-ملخص كامل للوحدة الاولى منهج العلوم 2007 / 2008
الجدول الدوري
الذرة : هي أصغر وحدة من العنصر يمكن أن تشترك في تفاعل كيميائي
تركيب الذرة: تتكون الذرة من نواة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة + نيوترونات متعادلة الشحنة.. لذا النواة موجبة الشحنة.
- يدور حول النواة إلكترونات سالبة الشحنة
- تتركز معظم كتلة الذرة في النواة لضآلة كتلة الإلكترونات إذا ما قورنت بكتلة كل من البروتونات والنيوترونات.
- الذرة متعادلة كهربيًا ( عدد البروتونات الموجبة = عدد الإلكترونات السالبة )
- العدد الذري : عدد البروتونات الموجبة أو عدد الإلكترونات السالبة ( يكتب أسفل يسار رمز العنصر).
- العدد الكتلي: عدد البروتونات الموجبة + عدد النيوترونات المتعادلة ( يكتب أعلى يسار رمز العنصر)
عدد النيوترونات = العدد الكتلي - العدد الذري .
مثال: ما عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في ذرة العدد الذري = 17 ، والعدد الكتلي = 35 عدد البروتونات = عدد الإلكترونات = 17
عدد النيوترونات = 35 - 17 = 18 نيوترون.
- وحدة الكتل الذرية : تعادل من وزن ذرة الكربون
- الوزن الذري النسبي: النسبة بين وزن ذرة من العنصر إلى من وزن ذرة الكربون
الجدول الدوري لمندليف: رتب العناصر تصاعديًا حسب أوزانها الذرية.
جدول موزلي : رتب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية.
الجدول الدوري الحديث :
رتب العناصر حسب أعدادها الذرية وطريقة ملء مستويات الطاقة بالإلكترونات
" عدد العناصر المعروفة حتى الآن = 112 عنصر
" عدد العناصر المنتشرة في الطبيعة = 92 عنصر
" عدد العناصر التي تحضر صناعيًا = 20 عنصر
" عدد العناصر التي اعتمد تصنيفها بالجدول الدوري الحديث حتى الآن = 103 عنصر
يتكون الجدول الدوري الحديث من ( 7 ) دورات أفقية ، ( 18 ) مجموعة رأسية
تقسم مجموعات الجدول الدوري الحديث إلى :-
- مجموعات يسار الجدول وهي
- مجموعات يمين الجدول وهي
- تقع المجموعة الصفرية أقصى يمين الجدول وتضم الغازات الخاملة.
- ابتداء من الدورة الرابعة يفصل بين مجموعات يسار ويمين الجدول مجموعة من العناصر تسمى بالعناصر الانتقالية وتشغل المجموعات يلاحظ أن المجموعة الثامنة تشمل ثلاثة أعمدة .
- رقم الدورة يدل على عدد مستويات الطاقة في الذرة.
- رقم المجموعة يدل على عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي للذرة.
خصائص الجدول الدوري الحديث .
1- ترتب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية.
2- تتدرج خواص عناصر المجموعة الواحدة ( من أعلى إلى أسفل ) مع زيادة العدد الذري.
مثال:
عناصر المجموعة ( 1A ) تسمى عناصر الأقلاء، وتزداد الصفة الفلزية من أعلى إلى أسفل
3- عناصر المجموعة الواحدة لها نفس التكافؤ.
4- تتدرج خاص عناصر الدورة الواحدة. ( بزيادة العدد الذري ) من يسار الجدول ( عناصر فلزية ) إلى يمين الجدول ( عناصر لا فلزية )
- يمكن تحديد موقع أي عنصر في الجدول الدوري الحديث - من خلال معرفتنا لـ :
1- عدد مستويات الطاقة لذرة العنصر يدل على رقم الدورة
2- عدد إلكترونات المستوى الخارجي لذرة العنصر يدل على رقم المجموعة
مثال:
حدد موقع في الجدول الدوري.
1- عدد مستويات الطاقة في الذرة = 4 إذن العنصر يقع في الدورة الرابعة
2- عدد إلكترونات المستوى الخارجي للذرة = 2 إذن العنصر يقع في المجموعة الثانية
أنواع الروابط الكيميائية
أولا: الرابطة الأيونية :
تنشأ من تجاذب الأيون الموجب ( من ذرة عنصر الفلز ) والأيون السالب ( من ذرة عنصر اللافلز ) وليس لها وجد مادي .
مثال1:
الرابطة الأيونية الرابطة التساهمية
1- تتكون نتيجة فقد واكتساب الكترونات.
2- تنشأ بين فلز ولا فلز.
3- ليس لها وجود مادى. 1- تتكون نتيجة المشاركة بزوج أو أكثر من الإلكترونات.
2- تنشأ بين لا فلزين.
3- لها وجود مادى.
خصائص المركبات الأيونية والمركبات التساهمية
المركبات الأيونية المركبات التساهمية
1- درجة غليانها وانصهارها مرتفعة. 1- درجة غليانها وانصهارها منخفضة.
2- تذوب فى المركبات القطبية مثل الماء ولا تذوب فى المركبات غير القطبية (العضوية) مثل البنزين. 2- تذوب فى المركبات غير القطبية مثل البنزين، وشحيحة الذوبان فى المركبات القطبية مثل الماء.
3- محاليلها ومصاهيرها توصل التيار الكهربى 3- محاليلها ومصاهيرها لا توصل التيار الكهربى.
4- مواد صلبة متبلرة 4- مواد صلبة وسائلة وغازية
الرابطة الهيدروجينية:
- وهي رابطة تنشأ بين ذرة أكسجين من جزئ ماء وذرة هيدروجين من جزئ ماء آخر.
- إليها يرجع السلوك الشاذ للماء من إرتفاع درجة غليان الماء.
- هي رابطة أضعف من الرابطة التساهمية فى الجزئ.
1- دراسة بعض مجموعات الجدول الدوري الحديث
أولا الفلزات
أ- المجموعة (1A)
وتسمي بعناصر الأقلاء لأنها عند ذوبانها فى الماس مكونة محاليل قلوية وتقع فى أقصي يسار الجدول وهي آحادية التكافؤ ولا توجد فى الطبيعة فى صورة عناصر منفردة بسبب شدة نشاطها الكيميائي.
ب- المجموعة (2A)
وتسمي الأقلاد الأرضية وهذه المجموعة فلزات أيضا منها النشط وبعضها غير نشط .
من أشهر عناصرها (الكالسيوم) 40Ca20 ، يوجد في الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) CaCO3 ويدخل فى تركيب الهياكل الغظيمة
الماغنسيوم Mg
يدخل فى صناعة الطائرات لأنه خفيف ، ويدخل فى صناعة العقاقير الطبية .
ج- العناصر الإنتقالية :
وتقصل بين طرفي الجدول وتتمز بالحرف B وهي أقل نشاط ، وهي جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء ولها قابلية السحب والطرق والتشكيل وتدخل فى صناعة أواني الطهي وأسلاك الكهرباء ، ويصنع من التنجستين فتيل المصباح الكهربي والذهب - والفضة فى صناعة الحلي - والزئبق فى صناعة الترمومترات.
ثانيا : العناصر اللافلزية .
ومن أشهرها :
أ- الكربون 12C6
يوجد فى الطبيعة صورة (الجرافيت - الماس) ويدخل فى مركبات مثل :
السكريات والنشويات ، زيت البترول ، الكلورفيل فى النبات ، المطاط الطبيعي
الهالوجينات (الأملاح)
وتشمل الفلور F ، الكلور CL ،البروم Br ، اليود I ، وتقع فى يمين الجدول .
بعض إستخدامتها :
الكلور : تطهير ماء الشرب ، إزالة الألوان .
الفلور : يدخل فى تركيب معجون الأسنان .
البروم : صناعة الفلزات المسيلة للدموع ، صناعة الأفلام الحساسة .
اليود : يضاف إلي ملح الطعام ، يستخدم فى الكشف عن النشا ، يستخدم فى ملء مصابيح الهالوجين.
ثالثا : الفلزات النبيلة (النادرة)
وتشغل أقصي يمين الجدول فى المجموعة الصفرية غلافها الأخير مكتمل لذا لا تميل إلي المشاركة فى التفاعلات الكيميائية فى الظروف العادية
بعض إستخدامات الفلزات النبيلة :
1- الهيليوم : يستخدم فى ملء المناطير لأنه خفيف .
2- النيون : يستخدم فى ملء المصابيح ، يخلط مع الزئبق ليعطي ضوء أزرق .
3- الأرجون : يستخدم فى عداد جيجر لقياس الإشعاع ، يستخدم أيضا فى لحام بعض المواد .
الرابطة الهيدروجينية :
وهي رابطة تنشأ بين ذرة أكسجين من جزئ ماء وذرة هيدروجين من جزئ ماء آخر ، إليها يرجع السلوك الشاذ للماء من إرتفاع درجة غليان الماء ، هي رابطة أضعف من الرابطة التساهمية فى الجزئ . رابعا : أشباه الفلزات :
وتعني أنها لها بعض خواص الفلزات وخواص اللافلزات ومن أشهرها (السليكون Si)
وأهم مركبات الرمل :
ويدخل السليكون فى صناعة أشباه الموصلات التي تستخدم فى صناعة الأجهزة الالكترونية مثل الكمبيوتر والراديو .
التفاعل الكيميائي
قوانين الاتحاد الكيميائي :
1- قانون بقاء المادة :
كتلة المواد المتفاعلة = كتلةالمواد الناتجة من التفاعل
المواد الإلكتروليتية هى مواد تذوب فى الماء وتتأين فيه مكونة أيونات موجبة وأيونات سالبة
أهمية تفاعلات الانحلال الكهربي ( التحليل الكهربي ) :
1-الحصول على بعض العناصر من مركباتها مثل الأكسجين والهيدروجين ( من الماء ) والكلور والصوديوم ( من مصهور كلوريد الصوديوم )
2- تحضير الألومنيوم
3- طلاء بعض المعادن بالذهب أو الفضة
ثالثًا: تفاعلات الإحلال البسيط :
هي إحلال عنصر ( أكثر نشاطًا ) محل عنصر آخر ( أقل نشاطًا ) في محاليل أحد مركباته.
متسلسلة النشاط الكيميائي :
ترتيب العناصر الفلزية تنازليا حسب نشاطها الكيميائي
الاكسجين
أهميته واستخداماته:
1- أساس عملية التنفس واحتراق الغذاء داخل خلايا الكائن الحي لتحرير الطاقة اللازمة للقيام بالوظائف الحيوية.
2- ضروري لاحتراق الوقود والحصول علىالطاقة
3- يدخل في تركيب طبقة الأوزون التي تحمي الكائنات الحية من تأثير الأشعة الفضائية الضارة.
4- يعبأ في اسطوانات لاستخدامه في :-
* عمليات التنفس في المستشفيات .
* الغوص تحت الماء.
* لحام وقطع المعادن باستخدام لهب الأوكس استيلين ( تصل درجة حرارته إلى 3500 ْس ) .
وجوده :
21% من حجم الهواء الجوي ، 89% من وزن الماء 48% من كربونات الكالسيوم ، 53% من مركبات السيليكا يتم تعويض الأكسجين المستهلك في عمليات التنفس والاحتراق بالاكسجين الناتج من النباتات بعملية البناء الضوئي وبذلك تظل نسبة الأكسجين ثابتة في الهواء الجوي.
معادلة تحضير الأكسجين في المعمل :
* يستخدم ثاني أكسيد المنجنيز كعامل مساعد يزيد من سرعة التفاعل ولا يؤثر في مواد التفاعل أو النواتج.
* يجمع غاز الأكسجين فوق سطح الماء ( لأنه شحيح الذوبان في الماء )
خواص غاز الأكسجين:
1- عديم اللون والطعم والرائحة.
2- شحيح الذوبان في الماء - ويذوب في محلول مخفف من هيدروكسيد الصوديوم
3- لا يشتعل ولكنه يساعد على الاشتعال.
4- متعادل التأثير على ورقتي عباد الشمس.
5- أثقل من الهواء ( كثافته 1.153 : 1 بالنسبة للهواء )
6- لا يعكر ماء الجير الرائق .
7- يتحد مع جميع العناصر عدا الفلور والبروم والغازات الخاملة والعناصر النفيسة ( الذهب - الفضة - البلاتين )
عملية الأكسدة : عملية كيميائية ينتج عنها زيادة نسبة الأكسجين في المادة أو نقص نسبة الهيدروجين فيها أو فقد ذرة العنصر للالكترونات.
عملية الاختزال: عملية كيميائية ينتج عنها نقص نسبة الأكسجين في المادة أو زيادة نسبة الهيدروجين فيها - أو اكتساب ذرة العنصر للإلكترونات .
العامل المؤكسد: هو المادة التي تمنح الأكسجين أو تنتزع الهيدروجين ، أو هو المادة التي تكتسب الإلكترونات أثناء التفاعل .
العامل المختزل: هو المادة التي تنتزع الأكسجين أو تمنح الهيدروجين أو هو المادة التي تفقد الإلكترونات أثناء التفاعل . والتـأكسد و الاختزال عمليتان متلازمتان
عدد الاكترونات المفقودة فى عملية الاكسدة = عدد الالكترونات المكتسبة فى عملية الاختزال
صدأ الحديد : (مثالاً لتفاعلات الأكسدة والاختزال)
عندما يتعرض الحديد للهواء الرطب فإنه يصدأ حيث يتحد الأكسجين مع الحديد مكونا اكسيد حديدك (طبقة بنية هشه) يؤدى ذلك إلى تآكل الحديد.
جلفنة الحديد :
تغطية الحديد بطبقة من الخارصين لعزله عن الهواء هذه الطبقة تمنع وصول الأكسجين أو بخار الماء إلى الحديد مما يحميه من الصدأ.
لذا يستخدم الحديد المجلفن فى بناء الكبارى والسفن حتى لا تصدأ أو تتآكل.
الماء
- يمثل الماء 75% من مساحة سطح الأرض.
- حجم الماء ( مالح وعذب ) حوالي 1400 مليون كيلومتر مكعب ( على سطح الأرض )
- 97 % ماء مالح - 3% ماء عذب.
- يمثل الماء 70 % من وزن جسم الإنسان.
- نسبة الماء في النباتات والفواكه حوالي 60 - 95 % .
مجالات استخدام المياه :
1- تستخدم مياه البحار والمحيطات والأنهار كوسيلة للتنقل بين البلاد
2- تستخدم مساقط المياه في توليد الطاقة الكهربية.
الخواص الفيزيائية للماء
1- الماء النقي الخالي من الأملاح لا يوصل الكهرباء
2- الماء مذيب قوي للمركبات الأيونية ( مثل كلوريد الصوديوم )
3- درجة غليان الماء 100 ْ م ( ارتفاع درجة الغليان بسبب الروابط الهيدروجينية )
4- تزداد كثافة الماء بانخفاض درجة حرارته حتى 4 ْ م أعلى كثافة للماء = 1جم / سم3 عند درجة حرارة 4 ْ م تقل كثافة الماء بانخفاض درجة حرارته عن 4 ْ م .
5- يتجمد الماء عند درجة صفر ْ م ويزداد حجمه
كثافة الثلج 0.92جم / سم3.
* عندما يتجمد الماء تقل كثافته فيطفو الثلج إلى أعلى ويكون طبقة تحمي طبقات المياه العميقة من التجمد وبذلك تساعد على بقاء الكئانات الحية في أعماق البحار والمحيطات.
المحلول: يتكون من مذيب ( ماء ) ومذاب ( ملح ) يعتبر المحلول مخلوطًا ولذلك يمكن فصل مكوناته بطرق طبيعية
تركيز المحلول: هو طريقة للتعبير عن الجرامات المذابة في حجم معين من الماء .
فصل المخاليط:
أ- الفصل بالتبخير والتقطير: بتسخين المحلول حتى الغليان وتبخر المذيب
للحصول على المذاب فقط: بتبخير المذيب ( الماء ) وترسيب ملح الطعام
الحصول على المذاب والمذيب : باستخدام أجهزة التقطير .
مثال :تحلية مياه البحر للحصول على مياه صالحة للشرب وكذلك الملح يتم بتسخين المحلول في أجهزة خاصة - يتبخر المذيب ( بخار الماء ) ويبقى المذاب ( الملح ) في دورق الغليان . ب- التبلر : يتم تركيز المحلول بالتسخين والغليان حتى يتبخر نسبة من المذيب - ثم يتم تبريد المحلول المركز حتى يترسب المذاب على هيئة بللورات مثال صناعة سكر القصب.
ج- التقطير التجزيئي:
التقطير: فصل مزيج يتكون من عدة سوائل .
التقطير التجزيئي : فصل مزيج من عدة سوائل مختلفة في درجة غليانها .
فصل الكحول عن الماء بالتقطير التجزيئي:
1- بتسخين المخلوط حتى 100 ْ م درجة غليان الكحول 78 ْ م والماء 100 ْ م)
2- البخار الناتج يحتوي على نسبة عالية من الكحول ونسبة قليلة من الماء .
3- يتم تكثيف البخار الناتج للحصول على كحول عالي التركيز.
التقطير التجزيئي للبترول .
يتم فصل مكونات البترول ( البنزين - الكيروسين - الزيوت ) معتمدًا على التسخين.
د- الفصل بالترسيب: إحدى طرق فصل المركبات الأيونية :
الترسيب التجزيئي: فصل مركبين أيونين عن طريق اختلافهما في قابلية الذوبان في السوائل المختلفة .
مثال : فصل مكونات مخلوط من كلوريد الفضة ونترات الصوديوم باستخدام الماء
1- يترسب أحدهما وهو كلوريد الفضة ( أقل قابلية للذوبان في الماء ) بينما يذوب الآخر وهو نترات الصوديوم ( أعلى قابلية للذوبان في الماء ).
-
الرئيسية 
