تمارين الكتاب المدرسي حول بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية

نقدم في هذه المدونة حلول تمارين الكتاب المدرسي حول بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية، مع شروحات مبسطة ورسومات توضيحية تساعد التلاميذ على فهم البنية الفراغية للأنواع الكيميائية، تحديد أشكالها الهندسية، وزوايا الروابط، وفقًا للبرنامج الدراسي. تهدف هذه المدونة إلى تسهيل عملية المراجعة والتحضير للدروس والامتحانات بأسلوب واضح ومنهجي.

ملاحظة: توجد تمارين الكتاب المدرسي حول بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية بصيغة الـ PDF في نهاية المقال.

ملاحظة أولية:

نعتبر في كل هذه التمارين أن: كتلة البروتون تساوي كتلة النيوترون m_p= m_n= 1.67×10^-27kg وكتلة الإلكترون m_e = 9.1×10^-31 kg

شحنة البروتون e⁺ = 1,6×10^-19C ، شحنة الإلكترون e^- = -1,6×10^-19C إلا إذا نص السؤال على غير ذلك.

أ ـ أتأكد من معارفي.

حل التمرين 1 صفحة 87:

أكمل الفراغات:

أ ـ كل الذرات تتكون من نواة تحمل شحنة موجبة ومن الكترونات وشحنتها سالبة تدور في الفراغ حول النواة.

لكل ذرة شحنة كهربائية إجمالية معدومة فالذرة متعادلة كهربائيا.

ب ـ تتكون النواة من نوكليونات منها النيترونات والتي تحمل شحنة معدومة بينما البروتونات فشحنتها موجبة، عدد الالكترونات الذرة يساوي عدد البروتونات المحتواة في نواتها.

كتلة النوكليونات أكبر بكثير من كتلة الالكترونات ومنه فان كتلة الذرة هي عمليا تساوي كتلة نواتها.

يوجد في كل نظيرين نفس عدد البروتونات ويختلف عدد النوكليونات.

حل التمرين 2 صفحة 87:

اختر الجواب أو الإجابات الصحيحة:

1 ـ يحمل الإلكترون شحنة كهربائية تساوي: -1,6×10^-19C

2 ـ يحمل البروتون شحنة كهربائية تساوي: 1,6×10^-19C

3 ـ من بين مكونات الذرة دقيقتين لهما نفس الكتلة تقريبا هما: البروتون والنيترون.

حل التمرين 3 صفحة 87:

كتلة البروتون هي:

أ ـ أكبر بكثير من كتلة الإلكترون، جـ ـ تقارب 10^-27kg

حل التمرين 4 صفحة 87:

اختر الجواب أو الأجوبة الصحيحة:

1 ـ يتميز العنصر الكيميائي بـ:

أ ـ رقم الشحنة، جـ ـ رقمه الذري.

2 ـ لكل ذرات العنصر الواحد نفس:

أ ـ عدد الإلكترونات، د ـ عدد البروتونات.

3 ـ تحمل نظائر العنصر الكيميائي الواحد نفس عدد:

جـ ـ البروتونات.

4 ـ أ- هل يوجد فرق بين الرقم الذري والعدد الكتلي لعنصر كيميائي ؟ ما هو؟ أنظر الدرس

ب - هل يكون عدد البروتونات يساوي عدد النيترونات في ذرة أي عنصر ؟ ليس دوما.

جـ - يوجد توافق واختلاف بين ذرات عنصر الفحم ¹⁴C ، ¹²C ، ¹²C عين كلا منهم. التوافق في العدد الذري (عدد البروتونات)، والاختلاف في كل من العدد الكتلي وعدد النيترونات.

د - لديك ذرات العناصر التالية: He ، Ne ، Ar ، Kr التي بها الأعداد الكتلية التالية: 2 و10 و18 و36 على الترتيب. أعط أسماء وعدد البروتونات لكل واحدة منها. خطأ (هي أعداد ذرية وليست كتلية وتمثل عدد البروتونات لكل ذرة)، أما أسماؤها فهي كما يلي: الهيليوم، النيون، الأرغون والكريبتون على التوالي.

هـ - أعط أسماء العناصر الكيميائية التالية الممثلة بالرموز C ، Na ، N ، S ، O ، F . أسماؤها هي: الكربون، الصوديوم، الازوت، الكبريت، الأكسجين والفلور على التوالي.

و - أعط رموز أسماء العناصر الكيميائية التالية: الألمنيوم، الكبريت، الكلور، الليثيوم، الهيليوم والفوسفور. رموزها هي: Al ، S ، Cl ، Li ، He ، P على التوالي.

هـ - ذرة رقمها الذري Z هو نصف عددها الكتلي A تحمل نواتها شحنة كهربائية كلية q = +19,2×10^-19C. أحسب رقها الذري ثم استنتج عددها الكتلي. إلى أي عنصر كيميائي تنتمي هذه الذرة ؟ اعط تمثيلها الرمزي.

حساب الرقم الذري:

لدينا: q = Z.e⁺ ومنه: Z = q/e⁺ ومنه: Z = 19,2×10^-19/1,6×10^-19 ومنه: Z = 12

استنتاج العدد الكتلي:

لدينا: A = 2.Z ومنه: A = 24

ومنه فالذرة تنتمي الى عنصر المغنيزيوم وتمثيلها الرمزي كما يلي: ₁₂²⁴Mg

$${}_{}^{}$$

ب ـ أوظف معارفي.

حل التمرين 5 صفحة 88:

الرقم الذري للنحاس Z = 29 وعدد نيترونات نواته يتغير من 34 إلى 36.

أ ـ اكتب على الشكل _Z^AX كل الاحتمالات. كيف تسمى عندئذ هذه الذرات؟

كتابة كل الاحتمالات الممكنة:

$${}_{29}^{63}\text{Cu} \;,\; {}_{29}^{64}\text{Cu} \;,\; {}_{29}^{65}\text{Cu}$$

ب ـ ما هو عدد الكترونات كل ذرة من الذرات السابقة.

عدد الكترونات كل ذرة من الذرات السابقة هو29

حل التمرين 6 صفحة 88:

نعطي فيما يلي رموز بعض الذرات. أكمل الجدول:

النواة أو الذرة	الرمز	Z	A	N	عدد الالكترونات
الهيدروجين	11H	1	1	0	1
الهيليوم	24He	2	4	2	2
الأكسجين	816O	8	16	8	8
الصوديوم	1123Na	11	23	12	11
الألمنيوم	1327Al	13	27	14	13
اليورانيوم	92238U	92	238	146	92

حل التمرين 7 صفحة 88:

أحسب الكتلة الذرية لعنصر الأكسجين علما أن ₈¹⁶O يوجد بنسبة %99,76 وأن ₈¹⁸O يوجد بنسبة 0,20% والباقي من ₈¹⁷O

حساب نسبة تواجد ¹⁷O :

نفرض أن نسبة تواجد ¹⁷O هي: X%

ومنه: X% = 100% - (99,76 + 0,20)%

ومنه: X% = 0,04%

حساب الكتلة الذرية لعنصر الأكسجين:

$$m_{\text{O}} = \frac{(99.76 \times 16) + (0.20 \times 18) + (0.04 \times 17)}{100} = 16.004 \, \text{u}$$

حل التمرين 8 صفحة 88:

عنصر البور B يتكون من نظيرين الأول كتلته الذرية 10u والثاني كتلته الذرية 11u والكتلة الذرية لعنصر البور هي 10,81u. أحسب النسبة المؤوية لكل من ¹⁰B و¹¹B.

حساب النسبة المؤوية لكل من ¹⁰B و¹¹B:

نفرض أن نسبة تواجد النظير ¹⁰B هي X% ومنه تصبح نسبة تواجد النظير ¹¹B هي (100-X)%

لدينا: 

$$m_B = \frac{10X + 11(100 - X)}{100} = 10{,}81$$

ومنه: 10X + 1100 – 11X = 1081

ومنه: X% = 19%

أي أن نسبة تواجد النظير ¹⁰B هي 19% ونسبة تواجد النظير ¹¹B هي 81%

حل التمرين 9 صفحة 88:

لديك الذرة ₉¹⁹X عين هذه الذرة وأعط كل من عدد إلكتروناتها وبروتوناتها ونيتروناتها.

الذرة ₉¹⁹X هي ذرة الفلور ₉¹⁹F ، عدد إلكتروناتها 9، عدد بروتوناتها 9 وعدد نيتروناتها 10.

حل التمرين 14 صفحة 89:

لديك كتلة ذرة الفحم m_C = 2,0×10^-26kg. ما هو عدد ذرات الفحم الموجودة في كتلة فحم قلم الرصاص قدرها M = 0,5g. ماذا تستنتج؟

حساب عدد ذرات الفحم الموجودة في كتلة فحم قلم الرصاص:

$$N = \frac{M}{m_C} = \frac{0{,}5 \times 10^{-3}}{2{,}0 \times 10^{-26}} = 2{,}5 \times 10^{22}$$

نستنتج أن ذرة الفحم صغيرة جدا (متناهية في الصغر)

حل التمرين 15 صفحة 89:

قفل من النحاس كتلته m = 4,27g يحتوي عدد N = 4,00×10²²  ذرة. احسب كتلة ذرة واحدة من النحاس - ماذا تستنتج ؟

حساب كتلة ذرة واحدة من النحاس:

$$m_{\text{Cu}} = \frac{m}{N} = \frac{4{,}27}{4{,}00 \times 10^{22}} = 1{,}0675 \times 10^{-22} \, \text{g}$$

نستنتج أن كتلة ذرة النحاس صغيرة جدا (متناهية في الصغر)

حل التمرين 16 صفحة 89:

مسمار من الحديد كتلته (2,6g) احسب عدد ذرات الحديد الذي يحتويها علما أن عنصر الحديد هو ⁵⁶Fe

من أجل حساب عدد ذرات الحديد يجب حساب كتلة ذرة الحديد أولا

حساب كتلة ذرة الحديد:

لدينا: m_Fe = A.m_p

ومنه: m_Fe = 56×1,67×10^-27 = 9,352×10^-26kg

ومنه نحسب عدد ذرات الحديد بالعلاقة التالية:

$$N = \frac{M}{m_{\text{Fe}}} = \frac{2{,}6 \times 10^{-3}}{9{,}352 \times 10^{-26}} = 2{,}78 \times 10^{22}$$

حل التمرين 1 صفحة 103:

اختيار الجواب أو الأجوبة الصحيحة :

أـ عند فقد أو كسب الإلكترونات، تتحول الذرات إلى دقائق مشحونة تُسمى شوارد .

ـ تحمل الكاتيونات شحنة موجبة، حيث أن ذرتها فقدت إلكتروناً واحداً أو أكثر .

ـ تحمل الأنيونات شحنة سالبة، حيث أن ذرتها كسبت إلكتروناُ واحداً أو أكثر .

ـ فقد أو اكتساب إلكترون أو أكثر لا يغير النواة للذرة .

ب ـ كل سطر من الجدول يوافق مدارًا .

ـ ننتقل من سطر إلى آخر كلما نشبع مدارًا .

ـ تنتمي نظائر عنصر ما إلى نفس الخانة في الجدول .

ـ يقع عمود الغازات الخاملة بعد عمود الهالوجينات .

ج - تتوزع الإلكترونات في الذرة حسب المدارات .

د ـ يتسع المدار رقم n = 2 لـ 8 الكترونات

هـ - عناصر العمود الأول من الجدول: في مدارها الأخير إلكترون واحد، تعطي بسهولة كاتيونات، لها خاصية معدنية.

و ـ تحتوي الهالوجينات في مدارها الاخير7 إلكترونات، تعطي أنيونات بسهولة .

ز ـ تنتمي الغازات النادرة إلى نفس العائلة، للغازات النادرة نشاط كيميائي ضعيف .

حـ ـ صحيح

ط ـ لذرة الكبريت S ، 16 الكترونا موزعة كالاتي: K²L⁸M⁶

حل التمرين 2 صفحة 103:

تعرف على الاقتراحات  الخاطئة وصححها :

أ ـ تترتب العناصر وفق رقمها الذري التصاعدي.

ب-  ننتقل من سطر لآخر عندما يتشبع السطر الأول.

ج-  العناصر التي لها نفس عدد الإلكترونات في الطبقة الأخيرة توجد في نفس العمود.

د-  العناصر التي لها نفس الرقم الذري توجد في نفس الخانة في الجدول الدوري.

حل التمرين 3 صفحة 104:

الإجابة بنعم أو لا :

ـ للذرات ذات 11 ≤ Z ≤ 18 مدار أخير مشبع. لا

ـ كل الذرات التي لها في مدارها الأخير نفس عدد الإلكترونات لها نفس التوزيع الإلكتروني. لا

ـ تحتوي الطبقة الأخيرة لذرة الصوديوم Na(Z = 11)  (1 الكترون) نعم

ـ توجد عناصر الهالوجينات في العمود الأول من الجدول الدوري. لا

ـ توجد العناصر الترابية في العمود السابع من الجدول الدوري. لا

ـ تعطي عناصر العمود السابع بسهولة 1 إلكترون. لا

ـ تكافؤ عناصر السطر الثاني هو 2 لا

ـ تكافؤ عناصر العمود السادس هو 6 لا

حل التمرين 4 صفحة 104:

لدينا: Ne(Z = 10) و Ar(Z = 18)

أ ـ إعطاء لكل عنصر توزيعه الإلكتروني في المدارات :

التوزيع الإلكتروني للعنصر Ne(Z = 10)هو: K²L⁸

التوزيع الإلكتروني للعنصر Ar(Z = 18)هو: K²L⁸M⁸

ب ـ وجه التشابه بينهما: لكل منهما مدار أخير مشبع (عناصر الغازات الخاملة(

حل التمرين 5 صفحة 104:

أ ـ عدد الإلكترونات في المدار الأخير هو 5

ب ـ حساب العدد الذري :

Z = 2 + 8 + 5 = 15

جـ ـ إعطاء التمثيل الرمزي للنواة الفوسفور، علماً أن لها 15 نوترون

$$^{30}_{15}P$$

حل التمرين 6 صفحة 104:

أ ـ تتوزع الإلكترونات في الذرة على مدارات حول النواة.

ب ـ يبدأ التوزيع بالمدار الأول K

حل التمرين 7 صفحة 104:

لدينا ذرة لها 5 إلكترونات في سحابتها الإلكترونية.

أ ـ توزيع هذه الإلكترونات في المدارات يكون كالتالي: K²L³

ب ـ عدد الإلكترونات في المدار الأخير هو 3 وهو البور.

جـ ـ الشاردة المتوقع أن تعطيها هيB³⁺

حل التمرين 8 صفحة 104:

أ ـ عدد إلكترونات سحابتها هو13 أي z = 13

ب ـ عدد إلكترونات الطبقة الأخيرة هو3

جـ ـ التوزيع الإلكتروني لشاردتها في المدارات K²L⁸

د ـ العنصر هو الالمنيوم.

حل التمرين 9 صفحة 104:

لدينا ذرة الصوديوم Na حيث: Z = 11

أ ـ توزيع هذه الإلكترونات في المدارات يكون كالتالي: K²L⁸M¹

ب ـ عدد إلكتروناتها في الطبقة الأخيرة هو 1

جـ ـ عدد الإلكترونات في الطبقة الأخيرة لشاردتها  Na⁺ هو 8

حل التمرين 10 صفحة 104:

لدينا ذرة الفلور F حيث: Z = 9

أ ـ توزيع هذه الإلكترونات في المدارات يكون كالتالي: K²L⁷

ب ـ عدد إلكتروناتها في الطبقة الأخيرة هو7

جـ ـ عدد الإلكترونات في الطبقة الأخيرة لشاردتها F^- هو 8

حل التمرين 11 صفحة 104:

توضيح كيفية اتحاد ذرة صوديوم مع ذرة فلور

- لتحقيق قاعدة الثمانية. تفقد ذرة الصوديوم إلكترون، وتصبح شاردة موجبة Na⁺

- لتحقيق قاعدة الثمانية. تكتسب ذرة الفلور 1إلكترون، وتصبح شاردة سالبة F^-

ـ يحدث تجاذب بين الشاردتين، ويتشكل الجزيء NaF، نسمي هذا النوع من الروابط بالرابطة الشاردية.

حل التمرين 12 صفحة 105:

أ ـ رقم الشحنة هو العدد الذري وهو 2 ، ورقم الكتلة لنواة هذه الذرة هو4

ب ـ المصطلح الذي أطلق على هذه النواة هو جسيمة α

جـ ـ حساب شحنة نواة الهيليوم :

q₁ = Z.|e^-| = 2×1,6×10^-19 = 3,2×10^-19 C

د ـ حساب شحنة سحابتها الإلكترونية

q₂ = Z.e^- = 2×1,6×10^-19 = - 3,2×10^-19 C

ـ المقارنة بين  الشحنتين: الشحنتان متساويتان في القيمة، ومتعاكستان في الإشارة.

حل التمرين 13 صفحة 105:

عدد الإلكترونات التي يمكن أن يحملها المدار ذو الرقم n هو X = 2n²

حل التمرين 14 صفحة 105:

أ ـ تنتمي الإلكترونات المسؤولة عن النشاط الكيميائي في الذرة إلى المدار الخارجي.

ب ـ العلاقة بين رقم الكتلة، ورقم الشحنة في الذرة هي A = Z + N

جـ ـ نعم عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات في الذرة، ومنه نستنتج أن الذرة متعادلة كهربائيا.

حل التمرين 15 صفحة 105:

ليس من الضروري أن يساوي عدد البروتونات عدد النيوترونات في الذرة .

حل التمرين 16 صفحة 105:

ـ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : F(Z = 9) هو: K²L⁷

ـ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : B(Z = 5) هو: K²L³

ـ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : Na(Z = 11) هو: K²L⁸M¹

حل التمرين 17 صفحة 105:

K²L⁸M² التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : Mg(Z = 12)

K²L⁴ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : C(Z = 6)

K²L⁸ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : Ne(Z = 10)

K²L⁶ التوزيع الالكتروني في المدارات لـ : O(Z = 8)

حل التمرين 18 صفحة 105:

توجد شوارد الحديد في العدس، ولذلك المغناطيس لا يجذب العدس.

حل التمرين 19 صفحة 105:

عنصر الكلور نجده في ملح الطعام، وفي ماء جافيل على شكل شوارد، وفي هذه الحالة يصبح ليس خطيرًا.

حلول تمارين الكتاب المدرسي حول هندسة أفراد بعض الانواع الكيميائية

حل التمرين 1 صفحة 119:

ـ الرابطة التكافؤية بين ذرتين في جزيء، تنتج عن مساهمة الكترون من الطبقة الاخيرة لكل ذرة، لتكوين زوج الكتروني ترابطي.

ـ توجد على بعض ذرات الجزيء أزواج الكترونية غير ترابطية خاملة.

ـ تشبه ذرات الهيدروجين، والليثيوم، والبور، والبريليوم في طبقتها الخارجية ذرة الهيليوم عندما تحقق قاعدة الثنائية الالكترونية.

ـ كل الذرات الأخرى تسعى لاحترام قاعدة الثمانية الالكترونية، لتشبه في مدارها الأخير أقرب عنصر خامل لها. 

حل التمرين 2 صفحة 119:

1 ـ يسمى عدد الذرات الداخلة في تكوين جزيء: ذرية الجزيء.

2 ـ تنتج الرابطة التكافؤية بين إلكترونين.

حل التمرين 3 صفحة 119:

توجد في المدار الاخير لبعض الغازات الخاملة: 4 ازواج الكترونية خاملة.

حل التمرين 4 صفحة 119:

يوجد في المدار الاخير لذرة الاكسجين: 6 الكترونات، الكترونان عازبان و زوجان خاملان، وتكافؤه 2.

حل التمرين 5 صفحة 119:

أ ـ لجزيء النشادر بنية هندسية هرمية رباعية الاوجه.

ب ـ لجزيء الماء بنية هندسية مستوية مرفقية.

جـ ـ لجزيء النشادر والميثان بنية هندسية واحدة، هي شكل رباعي الأوجه.

حل التمرين 6 صفحة 119:

يكون لجزيئين تماكب اذا كان لهما نفس الصيغة المجملة.

حل التمرين 14 صفحة 120:

ـ الصيغة العامة لـ CH₃CH₂CHO هي: C_nH_2nO، وصيغته الجزيئية المجملة هي: C₃H₆O، ويقبل مماكبا اخر هو: CH₃COCH₃، أما صيغته المنشورة فهي كالتالي:

حل التمرين 15 صفحة 120:

 ـ تمثل لويس لجزيء غاز النشادر 

ـ يحتوي جزيء النشادر على ذرة ازوت واحدة ومنه: x = 1

ـ يحتوي جزيء النشادر على ثلاث ذرت هيدروجين ومنه: y = 3

ومنه نكتب الصيغة المجملة لغاز النشادر كما يلي: NH₃

ـ عدد الأزواج الترابطية هو3  

ـ عدد الأزواج غير الترابطية هو1 

تمارين الكتاب المدرسي حول بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية بصيغة الـ PDF