كتاب علوم ثالث متوسط ف2

‫كتبي‬

‫*جميع الحقوق محفوظة للقائم ني على العمل*‬

‫ق������ررت وزارة ال��ت��عل��ي�م ت���دري����س‬ ‫المملكة العربية السعودية‬
‫ه���ذا ال�ك�ت�اب وط�ب�ع�ه ع�ل�ى نفق�ت�ها‬

‫الع�ل��وم‬

‫ال�شف الثالث المتو�شط ‪ -‬الف�شل الدرا�شي الثاني‬

‫قام بالت أاليف والمراجعة‬
‫فريق من المتخ�ش�شين‬

‫طبعة ‪2022 - 1‬‬

‫ح وز�رة �لتعليم‪1444 ،‬هـ‬

‫فهرسة مكتبـة الملـك فهد الوطنيـة ﺃثنـاﺀ النـشـر‬

‫وزارة التعلـيـم‬

‫العلوم‪ -‬الصف الثالث المتوسط‪ -‬التعليم العام ‪ -‬الفصل الدراسي الثاني ‪/ .‬‬
‫وزارة التعليم ‪ -‬الرياض ‪1444 ،‬هـ ‪.‬‬
‫‪145‬ص؛ ‪ 27٫5 x 21‬سم‬

‫ردمـك ‪9 - 03-511-. 1-1 :‬‬

‫‪1‬ـ العلوم ـ تعليم ‪ -‬السعودية ‪2‬ـ التعليم المتوسط ـ السعوديـة ـ‬

‫كتب دراسيـة‪ .‬أ ـ العنوان‬

‫ ‪1444/3‬‬ ‫ديـوي ‪3 ..350‬‬

‫رقم �ل إإيد�ع‪1444/386 :‬‬
‫ردمك‪978-603-511-261-1 :‬‬

‫حقوق الطبع والن�شر محفوظة لوزارة التعليم‬
‫‪www.moe.gov.sa‬‬

‫ﻣﻮاد إﺛﺮاﺋﻴﺔ وداﻋﻤﺔ ﻋﻠﻰ "ﻣﻨﺼﺔ ﻋﻴﻦ ا ﺛﺮاﺋﻴﺔ"‬

‫‪IEN.EDU.SA‬‬

‫ﺗﻮاﺻﻞ ﺑﻤﻘﺘﺮﺣﺎﺗﻚ ﻟﺘﻄﻮﻳﺮ اﻟﻜﺘﺎب اﻟﻤﺪرﺳﻲ‬

‫‪FB.T4EDU.COM‬‬



‫المقدمة‬

‫الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف الأنبياء والمرسلين وعلى آله وصحبه أجمعين وبعد‪:‬‬

‫تهتم العلوم الطبيعية بدراســة الظواهر المادية على الأرض‪ ،‬وفي الكون المحيط بنا‪ ،‬وتشــكل أسا ًســا‬
‫للعلوم التطبيقية‪ ،‬وتســهم معها في تقدم الأمم ورقي الشــعوب‪ ،‬وتحقيق الرفاهية للإنسان؛ فالعلم هو‬
‫مفتاح النجــاح والتنمية‪ .‬ولهذا يحظى تعليم العلوم الطبيعية بمكانــة خاصة في الأنظمة التربوية؛ حيث‬
‫ُتك َّرس الإمكانا ُت لتحســين طر ُق تدريســها‪ ،‬وتطويــر مضامينها وتنظيمها وفــق أحدث التوجهات‬
‫التربوية‪ ،‬وتطوير وتوفير المواد التعليمية التي تســاعد المعلمين والطلاب على تحقيق أهداف تدريس هذه‬

‫المادة على الوجه الأكمل والأمثل‪.‬‬
‫ويــأتي اهتمام المملكة العربية الســعودية بتطوير المناهــج وتحديثها من منطلق رؤيــة المملكة العربية‬
‫الســعودية (‪ )2030‬وهو‪« :‬إعــداد مناهج تعليمية متطورة تركز على المهارات الأساســية بالإضافة إلى‬
‫تطوير المواهب وبناء الشــخصية»‪ ،‬وذلك من منطلق تطوير التعليم وتحسين ُمخرجاته ومواكبة التطورات‬

‫العالمية على مختلف الصعد‪.‬‬
‫وقد جاء كتاب العلوم للصف الثالث المتوســط داع ًما لرؤية المملكة العربية السعودية (‪ )2030‬نحو‬
‫الاســتثمار في التعليم عبر «ضــمان حصول كل طالب على فرص التعليم الجيــد وفق خيارات متنوعة»‪،‬‬
‫ف ُبنية وتنظيم المحتوى يستند إلى معايير المحتوى الخاصة بهذا الصف‪ ،‬ويستند كذلك إلى أحدث نظريات‬
‫التعلم والممارســات التدريســية الفاعلة على المســتوى العالمي‪ .‬كما تجعل الطالب محور العملية التعليمية‬
‫التعلمية‪ ،‬فيتعلم الطالب في هذا الكتاب من خلال ممارســاته النشاطات العملية والبحث والاستقصاء‬
‫بمستوياته المختلفة‪ ،‬والأمر نفسه للمعلم‪ ،‬فقد تغ ّير دوره من مصدر يدور حوله التعليم إلى مو ّج ٍه و مي ّس ٍر‬
‫لتعلم الطلاب‪ .‬ولهذا جاءت أهداف هذا الكتاب لتؤكد على تشــجيع الطلاب على طرح التســاؤلات‬
‫لفهم الظواهر الطبيعية المحيطة بهم وتفســيرها‪ ،‬وتزويدهم بالمعــارف و المهارات والاتجاهات الإيجابية‬

‫للمشاركة الفاعلة‪ ،‬وتزويد الطلاب بالمعارف والمهارات اللازمة لوظائف المستقبل‪.‬‬

‫وقد جاء تنظيم وبناء محتوى كتاب الطالب بأســلوب مشــوق‪ ،‬وبطريقة تشجع الطالب على القراءة‬
‫الواعية والنشــطة‪ ،‬وتس ّهل عليه بناء أفكاره وتنظيمها‪ ،‬وممارسة العلم كما ُيمارسه العلماء «نتع ّلم لنعمل»‪.‬‬
‫تبدأ كل وحدة دراسية بسؤال استهلالي مفتوح‪ ،‬وخلفية نظرية‪ ،‬ومشاريع الوحدة التي تدور حول تاريخ‬
‫العلم‪ ،‬والتقنية‪ ،‬وبناء النماذج‪ ،‬وتوظيف الشــبكة الإلكترونية في البحث‪ .‬وتتض ّمن كل وحدة عد ًدا من‬
‫الفصول‪ ،‬يبدأ كل منها بصورة افتتاحية تســاعد المعلم على التمهيد لموضوع الفصل من خلال مناقشــة‬
‫مضمون الصورة‪ ،‬وتســهم في تكوين فكرة عامة لدى الطلاب حول موضوعات الفصل‪ ،‬ثم نشاطات‬
‫تمهيدية تشمل‪ :‬التجربة الاستهلالية‪ ،‬والمطويات‪ ،‬والتهيئة للقراءة‪ ،‬ثم ينتهي بمراجعة الفصل‪ .‬ويتضمن‬

‫‪4‬‬

‫الفصل عد ًدا من الدروس‪ ،‬يشــتمل كل منها على افتتاحية تحتوي على أهداف الدرس‪ ،‬وأهميته‪ ،‬ومراجعة‬
‫المفردات الســابقة‪ ،‬والمفردات الجديدة‪ .‬وفي متن الدرس يجد الطالب شر ًحا وتفســًيرا للمحتوى الذي تم‬
‫تنظيمه على شكل عناوين رئيسة وفرعية بألوان معبرة‪ ،‬وهوامش تساعد على استكشاف المحتوى وارتباطه‬
‫بمحاور رؤية المملكة العربية الســعودية (‪ )2030‬وأهدافها الاستراتيجية‪ .‬و ُتعنى الدروس ببناء المهارات‬
‫العملية والعلمية من خلال التجارب العملية‪ ،‬والتطبيقات الخاصة ببناء المهارات في جميع العلوم المختلفة‪.‬‬
‫ويختتم كل درس بمراجعة تتض َّمن ملخ ًصا لأبرز الأفكار الواردة في الدرس‪ ،‬واختبر نفسك‪ .‬ويدعم عر َض‬
‫المحتوى في الكتاب الكثي ُر من الصور والأشكال والرسوم التوضيحية المختارة والمعدة بعناية لتوضيح المادة‬
‫العلميــة وتعزيز فهم مضامينها‪ .‬كما يتضمن كتاب الطالــب ملح ًقا خا ًّصا بمصادر تعلم الطالب‪ ،‬ومسر ًدا‬

‫بالمصطلحات‪.‬‬
‫وقد ُو ّظف التقويم على اختلاف مراحله بكفاءة وفاعلية‪ ،‬فقد راعى ت ُّنوع أدواته وأغراضه‪ ،‬ومن ذلك‪،‬‬
‫القبلي‪ ،‬والتشخيصي‪ ،‬والتكويني (البنائي)‪ ،‬والختامي (التجميعي)؛ إذ يمكن توظيف الصور الافتتاحية في‬
‫كل وحدة وفصل‪ ،‬والأســئلة المطروحة في التجربة الاستهلالية بوصفها تقوي ًما قبل ًّيا تشخيص ًّيا لاستكشاف‬
‫ما يعرفه الطلاب عن موضوع الفصل‪ .‬ومع التقدم في دراسة كل جزء من المحتوى ُيطرح سؤا ٌل تحت عنوان‬
‫«ماذا قرأت؟»‪ ،‬وتجد تقوي ًما خا ًّصا بكل درس من دروس الفصل يتضمن أفكار المحتوى وأســئل ًة تســاعد‬
‫على تل ُّمس جوانب التع ُّلم وتعزيزه‪ ،‬وما قد يرغب الطالب في تع ُّلمه في الأقسام اللاحقة‪ .‬وفي نهاية الفصل‬
‫يأتي دليل مراجعة الفصــل متض ِّم ًنا تلخي ًصا لأهم الأفكار الخاصة بــدروس الفصل‪ ،‬وخريطة للمفاهيم‬
‫تربط أبرز المفاهيم الرئيســة التي وردت في الدرس‪ .‬يلي ذلك تقويم الفصل والذي يشــمل أسئلة وفقرات‬
‫متنوعة تســتهدف تقويم تعلم الطالب في مجالات عدة‪ ،‬هي‪ :‬استعمال المفردات‪ ،‬وتثبيت المفاهيم‪ ،‬والتفكير‬
‫الناقد‪ ،‬وأنشــطة لتقويم الأداء‪ .‬كما يتضمن الكتاب في نهاية كل وحدة دراسية اختبا ًرا مقن ًنا يتضمن أسئلة‬
‫وفقرات اختبارية تســهم في إعداد الطلاب للاختبارات الوطنيــة والدولية‪ ،‬بالإضافة إلى تقويم تحصيلهم‬

‫للموضوعات التي سبق دراستها في الوحدة‪.‬‬
‫والله نسأل أن يحقق الكتا ُب الأهدا َف المرجوة منه‪ ،‬وأن يوفق الجميع لما فيه خير الوطن وتقدمه وازدهاره‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫قائمة‬
‫المحتويات‬

‫‪................................................................................‬كيف ت�صتخدم كتاب العلوم ‪8‬‬ ‫قائمة المحتويات‬
‫كيمياء المادة‪3‬‬
‫الوحدة‬

‫تركيب الذرة‬ ‫ال�ف��ش��ل ‬

‫أاتهي أا‪Ó‬للقراءة‪ -Ó‬ت�صورات‪Ó‬ذهنية‪١6Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :١Ó‬نماذج‪Ó‬الذرة‪١8Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :٢Ó‬النواة‪٢7Ó Ó‬‬
‫ا�صتق�صاء‪Ó‬من‪Ó‬واقع‪Ó‬الحياة‪٣6Ó Ó‬‬
‫دليل‪Ó‬مراجعة‪Ó‬الف�صل‪٣٩Ó Ó‬‬
‫مراجعة‪Ó‬الف�صل‪٤٠Ó Ó‬‬

‫الجدول الدوري‬ ‫ال�ف��ش��ل ‬

‫اأتهياأ‪Ó‬للقراءة‪ -Ó‬الربط‪٤٤Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :١Ó‬مقدمة‪Ó‬في‪Ó‬الجدول‪Ó‬الدوري‪٤6Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :٢Ó‬العنا�صر‪Ó‬الممثلة‪5٣Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :٣Ó‬العنا�صر‪Ó‬الأنتقالية‪6٠Ó Ó‬‬
‫ا�صتق�صاء‪Ó‬من‪Ó‬واقع‪Ó‬الحياة‪66Ó Ó‬‬
‫دليل‪Ó‬مراجعة‪Ó‬الف�صل‪6٩Ó Ó‬‬
‫مراجعة‪Ó‬الف�صل‪7٠Ó Ó‬‬

‫الأختبار‪Ó‬المقنن‪7٢ Ó‬‬

‫ ‬

‫قائمة‬
‫المحتويات‬

‫قائمة المحتويات‬ ‫الروابط والتفاعات الكيميائية ‬ ‫الوحدة‬

‫البناء الذري والروابط الكيميائية‬ ‫ال�ف��ش��ل‬

‫ ‬

‫أاتهي أا‪Ó‬للقراءة‪ -Ó‬طرح‪Ó‬الأأ�صئلة‪8٠Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :١Ó‬اتحاد‪Ó‬الذرات‪8٢Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :٢Ó‬ارتباط‪Ó‬العنا�صر‪٩٠Ó Ó‬‬
‫ا�صتق�صاء‪Ó‬من‪Ó‬واقع‪Ó‬الحياة‪١٠٠Ó Ó‬‬
‫دليل‪Ó‬مراجعة‪Ó‬الف�صل‪١٠٣Ó Ó‬‬
‫مراجعة‪Ó‬الف�صل‪١٠٤Ó Ó‬‬

‫التفاعلات الكيميائية‬ ‫ال�ف��ش��ل‬

‫‪8‬‬
‫اأتهي أا‪Ó‬للقراءة‪ -Ó‬التوقع‪١٠8Ó Ó‬‬
‫الدر�ض‪ :١Ó‬ال�صيغ‪Ó‬والمعادلأت‪Ó‬الكيميائية‪١١٠ Ó‬‬
‫الدر�ض‪� :٢Ó‬صرعة‪Ó‬ال�تفاعات‪Ó‬الكيميائية ‪١٢٠Ó Ó‬‬
‫ا�صتق�صاء‪Ó‬من‪Ó‬واقع‪Ó‬الحياة‪١٢8Ó Ó‬‬
‫دليل‪Ó‬مراجعة‪Ó‬الف�صل‪١٣١Ó Ó‬‬
‫مراجعة‪Ó‬الف�صل‪١٣٢Ó Ó‬‬
‫الأختبار‪Ó‬المقنن‪١٣٤ Ó‬‬

‫م�صادر‪Ó‬تعليمية‪Ó‬للطالب‪١٣8 Ó‬‬

‫ ‬

‫كيف تستخدم ‪...‬‬

‫كتاب العلوم؟‬

‫قبل أن تقرأ‬ ‫لماذا تحتاج إالى كتاب العلوم؟‬

‫افتتاحية الف�شل‪ :‬يبدأ كل فصل بصورة تشير إلى الموضوعات‬ ‫●‬ ‫هل‪�Ó‬صبق‪ Ó‬أان‪Ó‬ح َ�ص ْر َت‪ÓÓ‬در�ض‪Ó‬العلوم‪Ó‬‬
‫فلم‪Ó‬ت�صتوعبه‪ Ó،‬أاو‪Ó‬ا�صتوعبته‪Ó‬كله‪Ó‬‬
‫التي يتناولها‪ ،‬ويليها أنشطة تمهيدية‪ ،‬منها التﺠربة الاستهلالية‬ ‫لكنك‪Ó‬عندما‪Ó‬ذهبت‪Ó‬اإلى‪Ó‬البيت‪Ó‬وجدت‪Ó‬‬
‫م�صكلة‪Ó‬في‪Ó‬ال إأجابة‪Ó‬عن‪Ó‬الأأ�صئلة؟‪Ó‬‬
‫التي تهيئ الطالب لمعرفه محتويات الفصل‪ ،‬والمطويات‪ ،‬وهي‬ ‫وربما‪Ó‬ت�صاءلت‪Ó‬عن‪Ó‬اأهمية‪Ó‬ما‪Ó‬تدر�صه‪Ó‬‬

‫منظم أفكار يساعد عـلى تنظيم التعلم‪.‬‬ ‫وجدواه!‬
‫لقد‪�ُ Ó‬ص ّممت‪Ó‬ال�صفحات‪Ó‬التالية‪Ó‬‬
‫افتتاحية الدر�ص‪ُ :‬قسمت الفصول إلى دروس‪ ،‬ك ٌّل منها‬ ‫●‬ ‫لت�صاعدك‪Ó‬على‪ Ó‬أان‪Ó‬تفهم‪Ó‬كيف‪ُ Ó‬ي�صتعمل‪Ó‬‬

‫موضوع متكامل يستغرق أكثر من حصة دراسية‪ .‬في بداية‬ ‫هذا‪Ó‬الكتاب‪.‬‬
‫كل درس تحت عنوان «في هذا الدرس» تح َّدد قيمة الدرس‬

‫من خلال أربعة أقسام‪ :‬الأﻫداف التي يتم من خلالها تع ُّرف‬
‫على أهداف التعلم التي يجب أن تحققها عند الانتـهاء من‬

‫هذا الدرس‪ .‬الأﻫمية تدلُّنا على الفائدة التي يمكن تحقيقها‬

‫من دراسة محتوى الدرس‪ .‬مراجعة المفردات مصطلحات تم‬
‫تع ُّرفها في مراحل سابقة من التعلم؛ أو من خبراتك ومهارتك‬
‫السابقة‪ .‬المفردات الﺠديدة مصطلحات تحتاج إليها في تع ُّلم‬
‫الدرس لفهم المحتوى‪ .‬وإذا تصفحت الكتاب ستلاحظ أنه‬
‫بالإضافة إلى اشتماله على النصوص والصور فإنه يتضمن‬
‫أي ًضا‪ :‬العلوم عبر المواقع الإلكترونية‪ ،‬وماذا قرأت؟ وتجارب‬

‫بسيطة‪ ،‬بالإضافة إلى بعض التطبيقات‬
‫في مختلف أنواع العلوم‪ .‬وقد تضمنت‬
‫الــدروس صفحات مستقلة للعلوم‬
‫الإثرائية‪ .‬وينبغي التركيز على المفردات‬

‫التي ُظ ّللت واستيعاب معانيها‪.‬‬

‫ ‬

‫مفردات العلوم اعمل المطوية‬ ‫عندما تقرأ‬

‫التالية لتساعدك على فهم مفردات‬ ‫العناوين الرئي��شة‪ُ :‬كتب عنوان كل درس‬ ‫●‬
‫الفصل ومصطلحاته‬ ‫●‬
‫الخطوة ‪ 1‬اطو الورقة طول ًّيا‬ ‫بأحرف حمراء كبيرة‪ ،‬ثم ُف ِّرع إلى عناوين كتبت‬ ‫●‬
‫من جانب إلى آخر‪.‬‬ ‫باللون الأزرق‪ ،‬ثم عناوين أصغر باللون الأحمر‬ ‫●‬
‫في بداية بعض الفقرات؛ لكي تساعد على‬
‫الخطوة ‪ .‬قص الجهة العلوية من الورقة لعمل أشرطة كما‬ ‫المذاكرة‪ ،‬وتلخيص النقاط الأساسية المتض َّمنة‬ ‫●‬
‫في الشكل‪.‬‬
‫في العناوين الرئيسة والفرعية‪.‬‬
‫الخطوة ‪ 3‬اكتــب على كل شريــط مصطل ًحــا‪ ،‬أو مفردة‬
‫علمية من مفردات الفصل‪.‬‬ ‫الهوام�ص‪ :‬سوف تجد في هوامش المحتوى‬

‫بناﺀ المفردات‪ :‬وأنت تقرأ الفصل‪ ،‬اكتب تعريف كل‬ ‫مصادر مساعدة كثيرة‪ ،‬منها العلوم عبر المواقع‬
‫مفردة أو مصطلح في الجهة المقابلة من الورقة‪.‬‬ ‫الإلكترونية‪ ،‬ونشاطات الربط والتكامل؛ مما‬
‫يساعد على استكشاف الموضوعات التي‬
‫ابحث عن‬ ‫تدرسها‪ .‬كما أن التﺠارب البسيطة تعمل على‬

‫فــي بدايـــة كل فصل‪.‬‬ ‫ترسيخ المفاهيم العلمية التي يتم تع ُّلمها‪.‬‬

‫‪9‬‬ ‫بناء ال�م�ه�ارات‪ :‬سوف تجد تطبيقات خاصة‬

‫بالرياضيات والعلوم في كل فصل‪ ،‬مما يتيح لك‬
‫ممارسة إضافية للمعرفة‪ ،‬وتطوير مهاراتك‪.‬‬

‫م���ش�ادر تعلم ال�ط�ال�ب‪ :‬تجد في نهاية هذا‬

‫الكتاب مصادر تعلم تساعد على الدراسة‪،‬‬
‫وتتضمن مهارات العروض الصفية‪ ،‬والﺠدول‬
‫الدوري‪ ،‬ومهارات استعمال الحاسوب‪ ،‬ومسر ًدا‬
‫للمصطلحات‪ .‬كما يمكن استعمال المطويات‬
‫بوصفها مصد ًرا من المصادر المساعدة على‬
‫تنظيم المعلومات ومراجعة المادة قبل الاختبار‪.‬‬

‫في غرفة ال�شف‪ :‬تذكر أنه يمكن أن تسـأل‬

‫المعلم توضيح أي شيء غير مفهوم‪.‬‬

‫في المختبر‬
‫يعد العمل في المختبر من أفضل طرائق استيعاب المفاهيم وتطوير المهارات؛ فهو لا يم ّكنك فقط من اتباع‬
‫الخطوات الضرورية للاستمرار في عملية البحث‪ ،‬بل يساعدك أي ًضا على الاستكشاف واستثمار وقتك على‬

‫أكمل وجه‪ .‬وفيما يلي بعض الإرشادات الخاصة بذلك‪:‬‬

‫● تربطك كل تجربة وأسئلتها بالحياة؛ لتذ ّكرك أن العلم يستعمل يوم ًّيا في كل مكان‪ ،‬لا في غرفة الصف‬
‫وحدها‪ .‬وهذا يقود إلى أسئلة تدور حول كيفية حدوث الأشياء في الحياة‪.‬‬

‫● تذكر أن التجارب لا تعطي دائ ًما النتائج التي تتوقعها‪ .‬وقد كانت بعض اكتشافات العلماء مبنية على‬
‫البحث دون توقع نتائج مسبقة‪ .‬وتستطيع تكرار التجربة للتحقق من أن نتائجك صحيحة‪ ،‬أو لتضع‬

‫فرضية جديدة يمكن اختبارها‪.‬‬

‫● يمكنك كتابة أي أسئلة في دليل دفتر العلوم قد تبرز في أثناء بحثك‪ .‬وهذه أفضل طريقة تذ ّكرك‬
‫بالحصول على إجابات لهذه الأسئلة لاح ًقا‪.‬‬

‫ ‪.‬ال ت‪.‬كاالدنامل عب�‪ .‬يتاعاص‪.‬لنل املدي‪.‬م‪1‬واإميىتة�‪.‬ابصاك�مملاالاهصأأنتقنافاماقلنيفوأةويتاإلةممحجعاألفانعقتمةجتكايملايتنااثي�لبحا�ادارازلكلسللداس�أقالم�يصاللعزتصيوبلل�دطفقللمتصخومياىعرولحدردوارةااينممكللقلأااأييبجلة�اوعارصيختانتعت‪.‬ملر�تلطنهلمقصةةلفااي‪،‬كإاربحاماو�لذرفبكامصفاإايزبمدنرةالحمرفم‪.‬لللاني��لعداأازيصللثوزدسظلتازأطدلامقز‪1‬ىتم�ااحإاولصالللرل‪،‬يرت‪.‬يزتوىلوالعدأولهتللمقزاة��زيتلكصصللتمرنتزادلبا‪�.‬هاةخصابعلليبييمد‪.‬ف ًكزحدنمياوأايانباإلكداعينمثامونرندنااأناوأاجلامناقلتاميأأًننر�تاثلالصو‪..‬ااايطلاأأحثوقو‪.‬لاإاميليةمرحاأاوطهاالونلثتايةنن‪،‬رو أاق�يوص�ةصدكلاهانزتلزحاتلدييد‬ ‫ابحث عن‪:‬‬
‫● التجربة الاستهلالية في بداية‬
‫كل فصل‪.‬‬
‫هامش كل فصل‪.‬‬
‫● التجربة في‬
‫من واقع الحياة‬
‫كل فصل‪.‬‬ ‫● استقصاء‬
‫في نهاية‬

‫‪10‬‬

‫قبل الاختبار‬

‫تضمن الكتاب مجموعة من الطرق لجعل الاختبارات محببة إليك‪ .‬وسوف يساعدكأ‬
‫كتابك أن تكون أكثر نجا ًحا في الاختبار عند استعمالك المصادر المعطاة لك‪.‬أم‬
‫● راجع جميع المفردات الجديدة‪ ،‬وتأكد أنك فهمت تعريف كل منها‪ .‬د؟‬

‫● راجع الملاحظات التي دونتها ضمن المطويات أو سجلتها مع زملائك داخل؟‬
‫الصف أو في المختبر‪ ،‬واكتب أي سؤال أنت في حاجة إلى الإجابة عنه‪.‬‬

‫● أجبعنأسئلةالمراجعةفينهايةكلدرس‪.‬صح أم خطأ؟‬
‫● ادرس المفاهيم الواردة في دليل مراجعة الفصل ‪ ،‬وأجب عن أسئلة مراجعة الفصل‬

‫وأسئلة الاختبار المقنن الواردة في نهاية كل وحدة‪.‬‬

‫ابحث عن‪:‬‬

‫●●●فدألصايسلئلألل‪.‬ةسمائللراةم ارجلاعوةجارعاةلدةففيصضنلمهانفي اةليكمنلهحاتيدوةرىك‪.‬س‪.‬ل‬

‫مراجعة‬ ‫أسئلة‬ ‫●‬
‫فصل‪.‬‬
‫كل‬ ‫نهاية‬ ‫في‬ ‫الفصل‬

‫● الاختبار المقنن في نهاية كل وحدة‪11 .‬‬

‫الوحدة كيمياء المادة ‪3‬‬

‫م��ا العلاقة بي��ن الج��دول الدوري‬
‫وتكنولوجيا المعلومات‬
‫والات�صالات؟‬

‫‪1.‬‬

‫في ع��ام ‪1869‬م ت�و ّق�ع ال�ع�الم مندليف وج��ود عن�شر في‬
‫الجدول الدوري يقع بن عن�شري ال�شليكون والق�شدير �شماه‬
‫‪ ،ekasilicon‬وق ّدر اأن كتلته الذرية ت�شاوي ‪ 72‬تقري ًبا‪ .‬وفي‬
‫عام ‪1886‬م اكت�شف العالم الأألماني كليمنز وينكلر هذا العن�شر‬
‫و�شماه جرمانيوم ن�شبة إالى بلده أالمانيا‪ ،‬وح ّدد كتلته الذرية‬
‫ب��‪.72,6‬وهوعن�شر�شبهفلزي‪،‬يدخلفي�شناعةال إألكترونيات‬
‫ومنها اأجهزة الأت�شالأت الا�شلكية‪ ،‬حيث ي�شتخدم في الدوائر‬
‫ال إألكترونية‪ ،‬والترانز�شتور‪ ،‬والثنائيات (الديود)‪ ،‬وفي الوقت‬
‫الحا�شر ي�شتخدم ب�شكل كبر في �شناعة ال أألياف الب�شرية‬

‫الم�شتخدمة في �شبكات الأت�شالأت وال إأنترنت‪.‬‬

‫ارجع إلى الموقع الإلكتروني أو أي مواقع أخرى للبحث عن فكرة أو موضوع مشــروع يمكن‬
‫أن تنفذه أنت‪.‬‬

‫من المشاريع المقترحة‪:‬‬

‫· المهن اكتب بح ًثا عن طبيعة عمل فنيي الأشعة‪ ،‬وكيف يقضون يومهم‪ ،‬واحتياطات السلامة‬

‫التي يطبقونها‪.‬‬

‫· التقنية ابحث حول أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات‪ ،‬واكتب تقري ًرا عن‬

‫أهميتها‪ ،‬وكيفية استخدامها‪.‬‬

‫· النماذج ص ّمــم نموذ ًجا للجدول الــدوري مك ّو ًنا من علب صغيــرة فارغة‪ ،‬على أن تضع‬

‫داخلها بطاقات معلومات عن ك ّل عنصر‪.‬‬

‫العناصر المشعة استكشف كيف نستخدم نظائر العناصر المشعة‬

‫في جوانب الحياة المختلفة‪.‬‬

‫‪13‬‬

‫تركيب الذرة‬ ‫ال�ف��ش�ل ‬

‫يا له من منظر جميل!‬ ‫ك�� ّلما توافر لدينا م��ع�ل�ومات‬
‫ج�ديدة ا�شتط�ع���ن�ا تق��دي�م‬
‫هذه صورة لذرة نحاس محاطة بثمــان وأربعين ذرة حديد‪ .‬ما الذرات؟‬ ‫نم��وذج لل��ذرة أاك��ر تف�شي ًا‬
‫وكيف اكتشفت؟ ســتتعرف في هذا الفصل بعض العلماء‪ ،‬واكتشافاتهم‬
‫ودقة‪.‬‬
‫الرائعة حول طبيعة الذرة‪.‬‬ ‫الدرس الأول‬
‫دفتر العلوم صف ال ّذرة‪ ،‬في ضوﺀ ما تعرفه عنها‪.‬‬
‫نماذج الذرة‬
‫الفك�رة الرئ�ي��شة تحـتـوي‬
‫الـــذرات على بـروتـونـات‬
‫ونيوترونات في نواة كثـيـــفة‬
‫وصغيرة جــ ًّدا‪ ،‬وإلكترونات‬
‫تدور في منطقة واســعة حول‬

‫النواة‪.‬‬
‫الدرس الثاني‬

‫النواة‬
‫الف�ك���رة الرئي��ش�ة الـــنواة‬
‫هي مـركز الذرة‪ .‬ويكون عدد‬
‫البروتونات في نواة عنصر ما‬
‫ثاب ًتا‪ ،‬أما عدد النيوتـــرونات‬

‫فـقـد يختلف‪.‬‬

‫‪14‬‬

‫نشاطات تمهيدية‬

‫ﺃجزاﺀ الــذرة اعمل المطويــة التالية‬ ‫نموذج ل�شيء لأ يرى‬
‫لتساعـدك على تنـظـــيم أفكـارك‪،‬‬
‫ﻫل ســبق ﺃن ﺣصلــت على ﻫديــة مﻐ ّلفة‪ ،‬وكنت‬
‫ومراجعة مكونات الذرة‪.‬‬ ‫تتلهف لفتحها؟ ماذا فعلت لتعرف ما بداخلها؟ إ ّن‬
‫الذ ّرة تشــبه ـ إلى ﺣ ّد بعيد ـ تلــك الهدية المﻐ ّلفة؛‬
‫الخطوة ‪ 1‬ضع قـطعـــتين من الورق إحـــداهما فوق‬ ‫فأنـــت تريـــد اســـتكشافها‪ ،‬ولك ّنك لا تستطيع‬
‫الأخرى وعلى مســافة‬
‫‪ 2‬ســـم مـــن حـافة‬ ‫رؤيـتها مباشرة ﺃو بسهولة‪.‬‬
‫الورقة الأولى‪.‬‬
‫‪ .1‬سيعطيك معلمك قطعة من الصلصال وبعض‬
‫الخطوة ‪ .‬اط ِو الأطراف الســفلية‬ ‫القطع المعدنية‪ .‬عد القطع المعدنية؟‬
‫لـــلأوراق عـلــى أن‬
‫يصـبح لـــديك أربـع‬ ‫‪ ..‬اغرس القطــع المعدنية في قطعــة الصلصال‬
‫ﺣتى تخفيها‪.‬‬
‫أشرطة‪.‬‬
‫‪ .3‬ب ّدل قطعتك الصلصالية بقطعة ﺃﺣد زملائك‪.‬‬
‫ذرة ‪-‬‬ ‫‪-‬‬ ‫الخطوة ‪ 3‬عـنـــون الأشرطـة بـ‪:‬‬
‫ذرة‪ ،‬إلكـترون‪ ،‬بروتون‪،‬‬ ‫‪ .4‬تح ّســس الصلصــال بعود (تنظيف ﺃســنان)‬
‫ذ إذرلرةكةﱰون‬ ‫نيـوتـــرون‪ ،‬كـمـا في‬ ‫خشبي رفيع لكي تكتشف عدد القطع المعدنية‬
‫إبلرإنبليكرووكنتبتوﱰيتررﱰووووتووتنرننننوونن‬
‫الشكل المقابل‪.‬‬ ‫التي بداخله وﺃشكالها‪.‬‬
‫نيوترون‬
‫‪ .5‬التفكير الناقد ارســم في دفتر العلوم ﺃشــكال‬
‫اقرﺃ واكـتب في أثناء قـراءتك هذا الفـصل؛ صف كيف تم‬ ‫القطــع المعدنية كما تع ّرفتهــا‪ ،‬ود ّون عددﻫا‪،‬‬
‫اكتشـاف ك ّل مكون من مكـونات الذرة‪ ،‬ود ّون الحـقائق‬ ‫ثم قارن بين الرســم وبين عدد القطع المعدنية‬

‫في أماكنها المناسبة في المطوية‪.‬‬ ‫الموجودة فعل ًا في الصلصال‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫أتهيأ للقراءة‬

‫ت�شورات ذهنية‬

‫أتع ّلم ك ِّون في أثناء قراءتك للنص تصــورات ذهنية‪ ،‬وذلك بتخيل كيف‬ ‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫تبدو لك أوصاف النص‪ :‬صوت‪ ،‬أم شعور‪ ،‬أم رائحة‪ ،‬أم طعم‪ .‬وابحث عن أي‬
‫صور أو أشكال في الصفحة تساعدك على المزيد من الفهم‪.‬‬

‫أتد ّرب اقــرأ الفقرة الآتية‪ ،‬وركــز على الأفكار البارزة فــي أثناء قراءتك‬

‫لتش ّكل لها صورة ذهنية في مخيلتك‪.‬‬

‫فللذرة في النموذج النووي نواة صغيرة ج ًّدا تحوي البروتونات‬

‫الموجبــة الشــحنة والنيوترونــات المتعادلــة الشــحنة‪ ،‬أ ّما‬
‫الإلكترونات سالبة الشحنة‪ ،‬فتشغل الح ّيز المحيط بالنواة‪ .‬وفي‬
‫الذرة المتعادلة يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات‪.‬‬

‫صفحة ‪..4‬‬

‫حاول أن تتصور الذرة معتم ًدا على الوصف السابق‪ ،‬ثم انظر بعد ذلك إلى‬
‫الشكـل ‪ 13‬صفحة ‪ 25‬في الكتاب‪.‬‬
‫‪ ‬ما حجم النواة؟‬
‫‪ ‬كم بروتو ًنا في الذرة؟‬

‫‪ ‬ما نوع شحنة كل من البروتون والإلكترون؟‬

‫‪ 3‬أط ّبــق د ّون من خلال قراءتــك لهذا الفصل‬

‫ثلاثة مواضيع يمكنك تصورها‪ ،‬ثم ارســم مخ ّط ًطا‬
‫بسي ًطا يو ّضح ما تخيلته‪.‬‬

‫ ‪1‬‬

‫على‬ ‫الذﻫني‬ ‫يساعدك التصور‬
‫تذكر ما تقرﺃ‪.‬‬

‫توجيه القراءة وتركيزها‬

‫ركز على الأفكار الرئيسة عند قراﺀتك الفصل باتباعك ما يأتي‪:‬‬

‫‪ 1‬قبل قراءة الفصل أجب عن العبارات الواردة في ورقة العمل أدناه‪.‬‬

‫‪ ‬اكتب (م) إذا كنت مواف ًقا على العبارة‪.‬‬

‫‪ ‬اكتب (غ) إذا كنت غير موافق على العبارة‪.‬‬

‫‪ 2‬بعد قراءة الفصل ارجع إلى هذه الصفحة لترى إن كنت قد غ ّيرت رأيك حول أي من هذه العبارات‪.‬‬

‫إذا غيرت إحدى الإجابات فب ّين السبب‪.‬‬ ‫‪‬‬
‫ص ّحح العبارات غير الصحيحة‪.‬‬ ‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫استرشد بالعبارات الصحيحة في أثناء دراستك‪.‬‬

‫بعد القراءة‬ ‫العبارة‬ ‫قبل القراءة‬
‫م اأو غ‬ ‫م اأو غ‬

‫‪ .1‬درس الفلاسفة القدماء الذرة من خلال إجراء التجارب‪.‬‬

‫‪ .2‬ب ّين العالم كروكس أن الشــعاع الذي شاهده ما هو إلا ضوء؛ لأ ّنه كان‬
‫ينحني بفعل قوة المغناطيس‪.‬‬

‫‪ .3‬تو ّقع العالــم رذرفورد أن ترتد جميع جســيمات ألفا عند اصطدامها‬
‫بصفيحة الذهب‪.‬‬

‫ ‪ .‬تتك ّون الذرة في معظمها من فراغ‪.‬‬

‫ ‪ .‬ليس للنيوترونات شحنة كهربائية‪.‬‬

‫ ‪ .‬تتح ّرك الإلكترونات في مسارات مح ّددة تما ًما حول النواة‪.‬‬

‫ ‪ .‬ذرات العنصر الواحد لها العدد نفسه من البروتونات والنيوترونات‪.‬‬
‫‪ .8‬يمكــن أن تتح ّول ذرات عنصــر معين إلى ذرات عنصــر آخر بفعل‬

‫التح ّلل الإشعاعي‪.‬‬

‫‪ .9‬النظائر المشعة خطيرة ج ًّدا وغير مفيدة للإنسان‪.‬‬

‫ ‪1‬‬

‫نماذج الذرة‬ ‫الدر�ص‬

‫‪1‬‬

‫الآراء القديمة حول بنية الذرة‬ ‫الأهداف‬

‫بدأ الناس يتســاءلون عن ماهية الما ّدة منذ ‪ 2500‬سنة تقري ًبا؛ حيث اعتقد بعض‬ ‫ تو ّضح كيفيــة اكتشــاف العلماء‬
‫الفلاســفة القدماء أ ّن الما ّدة تتك ّون من جســيمات صغيرة ج ًّدا‪ .‬وقد ع ّللوا ذلك‬ ‫للجسيمات المك ّونة للذرة‪.‬‬
‫بأ ّنك إذا أخذت قطعة من ما ّدة ما‪ ،‬ثم قسمتها إلى نصفين‪ ،‬وقسمت ك ّل نصف منها‬
‫إلى قسمين أي ًضا‪ ،‬واستمررت في التقسيم فإ ّنك في النهاية ستجد نفسك غير قادر‬ ‫ تو ّضـح كيـفـيـة تطـور النمـوذج‬
‫على الاســتمرار؛ لأ ّنك ستصل في النهاية إلى جســيم غير قابل للتقسيم‪ ،‬ولذلك‬ ‫الحالي للذرة‪.‬‬
‫أطلقوا على هذه الجســيمات اسم الذرات ‪ .atoms‬وهو مصطلح معناه غير قابل‬
‫للتقســيم‪ .‬ولكي تتخيل ذلك بطريقة أخرى تص ّور أ ّن لديك سلسلة من الخرز ـ‬ ‫ تصف تركيب نواة الذرة‪.‬‬
‫كما في الشكل ‪ 1‬ـ وأ ّنك قسمتها إلى قطع أصغر فأصغر‪ ،‬ففي النهاية ستصل إلى‬ ‫ تف ّسر أ ّن جميع الموا ّد تتك ّون من‬

‫خرزة واحدة‪ .‬وقد أشار الله تعـالى إلى ماهو أصغر من الذرة في قوله‪:‬‬ ‫ذرات‪.‬‬

‫و�شف ما لأ ُيرى َل ْم يحاول قدماء الفلاســفة إثبات نظرياتهم بالتجارب العمل ّية‬ ‫الأهمية‬

‫كما يفعــل العلماء اليوم؛ فقد كانــت نظرياتهم نتيجة للتفكيــر المجرد والجدل‬ ‫ك ّل شيء في عالمنا مكون من ذرات‪.‬‬
‫والمناقشــات‪ ،‬دون أي دليل أو برهــان‪ .‬أ ّما العلماء اليوم فــلا يقبلون نظر ّية غير‬
‫مدعومــة بالدليــل التجريبي‪ .‬ولكن حتى لــو أجرى الفلاســفة القدماء تجارب‬ ‫مراجعة المفردات‬
‫ليتمكنوا من إثبات وجود ذرات فلم يكن النــاس في ذلك الوقت قد عرفوا كثي ًرا‬ ‫الما ّدة‪ :‬كل شيء له كتلة ويشــغل‬
‫معنى الكيمياء أو دراســة الما ّدة؛ ولم تكن الأجهزة اللازمة لدراسة الما ّدة معروفة‬
‫حي ًزا من الفراغ‪.‬‬
‫بعد‪ ،‬فظلت الذرات لغ ًزا محي ًرا لسنين طويلة‪ ،‬بل وحتى ما قبل ‪ 500‬سنة‪.‬‬
‫المفردات الجديدة‬

‫‪ ‬العنصر ‪ ‬جسيمات ألفا‬
‫‪ ‬الأنود ‪ ‬البروتون‬
‫‪ ‬الكاثود ‪ ‬النيوترون‬

‫‪ ‬الإلكترون ‪ ‬السحابة الإلكترونية‬

‫ال�صكل‪Ó ١Ó‬يمكنك تقســيم شريط الخرز‬

‫إلى قســمين‪ ،‬ثم تقســيم كل‬
‫نصــف إلى نصفيــن‪ ،‬وهكذا‬
‫حـــتى تـــصل إلى خـــرزة‬
‫واحدة‪ .‬وهكذا يمكن تقسيم‬
‫جميــع المــوا ّد مثل شــريط‬
‫الخـــرز حـــتى تصـــل إلى‬
‫جســيم واحد أساسي ُيسمى‬

‫(الذرة)‪.‬‬

‫ ‪1‬‬

‫ال�ص�ك�ل‪Ó ٢Ó‬على الرغم مــن أ ّن إمكانات‬ ‫نموذج الذرة‬

‫المختبــرات قدي ًمــا كانت‬ ‫مضــى وقت طويل قبل أن تتط ّور النظريات المتعلقة بالــذرة‪ .‬فقد بدأ العلماء في‬
‫بســيطة مقارنة بالمختبرات‬ ‫القرن الثامن عشر البحث لإثبات وجود الذرات في مختبراتهم‪ ،‬رغم قلة إمكانات‬
‫العلمـيـــة الحالـــية‪ ،‬إلا أ ّن‬
‫الكثير مـــن الاكتـــشافات‬ ‫هذه المختبرات كما في الشــكل ‪ ..‬ودرس الكيميائيون الما ّدة وتغيراتها‪ ،‬فقاموا‬
‫المذهـــلة حـــدثت خلال‬ ‫بإضافة مــوا ّد إلى بعضها البعض لإنتاج موا ّد أخــرى‪ ،‬وقاموا بفصل موا ّد بعضها‬
‫عن بعض ليتمكنوا مــن تع ّرف مكوناتها‪ ،‬فوجدوا أ ّن هنــاك موا ّد معينة لا يمكن‬
‫القرن الثامن عشر‪.‬‬ ‫تجزئتها إلى موا ّد أبسط منها‪ ،‬أطلقوا عليها اسم العناصر‪ .‬والعنصر ‪ Element‬ما ّدة‬
‫تتكون مــن نوع واحد من الذرات‪ .‬فعنصر الحديد على ســبيل المثال يتك ّون من‬
‫الذرات ﺃصﻐر مما تظن‬ ‫ذرات الحديد فقط‪ ،‬وعنصر الفضة يتكــ ّون من ذرات الفضة فقط‪ ،‬وكذلك الأمر‬

‫ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائيةتجربة عملية‬ ‫مع عنصر الكربون أو الذهب أو الأكسجين‪ ..‬وغيرها‪.‬‬

‫ال�ص�ك�ل‪Ó ٣Ó‬نموذج للــذرة كما تصورها‬ ‫مفهوم دالتون قام المدرس الإنجليزي الأصل جون دالتون في القرن التاســع عشــر‬

‫دالتون‪.‬‬ ‫بدمج فكرة العناصر مع النظرية السابقة للذرة‪ ،‬واقترح مجموعة أفكار حول الما ّدة‪ ،‬هي‪:‬‬
‫‪ .1‬تتك ّون الما ّدة من ذرات‪.‬‬

‫‪ .2‬لا تنقسم الذرات إلى أجزاء أصغر منها‪.‬‬
‫‪ .3‬ذرات العنصر الواحد متشابهة تما ًما‪.‬‬

‫ ‪ .‬تختلف ذرات العناصر المختلفة بعضها عن بعض‪.‬‬

‫وقد ص ّور دالتون الذرة على أ ّنها كرة مصمتة متجانســة‪ ،‬أي أنها تشــبه الكرة التي‬
‫تظهر في الشكل ‪.3‬‬

‫ال إأثبات العلمي تم اختبار نظرية دالتون للذرة في النصف الثاني من القرن التاســع‬

‫عشر‪ .‬ففي عام ‪1870‬م‪ ،‬أجرى العالم الإنجليزي وليام كروكس ‪William Crookes‬‬

‫تجاربه باســتخدام أنبوب زجاجي مف ّرغ مــن الهواء تقري ًبا‪ ،‬وث ّبــت بداخله قطعتين‬
‫معدنيتين تسميان قطبين‪ ،‬تم توصيلهما ببطارية عن طريق أسلاك‪.‬‬

‫‪19‬‬

‫ﺍﻟﻈﻞ‬ ‫ال�صكل‪Ó ٤Ó‬استـخــــدم كـروكـــس أنبو ًبا‬

‫ﺍﻷﻧﻮﺩ‬ ‫زجاج ًّيــا يحوي كميــة قليلة من‬
‫)ﺍﳌﺼﻌﺪ(‬ ‫الغاز‪،‬وعندتوصيلطرفيالأنبوب‬
‫بالبطاريةانطلقشيءمامنالقـطب‬
‫ﺍﻷﺷﻌﺔ ﺍﳌﻬﺒﻄﻴﺔ‬ ‫السالب (الكـاثـود) إلى القـطب‬

‫الموجب (الأنود)‪.‬‬

‫وضح هل هذا الشيء الغريب‬
‫ضوء أم سيل من الجسيمات؟‬

‫ﺍﻟﻜﺎﺛﻮﺩ‬ ‫ﺟﺴﻢ ﻣﺜﺒﺖ ﰲ‬
‫)ﺍﳌﻬﺒﻂ(‬ ‫ﻣﺴﺎﺭ ﺍﳉﺴﻴﲈﺕ‬

‫الظل الغريب القطبان قطعتان فلزيتان موصلتـــان للكهربـاء‪ُ ،‬يس ّمى أحدهـما‬ ‫ال�صكل‪Ó 5Ó‬مــا يقوم به عمــال الطرق في‬

‫ﺃنود (مصعــد) ‪ ،Anode‬وشــحنته موجبة‪ .‬أ ّما الآخر ف ُيســ ّمى كاثــود (مهبط)‬ ‫هذه الصورة يحاكي ما حدث‬
‫‪ ،Cathode‬وشــحنته ســالبة‪ .‬وفي أنبوب كروكس كان المهبط عبارة عن قرص‬ ‫في أنبوب كروكس‪ ،‬والأشعة‬
‫فلزي مثبت في أحد طرفي الأنبوب‪ .‬وفي وسط الأنبوب قام كروكس بتثبيت جسم‬
‫على هيئة (‪ )X‬كما في الشكل ‪ .4‬وعند توصيل الأنبوب بالبطارية تو ّهج الأنبوب‬ ‫المهبطية‪.‬‬
‫بشكل مفاجئ بوهج أخضر ال ّلون‪ ،‬وظهر ظ ّل الجسم الموجود في وسط الأنبوب‬
‫على الطرف المقابل للمصعد‪ .‬وقد فسر كروكس ذلك بأ ّن هناك شي ًئا يشبه الشعاع‬
‫الضوئي انتقل في خ ّط مســتقيم من المهبط إلى المصعد‪ ،‬م ّما أ ّدى إلى تكون ظ ّل‬
‫للجسم الموجود في وسط الأنبوب‪ ،‬وهذا يحاكي ما يقوم به عمال الطرق؛ حيث‬
‫يستخدمون قوالب الاستنسل لحجب الطلاء عن بعض الأماكن على الطريق عند‬

‫وضع علامات المـرور الأرضيـة على الطـرقات‪ .‬انظر الشكل ‪.5‬‬

‫الأأ�شعةالمهبطية( أا�شعةالكاثود) افترض‬

‫كروكس أ ّن التوهج الأخضر الذي حدث داخل‬
‫الأنبوب نتج عن أشــعة أو سيل من الجسيمات‬
‫الصغيرة‪ُ ،‬ســم ّيت بالأشــعة المهبط ّية (أشــعة‬
‫الكاثــود)؛ لأ ّنها تنتج عن المهبط‪ .‬وقد ُســ ِّمي‬
‫أنبوب كروكس بأنبوب الأشعة المـهبـطيــــة‬
‫(‪ ،)CRT‬انـــظر الشــكل ‪ .‬وقد استخدم هذا‬
‫الأنبوب منذ عدة ســنوات في شاشات التلفاز‬

‫والحاسوب‪.‬‬

‫ما الأشعة المهبطية؟‬

‫‪.0‬‬

‫ال�صكل‪ُ Ó 6Ó‬س ّمي أنبوب الأشــعة المهبطية‬ ‫اكتشاف الجسيمات المشحونة‬

‫بهذا الاسم لأ ّن الجسيمات تبدأ‬ ‫أثارت تجارب كروكــس المجتمع العلمي في ذلك الوقت‪ ،‬ولكن كثي ًرا‬
‫ســيرها من المهبــط (الكاثود)‬ ‫منهم لم يقتنعوا أ ّن الأشــعة المهبطية عبارة عن تيار من الجسيمات‪ .‬فهل‬
‫إلــى المصعد (الأنــود)‪ .‬وفي‬ ‫كان هذا التوهج الأخضر ضو ًءا أم جســيما ٍت مشــحونة؟ حاول العالم‬
‫وقت من الأوقات استخدم هذا‬ ‫الفيزيائي طومســون ‪ J.J. Thomson‬عــام ‪1897‬م حل هذا التضارب‬
‫الأنبــوب في شاشــات التلفاز‬ ‫عندمــا وضع مغناطي ًســا بالقرب من أنبوب كروكس عند تشــغيله‪ ،‬كما‬
‫في الشكل أدناه‪ ،‬فلاحظ انحناء الشــعاع‪ .‬ولأ ّن المغناطيس لا يؤدي‬
‫والحاسوب‪.‬‬ ‫إلى انحناء الضوء فقد اســتنتج أ ّن هذا الشــعاع لا ب ّد أن يكون جسيمات‬

‫ال�صكل‪Ó 7Ó‬عـــند وضع مغـنـاطـيـــس‬ ‫مشحونة تخرج من المهبط ( الكاثود )‪.‬‬

‫بالقرب مـــن ‪ CRT‬تنحـني‬ ‫الأإلكترون أعاد طومســون إجراء تجربة أنبوب أشــعة الكاثود ‪ CRT‬مستخد ًما‬
‫الأشعــة المهبـطـية‪ .‬وبما أن‬
‫الضوء لا يتأثــر بالمغناطيس‬ ‫مهب ًطا مــن فلزات مختلفــة‪ ،‬وكذلك غــازات مختلفة في الأنبــوب‪ ،‬فوجد أ ّن‬
‫فقد استنتج طومسون أ ّن أشعة‬ ‫الجسيمات المشــحونة هي نفسها التي تنبعث مهما اختلفت الفلزات أو الغازات‬
‫المهبط تتكون من جســيمات‬ ‫المستخدمة داخل الأنبوب‪ ،‬فاستنتج أ ّن الأشعة المهبط ّية جسيمات سالبة الشحنة‬
‫موجودة في ك ّل الموا ّد‪ .‬ولكن كيف عرف طومســون أ ّن هذه الجسيمات تحمل‬
‫مشحونة‪.‬‬ ‫الشــحنة الســالبة؟ من المعروف أ ّن الشــحنات المختلفة تتجاذب‪ .‬وقد لاحظ‬
‫طومســون أ ّن هذه الجســيمات تنجذب نحــو المصعد ذي الشــحنة الموجبة‪،‬‬
‫‪.1‬‬ ‫فأيقن عندها أ ّن هذه الجســيمات لا ّبد أن تكون سالبة الشحنة‪ ،‬وسميت فيما بعد‬

‫الإلكترونات ‪.Electrons‬‬

‫لقد اســـتنتج طـومسـون أي ًضا أ ّن هـذه الإلكتـــرونات مكون أســاسـي لجميع‬
‫أنواع الذرات؛ لأ ّنها تنتج عن أ ّي مهبط مهما كانت ما ّدته‪ .‬ولعل المفاجأة الكبرى‬
‫التي جاء بها طومســون في تجاربه كانت الدليل على وجود جسيمات أصغر من‬

‫الذرة‪.‬‬

‫نم��وذج طوم�ش��ون للذرة تمت الإجابة عن بعض الأســئلة التي طرحها العلماء‬

‫من خلال تجارب طومسون‪ .‬ولكن هذه الإجابات أثارت أسئلة جديدة‪ ،‬منها‪ :‬إذا‬
‫كانت الذرات تحتوي على جســيم واحد سالب الشــحنة أو أكثر فستكون معظم‬
‫الذرات سالبة الشحنة أي ًضا‪ ،‬ولكن من الملاحظ أ ّن الما ّدة غير سالبة الشحنة‪ ،‬فهل‬
‫تحتوي الذرات على شحنات موجبة أي ًضا؟ إذا كان الأمر كذلك فإ ّن الإلكترونات‬
‫الســالبة والشــحنات المجهولة الموجبة ســيجعلان الذرة متعادلة الشحنة‪ .‬وقد‬
‫توصل طومســون إلى هذه النتيجة‪ ،‬وأضاف الشحنة الموجبة إلى نموذجه للذرة‪.‬‬
‫وبنا ًء على ذلك ع ّدل طومســون نموذج دالتون للذرة‪ ،‬وص ّورها على أ ّنها كرة من‬
‫الشحنات الموجبة تنتشر فيها إلكترونات سالبة الشحنة (بدل ًا من الكرة المصمتة‬

‫الصلبة)‪ ،‬كما هو مو ّضح في نموذج كرة الصلصال في الشــكل ؛ حيث إ ّن عدد‬ ‫ال�صكل‪Ó 8Ó‬نموذج كــرة الصلصــال التي‬
‫الشحنات الموجبة لكرة الصلصال يساوي عدد الشحنات السالبة للإلكترونات‪،‬‬
‫تحوي كرات صغيرة منتشــرة‬
‫ولذلك فإ ّن الذرة متعادلة‪.‬‬ ‫فيها‪ ،‬هــو طريقة أخرى لتصور‬
‫الــذرة؛ حـــيث تحوي كـــرة‬
‫ما الجسيمات المنتشرة في نموذج طومسون؟‬ ‫الصلـــصال كـــل الشحـنات‬
‫الموجبة‪ ،‬والكــرات الصغيرة‬
‫اك ُتشــف مؤخ ًرا أن ذرات العناصر لا تكون متعادلة دائ ًما؛ لأن عدد الإلكترونات‬
‫فيها قد يتغير‪ ،‬فإذا كان عدد الشحنات الموجبة أكثر من عدد الإلكترونات السالبة‬ ‫ُتم ّثل الشحنات السالبة‪.‬‬
‫تكون الشــحنة الكلية لذرة العنصر موجبة‪ .‬أ ّما إذا كان عدد الإلكترونات السالبة‬
‫ف ّســر لماذا ض ّمن طومسون‬
‫الشحنة أكثر من عدد الشحنات الموجبة في ذرة العنصر فتكون شحنتها سالبة‪.‬‬ ‫الجســيمات الموجبــة فــي‬

‫تجربة رذرفورد‬ ‫نموذجه للذرة؟‬

‫لا يقبــل العلماء أ ّي نموذج مــا لم يتم اختبــاره‪ ،‬بحيث تدعم نتائــج التجارب‬
‫والاختبارات المشاهدات الســابقة‪ .‬بدأ رذرفورد ومساعدوه عام ‪1906‬م اختبار‬
‫صحة نموذج طومســون للــذرة‪ ،‬فأرادوا معرفة ما يمكــن أن يحدث عند إطلاق‬
‫جسيمات موجبة ســريعة ـ كﺠســيمات ﺃلفا ‪ Alpha particles‬ـ لتصطدم بما ّدة‬
‫مثل صفيحة رقيقة من الذهب‪ ،‬وهذه الجســيمات الموجبة (جسيمات ألفا) تأتي‬
‫من ذرات غير مستقرة‪ .‬ولأ ّنها موجبة الشــحنة فإ ّنها ستتنافر مع جسيمات الما ّدة‬

‫الموجبة‪.‬‬

‫يبين الشــكل ‪ 9‬كيف ُص ّممت التجربة‪ ،‬حيث يص ّوب مصدر جسيمات ألفا نحو‬
‫صفيحة رقيقة من الذهب ســمكها ‪ 400‬نانومتر‪ ،‬محاطة بشاشــة (فلورســنتية)‬

‫تتوهج بالضوء عند سقوط جسيمات مشحونة عليها‪.‬‬

‫نتائ��ج متوقع��ة كان رذرفورد واث ًقــا من نتائج التجربة‪ ،‬حيــث توقع أ ّن معظم‬

‫جســيمات ألفا السريعة ســتم ّر من خلال الصفيحة لتصطدم بالشاشة في الطرف‬

‫ترتد بعﺾ اﳉسيﲈت‬ ‫ﲣﱰق معظم اﳉسيﲈت صفيحة الذهب‬ ‫ال�صكل‪Ó ٩Ó‬عند قذف جسيمات ألفا نحو‬
‫إﱃ اﳋلف عﲆ اﳌصدر‬ ‫دون أن تنحرﻑ أو تنحرﻑ قلي ًلا‬
‫صفيحة الذهب في تجـربـــة‬
‫مصدر اﳉسيﲈت اﳌوجبة‬ ‫رذرفــورد نـجـــد أ ّن معظم‬
‫الشحنة )جسيﲈت ألفا(‬ ‫الجســيمات قــد اخترقــت‬
‫الصفيحــة دون أن تنحــرف‪،‬‬
‫شعاع من اﳉسيﲈت اﳌوجبة‬ ‫وبعضهــا انحــرف قليل ًا عن‬
‫)جسيﲈت ألفا(‬ ‫مســاره المســتقيم‪ ،‬وبعضها‬

‫صفيحة ذهب‬ ‫ارتد عن الصفيحة‪.‬‬

‫شاشة فلورسنتية تتوهج عند سقوط‬ ‫‪..‬‬
‫اﳉسيﲈت اﳌشحونة عليها‬

‫ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬ ‫المقابل تما ًما‪ ،‬كما تخترق الرصاصــة لو ًحا من الزجاج‪ .‬وب ّرر رذرفورد ذلك بأ ّن‬
‫ﻣﺴﺎﺭ ﺟﺴﻴﻢ ﺃﻟﻔﺎ‬ ‫صفيحة الذهب لا توجد فيها كمية كافية من الما ّدة لإيقاف جسيمات ألفا السريعة‬
‫أو تغيير مسارها‪ ،‬كما أ ّنه لا توجد شــحنة موجبة كافية ومتجمعة في مكان واحد‬
‫ال�صكل‪Ó ١٠Ó‬اعتقــد رذرفورد أنــه إذا تم‬ ‫في نموذج طومسون لص ّد جسيمات ألفا بالقوة الكافية‪ .‬لذا؛ فقد اعتقد أ ّن الشحنة‬
‫الموجبة الموجودة في ذرات الذهب س ُتحدث تغيرات يسيرة في مسار جسيمات‬
‫وصف الذرة حســب نموذج‬
‫طومســون كما هــو مو ّضح‬ ‫ألفا‪ ،‬كما أن ذلك لن يتكرر كثي ًرا‪.‬‬
‫فسوف يحدث انحراف قليل‬
‫لقد كانت هــذه الفرضية معقولة إلى حــ ّد ما؛ لأ ّن الإلكترونات الســالبة تعادل‬
‫في مسار الجسيمات‪.‬‬ ‫الشحنات الموجبة كما يفترض نموذج طومسون‪ .‬ولثقته في النتائج المتوقعة من‬
‫ﺍﻟﻨﻮﺍﺓ‬
‫هذه التجربة‪ ،‬أحال رذرفورد تنفيذها إلى أحد طلابه في قسم الدراسات العليا‪.‬‬
‫ال�صكل‪Ó ١١Ó‬ساهـــم نمــــوذج الـنـــواة‬
‫ف�ش��ل النموذج ُصــدم رذرفورد عندما جــاءه تلميذه مندف ًعــا ليخبره أ ّن بعض‬
‫الحديث فــي تفســير نتائج‬
‫التجارب‪ .‬فقد ت ّضمن نموذج‬ ‫جسيمات ألفا انحرفت عن مسارها بزوايا كبيرة‪ ،‬كما في الشكل ‪ ،9‬فع ّبر رذرفورد‬
‫رذرفورد وجــود كتلة كثافتها‬ ‫عن اندهاشــه بقوله‪" :‬إ ّن تصديقنا لذلك يشبه تصديقنا بأنك أطلقت قذيفة قطرها‬
‫كبيرة في الوســط‪ ،‬تتك ّون من‬
‫جسيماتموجبةالشحنة ُتس ّمى‬ ‫‪ 62٫5‬سم نحو مجموعة من المناديل الورقية‪ ،‬فارتدت عنها وأصابتك"‪.‬‬

‫النواة‪.‬‬ ‫فكيف يمكن تفســير ما حدث؟ إ ّن جســيمات ألفا الموجبة كانت تتح ّرك بسرعة‬
‫كبيرة ج ًّدا لدرجة أنها احتاجت إلى شــحنة موجبة أكبر منهــا لص ّدها‪ ،‬بينما كان‬
‫تص ّور طومســون للذرة في نموذجه أ ّن الكتلة والشــحنات موزعة بشكل متسا ٍو‪،‬‬

‫بحيث لا تستطيع الذرة ص ّد جسيمات ألفا‪.‬‬

‫النموذج النووي للذرة‬

‫كان على رذرفورد وفريقه تفسير هذه النتائج غير المتوقعة‪ ،‬برسم أشكال توضيحية‬
‫مبنية على نموذج طومسون‪ ،‬كما في الشكل ‪ ،10‬والتي تب ِّين تـــأثر جسيمات ألفا‬
‫بالشحنة الموجبة للذرة والانحراف البسيط لهذه الجسيمات‪ .‬وفي كل الأحوال‪،‬‬

‫فإن التغير الكبير في مسار الجسيمات لم يكن متوق ًعا‪.‬‬

‫البروتون وجد رذرفورد أ ّن هذا النمــوذج لا يؤدي إلى نتائج صحيحة‪ ،‬لذلك‬

‫اقتــرح نموذ ًجا جديــ ًدا‪ ،‬كما في الشــكل ‪ ،11‬ينص على أن معظــم كتلة الذرة‬
‫وشــحنتها الموجبة تتركز في منطقة صغيرة ج ًّدا في الذرة ُتسم ّى النواة‪،‬وهو ما تم‬
‫إثبــات صحته فيما بعد؛ ففي عام ‪1920‬م أطلق العلماء على الجســيم الموجب‬
‫الشــحنة الذي يوجد في نوى جميع الذرات البروتــون ‪ .Proton‬بينما بقية حجم‬

‫الذرة فراغ يحوي إلكترونات عديمة الكتلة تقري ًبا‪.‬‬

‫كيف وصف رذرفورد نموذجه الجديد؟‬

‫‪.3‬‬

‫ال�صكل‪Ó ١٢Ó‬النــواة التي تشــ ّكل معظم كتلة الذرة ســببت‬

‫الانحراف والارتداد الذي لوحظ في التجربة‪.‬‬

‫النواة‬ ‫نموذج الذرة النووية‬
‫مسار جسيم ﺃلفا‬
‫الخطوات‬
‫يبين الشــكل ‪ 1.‬التطابق بين نموذج رذرفورد الجديــد للذرة والنتائج التجريبية؛‬
‫فمعظم جســيمات ألفا يمكن أن تخترق الصفيحــة دون انحراف أو مع انحراف‬ ‫‪ .1‬ارسم على ورقة بيضاء دائرة‬
‫قليل؛ بســبب الفراغ الكبير الموجود في الذرة‪ .‬وعندما تصطدم جســيمات ألفا‬ ‫قطرها يساوي عرض الورقة‪.‬‬

‫مباشرة بنواة ذرة الذهب التي تحتوي على ‪ 79‬بروتو ًنا ترتد إلى الخلف بقوة‪.‬‬ ‫‪ ..‬اصـنـــع نـمـوذ ًجـا للـنواة‬
‫باستخدام قصاصات صغيرة‬
‫النيوترون رغم الاستحســان الذي لقيه نموذج رذرفــورد النووي بعد مراجعة‬ ‫من الورق الملــون بلونين‪،‬‬
‫يم ّثل أحدهمــا البروتونات‪،‬‬
‫العلمــاء لنتائج التجارب التي توصل إليهــا‪ ،‬إ ّلا أ ّن بعض النتائج لم تكن متوافقة‪،‬‬ ‫والآخر النيوترونات‪ ،‬وثبتهما‬
‫فظهرت تســاؤلات جديدة‪ ،‬فعلى ســبيل المثال‪ ،‬إلكترونات الذرة عديمة الكتلة‬ ‫في مـركز الـدائرةباستـعـمال‬
‫تقري ًبا‪ ،‬وحسب نموذج رذرفورد للذرة فإ ّن الجسيمات الأخرى الوحيدة في الذرة‬ ‫لاصق‪ ،‬ممثل ًا بذلك نواة ذرة‬
‫هي البروتونات‪ ،‬وقد وجد أ ّن كتل معظم الذرات يســاوي ضعف كتلة بروتوناتها‬ ‫الأكسجين التي تتك ّون من ‪8‬‬
‫تقري ًبــا‪ ،‬م ّما وضــع العلماء في مأزق‪ .‬فــإذا كانت الذرة مك ّونة مــن إلكترونات‬
‫وبروتونــات فقط فمن أين جاء الفرق في كتلة الــذرة؟ وللخروج من هذا المأزق‬ ‫بروتونات و‪ 8‬نيوترونات‪.‬‬
‫افترضوا وجود جســيمات أخرى في الذرة لمعالجة فرق الكتلة‪ .‬وقد سميت هذه‬
‫الجســيمات النيوترونات‪ .‬والنيوترون ‪ Neutron‬جســيم له كتلة مســاوية لكتلة‬ ‫التحليل‬
‫البروتون‪ ،‬ولك ّنه متعادل كهربائ ًّيا‪ .‬ولأن النيوترون عديم الشحنة ولا يتأثر بالمجال‬
‫المغناطيسي ولا يك ّون ضو ًءا على شاشــة الفلورسنت فقد تأخر اكتشافه أكثر من‬ ‫‪ .1‬ما الجســيمات المفقودة في‬
‫النموذج الذي ص ّممته لذرة‬
‫‪ 20‬عا ًما‪ ،‬حتى تم ّكن العلماء من إثبات وجود النيوترونات في الذرة‪.‬‬
‫الأكسجين؟‬
‫ما الجسيمات الموجودة في نواة الذرة؟‬
‫‪ ..‬ما عــدد الجســيمات التي من‬
‫تمت مراجعة نموذج الذرة من جديد لإضافة النيوترونات المكتشــفة حدي ًثا إلى‬ ‫المفترض أن توجد في النموذج؟‬
‫النواة‪ .‬فللذرة في النموذج النووي نــواة صغيرة ج ًّدا تحوي البروتونات الموجبة‬
‫الشــحنة والنيوترونات المتعادلة الشحنة‪ ،‬أ ّما الإلكترونات سالبة الشحنة‪ ،‬فتشغل‬ ‫وأين يجب أن توضع؟‬
‫الح ّيــز المحيط بالنواة‪ .‬وفي الذرة المتعادلة يتســاوى عدد الإلكترونات مع عدد‬
‫في المنزل‬
‫البروتونات انظر الشكل ‪.13‬‬

‫‪.4‬‬

‫ال�صكل‪Ó ١٣Ó‬ذرة الكربون الذي عدده الذري ‪ 6‬يحـتـوي‬ ‫‪+ +++‬‬
‫‪++‬‬
‫عـلـــى ‪ 6‬بروتونــات و‪ 6‬نيوترونات في‬
‫النواة‪.‬‬

‫ع ّيـن عـددالإلكـتـرونـاتالـمـوجـودة‬
‫في "الـفـراغ" المحيط بالنواة‪.‬‬

‫‪ p‬الب‪٦‬روبترونواتوتنات‬ ‫‪ ٦‬بروتونات‬ ‫‪ ٦‬بروتونات‬

‫‪ ۱‬ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬ ‫‪ ۲‬ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬ ‫‪ n‬الني‪٦‬ترنيونواترتونات‬ ‫‪ ٧‬نيوترونات‬ ‫‪ ٨‬نيوترونات‬

‫الإلكترونات‬

‫‪ ۲‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ‬ ‫‪ ۱‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ‬ ‫‪e‬‬

‫البروتونات‬ ‫الحجم ومقيا�ص الر�شم إ ّن رسم الذرة النووية بحجم كبير ـ كما في الشكل ‪13‬‬

‫حدد رذرفورد مكونـــات النواة عام‬ ‫ساب ًقا ـ لا يمثل بشكل دقيق حجم النواة الحقيقي بالنسبة إلى الذرة كلها‪ .‬فإذا كانت‬

‫‪1919‬م بوصفهاﻫﻴجﺪسﺭيﻭماﺟتﲔ م‪-‬ـ‪٣‬وجبة‬ ‫‪٣‬‬ ‫) ( ‪ +‬ﻫﻴﻠﻴﻮﻡ ‪-‬‬ ‫ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ‬ ‫ســتكون‬ ‫الذرة‬ ‫فإ ّن‬ ‫مثل ًا‬ ‫الطاولة‬ ‫تنس‬ ‫كرة‬ ‫بحجم‬ ‫النواة‬
‫الشحـنــة‪ .‬وعند استخدام جـسيمـات‬
‫كم‪ .‬ولمقارنة‬ ‫بقطر ‪2٫4‬‬
‫ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ‪١٢ -‬‬ ‫ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ‪١٣ -‬‬ ‫ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ‪١٤ -‬‬
‫حجم النواة بحجم الذرة انظر الشــكل ‪ .14‬لعلك الآن عرفــت لماذا اخترقت‬
‫ألـــفا كقذائف َتم ّكن من فصل نواة‬
‫معظم جســيمات ألفا صفيحة الذهب في تجربة رذرفــورد دون أن تواجهها أ ّي‬
‫الهيدروجيــن عــن ذرات عناصر‬
‫معيقات (بسبب وجود فراغات كبيرة فيها تسمح بمرور جسيمات ألفا)‪.‬‬
‫البـــورون والفلور والصـوديــوم‬

‫والألـومـنـيـــوم والـفـوسـفـــور‬ ‫تطورات في تع ُّرف بنية الذرة‬
‫والنيتروجين‪.‬وقد أطلق رذرفورد على‬
‫نواة ذرة الهيدروجين اسم البروتون‪،‬‬ ‫عمــل الفيزيائيون في القرن العشــرين علــى نظر ّية جديدة لتفســير كيفية ترتيب‬
‫والتي تعني "الأول" عند الإغريق؛ لأ ّن‬ ‫الإلكترونــات في الذرة‪ .‬وكان مــن الطبيعــي التفكير أ ّن الإلكترونات الســالبة‬
‫البروتونات هي أول وحدات أساسية‬
‫الشــحنة تنجذب إلى النواة الموجبة الشــحنة بالطريقة نفســها التــي ينجذب بها‬
‫ُعرفت في النواة‪.‬‬
‫القمر إلــى الأرض‪ .‬لذا فإ ّن الإلكترونات تتح ّرك في مدارات حول النواة‪ .‬وقد قام‬
‫العالم الفيزيائي نيلز بور ‪ Niels Bohr‬بحســاب طاقة المســتويات لمدارات ذرة‬

‫الهيدروجين بدقة‪ ،‬و َف َّسر ْت حساباته المعطيات التجريبية لعلماء آخرين‪ .‬ومع ذلك‬
‫فقد قال العلماء حينها إ ّن الإلكترونات ثابتة‪ ،‬ولا يمكن تو ّقع حركتها في المدار أو‬

‫وصفها بسهولة‪ ،‬كما أ ّنه لا يمكن معرفة موقع الإلكترون بدقة في لحظة معينة‪ .‬وقد‬

‫أثار عملهم هذا المزيد من البحث والعصف الذهني لدى العلماء حول العالم‪.‬‬

‫ال�صكل‪Ó ١٤Ó‬إذا كـــانت هذه الدائرة التـي‬ ‫ال إألكترون��ات كالموجات بــدأ الفيزيائيون محاولة تفســير الطبيعة غير المتوقعة‬

‫قـطـــرها ‪ 132‬متــ ًرا تمثــل‬ ‫للإلكترونــات‪ .‬وبالتأكيــد فــإ ّن نتائج التجارب التــي توصلوا إليها حول ســلوك‬
‫الإطــار الخارجي للــذرة فإ ّن‬
‫الإلكترونات ت ّم تفســيرها بوضع نظريات ونماذج جديدة‪ .‬وكان الح ّل غير المألوف‬
‫النواة ُتم ّثل تقري ًبا حجم حرف‬ ‫اعتبار الإلكترونات موجات وليس جســيمات‪ .‬وقاد ذلــك إلى المزيد من النماذج‬
‫(ة) على هذه الصفحة‪.‬‬
‫الرياضية والمعادلات التي أدت إلى الكثير من النتائج التجريبية‪.‬‬

‫‪.5‬‬

‫نم��وذج ال�ش��حابة ال إألكتروني��ة إ ّن النمــوذج الجديد للذرة يســمح للطبيعة‬ ‫ﺍﻟﻨﻮﺍﺓ‬

‫الموجية للإلكترونات بتحديد المنطقة التــي يحتمل أن توجد فيها الإلكترونات‬ ‫ال�صكل‪Ó ١5Ó‬تميــل الإلكترونــات إلى أن‬
‫غال ًبا‪ .‬فالإلكترونات تتح ّرك في منطقة حول النواة ُتســ ّمى الســحابة الإلكترونية‬
‫‪ ،Electron cloud‬كمــا في الشــكل ‪ .15‬إذ يحتمل أن توجــد الإلكترونات في‬ ‫توجد بالقرب من النواة وليس‬
‫أقرب منطقة من النواة (ذات اللون الأغمــق)‪ ،‬أكثر من احتمال وجودها في أبعد‬ ‫بعي ًدا عنهــا‪ ،‬ولكنها قد توجد‬
‫منطقة عنها (ذات اللون الفاتح)؛ بســبب جذب البروتونات الموجبة لها‪ .‬لاحظ‬
‫أن الإلكترونات قد توجد في أ ّي مكان حول النواة؛ فليس للســحابة الإلكترونية‬ ‫في أي مكان‪.‬‬
‫حدود واضحة‪ .‬وقد قام العالم نيلز بور من خلال حســابات بتحديد منطقة حول‬

‫النواة من المتوقع أن يوجد فيها الإلكترون في ذرة الهيدروجين‪.‬‬

‫‪1‬‬

‫اختبر نف�شك‬ ‫الخا�شة‬

‫‪ .1‬ف�ّش��ر كيف يختلــف النموذج النــووي للذرة عن‬ ‫نماذج الذرة‬
‫نموذج الكرة المصمتة؟‬ ‫‪ ‬اعتقد‪Ó‬قدماء‪Ó‬الفا�صفة‪ Ó‬أا ّن‪Ó‬جميع‪Ó‬الموا ّد‪Ó‬تتك ّون‪Ó‬من‪Ó‬‬

‫‪ ..‬ح ّدد عدد الإلكترونات في ذرة متعادلة تحتوي ‪49‬‬ ‫ج�صيمات‪�Ó‬صغيرة‪.‬‬
‫بروتو ًنا‪.‬‬ ‫‪ ‬اقترح‪Ó‬دالتون‪ Ó‬أا ّن‪Ó‬جميع‪Ó‬الموا ّد‪Ó‬تتك ّون‪Ó‬من‪Ó‬ذرات‪Ó‬عبارة‪Ó‬‬

‫‪ .3‬التفك��ر الناقد لماذا لم تؤثــر إلكترونات صفيحة‬ ‫عن‪Ó‬كرات‪Ó‬م�صمته‪�Ó‬صلبة‪.‬‬
‫الذهب في تجربة رذرفورد في مسار جسيمات ألفا؟‬ ‫‪ ‬ب ّين‪Ó‬طوم�صون‪Ó‬اأ ّن‪Ó‬الج�صيمات‪Ó‬في‪Ó‬اأنبوب‪Ó‬ال أأ�صعة‪Ó‬‬
‫‪ .4‬خريطة مفاهيمية ص ّمــم خريطة مفاهيم ّية‪ ،‬على‬ ‫المهبطية‪ÓCRTÓ‬كانت‪�Ó‬صالبة‪Ó‬ال�صحنة‪Ó،‬وقد‪�Ó‬صميت‪Ó‬‬
‫أن تضع فيها المفردات المتعلقة بنماذج الذرات والتي‬
‫الأإلكترونات‪.‬‬
‫وردت في هذا الدرس‪.‬‬ ‫‪ ‬ب ّين‪Ó‬رذرفورد‪ Ó‬أا ّن‪Ó‬ال�صحنة‪Ó‬الموجبة‪Ó‬توجد‪Ó‬في‪Ó‬منطقة‪Ó‬‬

‫تطبيق الريا�شيات‬ ‫�صغيرة‪Ó‬في‪Ó‬الذرة‪ُ Ó‬ت�ص ّمى‪Ó‬النواة‪.‬‬
‫‪ ‬لتف�صير‪Ó‬كتلة‪Ó‬الذرة‪Ó‬تم‪Ó‬افترا�ض‪Ó‬وجود‪Ó‬النيوترون‪Ó‬‬
‫‪ .5‬ح ّل المعادلة بخ���طوة واح��دة إذا علـمت أ ّن كتلة‬
‫الإلكــترون تســاوي ‪28 -10×9٫11‬جم‪ ،‬وأ ّن‬ ‫بو�صفه‪Ó‬ج�صي ًما‪Ó‬غير‪Ó‬م�صحون‪Ó‬له‪Ó‬نف�ض‪Ó‬كتلة‪Ó‬‬
‫البروتون‪Ó‬الموجود‪Ó‬في‪Ó‬النواة‪.‬‬
‫كتلة البروتون تعادل كتلة الإلكترون ‪ 1863‬مرة‪،‬‬
‫‪ُ ‬يعتقد‪Ó‬ال آأن‪Ó‬اأ ّن‪Ó‬ال إألكترونات‪Ó‬تتح ّرك‪Ó‬حول‪Ó‬النواة‪Ó‬في‪Ó‬‬
‫فاحســب كتلة البروتون بوحدة الجرام‪ ،‬ثم حولها‬ ‫�صحابة‪ Ó‬إالكترونية‪.‬‬

‫إلى وحدة الكيلوجرام‪.‬‬

‫ ‪.‬‬

‫الـنــــواة‬ ‫الدر�ص‬

‫‪2‬‬

‫العدد الذري‬

‫الأهداف‬ ‫إ ّن نموذج الســحابة الإلكترونية نموذج مع ّدل عن النموذج النووي للذرة‪ .‬ولكن‬
‫كيفتختلفنواةذرةعنصرماعننواةذرةعنصرآخر؟إ ّنذراتالعناصرالمختلفة‬
‫ تصف عملية التح ّلل الإشعاعي‪.‬‬ ‫تحوي أعــدا ًدا مختلفة من البروتونات‪ .‬والعدد الــذري ‪ Atomic number‬لأ ّي‬
‫ تو ّضح معنى عمر النصف‪.‬‬ ‫عنصــر هو عدد البروتونات الموجودة في نواة ذلــك العنصر‪ .‬فذرة الهيدروجين‬
‫مثل ًا أصغر ذرات العناصر؛ فهي تحتوي على بروتون واحد في نواتها‪ ،‬ولذلك فإ ّن‬
‫ تصـف استـخـدامــات النظـائر‬ ‫العدد الــذري للهيدروجين هو ‪ .1‬بينما عنصر اليورانيوم أثقل العناصر الموجودة‬
‫المشعة‪.‬‬ ‫فــي الطبيعة‪ ،‬وتحتوي نواته على ‪ 92‬بروتو ًنا‪ .‬لذا فإن العدد الذري له ‪ .92‬وتتميز‬
‫العناصر بعضها عن بعض بعدد بروتوناتها؛ لأ ّن عدد البروتونات لا يتغير إلا بتغير‬
‫الأهمية‬
‫العنصر‪.‬‬
‫العنــاصر المشــعة ذات فائــدة كبيرة‪،‬‬
‫ولكن يجب التعامل معها بحذر شديد‪.‬‬

‫مراجعة المفردات‬ ‫ع��دد النيوترونات ذكرنا أ ّن العدد الذري هو عدد البروتونات‪ .‬ولكن ماذا عن‬
‫الذرة أصغــر جــزء في العنصر‬
‫عدد النيوترونات في نواة الذرة؟‬
‫يحتفظ بخصائص ذلك العنصر‪.‬‬
‫إ ّن ذرات العنصر نفسه يمكن أن تختلف في أعداد النيوترونات في نواها؛ فنجد أ ّن‬
‫المفردات الجديدة‬ ‫معظم ذرات الكربون مث ًلا تحوي ستة نيوترونات‪ ،‬بينما يحوي بعضها الآخر سبعة‬
‫أو ثمانية نيوترونات‪ ،‬كما في الشكل ‪ 1‬الذي يم ّثل ثلاثة أنواع من ذرات الكربون‬
‫· العدد الذري · التح ّلل الإشعاعي‬ ‫تحتوي كل منها على ســتة بروتونات‪ .‬وهذه الأنواع الثلاثــة من ذرات الكربون‬
‫· النظائر · التحول‬ ‫ُتســ ّمى النظائر‪ .‬والنظائر ‪ Isotopes‬ذرات للعنصر نفســه‪ ،‬ولك ّنها تحوي أعدا ًدا‬
‫مختلفة من النيوترونات‪ .‬و ُتســ ّمى نظائر الكربون (كربــون‪ ،12-‬كربون‪،13 -‬‬
‫· العدد الكتلي · جسيمات بيتا‬ ‫كربون ‪)14-‬؛ حيث تشير الأرقام (‪ )14 ،13 ،12‬إلى مجموع أعداد النيوترونات‬
‫· عمر النصف‬
‫والبروتونات في نواة ذرة ك ّل نظير‪ ،‬والتي تشكل معظ َم كتلة ذرته‪.‬‬

‫‪ ٦‬بر‬ ‫ال�صكل‪Ó ١6Ó‬تختل‪٦‬ـبـروفتنونظاــتـائر الكـــربون‬ ‫‪ ٦ p‬ب‪٦‬روبتروونتاونتات‬ ‫‪ ٦ p‬بروتونات‬ ‫‪ ٦p‬بر‪٦‬وبترونواتونتات‬
‫الثلا‪٧‬ثةنيفوتيروعنـاـدتد النيوترونات ‪ ٦‬نيو‬ ‫‪ ٧ n‬نيوترونات‬ ‫‪ ٨n‬ني‪٦‬وتنيروتنارونتات‬
‫الموجودة في كل نواة‪.‬‬ ‫‪ ٨ n‬ني‪٦‬ونتيرووتنراونتات‬

‫‪pn‬‬ ‫‪np‬‬ ‫‪p‬‬
‫‪n‬‬
‫‪np‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪p‬‬
‫‪p np‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪p‬‬
‫‪p np‬‬
‫‪nn‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪pn n n‬‬ ‫‪pn n n‬‬

‫‪p‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪np‬‬ ‫‪np‬‬
‫‪n‬‬ ‫‪n‬‬
‫‪n‬‬

‫ﻧﻮ‬ ‫ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ‪١٣ -‬‬ ‫ﻧﻮﺍﺓﻧﺫﻮﺍﺭﺓﺓﺫﻛﺭﺮﺓﺑﻛﻮﺮﻥﺑﻮ‪-‬ﻥ‪١٢١-٤‬‬ ‫ﻧﻮﺍﺓ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ‪١٣ -‬‬ ‫ﻧﻮﺍﺓﻧﺫﻮﺍﺭﺓ ﺫﻛﺭﺮﺓﺑﻮﻛﻥﺮﺑﻮ‪-‬ﻥ‪١٢ ١-٤‬‬ ‫ﻥ ‪١٣ -‬‬

‫ ‪.‬‬

‫الع��دد الكتلي يمكن تعريف العدد الكتلي ‪Mass‬‬ ‫الجدول‪ :1‬نظائر الكربون‬

‫‪ number‬للنظيــر بأ ّنه مجموع عــدد البروتونات‬ ‫كربون‪١٤-‬‬ ‫كربون‪١٣-‬‬ ‫كربون‪١٢-‬‬ ‫النظير‬
‫والنيوترونات في نــواة الذرة‪ .‬و ُيبيــن الﺠدول ‪1‬‬
‫عدد الجســيمات في ك ّل نظير من نظائر الكربون‪.‬‬ ‫‪١٤‬‬ ‫‪١٣ ١٢‬‬ ‫العدد‪Ó‬الكتلي‬
‫ويمكن إيجاد عدد النيوترونات في ك ّل نظير بطرح‬ ‫‪6‬‬ ‫‪66‬‬ ‫عدد‪Ó‬البروتونات‬
‫‪8‬‬ ‫‪76‬‬ ‫عدد‪Ó‬النيوترونات‬
‫العدد الذري من العدد الكتلي‪ .‬فعلى سبيل المثال‪:‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪66‬‬ ‫عدد‪Ó‬ال إألكترونات‬
‫‪6‬‬ ‫‪66‬‬ ‫العدد‪Ó‬الذري‬
‫عدد النيوترونــات في (كربون ‪= 6 – 14 = )14-‬‬

‫‪ 8‬نيوترونات‪.‬‬

‫الق���وة النووي��ة الهائلة عندما تريـد ربـط عـــ ّدة أشياء م ًعـا فماذا تسـتخدم؟‬ ‫النظائر والكتلة الذريةتجربة عملية‬

‫قد تســتخدم أربطة مطاطية أو سل ًكا أو شري ًطا أو غراء‪ .‬ولكن ترى‪ ،‬ما الذي يربط‬ ‫ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائية‬
‫البروتونات والنيوترونات م ًعا في النواة؟ ستعتقد أ ّن البروتونات الموجبة الشحنة‬
‫يتنافــر بعضها مع بعض كمــا تتنافر الأقطاب المتشــابهة للمغناطيس‪ .‬في الواقع‬ ‫العلــوم‬
‫إن هذا هو الســلوك الصحيح الذي تفعله الأقطاب المتشابهة‪ ،‬ومع ذلك فوجود‬
‫البروتونات في الحيز نفسه مع النيوترونات تؤثر فيها قوة رابطة كبيرة تتغلب على‬ ‫عبر المواقع الإلكترونية‬
‫قوى التنافر‪ ،‬تدعى القوة النووية الهائلة‪ .‬وهــذه القوة تعمل على المحافظة على‬
‫التحلل ال إأ�شعاعي‬
‫تماسك البروتونات عندما تكون متقاربة بعضها من بعض في نواة الذرة‪.‬‬ ‫ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر‬

‫التحلل الإشعاعي‬ ‫شبكة الإنترنت‬
‫للحـصـول على معلومات أكثر‬
‫إ ّن الكثيــر من الذرات تكون مســتقرة عندمــا يكون عدد البروتونات مســاو ًيا‬
‫لعــدد النيوترونات في نواها‪ .‬لذلك نجد أ ّن نظير (الكربون‪ )12 -‬أكثر اســتقرا ًرا‬ ‫حول التح ّلل الإشعاعي‪.‬‬
‫من نظائــر الكربون الأخرى؛ لاحتوائه على ‪ 6‬بروتونــات و‪ 6‬نيوترونات‪ ،‬ونجد‬ ‫ن��ش����اط و ِّضح كيـــف يستفاد‬
‫أ ّن بعض الأنوية غير مســتقرة لاحتوائها على نيوترونــات أق ّل من البروتونات أو‬ ‫من التح ّلل الإشعاعي في أجهزة‬
‫أكثــر منها في بعض الأحيــان‪ ،‬وخصو ًصا في العناصر الثقيلــة‪ ،‬ومنها اليورانيوم‬ ‫الكـــشف عن الـــدخان التـي‬
‫والبلوتونيــوم؛ حيث يحدث تنافر في نواها‪ ،‬فتفقد بعض الجســيمات لكي تصل‬
‫إلى حالة أكثر اســتقرا ًرا‪ .‬ويرافق ذلك تحرر للطاقة‪ .‬وتعرف هذه العملية بالتح ّلل‬ ‫تستخدم في المباني؟‬
‫الإشــعاعي ‪ .Radioactive decay‬فعند خروج بروتونات من النواة يتغير العدد‬
‫الذري‪ ،‬ويتح ّول العنصر إلى عنصر آخر‪ ،‬و ُيســ ّمى هــذا بالتح ّول‪ .‬أي أن التحول‬
‫‪ Transmutation‬هــو تغيــر عنصر إلى عنصــر آخر عن طريــق عملية التحلل‬

‫الإشعاعي‪.‬‬

‫ما الذي يحدث في عملية التحلل الإشعاعي؟‬

‫ ‪.‬‬

‫ال�صكل‪Ó ١7Ó‬جهاز كشــف الدخان تطبيق‬

‫عملي لاســتخدامات النظائر‬
‫المشعـــة‪ ،‬ومـنـــها عنصـر‬
‫ا لأ مير يســيوم ‪ .2 4 1 -‬ا لنظير‬
‫موجود في العلبة الفلزية كما‬
‫يظـهر في الشكـــل المرفق‪،‬‬
‫ويعمل المنبه عنـــدما تدخل‬
‫جســيمات الدخان إلى هذه‬

‫العلبة‪.‬‬

‫فق��دان ج�ش��يمات أالفا يحدث التحــ ّول تقري ًبا في الكثير مــن منازلنا‪ ،‬وأغلب‬

‫المؤسســات والشــركات التي تعمل في بلادنا‪ .‬يبين الشــكل ‪ 1‬كاشف الدخان‬

‫بوصفه تطبي ًقا عمل ًّيا على ظاهرة التحلل الإشــعاعي؛ ويحتــوي هذا الجهاز على‬
‫عنصر الأميريســيوم‪ 241-‬الذي يدخل مرحلة التح ّول بإطلاق الطاقة وجسيمات‬
‫ألفا التي تحتوي على بروتونين ونيوترونين‪ .‬و ُتســ ّمى الجســيمات والطـــاقة م ًعا‬

‫الإشعاع النووي‪.‬‬

‫تم ِّكن جســيمات ألفا في جهاز كشــف الدخان ‪-‬والتي تسير بسرعة كبيرة‪ -‬الهوا َء‬
‫من توصيل التيار الكهربائي‪ ،‬وطالما كان التيار الكهربائي متدف ًقا كان جهاز كشــف‬

‫الدخان صام ًتا‪ ،‬أ ّمــا إذا دخل الدخان إلى الجهاز واخترق التيار الكهربائي‪ ،‬فعندئذ‬
‫ينطلق جهاز الإنذار‪.‬‬

‫تغيي��ر هوية العن�شر عندما يقوم عنصر الأميريســيوم الــذي عدده الذري ‪95‬‬

‫وعدد بروتوناته ‪ 95‬أي ًضا بتحرير جســيمات ألفا يفقــد بروتونين فتتغير هويته إلى‬
‫عنصر آخر هو النبتونيوم الذي عدده الذري ‪.93‬‬

‫لاحظ أ ّن مجمــوع العدد الكتلي ومجمــوع العدد الذري لعنصــر النبتونيوم عند‬
‫إضافة جسيم ألفا إليه تساوي مجموع العدد الكتلي ومجموع العدد الذري لعنصر‬
‫الأميريسيوم‪ ،‬انظر إلى الشكل ‪ ،1‬تبقى جميع الجسيمات داخل نواة الأميريسيوم‬

‫على الرغم من التح ّول‪.‬‬

‫ال�صكل‪Ó ١8Ó‬يفقد الأميريسيوم جسيم ألـفا‪،‬‬ ‫‪ ۹٥ p‬ﺑﺮﻭﺗﻮ ﹰﻧﺎ‬ ‫‪ ۹۳ p‬ﺑﺮﻭﺗﻮ ﹰﻧﺎ‬ ‫‪ ۲ p‬ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬
‫‪ ۱٤٦ n‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭ ﹰﻧﺎ‬ ‫‪ ۱٤٤ n‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭ ﹰﻧﺎ‬ ‫‪ ۲ n‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ‬
‫الذي يتـك ّون من بروتـونـين‬
‫ونيـوتـرونين‪ ،‬ونتيجة لذلك‬ ‫الأميريسيوم‬ ‫النبتونيوم‬ ‫‪pn‬‬
‫‪p‬‬
‫يتحــ ّول عنصر الأميريســيوم‬
‫إلــى عنصر النبتونيــوم الذي‬ ‫‪n‬‬
‫يحتوي علــى بروتونات أق ّل‬
‫جسيم‬
‫من الأميريسيوم ببروتونين‪.‬‬ ‫ﺃلفا‬

‫‪.9‬‬

‫‪ ۱‬ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬ ‫‪p‬‬ ‫‪ ۲‬ﺑﺮﻭﺗﻮﻥ‬ ‫‪p‬‬ ‫‪e-‬‬ ‫ال�صكل‪Ó ١٩Ó‬ينتج عن تح ّلــل بيتا زيادة في‬
‫‪ ۲‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ‬ ‫‪n‬‬ ‫‪ ۱‬ﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ‬ ‫‪n‬‬
‫العدد الــذري للعنصر الناتج‬
‫بمقــدار واحد علــى العنصر‬

‫الأصلي‪.‬‬

‫‪p‬‬ ‫‪p‬‬
‫‪n‬‬ ‫‪p‬‬

‫‪n‬‬ ‫‪n‬‬

‫ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ ‪٣ -‬‬ ‫ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ )‪ + (e -‬ﻫﻴﻠﻴﻮﻡ ‪٣ -‬‬

‫فقدان ج�شيمات بيتا يمكن لبعض العناصر أن تتحول عندما تطلق نواة العنصر‬ ‫ر�شم بياني لعمر الن�شف‬

‫إلكترو ًنا يدعى جســيم بيتا‪ .‬وجســيم بيتا ‪ Beta particle‬إلكترون له طاقة عالية‬ ‫الخطوات‬

‫تأتي من النواة‪ ،‬وليس من الســحابة الإلكترونية‪ .‬فكيف تفقــد النواة إلكترونات‬ ‫‪ .1‬ارســم جدول ًا يتك ّون من ثلاثة أعمدة‬
‫معنونة كالآتي‪ :‬عــدد أعمار النصف‪،‬‬
‫رغم احتوائها على بروتونات ونيوترونات فقط؟ في هذا النوع من التح ّول يصبح‬ ‫وعــدد الأيـــام اللازمــة للتحلــل‪،‬‬
‫النيوترون غير مســتق ّر‪ ،‬وينقسم إلى بروتون وإلكترون‪ ،‬يتح ّرر الإلكترون (جسيم‬
‫والكتـلـة المتبقية‪.‬‬
‫بيتا)‪ ،‬مع كم ّية عالية من الطاقة‪ .‬أ ّما البروتون فيبقى داخل النواة‪.‬‬
‫‪ ..‬ارسم ســتة صفوف لســتة أعمار‬
‫ما جسيمات بيتا؟‬ ‫نصف مختلفة‪.‬‬

‫يصبح فــي النواة بروتون زائد بســبب تحــ ّول النيوترون إلى بروتــون‪ .‬وخلا ًفا‬ ‫‪ .3‬إذا كان عمــر النصــف لعنصــر‬
‫لمــا يحدث أثناء عملية تح ّلل جســيمات ألفا‪ ،‬فإ ّن العدد الــذري في أثناء تح ّلل‬ ‫الثوريــوم– ‪ 234‬هو ‪ 24‬يو ًما‪ .‬املأ‬
‫العمود الثاني بالعــدد الكلي للأيام‬
‫جســيمات بيتا يزداد بمقدار واحد‪ .‬ويو ّضح الشكل ‪ 19‬تحلل جسيمات بيتا في‬
‫نواة نظير الهيدروجين– ‪ ،3‬وهي غير مســتقرة بسبب وجود نيوترونين في نواتها‪.‬‬ ‫بعد ك ّل عمر نصف‪.‬‬

‫وفي أثناء التح ّول يتح ّول أحدهما إلى بروتون وجســيم آخر هو جسيم بيتا‪ ،‬فينتج‬ ‫‪ .4‬ابــدأ بـــ ‪ 64‬جــم مــن الثوريوم‪،‬‬
‫نظير الهيليوم‪ ،‬وتبقى كتلة العنصر تقري ًبا ثابتة؛ لأ ّن كتلة الإلكترون المفقود صغيرة‬ ‫واحســب الكتلة المتبقيــة بعد ك ّل‬

‫ج ًّدا‪.‬‬ ‫عمر نصف‪.‬‬

‫مع ّدل التحلل‬ ‫‪ .5‬ارسم رس ًما بيان ًّيا تو ّضح فيه العلاقة‬
‫بين عمــر النصف علــى المحور‬
‫هل يمكن تحليل النواة‪ ،‬أو تحديد متى يمكن تح ّللها إشعاع ًّيا؟ للأسف‪ ،‬لا يمكن‬ ‫الســيني‪ ،‬والكتلــة المتبقيــة على‬
‫ذلك؛ لأ ّن التح ّلل الإشعاعي يحدث بشكل عشوائي‪ ،‬و ُيشبه إلى ح ّد كبير مراقبتك‬
‫لل ُّذرة عندما تتح ّول إلى فشار‪ ،‬لا يمكنك تحديد أ ّي حبيبات الذرة ستتحول أول ًا؟‬ ‫المحور الصادي‪.‬‬
‫أو متى؟ ولكنك لو كنت خبي ًرا في إعداد الفشــار فستتم ّكن من توقع الزمن اللازم‬
‫لفرقعة نصف كمية ال ُّذرة التي تصبح فشــا ًرا‪ .‬إ ّن معدل التح ّلل للنواة ُيقاس بعمر‬ ‫التحليل‬
‫النصف‪ .‬وعمر النصف ‪ Half-life‬للنظائر هــو الزمن اللازم لتح ّلل نصف كمية‬
‫‪ .1‬فــي أ ّي مرحلة من عمــر النصف‬
‫العنصر‪.‬‬ ‫يتح ّلل معظم الثوريوم؟‬

‫‪ ..‬كم يتبقى مــن الثوريوم فــي اليوم‬
‫‪144‬؟‬

‫‪30‬‬

‫ح�ش��اب عم��ر الن�شف إ ّن عمر النصــف لنظير اليود‪ 131 -‬هو ‪4 ١ ٢ ٣ ٤‬جم ﻓـﺒـﺮﺍﻳﺮ‬
‫اليود ‪131 -‬‬ ‫ثمانية أيــام‪ ،‬فإذا بدأت بعينة من العنصر كتلتها ‪ 4‬جم‪ ،‬فســيتبقى‬

‫‪٥‬‬ ‫‪٦‬‬ ‫‪ 2 ٨‬جم ‪٧‬‬ ‫‪٩ ١٠ ١١‬‬
‫اليود ‪131 -‬‬
‫لديك منها ‪2‬جــم بعد ثمانية أيام‪ ،‬وبعــد ‪ 16‬يو ًما (أو فترتين من‬
‫‪١٢‬‬ ‫‪١٣‬‬ ‫‪١٤‬‬ ‫‪ 1١٦‬جم ‪١٥‬‬ ‫‪١٧‬‬ ‫عمر النصف) ستتح ّلل نصف الكتلة السابـقـــة‪ ،‬وسيتـبقى ‪1‬جم ‪١٨‬‬
‫اليود ‪131 -‬‬

‫منها‪ ،‬كما يو ّضح الشكل ‪ ..0‬ويستمر التح ّلل الإشعاعي للذرات ‪٠٫٢٥٤ ٢٥‬جم ‪١٩ ٢٠ ٢١ ٢٢ ٢٣‬‬
‫اليود ‪131 -‬‬

‫‪ ١‬مارس ‪٢٦ ٢٧ ٢٨‬‬ ‫‪٢‬‬ ‫‪٣‬‬ ‫‪٤‬‬ ‫غير المســتقرة بمعدل ثابت‪ ،‬ولا يتأثر بالظروف المحيطة‪ ،‬ومنها‬
‫؟‬

‫ال�صكل‪Ó ٢٠Ó‬عمر النصف هو الزمن اللازم لكي‬ ‫المناخ والضغط والمغناطيس ّية أو المجال الكهربائي والتفاعلات‬
‫الكيميائية‪ .‬ويتــراوح عمر النصف للنظائر بين أجــزاء من الثانية‬
‫تتح ّلل نصف كتلة العنصر‪.‬‬
‫اﺣسب كتلةالعنصرالتيتتو ّقعأن‬ ‫وإلى مليارات السنين‪ ،‬وذلك حسب نوع العنصر‪.‬‬

‫تكون في الرابع من شهر مارس‪.‬‬ ‫استخدام الأرقام‬

‫تطبيق الريا�شيات‬

‫إايجاد عمر الن�شف إذا علمت أ ّن فترة عمر النصف لعنصر التريتيوم هي ‪ 12٫5‬ســنة‪ ،‬وكان لدينا ‪ 20‬جم منه‪،‬‬

‫· فترة عمر النصف = ‪ 12٫5‬سنة‪.‬‬ ‫فكم يتبقى منه بعد ‪ 50‬سنة؟‬

‫الح ّل‪:‬‬
‫‪ 1‬المعطيات‬

‫· الكتلة في البداية =‪ 20‬جم‬ ‫‪ 2‬المطلوب‬
‫· عدد فترات عمر النصف في ‪ 50‬سنة‪.‬‬

‫· الكتلة المتبقية بعد ‪ 50‬سنة‪.‬‬ ‫‪ 3‬طريقة الحل‬
‫ التح ّقق من الحل‬
‫الم ّد_ة الزمنية_‬ ‫عدد فترات عمر النصف =‬ ‫·‬

‫فترة عمر النصف‬

‫فترات‪.‬‬ ‫‪4‬‬ ‫=‬ ‫‪_50‬‬ ‫=‬

‫‪12٫5‬‬

‫· الكتلة المتبقية = الكتلة ف_ي البداية_‬

‫‪(2‬عدد فترات عمر النصف)‬

‫جم‪.‬‬ ‫‪1٫25‬‬ ‫=‬ ‫‪_20‬‬ ‫=‬ ‫‪_20‬‬ ‫=‬

‫‪16‬‬ ‫‪42‬‬

‫عوض عن عــدد فترات عمر النصف والكتلة المتبقية في المعادلة‬

‫الثانية‪ ،‬واحســب الكتلة في البداية‪ ،‬ســتحصل على الكتلة نفسها‬

‫التي بدأت منها (‪ 20‬جم)‪.‬‬ ‫م�شائل تدريبية‬

‫‪ .1‬إذا كان عمــر النصف لنظير الكربون‪ 14-‬هو ‪ 5730‬ســنة‪ ،‬فإذا بدأ ‪ 100‬جم منه في التح ّلل‬

‫فكم يتبقى منه بعد ‪ 17190‬سنة؟‬

‫‪ .2‬إذا كان عمــر النصف لنظير الرادون‪ 222-‬هو ‪ 3٫8‬أيام‪ ،‬فإذا بدأ ‪ 50‬جم منه في التحلل فكم‬

‫يتبقى منه بعد ‪ 19‬يو ًما؟‬

‫‪31‬‬

‫الت أاري��خ الكربوني اســتفاد العلماء من خلال دراسة التح ّلل الإشعاعي لبعض‬ ‫تح ّول الطاقة‬
‫يقــوم مفاعــل الطاقــة النووية‬
‫العناصــر في تحديــد العمر التقريبــي لبعض الأحافيــر‪ ،‬فقد اســتخدموا نظير‬ ‫بتحويل الطاقة النووية إلى طاقة‬
‫الكربون – ‪ 14‬لتحديد عمر الحيوانات الميتة والنباتات وحتى الإنســان‪ .‬إ ّن عمر‬ ‫كهربائية وطاقة حرارية من النظير‬
‫المشع يورانيوم‪ .235 -‬ابحث‬
‫النصف لنظير الكربون – ‪ 14‬هو ‪ 5730‬سنة‪ .‬وفي المخلوقات الحية تكون كمية‬ ‫عن كيفية تخلــص المفاعلات‬
‫من الطاقة الحرار ّية‪ ،‬واســتنتج‬
‫نظير الكربون–‪ 14‬ذات مســتوى ثابت ومتوازن مع مســتوى النظائر في الجو أو‬ ‫الاحتياطــات الــلازم اتخاذها‬
‫المحيط‪ ،‬ويحدث هذا التوازن لأ ّن المخلوقات الح ّية تستهلك الكربون وتح ّرره‪.‬‬ ‫للحيلولة دون تلــوث المياه في‬
‫فمثــل ًا تأخذ الحيوانــات الكربون من غذائهــا على النباتــات أو على غيرها من‬
‫المنطقة‪.‬‬
‫الحيوانات‪ ،‬وتح ّرره على هيئة غاز ثاني أكســيد الكربون ‪ .CO2‬وما دامت الحياة‬
‫مستم ّرة فإ ّن أ ّي تح ّلل إشعاعي يحدث في أنوية ذرات الكربون– ‪ 14‬يع ّوض عنها‬
‫من البيئة بمشــيئة الله سبحانه وتعالى‪ .‬وحين تنتهي حياة المخلوق الحي لا يكون‬

‫بمقدوره تعويض ما فقده من نظير الكربون–‪.14‬‬

‫وعندما يجد علماء الآثار أحفورة تعود لحيـوان ما كالحيوان الظاهر في الشكل ‪.1‬‬
‫يقومون بتعيين كمية نظيــر الكربون–‪ 14‬الموجودة فيهــا ومقارنتها بكمية نظير‬

‫الكربون– ‪ 14‬في جسمه عندما كان على قيد الحياة‪ ،‬وبذلك يحددون الفترة التي‬

‫عاش فيها هذا المخلوق‪.‬‬

‫عندما يريد علماء الأرض تحديد العمر التقريبي‬ ‫ال�صكل‪Ó ٢١Ó‬يستطـيـــع علمـــاء الآثـــار‬
‫للصخور لا يمكنهم استخدام التأريخ الكربوني؛‬
‫فهو يســتخدم في تحديد عمر المخلوقات الحية فقط‪ .‬وبدل ًا من ذلك يقوم علماء‬ ‫باستخـدام تـقنـية تأريخ نظير‬
‫الأرض باختبار تح ّلل اليورانيوم؛ حيــث يتح ّلل نظير اليورانيوم‪ 238 -‬إلى نظير‬ ‫الكربــون – ‪ 14‬تحديد الفترة‬
‫الرصــاص – ‪ ،206‬وعمر النصف له هو ‪ 4٫5‬مليارات ســنة‪ ،‬وبهذا التح ّول من‬
‫اليورانيوم إلى الرصاص يتم ّكن العلماء من تحديد عمر الصخور‪ .‬وعلى أي حال‬ ‫التي عاش فيها حيوان ما‪.‬‬
‫لقد اعتــرض بعض العلماء على هــذه التقنية؛ فقد‬
‫يكــون الرصاص في بعض الصخــور من مكوناتها‬

‫الأساسية‪ ،‬وربما يكون قد انتقل إليها عبر السنين‪.‬‬

‫التخل�ص من النفايات الم�شعة تســبب النفايات‬

‫التي تنتج عن عمليات التح ّلل الإشــعاعي مشكلة؛‬
‫لأ ّنها تترك نظائــر ُتص ِدر إشــعاعات‪ ،‬لذلك يجب‬
‫التخلــص منها بعزلها عن النــاس والبيئة في أماكن‬
‫خاصة تســتوعب هذه النفايات المشعة لأطول مدة‬
‫ممكنة‪ ،‬إذ يتــم طمر هذه النفايــات تحت الأرض‬

‫بعمق يصل إلى حوالي ‪ 655‬مت ًرا‪.‬‬

‫‪3.‬‬

‫ال�صكل‪Ó ٢٢Ó‬مس ّرع ضخم للجسيمات‪،‬‬

‫يعــــمل عـــلى تســريـع‬
‫الجسيـمـات حتى تتحرك‬
‫بســرعة كبيرة ج ًّدا وبشكل‬
‫كـاف لـــحدوث التـحول‬

‫الذري‪.‬‬

‫العلــوم‬ ‫تكوين العناصر المص ّنعة‬

‫عبر المواقع الإلكترونية‬ ‫تم ّكن العلماء حدي ًثا من تصنيع بعض العناصر الجديدة‪ ،‬وذلك بقذف الجسيمات‬

‫النظائر الم�شعة في الطب‬ ‫الذر ّية كجســيمات ألفا وبيتا وغيرها على العنصر المســتهدف؛ ولتحقيق ذلك‪،‬‬
‫والزراعة‬ ‫يتم‪ -‬أو ًلا‪ -‬تسريع الجســيمات الذرية في أجهزة خاصة‪ ،‬تسمى المسارعات كما‬
‫هو مبين في الشــكل ‪ ..‬لتصبح سريعة بشــكل كا ٍف لكي تصطدم بالنواة الكبيرة‬
‫ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر‬
‫شبكة الإنترنت‬ ‫(الهدف)‪ ،‬فتقوم هذه النواة بامتصاصها‪ ،‬وبذلك يتح ّول العنصر المســتهدف إلى‬
‫عنصر جديد‪ ،‬عدده الذري كبير‪ .‬و ُتس ّمى هذه العناصر الجديدة العناصر المص ّنعة؛‬
‫للبحث عن استخدامات النظائر‬ ‫لأ ّنها من صنع الإنســان‪ .‬فهذه التحولات أنتجت عناصر جديدة لم تكن موجودة‬
‫المشعة في الطب والزراعة‪.‬‬
‫في الطبيعة‪ ،‬وهي عناصر لها أعداد ذ ّرية تتراوح بين ‪ 112 - 93‬و‪.114‬‬
‫ن��ش����اط اكتب قائمة بالعناصر‬
‫المشعة ونظائرها الأكثر شيو ًعا‪،‬‬ ‫ا�ش��تخدامات النظائ��ر الم�ش��عة لقد ت ّم تطوير عمليات التح ّول الاصطناعي‪،‬‬
‫ثم ب ِّيــن استخـدامـاتـهـــا في‬
‫وأصبح من الممكن استخدام نظائر العناصر المشعة المتحولة من عناصر مستق ّرة‬
‫الطب والزراعة‪.‬‬ ‫في أجهزة تســتخدم في المستشفيات والعيادات‪ ،‬و ُتســ ّمى هذه النظائر العناصر‬
‫المتتبعة‪ .‬وتســتخدم في تشــخيص الأمراض ودراســة الظروف البيئية‪ .‬وتوجد‬

‫النظائر المشعة في المخلوقات الحية‪ ،‬ومنها الإنسان والحيوان والنبات‪ .‬ويمكن‬

‫تتبع إشــعاعات هذه النظائر من خلال أجهــزة تحليل خاصة‪ ،‬وتظهر النتائج على‬

‫شاشــة عرض أو على شــكل صور فوتوغرافيــة‪ .‬ومن المهم معرفــة أ ّن النظائر‬

‫المستخدمة في الأغراض الطبية لها عمر نصف قصير‪ ،‬م ّما يسمح لنا باستخدامها‬
‫دون الخوف من مخاطر تعرض المخلوقات الحية لإشعاعات طويلة المدى‪.‬‬

‫‪33‬‬

‫الغدة الدرقية‬ ‫العناصر المتتبعة‬

‫ال�شكل ‪23‬‬

‫من القواعد المهمة ﺃن نتﺠنب النشــاط الإشعاعي‪ ،‬غير ﺃ ّن بعض الموا ّد المشعة التي ُتس ّمى العناصر‬
‫المتتبعة ﺃو النظائر المشعة تســتخدم بكميات بسيطة في تشخيص بعض الأمراض‪ .‬فالﻐدة الدرقية‬
‫الســليمة تمتص اليود لتنتج ﻫرمونﲔ لتنظيــم عمليات الأيض‪ .‬وللتأكد من ســلامتها وقيامها‬
‫بوظائفها بشــكل سليم جُُيري المريض مســ ًحا للﻐدة الدرقية باســتخدام النظائر المشعة‪ ،‬ف ُيعطى‬
‫جرعة من اليود المشع (يود‪ )131 -‬إ ّما عن طريق الفم ﺃو الحقن‪ ،‬فتمتص الﻐدة الدرقية اليود كما لو‬
‫ﺃ ّنه يود عادي‪ ،‬ويقوم المختص باستخدام كاميرا خاصة ُتس ّمى كاميرا ﺃشعة جاما‪ ،‬والتي تستعمل‬
‫للكشف عن الإشــعاع المنبعث من اليود– ‪ ،131‬فيح ّول جهاز الحاسوب ﻫذه المعطيات إلى صور‬
‫تو ّضح ﺣﺠم الﻐدة وفاعليتها‪ .‬انظر إلى صور الﻐدة الدرقية ﺃدناه التي ﺃخذت بكاميرا ﺃشعة جاما‪.‬‬

‫غدة طبيعية‬

‫غدة درقية ســليمة تنتج ﻫرمونات‬
‫تنظــم عمليات الأيــض و معدل‬

‫نبضات القلب‪.‬‬

‫غدة مت�شخمة‬

‫تظهر غدة درقية متضخمة ﺃو كتلة‬
‫كبيرة بســبب تناول ﺃغذية تحتوي‬
‫كميــة قليلة مــن اليود‪ .‬فيســبب‬
‫تضخــم ًا في الرقبــة بحﺠــم ﺣبة‬

‫الرّبتقال‪.‬‬

‫التضخم‬

‫غدة ن�شطة‬

‫الﻐـــدة الدرقيـــة النشطـة تس ّرع‬
‫عـملـيات الأيض‪ ،‬م ّمـا يـؤدي إلى‬
‫فقدان الوزن وزيادة معدل ضربات‬

‫القلب‪.‬‬

‫صورة توضح جهاز كاميرا ﺃشــعة جاما‪ ،‬وﻫو يتتبع موقع اليود‪131-‬‬ ‫مناطق أقل نشا ًطا‬
‫خلال عملية مسح الﻐدة الدرقية‪.‬‬

‫‪34‬‬

‫انق�شام الخايا في ال أأورام‬ ‫اااللرألق�بإشةت‪،‬ثعكمرامالاأهءتوااملولط ّبضيعحةلف ييماسلتعشمكيللالي‪3‬ود‪–..‬ك‪1‬ما‪3‬ت‪1‬سلتتخشدخمي بعص الضمالشعانكالصالر املتعملقشةعبةالفغيداةلالكدشرقيفة اعلتنيالفسيرأطسافن‪،‬ل‬

‫عندما ُتصاب الخلايا بالسرطان‬ ‫أو مشاكل الهضم‪ ،‬أو مشاكل الدورة الدموية‪ .‬فيستخدم مثل ًا العنصر المشع تكنيتيوم‪ 99 -‬الذي عمر‬
‫فإنها تبدأ في الانقســام بسرعة‪،‬‬
‫مســببة ور ًمــا‪ .‬وعندمــا يو ّجه‬ ‫النصف له ســت (‪ )6‬ســاعات لتتبع عمليات الجسم المختلفة‪ .‬كما ُتكتشــف الأورام والتمزقات أو‬
‫الإشعاع مباشرة إلى الورم يعمل‬ ‫الكسور بوساطة هذه الموا ّد؛ لأ ّن النظائر تظهر صو ًرا واضحة عن الأماكن التي تنمو فيها الخلايا بسرعة‪.‬‬
‫على إبطــاء انقســام الخلايا أو‬
‫إيقافه‪،‬مبتع ًداعنالخلاياالسليمة‬ ‫الأ�ش��تعمالأت البيئية ُيستخدم العديد من العناصر المشــ ّعة في البيئة بوصفها ُمتت ِّبعات ومن هذه‬
‫المحيطة‪ .‬ابحث بشــكل مف ّصل‬
‫عن العلاج بالإشــعاع‪ ،‬واكتب‬ ‫الاستخدامات حقن الفوسفور‪ 32 -‬المشع في جذور النباتات لتع ُّرف مدى استفادة هذه النباتات من‬
‫ملخ ًصا لبحثك في دفتر العلوم‪.‬‬ ‫الفوسفور خلال عمليتي النمو والتكاثر؛ إذ يسلك الفوسفور ‪ 32-‬المشع عند حقنه في الجذور سلوك‬

‫الفوسفور المستقر غير ال ُمشع الذي يحتاج إليه النبات في النمو والتكاثر‪.‬‬

‫تستخدم النظائر المشعة أي ًضا في المبيدات الحشرية‪ ،‬ويتم تتبعها لمعرفة تأثير المبيد في النظام البيئي‪،‬‬

‫كما يمكن اختبار النباتات والحشــرات والأنهار والحيوانات لتعــ ّرف المدى الذي يصل إليه المبيد‪،‬‬
‫وكم يدوم في النظام البيئي‪ .‬تحوي الأســمدة كميات قليلة من النظائر المشــعة التي تستخدم لتع ّرف‬
‫كيفية امتصاص النبات للأســمدة‪ .‬كما يمكن أي ًضا قياس مصادر المياه وتعقبها باستخدام النظائر؛ إذ‬

‫تستخدم هذه التقنية للبحث عن مصادر المياه في الكثير من الدول المتقدمة والتي تقع في مناطق جافة‪.‬‬

‫اختبر نف�شك‬ ‫الخا�شة ‪2‬‬

‫‪ .1‬ع ّرف ما المقصود بالنظائر؟ وكيف يمكن حساب‬ ‫العدد الذري‬
‫عدد النيوترونات في نظير العنصر؟‬ ‫العدد‪Ó‬الذري‪Ó‬هو‪Ó‬عدد‪Ó‬البروتونات‪Ó‬في‪Ó‬نواة‪Ó‬الذرة‪.‬‬

‫‪ ..‬قارن بين نوعين من التح ّلل الإشعاعي‪.‬‬ ‫‪ ‬العدد‪Ó‬الكتلي‪Ó‬هو‪Ó‬مجموع‪ Ó‬أاعداد‪Ó‬البروتونات‪Ó‬‬
‫‪ .3‬ا�شتنتج‪ .‬هل جميع العناصر لها عمر نصف؟ ولماذا؟‬ ‫‪ ‬والنيوترونات‪Ó‬في‪Ó‬نواة‪Ó‬الذرة‪.‬‬
‫‪ .4‬و�شح مــا أهمية النظائر المشــعة في الكشــف عن‬
‫نظائر‪Ó‬العن�صر‪Ó‬الواحد‪Ó‬تختلف‪Ó‬في‪Ó‬عدد‪Ó‬‬
‫المشكلات الصحية؟‬ ‫‪ ‬النيوترونات‪.‬‬
‫‪ .5‬التفكر الناقد‪ .‬افـــترض أ ّن لديـــك عينتين من‬
‫نظــير مشــع‪ ،‬كتلــة الأولى ‪ 25‬جم وكتلــة الثانية‬ ‫الن�شاط ال إأ�شعاعي‬
‫التح ّلل‪Ó‬الأإ�صعاعي‪Ó‬هو‪Ó‬تحرير‪Ó‬للج�صيمات‪Ó‬النووية‪Ó‬‬
‫‪ 50‬جم‪ ،‬فهل تفقد العينتان خلال الســاعة الأولى‬
‫‪ ‬والطاقة‪.‬‬
‫عد ًدا متساو ًيا من الجسيمات؟ و ّضح ذلك‪.‬‬ ‫التح ّول‪Ó‬تغ ُّير‪Ó‬عن�صر‪Ó‬اإلى‪Ó‬عن�صر‪ Ó‬آاخر‪Ó‬خال‪Ó‬عملية‪Ó‬‬
‫‪ ‬التح ّلل‪Ó‬الأإ�صعاعي‪Ó،‬ومن‪Ó‬طرائق‪Ó‬التح ّول‪Ó‬انطاق‪Ó‬‬
‫تطبيق المهارات‬ ‫ج�صيمات‪ Ó‬أالفا‪Ó‬وطاقة‪Ó‬من‪Ó‬النواة‪Ó،‬وكذلك‪Ó‬انطاق‪Ó‬‬
‫ ‪ .‬اعم��ل نموذ ًجا‪ .‬تعلمــت كيف اســتخدم العلماء‬
‫الكرات الزجاجية وكرة الصلصال والسحابة لصنع‬ ‫ج�صيمات‪Ó‬بيتا‪Ó‬من‪Ó‬النواة‪Ó.‬‬
‫فترة‪Ó‬عمر‪Ó‬الن�صف‪Ó‬لنظير‪Ó‬م�صع‪Ó‬هي‪Ó‬الزمن‪Ó‬الازم‪Ó‬‬
‫نموذج للذرة‪ .‬صف الموا ّد التي يمكن استعمالها لعمل‬ ‫‪ ‬لتح ّول‪Ó‬ن�صف‪Ó‬كمية‪Ó‬العن�صر‪Ó‬الم�صع‪ Ó‬إالى‪Ó‬عن�صر‪ Ó‬آاخر‪.‬‬
‫أحد النماذج الذرية التي ذكرت في هذا الفصل‪.‬‬

‫‪35‬‬

‫�شمم بنف�شك‬

‫عمر النصف‬

‫سؤال من واقع الحياة‬ ‫الأهداف‬

‫يتراوح معدل التح ّلل الإشــعاعي فــي معظم النظائر‬ ‫ تعم��ل نموذ ًجــا لنظائر في‬
‫المشــعة بين أجزاء الثانية ومليارات السنين‪ .‬فإذا كنت‬
‫تعرف عمر النصف وحجم عينة النظير‪ ،‬فهل تســتطيع‬ ‫عينة من مادة مشــعة‪ .‬تحديد‬
‫التنبــؤ بما يتبقى من العينة بعد فتــرة معينة من الزمن؟‬ ‫كمية التغــير الذي يحدث في‬
‫وهل من الممكن توقــع وقت تح ّلل ذرة معينة؟ كيف‬ ‫الموا ّد التي تمــ ّـثل النظـــائر‬
‫يمكنك اســتخدام القطع النقدية فــي تصميم نموذج‬ ‫المشعـة فـي النموذج المص ّمم‬
‫يو ّضح الكمية المتبقية من النظائر المشــعة بعد مرور‬
‫لكل عمر نصف‪.‬‬
‫عدد معين من فترات عمر النصف؟‬
‫المواد والأدوات‬
‫تكوين فرضية‬ ‫‪ ‬قطع نقدية ذات فئات مختلفة‪.‬‬

‫مســتعي ًنا بتعريف مصطلح "عمر النصف" والقطع النقدية لتمثيل الذرات‪ ،‬اكتب‬ ‫‪ ‬ورق رسم بياني‪.‬‬
‫فرضية تو ّضح كيف يمكن الاســتفادة مــن عمر النصف في توقــع كمية النظائر‬
‫�ش ّمم تجربة لاختبــار أهم ّية‬
‫المشعة المتبقية بعد مرور عدد معين من فترات عمر النصف؟‬
‫عمــر النصف فــي التنبؤ بكمية‬
‫المــادة المشــعة المتبقيــة بعد‬
‫مرور عدد محدد من فترات عمر‬

‫النصف‪.‬‬

‫ ‪3‬‬

‫اختبار الفرضية‬

‫تصميم خطة‬

‫‪ .1‬بالتعاون مع مجموعتك اكتب ن ّص الفرضية‪.‬‬
‫‪ .2‬اكتب الخطوات التي ســتنفذها لاختبار فرضيتك‪ .‬افترض أ ّن ك ّل قطعة نقد ّية تم ّثل ذرة من نظير مشــع‪،‬‬

‫وافترض أ ّن سقوط القطعة النقدية على أحد وجهيها يعني أن الذرة تحللت‪.‬‬

‫‪ .3‬اعمل قائمة بالموا ّد التي تحتاج إليها‪.‬‬
‫ ‪ .‬ارســم في دفتر العلوم جدول ًا للبيانات يحــوي عمودين‪ ،‬عنون الأول عمر النصــف‪ ،‬والثاني الذرات‬

‫المتبقية‪.‬‬

‫ ‪ .‬قرر كيف تستعمل القطع النقدية في تمثيل التحلل الإشعاعي للنظير‪.‬‬
‫ ‪ .‬ح ّدد ما الذي يم ّثل عمر النصف الواحد في نموذجك؟ وكم عمر نصف ستستكشف؟‬
‫ ‪ .‬ح�� ّدد المتغيرات في نموذجك‪ ،‬وما المتغير الذي ســيمثل على المحور الســيني؟ وما‬

‫المتغير الذي سيمثل على المحور الصادي؟‬

‫تنفيذ الخطة‬

‫‪ .1‬تح ّقق من موافقة معلمك على خطة عملك وجدول بياناتك قبل البدء في التنفيذ‪.‬‬
‫‪ .2‬نفذ خطتك‪ ،‬وس ّجل بياناتك بدقة‪.‬‬

‫تحليل البيانات‬

‫العلاقــة بين عدد القطع النقدية التي بدأت بها وعدد القطع النقديــة المتبقية (ص) وعدد فترات عمر النصف‬

‫(س) مو ّضحة في العلاقة التالية‪:‬‬

‫(عدد القط_ع النقدية الت_ي بدأت بها)_‬ ‫=‬ ‫(ص)‬ ‫المتبق ّية‬ ‫النقد ّية‬ ‫القطع‬ ‫عدد‬

‫‪2‬س‬
‫‪ .1‬ار�ش��م هذه العلاقة بيان ًّيا باســتخدام آلة حاسبة بيانية‪ ،‬واستخدم هذا الرســم البياني لإيجاد عدد القطع‬
‫النقد ّية المتبق ّية بعد مرور (‪ )2٫5‬فترة عمر نصف‪.‬‬

‫‪ .2‬قارن بين نتائجك ونتائج زملائك‪.‬‬

‫الاستنتاج والتطبيق‬

‫‪ .1‬هل ُيم ِّكنك نموذ ُجك من تو ّقع أ ّي الذرات ستتح ّلل خلال فترة عمر نصف واحدة؟ ولماذا؟‬
‫‪ .2‬هــل يمكنك توقع عدد الذرات التي ســتتح ّلل تـــــوا�صــــــل‬
‫ببياناتك‬
‫خلال فترة عمر نصف واحدة؟ وضح إجابتك‪.‬‬

‫اعــرض بياناتك مــرة أخرى باســتخدام التمثيل‬

‫بالأعمدة‪.‬‬

‫ ‪3‬‬

‫العلم والتاريخ‬

‫الرواد في الن�شاط ال إأ�شعاعي‬
‫الأأكواخ البالية‬ ‫الفر�شيات الثورية لماري كوري‬

‫أصبــح زوج ماري كوري بعــد ذلك مهت ًّمــا بأبحاثها؛‬ ‫اكتشــف العالم الفيزيائي ويلهلم رونتجن عام ‪1895‬م‬
‫فقد أشــركها في دراساته عن المغناطيســية‪ ،‬فقاما بعدة‬ ‫نو ًعا من الأشعة التي تخترق ال ّلحم‪ ،‬وتظهر صو ًرا لعظام‬
‫المخلوقات الح ّية‪ ،‬سماها رونتجن أشعة ‪ .x‬ولاكتشاف‬
‫اختبارات ودراسات فيما سمي «دراسة الأكواخ البالية»‪.‬‬ ‫ما إذاكانت هناك علاقة بين أشــعة ‪ x‬والأشــعة الصادرة‬

‫وقد اكتشــفا من خلالهــا أ ّن خام اليورانيوم ال ُمســ ّمى‬ ‫مــن اليورانيــوم‪ ،‬بدأت العالمــة ماري كوري دراســة‬
‫البيتشــبلند ‪ pitchblende‬أكثر إشــعا ًعا من اليورانيوم‬
‫النقي نفســه‪ ،‬فافترضــا أ ّن عنص ًرا أو أكثــر من العناصر‬ ‫مركبات اليورانيوم‪ ،‬حيــث قاد بحثها إلى فرضية مفادها‬
‫المشعة المكتشــفة يجب أن يكون جز ًءا من هذا الخام‪.‬‬
‫وح ّققــا من خلال هــذا حلم كل عالــم بإضافة عناصر‬ ‫أ ّن الإشعاعات خاصية ذرية من خصائص الما ّدة‪ ،‬حيث‬
‫تطلق ذرات بعض العناصر إشعاعات وتتحول إلى ذرات‬
‫جديدة إلى الجـــدول الدوري‪ ،‬بعــد أن عزلا عنصري‬
‫عناصر أخــرى‪ .‬وقد تح ّدت هــذه الفرضية المعتقدات‬
‫اليورانيوم والبولونيوم من خام البيتشبلند‪.‬‬ ‫السائدة في ذلك الوقت‪ ،‬والتي كانت تقول إ ّن الذرة غير‬

‫وفي عام ‪1903‬م تقاســم العالمان بييــر وماري كوري‬ ‫قابلة للانقسام أو التح ّول‪.‬‬
‫جائزة نوبل في الفيزياء مع هنري بكريل مكتشــف أشعة‬

‫اليورانيوم؛ لإســهاماتهم في أبحاث الإشعاعات‪ .‬وتعد‬

‫ماري كوري أول امرأة حصلت علــى جائزة نوبل‪ ،‬كما‬

‫حصلــت عليها مرة أخــرى عام ‪1911‬م فــي الكيمياء‬

‫لأبحاثها حول عنصر الراديوم ومركباته‪.‬‬

‫ا�شتك�ش��ف ‪Ó‬ابحث‪Ó‬ف�ي‪ Ó‬أاعم�ال‪Ó‬العال�م‪Ó‬اإرن�ص�ت‪Ó‬رذرف�ورد‪Ó‬الحا�ص�ل‪Ó‬عل�ى‪Ó‬‬ ‫العلــوم‬
‫جائ�زة‪Ó‬نوب�ل‪Ó‬في‪Ó‬الكيمياء‪Ó‬عام‪١٩٠٣Ó‬م‪Ó،‬وا�ص�تخدم‪�Ó‬ص�بكة‪Ó‬ال إأنترنت‪Ó‬لو�صف‪Ó‬‬
‫عبر المواقع الإلكترونية‬
‫بع�ض‪Ó‬اكت�صافاته‪Ó‬المتعلقة‪Ó‬بالتح ّول‪Ó،‬والأإ�صعاع‪Ó‬والبناء‪Ó‬الذري‪.‬‬
‫ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر شبكة‬
‫الإنترنت‪.‬‬

‫ ‪3‬‬

‫دليل مراجعة الفصل ‬

‫مراجـعــة الأفـكـار الرئيـســة‬

‫الدرس الثاني النواة‬ ‫الدرس الأول نماذج الذرة‬

‫‪ .1‬افترض جون دالتون أ ّن الذرة عبارة عن كرة من المادة‪ .1 .‬العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة‪.‬‬

‫‪ ..‬اكتشفطومسونأ ّنالذراتجميعهاتحويإلكترونات‪ .. .‬النظائــر ذرات للعنصر نفســه‪ ،‬لها أعــداد نيوترونات‬

‫مختلفة‪ ،‬وك ّل نظير له عدد كتلي مختلف‪.‬‬ ‫‪ .3‬افتــرض رذرفورد أ ّن معظم كتلة الذرة‪ ،‬وك ّل شــحنتها‬

‫الموجبة تتركز في نواة صغيرة ج ًّدا في مركز الذرة‪ .3 .‬مكونات الذرة متماسكة بواسطة القوة النووية الهائلة‪.‬‬

‫‪ .4‬نجد فــي النموذج الحديث للــذرة أن النواة تتك ّون من ‪ .4‬يتحلــل بعض النوى عن طريق تحرير جســيمات ألفا‪،‬‬
‫وتتح ّلل نوى أخرى عن طريق تحرير جسيمات بيتا‪.‬‬
‫نيوترونات وبروتونات‪ ،‬ومحاطة بسحابة إلكترونية‪.‬‬

‫‪ .5‬عمر النصف هو مقياس لمعدل تح ّلل النواة‪.‬‬

‫تصور الأفكار الرئيسة‬

‫أعد رسم الخريطة المفاهيمية الآتية التي تتعلق بمكونات الذرة‪ ،‬ثم أكملها‪:‬‬

‫ﺍﻟﻨﻮﺍﺓ‬

‫الذرة‬

‫تحوي تحوي تحوي‬

‫البروتونات‬

‫وهي عبارة عن‬ ‫عددها‬ ‫يساوي حاصل جمعها‬ ‫وهي عبارة عن‬ ‫وهي عبارة‬ ‫تقع في‬
‫يساوي‬ ‫مع عدد البروتونات‬ ‫عن‬
‫السحابة‬
‫جسيمات موجبة الشحنة‬ ‫الإلكترونية حول النواة‬
‫في النواة‬

‫‪39‬‬

‫استعن بالصورة الآتية للإجابة عن السؤال‪:10‬‬ ‫ ‬ ‫ا�شتخدام المفردات‬

‫‪np‬‬ ‫البروتون‬ ‫العدد الذري‬ ‫جسيمات ألفا‬
‫‪n‬‬ ‫سحابة إلكترونية‬ ‫جسيمات بيتا‬ ‫عمر النصف‬

‫‪pn‬‬ ‫الإلكترونات‬ ‫النيوترون‬ ‫الأنود‬
‫‪p‬‬ ‫التحلل الإشعاعي‬ ‫العنصر‬ ‫العدد الكتلي‬
‫الكاثود‬
‫‪np‬‬ ‫التحول‬ ‫النظير‬
‫‪p‬‬

‫‪nn‬‬

‫ﻧﻮﺍﺓ ﺍﻟﺒﻮﺭﻭﻥ‬

‫‪ .10‬إذا كان العدد الذري للبورون ‪ 5‬فإ ّن نظير بورون‪،11-‬‬ ‫املأ الفراغات فيما يأتي بالكلمات المناسبة‪:‬‬
‫يتك ّون من‪:‬‬
‫جسيم متعادل الشحنة في النواة‪.‬‬ ‫‪.1‬‬
‫أ‪ 11 .‬إلكترو ًنا‬
‫ب‪ 5.‬نيوترونات‬ ‫ما ّدة مك ّونة من نوع واحد من الذرات‪.‬‬ ‫‪..‬‬
‫ج‪ 5 .‬بروتونات و‪ 6‬نيوترونات‬ ‫مجمــوع عــدد البروتونــات والنيوترونات‬ ‫‪.3‬‬
‫د‪ 6 .‬بروتونات و‪ 5‬نيوترونات‬
‫في نواة الذرة‪.‬‬

‫جسيمات سالبة الشحنة‪.‬‬ ‫‪.4‬‬

‫عملية تحرير الجسيمات والطاقة من النواة‪.‬‬ ‫‪.5‬‬

‫‪ .11‬العدد الذري لعنصر ما يساوي عدد‪:‬‬ ‫عدد البروتونات في الذرة‪.‬‬ ‫ ‪.‬‬

‫أ‪ .‬مستويات الطاقة ج‪ .‬النيوترونات‬ ‫تثبيت المفاهيم‬

‫د‪ .‬جسيمات النواة‬ ‫ب‪ .‬البروتونات‬ ‫اختر الإجـابة الصحيحة في كل مما يأتي‪:‬‬

‫‪ .1.‬توصـــل طومســون إلــى أ ّن الضـــوء المتوهج من‬ ‫ ‪ .‬خلال عملية تح ّلل بيـــتا‪ ،‬يتحـــ ّول النيـــوترون إلى‬
‫شــاشـــات الـ ‪ CRT‬صادر عن سيل من الجسيمات‬ ‫بروتون و‪:‬‬

‫المشحونة لأنها‪:‬‬ ‫ج‪ .‬جسيم ألفا‬ ‫أ‪ .‬نظير‬

‫أ‪ .‬خضراء اللون‪.‬‬ ‫د‪ .‬جسيم بيتا‬ ‫ب‪ .‬نواة‬
‫ب‪.‬ش ّكلت ظ ًّلا للأنود‪.‬‬
‫ج‪ .‬انحرفت بواسطة مغناطيس‪.‬‬ ‫ ‪ .‬ما العملية التي يتح ّول فيها عنصر إلى عنصر آخر؟‬

‫د‪ .‬حدثت فقط عند مرور التيار الكهربائي‪.‬‬ ‫ج‪ .‬التفاعل الكيميائي‬ ‫أ‪ .‬عمر النصف‬

‫ب‪.‬سلسلة التفاعلات د‪ .‬التحول‬

‫التفكر الناقد‬ ‫‪ُ .9‬تس ّمى ذرات العنصر نفســه التي لها أعداد نيوترونات‬
‫مختلفة‪:‬‬
‫‪ .13‬و ّ�شح كيــف يمكن لذرتين من العنصر نفســه أن يكون‬
‫لهما كتلتان مختلفتان؟‬ ‫ج‪ .‬أيونات‬ ‫أ‪ .‬بروتونات‬
‫د‪ .‬إلكترونات‬ ‫ب‪ .‬نظائر‬

‫‪40‬‬

‫ ‬ ‫‪ .14‬و ّ�شح‪ .‬في الظروف العادية‪ ،‬الما ّدة لا تفنى ولا تستحدث‪.‬‬
‫ولكن‪ ،‬هل من الممكن أن تــزداد كمية بعض العناصر‬
‫أان�شطة تقويم ال أأداء‬
‫في القشرة الأرضية أو تقل؟‬
‫‪� ..1‬ش ّم��م ملص ًقا يوضح أحد نماذج الذرة‪ ،‬ث ّم اعرضه على‬
‫زملائك في الصف‪.‬‬ ‫‪ .15‬ا�ش��رح لماذا يكون عــدد البروتونات والإلكترونات في‬
‫الذرة المتعادلة متساو ًيا؟‬
‫‪ ...‬لعبة‪ .‬ابتكر لعبة تو ّضح فيها عمل ّية التح ّلل الإشعاعي‪.‬‬
‫تطبيق الريا�شيات‬ ‫ ‪ .1‬قارن بين نموذج دالتون للذرة والنموذج الحديث للذرة‪.‬‬

‫‪..3‬عم��ر الن�شف إذا علمــت أ ّن فترة عمر النصف لأحد‬ ‫استخدم الصورة الآتية للإجابة عن السؤال ‪.1‬‬
‫النظـائر هـي سنتـــان‪ ،‬فكـم يتبـقى منه بعـد مـرور‬

‫‪ 4‬سنوات؟‬

‫ب‪ .‬الثلث‬ ‫أ‪ .‬النصف‬
‫د‪ .‬لا شيء‬ ‫ج‪ .‬ال ُربع‬

‫استعن بالرسم الآتي للإجابة عن السؤال ‪..4‬‬

‫ﺟﻢ‬ ‫ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻠﺰﻣﻦ‬ ‫ ‪ .1‬و�ش��ح كيف يمكــن للتأريخ الكربوني أن يســاعد على‬
‫تحديد عمر الحيوان أو النبات الميت؟‬
‫‪۱۰۰‬‬
‫‪۸۰‬‬ ‫‪ .18‬تو ّقع‪ .‬إذا افترضـــنا أ ّن نظـــير راديـــوم‪ 226 -‬يح ّرر‬
‫‪٦۰‬‬ ‫جسيمات ألفا‪ ،‬فما العدد الكتلي للنظير المتك ّون؟‬
‫‪٤۰‬‬
‫‪۲۰‬‬ ‫‪ .19‬خريطة مفاهيمية‪ .‬ارسم خريطة مفاهيمية تتعلق بتط ّور‬
‫النظرية الذرية‪.‬‬
‫‪۰ ۱۲۳٤٥٦‬‬
‫‪ .20‬توق��ع‪ .‬إذا افترضنــا أ ّن العدد الكتلــي لنظير الزئبق هو‬
‫ﺩﻗﺎﺋﻖ‬ ‫‪ ،201‬فما عدد البروتونات والنيوترونات فيه؟‬

‫‪..4‬التح ّلل ال إأ�ش��عاعي ما فترة عمــر النصف لهذا النظير‬
‫اعتما ًدا على الرسم البياني؟ وما كمية النظير المتبقية‬
‫بالجرامات بعد مرور ثلاث فترات من عمر النصف؟‬

‫‪41‬‬

‫الجدول الدوري‬ ‫ال�ف��ش�ل ‬

‫ناطحات ال�شحاب‪ ،‬و أا�شواء النيون‪ ،‬والجدول الدوري‬ ‫ي��ق��� ّدم ال�ج���دول ال����دوري‬
‫م��ع��ل����ومات ع��ن ج��م�ي���ع‬
‫توجد ناطحات الســحاب في الكثير من المدن‪ ،‬ومــن المدهش ح ًّقا أ ّن‬
‫كل شيء في هذه الصورة مصنوع من العناصر الطبيعية‪ .‬وستتعلم في هذا‬ ‫العنا�شر المعروفة‪.‬‬
‫الدرس الأول‬
‫الفصل المزيد عن العناصر والجدول الذي ين ّظمها‪.‬‬
‫دفتر العلوم ف ّكر في ﺃﺣـد العناصـر التي سمعت عنهـا‪ ،‬واكـتب قائمـة‬ ‫مقدمة في الجدول الدوري‬
‫ال�ف�ك���رة ال�رئ�ي��ش����ة ُتر َّتب‬
‫بالخصائص التي تعرفها عنه والخصائص التي تو ّد ﺃن تعرفها‪.‬‬ ‫العناصر في الجدول الدوري‬
‫حسب تزايد أعدادها الذرية‪.‬‬

‫الدرس الثاني‬
‫العنا�شر الممثلة‬
‫الف���كرة الرئي�ش���ة العناصر‬
‫المـمثـلـــة ضمـن مجموعة‬
‫واحدة لها صفات متـشابـهـة‪.‬‬
‫الدرس الثالث‬
‫العنا�شر الأنتقالية‬
‫الفك��رة الرئ�ي����شة العناصر‬
‫الانـتـقـاليـــة فلزات لـــها‬
‫استعمالات متعددة‪.‬‬

‫‪4.‬‬

‫نشاطات تمهيدية‬

‫الجدول الدوري اعمل المطوية التالية‬ ‫ا�شنع نموذ ًجا للجدول الدوري‬
‫لتســاعدك عــلى تصنيــف العناصر‬
‫في الجــدول الــدوري إلى فلــزات‬ ‫تكتمل دورة القمر بعد ﺃن يم ّر بأطواره خلال ‪.9.5‬‬
‫يو ًما‪ ،‬يكــون خلالها بد ًرا ثم ﻫــلا ًلا‪ ،‬ثم يعود مرة‬
‫ولافلزات وأشباه فلزات‪.‬‬ ‫ﺃخرى بــد ًرا‪ .‬وتوصف مثل ﻫذه الأﺣداث التي تمر‬
‫وفق نمط متوقع ومتكرر بأنها «دورية»‪ .‬ما الأﺣداث‬
‫الخطوة ‪ 1‬اط ِو قطعة من الورق رأس ًّيا‪ ،‬مراع ًيا أن تكون‬
‫الحافة الأمامية أقصر من الحافة‬ ‫الدور ّية التي يمكنك التفكير فيها؟‬
‫الخلفية بمقدار ‪1٫25‬سم‪.‬‬
‫‪ .1‬ارســم على ورقة بيضاﺀ شبكة مربعة (‪،)4×4‬‬
‫الخطوة ‪ .‬اطـ ِو الأطـــراف السفـلـيــة‬ ‫بحيث يكون بها ‪ 4‬مربعات في كل صف‪ ،‬و‪4‬‬
‫للأوراق لـيـصـبــح‬
‫مربعات في كل عمود‪.‬‬
‫لديك ثــلاث ط ّيات‬
‫متساوية‪.‬‬ ‫‪ ..‬ســيعطيك معلمك ‪ 1‬قصاصة ورقية بأشكال‬
‫وﺃلوان مختلفة‪ .‬ﺣ ّدد الصفات التي يمكنك من‬
‫ﺃفقعـدـالطولترقـصـنةعكثملااثكـانـة أتفل‪،‬زشافلورزتااقطتةط‪،‬فعلأثفزاالشأـبزاالشـبتهاجتهمزءعلالنااففلللوزازعانلتتوك ّلي‬ ‫الخطوة ‪3‬‬
‫شريط كما في الشكل الآتي‪:‬‬ ‫خلالها التفريق بين ورقة وﺃخرى‪.‬‬

‫فلزات أشباه لافلزات‬ ‫‪ .3‬ضع قصاصة فــي ك ّل مربع على ﺃن يحوي ك ّل‬
‫فلزات‬ ‫عمود ﺃورا ًقا ذات صفات متشابهة‪.‬‬

‫تحديد الأفكار الرئيسة من خلال قراءتك للفصل اكتب‬ ‫‪ .4‬ر ّتب القصاصات فــي الأعمدة بحيث تو ّضح‬
‫معلومات حول أنـواع العناصر الثلاثة تحت الشريط‬ ‫تد ّرج الصفات‪.‬‬
‫المناسب‪ ،‬واستخدم هذه المعلومات لتو ّضح أ ّن لأشباه‬
‫‪ .5‬التفكير الناقد صف في دفتر العلوم‪ ،‬كيف تتﻐير‬
‫الفلزات خصائص مشابهة للفلزات واللافلزات‪.‬‬ ‫الخصائص في الصفوف والأعمدة‪.‬‬

‫‪43‬‬

‫أتهيأ للقراءة‬

‫الرب���ط‬

‫أتعلم اربط ما تقــرؤه مع ما تعرفه مســب ًقا‪ .‬وقد يعتمد هــذا الربط على‬ ‫‪1‬‬

‫الخبرات الشــخصية (فيكون الربط بين النص والشــخص)‪ ،‬أو على ما قرأته‬

‫ساب ًقا فيكون (الربط بين الن ّص والن ّص)‪ ،‬أو على الأحداث في أماكن أخرى من‬
‫العالم (فيكون الربط بين النص والعالم)‪.‬‬

‫واسأل في أثناء قراءتك‪ ،‬أسئلة تساعدك على الربط‪ ،‬مثل‪ :‬هل يذكرك الموضوع‬ ‫‪2‬‬

‫بتجربة شــخصية؟ هل قرأت عن الموضوع من قبل؟ هل تذكرت شــخ ًصا أو‬
‫مكا ًنا ما في جزء آخر من العا َلم؟‬

‫أتد ّرب اقرأ الن ّص أدناه‪ ،‬ثم اربطه مع معرفتك الشخصية وخبراتك‪.‬‬

‫النص والشخص‪:‬‬ ‫إذا تم ّعنت في الجـــدول الدوري ســتجده‬
‫ما الفلزات التي تستعملها‬ ‫ملو ًنا بألوان مختلفة تم ّثــل العناصر الفلزية‬
‫وغير الفلزية وأشباه الفلزات‪ .‬وستلاحظ أ ّن‬
‫يوم ًّيا؟‬
‫جميع الفلزات صلبــة ما عدا الزئبق‪ ،‬ودرجة‬
‫النص والنص‪:‬‬
‫مــاذا قــرأت عــن درجة‬ ‫انصهار معظمها عاليــة‪ .‬والفلز عنصر لامع‪،‬‬

‫الانصهار ساب ًقا؟‬ ‫أي لديه قدرة علــى عكس الضوء‪ ،‬وموصل‬
‫جيــد للكهرباء والحــرارة‪ ،‬وقابــل لل َّطرق‬
‫النص والعا َلم‪:‬‬
‫هل ســمعت عــن الزئبق في‬ ‫وال َّسحب‪ ،‬ف ُيضغط على هيئة صفائح رقيقة‪،‬‬
‫الأخبــار‪ ،‬أو رأيــت مقيــاس‬ ‫أو ُيسحب في صورة أسلاك‪ .‬صفحة ‪.50‬‬

‫حرارة زئبقي؟‬

‫‪ 3‬أط ّبق اختر ـ في أثنــاء قراءتك هذا الفصل ـ‬

‫خمس كلمات أو عبارات يمكنك ربطها مع أشــياء‬

‫تعرفها‪.‬‬

‫‪44‬‬

‫تذوكﺃكرالومرﺃكابملاهطاككاﺃقفننر‪،‬اضاﺃﺀلتولرﺃب‪.‬كشطمخﺃاعكثﺃرصﺣفددايقةﺣثيابتكاارنكز‪،‬ة‪،‬‬ ‫توجيه القراءة وتركيزها‬

‫ركز على الأفكار الرئيسة عند قراﺀتك الفصل باتباعك ما يأتي‪:‬‬

‫‪ 1‬قبل قراءة الفصل أجب عن العبارات الواردة في ورقة العمل أدناه‪:‬‬

‫‪ ‬اكتب (م) إذا كنت مواف ًقا على العبارة‪.‬‬
‫‪ ‬اكتب (غ) إذا كنت غير موافق على العبارة‪.‬‬

‫‪ 2‬بعد قراءة الفصل ارجع إلى هذه الصفحة لترى إن كنت قد غ ّيرت رأيك حول أي من هذه العبارات‪.‬‬

‫‪ ‬إذا غيرت إحدى الإجابات فب ّين السبب‪.‬‬
‫‪ ‬ص ّحح العبارات غير الصحيحة‪.‬‬

‫‪ ‬استرشد بالعبارات الصحيحة في أثناء دراستك‪.‬‬

‫بعد القراءة‬ ‫العبارة‬ ‫قبل القراءة‬
‫م اأو غ‬ ‫م أاو غ‬

‫‪ .1‬اكتشف العلماء ك ّل العناصر التي كان يحتمل وجودها‪.‬‬

‫‪ .2‬ترتب العناصر فــي الجدول الدوري وف ًقا لأعدادهــا الذرية وأعدادها‬
‫الكتل ّية‪.‬‬

‫‪ .3‬لعناصر المجموعة الواحدة خصائص متشابهة‪.‬‬

‫ ‪ .‬تقع الفلزات في الجهة اليمنى من الجدول الدوري‪.‬‬
‫ ‪ .‬عندما ُيكتشــف عنصر جديد يتم تســميته وفق نظام التسمية الذي وضعه‬

‫الاتحاد العالمي للكيمياء البحتة والتطبيقية "الأيوباك" ‪.IUPAC‬‬
‫ ‪ .‬الفلزات فقط توصل الكهرباء‪.‬‬

‫ ‪ .‬ناد ًرا ما تتحد الغازات النبيلة مع غيرها من العناصر‪.‬‬

‫‪ .8‬تتك ّون العناصر الانتقالية من فلزات ولافلزات وأشباه فلزات‪.‬‬

‫‪ .9‬يمكن تصنيع بعض العناصر في المختبر‪.‬‬

‫‪45‬‬

‫مقدمة في الجدول الدوري‬ ‫الدر�ص‬

‫‪1‬‬

‫تط ّور الجدول الدوري‬ ‫الأهداف‬

‫ع َرف الناس في الحضــارات القديمة بعض الموا ّد التي ُتســ ّمى عناصر‪ ،‬فصنعوا‬ ‫ تصف تاريخ الجدول الدوري‪.‬‬
‫القطع النقدية والمجوهرات من الذهب والفضة‪ ،‬كما صنعوا الأدوات والأســلحة‬ ‫ تفسر المقصود بمفتاح العنصر‪.‬‬
‫ توضح كيـــفية تنظـــيم الجدول‬
‫من النحاس والقصدير والحديد‪ .‬وبدأ الكيميائيون في القرن التاســع عشر البحث‬
‫الدوري‪.‬‬
‫عن عناصر جديدة‪ ،‬حتى تمكنوا عام ‪1830‬م من فصل وتسمية ‪ 55‬عنص ًرا‪ .‬ومازال‬
‫البحث عن عناصر جديدة مستم ًّرا حتى يومنا هذا‪.‬‬ ‫الأهمية‬

‫ج��دول مندليف للعنا�شر نشر العالم الروســي ديمتري مندليف عام ‪1869‬م‬ ‫ُيس ّهل عليك الجدول الدوري الحصول‬
‫على معلومات حول ك ّل عنصر‪.‬‬
‫النســخة الأولى من جدوله الدوري‪ ،‬انظر الشــكل ‪ .1‬وقد ر ّتب العناصر حسب‬
‫تزايــد أعدادها الكتلية‪ .‬وقد لاحــظ مندليف النمطية فــي الترتيب؛ حيث يكون‬ ‫مراجعة المفردات‬
‫العن�شر ما ّدة لا يمكن تجزئتها إلى‬
‫للعناصر التي في مجموعة واحدة خصائص متشــابهة‪ .‬إلا أنه في ذلك الوقت لم‬
‫موا ّد أبسط‪.‬‬
‫تكن جميع العناصر معروفة‪ ،‬فكان عليه أن يترك ثلاثة فراغات في جدوله لعناصر‬
‫كانت مجهولة؛ فقد تو ّقع خصائص هذه العناصر المجهولة‪ .‬وقد شجعت توقعاته‬ ‫المفردات الجديدة‬

‫الكيميائييــن على البحث عن هذه العناصر‪ ،‬فاك ُتشــفت العناصــر الثلاثة خلال‬ ‫‪ ‬الدورة‬
‫‪ 15‬سنة‪ ،‬وهي الجاليوم والسكانديوم والجرمانيوم‪.‬‬ ‫‪ ‬المجموعة‬
‫‪ ‬العناصر الممثلة‬
‫‪ ‬العناصر الانتقالية‬

‫‪ ‬الفلز‬
‫‪ ‬اللافلزات‬
‫‪ ‬أشباه الفلزات‬

‫ال�صكل‪Ó ١Ó‬الجدول الدوري الذي نشــره مندليف عام ‪1869‬م‪ .‬وقد‬

‫صــدر هذا الطابع الذي يحمل صــورة الجدول الدوري‬
‫وصورة مندليف عــام ‪1969‬م‪ ،‬بوصفه تذكا ًرا للحدث‪.‬‬
‫لاحظ وجود علامات استفهام مكان العناصر المجهولة‬

‫التي لم تكن مكتشفة‪.‬‬

‫ ‪4‬‬

‫ت�شميم جدول دوري‬ ‫اإ�ش��هامات موزلي رغم أ ّن معظم العناصر المكتشــفة ُر ّتبت بشــكل صحيح في‬

‫الخطوات‬ ‫جــدول مندليف إلا أن بعضها كان يبدو خــارج مكانه الصحيح‪ .‬وفي مطلع القرن‬
‫‪ .1‬اجمع أقلام الحبر والرصاص‬ ‫العشــرين أدرك الفيزيائي الإنجليزي هنري موزلي قبل أن يتم ‪ 27‬عا ًما من عمره‪،‬‬
‫أنه يمكن تحسين وتطوير جدول مندليف إذا ُر ّتبت العناصر حسب أعدادها الذرية‪،‬‬
‫من طلاب الصف‪.‬‬ ‫وليس حسب كتلها الذرية‪ ،‬وعندما ع َّدل موزلي الجـــدول الدوري تب ًعا للتزايد في‬
‫‪ ..‬حـدد الصـفات المعـتـمـدة‬ ‫عدد البروتونات في النواة تب ّين له أ ّن هناك الكثير من العناصر التي لم تكتشف بعد‪.‬‬
‫لترتيــب الأقلام في الجدول‬
‫الجدول الدوري الحديث‬
‫الدوري‪.‬‬
‫قد تختار صفات‪ ،‬منها اللون‬ ‫تم ترتيب العناصر في الجـــدول الدوري الحديث حســب تزايد أعدادها الذرية‪.‬‬
‫والكتلة والطول‪ ،‬ثم تنشــئ‬ ‫وقــد وضعت العناصر في ســبع دورات مرقمة (‪ .)7-1‬والــدورة ‪ Period‬ص ّف‬
‫أفقي في الجـــدول الدوري يحتوي على عناصر تتغير خصائصها بشكل تدريجي‬
‫جدولك‪.‬‬ ‫يمكن توقعه‪ .‬كما يتك ّون الجـــدول الدوري من ‪ 18‬عمو ًدا‪ ،‬وكل عمود يتك ّون من‬
‫مجموعــة أو عائلة من العناصر‪ .‬وعناصر المﺠموعة ‪ Group‬الواحدة تتشــابه في‬
‫التحليل‬
‫‪ .1‬اشــرح أوجــه التشــابه بين‬ ‫خصائصها الفيزيائ ّية والكيميائ ّية‪.‬‬
‫جدولــك الــدوري للأقلام‬
‫والجدول الدوري للعناصر‪.‬‬ ‫مناط��ق الج���دول الدوري يمكن تقسيم الجـدول الدوري إلى قطاعات كما هو‬
‫‪ ..‬لو أحضــر زمــلاؤك أقلا ًما‬
‫مختلفــة فــي اليــوم التالي‬ ‫مبين في الشــكل ‪ ،.‬وتشــمل المنطقة الأولى المجموعتين ‪1‬و‪ ،2‬والمجموعات‬
‫فكيــف ترتبها فــي جدولك‬ ‫‪ ،18-13‬وتسمى هذه المنطقة المكونة من عناصر المجموعات الثماني العناصر‬
‫الممثلة ‪ ،Representative elements‬وفيها فلزات‪ ،‬ولافلزات‪ ،‬وأشــباه فلزات‪.‬‬
‫الدوري؟‬ ‫أ ّما العناصر فــي المجموعات ‪ 12–3‬ف ُتســ ّمى العناصر الانتقاليــة ‪Transition‬‬
‫‪ ،elements‬وجميعهــا فلــزات‪ .‬وهناك عناصــر انتقالية داخلية موجودة أســفل‬
‫الجـــدول الدوري‪ ،‬ومنها مجموعتا الأكتنيدات واللانثانيدات؛ لأ ّن إحداهما تتبع‬
‫عنصر اللانثانيوم وعدده الــذري ‪ ،57‬والأخرى تتبع عنصر الأكتينيوم الذي عدده‬

‫الذري ‪.89‬‬

‫ال�صكل‪Ó ٢Ó‬الجـــدول الدوري مقـسـم إلى‬ ‫العناصر الممثلة‬ ‫العناصر الممثلة‬
‫العناصر الانتقالية‬
‫قطاعــات‪ .‬وكما تــرى‪ ،‬توضع‬
‫الأكتنيدات واللانثانيدات أسفل‬ ‫العناصر الانتقالية الداخلية‬
‫الجدول حتــى لا يصبح الجدول‬
‫عري ًضــا جــ ًّدا‪ ،‬ولهــا صفــات‬ ‫اللانثانيدات‬
‫الأكتنيدات‬
‫متشابهة‪.‬‬
‫ﺣ ّدد العناصر الانتقالية والعناصر‬

‫الانتقالية الداخلية‪.‬‬

‫ ‪4‬‬

‫الجدول الدوري للعناصر‬

‫فلز‬
‫شبه فلز‬
‫لا فلز‬

‫يدل لون صندوق كل عنصر على ما‬
.‫إذا كان فل ًّزا أو شبه فلز أو لافل ًّزا‬

Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
112 113 114 115 116 117 118
110 111 Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

Ds Rg 285.177 286.183 289.191 290.196 293.205 294.211 294.214

(269) (272)

4

‫العناصر في كل عمود تســمى مجموعــة‪ ،‬ولها خواص‬ ‫حالة المادة‬ ‫غاز‬
‫كيميائية متشابهة‪.‬‬ ‫سائل‬
‫صلب‬
‫العنصر‬ ‫ُمصنّع‬
‫العدد الذري‬
‫الرمــوز الثلاثة العليا تــدل على حالة‬
‫الرمز‬ ‫العنصر في درجة حــرارة الغرفة‪ ،‬بينما‬
‫الكتلة الذرية‬ ‫يدل الرمز الرابع على العناصر المصنّعة‪.‬‬

‫المتوسطة‬

‫صفوف العناصر الأفقية تســمى‬ ‫الرقم المحاط بقوسين هو العدد الكتلي للنظير الأطول عم ًرا للعنصر‪.‬‬
‫دورات‪ .‬يزداد العــدد الذري من‬
‫عناصر‬
‫اليسار إلى اليمين في كل دورة‪.‬‬ ‫اللانثنيدات‬

‫يدل السهم على المكان الذي يجب‬ ‫عناصر‬
‫أن توضع فيه هذه العناصر في‬ ‫الأكتنيدات‬
‫الجدول‪ .‬لقد تم نقلها إلى أسفل‬

‫الجدول توفي ًرا للمكان‪.‬‬

‫‪49‬‬