الـكـيـمـياءللـصــف األول الـثـانـوي

)تعليم عام(

قررت وزارة الرتبية والتعليم تدريس

هـــــذا الكــتاب وطـبـــــعـه علـى نفـــقـتـها

طبعة 1428هـ ــ 1429هـ 2007م ــ 2008م

تـــعـــــــديـــلأ. خـــــالــد بـن صـالح الـقــريــشـي أ. خــالـد بن ســلـيـمـان الــحــمـــاد

أ. عــــمــر بـن عبـدالــلــه مــغــربــي أ. جـــمـعـان بـن غـازي الـقـارحـيأ. مــــحـمــد تــــــاج طـــــيــــــب

مـــراجـــعــةأ. خـــليـــل بـــن فـــــراج الـــوافـــي أ. عبدالرحمن بن عبدالملك كمال

أ. هــانـي بـــن إبـــراهـيـم بــقــبـق أ. مـحـمـد بن عـيــاش هـاشـمأ. سـامـي بن عـبدالرحـيم قـشـقري

ره علميا وأشرف على التصميم واإلخراج حرأ. خــالــد بـن صـالـح الــقـريــشـي أ. خـالد بن ســلـيـمان الــحــمـــــاد

رقماإليداع:19/1657ردمك:4ـ149ـ19ـ9960

فهرسة مكتبة امللك فهد الوطنية أثناء النرشالسعودية،وزارةالرتبيةوالتعليم

الكيمياءللصفاألولالثانوي:ـط13.ـالرياض.182ص؛21×23سم

ردمك:4ـ149ـ19ـ99602ـالتعليمالثانويـالسعوديةـكتبدراسية 1ـالكيمياءـكتبدراسية

أـالعنوان19/1657 ديوي540،0712

وزارةالرتبيةوالتعليم،1419هـ

إذا مل نحتفظ هبذا الكتاب يف مكتبتنا اخلاصة يف آخر العــام لالستفادة فلنجعل مكتبة مدرستنا حتتفظ به...

هلذا الكتاب قيمة مهمة وفائدة كبرية فلنحافظ عليه ولنجعل نظافته تشهد عىل حسن سلوكنا معه...

موقع الوزارةwww.moe.gov.sa

موقع اإلدارة العامة للمناهجwww.moe.gov.sa/curriculum/index.htm

الربيد اإللكرتوين لإلدارة العامة للمناهجcurriculum@moe.gov.sa

حقوقالطبعوالنرشحمفوظةلوزارة الرتبية والتعليمباململكةالعربيةالسعودية

مـقــــــدمـــة الكـــــتاباحلمدهللالذيعلمبالقلم؛علماإلنسانمامليعلم،وهباإلنسانعقالوأهلمهرشدهوعلمهكيفيعمل،وكيفيشءخلقهاهللحلكمةبالغة،وأنلإلنسانأنيبحثفيامحولهليجدمايعينهعىلحياةأفضل، ينتجويثمر؛علمهأنكلوييرسلهسبلمعاشهبتذليلالصعاب،وتقريبالبعيد،وأخربسبحانهأنهخلقاإلنسانيفكبد،فهيصفةالتنفكعنه

أبدامادامحيا،فمنذأنخلقهاهللوهويعملويتكبدويسعىمساعيشتى.مهاممن الذيأصبحعنرصا الكيمياء يندرجضمنجمالعلم ما اإلنسان به اهتم الذي الكبري التنوع ومنهذاعنارصحياتنااليوميةحتىصارجزءامنمعظمالعلومالتطبيقية،ومكوناملعظمالصناعاتالتينحتاجها،ومنهنا

كانمهامأننتعلمهذاالعلمونعتنيبهونبذلجهداكبريايفالعنايةبه.مناهلذاالعلم؛جاءت وهاهوكتابالكيمياءللصفاألولالثانوي،بدتحماولةتطويرهخطوةيفطريقتفعيلتعل

لتحفزاملتعلمنيلتعلمهذاالعلموتنميةمهاراهتمالالزمةللحصولعىلمزيدمناخلرباتالعلميةوالعملية.الكيمياءتطبيقاتكبريةنلمسهايفحياتنا أثمرعلم التطبيقيللعلموكيف بتفعيلاملجال :اعتنت هذهاخلطوة

ونتعايشمعهابانتظام،وربامتكوناحلياةصعبةبدونبعضها.قبل من ممارستها تتم التي العملية األنشطة من العديد وأبرزت العميل بالتجريب العناية زيادة خطوةحاولتاملتعلمنيأنفسهم،يفعمليةهتدفإىلتنميةمهاراتعمليةعديدةوتعززثقةاملتعلمبنفسهوتزيدمنثقتهبالعلمالذي

يتعلمهإذاماشاهدحقائقهعياناوتأكدبأمعينيهمناستكشافاتهونتائجه.خطوةحاولتتغيريصياغةفقراتالكتابباميزيدمنقابليةاملحتوىللقراءةوالفهممنقبلالفئةاملستهدفة،

وتبسيطالعرض.طتدوراملتعلميفعمليةالتعلممنخاللالعديدمنفعالياتالتعلمالتيجتعلاملتعلمنشطاإجيابيامتفاعال، خطوةنشوتبعدعنهأدواراسلبيةكانتمتنعهمنالتعلمالذايت،وحتدمنقدراته،قدمتمنخاللعددمنالفقراتالتيتتكرريفثناياالكتابمتىماوجدتموقعامناسبا،فتارةيثاملتعلمعىلممارسةدورالباحثعناملعرفةوالساعيالكتساباخلربةمنخاللاملصادراملتاحةبنييديه،وتارةيشجععىلالقيامبزيارةعلميةملكمناخلربةيفجمالماذيصلةبموضوع

الدراسة،وتارةيشجعملامرسةدورالكيميائييفخمتربهالستكشافيشءماأوالتحققمندقةالربهانوتعزيزه.ليسهم بمزيدمناألشكالوالرسوموالصورواجلداول؛ تعزيزه الكتابيفحلةجديدة،وتم ثمقدتمإخراجذلككلهيفرفعدافعيةاملتعلمللتعلم،وربطعالقةثنائيةمحيمةتزيدمنالقدرةالتواصليةللكتابمعاملتعلمليصبحاكصديقنييتبادالناخلرباتيفجمالالكيمياءواحلياة،ومنثمنتوقعأنيزيدذلكمنقدرةالكتابعىلحتفيزاملتعلم

لتحقيقاألهدافاملقصودة.الطبعة يف موجودا كان الذي األسايس املعريف املحتوى عىل حافظ قد الكتاب هلذا التطوير أن بالذكر وجديرالسابقةـعدامايستدعيالتحديثأوالتصويبأواحلذفأوالتفصيلواإلضافةـإذيأيتذلككلهيفمرحلةوسطيةبنيكتابطالبقاؤهواستخدامهولزمجتديدهوحتديثه،وبنيمرشوعكبريينتظر؛قدبدتبوادره؛لتطويرأشململناهجطأنيستوعبكافةالطموحاتالتينرجوهاويرجوهاكلمنلهاهتامم العلوميفكافةمراحلالتعليمالعام؛خط

بعلمالكيمياء،ومنهنااعتربهذاالكتابجمردخطوةمتثلحماولةملعاجلةبعضجوانبالقصوريفالطبعةالسابقة،التعلملذلك ببيئة باملعلموتنتهي تبدأ أنيصاحبهتطويريفعملياتكثرية الذيجيب التطوير الكثريمن وادخرت

املرشوعالكبري.يتضمنهذاالكتابثامنيةفصول؛تتكاملفيتكاملمعهااملفهوموتنمومعهااخلرباتاملعرفيةواملهاريةوالوجدانية.فالفصل األول يعدبمثابةالتهيئةلتعلمالكيمياءألنالطالبيدرسهذاالعلمألولمرةكامدةمستقلة،ويتحدثهذاالفصلعنطبيعةعلمالكيمياء،وكيفيعملالكيميائيونيفخمترباهتم؟ومااملهاراتالتيجيبأنينميهادارسوالكيمياء؟والفصل الثاين يتحدثعنطبيعةاملادةالتيمتثلاملحوراألسايسلعلمالكيمياءفهوهيتمبتحديدخصائصهاوالتغرياتالتيتطرأعليهاوأسبابتلكالتغرياتوكيفيةتوظيفهابشكلإجيايب،والفصل الثالثيبنيالوحدةاألساسيةللذرة احلديث املفهوم إىل التوصل تم أن إىل تركيبها وفهم تصورها يف العلامء وجهود ـ الذرة وهي ـ املادة لرتكيبواملكوناتاألساسيةهلا،ويركزالفصل الرابععىلالرتتيبالدوريللعنارصواجلهوداحلثيثةللكيميائينييفحماولةتصنيفلالتعاملمعهاإىلأنتماكتشافالعالقةالدوريةبنيالعنارصمنخاللاجلدولالدورياحلديث، العنارصيفصورةتسهوطاملااحلديثسيهتمبالعنارصودراستهامستقبالوسيتمتعرفخصائصهاالكيميائيةوالتفاعالتالكيميائيةالتيتضبطتلكاخلصائص،فإنهمناملناسبعرضمقدمةعنمفهومالتفاعلالكيميائيواملعادلةالكيميائيةوكيفيةبنائهاوأسسكتابتهابصورةصحيحةحتىتساعداملتعلمنيعىلالتعاملمعمعادالتوصفتفاعالتالعنارصومركباهتابناءعىلفهمماجيريوليساستظهارهدوناكرتاثبامحدثخالهلافاستدعىذلكختصيصالفصل اخلامسلتطويرهذهاملهارات.

وخصائصها املادة مع التعامل يف املتعلمني مهارات وتطوير لدراستها الدوري اجلدول من عينات أخذ تم ثمالفصل واستعرض )أ(، والثانية األوىل املجموعتني عنارص كيمياء السادس الفصل فاستعرض عمليا واستكشافهاعنارص أحد لكيمياء مقدمة يف الثامن الفصل ختصص بينام )أ(، والرابعة الثالثة املجموعتني عنارص كيمياء السابعالثاين العضويةيفالصفني الكيمياء الكربونيفصورةمدخلموجزيمهدلدراسة الرابعة)أ(وهوعنرص املجموعةبدور تزيدشعورنا يتمعرضهبطريقة الطبيعية،كلذلك العلوم تعليمهيفقسم الثانويملنرغبمواصلة والثالث

الكيمياءيفحياتنااليومية.عزيزي املتعلم :ليسمنهدفمادةالكيمياءأنتبالغيفحفظاملعلوماتواستظهارهادونوعيبامتعنيهتلكالتجريب خالل من العملية مهاراتنا لتطوير أداة الكيمياء مادة جعل أجل من معا نتعاون أن علينا إن املعلومات،واملالحظة،وتنميةقدراتناالعقليةمنخاللالفهمواالستنتاجوالتعليلوالتفسريوالربطوالتحليلوالرتكيب،كامنأملأنتكونمادةالكيمياءمادةرحبةلتنميةشعورنابنعمةاخلالقسبحانهبخلقاملادةوتسخريهالنا؛نستمتعبامهتديناإليهعقولنااملوهوبةلنامنلدنهمنابتكاروتطويروحتوير،وأنتكونتلكالظواهرالكيميائيةزيادةيفيقيننابعظيمقدرتهالتيالحتدهاحدود-سبحانهوتعاىل-وأخريالعلنانكتسبميوالواجتاهاتإجيابيةمنخاللتعلمنامفاهيمالكيمياءوتعايشنامعميداهناالرحبتقودناإىلتقديرجهودالعلامء،ومتثلأخالقالعلموالعلامءاملتمثلةيفالصدقواحرتامآراءبأمتنا النهوض للمسامهةيف الكيمياء املزيدمنعلم تعلم املثابرةيف الرباهني،والرغبةيف املبنيةعىل اآلخرينواألدلةوتطويرقدرهتاعىلاالستغناءواالكتفاءالذايت،ودعمسبقهاللعامليفميدانأصبحتاملادةوتطويعهاعنرصهاألساس.

بعض الفقرات يف هذا الكتابومدلوالهتا ورموزها

معلومات إثرائية

الكيمياء يف حياتنا

نشاط عميل

نشاط ميداين

وقفةتأمل

ويقصد هبا تلك املعلومات اإلضافية حول املوضوع قيد الدراسة أو فقرات منه يقف املتعلم الشغوف عىل املزيد حوهلا، دون أن يدخل ما

تضمنته يف عمليات تقويم املتعلمني.

ويقصد هبا التطبيقات احلياتية للموضوع أو فقرات منه تزيد من دافعية التعلم لدى املتعلمني وتشعره بأمهية الكيمياء يف احلياة بكافة مناشطها

ومستلزماهتا.

وهو عبارة عن النشاطات التجريبية العملية التي جيرهيا املتعلمون داخل غرفة املخترب، أو جيرهيا املعلم يف حالة عدم توفر األدوات واملواد الكافية

أو خطورهتا عليهم.

وهو نوع من النشاطات احليوية خارج الصف يوىص بتنفيذها مجاعيا أو فرديا أو عىل صورة جمموعات صغرية حسب طبيعة النشاط، وقد يكتفى بقيام بعض الطالب هبا، وتسجل التقارير الوصفية والتساؤالت من خالل النشاط، ويناقش املعلم نتائج تالميذه مجاعيا، دون أن يدخل ذلك يف التقويم النهائي للفصل الدرايس، وإن دخل يف عمليات التقويم

أثناء التدريس.

تأمل اإليامن من خالل بعض دالئل إىل املتعلم انتباه لفت منها يراد بعض الظواهر الكيميائية ذات العالقة باملوضوع، كام يمكن أن تكون

حمور نقاش تربوي إيامين هادف.

الرمز الفقـرة مـدلـوالتــها

هي أنواع من األسئلة املحلولة عىل الفكرة أو املفهوم املعروض هيدف إىل ترسيخهام ويقيس عليها املتعلم عند تنفيذ التدريبات أو حل متارين

آخر الفصل.

هي أنواع من األسئلة تعرض يف ثنايا املوضوع املدروس تطبيقا لفكرة أو مفهوم علمي مر به للتو، بغية التدرب عليها داخل الصف وباإلرشاف

والتقويم املبارش من قبل املعلم.

تتضمن بعض التساؤالت والتامرين حول موضوع الفصل يتم تكليف منظمة بصورة تقويمها املعلم ويتوىل منزليا، عليها باإلجابة الطالب

وجمدولة كام يمكن اختيار بعضها للمناقشة الصفية.

هو حماولة يتم من خالهلا ممارسة املتعلم ملهارات البحث العلمي وأساليبه بصورة مبسطة من خالل تساؤل أو مشكلة تعرض عليه، ليصل إىل مبتغاه من خالل املصادر املعرفية املختلفة املتوفرة بني يديه )املكتبة العلمية، العاملية »اإلنرتنت«، وغريها(، املعلوماتية الشبكة الربامج احلاسوبية،

دون مطالبته هبا يف عمليات التقويم النهائية آخر الفصل الدرايس.

وهي تلك التساؤالت التي تسهم يف تنمية مهارة من مهارات التفكري لدى املتعلمني، وترتبط ارتباطا وثيقا بموضوع الدرس أو إحدى فقراته،

ويطالب هبا يف عمليات التقويم املختلفة.

يراد منها تذكري املتعلم ببعض املفاهيم أو العالقات والتحويالت الرياضية ذات العالقة باملوضوع، دون أن تستهدف بذاهتا يف عمليات التقويم.

للتنبية على مهارات يجب اتباعها عند العمل في نشاط عملي محدد بغية الوصول إلى أقصى درجات السالمة واألمان في المختبر بعون

الله عز وجل.

األمثلة

التدريبات

أسئلة ومتارين آخر الفصل

البحث العلمي

أسئلة التفكري

تذكر أن

احذر

الرمز الفقـرة مـدلـوالتــها

مقـرر الفصـل الدراسـي األولالـــفـــهـــرس

الـمـادة والذرة ومكـوناتهاالمـفـهوم الـحـديث للذرة

خـواص الدقائق األساسية في الذرةالـنـظـــــــــائـرالـمـتــكاتــالت

حـركة اإللكترونات ومـوقـعـهـاالمـجـاالت اإللكـترونية وطـاقـاتـها

الـكـتـلة الـذرية للـعـناصـرالمــــــــــــول

أسـئلة وتمارين

72737375787981878995

أوال : الكيمياء نظرة عبر الزمنما هو علم الكيمياء؟

ثانيا : لماذا ندرس علم الكيمياء؟ثالثا : كيف ندرس علم الكيمياء؟

رابعا : مهارات العمل الكيميائيخرائط المفاهيم

أسئلة وتمارين

12151620284951

التطور التاريخي لنظام العناصر الدوريالجدول الدوري الحديث

الروابط الكيميائيةأسئلة وتمارين

98100108111

مـاهـي المــادة ؟خواص المادةأشكـال المادة

الرموز والصيغأسئلة وتمارين

5455616567

الفصل الثالث :69النظرية الذرية الحديثة

الفصل األول:11طبيعة علم الكــيمياء

الفصل الرابع :97الترتيب الدوري للعناصر

الفصل الثاني:53طـــبــــيـعـــة الـــمـادة

مقـرر الفصـل الدراسـي الثانيالـــفــهـــرس

المجموعة الثالثة ) أ (األلومينيوم

خواص األلومينيوممركبات األلومينيوم

المجموعة الرابعة ) أ (السليكون

مركبات السليكونالزجاج

أسئلة وتمارين

156157158160163163163165168

التفاعل الكيميائيقوانين اإلتحاد الكيميائي

قانون حفظ الكتلةقانون النسب الثابتةالمعادلة الكيميائية

أنواع التفاعالت الكيميائيةأسئلة وتمارين

116117118120121129131

ماهي الكيمياء العضوية؟أسباب االهتامم بالكيمياء العضوية

العنارص يف املركبات العضوية والروابط الكيميائية بينهاأسباب كثرة مركبات الكربون

الصيغ اجلزيئية والصيغ البنائية للمركبات العضويةاهليدروكربونات وتصنيفها

تسمية اهليدروكربوناتأسئلة ومتارين

171171173174176177179180

خواص الفلزات القلوية والقلوية األرضيةوجود الفلزات القلوية والقلوية األرضية يف الطبيعة

استخالص فلزات املجموعة األوىل والثانية ) أ (اخلواص الكيميائية لعنارص املجموعة األوىل والثانية)أ(

اخلواص الكيميائية للكالسيوم واملغنيسيوممركبات الصوديوم والبوتاسيوم

خواص مركبات الصوديوم والبوتاسيوممركبات الصوديوم

مركبات الكالسيوم واملغنيسيومأسئلة ومتارين

134137138140141143144145150153

الثالثة املجموعتان : السابع الفصل 155والرابعة )أ( من اجلدول الدوري

الكيميائي التفاعل : الخامس الفصل 115والمعادلة الكيميائية

الفصل الثامن :169الكيمياء العضوية

القلوية الفلزات : السادس الفصل 133والقلوية األرضية

طـبيعة علـم الــكـيمـيـاء

الفصل األول

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :

1ـحتدداملقصودبعلمالكيمياء.2ـتتعرفدورعلامءالكيمياءالعربواملسلمنييف

تطورعلمالكيمياء.3ـحتددعالقةعلمالكيمياءبالعلوماألخرى.4ـتتعرفطريقةتعلمعلمالكيمياءودراسته.

5ـمتارسالطريقةالعلميةيفالتفكرييفحلبعضاملشكالتالكيميائيةواحلياتية.

6ـتتعرفمهاراتالعمليفخمتربالكيمياء.واألدوات املواد مع التعامل مهارات تنمي ـ 7

الكيميائية.جتريبعضالتجاربالكيميائيةالعمليةالتيتنمي 8ـاملهاراتاألساسيةلدىدارسعلمالكيمياء.

التي املفاهيم ربط يف املفاهيم خرائط تستخدم 9ـتتعلمها.

1

أهــداف الفـصـــل :

12

طبيعةعلمالكيمياء

ليسغريباعلىمسمعككلمة:كيمياء؛إنهاالكلمةالتيترددتفيأذنكوأنتتتعلمالكثيروالكثيرمنالعلوموالمعارفخاللحياتكالدراسية،وربمامرتبكخاللقراءتكالعامةوالتاريخية.

لقدحاولالكثيرونمنذالقدمالبحثعنطبيعةالمادةمنحولنا،وتقلبتأنظارهمبينالتفسيرالفلسفيمن ت ...(،حد وأفالطون، أرسطو األولى)عصور العصور الفلسفةعلى غلبة أن غير الواقعي، والتفسيراكتشافاتكثيرةكانمنالممكنالوصولإليهالوالانهماكالعقلبالبحثفيقضاياالفلسفةالمجردةعن

النظرةالواقعيةللمادةالتينعيشمعهاوتعيشبيننا.ومكثعلمالمادةوخصائصهاكأحدأهممكوناتعلمالكيمياءحبيساغائباعنالساحةالعلميةوسارت

عجلةالتطورفيهبطيئةجدا.ورباممربكأنعلمالكيمياءأحدالعلومالكونيةالتيطورهاأجدادكعلامءعصورصدراإلسالم،يومأنرفعاإلسالمقدرالتأملوالتفكريفملكوتالسامواتواألرض،وأوىصبالسرييفمناكباألرضوالبحثرهالإلنسانالذيأعطاهاهللعقاليعقلبهويدرك عنمكنوناهتاوماذرأاهللفيهاوأودعمنكنوزوخبايا؛وسخ

مصاحله،وكيفيصلعىلمتطلباتحياتهمماأودعهاهللسبحانهيفأرضنا؛أرضاحلياة.يات، لقدقضىعلماءكثيرونقبلالعصراإلسالميعمرهمفيالفلسفةوالبحثالمجردبعيداعنالحسفلميقدموالإلنسانيةفائدةكثيرة،ولميفتحوابابمعرفةتستحقالعناء،حتىقيضاللهعلماءنافمزجوابينالتوقعوالتخيلمنجهة،والتجريبواالختباروتوظيفالحواسمنجهةأخرى،فاتبعواالمنهجالتجريبيمشاهداتهم توظيف وحاولوا وخصائصها المواد من عددا فاكتشفوا والتحليل، التجربة على المعتمد

واكتشافاتهمفيالطبواألدويةوالكتابةونحوها.املخترصة الطريق عىل ودلوهم بأرسه العامل عىل الوقت األوائل واملسلمني العرب علامء اخترص لقدلالكتشاف؛فوضعواأسساملنهجالعلمييفالبحثواملبنيعىلالتجريبوتسجيلاملشاهداتواالستنتاجات،

وهواملنهجالذيساهمبشكلكبريوواضحيفتقدمكافةالعلومالطبيعيةومنهاعلمالكيمياء.

طبيعة علم الكيمياء

أوال : الكيمياء : نظرة عرب الزمن :

13

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

العلامءالعرباملسلمنييفعلمالكيمياءأنبعضاكتشافاهتمالزالتتسمى ومناألدلةعىلانجازاتبأسامئهميفأبحاثالعلامءإىلاليومكاميقولد.عىلعبداهللالدفاعيفكتابتاريخالعلومعندالعرب.

وأوضحدليلعلىإنجازاتعلماءالعربوالمسلمينفيعلمالكيمياءمانشاهدهاليوممنالكلماتالعربيةالتييستعملهاعلماءالعربفيأبحاثهموكتبهمالمدرسيةوالجامعيةومنها:

فطاشكربىزادةعلمالنباتيفكتابهمفتاحالسعادةقائال:»هوعلميبحثعنخواصنوع وقدعرالتداويهبا«. النبات،وفائدتهومنفعته النباتوعجائبهاوأشكاهلاومنافعهاومضارها،وموضوعهنوعواجلديربالذكرأنعلمالنباتيفصدراإلسالمكانيدرسمعمادةاللغةالعربيةوآداهبا،ومليكنفرعا

قائامبنفسهمنفروعالعلومالطبيعية.ولعلامءالعربواملسلمنييفهذااملوضوعمؤلفاتكثريةمنها:كتابالنبات:ألبيحنيفةالدينوريالذيعاشفيأواخرالقرنالثالثالهجري)التاسعالميالدي(.

وهذاالكتابيهتمبأنواعالنباتوموطنها،واستندعليهالكثيرمناألطباءوالعشابين.

Naphta

Alchemy,Chemistry

Alkali

Gas

Saffron

Spirit

Tutia

Elixir

Kibrit

الصابونالكحولالنطرونالزرنيخعطر

القصديراألمبيق

األنتيمونيبورققرمز

نفطالكيمياءالقلوي

غاززعفرانالسبرتوالتوتيا

األكسيركبريت

Savon,Soap

Alcohol

Anatron

Arsenic

Attar

Kazdir

Alambic

Altimony

Borax

Kermes

14

طبيعةعلمالكيمياء

تطــور الــعـلــومأجهزة فمن منكلجانب، بك والتقنيحتيط العلمي التقدم آثار ؛جتد ناظريك قلبت هذا؛وحيثام يفعرصنانستخدمهايفمنازلناإىلاملراكبالتيتنقلنامنمكانآلخر،إىلوسائلاالتصالاحلديثة،إىلأجهزةاحلاسباآلليةالتيأصبحتعنرصاأساسيايفخمتلفجوانباحلياةاملعارصة،فضالعنآثارالتقدمالعلميوالتقنييفتقدمالطب

والصناعاتالدوائيةوالغذائية.لقدعلماهللاإلنسانمامليكنيعلمفكانفضلهعليهكبريا،وأصبحالعامليتنافسيومابعديوموحلظةبعدحلظة؛منيمكنهأنيسبقيفاالكتشافواالخرتاع،حتىأصبحنانعيشتسارعاهائاليعكسمدىاهتاممالعاملبالعلموالتقنية.

وقفأمحدـالطالبيفالصفاألولالثانويـمتسائال:أينموقعنايفعامليتسابقيفجمالالتقدمالعلميوالتقني،رماسخرهاهلللهمنأدواتوآالتيفاكتشافاملزيدواملزيد،واخرتاعمامليكنيتوقعهإنسانمنقبل،ومل ويسخ

يكنلهعىلبال؟أينموقعنامنهذاالعاملالصناعيالضخم؟ومااملوقعالذيينبغيأننكونفيه؟هلتستطيعأنجتيبأسئلةالطالبأمحد؟وماذاستعمللتحققماتصبوإليه؟

يفظلهذاالتسارعالعلميوالتقنيوالصناعياملذهل،تظهراحلاجةامللحةيفبالدناإىلفهمأثرالعلوميفتقدمالعلومالتقنية،وكيفيمكنناأننتعلمالكيمياءبطريقةتساعدناعىلاكتشافالكثريمماخلقهاهلللنايفهذهاحلياة؟

مناألسماءالتيبرزتفيعصورصدراإلسالمكعلماءكيميائيين:جابربنحيان،الجلدكي،ارجعإلىمصادرالبحثفيتاريخمنجزاتعلماءالمسلمين،واجمعمعلوماتتساعدكفيكتابةمقالةفيصفحةواحدةعنكل

منهذينالعالمينالكبيرينيكونمنضمنماتكتبهمايلي:1ـالزمانوالمكانالذيعاشافيه.2ـأبرزمكتشفاتهمافيمجالالعلومبوجهعاموفيمجالالكيمياءبوجهخاص.

4ـبعضماقيلعنهمامنمؤرخيالعربومؤرخيالغرب. 3ـأبرزمؤلفاتهمافيمجالالكيمياء.قدمالمقالتينلعرضهمافيصحيفةالحائطالخاصةبالفصل،أوقدمهمافيإذاعةالمدرسة،واختمهمابكلمة

توجههاإلىزمالئكبمناسبةاستعراضكلمآثرهما.

البحث العلمي :

وقفة تأمل :

15

طبيعةعلمالكيمياء

يوصفالعلمبوجهعامبأنه:بناءمنظممنالمعرفةيتضمن:الحقائق،والمفاهيم،والمبادىء،والقوانين،والقواعد،والنظرياتالعلمية؛التيتساعدنافيفهموتفسيرالظواهرالطبيعية.وهوباإلضافةإلىذلكطريقةمنظمةفيالبحثوالتقصيواالكتشاف.بمعنىأنالعلمليسفقطبمحتواهومضمونه،بلوبالطريقةالتييتم

منخاللهاالتوصلإلىهذاالمحتوىوالمضمون.واآلنعزيزيالطالبيمكننامناقشةالمقصودبعلمالكيمياء.وماذايبحث؟

وماأهميةعلمالكيمياءفيحياتنا؟ولماذاندرسه؟وكيفندرسه؟دعنانطبقالنشاطالتالي،ثمنحاولاإلجابةعلىتلكالتساؤالت:

إعادتهيف يمكن كام املخترب، أو الصف النشاطيفغرفة إجراءهذه يمكناملنزل.

الــمـواد واألدوات

مـنمحـض قليـل ـ 1اخلـلاملخفـف)يمكناسـتخداممحـضاخللمائـدة يف املسـتخدم

الطعام(.مـن قليلـة كميـة ـ 2بيكربونـاتالصوديوماسـتـخـدام )يـمـكـنمسحوقمخريةاخلبز(3ـكأسزجـاجـيـة.4ـملعـقـةصـغـرية.

الكيمياء المنزلية نشاط عمـيل 1 - 1

الخطوات

1ـقمبوضعكميةقليلةمنحمضالخلالمخفففيالكأسالزجاجي.2ـخذبالملعقةقليالمنمسحوقبيكربوناتالصوديوم)مسحوقخميرةالخبز(،وضعهاعلىمحلولحمضالخلفيالكأس،ماذاتالحظ؟

*هلتتوقعأنتثيرهذهالمالحظةاهتمامعلماءالكيمياء؟*ماذانسميهذهالظاهرة؟

*ماالعلمالذييدرسهذهالظاهرة؟

ما هــو عـلـم الكـيـمـياء ؟

16

طبيعةعلمالكيمياء

لنأخذبعضالوقتفيتأملهذهالصور،حاولأنتتعرفعلىعلمالكيمياءمنحولك!!*أيمنالمشاهداتالحياتيةالتاليةيمكنأنيكونلهعالقةبعلمالكيمياء؟

إنهذاالنشاطيمكنأنيساعدنافيفهمالمقصودبعلمالكيمياء.إن علم الكيمياء علم يهتم بدراسة تركيب المادة وخصائصها، والتغيرات التي تطرأ عليها وتفاعل المواد مع بعضها البعض ، لغرض الوصول إلى اكتشافات حياتية جديدة وتطبيقات صناعية تساهم في خدمتنا وتسهيل

سبل حياتنا .ومنالجديربالذكرأنذلككلهسيسهمفيعمارةاألرض،وبناءالحضارةاإلنسانية.

ثانيا : لماذا ندرس علم الكيمياء ؟

شكل)1-1(

شكل)4-1(

شكل)3-1(

شكل)6-1(

شكل)2-1(

شكل)5-1(

17

طبيعةعلمالكيمياء

*األشياءالتيتراهافيمنزلك.*األشياءالتيتستخدمهاأوتمربكخاللتنقلكمنالبيتإلى

المدرسةأوإلىأيمكان.*المدرسةوتجهيزاتهاومبانيها.

أن فيها،حاول تراه ما اليوميةوتأمل الطعام *اجلسعلىمائدةتستنتج:هللماتراهعلىمائدتكعالقةبعلمالكيمياء؟

*ماذاعنتركيبالغذاء،أوصناعته؟*األنواعالكثيرةمنأوانيالطعاموأدواتالطهي.

*مصادرالوقودالمحركللمركباتوالمنتجللكهرباءالمنزلية...*مانلبسهمنمالبسأونستعملهمنمـركـبات.

*مانشربهمنمياهأونلتذبهمنعصائرطـازجةأومصنعة.*مانستمتعبتناولهضمنعلبةاآليسكريمأوماصنعتمنهتلك

العلبة.عن بمعزل تبقى أن يمكن فهل بيتك من زاوية في عشت لو *

الكيمياء؟

لقدأصبحتالكيمياءجزءامنمعظمماتراهأوحتسبهمنمركبك، مسكنك، كساؤك، هواؤك، رشابك، طعامك، حولك:والتلفاز، كالراديو، والرتفيه التعلم وأجهزة املدرسية، أدواتكواملسجل،والفيديو،واحلاسباآليل،والطابعة،واملاسحالضوئي،وأجهزةاالتصاالتالسلكيةوالالسلكيةكاهلاتفالثابت،واهلاتف

اجلوال،وأجهزةحتديداملوقعاألريض.إنالمادةالتييبحثعلمالكيمياءفيخصائصها،ويدرسما

شكل)7-1(هليتضمنمضغالطعامعمليةكيميائية؟

شكل)8-1(

شكل)9-1(

18

طبيعةعلمالكيمياء

يتميزبهكلنوعمنهاهياألساسالذيبنيتمنهاألشياءمنحولنا،كماأنمالحظةمايحدثلهامنتغيراتأويؤثرفيهاأوتؤثرفيههوجزءمهمممايهتمبهعلمالكيمياء.

التيتحدث الكيميائية بالتفاعالت فإننامحاطون الكيميائيةمنكلجانب، بالمادة أننامحاطون وكماوفي المنزلية، المواد ألنواع تحدث الكيميائية التفاعالت من ألوان المنزل مطبخ ففي حولنا، من للموادالسيارةأنواعمنتلكالتفاعالت،وفيأجسامنالوتفكرنافيهاالكثيرمنالتفاعالتالكيميائيةالتيتجعلنا

مختبراتحيةمتنقلةالصوتللتفاعالتفيها.

من خالل ما سبق، يمكننا أن نستنتج لماذا ندرس علم الكيمياء ؟

التيتساعدناعلىفهم الكيميائية الحقائقوالمفاهيموالنظريات لنتعرفعلى العلم إنناندرسهذا *حياتنابشكلأكبر.

اكتشافوصناعةأشياء لنافي اللهعزوجل التيخلقها المواد لنحاولتسخير الكيمياء *ندرسعلمجديدةومفيدةتعودعليناوعلىمجتمعاتنابالنفعوالخيرالكثير.

التي العملية بالتجارب والقيام وممارسته العلمـي البحث طرق على لنتعرف الكيمياء علم ندرس *ستساعدناكثيرافيالرقيبمستوىتفكيرنا،وتسهمفيزيادةقدرتناعلىالتقصيواالكتشاف،والوصول

إلىمخترعاتجديدةيمكنأنتساعدفيرقيمجتمعناالمحليوأمتنااإلسالميةكأمةعالمية.المنتج،وننمي الدقيق أيديناعلىالعمل العمليةوقدرة *خاللدراستنالعلمالكيمياءسننمي مهاراتنا

مهاراتناالعقليةومهاراتالتفكيراإلبداعيوالتفكيرالناقد.تعترضنافيحياتناكالبحثعندواء التي المشكالت الكثيرمن الكيمياءلمحاولةحل *ندرسعلم

لمرضما،أومادةمناسبةالستخداممعين.*كمايطلعناتعلمالكيمياءعلىآياتشتىتدلعلىخالقبديعأبدعهذاالكونومافيهمنمواد،وأتقنرهالنالننتفعبهاولتشهدعلىعظمتهسبحانه،وتقودناإلى رتعلمهاوسخ صنعهاوالعالقاتبينها،ويس

﴾ توحيدهواإليمانبهوعبادتهوشكرهسبحانهوتعالى.قالتعالى﴿]سورةالذاريات)21([

19

طبيعةعلمالكيمياء

يمكننامالحظةأنبعضاألشياءمنحولناهيصورللمادةالكيميائيةالتيلميدخلفيعملياتتكوينهاأواستخدامهاخبراتأخرىغيركيميائية؛إالأنكثيراممانراهفيعالمناالصناعيهومزيجمنأشياءعديدةتداخلتمعبعضهاوكونتلنامانراهونتعايشمعه،فالخبرةاإلنسانيةالتيأنتجتآلةعظيمة:كالسيارةهيمزيجمنخبراتكيميائيةتكاملتمعخبراتفيزيائيةوأخرىبيئية،وكانلكلمنهادورواضحليدلناعلى

حاجةالعلومبعضهالبعضلتعملمعابصورةمتكاملة.

كمايعدعلمالكيمياءأساسالعلومطبيعيةأخرىكعلماألحياءوالطبوعلوماألرضوالزراعةوغيرها،وهوعلمتطبيقييرتبطبحياتناوبالبيئةالتينعيشفيها،فعنطريقالكيمياءاستطعناأننفهمجسماإلنسانومايحدثفيهمنتغيراتوتفاعالتحيويةمهمة،كماأنمانتناولهمنغذاءودواءهوموادكيميائيةبعضهاتماستخالصهمنموادطبيعيةوالبعضاآلخرصنعهالكيميائيونفيمختبراتهم،وجميعالموادالتينستخدمها)مالبس،أدوات،أثاث(سواءأكانتمنمصادرطبيعيةأممنمصادرصناعيةاستطعناالوصولإليهابعدأن

ألهمنااللهـسبحانهـأسبابالتقدمفيعلمالكيمياءوتطبيقاته.

شكل)10-1(

تكامل علم الكيمياء مع العلوم األخرى :

غازاتتمتزجمحركميكانيكي)فيزياء(بالهواء)بيئة(

يعملبالوقود)كيمياء(

إطاراتتتحركميكانيكيا)ظاهرةفيزيائية(وتمألعادةبالهواء)كيمياء(

منقيالعادم)كيمياء(

مكابحالتوقفـــعملميكانيكي)فيزياء(مادةمالئمة)كيمياء(

مقاعدمالئمةلصحةالجسم)أحياءـصحة(

مبردالسيارةيستخدمموادمضادةللتجمدومخفضة

للحرارة)كيمياء(

20

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

علمالكيمياءعلمبسيطوسهلوممتع،ودراستهالتحتاجإلىعناءكبيرمتىماتوفرتلديناأسسهذايحوي كتاب الطالب، يديكعزيزي بين الذي هذا الثانوي األول الصف وقواعدهوركائزه،وكتاب العلمأسسوقواعدعلمالكيمياء،فكلماعليكهواالستعانةباللهعزوجلوالتركيزأثناءالتعلمداخلالفصل،ومحاولةمشاركةزمالئكالطالبفعالياتالدرسأثناءالحصة،وسؤالمعلمكعمايشكلعليك،وأنال

تكتفيبالسؤالعنماذا؟فقط،بليجبأنتجدإجاباتأيضاعنالسؤالين:كيف؟ولماذا؟وقبلالدخولفيمناقشةأسلوبالعلماءفيدراسةالكيمياءدعنانلقينظرةعلىمقترحاتتعينكعلى

تعلمالكيمياءفيالمدرسةوالمنزل:

: )study teps( أفكار مفيدة لدراسة الكيمياء

كيفتجعلمذكرتكمصدراللدراسة؟إندفرتالفصلاجليدأساسلنجاحكيفدراستكللكيمياء،وفيامييلبعضاإلرشاداتألكرباستفادة

منه،والذيسوفيفظلكوقتكويبعدكعناإلحباطعنداالختبارـبإذناهللـعزوجل:1ـاطلععلىالموضوعالمرادتعلمهفيمنزلكمنكتابك،سجلأيمالحظاتأوتساؤالتتبحث

عنإجابةلهأوتشاركفيمناقشتهامعمعلمكوزمالئك.التيتبدومهمةفقط،والتحاولكتابةكلشيء،وحافظعلى 2ـاستمعللدرس،واكتباألشياء

درجةعاليةمناالنتباهخاصةعندماتبدأتعلمموضوعجديد.3ـراجعمالحظاتكبعدالدرسونظمهابصورةتجعلهامفهومةلكعندماتعودإليهاالحقا،وفي

هذاالسياقيمكنكالقيامبشيءممايلي:أ(راجعوعدلأيمصطلحغيرواضحبينماالتزالالمادةحاضرةفيذهنك،إذاكانهناكشيءال

تزاللمتفهمهضععليهعالمةلتذكيركلسؤالمعلمكعنهفياليومالتالي.ب(استخدمالعناوينفيدفترك،والتيسوفتساعدكفيتحديدالمعلوماتالتيتريدهابسرعة.

ثالثا : كيف ندرس علم الكيمياء ؟

21

طبيعةعلمالكيمياء

جـ(بعضالطالبيعيدكتابةمذكراتهخارجالفصللجعلالمادةراسخةوحاضرةفيعقولهم.د(اعتبردفترككمقررثاني.

لكل وتامة شاملة مالحظات ن وكو الفصل، يف حلت التي املسائل مجيع عىل مالحظات ضع هـ(خطوةمنخطواتاحلللتكونعمليةاحللواضحةعندماتراجعدفرتكحللاملسائلاملنزلية.

رفأسلوبالعلامءيفتعلمعلمالكيمياءيساعدناعىلاتباعهنجهموحتقيقالتقدميفالتعلمواالستكشاف. إنتع

يتبععلماءالكيمياءالطريقةالعلميةفيدراساتهموأبحاثهم،وتمرالطريقةالعلميةبعدةمراحل،أهمها:2ـ مرحلة صياغة الفرضيات. 1ـ مرحلة المالحظة.

4ـ مرحلة )بناء( صياغة النظرية أو االستنتاجات. 3ـ مرحلة اختبار الفرضيات. 5ـ مرحلة نشر النتائج.

وفيكلمرحلةمنتلكالمراحليتبعالعالمعددامنالخطواتالتييحتاجهاللوصولإلىنهايةالمرحلةواالنتقالمنهاإلىالمرحلةالتاليةلها.

وفيمايليتفصيللتلكالمراحلوالخطوات:

العلماء يستخدمون الطريقة العلمية في دراستهم للكيمياء :

التيحتدثلألشياء التيحتيطباإلنسان،أواملشاهدات الطبيعية املنظمةللظواهر يبدأاالكتشافباملالحظةإن )الذيستدرسهالحقا املثال الكتلةعىلسبيل أوخارجه،فقانونحفظ املخترب الكيميائيةداخل واملواد.)II(الزئبقأكسيدعىلالشمسأشعةألثر)Priestley(بريستييلالعاملبمالحظةإليهالتوصلتم،)اهللشاء

وهكذانجدأناالكتشافاتالكبيرةبدأتمنمالحظاتصغيرة.وفي هذه المرحلة يقوم الكيميائي بعدة عمليات منها :

1ـجمعالبياناتحولالمالحظةالتيالحظها.

)Observation Stage( المرحلة األولى : المالحظة

22

طبيعةعلمالكيمياء

2ـإجراءبعضالقياساتالتيتزيدمنوضوحمالحظته.إجراءبعضالتجاربالتيتزيدمنفهمهللظاهرةأوالمالحظةالتيالحظها؛كماتساعدهتلكالتجاربفي 3ـالتأكدمنثباتمالحظتهوأنهامطردة؛فمثاليمكنالتأكدمنمالحظةذوبانالسكرفيالماءبتكرارالتجربة

باستخدامكمياتمختلفةمنالماء،وكمياتمختلفةأيضامنالسكر.4ـإنمالحظاتاألشخاصتختلفبحسباهتماماتهموقدتالحظأنتفيحدثمامااليالحظهآخرون

شاركوكمشاهدةالحدثنفسه.

الــمـواد واألدوات

كـؤوسزجاجـيـة، 3مخبارمدرجسعة100مـلـلـتــر،3مـالعـقبـلـورات تـحـريـك،ملـحطعـام،بلـوراتبيرمنجـناتبوتاسيوم،رمل،ماء،ورقةوقلم.

طـور مـهـاراتك ، وســجل كل ما تالحـظـه نشاط عمـيل 1 - 2

الخطوات

أوال : قبل بدء العمل : *سجلكلماتالحظهحول

األدواتوالموادالتيأمامك.ثانيا : ابدأ العمل :

1ـضع100مللترامنالماءفيكأسزجاجيةنظيفة.2ـضعبضعبلورات)أو5جرامات(منملحالطعامفيالماء.

3ـحركالمزيجبملعقةنظيفةلثوانيمعدودة،ثمسجلمالحظاتك.4ـاستمرفيالتحريك،ثمسجلمالحظاتك.

بلورات مستخدما السابقة األربع الخطوات كرر جديدة كأس في 5ـبيرمنجناتالبوتاسيوم.

6ـكررالخطواتمن1إلى4مستخدماالرمل.ثالثا : بعد انتهاء العمل :

1ـاطلعأربعةمنزمالئكعلىمالحظاتكالتيسجلتها،واطلعأنتعلىمالحظاتهم،هلتتفقالمالحظات؟ماذاتستنتج؟

؛ حارقة مادة المركز الكبريت حمضلذاينبغيالحذرعندالتعاملمعها؛ال

تجعلهاتصيبالجلدوالمالبس.

23

طبيعةعلمالكيمياء

إنتنوعاهتماماتالناسيثريالحياةبألوانمنالمالحظاتواالكتشافات.

بناءعلىالمالحظةأوالمالحظاتالتييالحظهاالكيميائيتظهرلديهمشكلةأوقضيةتسترعيانتباهه،نشاطاته تحديد في تساعده فرضيات عدة أو فرضية يضع هنا ومن وراءها، يكمن ما اكتشاف إلى وتشده

للبحثعنمايؤكدصحةتلكالفرضيةأويتحققمنعدمعالقتهابالموضوعأوالمشكلةالتيالحظها.

ويتضمنذلكإعطاءبعضالتوقعاتالمبنيةعلىالمالحظاتوالبياناتالتيتمجمعهاحولمشكلةما،وربماتصبحتلكالتوقعاتصحيحةوتتحققفييوممناأليام،وربماتثبتالدراساتعدمصحتها.

: )Hypotheses Stage( المرحلة الثانية : صياغة الفرضيات

الباحث العالمأو ،ففيهايقوم بالحياة هذهالمرحلةتتضحفيهابجالءأهميةذلكاالكتشافوارتباطهبإجراءتجاربعمليةومناقشاتومزيدمنالمالحظاتللتعرفعلىمدىصحةالفرضياتالتيافترضها،

كماقديحتاجإلىإجراءقياساتمختلفةوجمعبياناتيحتاجهاللتحققمنصحةفرضياتهاأوخطئها.

: )Experimental Stage( المرحلة الثالثة : اختبار الفرضيات

البيانات تشرح وصفية عبارة أو تعميم صورة في الصحيحة الفرضيات صياغة إعادة خاللها ويتمواألحداثالتيتمرصدهاوتفسيرهابشكلمدعمبالدالئلوالشواهد.

: )Theorizing Stage( المرحلة الرابعة : بناء النظرية

24

طبيعةعلمالكيمياء

في تطبيقاتها كامللالستفادةمن بشكل فهمها إلى تؤدي العلمية بالطريقة الطبيعية الظاهرة دراسة إنالنفطوقامبإجراءتجاربكيميائيةوفيزيائيةعليهكالتقطيروالتكثيف الواقع،فالكيميائيمثالعندمادرسوالتجزئة،استطاعأنيفصلالنفطإلىمكوناتهاألساسية،ومنثمتوصلإلىمشتقاتنفطيةجديدةأصبحنا

نستخدمهافيكافةشؤونناالحياتية.

سؤال للتفكير :

كيفيتواصلالكيميائيونوينشرونأبحاثهمونظرياتهم؟

نشر النتائجبناء النظريةاختبار الفرضياتصياغة الفرضيات الـمـالحظة

إذا كانت النتائج ال تدعم الفرضيات، راجع الفرضيات وعدلها.

إذا تم تأكيد النتائج من قبل علماء آخرين فإن ذلك يعني صحة الفرضيات وصحة النظرية.

: )Publishing Results Stage( المرحلة الخامسة : نشر النتائج

إنمعلوماتناونظرياتناالتينكتشفهاتبقىضعيفةالجدوىمالميتمنشرهاوالتواصلمعاآلخرينبها.

إناالتصالمعاآلخرينوشرحالنتائجالتييتوصلإليهاالكيميائييساعدفيمناقشةالظاهرةوتوسيعلتأكيدصحة وأبحاث دراسات فيجري الباحثين بعض يهتم العلمية،وربما اآلخرينآلرائنا نطاقمشاركة

النتائجأوعدمصحتهافيتحققبذلكمزيدمنالخيرلإلنسانية.

والمخططاآلتييلخصمراحلالطريقةالعلميةفيالتفكير:

25

طبيعةعلمالكيمياء

الخطواتالــمـواد واألدوات

طــور مـهــاراتــك ، جـــرب واكـتـــشـــف نشاط عمـيل 1 - 3

ساقزجاجية،زجاجةساعة،حمضالكبريت

المركز،سكر.

في السكر من كمية ضع 1ـزجاجةساعة.

نظيفة زجاجية ساقا اغمس 2ـفيحمضالكبريتالمركز.

مـــثـــــــال 1 - 1تأمل في القصة التالية ؛ وتعرف كيف يفكر علماء الكيمياء؟

فيالعشرينياتالميالديةكانالعالمالبريطاني:ألكسندرفيليمينجيقومبتجاربعنالبكتيريايتركاألطباقكماهي ينميهافيأطباقخاصة،وقبلأنيذهبفيإجازةقررأن حيثكان

وينظفهابعدعودته.والشيء أزرق، بقالب ملوثة األطباقأصبحت أنبعض اكتشف إجازته وعندمارجعمنالمناطق عدا ما األطباق أنحاء جميع في نمت البكتيريا أن : انتباهه استرعى الذي الحقيقي

القريبةمنالقالباألزرق.عندئذقالفيليمنج:ربماأنالقالبيحويمادةمؤذيةأوقاتلةللبكتيريا.قامبتصميمتجاربالختبارهذهالفكرة؛ووجدأنهكانعلىصواب.

إناملادةاملختفيةداخلالقالبهيمايعرفاآلنبالبنسلني،وهيأولاكتشافيفعاملاملضاداتاحليويةالتيتستخدمكثريايفالطبملقاومةااللتهاباتالبكترييةالتييتعرضهلااإلنسان.

لقدأسهمتاكتشافاتفيليمنجفيدفعالكثيرينالكتشافالمزيدمنهذاالعالمالغريبمناألدوية.

3ـاغرزالطرفالمبللمنالساقالـزجاجيةفيالسكر،ماذاتالحظ؟*إلىأيمدىيمكنأنيقودالتجريبإلىاكتشافاتجديدة؟

؛ حارقة مادة المركز الكبريت حمضلذاينبغيالحذرعندالتعاملمعها؛ال

تجعلهاتصيبالجلدوالمالبس.

26

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )1-1( :

واآلن دعنا نتأمل أسلوب التفكير الذي اتبعه العالم فيليمنج :1ـلقدبدأأوالبمالحظةوجودقالبأزرقفيبعضاألطباق،ثمزادمالحظتهدقةعندماتكاد األزرق بالقالب المحيطة المناطق أن فوجد األطباق في المتوفرة العينات حلل

تخلومنالبكتيريا)المالحظة(.)صياغة الزرقاء المادة هذه ضمن للبكتيريا مؤذية مادة هناك : مفادها فرضية وضع ـ 2

الفرضية(.3ـاختبرصحةالفرضيةوكررتجاربهعليها)اختبارالفرضية(.

استنتجنظريةمفادها:يمكنالقضاءعلىالبكتيرياباستخداممادةكيميائيةكالتيتوجدفي 4ـالمادةالزرقاءالتيأصبحتتسمى:البنسلين)بناءالنظرية(.

5ـبعدانتشارأبحاثهبينالعلماءشجعتنتائجهعلماءآخرينعلىاكتشافأدويةأخرىمنفصيلةالمضاداتالحيوية)نشرالنتائجوالتواصلمعاآلخرين(.

اكتشاف عرضي في الستينيات الميالدية :

كانالدكتوربارنيتروزنبريجيستخدمجمسا)حساسا(لدراسةآثاراملجاالتاإللكرتونيةعىلاخلاليااحلية،لقدالحظهووزمالؤهأنالبكتريياالتتكاثربالقربمنهذهاملجسات.

لبالقربمن وبعدإجراءجتاربمكثفةاستطاعأنيبنيأنمركباكيميائيايتكونمنالبالتنيقدتشكاملجسات؛يسمىهذااملركب:سيسبالتنيوهواملادةاملسؤولةعنوقفتكاثرتلكاخلالياونموها.

مفيهفيالخاليافإنهذهالمادةقد توقعبارنيتأنهبماأنالسرطانيتضمننمواغيرمتحك

27

طبيعةعلمالكيمياء

إنإكتشافاألسبرينوالبنسلينوالسيسبالتينتظهرأنهليسهناكطريقةواحدةيجباتباعهالتحقيقاكتشافما،ومعذلكفإنهناكتسلساللخطواتومراحلتؤديإلىصياغةاستنتاجمعين،هذااالستنتاج

يجبتدعيمهبالمعطياتواالستدالالتإلثباتصحته.

تكونفعالةفيعالجالسرطان،ثمبينتنتائجالتجاربالتيتمإجراؤهابعنايةأنهذاالتوقعكانصحيحا.

وبتداولالعلامءلآلراءحولهذهاملادةوانعقادمؤمتراتحولتأثرياهتا؛تماعتامدهذهاملادةمنقبلهيئةاألغذيةواألدويةاألمريكيةملعاجلةأنواعمعينةمنالرسطان.

التأثريات الطبية ملادة سيس بالتني، حاول أن تبني الطريقة العلمية * من خالل قصة اكتشاف التي اتبعها الباحث باإلجابة عىل األسئلة اآلتية :

1ـمااملالحظةالتيأثارتاهتاممالباحثودعتهإىلمزيدمنالبحثوالتجريب؟2ـمااالفرتاضالذيافرتضهبناءعىلمالحظته؟

3ـكيفحتققالباحثمنصحةأوعدمصحةافرتاضه؟4ـهلدعمتالنتائجاالفرتاضالذيافرتضهالباحث؟

5ـكيفتؤثرعملياتنرشنتائجالبحثالعلمي؟

البحث العلمي :

عزيزيالطالبباستخدامخطواتالطريقةالعلميةفيالبحث،حاولالقيامبمفردكأوبالتعاونمعمجموعةمنزمالئكبدراسةإحدىهاتينالمشكلتين:

1ـتلوثالهواءداخلالمدن.2ـهلتسهمأدواتالسالمةفيالوقايةداخلالمختبر؟

أواخترمشكلةمنعندكشاهدتها.اعرضنتائجـكعلىمعلمكليزودكبتـوجيهاتـهفيالبحثوانقلمااستفدتهإلىزمالئك.

28

طبيعةعلمالكيمياء

*تأملفيالشكلاآلتي:

رابعا : مهارات العمل الكيميائي :

) أ ( مختبر الكيمياء :

يعتمدعلمالكيمياءعلىالتجريبالعملي،ويستخدمالكيميائيونفيالعالمأدواتوموادتساعدهمفيالبحثواالستكشاف،ومنثمبدتحاجةالكيميائيإلىغرفةخاصةيمكنهجمعأدواتهوموادهفيها،كمايمكنهإجراءقياساتهالمختلفةداخلها،تلكمهيغرفةالمختبر،والتيتعنيباختصار:الغرفةالتييجريفيها

الباحثالكيميائيتجاربهواختباراتهوقياساتهعلىالمادةوخصائصهاوالتغيراتالتيتطرأعليها.إىل فباإلضافة منه، الغرض بحسب ختتلف وتصاميم مواصفات الكيميائي للمخترب أصبح : وحديـثـا املخترباتالكيميائيةالعامةالتيتستخدمألغراضالتعلمكمخترباملدرسة؛نجدأنواعامتخصصةيفالتحاليلالكيميائيـةاألوليةأواملتقدمة،وأخرىللدراساتالعضوية،وثالثةللدراساتالطبية،أوالبيئيةأوالفضائية،أسباهبا ملعرفة احلوادث أو اجلثث بتحليل تعنى التي اجلنائية الكيميائية املختربات عن تكونسمعت قد كام

اجلنائيةوللمسامهةيفاحلفاظعىلاألمنالعامللمجتمعومكوناته.

شكل)11-1(

29

طبيعةعلمالكيمياء

جـولة في مـخـتـبر الـكـيمـياء بالـمـدرسة :

بإشرافمعلمكقممعمجموعةمنزمالئكبجولةفيمختبرالكيمياءفيالمدرسةمصطحبامعكورقةوقلماوآلةتصوير،وتعرفعلىمكوناته،وقمبمايلي:

1ـسجلاسمكلماتشاهدهفيالمختبر.2ـقدموصفالوظيفةماسجلتهفيورقتك.

3ـاجمعماتوصلتإليهأنتومجموعتكمعافيتقريرموحد.وضمنهإجاباتعمايلي:*لماذايتوفرفيالمختبرالكيميائيمصدردائمللماء؟*لماذايتوفرفيالمختبرالكيميائيمصدردائمللغاز؟

*لماذايوجدفيالمختبرطفايةالحريق،وحوضالرمل؟4ـتعدالسالمةواألمانمنأهماإلجراءاتالتييجبأنيعتنيبهاالكيميائي،سجلماتشاهدهمنأدوات

السالمةوإرشاداتهافيالمختبرالكيميائيالمدرسي.التقطتهافي إياهبعضالصورالتي 5ـاعرضماسجلتهمعمجموعتكعلىزمالئكومعلمك؛مضمنا

المختبر،وناقشهمفيه.

يساعدهمعلىذلكمجموعةمن فيمختبراتهم كثيرة واستقصاءاتعملية أعماال الكيميائيون يعملاألدواتواألجهزة،كمايساعدهمفيذلكجملةمنالمهاراتالتييتصفونبهاويمارسونها.

يعملالكيميائيفيالبيئةالمفتوحةالتييعيشفيها،فهوليسمنغلقاعلىنفسهداخلمختبره،وإنماميدانهالحقيقيهوالبيئةالمفتوحةمنحوله،فهيمصدرالموادوالطاقةالتيتكونمجالدراستهوتجاربه،وهيميدانالتطبيقالحقيقيللدراساتوالتجارب،وإنمايستخدممختبرهعندالرغبةفيتحليلعيناتاستقاهامنبيئتهأو

دراسةخواصهافيظروفجديدةقدتختلفعنتلكالظروفالتيتوجدفيهاالمادةفيالطبيعة.

)ب( كيف يعمل الكيميائيون في المختبر؟

)ج( البيئة التي يتعامل معها الكيميائيون :

نشاط ميداني :

30

طبيعةعلمالكيمياء

األدوات المساندة :األدوات األساسية :

أنبوبةاالختبار.السحاحة.

الدورقكرويالقاعدة.الكأسالزجاجية.

ملعقةنقلالعيناتالصلبة.أنابيبالتوصيلالمطاطية.محابساألنابيبالمطاطية.

المكثف.سداداتاألنابيبوالدوارق.

الماصةومضخةالضغط.الدورقالمخروطي.

الدورقمفلطحالقاعدة.الساقالزجاجية.

المخابيرالمدرجة.أنابيبالتوصيلالزجاجية.

قمعالترشيح.الترمومتر.

ماسكاألنابيب.حاملاألنابيب.

موقدبنزن.مثلثالتسخين.

قاعدةالتسخين)شبكالتسخين(.أوعيةتخزينالموادالكيميائية.

تنفيذتجاربهم،ويطورونتلك التيتساعدهمعلى الكيميائيونعددامناألدواتواألجهزة يستخدماألدواتبحسباحتياجاتهموطبيعةتجاربهمالتييرغبونإجراءها.

ومنأشهراألدواتمايلي:

األدوات الكيميائية في المختبر :

دورقمسطحالقاعدة أنابيباختباروحاملدورقكرويالقاعدةدورقمخروطي

31

طبيعةعلمالكيمياء

كأسزجاجيةمغطاةبزجاجةساعةأنبوبةاختبارأنبوبةحرق قـطارة

دورققياسيمخبارمدرج الملقطموقدبنزن

سحاحة

ماسك

32

طبيعةعلمالكيمياء

نشاط ميداني :

هاونسحنالموادالصلبةجفنةصهر)أوتسخين(الموادالصلبةمعحامل

زجاجةساعة

حماممائيساخن

يمكن تنفيذ النشاط عىل هيئة جمموعات : افرتضأنكاحتجتإىلتصميمأدواتخمتربيةتساعدكيفإجراءجتاربعمليةآمنةوأردتتصميمحقيبةحتتوي

تلكاألدوات.حاول مع زمالئك يف املجموعة القيام بام ييل :

حددالبدائلالتييمكنتوفريهامنخملفاتاملنزلويمكناستخدامهامبارشة. 1ـحددالعملياتالتيستجرهياعىلبعضخملفاتاملنزلليتناسبشكلهامعاالستخدامالذيتريدهمنها. 2ـ

3ـوزعوااألدواربينكمللحصولعىلحقيبةحتتويأدواتخمتربيةتتضمنعىلاألقلبدائلعناألدواتاآلتية:ورقترشيح قمعترشيحـ أوعيةحفظاملوادالكيميائيةـ كأسسعة250ملـ كأسسعة100ملـ موقدبنزنـ

محاممائي)وعاءقابلللتسخنياملبارشعىلاللهب(. حاملتسخنيـ أنابيبتوصيلـ ـدورقـمالحظة :مناملهممراعاةأنتكوناألدواتآمنةاالستخداموغريمكلفةومتوفرةيفبيئةاملنزل.

33

طبيعةعلمالكيمياء

بآداب العلم طالب يتحلى أن بد ال العلوم سائر مثل وتزيدمن بالعلم االنتفاع في تساعد وسلوكياتمهمة

متعةالتعلم.وللعملفيمختبرالكيمياءآدابعامةيشتركفيبعضهاالمختبر في العمل يتطلب كما األخرى، العلوم مع

سلسلةمناآلدابالخاصةبالمختبر،ومنذلك:1ـاملحافظةعىلأدواتاملختربوجتهيزاته:ويتمثلذلكواتباع الصحيح بالشكل استخدامها باحلرصعىل

استخدامها، من االنتهاء بعد هلا املخصصة أماكنها يف ووضعها وتنظيفها بدقة، االستخدام إرشاداتواحلرصعىلترتيباملخترببعداالنتهاءمنالعمل.

2ـالحرصعلىنظافةالمختبروالعنايةبهوالتعاملمعه،كالتعاملمعالمنزلفهوموجودمنأجلنا.3ـالتعاونمعالزمالءخاللالعملفيالمختبر،وعدماإلساءةألحدمنهمأوإيذائهم.

4ـالعنايةبتوجيهاتالمعلم،والتوجيهاتالمحددةفياألدلةالمرفقةبالتجربةأوالنشاطالعملي.5ـالتأكدمنوجوداحتياطاتالسالمةداخلالمختبرومعرفةأماكنهاوأقربالطرقالموصلةإليهاالستخدامها

عندالحاجةالقدرالله.6ـعدمالعبثفياألدواتواألجهزةوالموادوالتجهيزاتالتييتكونمنهاالمختبر،وعندوجودرغبةفيذاتياعليها بالتعرف استئذانه أو المعلمهواألسلوباألمثللذلك منهافسؤال المزيدعنشيء تعلم

عندمااليكونفياستكشافهاخطرعلينا.واتباع لذلك، المخصصة األماكن في والجلوس المختبر من والخروج الدخول عند بالنظام االلتزام 7ـ

تعليماتالمعلمعندمايكونهناكأماكنمخصصةلكلطالبأوفئةمنالطالب.

شكل)12-1(

آداب العمل في مختبر الكيمياء

34

طبيعةعلمالكيمياء

يتصفالكيميائيبعددمناملهاراتالتيمتكنهمنالقيامبدورهيفالتعلمواالستكشافواالخرتاع،ومعرفتكهلاعزيزيالطالبيساعدكعىلممارسةدورالعلامءيفتعلمالكيمياء،ومنأهمتلكاملهاراتماييل:

مهارات الكـيميائي :

تدريب )2-1( :ماذا تفعل في الحاالت التالية ؟ :

1ـرأيتاحدزمالئكيعبثفيمحبسالغازداخلالمختبر.2ـرأيتتسربالماءمنمحبسالصنبور.

3ـخرجأحدزمالئكمنمكانهدونترتيباألدواتوالموادالتياستخدمها.4ـأحدهميكتبعلىمنضدةالمختبر.

5ـلمتعثرعلىنتيجةسليمةللتجربةالتيتجريها،وتمكنزميلكمنالحلالصحيح.6ـكسرتزجاجةمنزجاجاتالمختبربيدزميلك.

مهارة المالحظة

مهارة الدقة

مهارة الوصف

مهارة جمع البيانات وتسجيلها

مهارة اتباع احتياطات األمان في المختبر

مهارة التعامل السليم مع المواد الكيميائية

االستخدام السليم لألدوات واألجهزة

مهارة التوقع العلميمهارة التصنيف

مـهــارات الـكـيميائي

35

طبيعةعلمالكيمياء

وفيما يلي عرض ألهم تلك المهارات :

الكيمـيائي يالحـظ : ـ 1

مهارةالمالحظةهيواحدةمنأهمالمهاراتالتييتمتعبهاالكيميائيفهوراصدجيدلمايحدثأمامه،يعتنيبأدقالمشاهداتوالتفاصيل،وبقدرتمكنمهارةالمالحظةلدىالكيميائيبقدرمايمكنحصولهعليه

منمعلوماتأوليةتساعدهفيحلالمشكلةالتييبحثعنحلبها.إنمهـارةاملالحظـةمتيزبعضناعـنبعض،فلـوطلبتمنزمالئكتسجيـلمجيـعمـارأوهمنذانطلقـوامنالطابورالصباحيهذااليوموحتىوصوهلـمإىلقاعـةالدراسة)الفصل(؛ستجدتفاوتابينهمفيامالحظـوه،

بليندرأنجتـدمنسجلمجيعماالحظـهالطـالبجمتمعون،أمـاالكيميائيفلـهمعاملالحظةشأنآخر.ومناملمكنلكلمناأنيطورمهاراتاملالحظةبقليلمنالرتكيزيفاألشياءمنحوله،ويومابعديوميصبح

كلمناقوياملالحظةويصبحكيميائيمالحظجيد.

مـهارةالـدقـةواحـدةمنالمـهـاراتاألسـاسـيـةللكيميائي،فهويتعاملمعكمياتالموادومدىالتغيرسيتأثركثيرابمقدارالكميةالتييستخدمها،إضافةإلىأهميةالدقةفينقلالمعلوماتوالنتائج،حيثسيتلقاها

اآلخرونوربمايتخذونبناءعليهاقراراتمهمة.شكل)13-1(

شكل)14-1(القراءةالصحيحةتؤخذمنالرقمالمقابلللسطحالسفلي

لسطحالسائل

2 ـ الكـيـمـيائي دقـــيـــق :

إنإضافةجرعةزائدةمنمادةكيميائيةطبيةتدخلفيصنعنوعمناألدويةقديكونسببافيموتالمريضبدالمنأنتكونسببالشفائه.

إنالدقةلدىالكيميائيتعنيلهالكثري،فكلالقياساتالتييقومهباتعتمدعىلمهارةالدقةيفاستخداماملقاييسوأدواتالقياسوالدقةيفقراءةنتائجها

وتسجيلها.

36

طبيعةعلمالكيمياء

لغرض مشتركة تجمعهاصفات فيمجموعات الموضوع مفردات إلىوضع تهدف التصنيفخطوةتسهيلدراستهاوفهمها،فقامعلماءاألحياءمثالبتصنيفالمخلوقاتالحيةإلىنباتاتوحيوانات،وغيرها،ثمالحيواناتإلىفقارياتوالفقاريات،وهكذا...إلخ،كماقامعلماءالكيمياءبتصنيفاألشياءإلىغازات،أوسوائل،أوصلبة،واألشياءالصلبةإلىفلزاتوالفلزات،وهكذا،وصنفعلماءاألرضالصخورإلى

صخورناريةومتحولةورسوبية.

إنالتصنيفيساعدنافيالتعاملمعاألشياءعلىصورةمجموعات،فالحيواناتكلهاتحتاجإلىالغذاءالذي المكان الهواءوتمأل تنتشرفي بيئاتمناسبة،والغازاتجميعها والهواءوتتحركوتنتقلوتعيشفي

توجدبداخله،والسوائلتتميزبالجريان،ويتغيرشكلهابتغيرشكلاإلناءالذيتوجدبداخله،وهكذا.

إنمهارةالوصفصفةيحتاجإليهاالكيميائيلتقريبالمشاهداتوالنتائجالتييتوصلإليهامناآلخرين،وليتذكربدقةماكانقدالحظهفيوقتمضىليستطيعالبناءعليهأوالمقارنةبينهوبيننتائججديدةتوصل

إليهافيوقتالحق.

املكتشفون يقم مل لو التصنيع حيز إىل لتصل تكن مل الكيمياء جمال يف العلمية االكتشافات من كثريا إنبتسجيلبياناهتمالتيمجعوها،ونتائجهمالتيتوصلواإليهاووصفوهابدقـة.

إلىحل،فيصف أوتحديدمشكلةتحتاج الكيميائيلمهارةالوصفعندمالحظةظاهرةما، ويحتاجالمشكلةبدقةيمكنمعهافهمالمشكلةوتحديدأبعادها،كمايحتاجإلىمهارةالوصفعندنشرالنتائجالتي

يتوصلإليهالحلتلكالمشكلة.

3 ـــ الكيميائي يصف ويسجل بياناته :

4 ـــ الكيميائي يجيد التصنيف :

37

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياءتمثلجانبامنالمتعةلمنجربالتعاملمعالمختبروالموادالكيميائيةواألدواتواألجهزة،ففيهايرىالكيميائيتغيراأللوان،وتصاعداألبخرة،وترسبالموادالراسبة،وانحاللالسوائلفيبعضها،ويرىكيفأنمزجالموادمنشأنهأنينتجمادةجديدةغريبةعنالموادالتيكونتها،ولذافالكيمياءأصبحت

وسيلةللترفيهوالتسليةوصنعتمنهاالعديدمنالموادالمسلية.

أن الكيميائيةيمكن المواد العبثواللعب،فبعض نوعمن المختبر العملفي أن يعني أنذلكال إالتكونمصدراللخطر،إمالكونهسريعاالشتعالأوقديتسببفينشوبحريق،أوأنهيحدثخدوشاللجلدالسميةتسبب لبعضهادرجةمن قديكون يستنشقها،كما األبخرةمن تقرحاتمؤلمة،وقدتضربعض أومشكالتصحيةلمنيتعرضلها.ولذافالكيميائييتعاملمعتلكالمخاطربحذرشديد،ويتبعاحتياطات

األمانوالسالمةالالزمةللعملبسالم.

وعلىالرغممنأننسبةالمخاطرالتيسجلتللعاملينفيمجالالمختبرالكيميائيقليلةإالأنهذااليعنيالتهاون،وإنمايدعوإلىمزيدمنالحيطةوالحرص.

ومنهناوضعالكيميائيونعددامناحتياطاتاألمانالالزماتباعهاعندالعملفيالمختبر.

احتياطات السالمة واألمان في مختبر الكيمياء :

1ـاحرصعلىارتداءمالبسالوقايةوالسالمةفيالمختبرات)معطفالمختبر،نظارةوقايةللعين،قفازةلليدين،وعندالحاجةيتمارتداء

كمامةلألنف(.الجميع متناول من وقربها الحريق إطفاء مواد وجود من تأكد 2ـ

وجاهزيتهالالستخدام.تأكدمنوجودمخارجمناسبةللطوارئيسهلاستخدامهاكمخارج 3ـ

للنجاةعندالحاجة.

شكل)1-15(نظارةالمختبر

5 ـ الكيميائي يعمل بحذر وأمان :

38

طبيعةعلمالكيمياء

4ـاحرصعلىأنتكونغرفةالمختبرجيدةالتهوية،أويمكنتهويتهاعندالحاجة.5ـتأكدمنإغالقمصادرالغازقبلمغادرةالمختبر.

6ـأغلقجميعحاوياتالموادالكيميائيةجيدابعدكلعمليةاستخداملهاوتأكدمنإغالقهاقبلمغادرةالمختبر.

7ـاتبعإرشاداتالعملفيالتجربةأوالنشاطالمحددبدقة.8ـأبعدالموادالقابلةلالشتعالكالورقوالمناديلعنمصادرالحرارةوخاصةاللهب.

9ـاحذرمنتعريضالزجاجياتللكسر.خزانة واستخدم إليه، التعليمات تشير ما إال المختبر، في المتصاعدة األبخرة استنشاق تجنب ـ 10

الغازاتعندمايصاحبالتفاعلتصاعدغازاتضارة.11ـتجنبتذوقالموادالكيميائيةإالماتشيرالتعليماتإليه.

12ـاستخدمالطريقةالصحيحةللتسخين،ولكلغرضمنأغراضالتسخينطريقةخاصةبه.تجنبتوجيهفوهةاألنابيبواألدواتالتيتستخدمهاإلىوجهكأووجهأحدزمالئكلئالتتسبب 13ـ

فياألذىلكم.14ـتأكدمناسمالمادةأوالموادالكيميائيةقبلاستخدامها.

األوعية أو األرض إلى الصلبة المادة من حبيبات أو السائلة المادة من قطرات سقوط تجنب ـ 15المجاورةأوامتزاجهامعموادأخرى،واحذرتسربكميةمنالغازالمرادنقلهمنمكانآلخر.

إن الكيميائي يتعامل في المختبر مع عدد كبير من األجهزة واألدوات ، وبدون االستخدام الصحيح لكل منها يمكن أن يتعرض لبعض األضرار أو اإلصابات.

مإرشاداتمحددةللتعاملمع ولمزيدمنالعنايةباحتياطاتاألمان،اتفقالكيميائيونعلىوضعرموزتقداألجهزةوالموادالكيميائيةكمافيالشكل)16-1(.

39

طبيعةعلمالكيمياء

ارتداء نظارة واقية للعنيارتداء القفاز الواقي لليدينارتداء مالبس املختربارتداء القناع الواقي

مكان غسيل اليديندش غسيل العيوناإلسعــافغـازات مضغـوطة

مــواد مؤكسـدةمواد قابلة لالشتعالمــواد مهيجـةمــواد آكلــة

تيار ذو جهد عايلمواد ذات تفاعالت خطرةمصدر أشعة ليزرمواد قابلة لالنفجار

املواد السامة الرتاكميةمواد شديدة السميةمــواد مشعــةأخطــار بيولوجيةشكل)1-16(بعضإرشاداتوعالماتالسالمةفيالمختبر

40

طبيعةعلمالكيمياء

إنتعاملكالسليمأيهاالكيميائيالصغيرمعالموادالكيميائيةالتيتستخدمهايدلعلىقدرمنالمهاراتالعمليةالتيتتمتعبها،ففيالمختبرأنواعمنالموادبعضهاغاز،وبعضهاسائلوبعضهاصلب،ولكلمنهاطريقةفيالتعاملمعهاسواءعندنقلهامنمكانآلخرأومنوعاءحفظهاإلىوعاءالتجربةأوعندتخزينها،أوعندإجراءالتجاربعليها،وسنتعرفخاللدراستناللكيمياءعلىعددمنتلكالمهاراتبينماسنقتصر

هناعلىالمهاراتالتالية:)أ( مهارة نقل المواد الكيميائية وتداولها :

وأنتتعملداخلمختبرالكيمياءتحتاجكثيراإلىإتباعطرقصحيحةلنقلكمياتالموادالكيميائية،وتتكونلديكمهارةالتعاملمعهابمجردالحرصعلىإتباعتلكالطرقالصحيحةوتكرارتطبيقها.

7 ـــ الكـيميائي يـتـعـامل مـع الـمـواد الكـيـمـيائـية بطـريقـة صــحــيـحـة :

الصحيحلكلمنها المختبرمععددكبيرمناألجهزةواألدوات،وبدوناالستخدام الكيميائيفي يتعامليمكنأنيتعرضلبعضأوجميعمايلي:

*حدوثخللفيالنتائجومصداقيتها. *حدوثخللجزئيأوكاملفيعمله.*اإلضراربنفسهأوبمنيعملمعهأويقتربمنه. *تلفجزئيأوكامللألجهزةواألدوات.

*إهدارالوقتوالجهدوالمال.ولكلنوعمناألجهزةواألدواتطريقةاستخدامصحيحةينبغيتعلمهاوإتقانتطبيقهاقبلاستخدامهايفإجراء

القياساتوالتجاربالعملية،وعادةتوجدبطاقةتعليامتمرفقةباألجهزةتساعدعىلاستخدامأفضلهلا.

تدريب )3-1( :

ارجعإىلاألشكالص30،31،32،ثماستنتجطريقةاستخدامبعضاألدواتاملذكورة.

6 ـــ الكيميائي يســـتخدم األدوات واألجهزة بطريقة صحيحة :

41

طبيعةعلمالكيمياء

وفيما يلي بعض اإلجراءات التي تساعدك أيها الكيميائي في تنمية مهارة نقل المواد الكيميائية وتداولها :

شكل)1-17(قدتتفاعلأبخرةبعضالموادبمجرداقترابهامنبعضها

شكل)18-1(

1ـاحرصعلىتغطيةوعاءحفظالمادةالكيميائيةبعدأخذالعينةمباشرة؛لئاليتلوثبأبخرةالمواداألخرىأوتتسربأبخرته

فيجوالمختبرمسببةلهالتلوث.

في اإلسراف دون الكيميائية المادة من المحدد القدر خذ ـ 2الكمياتالمستخرجة.

تجنبإعادةالكمياتالزائدةعناالستخداممنالموادالكيميائية 3ـإلىوعاءالتخزين،خاصةعندماتكونأجواءالمختبرملوثة.

4ـأغلقغطاءوعاءالمادةالكيميائيةبإحكامبمجردانتهائكمنإخراجالكميةالمطلوبةمنه.

5ـاستخدمملعقةنظيفةجداعندنقلالكميةالمطلوبةمنالمادةالمواد من نوع من ألكثر تستخدمها وال وعائها، من الصلبة

الكيميائية.

6ـعندالرغبةفيأخذعينةمنسائلمحفوظفيوعائهالخاصقمبإمالةفوهتهبحذرلسكبالكميةالمطلوبةإلىجداروعاءمناسب،ليتمنقلالكمياتالمناسبةفيمابعدباستخدامالماصةأوأيأداةأخرى،وتجنبإدخالأداةنقلالسائلمباشرةإلى

وعاءالتخزينلكياليتلوث.

لنقلكميةمن ـيفبعضاحلاالتيفضلاستخدامساقزجاجية 7سائلإىلكأسبهسائلآخرشكل)18-1(.

42

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)1-19ب( شكل)1-19أ(

8ـاستخدملنقلالموادالكيميائيةمنمكانآلخرأنابيباختبارأوكؤوسزجاجيةنظيفة.

9ـعندتقليبالموادالكيميائيةفيوعاءمايفضلاستخدامساقزجاجية.

)ب( مهارة التخلص من المواد الكيميائية الزائدة :

حينتنتهيمنالعملفيالمختبرقديتبقىلديكبعضالموادالكيميائيةالزائدةعناالستخدام،وموادأخرىنتجتخاللنشاطاتالتعلمالتيقمتبها،فماذاستفعلبتلكالمواد؟

يجب التمييز بين نوعين من المواد الكيميائية :

المياه في أو التربة في موجودة حياتية لمواد المماثلة أو الطبيعية المواد وهي مأمونة مواد : األول النوع

النيتروجين، وغاز الكالسيوم...(، كربونات أو الطعام )كملح األمالح معظم مثل الجوي، الهواء في أوالسائلةمنهفيمجاري المادة التخلصمنهبسكب النوعيمكن ؛فهذا الغذائيةكالخلونحوها والمحاليلالمياهداخلالمختبر،ورميالمادةالصلبةفيحاويةالنفايات،والتخلصمنالمادةالغازيةبتركهاتنتشرفيالهواءأوبواسطةخزانةطردالغازات،وحيثمااستخدمتمجاريالمياهللتخلصمنبعضالسوائلفالبد

منمكاثرتهابماءالصنبورلتقليلتأثيرها.

43

طبيعةعلمالكيمياء

النوع الثاني : مواد غير مأمونةوهيالموادالغريبةعلىالبيئةالطبيعيةوالتيربماتسببتفيإحداثتلوث

أو بأمراض البعض إصابة في تسببت أو فيها، مرغوب غير تغيرات أو حرائق حدوث إلى أدت أو فيها،إصابات،مثلبعضالفلزاتكالصوديوم،ومعظماألحماضوالقلويات)القواعد(وبعضالموادالعضوية،والتيسنتعرفعلىبعضهاخاللدراستناللكيمياء،ولكلمنهذهالموادطرقخاصةللتخلصمنهايمكناستشارة يمكن الحاجة وعند بها. الخاص التخزين وعاء على المطبوعة التعليمات بقراءة عليها التعرف

معلمكفيذلكفهوسيعينكعلىالتخلصالسليممنها.

تدريب )4-1( :

اقتراحك للتخلص منهاالمادة الكيميائية

عينةمنملحكلوريدالصوديوم

كميةقليلةمنغازثانيأكسيدالكربون

بضعةجراماتمنمسحوقالطباشير

بضعةلتراتمنماءالبحر

بضعةملليلتراتمنمادةمعقمةللجراثيم

10ملليلتراتمنغازالطبخفيأنبوبةاختبار

اقترحطريقةمناسبةللتخلصمنكلمنالموادالكيميائيةالتالية:

44

طبيعةعلمالكيمياء

أوال : حرض حملوال من كلوريد احلديد الثالثي )III( كام ييل :1ـضـع10جـراماتمنمـلحكلوريدالحـديـدالـثـالثـي)III(فيكأس

سـعـة200مـل..)III(الثالثياحلديدكلوريدمادةشكلصفـ2

3ـجهز50ملمناملاءاملقطريفخمبارمدرجسعة100مل)أوأيخمبارتزيدسعتهعن50مل(.

4ـانقلاملاءاملقطرمناملخباراملدرجإىلكأسكلوريداحلديدالثالثي،وحركاملزيجملدةدقيقة،صفماتالحظه.

5ـغطالكأسبواسطةزجاجةساعة،واحفظاملحلوليفمكانمناسب.

ثانيا : وصف حملول عصري الليمون :1ـضع100ملمنعصريالليمونيفكأسزجاجيةسعة200مل.

تذوقطعمالعصري،وحدداللون،تعرفعىلالصفاتالظاهريةللعصري. 2ـ3ـصفبدقةماتشاهدهيفكأسالعصري.

ثالثا : حتضري مرشوب الشاي األمحر :ويمكن املنزلية(، الطريقة )عىل املعروف األمحر الشاي ـحرضمرشوب 1

حتضريإبريقمنالشايجلميعجمموعاتالعمل.2ـضع100ملمنالشاييفكأسلرشبالشاي.

نشاطات عملية لتطوير مهارات العمل في المختبر :

الخطواتالــمـواد واألدوات

كأسسـعة200مـلـكأسسـعة100مـلـخمبـارمدرج)سـعة10 مـل،سـعة100مـل(ـإبريقلتحضريالشـايـكأسشايـماءمقطرـملحكـلـوريداحلــديـدالشـاي الثالثـيـورق)أوأكـيـاسمغـلفـة(ـعصريليمون)طازجأو

معبأصناعيا(.

كيف تحضر محلوال ؟نشاط عمـيل 1 - 4

45

طبيعةعلمالكيمياء

الترشيح :عمليةيتمبموجبهافصلمادةغيرذائبةعنمادةسائلة. الــمـواد واألدوات

الخطوات مل، 250 سعة كأسمخبارمدرجسعة100الترشـيح، قمع ، مـلحامل،ورقالترشيح،250مل سعة وكأسلجمعالراشح)السائلماء من عينة النقي(،

وادي.

كيف تجري عملية الترشيح ؟ نشاط عمـيل 1 - 5

1ـضع200ملمنعينةماءالمستنقعفيكأسسعة250مل.

2ـجهزورقةالترشيحبثنيهامنمنتصفها،ثمثنيالناتجمرةأخرىليصبحشكلهاربعالشكلاألصليللورقة.

3ـافتحأحدجوانبورقةالترشيحلتصبحبشكلفتحةالقمع،وضعهافيالفتحةالواسعةللقمع.

4ـضعالقمعمنجهةاألنبوبيفالدورقاملخروطيسعة250مل.

3ـتذوقطعمه،وحددلونه،وتعرفعىلالصفاتالظاهريةله.4ـصفماتشاهدهيفكأسالشاي.

رابعا : إحداث تغرير :

1ـخذيفخمبارمدرجمناسب100ملمنمرشوبالشاياألمحر،واسكبهعىلكأسحملولكلوريداحلديدالثالثي.

2ـصفماتالحظه.الليمونبواسطةخمبارمدرجإىلاملزيجالسابق 3ـانقل10ملمنعصري

)مزيجالشاياألمحروحملولكلوريداحلديدالثالثي(.4ـصفماتالحظه.

46

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)21-1( شكل)20-1(

1

4 3

2

الترشيح ورقة القمعمنخالل إلى الكأس من المستنقع ماء اسكب ـ 5)اسكبكميةقليلةشيئافشيئا(.

*ماذاتالحظعلىورقةالترشيح؟

*ماذاتالحظبداخلالدورقالمخروطي؟

6ـقسحجمالماءفيالدورقالمخروطيبدقةباستخداممخبارمدرج،وسجلالحجم:)مل(.

*ماذاتالحظ،ولماذا؟

*مافائدةورقالترشيحفيالعمليةالتيقمتبها؟

*حددالمهاراتالالزمةإلتمامعملكفيهذاالنشاطبشكلسليم.

47

طبيعةعلمالكيمياء

الــمـواد واألدوات

الخطوات

مـخــروطــي، دورقمكـثـفبسـيط،مـاء،عـيـنـةمـنالصنـبـورالصالحللشـرب،ملحالطعام،كأسأودورقلجمعناتجالتقطير.

كيف تجري عملية التقطير؟ نشاط عمـيل 1 - 6

التقطير : عمليةيتمبموجبهافصلمادةسائلةعنشوائبممتزجةمعهاباستخدامعمليتينمتتابعتينهما:عمليةالتبخير،وعمليةالتكثيف)منأشهرهاتقطير

عينةماءللحصولعلىالماءالنقي(.

1ـضع200ملمنعينةماءالصنبورفيالدورقالمخروطي.2ـأذبكميةمنملحالطعام)نحوملعقتيشاي(.

3ـتذوقطعمالماء،سجلمالحظاتك.4ـركبجهازالتقطيركمافيالشكلالتالي.

ابدأعمليةالتقطيربتسخينالدورقالمخروطيبحذروراقبمايحدث، 5ـماذاتالحظ؟

6ـاستمرفيعمليةالتقطير،وتأملمايحدثحتىتجمعكميةمنالماءالتقلعن50مليلترا.

7ـتذوقطعمالماءدونأنتبتلعه.8ـقارنبينطعمالماءالناتجوطعمالماءفيالخطوة

رقم3،ماسبباختالفالطعم؟*أينذهبالملح؟

*اقرتحاسامللامءالذيحصلتعليهيفاخلطوةرقم7:*حددالمهاراتالالزمةإلتمامعملكفيهذاالنشاط

بشكلسليم: شكل)22-1(

48

طبيعةعلمالكيمياء

نشاط ميداني :

*اقرتحتصميمجلهازيتمإعدادهمنأدواتمتداولةيفاملنزلأواملدرسةالستخدامهيفتقطريماءالصنبورللحصولعىلماءمقطريمكناستخدامهيفخمترباملدرسة،وبناءعىلالتصميمالذيافرتضتهيفالتدريب

السابق،حاولإعداداجلهازوجتربتهيفمنزلك،ثماعرضهعىلمعلمكوزمالئك.

الخطواتالــمـواد واألدوات

مصدر بنزن، موقدللغاز،ماءمقطر،ملح

الطعام.

قم بعملية تسخين أنبوبة اختبار : نشاط عمـيل 1 - 7

1(زنجراماواحدامنملحالطعام.

2(انقلالكميةالتيوزنتهامنملحالطعامإلىأنبوبةاختبارسعة10مل.

3(أضفكميةمنالماءالمقطرإلىثلثاألنبوبة.

4(حركالمزيجحتىالذوبان)اتبعالطريقةالسليمةفيالتحريك(.

5(زن5جراماتمنالملحوانقلهاإلىأنبوبةاالختبار.

6(حركإلذابةمايمكنإذابتهمنالملحفيالمحلول.

لهب فوق بحذر سخن ثم األنابيب، بماسك االختبار أنبوبة أمسك )7في كما اللهب، تحريك أو األنبوبة تحريك مع بنزن موقد

الشكل)1-23(،)اتبعالطريقةالسليمةفيالتسخين(.

8(راقبمايحدثوسجـلمـالحـظـاتـك.

التيقمتبها 9(حددالمهاراتالالزمةإلتمامالعملياتفيهذاالنشاطليتمعملكبشكلسليم.

شكل)23-1(

49

طبيعةعلمالكيمياء

تعتبرخرائطالمفاهيمأحداألساليبالمتبعةفيالطريقةالعلميةفيالتفكير،فالمفهومهومايدلعليهلفظنتلفظبه،بحيثيكونذلكاللفظرمزايجعلنانستحضرمايدلعليهفيأذهاننابمجردسماعناأوقراءتنالذلكاللفظ،فمثال:يعدلفظ:الجملمفهوماداالعلىمانعرفهفيأذهانناعنحيوانكبيرالحجملهأربع

قوائميعيشفيالصحراءينتشرفيبالدنا...إلىآخرمايدلناعليهذلكاللفظ.

إناملفهومالذييعربعنهبلفظأوأكثرواحدمنالنعمالعظيمةالتيأنعماهللهباعىلنبيناآدمحنيأخرب﴾]سورةالبقرة31[؛ولقداستخدمالعلامء اهللسبحانهعننعمتهعليهبقولهتعاىل:﴿والتوحيد الفقه وعلامء اإلسالم فمنذعرصصدر ، اآلخرين العلامء مع تواصلهم ويف تعبرياهتم يف املفاهيمواحلديثوالتفسرييستخدمونتلكاملفاهيميفتعبرياهتموجعلوااأللفاظدالةعىلمعانتعارفعليهاالعلامء

فيامبينهم،فمثال:ظهرتمفاهيم:احلديثالصحيح،احلديثالضعيف،احلديثاحلسن،وهكذا...

للتعبير بينهم فيما الكيميائيون يستخدمها لغة الكيميائية المفاهيم استخدام أصبح الكيمياء علم وفيالعلميعنأبحاثهم،فبدالمنأنيقولأحدهمفيكلمرةيتحدثفيهاعنالهواءمثال:)إنذلكالجسمالغازيالذييحتويعلىخليطغازيمعظمهمنغازالنيتروجينممزوجبغازاألكسجينوغازاتأخرى...(

أصبحيكفيهذكرلفظة:الهواءليفهمالعلماءكلتلكالجملةالتيدلتعليهاتلكاللفظة.

إنالمفاهيمعادةيبنىبعضهاعلىبعضفكلمفهوميساعدعلىبناءمفاهيمجديدةفيأذهاننا،ومنهنافإنممايساعدناعلىمزيدمنالفهمأننربطبينتلكالمفاهيمبعالقاتتجعلتعلمنالهاتعلمالهمعنىأكثروضوحا،وعندمانربطعالقاتبينتلكالمفاهيمبواسطةمخططأوشبكةمفاهيميةنكونبذلكرسمناما

يسميهالعلماء:خرائط المفاهيم.

ولتوضيحالعالقاتبنياملفاهيمنكتبعبارةربطبنيكلمفهومواآلخر،واملثالالتايليوضحذلك:

)Concept Maps( : خــــرائـط المفـاهـيم

50

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثـــــال 1 - 2

حاولأنتصممخريطةمفاهيميةتبينفيهاأنواعالمكوناتالرئيسةللهواءالجويوأهميتها.

الــحــلخريطة تمثيل يمكن وعليه الحياة، في واستخداماتها الهواء مكونات بعض عرفت أن سبق

المفاهيمالخاصةبهكمايلي:الــهــواء

يحتوي

منها

N2

التمثيل الضوئي التنفس صناعة األسمدة

ثاني أكسيد الكربون األكسجين النيتروجين

غازات

يحتاجه

يطلقه

صيغته

مهم في

صيغته

O2

مهم في

النبات

صيغته

CO2

مهم في

51

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلة وتمارين ؟

)1-1( عرب بأسلوبك عن املراد بكل مما ييل )يف سطرين لكل منها( :

الكيمياءعلمجتريبي. أـ

علمالكيمياء. بـ

احتياطاتاألمانيفاملخترب. جــ

الطريقةالعلميةيفالتفكري. دـ

)1-2( اربط بين العملية الكيميائية واألداة األكثر مالءمة لها.

األدواتالعمليات الكيميائية

أـنقل3.5مللترامنالماءالمقطر.بـإضافة3نقطمنمادةملونة.

جــتسخينأنبوبةاختباربهامادةقابلةلإلشتعال.دـتنقيةمحلولمائييحويرواسب.

هــنقل75مللترامنمادةسائلة.

حماممائيمخبارمدرجسعة100مللتر

أنبوبةاختبارموقدبنزن

قطارةمخبارمدرجسعة10مللتر

كأسسعة150مللتر

)1-3( اشرح العبارة التالية فيما ال يزيد عن خمسة أسطر.»ممايساعدكعىلفهممايدثداخلجسمك،استفادتكمنعلمالكيمياءوعلماألحياءمعا«.

52

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياء

يبحث فيعلم يعتمد على

الترمومتر

الحجوم

الحواس

األشياء الكمية

مـقــايـيــس

الـدقــــة

؟المهارات أ -

جداولعبارات لفظية

يمكن أن يكون بـ :

مـثــل

يتأكد استخدامها في

تستخدم

تتضمن

تستخدم

مـثــل

من حيث

؟ ب -

؟ د - ؟ و - ؟خصائصج -

ل - ؟ ك - ؟

ي - ؟ ط - ؟

ح - ؟ ز - ؟

هـ - ؟

)1-4( امأل الفراغات املوجودة يف خريطة املفاهيم التالية بمفاهيم وروابط مناسبة :

طــبـيــعـة الـامدة

الفصل الثاين

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :1ـتذكرمفهومالمادة.

فيماحولكمنمخلوقاتأوجدها تتفكر ـ 2اللهفيالكون.

3ـتميزبينالخواصالفيزيائيةوالخواصالكيميائيةللمادة.

4ـتتعرفعلىالتغيراتالفيزيائيةوالكيميائيةالتيتطرأعلىالمادة.

5ـتميزبينطرقالفصلالفيزيائيةوطرقالفصلالكيميائية.

6ـتعددأشكالالمادة.7ـتقارنبينكالمنالعنصروالمركب

والمخلوط.8ـتميزبينرموزالعناصروصيغالمركبات.9ـتجريمجموعةمنالتجاربالمتعلقة

بطبيعةالمادة.

أهــداف الفـصـــل :2

المعرفة حب غريزة بدافع وذلك حوله، الذي العالم طبيعة في البحث العصور عبر اإلنسان حاولواالستطالع،ومنخاللذلك،توصلاإلنسانإلىالكثيرمناالكتشافاتالمهمةالتيساعدتعلىتطورفمن بها، يتعلق وما المادة بدراسة يعنى الكيمياء علم لكون ونظرا الكيمياء، علم ومنها والتقنية، العلومتطرأ التي والتغيرات وأشكالها وخواصها المادة على بالتعرف المبتدئ الكيمياء دارس يبدأ أن المناسب

عليها،وطرقفصلالموادعنبعضهاالبعض.

*تأملالصورالتالية:

) Nature of Matter( طبيعة المادة

مـاهـي الـــمـــادة ؟

شكل)1-2(

54

طبيعةعلمالكيمياء

يطلقعليه الكون، اللهفيهذا أوجدها نراهحولنامنمخلوقاتوموجودات الصور،وما نراهفي ما إناسممادة.

فالمـادة هـي :كل شيء يشغل حيزا من الفراغ وله ثقل.مثل:الماءوالهواءوالفحموالحجروالحديدواللحموالورقوالترابوماإلىذلك.

﴾)سورةالزمر:62(. قالتعالى:﴿

تختلفالموادالتينصادفهافيحياتنااليوميةفيخواصهاوصفاتها،فإذاتمعنافيالموادالمذكورةآنفايمكنأننجدبينهاتشابهاواختالفا،ولكلمنهاخواصتميزهاعنغيرهاوتحددأهميتهاواستخدامها.

*ماالخاصيةالمميزةللهواءوالتيجعلتمنهمادةضروريةللحياة؟*ماهيالصفةالتييتصفبهاالحديدواليتصفبهاالحجر؟

*للفحمخاصيةالتتوفرفيبقيةالموادالمذكورة،ماهي؟وعموما يمكن تصنيف خواص المادة كما يلي:

: )Properties of matter( خواص المادة

سؤال للتفكير :

*هـلالـنـارمــادة؟شكل)2-2(

خواص الـمـادة

خواص كيميائية خواص فيزيائية

55

طبيعةعلمالكيمياء

هذاالنوعمنالخواصيتضمنالخواصالتيتؤديإلىالتغيرفيالتركيبالكيميائيللمادةعندمزجهاالخواص على األمثلة ومن مثال. كالتسخين ما لمؤثر تعرضها عند أو أخرى مادة مع معينة تحتظروف

الكيميائيةالحموضةوالقلويةوالنشاطالكيميائي.

الـــخـــواص الـكــيــمـيـائـيـة :

الحظهذهالموادوحددأبرزخواصها،دونهذهالخواص،ثمصنفهافيجدولإلىمجموعتينوفقالتقسيمالذيتعلمته.

الخطواتالــمـواد واألدوات

سـكـر،ملـحالطعـام،مـاء، فـحـم، قـطـعـةإيثانـول،بـرادةحديد،محلولالنشـادر،مادةالخل،ورقأومحلول

تباعالشمس.

الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة : نشاط عمـيل 2 - 1

تعلمتسابقافيكتابالعلومأنالماءسائلعديماللونوالطعموالرائحة،درجةغليانه100درجةمئويةودرجةتجمدهالصفرالمئوي،وكثافته1جرام/سم3عند4درجاتمئوية.نطلقعلىمثلهذهالصفاتالتييمكنمالحظتهابالحواسأوقياسهاباستخداماألجهزةالمختلفةخواص

فيزيائيةللمادة.شكل)3-2(

الخواص الفيزيائية )الطبيعية( :

56

طبيعةعلمالكيمياء

1ـ ضعقطعتينمنالثلجفيكأس،واتركهافترةمنالزمن.

ضعكميةمنملحالطعامفيكأسبهماء 2ـوحرك،ماذاتالحظ؟شكل)5-2(

اطحنكميةمنالسكرفيبوتقةالسحق، 3ـماذاتالحظ؟

شريط من مشتعل ثقاب عود قرب ـ 4شكل)2- تالحظ؟ ماذا المغنيسيوم،

)7ضعقليالمنمحلولالملحفيأنبوبةاختبار 5ـمحلول من جدا قليلة كمية إليه وأضفنتراتالفضة،ماذاتالحظ؟شكل)6-2(رقم1، الخطوة في الكأس إلى ارجع ـ 6

الخطواتالــمـواد واألدوات

ماء، طعام، ملح سكر،مكـعـبـاتمنالـثـلـج،شـريـطمـغـنـيسـيـوم،محـلولنتراتفـضـة.

التغيرات التي تطرأ على المادةنشاط عمـيل 2 - 2

شكل)4-2(

شكل)5-2( شكل)6-2(

شكل)7-2(

ماذاتالحظ؟

منخاللمالحظاتكلنتائجالتجاربالسابقةمنالمفترضأنتكونالمادة، على تطرأ أن يمكن التي التغيرات من نوعين بين ميزت قدتصل وتغيرات للمادة، الخارجي الشكل على أثرها يقتصر تغيراتمواد تتكون بحيث للمادة، األساسي التركيب في تغيير إحداث إلى

جديدةومختلفة.

57

طبيعةعلمالكيمياء

واآلنيمكنناالقولبأنهناكنوعينمنالتغيراتالتييمكنأنتطرأعلىالمادة.

التغيرات الفيزيائية :هيتغيراتتطرأعلىالمادةفتغيرفقطمنالشكلالظاهريللمادةدونالمساسبالتركيباألساسيللمادة،بمعنىأنالمادةتظلمحتفظةبهويتها.

التغيرات الكيميائية :هيتغيراتتطرأعلىالمادةفتغيرمنالتركيبالكيميائيللمادة،بحيث

تنتجعنهموادجديدةبصفاتمختلفة.والتغيراتالكيميائيةهيمايهتمبهعلمالكيمياء،وهومايطلقعليهاسم

شكل)2-8(التفاعالتالكيميائية.

شكل)2-10(شكل)9-2(

التغيرات التي تطرأ على المادة

تغيرات كيميائية تغيرات فيزيائية

58

طبيعةعلمالكيمياء

كثيرامايحتاجدارسالكيمياءإلىفصلالموادعنبعضهاالبعض،وتشكلهذهالعمليةأساسمايعرفبعمليةالتحليلالكيميائيوبوجهعاميمكنتقسيمعملياتفصلالموادإلىقسمين:

طرق فصل فيزيائية :وهيالطرقالمعتمدةعلىالخواصالفيزيائيةللمادة،مثل:عملياتالترويقوالترشيحوالتبخير.

طرق فصل كيميائية :وهيالطرقالمعتمدةعلىالخواصالكيميائيةللمادةوفيهايحدثتغييرللتركيبالكيميائيللموادبعد

عمليةالفصلمثل:عمليةالتحليلالكهربيللماءوعمليةتسخينكربوناتالكالسيوم.

شكل)11-2(

طـرق فصـل الــمــواد :

كمية مع السكر من بسيطة كمية اخلط ـ 1مماثلةمنالرمل،حاولأنتفصلالسكرعنالرمل،ماهيالخطواتالتيقمتبهالعملية

الفصل؟

استخدمتها؟ التي الفصل طرق مانوع *شكل)11-2(

2ـضعكميةمنكربوناتالخارصينفيالوزن، وسجل البوتقة زن صهر، بوتقةدع دقـائـق، خمس لمدة البوتقة سخن

الخطواتالــمـواد واألدوات

جهاز رمــل، سكر،للتحليل هــوفــمــانللماء، الــكــهــربــيخارصين، كربوناتهيدروكسيدكالسيوم.

طرق فصل الموادنشاط عمـيل 2 - 3

59

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)14-2(

البوتقةتبرد،ثمزنالبوتقةمرةأخرى.

*هلالحظتفرقافيالكتلةقبلالتسخينوبعده؟

*ماسببنقصانالكتلة؟

الخارصين كربونات على أثرت قد الحرارة أن على يدل ما هناك هل *فحللتهاإلىموادأبسط؟شكل)12-2(

الصورة، في موضح هو كما هوفمان جهاز في الماء من كمية ضع ـ 3اثنتينمنحمضالكبريتيكالمخفف،صلالقطبين أضفقطرةأو

بتياركهربي)12فولت(،ماذاتالحظ؟

*مااسمالغازينالناتجينمنعمليةالتحليلالكهربيللماء؟

شكل)13-2(

شكل)12-2(

أكسجين

60

طبيعةعلمالكيمياء

الـعنصر:هومادةأوليةاليمكنتحليلهاإلىموادأبسطمنهاالبالطرقالفيزيائيةوالبالطرقالكيميائية.مثل:األكسجين،الزئبق،الكبريت،الحديد.وتتألفالعناصرمندقائقصغيرةجداتسمىالذرات،والتي

تشكلأبسطالوحداتالبنائيةالتيينتهيعندهاتقسيمالعنصروالترىبالعينالمجردةوالبالمجهر.

أن يمكن العنصر من جزء أصغر هي الذرة يدخل في التفاعالت الكيميائية دون أن ينقسم.

ومنالحقائقالعجيبةفيالعلمأنكلالموادالموجودةفيهذاالكونتتألفمنأكثرمن110عناصرعرفهااإلنسانأساسية عناصر القدم منذ اإلنسان عرف وقد اآلن، حتىمثل:الحديدوالفضةوالذهبوالنحاسوالزئبقوالكبريتعناصر اكتشاف يتم الزمن وبمرور حياته في واستخدمها

شكل)2-15(جديدةوربماتكونهناكعناصرأخرىلمتكتشفبعد.

: )Elements( أوال : العناصر

توجدالمادةفيالطبيعةعلىشكلعناصرأومركباتأومخاليط.

: )Types of matter( أشكال المادة

شكل)2-17(:نسبةالعناصرفيجسماإلنسان.شكل)2-16(:نسبةالعناصرفيالقشرةاألرضية.

كربون18%

كالسيوم2%

أكسجين65%

هيدروجين10%نيتروجين3%

عناصرأخرى2%

كربون

بوتاسيومبروم

كبريت

حديد4.7%كالسيوم3.4%

أكسجين

صوديوم2.6%بوتاسيوم2.4%

مغنيسيوم1.9%عناصرأخرى2.6%

ألومينيوم8.1%سيليكون25.1%

61

طبيعةعلمالكيمياء

المركب :مادةناتجةمناتحادعنصرينأوأكثراتحاداكيميائيا،مثل:الماء،السكر،ملحالطعام،وتتألف.)moleculars(بالجزيئاتتسمىوحداتمنالمركبات

ومن خـواص الـمـركــب أنه : 1ـينتجمنتفاعلكيميائي.

2ـتتحدالعناصرالمكونةلهبنسبكتليةثابتة.3ـتختلفخواصهعنخواصالعناصرالمكونةله.

4ـيمكنتحليلهبالطرقالكيميائيةفقط.ومنعجيبصنعالخالقسبحانهوتعالىفيهذاالكونمانعرفهعنخواصبعضالموادوالتيتكونمختلفةتماماعنخواصالعناصرالمكونةلها،فكلوريدالصوديوممثال)ملحالطعام(مركبتحتاجهأجسامناونتناولهفيغذائنا،بينمانجدالعنصرينالمكونينله)الصوديوموالكلور(منالعناصرالضارةبجسماإلنسان،

فالصوديومفلزنشط،والكلورغازسام.

يتكون المادة من جزء أصغر الجزيء على يوجد أن يمكن أكثر أو ذرتين من

المخلـوط :عبارةعنمادتينأوأكثرمجتمعةمعبعضهاالبعضدونحدوثاتحادكيميائي،ويمكنأنيتكونالمخلوطمنعناصرمختلفةأومنعناصرومركباتأومركباتمختلفة.

ومن األمثلة على المخاليط :معظمالموادالمكونةلألطعمة،فكأسالشايخليطمنالماءوالسكروالمادةالملونةوالنكهةالمستخلصتان

منورقالشاي،وكذلكعصيرالفاكهة،والعجينةالتييتكونمنهاالكيكقبلطبخها.ومن صفات المخلوط :

تظلكلمادةمكونةللمخلوطمحتفظة 2ـ يتكونبخلطالموادبأينسبة. 1ـبصفاتها.

: )Compounds( ثانيا : المركبات

: )Mixtures( ثالثا : المخاليط

62

طبيعةعلمالكيمياء

4ـيمكنفصلالمخلوطبالطرقالفيزيائية. 3ـاليحدثبينمكوناتالمخلوطتفاعلكيميائي.ومن أشهر المخاليط ما يعرف باسم المحاليل )solutions(، فما هو المحلول؟

المادة على عادة ويطلق أكثر أو مادتين من مؤلف خليط عن عبارة : المحلول مذاب = )المحلول المذيب. أعلى بنسبة والموجودة المذاب أقل بنسبة الموجودة

.)Solvent مذيب +Solute

مثل:محلولالسكرفيالماءومحلولالبنزينفيرابعكلوريدالكربون.شكل)2-18(ولنتذكرأنمزجمكوناتالمخلوطبأينسبةتعتمدعلىاالستخدامالذيتريد،

الخطواتالــمـواد واألدوات

سكرأوملحطعام،ماء،مسـحوقكبريت،برادة

حديد.

نشاط عمـيل 2 - 4

1ـضعكميةمنالسكرأوملحالطعامفيكأس،وقلبباستخدامساقالتقليب،ماذاتالحظ؟

من الناتج شكل هو ما اإلذابة. قبل والماء والملح السكر شكل حدد *الذوبان؟ماذانسميناتجالذوبان؟

اخلطكميتينمنمسحوقالكبريتوبرادةالحديدفيزجاجةساعة،ادرس 2ـالمادةالناتجةبعدسةمكبرة،هلحدثتفاعلكيميائي؟كيفعرفت؟

3ـضعكميةقليلةمنالخليطفيأنبوبةاختبار،وسخنباستخدامموقدبنزن،ماذاتالحظ؟

*هلمازالالحديدوالكبريتمحتفظينبخصائصهمااألصلية؟ماهواسمالمادةالناتجة؟

لقددرستفيالسنةقبلالماضيةتفاعلالكبريتمعالحديد،حاولأن 4ـتكتبمعادلةكيميائيةتصففيهاهذاالتفاعل.

5ـاقترحطريقةلفصلالخليطالمذكورفيالخطوةرقم2.

63

طبيعةعلمالكيمياء

وقفة تأمل :

تدريب )1-2( :فيالجدولالتالي:قارنبينالمركبوالمخلوطوفقوجهالمقارنةالمحددفيالعمود

المخـــلوطالمـركــــبوجــه المقـــارنة

نسبالموادالمكونـةلـههليلزمتفاعللتكوينـه؟

طرقفصلمكوناتـههليحتفظبخصائصمكوناته؟

﴾

الشكأناالستعماالتالكيميائيةكانتمعروفةقبلاإلسالم،وكانتلهاومضاتبراقةعبرتاريخاإلنسانية،واليفوتنافيهذاالمجالماذكرهاللهـسبحانهوتعالىـعنذيالقرنينـ�ـمع

القومالذينخافواعدوانيأجـوجومـأجوجعليهم،فيسورةالكهف:﴿

وهذايبينلناماكانلدىذيالقرنينمنعلمفيعملسبيكةمنالحديدوالنحاس،لهاخواصتفوقخواصمكوناتها،جعلهاتصلحلبناءردميحميمناحتمىبهمناألعداء.

64

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

لديهمحلول يتكون أن بينمايضعآخرونملعقتيندون الشاي فبعضنايخلطملعقةسكرواحدةفيكأسجديدفهواليزالمحلولالسكروالشايفيالماء.شكل)18-2(

تتألف والمركبات أومنجزيئات، ذرات تتألفمن أن يمكن العناصر بأن السابق الموضوع في عرفنا

يتعامل الكيميائي ألن ونظرا جزيئات، منماليين وربما وآالف العناصر عشرات معباسم يعرف ما اصطالح تم فقد المركبات،مع التعامل تسهيل لغرض والصيغ، الرموز

العناصروالمركباتودراسةالكيمياء.العناصر ذرات لتمثيل طريقة : الـرمـوز وذلكباختياررمزمكونمنحرفأوحرفيناستعمل من أول وكان العنصر، لهذا ليرمزاآلن إلى والمستعملة الكيميائية الرموز نظامالعالمالسويديبرزيليوسالذياختارالحرففرمز له، رمزا ليكون العنصر اسم من األولوالهيدروجين O بالحرف األكسجين لعنصربالحرفHوهكذا...وتكتبرموزالعناصربالحرف واحد منحرف مؤلفة تكون عندما

الكبير.للكيميائي يعني الرمز فإن الحقيقة وفي

استعمل المعروفة، العناصر عدد كثر عندمااسم من والثاني األول الحرفين برزيليوسالعنصرمكونارموزامنحرفين،يكتبالحرفإلىجانبه، الثانيصغيرا كبيراوالحرف األولCa ب إليه رمز )Calcium( الكالسيوم فمثال)Carbon( الكربون عن مختلفا ليكون وذلكيمكن وكذلك ،C بالحرف إليه يرمز الذيالثاني عن عوضا الثالث الحرف استخدامللتمييزكمافيالكلور)Chlorine(الذييرمزلهبالرمزClوالكروم)Chromium(الذييرمزلهبالرمزCrوفيبعضاألحيانيكونالرمزمشتقامناالسمالالتينيللعنصرفمثاليرمزللحديدالالتينية الكلمة من مشتق وهو Fe بالحرفين)Ferrum(ورمزالرصاصpbمشتقمنالكلمةNaمن الصوديوم ورمز )Plumbum( الالتيـنية

.)Natrium(الالتينيةالكلمة

: )Symbols and Molecular Formula( الرموز والصيغ

فما المقصود بالرموز والصيغ ؟

65

طبيعةعلمالكيمياء

جدول)2-1(:يتضمنأشهرالعناصر

الصيغة الكيميائيةالمـركــــب

H2Oالــمــاء

COغازأولأكسيدالكربون

CO2غازثانيأكسيدالكربون

NH3الـنــشــادر

CH4الـمـيـــثــان

NaClكلوريدالصوديوم

C6H12O6سـكرالجلوكوز

CH3COOHحمـضالخـل

C6H6البنزينالعـطري

جدول)2-2(:صيغبعضالمركباتالمتداولة

داللة له ألن العنصر السم اختصار من أكثركرمز O نكـتب عنـدما إننا إذ أيضا، كمـيـةنفسه الوقت في نعني فإننا األكسجين لعنصرتعني O2 وكذلك األكسجين، من واحدة ذرةذرتينمناألكسجينو3Feتعنيثالثذرات

منالحديد.أماالصــيغ :فهيطريقةلتمثيلالجزيئاتكجزيء عنصرا يمثل الجزيء كان سواء، H2O كالماء مركبا يمثل أو O2 األكسجينإذافالصيغالجزيئيةللموادتعرفنابنوعالذرات

المكونةللمادةوعددها.الكيميائيين بين العلمي التواصل لغة إن

الـرمـــــزالعـنـــصرالـرمـــــزالعـنـــصر

CaالكالسيومHالهيدروجين

IاليودHeالهيليوم

FeالحديدCالكربون

AuالذهبNالنيتروجين

AlاأللمنيومOاألكسجين

SiالسليكونNaالصوديوم

UاليورانيومClالكلور

66

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلة وتمارين ؟

)2-1( صنف المواد التالية إلى عناصر أو مركبات أو مخاليط : الدهان، ماء البحر، النفط، الحليب، العطور، ملح الطعام، األكسجين.

ذلك تركيب في يدخل ثم حدد عنصرا مركبا، السؤال )1-2( في المذكورة المواد من اختر )2-2(المركب،

ووضح من خاللهما أن صفات المركب تختلف تماما عن صفات العناصر المكونة له.)2-3( سجل في جدول ما يلي:

أ-أسماءخمسةمنالعناصرالمتوفرةفيالمختبرالمدرسيورموزها،أوصيغها.ب-أسماءخمسةمنالمركباتالمتوفرةفيالمختبرالمدرسيوصيغها.

بسهولة. الحديد وبرادة الطعام ملح من خليط فصل بهما يمكنك مختلفتين طريقتين اشرح )4-2(حاول القيام بفصل هذا المخلوط في المنزل، واذكر ذلك إن كنت قد فعلت قبل اإلجابة على

السؤال.)2-5( لماذا يعتبر المحلول صورة من صور المخاليط؟

)2-6( إذا أعطيت مادتين صلبتين إحداهما مخلوط واألخرى مركب ، كيف يمكنك التعرف إليهما ومن ثم التمييز بينهما؟

)2-7( أي من التغيرات التالية فيزيائية وأيها كيميائية : احتراق الفحم ، تغير لون الفضة ، مغنطة الفوالذ، انفجار البارود، غليان الماء، انصهار الثلج.

)2-8( كيف تقرر ما إذا كان تغير ما تغيرا كيميائيا أو فيزيائيا ؟)2-9( إذا كانت الصيغة الجزيئية لعنصر ما هي x3 ؛ ما الفرق بين جزيء من هذا العنصر وذرة منه؟

)2-10( كيف يمكن إثبات أن الماء مركب وليس عنصرا ؟

67

طبيعةعلمالكيمياء

)2-11( ضع رمز االختيار المناسب من القائمة ) أ ( بجوار ما يناسبها من عبارات القائمة )ب(؛ دون أن تستعمل عبارة أكثر من مرة واحدة :

القائمة )ب(رمز الفقرة المناسبةالقائمة ) أ (

أ-عـنـصـرب-مخلـوطج-مـركـب

د-ذرةهـ-جـزيءو-صيـغةز-رمـز

ح-خاصيةكيميائيةط-خاصيةفيزيائية

زئـبـقN

أصغروحدةأساسيةفيالعنصرCuSO4

اللـونلـه)II(النحاسأكسيد

سـكروملـحأصغرجسممنالعنصرأوالمركبلهصفاتهما

تحـترقبسرعة

)2-12( ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة، وعالمة )x( أمام العبارة الخاطئة :) ( أـيمكنفصلخليطمنالماءمعالطعامبالترشيح.) ( بـيمكنلبعضالذراتأنتوجدفيحالةانفراد.) ( جــإذابخرناالماءفيمحلولالسكرينفصلالسكرعنه.

)2-13( ما نوع المادة الناتجة في كل حالة )مخلوط أو مركب(.أـخلطتكميةمنمحلولحمضالخلمعمسحوقمنبيكربوناتالصوديومفتصاعدت

فقاعاتغازثانيأكسيدالكربون.بـامتزجتكميةمنالسكرفيماءمتبقيفيحوضالغسيل.

جــفتحتزجاجةتحويهيدروكسيداألمونيومفانتشرترائحةالنشادرفيجوالمختبر.دـوضعتكميةمنأحجارصغيرةفيحماممائيلتنظيمالغليان.

68

طبيعةعلمالكيمياء

النظرية الذرية احلديثة

الفصل الثالث 3

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :1ـتتبعتطورمفهومالذرة.

2ـتتعرفعلىنظريةدالتونالذرية.والنظريات التجارب أهم على تتعرف ـ 3التيأسهمتفيتطـورمفهومالذرة.

تحددخواصالدقائقاألساسيةفيالذرة. 4ـ5ـتتعرفعلىبعضالمصطلحاتالحديثةالتيتعبركمياعنالجسيماتالموجودة

بالذرة.الحياتية التطبيقات بعض تتعرف ـ 6

للنظائر.7ـتصفحركةاإللكترونفيالذرة.

8ـتتعرفعلىمستوياتالطاقةوالمجاالتاإللكترونية.

ذرات بعض في اإللكترونات ترتب ـ 9

أهــداف الفـصـــل :

70

طبيعةعلمالكيمياء

النظرية الذرية احلديثة

*خــــط الـــزمــــن :منخاللالجدولالتالييمكنتتبعأهمالنظرياتوالتجاربالتيأسهمتفيتطورمفهومالمادةوتركيب

الذرةحتىظهورالنظريةالذريةالحديثة:

1911م1909م1897م1832-1833مالزمن

التجربةتجاربالتحـليلالكهربيلفارادي.

تجربةأشعةالمهبطلكروكسونموذجطمسونالذري.

تجربـةقطـرةالزيـتلميليكان.

تجــربةرذرفــوردوالذرةالنــووية.

أبرز نتائجها

إلى اإلشــــــــارةجسيمات وجـــودالشحنة ــة ــب ســال) ت نا و لكتر إل ا (

داخلالذرة.

وجود أثـــبـــتـــتفي اإللــكــتــرونــاتوتم العناصر، ذراتنسبة وتحديد قياسإلى اإللكترون شحنة

كتلته.

شحنة تحديد أمكنتم ومنها اإللكترون

حسابكتلته.

اكـتـشافالـنواة،وإطالقاسم

الـبروتـوناتعلىالجـسيـماتالموجبةالتياكتشفتمنقبل.

شكل

توضيحي

1933مـماقبلالعصر1932م1920مالعصرالحاليالحالي

طيفالهيدروجينونظـريةبـور.

مجموعةنظرياتتجـربةشـدويك.وتجاربمنقبلالعديد

منالعلماء.

النـظـريةالـذريـةالحـديـثـة.

التعرفعلىكيفيةحركةااللكتروناتفيالفراغ

حولالنواة.

اكتشافالنيوتروناتالمتعادلة.

اإلشعاعاتالذرية.الطبيعةالمزدوجة

لإللكترون.أعدادالكملوصفحركةاإللكترونات.

مازالالمفهومالحديثللذرةفيتطورمستمر.

تطور مفهوم تركيب الذرة عبر العصور

معلومة إثرائية :

71

طبيعةعلمالكيمياء

1911م1909م1897م1832-1833مالزمن

التجربةتجاربالتحـليلالكهربيلفارادي.

تجربةأشعةالمهبطلكروكسونموذجطمسونالذري.

تجربـةقطـرةالزيـتلميليكان.

تجــربةرذرفــوردوالذرةالنــووية.

أبرز نتائجها

إلى اإلشــــــــارةجسيمات وجـــودالشحنة ــة ــب ســال) ت نا و لكتر إل ا (

داخلالذرة.

وجود أثـــبـــتـــتفي اإللــكــتــرونــاتوتم العناصر، ذراتنسبة وتحديد قياسإلى اإللكترون شحنة

كتلته.

شحنة تحديد أمكنتم ومنها اإللكترون

حسابكتلته.

اكـتـشافالـنواة،وإطالقاسم

الـبروتـوناتعلىالجـسيـماتالموجبةالتياكتشفتمنقبل.

شكل

توضيحي

1933مـماقبلالعصر1932م1920مالعصرالحاليالحالي

طيفالهيدروجينونظـريةبـور.

مجموعةنظرياتتجـربةشـدويك.وتجاربمنقبلالعديد

منالعلماء.

النـظـريةالـذريـةالحـديـثـة.

التعرفعلىكيفيةحركةااللكتروناتفيالفراغ

حولالنواة.

اكتشافالنيوتروناتالمتعادلة.

اإلشعاعاتالذرية.الطبيعةالمزدوجة

لإللكترون.أعدادالكملوصفحركةاإللكترونات.

مازالالمفهومالحديثللذرةفيتطورمستمر.

تطور مفهوم تركيب الذرة عبر العصور

معلومة إثرائية :

إنتطورفهمناللذرةواحدامنالدالئلعلىأهميةالمعرفةالعلميةوتراكمها،فكلعالمجديديتأملفينتائجالعلماءالذينسبقوه،ومنثميطورهابناءعلىمشاهداتجديدةوتجاربأجراهاساعدتهعلىفهم

أعمقوأوضح.

72

طبيعةعلمالكيمياء

يمكنالقولبأنبدايةالكيمياءكانتعندمابحثاإلنسانقديمافيماهيةالمادة،وتشيركتبالتاريخإلىأنأولمنتكلمعنالمادةالفيلسوفاليونانيديموقريطوس)فيالقرنالخامسق.م(،الذيذكربأنالمادةتتألفمندقائقصغيرةغيرقابلةللتجزئةتدعىالذرات)Atoms(.والحقأنهذهالفكرةكانتفكرةالرابعق.م(،وسيطرتهعلى القرن )في أرسطو اإلغريقي الفيلسوف منهاعلمية.وبعدظهور أكثر فلسفيةالعلومالفلسفيةفيتلكالعصور،تالشتفكرةالذرةوأخذتمكانهافكرةالعناصراألربعةالتيكانيعتقدلفترة بقوة،وظلتاإلنسانية النار(،ودافععنهاأرسطو التراب، الهواء، )الماء، تتكونكلاألشياء منها أنهطويلةتقارباأللفيعاموهيتحملتصورأرسطوعنالمادةمماأخراكتشافمفهومصحيحعنالمادة.

العديد إلسهامات ونتيجةخالل من أثبتوا الذين العلماء منوالتجارب الحياتية المشاهداتدقائق من تتألف المادة أن البسيطةالعناصر نظرية تالشت ؛ صغيرة

األربعة.حيث المادة، تركيب عن تحدثت علمية نظرية أول )Dalton( الذرية دالتون جون نظريةالعالم كانتاستطاعدالتونمنخاللهاتفسيربعضالقوانينالكيميائيةالمتعلقةبالتفاعلالكيميائيوالتيكانتمعروفة

فيتلكالفترة،مثل:قانونحفظالكتلة،وقانونالنسبالثابتةوغيرها.

ولقد بنى دالتون نظريته الذرية على الفروض التالية : 1ـتتألفالمادةمندقائقصغيرةغيرقابلةلالنقسامتدعىالذرات.

2ـالذرةأصغرجزءمنالعنصر.3ـتتشابهذراتالعنصرالواحدفيجميعالخواص.

4ـتختلفالعناصرباختالفذراتها.

المادة والذرة ومكوناتها )لمحة تاريخية( :

شكل)1-3(

73

طبيعةعلمالكيمياء

لقدتطورتالنظرةإلىالذرةكمارأينافيالموضوعالسابقحتىتمالوصولإلىالنظريةالذريةالحديثة،محاطة والنيوترونات البروتونات على تحتوي الشحنة موجبة نواة من تتكون الذرة أن: على تنص والتيبإلكترونات تختلف في طاقتها، نتيجة لوجودها في مستويات مختلفة من الطاقة، وهناك فراغ هائل يفصل بين

اإللكترونات، ولكنه يعتبر جزءا من حجم الذرة.وسوفندرسفيماتبقىمنهذاالفصلـإنشاءاللهـخواصبعضالدقائقاألساسيةالمكونةللذرة،وبعضالمفاهيممثل:العددالذري،وعددالكتلة،والنظائروالمتكاتالت،والتوزيعاإللكترونيإللكترونات

الذرة.

تتألفالذرةمنجزأينرئيسينهما:النواةوالمجاالتاإللكترونيةالمحيطةبها.

لالنواةمركزالذرةوفيهاتتركزكتلةالذرة،وهيصغيرةجداتوجدفيهاالجسيماتالتالية: تشك

أ ــــ البروتونـات : وهي جسيمات موجبـة الشحنـة. ب ــــ النيوترونات :

وهي جسيمات متعادلـة الشحنـة.وكتلـة النيـوتـرون مساويـة لكتلـة

البروتون تقـريـبا.

خواص الدقائق األساسية في الذرة :

الشحنة النسبيةالكتلة بالجرامالجسيم

1+1.673×10-24البروتون

صفر)متعادلة(1.675×10-24النيوترون

-9.1091×1028-اإللكترون

جدول)3ـ1(:بعضخواصالدقائقاألساسيةفيالذرة

الــمفـهـوم الـــحـديــث للـذرة :

1 ـ الـــنـــــــواة :

2 ـ الــمجاالت اإللـكـترونـيـة :

74

طبيعةعلمالكيمياء

عـددالكـتلةالعددالذري

12C6

وهيحيزمنالفراغحولالنواةيحوياإللكترونات.واإللكترونات :جسيماتسالبةالشحنةتتحركحولالنواةبسرعةهائلة،كتلةالواحدمنهاأصغرمنكتلةالبروتون

أوالنيوترونبنحو1836مرةتقريبا.

العددالذريوعددالكتلةمنالمصطلحاتالحديثةالتيتعبركمياعنالجسيماتالمختلفةالموجودةفيالذرة.

: )Atomic Number( العدد الذريفالذرات الذرة، نوع يحدد الذي هو الذري والعدد الذرة، نواة في الموجودة البروتونات عدد وهوتختلفباختالفأعدادهاالذرية،فالذرةالتيتحتويفينواتهاعلىبروتونواحدهيذرةالهيدروجين،

والتيتحتويفينواتهاعلىبروتونينهيذرةالهليوموهكذا.لعدد مساويا النواة داخل الموجبة البروتونات عدد يكون المشحونة( )غير المتعادلة الذرة وفي

اإللكتروناتالسالبةخارجالنواة.العدد الذري = عدد البروتونات = عدد اإللكترونات

: )Mass Number( عدد الكتلة

شكل)3-2(:مكوناتالذرة

العدد الذري وعدد الكتلة :

سؤال للتفكير :

تشكلكتلةالنواةأكثرمن99.9%منكتلةالذرةكيفتفسرذلك؟

هومجموععددالبروتوناتوالنيوتروناتالموجودةفيالنواة.

عدد الكتلة = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

75

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )1-3( :

1ـامألفراغاتالجدولالتاليباألعداد

عدد الكتلةعدد النيوتروناتعدد اإللكتروناتعدد البروتوناتالعدد الذريذرة العنصر

1123الصوديوم

3545البــــروم

910الفــــلور

وقدتماالتفاقدولياعلىأنيكتبالعددالذريللعنصرفيالجهةاليسري)أسفلرمزالعنصر(وعددالكتلةفيالجهةاليسرى)أعلىرمزالعنصر(؛كمايتضحفيالمثالالتالي:

توجدمعظمالعناصرفيالطبيعةعلىأكثرمنشكل،فعلىسبيلالمثاليتواجدالهيدروجينفيالطبيعة

: )Isotopes( الـنــــظـائر

شكل)3-3(:نظائر

Hبروتيوم1

1Hديوتيريوم

2

1Hتريتيوم

3

1

76

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب استكشافي :

علىثالثةأشكاليطلقعليهااسم:نظائرالهيدروجين.وللوصولإلىمفهومالنظائرتأملالشكلالتالي،ثمأكملالفراغات:

الذري العدد في المتساوية الواحد العنصر ذرات بأنها النظائر نعرف أن السابق التدريب منخالل يمكنناالمختلفة في عدد النيوترونات، وبالتالي في عدد الكتلة.

ومعظمالعناصرتوجدعلىشكلخليطمنالنظائربينماقليلمنهاليسلهانظائرطبيعيةمثل:األلومينيوموالصوديوم.

والنظائرإماأنتكونمشعة)غيرمستقرة(،أوغيرمشعة)مستقرة(وفيمعظمالحاالتالتييتألففيهاالعنصر

إذاعلمتأنالرموزالتاليةهيلثالثةنظائرللهيدروجين؛فأكملفراغاتالجدولالتالي،ثمأجبعناألسئلةالتالية:

H تريتيومH ديوتيريومH بروتيوم

الـــعـــدد الــذري

عـــــدد الــكـــتــلة

عدد اإللكترونات

2

1

3

1

1

1

حاولتنفيذالتدريبالتمهيديالتالي:

*ماالعاملالمتساويفيكلمننظائرالهيدروجين؟.............................................................

*ماالعاملالمختلففيكلمننظائرالهيدروجين؟.........................................................

77

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياء في حياتنا : تطبيقات النظائر المشعة :

أوال : تطبيقـات طبيـةتستخدمالنظائرالمشعةفيمجالالطبعلىنطاقواسع،وذلكللتشخيصأوللعالج،فمثاليستخدماليودالمشعفيتشخيصأمراضالغدةالدرقيةوعالجبعضها،كمايستخدمالسيزيومالمشعفيعالج

سرطانالثدي،ويستخدمالكوبالتالمشعفيعالجسرطانالحنجرةوسرطانالمخ.ثـانـيـا : تطبيقـات زراعيـة

النظائر النظائرالمناسبةمثل:الكوبالت،ويمكنكذلكاستخدام البذورباستخدام ومنأهمهاتشعيعالمشعةفيالقضاءعلىالحشراتالضارةبالنباتات،حيثأنالمبيداتالحشريةقدتكونغيرفعالةأو

أنهاتتسببفيتسممالنباتات.ثـالـثـا : تطبيقـات أخـرى

توجدتطبيقاتعديدةللنظائرالمشعةومنذلكأنهاتقدممعلوماتوافيةعنمصادرالمياهوخصائصهاالكيميائيةوالفيزيائيةوسرعتهاواتجاهحركتها،كماأنللنظائرالمشعةدوراهامافيالتحليلالكيميائي

الصناعيوفيالسالمةالصناعية.ومنالتطبيقاتالهامةاستعمالهافيقياسعمراألرض،ومعرفةمصادرالثرواتالطبيعية:كالنفط.

البحث العلمي :

ارجعإلىبعضالمصادرالعلميةالكيميائيةالمتوفرةلديك)كتب،مجالتعلمية،مواقعإنترنت،..(،ثماكتبمقااليتضمنالفقرتينالتاليتين:

2(تطبيقاتأخرىللنظائرالمشعة. 1(نظائرثالثةمنالعناصرالمتداولة.الموضوع، المزيدحول نتائجبحثك،وتعلممنهم ناقشمعهومعزمالئك ، إلىمعلمك كتبته ما قدم

وسجلأيإضافاتأوتعليقاتتحصلعليهاخاللالمناقشات.

78

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب استكشافي :

مننظائرنرىأنأحدهذهالنظائرموجودبنسبةعالية،ويطلقعليهاسمالنظيراألكثرشيوعافمثال99.985%

*ماالعاملالمتساويفيكلمنهذينالمتكاتلين؟........................................................

*ماالعاملالمختلففيكلمنهذينالمتكاتلين؟........................................................

*استنتجتعريفاللمتكاتالت:.......................................................................................

.................................................................................................................................

*هلتعتبراألمثلةالسابقةمنالنظائر؟.............................*ولماذا؟.................................................................................................................

إذاعلمتإنالرموزالتاليةهيالثنينمنالمتكاتالت؛فأكملفراغاتالجدولالتالي،ثمأجبعناألسئلةالتالية:

: )Isobars( المتكاتالت

NC

الـــعـــدد الـــذري

عـــــدد الــكــــتلة

عــــدد اإللــكـــترونات

14

6

14

7

سؤال للتفكير :

اعطتفسيراعلميالسببتشابهنظائرالعنصرالواحدفيخواصهاالكيميائية،واختالفهافيكتلتهاالذرية.

79

طبيعةعلمالكيمياء

النظيرين من تتألف % الباقية0.015 والنسبة البروتيوم من تتألف الطبيعة في الموجود الهيدروجين من.)Isotopic Abundance(النظيربوفرةالطبيعةفيالنظـيربقدرهايتواجدالتيالنسبةوتسمىاآلخرين،

تسمىذراتالعناصرالمختلفة)تختلففيأعدادهاالذرية(المتساويةفيعددالكتلةبالمتكاتالت.لقدقدمتالنظريةالذريةالحديثةوصفالحركةاإللكتروناتالمحيطةبالنواةوطريقةتوزيعهافيالذرة

الواحدة،كماأظهرتأنالتمييزبينذراتالعناصرالمختلفةيعتمدعلىتوزيعإلكتروناتها.وعلىضوءهذهالنظريةيكونمنالصعبرسمنموذجقياسيللذرةبسببالحجمالهائلالذيتشغلهبين10000و100000ضعفقطر الذرة يتراوحقطر الصغير،حيث النواة بالنسبةلحجم اإللكتروناتالنواة،ولهذايجبأننتذكرأناألشكالوالرسوماتالتينراهاللذرةالتعكسالنسبةالحقيقيةلقياسات

النواةوالذرةككل.وبالرغممماقيلعنموقعاإللكتروناتخارجالنواةفإنالعلماءفيالوقتالحاضريقولونأنهاليمكننافي كيلومتر تفوق2000 كبيرة بسرعة تحركها بسبب ؛ دقيقة بصورة الذرة في اإللكترونات موقع تحديد

احتمال وتحديد حساب في تنحصر العلماء مقدرة فإن لذلك الثانية،وجوداإللكترونفيمكانماخارجالنواة،وهوماأصبحيعرفبمبدأ:

عدمالتأكدللعالم:هايزينبيرغ.إلكترونية بسحابة تشبيهها يمكن الذرة في اإللكترونات حركة إن

ذاتشحنةسالبةتحيطبالنواة.الكمـية، باألعـداد الذرة في اإللكـترونات ويمكنوصـفحركـة

حـركة اإللكتـرونـات وموقـعـها :

ويكون بالنواة يحيط الفراغ من حيز أو منطقة عن عبارة وهو اإللكتروني، بالمجال تسميته يمكن وبمااحتمالوجوداإللكترونفيهكبيرا،وتختلفهذهالمنطقةحدوداوشكالبحسباختالفالطاقةالتييملكها

شكل)3-4(:سحابةاإللكترونالنوع األول : حركة اإللكترون حول نفسه :

80

طبيعةعلمالكيمياء

ويرمزللمجالاإللكترونيعادةبمربعأودائرة،بينمايرمزلإللكترونبسهم،وبالرغممنتشابهاإللكترونينالموجوديينفيمجالواحدفيالشحنةفإنهمااليتنافران،ويرجعالسببفيذلكإلىحركتهماالمتعاكسةوالتيينشأعنهاقوتينمغناطيسيتينمتعاكستينفياالتجاهينتجعنهاتجاذباإللكترونينبقوةتتغلبعلى

قوةالتنافر.تتوزعاإللكتروناتوتتحركحولالنواةفيطبقاتأومستوياتطاقةمختلفة،وقدأعطيلكلطبقة)مستوىطاقة(عددكمرئيسي

يرمزلهبالحرف)ن(كمايوضحالجدول)2-3(:وخاللحركةاإللكتروناتحولالنواةفإنهاتكونواقعةتحت

تأثيرنوعينمنالقوى:

بين الشحنة النواة )للداخل(بسبباختالف : قوة جذب األولى نواةالذرة)الموجبةالشحنة(واإللكترون)السالبالشحنة(.

الثانية : قوة طرد )للخارج(بسببقوةالطردالمركزيةالناتجةعن

المستوى اإللكتروني عدد الكم الرئيسي )ن()الطبقة(

K1L2M3N4O5P6Q7

جدول)3ـ2(:الطبقاتاإللكترونية

اتجاهدورانعقاربالساعة

عكساتجاهدورانعقاربالساعة

النوع الثاني : حركة اإللكترون حول النواة :

شكل)3-6(:يرمزللمجالاإللكترونيشكل)3-5(:الحركةالمغزليةبدائرةأومربعولإللكترونبسهم.

اإللكترون.ولإللكتروننوعانمنالحركةداخلالذرة:حركةحولنفسهوحركةحولالنواة.

يتحركاإللكترونحولنفسه،إمابإتجاهحركةعقاربالساعةأوعكساتجاهحركةعقاربالساعة،

81

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )2-3( :

حيثنعددالكمالرئيسي.ع = 2 ) ن (2

الحركةالسريعةلإللكترونحولنقطةمركزيةهيالنواة.ونتيجةلهاتينالقوتينالمتضادتينيبقىاإللكترونفيمجالهاإللكترونياليغادرهمالميتمالتأثيرعليه

بقوةجديدةتغيرمنطاقتهالتييمتلكها،ومنثمتغيرمنمسارهالذييتحركفيه.التيتتحركفيهااإللكتروناتبازديادعددالكم ويزدادمقدارطاقةكلمستوىمنالمستوياتالطاقة

الرئيسيلذلكالمستوى،فالمستوىرقم)4(أعلىطاقةمنالمستوىرقم)3(،والمستوىرقم)2(أعلى

منالمستوىرقم)1(،وهكذا)عداماسيتبينالحقامناستثناءات(.إنلكلمستوىمنمستوياتالطاقةقدرةاستيعابيةمحددةمناإللكترونات؛فأقصىعددمناإللكترونات

)ع(يمكناستيعابهفيكلمستوىيمكنحسابهمنالعالقةالرياضيةالتالية:

المجاالت اإللكترونية وطاقاتها :

f ,d ,p ,s

الــمــــــجـــال اتجاهازدياداإللكـتروني

عدد المجاالت الـفـرعـية

الـعدد األقصى من اإللكـترونات

s12p36d510f714

جدول)3ـ3(:عددالمجاالتالفرعيةفيالمجاالت

احسبالعدداألقصىمناإللكتروناتالذييمكنأنيستوعبهمستوىالطاقةالثالث.

وذلكبحدأقصى)32(إلكتروناللمستوىأو تقل أن يجب )ع( أن أي بعده، وما الرابع

تساوي)32(.

82

طبيعةعلمالكيمياء

مجاالت في تتوزع وإنما نفسها الطاقةيشار والطاقة الشكل مختلفة إلكترونيةإليهاباألحرف)،)s،)p(،)d(f((.وتزدادالتابعة المستويات في اإللكترونات طاقةلمستوىطاقةمعينحسبالترتيبالتالي:مجاالت اإللكترونية المجاالت ولهذهاإللكترون تبعاالتجاهحركة فرعيةحددت

فيالفراغ،كمافيالجدولالتالي:شكل)3-7(:مستوياتالطاقةوالمجاالت

طاقـة المجــاالت :

العدد األقصى من اإللكترونات ) ع (المجاالت اإللكترونيةمستوى الطاقة الرئيسي

1s22s ,p83s ,p ,d184s ,p ,d ,f325s ,p ,d ,f326s ,p ,d ,f327s ,p ,d ,f32

جدول)3ـ4(:مستوياتالطاقةالرئيسيةومجاالتهاالفرعية.

أظهرتالدراساتأناإللكتروناتضمنمستوىالطاقةالواحدـعدامستوىالطاقةاألولـالتحوياقةلطداديااز

83

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )3-3( :قارنبينطاقةالمجاالتاإللكترونيةالتالية)أيهماأقلطاقة(:بـ3dأو5sجـ3pأو4s؟ 3pأو3sـأ

معلومة إثرائية :

أشكال المجاالت اإللكترونية :

s،p،d،fباألحرفإليهايشاراإللكترونيةالمجاالتأنسابقاذكرنا.s،p،dالمجاالتأشكالعنهناحديثناوسنقصر

: )s( أ ـــ المجال

المجال هذا وشكل حاد، وتعني Sharp كلمة من مأخوذ )s(الحرفكروي،ويزدادحجمهذاالمجالالكرويبزيادةعددالكمالرئيسي)ن(.

شكل)3-8(:شكلالمجال

شكل)3-9(:مجاالتPاإللكترونية

وتتوزعالمجاالتاإللكترونيةفيمستوياتالطاقة،كمافيالجدولالتالي:يتضحمنالشكل)3ـ7(بعضالمالحظاتالهامةوهي:

1ـعندكتابةرمزالمجالاإللكترونيفإنهيسبقبعدديدلعلىرقممستوىالطاقةالذييوجدفيها،فالمجال2sيعنيالمجالsفيمستوىالطاقةالرئيسيالثاني.

: )p( ب ـــ المــــجــــال

والحرفpمأخوذمنكلمةPrincipalوتعنيأساسيولهذاالمجالثالثةأوضاعفـراغـيـة

pyوpxوهيالطاقـةمتـساويـةوpzوكلمنهايتكونمنفصين،كمايوضح

الشكل)3ـ8(.

84

طبيعةعلمالكيمياء

2ـتزدادطاقةالمجاالتاإللكترونيةضمنالمستوىالرئيسينفسهمنالمجالs،ثمp،ثمd،ثمf،فمثال.3dالمجالطاقةمنأقل3pالمجالوطاقة،3dو3pالمجاالتطاقةمنأقل3sالمجالطاقة

،2sالمجالطاقةمنأكبرمثال3sالمجالفطاقةالرئيسي،الكمعددبزيادةاإللكترونيةالمجاالتطاقةتزداد3ـويستثنىمنذلكعددمنالمجاالتمننوعsوd؛فطاقةالمجالnsأقلمنطاقةالمجالdn-1((دائما،3dالمجالطاقةمنأقلمثال4sالمجالفطاقة؛n =1،2،3،...7حيثالشحنةالمتعادلةالذراتفي

وهكذا...

العناصرفيسبعمستويات فيذرات تتحرك أن يمكن اإللكترونات أن لنا اتضح السابقة دراستنا من.)s،p ،d ،f(:هي؛مختلفةإلكترونيةمجاالتوأربعةللطاقة،

ولكن:كيفتتوزعإلكتروناتكلذرةعنصرعلىهذهالمستوياتوالمجاالتاإللكترونية؟إنهناكعددامنالقواعدتنظمتوزيعاإللكتروناتفيمستوياتومجاالتالذرة،وعلينامراعاتهاعندما

نقومبتوزيعإلكتروناتذرةما،هذهالقواعدهي:1(يتمملءالمجاالتاألقلفيالطاقة،ثماألعلى،فاألعلى.)راجعالشكل3-7(.

ترتيب اإللكترونات في ذرات العناصر )التوزيع اإللكتروني( :

شكل)3-10(:مجاالتdاإللكترونية

: )d( ج ـــ المــــجــــال

ويرمزلهبالرمز)d(نسبةلكلمةdiffuse،والتيمعناهامنفوشولهذاالمجالخمسةأوضاعفراغية:

85

طبيعةعلمالكيمياء

2(يجبأاليزيدعددإلكتروناتالمجالاإللكترونيعنالسعةالقصوىالتييمكنهاستيعابها،كمايتبينمنالجدولاآلتي:

fdpsالمجال اإللكتروني261014السعة القصوى من اإللكترونات

3(مراعاةقاعدةهوند)قانونالتعدداألقصى(والتيتنصعلىأناإللكتروناتتعمدعندملئهاللمجاالتالفرعيةالمتساويةالطاقةإلىجعلحركةدورانهاحولنفسهافينفساالتجاهماأمكنهاذلك،فإذاوجدلديناإلكترونانسيتحركانفيالمجال3sمثال،فإنكلمنهماسيتحركبعكساتجاهاآلخرطالمابقيا

.3sالمجالفيمعا)s،p،d،f(إلكتروني لناأنكلمجال الذييظهر الشكل)7-3( بيانهفي وهنايجدرمالحظةماسبقfفالمجالاألكثر،علىاثنينإلكترونينمنهاكليستوعبالتيالصغيرةالغرفيشبهماعلىداخليايحتوي

3 مـــثـــــــال

طبققاعدةهوندفيملءالمجال3p4باإللكتروناتالتييحتويها.

الشكل:3p4يعنيأنالمجالpمنالمستوىالرئيسيالثالثيحتويفقطعلىأربعةإلكترونات،ومنالمعلومأنالمجالpيتكونمنثالثغرفكمايلي:

وعندبدءاإللكتروناتبشغلتلكاألماكنفإنكلإلكترونيرغبفيالبقاءمنفردامالميجبرعلىالتزاوجمعإلكترونآخر،وسيأخذجميعاإللكتروناتالمنفردةاالتجاهنفسهكمايلي:

وليسأيضا: وليس:فعندئذ: إلكترونات، 4 تحوي 3p المجال إلكترونات لتصبح واحد إلكترون تبقى ولكنوبموجبقاعدةهونديجبأنيتزاوجهذااإللكترونمعأحداإللكتروناتوباتجاهمعاكس

وليسهكذا: لحركتهكمايلي:

86

طبيعةعلمالكيمياء

من كل لذرة اإللكتروني التوزيع اكتب : )4-3( تدريب العناصرذاتاألعدادالذريةالتالية:13،19،26،35.

موضحاشكل التالية، الذرية األعداد ذات العناصر من كل لذرة اإللكتروني التوزيع اكتب التوزيعاإللكترونيوفقالقاعدةهوند:7،8.

)11-3( الشكل في السهمي المخطط اعتماد يمكن وعموما *ليسهلعمليةترتيبالمجاالتاإللكترونيةمنحيثازديادالطاقة.

مـــثــــال 3 - 2

الـــحــل

اكتبالتوزيعاإللكترونيلذرةكلمنالعناصرذاتاألعدادالذريةالتالية:3،11،17،21.

مـــثـــــال 3 - 3

الـــحــل7:1s22s22p3

8:1s22s22p4

تدريب )3-5( : ارسمشكلهوندلتوزيعإلكتروناتكل2s1،4p2،3d7،4f10:اآلتيةالمجاالتمنمجال

3:1S22S1

11:1S22S22p63S1

الــتــــوزيــع العدد الذريالــتــــوزيــع اإللــكـــتـــــرونــي

اإللــكـــتـــــرونــي

العدد الذري

شكل)3-11(:الشكلالسهميللتوزيعاإللكتروني

87

طبيعةعلمالكيمياء

3 مـــثـــــــال

37Clو%75.4بنسبة35Clشكلعلىالطبيعةفييوجدوالذيللكلورالذريةالكتلةاحسببنسبة24.6%.

مثالطاقتهاالستيعابيةكماتقدم)14(إلكترونا،وعليهفإنعددالغرفالتيتنتميإليهااإللكتروناتداخلالمجالfهو7غرف،ويتضحذلكمنالجدولالتالي:

fdpsالمجال7 غرف5 غرف3 غرفغرفة واحدةعدد غرف اإللكترونات

وعادة:يتمتمثيلاإللكتروناتداخلتلكالغرفبرسمسهميأخذاتجاهامعاكساالتجاهاإللكترون المرافقلهفيالغرفةنفسهاكمايلي:

كاندالتونأولمنذكرأنذراتالعنصرالواحدلهاالكتلةنفسهاوأنذراتالعناصرالمختلفةتختلف

فيكتلتها،وبماأنكتلةالذرةالواحدةكماعرفناسابقاصغيرةجدا،بحيثيصعبقياسها،فإنهالبدمنوضعمقياسنسبيلمقارنةالكتلالذريةللعناصرالمختلفة.

سنستخدمالقانون:الكتلة الذرية للعنصر =

النسبة المئوية لوجود النظير األول x كتلته + النسبة المئوية لوجود النظير الثاني x كتلته وبالتعويضبالقيمالطبيعيةلنسبوجودنظائرالكلور)وفقماهومعطىفيالسؤال(نحصل

على:)35x100(+)24.6÷37x100÷75.4(=للكلورالذريةالكتلة

: )Atomic Mass( الكتلة الذرية للعناصر

88

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )6-3( :احسبالكتلةالذريةلذرةالنيونإذاعلمتأننسبةوجودنظائرهوكتلهاعلىالنحواآلتي:

وفيعمليةالقياسالنسبيلكتلالذراتنختارأحدالعناصركمقياستقارنعلىأساسهكتلالعناصراألخرى،والمقياسالذينستعملهاليوممبنيعلىأنالكتلةالذريةلذرةالكربون12Cتساوي12وحدةكتلةذرية)وكذ()atomic mass unit(وبذلكيمكنناأننعرفالكتلةالذريةللعنصربأنها كتلة ذرة واحدة من

تأينالعينة

مطياف الكتلة كشاف

الجسيماتالخفيفة

مغناطيسمسرعأيوني

مدخلالعينة

الجسيماتالثقيلة

انفصالالجسيماتالمشحونة

شكل)3-12(:رسمتخطيطيلجهازمطيافالكتلة

22

10

20

10NeNeالــــنــظـــــيــر

2022كــتــــلـــتــه

%10%90نســـبة وجــــوده

22

10

20

10

89

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثـــــال 3 - 5

O =16،H =الجزيءلذراتالذريةالكتلبأنعلما(H2O احسبالكتلةالجزيئيةللماء

الـــحـــل

تدريب )7-3( :

العنصر بالنسبة لكتلة ذرة الكربون 12C، ويتم تحديد الكتلة الذرية للعنصر بحساب معدل كتل نظائره مع األخذ في االعتبار وفرة النظير.

وحاليايستعملجهازمطيافالكتلة)Mass Spectrograph(لقياسالكتلالذريةللعناصرعمليابسرعةودقةمتناهية.

الذرية الكتل بجمع للمادة الجزيئية الكتلة معرفة فباإلمكان ذرات من تتألف الجزيئات لكون ونظراللذراتالمكونةلهذاالجزيء.

الكتلة الجزيئية للجزيء = مجموعة كتل الذرات المكونة له أيأن:

نظراألننانتعاملفيالحساباتالكيميائيةمعجزيئاتوذرات،وهيجسيماتمتناهيةفيالصغركما؛ مليارات أوحتى أوماليين المكونةمنآالف األرقام استخدام المناسب من يكون فقدال هومعروف،

يمكنالحصولعلىالكتلةالجزيئيةللماءبجمعالكتلالذريةلذرتيالهيدروجينواألكسجين.الكتلةالجزيئيةللماء=)1×2(+16=18و.ك.ذ

احسبالكتلةالجزيئيةلكلمن:)NaCl،HNO3(إذاعلمتأنالكتلةالذريةللعناصرهي)1)H ،16=O،14=N ،35.5=Cl ،23=Na=

: )Mole( الــــمـــول

90

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثـــــال 3 - 6فيشحنةصغيرةمنالرملتمتقديرمحتواهامنحباتالرملبـ:ربعمول،كمحبةرملفي

تلكالشحنة؟الـــحــل

المولكماتقدميحويعددأفوجادرومناألشياءالمعدودة،أيأنالموليحوي: 6.02 2310 × مناألشياء.

ما الرمل منحبات لدينا أن يعني ذلك فإن الرمل منحبات مول ربع لدينا إن نقول وعندمايلي:

عددحباتالرملفيالشحنة=0.25× 6.02 2310 ×

لوأخذناكتلةمعينةومتساويةمنكلمنالكربونوالهيليوموالهيدروجين،فأيالكمياتيوجدبهاعدد

أكبرمنالذرات؟

الكتلة الذرية الجرامية :

وذلكألننالوأخذناكميةصغيرةجدامنأيمادةفسنجدفيهامن جرام 0.1 فمثال الجزيئات، أو الذرات من هائلة أعدادالماءتحوي3.342110×منجزيئاتالماءتقريبا،لذافقدتماصطالحمايعرفباسمالمولليكونوحدةمناسبةللتعاملمعاألعدادالهائلةالتينتعاملبهافيالحساباتالكيميائية.

وعليه يمكن تحـديد مفهوم المـول بأنه : وحـدة أو كمية شكل)13-3(

تدريب )8-3( :احـسبعـددذراتالـصـوديــومعينة من مول 0.3 في الموجودة

ذا العنصر وأن الذرات، من أكبر يحويعددا األصغر الذرية الكتلة ذا العنصر بأن القول البديهي منثم الهيدروجين، أكبرمنذرات أنناسنجدعددا الذرات،بمعنى أقلمن الذريةاألكبريحويعددا الكتلة

الهيليوم،ثمالكربون،ألنكتلهاالذريةعلىالتواليهي:1،4،12.

91

طبيعةعلمالكيمياء

فلو افترضنا أن : جراماواحدامنالهيدروجينيحتويعلىسمنالذرات.

من س 12÷1 على سيحتوي الكربون من واحدا جراما فإنالذرات.

وجراماواحدامناألكسجينسيحتويعلى1÷16سمنالذرات.وهـذا يـعـنـي أن :

سمنذراتالهيدروجينلهاكتلةتساوي1جرام.سمنذراتالكربونلهاكتلةتساوي12جرام.

سمنذراتاألكسجينلهاكتلةتساوي16جرام.الذراتلكلعنصرتساويكتلة سمن أنكتل نستنتـجممـاسبقالذرةنفسهاولكنبوحدةالجرام،وهذايعنيأنناإذاأخذناكميةمنكلعنصربالجراممساويةلكتلتهالذريةفإننانحصلعلىعددالذراتنفسهفيكلمنها)سمنالذرات(،وهذاالعددفيالحقيقةهوعددأفوجادرو

)6.02 23 10× (والذيأطلقناعليهمصطلحالمول.كتلة بأنها للعنصر الجرامية الذرية الكتلة نعرف أن فيمكننااآلن إذا

واحدمول)عددأفوجادرو(منذراتالعنصربوحدةالجرام.فالكتلةالذريةالجراميةللهيدروجين=1جراموالكتلةالذريةالجراميةللكربون=12جرام

والكتلةالذريةالجراميةلألكسجين=16جرام..وهكذا)كتلة الجرامية الجزيئية الكتلة اآلنحساب يمكننا للمادة، الجزيئية الكتلة بها التيحسبنا الطريقة وبنفس

واحدمولمنالجزيئات(للمادة،وذلكبجمعالكتلالذريةالجراميةلذراتالعناصرالمكونةللجزيء.الكتلةالجزيئيةالجراميةلـCO2=12+(16x 2(=44جرام.

وعمومافإننانتعاملفيالحساباتالكيميائيةغالبامعالكتلةالذريةالجراميةوالكتلةالجزيئيةالجرامية،ومتىماقلناكتلةذريةأوكتلةجزيئية،فإننانعنيبهاالكتلةالذريةالجراميةوالكتلةالجزيئيةالجراميةمالمنوضح

واحد مول كتلة : )14-3( شكل الرسم(، )أقالم الكربون من: كل منالحديد)المسامير(،النحاس)أسالك(.

)أ(

)ب(

)جـ(

92

طبيعةعلمالكيمياء

العالقة بين عدد الموالت والكتلة الذرية الجرامية والكتلة الجزيئية الجرامية . كتلةالمولالواحدمنذراتالكربونتبلغ12جرام،فيكونكتلة منتعريفالكتلةالذريةالجراميةعرفناأن

2مولمساويةلـ2×12=24جراما.وعليهيمكننااستنتاجالعالقةالتالية:

كتلة المادة بالجرام = عدد الموالت X كتلة المول )الكتلة الذرية أو الكتلة الجزيئية(

تدريب )9-3( :1(احسبعددالجزيئاتالموجودةفي0.5مولمنالماء.

2(احسبعددموالتذراتاألكسجينالتيتحوي1.505 ×10 20ذرةأكسجين.

ذلكبذكرالوحدة)و.ك.ذ(.العالقة بين عدد الموالت وعدد الذرات أو الجزيئات للمادة .

منتعريفالمولتبينلناأنالمولالواحدمنذراتالهيدروجينيحوي) 6.02 23 10× (ذرةفيكون5مولمحتوياعلى)5x 6.02 ×10 23(ذرة.

الجسيمات)ذرات،ومنهنايمكننااستنتاجالعالقةالتاليةالتييحسببواسطتهاعددالجسيمات)ذرات،جزئيات،...(الموجودة عدد التييحسببواسطتها عدد الجسيمات =التاليةعدد موالت الجسيمات × عدد أفوجادرو

عدد الجزيئات = عدد موالت الجزيئات × عدد أفوجادرو

عدد الذرات = عدد موالت الذرات × عدد أفوجادرو

تدريب )10-3( :2(ماكتلة0.5مولمنثانيأكسيدالكربون؟ 1(ماكتلة0.25مولمنذراتالحديد؟4(ماعددذرات1.4جرامامنالنيتروجينN؟ 3(ماعددموالت9جراماتمنالماء؟

93

طبيعةعلمالكيمياء

1ـحددكتلةزجاجةالساعةباستخدامالميزان،سجلالكتلة)ك1(.خذعينةمنملحكلوريدالصوديوم)NaCl(وضعهافيزجاجةالساعة. 2ـ

3ـقسكتلةالعينةوزجاجةالساعة،وسجلالكتلة)ك2(.4ـحددكتلةالملح)ك-2ك1(.5ـقمبإجراءالحساباتالتالية:

)أ(عددموالتجزيئاتملحكلوريدالصوديومالتيحصلتعليهافيهذهالعينة.

في الموجودة الذرات عدد )ج( الطعام. ملح جزيئات عدد )ب(العينة.

)د(عددذراتكلنوعمنذراتجزيءكلوريدالصوديوم.النقي المائدة سكر باستخدام )4( إلى )1( من الخطوات كرر ـ 6

:)C12H22O11(قسكميةمنسكرالمائدةالنقيتماثلفيكتلتهاكتلةكلوريدالصوديوم 7ـ

التيحددتهافيالفقرة)4(:8ـقمبإجراءالحساباتالتالية:

)أ(عددموالتجزيئاتالسكرالتيحصلتعليهافيهذهالعينة.)ب(عددجزيئاتالسكر.)ج(عددالذراتالموجودةفيالعينة.

)د(عددذراتكلنوعمنذراتجزيءالسكر.ماذا السكر، وعينة الملح عينة العينتين: من كل موالت عدد بين قارن ـ 9

تالحظ؟

الصـوديـوم كلوريـدالـطـعـام ملــح )أوســكـر الـنـقــي(،المائدةالنقي،ميـزاناعتيادي،ورقةوقلم،

زجاجةساعة.

نشاط عمـيل 3 - 1

الـخـطـواتالمواد واألدوات

الـخـواص الفـيزيائية والكيميائية للمادة :

94

طبيعةعلمالكيمياء

وقفة تأمل :

نلمح الذرةوتركيبها إليهمنمفاهيموقوانينفيمجال الفكراإلنسانيوماتوصل نتائج بتأملتطورعددامنالمالمحالهامة:

*اإلنساناليستطيعأنيستقلبآرائه،بلهوبحاجةإلىمعرفةآراءمنسبقهوالبناءعلىالصحيحمنهاأوبيانصحةأوخطأمالميتمالتحققمنهمنقبل.

*العلماءيتواصلونمعبعضهملتقويةالمعرفةاإلنسانيةوتعزيزها.

*العقلنعمةمناللهأنعمبهاعلىاإلنسان،ليعملفيمايعودعليهوعلىمجتمعهوالعالمبأسرهبالنفعوالفائدة،فعلىالرغممنكونعالمالذرةمجهوالالتدركمعظمهحواسناإالأنآثاروجودهادلتناعلىالكثيرمنخفاياهاوقادتناإلىمعرفةالكثيروالكثيرعنعالماليزالفيهالكثيرمنالمخفيات،

والحمدللهالذيعلماإلنسانمالميعلم.

*أينستجدنفسكمستقبالفيخضمالباحثينومكتشفيالعالممنحولنا؟

أبنائناالطالبفيهذاالصفوقدأصبحعالماكيميائيا كمسنكونسعداءحيننجديوماماأحد يكتشفكلمفيد،ويسخرالذرةوطاقتها،والمادةوخيراتهافيخدمةأهلهومجتمعهوأمته،ثمالعالم

95

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

)3-1( عدد فروض نظرية دالتون.

)3-2( ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة، وعالمة )x( أمام العبارة الخاطئة، مع تصحيح الخطأ إن وجد :

)( أـالبروتوناتجسيماتموجبةالشحنةولهاكتلةمساويةلكتلةاإللكترون.بـإذاكانعددالبروتوناتلعنصرالفلوريـساوي9وعددالنيوتروناتيساوي10

)( .199f فإنهيرمزلهبالرمز ( ـالعددالذريللعنصرثابتبينماقديختلفعددالكتلةلذراتالعنصرالواحد. جـ

) دـعددالمجاالتاإللكترونيةالفرعيةللمجالاإللكترونيfهوخمسةمجاالت.

)(

)3-3( قارن بين كل من :أـحجمالنواةوحجمالذرة.بـالنظائروالمتكاتالت.

168o و

188o جـ

)3-4( إذا ارتقـى إلكـترون من مسـتوى الطـاقة األول إلى مسـتوى الطاقة الثالث فهل سيفقد أم يمتص طاقـة؟ ولماذا ؟

)3-5( اكتب التوزيع اإللكتروني لذرات العناصر ذات األعداد الذرية التالية :18،25،36.

)3-6( اكتب التوزيع اإللكتروني لذرات العناصر ذات األعداد الذرية التالية حسب قاعدة هوند :9،13.

)3-7( علل لما يأتي :

96

طبيعةعلمالكيمياء

أـالذرةغيرالمتحدةمتعادلةكهربيا.بـعدمتنافراإللكترونانالموجودانفيمجالواحد.

)3-8( كم مجاال إلكترونيا من النوع s في مستوى الطاقة الواحد؟

)3-9( صف حركة اإللكترون حول النواة.

)3-10( اختر اإلجابة الصحيحة لكل مما يلي :

136cفإنعددالنيوتروناتيساوي: 1ـإذاكانرمزنظيرالكربوندـ19 جـ13 بـ7 أـ6

2ـالمجالاإللكترونيالذييمألأوالمنالمجاالتالتاليةهو:4dـد 4sـج 3dـب 4pـأ

3ـالعدداألقصىمناإللكتروناتالذييمكنأنيستوعبهمستوىالطاقةالخامسهو:دـ50 جـ25 بـ32 أـ18

4ـالترتيبالصحيحللمجاالتاإللكترونيةالتاليةهو:4sثم3sثم3dثم3pـب4sثم3dثم3pثم3sـأ 3dثم4sثم3pثم3sـد3sثم3pثم4sثم3dـج

)3-11( إذا كان لدينا 48جراما من األكسجين )16O(، فكم تحتوي من : جــجزيئاتاألوزون. بـجزيئاتاألكسجين. أـذراتاألكسجين.

)3-12( إذا كان لدينا 18 جراما من سكر الجلوكوز )C6H12O6 ( فكم يكون : جــكتلةاألكسجين. بـعددذراتالهيدروجين. أـعددموالتالكربون.

م خريطة المفهوم الحديث، ثم صم الذرة في التي مرت بك حول المفاهيم األساسية )3-13( حدد

الـرتتيـب الــدوري

للعنارص

الفصل الرابع يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن:4

1ـتتبعمراحلتطورالترتيبالدوريللعناصر.2ـتتعرفعلىأساسترتيبمايرومندليفللعناصر.

الدوري الجدول في العناصر ترتيب أساس على تتعرف ـ 3الحديث.

4ـتميزبينالدوراتوالمجموعاتفيالجدولالدوري.5ـتصنـفالعـناصـرفيالجـدولإلىمـناطـق،تبعاللمجال

اإللكـترونياألخـير.6ـتصنفالعناصرفيالجدولإلىفلزاتوالفلزات.

7ـتحددمفهومالتكافؤ.8ـتستنتجتكافؤأيعنصر.

9ـتتعرفعلىمفهومالرابطةالكيميائية.10ـتميزبينالرابطةاأليونيةوالرابطةالتساهمية.

أهــداف الفـصـــل :

98

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

عنصرا. أقلمن30 الميالدي الثامنعشر القرن من األخير العقد المعروفةخالل العناصر كانعددونتيجةللنشاطالعلميالواسعفيالقرنالتاسععشر،تماكتشافالعديدمنالعناصرالجديدةحتىوصلالبحثعنطرقيسهلمنخاللها العناصر الزيادةفيعدد العناصرإلى63عنصر،واستلزمتهذه عددوقد خاصة، والكيميائية الفيزيائية لخواصها تبعا لها المناسب التصنيف وإيجاد العناصر، خواص دراسة

تجاوزعددالعناصر112عنصرافيوقتناالحاضر.وقدحاولالكيميائيونتصنيفالعناصروفقأسسمعينةإلىأنتوصلواإلىالجدولالدوريالحديث

ومنأبرزتلكالمحاوالت:- ثمانيات نيوالندز - ثالثيات دوبرينر

- القانون الدوري لموسلي - التصنيف الدوري لمندليف وماير

*خـــط الــزمــن :

)Dobereiner( ثالثيات دوبرينرفيعام1829م،رتبدوبرينرالعناصرعلىشكلثالثياتحسبزيادةالكتلةالذرية،والحظأن:

-الكتلةالذريةللعنصراألوسطهيمتوسطالكتلالذريةالعنصراألولوالثالث.-الخواصالفيزيائيةوالكيميائيةللعنصراألوسطتتوسطاألولوالثالث.

-لميستطعدوبرينرتطبيقالثالثياتعلىجميعالعناصر،ولكننجحفيلفتأنظارالعلماءإلىوجودالعالقةبينخواصالعناصروكتلتها.

: )Newlands( ثمانيات نيوالندزفيعـام1864م،رتـباإلنجليـزينيوالنـدزالعناصرتصاعدياحسبكتلتهاالذرية،والحـظأنالتشابـهفيالخواصيتكرر

الكتلة الذريةالعنصر

الليثيومالصوديومالبوتاسيوم

72339

الرتتيب الـدوري للعـنـاصـر

التطور التاريخي لنظام العناصر الدوري :

99

طبيعةعلمالكيمياء

منمندليف)Mendeleev(فيروسياوماير)Meyer(فيألمانيافيوقتواحدالقانونالدوري أعلنكلللعناصرالذيينصعلى)إذارتبتالعناصرتصاعدياحسبكتلتهاالذريةفإنخواصهاتتكرربانتظام(.

منهماأماكنخاليةفيالجدولوتوقعااكتشافعناصرجديدة،فيحيناعتمدمايرفيتصنيفه وقدترككلعلىالخواصالفيزيائيةللعناصربينمااعتمدمندليفعلىالخواصالكيميائية.

وقداقترناسممندليفبالتصنيفالدوريلتنبؤهبخواصبعضالعناصرغيرالمكتشفة. عيوب جـدول مـندلـيـــف :

وضعبعضالعناصرفيأماكنغيرمناسبةعلىأساسزيادةكتلتهاالذريةمثلاليودوالتيلوريوم. 1ـ2ـلميجدأماكنمناسبةفيالجدولللعناصراألرضيةالنادرة.

دوريـابحيثأنالعنصرالثامنيشبـهاألولوالتاسعيشبهالثانـي...وهكذا.العنصرالسادس تناقضاتوأخطاءبعد كبيرالظهور والحقيقةأنتصنيفنيوالندزلميالقينجاحا

ترتيب عشر.العناصر

123456789LiBeBCNOFNaMg

التصنيف الدوري لمندليف وماير :

معلومة إثرائية :

الحرارة النوعيةالتـكافـؤالحجم الذريالثقل النوعيالكتل الذريةوجه المقارنة

شبيهالسيلكون725.51340.073)عام1871م(

الجرمانيوم72.325.4713.2240.076)عام1886م(

جدول)4ـ1(:مقارنةتوقعاتمندليفحولخواصالجرمانيوممعالخواصالتيتحددتبعد

الجدولالتالييوضحالدقةالكبيرةلتوقعاتمندليفحولخصائصالجرمانيوموالذيسماهفيكتاباتهبشبيهالسيلكون.

100

طبيعةعلمالكيمياء

وجود )Moseley( موسلي اإلنجليزي اكتشف النوويـة، والشحنة الذرة عن رذرفورد أبحاث بعـدكميةأساسيـةفيالنـواةسماهاالعددالذري،وعلىهذارتبموسليالعناصرحسبزيادةالعددالذري

والحظأنـه:

)إذارتبتالعناصرتصاعدياحسبزيادةالعددالذريفإنالخواصالفيزيائيةوالكيميائيةتكرردوريا(

وقدعرفهذاالتصنيفبالقانونالدوري.

يمكنناالقولأنالجدولالدوريالحديثهوثمرةجهودالعديدمنالعلماءالذينقاموابعدةمحاوالتلتصنيفالعناصروالتيتعرفناعلىبعضها،وهوفيالحقيقةإنجازكبيرفيعلمالكيمياء،وقدتماالعتمادفي

ترتيبالعناصرفيالجدولالدوريالحديثعلىاألسسالتالية:

رتبتالعناصرحسبزيادةالعددالذري،بحيثتتدرجالخواصبانتظام. ـ 1

وضعتالعناصرفيصفوفأفقية)دورات(. 2ـ

وضعتالعناصرفيأعمدةرأسية)مجموعات(. 3ـ

الجدول الدوري الحـديث :

هيالصفوفاألفقيةفيالجدولالدوري،ويوجدبه7دورات،مرقمةمن1إلى7،وقدتمترتيبلعددمستوياتالطاقةالمشغولةباإللكترونات،حيثيتفقرقمالدورةمع العناصرفيهذهالدوراتتبعا

رقمآخرمستوىطاقةفيذرةالعنصر.

القانون الدوري )موسلي( :

أوال : الدورات في الجدول الدوري :

) 2-4

ل ) دو

ج

102

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )1-4( :أجبعلىاألسئلةمستعينابالجدولالدوري)-42(.

*ماالعناصرالموجودةفيالدورةاألولى،ومامستوىالطاقةاألخيرلعناصرهذهالدورة؟*كمعددالعناصرفيالدورةالثالثة؟ومامستوىالطاقةاألخيرلعناصرهذهالدورة؟

*كمعددالعناصرفيالدورةالسادسة؟ومامستوىالطاقةاألخيرلعناصرهذهالدورة؟*لماذاسميتسلسلةالالنثانيداتبهذااالسم؟

*كمعددمستوياتالطاقةالتيتشغلهااإللكتروناتفيعناصراألكتينيدات،ولماذاسميتبهذااالسم؟

هياألعمدةالرأسيةفيالجدول،وقدقسمتإلىثمانمجموعاترئيسيةرمزها)أ(وعشرمجموعاتوالكيميائية، الفيزيائية الصفات في المتشابهة العناصر من عدد مجموعة كل وتضم )ب(، رمزها فرعية

ويتساوىرقمالمجموعةمععدداإللكتروناتفيمستوىالطاقةاألخير.

ثانيا : المجموعات في الجدول الدوري :

سؤال للتفكير :

الدورةالثالثةتحتويعلى8عناصرفقط،رغمأنمستوىالطاقةالثالثيستوعب18إلكترونا؛كيفتفسرذلك؟

البحث العلمي :

اليورانيومأحدعناصرسلسلةاألكتينيداتوهومنأشهرالعناصرالمشعة،اكتببحثامختصراعنهذاالعنصر.

103

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )2-4( :أجبعناألسئلةاآلتيةمستعينابالجدولالدوري)2-4(.

*كمعدداإللكتروناتفيمستوىالطاقةاألخيرلعناصرالمجموعةالسادسة؟*اذكرثالثةعناصريكونفيمجالهااألخيرإلكترونواحدفقط.

*تسمىبعضالمجموعاتتبعاللعنصرالذييأتيفيطليعةالمجموعة،فماهياألسماءالتييمكنأنتطلقعلىالمجموعةالرابعةوالخامسة؟

*تسمىالمجموعةالسابعة)مجموعةالهالوجينات(ارسمشكالمبسطالذرةالكلورموضحافيهمستوياتالطاقةواإللكتروناتالتيتشغلها.

مـــثـــــال 4 - 1

17Cl،7N:التالينللعنصرينوالمجموعةالدورةرقمحدد1ـنكتبالتوزيعاإللكترونيلعنصرالنيتروجين2p32s21s2:7Nالــحـل

*ننظرإلىآخرمستوىطاقةونحددرقمالدورة:الدورة الثانية.المجموعة المجموعة: رقم ونحدد طاقة مستوى آخر في اإللكترونات عدد إلى ننظر *

الخامسة.

17Cl:1s22s22p63s23p5الكلورلعنصراإللكترونيالتوزيعنكتبـ2*ننظرإلىآخرمستوىطاقةونحددرقمالدورة:الدورة الثالثة.

تدريب )3-4( :

16S،11Na،9F:للعناصراآلتيةوالمجموعةالدورةرقمحدد

104

طبيعةعلمالكيمياء

نشاط ميداني :

فيمجموعةمنزمالئكحاولتصميممجسماللجدولالدوريبإستخدامالتقنيةالضوئية)الدوائرالكهربيةوالمصابيحالملونة(،صمموظيفةلألضواءالملونةلتمييزالعناصرعنبعضها،مثاللونمميزلكلمجموعةأولونللفلزاتوآخرلغيرالفلزاتأولونللغازاتأوالسوائلأوالموادالصلبة

أوابتكرنسقالمجسماتقترحهأنتومجموعتك،حاولأناليكونمغلقاوالبحجمكبير.

قسمالجدولإلىأربعمناطقكمافيالجدول)3-4(..pأوsبالمجالاإللكترونيةمجاالتهاوتنتهي1( عناصر رئيسية أو تمثيلية :

مناطق الجدول الدوري الحديث :

سؤال للتفكير :

*لماذاتتشابهالصفاتالفيزيائيةوالكيميائيةفيالمجموعةالواحدةفيالجدولالدوري؟*ماالذييميزعناصرالمجموعةالثامنة8أ)النادرة(منحيثالتركيباإللكتروني؟

2( عناصر انتقالية :وتنتهيمجاالتها.dبالمجالاإللكترونية

انتقالية داخلية :وتنتهي 3( عناصر ،fبالمجالاإللكـترونيةمجـاالتها

وتتكونمنسلسلتينهما:أو الالنثانيـدات سلسـلة ) أ (األرضيةالنـادرة،وتنتهيمجاالتها

.4fبالمجالاإللكترونيةوتنتهي األكتينيدات سلسلة )ب(.5fبالمجالاإللكترونيةمجاالتها

جدول)4-3(:مناطق)قطاعات(الجدولالدوري

sقطاع pقطاع

dقطاع

fقطاع

105

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب )4-4( :

يمكنتصنيفالعناصرفيالجدولالدوريبشكلعامإلىفلزاتتقععلىيسارالجدولوالفلزاتتقععلىيمينالجدول،ولكنهذاالتقسيمليسحاسما،ألنهناكبعضالعناصرالتيلهاخواصمشتركة

وتسمىأشباهالفلزاتكمافيالشكل)4-1(،ومنأهمخواصالفلزاتمايلي:2ـغالبا،تكوندرجةاالنصهاروالغليانعالية. 1ـلهامظهربراق.

4ـغالبا،تكونقابلةللطرقوالسحب. 3ـغالبا،تكونالكثافةعالية.5ـغالبا،تكونموصلةجيدةللكهرباء.

والجديربالذكرأنخواصالالفلزاتغالباعكسخواصالفلزات.

4Be:العناصراآلتيةمنعنصركلإليهاينتميالتيالمنطقةحدداإللكترونيالتوزيعخـاللمـن.22Ti،14Si،

تصنيف العناصر إلى فلزات والفلزات :

تدريب )5-4( :

دراستك خالل منالدوري، للجدولاذكربعضفوائده.

شكل)4-1(:جدولدوريمقسمإلىفلزاتوالفلزاتوأشباهفلزات

106

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثـــــال 4 - 2عنصراألكسجينعددهالذري)8(والتركيباإللكترونيله:2p42s21s2O :.فماتكافؤه؟

الـــحـــل

تتفاعلذراتالعناصرلكيتصلالىالتركيبالمستقربحيثيكونفيالمجالاألخير8إلكتروناتذرات فإن ذلك وعلى النادرة، الغازات تركيب مع يتشابه ما وهو الهيدروجين(، حالة في )وإلكترونينالعناصرتميلالىأنتفقدأوتكتسبأوتشاركباإللكتروناتبحيثيصبحعدداإللكتروناتفيالمجال

األخير)مجالالتكافؤ(مشابهإلىتركيبأقربالغازاتالنادرةاليه.يسمى المجال اإللكتروني األخير : مجال التكافؤ :ألنهالمجالالذييحددتكافؤالعنصر.

األكسجين ذرة فإن وبالتالي إلكترونات )6( به األكسجين لذرة األخير المجال أن نالحظتكتسب)2(إلكترونأسهلمماتفقد)6(إلكترونات،لكيتصلالىالتركيبالثمانيللغاز،)-2 هو) األكسجين تكافؤ أن نقول وعنده )O-- األكسجين) أيون الى وتتحول النادر

وبشكلعامينطبقذلكعلىعناصرالمجموعةالسادسة.

تــكــافـــؤ العــنـاصـر :

مـــثـــــال 4 - 3عنصرالصوديومعددهالذري)11(وتركيبهاإللكتروني:3s12p62s21s2Na :.فماتكافؤه؟

الـــحــلنالحظأنالمجالاألخيربهإلكترونواحدوبالتاليفإنذرةالصوديومتفقدإلكتروناواحداالنادر الغاز لتركيب مشابه األخير مجالها يصبح لكي إلكترونات، )7( تكتسب مما أسهلالقريبمنهوهوغازالنيون)10Ne(وتتحولإلىأيونالصوديوم)+Na(وعندهنقولأنتكافؤ

الصوديوم)1+(،وبشكلعامينطبقذلكعلىعناصرالمجموعةاألولى.

107

طبيعةعلمالكيمياء

ف التكافؤ ومنالمثالينالسابقينيمكنأننعرأو تفقدها التي اإللكترونات عدد بأنه: )Valency(التفاعل، أثناء العنصر ذرة بها تشارك أو تكتسبها المستقر اإللكتروني التركيب إلى تصل لكي

المماثل، لتركيب أقرب غاز نادر إليه.ويمكنالتعرفعلىتكافؤالعناصرالتمثيليةمنخاللرقمالمجموعةكمافيالجدول:

8أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أرقم المجموعة

صفر1-2-3-4+3+2+1+الـتـــكـافــــؤ -

تدريب )6-4( :

بالموجب العنصر تكافؤ إلى يشار لماذاعندالفقدوبالسالبعنداالكتساب؟

تدريب )7-4( :

أكملالجدولاآلتي:

التكافؤرقم المجموعةرقم الدورةالـــتـــوزيــع اإللـكــــتـرونــيالــعـــنـــصـر

10Ne

12Mg

19K

تتفاوتالعناصرفينشاطهاالكيميائي،ويعودذلكإلىالتركيباإللكترونيلمستوىالطاقةاألخيرلكلعنصر.أن نجد واحدا، إلكترونا األخير مجالها في تحوي والتي 1أ األولى المجموعة إلى نظرنا وإذاعناصرهانشطةكيميائيابسببقابليتهاالعاليةلفقداإللكترونفيمستوىالطاقةاألخير،ولكننشاطها

النـشـــاط الكمـيـائي للعـنصــر :

108

طبيعةعلمالكيمياء

االستقرار، إلى تصل كي للتفاعل العنصر ذرات يدفع للعنصر الكيميائي النشاط أن سبق مما تعلمناوبالتاليفإنذراتالعناصرتتحدمعبعضهالتكونالمركبات،ويطلقعلىالقوةالتيتربطذراتالعناصرمعبعضهاالبعضفيالجزيئاتوالمركباتالكيميائيةبالرابطةالكيميائية،وتختلفهذهالقوىمنجزيءإلى

آخرتبعاللتركيباإللكترونيللعناصر،ومنأهمالروابطالكيميائيةمايلي:

الرابطة األيونية :هيقوةناتجةمنتجاذبكهربائيبيناأليونالموجبواأليونالسالب.وتتكونالرابطةاأليونيةنتيجةفقدإحدىالذرتينإلكترونأوأكثرواكتسابالذرةاألخرىإلكترونأو

أكثر.ومناألمثلةعلىالرابطةاأليونيةالرابطةفيكلوريدالصوديوم.نالحظأنذرةالصوديومفيمجالهااألخيرإلكترونواحد،لذافإنهاتفقدهذااإللكترونوتتحولإلىأيونموجب،بينمانجدأنذرةالكلورفيمجالهااألخيرسبعةإلكترونات،لذافإنهاتكتسبإلكترونوتتحول

: )Chemical Bonds( : الروابط الكيميائية

: )Ionic bond( الرابطة األيونية

جدول)4ـ4(:بعضخواصالهالوجينات

يزداديزيادةالعددالذري،ألنهكلمازادالعددالذريالرئيسية، الطاقة مستويات عدد زاد المجموعة فيفتقل النواة الخارجيةعن اإللكترونات تبعد وبذلكقوةالجذبويسهلفقداإللكترونأييزدادالنشاط.

سؤال للتفكير :

)الهالوجينات( السابعة المجموعة إلى نظرنا إذاانظرجدول)4-4(،نجدأننشاطهايقلكلمازاد

العددالذريفيالمجموعة)لماذا(؟

الحجم النسبيالـرمــز

F

Cl

Br

I

صهاروالغليانازدياددرجتياالن

صرازديادفاعليةالعن

109

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)2-4(

ذرةالصوديومتفقدإلكترونواحدلتكون

أيونالصوديوم

إلكترون

تكتسبذرةالكلورإلكترونامكونةأيونسالب

جزيءكلوريدصوديوم

: )Covalent bond( الرابطة التساهمية

إلىأيونسالب،وبالتالييحدثالتجاذبالكهربائيبيناأليونينوتتكونالرابطةاأليونية.

سؤال للتفكير :

تتكونالرابطةاأليونيةعادةبينفلزوالفلز)لماذا(؟

بإلكترونواحدمن ناتجعناشتراك)مساهمة(كلذرة إلكتروني تتكونمنزوج بينذرتين هيقوةإلكتروناتالتكافؤ.ومناألمثلةعلىالرابطةالتساهميةالرابطةفيجزيءالفلور.

شكل)4-3(:رسمتوضيحيللرابطةالتساهميةفيجزيءالفلور

110

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

بإلكترون الفلور منذرتي نتيجةلمساهمةكل الفلورتكونت التساهميةفيجزيء الرابطة أن نالحظمنهماإلىالتركيبالمستقرألقربغازنادر. واحدمنإلكتروناتالمجالاألخير،وبالتاليوصلكل

لغرضتيسيرفهمالروابطبينالجزيئاتصنفتالروابطالكيميائيةإلىأصنافعدةمنهاالروابطاأليونيةوالروابطالتساهمية،وقديفهمالبعضأنكونالرابطةتساهميةيعنيأنهاالتتضمنأينسبةمنالتجاذباأليونيالكهربيوالواقعأنهليسهناكرابطةتساهمية%100إالعندماتتكونتلكالرابطةبينذرتينمننفسالنوعكمايحدثفيجزئH2أوCl2أماإذااختلفتالذرتانفإنالرابطةالتساهميةما بين الفرق مدى على يتوقف األيوني التجاذب من قدرا بعضهما إلى الذرتين فيجذب سيرافقهايعرفبالسالبيةالكهربيةللذرتين،وسنتعرففيالعامالقادمـإنشاءاللهـعلىمزيدمنالفهمللسالبية

الكهربيةودورهافيصفاتالجزيئات!

سؤال للتفكير :

*كمرابطةتساهميةتتوقعأنتكونهاذراتالعناصراآلتية،ولماذا؟الهـيدروجين،األكسـجين،الكلـور،النيـتروجـين

111

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

)4-1( ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة، وعالمة )x( أمام العبارة الخاطئة، مع تصحيح الخطأ إن وجد :

) ( أـرتبمايرومندليفالعناصرحسبزيادةأعدادهاالذرية.) ( بـالدوراتهيالصفوفاألفقيةفيالجدولالدوري.) ( تـعناصرالالنثانيداتتمألمجال3د.) ( ثـتكافؤعنصرالصوديوم)1-(.) ( جـيكونعنصرالهيدروجينغالباروابطأيونية.) ( حـيوفرلناالجدولالدوريطريقةمفيدةلتصنيفالعناصر.

)4-2( أكمل العبارات اآلتية بما يناسبها، وذلك بمراجعة الجدول الدوري ص101 عند الحاجة :1ـتحتويالدورةاألولىمنالجدولالدوريعلىعنصرينهما................و.................

2ـعنصرالكبريتيقعفيالدورة...................وفيالمجموعة...................3ـالعنصرالذيينتهيتوزيعهاإللكتروني2s22p5هومنعناصرالمجموعة...................

ويقعفيالدورة...................ولهالتكافؤ...................4ـالتجاذبالكهربائيبيناأليونالموجبواأليونالسالبهورابطة...................

)4-3( اختر اإلجابة الصحيحة من بين الخيارات المتاحة لكل فقرة : أـالكيميائيالذيرتبالعناصرتصاعدياحسبزيادةأعدادهاالذريةهو:

2ـموسلي. 1ـمندليف.4ـنيوالندز. 3ـدوبرينر.

112

طبيعةعلمالكيمياء

بـمنخواصعناصرالفلزاتأنها:2ـكثافتهاعالية. 1ـموصلةجيدةللكهرباء.4ـكلماسبق. 3ـدرجةانصهارهاوغليانهاعالية.

جـاسمالمجموعةالثامنةفيالجدولالدوريهو:2ـالفلزاتالقلوية. 1ـالهالوجينات.

4ـالفلزاتالقلويةاألرضية. 3ـالنادره.دـعددالروابطالتيتكونهاذرةالكلورفيمركباتها:

-4أربعروابط. 3ـثالثروابط. 2-رابطتان. 1ـرابطةواحده.

)4-4( اكتب التوزيع اإللكتروني للعناصر 35Br ، 13Al ، 3Li ، ثم امأل الجدول اآلتي :

الــتــكــافــؤرقم الـمـجــموعةرقم الدورةالـــعـــنـــصر

اللـيـثـــيـوم

األلومنيوم

الــبــــروم

)4-5( علل ما يأتي 1ـاقترانالجدولالدوريباسممندليف.2ـعددالتكافؤلعنصرالمغنسيومهو2+.

3ـعناصرالمجموعةالثامنةغيرنشطةكيميائيا.

)4-6( حدد المفاهيم األساسية التي مرت بك حول الجدول الدوري الحديث، ثم صمم خريطة مفاهيم تحدد فيها العالقات بينها.

التفاعل الكيميائي واملعادلة الكيميائية

الفصل اخلامس

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :

التفاعل يشملها التي التغيرات تستنتج ـ 1الكيميائي.

تجربة من الفوازييه استفاد كيف تذكر ـ 2بريستلي.

3ـتذكرنصقانونحفظالكتلة.4ـتذكرنصقانونالنسبالثابتة.

في عنصر ألي المئوية النسبة تحسب ـ 5مركب.

6ـتحددمفهومالمعادلةالكيميائية.7ـتكتبصيغةجزيئيةصحيحةللمركبات.

8ـتكتبمعادلةكيميائيةموزونة.الكيميائية التفاعالت أنواع تتعرفعلى ـ 9

وتذكرأمثلةعليها.

أهــداف الفـصـــل :5

116

طبيعةعلمالكيمياء

غازثانيأكسيدالكربون

O =C =OO

H H

بخارالماء

تأملفيالشكل)5-1(وحاولالتفكير،ماالذييحدثعندتقريبهاتينالمادتينمنبعضهما؟

الكثيرمنالنشاطاتالحياتيةاليوميةزاخربالتفاعالتالكيميائية،فاحتراقالوقودوصدأالحديدوتعفنالطعاموتنظيفالمالبسومايجريفيالمصانعماهوإالقليلمنكثيرمنالتفاعالتالكيميائيةالتيتحدثفياألوساطالتي

نعيشفيها.ولنأخذمثاالحياتيايتمثلفياحتراقوقودالطبخ،والذييدخلفيتركيبهمركبالبيوتان،فالموادالمتفاعلة)reactants(فيهذاالمثالهيغازالبيوتان

وغازاألكسجين.

والموادالناتجة)products(هيغازثانيأكسيدالكربونوبخارالماء.

ولناهناأننتساءلوحاولأنتاإلجابةبتأملشكلجزيئاتالموادأعاله:*ماذايحدثفيالتفاعلالكيميائي؟ماذايحدثللذراتفيالتفاعل؟

*هلاختفتذراتوظهرتذراتجديدة؟ماذايحدثللروابطبينالذرات؟

التفاعل الكيميائي واملعادلة الكيميائيةالتفــاعـل الكيميائــي :

O =O

غازالبيوتانغازاألكسجين

H H H H

H – C – C – C – C – H

H H H H

شكل)1-5(

117

طبيعةعلمالكيمياء

ولوتتبعناالترابطالذيتكونبيناألكسجينوالكربونفيجزيءثانيأكسيدالكربون،نجدأنهاليتمالكربون الروابطبينذرات الرابطةبينذرتيناألكسجينفيجزيءاألكسجين،وكذلك إالبعدأنتكسروالكربونوذراتالكربونوالهيدروجينفيجزيءالبيوتان،أيأنالتغيرفيارتباطالذراتالبدأنيسبقهكسرروابطالموادالمتفاعلةومنثمتكوينروابطفيالموادالناتجةالذييؤديإلىتكوينموادجديدة.

وفيالحقيقةإنحواسناالتدرككسرالروابطأوتكوينهابشكلمباشرمادامتهذهالعمليةتحدثعلىمستوىالمكوناتالصغيرةالتيالتدركهاالحواس.إنماتدركهحواسناهوتغيرفيصفاتالمواد،وبالتالينموادجديدة،ففيالتفاعلالسابقاختفىغازالبيوتاننتيجةاحتراقهبأكسجينالهواءوتكونغازخانق تكو

هوغازثانيأكسيدالكربون،وبخارإذاكـثـفيعطيناالماءالذينعرفهجيدا.

ومماسبقيمكنأننالحظأنالتفاعلالكيميائييتضمنمايلي:تغيرافيترتيبوتوزيعالذرات. ـ 12ـكسرروابطوتكوينروابطجديدة.

إنتاجموادجديدةمختلفةفيصفاتهاعنالموادالمتفاعلة. ـ 3إنتاجحرارةأوامتصاصحرارةفيمعظمالتفاعالت. ـ 4

2C4H10 + 13 O2 8CO2 +10H2O + حـرارة

مساواةكتلالموادالمتفاعلةبكتلالموادالناتجة،أيمراعاةقانونحفظالمادة. ـ 5ويمكنالقولإنالتفاعلالكيميائيهو)تغيريطرأعلىالموادالمتفاعلةينتجعنهموادجديدةمختلفةفي

صفاتهاعنالموادالمتفاعلة(.

تعلمتمنخاللدراستكالسابقةأنالموادعندماتتحدمعبعضهااتحاداكيميائيافإنهاتتحولإلىموادأخرىجديدةذاتخواصمختلفة،وقداستنتجالعلماءمجموعةمنالقوانينالمبنيةعلىالحقائقالتيتحكم

التفاعالتالكيميائيةوتنظمها،ومنهذهالقوانينقانونحفظالكتلةوقانونالنسبالثابتة.

قوانين االتحـاد الكـيمـيائــي :

118

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)5-3(تسخينالزئبق

شكل)5-2(:تجربةبريستلي

سبقأندرستالتغيرالفيزيائيوالتغيرالكيميائيفإلىأيمنهماينسبصدأالحديد؟وكيفيحدث؟..........فكر.

وإذاكانلدينامسمارحديدكتلته50جرامفهلتتغيركتلتهبعدأنيصدأ؟وماالسبب؟.........فكر.

تجربة بريستلي :

الشمس أشعة برتكيز )priestley( بريستيل قام 1774م عام يفباستعاملعدسةالمةعىلأكسيدالزئبق)II(،وهومادةترابيةمحراءفالحظتكونالزئبقالفيضوتصاعدغازاألكسجنيشكل)2-5(،املادة فتكونت باهلواء مملوء مقفل الفيضيفوعاء الزئبق ثمسخناحلمراءمرةأخرىونقصتكميةاهلواءيفالوعاءشكل)5-3(.لم

يستطعبريستليتفسيرظواهرالتجربةوإقناعالعلماء.

الفوازييه وقانون حفظ الكتلة :

مستعينا بريستلي تجربة )Lavoisier( الفوازييـه الفرنسي أعادبالميزانواستنتجمايلي:

اللون إلى تحوله عند األحـمر الزئبق أكسـيد كتلة في النقص *الفضـي = كتـلة غازاألكسـجين المتصاعـد.

* الزيادة في كتلة الزئبق الفضي عند تحوله إلى أكسيد الزئبق = كتلة الهواء الذي نقص في الوعاء.

: )Law of conservation of Mass( قانون حـفظ الكتلة

119

طبيعةعلمالكيمياء

مرة كل وفي مختلفة، أخرى مواد مع التجربة الفوازييه كررمن الناتجة المواد كتل تساوي المتفاعلة المواد كتل أن يالحظالتفاعل،ومنذلكاستنتجقانونحفظالكتلةالذيينصعلىأنه:

كتلة المواد الناتجـة تساوي كتلة المواد المتفاعلة.

شكل)5-4(:مقارنةالكتلةقبلالتفاعلمعالكتلةبعدالتفاعل

شكل)5-5(

1ـضعكميةمنمحلولنتراتالفضةفيقارورة)أيرلنمار(.2ـضعيفأنبوبصغري)حوايلثلثاألنبوب(كميةمنمحضالكلور.

3ـاربطاألنبوببخيط،ثمأنزلهفيالقارورةبحيثالتختلطمحتوياتهمعمحلولنتراتالفضة،وأغلقالقارورةبسدادة)شكل)4-5((.

كتلة وأوجد معا، اخلطهما ثم التفاعل، قبل المحلولين كتلة أوجد ـ 4المحلولينبعدالتفاعل.

5ـقارنالكتلةبعدالتفاعلمعالكتلةقبلالتفاعل.6ـماذاتستنتجمنالمقارنة؟

الـخـطـواتالمواد واألدوات

الفضة، نرتات حملول)أيرلنامر(، ــارورة قالــــكـــلور محـضاملخفف،خيط،سدادة

مطاطية،ميزان.

مقارنة الكتلة قبل التفاعل مع الكتلة بعد التفاعل :نشاط عمـيل 5 - 1

120

طبيعةعلمالكيمياء

أكملالفرنيسبروست)prosu(دراساتالفوازييهبعدوفاتهوتبنيله،أناملركباتحتتويعىلنسبثابتةمنالعنارصاملكونةاملركب، حتضري طرق اختلفت مهام النسب هذه تتغري وال هلا،ماء من أو اجلوفية املياه من عليه حصلنا سواء النقي املاء فمثالدائامعىل11.1% فإنـهيتوي تفاعلكيميائي، أوناتجعن املطرمنكتلتههيدروجيناو%88.9منكتلتهأكسجينا،ومنخالصة

أبحاثمتعددةتوصلبروستإىلالقانونالذيينصعىل:ثابتة وزنية نسب من نقي كيميائي مركب كل )يتألف

للعناصر المكونة له مهما اختلفت طرق تحضيره( القانون هذا نسب المؤرخين بعض أن بالذكر الجدير

أصالإلىالعالمالمسلمالجلدكي.

: )Law of definite composition or Definite proportions( قانون النسب الثابتة أو الــتركـيـب المـحدد

شكل)6-5(

2جممنكلوريدالصوديومتحتويعلى0.786جممنالصوديوم

1جممنكلوريدالصوديومتحتويعلى0.393جممنالصوديومو0.607جم

5جممنكلوريدالصوديومتحتويعلى1.97جممنالصوديوم

مـــثـــــال 5 - 1إذاأحرقنا12جرامامنالمغنيسيومفياألكسجينينتجمنذلك20جرامامنأكسيدالمغنيسيوم

)MgO(فماالنسبةالمئويةلعنصراألكسجينفيمركبأكسيدالمغنيسيوم؟الـــحــل

=كتلةأكسيدالمغنيسيومـكتلةالمغنيسيوم كتلةاألكسجين =20-12=8جرام كتلةالعنصر النسبةالمئويةللعنصر=ـــــــــــــــ×100 كتلةالمركب

8 النسـبةالمئويةلألكسجينفيأكسيدالمغنيسيوم=ــــ×100=40% 20

تــذكــر أن : احتراق المادة هو تفاعلها مع األكسجين

121

طبيعةعلمالكيمياء

تعبرالرموزعنالعناصر،وتعبرالصيغعنالمركبات،وتعبرالمعادلةالكيميائيةعنالتفاعلالكيميائي،فالمعادلةالكيميائيةتصفنوعيةالموادالمتفاعلةوالناتجةوتركيبهاوكمياتها،باإلضافةإلىأنهاتوضحالحالةالفيزيائيةلكلمادةفيالتفاعلوالشروطالسائدةأثناءالتفاعلمثل:الحرارةوالضغطوالموادالحافزة،ومن

ذلكيمكنأننعرفالمعادلةالكيميائيةبأنها:)وصفموجزودقيقللتفاعلالكيميائي(ويمكنناتمثيلالتفاعلبينغازيالهيدروجينواألكسجينإلنتاجبخارالماءوكميةمنالحرارةكمايلي:

غاز الهيدروجين + غاز األكسجين بخار الماء + حـرارة

حـرارة + بخار الماء غاز األكسجين + غاز الهيدروجين ويمكنتمثيلهاكذلككمايلي:

المتفاعلة المواد كميات لنا يحدد ال ولكن الناتجة، والمواد المتفاعلة المواد على التمثيل هذا يدلناوالناتجة،ولتكونالمعلوماتالتيتمثلالمعادلةأدقعليناأننحددالنسبةبينأعدادجزيئاتالهيدروجينوأعدادجزيئاتاألكسجينالتيتتفاعلوأعدادجزيئاتبخارالماءالناتجة.ويعبرعنمثلهذهالمعلومات

بالمعادلةالكيميائية.وبناءعلىذلكيمكنأننمثلالتفاعلالسابقبالمعادلةالتالية:2H2 )g( + O2 )g( 2H2O)g( + 286 Kcal

ونظراألنكميةاحلرارةالتدخليفكتلاملواد،وألنناسنبحثهايفكتابالكيمياءللصفالثاينالثانويـإنشاءاهللـ،فإننانسقطكتابةاحلرارةمناملعادلةوتصبحاملعادلةالسابقة:

2H2 )g( + O2 )g( 2H2O )g(

وتعنيهذهاملعادلةأنجزيءمناألكسجنييتفاعلمعجزيئنيمناهليدروجنيوينتججزيئانمنبخاراملاء.

تدريب )5-1( : عينةمنالماءالنقيH2Oكتلتها10جرامات،فإذاكانتكتلةالهيدروجينفيهذهالعينة1.11جراما،احسبنسبةكلمناألكسجينوالهيدروجينفيهذهالعينة.

ومنخاللنتائجاملثال)1-5(:كمتكونالنسبةاملئويةللمغنيسيوم؟وهلتتغرينسبةاألكسجنيواملغنيسيومعندحتضرياملركببطريقةأخرى؟

122

طبيعةعلمالكيمياء

تبينلنامماسبقأنكتابةالمعادلةالكيميائيةبشكلصحيحيتطلباألمورالتالية:1ـتحديدالموادالمتفاعلةوالناتجةوحالتهاالطبيعيةويتمهذاعمليافيالمختبر.

2ـتحديدرموزالعناصروصيغالمركباتللموادالمتفاعلةوالناتجة.3ـتحقيققانونحفظالكتلةأيمساواةذراتكلعنصربينطرفيالمعادلة)وزنالمعادلة(.

)s( بالحرف الصلبة وللمادة ،)gas( كلمة من األول الحرف وهو )g( بالحرف الغازية للمادة ويرمز)liquid(كلمةمناألولالحرفوهو)l(بالحرفالسائلةوللمادة،)solid(كلمةمناألولالحرفوهو

.)aqueous(كلمةمناألوالنالحرفانوهما،)aq(بالحرفينالمائيوللمحلولالمعادلـة كتابـة من نتمكن لكـي األسس هـذه بعـض على أكثر الضـوء نسلط أن هنـا بنـا ويجـدر

الكيميائيـةبشكـلصحيـح.

1ـحددالموادالمتفاعلةوالناتجةمنخاللالمعلوماتالمتاحةبينيديك،مثال:يحترقغازالميثانفيالمتفاعلة المواد تحديد يمكنك الطاقة، من وقدر والماء الكربون أكسيد ثاني غاز لينتج األكسجينوالناتجةمماتقدم،والموادالمتفاعلةهي:الميثان،واألكسجين،بينماالموادالناتجةهيثانيأكسيد

الكربونوالماء)معمالحظةكتابةالموادالمتفاعلةفيالطرفاأليسر(:طاقـة + مــاء + ثانـي أكسيد الكربـون أكسجيـن + ميثـان

أسس كتابة المعادلة الكيميائية :

كيف تكتب معادلة كيميائية صحيحة ؟

معلومة إثرائية :

عرفتالمعادلةالكيميائيةمنذحوالي100سنةبعدأناستعملتالرموزالكيميائيةلتدلعلىالعناصرفي الذرات على لتدل للمركبات، الجزيئية الصيغ كتابة من الكيميائيون تمكن أن وبعد والمركبات،

الجزيءوعلىعددكلمنها.

123

طبيعةعلمالكيمياء

2ـحددرموزوصيغالموادالموجودةفيالتفاعل:H2OوCO2:الناتجةالمواد،O2وCH4:المتفاعلة:الموادمثالنافيوهي

CH4 + O2 CO2 + H2O 3ـاكتبمعادلةالتفاعلمستخدماالرموزوالصيغ:

4ـومنالمالحظأنهليسجميعأنواعالذراتفيطرفيالمعادلةبأعدادمتساويـة،ولذانقومبعمليةوزنالمعادلةباتباعالخطواتاآلتية:

أ-اخترإحدىالذراتفيالموادالمتفاعلة)الطرفاأليسر(،وقارنبينعددهافيهذاالطرفوعددهافيالطرفالثاني)الطرفاأليمن(،فمثالعددذراتالكربونفيالطرفينمتساوإذنهيموزونة.

ب-قارنبينعددذراتعنصرآخرفيالطرفينووازنبينهما،فمثال:يوجدفيالطرفاأليسر4ذراتالعدد الجزيءذي ذرتين،ولوزنهمانضرب األيمنسوى الطرف في يوجد بينماال هيدروجين،بالرقم)2( الماء أنناسنضربجزيء العدد؛أي بأبسطرقميوازن الهيدروجين األقلمنذرات

CH4 + O2 CO2 + 2H2O فتصبحالمعادلةعلىالنحواآلتي:ج-قارنبينعددذراتاألكسجينفيالطرفينفستجدأنعددهافيالطرفاأليمن)4(ذرات،بينمافيالطرفاأليسرمنهاذرتان،لذاالبدمنضربجزيءاألكسجينفيالطرفاأليسربالرقم)2(:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O د-واآلنيمكنكالتحققمنعددكلنوعمنالذراتفيالطرفينمتساو،وهومايحقققانونحفظ

الكتلةخاللالتفاعلالكيميائي.عندمايكونالتفاعلمصحوبابتغيراتفيالطاقة،فإنهيمكنكتابةمايدلعلىموقعالطاقةإنكانتناتجة 5ـ

أومتفاعلةفيالجهةالمناسبة،كمايلي:CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + طـاقـة

معادلة كتابة من لنتمكن كيميائيةصحيحة كتابةصيغة كيفية معرفة إلى بحاجة فنحن هنا واضح هو وكماكيميائيةصحيحة.

124

طبيعةعلمالكيمياء

في بعضها إلى العناصر ذرات الموجودةونسبة العناصر نوع أي الكيميائي تركيبها المادةعلى تدلصيغةجزيءالمادة.ومنهذانستنتجأنالصيغتمثلالجزءالرئيسيمنلغةالكيمياء.وسوفيقتصرالحديثهنا

علىالصيغةالجزيئيةالتيتمثلحجراألساسفيكتابةالمعادلةالكيميائية.ولكتابةالصيغةالجزيئيةللمركبوجبعليناأوالاإللمامبرموزأهمالعناصروتكافؤاتهاجدول)1-5(وصيغأهمالشقوقوتكافؤاتهاكمافيالجدول)5-2(،معمالحظةأنالعناصرمتعددةالتكافؤيمكنإضافةالطريقة التكافؤين)كمافي بين للتمييز للتكافؤاألعلىوذلك للتكافؤاألقلوالمقطع)يك( المقطع)وز(

القديمة(،أونكتبرقمالتكافؤبعداسمالعنصر)كمافيالطريقةالحديثة(،ويتضحذلكباآلتي:.)II(الحديدكلوريـدأوالحـديدوزكلوريدهوFeCl2

.)III(الحديدكلوريدأوالحديديككلوريدهوFeCl3

تكافؤهرمزهاسم العنصرتكافؤهرمزهاسم العنصرتكافؤهرمزهاسم العنصر

هيدروجين

كلـور

بــروم

خارصين

ألومينيوم

بـورون

منجنيـز

H

Cl

Br

Zn

Al

B

Mn

1

1

1

2

3

3

2

فـضة

فلـور

يـود

مغنيسيوم

كالسيوم

نحـاس

حـديد

Ag

F

I

Mg

Ca

Cu

Fe

1

1

1

2

2

2،1

3،2

ليثـيوم

بوتاسيوم

صوديوم

أكسجين

باريـوم

زئبـق

ذهـب

Li

K

Na

O

Ba

Hg

Au

1

1

1

2

2

2

1جدول)5-1(:تكافؤبعضالعناصرالمتداولة.

كتابة الصيغة الجزيئية :

125

طبيعةعلمالكيمياء

يتكوناملركبمنشقنيموجبوسالبوغالباتكتبالصيغةبوضعاأليوناملوجبإىلاليساروعندالنطقيبدأأوالباسماأليونالسالب،ولكتابةصيغةمركبنتبعاخلطواتالتالية:

1ـنكتبرموزالعناصـرأوالشقوقالداخلةيفتكويناملركب)املوجبإىلاليساروالسالبإىلاليمني(.2ـنكتبرقمالتكافؤأسفلكلرمزأوصيغة.

3ـنبـادلالتكافـؤاتبنيشقنياملركب.4ـإذاكانبنيالتكافؤاتعاملمشرتكفنقسمعىلهذاالعامل،حتىنصلإىلأبسطقيمةعدديـة.

5ـنكتبالصيغةالنهائيـةللمركب.6ـيوضعالجذربينقوسينإذااحتوىالجزيءأكثرمنجذر،ويكتبعددالتكرارفيأسفليمينالقوس

Al)OH(3:التاليالمثالفيكما

تــكــافــؤهصــيــغــتهاســم الـجــذر أو الــشــق

هيدروكسيدأمونيـومنــتـراتبيكربوناتكربونـاتكبريتـاتسيلكـاتفوسفـات

OH -

NH+

NO-

HCO-

CO--

SO--

SiO--

PO---

11112223

4

3

3

3

4

3

4

جدول)5-2(:تكافؤبعضالجذورالمتداولة.

خطـوات كـتـابـة صـيغ المـركـبـات :

126

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثــــال 5 - 2

اكتبالصيغةالكيميائيةللمركباتالتالية:الـــحــل

1 ـ بروميد الفضة:نكتبرموزالعناصر:نكتبالتكافؤات:نبادلالتكافؤات

2 ـ أكسيد األلومينيوم :نكتبرموزالعناصر:

نكتبالتكافؤات:نبادلالتكافؤات

3 ـ كبريتات الصوديوم :نكتبرموزالعناصر:

نكتبالتكافؤات:نبادلالتكافؤات

4 ـ هيدروكسيد الكالسيوم :نكتبرموزالعناصر:

نكتبالتكافؤات:نبادلالتكافؤات

5 ـ أكسيد الباريوم :نكتبرموزالعناصر:

نكتبالتكافؤات:نبادلالتكافؤات

AgBr

Al2O3

BaO

Na2SO4

Ca)OH(2

Ca

21

OH

12

Ba

22

O

22

Al

32

O

23

Na

12

SO421

Ag

11

Br

11

الصيغةالنهائية

الصيغةالنهائية

الصيغةالنهائية

الصيغةالنهائية

الصيغةالنهائية

127

طبيعةعلمالكيمياء

مـــثـــــال 5 - 3عبرعنهذاالتفاعلالكيميائياللفظيبمعادلةكيميائيةموزونة،ينتجمناالحتراقالكامل

لغازالنيتروجينفيالهواءغازثانيأكسيدالنيتروجين.الـــحـــل

تدريب )2-5( :

تعلمنامماسبقاألسسالمتبعةفيكتابةالمعادلةالكيميائية،باإلضافةإلىكيفيةاستنتاجالصيغةالكيميائيةللمركببشكلصحيح،حتىأصبحمنالسهلعليناكـتابـةالمعادلـةوسوفنبدأأوالبكـتابـةالمعادالت

اللفظية،كمافياألمثلةالتالية:

K+Mg++Al+3NH+

OH -SO--

NO-

PO-3

أيونات موجبةأيونات سالبة

4

4

3

4

تطبيقات على كتابة المعادلة الكيميائية :

أكملالجدولالتاليبكتابةصيغالمركباتالناتجة.

نكتبرموزوصيغالموادالمتفاعلةوالناتجة:نزنالمعادلة:

نضعالحالةالفيزيائيةللمواد:

N2 + O2 NO2

N2 + 2O2 2NO2

N2 )g( + 2O2 )g( 2NO2 )g(

مـــثــــال 5 - 4عبرعنهذاالتفاعلاللفظيبمعادلةكيميائيةموزونة:

لينتجمحلول الهيدروجين( )كلوريد الكلور معمحلولحمض الصلب الخارصين يتفاعلكلوريدالخارصينويتصاعدغازالهيدروجين.

128

طبيعةعلمالكيمياء

الـــحـــل

تدريب )3-5( :

عبرعنالتفاعالتالكيميائيةاللفظيةالتاليةبمعادالتكيميائيـةموزونـة.1ـيحترقشريطالمغنيسيومفيالهواءوينتجراسبمنأكسيدالمغنيسيوم.

تتحللكربوناتالكالسيومالصلبةباحلرارةوتنتجأكسيدالكالسيومالصلبوغازثاينأكسيدالكربون. 2ـ

معلومة إثرائية : )Ionic Equation( المعادلة األيونية

كثيرمنالموادوخاصةاألمالحتتفككإلىأيوناتإذاوضعتفيالماءوعندهايمكنالتعبيرعنذلكبمعادلةأيونية.

نترات محلول لينتج البوتاسـيوم هيدروكسـيد محلول مع النيتروجين محلولحمض تعادل مثال:البوتاسـيوموالماء.

HNO3 )aq( + KOH )aq( KNO3 )aq( + H2O )1(

المعادلة األيونية : H+

)aq( + NO3 )aq( + K+)aq( + OH

+K ــ)aq( + NO3 )aq( + H2O )1(

ــــ

المعادلة األيونية المختصرة :

وهيالمعادلةالناتجةبعدحذفالموادالمتكررةفيالطرفين.H+

)aq( + OH-)aq( H2O )1(

نكتبرموزوصيغالموادالمتفاعلةوالناتجة:نزنالمعادلة:

نضعالحالةالفيزيائيةللمواد:

Zn + HCl ZnCl2 + H2 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 Zn )s( + 2HCl )aq( ZnCl2 )aq( + H2 )g(

129

طبيعةعلمالكيمياء

نظرالوجودالماليينمنالتفاعالتالكيميائية،فقدجرتالعادةعلىتصنيفهابطريقةتساعدعلىفهمها،وفيمايليبيانلألنواعالمشهورةللتفاعالتالكيميائية:

أوال : تفاعالت االتحاد : وهيالتفاعالتالتيتتحدفيهامادتانأوأكثرلتكوينمركبواحدوتقسمإلىثالثةأنواع:

Cl2 )g( + H2 )g( 2 HCl )g( 1ـاتحادعنصرمععنصر)ويسمىاالتحادالمباشر(:2CO )g( + O2 )g( 2CO2 )g( 2ـاتحادعنصرمعمركب:SO3 )g( + H2O )1( H2SO4 )1( 3ـاتحادمركبمعمركب:

ثا نيا : تفاعالت التفكك : CaCO3 )s( CaO )s( + CO2 )g( :مثلمكوناتهاوتعطيالمادةتتفككحيث2HgO )s( 2Hg )1( + O2 )g(

ثالثا : تفاعالت اإلزاحة )اإلحالل( : وأشهرهانوعان:

أ ـ تفاعل اإلزاحة المفردة :مثلتفاعليحلفيهعنصرنشطمحلعنصرأقلنشاطامنهمثل:Cu SO4 )aq( + Zn )s( ZnSO4 )aq( + Cu )s(

ب ـ تفاعل اإلزاحة المزدوجة :مثلتفاعلتبادلاأليوناتالموجبةأوالسالبةفيمركبينوتحدثهذهغالبافيالمحاليلالمائيةمثل:

AgNO3 )aq( + NaCl )aq( AgCl )s( + NaNO3 )aq(

رابعا : تفاعالت الحموض مع القواعد : تفرد الكيمياءأصبحت المزدوجة،وألهميتهافيعلم تفاعلاإلزاحة نوع وهيفيمعظماألحيانمن

كنوعمستقل،وتتبعالقاعدة:ملح+ حمض+قاعدة

أنـــواع التفــاعــالت الكيميائية :

130

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

ومنأشهراألمثلةعلىهذاالنوعمنالتفاعالتتفاعلحمضالكلورمعهيدروكسيدالصوديوم.HCl )aq( + NaOH )aq( NaCl )aq( + H2O )1(

وفيبعضاألحيانتكونمننوعتفاعالتاالتحادمثل:HCl )aq( + NH3 )g( NH4Cl )g(

تفاعالت األكسدة واالختزال : هيالتفاعالتالتييحدثفيهاتغيرفيمايسمىبأعداداألكسدةللموادالداخلةفيهاكمافيالمثال:

Zn )s( + 2H+)aq( Zn++

)aq( + H2 )g(

حيثنالحظأنذرةالخارصينتفقدإلكترونينوتتأكسدإلىأيونالخارصين،أيأنعدداألكسدةللخارصينتغيرمنصفرفيذرةالمعدنإلى2+،ويتبينلناأنكلأيونمنأيوناتالهيدروجينقد

اكتسبإلكترونواحدوتحولإلىذرةهيدروجين،ومنثمتكونغازالهيدروجين.

131

طبيعةعلمالكيمياء

)5-1( ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة، وعالمة )x( أمام العبارة الخاطئة، مع تصحيح الخطأ إن وجد :

) ( 1ـيشملالتفاعلالكيميائياستحداثذراتجديدة.) ( 2ـأعادبروستتجربةبريستليمستعينابالميزان.) ( 3ـتعبرالمعادلةالكيميائيةعنالتفاعلالكيميائي.) ( .NaCO3الصوديوملكربوناتالكيميائيةالصيغةـ4) ( 5ـمنأنواعالتفاعالتتفاعالتاإلحالل.

)5-2( لدى االحتراق الكامل لثالث عينات من شريط المغنيسيوم النقي حصلنا على النتائج التالية :

كتلة الناتج )جم(كتلة المغنيسيوم )جم(

1.44

2.08

3.19

2.40

3.47

5.32

احسبالنسبةالمئويةللمغنيسيومفيكلمنالنواتجالثالثة،وماالقانونالذيتوضحهتلكاألرقام؟

والكربون الصوديوم من يتكون مركب في الموجودة العناصر من لكل المئوية النسبة ما )3-5(من 11.5جم تركيـبه في دخل وقد جرام 26.5 المركب كتلة كانت إذا واألكسجين

الصوديوم و3جم من الكربون ؟

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

132

طبيعةعلمالكيمياء

)5-4( اكتب معادالت موزونة للتفاعالت التالية: بروميدالهيدروجين أ(هيدروجين+بروم

نشادر ب(هيدروجين+نيتروجينثانيأكسيدالنيتروجين+بخارماء ج(نشادر+أكسجينثانيأكسيدالكربون د(أولأكسيدالكربون+أكسجين

)5-5( أكمل الفراغات في الجدول األتي :

هيدروكسيد ................كبريتات الصوديوماالسم الكيميائي للمركب................الكالسيوم

Mg)NO3(2................KHCO3................الصيغة الكيميائية للمركب

)5-6( أكمل المعادالت اآلتية، ثم أزنها :Na )s( + Cl2 )g( Ba )NO3(2 )aq( + Na2 SO4 )aq( Mn )s( + HCl )aq(

)5-7( اكتب نوع التفاعل الذي تمثله كل معادلة مما يلي :2H2 )g( + O2 )g( 2H2O )g( ـ أ

2NaHCO3 )s( Na2CO3 )s( + CO2 )g( + H2O )g( ـ ب

HCl )aq( + KOH )aq( KCl )aq( + H2O )1( جـ ـ

Zn )s( + Cu )aq( Cu )s( + Zn )aq(+ + + + د ـ

133

طبيعةعلمالكيمياء

يـة لقلو ا ت ا لفلـز ااألرضيـة لقلويـة وا

الفصل السادس

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :

1ـتحددالعناصرالتيتنتميإلىالمجموعتين1أو2أ.

2ـتذكرأهمالخواصالفيزيائيةوالكيميائيةلفلزاتالمجموعتين1أو2أ.

والفلزات القلوية الفلزات خواص بين تقارن ـ 3القلويةاألرضية.

والفلزات القلوية الفلزات وجـود على تتعرف ـ 4القلويةاألرضيةفيالطبيعة.

الصـوديوم اسـتخالصكلمن تـشـرحطريقة ـ 5والكالسيوموالمغنيسيوم.

تجريبعضالتجاربالعمليةالمتعلقةبالصوديوم 6ـوالكالسيوموالمغنيسيوم.

7ـتقارنبينالخواصالكيميائيةلكلمنالصوديوموالكالسيوموالمغنيسيوم.

تكشفعملياعنوجودالصوديوموالبوتاسيوم. 8ـتذكربعضالتطبيقاتالحياتيةللصوديومومركباته. 9ـ

تجريتجاربعمليةعلىبعضمركباتالكالسيوم 10ـوالمغنيسيوم.

11ـتشرحعسرالماءوالمركباتالمسببةله.الحـياتيةللكالسيوم التطـبـيـقات ـتذكربعض 12

6أهــداف الفـصـــل :

134

طبيعةعلمالكيمياء

لقدوجدنامنخاللدراستناللجدولالدوريفيالفصلالرابعأنمنأهدافهذاالجدولتصنيفالعناصر،لتسهيلدراستهابشكلمنظم.ويتناولهذاالفصلالمجموعتيناألولىوالثانية)1أو2أ(والمعروفةبالفلزاتالقلوية)alkali metals(والفلزاتالقلويةاألرضية)alkaline earth metals(علىالتوالي.ويتناول

كذلكدراسةأهممركباتالصوديوموالكالسيوموالمغنيسيوم.أطلقعلماءالعرباسم»القلي«علىمركباتالصوديوموالبوتاسيومالقلويةمثل:هيدروكسيدالصوديومNaOHوكربوناتالصوديومNa2CO3وبيكربوناتالصوديومNaHCO3وكذلكمركباتالبوتاسيومالمماثلة،

المشابهة العناصر بعد فيما لتشمل التسمية، هذه توسعت وقد alkali أصبحت أوروبا إلى نقلوها وعندماللصوديوموالبوتاسيومفيالخواص،والتيتكونحاليامجموعةالفلزاتالقلوية.

جدول)6ـ1(:بعضخواصالفلزاتالقلوية

العدد الرمزالعنصرالتوزيع اإللكـترونيالذري

رمــــــز األيون

الحجم الــذري

الـنشــاط الكيميائي

درجــة اإلنصهار

Li31s22s1Liليثيومتقليزداديزداد+

Na111s22s22p63s1Naصوديوم+

K191s22s22p63s23p64s1Kبوتاسيوم+

Rb371s22s22p63s23p64s23d104p65s1Rbروبيديوم+

Cs551s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s1Csسيزيوم+

الفلزات القلوية والقلوية األرضية

خواص الفلزات القلوية والقلوية األرضية :

مــقـــــــدمـــة :

135

طبيعةعلمالكيمياء

تدريب ) 1-6( :

جدول)6ـ2(:بعضخواصالفلزاتالقلويةاألرضية

التمثيل اإللكتروني في أعلى مستويين العدد الذريالرمزالعنصرالنشاط الكيميائيالحجم الذريرمز األيونمن الطاقة

ــــــــ2s2Be41s2بريليوم

يزداديزداد ++3s2Mg2p6Mg122s2مغنيسيوم

++4s2Ca3p6Ca203s2كالسيوم

++5s2Sr4p6Sr384s2سترونشيوم

++6s2Ba5p6Ba565s2باريوم

++7s2Ra6p6Ra886s2راديوم

مستعينابالجدول)6ـ1(والجدول)6ـ2(أكملالجدولالتالي:

الفلزات القلوية األرضيةالفلزات القلويةالخاصية

عدداإللكتروناتفيمستوىالطاقةاألخير

القابليةلفقداإللكترونات

النشـاطالكيميائي

العالقةبينالميللفقداإللكتروناتوالحجمالذري

136

طبيعةعلمالكيمياء

تذكـر أن :

الخواص الفيزيائية للفلزات :

*غالبا،تكوندرجةاإلنصهاروالغليانعالية. *لهامظهربراق.*غالبا،يمكنطرقهاإلىألواح. *غالبا،تكونالكثافةعالية.

*غالبا،تكونموصلةجيدةللحرارةوالكهرباء. *غالبا،يمكنسحبهاإلىأسالك.

وتمتازالفلزاتالقلويةاألرضيةبأنهاأكثرقساوةمنالفلزاتالقلويةولهادرجاتانصهاروغليانأعلىمنها.

معلومة إثرائية :

*كلمةليثيومفياللغةالالتينيةمعناها»حجر«وسميبذلكلوصفصفاتهالفلزية.*الروبيديومسميبهذااالسمبسبباللوناألحمرالمميزلخطوططيفه.

*السيزيوممعناهفياللغةالالتينيةأزرقسماوي.*الفرانسيومعنصرمشعاكتشفعام1946موينتجمننواتجالتحللاإلشعاعيلعنصراألكتينيوم.

تدريب )2-6( :مستعينابالتوزيعاإللكترونيقارنبينكلمن11Naو12Mgمنحيثالنشاطالكيميائيمع

التعليل.

سؤال للتفكير :

الفلزاتالقلويةاألرضيةأقلنشاطامنالفلزاتالقلوية.عللذلك؟

137

طبيعةعلمالكيمياء

يعتبرالكالسيوموالمغنيسيومأكثرالفلزاتالقلويةاألرضيةانتشاراعلىسطحاألرض،حيثيشكلالكالسيوم3.4%منمكوناتالقشرةاألرضية،

أماالمغنيسيومفيشكلتقريبا%1.9منمكوناتالقشرةاألرضية.

مركبات الكالسيوم والمغنيسيوم منتشرة بكثرة ومن أمثلتها ما يلي :

كربونات من مختلفة صور وهي الجيري، والحجر والرخام الطباشير ـ أ.)CaCO3(الكالسيوم

وجود الفلزات القلوية والقلوية األرضية في الطبيعة :

التوجدعناصرالفلزاتالقلويةوالفلزاتالقلويةاألرضيةحرة)علىحالةانفراد(فيالطبيعة،بلتوجدفيالقشرةاألرضية في انتشارا القلوية الفلزات الكيميائيوأكثرعناصر لنشاطها شكلمركبات،ويرجعذلك

عنصراالصوديوموالبوتاسيوم.هذه أهم يوضح التالي والجدول الطبيعة في عديدة مركبات في أخرى عناصر مع متحدا الصوديوم يوجد

االســماالســم الكيميائيوجــــــــــــــــــــــــــــــــــــــودهالشــائع

NaClكلوريد الصوديومملحالطعام

وعلى البحار مياه في مذابا يوجدهيئةرواسبملحيةتعرفبالملح

الصخري.

NaNO3نترات الصوديومملحشيلي

شيلي شمالي في بكثرة توجدبأمريكاالجنوبية.

Na2CO3كربونات الصوديومملح

النطرونبوادي طبيعية كرواسب توجدالنطرونبمصروفيشرقيأفريقيا.

جدول)6ـ3(:أهممركباتالصوديوم

شكل)2-6(

شكل)3-6(

شكل)6-1(:ملحالطعام

138

طبيعةعلمالكيمياء

نشاط ميداني :

تعتبرمادةاإلسمنتمنالموادالهامةالتيساهمتبشكلكبيرفيالتطورالعمرانيوالتييدخلفيتركيبهاالكالسيومكأحدالعناصرالهامة.

إنشاءمصانع ـ اللـهتعالى ـبحمد السعوديةفقدتم العربية المملكة الخامفي المواد لتوفر ونظراز لإلسمنتفيبعضمناطقالمملكة.خططمعمعلمكوزمالئكلزيارةأقربمصنعلإلسمنت.جهبعضاألسئلةلتحصلعلىإجابتهامنالمختصينفيه.ثماكتبتقريراعنالزيارةيتضمنبعضالصور

والمخططاتالتيوفرتهامنخاللالزيارةواعرضهعلىمعلمكوزمالئك.

تحضرالفلزاتالقلويةوالفلزاتالقلويةاألرضيةبالتحليلالكهربائيلمصهورأمالحها،وذلكلنشاطهاوعدموجودهاحرةفيالطبيعة.

استخالص فلزات المجموعة األولى والثانية ) أ ( :

في عام1807م الصوديوم استخالص من )Humphry Davy( ديفي همفري اإلنجليزي العالم تمكن،NaOH)الكاوية)الصوداالصوديومهيدروكسيدلمصهورالكهربائيبالتحليلوذلكبلندنالملكيالمعهد

وحديثاأصبحيحضربالتحليلالكهربائيلمصهوركلوريدالصوديوم.

)أ( استخالص الصوديوم :

.)MgCO3(المغـنيـسـيومكربوناتوهو)magnesite(المغـنـيـسايتخامـب

جـخامالدولوميت)dolomite(وهوعبارةعنمخلوطمنكربوناتالكالسيوموكربوناتالمغنيسيوم.

.)CaSO4.2H2O(المائيةالكالسيومكبريتاتمنمكونخاموهوالجبسـد

.)CaSO4(الالمائيةالكالسيومكبريتاتـهـ

139

طبيعةعلمالكيمياء

يعتبرالمغنيسيومالعنصرالثانيبعدالصوديوممنحيثوفرتهفيماءالبحر،ويتماستخالصهبترسيبالمغنيسيوم،ومنثميحللكهربائيا إلىكلوريد الذييحول المغنيسيوم األيوناتعلىشكلهيدروكسيد

MgCl2تحليلكهربائي

Mg +Cl2 وفقاللتفاعلالتالي:

مهبطمنالحديد

فتحةلدخولالخليطالمصهورNaCl +CaCl2

مصهوركلوريدالصوديوموكلوريدالكالسيوم

مصهورفلزالصوديوم

مصعدمنالجرافيت

شبكمنالحديد

)ب( اسـتـخـالص الـمـغـنيسـيوم :

شكل)6-4(:حوضالتحليلالكهربائيلمصهوركلوريدالصوديوم

البحث العلمي :

ارجعإلىأحدالمصادرالمناسبة،أوناقشأحدالمختصينلتحصلعلىإجابةللسؤالالتالي:تحضير أن إال 5318م وهي انصهاره درجة بانخفاض يتميز الصوديوم هيدروكسيد أن من بالرغمبالتحليل يحضر أصبح ولكنه اآلن، يستعمل يعد لم NaOH لمصهور الكهربائي بالتحليل الصوديوم

الكهربائيلمصهوركلوريدالصوديوموالذيتبلغدرجةانصهاره5801مكيفتفسرذلك؟

CaCl2تحليلكهربائي

Ca +Cl2 بالتحليلالكهربائيلكلوريدالكالسيوموفقاللتفاعلالتالي:

)ج( اسـتخالص الــكــالــسـيـوم :

140

طبيعةعلمالكيمياء

الخواص الكيميائية لعناصر المجموعة األولى والثانية )أ( :

الطبق في بسكين قطعها ثمجرب بملقط الصوديوم من قطعة اخرج ـ 1الزجاجي.

*قارنبينالسطحالمقطوعوالسطحاألصليللقطعة.*ماسبباالختالف؟

2ـاقطعقطعةصغيرةمنالصوديومبحجمحبةالعدس،وضعهابواسطةالملـقطفيالكأسالزجاجـيالمملوءإلىمنـتـصفهبالماء،ثمغطه

بالشبكة،ماذاتالحظ؟3ـبعدانتهاءالتفاعلاختبرتأثيرالمحلولالناتجعلىورقةتباعالشمس،

ماذاتالحظ؟

الـخـطـواتالمواد واألدوات

فلـزالصوديوم)الحظبسائل مغمور أنـهالكيروسين(ـملقطـسكينـطبقزجاجيـكأسزجاجـيسعةـ شبكة ـ مللتر 250

ورقتباعالشمس

عنصر الصوديوم وبعض خواصهنشاط عمـيل 6 - 1

شكل)5-6(:البريقالفضيللصوديوم

شكل)6-6(:تفاعلالصوديوممعالماء

يتفاعلالصوديوممعالماءبشدةوينتجعنذلكحرارةتكفيإلشعالغازالهيدروجينالناتجمنالتفاعل،وقدتقفزقطعةالصوديوممنالوعاءأثناءالتفاعل؛لذايجبعندالتعاملمعالصوديوم

اتباعمايلي:1ـأخذالحيطةوالحذر.

2ـأخذقطعةصغيرةجدامنالصوديوم.3ـلبسالنظارةالواقيةللعينوقفازاتاأليديورداءالمختبر.

حرائقالصوديومالتطفأبالماءوإنمابالرملأوالبودرةالجافة. 4ـ

141

طبيعةعلمالكيمياء

الـخـواص الكيميائية للكالسيوم والمغنيسيوم :

أوال : أثر الماء على الكالسيوم :

الـخـطـواتالمواد واألدوات

ـ مقطر ماء ـ كالسيومكأسزجاجيسعة500ساق ذي قمع ـ مللترطويلةـأنبوباختبارـ

ورقتباعالشمس.

نشاط عمـيل 6 - 2

1ـضعكميةمنالماءالمقطرفيالكأسالزجاجيإلىالنصف،ثمضع)بحذر( قطعةصغيرةمنفلزالكالسيومفيالماءوغطهابالقمع،ماذا

تالحظ؟2ـقربشظيةمشتعلةلفوهـةالكأسبعدحدوثالتفاعل،ماذاتالحظ؟

الـخـطـواتالمواد واألدوات

نشاط عمـيل 6 - 3

شريطمغنيسـيومبطول ماسكحديديـ 5سمـكأسصغيربهماءمقطر

ـورقتباعالشمس.

المغنيسيوم شريط طرفي أحد أمسك ـ 1الطرف وأشعل الحديدي بالماسك

اآلخربمصباحبنزن،ماذاتالحظ؟المقطر، الماء في االحتراق ناتج أذب ـ 2تباع المحلولعلىورق تأثير اختبر ثم

الشمس،ماذاتالحظ؟

ثانيا : احتراق شريط المغنيسيوم :

شكل)7-6(:احتراقشريطالمغنيسيوم

142

طبيعةعلمالكيمياء

بعدإجراءاألنشطةالسابقةيمكناستنتاجبعضالتفاعالتلعناصرالمجموعتيناألولىوالثانيةوالتيمنها:1 ـــ التفاعل مع األكسـجين :

عندقطعقطعةمنالصوديوميظهرالبريقالفلزيمكانالقطعالحديث،ولكنهسرعانمايخبونتيجةلتفاعله4Na +O2 2Na2O السريعمعاألكسجينالجوي:

كمايحترقكلمنالكالسيوموالمغنيسيومبسهولةمتحدينباألكسجينلتكويناألكاسيد:2Ca +O2 2CaO

تدريب )3-6( :مع المغنيسيوم تفاعل توضح موزونة كيميائية معادلة اكتب

تدريب )4-6( :

موزونـة كيميائيـة معادلـة اكتـبمـع المغنيسـيوم تفاعـل توضـح

سؤال للتفكير :

منخاللمعادلةتفاعلالصوديوممعالماءاستنتجمعادلةعامةموزونةتمثلتفاعلالفلزاتالقلويةمع

.)Mهوالقلويالفلزرمزأن)اعتبرالماءمعالكالسيومتفاعل:)6-8(شكل

2 ـــ الـتـفــاعل مـع الــمـــاء :بقية شأن ذلك في شأنه الماء مع بعنف الصوديوم يتفاعلمن وكمية الصوديوم هيدروكسيد ليعطي القلوية الفلزاتمن الناتج الهيدروجين غاز إلشعال أحيانا تكفي الحرارة

التفاعل:2Na +2H2O 2NaOH +H2

كمايتفاعلالكالسيوممعالماءالباردبسهولة،ولكنالمغنيسيوميتفاعلببطءمعالماءالباردوبسهولةمعبخارالماءويتكونفيكلحالةهيدروكسيدالفلزوغازالهيدروجين،شكل)8-6(:

143

طبيعةعلمالكيمياء

الـخـطـواتالمواد واألدوات

هل يوصل كلوريد الصوديوم التيار الكهربائي؟نشاط عمـيل 6 - 4

أو بــوتــقــةصــغــيــرةحديدية مسامير كأس،أو مصباح ــدد2(، )عجرسكهربائي،بطاريةذاتفرقجهدمناسب،ملحكلوريدالصوديوم

الصلب،ماءمقطر.

3 ـــ التفاعل مع الكلور :الكلور مع بشدة الصوديوم يتفاعل2Na +Cl2 الصوديوم: كلوريد مكونا

2NaCl

شكل)6-9(:تحضيركلوريد

مركبات الصوديوم والبوتاسيوم :

ثلثيها إلى كأس أو صغيرة بوتقة امأل ـ 1واغمس الصلب، الصوديوم بكلوريدفيهمسمارينكبيرين،ثمصلهمابأسالكتتصلبجرسأومصباحصغيرومصدرمناسبللتيارالكهربائي؛ماذاتالحظ؟

أعدالتجربةمرةأخرىمستخدمامحلول 2ـكلوريدالصوديومالمائي)يتمتحضيرهباستخدامالماءالمقطر(؛ماذاتالحظ؟

والخطوة رقم)1( الخطوة من تستنتج ماذا *شكل)6-10(رقم)2(؟

محلولكلوريدالصوديوم

كلوريدالصوديومالصلب

Ca +2H2O Ca)OH(2+H2

144

طبيعةعلمالكيمياء

خواص مركبات الصوديوم والبوتاسيوم :

يتحدكلمنالكالسيوموالمغنيسيومبسهولةمعالكلوروتتكونالكلوريدات:

Ca +Cl2 CaCl2

Mg +Cl2 MgCl2

المركز الكلور حمض في بغمسه وذلك البالتين سلك طرف نظف ـ 1وتسخينهفيلهببنزنغيرالمضيء)كررذلكمرتينأوثالثمرات

إلىأنيثبتلوناللهبعندمايوضعالسلكفيه(.2ـاغمسطرفالسلكفيكلوريدالصوديوم،وسخنالسلكعندحافة

لهببنزنغيرالمضيء.*مالوناللهب؟

3ـكررالتجربةمعبقيةالمركباتبعدأنتنظفالسلكفيكلمرةبالطريقةالسابقة.

*سجللوناللهبفيكلمنالمركباتالسابقة.

*ماذاتستنتجمنهذاالنشاط؟

الـخـطـواتالمواد واألدوات

زجاجةسـاعةـسـلكبالتينمثبتفيسـاقكلوريـد ـ زجاجيـةالصوديـومـكربوناتكلوريـد ـ الصوديـوميوديـد ـ البوتاسـيومحمـض ـ البوتاسـيوم

الكلورالمركز.

الكشف عن وجود الصوديوم أو البوتاسيومنشاط عمـيل 6 - 5

مالحظة :حالتها في األمالح من بدال السابقة األمالح محاليل استخدام يمكن

لــون الـلــهـبالـمــــركـــــب

كربوناتالصوديومكلوريدالبوتاسيومكلوريدالصوديوميوديـدالبوتاسيوم

145

طبيعةعلمالكيمياء

+Li+Na+Kاأليون

لـــــون اللهب

شكل)6-12(:أيوناتكلوريدالصوديومشكل)6-11(:لوناللهبلبعضالفلزات

مــركـبــات الصــوديــوم :

: ) NaOH ( 1 ـــ هيدروكسيد الصوديوم

وأتركها ساعة، زجاجة في الصوديوم هيدروكسيد من قليلة كمية ضع ـ 1معرضةللهواءلفترةمعينة،ماذاتالحظ؟

2ـضعكميةمنالماءالمقطرفيالكأسالزجاجي،ثمقسدرجةالحرارةوسجلها،درجةالحرارة=...............

3ـأذبكميةمنهيدروكسيدالصوديومفيالماءالمقطرفيالخطوةرقم)2(،ثمقسدرجةالحرارةوسجلها.درجةالحرارة=...............

في الصوديوم هيدروكسيد محلول على الشمس تباع ورق أثر اختبر ـ 4الخطوةرقم)3(.

منخاللالنشاطالسابقعددخواصهيدروكسيدالصوديوم.

الـخـطـواتالمواد واألدوات

هيدروكسيدالصوديومكأس ـزجاجةسـاعةـزجاجـيصغـيـرـماءتـبـاع ورق ـ مـقـطـرالشـمسـترمـومتـرـملعقةصغيرةـقضيبزجاجـيللتحريك.

خــواص هيدروكسيد الصـوديـومنشاط عمـيل 6 - 6

)NaCl(كلوريدالصوديوم )CsCl(كلوريدالسيزيوم

146

طبيعةعلمالكيمياء

1ـمركباتأيونيةمكونةمنأيوناتمشحونـة.2ـذاتدرجاتغليانوانصهارمرتفعة.

3ـمحاليلهاالمائيةومصاهيرهاموصلةجيدةللكهرباء.4ـأيوناتهاتعطيلونامميزاعندتعرضهاللهبكماهوحالبقية

أيوناتالفلزاتالقلويةاألخرى. تحضير هيدروكسيد الصوديوم :

منالطرقالمتبعةفيتحضيرهيدروكسيدالصوديومفيالصناعةالتحليلالكهربائيلمحلولمشبعلكلوريدالصوديوم:

2NaCl +2H2O تحليلكهربائي

2NaOH +Cl2+H2

تـــفـاعــــالتــه : يتفاعلهيدروكسيدالصوديوممعالحموضمكوناالملحوالماءوفقالقاعدةالتالية:

مـلـح+مـاء حـمـض+قـاعــدةالخـــــواص :

1ـمركبأبيضاللون.2ـتذوببسهولةفيالماء.

3ـتختلففيمحتواهاالمائيوأشهرهاNa2CO3010H2Oالمعروفبصوداالغسيل.

التحضير في المختبر :تحضربإمرارغازثانيأكسيدالكربونفيمحلولهيدروكسيدالصوديومالساخن،ثميتركالمحلول

ليبردحيثتنفصلمنهبلوراتكربوناتالصوديوم:

: )Na2 CO3( 2 ـــ كربونات الصوديوم

سؤال للتفكير :

هيدروكسيد أحيانا يسمىالصوديومبالصوداالكاوية؛

عللذلك.

تدريب )5-6( :اكتبمعادلةكيميائيةموزونةلتفاعلهيدروكسيدالصوديوم

معحمضالكلور.

147

طبيعةعلمالكيمياء

ملح+ثانيأكسيدالكربون+ الفلز+حمض كربونات

معلومة إثرائية :تحضير كربونات الصوديوم في الصناعة :

تحضركربوناتالصوديومفيالصناعةبطريقةسولفاي،حيثيتمإمرارغازالنشادرNH3وغازثانيأكسيدنلتتحولإلى الكربونفيمحلولمركزلكلوريدالصوديومفتتكونبيكربوناتالصوديومالتيتجمعوتسخ

كربوناتالصوديوم.

2NaOH +CO2 Na2CO3+H2O

تفاعالت كربونات الصوديوم :أ ـــ أثر الـتــســخــين :

التتأثركربوناتالصوديوم)وكربوناتالبوتاسيوم(بالتسخينبشكلكبير،فهيتنصهردونأنتتفككبعكسكربوناتالفلزاتاألخرى.ب ـــ التفاعل مع الحـمـوض :

تتفاعلكربوناتالصوديوممعالحموضوينطلقغازثانيأكسيدالكربون:Na2CO3+2HCl 2NaCl +CO2+H2O

: )NaHCO3( 3 ـــ بيكربونات الصوديوم

تدريب )6-6( :اكتبمعادلةكيميائيةموزونةتوضحتفاعلبيكربوناتالصوديوممعحمضالكبريت.

ملح+ثانيأكسيدالكربون+ماء بيكربوناتالفلز+حمض

148

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

: ) Na2SO4 ( كبريتات الصوديوم

يتم اسمملحجلوبر، يطلقعليها )Na2SO4.10H2O(الصيغة تركيبهامع يتفق مائية بلورات تكونثم ومن المخفف، الكبريت معحمض الصوديوم هيدروكسيد بتفاعل المختبر في عليها الحصول

تبخيرالمحلول:2NaOH +H2SO4 Na2SO4+2H2O

: )NaNO3( نترات الصوديوم

حمض صناعة في وتستخدم رواسب، شكل على هناك وجودها بسبب شيلي نترات أيضا تسمىالنيتروجين:

2NaNO3+H2SO4 2HNO3+Na2SO4

الكيمياء في حياتنا :

للصوديومومركباتهأهميةكبرىحيثتدخلفيكثيرمنالصناعاتواالستخداماتومنذلك:

أ ـــ الصوديوم*يستخدمالصوديومالسائلللتبريدفيالمفاعالتالنوويةنظرالجودةتوصيلهللحرارة.

*يستخدمالصوديومفيمصابيحبخارالصوديوم.

ب ـــ هيدروكسيد الصوديوم*يستخدمهيدروكسيدالصوديومفيصناعةالصابون،والورق،والحريرالصناعي،وفيصناعة

األلومينيوم،وفيتنقيةالنفط.

149

طبيعةعلمالكيمياء

ج ـــ كربونات الصوديوم*تستخدمكربوناتالصوديومفيصناعةالزجاج،والورق،والمنظفاتوالصابون.

د ـــ بيكربونات الصوديوم*صناعةمسحوقالخميرة)baking powder(شكل)6-13(حيثتتفاعلمعالحمضالموجود

فيالعجينفتتصاعدفقاعاتغازCO2التيتسهمفيرفعالعجينونفشهوتحسيننكهته.*تستخدمفيالطبلتحضيربعضاألدويةالمستخدمةفيعالجحموضةالمعدة.

شكل)6-13(:تعملبيكربوناتالصوديومعلىرفعالعجين

هـ ــــ كلوريد الصوديوم*مكونأساسيمنمكوناتالطعامحيثيعتبرأيونالصوديوم+Naمنالضرورياتفيغذاءاإلنسان.

*يستخدمكلوريدالصوديومفيحفظالطعام.*يستخدمكلوريدالصوديومفيصناعةالورق،واألقمشة،والمطاط.

*يستخدمكلوريدالصوديومفيالتخلصمنالجليدعلىالطرقفيالبلدانذاتالمناخالبارد.

و ـــ كبريتات الصوديوم *تستخدمفيالطبلمعالجةاإلمساك،وبدياللكربوناتالصوديومفيصناعةالزجاج.

ز ـــ نترات الصوديوم*تستخدمكسمادكيميائي،وكمادةأوليةلصناعةاألسمدة.

150

طبيعةعلمالكيمياء

الـخـطـواتالمواد واألدوات

مـركبـات الكـالسيوم والمغنيسيـوم :

1 ـــ الكــربـــونـــات :

حامل ـ ميزان ـ بوتقةقطعة ـ ثالثي فخاريكــربونات ـ رخــامأنــــبوبي ـ مغنيسيومأنبوب ـ جافة اختبارتوصيلـماءالجير.

نشاط عمـيل 6 - 7

بوتقة في الرخام من قطعة ضع ـ أكتلة لتعرف وزنها أعد ثم موزونة،فخاري حامل فوق ثبتها ثم الرخام،سخنها ثم ،)14 ـ 6( شكل ثالثي

بشدةلمدةعشريندقيقة.الــــحــــــــابـــات :

بعدأنتبردالبوتقة،أعدوزنها،وسجلالنتائجالتالية:كتلةالبوتقةفارغة=...................

كتلةالبوتقة+الرخام)قبلالتسخين(=...................كتلةالرخام=.......،كتلةالبوتقة+المتبقي)بعدالتسخين(=........

كتلةالمتبقي=...........،مقدارالنقصفيكتلةالرخام=.............النسبةالمئويةللمتبقي)CaO(منكتلةالرخام=...................

المغنيسيومفي أ(ضععينةمنكربونات ( الرخامفي أثناءتسخين ـ بأنبوباختبارجاف،ثمسخناألنبوبإلىأنيتصاعدمنهغاز.دعالغازاألنبوب في الجير ماء من قليل إلى التوصيل أنبوب عبر يمر المتصاعد

اآلخرشكل)6ـ15(،ماذاتالحظ؟

أثر الحرارة على كربونات الكالسيوم والمغنيسـيوم

شكل)6-14(:أثرالحرارةعلىكربوناتالكالسيوم

شكل)15-6(:أثرغازثانيأكسيدالكربون

علىماءالجير

151

طبيعةعلمالكيمياء

وبالمثلتتفاعلمعظمكربوناتالفلزاتالقلويةوفقالقاعدةالتالية:الــخــــواص :

2ـقليلةالذوبانفيالماء. 1ـبلوراتصغيرةبيضاءاللون.تفاعالتها :

تتفاعلبيكربوناتالصوديوممعالحموضلتطلقثانيأكسيدالكربونبطريقةتشبهطريقةتفاعلكربوناتالصوديوممعالحموض،وذلكوفقالقاعدةالعامةالتالية:

منخاللالنشاطالسابقنستنتجأنكربوناتالكالسيوموكربوناتالمغنيسيومتتحللبالتسخينالشديد

CaCO3حــــرارة CaO +CO2 لتكونأكسيدالفلز:

وذلكوفقالقاعدةالعامةالتالية:

أكسيدالفلز+ثانيأكسيدالكربون حــــرارة كربوناتالفلز

تدريب )7-6( :اكتبمعادلةكيميائيةموزونةتوضحأثرالحرارةعلىكربوناتالمغنيسيوم.

2 ـــ األكــاســـيـــد :

عـــــســــر الـــمـــاء :

كمانالحظمنالتجربةفيالخطوة)ب(أنثانيأكسيدالكربونالمتصاعدمنتسخينكربوناتالمغنيسيوميعكرماءالجيرحيثيتفاعلمعهليكونراسباأبيضمنكربوناتالكالسيوم:

مـاءالجـيـرCa)OH(2+CO2 CaCO3+H2O

يتفاعلأكسيدالكالسيوم)الجيرالحي(CaOمعالماءمكوناهيدروكسيدالكالسيوم)الجيرالمطفأ(ويصحبCaO +H2O Ca)OH(2 ذلكانبعاثحرارةكثيرة:

152

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياء في حياتنا :1ـــ الكالسيوم والمغنيسيوم في أجسامنا:

)أ(للكالسيومأهميةكبرىفيبناءالعظامواألسنان،كمايؤدينقصهفيجسماإلنسانإلىمرضهشاشةالعظام)قابليةكسرهابسهولةمعتقدمالسن(،لذايوصياألطباءبتناولاألغذيةالغنيةبالكالسيومفيمختلفمراحلالعمروخاصةفيمراحلنموالعظام)منالوالدةإلىبدايةالعشرينمنالعمر(،

ويمكنالحصولعلىالكالسيومبتناولاألغذيةاآلتية:الحليبومشتقاته)اللبنوالزباديواألجبان...(،األسماك.

)ب(للمغنيسيومأهميةكبرىفيبناءأجسامناوصحتها،كماتستخدمبعضمركباتهفيمعالجةبعضاألمراضومنذلك:

*استخدامملحأبسوم)7H2O.MgSO4(فيالطبفيمعالجةاإلمساك)مادةملينة(.*استخدامهيدروكسيدالمغنيسيومفيصناعةحليبالمغنيسياالمستخدمفيمعالجةالحموضة

المفرطةللمعدةلدىبعضالمرضىشكل)16-6(.ويمكنالحصولعلىالمغنيسيوممنعددمنالمصادرالغذائيةمثل:الذرةوالقمحوالفول.

2ـــ استخدامات أخرى للكالسيوم والمغنيسيوم ومركباتهما:*تستخدمسبيكةالمغنيسيوممعاأللومينيوموالمسماةديوراليومين)duralumine(فيصناعةهياكل

الطائراتألنهاذاتكتلةخفيفةومتانةعاليةنسبيا.*يستعملالكالسيوملتنقيةبعضالمعادن.

شكل)17-6(:استخداممركباتالكالسيومفيالبناء

شكل)6-16(:حليبالمغنيسيا

*يستخدمهيدروكسيدالكالسيومفيالبناءحيثيخلطمعالرملوالماءشكل)17-6(.

التجبيرنظرا H2O.CaSO4(2(فيعمليات باريس *تستخدمعجينةلتمددهاعندالتصلب.

صناعة وفي الزجاج، صناعة في الكالسيوم كربونات تستخدم *اإلسمنت.

*يستخدمكلوريدالكالسيومكمادةمجففةللغازاتماعداالنشادر،ألنه

153

طبيعةعلمالكيمياء

) 6 ـ 1 ( امأل الفراغات في الجمل التالية بما يناسبها من كلمات أو عبارات :يوجدفيذراتالفلزاتالقلوية......................فيمستوىالطاقةالخارجييفقدبسهولة 1ـ

عندالتفاعلمكونة......................ذاتشحنةموجبةمقدارها......................بواسطة مركباتها من وتحضر الطبيعة في بصورةحرة ...................... القلوية الفلزات ـ 2

......................وتخزنتحت......................3ـمركبالصوديومالمستعملفيمساحيقالخبزهو......................

4ـتتحللكربوناتالمغنيسيومبالحرارةإلى......................و......................وإذاتفاعلاألكسيدمعالماءأعطىمحلوالتأثير......................

5ـالمركباتالمسببةلعسرالماءهي......................و......................

) 6 ـ 2 ( علل ما يلي :كلوريدالصوديومالصلباليوصلالكهرباء،أمامحلولهومصهورهفيوصالنالكهرباء. أـ

بـيعكرثانيأكسيدالكربونماءالجير.جـيحفظالصوديومفيالكيروسين.

) 6 ـ 3 ( كيف يمكن إطفاء الجير الحي )تحويله إلى جير مطفأ( واكتب معادلة التفاعل؟

) 6 ـ 4 ( ما أثر الحرارة على كل من :بـكربوناتالمغنيسيوم أـكربوناتالصوديوم

وضحإجابتكبالمعادالت.

) 6 ـ 5 ( اختلط على باحث كيميائي مركبان أحدهما للصوديوم واآلخر للبوتاسيوم كيف يمكنه عمليا التمييز بينهما؟

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

154

طبيعةعلمالكيمياء

) 6 ـ 6 ( أجب عن الفقرات اآلتية :أـعندوضعقطعةكالسيومفيكأسبهماء.

*اكتبالمعادلة. *ماذاتالحظ؟بـاذكراستخداماواحدالكلممايلي:

2ـعجينةباريس 1ـسبيكةديوراليومين4ـكربوناتالصوديوم 3ـكبريتاتالصوديوم

) 6 ـ 7 ( أكمل المعادالت التالية وزنها :K +H2O +

Ca)OH(2+CO2 +

Na2CO3+H2SO4 + +

)6ـ8(مركبمنمركباتالكالسيوم)A(إذاسخنيتكونالمركب)B(ويتصاعدالغاز)C(الذي.)D(المركبويتكونكثيرةحرارةتنبعثإليهالماءإضافةعند)B(المركبالجير،ماءيعكر

اكتب الصيغ الكيميائية لكل من A و B و C و D مع تسمية هذه المركبات ؟

)6ـ9(فيمايليمخططيوضحالعالقةبينأكمل مركباته، وبعض الصوديوم

فراغاتهذاالمخطط.

CaO الكالسيوم وأكسيد Ca الكالسيوم فلز من كل بين العالقة فيه تبين مخططا ارسم ) 10 ـ 6 (.Ca)OH(2الكالسيوموهيدروكسيد

NaH2O

CO2

HCl

بيهر

ل كحلي

ت

املجموعتان الثالثة والرابعة )أ( من اجلدول الدوري

7يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :1ـتحددالعناصرالتيتنتميإلىالمجموعةالثالثةأ.

2ـتذكرأهمخواصعناصرالمجموعةالثالثةأ.3ـتشرحطريقةاستخالصاأللومينيوم.

تذكرأهـمالخـواصالفـيـزيـائـيـةوالكـيـمـيائـيـة 4ـلأللـوميـنـيوم.

5ـتجريبعضالتجاربالعملـيـةعلىاأللومـينـيوموعلىمركـباتاأللومـينـيوم.

6ـتـذكربعـضالتـطـبـيـقـاتالحـياتـيـةللـبـورونواأللوميـنيومومركـباتهما.

7ـتحددالعناصرالتيتنتميإلىالمجموعةالرابعة.8ـتذكرطريقةتحضيرعنصرالسليكون.

9ـتعددصورالسليكا.10ـتشرحطريقةتحضيرالزجاج.

11ـتذكرأهماستخداماتالسليكونومركباته.

الفصل أهــداف الفـصـــل :السابع

156

طبيعةعلمالكيمياء

المجموعتان الثالثة والرابعة )أ( من الجدول الدوري

جدول7ـ1:معلوماتعنبعضعناصرالمجموعةالثالثة

العدد الرمــزالعنصرالخواص الفلزيةالحجم الذريالتوزيع اإللكترونيالذري

يـزداديـزداد2p12S2B51S2بـورون

3p13S22p62S2Al131S2ألومينيوم

4p13d104S23p63S22p62S2Ga311S2جـاليـوم

تضمهذهالمجموعـةعناصرالبـورون)B(واأللومينيوم)Al(والجاليوم)Ga(واإلنديوم)In(والثاليـومقليلة بكميات فتوجد العناصر بقيـة أما المجموعـة، هذه عناصر أهم واأللومينيـوم البورون ويعتبر .)Tl(

جدا.

يمكن أن نعدد بعض خواص عناصر هذه المجموعة في النقاط التالية :

1ـوجودثالثةإلكتروناتفيمستوىالطاقةالخارجيلذراتها.البورونإلىفقداإللكتروناتالخارجيةبعضهاأوكلهاعنداتحادهامع العناصرماعدا 2ـتميلهذه

غيرهامنالعناصرلتكويناألمالح،حيثتكونروابطأيونية.روابط تكوين إلى يميل حيث الذري، الحجم لصغر نظرا األخرى العناصر عن البورون يختلف ـ 3

تساهمية.

المجموعة الثــالــثــة ) أ ( :

الـــــخـــــــــــواص :

157

طبيعةعلمالكيمياء

تبلغ إذ األرضية القشرة في وجودا الفلزات أوفر األلومينيوم يعتبرنسبتهفيهاأكثرمن7%واليفوقهمنالعناصرإالاألكسجينوالسيلكون.واليوجداأللومينيومبشكلحر،وإنماعلىشكلمركباتمثلسيليكاتولكن الصخور، من أخرى أنواع وفي الطمي في الموجودة األلومينيومعملية طريقة توجد ال ألنه له مصدرا تكون أن تـنفع ال المركبات هذه

يستخلصاأللومينيومبالتحليلالكهربائيللبوكسايتالنقي،وهذايتطلبدرجاتحرارةعاليةلذلكيذوبالبوكسايتفيمصهورمنالكريواليتعند1000مئوية،ويحللكهربائيا

فيخالياخاصةكمافيالشكل)7ـ2(.يتجمعاأللومينيومالمصهورعلىالمهبط)ــ(وهوبطانةالخليةالمصنوعةمنالجرافيت،كميات تضاف حينما الخلية لخارج ويمرر

جديدةمنالبوكسايت.ونتيجةلتآكلقضبانالجرافيتالمستخدمة

كمصعد)+(تجددباستمرار.

األلـومــيــنــيـــوم :

مثل انتشارا أقل خامات من األلومينيوم يستخلص لذلك المصادر. هذه من األلومينيوم إلستخالص.)Na3AlF6(والكريوليت،)Al2O3.XH2O(البوكسايت

وعاءخليةالتحليلالكهربي

قضبانجرافيت)مصعد(

فقاعاتمنغازاألكسجين

طبقةمنالجرافيت)مهبط(

مخرجمصهوراأللومينيوم

مصهوراأللومينيوم

مصعدخليطالبوكسايتوالكريواليت

شكل)7-1(:بعضخاماتاأللومينيوم

شكل)7-2(:استخالصاأللومينيوم

وجوده في الطبيعة :

استخالص األلومينيوم :

158

طبيعةعلمالكيمياء

من كبـيرة كميات تستهلك العملية هذه أن وبماكهـرباء مصـادر قـرب تجـرى فهي الكهربائية الطاقة

رخيصةنسبيا.

1ـاأللومينيومالنقيفلزفضياللون.2ـقابلللطرقوالسحب.

3ـموصلجيدللحرارةوالكهرباء.4ـليننوعامالكنهيكتسبصالبةبسبكهمععناصرأخـرىمثـل:المغنيسيوم.

يعتبراأللومينيوممنالعناصرالنشطةكيميائيا،خاصةعندمايكونعلىشكلخراطةأومسحوق،وفيمايليبعضتفاعالتـه:

أ ـــ التفاعل مـع األكسجـين :المائـي األلومينيـوم أكسـيد مـن رقيقـة بطبقـة يتغطـى الرطـب للهـواء األلومينيـوم تعـرض عنـد

)nH2O،Al2O3(تحميهمنالتآكلوتعرفهذهالظاهرةبصدأاأللومينيوم.ويحترقمسحوقاأللومينيومفيالهواءبشدة،ويرافقهذاالتفاعلانطالقكميةكبيرةمنالحرارة:

4Al +3O2 2Al2O3 حــرارة+

خــواص األلـومــيــنــيـــوم :

2Al2O3 4Al +3O2تحليلكهربائي

أوال : الخواص الفيزيائية :

ثانيا : الخواص الكيميائية :

سؤال للتفكير :

تتآكلقضبانالجرافيتالمستخدمةكمصعـدعنـدالتحليـلالكهربائيلمصهورالبوكسايت.عللذلك.

159

طبيعةعلمالكيمياء

ب ـــ التفاعل مع الحموض والقواعـد :

الـخـطـواتالمواد واألدوات

األلومينيوم مسحوقـ اخــتــبــار أنــابــيــب ـالمركز الكلور حمضمن مخفف محلول ـالصوديوم هيدروكسيد

ـحاملأنابيب.

أثر الحموض والقواعد على األلومينيومنشاط عمـيل 7 - 1

شكل)7-3(:تفاعلاأللومينيوممعحمضالكلوروهيدروكسيدالصوديوم

ضعكميةصغيرةمنمسحوقاأللومينيومفيأنبوبياختباروضعهمافي 1ـحاملأنابيبكمافيالشكل)7ـ3(.

2ـأضف6نقطمنحمضالكلورالمركزألحدهما،ماذاتالحظ؟3ـمـاهـوالغـازالناتـج؟كيـفيمكنكالكشفعنه؟

، الصوديـوم نقطمنمحلولهيدروكسـيد الثاني6 لألنبوب ـأضف 4ماذاتالحظ؟

*قربشظيةمشتعلةمنالغازالمتصاعدفيالحالتين،الحظمايحدث.*ماهوالغازالناتج؟

يتفاعلاأللومينيومبسهولةمعحمضالكلورخصوصاإذاكانمركزا:2Al +6HCl 2AlCl3+3H2

ويتفاعلاأللومينيومأيضامعمحلولهيدروكسيدالصوديومالمائي:2Al +6NaOH 2Na3AlO3+3H2

والقلويات الحموض من كل مع الصوديوم ألومينات لتفاعل ونتيجة.)amphoteric()قلويـ)حمضيمترددبأنهيوصف

يجب لذلك المركز، الكلور حمض مع بشدة األلومينيوم يتفاعلالحذربوضعأنبوباالختبارالمحتويعلىمسحوقاأللومينيومفيحاملأنابيب،ثمإضافةحمضالكلوربالتدريج،كمافيالشكل)7

160

طبيعةعلمالكيمياء

عنـدإضافـةمحلـولهيـدروكسيدالصوديـومبالتدريـجإلىمحلولكبريتـاتاأللومينيـومنحصلعلىباستمراراإلضافـةمنمحلولهيدروكسيد أبيضجيـالتينيمنهيدروكسيـداأللومينيـوميـذوب راسب

الصوديـوم:

راسـبأبـيـضAl2)SO4(3+6NaOH 2Al)OH(3+3Na2SO4

Al)OH(3+NaOH NaAlO2+2H2O

مركبات األلـومــيــنــيـــوم :

شكل)7-4(:تكونالراسبالجيالتيني

: Al )OH(3 1 ــ هيدروكسيد األلومينيوم

الـخـطـواتالمواد واألدوات

محلول أنابيباختبارـهيدروكسيدالصوديوممن مخفف محلول ـكبريتاتاأللومينيوم.

تحضــير هـيدروكـسـيد األلـوميـنيوم : نشاط عمـيل 7 - 2

أضفكميةمنمحلولكبريتاتاأللومينيوم 1ـفيأنبوباختبار،ثمأضفبالتدريجبضعالصوديوم، هيدروكسيد محلول من نقط

ماذاتالحظ؟هيدروكسيد محلول إضافة في استمر ـ 2

الصوديوم،ماذاتالحظ؟

161

طبيعةعلمالكيمياء

البحث العلمي :

التدويرهيعمليةإعادةالتصنيعباستخدامالمخلفات،ومنذلكتدويرمخلفاتاأللومينيوم.اكتببحثامختصراعنهذهالعمليةمنحيثإيجابياتهاوسلبياتهاوعالقةذلكبالبيئة.

شكل)7-5(:األحجارالكريمة

معلومة إثرائية :: )Al2O3( أكسيد األلومينيوم

يوجدمنتشراعلىشكلبوكسايت.ويوجدأيضافيحاالتنادرةنقيا،تلونهشوائبقليلةمنأكاسيدفلزاتأخرىوهذهالبلوراتثمينةمنهاالعقيقوغيرهمناألحجارالكريمة.ويمكنصنعمشابهاتلها

بصهراألكسيدفيلهبساخنجداوتلوينالناتجبأكسيدالمعدنالمناسب.

: Al2)SO4(3 كبريتات األلومينيوميمكنأننعتبرهاأهممركباتاأللومينيوم،ونحصلعليهابتفاعلحمضالكبريتمعالبوكسايت.الكتلة مع تتناسب بكميات البوتاسيوم وكبريتات األلومينيوم كبريتات من محلوالن يخلط وعندماله )alum(الشب باسم يعرف مزدوج بلوراتمنملح تنتج المخلوط يبخر ثم منهما، الجزيئيةلكل

K2SO4.Al2)SO4(3.24H2O الصيغةالكيميائيةالتالية:

162

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياء في حياتنا :

1 ـ من استخدامات مركـبـات البـورون :أـمناستخداماتحمضالبوريكH3BO3كمطهرومضادللعفونة،وفيصناعةالمعلبات.

أصباغ الزجاجوبعض فيصناعة البوريك أمالححمض أحد البوراكسوهو يستخدم ـ بالخزفوالفخارولحامالفلزات.

2 ـ من استخدامات األلومينيوم ومركباتـه :مثل:صناعة الوقت نفس في وخفة متانة تتطلب التي األغراض في األلومينيوم يستخدم ـ أ

الطائراتوفيصناعةالنوافذواألبواب.بـيستخدماأللومينيومفيصناعةاألسالكالكهربائية،لجودةتوصيلهللكهرباء.

جـيستخدماأللومينيومفيصناعةأدواتالطبخلجودةتوصيلهللحرارة.دـيستخدماأللومينيومالمسحوقفيتحضيرالدهانات.

هــيستخدماأللومينيومكرقائقفيحفظاألطعمة.وـيستخدمهيدروكسيداأللومينيومفيإزالةالعوالقمنخزاناتمياهالشرب.

مثبت ألنه وذلك لصبغها، تمهيدا األقمشة، بعض على األلومينيوم هيدروكسيد يرسب ـ زللون.

شكل)7-6(:بعضاستخداماتاأللومينيومومركباته

163

طبيعةعلمالكيمياء

المجموعة الــرابعــة ) أ ( :

السلــيـكـــون :

والقصدير والجرمانيوم والسليكون الكربون عناصر الرابعة المجموعة تشملوالرصـاص)الشكـل7-7(.وتتميـزهـذهالعناصـربوجـودأربعـةإلكترونـاتفيمستوىالطاقةاألخير،P 2،S2،ونظرالمايتطلبهانفصالهذهاإللكتروناتمنطاقةكبيرة،فإنهذهالعناصرالتميلفيالغالبلالتحادبفقداإللكترونات،وأنكانهذاأكثرحدوثافيالعناصرالواقعةأسفلالمجموعة،وسوفندرسكيمياءالكربونفي

فصلالحقبينمانتناولهناكيمياءالسليكون.

نسبته26%. تبلغ إذ القشرةاألرضية الوفرةفي بعداألكسجينمنحيث العناصر ثاني السليكونهو حيثيوجدالسليكونمتحدافيمركباتمعقدة،ويحضربنزعاألكسجينمنثانيأكسيدالسليكونبواسطة

2MgO2Mg Si ++SiO2المغنيسيوم.

السليكات المركبات، هذه أهم ومن األكسجين، على تحتوي المعروفة السليكون مركبات معظموالسليكاوكربيدالسليكون.

مركبــات السلــيـكـــون :

مركباتتتصلفيهاذرةالسليكونبأربعذراتأكسجينتقععلىزوايامنشورثالثيالسليكون ذرة مركزه في األوجه رباعي

شكل)8-7(.

OSi

O

O

OO

Si

O

OO

Si

O

OO O

Si

O

O

شكل)7-7(:عناصرالمجموعة

الرابعة

شكل)7-8(:سلسةمنذراتاألكسجينوالسليكون

أوال : السليكـــات :

164

طبيعةعلمالكيمياء

وقدتتصلذراتاألكسجينفيجميعاالتجاهاتمعذراتسليكونفتكونأشكالمعقدة،كمافيخامالفلسباروالسليكا.

هو ثاني أكسيد السليكون SiO2 ، من أكثر الخامات الطبيعية انتشارا. ويوجد على عدة صور : أ(الرمل)Sand(:يوجدعلىشكلطبقاتتحتجميعأنواعالتربةالزراعية.

ب(الحجرالرملي)Sand Stone(:عبارةعنصخوررسوبيةمنحبيباتالرملالمتماسكة،وهومادةجيدةألحجارالبناء.

ج(المرو)quartz(:شكلبلوريشفافمنأكسيدالسليكون،وقدتلونهالشوائببألوانمختلفة.يصهرفيلهبهيدروجينأكسجينويشكلوهولين،يمتازبأنهيمررالضوءالمرئيوفوقالبنفسجيإذا

كاننقيا،واليتأثربالتسخينأوالتبريدالسريعينواليتأثربالموادالكيميائية.

الخواص الكيميائية للسليكا :-1اليذوبفيالماءأوالحموضلكنهيتفاعلمعحمضالفلوركمايلي:SiO2+4HF SiF4+2H2O

نسليكاتالصوديوم يتفاعلمعكربوناتالصوديومعنددرجاتحرارةعاليةويكـو 2-Na2CO3+SiO2 Na2SiO3

شكل)9-7(

ثانـيــا : الــسـلـيـكــا :

165

طبيعةعلمالكيمياء

يعرفباسمكاربورندم،ويصنعبتفاعل)اختزال(السليكامعالكربونفيفرنكهربائيوفقالتفاعلاآلتي:

SiO2+3C SiC +2CO

الـــزجـــــــاج :

الصوديوم سـليكات من العادي الزجاج يتكون قرون. بعدة الميالد قبل الزجاج المصريون عرفوالكالسيوم،ويمكنأنيحلالبوتاسيوممحلالصوديومفتزدادقساوةالزجاج،كذلكفإنعناصرالباريوم،السليكون أو الكالسيوم أوجزءمن أنتحلمحلكل الخارصينيمكن البورون، الرصاص،األلومينيوم،

لصنعأنواعمختلفةمنالزجاج.

-2تلينبالحرارة،لذافهوسهلالتشكل. -1مادةقاسيةسهلةالتشققوالتفتت.-3يخدشبفعلالمحاليلالقاعدية؛لذافإنالقواريرالتيتحتويعلىموادقاعديةمثل:هيدروكسيد

الصوديومأوكربوناتالصوديومالتغلقبسدادزجاجيوإالأصبحمنالمتعذرفتحها.

الـمــواد الخــام :الرمل،الحجرالجيري،كربوناتالصوديوم،أحياناتضافكمياتمنالزجاجالقديم،ليسهلعمليةالصهر.

الغاز إلىدرجة51300م،وذلكبحرق المزيجفيفرنطويلعلىشكلخزان الطــريـقــة :يسخنالطبيعيومنذلكتحدثالتفاعالتالتالية:

SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2

SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2

أهــــم خــــواصـــــه :

طريـقـة تصنـيعــه :

: SiC )Silicon carbide( ثالثا : كربيد السليكون

166

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

تتمعمليةالتخلصمنغازثانيأكسيدالكربونببطءحتىالتتكونفقاعاتداخلمصهورالزجاج،وتتمعمليةالتبريدببطءحتىاليصبحالزجاجسهلالكسر.

تختلف أنواع الزجاج تبعا للمواد المضافة فمثال : *يضافالبوراكس)Na2B4O7(وأكسيداأللومينيوملصنعزجاجالبايركس.

*يضافالكرومليعطيالزجاجاللوناألخضر.*يضافالكوبالتليعطيالزجاجاللوناألزرق.

*يضاففلوريدالكالسيومليجعلالزجاجنصفشفاف.

طرق تشكيل الزجاج :

الزجاج، الطرقفيمعالجة أقدم :وهي الـنـفـخ ـــ 1إنتاج في آليا مستخدمة الطريقة هذه تزال والالزجاجاتوالمصابيحالكهربائيةوماشابهذلك.ضغط يتم وفيها : )الـــقــولـــبة( الـكـــبـــس ـــ 2الزجاجالمنصهرفيمكيناتكابسةوقوالب،ويتمبهذهالطريقةإنتاجاألوانيالزجاجيةالمضغوطة.الطـريـقـة وهذه : والـــســـحــــب الــصــــب ـــ 3الزجاج : مثل النوافذ زجاج إنتاج في تسـتخدماللوح في سلكية شبكة تغرس حيث السلكي،

نصفالمنصهرأثناءعمليةالسحب.والشكأنهناكالعديدمنطرقتشكيلالزجاجالتي

قدتختلفمنمصنعألخر.شكل)7-11(:تشكيلالزجاجبتقنيةالصبوالسحب

شكل)7-10(:تشكيلالزجاجبتقنيةالنفخ

167

طبيعةعلمالكيمياء

الكيمياء في حياتنا :

نشاط ميداني :

يقومالطالببرفقةالمعلمبزيارةلمصنعالزجاجليتعرفوامنخاللهاعلىطريقةالعملفيالمصنعوكيفيةإنتاجأنواعمختلفةمنالزجاج

وسيلكون منحديد تتكون التي الفوالذ سبيكة منها السبائك فيصناعة السيلكون يستعمل *من ومخلوط الكوك فحم تفاعل من وتحضر

أكسيدالسيلكونوأكسيدالحديد.

الترانزستور صناعة في النقي السيلكون يستعمل *وفيصناعةالبطارياتالشمسيةالتيتحملهاسفن

الفضاء.

البناء وفي الزجاج، صناعة في الرمل يستعمل *معالجيرواإلسمنت،كمايستعملمعتيارقويللبنايات الخشنة السطوح تنعيم في الهواء من

الحجرية.

لشدة )كاربورندم( السيلكون كربيد يستعمل *صالبتهفيصناعةآالتالبرادةومساحيقالبرادة

شكل)7-12(وحجرالمسن.

168

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

)7 ـ 1( علل ما يلي :أـيستخدمالكريوليتعنداستخالصاأللومينيوم.

بـاليتأثراأللومينيومكثيرابالجو.جـيستعملاأللومينيومفيصناعةهياكلالطائرات.

دـالتغلقالقواريرالحاويةعلىموادقلويةبسدادهزجاجية.

)7 ـ 2( وضح ما يلي :أـكيفتتدرجالخواصالفلزيةإذاتحركنامنأعلىالمجموعةالثالثةإلىأسفلها.

بـأيعنصرمنعناصرالمجموعةالثالثةأكثرشبهابالالفلزمنهبالفلز.

)7 ـ 3( مـع أن األلومينيوم أقـل توصيال للكهربـاء مـن النحاس )6:10( إال أنـه يفضل أحيانا على النحاس لنقـل الكهربـاء في خطوط الضغط العالي لماذا ؟

)7 ـ 4( وضح بالشرح والرسم طريقة استخالص األلومينيوم ؟

)7 ـ 5( اذكر استعماال واحدا لكل من ما يلي:بـمسحوقاأللومينيوم.جـهيدروكسيداأللومينيوم. أـحمضالبوريك.

هــالسليكون. دـكبريتاتاأللومينيوم.

)7 ـ 6( أكمل المعادالت، ثم أوزنها :Al +HCl

Na2CO3+SiO2

SiO2+CaCO3

ملح الطعام

الكيمـياء العضوية)Organic Chemistry(

الفصل الثامن 8

يتوقع منك بنهاية دراستك هلذا املوضوع أن تكون قادرا عىل أن :1ـتعرفالكيمياءالعضوية.

2ـتذكرأسباباهتمامنابالكيمياءالعضوية.للمركبات المميزة الخصائص على عمليا تتعرف ـ 3

العضوية.العضوية المركبات في العناصر على تتعرف ـ 4

والروابطالكيميائيةبينها.5ـتشرحأسبابكثرةالمركباتالعضوية.

6ـتميزبينالصيغةالجزيئيةوالصيغةالبنائية.7ـتتعرفعلىالهيدروكربوناتوتصنيفها.

8ـتذكراسماءالهيدروكربوناتالخمساألولى.9ـتجريبعضالتجاربالعمليةفيالكيمياءالعضوية.

أهــداف الفـصـــل :

170

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

والشحوم كالسكر الحيوانات، أو النباتات من المستخرجة المواد من كثيرا القدم منذ اإلنسان عرفوالدهونوالخلواألغوالوالعطورواألدويةوغيرها.

درجاتحرارة عند وتتفكك تتحلل أوحيواني نباتي أصل من تنحدر التي المواد هذه أن لوحظ وقدمنخفضةنسبيا،علىعكسالموادالمعدنيةاألخرىالتييرجعأصلهاإلىاألرض،فهيالتتأثركثيرابدرجاتالحرارةالمنخفضة.كماأنالموادالنباتيةأوالحيوانيةغالباتتحولفينهايةتسخينهاإلىموادسوداءاللون

فحمية،ولذلكأخذالعلماءينظرونإلىهذهالموادنظرةمختلفةعننظرتهملبقيةالموادالمعدنية.فيعام1675ظهركتابعنالكيمياءألفهالعالملمري)Lemery(قسمفيهجميعالموادالتيكانتمعروفةآنذاكإلىثالثةأقسامحسبمصادرهاوهيالخضراواتوالحيوانوالمعادن،وقدأطلقعلىالموادالمنحدرةمن

الخضراواتوالحيواناسم)الموادالعضوية(علىأساسأنأعضاءالمخلوقاتالحيةهيالتيتنتجها.

)Organic Chemistry( الكـيـمــياء العـــضــــوية

القـوة الحـيـويــة :كاناالعتقادالسائدبينالعلماءفيذلكالوقتأنالموادالعضويةاليمكنتركيبهاأوتحضيرهاداخل حيوية« »قوة هناك بأن العتقادهم وذلك بإنتاجها، يقوم الذي الحي المخلوق جسم خارجالتفاعالت تحدث ال الحيوية القوة هذه وبدون ، المواد هذه فيصناعة تتدخل النبات أو الحيوان

الكيميائيةالالزمةإلنتاجها.وفيعام1828بخرفوهلرمحلوالمائياألحدأمالحالنشادر)سياناتاألمونيوم(،وهومركبغيرعضويمنأصلغيرحيوانيأونباتيفتكونتمادةالبولة)اليوريا(،وهيمادةعضويةمعروفةكانت

تستخرجفيالماضيمنبولالحيواناتاللبونة.

مــقـــــــدمـــة :

171

طبيعةعلمالكيمياء

المواد واألدوات

جلسرين، مــاء، سكر،كيروسين، أسيتون،أكسيدكالسيوم،نفثالين،شمع،كلوريدصوديوم،الكربون، كلوريد رابع

كبريتاتنحاس.

)التعرف على الخواص المميزة للمركبات العضوية( نشاط عمـيل 8 - 1

أ(صنفالموادالسابقةإلىموادعضويةوموادغيرعضوية.ب(خذقليالمنالكيروسينفيزجاجةساعةوقربإليهبحذرعودثقابمشتعل،قارنالنتيجةالتيشاهدتهابالنتيجةالمتوقعةفيحالةالماء.في الصوديوموضعهما كلوريد من وكمية الشمع من قليلة كمية ج(خذماذا دقائق، 3 لمدة منهما كال علىحدة(وسخن )كال اختبار أنبوبة

أعلنالعالمالفوازييهأنالموادالعضويةتتكونمنكربونوهيدروجينوأكسجين،كماأكدبعضالعلماءأنالمركباتالعضويةقدتحتويأيضاعلىالكبريتوالنيتروجينوالفسفوروالهالوجينات.

وفيالحقيقةفإنالعنصرالذييشكلأساسالمركباتالعضويةهوعنصرالكربون،وعليهفيمكنناتعريفالكيمياءالعضويةبأنه:فرعمنعلمالكيمياءيتناولدراسةمركباتالكربون)المركباتالعضوية(.

اهتمالكيميائيونمنذالقدمبالكيمياءالعضوية،ويشهدعصرناالحاليتطبيقاتحياتيةوصناعيةهائلةفيمجالالكيمياءالعضويةكثمرةلذلكاالهتمامالذيامتدعبرالعصور،والسؤالالذييتبادرإلىالذهناآلن:

ماهياألسبابالتيجعلتعلماءالكيمياءيولوناهتماماخاصابهذاالفرعمنالكيمياء؟الحقيقة هناك ثالثة أسباب جوهرية وهي :

1ـتميزالمركباتالعضويةبخصائصعامةمختلفةعنخصائصالمركباتغيرالعضوية.2ـأهميةالمركباتالعضويةفيحياتنا،وعالقتهابالصناعاتالمختلفةوالتقنيةالتييشهدهاالعالماليوم.3ـكثرةالمركباتالعضوية،فعددمركباتعنصرالكربونبمفردهيفوقعددمركباتالعناصراألخرىمجتمعة.

مـاهــي الكيميــاء العضــويـــة ?

أسبــاب االهتمــام بالكيميــاء العضــويـــة :

*التنبيةعلىخطورةبعضالموادفيهذاالنشاطالعملي.

الـخـطـوات*

172

طبيعةعلمالكيمياء

تالحظ؟د(ضعقليالمنالماءفيأنبوبةاختباروكميةمماثلةمناألسيتونفيأنبوبةاخـتـبارأخـرى،ثمأضفإلىكلمنهماكميـةصغيرةمنالنـفـثـالين،

ماذاتالحظ؟-8( الشكل في الموضح الكهربي التوصيل جهاز باستخدام اختبر هـ(ومحلول الماء، في السكر محلول من: لكل الكهربائي التوصيل )1

مننتائجالنشاطالسابقيمكنناتحديدبعضالخواصالطبيعية)الفيزيائية(والكيميائيةالتيتتصفوتتميزبهاالمركباتالعضوية،وهي:

1ـأغلبهامركباتجزيئية)مركباتتساهمية(.ماتكونذاتدرجـة منهاغالبـا العاديـة،والصلبـة الحرارة ـمعظمـهاغـازاتوسـوائـلعنـددرجـة 2

انصهارمنخفضـة.كالكلوروفورم العضوية المذيبات في تذوب ولكنها الماء في العضوية المركبات تذوب ال عموما ـ 3

واألسيتونورابعكلوريدالكربون.

شكل)8-1(:التوصيلالكهربيللمحاليل.

173

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

4ـغيرموصلةللكهرباءسواءأكانتمذابةفيالمحلولأمعلىشكلمصهور.هناك تكـون ما وغـالبا نهايتـه، حتى التفاعـل التمـام استمـرارها وعدم بالبـطء تفاعالتـها تتميـز ـ 5

تفاعـالتجانبيـة.التي العضوية غير التفاعالت بعكس كبيرا تأثيرا )Catalysis( بالحفز العضوية التفاعالت تتأثرسرعة ـ 6

تكونفيالغالبسريعـة.

أهمية المركبات العضوية في حياتنا :

المصادر أهم ومن صناعية، ومصادر طبيعية مصادر من العضوية المركبات على الحصول يمكنمنها كثيرةومتعددة، الصناعيةفهي المصادر أما الحجري. النفطوالفحم العضوية للمركبات الطبيعيةالصناعاتالبتروليةوالصناعاتالبتروكيميائية،وفيالعصرالحاليانتشرتالمركباتالعضويةالمصنعةوالنايلون، الصناعي الحرير نراهافي النسيج، ،ففيمجال الحياة انتشاراواسعافيكثيرمنمجاالتكأمثلةلألليافالصناعيةالتيتنافسأقمشةالصوفوالقطنوالحريرالطبيعية،وفيمجالالطبنراهافيالعقاقيرالمختلفة:كالبنسلينومركباتالكبريتالعضوية)السلفا(والهرموناتوالفيتاميناتوغيرها.والمبيدات :األسمدة، مثل اليومية الحياة نراهافيمجاالتأخرىعديدةفي إلىذلك باإلضافةاألسنان، ومعاجين والتجميل، الزينة ومواد والعطور، والمذيبات، والمنظفات، والدهان، الحشرية،وثيقة العضوية الكيمياء أن فيه شك ال ومما بأنواعها، )البالستيك( واللدائن والمطاط، والصابون،

الصلةبالتقنيةالحديثة،وهيمهمةلدراسةعلومالحياةوالطبوالصيدلةوالزراعةوغيرها.

عنصر هو عضوي مركب أي منه يخلو ال والذي العضوية المركبات في األساس العنصر بأن عرفناالكربون،ويعتبرعنصرالهيدروجينالعنصراألهمفيالمركباتالعضوية،والذييدخلفيتركيبمعظمقلـيـلة الهـيدروجـين عنصر تركيـبـها في يدخل ال التي العـضـوية )المـركـبات العضـوية المـركـبات

العناصر في المركبات العضوية والروابط الكيميائية بينها:

174

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)2-8(

C O C H C C C CC C

C N C N C N C OClC

تدريب )1-8( :

منخاللالروابطالتيتظهرفيالشكل)8-2(:1ـماتكافؤعنصرالنيتروجين؟من ترتبط أن يمكن التي العناصر ماهي ـ 3 األكسجين؟ ذرة ترتبط أن يمكن رابطة بكم ـ 2

طرفين؟

أسباب كثرة مركبات الكربون :

العضوية المركبات ،فعدد ـبكثرتها بنا مر ـكما العضوية المركباتغير العضويةعن المركبات تتميزالمصادر من تستخلص التي المركبات آالف إليهاسنويا ويضاف مركب، المليون يتجاوز اليوم المعروفة

الطبيعيةأوتكتشفوتصنعفيالمختبراتوالمصانع.وترجعفيالحقيقةاألسبابالكامنةوراءكثرةالمركباتالعضويةإلىطبيعةعنصرالكربونالذيأودع

مثـل:رابعكلوريدالكربونCCl4(،وقديوجدفيالمركباتالعضويةعناصرأخرىمنأهمها:األكسجين،الكبريت،النيتروجين،الفسفوروالهالوجينات.

وترتبطهذهالعناصرببعضهافيالمركباتالعضويةغالبابروابطتساهميةقوية،وقدتكونهذهالروابطالعناصراألخرىبعددمن ثنائيةأوثالثيةكمانالحظفيالشكل)8-2(،وكلعنصريرتبطمع أحاديةأوالروابطمساولتكافؤه،فالكربونذوالتكافؤالرباعييرتبطدائمافيالمركباتالعضويةبأربعروابطتساهمية،

والهيدروجينذوالتكافؤاألحادييرتبطبرابطةتساهميةواحدة،وهكذا...

175

طبيعةعلمالكيمياء

شكل)3-8(

C C C C C C

قدرةذراتالكربونعلىاالرتباطببعضهابروابطقويةمكونةسالسلطويلة،وهذهالروابطالتضعف 2ـمهماطالتالسلسلةالكربونيـة.

شكل)4-8(

C C C C C C

3ـتتخذالسالسلالكربونيةأشكاالمختلفـة،مستقيمـة،متفرعـة،حلقيـة.

فيهالخالقسبحانهوتعالىسرمناألسراراإللهيةالعجيبةفيهذاالكون.وإليكبعضالخصائصالتييتميزبهاعنصرالكربون:

1ـالتكافـؤالرباعـيللكربـون،وإمكانيـةارتباطـهبرابطـةأحاديـةأوثنائيـةأوثالثيـة.

شكل)6-8(

C O H

H H

C N HH

H

4ـإمكانيةارتباطذراتالكربونبذراتالعناصراألخرىمثل:الهيدروجينواألكسجينوالنيتروجينوغيرها،وهذهالروابطأيضاروابطقويةومستقرة.

شكل)5-8(

C C

C C

C

C CCC C C C

C C

C C

C

C

176

طبيعةعلمالكيمياء

معلومة إثرائية :

المجموعة الوظيفية وتصنيف المركبات العضوية :

والدارس الباحث تساعد وتبويبها المعلومات تصنيف عملية أن السابقةعرفت دراستك منخاللمجموعات إلى الحية المخلوقات صنفوا األحياء فعلماء المصنفة، العلمية المادة وفهم دراسة علىوطوائفبناءعلىخصائصمتشابهةفيكلمجموعة؛ليسهلالتعرفعليهاودراستها،وعلماءالكيمياءـكمامرمعكفيالفصلالرابعمنهذاالكتابـصنفواورتبواالعناصرفيالجدولالدوريالحديثالعضوية المركبات بتصنيف الكيمياء قامعلماء فقد العضوية الكيمياء في أيضا دراستها،وهنا لتسهيل)نظرالكثرتها(إلىمجموعاتوعوائلتبعالخواصهاالفيزيائيةوالكيميائيةواعتماداعلىمايعرفباسمالفيزيائية المركبالعضوييحددالخواص الوظيفيـة:هيجزءمن الوظيفية.والمجموعـة المجموعة

تعرفنافيالدروسالسابقةأنالمركباتالعضويةتتألفمنجزيئاتمستقلةترتبطفيهاذراتالعناصربروابطتساهمية،فجزيءمركبالميثانمثالترتبطفيهذرةالكربونبأربعةذراتمنالهيدروجينبواسطةفيدرس معنا مر كما فالصيغ ، CH4 بالصيغة الميثان تمثيلجزيء ويمكن أحادية، تساهمية روابط أربعة

)الرموزوالصيغ(طريقةلتمثيلالجزيئات.

الصيغ الجزيئية والصيغ البنائية للمركبات العضوية :

شكل)7-8(

إيثرغولألكاينألكينألكان

حمضعضويكيتونألدهيدأمينإستر

177

طبيعةعلمالكيمياء

تعتبرالهيدروكربوناتأبسطالمركباتالعضوية،فهيتتألفمنالكربونوالهيدروجينفقط،وتدخلالهيدروكربوناتفيتركيبالكثيرمنالموادالعضويةالطبيعيةوالصناعيةعلىحدسواء،مثل:المطاط،النفطومشتقاته،الشموعوغيرها،وفيالحقيقةفإندراسةالهيدروكربوناتتشكلمدخالمهمالدراسةبقيةالمركباتالعضوية،ونظرالكثرةالهيدروكربوناتولتسهيلدراستهافقدتمتصنيفهاإلىهيدروكربوناتأليفاتية

وهيدروكربوناتعطرية.وتعتبرالهيدروكربوناتاألليفاتية)Aliphatic(األكثرأهميةواألوسعانتشارا.

)ب(تضيفلناإلىجانبنوعالذراتوعددهاطريقةارتباطذراتالعناصرببعضهاالبعضفيالجزيء،فهيتوضحلنابنيةالجزيء)صيغةبنائية(.

الهـيدروكربـونـات وتصـنيـفـهـا :

شكل)8-8(:الصيغةالجزيئيةوالصيغةالبنائيةلإليثان

C2H6

H H

C C HH

H H)ب()أ(

واآلنحاولتحديدالفرقبينالصيغتينأ،بوكالهمالجزيءمركباإليثان:

لعلكالحظتأنالصيغة)أ(تحددلنافقطنوعالعناصرالداخلةفيتركيبالمادةبينماالصيغة وعددذراتها)صيغةجزيئية(،

هيجميعالهيدروكربونات)باستثناءشكل في إما جزيئاتها وتكون العطرية(سالسلمفتوحةأومتفرعةأوحلقية،وكلأو مشبعة تكون أن يمكن السالسل هذه

غيرمشبعة.شكل)8-9(:صيغبنائيةمختلفةلهيدروكربوناتأليفاتية

أوال : الــهيـدروكـربـونـات األليـفـاتـيـة :

C CC

C CC C

C C

C

C

178

طبيعةعلمالكيمياء

ماذا نعـني بالهيدروكربونات المشــبعة وغير المشبعة ؟

عرفنافيماسبقبأنذراتالكربونيمكنأنترتبطإمابرابطةأحاديةأوثنائيةأوثالثية،فعندماتكونجميعالروابطأحاديةفيالهيدروكربونفإننانقولعنههيدروكربونمشبع)سواءكانحلقياأوغيرحلقي(وتعرفرابطة فيحالةوجود أما )CnH2n+2( العامة الصيغة ولها )Alkanes( باأللكانات المشبعة الهيدروكربوناتثنائيةأوثالثيةفيكونالهيدروكربونغيرمشبعوتسمىفيهذهالحالةباأللكينات)Alkenes(وصيغتهاالعامة)CnH2n(فيحالةالروابطالثنائية،واأللكاينات)Alkynes(ذاتالصيغةالعامة)CnH2n-2(فيحالةالروابط

الثالثية.

شكل)8-10(:نماذجلهيدروكربوناتمشبعةوغيرمشبعة

C C C C C C

الهيدروكربوناتالعطريةهيالهيدروكربوناتالمحتويةعلىحلقةكربونسداسيةبهاروابطثنائيةفيAromaticفكلمةرائحة،ذاتمركباتمعظمهاألناالسمبهذاالهيدروكربوناتهذهوسميتمتبادل،وضع

باللغةالالتينيةتعنيالرائحة..)Benzen(العطريالبنزينالعطريةالمركباتأشهرومن

الحظوضعالروابطالثنائيةفيجزيءالبنزين،هليمكنككتابةالصيغةالبنائيةلهبشكلأخر؟

شكل)8-11(:الصيغةالجزئيةوالبنائيةللبنزينالعطري

C6H6

: )Aromatic( ثانـيا : الهيدروكربونـات العطريـة

179

طبيعةعلمالكيمياء

بعدأنتعرفناعلىتركيبالهيدروكربوناتيحسنبنااآلنأننتعرفعلىطريقةتسميةالهيدروكربونات،تسمىالهيدروكربوناتبأسماءالتينية،ويتألفاالسممنمقطعين،األوليدلعلىعددذراتالكربونفي

المركب،والثانييدلعلىصنفالهيدروكربون)المركب(فمثال:ومعناه )ميث( المقطع من يتألف CH4 )ألكان( مشبع هيدروكربون أبسط اسم وهو )ميثان( االسم

بالالتيني)الرقم1(والمقطع)آن(الذييشيرإلىصنفالهيدروكربون)ألكان(.والجـدولالتالييوضحاسـماءالهـيـدروكربـونات)ألكاناتوألكينياتوألكاينات(منالهـيدروكربون

المحتويعلىذرةكربونواحدة،إلىالهيدروكربوناتالمحتويةعلىخمسةذراتكربون:

تسميــة الهـيدروكربـونـات :

تدريب )2-8( :1ـماذايعنياالسم)بروبين(؟

2ـدونالرجوعللجدول،اكتبالصيغةالجزيئيةللبيوتاين.3ـاكتبالصيغةالبنائيةلكلمن:البيوتان،اإليثيلين،البروبانالحلقي،البنتاين.

األلــكـايناأللكـــيناأللــكــانعــدد ذرات الـكــربون

ـــــــــــــــــــــــميـثـان1

إيثـايـنإيثـيـنإيـثـان2بروبـايـنبروبـيـنبـروبـان3بيوتـايـنبيوتـيـنبيـوتـان4بنتـايـنبنتـيـنبنـتـان5

جدول)8-1(:عددذراتالكربونفيالمركباتالخمسةاألولىمنالهيدروكربونات

180

طبيعةعلمالكيمياء

أسئلـة وتـمـاريــن ؟

ماذا نعني بالكيمياء العضوية؟ وما سبب اهتمامنا بها؟ )1-8()8-2( ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة، وعالمة )x( أمام العبارة الخاطئة:

( أـعادةماتنصهرالموادالعضويةفيدرجاتحرارةأعلىمندرجاتانصهارالموادغيرالعضوية.)

)( بـالتستخدمالعواملالمساعدةبكثرةفيالتفاعالتالعضوية.)( جـتحصلالنباتاتعلىعنصرالكربونالالزملصنعغذائهامنالسمادالعضوي.)( دـتذوبمعظمالموادالعضويةفيالبنزين.)( هــترتبطذراتالهيدروجينمعذراتالكربوندائمابروابطأحادية.)( وـأطلقالقدماءاسمالموادالعضويةعلىالموادالمنحدرةمنأصلنباتيأوحيواني.)( زـمعظمالروابطفيالمركباتالعضويةروابطأيونية.حـيستطيععلماءالكيمياءاآلنتحضيرموادعضويةذاتخواصمحددةفيالمختبرات.)(

)8-3( اكتب جميع الصيغ البنائية الممكنة للصيغة الجزيئية C5H12، ثم بين كيف ساهمت هذه الظاهرة في كثرة مركبات الكربون.

)8-4( اربط بين االسم والصيغة الكيميائية المناسبة فيما يلي :

مركبعطري،هيدروكربونغيرمشبع،ألكانغيرحلقي،بنتين،بروبانحلقي،بيوتان )8-5( صمم مخططا توضيحيا تبين من خالله تصنيف الهيدروكربونات.

)8-6( مركب عضوي هيدروكربوني يحتوي على ثالث ذرات كربون ؛ اكتب صيغته الكيميائية في

C5H10C7H16C4H10

CH3

، ، ، ،

مراجع كتاب الكيمياء الصف األول الثانوي

1ـإبراهيم،محمدعبدالمنعم)وآخرون(.الكيمياءللصفالثانيعشرالجزءاألولـمكتبالتربيةالعربيلدولالخليج:المركزالعربيللبحوثالتربويةلدولالخليج1996ـ1997م.

-2أمحدشفيقاخلطيب،قاموسالكيمياءاملصور.3ـإسـالم،احـمـدمدحتومصطفىمحمودعمارة.أسـسالكـيـمياءالعـامةوغـيرالعـضـويةـالقـاهرة:دارالفكرالعربي

1420هــ2000م.4ـأمين،عبدالعزيز)وآخرون(.الكيمياءالعامةالجزءالثانيالفلزاتـمكتبةاألنجلوالمصرية،1960م.

والعلوم، والثقافة للتربية العربية المنظمة تونس: الكيميائية. التفاعالت الحجاجي. ومحمد الخويطر، وسليمان ابراهيم، الزامل، 5-1987م.

والعلوم، والثقافة للتربية العربية المنظمة : تونس العناصر. كيمياء الزين. أم وقاسم الكافي، عبد والمولدي الهادي، زروق، 6-1988م.

-7عبيد،عليخلفان،)وآخرون(.الكيـمياءللصفالعاشر:مكتبالتربيةالعربيلدولالخليج،1994-1995م.-8العوضي،عباسعباس،)وآخرون(.الكيمياءالعامة.جدة:دارالحافظ،1418هـ.

9ـالعويس،أحمدعبدالعزيز)وآخرون(.الكيمياءالعامةـالرياض:دارالخريجيللنشروالتوزيع1417هــ1996م.10ـعيسى،عيسىمصطفىومحمودساميأحمدالمليجي.الكيمياءغيرالعضويةـدارالمعارف1986م.

1-Antony C.Wilbraham )And Others(,Chemistry.2-B.Earl )And Others(,GCSE Chemistry.3-B.Earl )And Others(,Chemistry,Second Edition.4-Chris Conoley )And Others(,Chemistry,Second Edition.5-Dr.Frank Jenkins )And Others(,Chemistry 11.6-Dr.Eugene LeMay,Jr.,Chemistry Connections to Our Changing World ,Second Edition.7-Debbie Irwin )And Others(,Chemistry Contexts.8-Eileen Ramsdeen ,Chemistry.9-Fouad El Khatib )And Others(,Chemistry.10-George Bethell )And Others(,Chemistry first -11-Holt )And Others(,Modern Chemistry.12-John Bentham )And Others(,AS Chemistry.13-Lyn Nicholls )And Others(,Chemistry AS -Second Edition.14-Masterton )And Others(,Chemistry principles & Reactions.15-Michel Zeitunlian )And Others(,Chemistry.16-Michael J.Padilla,Ph.D.)And Others(,Science Explorer Chemical Building Blocks.17-Nicolas Jammal )And Others(,Life And Earth Sciences.18-Peter Harwood )And Others(-Chemistry,Second Edition.19-R.Thomas Myers ,Ph.D.)And Others(,Chemistry.20-Said Chami )And Others(,Chemistry.21-Whitten )And Others(,General Chemistry ,Third Edition.