جمهورية العراق وزارة التربية املديرية العامة للمناهج كريم عبد الحسين الكناني الطبعة الرابعة

Transcript

1 جمهورية العراق وزارة التربية املديرية العامة للمناهج للüصف الثالث المتوSسط تأليف أ. د. سرمد بهجت ديكران أ. د. عمار هاني سهيل الدجيلي أ. د. مهند جميل محمود د. سمير حكيم كريم سالم محمد سيد النصراوي د. سعدي محمد ظاهر ماجد حسين خلف الجصاني كاظم رشيد موسى كريم عبد الحسين الكناني 1435 ه م الطبعة الرابعة

2 املشرف العلمي على الطبع : ماجد حسني خلف املشرف الفني على الطبع : أحمد عبد الصاحب ناجي التصميم أحمد عبد الصاحب ناجي

3 مقدمة مبا ان الصف الثالث املتوسط )السنة التاسعة من العمر املدرسي للطالب( ميثل نهاية مرحلة واضعا الطالب على مفترق طرق يختار منها ما يالئم توجهاته في احلياة 00 )علمي أدبي مهني...( فقد كان لهذا اجلانب احليوي احلساس أثر واضح في وضع محتوى مفردات كتاب الكيمياء للثالث املتوسط من حيث: 1- تهيئة الطالب للتخصص في املجاالت العلمية املتنوعة. 2- إطالع الطالب على أحدث التطورات العلمية في حقل الكيمياء ودورها الفاعل في قيادة ركب التقدم العلمي -عامليا التخفيف -ضمن احلدود التربوية والنفسية- من اجلوانب النظرية والرياضية املره قة سيما وأن الطالب مير في هذه املرحلة من عمره مبا يرافق نضجه املهاري واإلنفعالي من تغيرات فسيولوجية تتطلب منه نوعا من تركيز الذهن ملتابعة أمور احلياة كافة. كل هذه األمور وضعتها جلنة التأليف أمامها في إنتقاء محتوى املفردات بحيث يرى الكتاب النور وملا يزل بحاجة ماسة آلراء املدرسني وأولياء األمور والتربويني امليدانيني بعد أن تتم جتربة الكتاب في عامه الدراسي األول بعون الله. غير أن تنفيذ املنهج وفق خطة مرسومة مسبقا البد وأن يعتمد جديا على اجلانب العملي املثري واملشوق للطلبة والذي يختصر الوقت للمدرس ويثبت املعلومات النظرية ويعمق إستيعابها لدى الطلبة معتمدين أساسا على: 1- ما توفره البيئة احمللية من مواد سدا للنقص الذي قد يحصل في موجودات املختبر املدرسي. 2- املناقلة بني املدارس القريبة. 3- التنسيق مع شعبة املختبرات في قسم الشؤون الفنية ومركز الوسائل التعليمية )أو شعبة التقنيات( وهنا نود التأكيد على ذكر كتابي الكيمياء للصفني األول والثاني من ضرورة التنسيق بني مدرس الكيمياء وإدارة املدرسة لتنظيم سفرات نوعية )علمية ترفيهية في الوقت نفسه( للمعامل واملصانع القريبة من املدرسة إلطالع الطلبة -ميدانيا - على مراحل التصنيع املختلفة وتكليف الطلبة -كمجاميع- إلعداد تقارير )يكافؤون عنها( لتشدهم الى التطور العلمي السريع النافع.

4 وهنا نود اإلشارة الى أن جلنة التأليف -إضافة للمذكورة أسماؤهم على الغالف- قد ضم ت ك ال من هدى صالح كرمي وخلود مهدي سالم وأكرم حنا إيليا وخليل رحيم علي وباسل ابراهيم الشوك.كما وتود اللجنة ان تقدم شكرها وتقديرها للخبيرين العلميني االستاذ الدكتور عبد احملسن عبد احلميد احليدري والسيد جمال محمد موسى االسدي على مراجعتهم مسودة الكتاب. آملني من كل من يهمه أمر تطوير الكتاب رفد املديرية العامة للمناهج -حتريريا - بكل ما يسهم في التطوير والتنقيح املستمر مبا يواكب املسيرة العلمية املتسارعة والله املوفق. جلنة التأليف.

5 الفهرس الفصل االول التركيب الذري للمادة مقدمة الفصل تطور مفهوم البناء الذري مدخل الى البناء االلكتروني الحديث مستويات الطاقة الترتيب االلكتروني ترتيب لويس )رمز لويس( الجدول الدوري تصنيف العناصر في الجدول الدوري تبعا لترتيبها االلكتروني كيفية معرفة الدورة والزمرة التي يقع فيها اي عنصر من عناصر المجموعة A الخواص الدورية اسئلة الفصل 41 الفصل الثاني الزمرتان االولى والثانية IA و IIA عناصر الزمرتين IA و IIA الصفات العامة لعناصر الزمرتين IA و IIA الصوديوم الكالسيوم اسئلة الفصل

6 الفهرس الفصل الثالث الزمرة الثالثة IIIA عناصر الزمرة IIIA الصفات العامة لعناصر الزمرة الثالثة IIIA االلمنيوم خواص االلمنيوم استعماالت االلمنيوم سبائك االلمنيوم مركبات االلمنيوم الكشف عن ايون االلمنيوم في محاليل مركباته اسئلة الفصل 65 الفصل الرابع المحاليل والتعبير عن التركيز المحلول طبيعة المحاليل قابلية الذوبان تركيز المحلول التركيز بالنسبة المئوية الكتلية التركيز بالنسبة المئوية الحجمية التركيز بالكتلة/الحجم اسئلة الفصل

7 الفهرس الفصل الخامس الزمرة الرابعة IVA عناصر الزمرة الرابعة IVA الصفات العامة للزمرة الرابعة IVA السليكون وجوده تحضيره خواص السليكون مركبات السليكون اسئلة الفصل الفصل السادس مدخل في الكيمياء العضوية اهمية المركبات العضوية صفات المركبات العضوية االواصر التساهمية لذرة الكاربون في المركبات العضوية غاز الميثان االثيلين االستيلين C 2 H 5 كحول االثيل )االيثانول( OH CH 3 حامض الخليك COOH C 6 H 6 البنزين أو البنزول C 6 H 5 الفينول OH اسئلة الفصل

8 الفهرس الفصل السابع الزمرة الخامسة VA عناصر الزمرة الخامسة VA الصفات العامة للزمرة الخامسة VA النتروجين تحضير غاز النتروجين خواص غاز النتروجين بعض مركبات النتروجين NH 3 غاز االمونيا الخواص الفيزيائية لالمونيا الخواص الكيميائية لالمونيا حامض النتريك الفسفور خواص الفسفور بعض مركبات الفسفور االستعماالت الصناعية لبعض مركبات الفسفور االسمدة الفوسفاتية اسئلة الفصل

9 الفهرس الفصل الثامن الزمرة السادسة VIA الصفات العامة للزمرة السادسة VIA الكبريت استخراج الكبريت الخواص العامة للكبريت بعض مركبات الكبريت SO 2 غاز ثنائي اوكسيد الكبريت H 2 غاز كبريتيد الهيدروجين S H 2 SO 4 حامض الكبريتيك الكبريتات الكشف عن ايون الكبريتات اسئلة الفصل الفصل التاسع الزمرة السابعة VIIA عناصر الزمرة السابعة الصفات العامة للزمرة السابعة الهالوجينات غاز الكلور تحضير غاز الكلور خواص غاز الكلور غاز كلوريد الهيدروجين خواص كلوريد الهيدروجين الكلوريدات اسئلة الفصل

10 10 أشكال واسماء بعض االدوات املختبرية

11 11

12 ارشادات بيئية / من قبل وزارة البيئة بيئة نظيفة تعني حياة افضل. عندما تكون للبيئة اولوية... البيئة تدوم الماء شريان الحياة فحافظ عليه من التلوث. حماية البيئة مسؤولية الجميع فلنعمل لحمايتها. البيئة ملك لك والجيالك القادمة فحافظ عليها من التلوث. بالتشجير تصبح بيئتك ابهى. لنعمل من اجل بيئة افضل ووطن اجمل. إن اقتلعت شجرة او نبتة مضطرا فازرع غيرها. من اجل بيئة اجمل ازرع وال تقطع. حافظ على بيئتك لتنعم بحياة افضل. بيئة االنسان مرآة لوعيه. بيئتك كطفلك كلما حافظت عليه ازداد بهاءا لنعمل معا... من اجل عراق خال من التلوث. يد بيد من اجل وطن اجمل. بيئتك حياتك... فساهم من اجل جعلها مشرقة. البيئة السليمة تبدأ بك. من اجل الحياة على االرض... انقذوا انهارها. البيئة بيتنا الكبير... فلنعمل على جعله صحيا ونظيفا. الى ابي وامي... ساهما في حماية البيئة لتضمنا لي مستقبل افضل. 12

13 1 الفصل األول التركيب الذري للمادة Atomic Structure for Matter بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على أن : يتعرف على تطور املفهوم الذري. يفهم النظرية الذرية احلديثة. يتمكن من كتابة الترتيب االلكتروني. يتعرف على ترتيب لويس للعناصر. يستوعب فكرة متطورة عن اجلدول الدوري. يدرك اخلواص الدورية للعناصر حسب ترتيبها في اجلدول الدوري. 13

14 1-1 مقدمة سبق ان تعلمت في السنين السابقة لدراستك لعلم الكيمياء هل تعلم الرأي هو فكرة ليست مؤكدة اما النظرية فأنها تستخدم اسباب لشرح مالحظات وبيانات مختبرية. أنجميعالموادالموجودةفيالكونتتكونمنجسيماتصغيرة تشكل الوحدات االساسية لبناء هذه المواد سميت بالذرات )Atoms( والتي تعني في اللغة الالتينية غير القابلة لالنقسام ولقد مر تفسير البناء الذري خالل القرنين الماضيين بعدة نظريات وسندرس في هذا الفصل كيفية الوصول الى آخر النظريات الحديثة لمعرفة البناء الذري. 2-1 تطور مفهوم البناء الذري اقترح العلماء نماذج مختلفة لتركيب الذرة وكل نموذج كان االفضل في وقته ثم نتيجة المالحظات والتجارب اخذ النموذج يتطور وصوال لالكثر قبوال من الناحية العلمية. وسنتعرف الى هذه النماذج حسب تسلسلها الزمني منوذج دالتون كرة صلبة ذات سطح رقيق الشكل 1( - )1 نموذج دالتون للذرة. في بداية القرن التاسع عشر تصور العالم دالتون الذرة على هيئة كرة دقيقة صلبة غير قابلة لالنقسام ]الشكل )1 1([ - لكل عنصر نوع معين من الذرات الخاصة به وان هذه الذرات ترتبط بطرائق بسيطة لتكوين الذرات المركبة منوذج ثومùسون الكترونات سالبة الشحنة في نهاية القرن التاسع عشر قدم العالم ثومسون تصورا آخر للذرة )بعد اكتشافه ان الذرة تتكون من جسيمات أصغر تحمل شحنات سالبة أطلق عليها أسم االلكترونات( بأنها كرة كرة موجبة الشحنة الشكل 1( - )2 نموذج ثومسون للذرة. موجبة الشحنة تلتصق عليها االلكترونات السالبة الشحنة التي تعادل الشحنة الموجبة للكرة لذا فانها متعادلة الشحنة. والشكل )1-2( يبين نموذج ثومسون للذرة. 14

15 مدار حركة االلكترونات منوذج رذرفورد في اوائل القرن العشرين وبعد اكتشاف البروتون والذي هو جسيم موجب الشحنة كتلته اكبر بكثير من كتلة االلكترونات. قدم العالم رذرفورد تصوره بأن البروتونات متمركزة في حجم صغير في وسط الذرة اطلق عليه اسم النواة وانها تحتوي على معظم كتلة الذرة وان االلكترونات تدور حولها لذا فان اغلب حجم الذرة فراغ وان عدد االلكترونات السالبة التي تدور حول النواة تعادل الشحنات الموجبة للبروتونات وهذه االلكترونات تدور بسرعة كبيرة وفي الكترونات النواة الشكل 1( - )3 نموذج رذرفورد للذرة. مدارات مختلفة البعد عن النواة كما تدور الكواكب حول الشمس لذا سمي هذا النموذج بالنموذج الكوكبي كما في الشكل 1( -.)3 3-1 مدخل اىل البناء االلكرتوين احلديث نشأت مشكلة بالنسبة لنموذج رذرفورد الكوكبي. فلو فرضنا ان االلكترونات السالبة ساكنة )االفتراض االول( فأنها سوف تنجذب الى النواة المخالفة لها بالشحنة لذا يجب ان تكون في حالة حركة )االفتراض الثاني( وبما ان الشحنات الكهربائية المتحركة تحت تأثير قوة جذب تطلق طاقة اذن هل تعلم اذا فرضنا ان حجم ذرة ما بحجم ملعب لكرة القدم فأن نواة هذه الذرة المفترضة سوف تكون بحجم كرة زجاجية صغيرة جدا كالتي يلعب بها االطفال. سوف ينتج نتيجة لذلك فقدان في طاقة االلكترون المتحرك فتبطأ حركته مما يجعله يلف لولبيا وبالتالي يكون غير قادر على مقاومة جذب النواة ويسقط في النواة لذا ففي كلتا الفرضيتين نجد ان الذرة سوف تنهار وبما ان الذرات ال تنهار لذلك ال بد ان يكون هناك خطأ حسب المناقشة المذكورة اعاله منوذج بور اقترح العالم بور وهو عالم دنماركي عام 1913 ان النواة الكترون مستوى الطاقة الشكل 1( - )4 نموذج بور للذرة. 15 االلكترونات تدور حول النواة في مستويات ذات طاقة وانصاف اقطار محددة ]الشكل )1-4([ ولكل مستوى طاقة رقم يميزه ويصف طاقته يسمى بعدد الكم الرئيسي. فااللكترون في مستوى الطاقة االول يكون عدد الكم الرئيسي

16 له مساوي لواحد اما االلكترون في مستوى الطاقة الثاني يكون عدد الكم الرئيسي له مساوي الثنين وهكذا... وتزداد طاقة المستوى بزيادة البعد عن النواة فمثال يكون مستوى الطاقة الرئيسي االول ذا طاقة اقل من تلك التي يمتلكها مستوى الطاقة الثاني وهكذا. ويمكن لاللكترون ان ينتقل بين مستويات الطاقة هذه عند اكتسابه او فقدانه للطاقة النظرية الذرية احلديثة فسر نموذج بور تركيب ذرة الهيدروجين وهي ابسط نظام تمرين 1( - )1 اختر الجواب الصحيح مستوى الطاقة الرئيسي الذي طاقته اعلى هو : أ - مستوى الطاقة الرئيسي االول. ب - مستوى الطاقة الرئيسي الثاني. ج - مستوى الطاقة الرئيسي الثالث. د - مستوى الطاقة الرئيسي الرابع. ذري النها تحتوي على بروتون واحد والكترون واحد فقط ولكن هذا النموذج فشل في تفسير بعض الظواهر الطبيعية للعناصر االخرى التي تحتوي على عدد اكبر من االلكترونات. نشط الكثير من العلماء في وضع االساس العلمي للنظرية الذرية الحديثة حيث طور العلماء نظرية تعرف بنظرية الكم والتي تنص على احتمال وجود االلكترون في حيز محدد في الفضاء المحيط بالنواة وليس في مدارات محددة االبعاد كما اوضح بور أطلق عليه اسم االوربيتال )Orbital( )سميت االغلفة االلكترونية سابقا ( وهو ما يمكن وصفه بطريقة اخرى الشكل 1( - )5 احداشكالاالوربيتاالت )السحابة االلكترونية(. بانه السحابة االلكترونية المحيطة بالنواة ويمكن مالحظة تمرين 1( - )2 ما مفهوم السحابة االلكترونية ذلك كما في الشكل )1-5(. وان لهذه االوربيتاالت الذرية احجاما واشكاال مختلفة. ويمكن تلخيص اهم فروض هذه النظرية الحديثة والتي هي نموذج معدل لنموذج بور حول تفسيره للذرة باالتي: - 1 تتكون الذرة من نواة تحيط بها الكترونات ذوات مستويات مختلفة من الطاقة. - 2 تدور االلكترونات حول النواة على مسافات بعيدة عنها )نسبة لحجم الذرة( في مستويات الطاقة ويعبر عن هذه المستويات باعداد تدعى اعداد الكم الرئيسية وهي عبارة عن اعداد صحيحة موجبة يرمز لها بالحرف )n(. 16

17 اضافة الى ذلك وكما تعلمنا في المرحلة السابقة توجد النواة في مركز الذرة وتتضمن البروتونات والنيوترونات. 4-1 مùستويات الطاقة تعلمنا ان االلكترونات التي تدور بشكل مستمر حول النواة في مدارات مختلفة تمتلك طاقات مختلفة حيث انها تدور على ابعاد مختلفة وكلما كانت الطاقة التي يمتلكها االلكترون اكبر كلما اصبح مدار دورانه حول النواة ابعد. وللتعبير عن مستويات الطاقة المختلفة لاللكترونات استخدم العلماء اعدادا تسمى باعداد كم ثانوية اخرى تصف بشكل تام جميع خواص االوربيتال وخواص االلكترونات التي تحتويها وسنتطرق في هذا الفصل الى احد هذه االعداد وهو عدد الكم الرئيسي والذي سبقت االشارة اليه مùستويات الطاقة الرئيùسية يعبر عن هذه المستويات بعدد الكم الرئيسي ويرمز له بالحرف )n( ويأخذ قيما صحيحة موجبة تساوي ويدل كل منها على مستوى طاقة معين يزيد بزيادة هذا العدد وال يأخذ )n( قيمة الصفر ابدا. ويمكن تمثيل مستويات الطاقة الرئيسية واعداد الكم الرئيسية المقابلة لها بحروف وارقام كما مبين في الجدول 1( -.)1 الجدول 1-1 رمز المستوى الرئيسي وأعداد الكم المقابلة لها Q P O N M L رمز المستوى K قيمة n ازدياد الطاقة كلما كانت قيمة n كبيرة كانت المسافة التي يبعد بها االلكترون عن النواة اكبر وبالتالي زادت طاقته اي ان اقرب 17 هذه المستويات من النواة )1 = n( اقلها طاقة وان )7=n(

18 ابعدها عن النواة اكثرها طاقة واقلها ارتباطا بالنواة مما يسهل فقدانه. الحظ الشكل )1-6(. الطاقة... 7 = n... 6 = n... 5 = n زيادة في الطاقة... 4 = n... 3 = n... 2 = n... 1 = n مùستويات الطاقة الثانوية الشكل 1( - )6 كلما زادت قيم n زادت طاقة المستوى. z تحتوي مستويات الطاقة الرئيسية ( K و L و M و N و...( على مستويات طاقة ثانوية يرمز لها بالحروف s و p و d و f وتختلف هذه المستويات خصوصا من ناحية الشكل y x وعدد االلكترونات التي تحتويها حيث ان اوربيتال )s( له شكل كروي ]الشكل )1-7([. اما المستوى الثانوي )p( فله ثالث اوربيتاالت وكل اوربيتال مكون من فصين متكافئين موزعة في الفراغ بثالث اتجاهات متعامدة يرمز لها ( P و P و ( P وكما موضحة في الشكل )1-8(. z y x الشكل 1( - )7 الشكل الكروي لالوربيتال.)s( اما المستويين الثانويين ( f و ) d فلهما اشكال فراغية اكثر z y z تعقيدا. y z y x x x P x P y P z الشكل 1( - )8 اشكال االوربيتاالت )p(. 18

19 تحتوي مستويات الطاقة الرئيسية على مستويات الطاقة الثانوية وكما مبين في ادناه: يحتوي المستوى الرئيسي n = 1 K على مستو ثانوي * واحدا فقط من نوع. s يحتوي المستوى الرئيسي n = 2 L على مستويين * ثانويين من نوع s و. p يحتوي المستوى الرئيسي n = 3 M على ثالث مستويات * ثانوية من نوع s و p و. d يحتوي المستوى الرئيسي n = 4 N على أربعة مستويات * ثانوية من نوع s و p و d و. f ولتحديد المستوى الثانوي من اي مستوى من المستويات الرئيسية بطريقة رمزية تكتب قيمة n من المستوى الرئيسي ثم الحرف المخصص للمستوى الثانوي فعلى سبيل المثال يكتب رمز المستوى الثانوي s بوضع رقم المستوى الرئيسي قبل المستوى الثانوي فيكون 2s والمستوى الثانوي d من المستوى الرئيسي الرابع هو 4d وهكذا وكما موضح في الطاقة الشكل 1( -.)9 الشكل 1( - )9 مستويات الطاقة الثانوية التي توجد ضمن مستويات الطاقة الرئيسية. 19 (N) n = 4 (M) n = 3 (L) n = 2 (K) n = 1 مستويات طاقة رئيسية 4f 4d 4p 4s 3d 3p 3s 2p 2s 1s مستويات طاقة ثانوية

20 3-4-1 عدد االوربيتاالت وااللكرتونات يف املùستويات الثانوية تحتوي المستويات الثانوية على مجموعة من االوربيتاالت المختلفة التي يمكن الرمز لها بالمربع كما موضح ادناه: يوجد اوربيتال واحد s في المستوى الثانوي يوجد ثالث اوربيتاالت p في المستوى الثانوي يوجد خمس اوربيتاالت d في المستوى الثانوي يوجد سبعة اوربيتاالت f في المستوى الثانوي يتسع االوربيتال الواحد اللكترونين فقط كحد اقصى ولكن قد يحتوي االوربيتال في بعض االحيان الكترون واحد او يكون فارغا وعلى هذا االساس فان المستويات الثانوية تتشبع كاالتي. )اي تحتوي على الحد االقصى من االلكترونات(. يتشبع كحد اقصى 2 الكترون s المستوى الثانوي يتشبع كحد اقصى 6 الكترون p المستوى الثانوي تمرين 1( - )3 أ - ما عدد االوربيتاالت في كل من مستوى الطاقة الرئيسي االول والثالث ب - ما عدد االلكترونات في كل من مستوى الطاقة الرئيسي الثاني والثالث المستوى الثانوي d يتشبع كحد اقصى 10 الكترون المستوى الثانوي f يتشبع كحد اقصى 14 الكترون ان من المفترض ان يتنافر االلكترونان في حال وجودهما في اوربيتال واحد النهما يحمالن نفس الشحنة السالبة ( أ ) فهل فكرت لماذا ال تتنافر االلكترونات مع بعضها عند وجودها في نفس االوربيتال لالجابة عن تساؤلك هذا ان كل الكترون يبرم حول محوره في نفس الوقت الذي يدور فيه حول النواة ]الشكل )1-10( أ[ فعند ازدواج الكترونين في اوربيتال واحد فان احدهما سوف يبرم حول محوره باتجاه دوران عقرب الساعة ويعطى له الرمز اما االخر فيكون برمه عكس دوران عقرب الساعة ويعطى له الرمز اي ان احدهما سوف يبرم عكس االخر مما يلغي تنافرهما ]الشكل 1( - )10 ب[. )ب( الشكل 1( - )10 أ - دوران االلكترون حول النواة. ب - دوران الكترونين حول محوريهما في االوربيتال الواحد. 20

21 5-1 الرتتيب االلكرتوين تحتوي العناصر المختلفة على اعداد مختلفة من االلكترونات وتترتب هذه االلكترونات حول النواة في الذرة ويعرف ذلك بالترتيب االلكتروني لذلك تتصف ذرات كل عنصر بترتيب الكتروني خاص تنتظم فيه هذه االلكترونات في الذرة بحيث تكون الطاقة الكلية اقل ما يمكن وتراعى المبادئ والقواعد التالية عند ترتيب االلكترونات على المستويات مبد أا أاوفباو ينص هذا المبدأ على ان مستويات الطاقة الثانوية تمأل بااللكترونات حسب تسلسل طاقاتها من االوطأ الى االعلى وتتبع المنوال الموضح في الشكل )1-11(. P (n=6) 6s O (n=5) 5s 5p N (n=4) 4s 4p 4d M (n=3) 3s 3p 3d الشكل 1( - )11 تسلسل مستويات الطاقة الثانوية. L (n=2) K (n=1) 2s 1s 2p وعند كتابة الترتيب االلكتروني الية ذرة يجب معرفة العدد الذري لتلك الذرة حيث أن عدد االلكترونات للذرة المتعادلة كهربائيا يكون مساو لعددها الذري ويكتب عادة في اسفل يسار رمز العنصر. حيث يمتلئ اوال اوربيتال 1s بااللكترونات ثم 2s ثم 2p ثم 3s ثم 3p ثم 4s ثم 3d وهكذا وكما يلي: 21 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f...

22 عدد االلكترونات الموجودة في المستوى الثانوي )s( ونالحظ انه كلما زاد رقم الغالف الرئيسي )n( ازدادت طاقة االلكترونات الموجودة فيه وقلت المسافة بين غالف رئيسي واخر لذلك يحصل تداخل بين االغلفة الثانوية التي تعود الغلفة رئيسية مختلفة. ويجب العلم ان الرقم المكتوب الى يسار رمز مستوى الطاقة الثانوي يمثل قيمة عدد الكم 3s 1 المستوى الثانوي من الطاقة )s( عدد الكم الرئيسي )n( الرئيسي )n( بينما يمثل العدد في اعلى يمين الرمز )s( الى عدد االلكترونات الموجودة في هذا المستوى.. وهكذا الحال لبقية الرموز وكما موضح في الشكل )1-12( قاعدة هوند وتنص على انه ال يحدث ازدواج بين الكترونين في الشكل 1( - )12 طريقة كتابة الترتيب االلكتروني. مستوى الطاقة الثانوي اال بعد ان تشغل اوربيتاالته فرادا اوال. تستخدم هذه القاعدة في حالة الذرات التي ينتهي ترتيبها االلكتروني بمستويات الطاقة الثانوية p و d و f حيث ال نضع الكترونين في اوربيتال واحد اال بعد ان نضع الكترونا واحدا في كل اوربيتال من اوربيتاالت مستوى الطاقة الثانوية. مثال 1 - :1 اكتب الترتيب االلكتروني لكل من المستويات الثانوية االتية: p 3 و d 4 و f 6 و p 4 و d 7 و f 11 و p 5 احلل: تمرين 1( - )4 بين كيفية ترتيب االلكترونات في اوربيتاالت المستويات الثانوية التالية التي تحتوي على عدد من االلكترونات d 3, p 5, d 6, p 2 p 3 d 4 f 6 p 4 d 7 f 11 هل تعلم لفهم قاعدة هوند افرض انك في صف يحتوي على رحالت تستوعب طالبين في كل رحلة ويطلب منك المدرس ان يجلس اوال طالبا في كل رحلة واذا بقي مزيدا من الطالب عندها يجلس الطالب الباقين بالترتيب متراصين الى جانب زمالئهم. p 5 22

23 مثال 1 - :2 اكتب الترتيب االلكتروني للعناصر االتية: احلل: 1 H وHe 2 و 3 Li و 4 Be التوزيع االلكتروني العنصر 1 H He 2 Li 3 Be 4 1s 1 1s 2 1s 2 2s 1 1s 2 2s 2 مثال - 1 :3 اكتب الترتيب االلكتروني وبين ترتيب االلكترونات في المستوى الرئيسي االعلى طاقة لكل عنصر من العناصر تمرين 1( - )5 اكتب الترتيب االلكتروني ثم بين توزيع االلكترونات على االوربيتاالت في العناصر االتية: F و Si و Ar االتية: P و Al و Mg و Ne و O و B احلل: مستوى الطاقة الرئيسي االخير الترتيب االلكتروني العنصر 5 B 1s 2 2s 2 2p 1 2s 2 2p 1 8 O 1s 2 2s 2 2p 4 2s 2 2p 4 10 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 2s 2 2p 6 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3s 2 13 Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3s 2 3p 1 15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3s 2 3p 3 23

24 مثال - 1 :4 11 مبينا اكتب الترتيب االلكتروني لذرة عنصر الصوديوم Na التدرج في الطاقة حسب مستويات الطاقة الرئيسية. احلل: 11 Na 1s2 2s 2 2p 6 3s 1 3s 3p 3d تمرين 1( - )6 اكتب الترتيب االلكتروني لذرات العناصر االتية ثم بين ترتيب مستويات الطاقة الرئيسية حسب تدرجها من االقل الى االعلى. ازدياد طاقة 2s 1s 2p 15 P, 3 Li مثال - 1 :5 17 ثم بين ترتيب اكتب الترتيب االلكتروني لذرة الكلور Cl مستويات الطاقة الثانوية حسب تدرجها في الطاقة من االقل الى االعلى. 17 Cl 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 3p احلل: تمرين 1( - )7 اكتب الترتيب االلكتروني لذرات العناصر االتية ثم بين ترتيب مستويات الطاقة الثانوية حسب تدرجها من االقل الى االعلى. ازدياد طاقة 3s 2p 2s 1s 13 Al, 8 O *مالحظة : مطلوب من الطالب فقط معرفة العناصر التي يكون عددها الذري اليتجاوز )20( من الجدول الدوري السئلة هذا الفصل. 24

25 مثال - 1 :6 اذكر عدد االلكترونات في كل مستوى رئيسي من الطاقة حول نواة العنصر. تمرين 1( - )8 اذكر عدد االلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي حول نوى العناصر He, N 2 7 احلل: 5 B و 10 Ne و 12 Mg 5 B 1s2 2s 2 2p 1 المستوى الرئيسي االول = 1 n يحتوي على 2 ألكترون المستوى الرئيسي الثاني = 2 n يحتوي على 3 ألكترون 10 Ne 1s2 2s 2 2p 6 المستوى الرئيسي االول = 1 n يحتوي على 2 ألكترون المستوى الرئيسي الثاني = 2 n يحتوي على 8 ألكترون 12 Mg 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 المستوى الرئيسي االول = 1 n يحتوي على 2 ألكترون المستوى الرئيسي الثاني = 2 n يحتوي على 8 ألكترون المستوى الرئيسي الثالث = 3 n يحتوي على 2 ألكترون 6-1 ترتيب لويùس )رمز لويùس( يعتمد رمز لويس على عدد االلكترونات الموجودة في الغالف االخير )مستوى الطاقة الخارجي( والذي يدعى بغالف التكافؤ. ترتب االلكترونات الموجودة في الغالف الخارجي لذرة العنصر بطريقة صورية تسمى ترتيب )رمز( لويس وكما يأتي : يكتب رمز العنصر الكيميائي محاطا بنقاط تمثل كل نقطة الكترونا واحدا وتمثل كل نقطتين متجاورتين زوجا 25

26 الكترونيا ويتم توزيع هذه النقاط بحيث ال يزيد عددها في كل جهة من الجهات االربعة المحيطة بالرمز على نقطتين الى يمين الرمز ونقطتين الى يساره ونقطتين اعاله ونقطتين اسفله وكما هو مبين ادناه. والشكل )1-13( يوضح ترتيب لويس لبعض العناصر في الجدول الدوري. الرمز الشكل 1( - )13 جزء من الجدول الدوري موضحا فيه ترتيب لويس لبعض العناصر. مثال : اكتب رمز لويس للعناصر االتية : احلل: 12 Mg, 10 Ne, 5 B, 1 H تمرين 1( - )9 اكتب رمز لويس للعناصر االتية: اوال نقوم بالترتيب االلكتروني لكل عنصر لكي نحدد عدد االلكترونات في الغالف الخارجي. االلكترونات 20 Ca, 18 Ar, 13 Al رمز لويس في مستوى الطاقة الترتيب االلكتروني العنصر الخارجي 1 H 1s 1 1 H 5 B 1s 2 2s 2 2p 1 3 B 10 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 8 Ne 12 Mg 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 2 Mg 14 Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 4 Si 26

27 تمرين 1( - )10 عنصر عدده الذري : 6-1 اكتب الترتيب االلكتروني له. - 2 ما عدد مستويات الطاقة الثانوية المملوءة بااللكترونات. - 3 ما عدد االلكترونات غير المزدوجة فيه. - 4 اكتب رمز لويس لهذه الذرة. مثال : ذرة عنصر مرتبة فيها االلكترونات كاالتي: 1s 2 2s 2 2p 4-1 ما عدد االلكترونات في هذه الذرة - 2 ما العدد الذري للعنصر - 3 ما عدد مستويات الطاقة الثانوية المملوءة بااللكترونات - 4 ما عدد االلكترونات غير المزدوجة - 5 اكتب رمز لويس لهذه الذرة احلل: - 1 عدد االلكترونات فيها يساوي. 8-2 العدد الذري للعنصر يساوي 8 ألنه يساوي عدد االلكترونات. 1s 2s 2p - 3 المستوى الثانوي 1s وكذلك المستوى الثانوي 2s مملوءة بااللكترونات اما المستوى 2p غير مملوء لذلك يكون عدد المستويات الثانوية المملوءة بااللكترونات اثنان فقط. 2p - 4 نالحظ عدد االلكترونات غير المزدوجة اثنان فقط. - 5 رمز لويس للعنصر: العنصر 7-1 اجلدول الدوري 1 IA 2 IIA 3 4 IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB الشكل 1( - )14 11 IB 12 IIB 13 IIIA 14 IVA 15 VA VIA 16 VIIA يعتبر الجدول الدوري أهم اداة لدارسي VIIIA علم الكيمياء ومن بين فوائده المتعددة توقع وفهم خواص العناصر فمثال اذا علمت الخواص الفيزيائية والكيميائية لعنصر في زمرة او دورة يمكنك التوقع الى حد كبير وصحيح خواص العناصر التي تقع في زمرته او دورته [ الشكل )1-14([. جزء من الجدول الدوري بدون عناصر.

28 8-1 تüصنيف العناUرص في اجلدول الدوري تبعا لرتتيبها االلكرتوين تقوم االلكترونات بالدور االكثر اهمية في تحديد الخواص الفيزيائية والكيميائية للعنصر وخصوصا االلكترونات الموجودة في مستويات الطاقة الخارجية التي نعرفها بالكترونات التكافؤ ويعتمد تصنيف العناصر في الجدول الدوري على هذه الخواص. يمكن تقسيم العناصر الى اربعة تجمعات تبعا لنوع المستوى الثانوي الذي ينتهي به الترتيب االلكتروني للعنصر ( s و p و d و ) f وكما موضحا في الشكل 1( -.)15 الشكل 1( - )15 تقسيم الجدول الدوري حسب مستويات الطاقة الثانوية التي ينتهي بها الترتيب االلكتروني للعناصر عناUصر جتمع - s )بلوك )s وهي العناصر التي تقع في اقصى يسار الجدول الدوري وتضم الزمرتين IA و IIA والتي ينتهي ترتيبها االلكتروني بمستوى الطاقة الثانوي s عدا الهيليوم He حيث يوضع مع العناصر النبيلة في اقصى اليمين. وتضم الزمرة IA العناصر التي يحتوي مستوى طاقتها الثانوي االخير من نوع s على الكترون واحد فقط اما الزمرة IIA فتضم العناصر التي يحتوي مستوى طاقتها الثانوي االخير s على الكترونين. 28

29 IA VIIIA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA الشكل 1( - )16 الجدول الدوري ممثال فيه العناصر الممثلة عناUصر جتمع - p )بلوك )p وهي العناصر التي تقع في يمين الجدول الدوري الحظ الشكل )1-16( والتي ينتهي ترتيبها االلكتروني بالمستوى الثانوي p وتشمل ستة زمر الخمسة االولى منها هي IIIA( و IVA و VA و VIA و )VIIA و الزمرة االخيرة التي تقع اقصى يمين الجدول الدوري )الزمرة VIIIA أو الزمرة صفر( فتسمى بزمرة العناصر النبيلة. تسمى العناصر التي تكون ممتلئة جزئيا بااللكترونات في االغلفة الثانوية s و p وكذلك زمرة العناصر النبيلة بالعناصر الممثلة كما وتطلق تسميات معينة اخرى على بعض زمر العناصر حيث تسمى عناصر الزمرة )IA( بالفلزات القلوية اما عناصر الزمرة )VIIA( فتسمى بفلزات االتربة القلوية وعناصر الزمرة )IIA( بالهالوجينات. * 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 19 K 4 Be 12 Mg 20 Ca 37 Rb 38 Sr 55 Cs 56 Ba 87 Fr 2 IIA 88 Ra 3 IIIB 21 Sc 4 IVB 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 11 IB 12 IIB 78 Pt 79 Au 80 Hg 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 13 IIIA 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 31 Ga 32 Ge 49 In 81 Tl 50 Sn 82 Pb عناصر بلوك p عناصر بلوك d عناصر بلوك s 15 VA 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 16 VIA 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 17 VIIA 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At 18 VIIIA 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 58 Ce عناصر بلوك f 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr 29 الشكل 1( - )17 الجدول الدوري للعناصر. يكتب العدد الذري للعنصر في الجدول الدوري في اعلى يسار رمز العنصر * وهذا على عكس ما تعلمته عند كتابة العدد الذري للعنصر والذي يكون في اسفل يسار رمز العنصر وهنا للتوضيح فقط.

30 عناUصر جتمع - d )بلوك )d هي عناصر فلزية ينتهي الترتيب االلكتروني لها بالمستويين الثانويين )s و d( ويطلق على هذه العناصر بالعناصر االنتقالية Elements( )Transition او عناصر المجموعة B وتقع في وسط الجدول الدوري كما موضحة في الشكل 1( -.) عناUصر جتمع - f )بلوك )f هل تعلم تستعمل الغازات النبيلة في صناعة االشارات المضيئة ولوحات االعالن. مثال غاز النيون. وهي العناصر المتجمعة في اسفل الجدول الدوري وينتهي ترتيبها االلكتروني بالمستوى الثانوي f ويطلق عليها العناصر االنتقالية الداخلية elements( ) The inner-transition وتضم 14 زمرة وتنتمي الى الدورتين السادسة والسابعة ]الشكل )1-17([. 9-1 كيفية معرفة الدورة والزمرة التي يقع فيها اي عنüرص من عناUرص املجموعة A لمعرفة رقم الدورة والزمرة لعناصر المجموعة A نقوم بالخطوات االتية: اوال : نكتب الترتيب االلكتروني للعنصر. ثانيا : يمثل رقم الدورة اعلى رقم للمستوى الرئيسي n الذي ينتهي به الترتيب االلكتروني للعنصر. ثالثا : يمكن ايجاد رقم الزمرة كاالتي: أ - اذا انتهى الترتيب االلكتروني بالمستوى الثانوي s فعدد االلكترونات الموجودة في هذا المستوى يمثل رقم الزمرة. ب - اذا انتهى ترتيبه االلكتروني بالمستوى الثانوي p فعدد االلكترونات الموجودة في هذا المستوى باالضافة الى االلكترونين الموجودين في المستوى الثانوي s ضمن المستوى الرئيسي الذي يتشبع قبله يمثل رقم الزمرة. اذا كان المجموع 8 ألكترونات فيعني هذا ان العنصر يقع في الزمرة الثامنة أو الزمرة صفر وهي زمرة العناصر النبيلة عدا الهيليوم فان مستوى الطاقة الرئيسي االخير له ينتهي ب )2( الكترون فقط. 30

31 مثال - 1 :9 ما الدورة والزمرة التي يقع فيها كل من العناصر االتية: هل تعلم لم يفز مندلييف بجائزة نوبل وذلك ألن عظمة عمله لم تعرف اال عام 1906 اي قبل سنة واحدة من وفاته حيث رشح لنيل جائزة نوبل في الكيمياء لكنه خسر بفارق صوت واحد لمصلحة هنري موسان الذي اكتشف الفلور. احلل: 19 K 10 Ne 17 Cl 8 O O 8 1s2 2s 2 2p 4 اخر مستوى رئيسي هو الثاني 2 لذا فان دورته هي الثانية. اخر مستوى ثانوي هو p يحتوي 4 الكترونات فيضاف لها الكتروني s الذي تشبع قبله فيكون المجموع : = لذا فان زمرته هي السادسة. اذن االوكسجين يقع ضمن الدورة الثانية في الزمرة السادسة من الجدول الدوري. Cl 17 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 اخر مستوى رئيسي له المستوى الثالث 3 لذا فان دورته هي الثالثة.اخر مستوى ثانوي له p يحتوي 5 الكترونات اضافة الى 2 الكترون من مستوى 3s الذي قبله فيكون المجموع 7 لذا فان زمرته السابعة. اذن الكلور يقع ضمن الدورة الثالثة في الزمرة السابعة من الجدول الدوري. Ne 10 1s2 2s 2 2p 6 اخر مستوى رئيسي الثاني 2 لذا فان دورته هي الثانية. واخر مستوى ثانوي له p يحتوي 6 الكترونات 2 الكترون من مستوى 2s الذي قبله فيكون المجموع 8 لذا فان زمرته هي الثامنة. اذن النيون يقع ضمن الدورة الثانية في الزمرة صفر من الجدول الدوري. 31 K 19 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 اخر مستوى رئيسي له المستوى الرابع 4 لذا فان دورته هي الرابعة. اخر مستوى ثانوي له s يحتوي الكترون واحد لذا فان زمرته هي االولى. اذن البوتاسيوم يقع ضمن الدورة الرابعة في الزمرة االولى من الجدول الدوري.

32 مثال - 1 :10 ما الشيء المشترك بين مواقع العناصر التالية في الجدول الدوري: Mg Na Li احلل: زمرة اولى دورة ثانية 3 Li 1s2 2s 1 تمرين 1( - )11 ما الدورة والزمرة التي يقع فيها كل من العناصر االتية في الجدول الدوري: Al, C, Li زمرة اولى دورة ثالثة 11 Na 1s2 2s 2 2p 6 3s 1 زمرة ثانية دورة ثالثة 12 Mg 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 اذن الذي يربط بين Li و Na انهما يشتركان في زمرة واحدة هي الزمرة االولى اما الذي يربط بين Na و Mg انهما يشتركان في دورة واحدة هي الدورة الثالثة. مثال - 1 :11 ما الشيء المشترك بين مواقع العناصر التالية في الجدول الدوري: 4 Be 5 B 7 N احلل: Be 4 1s2 2s 2 زمرة ثانية دورة ثانية Be B 5 1s2 2s 2 2p 1 زمرة ثالثة دورة ثانية B N 7 1s2 2s 2 2p 3 زمرة خامسة دورة ثانية N تمرين 1( - )12 ما الشيء المشترك بين مواقع العناصر التالية في الجدول الدوري: P, Si, C تشترك هذه العناصر في دورة واحدة وهي الدورة الثانية ولكنها تختلف في الزمر حيث ان كل عنصر من زمرة فعنصر البريليوم Be يقع في الزمرة الثانية وعنصر البورون B يقع في الزمرة الثالثة اما عنصر النتروجين N فيقع في الزمرة الخامسة. 32

33 10-1 اخلواUص الدورية تتدرج الخواص الفيزيائية والكيميائية للعناصر الموجودة في زمر ودورات الجدول الدوري من حيث انصاف اقطارها الذرية وطاقات تأينها والفتها االلكترونية وسالبيتها الكهربائية وكما مبين في ادناه نüصف قطر الذرة ان الذي يحدد حجم الذرة هو نصف قطرها ويتحدد نظريا بآخر مستوى مشغول بااللكترونات ان احدى الطرائق المستخدمة لقياس نصف القطر الذري هي قياس المسافة بين نواتي ذرتين متماثلتين ومتحدتين كيميائيا ثم قسمة المسافة المقاسة على اثنين وكما موضح في الشكل )1-18( ويمكن بذلك تعريف نصف القطر الذري على انه نصف المسافة بين نواتي ذرتين متماثلتين متحدتين كيميائيا. ويالحظ ان العناصر ضمن الدورة الواحدة يقل نصف قطرها كلما اتجهنا من اليسار الى اليمين اي بزيادة اعدادها الشكل 1( - )18 كيفية ايجاد نصف قطر الذرة. الذرية حيث تزداد قوة الجذب بين االلكترونات ضمن المستوى الرئيسي الواحد مع الشحنة الموجبة للنواة بزيادة عددها فيه. اما في الزمر فيزداد نصف القطر كلما اتجهنا من االعلى الى االسفل في الجدول وابتعاد االلكترونات الخارجية عن النواة وكما مبين في الشكل )1-19(. الشكل 1( - )19 جزء من الجدول الدوري موضحا فيه حجوم بعض ذرات العناصر. 33 IA VIIIA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA يقل الحجم الذري للدورة باالتجاه من اليسار الى اليمين يزداد الحجم الذري عند النزول الى اسفل الزمرة

34 مثال 1 - :12 رتب العناصر التالية حسب زيادة انصاف اقطارها الذرية: احلل: Li 3 1s2 2s 1 C 6 1s2 2s 2 2p 2 O 8 1s2 2s 2 2p 4 F 9 1s2 2s 2 2p 5 نالحظ ان جميع هذه العناصر تنتهي بالمستوى الرئيسي الثاني اي انها تقع ضمن الدورة الثانية من الجدول الدوري وعليه يكون ترتيب العناصر حسب زيادة انصاف اقطارها كاالتي: 3 Li 6 C 8 O 9 F تمرين 1( - )13 رتب العناصر االتية حسب اقطارها انصاف زيادة الذرية: Ca 20, Mg 12, Be طاقة الت أاين Ionization Energy تعرف طاقة التأين بانها مقدار الطاقة الالزمة لنزع الكترون واحد من مستوى الطاقة الخارجي لذرة عنصر معين متعادلة الشحنة في حالتها الغازية كما في تأين ذرة الصوديوم Na + طاقة التاين Na + + e - ذرة صوديوم في الحالة الغازية الزمر الدورات الشكل 1( - )20 تدرج طاقات التاين لذرات بعض العناصر. 34

35 تتدرج طاقات التأين في الزمر من االعلى الى االسفل فكلما زاد العدد الذري كلما قلت طاقة التأين لهذا العنصر بسبب ابتعاد الكترونات االغلفة الخارجية عن النواة مما يسهل فقدان احدهما اما في الدورات فان طاقات التأين تزداد للعناصر كلما زاد العدد الذري للعنصر بسبب زيادة الشحنة الموجبة ضمن النواة وبقاء االلكترونات في نفس مستوى الطاقة الرئيسي الخارجي فتزداد بذلك قوة الجذب على االلكترون من قبل الشحنات الموجبة للنواة ]الشكل )1-20([ وهناك استثناء لهذه الزيادة وهو انه اذا كان للذرة غالف ثانوي مشبع مثل ns 2 أو نصف مشبع مثل np 3 فتكون طاقة تأينها اكبر من طاقة 8 على 7 أكبر طاقة تأين من O تأين الذرة التي بعدها مثل N الرغم من ان ذرة االوكسجين اكبر عدد ذري من ذرة النتروجين ويقعان في دورة واحدة. تمتلك العناصر النبيلة اعلى طاقة تأين ألنها ال تفقد الكتروناتها بسهولة االلفة االلكرتونية Electron Affinity تعرف االلفة االلكترونية بانها قابلية الذرة المتعادلة كهربائيا في الحالة الغازية على اكتساب الكترون واحد وتحرير مقدارا من الطاقة كما في ذرة الفلور. F + e - طاقة + - F تزداد االلفة االلكترونية للعناصر في الدورات بزيادة العدد الذري لها اما في عناصر الزمرة الواحدة فتزداد صعوبة اضافة االلكترون بزيادة العدد الذري للعنصر فكلما زاد العدد الذري ازدادت صعوبة اضافة االلكترون. وتعتبر العناصر النبيلة 35 اقل العناصر التي لها الفة الكترونية النه من الصعوبة اضافة الكترونات اليها الكهرSسلبية Electronegativity في الكثير من المركبات تكون الشحنة السالبة اللكترونات التآصر مركزة بالقرب من ذرة معينة دون غيرها مما يؤثر بشكل كبير في الخواص الكيميائية للمركب وتعرف الكهرسلبية بانها قدرة الذرة على جذب الكترونات التآصر هل تعلم الكهرسلبية هي خاصية من خواص الذرات في المركبات بينما طاقة التأين وااللفة االلكترونية هما خاصيتان للذرات بحالتها المفردة.

36 هل تعلم ان الفلزات اقل كهرسلبية من الالفلزات كما ان الكهرسلبية مرتبطة بحجم الذرة فكلما صغر حجم الذرة ازدادت كهرسلبيتها اي ان الذرة الصغيرة تملك قوة جذب اكبر اللكتروناتها واللكترونات الذرات االخرى. نحوها في اي مركب كيميائي وبما ان الفلور اعلى العناصر كهرسلبية فقد تم اعطاءه الرقم 4 كقياس للكهرسلبية وحددت هذه القيم لباقي العناصر قياسا على كهرسلبية الفلور ]الشكل 1( -.])21 تزداد الكهرسلبية كلما زاد العدد الذري في الدورة مع وجود بعض االستثناءات اما في الزمر فتقل كلما زاد العدد الذري. وبالنسبة للغازات النبيلة فتعتبر شاذة الن بعضها ال يكون مركبات وبالتالي ال يمكن تعيين الكهرسلبية له لكن عندما ي كون الغاز النبيل مركبات فيكون ذا كهرسلبية عالية جدا. الدورات الزمر الشكل 1( - )21 تدرج الكهرسلبية لذرات بعض العناصر اخلواUص الفلزية والالفلزية تتغير الخواص الفلزية والالفلزية تبعا لتغير العدد الذري لذراتالزمرةالواحدةأولذراتالدورةالواحدة فكلما ازدادالعدد الذري لذرات دورة واحدة تقل الخواص الفلزية لتظهر وتزداد الخواص الالفلزية. فمثال في الدورة الثانية يظهر الليثيوم والبريليوم الخواص الفلزية ثم يأتي البورون بخواص أشباه الفلزات ثم تأتي بقية عناصر الدورة كالكاربون 36

37 والنتروجين واالوكسجين والفلور حيث تظهر الخواص الالفلزية. أما في الزمرة الواحدة فكلما ازداد العدد الذري للعناصر تزداد الخواص الفلزية وتقل الخواص الالفلزية. تكون جميع عناصر الزمرتين االولى, IA والثانية IIA فلزات بينما تكون اغلب عناصر الزمرتين السادسة VIA والسابعة VIIA الفلزات. أما بقية الزمر فال تكون جميع العناصر فيها من صنف واحد. فمثال في الزمرة الشكل 1( - )22 الجدول الدوري موضحا فيه ترتيب الفلزات والالفلزات. الخامسة يظهر النتروجين خواصا ال فلزية بينما يسلك الزرنيخ واالنتيمون سلوك أشباه الفلزات ويأتي البزموث وهو آخر عنصر في الزمرة الخامسة بصفات فلزية. أما بالنسبة للدورات فعنصرا الدورة االولى وهما الهيدروجين والهيليوم ال فلزان أما في الدورات االربع التي بعدها فيكون هناك انتقال تدريجي من الخواص الفلزية الى الخواص الالفلزية أما في الدورة السادسة فجميع عناصرها من الفلزات عدا عنصر االستاتين من اشباه الفلزات وعنصر الرادون ال فلز بينما ال تحتوي الدورة السابعة اال على الفلزات مع العلم بأن العناصر االنتقالية وعناصر الالنثنيدات وعناصر االكتينيدات )التي هي عناصر انتقالية داخلية( تظهر الخواص الفلزية. 37

38 أسئلة الفصل األول - 6 مستوى الطاقة الرئيسي الثالث يحتوي على عدد من االوربيتاالت مقداره: أ - 4 أوربيتال. ب - 9 أوربيتال. ج - 16 أوربيتال. - 7 لذرة عنصر ترتيب الكتروني حسب تدرج مستويات الطاقة الثانوية كاآلتي: 1s 2 2s 2 2p 3 لذا فان العدد الذري للعنصر مقداره: أ - 5 ب - 4 ج الترتيب االلكتروني لذرة النيون Ne 10 كاآلتي: ( أ ) 6 1s 2 2s 2 2p )ب( )ج( 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1s 2 2s 2 2p 4 3s 2-9 في الجدول الدوري عناصر بلوك d تقع: أ - اسفل الجدول الدوري. ب - يمين الجدول الدوري. ج - وسط الجدول الدوري في الجدول الدوري العناصر التي تتجمع يمين الجدول الدوري هي: أ - عناصر بلوك p ب - عناصر بلوك ج - عناصر بلوك f s - 11 الهالوجينات هي عناصر الزمرة: أ - IA ب - VIIA ج - VIIIA 1.1 اختر ما يناسب التعابير االتية: - 1 االلكترون االكثر استقرارا هو االلكترون الموجود في : أ - مستوى الطاقة الرئيسي الرابع. ب - مستوى الطاقة الرئيسي الثالث. ج - مستوى الطاقة الرئيسي الثاني. - 2 مستوى الطاقة الرئيسي الذي يستوعب على عدد اكثر من االلكترونات من المستويات االتية هو: أ - مستوى الطاقة الرئيسي االول. ب - مستوى الطاقة الرئيسي الثاني. ج - مستوى الطاقة الرئيسي الثالث. - 3 مستوى الطاقة الرئيسي الثاني )2= n( يحتوي على اقصى عدد من االلكترونات مقداره: أ - 32 الكترون. ب - 18 الكترون. ج - 8 الكترون. - 4 مستوى الطاقة الثانوي f يحتوي على عدد من االوربيتاالت مقداره: أ - 3 أوربيتال. ب - 7 أوربيتال. ج - 5 أوربيتال. - 5 في مستوى الطاقة الثانوي d ست الكترونات يمكن ترتيبها حسب قاعدة هوند كاالتي: أ - ب - ج - 38

39 أسئلة الفصل األول - 17 عنصر يقع في الزمرة الخامسة والدورة الثالثة فان مستوى الطاقة الثانوي االخير له هو : أ - 5 3p ب - 3 5p ج - 3 3p - 18 العنصر الذي له اعلى كهرسلبية من بين جميع العناصر االتية : أ - الفلور. ب - الكلور. ج - البروم يزداد نصف قطر العناصر ضمن الدورة الواحدة: أ - كلما قل عددها الذري. ب - كلما زاد عددها الذري. ج - كلما اتجهنا من اليسار الى اليمين في الدورة الواحدة في الجدول الدوري. 18 هو: - 20 ترتيب لويس لعنصر االركون Ar أ - Ar ب - Ar ج - Ar 2.1 اذكر تصور نموذج رذرفورد للبناء الذري ثم بين لماذا فشل هذا التصور ذرة عنصر ينتهي ترتيب الكتروناتها بالمستوى 3p 3 وبذلك يكون ترتيب مستوياتها الثانوية كاآلتي: أ - 3 1s 2 2p 6 3p ب - 3 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p ج - 3 1s 2 2s 2 2p 6 3p - 13 ينسب اكتشاف نواة العنصر للعالم : أ - رذرفورد. ب - بور. ج - ثومسون ذرة عنصر ينتهي ترتيبها االلكتروني بالمستوى 3s 1 فالعدد الذري لهذا العنصر هو: أ - 8 ب - 13 ج الطاقة الالزمة لنزع االلكترون من ذرة معينة تسمى: أ - الميل االلكتروني. ب - طاقة التأين. ج - الكهرسلبية ذرة عنصر ينتهي ترتيبها االلكتروني بالمستوى الثانوي 2p 5 لذا فانه يقع في الزمرة والدورة: أ - الزمرة الخامسة الدورة الثانية. ب - الزمرة الثانية الدورة الخامسة. ج - الزمرة السابعة الدورة الثانية. 39

40 أسئلة الفصل األول 8.1 ما الدورة والزمرة التي يقع فيها كل عنصر من العناصر االتية : 9.1 اكتب رمز لويس لكل من : 18 Ar و 11 Na 16 S و 5 B 10.1 اي العناصر تسمى غازات نبيلة في الجدول الدوري وما اهم خاصية تتميز بها هذه العناصر كيف تم ترتيب بلوكات العناصر في الجدول الدوري وبين موقعها ما عدد المستويات الثانوية واالوربيتاالت وااللكترونات التي يحتويها كل مستوى رئيسي من الطاقة )الثاني الثالث( عنصران Na و Cl اكتب الترتيب االلكتروني لكل عنصر. 3.1 اكتب بايجاز عن ما يأتي: - 1 طاقة التأين. - 2 عدم حصول التنافر االلكتروني اللكتروني االوربيتال الواحد. - 3 نموذج ثومسون للذرة. - 4 مستويا ت الطاقة الثانوية. - 5 الكهرسلبية. : و S 4.1 عنصران Mg - 1 اكتب الترتيب االلكتروني لهما مبينا تدرج مستويات الطاقة الثانوية. - 2 دورة وزمرة كل منهما. - 3 ما الشيء المشترك بين هذين العنصرين في موقعهما في الجدول الدوري. - 4 ترتيب لويس لكال منهما. 5.1 الترتيب االلكتروني لعنصر الفلور 1s 2 2s 2 2p 5-1 ما العدد الذري للفلور. - 2 ما عدد مستويات الطاقة الثانوية المملوءة بااللكترونات وما هي. - 3 عدد االلكترونات غير المزدوجة في ذرة الفلور. 6.1 رتب العناصر حسب نقصان حجمها الذري : Ar و Ne و He ما الشيء المشترك بين العناصر االتية: Li و H Cl و Al رمز لويس لكل منهما. - 3 تدرج مستويات الطاقة الثانوية والرئيسية لكل ذرة. - 4 عدد االلكترونات في كل مستوى طاقة رئيسي حول نواة كل ذرة. - 5 عدد االلكترونات غير المزدوجة لكل ذرة. - 6 عدد مستويات الطاقة الثانوية المملوءة بااللكترونات لكل ذرة. - 7 دورة وزمرة كل ذرة وبي ن الشيء المشترك بينهما كيف تتدرج الخواص الفلزية والالفلزية في )الدورة الثانية الزمرة الخامسة(. 40

41 2 الفصل الثاني الزمرتان االولى والثانية Groups IA and IIA بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يعرف اسماء ورموز عناصر الزمرتني االولى IA والثانية. IIA يحدد السبب الذي مت مبوجبه وضع هذه العناصر في زمرتني متجاورتني. يعني موقع كل زمرة منهما في اجلدول الدوري. مييز بني العناصر من حيث التدرج في اخلواص. يتعرف على عنصر الصوديوم وبعض مركباته. يتعرف على عنصر الكالسيوم وبعض مركباته. يتمكن من تشخيص بعض العناصر في الزمرتني بطريقة كشف اللهب. يستنتج السبب في عدم وجود عناصر الزمرتني حرة في الطبيعة. 41

42 : 1-2 عناUرص الزمرتني IA و IIA تحتل عناصر الزمرتين االولى والثانية الطرف االيسر من الجدول الدوري والشكل )2-1( يوضح موقعهما وتضم عناصر الزمرة االولى IA )الفلزات القلوية( الليثيوم )Li( و الصوديوم )Na( و البوتاسيوم )K( و الربيديوم )Rb( و السيزيوم )Cs( والفرانسيوم )Fr( وهذا االخير هو الفلز الوحيد في هذه الزمرة الذي يحضر صناعيا. اما عناصر الزمرة الثانية IIA )فلزات االتربة القلوية( فتضم البريليوم )Be( والمغنيسيوم )Mg( والكالسيوم )Ca( والسترونتيوم )Sr( والباريوم )Ba( والراديوم )Ra( وهي مرتبة حسب زيادة اعدادها الذرية. 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 19 K 4 Be 12 Mg 20 Ca 37 Rb 38 Sr 55 Cs 56 Ba 87 Fr 2 IIA 88 Ra 3 IIIB 21 Sc 4 IVB 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 78 Pt 11 IB 12 IIB 79 Au 80 Hg 81 Tl 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 13 IIIA 82 Pb 15 VA 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 34 Se 52 Te 35 Br 36 Kr 53 I 84 Po 85 At 18 VIIIA VIA VIIA He O F Ne 16 S Cl Ar 54 Xe 86 Rn 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr 2-2 الüصفات العامة لعناUرص الزمرتني IA و IIA الشكل 2( - )1 موقع الزمرتين االولى والثانية في الجدول الدوري. - 1 عناصر هاتين الزمرتين ذات كهرسلبية واطئة وطاقة تأين هل تعلم ان الحجر الكريم الزمرد يتكون من عنصر البريليوم Be مضافا اليه قليل من الكروم االخضر. واطئة. - 2 لجميع عناصر الزمرتين غالف خارجي يحتوي على الكترون واحد بالنسبة لعناصر الزمرة االولى )IA( و على الكترونين بالنسبة لعناصر الزمرة الثانية.)IIA( - 3 ال توجد عناصر الزمرتين حرة في الطبيعة لشدة فعاليتها. 42

43 اال ان هناك اختالفا بسيطا في الصفات العامة بين الزمرتين االولى والثانية حيث ان عناصر الزمرة الثانية تكون اقل فلزية من عناصر الزمرة االولى كما ان طاقة تأين عناصر الزمرة الثانية اعلى من نظيرتها عناصر الزمرة االولى ( أ ) بسبب نقصان الحجم الذري. ومن اهم اخلواUص الفيزيائية لعناUصر الزمرتني IA و IIA - 1 تتناقص درجات االنصهار ودرجات الغليان مع تزايد االعداد الذرية لعناصر الزمرتين. - 2 إن مركبات هذه الفلزات مثل الكلوريدات NaCl و KCl و )ب(... إلخ تلون لهب مصباح بنزن بألوان مميزة لكل فلز حيث يلونه الليثيوم بلون قرمزي و مركبات الصوديوم بلون أصفر براق )ذهبي( وكذلك الحال مع بقية فلزات الزمرة الثانية مثل الكالسيوم الذي يلون اللهب بلون احمر طابوقي والسترونتيوم باللون القرمزي والباريوم باللون االخضر المصفر وهكذا. - 3 كثافة العناصر غير منتظمة الزيادة أو النقصان مع تزايد اعدادها الذرية. علما ان كثافة العناصر الثالثة االولى 25i(. o أقل من كثافة الماء بدرجة) C K( و Na و Li( )ج( لون اللهب للعناصر: أ - الكالسيوم. ب - السترونتيوم. ج - الباريوم. )K( بوتاسيوم )Na( صوديوم )Li( ليثيوم عناصر الزمرة االولى 43 )Rb( ريبيديوم )Cs( سيزيوم

44 )Mg( مغنيسيوم )Be( بريليوم )Sr( سترونتيوم )Ca( كالسيوم بع ض اخلواUص الكيميائية: )Ra( راديوم عناصر الزمرة الثانية - 1 لعناصر الزمرة االولى )IA( الكترون واحد ولعناصر الزمرة )Ba( باريوم الثانية )IIA( الكترونين في غالفهما الخارجي تستطيع ان تفقدها عند الدخول في تفاعل كيميائي وتكوين ايونات موجبة الشحنة ( + M ) بالنسبة لعناصر الزمرة االولى او ثنائية الشحنة ( +2 M( بالنسبة لعناصر الزمرة الثانية. - 2 تتحد مع الالفلزات وتعطي امالحا مستقرة كثيرة الذوبان في الماء عدا الليثيوم الذي يكون اقل ذوبانية وذلك لصغر حجمه وقوة الجذب الكبيرة للنواة على الكتروناته. هل تعلم المحلول الذي ينتج عن تفاعل الفلز مع الماء هو محلول قاعدي )قلوي(. - 3 تسلك هذه العناصر سلوك عوامل مختزلة قوية )اي انها تميل لفقدان الكترونات التكافؤ الخارجية بسهولة اي لسهولة تأكسدها(. وقد سميت عناصر الزمرة االولى بالفلزات القلوية الن محاليلها عالية القاعدية. كما سميت عناصر الزمرة الثانية بفلزات االتربة القلوية الن بعض اكاسيدها عرفت باالتربة القلوية. 44

45 3-2 الüصوديوم Sodium 11P + 12n 0 الرمز الكيميائي : Na العدد الذري : 11 عدد الكتلة : 23 رمز الغالف K L M الترتيب االلكتروني رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات رسم الترتيب االلكتروني لذرة الصوديوم وجوده ال يوجد الصوديوم حرا في الطبيعة لشدة فعاليته بل يوجد متحدا مع غيره من العناصر مكونا مركبات ثابتة ومنها كلوريد الصوديوم وكبريتاته وسليكاته وغيرها ويحفظ في سوائل ال يتفاعل معها مثل البنزين النقي والكيروسين )النفط االبيض( لكونه يشتعل عند تعرضه للهواء. صوديوم محفوظ في النفط االبيض خواUص عنüصر الüصوديوم أ - الخواص الفيزيائية فلز لين وله بريق فضي اذا قطع حديثا كثافته اقل من كثافة الماء وينصهر بدرجة )C 97.81i(. o ويغلي منصهر الصوديوم بدرجة C(.)882.9i o ب - الخواص الكيميائية 45 الصوديوم الحر عنصر فعال جدا يتحد مباشرة مع معظم الالفلزات لتكوين مركبات ايونية حيث يكو ن ايون الصوديوم الموجب ( +.)Na واهم خواصه الكيميائية: المقطع الحديث للصوديوم.. براق.

46 - 1 يتحد مباشرة مع أوكسجين الجو. فعند تعريض قطعة من الصوديوم )مقطوعة حديثا ( للهواء الرطب يزول بريقها بعد فترة قصيرة وتكتسي بطبقة بيضاء. - 2 يتحد مع غاز الكلور مباشرة ويشتعل اذا سخن معه: 2Na + Cl 2 2NaCl كلوريد الصوديوم غاز الكلور صوديوم هل تعلم لو تمكنا من حماية الصوديوم من هجوم االوكسجين السريع الصبحيضاهيااللمنيوم والنحاس في كفاءتهما في قوة التوصيل الكهربائي. - 3 يتفاعل بشدة مع الماء مكونا هيدروكسيد الصوديوم ومحررا غاز الهيدروجين. 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 صوديوم ماء هيدروكسيد غاز الصوديوم الهيدروجين - 4 يتفاعل بشدة مع الحوامض المخففة مكونا ملح الحامض ومحررا غاز الهيدروجين: 2Na + 2HCl 2NaCl + H 2 صوديوم حامض كلوريد غاز الهيدروكلوريك الصوديوم الهيدروجين - 5 يتفاعل الصوديوم مع كثير من االكاسيد والكلوريدات كما في المعادلتين اآلتيتين: 2Na + MgO 3Na + AlCl 3 Na 2 O + Mg 3NaCl + Al تفاعل الصوديوم مع الماء اSستعماالت الüصوديوم: - 1 يستعمل كعامل مختزل قوي في بعض التفاعالت العضوية لشدة وسرعة تأكسده. - 2 يستعمل في انتاج سيانيد الصوديوم المستخدم في تنقية الذهب وله استعماالت صناعية عديدة اخرى. 46

47 - 3 يستخدم الصوديوم في عمليات التعدين للتخلص من اوكسجين الهواء المتحد مع الفلزات او الذائب في منصهراتها الكûشف عن ايون الüصوديوم يف مركباته: نستعمل كشف اللهب )الكشف الجاف( كما مر ذكره في خواص عناصر الزمرة االولى التي ينتمي اليها عنصر الصوديوم حيث يلون الصوديوم اللهب باللون االصفر بع ض مركبات الüصوديوم: إن مركبات الصوديوم واسعة اإلنتشار في الطبيعة اهمها الصخور الملحية ( كلوريد الصوديوم( أو خليط من أمالح يلون الصوديوم اللهب بلون اصفر. مزدوجة و بتأثير عوامل التعرية الجوية مثل مياه األمطار و CO 2 يتحول الهواء الذي يحتوي غاز ثنائي أوكسيد الكربون قسم من هذه األمالح إلى كاربونات الصوديوم و الطين النقي )الصلصال( و الرمل. أوال : كلوريد الصوديوم ملح الطعام النقي )كلوريد الصوديوم( NaCl أكثر مركبات الصوديوم إنتشارا في الطبيعة فهو يوجد بشكل صخور ملحية في كثير من البلدان أو بشكل ترسبات ملحية تحت سطح األرض و يوجد بكميات هائلة في مياه البحار و البحيرات و الينابيع. بلورة كلوريد الصوديوم. 47

48 أ - استخراجه: إذا كان الملح موجودا تحت سطح األرض بشكل ترسبات ملحية فيستخرج بحفر آبار يضخ إليها الماء. ثم يسحب المحلول الناتج بواسطة مضخات ماصة إلى سطح األرض. تجمع االمالح في الطبيعة. ويبخر الماء فتتخلف بلورات الملح ثم ينقى. أما إذا وجد الملح بنسبة عالية في مياه البحر فتضخ هذه المياه إلى أحواض واسعة ضحلة ثم يبخر الماء بحرارة الشمس و هذه هي الطريقة المستخدمة اآلن في جنوب العراق )مالحات الفاو(. و ملح الطعام المستخرج بالطرائق السابقة ال يكون نقيا. لذلك تتبع طرائق خاصة لتنقيته من الشوائب. ب - استعماالت كلوريد الصوديوم ملح الطعام مادة ضرورية لإلنسان ال يمكنه اإلستغناء عنها في غذائه اليومي. كما ان لها أهمية صناعية كبرى.فهي: - 1 المادة الرئيسة المستعملة في تحضير العديد من مركبات الصوديوم مثل كاربونات الصوديوم )صودا الغسيل( ملح الطعام. المستخدمة في صناعة الورق و الزجاج و في صناعة خميرة الخبز. - 2 يستعمل كلوريد الصوديوم في تحضير هيدروكسيد الصوديوم المستعمل في صناعة الصابون و الورق وفي تصفية النفط الخام. - 3 يستخدم كلوريد الصوديوم في تحضير غاز الكلور المهم صناعيا. هل تعلم ان NaCl هو مركب ايوني وال يصح ان يسمى جزيء NaCl النه يمثل ابسط نسبة عددية لاليونات الموجبة والسالبة )ايونات العنصرين( في البلورة وليس عدد الذرات. - 4 يستفاد من كلوريد الصوديوم في حفظ المواد الغذائية صالحة لإلستهالك البشري لمدة من الزمن مثل اللحوم واألسماك. إذ ان محلوله المركز يقتل البكتريا التي تسبب التعفن. - 5 يستعمل كلوريد الصوديوم في دباغة الجلود وعمليات صناعة الثلج للتبريد وفي تثبيت األصباغ. ج - خواص كلوريد الصوديوم يمكن استنتاج بعض خواص كلوريد الصوديوم من اجراء التجربة اآلتية: 48

49 تمرين 2( - )1 ما الفرق بين كلوريد الصوديوم النقي والسكر من حيث تأثرهما بالحرارة. ضع بلورات من كلوريد الصوديوم النقي في زجاجة ساعة. وضع في زجاجة ساعة اخرى كمية من ملح الطعام العادي. واترك الزجاجتين في جو رطب )مع تأشير كل منهما(. وبعد مرور يوم - او يومين - افحص الملح في كلتا الزجاجتين تالحظ: - ترطب الملح العادي وعدم تأثر الملح النقي - مما يدل على ان كلوريد الصوديوم مادة ال تمتص الماء من الجو )ال تتميء( وان خاصية امتصاص الماء )الرطوبة( من الجو تقتصر على الملح العادي وتسمى ظاهرة امتصاص الرطوبة من الجو والتحول الى مادة مبتلة ب ( التميؤ (. فملح الطعام العادي اذن مادة متميئة ان سبب تميؤه يعزى الى احتوائه على شوائب من كلوريد الكالسيوم او كلوريد المغنيسيوم )او كليهما( وهاتان المادتان تميالن المتصاص الرطوبة من الجو )تتميئان في الجو الرطب(. اذن ما الفرق بين كلوريد الصوديوم النقي و ملح الطعام العادي ولماذا ثانيا : هيدروكسيد الصوديوم NaOH هيدروكسيد الصوديوم مادة صلبة تتميء عند تعرضها للهواء الرطب. وبتفاعل الطبقة املتميئة منه مع غاز ثنائي اوكسيد الكاربون في اجلو تتكون طبقة من كاربونات Na 2 ال تذوب في محلول NaOH املركز في CO 3 الصوديوم املنطقة املتميئة. لذلك تشكل قشرة جافة على سطح حبيبات هيدروكسيد الصوديوم. هيدروكسيد الصوديوم CO 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O ثنائي اوكسيد طبقة متميئة من كاربونات الصوديوم ماء الكاربون هيدروكسيد الصوديوم )قشرة جافة( وهيدروكسيد الصوديوم قاعدة كثيرة الذوبان في املاء تستعمل في مجاالت صناعية عديدة منها صناعة الصابون واملنظفات )مساحيق وسوائل( وفي صناعات االنسجة والورق وكمادة 49 اولية في حتضير العديد من املركبات املستعملة في الصناعة.

50 4-2 الكالùسيوم Calicum الرمز الكيميائي Ca العدد الذري 20 عدد الكتلة 40 20P + 20n 0 الترتيب االلكتروني رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات K L M N رسم الترتيب االلكتروني لذرة الكالسيوم وجوده اغذية تحتوي على الكالسيوم. ال يوجد فلز الكالسيوم بصورة حرة في الطبيعة لشدة فعاليته ويوجد متحدا مع غيره من العناصر على شكل كاربونات مثل المرمر وحجر الكلس وعلى شكل كبريتات مثل الجبس او على شكل فوسفات مثل فوسفات الكالسيوم او على شكل سليكات. ويستخلص الفلز بالتحليل الكهربائي لمنصهر كلوريد وفلوريد الكالسيوم. يدخل الكالسيوم في تركيب بعض انواع االغذية مثل الحليب واالسماك. خامات الكالسيوم في الطبيعة. 50

51 بع ض مركبات الكالùسيوم: Ca(OH) 2-1 هيدروكسيد الكالسيوم يحضر باضافة املاء الى اوكسيد الكالسيوم CaO )النورة او اجلير احلي( في عملية تعرف باطفاء اجلير والتي تؤدي الى احلصول على هيدروكسيد الكالسيوم الذي يعرف احيانا باجلير املطفأ ويدعى محلول هيدروكسيد الكالسيوم الصافي مباء الكلس الصافي كما تصفه املعادلة االتية: هيدروكسيد الكالسيوم. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 CO 2 عليه نالحظ تعكره بسبب تكون الذي عند امرار غاز كاربونات الكالسيوم. كما في املعادلة االتية: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O } )محلول عكر( كاربونات الكالسيوم راسب ابيض - 2 كبريتات الكالسيوم : محلول مائي )ماء الكلس الصافي( CaSO 4 حيث يرتبط مع كبريتات.2H 2 توجد بشكل جبس O الكالسيوم الصلبة جزيئني من املاء يسمى ماء التبلور وعندما يفقد ماء التبلور بالتسخين جزئيا يتحول الجبس الى جبس )CaSO 4 والتفاعل انعكاسي اي عندما تلتقط ) 2.H 2 باريس O عجينة باريس املاء تتجمد وتتحول الى اجلبس مع متدد في احلجم. وتستعمل عجينة باريس )جبس باريس( في التجبير وفي صنع التماثيل وكذلك في البناء. هل تعلم ان استمرار امرار غاز CO 2 في محلول ماء الكلس الصافي - بعد تعكره - يسبب عودة المحلول صافيا!! وذلك Ca(HCO 3 ) 2 لتكون كثيرة الذوبان في الماء. 2(CaSO 4.2H 2 O) (CaSO 4 ) 2.H 2 O + 3H 2 O (CaSO 4 ) 2.H 2 O + 3H 2 O 2(CaSO 4.2H 2 O) 51

52 أسئلة الفصل الثاني 1.2 اختر من بين القوسين ما يكمل المعنى العلمي فيما يأتي: 1 من عناصر الزمرة االولى : )الهيليوم الراديوم الصوديوم البورون( 2 عنصرالبوتاسيوماكثرفعاليةمنعنصر الليثيوم وذلك : ( لوجود الكتروني تكافؤ بذرته ألن نصف قطر ذرته اكبر لعدم وجود الكترون تكافؤ بذرته لوجوده حرا في الطبيعة(. 3 تكافؤ عنصر المغنيسيوم في مركباته:.) ( 4 اذا فقدت ذرة الليثيوم الكترون التكافؤ تتحول الى )ايون احادي الشحنة الموجبة ايون سالب ايون ثنائي الشحنة الموجبة ايون ثنائي الشحنة السالبة(. 2.2 أ اذكر الفرق بين الجبس االعتيادي وجبس باريس. 3.2 بين لماذا 13 الى مجموعة 1 ال ينتمي االلمنيوم Al عناصر الزمرة االولى. 2 عند ترك حبيبات NaOH في الجو الرطب تتميء اوال ثم تتكون عليها قشرة صلبة. - 3 يحفظ الصوديوم Na في النفط. - 4 سميت عناصر الزمرة االولى بالفلزات القلوية. - 5 اختفاء لمعان قطعة الصوديوم المقطوعة حديثا بعد فترة. 4.2 وضح علميا لماذا: أ - سهولة انتزاع الكتروني التكافؤ من عنصر الكالسيوم. 3 والصوديوم ب - وضع العناصر : الليثيوم Li 19 ضمن زمرة واحدة 11 والبوتاسيوم K Na رغم اختالفها في العدد الذري. 5.2 ما الفرق بين كلوريد الصوديوم النقي NaCl وبين NaCl غير النقي. ب لكلوريد الصوديوم اهمية صناعية كبرى. لماذا اذكر ثالث فوائد له. ج - الباريوم اكثر فلزية من البريليوم. عالم استندنا في ذلك 52

53 3 الفصل الثالث الزمرة الثالثة Group IIIA بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يتعرف على اسماء ورموز عناصر الزمرة الثالثة. يحدد الصفات العامة لعناصر الزمرة الثالثة. يقارن بني فعالية عناصر الزمرة الثالثة مع نظائرها عناصر الزمرة الثانية. يفهم ان عنصر االملنيوم ال يوجد حرا في الطبيعة. يستوعب الرمز والعدد الذري وعدد الكتلة لعنصر االملنيوم. يدرك اهمية وفوائد االملنيوم الفيزيائية ما ميكنه من مقارنته مع احلديد. يكشف - عمليا - عن ايون االملنيوم في احملاليل املائية ملركباته. يتعرف على بعض مركبات االملنيوم. 53

54 1-3 عناUرص الزمرة IIIA الزمرة الثالثة 5 بورون B املنيوم كاليوم انديوم ثاليوم ان السبب في وضع عناصر هذه الزمرة في مجموعة واحدة هو العامل نفسه الذي مر معنا في الزمرتين االولى والثانية وهو احتواء الغالف الخارجي لذراتها على ثالثة الكترونات رغم اختالفها باالعداد الذرية وعناصر هذه الزمرة هي: البورون B وااللمنيوم Al والكاليوم Ga واالنديوم In والثاليوم Tl ويوضح الشكل )3-1( موقع هذه الزمرة في الجدول الدوري. 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl شبه فلز فلزات} 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 2 IIA 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 55 Cs 56 Ba 3 IIIB 21 Sc 39 Y 4 IVB 22 Ti 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 5 VB 23 V 6 VIB 7 VIIB 24 Cr 25 Mn 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 105 Db 106 Sg 107 Bh 8 26 Fe 9 VIIIB 27 Co 44 Ru 45 Rh 76 Os 77 Ir 108 Hs 109 Mt Si 11 IB 12 IIB 29 Cu 30 Zn 46 Pd 47 Ag 48 Cd 78 Pt 79 Au 80 Hg 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 13 IIIA 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl 14 IVA 14 Si 15 VA 7 N 15 P 16 VIA 8 O 16 S 18 VIIIA 17 VIIA 9 10 F Ne Cl Ar 6 C 2 He 32 Ge 33 As 34 Se 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 35 Br 36 Kr 54 Xe 86 Rn 58 Ce 59 Pr 90 Th 91 Pa 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 68 Er 100 Fm 69 Tm 70 Yb 71 Lu 101 Md 102 No 103 Ir 2-3 الüصفات العامة لعناUرص الزمرة الثالثة) IIIA ( الشكل 3( - )1 موقع عناصر الزمرة الثالثة في الجدول الدوري. هل تعلم * ان هيدروكسيد البورون B(OH) 3 لكننا صيغته نعرفه ايضا بأسم حامض البوريك وصيغته من H 3 BO 3 الممكن كتابتها ولهذه المادة استعماالت طبية عديدة ومفيدة. - 1 ان عناصر هذه الزمرة فلزات عدا البورون شبه فلز. - 2 طاقة التأين لهذه العناصر اقل من طاقة تأين عناصر المجموعة الثانية. وذلك الن عناصر هذه الزمرة تحتوي على الكترون واحد في الغالف الثانوي p بعد غالف ثانوي مشبع )سواء اكان s او P( اما عناصر الزمرة الثانية فيكون غالفها الخارجي هو الغالف الثانوي المشبع.ns 2 54

55 وبازدياد العدد الذري لعناصر هذه الزمرة )من االعلى نحو االسفل( يحصل نقصان طاقة تأين ذراتها بصورة عامة )بسبب كبر حجومها الذرية(. - 3 من مالحظة عدد الكترونات الغالف الخارجي لذرات عناصر هذه الزمرة نتوقع بأن الحالة التأكسدية لذراتها هي )3+( باالضافة الى حاالت تأكسدية اخرى - 4 تتميز خواص اكاسيد وهيدروكسيدات عناصر هذه الزمرة بزيادة الصفة القاعدية ونقصان الصفة الحامضية كلما هل تعلم ان عنصري البورون وااللمنيوم يشكالن نسبة كبيرة من مكونات التربة حولنا وانهما ال يوجدان بصورة حرة في الطبيعةلفعاليتهما العالية وانهما يشتركان مع بقية عناصر هذه المجموعة بخواص متدرجة جمعتهم في هذه الزمرة. زاد العدد الذري. حيث نجد المحاليل المائية ألكاسيد تمرين 3( - )1 قارن بين طاقتي التأين لعنصر من الزمرة الثالثة مع العنصر المجاور له )الى يساره( من الزمرة الثانية. البورون حامضية بينما تكون اكاسيد االلمنيوم امفوتيرية اما اكاسيد عناصر بقية افراد هذه الزمرة فتكون قاعدية. )B( بورون )Al( المنيوم )Ga( كاليوم )In( انديوم نماذج من عناصر الزمرة الثالثة. 55

56 : 3-3 االملنيوم Aluminum الرمز الكيميائي: Al العدد الذري : 13 عدد الكتلة : 27 الترتيب االلكتروني 13P + 14n 0 رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات K L M رسم الترتيب االلكتروني لذرة االلمنيوم وجود االملنيوم ال يوجد االلمنيوم حرا في الطبيعة النه من الفلزات الفعالة فهو يوجد متحدا مع غيره من العناصر ضمن مركبات متنوعة. وااللمنيوم اوسع الفلزات انتشارا في قشرة االرض فهو يلي االوكسجين )%46( و السيليكون )%28( في سعة انتشاره. اذ يؤلف االلمنيوم نحو )%8( من صخور القشرة االرضية والطين ورغم انتشار سليكات االلمنيوم المعقدة في الصخور والطين فانها ال تصلح الستخالص االلمنيوم منها حاليا بسبب الكلفة العالية اقتصاديا. يعتبر Al 2 وهو اوكسيد االلمنيوم المائي الخام O 3.2H 2 البوكسايت O الرئيس لاللمنيوم فهو اهم خام يستعمل الستخالص الفلز. )Na 3 وهو فلوريد مزدوج AlF 6 بينما يعتبر الكريواليت ( من الصوديوم وااللمنيوم من المصادر المهمة المستعملة الستخالص الفلز اSستخالUص االملنيوم اوكسيد االلمنيوم الطبيعي )مع شوائب(. من خامات االلمنيوم الطبيعية.. )التربة(. هناك طرائق عديدة الستخالص االلمنيوم من مركباته. وتعتبر طريقة هول في الوقت الحاضر من احسنها 56

57 واكفئها. حيث تستعمل في الصناعة بشكل واسع. وتعتمد Al 2 النقية O 3 هذه الطريقة على التحليل الكهربائي لأللومينا AlF 3 )أو تكتب (NaF) 3 في حمام من منصهر الكريواليت )Na 3 بدرجة حرارة C( )1000i o وباستعمال أقطاب AlF 6 صيغته Al 2 نقية في الطبيعة بل توجد O 3 كاربونية. وال توجد االلومينا البوكسايت. Al 2 مع شوائب O 3. 2H 2 ضمن الخام المعروف بالبوكسايت O من الحديد وغيره. ينقى خام البوكسايت كيميائيا من الشوائب للحصول Al 2 )االلومينا( والذي له O 3 على اوكسيد االلمنيوم النقي درجة انصهار عالية ويذاب في منصهر الكريواليت الذي يعمل على تخفيض درجة انصهار االلومينا. يوضع المنصهر في خلية تحليل كهربائية كما في الشكل ( 3-2( وعند امرار التيار الكهربائي يتجمع االلمنيوم على شكل منصهر في اسفل الخلية ويسحب بين مدة واخرى. منصهر االلمنيوم. قطب الكاثود السالب من الكرافيت قطب االنود الموجب من الكرافيت Al 2 االلومينا O 3 مذاب في الكريواليت CO 2 Na 3 AlF 6 الشكل 3( - )2 خلية هول الستخالص االلمنيوم. Al خواUص االملنيوم 1 الخواص الفيزيائية االملنيوم فلز ذو مظهر فضي جيد التوصيل للحرارة 57 والكهربائية وقليل الكثافة.

58 2 الخواص الكيميائية أ تأثير االوكسجني في االملنيوم ذكرنا سابقا بأنه عند تعرض االملنيوم الى الهواء يتأكسد سطحه اخلارجي فقط فيكتسي االملنيوم بطبقة رقيقة جدا من اوكسيده الذي يكون شديد االلتصاق بسطح الفلز وهذا ما يقي الفلز من استمرار التآكل وهذا غير ما يحدث في عنصر احلديد. ب يحترق مسحوق االملنيوم بشدة وبلهب ساطع محررا طاقة عالية ويحدث التفاعل حسب املعادلة االتية: 4Al + 3O 2 مسحوق 2Al 2 O 3 طاقة + ج - االلمنيوم عامل مختزل يوضع خليط من مسحوق االلمنيوم واوكسيد الحديد )III( ) Fe 2 بجفنة تثبت في وعاء فيه رمل ثم يثبت شريط O 3 )اي من المغنيسيوم بطول مناسب وتحرق نهاية الشريط مع االبتعاد مسافة ال تقل عن 3 امتار ومالحظة تفاعل مسحوق االلمنيوم مع اوكسيد الحديد )III( تفاعال شديدا مصحوبا بانبعاث كمية كبيرة من الحرارة وبلهب ساطع مع تطاير شرر كما في الشكل المجاور. وينتج عن هذا التفاعل تكون منصهر الحديد نتيجة قيام االلمنيوم باختزال اوكسيد تفاعل الثرميت. الحديد )III( وتحرير الحديد الذي انصهر بفعل الحرارة العالية ويسمى هذا التفاعل بتفاعل الثرميت والمعادلة التالية توضح ذلك. 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 طاقة حرارية عالية + 2Fe + حديد اوكسيد االملنيوم اوكسيد احلديد III مسحوق االملنيوم ويفاد من هذا التفاعل في لحيم االجهزة الحديدية الكبيرة وقضبان سكك الحديد. ]الحظ الشكل )3-3([. كما يستعمل االلمنيوم الستخالص بعض الفلزات من خاماتها الموجودة على هيئة اكاسيد اعتمادا على كونه عامال مختزال. 58

59 الشكل 3( - )3 استخدام تفاعل الثرميت في لحيم قضبان سكك الحديد. د تفاعل االلمنيوم مع الحوامض والقواعد: يتفاعل االلمنيوم مع حامض الهيدروكلوريك المخفف بسهولة محررا غاز الهيدروجين ومكونا كلوريد االلمنيوم: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 املنيوم حامض الهيدروكلوريك كلوريد االملنيوم غاز الهيدروجني املخفف وال يستمر تفاعل االلمنيوم مع كل من حامض النتريك Al 2 O 3 المخفف والمركز بسبب تكون طبقة من اوكسيده التي تعزل الحامض عن الفلز فيتوقف التفاعل ويفاد من هذه الخاصية في حفظ حامض النتريك )التيزاب( ونقله بأوان من االلمنيوم. يتفاعل االلمنيوم مع محاليل القواعد مثل محلول هيدروكسيد الصوديوم او البوتاسيوم في الماء محررا غاز الهيدروجين وملح االلمنيوم. نستنتج من اعاله بأن عنصر االلمنيوم يتفاعل مع الحوامض والقواعد محررا غاز الهيدروجين في الحالتين ويدعى هذا السلوك بالسلوك االمفوتيري. 59

60 : اSستعماالت االملنيوم: اخترنا هذا العنصر للتوسع في دراسته نظريا وعمليا ضمن حدود هذه المرحلة وذلك الن هذا العنصر هو عنصر المستقبل بعد ان ينضب عنصر الحديد. والبحوث العلمية مستمرة لتيسير امكانية استخالص االلمنيوم من الطين. يمتاز عنصر االلمنيوم وسبائكه بأن نسبة الكتلة فيه تكون عالية جدا وعند تعرضه للهواء الجوي تتكون عليه طبقة رقيقة من اوكسيد االلمنيوم صلدة جدا تلتصق بشدة على السطح مانعة الهواء من الوصول الى الفلز فيتوقف التأكسد وبذلك يكون االلمنيوم فلز يقي نفسه شر التأكل وهذا ما ال يحدث في حالة الحديد لماذا ألن طبقة اوكسيد الحديد المتكونة )الصدأ( هشة تتفتت بسهولة فتفسح المجال للهواء )االوكسجين والرطوبة( باستمرار فعلها بالتآكل. يمكن استعمال االلمنيوم في صناعة االسالك الكهربائية حيث ان توصيل االلمنيوم للكهربائية يساوي ضعف توصيل النحاس اذا اخذنا نفس الكتلة من العنصرين وهذا يؤدي الى ان نصف قطر االسالك المصنوعة من االلمنيوم يكون اكبر مما السالك النحاس. لكن لكون االلمنيوم اكثر تمددا او تقلصا )بنسبة %39( من النحاس لنفس المدى الحراري فال تصنع االسالك الكهربائية من االلمنيوم اال ضمن نطاق محدود. تصنع حاليا من االلمنيوم صفائح رقيقة لتغليف االطعمة واالدوية والسكائر ولالستعماالت المنزلية االخرى. وكذلك تصنع منه القناني المعدنية المتنوعة االحجام. كما تصنع من سبائكهالخفيفة االواني والقدور والمالعق والصفائح والكراسي وكثير من الصناعات االخرى في بلدنا العراق. بحيث ال يخلو بيت من سبيكته المعروفة بال ( فافون(. ان صناعات االلمنيوم استعمال االلمنيوم في صناعات متنوعة. 60

61 المحلية آخذة باالزدهار يوما بعد يوم. كما ويستعمل االلمنيوم في عمل مرايا التلسكوبات الكبيرة والعديد من الصناعات االخرى. اال ان كميات كبيرة منه تصنع منها سبائك تستعمل في صناعة هياكل الطائرات والقطارات الخفيفة. وفي هياكل االبنية الضخمة وبعض اجزاء السيارات كذلك تصنع من سبائكه القناني الخاصة لحفظ السوائل بدرجة حرارية منخفضة جدا مثل سوائل االوكسجين واالركون والنتروجين وغيرها.. والسبب في ذلك هو ان قوة االلمنيوم تزداد كلما انخفضت درجة الحرارة عن الصفر السيليزي. اما العناصر التي تخلط مع االلمنيوم في صنع السبائك فهي الرصاص والنحاس والزنك والمغنيسيوم. شبابيك مصنوعة من االلمنيوم Sسبائك االملنيوم اهم سبائك االلمنيوم: 1 سبيكة الديورالومين تتكون هذه السبيكة من نسبة عالية من االلمنيوم ونسبة قليلة من كل من النحاس والمغنيسيوم وقد تحتوي على المنغنيز ايضا وتمتاز بخفتها وصالبتها. وتستعمل في بناء بعض اجزاء الطائرات. 2 برونز االلمنيوم تتكون هذه السبيكة من نسبة قليلة من االلمنيوم ونسبة سبائك االلمنيوم. عالية من النحاس واحيانا فلزات اخرى. ومن خواص هذه السبيكة الجيدة انها تقاوم التآكل ويتغير لون السبيكة بتغير نسب مكوناتها حيث يتدرج من لون النحاس الى تمرين 3( - )2 قارن بين عمليتي تأكسد االلمنيوم والحديد بتأثير الجو. لون الذهب والى لون الفضة... لذلك يفاد من هذه الخاصية بصناعة ادوات الزينة مركبات االملنيوم اهم مركبات االلمنيوم: Al(OH) 3 1 هيدروكسيد االلمنيوم يحضر من تفاعل المحلول المائي الحد امالح االلمنيوم 61

62 Al 2 مع هيدروكسيد (SO 4 ) 3 مثل محلول كبريتات االلمنيوم الصوديوم او البوتاسيوم كما في المعادلة االتية: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 كبريتات هيدروكسيد هيدروكسيد كبريتات الصوديوم االملنيوم الصوديوم االملنيوم وهيدروكسيد االلمنيوم مادة جيالتينية بيضاء ال تذوب في الماء. Al 2 O 3 2 اوكسيد االلمنيوم يحضر من التسخين الشديد لهيدروكسيد االلمنيوم كما في المعادلة االتية: 2Al (OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O وقد يوجد اوكسيد االلمنيوم في الطبيعة بصورة غير نقية وعلى شكل مادة صلدة تستعمل في صقل المعادن وتلميعها. كما يدخل اوكسيد االلمنيوم في تركيب الكثير من االحجار الكريمة عندما يكون مخلوطا مع بعض المعادن التي تعطيها اوكسيد االلمنيوم في االحجار الكريمة. مظهرا براقا والوانا جميلة. 3 الشب Alum عند مزج مقدارين متكافئين من محلولي كبريتات االلمنيوم وكبريتات البوتاسيوم المائيين وترك المحلول ليتبخر ماؤه نحصل على بلورات ملح يحتوي على كبريتات االلمنيوم وكبريتات البوتاسيوم وجزيئات ماء التبلور بنسبة ]KAl (SO 4 ) 2. 12H 2 كتلية ثابتة. و الصيغة العامة للشب هي : ]O ويسمى ايضا شب البوتاس. يستخدم الشب االعتيادي في مجاالت متعددة منها لتعقيم بعض الجروح الخفيفة حيث يساعد على تخثر الدم بسهولة Al(OH) 3 على الجروح حيث بسبب ذوبانه في الماء وترسب يوقف سيالن الدم فيتخثر كما يستخدم في تثبيت االصباغ على االقمشة وفي تصفية مياه الشرب. 62

63 3 3 7 الكûشف عن ايون االملنيوم يف حماليل مركباته يكشف عن ايون االلمنيوم في مركباته بوساطة محلول قاعدي مثل هيدروكسيد الصوديوم او هيدروكسيد البوتاسيوم حيث تتفاعل هذه المواد مع ايون االلمنيوم +3 Al لتكون راسبا Al(OH) 3 كما في ابيض جالتينيا هو هيدروكسيد االلمنيوم المعادلة االتية: Al NaOH Al(OH) 3 + 3Na + ايون هيدروكسيد هيدروكسيد ايون االلمنيوم الصوديوم االلمنيوم الصوديوم فمثال : AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl Al(OH) 3 يذوب عندما تضاف ان هذا الراسب ونعني به اليه زيادة من هيدروكسيد الصوديوم NaOH بسبب تكون الومينات الصوديوم الذائبة ويذوب كذلك باضافة حامض اليه بسبب السلوك االمفوتيري. 63

64 أسئلة الفصل الثالث 1.3 حدد العنصر الذي ال ينتمي للزمرة الثالثة مما يأتي مع ذكر السبب: Ga, Al, Mg, B اختر من بين القوسين ما يكمل المعنى العلمي في العبارات االتية: - 1 الكاليوم Ga عنصر ينتمي للزمرة: )االولى الثانية الثالثة(. - 2 يكون عنصر االلمنيوم في عملية الثرميت عامال : )مساعدا مؤكسدا مختزال (. - 3 سبيكة برونز االلمنيوم تتكون من نسبة )عالية قليلة %100( من عنصر االلمنيوم. 3.3 اكمل العبارات االتية بما تراه مناسبا التمام المعنى: - 1 يتفاعل االلمنيوم مع الحوامض محررا غاز... وعند تفاعله مع القواعد يحرر... النه تأثير اوكسجين الهواء الجوي في االلمنيوم ال يؤدي الى تآكله كما في حالة الحديد وذلك بسبب التسخين الشديد لهيدروكسيد االلمنيوم يعطي ملح مكون من عنصري البوتاسيوم وااللمنيوم يدعى عنصر االلمنيوم يتفاعل مع الحوامض والقواعد ويدعى هذا السلوك ب كيف يستخلص االلمنيوم مع رسم الجهاز والتأشير الكامل على االجزاء 5.3 اختر من القائمة )ب( ما يناسب كل عبارة في القائمة ( أ ) : القائمة ( أ (: - 1 عنصر ذو سلوك امفوتيري - 2 تفاعل يسلك فيه االلمنيوم عامال مختزال ويحرر طاقة حرارية عالية تذيب الحديد. - 3 اوكسيد االلمنيوم - 4 ملح مزدوج من كبريتات البوتاسيوم وااللمنيوم - 5 احد عناصر الزمرة IIIA هو شبه فلز. القائمة )ب( - 1 الثرميت - 2 الشب - 3 االلومينا - 4 االلمنيوم - 5 االنديوم. - 6 البورون. 64

65 4 الفصل الرابع احملاليل والتعبير عن التركيز Solutions and Expression for Concentration بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على أن: يتعرف على احملاليل وطبيعتها. مييز بني أنواع احملاليل. يفهم قابلية الذوبان والعوامل املؤثرة فيها. يتعرف على بعض التعابير عن التراكيز وهي النسبة الكتلية والنسبة احلجمية. 65

66 1-4 مقدمة هل تعلم الماء الذي نستخدمه في حياتنا اليومية يعتبر محلول حيث يحتوي على االمالح الفلزية والبكتريا وكثير من المواد االخرى الذي يحدد نسبة تراكيزها المسموح بتواجدها في مياه الشرب طبقا للمعايير العالمية. تعتبر المحاليل مهمة في علم الكيمياء الى ابعد حد اذ ان المحاليل السائلة بصفة خاصة تكون هي الوسط المألوف غالبا بالنسبة للتفاعالت الكيميائية حيث انها تساعد على حدوث التداخل بين المواد المتفاعلة لحدوث التفاعل الكيميائي. 2-4 املحلول Solution HCl خليط متجانس مكون من مادتين او اكثر ال يحدث بينها تفاعل كيميائي تسمى المادة الموجودة بوفرة في المحلول مذيب )Solvent( وتسمى المادة الموجودة بقلة في المحلول بالمذاب.)Solute( ويمكن تمثيل ذلك بالمعادلة االتية: محلول مذيب + مذاب Solute + Solvent Solution محلول حامضي KOH انواع املحاليل المحاليل عدة انواع اهمها واكثرها شيوعا هي المحاليل السائلة اي عندما يكون المذيب سائل ويمكن تحضير هذه المحاليل باذابة مادة صلبة في سائل مثل اذابة ملح الطعام محلول قاعدي )NaCl( في الماء لنحصل على محلول ملح الطعام او اذابة هيدروكسيد الصوديوم في الماء )محلول قاعدي( او سائل في سائل كإذابة الكحول في الماء او اذابة غاز في سائل KCl كاذابة غاز كلوريد الهيدروجين )HCl( في الماء ويسمى الناتج االخير بحامض الهيدروكلوريك )محلول حامضي( ]الشكل 4( -.])1 HCl H 2 O HCl محلول ملحي محلول حامض الهيدروكلوريك غاز كلوريد الهيدروجين الشكل 4( - )1 انواع مختلفة من المحاليل 66

67 وهناك انواع أخرى للمحاليل منها غاز في غاز مثل الهواء الجوي ومحلول صلب في صلب مثل السبائك المختلفة واهمها قطع النقود المعدنية وسبائك الذهب وسنتطرق في هذا الفصل الى المحاليل السائلة فقط طبيعة املحاليل تختلف المحاليل في تسميتها وذلك حسب كمية المذاب والمذيب او طبيعة عملية الذوبان. فالمحلول الذي يوصف بأنه مشبع Solution( )Saturated هو المحلول الذي يحتوي على أكبر قدر ممكن من المذاب وان المذيب ال يستطيع ان يذيب اي زيادة اخرى من المذاب عند درجة حرارة محددة وضغط معين. أما عندما تفوق كمية المذاب في محلول ما قد يمكن للمذيب من اذابته في الظروف االعتيادية يسمى هذا المحلول بفوق المشبع Solution( )Supersaturated وهذا النوع من المحاليل غير ثابت حيث أنها تلفظ الكمية الزائدة من المذاب على شكل راسب ليتحول الى محلول مشبع. ويعرف المحلول بأنه غير مشبع Solution( )Unsaturated اذا احتوى على كمية من المذاب اقل من الكمية الالزمة للتشبع عند درجة الحرارة والضغط المحددين الشكل 4( -.)2 الشكل 4( - )2 أ - محلول مشبع. ب - محلول فوق المشبع. ج - محلول غير مشبع. عندما تتأين جزيئات المذاب في المحلول يسمى عند ذلك المحلول بالمحلول االلكتروليتي Solution( )Electrolyte والمذاب قد يكون الكتروليتا قويا عندما تتأين جزيئاته بشكل تام في المحلول مثل حامض الهيدروكلوريك ])الشكل - 4 3([. وقد يكون المذاب الكتروليتا ضعيفا اي ان الشكل 4( - )3 تتأين جزيئات االلكتروليت القوي بشكل تام في المذيب. HCl H + + Cl - 67

68 جزيئاته تتأين بدرجة غير تامة وأحيانا بدرجة بسيطة جدا مثل حامض الهيدروفلوريك حيث يتفكك )يتأين( بدرجة قليلة جدا في المذيب وتكون ايوناته في حالة توازن مع الجزيئات غير المتأينه ]الشكل )4-4([ وفي المعادلة ادناه تعني االسهم المتعاكسة ان المادة المتأينة جزئيا في حالة توازن مع االيونات الناتجة. HF H + + F - وهناك مركبات جزيئاتها ال تتأين في المذيب مطلقا تسمى محاليلها بمحاليل غير الكتروليتية مثل السكر والكحول االثيلي. 3-4 قابلية الذوبان Solubility تعرف بانها اكبر كمية من المادة المذابة يمكن ان تذوب في حجم ثابت من مذيب معين للحصول على محلول مشبع عند درجة حرارة معلومة )محددة(. وتختلف قابلية الذوبان تبعا لطبيعة المذاب والمذيب ودرجة الحرارة والضغط. والتي سنشرحها بايجاز كما يأتي طبيعة املذاب واملذيب الشكل 4( - )4 تتأين جزيئات االلكتروليت الضعيف في المذيب بشكل جزئي وتكون االيونات الناتجة متواجدة بتوازن مع الجزيئات غير المتأينة. اذا وضعت كمية صغيرة من بلورات ملح الطعام في دورق به ماء فان البلورات تذوب فيه ببطء واذا رج الدورق بمحتوياته تذوب البلورات بسرعة اكبر حيث تؤدي عملية الرج الى مالمسة سطح البلورات بالماء بصورة اكبر الن عملية الذوبان ظاهرة تتعلق بالسطح المعرض للذوبان وهذا السبب في تحريك قدح الشاي بالملعقة بعد وضع السكر فيه )الشكل - 4 5(. كما ان مسحوق السكر يذوب اسرع من حبيبات السكر الن سطح المسحوق المعرض لمالمسة جزيئات الماء يكون اكبر من السطح لحبيبات السكر اذا نستنتج انه كلما ازداد سطح المادة المذابة المعرض للمذيب ازدادت سرعة الذوبان اما بالنسبة للمذيب فالطبيعة القطبية أو غير الشكل 4( - )5 يذوب السكر بسرعة عند تحريكه بالملعقة. 68

69 القطبية هي التي تحدد قابليته على االذابة وحسب قاعدة تنص على ان المذيب يذيب شبيهه اي ان المذيب القطبي يذوب المذاب القطبي والعكس صحيح. من الضروري معرفة ان المادة غير القابلة للذوبان في مذيب ما ال تذوب مهما كانت قوة التحريك او طول مدته ت أاثري درجة احلرارة اذا اخذنا قدحين متماثلين يحتوي كل منهما على كمية متساوية من سائل احدهما ساخن واالخر بارد واذبنا ملعقة من السكر في كل منهما نالحظ ان السكر المذاب في قدح السائل الساخن يذوب بصورة اسرع منه في السكر المذاب في السائل البارد والسبب في هذا الن طاقة حركة جزيئات السائل تزداد عند درجات الحرارة المرتفعة مما يزيد احتماالت قوة تصادم جزيئات السائل بسطح بلورات السكر الشكل 4( - )6 أ - يذوب السكر ببطء في قدح مثلج من الشاي. ب - يذوب السكر بسرعة في قدح ساخن من الشاي. فيساعد على سرعة ذوبانه الحظ الشكل )4-6( ت أاثري ال ضغط يمكن ان نالحظ تأثير الضغط بوضوح في قابلية ذوبان المواد الغازية التي تزداد ذوبانيتها كلما ازداد الضغط الجزئي للغاز فوق سطح المحلول. فمثال في المشروبات CO 2 المذاب الغازية يكون تركيز ثنائي اوكسيد الكاربون الشكل 4( - )7 عند فتح غطاء قنينة المشروب الغازي يقل الضغط لذلك يتصاعد غاز ثنائي اوكسيد الكاربون. 69 CO 2 المسلط على سطح في المحلول معتمدا على ضغط CO 2 المشروب الغازي وعند فتح غطاء الزجاجة فان ضغط CO 2 التي تتصاعد يقل لذا تقل قابلية ذوبانه وتتكون فقاعات في المشروب الغازي الحظ الشكل )4-7(.

70 4-4 تركيز املحلول Concentration of Solution مخفف مركز كما اسلفنا ان المحلول يتكون من جزئين رئيسيين هما المذاب والمذيب. وتختلف المحاليل من حيث كميات المذاب والمذيب فيها. وهناك طرق يمكن بواسطتها التعبير عن هذه الكميات وعالقتها بعضها ببعض ويعبر عن هذه العالقة عادة بتركيز المحلول. يعرف تركيز المحلول بانه كمية المادة المذابة في كمية معينة من المذيب او المحلول ويمكن التعبير عن تركيز المحلول وصفيا او كميا ويستخدم مصطلحي الشكل 4( - )8 محلولمخفف ومحلولمركز من كبريتات النحاس. مخفف )Dilute( ومركز )Concentreated( لوصف تركيز المحلول ]الشكل )4-8([. فالمحلول الذي يحتوي على كمية قليلة نسبيا من المذاب يوصف بانه محلول مخفف. بينما يوصف المحلول الذي يحتوي على كمية كبيرة من المذاب بانه محلول مركز ]الشكل )4-9([ كما يمكن تحويل المحلول المركز الى مخفف باضافة كمية اكبر من المذيب اليه. اهمها: اما كميا فيمكن ان نعبر عن تركيز المحلول بعدة طرائق ( أ ) الرتكيز بالنùسبة املئوية الكتلية وهو عدد وحدات الكتلة من المادة المذابة في 100 وحدة كتلة من المحلول )النسبة الكتلية للمذاب او المذيب( او ببساطة هي عدد غرامات المذاب في مئة غرام من المحلول وتحسب النسبة المئوية الكتلية للمذاب والمذيب كما يأتي: كتلة المذاب النسبة الكتلية للمذاب = %100 كتلة المحلول او ان : )m 1 كتلة المذاب ( النسبة الكتلية للمذاب = %100 )m 1 +m 2 كتلة المحلول ( او بتعبير آخر: )m 1 كتلة المذاب ( النسبة الكتلية للمذاب = %100 )m T كتلة المحلول ( )ب( الشكل 4( - )9 أ - توزيع جزيئات المذاب في المحلول المركز. ب - توزيع جزيئات المذاب في المحلول المخفف. 70

71 )m T كتلة m( 2 كتلة المذيب و ( m( 1 كتلة المذاب و ( حيث (.})m 1 +m 2 المحلول }مجموع كتلة المذاب والمذيب) وبالطريقة نفسها يمكن ان نكتب النسبة المئوية الكتلية للمذيب بالعالقة الرياضية االتية: وبشكل عام يمكن ان نكتب الصيغة الرياضية للتعبير عن التركيز الكتلي المئوي: كتلة المكون النسبة الكتلية ألي مكون = %100 من مكونات المحلول كتلة المحلول هل تعلم الكثير من المواد التي تباع يتم تخزيتها وبيعها في صورة مركزة ويتم تخفيفها عند االستخدام فمثال معجون الطماطم المستخدم في بيوتنا يباع بصورة مركزة بل كلما كان تركيزه اعلى اصبحت قيمته اكثر ولكن عند استخدامه في المطبخ يتم تخفيفه باضافة الماء اليه. )m 2 كتلة المذيب ( النسبة الكتلية للمذيب = %100 )m T كتلة المحلول ( مثال - 4 :1 ما النسبة الكتلية للمذاب والمذيب لمحلول مكون من تمرين 4( - )1 احسب النسب الكتلية لكل من المذاب والمذيب في محلول محضر من اذابة 498 g من السكر في 48.2 g من الماء g ملح الطعام مذاب في 155 g من الماء احلل: m 1 = 15.3 g كتلة المذاب: m 2 = 155 g كتلة المذيب: m T = m 1 + m 2 كتلة المحلول : = = g m 1 النسبة الكتلية للمذاب = %100 m T 15.3 g = %100 = 8.98 % g m 2 النسبة الكتلية للمذيب = %100 m T g = %100 = % g

72 مثال - 4 :2 هل تعلم ان محلول الخل يتكون من حامض الخليك بتراكيز مختلفة مذاب في كمية من الماء. نموذج من الخل يحتوي على نسبة كتلية مقدارها % 4 من حامض الخليك. ما كمية الخل التي نحتاجها لكي نحصل على 20 g من حامض الخليك احلل: m 1 النسبة الكتلية للمذاب = %100 m T 20 g = % 4 %100 m T 2000 = 4 m T m T كمية الخل التي نحتاجها = 500 g تمرين 4( - )2 احسب النسب الكتلية لكل من حامض الهيدروكلوريك والماء عند تخفيف 20 g من HCl في 80 g من الماء المقطر الرتكيز بالنùسبة املئوية احلجمية وهي نسبة حجم كل مكون من مكونات المحلول الى الحجم الكلي للمحلول مضروبا في مئة. )V 1 حجم المذاب ( النسبة الحجمية للمذاب = %100 )V 1 + V 2 حجم المحلول ( )V 1 حجم المذاب ( النسبة الحجمية للمذاب = %100 )V T حجم المحلول ( وبنفس الطريقة يمكن ايجاد النسبة المئوية الحجمية للمذيب: )V 2 حجم المذيب ( النسبة الحجمية للمذيب = %100 )V T حجم المحلول ( V 2 ولحجم المحلول V 1 ولحجم المذيب يرمز لحجم المذاب ] )V 1 + V 2 [ V T ويمثل مجموع حجمي المذاب والمذيب ( وبشكل عام يمكن ان نكتب الصيغة الرياضية للتعبير عن 72

73 التركيز المئوي الحجمي: حجم المكون النسبة الحجمية ألي مكون = %100 من مكونات المحلول حجم المحلول ال بد هنا أن نذكر أن وحدات الحجم المستخدمة عادة هي اللتر )L( أو المليلتر )ml( أو السنتمتر المكعب ( 3 )cm ومعامالت التحويل فيما بينها كاآلتي: 1 L = 1000 ml 1 L = 1000 cm 3 1 ml = 1 cm 3 مثال - 4 :3 احسب النسبة الحجمية لكل من حامض الخليك والماء في محلول تكون عند خلط 20 ml من حامض الخليك و 30 ml من الماء. احلل: ( أ ) )ب( أ - محلول مركز من حامض الخليك. ب - محلول مخفف من حامض الخليك. V 1 = 20 ml حجم المذاب: V 2 = 30 ml حجم المذيب: V T = V 1 + V 2 حجم المحلول : = = 50 ml V 1 النسبة الحجمية للمذاب = %100 V T %100 = 40 % 20 ml = 50 ml V 2 النسبة الحجمية للمذيب = %100 V T 73 %100 = 60 % 30 ml = 50 ml

74 مثال - 4 :4 ما حجم محلول كحول االثيل بالمليلتر )ml( الالزم اضافته للماء ليصبح حجم المحلول الكلي 50 ml لتكون نسبته الحجمية %80. احلل: تمرين 4( - )3 احسب النسبة المئوية )H 2 SO 4 بالحجم لكل من ( والماء عند اضافة 20 ml من )H 2 في 80 ml من الماء SO 4 ( المقطر. V 1 النسبة الحجمية للمذاب = %100 V T V 1 = % 80 % ml وعليه ان حجم كحول االثيل بالمليلتر : V 1 = 40 ml الرتكيز بالكتلة / احلجم يعبر في بعض االحيان عن التركيز بوحدة كتلة المذاب )بالغرامات( في حجم معين من المحلول )باللتر( وتكون وحدة هذا النوع من التراكيز هي )غرام/لتر( )L g( / كتلة المذاب )m( )بالغرام( )g( التركيز )غرام/لتر( = حجم المحلول )V( )باللتر( )L( ومن الجدير بالذكر هنا ان هذا التعبير عن التركيز هو نفسه تعريف الكثافة )Density( والتي هي وحدة كتلة الحجوم. ( أ ) )ب( أ - كتلة من كبريتات النحاس. ب - محلول من كبريتات النحاس. فاذا رمزنا للكثافة بالحرف الالتيني روو )ᵨ( وللكتلة )m( وللحجم )V( وعليه فالكثافة تعرف بالعالقة االتية: الكتلة )غرام( الكثافة )غم/لتر( = الحجم )لتر( m ( g ) = L) ᵨ ( g / V ( L ) ويمكن استخدام اي وحدة اخرى للحجم مثل )ml( أو ( 3 )cm. تمرين 4( - )4 ما كتلة هيدروكسيد الصوديوم الالزم اذابتها في لتر من الماء المقطر للحصول على تركيز منها في المحلول بمقدار 0.5 g/l 74

75 مثال - 4 :5 اذيب 5 g من كبريتات النحاس في 0.5 L من الماء المقطر احسب تركيز المذاب في المحلول بوحدة.g/L احلل: m (g( 5 g = = = التركيز )غرام/لتر) V (L( 0.5 L 10 g/l مثال - 4 :6 احسب النسبة الكتلية لكحول المثيل لمحلول يحتوي على 27.5 g من كحول المثيل و 175 ml من الماء. )افترض ان تمرين 4( - )5 احسب كتلة KCl بالغرامات الموجودة في L في محلول نسبة KCl الكتلية فيه تساوي % ( افترض ان كثافة المحلول تساوي g/ml كثافة الماء تساوي ( g/ml احلل: يمكن حساب كتلة الماء التي نحتاجها اليجاد النسبة الكتلية m ( g ) = ml) ᵨ ( g / V (ml) باستخدام تعريف الكثافة. ومنه: m ( g ) = ᵨ ( g / ml) V (ml) m ( g ) = 1.00 ( g / ml) 175 (ml) m ( g ) = 175 g m 1 = 27.5 g كتلة كحول المثيل: m 2 = 175 g كتلة الماء: m T = m 1 + m 2 كتلة المحلول : = = g m 1 النسبة الكتلية لكحول المثيل = %100 m T g = %100 = 13.6 % g

76 أسئلة الفصل الرابع 1.4 بين بايجاز ما المقصود بكل مما يأتي: - 1 المحلول. - 2 المحلول المشبع. - 3 قابلية الذوبان. - 4 المحلول االلكتروليتي. - 5 المحلول المركز. - 6 التركيز بالنسبة المئوية الكتلية. - 7 التركيز بالنسبة المئوية الحجمية. 2.4 اختر ما يناسب التعابير االتية: - 1 محلول صلب في صلب مثل: أ - علبة عصير. ب - قطعة نقدية. ج - محلول ملحي. - 2 المذاب االلكتروليتي الضعيف هو: أ - المذاب الذي يتأين بدرجة كاملة في المذيب. ب - المذاب الذي يتأين بدرجة غير كاملة في المذيب. ج - المذاب الذي يذوب بسرعة في المذيب. - 3 السكر المذاب في قدح الماء الساخن يذوب بصورة اسرع عنه في الماء البارد بسبب: أ - طاقة حركة جزيئات الماء تقل عند درجة الحرارة المرتفعة. ب - طاقة حركة جزيئات الماء تزداد عند درجة الحرارة المرتفعة. ج - طاقة حركة جزيئات السكر تزداد عند درجة الحرارة المرتفعة. - 4 يمكن تحول المحلول المركز الى مخفف وذلك: أ - بزيادة تركيز المذاب. ب - بتسخين المحلول. ج - باضافة مذيب اكثر الى المحلول. 3.4 ما الفرق بين : أ - محلول مخفف ومحلول مركز. ب - مذاب الكتروليتي ضعيف ومذاب الكتروليتي قوي. ج - محلول فوق المشبع ومحلول غير مشبع. 4.4 ما هي العوامل المؤثرة على قابلية الذوبان. 5.4 اذيب 5 g من كبريتات النحاس في 20 g من الماء المقطر احسب النسبة المئوية الكتلية للمذاب وكذلك للمذيب. 6.4 ما حجم الماء باللتر الالزم اضافته الى 10 g من هيدروكسيد البوتاسيوم للحصول على محلول تركيزه. 2.5 g/l 7.4 ما النسبة المئوية الحجمية لحامض الهيدروكلوريك وكذلك للماء عند اضافة 25 ml من الحامض الى 75 ml من الماء. 8.4 احسب النسبة المؤية الكتلية ل NaCl في محلول يحتوي على 15.3 g من NaCl و g من الماء. 76

77 أسئلة الفصل الرابع 9.4 احسب التركيز بوحدة غم /لتر لمحلول يحتوي على 27.5 g من كحول المثيل مذاب في 175 ml من الماء افترض عينة من الماء مأخوذة من قاع بحيرة الحبانية تحتوي على %8.5 بالكتلة من ثنأئي اوكسيد الكاربون. ماهي كمية ثنائي اوكسيد الكاربون بالغرام الموجودة في 28.6 L من المحلول المائي )معلومة: كثافة المحلول تساوي 1.03(. g/ml 11.4 عصير يحتوي على نسبة مئوية كتلية مقدارها %11.5 من السكر. ما هو حجم العصير بالمليلتر المحتوي على 85.2 g من السكر )افترض كثافة المحلول تساوي.)1.00 g/ml 12.4 احسب التركيز بالنسبة المئوية الكتلية لمكونات محلول يحتوي على 19 g من مذاب في 158 g من مذيب احسبتركيز مكونات المحاليل التالية بالنسبة المئوية الكتلية..H 2 أ - g 10.2 من NaCl في 155 g من O يمكن الحصول عليها من 274 g من ماء المحيط جد حجم الكحول بالمليلتر )ml( الموجود في المحاليل االتية: ا( 480 ml من محلول يحتوي على %3.7 نسبة مئوية حجمية من الكحول. ب( 103 ml من محلول يحتوي على %10.2 نسبة مئوية حجمية من الكحول. ج( 0.3 L من محلول يحتوي على %14.3 نسبة مئوية حجمية من الكحول جد كمية كلوريد البوتاسيوم KCl بالغرام )g( الموجود في المحاليل االتية: ا( 19.7 g من محلول يحتوي على %1.08 نسبة مئوية كتلية من.KCl ب( 23.2 kg من محلول يحتوي على %18.7 نسبة مئوية كتلية من.KCl ج( 38 mg من محلول يحتوي على %12 نسبة مئوية كتلية من.KCl 18.4 اكمل الفراغات في الجدول االتي: كتلة المذاب كتلة المذيب كتلة المحلول النسبة المئوية الكتلية للمذاب.H 2 ب g من السكروز في 498 g من O ج - g من حامض الخليك في 4.91 g او المذيب.H 2 من O g 15.5 g % g g g... % g مشروب غازي يحتوي على 45 g من السكر في 309 g من الماء. ما هي النسبة المئوية الكتلية للسكر في المشروب الغازي يحتوي ماء المحيط على نسبة مئوية كتلية % 3.5 من. NaCl ما كمية الملح التي 77

78 أسئلة الفصل الرابع 19.4 اكمل الفراغات في الجدول االتي: g ml النسبة الكتلية للمذاب = %10.73 حجم المذاب حجم المذيب حجم المحلول النسبة المئوية الحجمية للمحلول النسبة الكتلية للمذيب = % أ: ب: %91.18 ج: % النسبة الكتلية للسكر = % g أ: ml ب: ml ml 2.55 ml % ml cm ml % cm 3 ج: 42.9 ml اجوبة نموذجية ألسئلة وتمارين الفصل التمارين: 1.4 النسبة الكتلية للمذاب %8.82 النسبة الكتلية للمذيب % النسبة الكتلية للحامض = %20 النسبة الكتلية للماء = %80. %20 = H 2 SO النسبة الحجمية ل %80 = H 2 النسبة الحجمية ل O 4.4 كتلة هيدروكسيد الصوديوم = g كتلة g = KCl أجوبة أسئلة الفصل: 5.4 النسبة المئوية الكتلية لكبريتات %20 = CuSO 4 النحاس %80= H 2 النسبة المئوية الكتلية للماء O V(L) = 4L النسبة الحجمية للحامض = %25 النسبة الحجمية للماء = % النسبة الكتلية ل = NaCl % التركيز g/l ب: g 17.4 أ: 0.21 g ج: 10-3 g النسبة المئوية كتلة كتلة كتلة الكتلية للمذاب المحلول المذيب المذاب او المذيب % g g 15.5 g % g g 22.8 g % g g 28.8 g % g g g 19.4 النسبة حجم حجم حجم المئوية المحلول المذيب المذاب الحجمية للمحلول % cm ml 2.55 ml % cm ml ml % cm ml 1.38 ml % cm ml 23.7 cm 3 78

79 5 الفصل اخلامس الزمرة الرابعة Group IVA بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على أن : يعرف موقع الزمرة في اجلدول الدوري واسماء ورموز عناصرها. يتعرف على بعض الصفات العامة لعناصر الزمرة. يرسم الترتيب االلكتروني لذرة السليكون. يعرف وجود السليكون في الطبيعة واهميته. يفهم كيفية حتضير السليكون مختبريا وصناعيا. يتعرف على خواصه الفيزيائية والكيميائية. يتعرف على مركبات السليكون الطبيعية والصناعية. يطلع على استخدامات السليكون. 79

80 1-5 عناUرص الزمرة الرابعة IVA تشمل الزمرة الرابعة عناصر الكاربون ( C ) والسليكون ) Pb ( والرصاص ) Sn ( والقصدير )Ge( والجرمانيوم ) Si ( والشكل )5-1( يبين موقعها في الجدول الدوري. 6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb 1 IA 1 H 2 IIA 2 He 3 Li 4 Be 11 Na 12 Mg 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 37 Rb 38 Sr 3 IIIB 4 IVB 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 13 IIIA 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 15 VA 7 N 15 P 16 VIA 8 O 16 S 17 VIIA 9 F 17 Cl 10 Ne 18 Ar 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 78 Pt 11 IB 12 IIB 79 Au 80 Hg 81 Tl 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 82 Pb 83 Bi 53 I 84 Po 85 At 18 VIIIA 54 Xe 86 Rn 2-5 الüصفات العامة للزمرة الرابعة VIA الشكل 5( - )1 موقع الزمرة الرابعة في الجدول الدوري. هل تعلم انالبابليينفرشواالجنائن المعلقة بالرصاص الحتجاز الماء كما ان المصريين القدماءاستخدمواالرصاص في الزخرفة. سبيكة الرصاص والقصدير تستخدم في لحيم التوصيالت الكهربائية. تتصف هذه الزمرة بأنها أكثر الزمر اختالفا وتعددا في صفات عناصرها فعناصرها تظهر انتقاال واضحا من الصفات الالفلزية الى الصفات الفلزية كلما انتقلنا من أعلى الزمرة نحو أسفلها أي بزيادة العدد الذري لها. فللكاربون خواص ال فلزية ويكون كل من السليكون والجرمانيوم أشباه فلزات بينما يعتبر القصدير والرصاص فلزات حقيقية. لذلك نرى أن لكل من عنصري القصدير والرصاص الصفات الفيزيائية للفلزات كالكثافة العالية والتوصيل الحراري والكهربائي الجيدان وقابلية الطرق والسحب واللمعان العاليان. وتقل كذلك درجة الغليان واالنصهار لعناصر الزمرة باالنتقال من اعلى الى اسفل المجموعة. تتصفعناصرهذهالزمرةكذلكبامتالكهاأربعةالكترونات بغالفها الخارجي حيث أنها تحتاج الى أن تكتسب أو تفقد او تساهم بأربعة الكترونات للوصول الى ترتيب الكتروني 80

81 مستقر. ولصعوبة فقدان او اكتساب أربعة الكترونات فان عناصر هذه الزمرة تميل الى المشاركة بأربعة الكترونات عن طريق تكوين آواصر تساهمية لتعطي حالة التاكسد الرباعية للعنصر )+4(. وفي الحقيقة فان مركبات السليكون والكاربون هي مركبات تساهمية ذات حالة تاكسد رباعية بينما الجرمانيوم والقصدير والرصاص فأنها تكون مركبات تساهمية وأيونية معا حيث أن في المركبات األيونية يتم فقدان إلكترونين فقط لتكوين ( 2+ ) Ge و ( 2+ ) Sn و ( 2+ )Pb أن لعناصر هذه الزمرة سواء منها ذات الصفات الفلزية أو ذات الصفات الالفلزية فعالية ضعيفة فهي تتفاعل مع الالفلزات مثل األوكسجين ولكنها تحتاج الى حرارة إلتمامها. هل تعلم يستعمل القصدير بصورة واسعة في طالء الحديد والمعادن االخرى المستعملة في صناعة علب حفظ االغذية المعلبة كعلب معجون الطماطة وعلب الزيوت النباتية وعلب المربيات وغيرها لحمايتها من التآكل. 3-5 الùسليكون Silicon 14P + 14n الرمز الكيميائي : Si العدد الذري : 14 عدد الكتلة : 28 الشكل 5( - )2 رسمالترتيبااللكتروني لذرة السليكون. رمز الغالف K L M الترتيب االلكتروني رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات يبين الشكل )5-2( الترتيب االلكتروني لعنصر السليكون حيث يظهر انه يحتوي على أربعة الكترونات في غالفه الخارجي وبما انه من الصعب على العنصر أن يفقد أربعة الكترونات أو يكتسبها لذلك يشارك فيها فتكون اغلب 81 مركبات السليكون تساهمية ويكون تكافؤه رباعيا.

82 وجوده يعتبر السليكون العنصر األكثر انتشارا في قشرة االرض بعد األوكسجين حيث يشكل اكثر من ربع القشرة االرضية أ - غير متبلور ب - متبلور بنسبة تصل الى %28 حيث غالبا ما يكون متحدا مع االوكسجين في التربة او على شكل ترسبات طينية ورملية. وال يوجد السليكون بصورة حرة في الطبيعة ولكنه يوجد في الصخور الشكل 5( - )3 صور عنصر السليكون. )SiO 2 ويدخل في تركيب على هيئة ثنائي اوكسيد السليكون ( مختلف السليكات وعلى شكل الكوارتز والرمل. وللسليكون كما مبين في الشكل )5-3( صورتين احداهما متبلورة وفيها يكون لون المسحوق بني غامق واالخرى غير متبلورة وفيها يكون لون مسحوقه رصاصي غامق المتبلورة منه اقل فعالية وكلتا الصورتين لهما التركيب نفسه حت ضريه أ - تحضيره مختبريا يحضر السليكون غير المتبلور بتسخين عنصر SiF 4 وفق البوتاسيوم في جو من رباعي فلوريد السليكون المعادلة: SiF 4 + 4K Si + 4KF العالم برزلوس هل تعلم حضر السليكون الول مرة من قبل العالم برزلوس )Berzelius( عام 1823 م من تفاعل رباعي فلوريد السليكون مع البوتاسيوم حيث حصل على السليكون غير البلوري. اما السليكون البلوري فحضر الول مرة من قبل العالم ديفايل )Deville( عام 1854 م من التحلل الكهربائي لكلوريد الصوديوم وااللمنيوم غير النقي الحاوي على نحو %10 سليكون. وفي بداية القرن العشرين 1907 م اكتشف العالم بوتر )Pottr( طريقة تحضير السليكون من تفاعل السليكا مع الكاربون والتي اصبحت الطريقة التجارية المعتمدة في الوقت الحاضر. بينما يحضر السليكون المتبلور باذابة السليكون في منصهر االلمنيوم ثم تبريد المحلول حيث تنفصل بلورات السليكون عن المحلول. ب - تحضيره صناعيا )SiO 2 يحضر السليكون صناعيا باختزال السليكا ( بدرجات حرارة عالية وباستخدام الكاربون أو المغنسيوم كعامل مختزل ]الشكل )5-4([. كما في المعادلة آالتية: SiO 2 + 2C 2CO + Si 82

83 ان السليكون الناتج بهذه الطريقة يحتوي على بعض الشوائب بحيث تتراوح نسبة السليكون فيه من 90 الى % 95 ويسمى بالسليكون الصناعي. يستخدم هذا النوع من السليكون في صناعة سبائك البرونز والحديد )Steel( وخاصة الحديد المطاوع وفي تحضير السليكونات )Silicones(. مصدر كهربائي للتسخين سليكا )كوارتز( كاربون )فحم( CO منصهر السليكون فرن حراري الشكل 5( - )4 تحضير السليكون صناعيا. شحن تبريد وقولبة إن هذا النوع من السليكون المنتج ذو نقاوة ال تكفي لالستخدام في صناعة كل من أشباه الموصالت أو الرقائق الدقيقة )microchips( أو الخاليا الشمسية. لذلك فانه ينقى غاز خامل بتحويل السليكون أعاله الى رباعي كلوريد السليكون اوال ثم يختزل مرة ثانية الى السليكون بأحد العوامل المختزلة مثل المغنيسيوم وكما يأتي : قالب السليكون منصهر السليكون مصدر حراري متحرك Si + 2Cl 2 SiCl 4 منطقة تركيز الشوائب SiCl 4 + 2Mg Si + 2MgCl 2 )MgCl 2 من السليكون وذلك بغسله حيث من السهل إزالة ( )MgCl 2 وال يذوب السليكون بالماء الحار حيث يذوب ( الشكل 5( - )5 طريقةمنطقةالتكرير لتحضير السليكون عالي 83 وللحصول على سليكون أعلى نقاوة تستخدم عملية أخرى لزيادة النقاوة تسمى طريقة منطقة التكرير ]الشكل )5-5([. في هذه الطريقة يعمل السليكون على شكل قالب اسطواني ثم النقاوة.

84 يسخن من أحدى نهاياته بوساطة مصدر حراري حلقي متحرك هذا يؤدي الى تكوين طبقة خفيفة من السليكون المنصهر وعند سحب المصدر الحراري الى الخلف تدريجيا يؤدي الى تحرك المنصهر الى الخلف فتنفصل الشوائب عن منصهر السليكون وتبقى في الطرف البعيد عن المصدر الحراري مما يؤدي في النهاية الى تركيز الشوائب في النهاية األخرى من القالب االسطواني حيث يمكن قطعها والتخلص منها بينما تكون النهاية األمامية نقية جدا. يسمى السليكون المنتج بهذه الطريقة بالسليكون عالي النقاوة خواUص الùسليكون السليكون عالي النقاوة. هل تعلم ان وادي السليكون يمثل اليوم العاصمة التقنية للكرة االرضية بفضل عدة االالف من الشركات العاملة في مجال التقنيات المتقدمة التي تتخذ من هذه العاصمة البقعة الجغرافية مركزا لمقراتها الرئيسية. جغرافيا يشغل وادي السليكون القسم الجنوبي من حوض سان فرانسيسكو بوالية كاليفورنيا. وتعود جذور استيطان الشركات التقنية في هذه المنطقة الى مطلع القرن العشرين اال ان نهضتها الحقيقية بدأت بعد اختراع الترانسستور المصنوع من السليكون في الخمسينات لتشهد في مطلع الثمانينات انفجارا حقيقيا في حجم االستثمارات. أ - الخواص الفيزيائية يعد السليكون من أشباه الفلزات وهو عنصر صلب جدا له درجة انصهار عالية )C 1410( o ولمظهره بريق معدني وهو شبه موصل للتيار الكهربائي, ويستفاد من هذه الخاصية في صناعة األجهزة والدوائر الكهربائية والحاسبات االلكترونية وكذلك في صناعة الخاليا الشمسية التي تحول ضوء الشمس الى تيار كهربائي. ب - الخواص الكيميائية يكون السليكون خامال تجاه معظم الحوامض ويذوب في المحاليل المائية للقواعد من خالل التفاعل التالي: Si + 2NaOH + H 2 O Na 2 SiO 3 + 2H 2 ويكون السليكون فعاال جدا تجاه الكلور وكما في المعادلة اآلتية: Si + 2Cl 2 SiCl 4 وال يتأثر السليكون بالهواء عند درجات الحرارة االعتيادية إال انه يتفاعل عند )C 950i(. o والسليكون ومركباته الطبيعية )السليكا والسليكات( غير سامة. 84

85 اSستعمال الùسليكون للسليكون استخدامات واسعة منها :- - 1 في الصناعة االلكترونية لصناعة الدوائر المتكاملة وفي الخاليا الشمسية ]الحظ الشكل )5-6([. الشكل 5( - )6 استخدام السليكون في صناعة الدوائر المتكاملة. - 2 في السبائك التي تستخدم في صناعات مختلفة. - 3 في صناعة الزجاج والسمنت والسيراميك. - 4 في صناعة المواد السليكونية العضوية ذات األهمية التجارية الكبيرة ومنها الزيوت والبالستيكات مركبات الùسليكون هنالك عدد كبير من المركبات التي يكونها السليكون نذكر منها : أ - مركبات السليكون مع الهيدروجين )هيدريدات السليكون( وهي مركبات تتكون من السليكون والهيدروجين منها SiH 4 ويحضر هذا المركب من تفاعل سليسيد المغنيسيوم Mg 2 مع الحوامض المعدنية كحامض الهيدروكلوريك وفق Si المعادلة االتية: الشكل 5( - )7 الكوارتز احد اشكال السليكا النقية. Mg 2 Si + 4HCl SiH 4 + 2MgCl 2 )SiH 4 تلقائيا والهدريدات مركبات فعالة جدا فمثال يشتعل ( في الهواء لتكوين ثنائي اوكسيد السليكون والماء وفق المعادلة الكيميائية االتية: SiH 4 + 2O 2 SiO 2 + 2H 2 O ب - مركبات السليكون مع األوكسجين SiO 2-1 ثنائي اوكسيد السليكون ( السليكا(: وتوجد في الطبيعة على شكل سليكا نقية مثل حجر الصوان والكوارتز ]الشكل )5-7([ وهي مواد شديدة الصالدة الشكل 5( - )8 الرمل احد اشكال السليكا غير النقية. 85 تستعمل في قطع الزجاج وتخديش الحديد الصلب. وسليكا غير نقية مثل الرمل ]الشكل )5-8([ التي تحتوي على كميات متفاوتة من الشوائب التي تكسبها ألوانا مختلفة.

86 وللسليكا خواص أهمها: أ - غير فعالة ال تتفاعل عند تعرضها للكلور أو البروم أو الهيدروجين ومعظم الحوامض. ب - تتفاعل مع حامض الهيدروفلوريك والقواعد : SiO 2 + 6HF H 2 SiF 6 + 2H 2 O سداسي فلوريد السايالن SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O ج - لها القابلية على التفاعل مع االكاسيد أو الكاربونات الفلزية بالتسخين الشديد حيث تتكون مركبات تعرف بالسليكات. د - إضافة الحوامض الى محاليل سليكات الفلزات القلوية يعطي السليكا المائية التي يمكن تجفيفها الى مسحوق غير بلوري يسمى جل السليكا Gel( )Silica ]الشكل )5-9([ حيث يستعمل بصورة رئيسية كعامل مجفف وذلك لمساحته السطحية الكبيرة وقابليته العالية المتصاص الماء. - 2 السليكات Silicates تنتشر السليكات بصورة واسعة في الطبيعة وتكون مع األوكسجين حوالي %74 من القشرة األرضية ويظهران كسليكات للعناصر ذات الوفرة على سطح الكرة األرضية )CaSiO 3 وسليكات ]الشكل )5-10([ مثل سليكات الكالسيوم (.)Na 2 اللتان تحضران من تفاعل اوكسيد أو SiO 3 الصوديوم ( كاربوناتالفلزمعالسليكابالتسخينالشديد كمافيالمعادلتين اآلتيتين : تسخين شديد الشكل 5( - )9 السليكا جل كعامل مجفف. CaO + SiO 2 CaSiO 3 تسخين شديد Na 2 CO 3 + SiO 2 Na 2 SiO 3 + CO 2 إن أكثر أنواع السليكات شيوعا واستعماال هي سليكات الصوديوم القابلة للذوبان في الماء والتي محلولها المائي الشكل 5( - )10 الطين احد اشكال السليكات الطبيعية. 86

87 المركز يدعى )ماء الزجاج( الذي يستخدم في مجاالت صناعية مختلفة مثل حماية بعض األقمشة والورق من الحرائق واستعماله كمادة الصقة رخيصة وكذلك استعماله في البناء بخلطه مع السمنت لتقوية األخير. الشكل 5( - )11 بنية كاربيد السليكون. هل تعلم الجل الهوائي) Aerogels (: وهو من المواد المصنعة الجديدة ذات الكثافة القليلة وتتكون من %10 ثنائي اوكسيد السليكون و %90 هواء او غاز. وتصبح هذه المادة اخف من الهواء عندما تمأل بغاز الهيليوم وهي تمتلك صفات بصرية وصوتية وكهربائية غير عادية احد اهم استخداماتها دخولها في صناعة زجاج الشبابيك حيث توضع السليكا الهوائية بين طبقتين من الزجاج لتحسين صفات العزل للزجاج. ج - كاربيد السليكون ويرتبط فيه الكاربون مع السليكون بأواصر تساهمية على شكل بنية شبكية باتجاهات ثالث حيث تحاط كل ذرة كاربون بترتيب معين بأربع ذرات سليكون والتي هي أيضا تحاط كل منها بأربع ذرات كاربون مشابهة لبنية الماس ]الشكل )5-11([. إن هذه البنية تجعل كاربيد السليكون صلد للغاية ويستخدم كمادة جالية كما في ورق الجام وفي حجر الكوسرة ]الشكل )5-12([. ولهذه الغاية يخلط مسحوقه الناعم مع الطين أو سليكات الصوديوم ويوضع في قالب ويحرق. ويحضر كاربيد السليكون من تفاعل السليكون أو اوكسيده مع الكاربون في فرن القوس الكهربائي بدرجة حرارية عالية وفق المعادالت آالتية:- Si + C SiC SiO 2 + 3C SiC + 2CO د - السليكونات Silicones 87 الشكل 5( - )12 حجر كوسرة. وهي مركبات عضوية للسليكون غير سامة ومستقرة على مدى واسع من درجات الحرارة. وأهمها زيوت السليكون oil( )Silicone التي تتصف بأنها تضفي على السطوح طبيعة مانعة لاللتصاق او مضادة للرطوبة مثل سطوح األنسجة والبنايات. ومطاط السليكون Rubber( )Silicone يتصف بأنه أكثر استقرارا حراريا من المطاط الهيدروكاربوني ويبقى مرنا في مدى واسع من درجات الحرارة ويستعمل في صناعة القوالب وفي الحمامات والمطابخ كمواد أحكام. والراتنجات السليكونية Resin( )Silicone التي تستخدم في صناعة مواد عازلة كهربائيا وفي جعل مواد البناء مضادة للماء أيضا.

88 أسئلة الفصل اخلامس 6.5 اكمل الفراغات االتية : - 1 يوجد ثنائي اوكسيد السليكون ( السليكا( في الطبيعة على نوعين نوع نقي مثل... و... و نوع غير نقي مثل... و يمكن تحضير... من التسخين الشديد للسليكا مع كاربونات فلزية او اوكسيد فلزي. - 3 ان لعناصر الزمرة الرابعة حاالت التاكسد الشائعة... و ان الحالة التاكسدية... تكون مستقرة في الكاربون والسليكون. - 5 يتفاعل السيلكون عند تسخينه الى )C 950i( o مع االوكسجين او الهواء الجوي ليعطي تزداد الصفات... كلما انتقلنا 1.5 اكتب معادالت موزونة لكل مما ياتي: - 1 تفاعل المغنيسيوم مع ثنائي اوكسيد السليكون. - 2 معادلة اختزال ثنائي اوكسيد السليكون بواسطة الكاربون. - 3 تفاعل سليسيدالمغنيسيوم مع حامض الهيدروكلوريك. - 4 تفاعل ثنائي اوكسيد السليكون مع كاربونات الكالسيوم. - 5 تفاعلثنائياوكسيدالسليكونمعفلوريد الهيدروجين )حامض الهيدروفلوريك(. - 6 تفاعل ثنائي اوكسيد السليكون مع هيدروكسيد الكالسيوم - 7 تفاعل ثنائي اوكسيد السليكون مع كاربونات الصوديوم. - 8 تفاعل السليكون مع الكاربون. من اعلى الزمرة الى اسفلها وتقل كذلك... و... باالنتقال من اعلى اكتب الترتيب االلكتروني للعنصر 2.5 الى اسفل الزمرة. االتي : - 7 للسليكون صورتين احدهما... Si 4+ و Si وفيها يكون لون مسحوقه... واالخرى... وفيها يكون لون مسحوقه ما هو السليكون العالي النقاوة وكيف يحضر. 4.5 اشرح مع كتابة المعادالت الكيميائية طرائق تحضير السليكون. 5.5 عدد ستة استعماالت متنوعة لعنصر السليكون ومركباته. 88

89 6 الفصل السادس مدخل في الكيمياء العضوية بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يدرك أهمية املركبات العضوية. يعرف مميزات او صفات املركبات العضوية. يربط الكيمياء العضوية مبحيطه وبيئته. مييز بني غاز امليثان واالثيلني واالستيلني. يحضر غاز امليثان واالثيلني واالستيلني ويفهم خواص كل منها. 89

90 1-6 مقدمة سبق لك ان درست في كيمياء الثاني المتوسط بشيء من التفصيل عنصر الكاربون وبعض مركباته المهمة في حياتنا )مثل ثنائي اوكسيد الكاربون وكاربونات الكالسيوم(. ودرست في الفصل السابق من هذا الكتاب الزمرة الرابعة IVA التي تضم العناصر C و Si و Ge و... وتواصال للتوسع االفقي والعمودي في علم الكيمياء بما ينسجم تربويا مع التطور العلمي الحديث ونظرا لما لعنصر الكربون من صفات فريدة )قلما نجدها في بقية العناصر( ولكونه العنصر الرئيس واالساس الذي يدخل في تكوين جزيئات الكائنات الحية واغذيتها كما يساهم في شتى مجاالت متطلبات حياتنا المعاصرة )من ادوية وعطور واصباغ و... الخ( فيما اصبحنا نعرفه اليوم بالكيمياء العضوية فسنتطرق في هذا الفصل لدراسة مبادئ هذا الفرع الرئيس في علم الكيمياء ونقصد به )الكيمياء العضوية( بشيء من التفصيل البسيط للخواص العامة وبعض المركبات العضوية البسيطة مثل غازات الميثان وااليثان واالستيلين وكذلك كحول االثيل والبنزين وحامض الخليك والفينول. 2-6 اأهمية املركبات الع ضوية تعتبر المركبات العضوية مهمة جدا في حياتنا من خالل انها تتمثل في: - 1 كل اصناف المواد الغذائية الرئيسة لالنسان والحيوان وهي البروتينات والكاربوهيدرات والزيوت والشحوم النباتية تدخل المركبات العضوية في صناعة الكثير من المواد المهمة في حياتنا اليومية. والحيوانية. - 2 كثيرمنالمنتوجاتالطبيعيه والصناعيةكالقطن والصوف والحرير الطبيعي والصناعي والورق والبالستيكات. - 3 اصناف الوقود مثل النفط والغاز الطبيعي والخشب. 4 -العقاقير الطبية وكذلك الفتيامينات والهرمونات واالنزيمات. 90

91 3-6 وجود الكاربون يف املركبات الع ضوية ان اساس تركيب المركب العضوي هو عنصر الكاربون والثبات وجوده في المركبات العضوية يمكن اجراء التجارب االتية: - 1 عند اشعال شمعة او قطعة من الورق او )اي مادة عضوية( CO 2 الذي يمكن يتحرر غاز ثنائي اوكسيد الكاربون تفحم السكر. الكشف عنه بامراره على محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH) 2 فيعكره حيث تتكون كاربونات )ماء الجير(.CaCO 3 الكالسيوم - 2 عند حرق كمية من السكر وهو مادة عضوية في انبوبة اختبار نالحظ تخلف مادة سوداء هي الكاربون وهذا يدل على ان الكاربون يدخل في تركيب السكر. تمرين 6( - )1 وجود على تبرهن كيف المركبات في الكاربون العضوية Uصفات 4-6 املركبات الع ضوية تمتاز المركبات العضوية بصورة عامة بما يأتي: - 1 كل المركبات العضوية تحتوي على الكاربون في تركيبها وهي قابلة لالحتراق أو التحلل بالتسخين وال سيما اذا تم تسخينها لدرجة حرارة عالية. - 2 غالبا ماترتبط الذرات في المركبات العضوية باواصر تساهمية تجعلها تتفاعل بشكل بطيء. - 3 الكثير من المركبات العضوية التذوب في الماء ولكنها تذوب في بعض السوائل العضوية كالكحول وااليثر واالسيتون ورباعي كلوريد الكاربون االواUرص التùساهمية لذرات الكاربون يف املركبات الع ضوية يمتلك الكاربون عدد ذري مقداره 6 لذلك يمكن رسم ترتيبه االلكتروني حسب الشكل )6-1(. يالحظ ان الغالف الخارجي )غالف التكافؤ( لذرة الكاربون يحتوي اربعة الكترونات. لذلك ولكيتصلذرةالكاربونالىحالةاالستقرار البدلهاانتشارك 91 بالكترونات تكافؤها االربعة مع ذرات اخرى بحيث يصبح

92 عدد االلكترونات المحيطة بكل ذرة كاربون ثمانية الكترونات. وكما تعلمت ان كل اصرة تساهمية تحتاج الى الكترونين )الكترون من كل ذرة( لذا ترتبط ذرات الكاربون وعلى الصورة التالية باربع اواصر تساهمية مفردة مع الهيدروجين 6P + 6n 0 : CH 4 في جزيء الميثان H H C H H الشكل 6( - )1 رسمالترتيبااللكتروني لذرة الكاربون. ميثان )اربع اواصر تساهمية مفردة( وقد ترتبط ذرتا الكاربون مع بعضهما باواصر تساهمية : C 2 H 4 مزدوجة كما في جزيء االثيلين H H C C H H اثيلين )اصرة تساهمية مزدوجة واربع اواصر تساهمية مفردة ) كما وقد ترتبط ذرتا الكاربون ايضا مع بعضها باواصر : C 2 H 2 تساهمية ثالثية كما في جزيء االستيلين H C C H استيلين )اصرة تساهمية ثالثية واصرتين تساهميتين مفردتين ) ان هذه االحتماالت المختلفة لترابط ذرة الكاربون في مركباتها والتي تظهر قدرة هذه الذرة على تكوين اواصر تساهمية مختلفة اضف الى ذلك قدرة ذرات الكاربون على 92

93 االرتباط بعضها ببعض لتكوين سالسل مفتوحة او مغلقة )حلقات( وتتضمن هذه السالسل روابط تساهمية مفردة او مزدوجة او ثالثية بين ذرات الكاربون او ذرات اخرى. لذا فهناك مئات االالف من المركبات العضوية الموجودة في الطبيعة والتي يمكن تحضيرها ايضا. واالمثلة التالية توضح مركبات عضوية باشكال مختلفة. H H C H H H H C C C H H H H H H H H H C C C C H H H H H H H C H H مركب عضوي باصرة تساهمية مفردة )ميثان( مركب عضوي )سلسلة مستمرة( )بيوتان( مركب عضوي )سلسلة متفرعة( )ايزوبيوتان( H H H C C H H OH H C C H H H C C H H مركب عضوي باصرة تساهمية مزدوجة )اثيلين( مركب عضوي باصرة تساهمية ثالثية )استيلين( مركب عضوي يحتوي على االوكسجين )كحول االثيل( CH 2 CH 2 H 2 C CH 2 H 2 C CH 2 H 2 C CH 2 H 2 C CH 2 مركب عضوي حلقي ثالثي الشكل )بروبان حلقي( H 2 C CH 2 مركب عضوي حلقي خماسي الشكل )بنتان حلقي( H 2 C CH 2 مركب عضوي حلقي سداسي الشكل )هكسان حلقي( وسندرس في هذا الفصل عدة انواع من هذه المركبات العضوية ثالث منها هيدروكاربونية اي تحتوي على عنصري الكاربون والهيدروجين فقط وهي غازات C 2 حيث يمثل H 2 C 2 واستيلين H 4 CH 4 واثيلين ميثان الميثان مثال عن المركبات العضوية التي تحتوي في 93 تركيبها على اواصر تساهمية مفردة يسمى هذا النوع

94 من المركبات بالهيدروكاربونات المشبعة التي يطلق عليها C 2 فيحتوي على اصرة H 4 اسم االلكانات. اما جزيء االثيلين تساهمية مزدوجة بين ذرتي الكاربون وهذه المركبات تسمى بااللكينات. بينما يحتوي االستيلين على اصرة تساهمية ثالثية بين ذرتا الكاربون ويطلق على هذه المركبات اسم االلكاينات وكالهما اي االثيلين واالستيلين يسميان بالهيدروكاربونات غير المشبعة. اما االنواع االخرى التي سندرسها في هذا الفصل فهي تمثل مركبات عضوية ترتبط ذرة الكاربون فيها اضافة للهيدروجين مع االوكسجين حيث سندرس مركب كحول.CH 3 اضافة الى ذلك COOH وحامض الخليك C 2 H 5 االثيل OH سنتطرق الى دراسة مركبي البنزين والفينول اللذان هما مثال على المركبات العضوية الحلقية المغلقة. 6-6 بع ض املركبات الع ضوية سنتطرق في هذه المرحلة الى دراسة مبسطة لبعض المركبات العضوية مثل الهيدروكاربونات المشبعة وغير المشبعة والكحوالت والحوامض الهيدروكاربونات هل تعلم ان غاز الميثان يسمى بغاز المستنقعات والمناجم حيث يتجمع بصورة مستمرة في مناجم الفحم ويشكل خطرا كبيرا بسبب سرعة احتراقه. الهيدروكاربون كما هو موضح من اسمه مركب يتكون من الكاربون والهيدروجين فقط ويكون اما مشبع أو غير مشبع ومن أمثلة الهيدروكاربونات. CH 4-1 غاز الميثان CH 4 حيث ترتبط ذرة الكاربون فيه مع 4 صيغته الجزيئية ذرات من الهيدروجين باواصر تساهمية منفردة. أ - وجود الميثان هو ابسط مركب هايدروكاربوني يوجد بنسبة كبيرة في الغاز الطبيعي المصاحب الستخراج النفط الخام أو ينبعث من بعض شقوق مناجم الفحم وكذلك يتكون نتيجة تحلل المواد العضوية في مياه البرك والمستنقعات الراكدة. H H C H H جزيء الميثان. 94

95 ب - تحضير غاز الميثان يحضر غاز الميثان باستخدام الجهاز المبين في الشكل )6 2( - حيث تسخن خالت الصوديوم تسخينا شديدا مع هيدروكسيد الصوديوم واوكسيد أو هيدروكسيد الكالسيوم )الن الخليط يكون اقل تأثيرا على الزجاج واعلى درجة انصهار من هيدروكسيد الصوديوم( في انبوبة اختبار مناسبة ويجمع الغاز الناتج بازاحة الماء الى االسفل. CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3 كاربونات الصوديوم ميثان هيدروكسيد الصوديوم خالت الصوديوم خالت الصوديوم + هيدروكسيد الصوديوم غاز الميثان الشكل 6( - )2 جهاز تحضير غاز الميثان. ج - خواص غاز الميثان 1. عديم اللون والرائحة. 2. قليل الذوبان جدا في الماء 3. قابل لالشتعال وبلهب غير داخن مكونا غاز ثنائي اوكسيد H 2 محررا طاقة وكما في O وبخار الماء CO 2 الكاربون المعادلة االتية: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 طاقة + O C 2 H 4-2 االثيلين ماء ثنائي اوكسيد الكاربون أوكسجين ميثان C 2 حيث ترتبط ذرتا الكاربون H 4 يمتلك صيغة جزيئية 95 فيه مع بعضهما باصرة تساهمية مزدوجة. وهو من صنف

96 الهيدروكاربونات غير المشبعة التي تسمى بااللكينات. أ - تحضير االثيلين: C 2 مع H 5 يحضر هذا الغاز من تسخين كحول االثيل OH كمية كافية من حامض الكبريتيك المركز الى حوالي )C 170i( o كما مبين في الشكل )6-3( حيث يقوم حامض الكبريتيك بانتزاع جزيء الماء من تركيب الكحول كما في المعادلة االتية: H H H C C H جزيء االثيلين. C 2 H 5 OH كحول االثيل H 2 مركز SO i o C C 2 H 4 + H 2 O ماء اثيلين قمع حامل كحول االثيل + حامض الكبريتيك المركز انبوب توصيل دورق استالم غاز االثيلين ماء حوض ب - خواص االثيلين - 1 غاز عديم اللون اليذوب في الماء. - 2 يشتعل بلهب داخن مكونا ثنائي اوكسيد الكاربون وماء. الشكل 6( - )3 جهاز تحضير غاز االثيلين. C 2 H 4 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O - 3 يتفاعل مع ماء البروم االحمر ويزيل لونه وتعتبر هذه 96

97 طريقة للتمييز بينه وبين غاز الميثان حيث ان الميثان ال يتفاعل مع ماء البروم االحمر وال يختفي اللون اما االثيلين فيتفاعل مع ماء البروم االحمر ويختفي اللون وحسب المعادالت اللفظية االتية: يختفي اللون االحمر اليختفي اللون االحمر ماء البروم االحمر + اثيلين ماء البروم االحمر + ميثان ج - استعماالت االثيلين - 1 يستعمل هذا الغاز كمادة أولية في تحضير مادة اللدائن استخدام غاز االثيلين في انضاج الطماطم. )البالستيك( المستعمله في تصنيع الكثير من المواد واالدوات المستخدمة في الحياة اليومية. - 2 يستخدم الغاز في انضاج الكثير من الخضروات والفواكه. - 3 يستخدم في صناعة كحول االثيل. C 2 H 2-3 االستيلين C 2 ترتبط ذرتا H 2 مركب هيدروكاربوني صيغته الجزيئية H C C H الكاربون فيه باصرة تساهمية ثالثية وهو مثال على صنف الهيدروكاربونات غير المشبعة تسمى االلكاينات. جزيء االستيلين. أ - تحضيره : يحضر االستيلين في المختبر من تفاعل كاربيد CaC 2 مع الماء وهذه طريقة صناعية في الوقت الكالسيوم نفسه. CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 يحضر غاز االستيلين في المختبر كما في الجهاز المبين في الشكل )6-4( حيث يوضع كاربيد الكالسيوم في دورق التحضير ويضاف اليه الماء من خالل االنبوب المقمع ببطء وبصورة تدريجية تالحظ حدوث تفاعل وخروج غاز 97 االستيلين الذي يجمع من القنينة بازاحة الماء الى االسفل.

98 ماء قمع غاز االستيلين كاربيد الكالسيوم ب - خواص االستيلين الشكل 6( - )4 جهاز تحضير غاز االستيلين. - 1 غاز عديم اللون ذو رائحه كريهه تشبه رائحة الثوم. - 2 اليذوب في الماء. - 3 يشتعل في الهواء بلهب داخن فيما يشتعل في االوكسجين بلهب ازرق باهت مع تولد حرارة عالية كما في المعادلة: 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 طاقة + O - 4 يتفاعل مع ماء البروم االحمر ويزيل لونه ويعد هذا التفاعل طريقة للتمييز بين االستيلين وغاز الميثان حيث يزيل االستيلين اللون االحمر لماء البروم وال يؤثر فيه غاز الميثان حسب المعادالت اللفظية االتية: يختفي اللون االحمر اليختفي اللون االحمر ماء البروم االحمر + استيلين ماء البروم االحمر + ميثان ج - استعماالت االستيلين الشعلة االوكسي استيلينية. - 1 يستعمل مزيج الغاز واالوكسجين في توليد الشعلة المسماة بالشعلة االوكسي استلينية التي تستخدم في قطع المعادن أو لحمها. 98

99 - 2 يستعمل الغاز كمادة اولية في صناعة انواع من المطاط و البالستيك وحامض الخليك. C 2 H 5-4 كحول االثيل )االيثانول( OH الكحول كلمة عربية )منها اشتق اسمها الالتيني )Alcohol وهو مادة معروفة منذ امد طويل وكان يحضر من تخمير الدبس او التمر او عصير العنب بمعزل عن الهواء حيث يتحول السكر بفعل انزيم الخميرة الى سكر بسيط ثم يتحول السكر البسيط بفعل انزيم الزايميز الى كحول االثيل وثنائي اوكسيد الكاربون ثنائي اوكسيد الكاربون + كحول االثيل انزيم الزايميز سكربسيط ثم يفصل الكحول من محلوله المائي بالتقطير ويحضر كحول االثيل صناعيا من مشتقات النفط بتفاعل غاز C( 2 مع الماء بوجود حامض الكبريتك المركز H 4 االثيلين ( وعوامل مساعدة اخرى )درجة حرارة وضغط(. C 2 H 4 + H 2 O H 2 SO 4 مركز C 2 H 5 OH كحول االثيل )االيثانول( ماء اثيلين أ - خواص كحول االثيل - 1 سائل له درجة غليان اقل من درجة غليان الماء ويتجمد في درجة حرارة واطئة. - 2 سائل ذو رائحة مميزة. - 3 مذيب جيد لكثير من المواد العضوية. CO 2 وبخار الماء. - 4 يشتعل بلهب ازرق باهت مكونا ب - استعماالت كحول االثيل - 1 يستعمل كحول االثيل كمادة أولية في الكثير من الصناعات والسيما مواد التجميل والعطور وانواع الوارنيش والحبر 99 والمطاط الصناعي.

100 - 2 يستعمل في كثير من المركبات الدوائية والمشروبات الروحية. - 3 استعماله كوقود وذلك بخلطه مع مشتقات نفطية اخرى. - 4 يخلط مع قليل من اليود ليكون محلول يستخدم لتعقيم الجروح وهو سام. - 5 يباع كحول االثيل بثمن رخيص لالغراض الصناعية ويعطل عن الشرب ويعرف عندئذ بالكحول المعطل )السبيرتو( ويتم ذلك باضافة بعض المواد السامة اليه مثل كحول المثيل وبعض االصباغ لغرض تمييزه عن كحول االثيل النقي. ج - تأثير كحول االثيل على االنسان ان شرب الكحول يعمل على عدم ترابط عمل الجهاز العضلي مع الجهاز العصبي حيث تحصل تغيرات واضحة في الشعور والمزاج واالدراك الحسي. واثرهذه التغييرات الناتجة عن تاثر الجسم بالكحول يؤدي الى ابطاء عمل خاليا الجهاز العصبي واالدمان على شربه مضر جدا بصحة االنسان لذلك يتردد المدمنون على الكحول على عيادات االطباء والمستشفيات لكثرة االمراض التي يجلبها عالوة على االضرار االجتماعية والسلوك الخاطى الذي يقترفه مدمنو الكحول وتفرض بعض الحكومات ضرائب عالية للتقليل من استعماله كمشروب والتخفيف من اضراره االجتماعية والصحية واالقتصادية. CH 3-5 حامض الخليك COOH أ - تحضيره صناعيا : يحضر حامض الخليك صناعيا على نطاق واسع من تفاعل االستيلين مع الماء بوجود حامض الكبريتيك وعوامل مساعدة اخرى حيث تجري سلسلة من التفاعالت تؤدي الى تكوين حامض الخليك. ب - خواص حامض الخليك - 1 سائل في درجات الحرارة االعتيادية اال انه يتجمد 100

101 في) C 18i( o الى مايشبه الثلج. - 2 ذو رائحة نفاذة. - 3 يتفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم مكونا ملح خالت الصوديوم الذائبة في الماء. - 4 يمتزج بالماء بأية نسبة كانت. هل تعلم يعتبر حامض السلسليك هو احد الفينوالت الذي يستخرج من شجرة الصفصاف ويحضر منه االسبرين. C 6 H 6-6 البنزين او البنزول يمكن الحصول على البنزول من قطران الفحم الذي هو احد مشتقات البترول وهو سائل سريع التبخر. والبنزين مركب هيدروكاربوني مكون من كاربون وهيدروجين ويشتعل بلهب داخن جدا الحتوائه على نسبة كاربون عالية. ويعتبر البنزين ابسط مركب لسلسلة الهيدروكاربونات التي تدعى ب )الهيدروكاربونات العطرية )االروماتية(( نظرا لتميز افراد هذه السلسلة بروائح خاصة. البنزول سائل سريع التبخر يغلي في )C 80i( o واليذوب في الماء وبخاره سام ويستعمل كمذيب لالصباغ والوارنيش ولكثير من المشتقات المهمة صناعيا وفي انتاج المواد المبيدة للحشرات وفي صناعة النايلون ومساحيق التنظيف الحديثة وغير ذلك. C 6 H 5-7 الفينول OH الفينول النقي مادة صلبة عديم اللون ذات رائحة خاصة ومتلفة للجلد فان سقط على الجلد سبب له حروق مؤلمة ويمكن معالجة هذه الحروق حال حدوثها بغسلها بمحلول مخفف لكاربونات الصوديوم لمعادلة تأثير الفينول. يذوب الفينول في الماء ويستعمل محلوله )%9( لتعقيم المرافق الصحية تحت اسم حامض الكاربوليك. الفينول مادة فعالة كيميائيا يمكن الحصول منها على مشتقات مهمة كالمعقمات والمطهرات ومساحيق التنظيف الحديثة ومبيدات الحشرات والبالستيكات. 101

102 - 3 تسخين خليط من كحول االثيل وحامض الكبريتيك المركز الى )C 170i(. o - 4 تفاعل الماء مع كاربيد الكالسيوم. 7.6 اشرح تاثير الكحول االعتيادي )كحول االثيل( على جسم االنسان بعد تناوله كمشروب روحي. 8.6 ماالمقصودبالكحولالمعطل )السبرتو(. 9.6 أ - قارن بين غاز الميثان وغاز االثيلين وغاز االستيلين من حيث: - 1 اللون والرائحة - 2 قابلية الذوبان في الماء "3 - اشتعالها بالهواء بشكل اعتيادي - 4 تفاعلها مع ماء البروم االحمر اللون ب - ماذا يستخدم مع غاز االستيلين النتاج الشعلة القوية 10.6 ما هي اهمية كل من البنزول والفينول CH 4 التي 11.6 بين صفة غاز الميثان تعكسها كل من المالحظات االتية: أ - ان الغاز يتجمع عند تحضيره بازاحة الماء الى االسفل. ب - ان الغاز اليتفاعل مع البروم. ج - ان الغاز يشتعل بلهب ازرق فاتح غير داخن يشتعل كل من االستيلين والبنزين 1.6 وضح مع الرسم جهاز تحضير غاز الميثان في المختبر معززا جوابك بكتابة المعادلة الكيميائية 2.6 اعط مثاال لكل مما يأتي: سلسلةكاربونيةمستمرة سلسلةكاربونية حلقية سلسلة كاربونية متفرعة. 3.6 اختر االنسب من بين القوسين الذي يكمل التعابير االتية : أ - كل المركبات العضوية تحتوي على احد العناصر االتية في تركيبها )الهيدروجين االوكسجين النتروجين الكبريت الكاربون( ب - يكون االرتباط بين ذرتي الكاربون في المركب المشبع بأواصر تساهمية ( مفرده مزدوجة ثالثية(. ج - الغاز الذي نسبته الحجمية أكبر من الغازات االخرى في الغاز الطبيعي هو ( الميثان االثيلين االستيلين(. C 2 ترتبط ذرتا الكاربون H 2 د - في االستيلين ببعضهما ب ( اصرة تساهمية مفردة أصرة مزدوجة اصرة ثالثية(. 4.6 وضح مع الرسم جهاز تحضير غاز االستيلين في المختبر معززا جوابك بالمعادلة الكيميائية. 5.6 ما أهم المميزات للمركبات العضوية 6.6 كيف تعبر عن كل مما يأتي بمعادالت هذه من تستدل ماذا داخن بلهب كيميائية موزونة المالحظة - 1 تسخين خالت الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم تسخينا شديدا. - 2 حرق كل من غاز الميثان واالثلين واالستيلين في الهواء حرقا تاما. 102 أسئلة الفصل السادس

103 7 الفصل السابع الزمرة اخلامسة Group VA N 2 نتروجين في الجو بكتريا ازالة االستيعاب نباتات النترات نترات بكتريا تكوين نترات نتريت NH 4 + NO - 3 المحلالت )بكتريا هوائية وال هوائية وفطريات( تكوين النتريت NO 2 - امونيوم بكتريا تثبت النتروجين في العقد الجذرية تكوين االمونيوم بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يتعرف على اسماء ورموز عناصر الزمرة اخلامسة.VA يحدد موقع عناصر الزمرة اخلامسة في اجلدول الدوري. يدرك ملاذا جمعت هذه العناصر بزمرة واحدة. يستوعب اسم ورمز غاز النتروجني وصيغته اجلزيئية في الهواء. يتعرف على بعض مركبات النتروجني وطريقة حتضيرها وأهم استعماالتها. يستوعب اسم ورمز عنصر الفسفور ومييز بني صورتيه فيزيائيا وكيميائيا. يدرك اهمية االسمدة الفوسفاتية وكيفية احلصول عليها ودورها في منو النباتات. 103

104 1-7 عناUرص الزمرة اخلامùسة VA 7 N تتألف عناصر هذه الزمرة من عنصر النتروجين )N( والفسفور )P( والزرنيخ )As( واالنتيمون )Sb( والبزموث )Bi( كما مبين موقعها في الجدول الدوري للعناصر ]الشكل )7-1([. تشترك هذه العناصر جميعها بامتالكها لخمسة الكترونات في غالف الطاقة الخارجي. 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 2 IIA 4 Be 12 Mg 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 37 Rb 38 Sr 3 IIIB 4 IVB 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 13 IIIA 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 78 Pt 11 IB 12 IIB 79 Au 80 Hg 81 Tl 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 82 Pb 15 VA 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi VIA VIIA He O F Ne Cl Ar 16 S 34 Se 52 Te 35 Br 36 Kr 53 I 84 Po 85 At 18 VIIIA 54 Xe 86 Rn 2-7 الüصفات العامة للزمرة اخلامùسة VA على الرغم من أن العناصر الخمسة لهذه الزمرة تشكل معا نسبة تقل عن %0.2 من حيث الوزن في القشرة األرضية اإل انها تكتسب أهمية كبيرة. تتشابه عناصر هذه الزمرة في بعض السلوك الكيميائي العام لكنها تختلف في البعض االخر. وأوجه التشابه هذه تعكس السمات المشتركة للترتيب االلكتروني لعناصرها. واهم الصفات العامة لهذه الزمرة: - 1 تتدرج صفات عناصر هذه الزمرة من صفة الفلزية لعنصري النتروجين والفسفور الى صفة فلزية لعنصر البزموث بينما يكون كل من عنصري الزرنيخ واالنتيمون اشباه فلزات. الشكل 7( - )1 الجدول الدوري للعناصر الخامسة الزمرة وموقع فيه. الزرنيخ. 104

105 - 2 يكون النتروجين بحالة غازية بينما تكون باقي عناصر هذه الزمرة بحالة صلبة في الظروف االعتيادية. تتغير الخواص الكيميائية بشكل منتظم من الفسفور الى البزموث ففي حين يميل الفسفور الى تكوين مركبات تساهمية شأنه شأن النتروجين يزداد ميل باقي عناصر الزمرة الى تكوين مركبات ايونية كالزرنيخ والبزموث وكذلك تتغير الخواص الحامضية والقاعدية الكاسيدها من حامضية للفسفور الى قاعدية للبزموث. االنتيمون. 3-7 النرتوجني Nitrogen 7P + 7n 0 الرمز الكيميائي : N العدد الذري : 7 عدد الكتلة : 14 الترتيب االلكتروني رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات رسم الترتيب االلكتروني لذرة النتروجين K L وجوده يشكل النتروجين حوالي %78 من حجم الغالف الجوي وهو عنصر غير فعال تقريبا في الظروف االعتيادية لذلك فقد أطلق عليه قديما اسم االزوت والتي تعني باللغة الالتينية )عديم الحياة( ومع ذلك فان لمركباته أهمية كبيرة في 105 األغذية و األسمدة و في صناعة المفرقعات.

106 حت ضري غاز النرتوجني يمكن تحضير غاز النتروجين مختبريا وصناعيا وكاآلتي: - 1 تحضيره مختبريا )NH 4 وذلك بتسخين مزيج من ملح كلوريد االمونيوم Cl( )NaNO 2 بوجود كمية قليلة من وملح نتريت الصوديوم ( الماء )لمنع حدوث انفجار( ]الشكل )7-2([ ويمكن التعبير عن التفاعل بالمعادلتين االتيتين: NH 4 Cl + NaNO 2 H 2 O NaCl + NH4 NO 2 H 2 O NH 4 NO 2 2 H 2 O + N 2 ماء N 2 غاز النتروجين كلوريد االمونيوم مع نتريت الصوديوم ماء - 2 تحضيره صناعيا يحضر غاز النتروجين صناعيا وبكميات تجارية كبيرة بعملية التقطير التجزيئي للهواء المسال الخالي من ثنائي اوكسيد الكاربون حيث يتقطر النتروجين أوال تاركا الشكل 7( - )2 تحضير النتروجين من نتريت االمونيوم. االوكسجين وذلك لكون درجة غليانه )C 198i-( o أوطأ من درجة غليان االوكسجين) C 183i-( o يحتوي غاز النتروجين الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة على كميات ضئيلة من االوكسجين والتي يمكن التخلص منها بإمرار الغاز فوق برادة النحاس الساخنة والتي تتفاعل مع االوكسجين لتكون.CuO 106

107 خواUص غاز النرتوجني يتسم غاز النتروجين بالخواص االتية: هل تعلم ان هناك غازات ثنائية الذرة اخرى اضافة الى F 2 Cl 2 و H 2 و N 2 وهي غاز. O 2 و - 1 الخواص الفيزيائية غاز عديم اللون والرائحة على هيئة جزيء ثنائي الذرة N( 2 عند درجة حرارة الغرفة وهو قليل الذوبان في الماء ( وغير فعال تقريبا في الظروف االعتيادية. - 2 الخواص الكيميائية يتفاعل النتروجين تحت ظروف معينة مع عناصر أخرى فعند تسخين النتروجين يتحد مباشرة مع المغنيسيوم و الليثيوم و الكالسيوم أما عند مزجه مع غاز االوكسجين وتعريض المزيج إلى شرارة كهربائية فانه ينتج اكاسيد.)NO 2 ومن ناحية أخرى فعند تسخينه النتروجين NO( و مع غاز الهيدروجين تحت ضغط مرتفع وبوجود عامل مساعد مناسب فانه ينتج االمونيا )طريقة هابر( حسب المعادلة االتية: )ضغط عالي( N H 2 2 NH 3 عامل مساعد اSستعماالت غاز النرتوجني لغاز النتروجين استعماالت واسعة منها - 1 يستعمل إلنتاج االمونيا صناعيا ( طريقة هابر( ويعتبر ذلك من أهم االستعماالت لما لهذه المادة من أهمية في مجال إنتاج األسمدة وفي إنتاج حامض النتريك )طريقة اوستولد(. - 2 يستعمل في عمليات تبريد المنتجات الغذائية وذلك بعملية التجميد بالغمر في الغاز المسال. - 3 يستعمل النتروجين المسال في الصناعات النفطية وذلك إلحداث زيادة في ضغط اآلبار المنتجة للنفط لجعل النفط يتدفق منها. - 4 يستعمل كجو خامل في خزانات المواد القابلة لالنفجار. وهناك استعماالت كثيرة أخرى لهذا الغاز في مجاالت مختلفة. غاز النتروجين المسال.

108 بع ض مركبات النرتوجني تحتوي ذرة النتروجين على خمسة الكترونات في غالفها الخارجي ولذلك يمكنها المشاركة في تكوين أواصر تساهمية )NH 3 أو ثالثية كما قد تكون مفردة كما في جزيء االمونيا ( N(. 2 او اكتساب ثالثة الكترونات في حالة جزيء النتروجين ( أو اكتساب الكترون واحد وحسب اتحادها مع ذرات العناصر االخرى في مركباتها ومن أهم مركبات النتروجين هي: )NH 3-1 غاز االمونيا ( هو احد المركبات المهمة للنتروجين والهيدروجين. ينتج في الطبيعة من تحلل أجسام الحيوانات و النباتات بعد موتها, كما و توجد االمونيا في التربة على هيئة امالح االمونيوم. أ - تحضير االمونيا مختبريا يحضر غاز االمونيا مختبريا بتسخين ملح كلوريد االمونيوم بلطف مع هيدروكسيد الكالسيوم وحسب المعادلة االتية: 2 NH 4 Cl + Ca(OH) 2 CaCl H 2 O + 2 NH 3 وبما أن غاز االمونيا اخف من الهواء فانه يجمع باإلزاحة السفلية للهواء بعد أن يمرر على عمود يحوي اوكسيد الكالسيوم للتخلص من الرطوبة المصاحبة للغاز كما في ]الشكل 7( -.])3 NH 4 Cl + Ca(OH) 2 CaO الزالة الرطوبة هواء يجمع غاز االمونيا باالزاحة السفلى للهواء هواء عمود CaO غاز االمونيا الشكل 7( - )3 تحضير االمونيا مختبريا. 108

109 ب - إنتاج االمونيا صناعيا: يتم إنتاج االمونيا صناعيا وبكميات كبيرة بطريقة هابر ]الشكل )7-4([ والتي تتضمن االتحاد المباشر للنتروجين مع الهيدروجين وحسب المعادلة اآلتية: وكما مر ذكره سابقا N H 2 2 NH 3 مروحة لتحريك وضغط الغازات العالم فريتز هابر. تبريد الغازات المتجددة N 2 + H 2 مبادل حراري N 2 + H 2 غير المتفاعلة )راجعة( عامل مساعد ) ( C ملف تسخين امونيا سائلة الغازات قبل التسخين تحت ضغط عالي الشكل 7( - )4 انتاج االمونيا صناعيا بطريقة هابر. NH 3 الناتج NH 3 الخواص الفيزيائية لالمونيا - 1 االمونيا غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة والذعة يؤدي استنشاقه إلى تدمع العين وهو اخف من الهواء. - 2 كثيرالذوبانفيالماء ويعرفمحلولهالمائيبماءاالمونيا )NH 4 وعند تسخين محلوله المائي او تركه معرضا OH( للجو فانه يفقد غاز االمونيا ويمكن البرهنة على قابلية ذوبانه العالية في الماء بتجربة النافورة المبينة في 109 الشكل 7( -.)5

110 غاز االمونيا داخل دورق قطارة فيها ماء ودليل الفينولفثالين دورق يحتوي على ماء وقطرتين من محلول دليل الفينونفثالين الشكل 7( - )5 نافورة غاز االمونيا. يتألف الجهاز من كأس مملوءة الى نصفها بالماء وتحتوي قطرتين من محلول دليل الفينولفثالين ودورق دائري القطر مجهز بسداد مطاطي ذي ثقبين يخترق احدهما انبوب زجاجي طويل يمتد حتى قعر الدورق ويخترق الفتحة الثانية انبوب قطارة. نمأل الدورق بغاز االمونيا الجاف ونقلبه فوق كأس الماء ثم ندخل بوساطة القطارة بضع قطرات من الماء المحتوي على دليل الفينولفثالين العديم اللون وحين يصبح الغاز بتماس مع الماء يذوب فيه فيتخلخل الضغط داخل الدورق ليندفع الماء من الكأس الى الدورق بشكل نافورة ويتلون المحلول بلون احمر وردي بسبب قاعديته )محلول االمونيا ذو فعل قاعدي(. - 3 يمكن إسالته بسهولة عند درجة حرارة الغرفة بتسليط ضغط مقداره atm ولسائل االمونيا درجة غليان مقدارها )-33.5ºC( تحت الضغط الجوي االعتيادي و له حرارة تبخر كامنة عالية لذلك يستعمل في مصانع إنتاج الثلج لغرض التبريد. 110

111 الخواص الكيميائية لالمونيا يعتبر جزيء االمونيا ثابتا كيميائيا ومع ذلك يتفكك لينتج النتروجين و الهيدروجين عند إمرار الغاز على سطح فلزي ساخن أو عند إمرار شرارة كهربائية خالل الغاز. وغاز االمونيا قابل لالشتعال في جو من األوكسجين كما في المعادلة اآلتية: 4 NH O 2 2 N H 2 O ان محلول االمونيا يحول لون ورقة زهرة الشمس الحمراء إلى اللون األزرق. القواعد تغير لون ورقة زهرة الشمس الحمراء الى الزرقاء. الكشف عن االمونيا يمكن الكشف عن االمونيا والتأكد من وجودها عند اتحادها مع غاز كلوريد الهيدروجين حيث ينتج أبخرة بيضاء كثيفة نتيجة لتكون غاز كلوريد االمونيوم: NH 3 + HCl NH 4 Cl غاز االمونيا غاز كلوريد غاز كلوريد الهيدروجين االمونيوم - 2 حامض النتريك Nitric Acid يعتبر حامض النتريك من أهم الحوامض االوكسجينية. HNO 3 للنتروجين وهو ذو صيغة جزيئية تحضير الحامض مختبريا يحضر هذا الحامض عادة بتسخين مزيج مكون من ملح نترات البوتاسيوم مع حامض الكبريتيك المركز في معوجة زجاجية, ويكثف بخار حامض النتريك الناتج من التفاعل في وعاء استقبال مبرد بالماء ]الشكل )7-6([ ويمكن التعبير عن معادلة التفاعل بما يأتي: KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 +HNO 3 111

112 معوجة زجاجية حامض النتريك ابخرة بنية اللون نترات البوتاسيوم وحامض الكبريتيك المركز الى مجرى تصريف الماء الشكل 7( - )6 تحضير حامض النتريك مختبريا. تحضير الحامض صناعيا يمكن تحضيره صناعيا بكميات تجارية بطريقة اوستولد والتي يتم فيها أكسدة االمونيا بالهواء بوجود البالتين كعامل مساعد كما في الشكل )7-7( : دخول الماء خروج الغازات حجرة االكسدة حجيرة من البالتين NO 2NO + O 2 2NO 2 قطع من الكوارتز حامض النتريك برج االمتصاص العالم فريدريك ولهام اوستولد. الشكل 7( - )7 تحضير حامض النتريك صناعيا. NH 3 1 حجم + O 2 8 حجم خواص حامض النتريك يكون الحامض النقي عديم اللون وتنبعث منه أبخرة ذات رائحة نفاذة ولكن لون الحامض غير النقي )أو الحامض النقي بعد تركه لفترة من الزمن( يكون اصفرا نتيجة الحتوائه حامض النتريك المخفف..) NO 2 والحامض على اكاسيد النتروجين الذائبة )خصوصا تام اإلذابة في الماء ليكون مزيج معه )بنسبة %68( ويغلي الحامض عند درجة حرارة )C 120.5i(. o 112

113 4-7 الفùسفور Phosphorus 15P + 16n 0 الرمز الكيميائي : P العدد الذري : 15 عدد الكتلة : 31 الترتيب االلكتروني رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات رسم الترتيب االلكتروني لذرة الفسفور K L M وجود الفùسفور يعتبر هذا العنصر من المكونات األساسية في الكائنات الحية حيث يوجد في الخاليا العصبية و العظام و ساتيوبالزم الخاليا. أما في الطبيعة فال يمكن أن يتواجد بشكل حر ولكنه يتواجد بشكل واسع في معادن مختلفة حيث تعتبر الخامات الفوسفاتية )االباتايت: شكل غير نقي لفوسفات الكالسيوم( مصدرا مهما لهذا العنصر. وتوجد ترسبات كبيرة من هذا المعدن في مناطق مختلفة من العالم ومنها العراق انتاج الفùسفور Uصناعيا تحتوي خامات الفسفور على نسب عالية من عنصر الفسفور ولذلك فهي تمثل المصدر األساسي إلنتاجه بكميات تجارية وبنقاوة عالية لذلك ال توجد حاجة لتحضيره مختبريا. تتضمن الطريقة المعتادة إلنتاج الفسفور تسخين SiO 2 Ca 3 الممزوج مع الرمل (PO 4 ) 2 خام فوسفات الكالسيوم والكاربون C في فرن كهربائي لدرجات حرارية عالية وبمعزل عن الهواء كما في المعادلة اآلتية:

114 1500i o C 2 Ca 3 (PO 4 ) SiO C 6 CaSiO CO + P 4 إن الفسفور الناتج بهذه الطريقة هو من النوع األبيض )و يدعى أحيانا األصفر( حيث يصب بعد إنتاجه في قوالب على هيئة قضبان اسطوانية وتتم عملية صب القوالب وحفظ الفسفور جميعها تحت الماء بسبب درجة حرارة اتقاده الواطئة وسرعة اتحاده مع االوكسجين وسرعة اشتعاله في الهواء والشكل )7-8( يوضح طريقة إنتاج الفسفور صناعيا. خام الفوسفات والرمل والفحم بخار الفسفور يمر خالل مكثف حزام ناقل قوس كهربائي ماء قطب قطب الخبث فسفور أبيض الشكل 7( - )8 انتاج الفسفور صناعيا خواUص الفùسفور الفسفور االعتيادي مادة صلبة بيضاء اللون )أو مصفرة( شمعية القوام أما الفسفور النقي فهو مادة صلبة عديمة اللون وشفافة. وهناك أنواع أخرى منه حمراء اللون أو سوداء )أو بنفسجية( والشائعة منها الفسفور االبيض والفسفور االحمر. وتختلف هاتان الصورتان من صور الفسفور فيما بينهما بالخواص كما مثبت في الجدول )7-1(. إن الفسفور األبيض أكثر فعالية من الفسفور األحمر في الدرجات الحرارية االعتيادية وذلك الختالف كيفية ترابط الذرات المكونة لكل صورة من هاتين الصورتين من صور هذا العنصر. ومن أهم خواص الفسفور األبيض هي: - 1 يتوهج الفسفور األبيض في الظالم ليبدو بلون اخضر باهت عند تعرضه لهواء رطب و تدعى هذه العملية بالتألق 114

115 الكيميائي ويصحب هذه العملية انبعاث رائحة تشبه رائحة الثوم. - 2 يشتعل بشكل تلقائي في الهواء وعند درجة حرارة الغرفة االعتيادية نتيجة لتأكسده بكمية كافية من االوكسجين P( 2 وحسب المعادلة O 5 مكونا خماسي أوكسيد الفسفور ( P O 2 2 P 2 O 5 االتية: الفسفور االبيض. وتحت ظروف أخرى )بكميات محددة من االوكسجين( )P 2 O 3 يتأكسد الفسفور األبيض ليكونثالثي اوكسيدالفسفور) P O 2 2 P 2 O 3 كما في المعادلة االتية: - 3 يعتبر الفسفور األبيض مادة سامة بالنسبة لخاليا الكائنات الحية ويؤدي دخول الفسفور إلى داخل الجهاز الهضمي وذوبانه في العصارات الهضمية إلى حالة تسمم على خالف الفسفور األحمر الذي ال يذوب في هذه العصارات. الجدول مقارنة بين الفسفور االبيض والفسفور االحمر 115 الفسفور األبيض - 1 شبه شفاف آبيض اللون مائل الى الصفرة. - 2 ينتج بشكل قضبان تحفظ تحت الماء لفعاليتها العالية. - 3 اقل كثافة من الفسفور االحمر. - 4 يذوب في بعض المذيبات مثل ثنائي كبريتيد الكاربون وال يذوب في الماء. - 5 له درجة انصهار واطئة. - 6 له درجة اتقاد واطئةلذلك يشتعل بسهولة. - 7 سام. الفسفور األحمر - 1 مظهره الخارجي احمر اللون مائل الى البنفسجي. - 2 ينتج بشكل مسحوق ال يتأثر بالهواء في الظروف االعتيادية. - 3 اعلى كثافة من الفسفور االبيض. - 4 ال يذوب في المذيبات العضوية وال يذوب في الماء. - 5 يتسامى بالتسخين. - 6 درجة اتقاده عالية. - 7 غير سام. الفسفور االحمر. اشتعال الفسفور االبيض في الهواء.

116 بع ض مركبات الفùسفور Phosphoric Acid (H 3 PO 4-1 حامض الفسفوريك ( هو سائل كثيف القوام عديم اللون رائق وليس له رائحة. يعتبر هذا الحامض من الحوامض الضعيفة غير المؤكسدة ويتفاعل مع القواعد مكونا أمالح الفوسفات والتي لها أهمية كبيرة في صناعة األسمدة الفوسفاتية. :)Na 3 PO 4-2 فوسفات الصوديوم ( تستعمل بشكل واسع كإحدى مكونات مساحيق التنظيف حيث تتحلل فوسفات الصوديوم تحلال مائيا )تتفاعل مع جزيء الماء( لتكون هيدروكسيد الصوديوم التي تساعد في إزالة الدهون العالقة باألجسام وتستعمل أيضا في تحلية الماء )تحويل الماء العسر الذي ال يرغو فيه الصابون إلى ماء يسر(. ويستعمل هذا الملح كمادة حافظة لبعض المواد الغذائية و اللحوم ولها استعماالت كثيرة أخرى االSستعماالت الüصناعية لبع ض مركبات الفùسفور - 1 صناعة الثقاب يعامل عود الثقاب بمحلول لفوسفات االمونيوم )NH 4 حيث تساعد هذه المادة على احتراق العود ) 3 PO 4 بلهب بدون دخان واستمرار اتقاد العود حتى النهاية إضافة لذلك فإنها تمنع اتقاد العود بعد انطفاء الشعلة مما يقلل الخطر الناجم عن رمي العود مباشرة بعد انطفاء الشعلة. و يغطى رأس العود بعجينة تتكون من:. Sb 2 S 3 أ - مادة قابلة لالشتعال مثل كبريتيد االنتيمون. KClO 3 ب - مادة مؤكسدة مثل كلورات البوتاسيوم استعمال الفسفور في صناعة اعواد الثقاب. ج - مادة تزيد من االحتكاك مثل مسحوق الزجاج. د - مادة صمغية تربط مكونات العجينة. وعند حك رأس العود بجانب العلبة التي تحوي على الفسفور األحمر تتولد حرارة تكفي لبدء االشتعال على جانب العلبة ثم تنتقل الشعلة إلى رأس العود ويستمر االشتعال. 116

117 - 2 األسمدة الفوسفاتية لما كان عنصر الفسفور أساسيا لنمو النباتات ويؤدي دورا هاما في حياة الكائنات الحية وفي بناء الهيكل العظمي لإلنسان والحيوانات لذلك كان من الضروري أن يكون احد العناصر التي يستمدها النبات من التربة بشكل مركبات قابلة للذوبان وحيث أن فوسفات الكالسيوم )التي هي المصدر للفسفور في الطبيعة( ملح قليل الذوبان جدا في الماء لذلك كان من الالزم تحويله إلى ملح سهل الذوبان في الماء لغرض استعماله كسماد للنباتات. وعند معاملة فوسفات اهمية االسمدة الفوسفاتية في الزراعة. الكالسيوم )الموجودة في الصخور في الطبيعة( مع حامض الكبريتيك تتحول إلى صيغة كيميائية أخرى تعرف تجاريا بسماد السوبر فوسفات وتكون قابلة الذوبان بالماء ليتسنى للنبات االستفادة منها وكما هو موضح في المعادلة االتية: Ca 3 (PO 4 ) H 2 SO 4 Ca(H 2 PO 4 ) CaSO 4 كبريتات الكالسيوم السوبر فوسفات االعتيادي حامض الكبريتيك فوسفات الكالسيوم يستخدم هذا السماد في زيادة خصوبة التربة ويمكن تحضير نوع آخر من األسمدة الفوسفاتية من تفاعل حامض الفسفوريك مع فوسفات الكالسيوم مكونا سمادا يدعى تجاريا السوبر فوسفات الثالثي الذي يكون أكثر جودة من السوبر فوسفات االعتيادي ألنه ال يحتوي على كبريتات الكالسيوم وكما هو موضح في المعادلة التالية: Ca 3 (PO 4 ) H 3 PO 4 3 Ca(H 2 PO 4 ) 2 السوبر فوسفات الثالثي حامض الفوسفوريك فوسفات الكالسيوم تحتاج كل النباتات إلى السماد الفوسفاتي والسيما السنبليات منها )مثل الحنطة والشعير والذرة...الخ( فهو 117

118 يقوي سيقانها ويعجل نمو بذورها ويزيد من مقاومتها لألمراض. ومن الجدير بالذكر أن بلدنا - العراق- يعد مصدرا مهما لفوسفات الكالسيوم الموجودة في الطبيعة حيث وجدت كميات كبيرة منها في منطقة الرطبة ضمن حقول عكاشات الواقعة في محافظة االنبار ويعد مشروع استثمارها بشكل تجاري من المشاريع المهمة الستثمار الفوسفات. استخداماالسمدةالفوسفاتية في الزراعة. 118

119 أسئلة الفصل السابع 2.7 اختر الجواب الصحيح الذي يكمل العبارات التالية: - 1 يشكل النتروجين حوالي) %21 %78 %50( من حجم الغالف الجوي. - 2 يمكن تحضير غاز النتروجين مختبريا بتسخين مزيج من ( أوكسيد النحاس كلوريد الكالسيوم كلوريد االمونيوم( و ملح نتريت الصوديوم بوجود كمية قليلة من الماء. - 3 من بين المواد التي يدخل في تركيبها الفسفورمادة واحدةتستعملمباشرةكسماد فوسفاتي هي )العظام فوسفات الكالسيوم السوبر فوسفات(. - 4 يمكن لمحلول االمونيا ان يحول )لون ورقة زهرة الشمس الحمراء إلى اللون األزرق لون ورقة زهرة الشمس الزرقاء إلى اللون األحمر لون ورقة زهرة الشمس الحمراء إلى اللون الصفر(. - 5 إحدى صورتي الفسفور تكفي حرارة يدك التقادها ولذلك يلزم عدم مسكها باليد عند استعمالها إلجراء تجارب تتعلق بخواص الفسفور وهي )الفسفور األحمر الفسفور األبيض(. - 6 يحضر حامض النتريك بكميات تجارية وذلك )بتسخين مزيج مكون من ملح نترات البوتاسيوم مع حامض الكبريتيك المركز بأكسدة االمونيا بالهواء بوجود البالتين كعامل محفز بتحلل جزيئة االمونيا مائيا ( أكمل كل فراغ بما يناسبه في كل مما يأتي: - 1 العدد الذري للنتروجين... لذلك تحتوي ذرة النتروجين... بروتونا يدور حولها... إلكترونا. - 2 العدد الذري للفسفور... لذلك تحتوي نواة ذرة الفسفور... بروتونا يدور حولها... إلكترونا. - 3 يغطى رأس عود الثقاب بعجينة تتكون من مواد منها: أ - مادة قابلة لالشتعال مثل... ب - مادة مؤكسدة مثل... ج - مادة تزيد من قوة االحتكاك مثل يتواجد غاز النتروجين في الطبيعة على هيئة جزيء... الذرة صيغتها الكيميائية.... NH 3 هو الصيغة الكيميائية لجزيء وهو جزيء مكون من اتحاد ذرة واحدة من عنصر... و ثالثة ذرات من عنصر من فوائد السماد الفوسفاتي على السنبليات انه: أ -... ب -... ج -....

120 أسئلة الفصل السابع - 5 يحفظ الفسفور األحمر في قناني تحت الماء. - 6 عند ترك حامض النتريك النقي لفترة من الزمن يتحول لونه إلى اللون األصفر نتيجة الحتوائه على اكاسيد النتروجين الذائبة. - 7 الفسفور األبيض أكثر فعالية من الفسفور األحمر مع إنهما صورتان لعنصر واحد. - 8 الفسفور األبيض مادة سامة جدا لذلك تحفظ تحت الماء. - 7 اغلب ما يتكون عند احتراق الفسفور في كمية كافية من الهواء هو ( ثالثي اوكسيد الفسفور خماسي اوكسيد الفسفور نتريت الفسفور(. 3.7 أكمل كل من المعادالت التالية ثم وازنها واذكر أسماء المواد المتفاعلة والناتجة: 2 NH 4 Cl + Ca(OH) 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 SO i o C Ca 3 (PO 4 ) 2 + SiO 2 + C 4.7 ضع عالمة ) ( أمام العبارة الصحيحة وضع عالمة )Ⅹ( أمام العبارة الخاطئة ثم صحح الخطأ لكل مما يأتي: - 1 ال يوجد عنصر الفسفور في الطبيعة إال بصورة مركبات فقط. - 2 تستعمل أعلى درجات حرارية ممكنة في عملية إنتاج االمونيا صناعيا. - 3 تحتوي ذرة النتروجين على خمسة الكترونات في غالفها الخارجي ولذلك يمكنها أن تكتسب الكترون واحد أو اكتساب ثالثة الكترونات أو المشاركة في تكوين أواصر تساهمية قد تكون مفردة أو متعددة. - 4 المركبات المسماة فوسفات هي أمالح.H 3 PO 4 لحامض الفسفوريك 120

121 8 الفصل الثامن الزمرة السادسة Group VIA بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يتعرف على أسماء ورموز عناصر الزمرة السادسة.VIA يفهم الصفات العامة وتدرجها لعناصر الزمرة السادسة.VIA يعبر عن الترتيب االلكتروني لعناصر الزمرة السادسة. يعرف مناطق وجود الكبريت ويتعرف على صوره في الطبيعة. يتعرف على بعض املركبات املهمة والشائعة للكبريت واستعماالتها. 121

122 1-8 مقدمة تقع عناصر الزمرة السادسة VIA على يمين الجدول الدوري وتضم خمسة عناصر وهي: األوكسجين )O( والكبريت )S( والسلينيوم )Se( والتيلوريوم )Te( والبولونيوم )Po( ويبين الشكل )8-1( موقع هذه الزمرة في الجدول الدوري. 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 2 IIA 4 Be 12 Mg 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 37 Rb 38 Sr 3 IIIB 4 IVB 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 13 IIIA 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 78 Pt 11 IB 12 IIB 79 Au 80 Hg 81 Tl 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 82 Pb 15 VA 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 34 Se 52 Te 35 Br 36 Kr 53 I 84 Po 85 At 18 VIIIA VIA VIIA He O F Ne 16 S Cl Ar 54 Xe 86 Rn 2-8 الüصفات العامة للزمرة الùسادSسة VIA تتدرج خواص هذه العناصر بازدياد اعدادها الذرية حيث يعد االوكسجين والكبريت من الالفلزات بينما يمتلك كل من السلينيوم والتلوريوم صفات اشبه بالفلزات اما البولونيوم )ج( ج ب الشكل 8( - )1 موقع عناصر الزمرة VIA في الجدول الدوري. أ )أ( بلورة طبيعية للكبريت. )ب( السلينيوم. )ج( التيلوريوم. فله صفات فلزية تامة. أن جميع عناصر الزمرة السادسة VIA تمتلك ست الكترونات في الغالف الخارجي والذي يدفعها إلى اقتناص إلكترونين من العناصر األخرى لكي تمتلك ترتيبا الكترونيا مستقرا مشابها لترتيب العناصر النبيلة. 122

123 3-8 الكربيت Sulfur 16P + 16n 0 الرمز الكيميائي : S العدد الذري : 16 عدد الكتلة : 32 الترتيب االلكتروني رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات رسم الترتيب االلكتروني لذرة الكبريت K L M وجوده يوجد الكبريت في الطبيعة بصورة عنصر حر في مناجم خاصة كما هو الحال في مناجم كبريت المشراق في الموصل شمال العراق. كما يوجد الكبريت بكميات كبيرة على شكل مركبات في المناطق البركانية مثل غاز كبريتيد الهيدروجين SO 2 اللذان يتصاعدان ضمن H 2 و ثنائي أوكسيد الكبريت S الغازات البركانية األخرى. ويتواجد الكبريت أيضا على هيئة كبريتيدات فلزية مثل بايريت الحديد )II( والنحاس CuFeS 2 وكذلك على هيئة )II( ويعرف بالجالكوبايريت أمالح الكبريتات مع الفلزات ومن أهمها كبريتات الصوديوم CaSO 4 وغيرها..2H 2 O و كبريتات الكالسيوم Na 2 SO 4.10H 2 O الكبريت في المناطق البركانية حت ضري الكربيت أ- تحضير الكبريت مختبريا يمكن تحضير الكبريت مختبريا من إضافة حامض 123 الهيدروكلوريك المركز إلى محلول ثايوكبريتات الصوديوم بايريت الحديد )II( والنحاس )II( ويعرف.)CuFeS 2 بالجالكوبايريت ( Na S O بدرجة C(.)-10i o يترسب الكبريت ويجمع بالترشيح حسب معادلة التفاعل اآلتية:

124 2HCl + Na 2 S 2 O 3 S + SO 2 + 2NaCl + H 2 O ماء كلوريد ثنائي اوكسيد كبريت ثايو كبريتات حامض الهيدروكلوريك الصوديوم الكبريت الصوديوم المركز ب - استخراج الكبريت يستخرج الكبريت الموجود حرا على شكل ترسبات تحت سطح األرض بطريقة فراش prosess( )Frasch وتتمثل هذه الطريقة بصهر الكبريت وهو في باطن األرض باستخدام معدات خاصة ]الشكل )8-2([ مكونة من ثالثة أنابيب داخل بعضها البعض متمحورة مركزيا. يدفع بخار الماء المضغوط والمسخن إلى درجة )C 170i( o في األنبوبة الخارجية ( أ ) إلى مكان تجمع الكبريت مما يؤدي إلى انصهار الكبريت وهو داخل األرض والذي سيرفعه الهواء المضغوط الذي يضخ من األنبوبة الداخلية )ب( إلى أعلى فيخرج الكبريت المنصهر من األنبوبة )ج( الوسطى مختلطا ببعض فقاعات الهواء إلى سطح األرض. وعند السطح يصب الكبريت المنصهر في أحواض كبيرة ويترك لكي يبرد ويتصلب. أن أغلب الكبريت المنتج بهذه الطريقة له درجة نقاوة تتراوح ما بين )99.5 t%( وال يحتاج إلى أعادة تنقية. كبريت وهواء وبخار هواء مضغوط )ب( بخار ساخن )ج( )ج( )أ( )أ( الشكل 8( - )2 استخراج الكبريت بطريقة فراش. كبريت منصهر 124

125 اخلواUص العامة للكربيت - 1 الخواص الفيزيائية يمتلك الكبريت الخواص الفيزيائية اآلتية: أ. مادة صلبة في درجات الحرارة االعتيادية ذات لون الشكل 8( - )3 عند اذابة الكبريت في مذيب ثنائي كبريتيد الكاربون وتبخير المذيب تدريجيا يترسب الكبريت على شكل بلورات ذات.)S 8 تركيب ( أصفر. ب. عديم الطعم وذو رائحة مميزة. ج. ال يذوب في الماء ولكن يذوب في بعض المذيبات CS 2 الالعضوية مثل ثنائي كبريتيد الكاربون CS 2 تدريجيا يترسب الكبريت واذا تم تبخير )S 8 على شكل بلورات ذات تركيب ثماني الشكل ( ]الشكل 8( -.])3 د. غير موصل للتيار الكهربائي. ه. له صور متعددة في الطبيعة تتباين في صفاتها الفيزيائية. يمتلك الكبريت وبعض العناصر األخرى العديد من الصور وهي إشكال مختلفة الخواص أ الفيزيائية كالشكل واللون تعود للعنصر نفسه. ويمتلك الكبريت صور عديدة يمكن تقسيمها إلى نوعين رئيسيين هما: - 1 صور الكبريت البلورية وأكثرها شيوع ا هو الكبريت المعي ني وهو مادة بل و رية صفراء ليموني ة الل ون وثابتة عند ب درجة حرارة الغرفة وهو أكثر الصور استقرارا ويوجد على شكل بلورات كبيرة صفراء في المناطق البركانية. وهنالك نوع آخر من صور الكبريت البلوري تدعى بالكبريت الموشوري وذلك ألن بلوراته تشبه الموشور. - 2 الكبريت غير البلوري ومن أمثلتها الكبريت المطاطي ج الشكل 8( - )4 )أ( الكبريت المعيني. )ب( الكبريت الموشوري. )ج( الكبريت المطاطي.. أو الكبريت اللدن.)Plastic( ويمكن تحضيره من تسخين الكبريت الى )C 1500i( o وصب سائل الكبريت في الماء البارد حيث يتكون الكبريت المطاطي ]الشكل )8-4([ الذي يحتوي على سالسل حلزونية وهو أقل استقرارا من الكبريت البلوري ويتحول ببطء إلى الصورة البلورية. 125

126 )S 8 وفيبلورةمحورةأخرىنجده يمتلكالكبريتالصيغة ( S( 6 والصورة االولى من أنشط صور الكبريت بسبب بصيغة ( التوتر الشديد على حلقة الكبريت الثمانية كما في الشكل.)5-8( - 2 الخواص الكيميائية للكبريت يكون الكبريت غير فعال في درجات الحرارة االعتيادية ولكن عند تسخينه يصبح نشطا ويدخل في كثير من التفاعالت الشكل 8( - )5 الشكلالفراغيلجزيء. S 8 الكبريت الكيميائية فيتحد بكل العناصر تقريبا اتحادا مباشرا عند درجة الحرارة المناسبة وكما يأتي: أ. التفاعل مع الالفلزات: يحترق الكبريت بسهولة في الهواء بلهب أزرق متحدا مع األوكسجين الجوي مع توليد كمية كبيرة من الحرارة كما في التفاعل االتي: S + O 2 SO 2 يتفاعل الكبريت مع الكاربون ليعطي سائل ثنائي 2S + C CS 2 : CS 2 كبريتيد الكاربون ب. التفاعل مع الفلزات: يتفاعل الكبريت مع الفلزات كالحديد تمرين 8( - )1 اكتب معادالت موزونة لتفاعالت الكبريت مع كل من النحاس والخارصين. والنحاس والزنك ليعطي كبريتيداتها: S + Fe FeS كبريتيد الحديد )II( ج. التفاعل مع الحوامض المركزة والمؤكسدة: ال يتأثر الكبريت بالحوامض المخففة في حين يتأكسد باألحماض المركزة القوية مثل حامض الكبريتيك الساخن محررا S + 2H 2 SO 4 أكاسيد الفلزية: مركز ساخن 3SO 2 + 2H 2 O : NO 2 ومع حامض النتريك المركز الساخن محررا اوكسيد الالفلز S + 6HNO 3 H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O 126

127 اSستعماالت الكربيت للكبريت استخدامات عديدة في المجاالت الصناعية والزراعية فهو يدخل في صناعة الثقاب والبارود األسود واأللعاب النارية لسهولة اشتعاله. كما يستخدم في الزراعة لمعادلة قلوية التربة و بعض أنواع األسمدة وفي مبيدات الفطريات والحشرات. أما أهم استخدامات الكبريت هو استخدامه بكميات كبيرة في تحضير حامض الكبريتيك والذي ي عد أهم مادة كيميائية تجارية في العالم. ويستخدم في إنتاج األصباغ والدهانات )الطالء( والورق والمنسوجات وعدد من المنتجات الكيميائية الصناعية. كما ي ستخدم أيض ا في تعدين الفلزات وفي تصفية النفط. أما المنتجات األخرى المحتوية على الكبريت فتشمل المطاط والشامبو وبطاريات السيارات )المراكم( وفي أمالح المواد الكيميائية المستخدمة في أفالم التصوير. كما يدخل الكبريت ومركباته في صناعة األدوية كواحد من المكونات حيث يستخدم لعالج بعض األمراض الجلدية كما يستخدم زهر الكبريت في عالج اضطرابات الهضم بع ض مركبات الكربيت أ - غاز ثنائي أوكسيد الكبريت SO 2 بشكل رئيسي يتولد غاز ثنائي أوكسيد الكبريت من احتراق الكبريت بوجود األوكسجين. يتصاعد هذا الغاز بكميات كبيرة في الطبيعة من جراء النشاطات البركانية ويتولد كذلك من بعض العمليات الصناعية أثناء تعدين بعض العناصر واستخالصها وكذلك نتيجة لحرق المشتقات النفطية أو الفحم الحجري. يحضر غاز ثنائي اوكسيد الكبريت مختبريا من اضافة حامض الكبريتيك المخفف الى كبريتيت الصوديوم تولد غاز ثنائي اوكسيد الكبريت من احتراق الكبريت بوجود االوكسجين. Na 2 ]الشكل )8-6([ ولكونه اثقل من الهواء يمكن ان SO 3 يجمع عن طريق ازاحة الهواء الى االعلى كما في المعادلة 127 االتية:

128 H 2 SO 4 + Na 2 SO 3 SO 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O حامض مخفف ثنائي اوكسيد الكبريت حامض الكبريتيك المركز كبريتيت الصوديوم الشكل 8( - )6 جهاز مختبري لتحضير غاز ثنائي اوكسيد الكبريت من تفاعل الحوامض المخففة مع كبريتيت الصوديوم. ان غاز ثنائي اوكسيد الكبريت غاز عديم اللون ذا رائحة نفاذة قوية أثقل من الهواء ويذوب قليال في الماء مولدا محلوال لحامض الكبريتوز الضعيف: SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 حامض الكبريتوز ماء ثنائي اوكسيد الكبريت لذلك السبب عندما نضع ورقة زهرة الشمس الزرقاء المبللة بالماء في قناني جمع الغاز المستعملة في طريقة التحضير ألمختبري لغاز ثنائي أوكسيد الكبريت نالحظ تحول لونها إلى اللون األحمر نتيجة تأثير حامض الكبريتوز المتولد كما في المعادلة اعاله. يحضر غاز ثنائي أوكسيد الكبريت صناعيا بكميات كبيرة من حرق الكبريت في الهواء عن طريق ضخ الكبريت المصهور في أبراج حرق خاصة. أن الغاز الناتج بهذه الطريقة يحتوي على نسبة من الشوائب مما يستوجب تنقيته: S + O 2 SO 2 يستعمل غاز ثنائي أوكسيد الكبريت صناعيا في قصر ألوان المواد العضوية كالورق والقش والحرير الصناعي واألصواف والتي تتأثر عند قصرها بغاز الكلور الشكل 8( - )7 يستعمل غاز ثنائي أوكسيد SO 2 صناعيا في الكبريت قصر الوان المواد العضوية كالورق والقش والحرير الصناعي واالصواف والتي تتأثر عند قصرها بغاز الكلور. فالوردة التي إلى اليسار موضوعة في جو من غاز ثنائي اوكسيد الكبريت. 128

129 ]الشكل )8-7([. أن أغلب المواد المقصورة بهذا الغاز تسترجع ألوانها عند تعرضها إلى الهواء. ويمكن استخدام هذا الغاز ألغراض التعقيم عن طريق حرق كميات من الكبريت داخل األماكن المراد تعقيمها ويستعمل كذلك في صناعة حفظ األغذية. الشكل 8( - )8 يحترق الكبريت بسهولة بوجود مصدر لالشعال في الهواء بلهب ازرق متحدا مع االوكسجين الجوي. ويشتعل تلقائيا بدرجة C( )400i o وينتجفيالحالتين غاز ثنائي اوكسيد الكبريت ذو الرائحة النفاذة. ويمكن أن يشتعل الكبريت تلقائيا بدرجة )C 400i( o بوجود األوكسجين وينتج عنه غاز ثنائي أوكسيد الكبريت ذو الرائحة النفاذة ]الشكل )8-8([ وهو غاز ضار جدا وكثرة انطالقه في الهواء نتيجة حرق الفحم الحجري أو األنشطة الصناعية األخرى يكون له آثار صحية سيئة جدا على اإلنسان والحيوان والنبات كما أنه من أكثر مسببات األمطار الحامضية. H 2 ب - غاز كبريتيد الهيدروجين S H 2 هو غاز عديم اللون ذو غاز كبريتيد الهيدروجين S رائحة كريهة نفاذة كرائحة البيض الفاسد و يتكون في الطبيعة بثالث طرائق هي: تحلل المواد العضوية او من المياه الجوفية المحتوية على المواد الكبريتية كما في العيون الكبريتية في حمام العليل في محافظة نينوى او من النشاط الحيوي للبكتريا التي تستخدم الحديد والمنغنيز هل تعلم ان غاز كبريتيد الهيدروجين سام جدا وهو اكثر خطورة من غاز احادي اوكسيد الكاربون. كجزء من غذائها. تمرين 8( - )2 اكتب معادلة موزونة لتفاعل كبريتيد الهيدروجين مع كبريتات الخارصين ليكون راسب ابيض من كبريتيد الخارصين. يوجد غاز كبريتيد الهيدروجين في الغازات النفطية والطبيعية ويحتوي الغاز الطبيعي على %28 منه لذا فقد يتسبب في تلوث الهواء في المناطق التي يوجد بها إنتاج للغاز الطبيعي وكذلك في مناطق مصافي النفط من الممكن أن ينبعث الغاز من خالل الصناعات التي ترتكز على مركبات الكبريت. يحضر غاز كبريتيد الهيدروجين في المختبر بالجهاز SO 2 ]الشكل 8( - ])6 نفسه الذي استخدم في تحضير من تفاعل الحوامض المخففة مثل حامض الكبريتيك مع كبريتيدات الفلزات مثل كبريتيد الحديد) II ( وفق المعادلة 129 اآلتية:

130 FeS + H 2 SO 4 H 2 S + FeSO 4 كبريتات الحديدوز كبريتيد الهيدروجين حامض الكبريتيك كبريتيد الحديد) II ( عند إمرار غاز كبريتيد الهيدروجين في محاليل األيونات الفلزية مثل محلول كبريتات النحاس نالحظ تكوين راسب اسود هو كبريتيد النحاس وفق المعادلة اآلتية: H 2 S + CuSO 4 H 2 SO 4 + CuS كبريتيد النحاس حامض الكبريتيك كبريتات النحاس كبريتيد الهيدروجين H 2 SO 4 ج - حامض الكبريتيك H 2 من أوائل الحوامض SO 4 يعد حامض الكبريتيك التي تم التعرف عليها حيث عرفه العرب منذ القرن الثامن الميالدي وعرفته أوربا في القرنين الرابع والخامس عشر. أطلق عليه جابر بن حيان اسم زيت الزاج بسبب تحضيره من تسخين وتقطير الزاج األخضر )كبريتات الحديد) II ( المائية( وامالح الكبريتات األخرى. أن حامض الكبريتيك هو سائل عديم اللون زيتي القوام ذي كثافة عالية ال رائحة له عندما يكون نقيا وهو حامض معدني قوي يذوب في الماء بجميع التراكيز ومحاليله موصلة للتيار الكهربائي. - 1 تحضير حامض الكبريتيك صناعيا : يحضر حامض الكبريتيك بطريقة التالمس والتي يمكن تلخيصها بتفاعل الكبريت مع االوكسجين لتكوين ثنائي S + O 2 SO 2 اوكسيد الكبريت: وعند إدخال غاز ثنائي أوكسيد الكبريت إلى برج التالمس الذي يحتوي على عامل مساعد للحصول على ثالثي أوكسيد الكبريت وفقا للتفاعل اآلتي: 2SO 2 + O 2 2SO 3 ثالثي اوكسيد الكبريت هواء ثنائي اوكسيد الكبريت SO 3 في الماء للحصول على الحامض: يتم بعدها اذابة SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 حامض الكبريتيك ماء ثالثي أوكسيد الكبريت 130

131 حامض الكبريتيك سائل زيتي القوام عديم اللون والرائحة وله كثافة عالية تبلغ 1.84 غم/سم 3. يذوب في الماء بجميع مخطط لمراحل تحضير حامض الكبريتيك صناعيا بطريقة التالمس. التراكيز مولد حرارة عالية مما يستوجب الحذر عند تخفيفه. يسلك حامض الكبريتيك كعامل مجفف حيث يمتلك ميال شديدا النتزاع الماء من المركبات العضوية ونالحظ ذلك عند غمر مقدار ملعقة من سكر القصب في وعاء بحامض الكبريتيك المركز سنالحظ بروز مادة كاربونية سوداء من الوعاء ]الشكل )8-9([ نتيجة تفحم السكر حسب المعادلة االتية: حاوية معدنية لنقل كميات تجارية من حامض الكبريتيك المركز. C 12 H 22 O 11 H 2 SO 4 مركز 12C + 11H 2 O ماء كاربون سكر القصب الشكل 8( - )9 يمتلك حامض الكبريتيك ميال شديدا النتزاع الماء من المركبات العضوية ونالحظ ذلك عند اضافة حامض الكبريتيك المركز الى بيكر يحتوي مقدار من سكر القصب. 131

132 - 2 استعماالت حامض الكبريتيك ينتج حامض الكبريتيك سنويا بكميات كبيرة تفوق أي مادة كيميائية أخرى. ويستعمل الحامض الغراض متعددة اهمها: - 1 في تحضير الحوامض االخرى كحامض النتريك والهيدروكلوريك بسبب درجة غليانه العالية. - 2 في تجفيف المواد السيما الغازات التي التتفاعل معه بسبب ميله الشديد لالتحاد بالماء. - 3 في تنقية البترول وازا لة الشوائب عنه. - 4 في صناعة المتفجرات كنترات الكليسيرين ونترات السيليلوز. - 5 في اذابة الصدأ الذي يكسو االدوات الحديدية قبل طالئها بالخارصين. - 6 في صناعة البطاريات )بطاريات الخزن الرصاصية( وفي الطالء الكهربائي بسبب نقل محاليله للتيار الكهربائي. - 7 في صناعة االسمدة الكيميائية مثل كبريتات االمونيوم واالسمدة الفوسفاتية. 4-8 الكربيتات هي امالح حامض الكبريتيك الناتجة من تفاعله مع الفلزات أو أكاسيدها أو هيدروكسيداتها أو كاربوناتها حيث تتكون أمالح الكبريتات الفلزية كما في حالة فلز الخارصين وأوكسيد الخارصين وهيدروكسيد الخارصين وكاربونات الخارصين وكما مبين في المعادالت اآلتية: ZnO + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 O أوكسيد حامض كبريتات ماء الخارصين الكبريتيك المخفف الخارصين Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 ZnSO 4 + 2H 2 O ماء كبريتات حامض هيدروكسيد الخارصين الكبريتيك المخفف الخارصين 132

133 ZnCO 3 + H 2 SO 4 ZnSO 4 + CO 2 + H 2 O ماء ثاني اوكسيد كبريتات حامض كاربونات الكاربون الخارصين الكبريتيك المخفف الخارصين وتتوفر العديد من أمالح الكبريتات المائية في الطبيعة في Na 2 SO 4.10H 2 مناجم ملحية مثل كبريتات الصوديوم المائية O CaSO 4.2H 2 أو ترسبات مثل كبريتات الكالسيوم المائية O والمعروف محليا بأسم البورك والذي يجفف بدرجة حرارة )CaSO 4 ويستعمل في البناء وفي النقوش ) 2.H 2 مناسبة إلى O المعمارية وفي صناعة التماثيل وفي تجبير العظام. MgSO 4 في.7H 2 وتستعمل كبريتات المغنيسيوم المائية O صناعة األنسجة القطنية في حين تستعمل كبريتات األمونيوم )NH 4 كسماد نتروجيني. ) 2 SO الكûشف عن أايون الكربيتات ويمكن الكشف عن أيونات الكبريتات في محاليلها المائية بإضافة محلول يحتوي على أيونات الباريوم مثل كلوريد الباريوم إليها حيث سيتكون راسب من كبريتات الباريوم البيضاء: BaCl 2 + SO 4 2- BaSO 4 + 2Cl - كلوريد أيونات كبريتات الباريوم أيونات الباريوم الكبريتات )راسب أبيض( الكلوريد 133

134 أسئلة الفصل الثامن 5.8 يستخرج الكبريت الحر الموجود تحت األرض كما في حقول المشراق بطريقة فراش التي تتضمن مد ثالث أنابيب متحدة المركز إلى أعماق مختلفة من باطن األرض حيث يضخ الماء بدرجة )C 170(: o أ. بين كيف يمكن الحصول على الماء الساخن بدرجة )C 170( o مع العلم أن درجة غليان الماء هي )C 100 ( o ب. ما الذي يمرر في األنبوبة الخارجية)أ( ج. ما دور األنبوبة )ب( في هذه العملية 6.8 كيف تفصل خليطا ناعما جدا من ملح الطعام والطباشير والكبريت صف طريقة عملية لفصل هذه المواد للحصول عليها بشكل نقي وجاف. 7.8 اكتب معادالت كيميائية موزونة لتفاعل الكبريت المباشر مع الفلزات والالفلزات. 8.8 أشرح باختصار طريقة التالمس لتصنيع حامض الكبريتيك تجاريا مع المعادالت الالزمة. 9.8 أكمل ووازن التفاعالت التالية مع ذكر أسماء المواد المتفاعلة والناتجة: a) FeS + H 2 SO 4 b) SO 3 + H 2 O c) 2- BaCl 2 + SO تتدرج الخواص الفيزيائية لعناصر الزمرة السادسة VIA من األوكسجين إلى البولونيوم أذكر هذه الصفات. 2.8 ما الصفة االلكترونية المشتركة لعناصر الزمرة السادسة VIA 3.8 أختر الجواب المناسب الذي يكمل العبارات اآلتية: أ. يوجد عنصر الكبريت في الطبيعة بصورة: 1 -حرة فقط. - 2 مركبات فقط. - 3 حرة ومركبات. ب. توجد بعض العناصر مثل الكبريت الفوسفور والكاربون في الحالة الصلبة بأشكال مختلفة تتمايز فيما بينها في بعض الخواص الفيزيائية تدعى: - 1 صور العنصر 2 -أشكال العنصر 3 -أنواع العنصر ج. من بين الجزيئات الصلبة اآلتية في الحالة الحرة جزيء واحدة يحتوي على ثمان ذرات هو جزيء: 1 -الكاربون - 2 اليود - 3 الكبريت - 4 الفوسفور األبيض 4.8 بين ماذا يحدث عند تمرير غاز كبريتيد الهيدروجين في محاليل كبريتات الخارصين خالت الرصاص و كبريتات النحاس وضح ذلك مستعينا بالمعادالت. 134

135 9 الفصل التاسع الزمرة السابعة Group VIIA بعد االنتهاء من دراسة هذا الفصل يكون الطالب قادرا على ان : يحدد موقع الزمرة السابعة VIIA في اجلدول الدوري. يعرف رموز واسماء عناصر هذه الزمرة. يدرك الصفات العامة للزمرة السابعة. يدرك اهمية الكلور وبعض مركباته. يستدل او يكشف عن الكلوريدات وغاز كلوريد الهيدروجني. 135

136 1-9 عناUرص الزمرة الùسابعة عناصر هذه الزمرة هي الفلور) F ( والكلور )Cl( والبروم )Br( واليود )I( واالستاتين )At( وتسمى عناصر الزمرة بالهالوجينات وتتميز بصفات الفلزية عالية وهي شديدة الفعالية لذا ال توجد حرة في الطبيعة بل متحدة مع غيرها من العناصر. تتشابه عناصر هذه الزمرة في كثير من خواصها الفيزيائية أو الكيميائية مع وجود تدرج واضح في هذه الخواص إضافة الى ذلك يوجد بينها بعض االختالف في خواص أخرى. ويبين الشكل )9-1( موقع هذه الزمرة في الجدول 1 IA 1 H 3 Li 11 Na 2 IIA 4 Be 12 Mg 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 37 Rb 38 Sr 3 IIIB 4 IVB 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni الدوري. 13 IIIA 5 B 13 Al 14 IVA 6 C 14 Si 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 55 Cs 56 Ba 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 5 VB 6 VIB 7 VIIB VIIIB 78 Pt 11 IB 12 IIB 79 Au 80 Hg 81 Tl 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun 111 Uuu 112 Uub 82 Pb 15 VA 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 16 VIA 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po الهالوجينات. 17 VIIA 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At 18 VIIIA 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr 2-9 الüصفات العامة للزمرة الùسابعة )الهالوجينات( الشكل 9( - )1 موقع الزمرة VIIA في الجدول الدوري. أ - تحتوي جميع عناصر هذه الزمرة على سبعة الكترونات في غالفها الخارجي وتميل في تفاعالتها الى اكتساب الكترون واحد الشباع غالفها الخارجي. وتتدرج قابليتها على اكتساب االلكترون من الفلور الى اليود. ب - توجد الهالوجينات في درجة الحرارة االعتيادية في 136

137 يود بروم غاز الكلور الشكل 9( - )2 الكلور غاز والبروم سائل واليود صلب.. )Cl 2 )F 2 والكلور ( حاالت فيزيائية مختلفة فالفلور ( )I 2 صلب. )Br 2 فهو سائل واليود ( غازات اما البروم ( ]الشكل 9( -.])2 ج - الهالوجينات مواد ملونة النها تمتص جزء من االشعة المرئية التي تسقط عليها. د - تزداد درجة انصهار وغليان الهالوجينات مع ازدياد العدد الذري. 3-9 غاز الكلور Chlorine 17P + 18n 0 رسم الترتيب االلكتروني لذرة الكلور. رمز العنصر: Cl العدد الذري: 17 عدد الكتلة: 35 تم التعرف على غاز الكلور ألول مرة في القرن التاسع عشر عام ) 1774 م( من قبل العالم شل )Scheel( من تفاعل )MnO 2 مع حامض الهيدروكلوريك ثنائي اوكسيد المنغنيز ( المركز. الترتيب االلكتروني: رمز الغالف رقم الغالف) n ( عدد االلكترونات K L M يتبين من الترتيب االلكتروني لذرة الكلور انها تميل الكتساب الكترون واحد لملئ غالفها الخارجي )الغالف الثالث( لذلك يكون الكلور في معظم مركباته احادي التكافؤ والعدد التأكسدي له )1-( النه يميل الكتساب الكترون واحد 137 لتكوين ايون الكلوريد السالب ( -.)Cl

138 وجود الكلور ال يوجد الكلور حرا في الطبيعة لفعاليته الكيميائية العالية والتحاده بسهولة مع غيره من العناصر وتكوينه مركبات الكلور الواسعة االنتشار في الطبيعة واهمها كلوريد الصوديوم NaCl )ملح الطعام( الذي يعد اكثر االمالح انتشارا في الطبيعة فهو يوجد في ماءالبحر كما يوجد في الترسبات الملحية تحت سطح االرض والشكل )9-3( يوضح الشبكة البلورية لجزيئة كلوريد الصوديوم.)NaCl( Cl- Na + Na + Cl حت ضري غاز الكلور الشكل 9( - )3 الشبكة البلورية لكلوريد الصوديوم. أ - تحضير الغاز مختبريا يحضر غاز الكلور في المختبر كما في الشكل )9-4( من اكسدة حامض الهيدروكلوريك المركز بواسطة ثنائي اوكسيد المنغنيز وحسب المعادلة االتية: 4HCl + MnO 2 حرارة MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 كلور رطب غير نقي انبوب مقمع انبوب توصيل دورق تحضير HCl + MnO 2 H 2 ماء SO 4 لتخليصه من الماء لتخليصه من HCl Cl 2 غاز الشكل 9( - )4 جهاز تحضير الكلور مختبريا. 138

139 ويخلص الغاز الناتج من غاز HCl والماء )الرطوبة( بامراره على قناني حاوية على الماء وحامض الكبريتيك على التوالي. حيث يالحظ ان ثنائي اوكسيد المنغنيز في هذه التجربة ال يسلك سلوك عامل مساعد وانما ي ستهلك بعد انتهاء التفاعل فهو يسلك كعامل مؤكسد ب - تحضير الغاز صناعيا يحضر غاز الكلور صناعيا بالتحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم في الماء او لمنصهر كلوريد الصوديوم في خلية التحليل الكهربائي كما في الشكل )9-5(. NaCl Cl 2 غاز Na )سائل( منصهر كلوريد الصوديوم منصهر صوديوم الشكل 9( - )5 جهاز التحليل الكهربائي لمنصهر.NaCl قطب حديد كاثود قطب كرافيت انود 2NaCl تيار كهربائي مستمر يمر بالمنصهر 2Na + Cl 2 عند القطب عند القطب السالب الموجب خواUص غاز الكلور - 1 لونه اخضر مصفر. - 2 يتم جمع الغاز بازاحة الهواء إلى األعلى مما يدل على أن غاز الكلور أثقل من الهواء. - 3 غاز قليل الذوبان في الماء بدرجة الحرارة االعتيادية. - 4 يمتاز غاز الكلور برائحته الخانقة فهو يهاجم االنسجة المخاطية لالنف والبلعوم وعند استنشاقه بكمية كبيرة يتلف الرئتين ويؤدي الى الموت يتفاعل غاز الكلور بشدةمع الفلزات الفعالة مثل

140 الصوديوم المسخن مكونا كلوريد الصوديوم NaCl الذي هو مركب أيوني: 2Na + Cl 2 2NaCl - 6 يتفاعل غاز الكلور بشدة مع الالفلزات مثل الفسفور مكونا كلوريدات الفسفور التي هي مركبات تساهمية. 2P + 3Cl 2 2PCl 3 ثالثي كلوريد الفسفور 2P + 5Cl 2 2PCl 5 خماسي كلوريد الفسفور - 7 يتحد غاز الكلور مع غاز الهيدروجين مكونا غاز كلوريد الهيدروجين كما في المعادلة االتية: H 2 + Cl 2 2HCl غاز كلوريد الهيدروجين غاز الكلور غاز الهيدروجين اSستعماالت غاز الكلور يستفاد من غاز الكلور في مجاالت كثيرة منها: - 1 تستعمل في تعقيم مياه الشرب واحواض السباحة. - 2 تستخدم بعض مركبات الكلور في تحضير بعض العقاقير الطبية. - 3 يدخل الكلور في تركيب كثير من المذيبات العضوية CHCl 3 وثنائي كلوريد الصناعية مثل الكلوروفورم.CCl 4 CH 2 ورباعي كلوريد الكاربون Cl 2 المثيل - 4 يستعمل الكلور في قصر الوان االنسجة النباتية حيث يعمل كقاصر ومعقم. يتفاعل الكلور مع الماء عند ذوبانه فيه ببطيء في درجات الحرارة االعتيادية وبسرعة في ضوء الشمس. فهو يتحد مع الماء محررا االوكسجين في حالته الذرية ويسمى باالوكسجين الذري الذي يمتاز بانه فعال جدا حيث يقوم بازالة االلوان النباتية )قصرها( وقتل الجراثيم للتعقيم. وحسب المعادلة االتية: H 2 O + Cl 2 2HCl + [ O [ ماء كلور محلول كلوريد اوكسجين في الهيدروجين حالته الذرية 140

141 - 5 يستعمل الكلور في قصر الوان المالبس القطنية بصورة خاصة والي ستعمل في قصر الصوف والحرير الطبيعي النه يتلفها. ضع زهرة ملونة او ورقة نباتية في قنينة فيها غاز الكلور الجاف فال نالحظ تاثيرا ظاهرا. واآلن بلل الزهرة او الورقة النباتية وادخلها في قنينة الغاز واتركها مدة تشاهد زوال اللون مما يدل على ان غاز الكلور يقصر االلوان النباتية وان للماء اهمية كثيرة في عملية القصر حيث يتكون االوكسجين الذري الذي يقوم بعملية قصر االلوان كما اشرنا اعاله. - 6 عند امرار غاز الكلور في هيدروكسيد الكالسيوم الجاف Ca(OH) 2 يتكون مسحوق أبيض من هايبوكلوريت Ca(OCl( 2 وهو المادة الفعالة للمسحوق الكالسيوم القاصر والذي يستعمل في قصر االلوان والتعقيم وذلك عند تفاعله مع الماء بوجود غاز ثنائي اوكسيد الكاربون يكون حامض الهايبوكلوروز HClO الذي يتفكك مولدا االوكسجين الذري الذي يقوم بعملية القصر كما في المعادالت االتية: Ca(OCl) 2 + CO 2 + H 2 O CaCO 3 + 2HClO حامض الهايبوكلوروز هايبوكلوريت الكالسيوم HClO HCl + O اوكسجين ذري 4-9 غاز كلوريد الهيدروجني HCl ال يوجد غاز كلوريد الهيدروجين حرا في الطبيعة ولكنه يوجد في العصارات المعدية بشكل محلول لحامض الهيدروكلوريك الذي يساعد على هضم البروتينات حت ضري غاز HCl يف املخترب يحضر الغاز في المختبر من تفاعل حامض الكبريتيك المركز مع كلوريد الصوديوم كما في الشكل )9-6( وحسب

142 معادلة التفاعل االتية: NaCl + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HCl كلوريد الصوديوم حامض الكبريتيك كبريتات الصوديوم غاز كلوريد المركز الهيدروجينية الهيدروجين انابيب توصيل دورق تحضير قطعة كارتون NaCl + H 2 SO 4 المركز H 2 المركز SO 4 محلول غاز كلوريد الهيدروجين في الماء حامض الهيدروكلوريك غاز HCl نضع كمية مناسبة )10g( تقريبا من كلوريد الصوديوم النقي في دورق زجاجي ذو سداد يخترقه انبوبان األول يمتد إلى قعر الدورق والثاني أنبوب توصيل يمتد إلى قنينة زجاجية تحتوي على حامض الكبريتيك المركز بحيث تنغمر نهاية الشكل 9( - )6 جهاز مختبري لتحضير غاز كلوريد الهيدروجين. األنبوب في الحامض ومن هذه القنينة يخرج أنبوب توصيل آخر يمتد إلى قنينة جمع الغاز الجاف. يسكب في االنبوب المقمع حامض الكبريتيك المركز بحيث يغطي الملح. يسخن الدورق بهدوء نالحظ حدوث تفاعل مصحوب بانبعاث غاز كلوريد الهيدروجين. نجمع عدة قناني من الغاز ونغلق فوهاتها بأغطية زجاجية ونحتفظ بها لدراسة خواص الغاز خواUص كلوريد الهيدروجني ناخذ احدى القناني المملوءة بالغاز والتي تم جمعها عند تحضيره. ومن اهم خواصه : 142

143 - 1 غاز عديم اللون ويمتاز برائحة خانقة نفاذة. - 2 اثقل من الهواء يجمع بازاحة الهواء الى االعلى. - 3 المحلول المائي لغاز كلوريد الهيدروجين حامضي التأثير على الدالئل ويسمى حامض الهيدروكلوريك حيث يغير لون ورقة زهرة الشمس الزرقاء الى اللون االحمر. - 4 كثير الذوبان في الماء وللتأكد من هذه الخاصية تجرى التجربة االتية: نغلق فوهة احد قناني الغاز بسداد مطاطي ذي ثقبين الثقب االول تخترقه قطارة يحتوي على ماء ويخترق الثقب الثاني انبوب زجاجي مستدق النهاية يمتد الى الحوامض تغير لون ورقة زهرة الشمس الزرقاء الى حمراء. قعر قنينة الغاز تقريبا. ندخل نهاية االنبوب الخارجية في حوض ماء يحتوي على القليل من دليل المثيل البرتقالي ثم نضغط على بصلة القطارة ونالحظ تدفق الماء بقوة داخل القنينة عن طريق االنبوب الزجاجي الممتد الى قعر الكأس بشكل نافورة ملونة بلون احمر نتيجة لذوبان الغاز في قطرات الماء المحتجزة في القطارة وبذلك يتخلخل الضغط في قنينة الغاز مما يدل على انه كثير الذوبان في الماء. كما في الشكل )9-7( الذي يبين نافورة غاز كلوريد الهيدروجين. )وال تتم هذه التجربة في الجو الرطب(. قطعة من القطن مبللة بالماء واقعة فوق السداد دورق لغاز HCl وفيه ظهرت النافورة مما يدل ان الغاز كثير الذوبان في الماء دورق فيه غاز HCl الجاف اناء فيه ماء الشكل 9( - )7 جهاز مختبري لتحضير نافورة كلوريد الهيدروجين. 143 )ب( )ج( ( أ )

144 - 5 يتفاعل غاز كلوريد الهيدروجين مع برادة الحديد مكونا كلوريد الحديد )II( ومحررا غاز الهيدروجين حسب التفاعل اآلتي: Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 هيدروجين كلوريد الحديد )II( غاز كلوريد حديد الهيدروجين - 6 غاز ال يشتعل وال يساعد على االشتعال الكûشف عن غاز كلوريد الهيدروجني يغمر ساق زجاجي في محلول األمونيا ثم نخرجه ونقربه من فوهة قنينة فيها غاز كلوريد الهيدروجين نالحظ تكون مادة ضبابية بيضاءمن كلوريد األمونيوم ناتجة من اتحاد غاز كلوريد الهيدروجين مع غاز األمونيا المنبعث من محلول األمونيا كما في الشكل )9-8(. الشكل 9( - )8 الكشفعنغازكلوريد الهيدروجين. NH 3 + HCl NH 4 Cl كلوريد االمونيوم غاز كلوريد الهيدروجين غاز االمونيا مادة ضبابية بيضاء ويعد هذا التفاعل طريقة للكشف عن وجود غاز كلوريد الهيدروجين وأيضا يمكن استخدامه للكشف عن غاز االمونيا في الوقت نفسه. ومن الجدير بالذكر ان اذابة غاز كلوريد الهيدروجين في الماء ينتج محلوال يسمى حامض الهيدروكلوريك الذي يمكن AgNO 3 حيث يتكون الكشف عنه بإضافة نترات الفضة راسب أبيض من كلوريد الفضة وكما سيأتي في كشف الكلوريدات. 144

145 5-9 الكلوريدات وهي امالح لحامض الهيدروكلوريك وتنشأ من احالل فلز او جذر كاالمونيوم مثال محل هيدروجين الحامض كما في المعادالت اآلتية: Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 مغنيسيوم حامض كلوريدالمغنيسيوم هيدروجين الهيدروكلوريك NH 4 OH + HCl NH 4 Cl + H 2 O ماء كلوريد االمونيوم حامض هيدروكسيد الهيدروكلوريك االمونيوم يمكن الحصول على الكلوريدات ايضا من االتحاد المباشر بين غاز الكلور والفلزات كما في كلوريد الصوديوم NaCl وكلوريد البوتاسيوم. KCl ان جميع الكلوريدات قابلة للذوبان في الماء عدا كلوريد HgCl 2 أما كلوريد الرصاص الفضة AgCl وكلوريد الزئبق (II( PbCl 2 فيذوب في الماء الحار وال يذوب في الماء البارد. الكûشف )االSستدالل( عن الكلوريدات يستفاد من عدم ذوبان كلوريد الفضة في الماء كوسيلة للكشف )االستدالل( عن الكلوريدات وذلك باضافة محلول نترات الفضة الى محاليها الرائقة مثل محلول NaCl ومحلول حامض الهيدروكلوريك حيث يتكون راسب ابيض من كلوريد الفضة القابل للذوبان بسهولة في محلول االمونيا كما في المعادالت التالية على التوالي: AgNO 3 + NaCl AgCl + NaNO 3 نترات الفضة كلوريد الصوديوم كلوريد الفضة نترات الصوديوم راسب ابيض AgNO 3 + HCl AgCl + HNO 3 حامض النتريك كلوريد الفضة حامض نترات الفضة 145 راسب ابيض الهيدروكلوريك

146 أسئلة الفصل التاسع Fe + HCl Mg + HCl H 2 + Cl 2 NH 4 OH + HCl 6.9 علل ما يأتي: - 1 يكون الكلور في مركباته على العموم احادي التكافؤ كما في.)NaCl( - 2 غاز الكلور ال يقصر االلوان النباتية اال بوجود الماء - 3 تتكون مادة ضبابية عند تقريب محلول االمونيا )هيدروكسيد االمونيوم( من قنينة حامض الهيدروكلوريك المركز. 7.9 كيف تستدل او تكشف عن وجود ما يأتي: - 1 حامض الهيدروكلوريك. - 2 غاز كلوريد الهيدروجين. 8.9 ماذا نقصد بالكلوريدات بين بمعادالت كيميائيةكيفية الحصول على )كلوريد المغنيسيوم وكلوريد االمونيوم( 9.9 وضح اهم استعماالت غاز الكلور بين مع الرسم جهاز تحضير غاز الكلور مختبريا مع ذكر اهم خواص هذا الغاز اكمل الفراغات االتية بما يناسبها: - 1 يحضرغازكلوريدالهيدروجينمختبريا من تفاعل... مع... كما في المعادلة ومن اهم خواص هذا الغاز الفيزيائية... و... و... و كم عدد االلكترونات الموجودة في الغالف الخارجي لذرات عناصر الزمرة السابعة VIIA )الهالوجينات(. 2.9 هل تميل عناصر الزمرة السابعة الى اكتساب اوفقدان االلكترونات الشباع غالفها الخارجي ولماذا 3.9 ما اهم تفاعالت غاز الكلور 4.9 اختر االجابة الصحيحة لما يناسب كل عبارة مما يأتي: - 1 ان اهم مركب مرتبط بحياة االنسان وواسع االنتشار في الطبيعة هو )كلوريد الكالسيوم كلوريد الصوديوم كلوريد المغنيسيوم كلوريد البوتاسيوم( - 2 لغاز الكلور لون يميزه عن كثير من الغازات هو اللون )االحمر االخضر االصفر االخضر المصفر( - 3 تميل ذرة الكلور عند اتحادها بذرة الصوديوم الكتساب عدد من االلكترونات يساوي ( 1 ) غاز واحد من الغازات االتية له القابلية على قصر االلوان النباتية هو )الهيدروجين االمونيا النتروجين الكلور( 5.9 اكمل ووازن معادالت التفاعالت االتية: 146 حرارة تيار كهربائي MnO 2 + HCl (منصهر) NaCl

147 - 3 اذا كان عدد الكتلة لذرة الكلور 35 والعدد الذري 17 فان عدد االلكترونات يساوي... وعدد البروتونات يساوي... وعدد النيوترنات يساوي تسمى امالح حامض الهيدروكلوريك ب يتفاعل حامض الهيدروكلوريك مع كاربونات الكالسيوم وتتكون نتيجة هذا التفاعل المواد االتية... و... و... أسئلة الفصل التاسع 147

148

149 149