بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية. الاجابة عن الأسئلة

تعد بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية، من المواضيع الأساسية في دراسة الكيمياء، حيث تُعنى بفهم ترتيب الذرات داخل الجزيئات، وكيفية ارتباطها ببعضها البعض. تُحدد البنية الهندسية للجزيئات شكلها ثلاثي الأبعاد، مما يؤثر مباشرة على خصائصها الكيميائية والفيزيائية وسلوكها في التفاعلات.

ملاحظة: توجد وثيقة التلميذ بصيغة الـ PDF في نهاية الدرس.

I ـ مفاهيم:

1 ـ الفرد الكيميائي:

نطلق اسم الفرد الكيميائي على كل الدقائق المجهرية المكونة للمادة، سواء كانت جزيئات، أو ذرات، أو شوارد. 

2 ـ النوع الكيميائي:

الأنواع الكيميائية هي مجموعة من الأفراد الكيميائية المتماثلة (جزيئات، شوارد، ذرات ...) نتعامل معها من الناحية العيانية. 

مثال:

الماء نوع كيميائي يتميز عن باقي الأنواع الكيميائية بخواص فيزيائية نذكر منها:

درجة حرارة الغليان: 100ºC 

درجة حرارة التجمد: 0ºC

الكتلة الحجمية: 10³ kg/m³

قرينة الانكسار للضوء: n = 4/3  

II ـ الكشف عن بعض الأنواع الكيميائية، حموضة نوع كيميائي والشوارد المعدنية:

(عمل مخبري رقم05)

ملاحظة: يوجد العمل المخبري رقم 5 في نهاية الدرس بصيغة الـ PDF

III ـ بنية الذرة:

1 ـ نبذة تاريخية عن تطور النموذج الذري:

أ ـ النموذج الذري لطومسون :

ـ في أي سنة اكتشف العالم طومسون أول مكون للمادة وما هو؟

اكتشف العالم طومسون في سنة 1887 أول مكون للمادة وهو الإلكترون. 

ـ في أي سنة اقترح طومسون نموذجا للذرة ؟

في سنة 1904 اقترح طومسون نموذجا للذرة.

ـ كيف تصور طومسون الذرة ؟

تصور طومسون، أن الذرة عبارة عن كرة مملوءة بمادة كهربائية موجبة الشحنة، محشوة بإلكترونات سالبة كما يوضحه الشكل التالي:  

ب ـ النموذج الذري لرذرفورد:

ـ في أي سنة قام رذرفورد بتجربته الشهيرة حول بنية الذرة ؟

قام رذرفورد في سنة 1912 بتجربة شهيرة حول بنية الذرة.

ـ ماهي نتائج تجربة رذرفورد ؟

برهن رذرفورد أن الذرة مكونة من نقطة مادية مركزية موجبة الشحنة، تتمركز فيها معظم كتلة الذرة وتسمى النواة، تليها سحابة من الإلكترونات سالبة الشحنة تدور حولها بسرعة كبيرة جدا، ويفصل بينهما فراغ كبير، أي أن للذرة بنية فراغية. كما أنه اعتبر أن النواة ذاتها مكونة من نوعين من الدقائق أصغر منها حجما، وهي البروتونات ذات الشحنة الموجبة، والنيترونات المتعادلة كهربائيا، هذه الأخيرة تم اكتشافها الفعلي من طرف جيمس شادويك سنة 1932.

جـ ـ النموذج الذري لبور :

ـ في أي سنة اقترح العالم نيلز بور نموذج الذرة وما اسمه ؟

اقترح العالم النرويجي نيلز بور سنة 1913 نموذج أخر للذرة وهو النموذج الكوكبي

ـ كيف شبه بور الذرة ؟  

شبه بور الذرة بالنظام الشمسي أين تقوم النواة مقام الشمس، والإلكترونات تدور حولها في مدارات محددة، مثل ما تدور الكواكب حول الشمس.

ـ هل يعتبر نموذج بور اخر نموذج للذرة ؟

يعتبر نموذج بور أخر نموذج للذرة مبني على قوانين الفيزياء الكلاسيكية، والذي مازال يعتمد عليه لإعطاء تصورا مبسطا لتركيب الذرة في التعليم.

2 ـ بنية الذرة :

 تتكون الذرة من نواة مركزية تتمركز فيها كل كتلتها تقريبا، وإلكترونات تدور حولها في مدارات محددة.

ـ ما هو الالكترون ؟

  الإلكترون هو جسيم مادي مشحون سلبا، كتلته m_e = 9,1×10^-31 kg ، وشحنته e^- = -1,6×10^-19 C

3 ـ نواة الذرة :

تتكون النواة من دقائق صغيرة جدا تدعى النوكليونات، (وتدعى أيضا النويات)، وهي نوعان: البروتونات، والنيترونات.

ـ ما هو البروتون ؟

البروتون هو جسيم مادي مشحون إيجابا، كتلته m_p = 1,67×10^-27 kg ، وشحنته e = + 1,6×10^-19 C ، أي أن للبروتون شحنة تساوي شحنة الإلكترون وتعاكسها في الإشارة.

ـ ما هو النيترون ؟

النيترون هو جسيم مادي متعادل كهربائيا (أي شحنته تساوي الصفر)، وكتلته m_n= 1,67×10^-27 kg، أي كتلته تساوي تقريبا كتلة البروتون.

4 ـ العدد الشحني (الذري)، والعدد الكتلي:

يرمز لنواة العنصر X  بالرمز التالي:

$${}_Z^{A}X$$

A: يدعى العدد الكتلي ويمثل عدد النوكليونات (بروتونات + نيترونات) في النواة.

Z: يدعى العدد الشحني، ويدعى أيضا العدد الذري، وهو يمثل عدد البروتونات في النواة المساوي لعدد الإلكترونات في الذرة.

- إذا كان N هو عدد النيترونات في النواة يكون: A = Z + N

- شحنة النواة يعبر عنها بالعلاقة: q = Z.e

5 ـ المقارنة بين الذرة ونواتها (الكتلة، الشحنة ، الحجم):

ـ كم يساوي حجم النواة مقارنة بحجم الذرة ؟

حجم النواة صغير جدًا مقارنة بحجم الذرة. بشكل تقريبي، يمكن القول إن قطر النواة يتراوح بين 1 إلى 10 فيمتومتر (1 فيمتومتر = 10⁻¹⁵ متر)، في حين أن قطر الذرة يكون في حدود 0.1 إلى 0.5 نانومتر (1 نانومتر = 10⁻⁹ متر).

بالمقارنة، إذا كانت الذرة بحجم ملعب كرة قدم، فإن النواة ستكون بحجم حبة صغيرة داخل منتصف الملعب. بمعنى آخر، النواة تشغل جزءًا صغيرًا جدًا من حجم الذرة، حوالي 1 من 100,000 من حجم الذرة.

ـ من هو العالم الذي توصل الى العلاقة التي تربط بين حجم النواة و حجم الذرة وفي أي سنة حدث ذلك؟

العالم الذي توصل إلى العلاقة التي تربط بين حجم النواة وحجم الذرة هو العالم رذرفورد وذلك سنة 1912/1911

ـ ما هي رتبة قياس أبعاد كل من الذرة أو النواة ؟

رتبة قياس أبعاد الذرة هي 10^-10(m) ورتبة قياس أبعاد النواة هي 10^-15(m)

ـ ماذا تساوي كتلة النواة مقارنة بكتلة الذرة ؟

كتلة الذرة تساوي تقريبا كتلة نواتها

IV ـ العنصر الكيميائي:

1 ـ مفهوم العنصر الكيميائي :

- يطلق بالتعريف مصطلح العنصر الكيميائي على كل الأفراد الكيميائية، التي لها نفس الرقم الذري Z.

- خلال التحولات الكيميائية يكون العنصر الكيميائي محفوظ.

- عرف إلى وقتنا هذا 116 عنصرا كيميائيا منها 90 عنصرا طبيعيا، أما الباقي فقد حضر في مخابر الفيزياء النووية، ويقال عنها عناصر اصطناعية.

2 ـ رموز العناصر الكيميائية :

للتمييز بين العناصر الكيميائية أعطي لكل عنصر رمزا يميزه، حيث يمثل هذا الرمز الحرف الأول من اسمه اللاتيني، ويكتب بالأحرف الكبيرة Majuscule، وفي حالة تماثل الحرف الأول في عنصرين أو أكثر، يضاف حرف ثاني من الاسم اللاتيني للعنصر (عادة يكون الثاني)، يكتب بالأحرف الصغيرة minuscule.

ـ قدم أمثلة عن رموز بعض العناصر الكيميائية ؟

الاجابة:

اسم العنصر بالعربية	اسم العنصر باللاتينية	رمزه
كربون	Carbone	C
كلور	Chlore	Cl
نحاس	Cuivre	Cu
كالسيوم	Calcium	Ca
كوبالت	Cobalt	Co
كادميوم	Cadmium	Cd
أرغون	Argon	Ar
فضة	Argent	Ag
ألمنيوم	Aluminium	Al
أزوت	Nitrogène	N
أكسجين	Oxygène	O
هيدروجين	Hydrogène	H

3 ـ انحفاظ العنصر الكيميائي:

(عمل مخبري رقم06)

ملاحظة: يوجد العمل المخبري رقم 6 في نهاية الدرس بصيغة الـ PDF

4 ـ النظائر:

النظائر هي أفراد كيميائية تنتمي لنفس العنصر الكيميائي، تمتاز بنفس الرقم الذري Z، وتختلف في العدد الكتلي A، (أي تختلف نواها في عدد نيتروناتها).

ـ قدم أمثله عن بعض النظائر؟ 

الاجابة:

5 ـ الكتلة الذرية:

أ ـ وحدة الكتلة الذرية:

ـ بين أن كتلة الذرة X تعطى بالعلاقة m_X = Am_p = Am_n

حيث: A: العدد الكتلي، m_p: كتلة البروتون، m_n: كتلة النيترون

لدينا: m_X = m_noyaux + m_électrons

ومنه: m_X = Zm_p + Nm_n + m_électrons

ومنه: m_X = Zm_p + (A-Z)m_n + m_électrons

- بما أن كتلة البروتون تساوي بالتقريب كتلة النيترون وكتلة الإلكترون مهملة أمام كتلة البروتون نجد:

m_X = Zm_p + Am_p - Zm_p

ومنه: m_X = Am_p

وبنفس الطريقة نجد: m_X = Am_n

ومنه: m_X = Am_p = Am_n

* تحتوي نواة ذرة الهيدروجين على بروتون واحد، وكتلة نواة الهيدروجين تساوي تقريبا كتلة ذرة الهيدروجين.

ـ ماذا تستنتج ؟

نستنتج أن كتلة ذرة الهيدروجين تساوي تقريبا كتلة البروتون.

* للتعبير البسيط على الكتل الذرية اعتمدت كتلة ذرة الهيدروجين (أي كتلة البروتون) كوحدة لقياس الكتل في المستوى الذري وسميت بوحدة الكتلة الذرية، يرمز لها بالرمز(u) ـ عبر عن وحدة الكتلة الذرية بالكيلوغرام؟

 التعبير عن وحدة الكتلة الذرية بالكيلوغرام:

1u = 1,67×10^-27 kg 

ـ عبر عن وحدة الكتلة الذرية بدلالة كتلة ذرة الكربون 12 ؟

$1u = \frac{1}{12} m\left(^{12}_{6}\text{C}\right)$

ب ـ حساب الكتلة الذرية لعنصر:

Vـ نموذج التوزيع الالكتروني على الطبقاتK, L, M :

لا تتوزع الإلكترونات حول النواة بصفة كيفية، بل تخضع لمبدأين يحددان عددهما في كل مدار وكيفية توزعهما.

1 ـ طريقة التوزيع (المبدأ الأول والثاني لباولي):

أ ـ المبدأ الأول للتوزيع الالكتروني:

لا تتسع طبقة (مدار) إلا لعدد محدد من الإلكترونات، حيث يتسع المدار ذو الرقم n لعدد من الإلكترونات أقصاها لا يتعدى 2n².

ـ ما هو عدد الإلكترونات الاعظمي في الطبقة ؟

الاجابة:

عدد الإلكترونات الاعظمي في الطبقة 2n2	الطبقة ( المدار)
2	n = 1
8	n = 2
18	n = 3

ب ـ المبدأ الثاني للتوزيع الالكتروني :

في حالة الاستقرار التام للذرة، تشغل الإلكترونات الطبقات وفق رقمها بداية من الطبقة (n = 1)، ثم الطبقة (n = 2) بعد تشبع الطبقة (n = 1)، فالطبقة (n = 3) بعد تشبع (n = 2)، وهكذا ......

- ما هو رمز كل طبقة ؟

الاجابة:

n = 1 → K

n = 2 → L 

n = 3 → M

ملاحظة: 

يعتمد على هذا التوزيع فقط من أجل(Z ≤ 18).

2 ـ أمثلة عن التوزيع الإلكتروني لبعض الذرات :

ـ أكمل الجدول التالي؟

اتمام الجدول:

رمز الذرة	العدد الذري	التوزيع الإلكتروني
H	1	K1
He	2	K2
C	6	K2L4
O	8	K2L6
Na	11	K2L8M1
Cl	17	K2L8M7
Ne	10	K2L8

VI ـ الجدول الدوري للعناصر:

(عمل تطبيقي رقم 07)

ملاحظة: يوجد العمل المخبري رقم 7 في نهاية الدرس بصيغة الـ PDF

1 ـ نظرة تاريخية عن بناء الجدول الدوري:

أنظر الكتاب المدرسي صفحة 90

2 ـ الجدول الدوري البسيط ومكوناته :

يتشكل الجدول الدوري في صيغته البسيطة من 8 أعمدة و7 سطور، ترقم عادة الأعمدة بأرقام رومانية من I إلى VIII، والسطور بالأرقام العربية من 1 إلى 7.

ـ أرسم الجدول الدوري البسيط مكتفيا بالسطور الثلاث الأولى؟ 

الاجابة:

VIII	VII	VI	V	IV	III	II	I
He							H	1
Ne	F	O	N	C	B	Be	Li	2
Ar	Cl	S	P	Si	Al	Mg	Na	3

ـ على ماذا يعتمد ترتيب العناصر الكيميائية في الجدول الدوري؟

يعتمد ترتيب العناصر الكيميائية في الجدول الدوري، على التوزيع الإلكتروني في المدارات، وفق الرقم الذري التصاعدي.

3 ـ تحديد موقع عنصر في الجدول الدوري البسيط:

ـ ماذا يمثل عدد مدارات العنصر الكيميائي؟

يمثل عدد مدارات العنصر الكيميائي رقم السطر في الجدول الدوري.

ـ ماذا يمثل عدد الالكترونات في المدار الأخير؟

يمثل عدد الالكترونات في المدار الأخير رقم العمود في الجدول الدوري.

4 ـ العائلات الكيميائية:

تمتاز عناصر العمود الواحد من الجدول الدوري بخصائص فيزيائية، وكيميائية متشابهة فهي تكون ما يسمى العائلة، بغض النظر عن بعض الحالات النادرة.

عائلة القلائيات: 

وهي تتمثل في عناصر العمود الأول ،التي تتميز بإلكترون واحد على مدارها الأخير. 

عائلة القلائيات الترابية: 

وهي تتمثل في عناصر العمود الثاني، في مدارها الأخير إلكترونين .

عائلة العناصر الترابية: 

وهي تتمثل في عناصر العمود الثالث، في مدارها الأخير 3إلكترونات .

عائلة الهالوجينات: 

وهي تتمثل في عناصر العمود السابع، في مدارها الأخير 7إلكترونات، تكون في حالتها العادية على شكل جزيئات ثنائية الذرة، مثل   Br₂ ,Cl₂ , F₂

عائلة الغازات الخاملة: 

وهي تتمثل في عناصر العمود الأخير (الثامن)، وهي غازات نادرة في الطبيعة، كما أنها عاطلة، أي لا تتفاعل مع أي عنصر كيميائي آخر.

VII ـ الشاردة:

1 ـ الشاردة البسيطة:

هي ذرة فقدت أو اكتسبت إلكترونا أو أكثر، فعندما تفقد تحمل شحنات موجبة، وعندما تكتسب تحمل شحنات سالبة.

- عملية تحول الذرة إلى شاردة تدعى التشرد أو التأين.

- عند تحول ذرة X إلى شاردة بفقدان عدد n من الإلكترونات، نرمز لها بـ Xⁿ⁺  وننمذج هذا الفقدان بالمعادلة:

X → Xⁿ⁺ + ne^-

 -عند تحول ذرة X إلى شاردة باكتساب عدد n من الإلكترونات، نرمز لها بـ X^n- وننمذج هذا الاكتساب بالمعادلة:

X + ne^- → X^n-

2 ـ الشاردة المركبة:

وهي عبارة عن جزيء يحمل شحنة موجبة أو سالبة.

مثال:

اكمل الجدول التالي:

شوارد موجبة		شوارد سالبة
شاردة الهيدرونيوم		شارة الهيدروكسيد
	NH4+		NO3-
		شاردة الكبريتات
			MnO4-

الاجابة:

شوارد موجبة		شوارد سالبة
شاردة الهيدرونيوم	H3O+	شارة الهيدروكسيد	OH-
شاردة الأمونيوم	NH4+	شاردة النترات	NO3-
		شاردة الكبريتات	SO42-
		شاردة فوق المنغنات	MnO4-

3 ـ الكهروسلبية والكهروجابية للعناصر:

ـ ماهي العناصر الكهروسلبية ؟

العناصر الكهروسلبية. هي العناصر التي تميل ذراتها إلى اكتساب إلكترون، أو أكثر.

ـ ماهي العناصر الكهروجابية ؟

العناصر الكهروجابية. هي العناصر التي تميل ذراتها إلى فقدان إلكترون، أو أكثر.

ـ أين تتموقع العناصر الكهروجابية، وكذا الكهروسلبية في الجدول الدوري؟

عناصر العمود الأول والثاني والثالث هي عناصر كهروجابية، أما عناصر العمود الخامس والسادس والسابع هي عناصر كهروسلبية.

أما عناصر العمود الرابع ليست بعناصر كهروسلبية، كما أنها ليست بعناصر كهروجابية مثل: C، Si ....

ـ كيف تزداد كهروسلبية أو كهروجابية عنصر كيميائي؟

تزداد كهروسلبية أو كهروجابية عنصر كيميائي، كلما كان عدد الإلكترونات المكتسبة، أو المفقودة أقل، وعليه فإن عناصر العمود السابع تكون أكبر كهروسلبية من عناصر العمود السادس، وعناصر العمود السادس تكون أكبر كهروسلبية من عناصر العمود الخامس، كما أن كهروجابية عناصر العمود الأول تكون أكبر كهروجابية من عناصر العمود الثاني، وعناصر العمود الثاني تكون اكبر كهروجابية من عناصر العمود الثالث.

4 ـ قاعدة الثنائية الإلكترونية وقاعدة الثمانية الإلكترونية :

أ ـ قاعدة الثنائية الإلكترونية :

إذا كان لذرة (3 ≤ Z ≤ 5)، فإنها تسعى أثناء تحول كيميائي لفقد إلكترونات مدارها الأخير(L)، وهي (1 أو2 أو3 الكترونات)، لتتحول إلى شاردة موجبة، سعيا بذلك لاكتساب التركيب الإلكتروني لذرة الغاز الخامل الأقرب إليها، وهو الهيليوم الذي مداره الأخيرK مشبع بإلكترونين (2).

حالة خاصة:

ذرة الهيدروجين تسعى لأن تفقد إلكترونها الوحيد، لتتحول إلى شاردة الهيدروجين H⁺

ب ـ قاعدة الثمانية الإلكترونية :

إذا كان لذرة (7 ≤ Z ≤ 18) باستثناء (Z = 14)، فإنها تسعى ليكون في مدارها الأخير (8 إلكترونات) على شكل أربعة أزواج، مثل أقرب غاز خامل لها، وذلك باكتساب الإلكترونات أو فقدها:

الحالة الأولى:

إذا كان في المدار الأخير لذرة 1 أو2 أو3 إلكترونات، تسعى الذرة لفقدها، ليصبح مدارها ما قبل الاخير مشبع بـ 8 إلكترونات.

الحالة الثانية:

إذا كان في المدار الأخير لذرة 5 أو6 أو7 إلكترونات، تسعى الذرة لإكتساب 1 أو2 أو3 إلكترونات، ليصبح مدارها في الأخير مشبعا بـ 8 إلكترونات.

VIIIـ من الذرة الى الجزيء:

نشاط: أكمل الجدول الآتي:

الذرات	H	O	N	C	Mg
التوزيع الإلكتروني على المدارات
عدد الإلكترونات في المدار الأخير
عدد إلكترونات تشبع المدار الأخير
الصيغة الجزيئية الممكنة
التوزيع الإلكتروني لذرات الجزيء

IX ـ بنية جزيئات بعض الانواع الكيميائية :

1 ـ نموذج لويس:للرابطة التكافؤية 

أ ـ تمثيل لويس للذرات:

ـ ماهي القواعد التي يخضع لها تمثيل لويس:

يخضع للقواعد التالية:

 ـ يكتب رمز العنصر الكيميائي.

 ـ يحاط برمز العنصر نقاط تمثل إلكترونات الطبقة السطحية.

 ـ يرمز للإلكترونات المتزاوجة بنقطتين متجاورتين، أو قطعة مستقيمة صغيرة.

 ـ يرمز للإلكترون الحر بنقطة.

أمثلة:

ب ـ تكافؤ العنصر الكيميائي:

ـ ما هو تكافؤ العنصر الكيميائي؟

تكافؤ العنصر الكيميائي هو عدد الإلكترونات الفردية في الطبقة السطحية.

جـ ـ الجزيء:

تعريف الجزيء:

هو فرد كيميائي متعادل كهربائيا، يتكون من ارتباط عدد من الذرات، وهو نوعان.

الجزيء البسيط:

يتكون من ذرتين أو أكثر من نفس النوع الكيميائي مثل:  H₂ ، O₂ ، Cl₂ ، O₃

الجزيء المركب:

يتكون من ذرات لعناصر كيميائية مختلفة مثل: H₂O ، NH₃ ، CH₄ ، CO₂

2 ـ الرابطة التكافؤية :

(عملي رقم 08)

ملاحظة: يوجد العمل المخبري رقم 8 في نهاية الدرس بصيغة الـ PDF

أ ـ مفهوم الرابطة التكافؤية :

   هي مشاركة إلكترونية بين ذرتين أو أكثر، ينتج عنها ترابط الذرات فتكون بذلك الجزيئات: 

فإذا كانت مشاركة ذرتين بإلكترون واحد لكل منهما، سميت رابطة تكافؤيه أحادية (البسيطة).

وإذا كانت مشاركة ذرتين بإلكترونين منفردين لكل منهما، سميت رابطة تكافؤية ثنائية.

وإذا كانت مشاركة ذرتين بثلاثة إلكترونات منفردة لكل منهما، سميت رابطة تكافؤية ثلاثية. 

ب ـ تمثيل لويس للرابطة التكافؤية: 

ترتبط الذرتان A وB برابطة تكافؤيه، أي تشتركان في زوج الكتروني، بحيث كل ذرة تساهم بإلكترون سطحي الزوج الإلكتروني غير الرابط B׀ ، الزوج الإلكتروني الرابط بين الذرتين A ̶ B

جـ ـ تمثيل الجزيئات بنموذج لويس:

مثال: الجزيء NH₃

التوزيع الالكتروني للذرة N (Z = 7) هو: K²L⁵

 التوزيع الالكتروني للذرة H (Z = 1) K¹

نلاحظ أن ذرة الازوت تحتوي في مدارها الأخير على 5 الكترونات، أي أنها تحتاج الى3 الكترونات لتحقيق قاعدة الثمانية الالكترونية، ومنه فهي تتحد مع ثلاث ذرات هيدروجين لتتشكل ثلاث أزواج الكترونية ترابطية، مع زوج الكتروني غير ترابطي كما هو موضح.

نشـاط:

 أكمل الجدول التالي الذي يعبر عن تمثيل لويس لجزيء HCl (كلور الهيدروجين).

الجزيء	الاسم: كلور الهيدروجين		الصيغة: HCl
الذرات
التوزيع الالكتروني
Ne عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية للذرة
Nt العدد الإجمالي للإلكترونات في الطبقات الخارجية
Nd عدد الثنائيات التي يمكن تحقيق (الرابطة وغير الرابطة)
توزيع الثنائيات و طبيعتها
النتيجة

منهجية إيجاد تمثيل لويس لجزيء.

اتمام الجدول:

الجزيء	الاسم: كلور الهيدروجين		الصيغة: HCl
الذرات	H		Cl
التوزيع الالكتروني	K1		K2L8M7
Ne عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية للذرة	1		7
Nt العدد الإجمالي للإلكترونات في الطبقات الخارجية	7 + 1 = 8
Nd عدد الثنائيات التي يمكن تحقيق (الرابطة وغير الرابطة)	8/2 = 4
توزيع الثنائيات و طبيعتها		* ثنائية ترابطية واحدة تكافؤية بين H و Cl * 3 ثنائيات غير ترابطية كلها على ذرة Cl
النتيجة	- احترام قاعدة الثنائية على ذرة H (محترمة) - احترام قاعدة الثمانية على ذرة Cl (محترمة)

3 ـ الرابطة الشاردية:

X ـ الاستقطاب :

1 ـ استقطاب الرابطة التكافؤية :

عند حدوث ترابط بين الذرات لتكوين جزيئات، وعندما يكون بين الذرات فرق في الكهروسلبية كبير، (أحد الذرات واقعة في الأعمدة الأولى من الجدول الدوري، والأخرى واقعة في الأعمدة  الأخيرة من الجدول الدوري)، فإن كثافة السحابة الإلكترونية حول الذرات الكهروسلبية تكون أكثف، مما يجعل الجزيء يتكون من قطبين أحداهما موجب، والآخر سالب، ومن أمثلة الجزيئات المستقطبة: الماء.

2 ـ استقطاب جزيء :

3 ـ الرابطة البينية (الهيدروجينية) :

هي رابطة تنشأ بين الجزيئات المستقطبة بفعل التجاذب بين الذرات التي تحمل قطب موجب، والذرات التي تحمل قطب سالب في جزيئات أخرى، إن وجود هذه الروابط  تضفي على المركبات خواص فيزيائية كالانحلال، وارتفاع درجة الغليان.

مثال:

جزيئات الماء تجمعها روابط هيدروجينية.

XI ـ هندسة بعض الجزيئات :

(عملي رقم 09)

ملاحظة: يوجد العمل المخبري رقم 9 في نهاية الدرس بصيغة الـ PDF

1 ـ نموذج جليسبي

(نموذج تنافر الأزواج الإلكترونية التكافئية)

ـ هل استطاع نموذج لويس تفسير خصائص كل الجزيئات ؟

يعتبر نموذج لويس قاصرا على تفسير بعض خصائص الجزيئات، لأنه يصفها بشكل مستوى في حين للذرات، والجزيئات توزع في الفراغ.

ـ كيف كان النموذج المقترح من طرف العالم جليسبي ؟

اقترح العالم Roland Gillespie سنة 1957 نموذج لتوزع الروابط التكافؤية، يعتمد على التنافر بين الأزواج الإلكترونية، يبرز من خلاله الزوايا بين الروابط، وأبعادها، ويمثل كل جزيء بصيغة تعرف بالصيغة الرمزية.                       

وهي من الشكل AX_nE_m  حيث تمثل:

A : الذرة الرئيسية في الجزيء، X : الذرات الثانوية في الجزيء

n : عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة A (عدد الأزواج الالكترونية الرابطة للذرة المركزية).

E_m : يرمز إلى وجود  m زوج الكتروني غير المرتبطة في الذرة A.

- إذا كان n + m = 4 فإن الجزيء له شكل هرم رباعي الوجوه تتوسطه A ورؤوسه الذرات X

- إذا كان n + m = 3 فإن الجزيء له شكل هرم رباعي الوجوه في رأسه A ورؤوسه الأخرى الذرات X

- إذا كان n + m = 2 فأن الجزيء له شكل خطي.

ـ كيفية تمثيل الجزيئات بنموذج جليسبي؟

 تمثل الجزيئات بنموذج جليسبي باتباع القواعد التالية:

- هندسة الجزيء، أو الشاردة يعتمد على عدد الأزواج الالكترونية الرابطة (n) وغير الرابطة (m).

- يعد الزوج الالكتروني المنفرد كأنه زوج الكتروني رابط.

- الرابطة التكافؤية الثنائية أو الثلاثية تعد كأنها زوج الكتروني.

- تترتب الأزواج الالكترونية في طبقة التكافؤ لذرة ما، بطريقة تجعلها تتباعد فيما بينها إلى أكبر مدى ممكن.

ـ أرسم تمثيل جليسبي للجزيئات CH₄ ، NH₃ ، H₂O ؟

2 ـ نموذج كرام (Cram) لتمثيل الجزيئات:

(الهندسة الفضائية للجزيئات)

للتعبير عن البنية الفضائية للجزيئات، وإبراز الشكل الهندسي لها إقترح العالم Donald Cram تمثيلا رمزيا للجزيئات يحدد موضع الروابط في الفضاء.

ـ كيف يكون تمثيل الروابط حسب كرام ؟

* تمثل الروابط الواقعة في مستوى الرسم بخط عادي.

* تمثل الروابط الواقعة خلف مستوى الرسم بمثلث مهشر (متقطع).

* تمثل الروابط الواقعة أمام الرسم بمثلث مملوء.

ـ أرسم تمثيل كرام لكل من جزيئي NH₃ و CH₄ ؟

مثال:

 مثل الجزيئات الآتية باستعمال نموذج كرام: CCl₄، HCl، CO₂، NH₃، H₂O

3 ـ التماكب:

وثيقة التلميذ بصيغة الـ PDF

العمل المخبري رقم 5 بصيغة الـ PDF

العمل المخبري رقم 6 بصيغة الـ PDF

العمل المخبري رقم 7 بصيغة الـ PDF

العمل المخبري رقم 8 بصيغة الـ PDF

العمل المخبري رقم 9 بصيغة الـ PDF