; K( Z =19)

المجموعة ٠٥: F ( Z = 9) ; Cl ( Z = 17) ; Br ( Z = 35 ) ; I ( Z = 53 )

: ة التصحيح الذاتيأجوب

.لنضع اإلجابة في جدول على شكل مجموعات ٠١:المجموعة

:٠١المجموعة

:٠٢المجموعة

Z

الرمز)symbole (

قاعدة التوزيع اإللكتروني

formule électronique

3 4 5 6 7 8 9

10

Li Be B C N O F

Ne

(K)2 (L)1 (K)2 (L)2

(K)2 (L)3

(K)2 (L)4

(K)2 (L)5

(K)2 (L)6

(K)2 (L)7

(K)2 (L)8

قاعدة التوزيع اإللكتروني

formule électronique

الرمز)symbole(

Z

(K)2 (L)8(M)1

(K)2 (L)8(M)2

(K)2 (L)8(M)3

(K)2 (L)8(M)4

(K)2 (L)8(M)5

(K)2 (L)8(M)6

(K)2 (L)8(M)7

(K)2 (L)8(M)8

Na Mg Al Si P S Cl Ar

11 12 13 14 15 16 17 18

قاعدة التوزيع اإللكترونيformule électronique

الرمز)symbole(

Z

:٠٣المجموعة

:٠٤المجموعة

:٠٥المجموعة

)ions les (: الشوارد -٥

(K)2

(K)2 (L)8

(K)2 (L)8(M)8

(K)2 (L)8(M)18(N)8

(K)2 (L)8(M)18(N)18(O)8

He Ne Ar Kr Xe

2 10 18 36 54

قاعدة التوزيع اإللكترونيformule électronique

الرمز)symbole(

Z

(K)1

(K)2 (L)1

(K)2 (L)8(M)1

(K)2 (L)8(M)8(N)1

H Li Na K

1 3

11 19

قاعدة التوزيع اإللكترونيformule électronique

الرمز)symbole(

Z

( (K)2 (L)7

(K)2 (L)8(M)7 (K)2 (L)8(M)18(N)7

(K)2 (L)8(M)18(N)18(O)7

F Cl Br I

9 17 35 53

−+ +→ neMM n0

ما معنى الشاردة ؟* عند فقدان أو اكتساب اإللكترونات ، الذرات تتحول إلى دقائق مشحونة

.الشوارد : تسمى ) أو بالسالببالموجب( ما معنى شاردة موجبة ؟* .تتحول إلى شاردة موجبة ) أو أكثر( عندما تفقد الذرة إلكترون -

)+Na(تفقد إلكترون فتتحول إلى ) Na( ذرة ذرة عنصر الصوديوم:مثال +−: وفق المعادلة +→ eNaNa

)Ⅱ(شاردةالنحاس إلىتفقد إلكترونين وتتحول ) Cu(عنصرالنحاس ذرة-Cu2+ وفق المعادلة :−+ +→ eCuCu 22

شاردة األلمنيوم وتتحول إلىتفقد ثالثة إلكترونات و) Al(ذرة معدن األلمنيوم Al3+ وفق المعادلة :−+ +→ eAlAl 33

. إلى شوارد موجبة يمكن تمثيلها كاألتي كل ذرات العناصر التي تتحول:تعميم ما معنى شاردة سالبة ؟* .تتحول إلى شاردة سالبة ) أو أكثر( وعندما تكتسب ذرة إلكترون -

)Cl-( تتحول إلى شاردة الكلورإلكترون وتكتسب ) Cl (ذرة عنصر الكلور: مثال

36

−− →+ nMneM '0'

−− :وفق المعادلة →+ CleCl -O2( تكتسب إلكترونين فتتحول إلى شاردة األكسجين ) O(األكسجين عنصرذرة

( −− : وفق المعادلة →+ 22 OeO

إلى شوارد سالبة يمكن تمثيلها كاألتي كل ذرات العناصر التي تتحول : تعميم

اذا تستنتج ؟ م*

.دة الناتجة عنها على شكل جدولار إليك التوزيع اإللكتروني للذرة والش ) ٦الوثيقة (

) M0(ھي ذرات المعادن ) +Mn( الشوارد-:نتيجة

−+ :ا إلكترون nفقدت +→ nMneM 0

) M'٠ (معادن ھي ذرات n-'M (D( الشوارد-

−−: اإلكترون n اكتسبت →+ nMneM ''0

37

:تمارين تطبيقية

ذرةatome

شاردةion

ذرةatome

شاردةion

ذرةAtome

شاردةion

ذرةatome

شاردةion

K 1 H

0 H+ 2 He

K L

2 1 Li

2 0 Li+

2 2 Be

2

0 Be2+ 2 7 F

2 8 F-

2 8 Ne

ال توجد

K L M

2 8 Na 1

2 8 Na+ 0

2 8 Mg 2

2 8 Mg2+

0

2 8 Cl 7

2 8 Cl-

8

2 8 Ar 8

ال توجد

K L M N

2 8 K 8 1

2 8 K+ 8 0

2 8 Ca 8 2

2 8 Ca2+ 8 0

2 8 Br 18 7

2 8 Br-

18 8

2 8 Kr 18 8

ال توجد

K L M N O

2 8 18 Rb 8 1

2 8 18 Rb+ 8 0

2 8 18 Sr 8 2

2 8 18 Sr2+ 8 0

2 8 18 I 18 7

2 8 18 I-

18 8

2 8 18 Xe 18 8

ال توجد

K L M N O P

2 8 18 Cs 18 8 1

2 8 18 Cs+ 18 8 0

2 8 18 Ba 18 8 2

2 8 18 Ba2+ 18 8 0

التوزيع اإللكتروني للذرة: ٦الوثيقة الناتجة عنها والشاردة

38

:٠١تمرين ) K)2 (L)8(M)2 : هو Mg اإللكتروني في ذرة المغنزيوم التوزيع

.إليك التوازيع الثالثة .-أ ١ - K)2 (L)8(M)3 (٢ - K)2 (L)8(M)3 (٣ - K)2 (L)8 ( .من الثالثة +Mg2 ما التوزيع اإللكتروني الموافق لشاردة المغنزيوم -أ

: أكمل الجدول اآلتي - ب

.+Mg2إلى الشاردة Mgكيف تتحول ذرة المغنزيوم - جـ Mgأكتب معادلة تشرد ذرة المغنزيوم -د

:٠٢تمرين ) .K)2 (L)8(M)7 : هو Clالتوزيع اإللكتروني لذرة الكلور

:إليك التوازيع الثالثة .-أ

عدد الشحنات الموجبة

)في النواة (

عدد الشحنات السالبة

)لإللكترونات(

العدد اإلجمالي للشحنات

ذرةMg

شاردةMg2+

39

١ - K)2 (L)8(M)9 (٢ - K)2 (L)8(M)8 (٣ - (M)1 K)2 (L)8 ( .من الثالثة -Cl ما التوزيع اإللكتروني الموافق لشاردة الكلور-أ

: أكمل الجدول اآلتي –ب

. -Cl إلى الشاردة Cl كيف تتحول ذرة - جـ .Cl أكتب معادلة تشرد ذرة - د

: ٠٣تمرين

: أكمل الجدول اآلتي- ١

عدد الشحنات الموجبة

)في النواة (

ات عدد الشحن السالبة

)لإللكترونات(

العدد اإلجمالي للشحنات

ذرةCl

شاردةCl-

40

معادالت أكتب - ٢

) تأين(تشرد , Br , Iالذرات

K , Mg ,

Ca ,.

عدد (+)الشحنات

في النواة

عدد الشحنات )-( كتروناتلإلل

العدد اإلجمالي للشحنات

Br 35ذرة -Brشاردة

I 53 ذرة -I شاردة K 19ذرة +Kشاردة Mg 12ذرة

شاردة Mg2+

Ca 20ذرة +Ca2شاردة

41

العنصر الكيميائي ٣-١ :مؤشرات الكفاءة

.يميز بين العنصر الكيميائي ونظائره •يربط الخصائص الكيميائية لعنصر بعدد الكترونات المدار •

.الخارجي لذرته .يتوقع صيغة جزيئية مجملة لنوع كيميائي •

:مراحل سير الدرس

ⅢⅢⅢⅢ - العنصر الكيميائي مفهوم العنصر الكيميائي -أ-

Zالعدد الذري . +ⅡⅡⅡⅡ (Cu2( وشوارد النحاس Cu معدن النحاس -١

. النحاس في كل حاالته-٢ . عنصر النحاس -٣ العناصر الكيميائية -٤ . وفي األرض ن وجود بعض العناصر في الكو نسبة-٥ .Zالعنصر الكيميائي ــ العدد الذري : تعميم -٦ . النظائر - ب

. قاعدة الثنائية اإللكترونية و قاعدة الثمانية اإللكترونية - جـ

42

ⅢⅢⅢⅢ - العنصر الكيميائي +ⅡⅡⅡⅡ (Cu2(وشوارد النحاس Cu معدن النحاس -أ ١

معدن أحمراللّون Cu النحاس - .تعطي للمحلول المحتواة فيه لوناً ازرق Ⅱ (+Cu2( شاردة النحاس -

مختلف مظاھر عنصر النحاس

43

النحاس في كل حاالته - أ٢ لمعدن النحاس وشاردة النحاسالتحوالت المتبادلة - .س تأثير حمض اآلزوت على معدن النحا- ١ - ٢

:٠١تجربة

، ثم نفتح الصنبور فيسيل) % ٥٠(نضع في القمع محلول حمض اآلزوت الممدد اللون يبدأ عندها غازعديمالتفاعل سريع، حيث . خراطة النحاس الحمض على

)٠١الشكل ( . باإلنطالق نجمعه في المخبار المنكس على حوض الماء

: خراطة النحاسرمز

حمض اMزوت غازعديم اللون )%%%%٥٠(الممدد

ّ )NO(

٠١ الشكل( (

44

Cuالنحاس معدن +Ⅱ (2NO3- +Cu2نترات النحاس ( ( معدن ) محلول أزرق) (

+ + حمض اOزوت NO أول أكسيد اOزوت

NO3 ( غاز عديم اللون ) - + H+

( محلول عديم اللون)

ترتفع حرارته ويأخذ اللّون األزرق المميز بينما المحلول المتبقي في القارورة- .Ⅱ(+Cu2(لشوارد النحاس

تعرضه للهواء يتحول الناتج) عديم اللّون( NOغار أول أكسيد اآلزوت . مالحظة .المعروف بلونه النارنجي) مضر) (NO2( أكسيد اآلزوتإلى غاز ثنائي

.Ⅱ(+Cu2( حمض اآلزوت تفاعل مع معدن النحاس فأعطي شوارد النحاس- لنعبر عن هذا التحول الناتج بكتابة أسماء و صيغ المتفاعالت و النواتج

: كما يلي )ⅡⅡⅡⅡ( التحليل الكهربائي لمحلول يحتوي على شوارد النحاس - ٢ - ٢

:٠٢ تجربة

: عند غلق القاطعة- كهربائي في المحلول يمر تيار

فنالحظ بعد مدة ترسب .ى المهبط معدن النحاس عل

).الشكل المقابل( : تفسير-

) .المسرى الموصول بالقطب السالب للمولد( تتجه إلى المهبط +Cu2 شوارد ذرات النحاس و ، تتحول عندئذ إلى-2e)(إلكترونين تكتسب+Cu2 كل شاردة

45

. معدن النحاس تترسب مكونة :الظاهرة الحادثة عند المهبط كاآلتي يمكن تلخيص

على شوارد النحاس تأثيرمعدن الحديد على محلول يحتوي-٣- ٢)Ⅱ(

:٠٣ تجربة ) Ⅱ(نضع صفيحة مصقولة من الحديد في كأس يحتوي على كبريتات النحاس

:نالحظ بعد مدة .) ٠١الشكل( .)+Ⅱ) (Cu2(اختفاء اللون األزرق العائد إلى شوارد النحاس - )٠٢الشكل(. على صفيحة الحديد )Cu( النحاس ظهور راسب أحمر لمعدن -

:الدراسة التجريبية أنتبين

.إلى معدن النحاسخالل تماسها لصفيحة الحديد ) Ⅱ(تحول شوارد النحاس

ⅡⅡⅡⅡ (2+Cu( شاردة النحاس + Cu � -e2 معدن النحاس

46

الموجودة في المحلول تكتسب كل منها إلكترونين وتتحول إلى +Cu2أي شوارد وذرات الحديد التي فقدت ). Cu(ذرات النحاس تتجتمع لتعطي معدن النحاس

.في المحلول ) +Ⅱ() Fe2(إلكترونين تتحول إلى شوارد الحديد :جملة هذه التحوالت يمكن تمثيلها كما يلي

أكسدة معدن النحاس- ٤- ٢ : ٠٤تجربة

نعرض جزءاً من صفيحة مصقولة من معدن النحاس إلى لهب مصباح بنزن ) اللهب يتلون فجأة باألخضر. (الجزء ثم يصبح بعد ذلك أسودفنشاهد ازدياد احمرار هذا

: لنحاس يتفاعل مع ثاني أكسجين الهواء فيعطي جسم صلب أسود هوابحرارة لهب، معدن . ).٠٣الشكل( .Ⅱ (CuO(أكسيد النحاس : كاآلتي

Cuالنحاس معدن

+ Ⅱ (: CuO(أكسيد النحاس

O2ثاني أكسجين CuO � O2 :لمعادلة اaجمالية للتفاعل تكتبا -

+ Cu ٢

) ⅡⅡⅡⅡ(شاردة النحاس Cu معدن النحاس Cu2+

+ +

Fe معدن الحديد ⅡⅡⅡⅡ (2+Fe(شاردة الحديد

+Fe2+ + Cu � Fe + Cu2: المعادلة اaجمالية تكتب

47

)Ⅱ(النحاس ) ماءات(كسيد و تسخين هيدر-٥ -٢ :٠٥تجربة

، )Ⅱ(ملل من محلول كبريتات النحاس ١في أنبوب اختبار حوالي نضع -1 سيدكهيدرو مننحصل على راسب أزرق نيلي : نضيف قطرات من محلول الصود

) أ .٠٤الشكل .( Cu(OH)2صيغته ) Ⅱ(النحاس : ظمة نسخن محتوى األنبوت بطريقة منت- ٢

يتحول تدريجيا إلى جسم )Ⅱ( الراسب األزرق لهيدروكسيد النحاس أن نالحظ )ب .٠٤الشكل ( . صلب أسود

) Ⅱ(إلى أكسيد النحاس يتحول) Ⅱ(بالتسخين،هيدروكسيد النحاس: نتيجةCuO

Ⅱ( CuO(أكسيد النحاس

)Ⅱ( ھيدركسيد النحاس + ٢)OH (Cu

H2O الماء OH (Cu(٢ � H2O + CuO : المعادلة ا:جمالية للتفاعل ھي-

Na++OH-

48

)Ⅱ( تأثير الكربون على أكسيد النحاس -٦ - 2 :٠٦تجربة في أنبوب اختبار ) Ⅱ(ع مزيج مسحوقي من الكربون وأكسيد النحاس نض-

. نحضر كأس يحتوي على ماء الكلس - . مسدود، ينتهي بأنبوب التوصيل نسخن بشدة النهاية السفلى لألنبوب عند بلوغ المزيج درجة االحمرار، نغمر -

. ماء الكلس نهاية أنبوب انطالق في ).٠٥الشكل (

.٢CO الكربون أكسيد هو ثنائي:طالق غاز يعكر رائق الكلسحظ اننال

: نوقف عملية التسخين و بعد تبريد المزيج في المخبار نالحظ جسما صلبا احمر . Cuهو معدن النحاس

����٠٥الشكل����

49

عطي معدن النحاس وانطالق غاز مع الكربون ي) Ⅱ( تسخين أكسيد النحاس * . أكسيد الكربون ثنائي يتفاعل مع الكربون ليعطي معدن النحاس) Ⅱ(سخين أكسيد النحاس بالت*

.٢CO أكسيد الكربون و غاز ثنائي : لنعبر عن التفاعل كاآلتي

عنصر النحاس-أ٣ :تعريف -١-٣

لنلخص جملة التجارب المستعملة على معدن النحاس ومركباته )٠١الوثيقة ( . في الوثيقة التالية

CuO أكسيد النحاس الثنائيCu نحاس ) مسحوق أسود ( ) مسحوق أحمر (

+ + C كربون CO2الكربون أكسيد ثنائي )مسحوق أسود ( )غاز عديم اللون(

+ 2Cu + CO2 C � : المعادلة اaجمالية للتفاعل تكتب CuO٢

� الوثيقة ٠١�

Cu2+ Cu

تحليل كھربائي

HNO3تأثير

Feتأثير

50

. الطبيعة العميقة للنحاس بقيت ثابتة فإنخالل محتلف التفاعالت الكيميائية ،

: هذه النتيجة األساسية يمكن تعريفها كاألتي -

العناصر الكيميائية -أ٤ تعريف. ١ - ٤

: ن القا من تعريف عنصر النحاس نقول إإنط مشترك ]جسام بسيطة محدودة العدد، ّالعنصر الكيميائي ھو مكون

.وأجسام مركبة عددھا كبير

عدن النحاس وكل مركباته ، رغم بين ماّ فعنصر النحاس يعرف ما ھو مشترك-

. أشكالھا ) اخت_ف( تباين

، رغم بقيت محفوظة فإن ذرات النحاس خ_ل مختلف التفاع_ت الكيميائية،-

.تغير طفيف حدث لھا

.عنصر النحاس ل خ_ل مختلف التفاع_ت الكيميائية ،ھناك انحفاظ -

51

.جب عدم الخلط بين العنصر و الجسم البسيط الموافق له ي:مالحظة : أمثلة : مكون مشترك لـ )N( عنصر اآلزوت -

) .الموجود في الهواء (N ٢ الجسم البسيط هو ثاني آزوت : األجسام المركبة هي

NO أكسيد اآلزوت أحادي- -NO3 شاردة النترات - NH4 NO3 نترات األمونيوم - ٢NO أكسيد اآلزوت وثنائي- . : مكون مشترك لـ )O( عنصر األكسجين -

.O2 الجسم البسيط هو ثاني أكسجين الهواء : األجسام المركبة هي

) OH(٢) Ⅱ( هيدروكسيد النحاس - Ⅱ( CuO( أكسيد النحاس -Cu .H2O الماء - CO2 أكسيد الكربون ثنائي-

رموز العناصرب ٤ ٩٠ عنصراً كيميائياً ، منها ما هو طبيعي وعدده ١٠٩ يوجد حاليا

عنصرا . تم اصطناعه في مخابر الفيزياء النووية، والباقي اصطناعي

52

الرمز يكون عموما الحرف األول من االسم : كل عنصر له اسم ورمز وعندما يكون الحرف األول مشتركاً بين . الالتيني أو الفرنسي ويكتب بحرف كبير

. أسماء مختلفة ، يضاف له حرف ثانٍ من اسمه ويكتب بحرف صغير : مثالً

Ca Calciumوم ؛ الكالسيCl Chlore ؛ الكلور Carbone Cالكربون ٠٢الوثيقة : وإليك بعض رموز العناصر المستعملة

Nom de l’élément اسم العنصر الرمزAl األلمنيوم Aluminium Ag الفضة Argent Ar اآلرغون Arg N اآلزوت Azote(Nitrogene) Ba الباريوم Baryum Br البروم Brome Ca الكالسيوم Calcium C الكربون Carbone Cl الكلور Chlore Cu النحاس Cuivre Fe الحديد Fer F الفلور Fluor

He الهيليوم Hélium H الهيدروجين Hydrogène

Mg المغنزيوم Magnésium Hg الزئبق Hydrargyrum Ni النيكل Nickel Au الذهب Or (Aurum) O األكسجين Oxygè P الفوصفور Phosphore

Pb رصاصال Plomb

53

K البوتاسيوم Potasium (Kalium) Si السيليسيوم Silicium Na الصوديوم Sodium (Natrium) S الكبريت Soufre

Zn التوتياء Zink

مبدأ اإلنحفاظ٣ - ٤

:كما بالنسبة لذرات النحاس فإن ن واألرضفي الكو نسبة وجود العناصر الكيميائية-أ٥ وتركيب الكون البنية ١-أ٥

مجرتنا كل من بينها) (Galaxies يعتبر الكون يتكون من مليارات من المجرات . من النجوم ) myriades(على حشود تحتوي منها

فضاء مابين النجوم: تدعىلنجوم تشغلها سحابة ضخمة بعض المناطق بين ا� inerstellaires � nuages ما يكفي لبناء ( الغاز و الغبارعبارة عن خليط من

).نجوم جديدة

٠٢ الوثيقة ��������

ويتم ذلك .خ_ل التفاع_ت الكيميائية ، ذرات العناصر تبقى محفوظة

ية، ثم تترتب الذرات بشكل جديد فتشكل جملة بانھدام بنية الجملة ا]صل

.جديدة

عطارد الزھرة ا]رض

المريخ القمر

الشمس

54

!هي الشمس : يوجد في الكون على األقل نجمة محاطة بالكواكب من الشمس وتسعة كواكب وأقمارها والمذنبات المجموعة الشمسية المتكونة

.����٠٣الوثيقة� .والنيازك

55

، حيث النسبة الكبيرة تعود ٧٨١٠: رة بـ العدد اإلجمالي لذرات الكون مقد ����٠٤الوثيقة� . He و الهيليومH عنصري الهيدروجين :إلى

( nuages interstellaires ) : ٥ أ- ٢- السحابة بين النجوم

: السحابة بين النجوم، أوعلى H2 تتكون عموما من الهيدروجين إما على شكل ثاني هيدروجين

.e- ++H ، حتى على شكل متشرد Hشكل ذري والسيليكات C ، والغرافيت H2O ذرات الغبار تحتوي أساسا على الثلج

silicates ) معادن تحتوي على السيليسيوم( الشمس والنجوم-٣ -أ ٥

شمسنا عبارة عن نجم عادي ؛ أكثر من نصف النجوم المشاهدة في السماء ذرات هيليوم؛ %٢٥ ذرات هيدروجين و %٧٥تحتوي نسبيا على ! تشبهها بعض العناصر التي ٌأثبت وجودها نتيجة دراسة طيف ضوء ) traces(وآثار

. الشمس األرض -٤ -٥

H He O Ne N C Si Mg Fe S العنصر

٧،١ ٩٢،٧ نسبة الذرات٨

٠،٠٥٧

٠،٠٠ ٠،٠١٥ ٠،٠٢٢٨

٠،٠٠١ ٠،٠٠٢ ٠،٠٠٢٣٤

٠،٠٠١

) عدد الذرات ل %بـ ( وفرة العناصر الرئيسية في الكون : ����٠٤الوثيقة ����

56

: )الوثيقةأنظر ( مختلف ، أي بداخلها نميز عدة طبقات األرض عبارة كوكب ليتوسفير،( نواة مركزية محاطة برداء حيث تستند القشرة األرضية

lithosphère.( � hydrosphèreهيدروسفير�تغطي القشرة األرضية البحار والمحيطات

.%٧٠ بنسبة التي تكون : من تتألف الكرة األرضية

) .lithosphère (ير أو بتروسفير كتلة صلبة ليتوسف- ).(hydrosphèreهيدروسفير: كتلة سائلة تشكل البحار و المحيطات - كتلة غازية تشكل غالفا يغلف الكتلتين السابقتين الصلبة والمائية تسمى الجو-

(Atmosphère . ٠٥كما هو مبين في الوثيقة ).

. ٠٦ة لطبقات األرض الثالث النتائج المبينة في الوثيقة الدراسة التحليليأعطت -

)خارجي(الرداء العلوي

القشرة

)سفلي(الرداء الداخلي

)سائلة(النواة الخارجية

)صلبة( النواة الداخلية

���� ٠٥ الوثيقة ����

lithosphère

% lithosphère

% atmosphère

%

O 6٠,4 H 66,2 N 76.1

Si 20,5 O 33,1 O 21.4

Al 6,25 Cl 0,33 H 1,95 H 2,88 Na 0,28 Ar 0,45

57

٦أ العدد الذري

النظائر-ب٦ :تعريف -١ –٧

.Z العدد الذري: يتميز العنصر الكيميائي بعدد يدعى-

ً.بروتونا Z ھذا العنصر تحتوي أنويتھا على) شواردذرات أو( ِ كل ممثلي -

)cortège(كيلة كل ذرات غير متشردة لھذا العنصر لھا نفس التش-

. إلكترون و خواص كيميائية متشابھة Zّ ا:لكترونية مكونة من

Z

Z نسمي النظائر ذرات العناصر الكيميائية التي لھا نفس العدد الذري

. أي تختلف من حيث عدد النوترونات A وتختلف في العدد الكتلي

Z لھا نفس العدد الذري (nucléides)ٌھي نوكليدات : بتعريف آخر

.A و نفس الخواص الكيميائية ، مختلفة في عددھا الكتلي

58

اختالف هذه النظائر في النوترونات يكسبها خواص فيزيائية مختلفة: مالحظة

وجه التشابه واالختالف بين نظائر عنصرإليك الوثيفة تبين أ : ٠٢مثال

العدد الكتلي

عدد اإللكترونات

عدد البرتونات

عدد النوترونات

H11

١

١

١

٠

H21

٢

١ ١

١

H31

٣

١ ١

٢

C126

١٢

٦ ٦

٦

C136

١٣

٦ ٦

٧

C146

١٤

٦ ٦

٨

Cl3517

٣٥

١٧

١٧

١٨

Cl3717

٣٦

١٧

١٧

٢٠

59

: يوجد نوعان من النظائر :نظائر طبيعية -

H11)985,99%( ; H21)015,0%(H

31)0004,0%(

-Cl3517 ٧٥نسبه % ،Cl3717 في عنصر الكلور الطبيعي% ٢٥بنسبة. -C126 ٩٩ بنسبة %،)C،C .في عنصر الكربون الطبيعي% ١بنسبة ) 136146 : نظائر اصطناعية-

P3115 وله نظير طبيعي P3015 مثل كتلة + نسبته المئوية × كتلة النظير األول = الكتلة المولية الذرية للعنصر-

+ ........ نسبته المئوية × النظير الثاني

:الكتلة المولية لعنصر الكلور : مثال

molegM /5.35100

2537

100

75.35 =+=

.35= ذ .م ك 100

7537

100

255.35/ موغ=+

:تطبيقركيب الت أحسب الكتلة المولية الذرية الوسطية لعنصر الكربون ، علما بأن

:المئوي لعدد ذرات نظيريه الرئيسيين هو % . ١ C136ذرات ،% C126٩٩ ذرات

)مول/ غ ١٢،٠١ : الجواب (

:أسئلة التصحيح الذاتي ؛) A ، Z: ( نعتبر النوكليدات التالية المحددة بـ :١التمرين

)١٠ ،٢٢(؛ ) ٥ ،١٠( ؛) ٢١،١٠( ؛ ) ٢٠،١٠(؛) ١١،٢٣( ؛ ) ٥، ١١( عدد العناصر الممثلة ؟هو ما - ١

60

؟نظيرا لكل منها كم - ٢ ما هو تركيب مختلف النوكليدات؟- ٣ : أكمل الجدول اآلتي :٢التمرين

العددالكتل ي

عددالنوترونا

ت

عددالبروتونا

ت

عدد اإللكترونات

العدد الذري

نواة النظير

D31

P3015

١٥ ١٤ ١٥ ١٦

٨ ١٦

61

:ة التصحيح الذاتيأجوب :١التمرين

Zالمقترحة نجد ثالث قيم مختلفة لـ ) A ، Z( من بين ستة أزواج -١-ج :هي

.١١ و١٠ ، ٥ .افق ثالثة عناصر كيميائية فقط النوكليدات الستة المقترحة تو

BB:له نظيران هما ) Bالبور ( Z = ٥ العنصر المميز بـ -٢ -ج 105115 ; ٦ و٥نيوترونات أي ) A - ٥( بروتونات ،٥نواتاهما تحتويان على

تنيوترونا : له ثالثة نظائر هي) Ne النيون (Z = ١٠: العنصر المميز بـ

Ne,Ne,Ne. ) A - ١٠( بروتونات ،١٠أنويتها تحتوي على 201021102210 . نيوترونات ١٢ ، ١١ ، ١٠ نيوترونات أي

A2311له ممثل واحد فقط ) Na الصوديوم ( ،Z = ١١ العنصر المميزبـ . نيوترونات ١٢ بروتونات و ١١نواته تحتوي على . A =٢٣ عدده الكتلي

:٢التمرين : ملء الجدول

62

وقاعدة الثمانية اإللكترونيةقاعدة الثنائية اإللكترونية - جـ ٦

؟االذرات لتصبح بنيتها اإللكترونية أكثر ثباتتتفاعل خالل التفاعالت الكيميائية ، ذرتان ، فإن إلكترونات الطبقة السطحية في كل منهما تترتب من عندما تتحد

جديد بحيث تُصبح البنية اإللكترونية لكل طبقة في كل ذرة مماثلة للبنية اإللكترونية للطبقة السطحية لذرة الغاز الخامل األقرب إليها في الجدول الدوري

)٠١الوثيقة ).( وع القادمستتعرف عليه في الموض( لترتيب العناصر كما تعرفت (إللكترونات لتشكيل شوارد في حالة فقدان أو اكتساب الذرة ل وكذلك

عليه في موضوع الشاردة ).(الوثيقة ٠٢.(

أي تُصبح الطبقة السطحية لكل

ذرة تحتوي

العدد الكتلي

عدد النوترونات

عدد البروتونات

عدد اإللكترونات

العدد الذري

نواة النظير

١ ١ ١ ٢ ٣ D31

١٥ ١٥ ١٥ ١٥ ٣٠ P3015 ١٥ ١٥ ١٥ ١٤ ٢٩ P2915 ١٥ ١٥ ١٥ ١٦ ٣١ P3115 ٨ ٨ ٨ ٨ ١٦ O168

63

قاعدة أوكتات( )قاعدة الثمانية ( ثنائية إلكترونية٤ إلكترونات أو٨على ( la règle de l’octet

أما في حالة العناصر األقرب إلى عنصر الهيليوم في الجدول الدوري فتكون ).قاعدة الثنائية ( . إلكترون فقط ٢اتها تحتوي على طبق

.خالل التفاعالت الكيميائية ، الذرات تتفاعل لتصبح بنيتها اإللكترونية أكثر ثبات مالحظة :

. لتشبع طبقتها السطحية فإنها ال تخضع إلى القاعدة نظرا) النادرة (الغازات الخاملة .بين البنية اإللكترونية لبعض الشوارد ، ي) 7الوثيقة ( الجدول المرفق -

64

ذرةatome

شاردةion

ذرةatome

شاردةion

ذرةatome

شاردةion

ذرةatome

شاردةion

K 1 H

0 H+ 2 He

K L

2 1 Li

2 0 Li+

2 2 Be

2

0 Be2+ 2

7 F 2

8 F- 2

8 Ne توجد ال

K L M

2 8 Na

1

2 8 Na+

0

2 8 Mg

2

2 8 Mg2+

0

2 8 Cl

7

2 8 Cl-

8

2 8 Ar

8 توجد ال

K L

M N

2 8 K

8 1

2 8 K+

8 0

2 8 Ca

8 2

2 8 Ca2+

8 0

2 8 Br

18 7

2 8 Br-

18 8

2 8 Kr

18 8

توجد ال

K L

M N O

2 8

18 Rb 8 1

2 8

18 Rb+ 8 0

2 8

18 Sr 8 2

2 8

18 Sr2+ 8 0

2 8

18 I 18 7

2 8

18 I-

18 8

2 8

18 Xe 18 8

توجد ال

K L M N O P

2 8

18 Cs 18 8 1

2 8

18 Cs+ 18 8 0

2 8

18 Ba 18 8 2

2 8

18 Ba2+ 18 8 0

:٧الوثيقة التوزيع اإللكتروني

للذرة والشاردة الناتجة

عنها

65

:عناصر طريقة تمثيل لويس لتمثيل ال

٠١: الوثيقة أنظر

؟خمول كيميائيالغازات النادرة بتتميز لماذا .)إلكترونين أو ثمانية: (الغازات النادرة خاملة كيميائية ألن مدارها األخير مشبع بـ

).٠١: الوثيقة (اإللكترونية ) الثنائية و الثمانية (تطبيق قاعدة .كيفية إيجاد الصيغ الجزيئية المجملة لبعض األنواع الكيميائية

H(Z=6) He(Z=2)

Li (Z=3)

Be (Z=4))

B (Z=5)

C (Z=6)

N (Z=7)

O (Z=8)

F (Z=9)

Ne (Z=10)

تمثيل لويس للعناصر : ١الوثيقة

66

:توقع صيغة جزئية لنوع كيميائي : : تطبيق

١:الوثيقة C (Z=6) N(Z=7) O(Z=8) Cl(Z=17) Ne(Z=17) تمثيل لويس

H(Z=١) H

عنصر

خامل

الصيغة المجملة

CH4 NH3 H2O HCl يشكل ال ةصيغ

0 1 2 3 4 التكافؤ

عدد أزواج

اإللكترونات

٤ ٤ ٤ ٤ 4

Cu→→→→ e- + Cu2+ Cl +e- →→→→ Cl-

Zn→→→→ e- + Zn2+ I + e- →→→→ I-

Ni→→→→ e- + Ni2+ O + 2e- →→→→ O2-

H→→→→ e- + H+ Br + e- →→→→ Br-

C

N

H

H H C

H

O

H

O

H

Cl

H Cl

Ne

N H

H

H

67

.NaCl :مثال . صيغة جريئية شاردية كيل مركب ذي كيفية تش- ١

العنصرélément

Z توزيع اإللكتروناتrépartition

des e-

تمثيل لويسSchéma de

Lewis

Na

Cl

11 17

2, 8, 1

2, 8, 7

١-

+ → + + - Na + Cl → Na+ + Cl -

: التعبير عن ذلك بالمعادلة - ٢

Cl- I- Br- O2-

Cu2+ CuCl2 CuI2 CuBr2 CuO2

Zn2+ ZnCl2 ZnI2 ZnBr2 ZnO2

Ni2+ NiCl2 NiI2 NiBr2 NiO H+ HCl HI HBr

Na + Cl → Na+ + Cl-

68

:الغاز الخامل ← لها نفس البنية اإللكترونية → +Na: الشاردة - ٣

Ne. :الغاز الخامل ← لها نفس البنية اإللكترونية → -Cl: الشاردة -

Ar. :نتيجة

('M) وال معدن (M) بين معدن ةديلة السابقة نالحظ تشكل رابطة شار في األمث .من ذرات معدن إلى ذرات ال معدن) أكثرأو( نتيجة انتقال إلكترون

الشاردة التي تتدخل في تشكيل الروابط الشاردية لها بنية إلكترونية مشابهة للغاز . اإللكترونية ) الثنائية و الثمانية ( قاعدة .الخامل األقرب إليها

: ل المركبات الشاردية اآلتية استعمل نفس الطريقة لتشكي: ٠١تطبيق NaBr , NaI, KCl ، KBr ، KI

NaBr :تشكيل المركب - ٢

٢- + → +

العنصرélément

Z توزيع اإللكتروناتrépartition

des e-

تمثيل لويسSchéma de

Lewis

Na

Br

69

Na + Br → ..... + .....

التعبير عن ذلك بالمعادلة- ٣Na + Br → ....................

:الغاز الخامل ← ترونية لها نفس البنية اإللك→ : .... الشاردة - ٤

... . : الغاز الخامل ← لها نفس البنية اإللكترونية → : .... الشاردة -

....

:ة نفس الطريقة لتشكيل المركبات الشاردية اآلتي استعمل: ٠٢تطبيق

: CaCl2 ، CaBr2 ، CaI2 ، MgCl2 ، MgBr2 ، MgI2 CaCl2: تشكيل المركب - ١

العنصرélément

Z توزيع اإللكترونات

répartition des e-

تمثيل لويسSchéma de

Lewis

Ca

Cl

70

٢-

+ ... → + ...

: التعبير عن ذلك بالمعادلة- -٣ Ca + .... Cl → ...... + .....

Ca + ..... Cl → .................... :الغاز الخامل ← لها نفس البنية اإللكترونية → : .... الشاردة - ٤

... : الغاز الخامل ← لها نفس البنية اإللكترونية → .... : الشاردة -

.... : إتباع نفس الخطوات بالنسبة للمركبات األخرىعليك :مالحظة

:مثال تطبيقي أكسيجين الهواء فيانحترقي )Ca(الكالسيوم ومعدن )Na( معدن الصوديوم

لينتجا أكاسيد المعدن، ما هي صيغ هذه األكاسيد ؟. برر إجابتك