‌‏مذكرة كيمياء عاشر ف1 ( بعد التعديل ) 2022

الالكترونات في الفرات و الدورية الكيميائية

الذرة : هي أصغر جزء من العنصر

مكونات الذرة

• البروتونات
• النيترونات
• الالكترونات

ملاحظة : كتلة البروتون تساوي تقريبا كتلة النيوترون وتحتوي النواة على أكثر من 99 ٪ من المادة الموجودة في الذرة

* ما هو الفرق بين الفلك الذري والسحابة الالكترونية ؟

الفلك الذری Atomic Orbital
المنطقة الفراغية حول النواة التي يكون فيها أكبر احتمال لوجود الإلكترون

السحابة الالكترونية Electron Cloud
هي منطقة في الفضاء المحيط بالنواة ويحتمل وجود الإلكترون فيها في كل الاتجاهات والأبعاد السح

علل : تسمية السحابة الالكترونية بهذا الاسم
سبب حركة الالكترونات السريعة حول النواة والتي تزيد على 2000km في الثانية

تطور النماذج الذرية

• نوذج رذرفورال
• نموذج بور
• النموذج الميكانيكي الموجي

وضع العالم رذرفورد نموذجة عن الذرة ومكوناتها على أساس تجربة قام بها العالمان چيورومارسيديان تحت اشرافه :

تجربة رذرفورد :

تم ارسال سيل من جسيمات ألفا موجبة الشحنة (+) على شريحة من الذهب وسجل ملاحظاته

ووضع مجموعة من الفرضيات وهي :

1. معظم الذرة فراغ , و حجم النواة صغير جدا بالنسبة لحجم الذرة
2. يوجد في الذرة نوعان من الشحنات ( البروتونات موجبة الشحنة (-) و توجد داخل النواة) 
   ( الالكترونات سالبة الشحنة (-) و تدور حول النواة)
3. الذرة متعادلة كهربائية ( علل : لأن عدد الشحنات الموجبة تساوي عدد الشحنات السالبة )
4.  شبه الذرة بالمجموعة الشمسية ( حيث تدور الالكترونات السالبة حول النواة )
5.  تتركز كتلة الذرة في النواة 
   ( علل : لأن كتلة الالكترونات صغيرة جدا مقارنة بكتلة مكونات النواة ( البروتونات و النيترونات )
6. تدور الالكترونات حول النواة في مدارات خاصة
7. عندما يدور الالكترون حول النواة يخضع لقوتين ( الأولى : قوة جذب النواة للإلكترونات )
   ( الثانية : قوة الطرد المركزي الناشئة عن دوران الالكترونات حول النواة)

نموذج بور

درس بورطيف الانبعاث الخطي لذرة الهيدروجين ووضع نموذجه والذي يقول فيه أن :

1. الإلكترون يدور حول النواة في مدار ثابت .
2. للذرة عدد من المدارات لكل منها نصف قطر ثابت وطاقة محددة كل مدارله مستوى معين من الطاقة يشار إليه بالحرف (n) يبدأ من 1 الى ه ه)
3. لا يشغ الإلكترون الطاقة ولا يمتصها مادام يدور في المسارنفسه حول النواة
4. يمكن للإلكترون أن ينتقل من مستوى إلى مستوى آخر عندما يأخذ طاقة حيث يمتص
   طاقة لينتقل إلى مستوى أعلى بينما يشع طاقة إذا انتقل إلى مستوى أقل وبذلك يتكون طيف الإشعاع الخطي

النموذج الميكانيكي الموجي

يوضح حركة الإلكترونات حول النواة معتمدة على طبيعته الموجية وقد نتج عن حل معادلة شرودینغر ثلاثة أعداد للكم

ما هوكم (أو كوانتم) الطاقة : 
هو كمية الطاقة اللازمة لنقل الإلكترون من مستوى الطاقة الساكن فيه إلى مستوى الطاقة الأعلى التالي له الإلكترون 

ترتيب الالكترونات في الذرة Electrons Configuration in Atoms

ما المقصود بـ الترتيبات الالكترونية: 
هي الطرق التي تترتب بها الالكترونات حول أنوية الذرة 

لترتيب الالكترونات هناك ثلاث قواعد يجب إتباعها وهي :

• مبدأ أوفياو
• قاعدة هوند
• مبدأ باولي للاستبعاد

1- مبدأ أوفباو : 
لابد للالكترونات أن تملأ تحت مستويات الطاقة المنخفضة أولا ثم تحت مستويات الطاقة ذات الطاقة الأعلى

(2) قاعدة هوند 1972 :.
الالكترونات تمة أفلاك تحت مستوى الطاقة الواحد ، كل واحدة بمفردها باتجاه الغزل نفسه ، ثم تبدأ بالازدواج في الأفلاك تباعا باتجاه غزل معاكس
مثال : أي الترتيبين التاليين هو الصحيح لذرة النيتروجين 7N

3- مبدأ باولي للاستبعاد 
في ذرة ما لا يوجد إلكترونان لهما أعداد الكم الأربعة نفسها لابد أن يختلفا في عدد كم واحد على الأقل

استثناءات في الترتيب الالكتروني :
1- يمكن الحصول على الترتيبات الالكترونية الصحيحة للعناصر وصولا إلى عنصر الفاناديوم 
( عدده الذري 23)
وذلك باستخدام مخطط أوفباو ويختلف هذا الترتيب عند الوصول إلى عنصري النحاس والكروم .

تطور الجدول الدوري Periodic Table

•  جدول مندليف
• جدول موزلي (الجدول الدوري الحديث)

جدول مندليف
رتب مندليف العناصر في أعمدة حسب الزيادة في الكتلة الذرية للعناصر ثم رتب الاعمدة في صفوف ووضحها على أساس أن تلك العناصر التي لها خواص متشابهة موضوعه جنبا إلى جنب في صفوف أفقية ” وهو أول جدول دوري ترتب فيه العناصر للتشابه في خواصها.

الجدول الدورى الحديث
جدول رتبت فيه العناصر بحسب الزيادة في العدد الذري من اليسار الى اليمين ومن أعلى إلى أسفل

• 18 مجموعة
• 7 دورات

المجموعات أو ( العائلة )
هي الصف الرأسي من الجدول الدوري و تحتوي على عناصر لها خواص كيميائية وفيزيائية متشابهة
وتتميز كل مجموعة برقم وحرف إما ( A أوB)

الدورات :
هي الصف الأفقي من الجدول الدوري و عددها سبعة و تحتوي على عناصر غير متشابهة في الخواص 

ما المقصود به القانون الدوري : 
عند ترتيب العناصر بحسب الزيادة في العدد الذري يحدث تکرار دوري للصفات الفيزيائية والكيميائية

تسمى العناصر الانتقالية الداخلية التي تقع أسفل الجدول الدوري باسم ( العناصر الأرضية النادرة)

هناك مجموعتان من الجدول الدوري جميع عناصرها لافلزات وهما :۔

• الهالوجينات :- ” هي الافلزات المجموعة (7A) ومنها الفلور والكلور و البروم واليود
• الغازات النبيلة : هي لافلزات المجموعة A8 يمتلئ فيها تحت المستويات 
  (S,P) بالالكترونات
  ” من أمثلتها النيون المستخدم في من الأنابيب الزجاجية المستخدمة في المصابيح
• ملحوظة : يستخدم الكلور و البروم في تطهير أحواض السباحة والنحاس والفضة فلزان موصلين ممتازين للكهرباء والحرارة
  كل زوج من العناصر السابقة (الكلور و البروم , النحاس والفضة ) له خواص كيميائية متشابهة وموجودة في المجموعة نفسها في الجدول الدوري الحديث

المول الدورية ( التدرج في الخواص ) Periodic Trends

• نصف القطر الذري
• طاقة التأين
• الميل الالكتروني
• السالبية الكهربائية

1- التدرج في نصف القطر الذري 
علل : لا يمكن قياس نصف القطر الذري مباشرة (لأن الذرة ليس لها حدود واضحة) ولكن توجد عدة طرق لتقدير أحجام الذرات, بالنسبة للعناصر التي توجد على هيئة جزيئات ثنائية الذرة يمكن تقدير المسافة بين أنويه الذرات المرتبطة في الجزئ 

نصف القطر الذري: هو نصف المسافة بين نواتي ذرتين متماثلتين ( من نوع واحد في جزئ ثنائي الذرة

 يقاس نصف القطر الذري بوحدة البيكومتر وغالبا يدل على الحجم النسبي للذرة .

التدرج تجاه المجموعة
علل : يزداد نصف القطر (الحجم الذري) من أعلى المجموعة إلى أسفل بزيادة العدد الذري 
لزيادة عدد مستويات الطاقة وهذا يلغي تأثير الزيادة في شحنة النواة وبذلك يزيد(نصف القطر الذري) الحجم الذري

التدرج تجاه الدورة
علل : يقل نصف القطر (الحجم الذري) من اليسار الى اليمين بزيادة العدد الذري
لزيادة شحنة النواة مع ثبات الحجب

التدرج في الحجم الذري :
يقل الحجم الذري خلال الدورات ويزداد كلما اتجهنا إلى أسفل عبر المجموعات

2- التدرج في طاقة التأين 
هي الطاقة اللازمة للتغلب على جذب شحنة النواة ، ونزع إلكترون من الذرة في الحالة الغازية

مثال : عناصر المجموعة (18) من السهل نزع إلكترون واحد منها لتكوين أيون (+) ويصعب نزع إلكترون آخر 

• تسمى الطاقة اللازمة لنزع الإلكترون الأول بطاقة التأين الأولى لتكون أيون (+)
• تسمى الطاقة اللازمة لنزع الإلكترون الثاني بطاقة التأين الثانية لتكون أيون (+2)