تطور نموذج الذرة عبر العصور

Transcript

1 تطور نموذج الذرة عبر العصور لقد حاول العد د من علماء الف ز اء والك م اء ربط الحقابق ل خرجوا بتصور صح ح لحق قة الذرة. وقد أخذت هذه الحقابق تتوالى ف القرن التاسع عشر والقرن العشر ن. فلنستعرض معا بعضا من هذه الحقابق بش من التفص ل. دالتون: جون أول من وضع نظر ة عن ترك ب الذرة معتمدا على التجربة الحقابق العلم ة. و

2 دالتون: فرضيات 1.تتكون المادة من جس مات ؼ ر قابله لالنقسام تسمى الذرات. 2.ذرات العنصر الواحد لها نفس الخواص )الحجم الشكل والكتلة( 3.التفاعل الكم ابى دون أن تمس. فوابد النظر ة: استطاعت النظر ة أن : تفسر قانون حفظ الكتلة تشرح قانون النسب الثابتة )ف بنسب ثابتة من ح ث الكتلة( هو مجرد إعادة خلط وتوز ع للذرات وتبقى الذرات )الكتلة تبقى ثابتة عند حدوث التفاعل الك م اب ( اى مادة ك م اب ة نق ة توجد العناصر دابما

3 16 X + 8 Y 8 X 2 Y

4 إثبات قانون بقاء المادة عمليا (II) تجربة العالم بر ستلى ( Priestly )عام )1774( قام بإجراء تجربة على أكس د الزببق األحمر كاآلت : التجربة: 1- قام بترك ز أشعة الشمس بواسطة عدسة آلمة على أكس د الزببق األحمر. الحظ : تكون الزببق الفض اللون وتصاعد ؼاز األكسج ن. 2- قام بتسخ ن الزببق ف وعاء مؽلق مملوء بالهواء. الحظ : تكون أكس د الزببق األحمر ونقصان حجم الهواء.

5 ب) : تجربة العالم الفواز ه (Lavoisier) 1- أعاد تجربة العالم بر ستلى على أكس د الزببق األحمر ولكن باستخدام م زان. والحظ تكون الزببق الفض اللون ونقصان الوزن 2- قام بتسخ ن الزببق ف وعاء مملوء بالهواء. والحظ ( أ ) تكون أكس د الزببق مرة أخرى وز ادة الوزن. ) النقص ف وزن أكس د الزببق عند تحوله إلى زببق ساوى الز ادة ف وزن الزببق عند تحوله إلى أكس د الزببق األحمر.أكسج ن + زببق أكسجين + زئبق 2 (Hg) + O 2 ضوء الشهس تسخين أكسيد زئبق أحهر 2HgO 3- قام الفواز ه بأجراء العد د من التجارب المماثلة باستخدام مواد أخري واستنتج أنه: عند حدوث تفاعل ك م اب فإنه دابما كون. مجموع كتل المواد المتفاعلة )المتفاعالت( = مجموع كتل المواد الناتجة من التفاعل )النواتج(.

6 عيوب النظرية: لم تجد تفس را الختالؾ خواص العناصر وسلوكها لم تشرح أسباب التفاعالت الك م اب ة. لذلك كان ال بد من الرجوع إلى أصل بناء المادة وهو الذرة.

7 )نها ة المحاضرة األول (

8 تجارب ساهمت في تطور فهم تركيب الذرة تجارب التفر ػ : الكهرب وضح للعلماء أن الذرة مكن أن تنقسم إلى أجزاء مشحونة كهرب ا لذلك كانت هنالك تجارب خاصة بأنبوب التفر ػ. من المعروؾ أن الؽازات ال توصل الت ار الكهرب ف الظروؾ العاد ة ولكن إذا فرؼنا أنبوب زجاج من الؽاز ثم وصل ب ن قطب ن احدهما موجب واألخر سالب بت ار ذو فرق جهد مرتفع فإن الؽاز صبح موصال للت ار الكهرب كما انه شع ضوءا:

9 ما الممص د تالتفش غ الك شتائ انتقال الكهرباء خالل الؽازات المخلخلة فشق ج ذ ك شت - + األو د غاص أوث تح تفش غ الكاث د ضغط 0.01 مم صئثك

10

11 اكتشاؾ االلكترونات أشعة المهبط: افترض ان اشعة المهبط جس مات صؽ ره تحمل شحنه سالبة تنبعث من المهبط ولكن عندما تم ق اس نسبة الشحنه الى الكتلة الكل ة ف هذه االشعة مقارنه باال ونات الناتجة عن التحل ل الكهرب وجد ان النسبه اكبر بالؾ مرة ف هذه االشعه اضافة النحرافها نحو المصعد )+( اذن اشعة المهبط ل ست ذرات مكهربه ولكنها جس مات اصؽر من الذرة بكث ر سم ت االلكترونات.

12 . مه خالل التجاسب الساتمح جذ أن : أشعح الكاث د اإللكتش واخ. اإللكتش واخ حذاخ تىائ ح أساس ح ف الزسج تعتثش شحىح اإللكتش ن حذج الشحىاخ الك شتائ ح السالثح

13 اكتشاؾ البروتونات أشعة المصعد: تم اعداد انبوب التفر ػ للحصول على أشعة المهبط.تصدر أشعة المهبط وتصطدم با ونات الؽازثم تتا ن الى أ ونات موجبة تتنافر مع المصعد وترتد نحو المهبط )جس مات موجبة( مه خالل التجاسب الساتمح جذ أن : *األشعح الم جثح الثش ت واخ *شحىح الثش ت ن حذج الشحىاخ الك شتائ ح الم جثح *الثشت ن أحذ مك واخ الزسج األساس ح *كتلح الثش ت ن تسا ي 1837 مشج لذس كتلح اإللكتش ن

14 نموذج طومسون Thomson model 1. الذرة عبارة عن كرة مصمتة من الشحنات الموجبة تنؽمس بداخلها عدد من االلكترونات السالبة 2. الذرة متعادلة كهرباب ا وعدد الشحنات الموجبة ساوي عدد الشحنات السالبة.

15

16 خالصة نظر ة طومسون: افترض طومسون نموذجا نوو ا للذرة وأساس هذا النموذج هو أن الذرة تتكون من جس م صؽ ر وثق ل ذو شحنة موجبة و سمى النواة تحتل النواة مركز الذرة وتحتوي على جم ع البروتونات ولذا فان كتلة الذرة ه تعب ر عن مجموع كتل البروتونات ف نواتها )ح ث أن ق مة كتل االلكترونات صؽ رة جدا اى ق م مهملة ). كما أن شحنة النواة الموجبة ترجع إلى تمركز البروتونات الموجبة بها وتتوزع الكترونات الذرة حول النواة بنفس الطر قة الت تتوزع بها األجرام السماو ة حول الشمس.. وبما أن الذرة متعادلة لذا فعدد االلكترونات ساوي عدد البروتونات بالنواة.

17 هنا

18 تجاسب سرسف سد الكتشاف الى اج أستفاد من ظاهرة النشاط اإلشعاع... قام بتوج ه شعاع من جس مات ألفا الناتجة عن مصدر مشع ( الراد وم ) إلى صف حة رق قة من الذهب محاطة بؽالؾ مؽطى بطبقة من كبرت د الخارص ن الذي عط وم ضا عند مكان اصطدام جس مات ألفا به... شكل ( )1, ( 2 ), ( )3

19 حاجض مه كثش ت ذ الخاسص ه عىصش مشع غشفح مه الشصاص صف حح سل مح مه الز ة

20 .1 خشج سرسف سد مه مشا ذات تاالستىتاجاخ التال ح: نفاذ معظم جس مات ألفا دون أن تعان أي انحراؾ ف مسارها..2 انحراؾ عدد قل ل من جس مات ألفا عن مسارها أثناء نفاذها..3 ارتداد عدد قل ل من جس مات ألفا. 4. تىاء على زي التجشتح ألتشح وم رج للزسج: الذرة معظمها فراغ بدل ل نفاذ معظم أشعة ألفا دون انحراؾ. وجد بالذرة جزء شؽل ح زا صؽ را جدا بالنسبة لحجم الذرة حمل شحنة كهرباب ة موجبة ( النواة ) بدل ل انحراؾ عدد صؽ ر من دقابق ألفا عن مساره.

21 تتركز كتلة الذرة بهذا الجزء. تحاط النواة بعدد من اإللكترونات مساو ة بالشحنة لشحنة النواة الموجبة ( الذرة متعادلة كهرباب ا ). تدور اإللكترونات بسرعة كب رة كما تدور الكواكب حول الشمس. االعتشاضاخ على تص س سرسف سد: أن اإللكترونات المشحونة تفقد جزءا من طاقتها تدر ج ا أثناء دورانها و نت جة لذلك تقترب من النواة ثم تنجذب إل ها إلختالؾ الشحنات وتنهار الذرة. و هذا بالطبع ال حدث ف الطب عة. كذلك ال وجد شبه ب ن اإللكترونات والكواكب.

22 )نها ة المحاضرة الثان ة(

23 الكتلة )a.m.u( مفاهيم أساسية: جسيمات ذرية: الشحنة الجس م إلكترون )Electron( بروتون (Proton( نيوترون )Neutron( وحدة كتل ذرية a.m.u= atomic mass unit

24 الجزي: Molecule مجموعة ذرات متصلة ببعضها بإحكام كاؾ ح ث مكن اعتبارها من ح ث سلوكها كأنها جس م واحد. العدد الذرى: رمزه Z وهو عدد البروتونات العدد الكتل : رمزه A وهو عدد البروتونات + عدد االلكترونات 23 A Na Z 11

25 النظرية الكمية لبالنك بالنك أثبت أن طاقة االنبعاث الذرى تتناسب طرديا مع التردد: E α γ E=hγ ولكن: الطاقة= E. ثابت بالنك = h. سرعة الضؤ C γ= الطول الموجى γ التردد= γ

26 بما أن سرعة الضوء ثابت و h *حيث واستنتج -1 λهي الطول الموجى نظر ته: بالنك ثابت فان: Eα, E= تشع وتمتص الذرات الطاقة على ه بة وحدات صؽ رة تسمى الكمة 2 -طاقة وبالتال فان تتناسب عكس ا مع الطول الموجى وطرد ا مع التردد ه : الكمة أصؽر وحدة للطاقة مكن أن توجد منفردة وال مكن أن تتجزأ. أ د أ نشتا ن هذا المفهوم وأثبت أن الفوتونات.Photons االشعاع تكون من الكمة Quanta 1 λ hc γ كمات سماها

27 طيف االنبعاث : عند تعر ض المادة لطاقة مع نة تمتص إلكترونات هذه المادة الطاقة وتنتقل من مداراتها إلى مدارات أعلى ف الطاقة تصبح الذرة ف حالة مثارة ثم تفقد هذه الطاقة على شكل إشعاع منبعث وترجع إلى الحالة المستقرة. أي أن ط ؾ االنبعاث حدث عندما نتقل اإللكترون من مدار أعلى ف الطاقة إلى مدار أقل ف الطاقة.

28 الطيف الذري: رسل كل ؼاز ( أو بخار معدن ) أشعة تتألؾ من سلسلة محددة من الترددات الضوب ة تدعى الط ؾ الذري. الط ؾ الذري ثالثة أنواع: 1- مستمر ناتج عن توهج األجسام. 2- خط ناتج من إثارة الذرات )عندما تفقد أو تكتسب طاقة( 3 -شر ط ناتج من إثارة الجز بات. و حتوى ط ؾ اله دروج ن على مجموعات من الط ؾ الخطى ف المناطق المختلفة من الضوء ( المرب وؼ ر المرب (.

29

30 ا أ لطياف الذرية Atomic Spectra

31 )نها ة المحاضرة الثالثة(

32 النظرية الكمية Quantum theory لبالنك طاقة اإللكترون تتؽ ر بوحدات صح حة من الكمات الطاق ة hν وه طاقة فوتون ة اإللكترونات تدور ف مدارات محددة الطاقة انتقال اإللكترون من مستوي أعلى hν إلى مستوي 2 أقل hν 1 صاحبه انبعاث للطاقة تمثل الفرق ب ن الطاقت ن بمعن Δhν = hν 2 - hν 1 حددت هذه النظر ة األعداد الكم ة األربعة

33

34 الفوتونات photons افترض ا نشتا ن أن نتابج التجارب الكهروضوب ة مكن توض حها باستخدام النظر ة الكم ة للضوء )بالنك(. وقد افترض أن الضوء ذو التردد υ حتوي على كمات لها طاقة. وبذلك حتوي الضوء على جس مات وه ما أطلق عل ها الفوتونات photons وكذلك طاقة الفوتون تتناسب مع تردده وال تعتمد على شدة الضوء

35 مثال: ه رتز وطاقته 16-10x شعاع من الضوء تردده 3 10 جول, كم عدد فوتونات هذا الشعاع ف الثان ة الواحدة -19 جول = hυ = )E( الحل : الفوتون طاقة بما أن: طاقة الفوتون الفوتونات عدد = طاقة الشعاع = عدد إذا طاقة الشعاع الفوتون طاقة = الفوتونات = 16-10x = فوتون ف الثان ة :

36 طيف االنبعاث لذرة الهيدروجين. لكل ذرة ط ؾ انبعاث مم ز ستخدم للتعرؾ عل ها وط ؾ ذرة اله دروج ن من أبسط األط اؾ. لماذا ح ث أن الذرة تحتوي على إلكترون واحد وبروتون واحد وعند تعر ض ذرة اله دروج ن لمصدر طاقة فإنه عط ط ؾ انبعاث ف مناطق مختلفة ه : منطقة األشعة تحت الحمراء ومنطقة األشعة فوق البنفسج ة واألشعة المرب ة.

37 وم رج ت ش أختار نموذجه لذرة اله دروج ن وذلك للتؽلب على االعتراضات الت واجهت افتراض رذرفورد. وظش ح ت ش تفس ش وم رج رسج ال ذس ج ه: هناك مستو ات طاقة مع نة ومحددة تشؽلها اإللكترونات. تتحرك اإللكترونات ف مستو ات طاقة حول النواة مؽلقة ال تفقد وال تكتسب طاقة. كل مستوى طاقة له رقم م زه سمى بعدد الكم الرب س ( n ) ولكل مدار مستوى طاقة ثابت.

38 تدور اإللكترونات ف مستو ات الطاقة. تزداد طاقة المستوى بز ادة البعد عن النواة أي بز ادة ق مة. n إذا اكتسب اإللكترون طاقة مع نة نتقل إلى مستوى. نموذج بوهر طاقة أعلى )إثارة( Bohr s Model

39

40 توزيع المدارات حول الذرة حسب افتراض بوهر

41 ملخص: ف عام 1913 م اقترح العالم بوهر أن االلكترونات تدور حول نواة الذرة ف مدارات )مستو ات( لكل منها طاقة مع نة. تح ط تلك المستو ات بالنواة على ه بة طبقات دابر ة. تعمل قوة التجاذب الكهروستات ك ب ن البروتونات الموجبة وااللكترونات السالبة على إبقاء القوة الطاردة الناتجة من حركة االلكترونات ف مداراتها. تحتوي المدارات على الكترونات لها نفس طاقاتها وتزداد طاقة المستو ات كلما زادت المسافة ب نها وب ن النواة. اقترح بوهر أ ضا أن االلكترونات تدور ف مستو ات طاقاتها دون فقد أو إشعاع للطاقة.

42 االعتشاضاخ على وظش ح ت ش: النظر ة تفسر ترك ب ذرة اله دروج ن وه أبسط نظام إلكترون. فشلت النظر ة ف تفس ر بعض الظواهر الطب ع ة للعناصر وكذلك تفس ر الذرات الت تحتوي على عدد أكبر من اإللكترونات.

43 تطبيق نظرية الكم على األطياف الذرية لقد أوضحنا أن ذرة اله دروج ن تكون ف حالة استقرار إذا وجد اإللكترون ف المدار = 1 n )األول( وأنه مكن ز ادة طاقة اإللكترون بكم ات تكف لنقله لمدارات أعلى. وف هذه الحالة قال إن ذرة اله دروج ن مثارة, وتعود الذرة إلى االستقرار برجوع اإللكترون لمداره األصل ذي الطاقة األقل. و فقد اإللكترون طاقة تساوي الفرق ب ن طاقت هذ ن المدار ن وتظهر هذه الطاقة المفقودة على ه بة إشعاعات ضوب ة )فوتونات( عتمد ترددها على درجة إثارة الذرة.

44 وجد من التجارب أنه عند عودة اإللكترون من المستو ات العل ا ( n=4, n=2, n=3, إلى المستوى األول )1=n( فإننا ) n=5, نحصل على مجموعة ترددات ذات أطوال موج ة محددة تسمى"سلسلة ل مان وه أمواج ضوب ة ؼ ر مرب ة أطوالها الموج ة أقصر من الضوء المرب )ترددها عال(.

45 وعندما عود اإللكترون من المستو ات العل ا (,3=n, )n=2( إلى المستوى الثان )n=4, n=5, n=6 ونحصل على مجموعة من األمواج الضوب ة المرب ة تسمى "سلسلة بالمر" وه السلسلة الت سهل مشاهدتها وق اسها ف المختبر. وعند عودة اإللكترون من المستو ات العل ا )4=n, )n=3( إلى المستوى الثالث )n=6, n=5 نحصل على سلسلة أخرى من األطوال الموج ة تسمى "سلسلة باشن" وه أمواج ؼ ر مرب ة بسبب ترددها المنخفض.

46

47 ويحتوى طيف الهيدروجين عمى هجهوعات هن الطيف الخطى فى الهناطق الهختمفة هن الضوء ( الهرئى وغير الهرئى(. فى الهنطقة الهرئية نجد هجهوعة هن الخطوط تعرف باسم سمسمة بالهر Balmer Series نسبة إلى هكتشفها وتعطى أطوالها الهوجية بالعالقة: R n

48 حيث R ثابت يسهى بثابت ريدبرج Rydberg Constant ويساوي : )1.096X10 7 m - ( وn لها القيم تم تطو ر هذه المعادلة بمعادلة بوهر والت تم ف ها الربط ب ن تردد الخط ف ط ؾ االشعاع لله دروج ن والطاقة المنطلقة من اله دروج ن المثار وذلك عندما سقط االلكترون من مستوي طاقة اعل لمستوي ادن :

49 2 me 4 z 2 h 3 l مستوي v التردد ح ث: h ثابت بالنك n عدد الكم الرب س الطاقة االدن h مستوي الطاقة األعل m كتلة االلكترون e شحنة االلكترون

50 التعد الت الت أدخلت على نموذج بوهر الذري: 1- الطب عة المزدوجة لإللكترون. -2 مبدأ عدم التأكد وسرعة اإللكترون. لها زنبرج لتحد د مكان -3 إ جاد معادلة تصؾ حركة اإللكترون )معادلة شرود نجر(. الموج ة

51 النظرية الذرية الحديثة جاءت النظر ة الذر ة الحد ثة نت جة لجهود الكث ر من العلماء الذ ن بحثوا ف ما ه ة المادة وترك ب الذرة وتوضح النظر ة ترك ب الذرة وخواص الجس مات الت تحتو ها. وف الواقع ه مجموعة من الفرض ات والحقابق الت تم الحصول عل ها ف السنوات األخ رة حول الذرة وسنحاول ف هذا العرض إلقاء الضوء على أهم هذه الفرض ات والحقابق المثبتة.

52 فروض النظرية 1- الذرة تتكون من نواة موجبة الشحنة وترتكز ف ها معظم كتلة الذرة. 2- تدور االلكترونات حول النواة بسرعة كب رة بح ث كون لها خواص الموجات بموجب معادالت ر اض ة. 3- تشؽل االلكترونات مناطق محددة حول النواة تسمى مستو ات طاقة. و مكن من المعادالت الر اض ة حساب طاقتها وأشكالها الهندس ة.

53 الطبيعة المزدوجة لإللكترونات قامت النظر ة الحد ثة بإدخال تعد الت على نموذج بوهر 1- طب عة اإللكترونات المزدوجة ( مبدأ دى بروؼلى(: )توصل إلى أن الضوء له خواص موج ة وجس م ه ف نفس الوقت( 2- مبدأ عدم التأكد )الشك( لها زنبرج: ال مكن تحد د مكان اإللكترون وق اس عزمه ( سرعته ) ف نفس اللحظة بدقة 3- تصور شرودنجر لطب عة األوربتاالت )المعادلة الموج ة لحركة االلكترون( الطب عة المزدوجة لإللكترون: من النظر ات السابقة نجد أن اإللكترون جس م مادي له خصابص ماد ة وثبت أن أي جس م متحرك له خصابص ماد ة تسمى موجات تختلؾ عن الموجات الكهرومؽناط س ة. أي جسم متحرك تصاحبه حركة موج ة لها خصابص الموجات الضوب ة

54 األفالك الذرية النموذج الكم للذرة قترح وجود اإللكترون ف منطقة مع نة حول النواة ول س ف مدارات محددة كما اقترح بور. سم ت تلك المناطق باألفالك الذر ة واألفالك الذر ة مكن تصورها كسحابة الكترون ة تختلؾ ف كثافتها من منطقة إلى أخرى. الفلك الذري:هو منطقة تح ط بالنواة واحتمال وجود اإللكترون ف ها اكبر ما مكن. فاإللكترون نظرا لطب عته الموج ة فانه نتشر ف الفراغ على شكل سحابه ذات شحنه سالبه.

55

56 توزيع اإللكترونات حول الذرة التصور الحال )الحد ث( للعلماء عن ترك ب الذرة :- نواة الذرة تح ط بها مستو ات الطاقة داخلها اإللكترونات النواة ف مركز الذرة وبها البروتونات والن وترونات مستو ات الطاقة الرب س ة n تنقسم إلى عدد من تحت المستو ات رموزها ( s و p و d و f( توجد أربعة أعداد تسم أعداد الكم توضح أو تصؾ وضع اإللكترون ه : عدد الكم الرب س n والثانوي l والمؽناط س m والمؽزل s

57 مستويات الطاقة وأعداد الكم أعداد الكم Quantum numbers أعداد تحدد موقع وطاقة وشكل الفلك واتجاهه الفراؼ كما تحدد حركة اإللكترون المؽزل ة حول نفسه أثناء دورانه حول النواة. :)SHELLS( مستو ات الطاقة الرب سة األؼلفة )i( عددها سبعة و رمز لها بالحروؾ K L M N O P Q وتاخذ االرقام من 1-7 و رمز لها بالرمز n )عدد كم رب سى( وتحدد نوع مستوى الطاقة الموجود به االلكترون :ORBITALS المدارات )ii( وهى فروع من مستو ات الطاقة الرب س ة )رقم الكم المدارى أو الثانوى l( و اخذ األرقام من صفر- الى )1-n(. الجدول التالى ربط ب ن )i( و )ii(

58 تارادملا همقر ؾلاؽلا 0 l n=1 K 1 0 l n=2 L l n=3 M l n=4 N l n=5 O l n=6 P l n=7 Q

59 :ORBITALS األفالك )iii( وهى الدو رات الت تتفرع لها المدارات و حددها رقم الكم المؽناط س )m( و أخذ الق م 3. ± 2, ± 1, ± 0, :SPINING رقم الكم المؽزل )vi( و حدد نوع اإللكترون ف كل فلك و أخذ الق م ½+,½- وتحدد هذه الق م دوران اإللكترون داخل الفلك. بجانب دوران اإللكترون حول النواة فانه تحرك حول نفسه ف حركة مؽزل ة إما ف اتجاه عقارب الساعة أو عكس عقارب الساعة. توصؾ هذه الحركة بعدد الكم المؽزل و رمز له بالحرؾ (s).

60

61 ملخص ألعداد الكم النموذج الكم للذرة: اإللكترونات موجودة ف مناطق حول النواة تسمى أفالك تم تحد د خواص األفالك واإللكترونات الت تشؽلها من خالل أعداد الكم األربعة. أعداد الكم األربعة: : n :l : m :S عدد الكم الرب س : عدد الكم الثانوي: عدد الكم المؽناط س : عدد الكم المؽزل : حدد مستو ات الطاقة الرب س ة. حدد مستو ات الطاقة الفرع ة. حدد اتجاه وعدد األفالك. حدد اتجاه دوران اإللكترون حول نفسه.

62 همخ قان لكن بعة سن ل ه لقين لههكنة 1,2,3,. n 0,1,2... n 1 n,n m, 1,...0, m m,,n m s 1 أو m 2 1 2

63 n = 2 يساسلأا مكلا مقرل ةبحاصملا مكلا ماقرأ Number of electrons in subshell shell subshell m s m l l n L 2s L 2p

64 )نها ة المحاضرة الخامسة(

65 ولتوض ح ذلك نأخذ ذرة الهل وم كمثال والذي حتوي على إلكترون ن ف المستوى (1s) وهذا المستوى ق مة (n) له = 1 وق م كل من l وm = صفر لذا تكون ق م األعداد الكم ة األربعة للمستوى ه كما ل : األعداد الكم ة s m l n عدد االلكترونات +½ ½ األول الثان

66 أمثلة: 1- أكتب كل الفبات الممكنة ألرقام الكم لاللكترونات ف مستوي الطاقة الرب س الثان : n 2 l 0 m o s ±½ عدد االلكترونات ±½ 2 0 ±½ 2-1 ±½ 2 أكتب فبات أرقام الكم لإللكترونات ف ذرة البورون )5=Z(

67 مبدأ باولى لالستبعاد Pauli s exclusion principle من المبادئ األساس ة الت تفرضها م كان كا الكم وتسل م بصح تها ه أن ه ال مكن التم ز ب ن اإللكترونات المختلفة ف الذر ة. لتوض ح هذه الفكرة نتأم ل ف ذر ة اله ل وم )2=Z( ف حالة االستقرار توز عها االلكترون ( 2 :)1s ح ث أن اإللكترون ن شتركان ف أعداد الكم n و l و m فهما وال ر ب حسب ما قتض ه مبدأ االستبعاد لباول مختلفان ف حركتهما المؽزل ة واحد دور حول نفسه "نحو األعلى" واآلخر دور حول نفسه "نحو األسفل". النص:)ال مكن أن كون إللكترون ن ف ذرة ما نفس األعداد الكم ة األربعة(. n 1 1 l o 0 m 0 0 s +½ -½

68 مستويات الطاقة وااللكترونات كل ؼالؾ من أؼلفة الطاقة تم ترت بها تصاعد ا بدأ من أقرب األؼلفة للنواة رقمه 1 و مكن لكل ؼالؾ أن متلا بعدد مع ن من اإللكترونات طبقا لعدد المستو ات الفرع ة ونوع المدارات الت حتو ها هذا الؽالؾ : )مستو ات الطاقة الرب س ة ( n ) تنقسم إلى عدد من تحت المستو ات رموزها ( s و p وd و ) f الؽالؾ األول : 2 إلكترون - مستوى فرعى - s الؽالؾ الثان : 8 إلكترونات - مستوى فرعى - s p, الؽالؾ الثالث : 18 إلكترون - مستوى فرعى - s d, p, الؽالؾ الرابع : 32 إلكترون - مستوى فرعى - s f,d, p,

69 وتحت المستوى نقسم إلى عدد من األفالك الذر ة :- عدد األفالك تحت المستوى 1 S 3 P 5 d 7 f *هذا عنى أن كل فلك متلا بإلكترون ن كما توجد مدارات فرع ة أخرى وh تستخدمها الذرات المثارة فقط. و ستخدم الرمز التال هى g لتوض ح المفاه م السابقة: 2p⁴ عدد االلكترونات ف المستوى الفرع رمز المستوى الفرع رقم المستوي الرب س

70 كتابة الترتيب االلكتروني للعناصر حسب األفالك الترت ب االلكترون : -1-2 ه وصؾ للطر قة الت تتوزع ف ها االلكترونات على مدارات الذرة أو ه ك ف ة ملء األفالك الذر ة باإللكترونات. قواعد جب مراعاتها: عدد االلكترونات الت تم توز عها ساوي العدد الذري للعنصر. ال حتوي الفلك الواحد أكثر من إلكترون ن.

71 -3 مراعاة توز ع االلكترونات على األفالك حسب الطاقة استخدام رموز المستو ات الفرع ة: ح ث تكتب رموز المستو ات الفرع ة مشتملة على عدد اإللكترونات كالحقة فوق ه مثال الكربون: : 2 6C = 1s 2 2s 2 2p )توز ع مفصل( 6 C = [ He] 2s 2 2p 2 )توز ع مجمل( )لب الؽاز الخامل( وكذلك الصود وم: 11Na = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 )توز ع مفصل( 11Na = [ Ne] 3s 1 )توز ع مجمل( )لب الؽاز الخامل(

72

73 وبالتال مكن تصور األوضاع الت تحتل بها االلكترونات مستو ات الطاقة الفرع ة بالشكل التال والذي سم أوفباو بمبدأ Aufbau Principle الرب س ة أوال. ذات ح ث تم ف ه تعببة المستو ات الطاقة المنخفضة باإللكترونات

74

75 مع مالحظة أن هنالك بعض االستثناءات عند تطب ق هذا المخطط مكن تبس ط هذا الشكل كاألت :

76 7p 6d 5f 7s 6p 5d 4f 6s 5p 4d 5s 4p 3d 4s n=7 n=7 n=6 n=6 n=6 n=6 n=5 n=5 n=5 n=4 n=4 n=4 3p 3s 2p 2s 1s n=3 n=3 n=2 n=2 n=1

77 قاعدة هوند استطاع العالم هوند لدى دراسته للخواص المؽناط س ة أن ضع قاعدته الت وضح ف ها بأن اإللكترونات ال تتزاوج ف المستوى الفرع الواحد إال إذا كان عددها أكبر من عدد هذه المستو ات. أي تتوزع االلكترونات على أفالك المستوى الفرع الواحد فرادى على أن تكون متشابهه ف اتجاه الؽزل ثم تصبح متزاوجه بعد أن صبح الفلك نصؾ ممتلا وتنص القاعدة على ما ل "تكون حالة الذرة أكثر ثباتا عندما تم توز ع إلكترونات المستوى الفرع الواحد على أكبر عدد ممكن من أفالك ذلك المستوى بنفس اتجاه الؽزل قبل البدء بعمل ة اإلزدواج"

78 : ك ف ة توز ع االلكترونات ف المستو ات الفرع ة وفقا لقاعدة تتوزع االلكترونات الثالثة على أفالك )p( كما ل : تتوزع االلكترونات األربعة على أفالك )p( كما ل تتوزع االلكترونات الخمسة على أفالك )p( كما ل تتوزع االلكترونات الستة على أفالك )p( كما ل هوند:

79

80 ونت جة لذلك ال ستوعب الفلك الواحد أكثر من إلكترون ن فمثال 1- المستوى الفرع ( S ) حتوي على فلك واحد وبالتال تكون سعته القصوى إلكترون ن. 2- المستوى الفرع ( P ) حتوي على ثالثة أفالك فتكون سعته القصوى 6 الكترونات. 3- المستوى الفرع ( d ) حتوي على خمسة أفالك فتكون سعته القصوى 10 الكترونات. 4- المستوى الفرع ( f ) حتوي على سبعة أفالك فتكون سعته القصوى 14 إلكترون

81 أمثلة: )1( أعتبر ذرة الزرن خ )Z=33( 15 لتج ب عل األسبلة التال ة: كم بلػ عدد االلكترونات ف مستوي الطاقة الرب س الثالث 18 إلكترون كم بلػ عدد االلكترونات ف المستو ات الفرع ة p إلكترون أكتب الترت ب االلكترون للمستوي الخارج 4s²4p³ )2( كم عدد المستو ات الفرع ة وعدد االلكترونات ف المستوي الرب س األعلى للؽاز النب ل )الوهم ( الذي عدده الذري 118 (3) مستخدما طر قة لب الؽاز الخامل أكتب الترت ب االلكترون المختصر لعنصر مجهول عدده الذري 120

82 )نها ة المحاضرة السادسة(

83 الجدول الدوري للعناصر الجدول الدوري للعناصر الك م اب ة: وهو عرض جدول للعناصر الك م اب ة المعروفة. أول من قام ببنابه د متري مندل ؾ, ح ث قام بترت ب العناصر طبقا للكتل الذر ة للعناصر ثم قام هنري موزل بإعادة ترت ب العناصر حسب العدد الذري أي عدد اإللكترونات الموجودة بكل عنصر, ح ث تتكرر الخواص الك م اب ة بصفة دور ة ف الجدول. ولكن كيف تم بناء الجدول الدوري

84 الثالث ات: الثمان ات: العنصر الكتلة الذر ة الكثافة g/cm كلور g/cm بروم g/cm ود وف ها تم ترت ب العناصر تصاعد ا حسب أوزانها الذر ة وهذا المفهوم طابق الجدول الدوري الحد ث اال ان المحاولة لم تنجح لقلة العناصر المعروفة ولعدم دقة األوزان الذر ة للعناصر ف تلك الفترة.

85 القانون الدوري: التدرج ف الخواص الف ز اب ة والك م اب ة للعناصر تبع التدرج ف أعدادها الذر ة. الجدول الدوري: جدول ترتب ف ه العناصر تصاعد ا حسب الز ادة ف أعدادها الذر ة بح ث تقع العناصر المتشابهة ف الخواص ف نفس العمود أو المجموعة. صفوؾ عمود ة: مكونات الجدول الدوري مجموعات أو عابالت )جدول مندل ؾ(:

86 المجموعة هى العامود الرأس ف الجدول الدوري للعناصر. وجد ف الجدول 18 مجموعة ف الجدول الدوري الق اس. العناصر الموجودة ف كل مجموعة لها نفس ترك ب ؼالؾ التكافؤ من ح ث عدد اإللكترونات, وهذا عطى لهذه العناصر تشابها ف الخواص. صفوؾ أفق ة: الدورة ه الصؾ مدارات محدد. األفقى )7 دورات بعض مم زات الجدول الدوري -1-2 دورات(. جمع العناصر ورتبها وأوجد عالقة ب نها تنبأ باكتشاؾ عناصر جد دة ف الجدول الدوري للعناصر كل دورة لها عدد لمندل ؾ: )ف ز اب ة وك م اب ة(

87 3- صحح األوزان الذر ة لبعض العناصر بعض ع وب جدول مندل ؾ: واالكتن دات 1- قسم المجموعات الراس ة إل أصل ة وفرع ة 2- وضع اله دروج ن 3- لم ه ا مكانا للعناصر االنتقال ة 4- لم فصل ب ن الفلزات والالفلزات 5- لم جد مكانا داخل الجدول الدوري لالنثن دات

88 استعماالت الجدول الجدول الدوري للعناصر له أهم ته لعلماء وطالب الك م اء لدراسة العناصر والخواص الك ماو ة والف ز اب ة وك ف ة اختالفها بكل مجموعة به. فمن خالل الجدول مكن الحدس بخواص عنصر ما وك ف ة التفاعل مع عنصر آخر. فإذا أراد دارس معرفة خواص عنصر كالفرانس وم francium مثال ف مكنه التعرؾ عل ه من خالل خواص المجموعة األول. فس عرؾ أنه معدن ل ن تفاعل بشدة مع الماء أكثر من العنصر الذي فوقه كما مكن أ ضا معرفة رقم الدورة والمجموعة.

89 HOME WORK N0(1) الجدول الدوري الحد ث مكوناته فوابده HOME WORK N0(2) النظائر Isotopes أكتب عن الموضوع أعاله )صفحة واحدة فقط( متناوال: تعر ؾ النظابر النظر ة الت وردت ف ها النظا ر أمثلة

90 )نها ة المحاضرة السابعة(

91 مقدمة في الكيمياء العضوية مقدمة: هو ذلك الفرع من الك م اء الذي هتم بدراسة مركبات الكربون ومشتقاتها. المركبات العضو ة ه المكونات األساس ة للنبات والح وان واألؼذ ة بشكل عام مثل: بروت نات- ف تام نات- كربوه در تات- دهون وتدخل المركبات العضو ة ف كث ر من الصناعات مثل: صناعة الورق, البالست ك, المطاط, األل اؾ الت تصنع منها المالبس, األصباغ, األدو ة, المب دات الحشر ة, مب دات األعشاب, المتفجرات...الخ

92 التسمية: سم ت المركبات اعتمادا على منشأها فالمركبات العضو ة كانت تطلق على المركبات المشتقة من أجسام الكابنات الح ة. وف القرن التاسع عشر) 1828 ( قام العالم فوهلر بتصن ع مادة عضو ة )ال ور ا ) من مادة ؼ ر عضو ة )س نات األمون وم (. KOCN + NH4Cl NH4CNO + KCl NH4CNO (NH2)2CO وقد أدى ذلك إلى إعادة النظر ف تعر ؾ المركبات العضو ة تعر ؾ حد ث:. تطلق تسم ة المركبات العضو ة على مركبات الكربون إذ أن جم ع المركبات العضو ة ذات المنشأ الح أو ؼ ر الح تشترك ف ما ب نها ف احتوابها على عنصر الكربون.

93 لماذا عنصر الكربون وجد عنصر الكربون ف القشرة األرض ة بكم ات بس طة على شكل ن هما الماس و الؽراف ت. ح ث ترتبط كل ذرة كربون ف الماس بأربع ذرات كربون أخرى بروابط تساهم ة)مشتركة( كما متاز الماس بقساوة و درجة انصهار عال ت ن. أما الؽراف ت تألؾ من طبقات مسطحة من ذرات الكربون وكل ذرة كربون ترتبط بثالث ذرات كربون أخرى بروابط تساهم ة )مشتركة( مكونة سلسلة من الحلقات السداس ة. مصادر المركبات العضو ة: وجد ف الطب عة مصدران هابالن لمركبات الكربون هما البترول وما صاحبه من الؽاز الطب ع والفحم

94

95

96

97 روابط الكربون: عدد الكترونات التكافؤ ( الكترونات مستوى الطاقة الرب س األخ ر للكربون هو ( 4 ). انظر للترك ب االلكترون للكربون. 1S²2S²2P² التهج ن ف الكربون: التهج ن من نوع sp3 توسط الكربون الجدول الدوري للعناصر إن وجود أربع الكترونات تكافؤ ف ذرة الكربون عن إمكان ة أن تقوم ذرته بعمل أربع روابط تساهم ة ( تشارك ه )

98 وهذا عن أن ذرة الكربون مكن أن ترتبط بأربع ذرات كربون أخرى أو ثالث أو اثنتان إضافة إلمكان ة ارتباطه بعناصر أخرى. هذا العدد الكب ر من الروابط مكن الكربون من تكو ن عدد كب ر جدا من المركبات وهذا فسر وجود مال ن المركبات العضو ة ف الطب عة والمصنعة ف المختبر.

99 طب عة الروابط ف المركبات العضو ة: روابط تساهم ة ؼ ر قطب ة لها جم ع صفات المركبات التساهم ة: =C= _ C _ C= C=

100 المركب العضوي هو: هو أى مركب من المركبات الك م اب ة التى تحتوى جز باتها على الكربون ما عدا الكرب دات الكربونات ثناب أكس د الكربون الصفات العامة للمركبات العضو ة: تتكون من C و H كعنصر ن أساس ن إضافة لعناصر أخري مثل,S,O(.)N, P, درجة انصهارها وؼل انها منخفضة الروابط الك م اب ة اسهام ة )ال الكترول تات( تتم ز بظاهرة األ سومر ة )التماكب( Isomerism تحتاج ف تفاعالتها إل عوامل مساعدة Catalyst

101 . تصن ؾ المركبات العضو ة: تم تصن ؾ المواد العضو ة طبقا لترت ب بنابها الجز ب وبطر قة تواجد الذرات األخرى بالنسبة لذرة الكربون الرب س ة. هنالك أكثر من تصن ؾ للمركبات العضو ة وأكثرها ش وعا التصن فان اآلت ان : التصن ؾ األول: تصنؾ المركبات العضو ة حسب نوع الروابط الت تكونها ذرة الكربون الى قسم ن هما 1- المركبات العضو ة المشبعة. وه المركبات العضو ة الت تكون جم ع روابطها تساهم ة أحاد ة ومن األمثله عل ها االلكانات. 2- المركبات العضو ة ؼ ر المشبعة. وه المركبات العضو ة الت تحتوي على روابط ثناب ة أو ثالث ة اضافة للروابط األحاد ة.ومن األمثلة عل ها األلك نات وااللكا نات.

102 التصن ؾ الثان : تصنؾ المركبات العضو ة حسب أنواع العناصر ف ها الى قسم ن هما : -1 اله دروكربونات. Hydrocarbons وه المركبات العضو ة الت تحتوي على عنصري الكربون واله دروج ن فقط. تشتمل اله دروكربونات على العابالت اآلت ة : أ- ألكانات Alkanes. ب-ألك نات. Alkenes ج- ألكا نات Alkynes. د- مركبات أرومات ة ( عطر ة ). Hydrocarbons Aromatic.

103 - 2 مشتقات اله دروكربونات Hydrocarbons Derivatives وه المركبات العضو ة الت تحتوي على عنصري الكربون واله دروج ن وعناصر أخرى مثل الن تروج ن واألكسج ن والفسفور والكبر ت والهالوج نات وؼ رها. الكشؾ عن الكربون تفحم بعض المركبات عند تسخ نها مثل سكر القصب دل عل وجود الكربون ف ها. ولكن االختبار الفعال هو تصاعد ؼاز ثناب أكس د الكربون فمثال عند تسخ ن ع نة من المادة مع أكس د النحاس) ii ( بالتسخ ن: C + 2CuO 2Cu + CO2

104 و تم الكشؾ عن ثناب أكس د الكربون بواسطة ماء الج ر )تكو ن راسب أب ض(: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O حسابات الص ؽة الجز ب ة لمركب عضوي: تستعمل هذه الحسابات لمعرفة الص ؽة األول ة للمركب العضوي. مثال) 1 (: أحسب الص ؽة األول ة لمركب عضوي أعط عند تحل له 61% كربون, 11.88% ه دروج ن, 27.12% أكسج ن الحل )C3H7O( مثال :)2( إذا أحتوي مركب عل 40% كربون, 6.66% ه دروج ن, أكسج ن فما ه الص ؽة األول ة للمركب.

105 تحد د ص ؽة المركب سؤال: الكافا ن )مادة منبهة موجودة ف الشاي والقهوة والشكوالته( حتوي على % كربون % 5.15 ه دروج ن % ن تروج ن و 16.49% اكسج ن وكتلته الجز ب ة ه جرام/مول. احسب الص ؽة الجز ب ة للكافا ن

106 )نها ة المحاضرة الثامنة(

107 أ) الهيدروكربونات المركبات األل فات ة: ) ذرات الكربون تكون ف سالسل مثل: اله دروكربون الصفة الص ؽة نوع الروابط CnH2n+2 الكان مشبع أحاد ة اسهام ة CnH2n الك ن ؼ ر مشبع ثناب ة اسهام ة CnH2n-2 الكا ن ؼ ر مشبع اسهام ة ثالث ة ذرات الكربون ف شكل حلقات: ه دروكربونات أرومات ة ه دروكربونات عد دة الحلقات ه دروكربونات حلق ة أل فات ة

108 األلكانات توجد ف الؽاز الطب ع والبترول. مكونات الؽاز الطب ع : 82-87% Methane 6-10% Ethane 1-4% Propane 1% Butane تسمى البراف نات )وتعنى ؼ ر النشط(. المجموعة التسم ة: Nomenclature إذا كانت ذرات الكربون ف سالسل مستق مة فتسم : CH3CH2CH3 n-propane البروبان CH3CH2CH2CH3 n-butane الم ثان هو أول مركب ف هذه الب وتان

109 ف حالة السالسل المتفرعة نستعمل نظام IUPAC (International Union of Pure & Applied Chemistry( )االتحاد العالم للك م اء البحتة والتطب ق ة( قواعد التسم ة: CH3CHCH2CHCH3 CH3 CH3 2,4-dimethyl pentane تحض ر االلكانات: من الكحوالت: H2O ROH + HX RX + )بصورة عامة( CH3OH + HI CH3I + H2O

110 2CH3I + 2Na ether CH3CH3 + 2NaI طر قة جر نارد: Grignard RX + Mg R-Mg-X RH + OH-Mg-X ether HOH HOH CH3I + Mg CH3-Mg-I CH4+HO-Mg-I )محلول iodide( )methyl magnesium جر نارد( بعض التفاعالت: أو *األكسدة:)اإلحتراق( تحترق جم ع اله دروكربونات ف األكسج ن مكونة CO2,H2O وكم ة من الطاقة: C2H6 + O2 CO2 + H2O + Heat

111 اإلحتراق حرارة الجز ب : ه كم ة الحرارة الناتجة من االحتراق التام لجزي جرام من اله دروكربون. *الكلورة: ال تفاعل الم ثان ف الظالم مع الكلور اال أنه إذا عرض ألشعة الشمس المباشرة أو ألشعة فوق بنفسج ة فان التفاعل كون انفجاري: CH4+Cl2 sun light CH3Cl + HCl CH2Cl2 + HCl CHCl3 + HCl CCl4 + HCl ف بق ة اله دروكربوات تعتمد سرعة التفاعل عل سرعة الهالوج ن محل اله دروج ن. احالل

112 عندما تتصل ذرة كربون بذرة كربون واحدة أخري تسم ذرة أول ة وتطلق نفس التسم ة عل ذرات اله دروج ن المتصلة بها. وعندما تتصل بذرت ن أو ثالث تسم ذرة كربون ثانو ة أوثالث ة: ست ذرات ه دروج ن أول ة + ذرتا ه دروج ن ثانو ت ن C- C- C C-C-C ه دروج ن أول C-C ه دروج ن ثانوي C-C-C C ه دروج ن ثالث

113 لذلك فان البروبان تفاعل مع CH3CH2CH2Cl الكلور ل عط اآلت : CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CHCH3 *الن ترة :Nitration Cl تم تحو ل الكان ال مشتقات ن تروج ن بالتسخ ن مع أبخرة حمض الن تر ك )تستبدل ذرة ه دروج ن بمجموعة ن ترو(: CH3CH3 + HNO3 CH3CH2NO2 + H2O األلكانات الحلق ة: وتكون ف شكل حلقات كربون( ألكان )أقل حلق حتوي عل ثالث ذرات

114 CH2 H2C CH2 تحض رها: تم بواسطة نزع ذرت هالوج ن 2NaBr + CH2-CH2 CH2-CH2 من جزي ألكان واحد مثال: CH2-CH2-Br CH2-CH2-Br +2Na

115 الهيدروكربونات األلك نات )األولف نات(: غير المشبعة تتم ز بوجود رابطة إسهام ه ثناب ة بعض المركبات وتسم تها: المركب CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH3CHCH=CHCH3 CH3 CH3CH=CH تسم ة IUPAC 1 -ب وت ن ب وت ن 2-2- م ث ل-بنت - 3 ا ن 2-methyl-bent-3- ene 2,1 -ثناب بروب ن برومو االسم الشابع α- ب وت ل ن β- ب وت ل ن م ث ل أ زوبروب ل بروب ل ن ثناب بروم د Br Br

116 : تحض رها: تحضر بصوره عامة من الكحوالت بنزع مجموعت ه دروكس ل CH2-CH2 -H2O CH2=CH2 تم نزع الماء بواسطة حمض بعض التفاعالت: H2SO4 المركز. OH OH تفاعالت األضافة: تتم إضافة الهالوج نات أو اله دروج ن أو هال دات اله دروج ن ح ث تحول األلك ن ال الكان CH2Br-CH2Br )إضافة هالوج ن( CH2=CH2 + Br2

117 Cl إضافة :HX نص قاعدة مارك نوكوؾ Markownikoff )عند إضافة HX فان اله دروج ن ضاؾ ال ذرة الكربون المحتو ة عل عدد أكبر من ذرات اله دروج ن(. CH3CH=CH2 + HCl CH3CHCH3

118 األلكاينات Alkynes مركبات ؼ ر مشبعة تحوي رابطة اسهام ة ثالث ة ب ن ذرت كربون أول مركب ف هذه المجموعة هو ؼازاألستل ن CH = CH وتعرؾ باألستل نات: التسم ة: 2 -ب وتا ن CH3C =C CH3-4 (CH3)2CHCH2C = CH م ث ل - 1 -بنتا ن إذا إحتوت السلسلة عل روابط ثناب ة وثالث ة تم الترق م بح ث تأخذ الروابط المزدوجة والثالث ة أصؽر األرقام الممكنة بؽض النظر عن أ ها رقمها هو األصؽر. HC=CCH=CHCH3 3 -بنت ن- 1 ن-

119 بعض التفاعالت الك م اب ة: األكسدة الهدرجة )إضافة ه دروج ن(: مكن أ ضا إضافة X2:

120 تحض ر األلكا نات: معالجة الج ر المطفأ بواسطة فحم الكوك: CaO + 3C CaC2+CO CaC2 +2H2O Ca(OH)2 + C2H2 من رباع الهال د: HC=HC +2ZnBr2 CHBr2-CHBr2 + 2Zn ولكن تحضر األلكا نات بصفة عامة عن طر ق تفاعل األس تل نات الفلز ة مع هال دات االلك ل لتعط ألكا نات عال ة: 2CH3-C=CH+2Na أمونيا سائله 2 [CH3-C=C] - Na + +H2 [CH3-C=C] - Na + +C2H5I CH3C=C-CH2CH3+NaI الطر قة المعروفة ه تفاعل األلك ل هال د مع ه دروكس د البوتاس وم الكحول :

121 CH2Br-CH2Br Alcoholic KOH CH=CH +Others ثناب األلكا نات: ه ه دروكربونات تحتوي عل رابطت ن ثالث ت ن ولكن تحض رها ؼ ر سهل: (2,4-hexadiyene) CH3-C=C-C=C-CH3 (1,3-butadiyene) HC=C-C=CH

122 )نها ة المحاضرة التاسعة(

123 مشتقات الهيدروكربونات الكحوالت ه مركبات عضو ة تحتوي على مجموعة واحدة من اله دروكس ل ( OH )أو أكثر وتحمل الكحوالت الص ؽة العامة )R ROH تمثل مجموعة ألك ل( التصن ؾ: تصنؾ الكحوالت عل حسب عدد مجموعات اله دروكس ل إلى أربعة انواع: كحوالت احاد ة اله دروكس ل ( مثل الكحول الم ث ل )CH3OH كحوالت ثناب ة اله دروكس ل مثل الجال كول (HOCH2-CH2-OH( كحوالت ثالث ة اله دروكس ل مثل الجلسرول كحوالت عد دة اله دروكس ل )مثل السورب تول( (HO-CH2-CHOH-CH2 OH)

124 وكذلك تصنؾ الكحوالت احاد ة اله دروكس ل حسب عدد مجموعات االلك ل المرتبطة بذرة الكربون المتصلة بمجموعة اله دروكس ل الى: كحوالت اول ة مثل الم تانول و اال ثانول كحوالت ثانو ة مثل 2 بروبانول CH3CHCH3 OH كحوالث ثالث ة 2 م ث ل 2 بروبانول

125 التسم ة: تسم مشتقات المركبات اله دروكربون ة حسب نظام ن النظام الشابع: كحول + شق االلك ل )كحول االلك ل( مثل كحول البروب ل, كحول البنز ل اال وباك IUPAC االلكان + ول مثل البربانول, التحض ر: هناك طرق عد دة لتحض ر الكحوالت وأهمها طر قة جر نارد لتحض ر الكحوالت االول ة و الثانو ة و الثالث ة. لتحض ر الكحوالت االول ة : تفاعل مركب جر نارد مع الفورمالده د ولتحض ر الكحوالت الثانو ة:تفاعل مركب جر نارد مع االلده د اما الكحوالت الثالث ة:فتحضر باضافة مركب جر نارد الى الك تون

126 بعض الخواص الف ز اب ة: أقل قطب ة - تذوب ف المذ بات القطب ة كالماء تمتاز بخاص ة تكو ن الرابطة اله دروج ن ة ب ن جز باتها تمتاز بدرجة ؼل ان وكثافة مرتفعة نسب ا تتم ز كذلك بأنه كلما زادت كتلتها الجز ب ة تقل درجة ذوبانها ف الماء وتزداد درجة ؼل انها وانصهارها و كثافتها

127 بعض الخواص الك م اب ة : تتفاعل الكحوالت مع الفلزات النشطة كالصود وم وبذلك تشابه األحماض 2CH3-OH+2Na 2CH3-ONa+H2 و الناتج سم ألكوكس د الفلز تتفاعل الكحوالت كذلك مع األحماض العضو ة و نتج كما أت : والماء األستر CH3-OH+HCOOH HCOOCH3+H2O

128 تتأكسد الكحوالت االول ة مكونة االلده د ف المرحلة االولى ثم تكون الحمض العضوي ف المرحلة الثان ة أي انها تتأكسد عل مرحلت ن: CH3CH2OH+(O) CH3CHO+H2O CH3CHO+(O) CH3COOH اما الكحوالت الثانو ة تتأكسد على مرحلة واحدة مكونة الك تون CH3-CHOH-CH3+(O) CH3-CO-CH3+H2O اما الكحوالت الثالث ة فه ال تتأكسد لعدم اتصال ذرة الكربون المرتبطة بالمجموعة الفعالة بذرة ه دروج ن

129 تفاعالت الحذؾ)تكو ن األلك ن(: و نتج عنها حذؾ جزيء الماء من الكحول و تم ذلك بواسطة حمض الكبر ت ك المركز عند درجة حرارة مع نة CH3CH2OH CH2=CH2+H2O مجموعة اله دروكس ل المتصلة بالبنز ن: تتصل مجموعة OH بذرة كربون ف بنز ن و سم المركب ف نول أو ه دروكس بنز ن OH

130 الف نوالت سوابل ذات درجات ؼل ان عال ة البعض منها ستخدم ف الوصفات العالج ة. وهنالك مركبات أخري مثل: OH OH CH3 OH (1,hydroxy,2- methyl benzene), (1,2-dihydroxy benzene)

131 CH3COH Ethylene Glycol CH2-CH2 الكحوالت ؼ ر المشبعة: أستلده د تحول إل ف ن ل الكحول CH2=CHOH الكحوالت عد دة اله دروكس ل: مثل جل سرول Glycerol واثل ن جال كول CH2-CH-CH2 OH OH OH OH OH

132 اإليثرات Ethers الص ؽة العامة ROR ح ث group) =R) alkyl أمثلة: CH3CH2OCH3 الخواص العامة: مركبات سابلة مجموعتها الوظ ف ة خاملة نسب ا تحض رها: نزع الماء من الكحوالت: C2H5OC2H5 C2H5OH + C2H5OH -H2O تم نزع الماء عادة بواسطة حمض الكبر ت ك المركز اإل ثرات الحلق ة: تم تحض رها عن طر ق أكسدة األلك نات ف وجود عامل مساعد:

133 O2 Ag O CH2=CH2 H2C CH2 استعماالت اإل ثرات: مخدر ف العمل ات الجراح ة كمذ ب ف عمل ات االستخالص

134 األلدهيدات والكيتونات الص ػ والتسم ة: تعرؾ هذه المركبات بمجموعة الكاربون ل O األلده دات تكون ف ها المجموعة الوظ ف ة طرف ة R-C-H الك تونات تكون ف ها المجموعة الوظ ف ة ال طرف ة R-C-R O

135 أمثلة بروبانال CH3CH2COH بروبانون CH3COCH3 مكن أن تتصل مجموعة األلده د بحلقة بنز ن و سم المركب بنزالده د COH الخواص العامة لأللده دات والك تونات: ارتفاع درجات الؽل ان نسبة لقطب ة مجموعة الكاربون ل مما ؤدي ال تجاذب ب ن الجز بات ( نسبة التا ن تقدر ب 47%( األفراد األول منها تذوب ف الماء قل الذوبان بز ادة عدد ذرات الكربون

136 كيميائيا مجموعة الكاربون ل ه المركز الرب س للتفاعالت وتتفاعل تفاعالت أكسدة وإضافة )ؼ ر المشبعة(. األكسدة: بعض العوامل المؤكسدة المستخدمة ألكسدة فهلنج محلول كاشؾ طولون )كبر تات النحاس )نشادر + نترات و األلده دات: ترترات صود وم+ه دروكس د صود وم( الفضة( ألكسدة الك تونات نحتاج لعوامل مؤكسدة قو ة مثل ثناب الحمض : -2 الكرومات ف الوسط CH3COCH3 + 4Cr2O7 +32H CH3COOH + 3CO2 + 8Cr + 19H2O وتصبح عمل ة األكسدة معقدة ف الك تونات العل ا المحتو ة عل مجموعت ن ؼ ر متماثلت ن

137 اختزال الك تونات إل كحوالت: ضاؾ اله دروج ن إل مجموعة الكاربون ل: R C=O +H2 Pt or Ni R C OH R R H اإلضافة إل مجموعة الكاربون ل: ف مجموعة الكاربون ل المستقطبة قد تأخذ ذرة االكسج ن دور المانح لاللكترون وذرة الكربون دور المستقبل إضافة :HCN تكون االلده دات والك تونات مركبات تسم س انوه در نات

138 H H CH3-COH CH3-C-CN CH3-C- CN CN- O- H+ OH األلده دات والك تونات ؼ ر المشبعة: مثل االكرول ن )بروب نال( )ألده د( وهو مادة مدمعة له رابحة نفاذة H-C-H C H H-C=O والك ت ن مادة نشطة ك م اب ا ورمزه CH2=C=O )ك تون(

139 )نها ة المحاضرة العاشرة(

140 احملاضرة رقم )11( واألخرية المركبات العطر ة: ه دروكربونات حلق ة تحتوي على روابط ثناب ة ف وضع متبادل. عتبر البنز ن العطري العطر ة. اللبنة األساس ة ف ترك ب المركبات C6H6

141 بعض المجموعات المتصلة بحلقة البنز ن التلو ن CH3 T0luene )T.N.T( )متفجرات( تلو ن ن ترو ثالث Toluene( )Tri Nitro أو CH3 O2N NO2 NO2

142 األحماض العضوية مركبات تحوي مجموعة اله دروكس ل COOH تسم نظام ا باضافة - و ك.امثلة: CH3COOH حمض اال ثانو ك )الخل ك( اما حمض البنزو ك فص ؽته COOH هنالك أحماض تحتوي عل مجموعة أم ن) NH2 -( مثل: CH3CH=CHCH2CHCH2COOH NH2 ) 3 -أم نو- 5 -هبت نو ك(

143 الصفات العامة الف ز اب ة: مواد سابلة أوصلبة درجة انصهارها وؼل انها عال ة )مقارنة باله دروكربونات المشابهة لها( البعض منها لها روابح ؼ ر مقبولة التجمع الجز ب )حمض الخل ك مثال وجد ف شكل جز ب ن و سم )Dimer وذلك بسبب وجود الرابطة اله دروج ن ة بعض التفاعالت: مع الفلزات مع القواعد اهم تفاعل خاص باالحماض العضو ة هو تكو ن االسترات: H2SO4 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

144 تأين األحماض: األحماض العضوية ضعيفة التاين )الذوبان في الماء( ويبلغ ثابت تاين حمض الخليك مثال x10 ويحسب عادة تركيز أيون الهيدروجين لألحماض العضوية والضعيفة كاآلتي: )ph( ph = pka + log Salt acid

145 استعماالت بعض األحماض العضو ة وأمالحها : COOH OH حمض السالسل ك acid( )salicylic لهذا الحمض ملح مهم وهو: acid ( )acetyl salicylic وهو األسبر ن COOH OCOCH3 )حمض السالسل ك( )aspirin(

146 هنالك أ ضا حمض الستر ك acic( )citric الموجود ف الموالح بنزوات الصود وم benzoate( )sodium المستعملة كمادة حافظة لالطعمة. أمن اتى مع بالتوف ق