البورون :شــبه فلز ،له لمعان بســيط ،موصل للكهرباء عند الكربــون :لافلز ،وهو فــي الجرافيت لين،
درجات الحرارة العالية كالفلزات ،ويشــبه اللافلزات في أنه هش ،غير قابل لل َّطرق والسحب.
هش ،وغير موصل للكهرباء عند درجات الحرارة المنخفضة.
ال�صكلÓ ٣Óهذه العناصر أمثلة على
الفلــزات واللافلــزات
وأشباه الفلزات
النحــاس :فلــز ،لامع، العلاقات بﲔ العناصرتجربة عملية
قابل للطرق والسحب،
وموصل جيــد للحرارة ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائية
والكهرباء.
الفل��زات إذا تم ّعنت في الجـــدول الدوري ســتجده ملو ًنا بألوان مختلفة تم ّثل العلــوم
العناصر الفلزية وغير الفلزية وأشــباه الفلزات .انظر الشــكل 3تلاحظ أ ّن جميع عبر المواقع الإلكترونية
الفلــزات صلبة ما عدا الزئبق ،ودرجة انصهار معظمها عالية .والفلز Metalعنصر
لامع ،أي لديــه قدرة على عكس الضوء ،وموصل جيد للكهرباء والحرارة ،وقابل العنا�شر
لل َّطرق وال َّســحب ،ف ُيضغط على هيئة صفائح رقيقة ،أو ُيسحب في صورة أسلاك.
ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر
اذكر عد ًدا من الأشياء المصنوعة من الفلزات؟ شبكة الإنترنت
الافل��زات و أا�ش��باه الفلزات تكــون اللافلزات Nonmetalsعــادة غازية أو لتعــرف كيفية تطور الجـــدول
الدوري.
صلبة هشة عند درجة حرارة الغرفة ،ورديئة التوصيل للحرارة والكهرباء ،وتشمل
17عنص ًرا فقط ،وتتضمن عناصر أساســية في حياتنا ،منهــا الكربون والكبريت ن��ش����اط اختر عنصــ ًرا ،واكتب
كيف تم اكتشــافه؟ ومتى؟ ومن
والنيتروجين والأكسجين والفوسفور واليود.
أ ّما العناصر التي تقع في وسط الجـدول الدوري بين الفلزات واللافلزات ف ُتس ّمى اكتشفه؟
ﺃشباه الفلزات Metalloidوهي العناصر التي تشترك في بعض صفاتها مع الفلزات
وفي بعض صفاتها مع اللافلزات.
ما عدد العناصر التي تعد لافلزات؟
50
مفت��اح العن�شر ُيم َّثــل ك ّل عنصــر فــي الجـــدول الدوري
ﺍﻟﻌﻨﴫ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﳌﺎﺩﺓ بصندوق ُيس ّمى مفتاح العنصر ،كمـــا هـو مو ّضح في الشكل 4
ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﺬﺭﻱ 1 لعنصر الهيدروجين .وهذا المفتاح ُيبين اســم العنصر وعدده
H
ﺍﻟﺮﻣﺰ الذري ورمزه وكتلته الذرية ،وحالة العنصر (صلب أو ســائل
ﺍﻟﻜﺘﻠﺔ ﺍﻟﺬﺭﻳﺔ 1.008
أو غازي) عنــد درجة حرارة الغرفة .ونلاحظ في الجـــدول
ال�صكلÓ ٤Óكما تلاحظ من مفتاح العنصر، الدوري أ ّن جميع الغازات ـ ما عدا الهيدروجين ـ تقع يمين الجـدول ،ويشار إليها
يمكنك الحصــول على الكثير ببالون للدلالة على حالتها الغازية .ومعظم العناصر الأخرى صلبة ،ويشــار إليها
مــن المعلومــات مــن خلال
بمكعب للدلالة على حالتها الصلبة عند درجة حرارة الغرفة .أ ّما العناصر الســائلة
الجدول الدوري. التي في الجـدول الدوري فهما عنصران فقط ،وترمز القطرة إلى وجود العنصر في
ﺣ ّدد العنصرين السائلين عند الحالة السائلة .وأما العناصر التي لا توجد على الأرض بشكل طبيعي ،أي العناصر
درجة حرارة الغرفة.
المصنعة ،فيشار لها بدوائر كبيرة وبداخلها دوائر صغيرة.
تطبيق العلوم
ﺍﻟﺪﻭﺭﻳﺔ ما ال��ذي تعني��ه دوري��ة ال�شفات ف��ي الجدول
الدوري؟
ﻧﺴﺒﺔ ﺫﺭﺍﺕ ﺍﻷﻛﺴﺠﲔ ﻭﺍﻟﻜﻠﻮﺭ ﰲ ﺍﳌﺮﻛﺐ٤٫۰
تتحد العناصر عادة بالأكسجين لتكوين الأكاسيد،
دورة 1۳٫٥
دورة 2 كما تتحد بالكلور لتكوين الكلوريدات ،فمثل ًا عند
دورة 3۳٫۰
دورة 4 اتحاد ذرتي هيدروجين مع ذرة أكســجين يتك ّون
۲٫٥ المــاء ،H2Oأ ّما عند اتحــاد ذرة صوديوم مع ذرة
كلور فيتكــ ّون كلوريد الصوديــوم أو ملح الطعام
۲٫۰ .NaClإ ّن موقع العنصر في الجـدول الدوري يد ّل
۱٫٥ على كيفية اتحاده مع عناصر أخرى.
۱٫۰
۰٫٥
۰٫۰
۱ ۲ ۳ ٤ ٥ ٦ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱٤ ۱٥ ۱٦ ۱۷ ۱۸ ۱۹ ۲۰
H He Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
الأكاسيد ﺍﻟﻌﺪﺩ ﺍﻟﺬﺭﻱ /ﺍﻟﻌﻨﴫ
الكلوريدات
تحديد الم�شكلة
يو ّضح الرســم البياني عدد ذرات الأكسجين (باللون الأحمر) وعدد ذرات الكلور (باللون الأخضر) التي تتحد مع أول
20عنص ًرا من الجـدول الدوري .ما النمط الذي تلاحظه؟
حل الم�شكلة
.1ح ّدد جميع عناصر المجموعة الأولى التي في الرسم البياني ،وكذلك عناصر المجموعات 14و .18ماذا تلاحظ
على مواقعها بالرسم البياني؟
.2تو ّضح هذه العلاقة إحدى خصائص المجموعة .تتبع عناصر الجـــدول الدوري على الرســم البياني بالترتيب،
واستخدم كلمة دور ّية في كتابة عبارة تصف فيها ما يحدث للعنصر وخصائصه.
51
رم��وز العنا�شر تكتب رمــوز العناصر بحرف أو حرفين، الجدول 1الرموز الكيميائية واأ�شل ت�شميتها
وتكون غال ًبا مبنية أو ُمشــتقة من اسم العنصر .فالحرف V أا�صلÓالت�صمية الرمز العن�صرÓ
مثل ًا اختصار لاسم العنصر باللغة الإنجليزية ،Vanadium Md مندليفيوم
منÓا�صمÓالعالمÓمندليف. Pb الر�صا�ض
والحرفان Scاختصــار للعنصر ،Scandiumوأحيا ًنا نجد Th ثوريوم
أ ّن الأحرف لا تتطابق مع اســم العنصر؛ فمثل ًا يرمز للفضة الأ�صمÓالاتيني.PlumbumÓ
Po بولونيوم
Silverبالرمــز ،Agوكذلــك يرمز للصوديــوم Sodium ا�صمÓدينيÓعندÓال إأغريق.
H هيدروجين
بالرمز ،Naفمن أين اشــتقت هذه الرموز؟ قد يشتق الرمز علىÓا�صمÓالبلدÓبولنداÓحيثÓولدتÓ
ماريÓكوري.
من الاســم اللاتينــي أو الإغريقي للعنصر ،أو من أســماء
كلمةÓاإغريقيةÓWaterÓformerÓ
العلمــاء أو بلدانهم كالفرانســيوم Frوالبولونيوم .Poأ ّما تعني"Óمك ّونÓالماء".
الآن ف ُتعطى العناصر المصنعة أسماء مؤقتة ،ورمو ًزا بثلاثة
أحرف مرتبطة مع العدد الذري للعنصر .وقد تبنى الاتحاد ÓHaydrargyrumكلمةÓ Hg الزئبق
اإغريقيةÓتعني"Óال�صائلÓالف�صي".
العالمي للكيمياء البحتــة والتطبيقية " "IUPACهذا النظام
عام 1978م .وعند اكتشــاف عنص ٍر ما يح ّق للمكتشــفين ÓAurumكلمةÓلأتينيةÓتعني"ÓبزوغÓ Au الذهب
ال�صوء".
اختيار اسم دائم له .والﺠدول 1يو ّضح أصل تسمية بعض
العناصر.
1
اختبر نف�شك الخا�شة
.1ق ّوم كيف تتغ ّير الصفات الفيزيائية لعناصر الدورة تطور الجدول الدوري
الرابعة عند تزايد العدد الذري؟ ن�صرÓديمتريÓمندليفÓاأولÓن�صخةÓمنÓالجدولÓ
�ِ ..شف مواقع الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات الدوريÓعام١86٩Óم.
في الجدول الدوري. تركÓمندليفÓثاثةÓفراغاتÓلعنا�صرÓلمÓتكنÓ
� .3ش ّنف العناصر التالية إلى :فلز ولا فلز وشــبه فلز: مكت�صفةÓبعد.
.Fe ، Li ، B ، Cl ، Si ، Na ، Ni ر ّتبÓموزليÓالجدولÓالدوريÓلمندليفÓبنا ًءÓعلىÓ
.4اكتب قائمة بما يحويه صندوق مفتاح العنصر. العددÓالذريÓولي�ضÓالكتلةÓالذرية.
.5التفك��ر الناقد مــا الاختــلاف الــذي يطرأ على الجدول الدوري الحديث
الجدول الدوري إذا ر ّتبت عناصره حســب الكتلة
الجدولÓالدوريÓمق�صم ÓإالىÓقطاعات.
الذرية؟ الدورة�ÓصفÓمنÓالعنا�صرÓالتيÓتتغيرÓخ�صائ�صهاÓ
تطبيق الريا�صيات تدريج ًّياÓب�صكلÓيمكنÓتوقعه.
المجموعتانÓ١(ÓوÓ)٢Óوالمجموعاتُ Ó)١8Ó-١٣(Óت�ص ّمىÓ
.ح�� ّل معادل��ة بخط��وة واحدة ما الفرق بين الكتلة
الذرية لليود والماغنسيوم؟ عنا�صرÓممثلة.
المجموعاتُ Ó)١٢Ó-٣(Óت�ص ّمىÓعنا�صرÓانتقالية.
5.
الدر�ص
العناصر الممثلة2
الأهداف المجموعتان 2،1
تتـعـ ّرف خـصـائـــص العنـاصر توجــد عناصر المجموعتين 2 ،1فــي الطبيعة دائ ًما متحدة مــع عناصر أخرى،
الممثلة. وتعرف بالفلزات النشطة؛ بســبب ميلها إلى الاتحاد بعناصر أخرى لتكوين مواد
تحـدد استخـدامـات العـنـاصـر جديدة .وجميع عناصرها فلزات ما عــدا الهيدروجين ،الذي يقع في المجموعة
الممثلة.
الأولى.
تصنف العناصر إلى مجموعات،
بنا ًء على تشابه خصائصها. الفـلـــزات القلويـــة ُتس َّمى عناصر المجموعة الأولى الفلزات القلوية Alkali
metalsوهي لامعة وصلبــة ،ولها كثافة منخفضة ودرجة انصهار منخفضة أي ًضا.
الأهمية وك ّلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل في الجـــدول الدوري يزداد نشاط هذه العناصر،
· للعناصــر الممثلة دور أســاس وميلها إلى الاتحاد مع عناصر أخرى .ويو ّضح الشــكل موقع هذه العناصر في
في جســمك والبيئــة المحيطة الجـدول الدوري ،وبعض المواد التي توجد فيها.
والأشياء التي تتعامل معها يوم ًّيا.
تتوافرالفلزاتالقلويةفيكثيرمنالموا ّدالتينحتاجإليها،فعلىسبيلالمثاليوجد
مراجعة المفردات الليثيوم في بطاريات الليثيوم المســتعملة في الكاميــرات .ويوجد فلز الصوديوم
الع��دد الذري عدد البروتونات
في مركب كلوريد الصوديوم المعروف بملح الطعام .والصوديوم والبوتاســيوم
في نواة العنر.
المفردات الجديدة ضروريان لأجسامنا ،وهما موجودان بكميات قليلة في البطاطا والموز.
الفلزات القلوية Lithium المجموعة 1
الفلزات القلوية الأرضية 3 الفلزات القلوية
Li
أشباه الموصلات
الهالوجينات Sodium
11
الغازات النبيلة Na
ال�صكلÓ 5Óمــواد تحتوي على Potassium
19
عناصر قلوية. K
3 Rubidium
37
Rb
Cesium
55
Cs
Francium
87
Fr
ال�صكلÓ 6Óعناصــر المجموعــة الثانيــة توجد في Beryllium المﺠموعة .
4 الفلزات القلوية
الكثير من الأشياء ،فالبريليوم موجود في Be
الأرضية
الزمرد ،والزبرجد ،أ ّما الماغنسيوم فيوجد Magnesium
في كلوروفيل النباتات الخضراء. 12
Mg
Calcium
20
Ca
Strontium
38
Sr
Barium
56
Ba
الفل��زات القلو ّي��ة الأأر�شية تقــع إلى جــوار العناصر القلويــة ،وتوجد في Radium
88
المجموعة .2وتمتاز الفلزات القلوية الأرضيــة Alkaline earth metalsبأ ّنها Ra
أكثر كثافة وصلابة ،وذات درجــات انصهار عالية مقارنة بالفلزات القلوية ،وهي تجربة عملية الدورية
عناصر نشطة أي ًضا ،ولكن ليست بمثل نشــاط عناصر الفلزات القلوية .ويو ّضح ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائية
الشكل تواجد بعض الفلزات القلوية الأرضية في الطبيعة. يستخدم الألومنيوم في صناعة النوافذ.
ما ﺃسماﺀ العنـاصر التـي تنتـمي إلى مجموعـة الفلـزات القلوية
الأرضية؟
المجموعات 18 - 13 Boron المﺠموعة 13
5 عائلة البورون
لاحــظ أ ّن العناصر في المجموعات 18 – 13في الجـــدول الدوري ليســت B
جميعها صلبة ،كما هو الحال في عناصر المجموعتين الأولى والثانية .وســوف 54
تجد أ ّن هناك مجموعة واحدة تضم فلزات ولافلزات وأشــباه فلزات وتوجد في Aluminum
13
حالات المادة الثلاث الصلبة والسائلة والغازية. Al
المجموع��ة – 13عائل��ة البورون جميع عناصــر المجموعة 13فلزية Gallium
31
صلبة ،ما عدا البورون الذي هو شــبه فلز أســود وهش .وتستخدم عناصر Ga
هــذه العائلة فــي صناعة بعض المنتجــات؛ فوعاء الطهــي المصنوع من
البورون يمكننا نقله مباشرة من الثلاجة إلى الفرن دون أن ينكسر .ويستخدم Indium
الألومنيوم في صناعة علب المشــروبات الغازيــة وأواني الطهي وهياكل 49
الطائرات ومن عناصر هذه المجموعة أي ًضــا فلز الجاليوم الصلب ،الذي In
له درجة انصهار منخفضة ج ًّدا؛ فقد ينصهر إذا وضعته في يدك ،ويســتعمل
Thallium
الجاليوم في صناعة رقاقات الحاسوب. 81
Tl
المﺠموعة 14 Carbon المجموع��ة – 1مجموع��ة الكرب��ون إذا نظــرت إلى عناصر
مﺠموعة الكربون 6
C المجموعة الرابعة عشرة ســتجد أن الكربون من العناصر اللافلزية،
بينمــا عنصرا الســليكون والجرمانيوم أشــباه فلــزات ،والقصدير
Silicon والرصاص فلزات .ولعنصر الكربون أشــكال مختلفة ،منها الماس
14 والجرافيت ،كما أ ّنه يوجد أي ًضا في أجسام المخلوقات الحية .ويلي
Si الكربو َن في الجـــدول الدوري السليكو ُن شــبه الفلز المتوافر في
الرمــال بكثرة؛ حيث يحتوي الرمل على معادن ،منها الكوارتز الذي
Germanium يتك ّون من الأكســجين والســليكون .ويعد الرمل مك ّو ًنا أساس ًّيا في
32
Ge صناعة الزجاج.
Tin والسليكون والجرمانيوم من أشباه الفلزات ،ويستخدمان في صناعة
50 الأجهزة الإلكترونية بوصفهما أشباه موصلات .وﺃشباه الموصلات
Sn Semiconductorsمــوا ّد توصل الكهرباء بدرجة أقل مــن الفلزات ،وأكثر من
اللافلزات .ويدخل الســليكون مــع كميات قليلة من عناصــر أخرى في صناعة
Lead
82 رقاقات الحاسوب.
Pb
ونجد في المجموعة الرابعة عشرة أي ًضا الرصاص والقصدير ،وهما أثقل عناصر
ال�صكلÓ 7Óعناصر المجمـــوعة الـرابعـة المجموعة .وللرصاص استخدامات مهمة في الطب؛ فهو يستعمل لوقاية الجسم
من أشــعة Xفي أثناء تصوير الأسنان ،كما في الشكل ،ويدخل أي ًضا في صناعة
عشــرة تتكون من عنصر واحد بطاريات السيارة ،وفي السبائك التي درجات انصهارها منخفضة ،كما ُيتخذ جدا ًرا
لافلزي ،وعنصرين من أشــباه واق ًيا لمنع تسرب الإشعاعات الضارة ؛ كما في المفاعلات النووية ،والمس ّرعات
الـفـــلزات ،وعنـــصرين من النووية ،وفي معدات أجهزة أشعة ،Xوأي ًضا في الحاويات التي تستخدم في حفظ
ونقل الموا ّد المشــعة .أ ّما القصدير فيستخدم في حشو الأسنان ،وفي طلاء علب
الفلزات.
حفظ الأطعمة الفولاذية من الداخل.
تحـــتوي أجـــسام جمـيع يستخدم الرصاص واق ًيا للجسم من أشعة Xغير المرغوب فيها.
المخلـــوقات الحيـة على
مركبات الكربون.
تســتخدم بلــورات الســليكون فــي صناعــة رقاقات
الحاسوب.
55
المﺠموعة 15 Nitrogen ال�صكلÓ 8Óتســتخدم الأمونيا فــي صناعة
مﺠموعة النيتروجين 7
N النايلون ،ذلــك الفيبر الخفيف
والقوي ،القــادر على أن يحل
Phosphorus محل الحرير في أ ّي استعمال،
15
P حتى في المظلات.
Arsenic
33
As
Antimony
51
Sb
Bismuth
83
Bi
المجموعة – 1مجموع��ة النيتروجين نجد في أعلى المجموعة الخامسة المزارعون
يفحص المزارعون كل عام التربة
عشر عنصرين لافلزين هما النيتروجين والفوسفور ،وهما ضروريان للمخلوقات ليحددوا مســتوى المواد المغذية
الحية ،ويدخلان في تركيب المواد الحيويــة التي تعمل على تخزين المعلومات فيها ،تلك المواد التي تحتاج إليها
الجينية والطاقة في الجسم .كما يدخلان في الكثير من الصناعات .ورغم أ ّن أكثر النباتات حتى تنمو .وتســاعدهم
من %80من الهواء الذي نتنفســه نيتروجين إلا أ ّننا لا نستطيع أخذ حاجة الجسم نتيجــة الفحــص علــى تحديد
من النيتروجين عند استنشــاقه؛ إذ يجب أول ًا أن تحــ ِّول البكتيريا غاز النيتروجين الكمية المناســبة التي تضاف إلى
إلى موا ّد يســهل على جذور النباتــات امتصاصها ،ثم يأخذ الجســم حاجته من التربة من النيتروجين والفوسفور
والبوتاســيوم؛ لزيــادة احتمــال
النيتروجين بتناوله للنبات.
الحصول على محاصيل جيدة.
ﻫل يستطيع جسمك الحصول على النيتروجﲔ عند تنفس
الهواﺀ الجوي؟ وضح ذلك. ال�ص�كلÓ ٩Óيعد الفوسفور ضرور ًيا للنبات؛
يحتوي غــاز الأمونيا على النيتروجين والهيدروجين ،ويســتخدم من ّظ ًفا ومط ّه ًرا لذا يستعمل في صناعة الأسمدة.
للجراثيم عند إذابته في الماء .وتضاف الأمونيا السائلة إلى التربة بوصفها سما ًدا،
ويمكن تحويلها إلى ســماد صلب .وتســتخدم الأمونيا أي ًضا في تجميد الطعام
وتجفيفــه كما في الثلاجــات (الفريزر) ،وفــي صناعة النايلون المســتخدم في
المظلات ،كما في الشكل .
هناك نوعان من الفوسفورُ ،هما الأحمر والأبيض ،إل ّا أ ّن الفوسفور الأبيض أكثر
نشا ًطا؛ لذلك يجب أل ّا يتع ّرض للأكسجين؛ حتى لا ينفجر .ولذلك تصنع رؤوس
أعواد الثقاب من الفوســفور الأحمر الأق ّل نشــا ًطا؛ فهو يشــتعل بفعل الحرارة
الناتجة عن احتكاك عود الثقاب .ومركبات الفوســفور مك ّون أساســي في صحة
الأســنان والعظام .وتحتاج النباتات كذلك إلى الفوسفور ،لذلك نجد الفوسفور
من المك ّونات الأساسي ّـة للأسمـدة انظر الشكل .9
5
المﺠموعة 1 Oxygen المجموع��ة -1عائل��ة الأأك�ش��جين إذا نظرنــا في عناصر
عائلة الأكسﺠين 8
O المجموعة 16فســنجد أ ّن أول عنصرين فيها هما الأكســجين
Sulfur والكبريت ،وهما أساس ّيان في الحياة .بينما العناصر الأثقل في
16 المجموعة هما التيلوريوم والبولونيوم ،وهما أشباه فلزات.
S
يك ّون الأكسجين الذي نتنفسه حوالي %20من الغلاف الجوي.
Selenium ويحتاج الجسم إلى الأكســجين لإنتاج الطاقة من الغذاء الذي
34
Se نتناوله ،كما يدخل الأكســجين في تركيب الصخور والمعادن،
Tellurium وهو ضروري للاشــتعال .وتكمن أهمية اســتخدام الرغوة في
52
Te إطفاء الحرائق أنها تعزل الأكســجين عن الموا ّد المشتعلة ،كما
تلاحظ في الشــكل .10والأوزون هو الشكـــل الأقل شيو ًعا
Polonium للأكسجين؛ حيث يتك ّون في طبقات الجو العليا بتأثير الكهرباء
84 في أثناء حدوث العواصف الرعدية .والأوزون ضروري لحماية
Po
المخلوقات الحية من الإشعاعات الشمسية الضارة.
تراكم ال�شموم أ ّما الكبريت فهو لافلز صلب ،أصفر ال ّلون ،يستخدم بكميات كبيرة في صناعة حمض
من المـعـــروف أ ّن الـزرنيـــخ الكبريتيك ،الحمض الأكثر اســتخدا ًما في العالم ،والذي يتكــ ّون من اتحاد الكبريت
يعطل وظائــف المخلوق الحي والأكسجين والهيدروجين؛ حيث يستخدم حمض الكبريتيك في الكثير من الصناعات،
الحيوية؛ وذلك بتعطيل عمليات
الأيــض .ولأ ّن الزرنيخ يتراكم ومنها صناعات الطلاء والأسمدة والمنظفات والأنسجة الصناعية والمطاط.
في الشــعر فإن الطــب الجنائي
يتمكن مــن اكتشــاف حالات أ ّما الســيلينيوم فهو موصــل للكهرباء عند تعرضه للضوء ،ولذلك يســتخدم في
التســمم بالزرنيــخ عــن طريق الخلايا الشمسية وعدادات الضوء .ونظ ًرا إلى شدة حساسيته للضوء يستخدم في
فحص عينات من الشعر .وتذكر
بعض كتب التاريــخ أن نابليون آلات التصوير الضوئي.
(القائد الفرنسي)ُ ،قتل بتسميمه
بالزرنيخ الذي وجدت آثاره بعد
فحص عينة من شعره .ابحث في
الكتب المرجعية عن شــخصية
نابليون ،وعن سبب قيام أحدهم
بتسميمه بالزرنيخ.
ال�صكلÓ ١٠Óتشــ ّكل الرغوة طبقــة عازلة
للأكسجين فتحاصر النيران.
5
المﺠموعة 1 Fluorine ال�صكلÓ ١١Óالهالوجينات مجموعة من
مجموعة الهالوجينات 9
F العناصر لها اســتخدامات
متعــددة؛ فالكلور يضاف
Chlorine إلى مياه المسابح للتعقيم
17
Cl وقتل البكتيريا.
Bromine
35
Br
Iodine
53
I
تحتاج أجهزة جسمك Astatine
إلى اليود 85
At
المجموع��ة -1مجموع��ة الهالوجينات جميــع عناصر هــذه المجموعة المﺠموعة 1 Helium
الﻐازات النبيلة 2
لافلزات ما عدا الأســتاتين؛ فهو شــبه فلز مشــع ،وقد ســميت هذه المجموعة He
بالهالوجينــات Halogensوتعني "مكونات الأملاح" ،فنجد مثل ًا أ ّن ملح الطعام
Neon
أو كلوريد الصوديوم مادة تتك ّون مــن الصوديوم والكلور .وتك ّون جميع عناصر 10
هذه المجموعة أملا ًحا مشــابهة عند اتحادها مــع الصوديوم أو مع أ ّي عنصر من Ne
عناصر الفلزات القلوية. Argon
18
أكثر عناصر المجموعة نشــا ًطا هو الفلور ثم الكلور فالبروم ،ثم اليود الذي يعد Ar
أق ّلها نشا ًطا .ويو ّضح الشكل 11بعض استخدامات الهالوجينات.
Krypton
ماذا ينتج عن اتحاد الهالوجينات مع الفلزات القلوية؟ 36
Kr
المجموعة -18الغازات النبيلة ُتســ ّمى عناصر المجموعة 18الﻐازات النبيلة
Xenon
Noble gases؛ لأ ّنها توجد في الطبيعة منفردة ،وناد ًرا ما تتحد 54
مع عناصر أخرى بسبب نشاطها القليل ج ًّدا. Xe
فالهيليــوم عنصر أقــل كثافة من الهواء ،ولا يشــتعل ،ولذلك Radon
يســتخدم في ملء البالونات والمناطيد ،ومنهــا المناطيد التي 86
تحمل كاميرات لتصويــر الأحداث الرياضيــة ،أو التي تحمل Rn
أجهزة خاصة لقياس عناصر الطقس ،كمـــا في الشــكل .1.
ورغم أ ّن الهيدروجين أخ ّف من الهيليوم إلا أ ّن الهيليوم يستخدم
أكثر؛ لأنه لا يشتعل ،مما يعني أنه آمن.
5
ال�صكلÓ ١٢Óللغازات النبيلة تطبيقات كثيرة. ا�ش��تخدامات الغازات النبيلة يســتخدم غاز النيون وباقــي الغازات النبيلة في
استخدم العلماء بالونات الهيليوم في قياس اللوحات الإعلانية كما في الشــكل .12فعندما يم ّر التيار الكهربائي في الأنابيب
عناصر الطقس ،وفي اللوحات الإعلانية. التي تحتوي على هذه الغازات تتوهج الأنابيب بألوان مختلفة حســب نوع الغاز،
فيتوهج الهيليوم بلون أصفر ،والنيون بلون برتقالي مائل إلى الأحمر ،بينما يتوهج
الأرجون باللون الأزرق البنفسجي.
الأرجــون هو الغاز النبيل الأكثــر تواف ًرا في الطبيعة ،وقد اكتشــف عام 1894م،
ويســتخدم الكربتون مع النيتروجين في مصابيح الإنارة العادية؛ لأ ّن هذه الغازات
تحفظ الفتيل (سلك التنجستون) من الاحتراق ،وإذا استخدم مزيج من الكريبتون
والأرجون والزينون في هذه المصابيح فإ ّنها تدوم فترة أطول .وتســتخدم مصابيح
الكربتون في إنارة أرضية مدارج المطارات.
ونجد في نهاية المجموعة الرادون ،وهو غاز مشــع ينتج بشكل طبيعي عند تح ّلل
اليورانيوم في التربة والصخور .وهذا الغاز مض ّر ج ًّدا؛ لأ ّنه يستم ّر في إطلاق الإشعاعات،
وقد يسبب سرطان الرئة إذا استم ّر الناس في تنفس الهواء الذي يحوي هذا الغاز.
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟
2
اختبر نف�شك الخا�شة
.1قارن بين عناصر المجموعة 1وعناصر المجموعة .17 المجموعتان 2،1
.2اذكر اســتخدامين لعنــر واحد مــن عناصر كل تتحدÓعنا�صرÓالمجموعتينÓ٢Ó،١ÓمعÓعنا�صر Óأاخرى.
عنا�صرÓهذهÓالمجموعاتÓفلزاتÓماÓعداÓالهيدروجين.
مجموعة من مجموعات العناصر الممثلة. عنا�صرÓالفلزاتÓالقلويةÓالأأر�صيةÓاأق ّلÓن�صا ًطاÓمنÓ
.3ح ّدد مجموعة العناصر التــي لا تتحد عناصرها مع
عنا�صرÓالفلزاتÓالقلوية.
عناصر أخ ّرى. المجموعات 18 – 13
.4التفك��ر الناقد عنر الفرانســيوم فلــز قلوي نادر
ومشــع ،يقــع في أســفل المجموعــة ،1ولم تدرس نجدÓفيÓالمجموعةÓالواحدةÓمنÓهذهÓالمجموعاتÓ
Ó١8Ó-Ó١٣عنا�صرÓفلزيةÓولأÓفلزيةÓواأ�صباهÓفلزات.
خصائصه جي ًدا .هل تتوقع أن يتحد الفرانســيوم مع النيتروجينÓوالفو�صفور�ÓصروريانÓللمخلوقاتÓ
الماء بشكل أكبر من السيزيوم أم أقل؟ الحية.
تك ّونÓالهالوجينات Óأاما ًحاÓمعÓالفلزاتÓالقلوية.
تطبيق المهارات
.توقع مــا قابلية عنــر الأســتاتين لتكوين الملح
مقارنة بباقــي عناصر المجموعــة ،17وهل هناك
نمط لنشاط عناصر هذه المجموعة؟
9
العناصر الانتقالية الدر�ص
3
الفلزات الأهداف
ُتســ ّمى المجموعات 12–3العناصر الانتقالية ،وجميعهــا فلزات .وإذا تتبعنا هذه تح ّدد خصائص بعــض العناصر
الفلزات في الجدول الدوري من اليسار إلى اليمين سنجد أ ّن خصائص هذه العناصر الانتقالية.
لا يحكمها نمط تغير واضح ،مقارنة بالتغير الذي يحدث للعناصر الممثلة. تـميز بـيـــن الـلانـثـانـيــدات
والأكتنيدات.
وتكــون معظم العناصر الانتقالية م ّتحدة مع عناصــر أخرى على هيئة خامات ،وقد
يكون بعضها ح ًّرا مثل الذهب والفضة. الأهمية
ثاثي��ة الحديد جاء ذكر الحديد في قوله تعالــى :ﱫﭑ ﭒ ﭓ ﭔ تســتخدم العناصر الانتقالية في الكثير
من الأشياء ،ومنها الكهرباء في منزلك،
ﭕ ﭖ ﭗ ﭘ ﭙ ﭚ ﭛﭜ ﭝ ﭞ ﭟ ﭠ ﭡ
ﭢ ﭣ ﭤ ﭥ ﭦ ﭧ ﭨ ﭩﭪ ﭫ ﭬ ﭭ ﭮ ﭯﱪ الحديد. والحديد للبناء.
والحديد أكثر العناصر ثبا ًتا؛ وذلك لشــدة تماسك مكونات النواة في ذرته ،ويمتاز مراجعة المفردات
بخاصية مغناطيســية أقوى؛ فكمية الحديد الهائلة التي أوجدها الله جلت قدرته في الع���دد ال�ك��ت��لي مجـــموع عدد
باطن الأرض تؤدي دو ًرا مه ًّما في توليد المجال المغناطيسي للأرض ،وهذا المجال البروتونات والنيوترونات في نواة
هو الذي يمنع ك ًّلا من الغلاف الغازي والمائي والحيوي للأرض من الانفلات. الذرة.
نجد في الدورة الرابعة ثلاثة عناصر لها خصائص متشابهة ،وهي الحديد والكوبالت المفردات الجديدة
والنيكل .تعرف هــذه العناصر بثلاثية الحديد ،ولها صفات مغناطيســية؛ إذ يصنع
المغناطيــس الصناعي من مزيج مــن النيكل والكوبالت والألومنيوم ،ويســتخدم العامل المحفز اللانثانيدات
الأكتنيدات العناصر المصنعة
النيكل في البطاريات مع الكادميوم.
ال�صكلÓ ١٣Óتحتوي البنايات والجســور
أ ّما الحديد فهو ضروري للهيموجلوبين الذي ينقل الأكسجين في الدم.
على الفولاذ.
وعند مزج الحديد مع الكربون ومع فلــزات أخرى تنتج أنواع مختلفة من الفولاذ. وضح لماذا يستخدم الفولاذ
فالجسور وناطحات السحاب ـ كما في الشكل 13ـ تعتمد على الفولاذ.
في البناء؟
ما الفلزات التي تك ّون ثلاثية الحديد؟
Iron Cobalt Nickel
26 27 28
Fe Co Ni
0
ال�صكلÓ ١٤Óيســتخدم العنصر الانتقالي ا�شتخ���دامات العنا�شر الأن���تقالية درجات انصهار معظم العناصر الانتقالية
التنجستونفيمصابيحالإنارة أعلى مــن درجات انصهار العناصــر الممثلة؛ فالفتيل المســتخدم في المصباح
بسبب ارتفاع درجة انصهاره. الكهربائي مثل ًا ـ والمو ّضح في الشــكل 14ـ مصنوع من عنصر التنجستون؛ لأن
له أعلى درجة انصهار (° 3410س) مقارنة بالفلزات الأخرى ،فـــلا ينصهـر عند
مرور التيـــار الكهـربائي فيه .أ ّما الزئبـق فله درجة انصـهـار (° 39 -س) أقل من
أي فلــز آخر ،ويدخل في صناعة مقاييس الحرارة ومقاييس الضغط الجوي .وهو
الفلز الوحيد الذي يوجد في الحالة الســائلة عند درجة حرارة الغرفة ،وهو ســام
كغيره مــن العناصر الثقيلة .لذلك يجب أخذ الحيطــة والحذر عند التعامل معه.
أ ّما بالنسبة لعنصر الكروم فقد اشتق اسمه من الكلمة الإغريقـيـة chromaوالتي
تعني اللون .ويو ّضـــح الشــكل 15مادتين تحتويان على عنصر الكروم .ويتحد
الكثير من العناصر الانتقالية بعضها مع بعض لتكوين موا ّد ذات ألوان لامعة.
ونجد أي ًضا أ ّن عناصر الروثينيوم والروديــوم والبلاديوم والأوزميوم والأريديوم
والتي تســ ّمى أحيا ًنا مجموعة البلاتين ،لها صفات متشابهة؛ فهي لا تتحد بسهولة
مع العناصــر الأخرى ،وتســتخدم في التفاعــلات الكيميائيــة بوصفها عوامل
مساعدة .والعامل المحفز Catalystما ّدة تعمل على زيادة سرعة التفاعل دون أن
تتغ ّير ،ومن العناصر الانتقالية الأخرى التي تعمل بوصفها عوامل مساعدة النيكل
والكوبالت والخارصين .وتستخدم العناصر الانتقالية بوصفها عوامل مساعدة في
إنتاج المواد الإلكترونية والاستهلاكية والبلاستيك والأدوية.
ال�صكلÓ ١5Óتســتخدم العناصر الانتقالية ﺍﻟﻌﻨﺎﴏ ﺍﻻﻧﺘﻘﺎﻟﻴﺔ
في الكثير من المنتجات.
1
العناصر الانتقالية الداخلية ال أأ�شواء ال�شاطعة
يســتخدم كل من أكسيد الليتريوم
هناك سلســلتان من العناصر الانتقالية الداخلية ،تمتد الأولى من الســيريوم إلى ( )Y2O3وأكسيـــد اليـــوروبيوم
اللوتيتيوم ،و ُتس ّمى اللانثانيدات Lanthanidesأو العناصر الترابية النادرة؛ وذلك ( )Eu2O3فــي شاشــات التلفاز
لأ ّن الاعتقاد الســائد آنذاك أ ّنها قليلة الوجود ،وتوجد عاد ًة متحدة مع الأكسجين لإعطاء اللون الأحمــر الطبيعي،
في القشــرة الأرضية .أ ّما السلســلة الثانية فتمتد من الثوريوم إلى اللورينســيوم، وذلك عندما ُتقذف هذه الشاشات
بشــعاع من الإلكترونــات ،كما
و ُتس ّمى الأكتنيدات .Actinides تســتخدم مركبات أخرى لتكوين
الألوان الإضافية اللازمة لإعطاء
ما الاسم الآخر الذي تعرف به اللانثانيدات؟
الصور مظهرها الطبيعي.
الانثانيدات فلــزات لينــة يمكن قطعها بالســكين ،ولكنها متشــابهة ،حيث
يصعب فصلها عندمــا توجد في خام واحد ،ولقد اعتقد قدي ًما أ ّنها نادرة الوجود،
إلا أن القشرة الأرضية فـي الـواقـع تحـــوي مـن السـيريوم أكثر من الرصاص؛
فالسـيريوم يكـ ّون %50مـــن سبـيكـة المـيـــسش ،التي نجـدهـا فـي حـجـر
الولاعـــة كمـا في الشكل ،1والتي تحتوي بالإضافة إلى السيريوم على عناصر
مثل لانثانيوم ونيوديميوم والحديد.
العناصر الانتقالية الداخلية
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
ال�صكلÓ ١6Óيتكونالحجرالمستخدمفيالولاعةمن%50منفلزالسيريوم،و%25مـنالـلانـثـانـوم،و%15مننـيـوديـمـيوم،
و %10من فلزات نادرة وحديد.
.
العلــوم ال أأكتنيدات جميع الأكتنيدات عناصر مشعة؛ أنويتها غير مستقرة ،وتتحول إلى
عبر المواقع الإلكترونية عناصر أخرى.
ال أأخطار ال�شحية اليورانيوموالثوريوم،والبروتاكتينيومهيالعناصرالطبيعيةالوحيدةمن الأكتنيدات
ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر التي توجد في القشرة الأرضية؛ ويمتاز اليورانيوم بطول فترة عمر النصـــف لـه؛
حيث تبلغ 4٫5مليارات ســنة .أ ّما بقية عناصر الأكتنيدات فتكون عناصر مصنعة
شبكة الإنترنت Synthetic elementsفي المختبرات والمفاعلات النووية ،انظر الشــكل .1
أو أيــة مواقع أخرى للبحث عن وهذه العناصر المصنعة لها اســتخدامات كثيرة؛ فيستخدم البلوتونيوم مث ًلا وقو ًدا
في المفاعلات النووية .أ ّما الأميريســيوم فيستخدم في بعض أجهزة الكشف عن
الأضرار الصحية للزئبق. الدخان في المباني .وأ ّما عنصر الكاليفورنيوم 252 -فيســتخدم في قتل الخلايا
ن��ش����اط اكتب فقرة حول تأثير السرطانية.
الزئبق على صحتك.
ما الصفة التي تشترك فيها جميع الأكتنيدات؟
طب ال أأ�ش��نان ومواده اســتخدم أطباء الأسنان منذ
أكثر مــن 150عا ًما مزي ًجا مك ّو ًنا من النحاس والفضة
والقصدير والزئبق لحشو فجوات الأسنان ،م ّما يعرض البعض لأبخرة الزئبق السامة.
أ ّما الآن فيستخدم الأطباء بدائل مك ّونة من الصمغ والبورسلان الذي يستخدم لمعالجة
الأسنان ،وهي مواد قوية ومقاومة كيميائ ًّيا لسوائل الجسم ،ويتغير لونها ويصبح كلون
الأســنان الطبيعي .وتحتوي بعض أنواع الصمغ المكونة لهــذه المواد على الفلوريد
الذي يحمي الأســنان من النخر .وتعد هذه الموا ّد عديمة النفع إذا لم يستخدم الأطباء
مثبتــات قوية معها ،حيث تســتخدم المثبتات (مواد لاصقة) فــي إلصاق هذه المواد
بالسن الطبيعي ،وهذه المثبتات تكون أي ًضا قوية ومقاومة كيميائ ًّيا لسوائل الجسم.
لماذا ُيستخدم الصمغ والبورسلان في علاج الأسنان؟
يستخدم الأطباء سبائك من النيكل والتيتانيوم لتقويم الأسنان المعوج ِة وتقويتها،
إذ ُتصنع هذه الســبائك في صورة أســلاك تعالج بالحرارة لتأخذ شكل الأسنان.
ُترى كيف تعمل هذه الأسلاك على تقويم الأسنان؟
3
العناصر المصنعة
جسيم محرر ال�شكل 1
اندماج نووي ذرة أ لا يوجد عنصر ﺃثقــل من اليورانيوم في القشرة الأرضية بشــكل
طبيعــي؛ إذ يحتوي عــلى 9.بروتو ًنــا و 14نيوترو ًنــا .إلا ﺃن
طاقة منبثقة العلــماﺀ تم ّكنوا من تصنيع عناصر لها عدد ذري ﺃكرّب من اليورانيوم
باستخدام مس ِّرعات الجســيمات؛ ﺣيث ُتقذف الأنوية بﺠسيمات
ذرة ب سريعة ،وتلتحم بالنواة لتكوين عنصر ﺃثقل وﻫذه العناصر الثقيلة
عنصر ُمص َّنع جديد المصنعة ﻫي نظائر مشــعة ،بعضها يبقى لفــترات قصيرة ج ًّدا لا
تتﺠاوز ﺃجزاﺀ من الثانية قبل ﺃن تشــع الجسيمات وتتح َّلل لتك ِّون
عناصر خفيفة.
▲ عندما تتحد الذرات تندمج ﺃنويتها ،فتش ّكل عنص ًرا
جدي ًدا قد يكون عمره قصي ًرا .وفي ﻫذه العملية تنطلق
بعض الطاقة وبعض الجسيمات.
▲ نﺠد ســيل ًا من الذرات التي تتح ّرك بسرعات مذﻫلة في الحﺠرة المفرغة
من الهواﺀ في مسرِّع الجسيمات ،كالموجود في مدينة ﻫيس في ﺃلمانيا.
◀ ﺃقــر المﺠلــس العام للأيوباك الاســم الرســمي للعنصر
،110الذي كان يحمل اســم يونانيليــوم ( ،)Uunليصبح
دارمستادتيوم ( ،)Dsومن المتوقع ﺃن تتم تسمية العنصر 111
في القريب العاجل.
4
3
اختبر نف�شك الخا�شة
.1ع ّن فيم تختلف العناصر المك ّونة لثلاثية الحديد عن العنا�شر الأنتقالية
باقي العناصر الانتقالية؟ جميعÓالعنا�صرÓالأنتقالية(Óعنا�صرÓالمجموعاتÓمنÓ
..و�شح الاختـلافات الأساسيـــة بين اللانثانيدات Ó)١٢-٣فلزات.
والأكتنيدات؟ تتغيرÓخ�صائ�ضÓالعنا�صرÓالأنتقاليةÓبدرجةÓاأق ّلÓمنÓ
.3و�شح أهم استخدامات الزئبق؟ خ�صائ�ضÓالعنا�صرÓالممثلة.
� .4شف كيف تنتج العناصر المصنعة؟ ال�ع�ن�ا��ص�رÓالم�ك�ون�ةÓل�ث�اث�ي�ةÓالح�دي�دÓه�يÓالح�دي�دÓ
.5التفكر الناقد الإيريديوم والكادميوم من العناصر
الانتقالية ،فهل تستطيع تو ّقع أهُّيما سا ٌّم ،وأهُّيما عامل والنيكلÓوالكوبالت.
العنا�شر الأنتقالية الداخلية
مساعد؟ و ّضح ذلك. ت�صمل�Óصل�صلةÓالانثانيداتÓالعنا�صرÓمنÓال�صيريومÓ
تطبيق المهارات وحتىÓاللوتيتيوم.
ت�ع�رفÓال�ان�ث�ان�ي�داتÓاأي��ً�ص�اÓب�ال�ع�ن�ا��ص�رÓال�تراب�ي�ةÓ
.ك ّون فر�شية كيف يكــون مظهرالمصباح المحترق
مقارنة بمظهــر المصباح الجديد (الســليم)؟ وما النادرة.
ت�صمل� Óصل�صلة Óالأأكتنيدات Óالعنا�صر Óمن ÓالثوريومÓ
الذي يمكن أن يف ّسر هذا الاختلاف؟
وحتىÓاللورين�صيوم.
5
الفلزات واللافلزات
سؤالمنواقعالحياة الأهداف
تهتــم البرامج الفضائية بالفلزات التي توجد على الكويكبات ،والتي يمكن تعدينها ت�ش��ف المظهــر العــام للفلــز
للحصــول على حديد ونيكل نقيين .وقد ينتج عن عملية التعدين نواتج ثانوية ق ّيمة واللافلز.
مثل عناصر الكوبالت ،والبلاتينيوم ،والذهب .فكيف يســتطيع العاملون بالتعدين
تق�� ّوم قابلية الطــرق واللمعان
تحديد ما إذا كان العنصر فل ًّزا أم لا فل ًّزا؟
للفلز واللافلز.
الخطوات
.1انسخ الجدول الآتي في دفتر العلوم ،ود ّون ملاحظاتك عندما تنتهي من تنفيذ تاحظ التفاعــلات الكيميائية
تجاربك. للفلــز واللافلــز مــع الحمض
والقاعدة.
بيانات الفلزات والافلزات
المواد والأدوات
التفاعلÓمع ÓالتفاعلÓمعÓ القابليةÓ العن�صر المظهر 10 أنابيــب اختبــار مــع حامــل
CuCl2 HCl للطرق
للأنابيب.
كربون مخبار مد ّرج سعته 10مل.
�صليكون ملاقط صغيرة.
مطرقة صغيرة.
كبريت محلول حمض الهيدروكلوريك HCl
(تركيزه 0٫5مول /لتر).
حديد محلولكلوريدالنحاس (Cu Cl2 IIتركيزه
0٫1مول /لتر).
الق�صدير فرشاة تنظيف أنابيب.
.2صف بالتفصيل مظهر العينة (التي ســيقدمها لــك معلمك) من حيث اللون قلم تخطيط.
25 جم مــن (كربون ،ســليكون،
واللمعان والحالة.
قصدير ،كبريت ،حديد).
.3استخدم المطرقة لتع ّرف هشاشة العينة أو قابليتها للطرق.
إجراءات السلامة
.ر ّقم خمسة أنابيب اختبار ،5-1ثم ضع في ك ّل أنبوب 1جم من ك ّل عينة في أنبوب منفصل ،وأضف إلى كل أنبوب
5مل من محلول .HClإذا تك ّونت فقاقيع فهذا دلي ٌل على حدوث تفاعل كيميائي.
.أعد الخطوة رقم 4باســتخدام محلول CuCl2بد ًلا من محلول .HClاســتم ّر في المراقبة م ّدة خمس دقائق؛ بعض
التغيرات قد تظهر ببطء .لاحظ أن التغير في مظهر العنصر دليل على حدوث التفاعل.
تحليل البيانات
.1تحليل النتائج ما الخصائص التي ُتم ّيز بين الفلزات واللافلزات؟
..اكتب قائمة بالعناصر التي وجد أنها فلزات.
� .3شف أشباه الفلزات ،هل هناك عناصر من التي فحصتها أشباه فلزات؟ س ِّمها إن وجدت.
الاستنتاج والتطبيق
.1و�شح كيف يمكن أن تتغير حاجتنا لبعض العناصر في المستقبل؟
..ا�شتنتج لماذا يعد اكتشاف الفلزات وتعدينها على الكويكبات من الاكتشافات المهمة؟
تـــــوا�صــــــل
ببياناتك
قارن بيــن نتائجك ونتائج زملائــك ،ثم اعرض
عليهم ما توصلت إليه ،وناقشهم فيه.
العلم والمجتمع
الذهـــــــــــــب
الربط مع روؤية 2030
من اأه�داف الروؤية•:
َ 3·3·1واَتلْعأ ِ�ْظشيِت َُمفاادْل ِِةقيِم َْمن ِهةا.ال ُم َح َّق َق ِة ِم ْن ِق َطا ِع ال َّت ْع ِدي ِن
اســتخدمته العديد مــن الحضــارات والدول في معدن الذهــب (•)Auمــن أكثر العناصــر الفلزية
صناعة العملات الفلزية .كما يدخل بشــكل رئيس
في صناعة الحلــي والمجوهرات .وتتميز المملكة شــيو ًعا عند الناس منذ العصور القديمة؛ لما له من
العربية السعودية باتساع مساحتها الجغرافية الغنية خصائص تم ّيزه عن باقي العناصر.فهوطري ،أصفر
بالمــوارد المعدنية النفيســة مثــل الذهب والذي اللــون ،لامع ،وموصل جيد للحــرارة والكهرباء،
يســتخرج بكميــات كبيرة من مدينــة مهد الذهب
وســتطلق رؤية 2030اســتراتيجية جديدة ترتكز وينصهــر عند درجــة حــرارة ˚ 1063س ويغلي
على تحفيز الاستثمار في قطاع التعدين. عند درجة ˚ 2809س .ويوجــد في الطبيعة على
هيئــة حبيبات في الصخور ،أو فــي قيعان الأنهار،
أو على شــكل عروق في باطن الأرض ،ويســمى
عندئ ٍذ "التبر" ،ويكون مختل ًطــا مع عناصر أخرى
وخصو ًصا الفضة.والعديد من الناس َيخلطون بينه
وبين معدن البيريت؛ لتشــابه لونيهما ،ولكن يمكن
تمييز الذهب بســهولة بسبب وزنه النوعي المرتفع
(.)19٫3
ومما ينفرد به الذهب ِق ّلة نشاطه الكيميائ ّي؛ فلا يتأثر
بالهواء ولا بالمــاء ولا بالأحماض ولا بالمحاليل
الملحيــة ،وبالتالــي لا يصدأ ولا يفقــد بريقه؛ لذا
ابحث في النشــاط الكيميائي لفلز الذهب ،واربط ذلك بموقع العلــوم
الفلز في سلسلة النشاط الكيميائي واستعماله في منا ٍح مختلفة. عبر المواقع الإلكترونية
ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر شبكة
الإنترنت.
دليل مراجعة الفصل
مراجـعــة الأفـكـار الرئيـســة
المجموعة الأولــى .العناصر القلويــة الأرضية ثقيلة، الدرس الأول مقدمة في الجدول الدوري
ولها درجة انصهار عاليــة مقارنة بالعناصر القلوية التي .1عند ترتيب العناصر في الﺠــدول وفق أعدادها الذرية،
انتظمت العناصر التي لها خصائص متشــابهة في عمود
تقع ضمن نفس الدورة.
.4لعناصر الصوديوم ،والبوتاسيوم ،والماغنسيوم ،والكالسيوم واحد ،وسميت مجموعة أو عائلة.
..تتغير خصائص العناصر تدريج ًّيــا كلما انتقلنا أفق ًّيا في
دور حيوي مهم.
صفوف (دورات) الجـدول الدوري.
الدرس الثالث العناصر الانتقالية .3تقســم عناصر الجـــدول الدوري إلــى عناصر ممثلة
.1توجد الفلــزات المكونــة لثلاثية الحديد فــي أماكن
متنوعة؛ فالحديد مث ًلا يوجد في الدم ،وكذلك يستخدم وعناصر انتقالية.
في بناء ناطحات السحاب. الدرس الثاني العناصر الممثلة
..النحاس والذهب والفضة عناصر غير نشطة ولينة وقابلة .1للمجموعات في الجـــدول الدوري أسماء ُتعرف بها،
للسحب والطرق. كالهالوجينات في المجموعة السابعة عشرة.
.3اللانثانيدات عناصر طبيعية لها خواص متشابهة. ..ذرات العناصر في المجموعــة 1والمجموعة 2تتحد
.4الأكتنيدات عناصر مشــعة ،وجميعها مــا عدا الثوريوم
مع ذرات العناصر الأخرى.
والبركتينيوم واليورانيوم عناصر مص َّنعة. .3عناصــر المجموعــة الثانية أقل نشــا ًطا مــن عناصر
تصور الأفكار الرئيسة
انسخ الخريطة المفاهيمية الآتية التي تتعلق بالجدول الدوري ،ثم أكملها:
الﺠدول
الدوري
يحوي يحوي
تتضمن عناصر
انتقالية
تتضمن
المجموعات المجموعات اللانثانيدات
2-1 12-3
9
.13أ ّي العناصــر الآتية يمكن أن يكــ ِّون ما ّدة صفراء لامعة ا�شتخدام المفردات
اللون؟
ﺃجب عن الأسئلة الآتية:
أ .الكروم .1ما الفرق بين الدورة والمجموعة في الجـدول الدوري
ب .الحديد
ج .الكربون للعناصر؟
د .القصدير ..ما أوجه التشابه بين أشباه الفلزات وأشباه الموصلات؟
.14المجموعة التي جميع عناصرها لافلزات هي: .3ما المقصود بالعامل المساعد؟
.4ر ّتب المواد التالية حسب توصيلها للحرارة والكهرباء
أ1 . (مــن الأعلى إلى الأقــل) :لا فلزات ،فلزات ،أشــباه
ب2 .
ج12 . فلزات.
د18 . .5ما أوجه التشابه والاختلاف بين الفلزات واللافلزات؟
.15أ ّي م ّما يأتي يصف عنصر التيلوريوم؟ .ما العناصر المصنعة؟
أ .فلز قلوي .ما العناصر الانتقالية؟
ب.فلز انتقالي .لماذا تعد بعض الغازات نبيلة؟
ج .شبه فلز
د .لانثانيدات تثبيت المفاهيم
.1أ ّي الهالوجينات الآتية يعد عنص ٌر مش ٌع؟ اختر رمز الإجـابة الصحيحة فيما يأتي:
أ .الأستاتين .9أي مجموعات العناصر التالية تتحد سري ًعا مع العناصر
ب .البروم
ج .الكلور الأخرى لتك ّون مركبات؟
د .اليود أ .العناصر الانتقالية ج .الفلزات القلوية الأرضية
التفكر الناقد ب.الفلزات القلوية د .ثلاثية الحديد
.1ف�ّش��ر لمــاذا ُيحفظ الزئبق بعي ًدا عن الســيول ومجاري .10أ ّي العناصر التالية ليس من العناصر الانتقالية؟
المياه؟
ج .الفضة أ .الذهب
.1ح�� ّدد إذا أردت أن تجعــل عنصر الأرجون النبيل يتحد
مع عنصر آخر فهل يكون الفلور هو الاختيار الأنسب؟ د .الكالسيوم ب .النحاس
ف ّسر ذلك. .11أ ّي العناصر التالية لا ينتمي إلى ثلاثية الحديد؟
ج .النحاس أ .النيكل
د .الحديد ب .الكوبالت
.1.أ ّي من العناصر التالية يقع في المجموعة 6والدورة 4؟
ج .التيتانيوم أ .التنجستون
د .الهافنيوم ب .الكروم
0
أان�شطة تقويم الأأداء استعن بالرسم الآتي للإجابة عن السؤال رقم :19
..4ط��رح الأأ�ش��ئلة ابحث عن إســهامات هنري موزلي في ١ ٢ ٣٤
تطوير الجـــدول الدوري الحديث ،وابحث عن عمله
وخلفيته العلمية .اكتــب نتيجة بحثك في صورة مقابلة H Be BC
صحفية. ١ Al Si
تطبيق الريا�صيات Li Ga Ge
..5العنا�شر عند درجة حرارة الغرفة م ّثل برســم بياني ٢
بالأعمدة العناصــر الممثلة في الحــالات الصلبة
Na Mg
والسائلة والغازية عند درجة حرارة الغرفة.
..اح�ش��ب مستعي ًنا بالمعلومات التي حصلت عليها في ٣
الســؤال السابق .احسب النســب المئوية للعناصر
K Ca
الممثلة الصلبة والسائلة والغازية.
ارجع إلى الشكل الآتي للإجابة عن السؤال رقم .. ٤
H .19ف�ّش��ر البيان��ات ُيظهر الجـــدول الــدوري أنما ًطا عند
Li N F الانتقــال من عنصر إلى آخر في الصفوف والأعمدة ،و ُيم ّثل
الحجــم الذري في هــذا الجزء من الجـــدول الدوري في
Co I
Ag صــورة كرات .ما الأنماط التي يمكــن أن تلاحظها في هذا
Hg الجزء من الجـدول الدوري بالنسبة للحجم الذري؟
..0ق�� ّوم تن ّص نظرية ما على أن بعض الأكتنيدات التي تلت
..تفا�شيل العنا�شر ح ّدد رقم دورة ومجموعة العناصر اليورانيوم كانت يو ًما ما في القشــرة الأرضية .إذا كانت
الظاهرة في الجـــدول الدوري أعــلاه ،وحالة ك ّل هذه النظ ّرية صحيحة فكيف يمكن مقارنة عمر النصف
للأكتنيــدات بعمر النصف لليورانيــوم الذي هو 4٫5
عنصر عنــد درجة حرارة الغرفة ،وأ ّيهــا فلز ،وأ ّيها
لافلز؟ مليارات سنة؟
..1ح ّدد ال�ش��بب والنتيجة لماذا يعمل المصورون في غرفة
خافتة الإضاءة عند تعاملهم مع موا ّد تحوي السيلينيوم؟
...تو ّق��ع كيف يمكــن أن تكون الحياة علــى الأرض إذا
كانت نســبة الأكســجين في الهواء %80والنيتروجين
،%20على عكس ما هو موجود فع ًلا؟
..3قارن بين عنصــري Naو Mgاللذين يقعان في الدورة
نفســها ،وبيــن العنصريــن Fو Clاللذيــن يقعان في
المجموعة نفسها.
1
الوحدة اختبار مقنن3
استعن بالﺠدول الآتي للإجابة عن السؤالين 4و .5 الجزء ال أإول :اأ�سئلة الإختيار من متعدد
نظائر النيتروجن اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي:
عدد البروتونات العدد الكتلي النظر .1أ ّي م ّما يأتي لا يعد عنص ًرا:
نيتروجين١٢-
نيتروجين١٣- ج .الكربون أ .الحديد
7 Ó ١٢ Ó د .الأكسجين ب .الفولاذ
7 Ó ١٣ Ó استخدم الرسم البياني التالي للإجابة عن السؤالين :3 ،.
نيتروجين7 Ó ١٤ Ó ١٤- التحلل الإشعاعي للكوبالت 0 -
نيتروجين7 Ó ١5 Ó ١5- ٥۰۰
٤٥۰
.4يظهرالجـدولالسابقخصائصبعضنظائرالنيتروجين. الكمية (جرام) ٤۰۰
ما عدد النيوترونات في نظير النيتروجين15-؟ ۳٥۰
۳۰۰
أ 7 .ج8 . ۲٥۰
۲۰۰
د15 . ب14 . ۱٥۰
۱۰۰
.5أ ّي نظير من النظائر السابقة أق ّل استقرا ًرا؟
أ .النيتروجين 15-ج .النيتروجين14- ٥۰
ب.النيتروجين 13-د .النيتروجين12- ۰ ٥ ۱۰ ۱٥ ۲۰ ۲٥ ۳۰ ۳٥ ٤۰ ٤٥ ٥۰
.أي م ّما يأتي أصغر كتلة؟ الزمن (سنة)
ج .النواة أ .الإلكترون ..يظهر الرسم البياني الســابق التح ّلل الإشعاعي لكمية
مقدارها 500جم من الكوبالت ،60-ما عمر النصف
د .النيوترون ب .البروتون
له؟
.أ ّي العناصر الآتية الأثقل وهو في الحالة الطبيعية؟
جAm . أAc . ج 10٫54 .سنوات أ 5٫27 .سنوات
د 60٫0 .سنة ب 21٫08.سنة
ب Po.دU .
.العدد الذري لعنصر الروثينيوم هو ،44والعدد الكتلي .3كم يتبقى من الكوبالت 60-بعد 20عا ًما؟
له .101ما عدد بروتونات هذا العنصر؟ ج 60 .جم أ 30 .جم
ج57 . أ44 . د 120 .جم ب 90.جم
د101 . ب88 .
.
اختبار
مقنن
.9أ ّي م ّمــا يأتي لا يمكن معرفة عمره باســتخدام التأريخ .13ما الاســم الذي يطلق على العناصــر الثلاثة هذه التي
تســتخدم في عمليات صنع الفــولاذ ومخاليط فلزات الكربوني14-؟
أخرى؟ ج .بقايا النبات أ .وعاء خشبي
ج .الفلزات التي تصنع أ .اللانثانيدات د .الأدوات الصخرية ب.شظايا العظم
منها العملات ب .الأكتنيدات .10م ّم تتكون جميع الموا ّد؟
د .ثلاثية الحديد
ج .أشعة الشمس أ .الرمل
.14إلى أ ّي مجموعة تنتمي العناصر البارزة في الجـدول؟
د .سبائك معدنية ب .ذرات
ج .العناصر الانتقالية أ .اللافلزات
.11أ ّي العبــارات الآتيــة المتعلقــة بالجـــدول الدوري
ب.الغازات النبيلة د .الفلزات صحيح؟
أ .توجد العناصر جميعها بشكل طبيعي على الأرض .15 .أ ّي عناصــر المجموعــة 13يدخل فــي صناعة علب
المشروبات الغازية ونوافذ المنازل؟
ب.تم ترتيب العناصر حسب زمن اكتشافها.
ج .البورون أ .الألومنيوم
ج .العناصر التي لها خصائص متشابهة تقع في
د .الجاليوم ب .الإنديوم
المجموعة نفسها.
استخدم الﺠدول التالي للإجابة عن السؤالين 1و .1 د .رتبت العناصر حسب رأي مندليف.
.1.أ ّي م ّما يأتي لا يع ّد من خصائص الفلزات؟
أ .قابلة للسحب والتشكيلH He .
Li Be F Ne
Na Mg Cl Ar ب.لها لمعان.
K Ca Br Kr ج .قابلة للطرق.
Rb Sr I Xe
د .رديئة التوصيل للحرارة والكهرباءCs Ba At Rn .
Fr Ra
استخدم الرسم التالي للإجابة عن السؤالين 13و .14
Iron Cobalt Nickel
.1الهالوجينــات عناصــر لا فلزيــة نشــطة .أي عناصر 26 27 28
المجموعات الآتية يتحد معها بصورة سريعة؟
أ .المجموعة - 1الفلزات القلوية. Fe Co Ni
ب.المجموعة -2الفلزات القلوية الأرضية.
ج .المجموعة -17الهالوجينات.
د .المجموعة -18الغازات النبيلة.
3
الوحدة اختبار مقنن3
..لمــاذا لا يتطابق رمــز العنصر أحيا ًنا مع اســمه؟ أعط .1أ ّي من الفلزات القلوية الآتية أكثر نشا ًطا؟
مثالين على ذلك ،وصف أصل ك ّل رمز منهما.
جNa . أLi .
استخدم الرسم البياني التالي للإجابة عن السؤالين .و..9
دCs . بK .
درجات غليان العناصر التي تقع في الدورات 3-1
ُ .1تصنــف الكثير من العناصر الأساســية للحياة -ومنها
٤٥۰۰ النيتروجين والأكسجين والكربون -ضمن مجموعة:
۳٥۰۰
۲٥۰۰درجة الﻐليان (°س) ج .الفلزات أ .اللافلزات
۱٥۰۰
ب.أشباه الفلزات د .الغازات النبيلة
٥۰۰
٥۰۰- الجزء الثاني :اأ�سئلة الإإجابات الق�سيرة
۱ ۲ ۳ ٤ ٥ ٦ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱٤ ۱٥ ۱٦ ۱۷ ۱۸ .19ما العنصر؟
H He Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl Ar ..0ما الاسم الحديث لأشعة الكاثود؟
العنصر /العدد الذري ۱ pﺑﺮﻭﺗﻮﻥ ۲ pﺑﺮﻭﺗﻮﻥ e-
۲ nﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ ۱ nﻧﻴﻮﺗﺮﻭﻥ
..تظهر البيانات أ ّن درجــة الغليان خاصية دورية .و ّضح
المقصود بالخاصية الدورية. p p
n p
..9صف النمط الموجود في البيانات أعلاه.
.30صف الخليط الذي كان يســتخدمه أطباء الأسنان قبل n n
150سنة مضت لحشو الأســنان ،ولماذا يستخدمون
ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ ٣ - ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ ) + (e -ﻫﻴﻠﻴﻮﻡ ٣ -
الآن موا ّد أخرى لحشو الأسنان؟
.31قارن بين الجـــدول الــدوري الذي وضعــه مندليف ..1يو ّضح الشكـــل أعلاه التحلل الاشعاعي (تحلل بيتا)
للهيدروجين 3-إلى هيليوم 3-وإلكترون ،فما جسيم
والجـدول الدوري الذي وضعه موزلي.
.3.اختــر مجموعة مــن العناصر الممثلــة ،واكتب قائمة بيتا؟ ومن أ ّي جزء من الذرة يأتي جسيم بيتا؟
بأســماء عناصرها ،ثم اكتب 4 – 3استخدامات لهذه ...صف التح ّول الذي يحدث خلال تح ّلل جسيمات بيتا،
العناصر. كما هو مو ّضح في الشكـل أعلاه.
..3وضح أفكار طومسون حول مك ّونات الذرة.
..4هل تكون الإلكترونــات بالقرب من النــواة ،أم بعي ًدا
عنها؟ ولماذا؟
..5عمر النصف لعنصر الســيزيوم 137 -هو 30٫3سنة،
فإذا بدأت بعينة كتلتها 60جم فكم يتبقى من العينة بعد
90٫9سنة؟
..قارن بين خصائص عنصري الذهــب والفضة اعتما ًدا
على معلومات الجـدول الدوري.
4
اختبار
مقنن
.41ما الدور المهم الذي يلعبه عنصر النيتروجين في جسم الجزء الثالث :أا�سئلة الإإجابات المفتوحة
الإنســان؟ و ّضح أهمية البكتيريا للتربة التي تعمل على
تحويل النيتروجين من حالته الطبيعية التي يوجد فيها. استخدم الرسم التالي للإجابة عن السؤالين .34،33
.4.يصنع العديد من الأســلاك المستخدمة في المنازل من
النحاس .ما خصائص النحاس التي تجعله ملائ ًما لهذا ترتد بعﺾ اﳉسيﲈت ﲣﱰق معظم اﳉسيﲈت صفيحة الذهب
إﱃ اﳋلف عﲆ اﳌصدر دون أن تنحرﻑ أو تنحرﻑ قلي ًلا
الغرض؟
.43لماذا يقوم بعــض أصحاب المنازل بالتح ّقق من وجود مصدر اﳉسيﲈت اﳌوجبة
الشحنة )جسيﲈت ألفا(
(أو عدم وجود) غاز الرادون النبيل في منازلهم؟
شعاع من اﳉسيﲈت اﳌوجبة
استخدم الرسم البياني التالي للإجابة عن السؤالين 44و.45 )جسيﲈت ألفا(
صفيحة ذهب
شاشة فلورسنتية تتوهج عند سقوط
اﳉسيﲈت اﳌشحونة عليها
ﺍﻟﻨﺴﺒﺔ ﺍﻟﻌﻨﺎﴏ ﺍﳌﻮﺟﻮﺩﺓ ﰲ ﺟﺴﻢ ﺍﻹﻧﺴﺎﻥ .33يو ّضح الرسم أعلاه تجربة راذرفورد .صف التجهيزات
والإعدادات التي قام بهــا في التجربة ،وما النتائج التي
۷۰
٦۰ توقعها راذرفورد من تجربته؟
٥۰
٤۰ .34ما دلالة ارتداد بعض الجسيمات من صفيحة الذهب؟
۳۰
۲۰ وكيف فسر راذرفورد هذه النتائج؟
۱۰
.35صف أفكار دالتون حول مك ّونات المادة ،والعلاقة بين
۰ الذرات والعناصر.
أخرى كالسيوم هيدروجﲔ كربون أكسجﲔ .3صف كيف اكتشفت أشعة الكاثود (المهبط).
ﺍﻟﻌﻨﴫ .3صف كيــف تمكن طومســون من توضيح أ ّن أشــعة
.44يو ّضح الرســم البياني أعلاه وجود بعض العناصر في الكاثود عبارة عن سيل من الجسيمات ،وليست ضو ًءا.
جسم الإنسان بكميات كبيرة .معتم ًدا على المعلومات .3تحتوي بعض أجهزة كشف الدخان على مصادر مشعة.
المعطاة في الجـــدول الدوري ،ص ّمم جدو ًلا يو ّضح وضح كيف يســتفاد من ظاهرة التح ّلل الإشعاعي في
خصائص ك ّل عنصــر ،على أن يتضمــن رمزه وعدده
الــذري والمجموعة التي ينتمي إليها ،وح ّدد ما إذا كان الكشف عن الدخان؟
فل ًزا أم لا فلز أم من أشباه الفلزات. .39عمر النصف للمنجنيز 54-يســاوي 312يو ًما تقري ًبا.
.45أحد العناصر التي في الرسم أعلاه من الفلزات القلوية و ّضح من خلال الرسم البياني التح ّلل الإشعاعي لع ّينة
الأرضية .قارن بين خصائــص عناصر هذه المجموعة
من هذه المادة كتلتها 600جم.
وبين خصائص عناصر مجموعة القلويات.
.40صف استخدامات العناصر المشعة في الطب والزراعة
والصناعة.
5
الوحدة الروابط والتفاعلات الكيميائية 4
ما العلاقة بين العملات المعدنية وتاريخ
المملكة العربية ال�صعودية؟
عبر الع�شور تم ا�شتخدام المعادن كنقود ،فا�شتخدمت معادن كالنحا�ص
والبرون��ز في ت�شني��ع العم��ات المعدني��ة؛ وكانت �ش��ريعة الت�ش��وه في
الأ�شتخدام اليومي ،ولكن عن طريق خلط المواد الكيميائية المختلفة
اكت�شبت هذه المعادن �شابة اأكبر للوقاية من الت�شوه.
ولق��د �ش��هد ع��ام 13ه� العدي��د من التط��ورات النقدي��ة في تاريخ
المملك��ة العربية ال�ش��عودية ،حي��ث أالغى الملك عبدالعزيز اآل �ش��عود
-يرحم��ه الله -جمي��ع النق��ود المتداول��ة كالعثماني��ة والها�ش��مية
والروبي��ة الهندي��ة وغرها .في �ش��بيل بلورة هوي��ة المملكة العربية
ال�ش��عودية من خال نقودها ل أأنها رمز ل�ش��يادتها ،وا�شتبدالها بنقود
وطنية جرى �شكها من معدن (الكوبر نيكل).
ثم خال العام نف�شه تم طرح اأول ريال عربي �شعودي خال�ص وجرى
�ش��كه م��ن مع��دن الف�ش��ة ،وفي ع��ام 13ه��� ( 193م) تم تطويره
ليكون أاول نقد �ش��عودي يحمل ا�ش��م المملكة العربية ال�شعودية .كما
تم تح�ش��ن �شفات��ه الكيميائية إاذ تميز بارتفاع درج��ة نقاوته التي
بلغت ( .)0.91
وت�ش��هيا للحجاج الذين ياقون م�شقة من حملهم للريالأت الف�شية
الثقيلة ،أا�شدرت موؤ�ش�ش��ة النقد العربي ال�شعودي اإي�شالأت الحجاج
من فئة الع�شرة ريالأت ،تا ذلك إا�شدار فئتن جديدتن وهما :فئة
الخم�شة ريالأت ،وفئة الريال الواحد.
ارجع إلى الموقع الإلكتروني ﺃو ﺃي مواقع ﺃخرى للبحث عن فكرة ﺃو موضوع مشــروع يمكن
ﺃن تنفذه ﺃنت.
من المشاريع المقترﺣة:
· اكتب بح ًثا ﺣول مهنة المهندس الكيميائي ،والمهام التي يقوم بها ،وﺃﻫمية مهنته في الحياة
العملية.
· التقنية استقص الموا ّد الكيميائية التي تدخل في وجبة إفطارك ،وص ّمم رس ًما بيان ًّيا دائر ًّيا
تو ّضح فيه نسبة كل مادة كيميائية في الطعام الذي تتناوله.
· النماذج اعرض على الطلاب تفاعل ًا كيميائ ًّيا بســي ًطا وشائ ًعا ،ثم اجمع ما كتبه الطلاب من
تفاعلات كيميائية بسيطة ليتشاركوا فيها.
كيمياﺀ العملات استكشــف المواد الكيميائيــة «للماﺀ الملكي»
المستخدم لإذابة العملات المعدنية.
البناء الذري ال�ف��ص�ل
والروابط الكيميائية
يعتم�د Óارتب�اط Óال�ذرات Óبع�صه�اÓ
ببع�ضÓعلىÓتركيبهاÓالذري.
الدرس الأول
اتحاد الذرات
الفك��رة Óالرئي��ص��ة Óتصبـح
الذرات أكثر استقرا ًرا عند
اتحادها.
الدرس الثاني
ارتباط العنا�صر
الف�ك���رة الرئي��ص�ة ترتبـط ذرات
العناصــر بعضهــا مــع بعض
بانتقال الإلكترونــات بينها أو
بالمشاركة فيها.
عائلة العنا�صر النبيلة
تنتمي الغازات التي تســتخدم في مناطيد المراقبة ومصابيح الإنارة المختلفة
ولوحات الإعلانات إلى عائلة واحدة .ستتع ّرف في هذا الفصل الصفات التي
تم ّيز عائلات العناصر ،كما ستتعلم كيف تك ِّون الذرات الروابط الكيميائية فيما
بينها؛ بفقد إلكترونات ،أو اكتسابها ،أو التشارك فيها.
دفتر العلوم اكتــب جملة تقارن فيها بيــن الصمغ الذي يســتخدم لتثبيت
الأشياﺀ في المنازل والروابط الكيميائية.
نشاطات تمهيدية
الروابــط الكيميائية اعمــل المطوية بناء نموذ ٍج لطاقة ال إألكترونات
التاليــة لتســاعدك عــلى تصنيــف
المعلومات من خلال رسم مخططات إذا نظرت ﺣولك في المنزل وفي غرفتك ،ســتﺠد
توضيحية للأفكار المتعلقة بالروابط ﺃشــياﺀ عدة ،بعضها مصنوع من القماش ،وبعضها
الآخر مــن الخشــب ،وكثيــر منها مصنــوع من
الكيميائية. البلاستيك .إ ّن عدد العناصر التي توجد في الطبيعة
لا يتﺠاوز المئة ،وتتحد م ًعا لتكوين الموا ّد المختلفة
ﺍﻟﺮﻭﺍﺑﻂ الخطوة 1اطـ ِو الـورقـة الرأسية التي تشاﻫدﻫا ،فما الذي يﺠعل ﻫذه العناصر تك ّون
ﺍﻟﺮﻭ ﺍﺑﻷﻂﻳﻮﻧﻴﺔ من منتصفهــا كما في
ﺍﻷﻳﻮﻧﺍﻴﻟﺔﺮﻭﺍﺑﻂ روابط كيميائية فيما بينها؟
ﺍﻟﺮﻭﺍﺍﻟﺑﺘﻂﺴﺎﳘﻴﺔ الشكل.
ﺍﻟﺍﺘﻟﺮﺴﺍﺎﻭﻟﺍﺮﺑﳘﻭﻴﺍﻂﺔﺑﻂ .1التقط مشبك ورق بواسطة مﻐناطيس ،ثم التقط
الخطوة .اطـــ ِو المـطـوية مـن مشب ًكا آخر بالمشبك الأول.
ﺍﻷﺍﻳﻮﻷﻧﻳﻴﺔﻮﻧﻴﺔ منتصفها مرة أخرى من
جانب إلى جانب آخر، ..استم ّر في التقاط مشابك الورق بالطريقة نفسها
ﺍﻟﺮﺍﻭﻟﺍﺮﺑﻭﺍﻂﺑﻂ على أن تبقــى الحافة ﺣتى لا ينﺠذب ﺃ ّي مشبك جديد.
ﺍﻟﺘ ﺍﺴﻟﺎﺘﺴﳘﺎﻴﺔﳘﻴﺔ
المغلقة من أعلى. .3افصل المشابك واﺣ ًدا تلو الآخر بلطف.
الخطوة 3ﺃعد فتح طيــة الورقة .4التفكيــر الناقد :اكتب فــي دفتــر العلوم ﺃ ّي
الأخيــرة و ُق ّص الطبقة المشابك كان فصله ﺃسهل ،وﺃ ّيها كان ﺃصعب،
العلوية منهــا ليصبح وﻫل كان المشــبك الأسهل فصله ﻫو الأقرب
لديك شريطان. ﺃم الأبعد عن المﻐناطيس؟
الخطوة 4ﺃدر الورقة رأســ ًّيا ،ث ّم
عنون الشــريطين كما
هو مبين في الشكل.
تلخيص :في أثناء قراءتك للفصل ح ّدد الأفكار الرئيسة
المتعلقة بمفهوم الروابط الكيميائية ،واكتبها تحت العنوان
المناسب لها .وبعد قراءتك للفصل و ّضح الفرق بين
الروابط التساهم ّية القطبية والتساهمية غير القطبية ،واكتب
ذلك في الجزء الداخلي من مطويتك.
9
أتهيأ للقراءة
طرح ال أأ�صئلة
أتع ّلم يســاعدك طرح الأســئلة على فهم ما تقرأ؛ ولا بد أن تف ّكر في أثناء 1
2
قراءتك في الأسئلة التي تود الحصول على إجابات لها ،قد تجد أحيا ًنا إجابات
بعضهــا في فقرة مختلفة عن التي تقرؤها ،أو فــي فصل آخر .وعليك أن تتعلم
طرح أسئلة مناسبة مثلَ :من..؟ وماذا..؟ ومتى..؟ وأين..؟ ولماذا..؟ وكيف..؟
أتد ّرب اقرأ هذه الفقرة التي أخذت من الدرس الثاني في هذا الفصل.
بــدأ الكيميائيون فــي العصور الوســطى محـــاولات جادة
لاكـتـشاف عـلم الكيمـــياء .وعلى الرغم من إيمان الكثيرين
منهم بالســحر وتحويل المــوا ّد (مثل تحويــل الرصاص إلى
الذهــب) ،إلا أ ّنهم تعلمــوا الكثير عن خصائــص العناصر،
واستخدموا الرموز للتعبير عنها في التفاعلات .صفحة .9
وهذه بعض الأسئلة التي قد تطرحها حول الفقرة أعلاه:
من الكيميائيون ال ُقدامى؟
ما إسهاماتهم في الكيمياء؟
ما الرموز التي استخدموها في تمثيل العناصر؟
هل تختلف تلك الرموز عن الرموز الكيميائية الحديثة؟
٣أط ّبق ابحث في أثناء قراءتك هذا الفصل عن
إجابات للعناوين التي جاءت في صورة أسئلة.
0
ااقرخﺃترلّبت نﺠفدسإجكا،بااطتر عح ﺃن ﺃسئلسئةل،تثمك. 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 جميع الموا ّد حتى الصلبة منها ـ مثل الخشب والحديد ـ فيها فراغات. م أاو غ
.1
.2يستطيع العلماء تحديد موقع الإلكترون في الذرة بصورة دقيقة.
.3تدور الإلكترونات حول النواة ،كما تدور الكواكب حول الشمس.
.عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة هو العدد الذري للذرة نفسها.
.تتفاعل الغازات النبيلة بسهولة مع العناصر الأخرى.
.العناصر جميعها تفقد أو تكتســب أعدا ًدا متساوي ًة من الإلكترونات
عندما ترتبط مع عناصر أخرى.
.تتح ّرك إلكترونات الفلزات بحر ّية خلال أيونات الفلز.
.8تتحد بعض ذرات العناصر من خلال التشارك بالإلكترونات.
.9يحتوي جــزيء الماء على طرفين متعاكســين تما ًما ،كما في قطبي
المغناطيس.
1
اتحاد الذرات الدر�ص
1
البناء الذري الأهداف
إذا نظرت إلى مقعدك الذي تجلس عليه فســوف تجده صل ًبا .وقد تندهش عندما تح ّدد كيــف تترتب الإلكترونات
تعلــم أ ّن الموا ّد جميعها وحتى الصلبة منها ـ كالخشــب والحديد ـ تحتوي غال ًبا داخل الذرة.
على فراغــات .فكيف يكون ذلك؟ علــى الرغم من وجود فراغــات صغيرة أو
تقارن بيــن أعــداد الإلكترونات
معدومة بين الذرات ،إل ّا أن هناك فراغات كبيرة داخل الذرة نفسها. التي تستوعبها مستويات الطاقة في
يوجد في مركز كل ذرة نواة تحتوي علــى البروتونات والنيوترونات .و ُتم ّثل هذه الذرة.
النواة معظم كتلة الذرة .أ ّما بقية الذرة فهو فراغ يحوي إلكترونات ذات كتلة صغيرة تربط بين ترتـيـــب الإلكترونات
ج ًّدا مقارنة بالنواة .وعلى الرغم من أ ّنه لا يمكن تحديد موقع الإلكترون بدقة إل ّا أ ّن فــي ذرة العنصــر وموقعهــا في
الإلكترونات تتح ّرك في الفراغ المحيط بالنواة والذي ُيس ّمى السحابة الإلكترونية.
الجدول الدوري.
ولكــي تتخيل حجم الذرة ،فلــو تصورت النواة في حجم قطعــة النقد الصغيرة
فسوف تكون الإلكترونات أصغر من حبيبات الغبار ،وتمتد السحابة الإلكترونية الأهمية
حول قطعة النقد بمساحة تعادل 20ملع ًبا من ملاعب كرة القدم. تحــدث التفاعــلات الكيميائية في كل
مكان من حولنا.
الأإلكترونات قد تعتقد أ ّن الإلكترونات تشــبه إلى حــ ّد كبير الكواكب التي تدور
مراجعة المفردات
حول الشمس ،ولك ّنها في الواقـــع مختلفـــة كثيـ ًرا عنها؛ فكمـــا هـو مبين في الذرة هي أصغر جزء من العنصر
الشــكل ، 1ليس للكواكب شــحنة كهربائية ،بينمــا نجد أ ّن نــواة الذرة موجبة
الشــحنة ،والإلكترونات ســالبة الشــحنة .كما أ ّن الكواكب تتح ّرك في مدارات يحتفظ بخصائصه.
يمكن توقعها ،ومعرفة مكان وجود الكواكــب بدقة في أ ّي وقت ،بينما لا يمكننا المفردات الجديدة
معرفة ذلك بالنســبة للإلكترونات .ورغم أ ّن الإلكترونات تتحرك في مساحة من
الفــراغ حول النواة يمكن توقعها إل ّا أنه لا يمكن تحديد موقع الإلكترون بدقة في مستوى الطاقة
هذه المساحة .لذا استخدم العلماء بدل ًا من ذلك نموذ ًجا رياض ًّيا يحسب ويتوقع التمثيل النقطي للإلكترونات
المكان الذي يمكن أن يكون فيه الإلكترون. الرابطة الكيميائية
تتحــرك الإلكترونات حول ال�صكلÓ ١Óيمكنــك مقارنــة الكواكب
النواة ،ولكن لا يمكن تحديد
بالإلكترونات.
مساراتها بدقة.
تتحركالكواكبفي مدارات
محددة حول الشمس.
.
e- تركي�ب العن�صر لك ّل عنصر تركيب ذري مميز لــه يتك ّون من عدد مح ّدد
p+ e- من البروتونات والنيوترونات والإلكترونــات .ويكون عدد الإلكترونات
n p+ n e-
مســاو ًيا دائ ًما لعدد البروتونات في ذرة العنصر المتعادلة .ويبين الشكل .
n p+ n نموذ ًجا ثنائي الأبعاد للتركيب الإلكتروني لذرة عنصر الليثيوم التي تتك ّون
من ثلاثة بروتونــات وأربعة نيوترونات داخل النــواة ،وثلاثة إلكترونات
تدور حول النواة.
ال�ص�ك�لÓ ٢Óتتكـــ ّون ذرة اللـيـثـيـــوم ترتيب الإلكترونات
المـتـعـادلـــة من ثـلاثـــة إ ّن عدد الإلكترونات وترتيبها في ســحابة الذرة الإلكترونية مسؤولان عن
بروتونــات موجبة الشــحنة الكثير من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعنصر.
وأربعة نيوترونــات متعادلة
الشــحنة وثلاثة إلكترونات طاق�ة ال إألكترون رغم أ ّن إلكترونات الــذرة يمكن أن توجد في أي مكان داخل
سالبة الشحنة. الســحابة الإلكترونية ،إلا أ ّن بعضها أقرب إلى النواة من غيرها ،و ُتسم ّى المناطق
المختلفة التي توجد فيها الإلكترونات مســتويات الطاقة .Energy levelsويبين
النشاط الكيميائي الشكل 3نموذ ًجا لهذه المستويات ،و ُيم ّثل كل مستوى كم ّي ًة مختلف ًة من الطاقة.
ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائيةتجربة عملية ع�دد الأإلكترونات يتســع كل مســتوى من مســتويات الطاقة لعــدد مح ّدد من
الإلكترونــات .وك ّلمــا كان المســتوى أبعــد عن النواة اتســع لعــدد أكبر من
الإلكترونات ،فمســتوى الطاقة الأول يتســع لإلكترون واحد أو اثنين فقط ،أ ّما
مستوى الطاقة الثاني فيتسع لـ 8إلكترونات فقط ،ومستوى الطاقة الثالث يتسع لـ
18إلكترو ًنا فقط ،أ ّما مستوى الطاقة الرابع فيمكن أن يتسع لـ 32إلكترو ًنا فقط.
ﻣﺴﺘﻮﻳﺎﺕ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ
ﺍﻟﻨﻮﺍﺓ
ال�صكلÓ ٣Óتتـحـ ّرك الإلـكـتــــرونات حول نواة الذرة في
جميــع الاتجاهــات .وتم ّثل الخطــوط الداكنة
فـــي الشكل مستويات الـطـاقة الـتي قد توجـد
الإلكترونات فيها.
ﺣ ّدد مستوى الطاقة الذي يمـــكن أن يتـسـع
لأكبر عدد من الإلكترونات.
3
32إلكﱰو ًنا ﺩﺭﺟﺔ = ٤مستوى الطاقة الرابع
18إلكﱰو ًنا ﺩﺭﺟﺔ = ٣مستوى الطاقة الثالﺚ
8إلكﱰونات ﺩﺭﺟﺔ = ٢مستوى الطاقة الثاﲏ
إلكﱰونان ﺩﺭﺟﺔ = ١مستوى الطاقة الأول
ﺍﻷﺭﺿﻴﺔ = النواة
ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ال�صكلÓ ٤Óك ّلما ابتعد مستوى الطاقة عن
طاقة الم�شتويات تبين درجات السلم في الشكل 4نموذ ًجا للح ّد الأقصى من النواة ازداد عدد الإلكترونات
التي يمكن أن يتسع لها.
الإلكترونات التي يمكن أن يستوعبها ك ّل مستوى من مستويات الطاقة في السحابة
الإلكترونية .تخيل أ ّن النواة تمثل الأرضيــة والإلكترونات في الذرة لها كميات ﺣ ّدد المســتوى الأقل طاقة
مختلفة من الطاقة يمكن تمثيلها بمســتويات الطاقة ،و ُتم ّثل مستويات الطاقة هذه والمستوى الأكبر طاقة.
بدرجات الســ ّلم ،كما في الشــكل .4للإلكترونات في مستويات الطاقة الأقرب
إلى النواة طاقة أقل من الإلكترونات في المســتويات الأبعد عن النواة ،مما يسهل العلــوم
فصلهــا .ولتحديد الح ّد الأقصى من عدد الإلكترونات التي يمكن أن يســتوعبها
مستوى الطاقـــة نستخـدم العـلاقة التاليـة :عدد الإلكترونات = .ن ،2حيث تم ّثل عبر المواقع الإلكترونية
"ن" رقم مستوى الطاقة. الأإلكترونات
ارجــع إلى التجربة الاســتهلالية في بداية الفصل ،حيث تط ّلــب الأمر طاقة أكبر ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر
لإزالة مشــبك الورق الأقرب إلى المغناطيس ،من الطاقة اللازمة لإزالة المشبك
البعيــد عنه؛ وذلك لأ ّن قوة جذب المغناطيس للمشــبك القريب إليه كانت أكبر. شبكة الإنترنت
وكذلك بالنســبة للذرة؛ فك ّلما كان الإلكترون (السالب الشحنة) أقرب إلى النواة للبحث عــن معلومــات حول
الموجبة الشــحنة كانت قوة الجذب بينهما أكبر .ولذلك فإ ّن فصل الإلكترونات الإلكترونات وتاريخ اكتشافها.
ن��ص��اط ابحث عن ســبب عدم
القريبة إلى النواة أكثر صعوبة من تلك البعيدة عنها. قدرة العلمــاء على تحديد موقع
ما الذي يحدد مقدار طاقة الإلكترون؟ الإلكترونات بدقة.
الجدول الدوري ومستويات الطاقة 4
يتضمن الجـــدول الدوري معلومات حول العناصر ،كما يمكن استخدامه أي ًضا
في فهم مســتويات الطاقة .انظر إلى الصفوف الأفقية (الدورات) في الجـــدول
الدوري الجزئي المو ّضح في الشــكل 5في الصفحــة المقابلة ،وتذكر أ ّن العدد
الذري لأ ّي عنصر يســاوي عدد البروتونات في نواة ذلك العنصر ،ويساوي أي ًضا
عــدد الإلكترونات حول النــواة في الذرة المتعادلة .ولهــذا يمكنك تحديد عدد
الإلكترونات لك ّل عنصر بالنظر إلى عدده الذري المكتوب فوق رمز العنصر.
التوزيع الإلكتروني
إذا أمعنت النظر في الجـــدول الدوري الموضح في الشكل 5فستجد أ ّن العناصر
مرتبة وفق نظــام مح ّدد؛ حيث يزداد عدد الإلكترونات في الذرة المتعادلة إلكترو ًنا
واح ًدا ك ّلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين خلال الدورة الواحدة .وإذا تأملت الدورة جائزة نوبل
الأولى مثل ًا تجد أنها تحوي عنصر الهيدروجين الـــذي يحـــتوي عـلـى إلكترون العالــم العربي أحمــد زويل هو
واحد ،وعنصر الهيليوم الذي تحتوي ذرتـــه على إلكـترونين فـي مستوى الطاقـة أســتاذ فــي الكيميــاء والفيزياء
وكان يعمل مدي ًرا لمختبر العلوم الأول .انظر الشــكل .4ولما كان مســتوى الطاقة الأول يستوعب إلكترونين بح ّد
الجزيئيــة فــي معهــد كاليفورنيا أقصى ،فإن المســتوى الخارجي للهيليــوم مكتمل ،والذرة التي يكون مســتواها
التقنــي .حاز أحمــد زويل على الخارجي مكتم ًلا تكون مستقرة ،ولذلك فالهيليوم يعد عنص ًرا مستق ًّرا.
جائزة نوبل فــي الكيمياء في عام ماذا تس َّمى صفوف العناصر في الجدول الدوري؟
1999م .وقد تمكن العالم زويل
تبدأ الدورة الثانية بعنصر الليثيوم الــذي يحتوي على ثلاثة إلكترونات ،إلكترونان وفريق عمله من اســتخدام الليزر
منها في مســتوى الطاقة الأول ،وإلكترون في مســتوى الطاقة الثاني .لذا فالليثيوم فــي ملاحظــة وتســجيل تك ّون
يحوي إلكترو ًنا واح ًدا في مســتوى الطاقة الخارجي (الثاني) .وعن يمين الليثيوم الروابط الكيميائية وكسرها.
يقع عنصــر البريليوم الذي يحتوي على إلكترونين في مســتوى الطاقة الخارجي،
بينما يحتوي البورون على ثلاثة إلكترونات في مســتوى الطاقة الخارجي .وهكذا
حتى تصل إلى عنصر النيون الذي يحتوي على ثمانية إلكترونات في مستوى الطاقة
ال�ص�ك�لÓ 5Óيو ّضــح هــذا الجــزء مــن الخارجي.
الجــدول الــدوري التوزيع عند النظر إلى الشكل 4مرة أخرى ستلاحظ أ ّن مستوى الطاقة الثاني يستوعب
الإلكـتــرونـــي لـبــعـض ثمانيــة إلكترونات ،فالنيون له مســتوى طاقة خارجي مكتمــل ،وهذا التوزيع
العـنـــاصر .احســب عدد الإلكتروني الذي يض ّم ثمانية إلكترونات في المســتوى الخارجي للذرة يجعل
الإلكترونات لــكل عنصر، الذرة مســتقرة؛ لذا فإن ذرة النيون مســتقرة .وكذلك الأمر بالنسبة إلى عناصر
ولاحــظ كيف يــزداد العدد الدورة الثالثة؛ حيث تملأ العناصر مستوياتها الخارجية بالإلكترونات بالطريقة
ك ّلمــا انتقلنا في الـجـــدول نفســها ،وتنتهي هذه الدورة بعنصر الأرجون .ورغم أ ّن مستوى الطاقة الثالث
الــدوري مــن اليســار إلى
اليمين.
1 18 قــد يتســع لـــ 18إلكترو ًنا فقــط ،إلا
أ ّن للأرجــون ثمانيــة إلكترونــات في
Hydrogen Helium مستوى الطاقة الخارجي ،وهو التوزيع
1 2 الإلكترونــي الأكثر اســتقرا ًرا .إذن ك ّل
H He دورة فــي الجـــدول الــدوري تنتهي
1
Lithium 2 13 14 15 16 17 Neon
3 10
Li Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Ne
4 5 6 7 8 9
2 Be B C N O F
Sodium Magnesium Aluminum Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon بعنصر مستق ّر.
13 14 15 16 17 18
11 12 Al Si P S Cl Ar
Na Mg
3
5
تصنيف العناصر (عائلات العناصر) Ne
يمكن تقسيم العناصر إلى مجموعات أو عائلات؛ فكل عمود من أعمدة الجـدول ال�صكلÓ 6Óالـــغازات النبـيـــلة عنـاصـر
الدوري ـ كما في الشــكل 5ـ يمثل عائلة من العناصــر .ولأ ّن الهيدروجين يعد
عادة منفصل ًا ،فإن العمود الأول يضـ ّـم العائلة الأولى التي تبدأ بعنصري الليثيوم مســتق ّرة؛ لأ ّن مســتوى طاقتها
والصوديوم .بينما تبدأ العائلة الثانية بالبريليوم والماغنســيوم في العمود الثاني... الخارجي مكتمــل ،أو لأ ّن لها
وكما أن أفراد العائلات البشرية متشابهون في الشكـــل والسمات نجد كذلك أن توزي ًعاإلكترون ًّيامستق ًّرامنثمانية
عائلة العناصر الواحدة تتشــابه في الخصائص الكيميائية؛ لأ ّن لها العدد نفسه من إلكترونات ،مثل عنصر النيون،
الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. كما في الشكل.
وقد أعطى النم ُط التكــراري (الدوري) للخصائص العال َم الكيميائي الروســي ال�صكلÓ 7Óلعنـــصر الفلور الهالوجـيـني
ديمتري مندليف عام 1869م فكر َة إنشــاء أول جــدول دوري للعناصر .فأصدر
ســبعة إلكترونات في مستوى
أول جدول دوري ،وهو يشبه كثي ًرا الجـدول الدوري الحديث. طاقته الخارجي.
الغ�ازات النبيلة انظر إلى تركيب عنصر النيون في الشــكل ،ولاحظ أ ّن جميع ﺣ ّدد ماعددالإلكتروناتفي
مستوى الـطـاقة الخـارجـي
العناصر التي تليه أي ًضا في المجموعة 18لها ثمانية إلكترونات في مستوى الطاقة
الخارجي؛ لذا فهي مســتق ّرة ،ولا تتحد بســهولة مع غيرها من العناصر .وكذلك لعنصر البروم الهالوجيني؟
نجــد أ ّن الهيليوم ـ الذي يحتوي مســتوى طاقته الوحيد علــى إلكترونين فقط ـ
مســتقر أي ًضا .وقد كان ُيعتقد ســاب ًقا أ ّن هذه العناصر غير نشطة أب ًدا .ولذلك كان
ُيطلق عليها اســم الغازات الخاملة ،ولكن بعد أن عرف العلماء أ ّن هذه الغازات
تتفاعــل أحيا ًنا أطلقوا عليها اســم الغازات النبيلة ،وما زالــت هذه الغازات أكثر
العناصر استقرا ًرا.
ويمكن الاستفادة من استقرار الغازات النبيلة في حماية سلك المصباح الكهربائي
من الاحتراق ،وفي إظهار اللوحات الإعلانية بأضواء مختلفة الألوان ،فعندما يم ّر
التيار الكهربائي من خلالها ،تشــ ّع ضو ًءا بألوان مختلفة؛ فاللون البرتقالي المائل
إلى الأحمر من النيون ،والأرجواني من الأرجون ،والأصفر من الهيليوم.
الهالوجينات ُتســ َّمى عناصر المجموعــة 17الهالوجينات .ويب ّين الشــكل F
نموذ ًجــا لعنصر الفلورالــذي يقع في الدورة الثانية .ويحتــاج الفلور ـ كغيره من
عناصر هذه المجموعة ـ إلى إلكترون واحد ليصل مســتوى طاقته الخارجي إلى
حالة الاستقرار .وكلما كان اكتساب الهالوجين لهذا الإلكترون أسهل كان نشاطه
أكثر .والفلور أكثر الهالوجينات نشــا ًطا؛ لأ ّن مستوى طاقته الخارجي أقرب إلى
النواة .ويق ّل نشــاط الهالوجينات ك ّلما اتجهنا إلى أســفل في المجموعة؛ وذلك
بســبب ابتعاد المســتوى الخارجي عن النواة ،ولهذا يكون البروم أقل نشا ًطا من
الفلور.
الفل�زات القلوية انظــر إلى عائلــة العناصر في المجموعة الأولى من الجـــدول
الدوري والتي تســمى الفلــزات القلوية ،تجد أ ّن عناصر هــذه المجموعة ـ ومنها
الليثيــوم والصوديوم والبوتاســيوم ـ لكل منها إلكترون واحد في مســتوى الطاقة
الخارجي ،كما في الشــكل .ولهذا تســتطيع التنبؤ بأ ّن عنصــر الروبيديوم الذي K
يلي عنصر البوتاســيوم له إلكترون واحد أي ًضا في مستوى الطاقة الخارجي .وهذا
التوزيع الإلكتروني للعناصر هو الذي يح ّدد كيفية تفاعل هذه الفلزات.
ال�صكلÓ 8Óالبـوتـاسيــــوم -كـاللـيثـيـوم ما عدد الإلكـترونات في مستويات الطاقـة الخارجيـة لعناصر
الفلزات القلوية؟
والصوديوم -له إلكترون واحد
في مستوى طاقته الخارجي. تك ّون الفلزات القلوية مركبات يشبه بعضها بع ًضا؛ فكل منها يحوي إلكترو ًنا واح ًدا
في مســتوى طاقته الخارجي .وينفصل هذا الإلكترون عنها عند تفاعلها مع عناصر
أخرى .وك ّلما كان فصل الإلكترون ســهل ًا كان العنصر أكثر نشا ًطا .وعلى العكس
من الهالوجينات فإ ّن نشاط الفلزات القلوية يزداد ك ّلما اتجهنا إلى أسفل المجموعة،
أ ّي أنه ك ّلما ازداد رقم الدورة (الصف الأفقي) التي يوجد فيها العنصر ازداد نشاطه؛
وهذا بســبب ُبعد مستوى الطاقة الخارجي عن النواة .لذا فإ ّن الطاقة اللازمة لفصل
إلكترون عن المســتوى الخارجي البعيد عن النواة أق ّل مــن الطاقة اللازمة لفصل
إلكترون عن المســتوى الخارجي القريب من النواة .ولهذا السبب نجد أ ّن عنصر
الســيزيوم الذي في الدورة السادسة يفقد الإلكترون أسهل من الصوديوم الذي في
الدورة الثالثة ،لذا فالسيزيوم أكثر نشا ًطا من الصوديوم.
تطبيق العلوم
كي�ف ي�ص�اعدك الج�دول ال�دوري عل�ى تحدي�د خ�صائ��ض ح ّل الم�صكلة
.1عنصر مجهــول ينتمي إلى المجموعــة الثانية ،يحتوي العنا�صر؟
يعرض الجـــدول الدوري معلومات حول التركيب الذري علــى 12إلكترو ًنا ،إلكترونان منها في مســتوى طاقته
للعناصر .فهل تستطيع تحديد العنصر إذا أعطيت معلومات الخارجي ،فما هو؟
عن مســتوى الطاقــة الخارجي له؟ اســتخدم مقدرتك في .2ســ ّم العنصر الذي يحتوي على ثمانية إلكترونات ،ستة
إلكترونات منها في مستوى الطاقة الخارجي. تفسير الجـدول الدوري لإيجاد ما تحتاج إليه.
.3للســليكون 14إلكترو ًنا موزعة على ثلاثة مســتويات تحديد الم�صكلة
عناصر المجموعة الواحدة في الجـــدول الدوري تحتوي للطاقة ،يحتــوي مســتوى الطاقة الأخير علــى أربعة
العدد نفســه من الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي ،إلكترونات .إلى أ ّي مجموعة ينتمي السليكون؟
ويزداد عدد إلكترونات المســتوى الخارجي إلكترو ًنا ك ّلما .لديك ثلاثة عناصر تحتوي العدد نفسه من الإلكترونات
اتجهنا من اليسار إلى اليمين في الدورة .هل يمكنك الرجوع في مستوى الطاقة الخارجي ،أحدها عنصر الأكسجين.
إلى الشــكل ،5وتحديد عنصر ما غير معــروف لديك ،أو مســتخد ًما الجـــدول الــدوري ماذا تتوقــع أن يكون
العنصران الآخران؟ المجموعة التي ينتمي إليها عنصر معروف لديك؟
التمثيل النقطي للإلكترونات التمثيل النقطي ل إالكترونات
درست ســاب ًقا أ ّن عدد الإلكترونات في مســتوى الطاقة الخارجي لذرة العنصر الخطوات
يح ّدد الكثير من الخصائص الكيميائية للــذرة ،لذا من المفيد عمل نموذج للذرة .1ارسـم جـــز ًءا مـــن الجـدول
ُيبين الإلكترونات في مســتوى الطاقة الخارجي فقط ،وسيفيدنا هذا النموذج في الــدوري الــذي يتضمــن أول
18عنصــ ًرا ،مــن الهيدروجين
توضيح ما يحدث لهذه الإلكترونات في أثناء التفاعل. حتى الأرجون ،مخصـ ًصا مـرب ًعا
إ ّن رســم مســتويات الطاقة والإلكترونات التي تحويها يتطلب وق ًتا ،وخصو ًصا طول ضلعه 3سم لكل عنصر.
عندمــا يكون عــدد الإلكترونات كبي ًرا ،فــإذا أردت معرفة كيــف تتفاعل ذرات ..املأ في كـل مـــربع التمـثيل
عنصر ما فعليك أن ترســم نماذج بســيطة لهذه الذرات توضح الإلكترونات في
مستوى الطاقة الخارجي .التمثيل النقطي للإلكترونات Electron dot diagram النقطي للعنصر.
عبارة عــن رمز العنصر محاط بنقاط تم ّثل عدد الإلكترونات في مســتوى الطاقة
الخارجي؛ لأ ّن إلكترونات المستوى الخارجي هي التي تبين كيف يتفاعل العنصر. التحليل
.1مــاذا تلاحظ على التمـثـــيل
تمثيل ال إألكترونات بالنقاط كيف تعرف عدد النقاط التي يجب رســمها بالنسبة النقطي للإلكترونات لعناصر
إلى عناصــر المجموعــات 2 -1و18 - 13؟ يمكنك الرجوع إلى الجـــدول المجمـوعة الواحدة؟
الدوري الجزئي في الشــكل ،5وســتلاحظ أ ّن عناصر المجموعــة الأولى لها ..صف التغيــرات التي تلاحظها
إلكترون واحد في مســتويات طاقاتهــا الخارجية ،وعناصــر المجموعة الثانية في التمثيل النقطي للإلكترونات
لها إلكترونــان ...وهكذا حتى تصل إلى عناصر المجموعــة 18التي لها ثمانية
إلكترونات في مســتوى الطاقة الخارجي ،ما عدا الهيليوم الذي له إلكترونان في لعناصر الدورة الواحدة.
مستوى طاقته الخارجي ،وهي عناصر مستقرة. ال�صكلÓ ٩Óيبين التمثيل النقطي للإلكترونات
وتكتــب النقاط في صورة أزواج على الجهات الأربع لرمز العنصر ،بوضع نقطة عــدد الإلكترونات في مســتوى
واحدة فوق الرمز ثم عن يمينه ثم أســفل الرمز ثم عن يســاره ،وبعد ذلك نضع الطاقة الخارجي فقط.
نقطة خامسة في أعلى الرمز لعمل زوج من النقاط ،تابع بهذه الوتيرة حتى تكمل
النقاط الثمانية ك ّلها ،وحتى يكتمل المستوى .يمكن توضيح هذه العملية بتمثيل اشرح لماذانوضحإلكترونات
نقاط الإلكترونات حول رمز ذرة النيتروجين .ابدأ أول ًا بكتابة رمز العنصر ،Nثم مستوى الطاقة الخارجي فقط؟
جد عنصر النيتروجين في الجـدول الدوري لتعرف المجموعة التي ينتمي إليها.
ستجد أ ّنه ينتمي إلى المجموعة ،15ولهذا فإن له خمسة إلكترونات في مستوى
الطاقة الخارجي ،والشكـل النهائي للتمثيل النقطي لذرة النيتروجين موضح في
الشــكل .9ويمكن تمثيل الإلكترونات في ذرة اليود بالطريقة نفســها ،كما هو
موضح في الشكل 9أي ًضا.
N تحتــوي ذرة النيتروجــين تحتوي ذرة اليود على سبعة
على خمســة إلكترونات في
مستوى طاقتها الخارجي. إلكترونات في مســتوى I
طاقتها الخارجي.
ال�صكلÓ ١٠Óتصنــع بعــض النمــاذج بتثبيــت ا�ص�تخدام التمثي�ل النقطي بعد أن عرفت كيف ترســم التمثيل النقطي
قطعها بالصمــغ .أ ّما في المركبات للعناصر يمكنك اســتخدامها لتبين كيفية ارتباط ذرات العناصر بعضها
الكيميائيــة فتثبــت ذرات العناصر مع بعض .فالروابط الكيميائية Chemical bondsهي القوى التي تربط
ذرتين إحداهما مع الأخرى .وتعمل الروابط الكيميائية على ربط العناصر
بعضها ببعض بالروابط الكيميائية. مثلما يعمل الصمغ على تثبيت قطع النمـوذج .انظـر الشكل .10عندما
ترتبط الذرات مع ذرات أخرى يصبح كل منها أكثر استقرا ًرا؛ وذلك بجعل
مستوى طاقتها الخارجي يشبه مستوى الطاقة الخارجي للغاز النبيل.
ما الرابطة الكيميائية؟
1
اختبر نف�صك الخا�صة
.1ح ّدد ما عدد إلكترونات مســتوى الطاقة الخارجي البناء الذري
لك ّل من النيتروجين والبروم؟ تقعÓالنواةÓفيÓمركزÓالذرة.
ت�وج�د Óال إأل�ك�ترون�ات Óفي Óمنطقةُ Óت���ص� ّم�ى Óال�صحابةÓ
..ح ّل ما عدد إلكـــترونات مســتوى الطاقة الأول
والثاني لذرة الأكسجين؟ ال إألكترونية.
لاإلكترونات�Óصحنة�Óصالبة.
.3ع�� ّن أ ّي إلكترونات الأكســجين لهــا طاقة أكبر:
الإلكترونات التي في مستوى الطاقة الأول ،أم التي ترتيب ال إألكترونات
ُ ت�ص ّمىÓالمناطقÓالمختلفةÓالتيÓتوجدÓفيهاÓال إألكتروناتÓ
في مستوى الطاقة الثاني؟
فيÓال�ذرة"Óم�صتوياتÓالط�اق�ة".
.4التفك�ير الناقد تزداد حجوم ذرات عناصر المجموعة ي�ت���ص�عÓك���لÓم���ص�ت�وىÓط��اق��ةÓل��ع��ددÓمح���ددÓم�نÓ
الواحدة ك ّلما اتجهنا إلى أســفل المجموعة في الجدول
الأإلكترونات.
الدوري .ف ّسر ذلك. الجدول الدوري
ع��ددÓالأإل��ك��ترون��اتÓي���ص�اويÓال�ع�ددÓال���ذريÓفيÓذرةÓ
تطبيق الريا�صيات العن�صرÓالمتعادلة.
يزدادÓعددÓالأإلكتروناتÓفيÓذراتÓالعنا�صر Óإالكترو ًناÓ
.5ح� ّلالمعادل�ةبخط�وةواحدة يمكنك حســاب الح َّد الأقصى واح ًداÓك ّلماÓاتجهناÓمنÓالي�صارÓاإلىÓاليمينÓفيÓالدورة.
للإلكترونات التي يستوعبها أ ّي مستوى طاقة باستخدام
الصيغة التالية2 :ن 2حيث تم ّثل "ن" رقم مستوى الطاقة.
احســب أقصى عدد من الإلكترونــات يمكن أن يوجد
في كل مســتوى من مســتويات الطاقة الخمسة الأولى.
9
ارتباط العناصر الدر�ص
2
الرابطة الأيونية الأهداف
هل قمت يو ًما بعمل لوحة بتركيب أجزائها المبعثرة؟ ماذا يحدث إذا قلب َت اللوحة؟ تـقـارن بـــين الـــروابط الأيونـيـة
ستتســاقط وتتفكك القطع التي ركبتها .إن هذا يشبه العناص َر عندما يرتبط بعضها والروابط التساهمية.
مــع بعض ،إلا أنها لا تتســاقط ولا تتفكك إذا قلبت .تخ ّيــل ما يحدث لو تف َّكك
ملح الطعام إلى صوديوم وكلور عند وضعه على البطاطس المقلية! إ ّن ذرات أحد تميز بين الجزيء والمركب.
العناصر تك ّون روابط مع غيرها من الذرات باستخدام إلكترونات مستوى الطاقة تميز بين الرابطــة القطبية والرابطة
الخارجي بأربع طرائق :بفقد إلكترونات ،أو باكتسابها ،أو تجاذبها ،أو بمشاركتها غير القطبية.
مع عنصر آخر. الأهمية
والصوديوم فلز ل ّين ف ّضي ال ّلون ،كما في الشــكل ،11وهو شــديد التفاعل عند تعمــل الرابطــة الكيميائيــة عــلى ربط
إضافته إلى الماء أو الكلور .فما الذي يجعله شديد التفاعل هكذا؟ إذا نظرت إلى الذرات في الموا ّد التي تراها يوم ًّيا.
التوزيع الإلكتروني لمستويات الطاقة للصوديوم ستجد أ ّن له إلكترو ًنا واح ًدا فقط
في مســتوى الطاقة الأخير .فإذا أزيل هذا الإلكترون أصبح المســتوى الخارجي مراجعة المفردات
فار ًغا ،والمســتوى قبل الأخير مكتمل ًا ،م ّما يجعل التوزيع الإلكتروني له مشاب ًها ال إألك�ت�رون جــسـيـــم سـالـــب
الشحنـــة مـــوجود في الســحابة
للتوزيع الإلكتروني للغاز النبيل النيون.
الإلكترونية حول نواة الذرة.
أما الكلــور فيك ّون روابط بطريقــة مختلفة عن طريقة الصوديوم؛ فهو يكتســب
إلكترو ًنا ،وعندها يصبح التوزيع الإلكتروني للكلور مشــاب ًها للتوزيع الإلكتروني المفردات الجديدة
في الغاز النبيل الأرجون. الرابطة التساهمية الأيون
ال�صكلÓ ١١Óيتفاعل الصوديوم مع الكلور وينتجان بلورات بيضاء ُتســ َّمى الرابطة الأيونية الجزيء
كلوريد الصوديوم (ملح الطعام).
الرابطة القطبية المركب
الرابطة الفلزية الصيغة الكيميائية
Na Cl
ﺫﺭﺓ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ الصـوديـوم فـضـ ّي
اللون ،ليـن يمـكن
عـنـد اكتـسـاب ذرة الكلور إلكـترو ًنا من ذرة الصـوديـوم تصـبح الذرتان غاز كلور صوديوم قـطـعه بالسكيـن،
أكثر استقرا ًرا ،وتتكون رابطة بينهما.
أما الكلور فغاز
أخضر سام.
90
ال�صكلÓ ١٢Óتتكون الأيونات عندما تفقد أو تكســب Na +Na
العناصــر الإلكترونــات .فعندما يتحد Na
الصوديوم مــع الكلور ينتقــل إلكترون ﺫﺭﺓ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ
مــن ذرة الصوديــوم إلــى ذرة الكلور،
فتصبح ذرة الصوديوم أيو ًنا موج ًبا ،Na+
وتصبح ذرة الكلور أيو ًنا سال ًبا .Cl-
+ ﺇﻟﻜﱰﻭﻥ ﻭﺍﺣﺪ
Na
ﺃﻳﻮﻥ ﺻﻮﺩﻳﻮﻡ
+Cl Cl
ال أأيون�ات عندمــا تــذوب المــواد Cl إلكترون واﺣد -
الأيونية في المــاء تنفصل أيوناتها
بعضها عن بعض ،وبسبب شحنتها ذرة كلور Cl
الســالبة والموجبة يمكن للأيون
توصيل التيار الكهربائي .وإذا كان ﺃيون كلوريد
هناك أسلاك توصيل طرفها مغمور
بمحلول مادة أيونية وطرفها الآخر ال أأيون��ات – م�ص أال��ة ت�وازن تفـــقد ذرة الصوديوم كما عرفـــت ساب ًقا إلكترو ًنا،
موصــول ببطارية فــإ ّن الأيونات
الموجبة ســتتحرك نحــو القطب وتصبح أكثر استقرا ًرا ،ونتيجة هذا الفقد يختل توازن شحنتها الكهربائية ،فتصبح
الســالب ،وســتتحرك الأيونات أيو ًنا موج ًبــا؛ لأ ّن عدد الإلكترونات حول النواة يق ّل إلكترو ًنا عن البروتونات في
الســالبة نحو القطــب الموجب، النواة ،ومن جهة أخرى يصبح الكلور أيو ًنا سال ًبا باكتسابه إلكترو ًنا من الصوديوم،
حيث يكمل سي ُل الأيونات الدائر َة
م َّما يزيد عدد الإلكترونات واح ًدا على عدد البروتونات في نواته.
الكهربائية.
فالــذرة التي تفقد أو تكتســب إلكترو ًنا لا تكون ذرة متعادلــة ،بل تصبح ﺃيو ًنا
ال�صكلÓ ١٣Óتنشأ الرابطة الأيونية بين ذرتين .Ionويتم تمـثيـل أيـون الصوديـــوم بالرمز ،Na+وأيون الكلوريد بالرمز .Cl-
مختلفتي الشحنة. ويو ّضـح الشكل 1.كيف تتحول الذرة إلى أيون؟
صف كيف تصبح الذرة موجبة
تك� ّون الروابط ينجذب أيون الصوديوم الموجب وأيون الكلور السالب أحدهما
الشحنة أو سالبة الشحنة؟
إلى الآخر بشــدة .وهــذا التجاذب الذي يربــط الأيونات هو نوع مــن الروابط
الكيميائية ُتســ ّمى الرابطة الأيونية .Ionic bondوفي الشكل 13نجد أ ّن أيونات
الصوديوم والكلور تك ِّون رابطة أيونية ،و َينتج مر ّكب أيوني هو كلوريد الصوديوم،
أو ما يعرف بملح الطعام .المركب Compondما ّدة نقية تحوي عنصرين أو أكثر
مرتبطين برابطة كيميائية.
Na + Cl +-
Na Cl
91
Ϫ Ϫ ال�صكلÓ ١٤Óللماغنســيوم إلكترونــان في
2ϩ
مستوى طاقته الخارجي.
Cl Mg Cl
أا يتكون كلوريد الماغنســيوم
عنــد فقد ذرة الماغنســيوم
Cl Ϫ Mg2+ Cl Ϫ إلكترو ًنا واحــ ًدا لك ّل ذرة
من ذرتي الكلور.
ﻛﻠﻮﺭﻳﺪ ﺍﳌﺎﻏﻨﺴﻴﻮﻡ 2+ 2-
فق�د واكت�ص�اب اأكثر لقد درســت مــا يحدث عندما تفقد ذرة عنصر أو تكتســب
إلكترو ًنــا واحــ ًدا .ولكن هل يمكن لــذرات العناصر فقد أو اكتســاب أكثر من
Mg Oإلكترون؟ لعنصر الماغنســيوم Mgالذي يقع في المجموعة الثانية إلكترونان في
مستوى طاقته الخارجي ،وعندما يفقدهما يصبح المستوى الخارجي له مكتمل ًا.
وقد تكتسب ذرتا الكلور هذين الإلكترونين كما هو مو ّضح في الشكل-14ﺃ .لذا Mg2+ O2-
يكون الناتج أيون ماغنســيوم Mg+2وأيو َن ْي كلوريد ،2Cl-فينجذب أيونا كلوريد
السالبان نحو أيون الماغنسيوم الموجب ويك ّونان روابط أيونية ،وينتج عن التفاعل ﺃﻛﺴﻴﺪ ﺍﳌﺎﻏﻨﺴﻴﻮﻡ
مر ّكب كلوريد الماغنسيوم .MgCl2 ب يتش ّكل أكســيد الماغنسيوم عندما تعطي
(تفقد) ذرة الماغنســيوم إلكترونين لذرة
تحتاج بعض العناصر ـ ومنها الأكســجين ـ إلى اكتســاب إلكترونين لتصل إلى حالة
الأكسجين.
الاستقرار .ويمكن تحقق ذلك من خلال اكتساب إلكترونين تفقدهما ذرة الماغنسيوم ﺣدد التـــوزيع الإلكـتـرونـي لكـل مـن:
لتكوين مر ّكب أكسيد الماغنســيوم ،MgOكما هو مو ّضح في الشكل -14ب .كما كبريتيد الماغنسيوم وأكسيد الكالسيوم.
يمكن أن يك ّون الأكسجين مر ّكبات مماثلة مع أ ّي أيون موجب من المجموعة الثانية.
الرابطة الفلزية ال�صكلÓ ١5Óلا ترتـبـــط الإلـكـتـرونــات
لقــد عرفت كيف تك ّون ذرات العناصر الفلزيــة روابط أيونية مع ذرات عناصر لا الخـــارجية لذرات الفضـة في
فلزية .كما أ ّن الفلزات كذلك تك ّون روابط مع عناصر فلزية أخرى ،ولكن بطريقة الرابطة الفلزية مع أ ّي ذرة فضة،
مختلفة .ففي الفلزات تكون الإلكترونات في مستويات الطاقة الخارجية للذرات وهذا ما يســمح لهــا بالتح ّرك
المنفردة غير مترابطة بدرجة كبيرة ،لذا يمكن النظر إلى الفلز في الحالة الصلبة على والتوصيل الكهربائي.
أنه بحر من الإلكترونات الحرة الحركــة التي تتحرك فيها أيونات الفلز الموجبة، Ag+ Ag+ Ag+
Ag+ Ag+
كما هو مو ّضح في الشكل .15وتنشــأ الروابط الفلزية Metallic bondsنتيجة
Ag+ Ag+ Ag+
للتجاذب بين إلكترونات المســتوى الخارجي مع نــواة الذرة من جهة ،ونوى Ag+ Ag+
الذرات الأخرى من جهة ثانية داخل الفلز في حالته الصلبة .وهذه الرابطة تؤثر Ag+ Ag+ Ag+
في خصائص الفلز .فمثل ًا عند َط ْرق فل ٍّز ما وتحويله إلى صفيحة ،أو سحبه على
صورة سلك ،فإ ّنه لا ينكســر ،بل على العكس تتراكب طبقات من ذرات الفلز
بعضها فوق بعض .ويعمل التج ّمع المشــترك من الإلكترونات على تماســك
الذرة .والرابطة الفلزية سبب آخر للتوصيل الجيد للتيار الكهربائي؛ حيث تنتقل
الإلكترونات الخارجية من ذرة إلى أخرى لتنقل التيار الكهربائي.
9.
بناء نموذج لمركب الميثان الرابطة التساهمية – مشاركة
الخطوات بعض العناصر غير قادرة على فقد أو اكتساب إلكترونات بسبب عدد الإلكترونات
.1استـخـــدم أورا ًقا دائر ّية الشـــكل التي في المســتوى الخارجي؛ فعنصر الكربون مثل ًا يحوي ســتة بروتونات وستة
ذات ألــوان مختلفــة لتـمـــ ّثل إلكترونات ،أربعة من هذه الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي ،ولكي تصل
البـروتـونـــــات والنيوترونــات ذرة الكربون إلى حالة الاستقرار يجب أن تفقد أو تكتسب أربعة إلكترونات ،وهذا
والإلكترونــات ،واصنــع نموذ ًجا صعب لأ ّن فقد أو اكتســاب هذا القدر من الإلكترونات يتطلب طاقة كبيرة ج ًّدا،
ورق ًّيــا يم ّثل ذرة الكربــون وأربعة
نمــاذج أخــرى لتم ّثــل ذرات لذلك تتم المشاركة بالإلكترونات.
الهيدروجين. الرابط�ة الت�ص�اهمية يصل الكثير من ذرات العناصر إلى حالة الاســتقرار عندما
..اســتخدم نماذج الذرات الســابقة تتشــارك بالإلكترونات .و ُتســ ّمى الرابطة الكيميائية التي تنشأ بين ذرات العناصر
لبناء نموذج لجزيء الميثان بتكوين اللافلزية من خلال التشــارك بالإلكترونات الرابطة التساﻫمية .Covalent bond
روابــط تســاهمية ،حيــث يتك ّون وتنجذب هذه الإلكترونات المشــتركة إلى نواتي الذرتين ،فتتح ّرك الإلكترونات
جــزيء الميثــان من أربــع ذرات بين مســتويات الطاقة الخارجية في كلتا الذرتين في الرابطة التســاهمية ،ولذلك
هـيـدروجـين مـرتبـطة كيميائ ًّيا مع يكــون لكلتا الذرتين مســتوى طاقة خارجــي مكتمل لبعض الوقت ،و ُتســ ّمى
ذرة كربون واحدة. المركبات الناتجة عن الرابطة التساهمية بالمركبات الجزيئية.
التحليل كيف تك ّون الذرا ُت الروابط التساهمية؟
.1هل التوزيــع الإلكترونــي لذرتي تك ّون ذرات بعض العناصر ـ من خلال الروابط التساهمية ـ جسيمات متعادلة؛ إذ
الهيدروجيـن والكـربون في جزيء تحوي العدد نفسه من الشــحنات الموجبة والسالبة .وهذه الجسيمات المتعادلة
الميثان يشــبه التوزيع الإلكتروني التي تك ّونت عند مشاركة الذرات في الإلكترونات ُتس ّمى الﺠزيئات .Molecules
لعناصــر الغــازات النبيلة؟ فســر والجزيء هو الوحدة الأساسية للمركبات الجزيئية .تأمل كيف تتكون الجزيئات
من خلال مشــاركة الإلكترونات ،في الشكل .1لاحظ أ ّنه لا يوجد أيونات في
إجابتك. هذا التفاعل؛ لأ ّنه لم يفقد أو يكتســب أ ّي إلكترونات .والبلورات ال ّصلبة ـ ومنها
كلوريد الصوديوم ـ لا يمكن تســميتها جزيئات؛ لأ ّن الوحدة الأساســية لها هي
..هــل لجـــزيء الميـــثان شــحنة
كهربائية؟ الأيون ،وليس الجزيء.
في المنزل +
ال�صكلÓ ١6Óالرابطة التساهمية طريقة أخـــرى H H HH
لجـعـــل الذرات أكثر اســتقرا ًرا؛ ﺫﺭﺓ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ ﺫﺭﺓ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ ﺟﺰﻱﺀ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ
إذ تســمح مشــاركة الإلكترونات
لكل ذرة بالحصول على مســتوى +Cl Cl Cl Cl
طـــاقة خارجـي مستقـــر .ذرات
العناصرالتي تظهر في الشكل تك ّون Cl Cl Cl Cl
روابط تساهمية أحادية. ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ ﺫﺭﺓ ﻛﻠﻮﺭ ﺟﺰﻱﺀ ﻛﻠﻮﺭ
93
C+ O+O OCO ال�صكلÓ ١7Óيمكن للــذرة تكويــن رابطة
ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ ﺫﺭﺗﺎ ﺃﻛﺴﺠﲔ ﺟﺰﻱﺀ ﺛﺎﲏ ﺃﻛﺴﻴﺪ ﺍﻟﻜﺮﺑﻮﻥ تساهم ّية بواسطة إلكترونين أو
ثلاثة.
في جزيء ثاني أكسيد الكربون تشترك (أو تساهم) ذرة الكربون بإلكترونين مع كل ذرة أكسجين
لتكوين رابطتين ثنائيتين .وكل ذرة أكسجين تشترك بإلكترونين مع ذرة الكربون.
N+N NN
ﺫﺭﺍﺕ ﻧﻴﱰﻭﺟﲔ ﺟﺰﻱﺀ ﻧﻴﱰﻭﺟﲔ
تشارك كل ذرة نيتروجين بثلاثة إلكترونات لتكون رابطة ثلاثية
الرابط�ة الثنائي�ة والثاثية تشــارك الذرة أحيا ًنا بأكثر مــن إلكترون واحد مع الروابط الكيميائية تجربة عملية
الذرات الأخــرى .ففي جزيء ثاني أكســيد الكربون المو ّضح في الشــكل 1 ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائية
شــاركت كل ذرة أكســجين بإلكترونين مع ذرة الكربون .وقد شاركت أي ًضا ذرة
الكربون بإلكترونين مع كل ذرة أكســجين ،أي أ ّن زوجيــن من الإلكترونات قد
ارتبط بعضهما مع بعض بالرابطة التســاهمية ،و ُتســ ّمى في هــذه الحالة بالرابطة
الثنائية .يوضح الشــكل 1أي ًضا تشــا ُرك ثلاثة أزواج مــن الإلكترونات بذرتي
نيتروجين في تكوين جزيء النيتروجين .و ُتس ّمى الرابطة التساهمية في هذه الحالة
الرابطة الثلاثية.
كم زو ًجا من الإلكترونات يتشارك في الرابطة الثنائية؟
الجزيئات القطبية والجزيئات غير القطبية ال�صكلÓ ١8Óكلوريــد الهيدروجين مر ّكب
لقد درست كيف تتشــارك الذرات بالإلكترونات لكي تصل إلى حالة الاستقرار. تساهمي قطبي.
ولكن هل تتشــارك الذرات بالإلكترونات بشــكل متســا ٍو دائ ًما؟ الجواب :لا؛
فبعض الذرات تجذب إلكترونات نحوها أكثــر من غيرها .فالكلور مثل ًا يجذب
الإلكترونات نحوه أكثر من الهيدروجين .وعندما تنشــأ الرابطة التســاهمية بين
الكلور والهيدروجين ،تبقى الإلكترونات المشتركة بجانب الكلور فترة أطول من
بقائها بجانب الهيدروجين.
هذه المشــاركة غير المتســاوية تجعل أحــد جانبي الرابطة ﺷﺤﻨﺔ ﺟﺰﺋﻴﺔ H Cl ﺷﺤﻨﺔ ﺟﺰﺋﻴﺔ
ﻣﻮﺟﺒﺔ ﺳﺎﻟﺒﺔ
سال ًبا أكثر من الطـرف الآخـر ،كأقطـاب البطاريـة ،كمـا في
الشكل . 1و ُتس ّمى هذه الروابط بالروابط القطبية .والرابطة
القطبية Polar bondيتم فيها مشــاركة الإلكترونات بشكل
غير متســا ٍو .ومن الأمثلة علــى الرابطة القطبيــة أي ًضا تلك
الرابطة التي تحدث بين الأكسجين والهيدروجين.
94
العلــوم جزيئ�ات الم�اء القطبية تتكــ ّون جزيئــات المــاء عندما يتشــارك الهيدروجين
عبر المواقع الإلكترونية والأكســجين بالإلكترونات .يو ّضح الشــكل 19أ ّن هذا التشــارك غير متسا ٍو؛
فالأكســجين له النصيب الأكبر مــن الإلكترونات في ك ّل رابطــة ،كما أنه يحمل
الجزيئات القطبية شحنة جزئية ســالبة ،بينما يحمل الهيدروجين شحنة جزئية موجبة ،ولهذا السبب
يكــون الماء قطب ًّيا؛ إذ له قطبان مختلفان كالمغناطيــس تما ًما .ولذا ،فعند تع ُّرض
ارجع إلى المواقع الإلكترونية عبر الماء لشحنة ســالبة ،تصط ّف جزيئاته كالمغناطيس لتقابل الشحنة السالبة بقطبها
شبكة الإنترنت الموجــب .ويمكنك ملاحظة ذلك عند تقريب بالون مشــحون مــن خيط الماء
المنساب من الصنبور ،كما يبين الشكل .19ونظ ًرا إلى وجود قطبين مختلفين في
للبحث عــن معلومــات حول الشحنة لجزيء الماء فإن جزيئاته تتجاذب بعضها إلى بعض أي ًضا ،وهذا التجاذب
الصابون والمنظفات.
يح ّدد الكثير من الخصائص الفيزيائية للماء.
ن��ص�اط الـزيـت والـمـاء لا يمتزجان
م ًعا ،ولكنك إذا أضفت بضع قطرات أ ّما الجزيئات عديمة الشحنة ف ُتس ّمى الجزيئات غير القطبية .وبما أ ّن قدرة العناصر
من سائل تنظيف الصحون إليهما يختلــف بعضها عن بعض في جــذب الإلكترونات؛ فالروابط غيــر القطبية هي
فستلاحظ أ ّن الزيت يصبح قابل ًا الروابط التي تنشــأ بين ذرات العنصر نفسه ،ومنها الرابطة غير القطبية الثلاثية التي
للذوبان في الماء ،ويكونان طبقة
تنشأ بين ذرات النيتروجين في جزيء النيتروجين.
واحدة بد ًلا من طبقتين.
وهناك بعض المركبات الجزيئ ّية التي تك ِّون بلورات كالمركبات الأيونية تما ًما ،إلا
ف ّســر لماذا يساعد الصابون على أ ّن الوحدة الأساسية لها هي الجزيء .ويوضح الشكل .0النمط الذي تترتب فيه
ذوبان الزيت في الماء؟
الوحدات الأساسية (الجزيء أو الأيون) في البلورات الأيونية والجزيئية.
تنجذب الأقطــاب الموجبــة في جزيئات ال�صكلÓ ١٩Óتـتـشـارك ذرتــا هيــدروجين بالإلكـتـرونات مع
الماء إلى الشحنة السالبة للبالون ،م ّما يسبب
ذرة أكسجـيـن بصورة غـــير مـتـساويـة .تنجذب
انحراف مسار الماء. الإلكترونات إلى الأكسجين أكثر من الهيدروجين.
ويبيــن هذا النمــوذج كيفية انفصال الشــحنات أو
استقطابها.
ع ّرف القطبية.
شحنة جزئية سالبة
شحنة جزئية موجبة O
HH
95
تركيب البلورة
ال�صكل ٢٠
ﻫناك الكثير من الموا ّد الصلبة على ﻫيئة بلورات ،ســواﺀ كانــت ﺣبيبات صﻐيرة كملح
الطعــام ،ﺃو كبيرة مثل الكوارتز ،وﺃﺣيا ًنا لا يكون ﻫذا الشــكل البلوري إلا انعكا ًســا
لترتيب جســيماتها .ويســاعد معرفة التركيب البلوري للموا ّد الصلبة الباﺣثﲔ على فهم
خصائصها الفيزيائية .وﻫذه نماذج لبعض البلورات بشكليها المك ّعب والسداسي.
ماء
2OSSM-C53-846M O
adnohR Si
Ca2+ �شدا�ش��ي الأأوجه بلــورات الكوارتز ﺃعلاه سداســ ّية الأوجه ،تما ًما كبلورات
F- الثلج التي في الأعلى عن اليســار؛ لأ ّن الجزيئات التــي تك ّون بلورة الكوارتز
والجزيئات التي تك ّون بلورة الثلج ترتب نفسها في ﺃنماط سداسية.
Cl -
Na+
المك ّع��ب بلــورة ملح الطعام عن اليمــﲔ ،وبلورة الفلورايــت في الأعلى ﻫي
بلورات مك ّعبة الشكل ،وﻫذا الشــكل انعكاس لترتيب الأيونات في البلورة
في صورة مكعب.
9
رصاص زئبﻖ فضة خارصﲔ حديد كﱪيت اكلتإـثابـراةءالاـرلمعـلوزمواليصيـغ
الكيميائية
قديﲈً حديثًا بدأ الكيميائيون في العصور الوســطى
محـــاولات جادة لاكـتـــشاف عـلم
الكيمـــياء .وعلــى الرغم مــن إيمان
الكثيرين منهم بالسحر وتحويل الموا ّد
(مثل تحويل الرصــاص إلى الذهب)،
إلا أ ّنهم تعلموا الكثيــر عن خصائص
العناصر ،واســتخدموا الرموز للتعبير
ال�صكلÓ ٢١Óاستخدم الكيميائيون القدماء عنها في التفاعلات ،انظـر الشكل ..1
الرموز لوصف الـعـنـــاصر رموز ذرات العنا�صر استخدم الكيميائيون حدي ًثا الرموز أي ًضا للتعبير عن العناصر؛
والعـمـــليات .بيـنـما نجـد
الرموز الحديثة للعناصر عبارة لكي يفهمهــا جميع الكيميائيين في كل مكان .فكل عنصــر ُيع ّبر عنه برمز مك ّون
عن أحرف يســهل فهمها في من حرف أو حرفين أو ثلاثة .وقد اشــ ُتق الكثير من الرموز من الحرف الأول من
اســم العنصر ،ومنها الهيدروجيــن ،(Hydrogen)Hوالكربون .(Carbon) C
أنحاء العالم كافة.
وبعض العناصر اشــ ُتقت رموزها من الحرف الأول من اسمها ،ولكن بلغة أخرى
كالبوتاسيوم ،Kالذي يعود إلى اسمه اللاتيني (.)Kalium
�صيغ المركبات يمكن التعبير عن المركبات باســتخدام رموز العناصر والأرقام.
انظر الشــكل ..الذي يو ّضح كيفية ارتباط ذرتي هيدروجين برابطة تســاهمية،
لينتج جزيء الهيدروجين الذي يمكن تمثيله بالرمز .H2ويشير الرقم الذي ُيكتب
بجانب الرمزمن أســـفل إلى عدد الذرات .وفي جـــزيء الهيدروجين H2يد ّل
الرقم " "2على أ ّن هناك ذرتي هيدروجين في الجزيء.
ال�صكلÓ ٢٢Óتبـــين الصـــيغ الكيميائيـــة نوع +
الذرات وعددها في الجزيء حيث ﺫﺭﺓ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ ﺫﺭﺓ ﻫﻴﺪﺭﻭﺟﲔ H2
يعني الرقم 2بعد رمز الهيدروجين
أ ّن هنــاك ذرتي هيدروجــين في ﺟﺰﻱﺀ
الجزيء.
9
تبين الصيغة الكيميائية للأمونيا NH3 H N ال�صكلÓ ٢٣Óتبـين الصـــيغ الكيميائيـة نوع
اتحاد ذرة نيتروجين مع ثلاث ذرات H
الذرات وعددها في الجزيء.
هيدروجين. H
استنتج ما الذي يدل عليه الرقم
" "3في NH3؟
NH3
ال�صي�غ الكيميائية تزودنا الصيﻐة الكيميائيــة Chemical formulaبمعلومات
عــن العناصر التي تكون مرك ًبا ما ،وعدد ذرات كل عنصر في ذلك المركب .وفي
حالة وجود أكثر من ذرة للعنصر نفسه فإ ّن عدد الذرات يكتب أسفل يمين العنصر،
فإذا لم يكن هناك رقم سفلي د َّل ذلك على أن هناك ذرة واحدة من العنصر.
ما الصيﻐة الكيميائية؟ وعلام تدل؟
بعد أن عرفت شي ًئا عن كيفية كتابة الصيغ الكيميائية ،يمكنك الرجوع إلى المركبات
الكيميائية التي درســتها ،وتو ُّقع صيغها الكيميائية .يتكــون جزيء الماء من ذرة
أكسجين وذرتي هيدروجـين ،ولـــذلك فإ ّن صيغتـه الكيميائيـة .H2Oوالأمونيا
ـ كما في الشــكل 23ـ مر ّكب تســاهمي يتك ّون من ذرة نيتروجين وثلاث ذرات
هيدروجين ،فتكون صيغته الكيميائية .NH3
الما ّدة السوداء التي تظهر على أواني الفضة ـ كما يظهر في الشكل .4ـ مر ّكب ينتج
عن اتحاد ذرتين من الفضة وذرة واحدة من الكبريت .لو عرف الكيميائيون القدماء
تركيب الما ّدة الســوداء التي تظهر على الفضةُ ،ترى كيف كانوا سيكتبون الصيغة
الكيميائية لهذا المر ّكب؟ إ ّن الصيغة الحديثة للمر ّكب الأســود الناتج عن الفضة
هي .Ag 2Sوهي صيغة تد ّل على أ ّنه مر ّكب يتك ّون من ذرتي فضة وذرة كبريت.
Ag2S H2S ال�صكلÓ ٢٤Óالمادة السوداء التي تظهر على
H2
أواني الفـــضة هـــي كبريتيد
الفضة Ag2Sوتبين الصيغة أن
ذرتين من الفضــة تتحدان مع
ذرة من الكبريت.
9
2
اختبر نف�صك الخا�صة
.1ح ّدد اســتخدم الجدول الدوري لتحــ ّدد إذا كان اأربعة أانواع من الروابط
عنصرا الليثيوم والفلور يك ّونان أيونات ســالبة أو الرابط�ةÓالأأيوني�ةÓه�يÓقوىÓالجذبÓالت�يÓتربطÓبينÓ
موجبة ،واكتب الصيغة الناتجة عن اتحادهما. الأأيونات.
تن�ص� أا Óالرابط�ة Óالفلزي�ة Óعندم�ا Óتتج�اذب Óاأيون�اتÓ
..قارن بين الروابط القطبية والروابط غير القطبية.
.3ف�ّص�ر كيف يمكن معرفة نسبة العناصر الداخلة في الفلزاتÓمعÓالأإلكتروناتÓالحرةÓالحركة.
تن�ص�اأÓالرابط�ةÓالت�ص�اهميةÓعندم�اÓتت�ص�اركÓال�ذراتÓ
المر ّكب من خلال الصيغة الكيميائية؟
بال إألكترونات.
.4التفك�ير الناقد للســليكون أربعــة إلكترونات في تن�ص� أاÓالرابطةÓالت�ص�اهميةÓالقطبيةÓعنÓت�صاركÓغيرÓ
مســتوى الطاقة الخارجي ،فما الرابطة التي يكونها
مت�صا ٍوÓبال إألكترونات.
السليكون مع العناصر الأخرى؟ و ّضح ذلك. الرموز الكيميائية
تطبيق المهارات يمك�ن Óالتعب�ير Óع�ن Óالمركب�ات Óبا�ص�تخدام Óال�صي�غÓ
الكيميائية.
.5توقع ما أنواع الروابط التي تنشــأ بين كل زوجين
من الذرات التالية( :الكـــربون والأكسجـــين)، تزودن�اÓال�صيغ�ةÓالكيميائيةÓبمعلوم�اتÓعنÓالعنا�صرÓ
الت�يÓتك� ِّونÓمرك ًباÓماÓ،وع�ددÓذراتÓكلÓعن�صرÓفيÓذلكÓ
(البوتاسيوم والبروم)( ،الفلور والفلور).
المركب.
99