كتاب الكيمياء الباب 2 - الدرس الثالث PDF

# الباب ٢ ## الدرس الثالث ### من الخاصية الفلزية و اللافلزية ### إلى ما قبل أعداد التأكسد ## الخاصية الفلزية و اللافلزية * العالم برزيليوس هو أول من قسم العناصر إلى فلزات و الافلزات، بناء على خواصها الفيزيائية وكان ذلك فى أوائل القرن التاسع عشر قبل معرفته بأي معلومات عن بنية الذرة. * وما زال تق...

# الباب ٢ ## الدرس الثالث ### من الخاصية الفلزية و اللافلزية ### إلى ما قبل أعداد التأكسد ## الخاصية الفلزية و اللافلزية * العالم برزيليوس هو أول من قسم العناصر إلى فلزات و الافلزات، بناء على خواصها الفيزيائية وكان ذلك فى أوائل القرن التاسع عشر قبل معرفته بأي معلومات عن بنية الذرة. * وما زال تقسيم العناصر إلى فلزات و الافلزات ساريًا حتى الآن، رغم عدم وجود حدود فاصلة بين خواصهما . * وبتطور مفهومنا للتركيب الإلكتروني للعناصر يمكن أن نميز بين الفلزات و اللافلزات. بالإضافة إلى مجموعة ثالثة من العناصر تعرف بأشباه الفلزات. | | الفلزات | اللافلزات | أشباه الفلزات | |---------------------|--------------------------|-------------------------|------------------------------------| | **العدد الذري** | 1 | 2 | 13 14 15 16 17 | | | 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | | | | **الخصائص** | يمتلئ غلاف تكافؤها - غالبا - بأقل من نصف سعته بالإلكترونات. * تتميز بكبر أنصاف أقطار ذراتها، وبالتالي صغر قيم كل من جهود تأينها وميلها الإلكتروني. * عناصر كهروموجبة. * جيدة التوصيل للكهرباء. * لسهولة حركة إلكترونات تكافؤها القليلة من مكان إلى آخر في الفلز. | يمتلئ غلاف تكافؤها - غالبا - بأكثر من نصف سعته بالإلكترونات. * تتميز بصغر أنصاف أقطار ذراتها، وبالتالي كبر قيم كل من جهود تأينها وميلها الإلكتروني. * عناصر كهروسالبة. * عازلة للكهرباء. * لشدة ارتباط إلكترونات تكافؤها بالنواة لقربها منها، وبالتالى صعوبة حركة هذه الإلكترونات. | | | | | | | **تصنيف عناصر الجدول الدوري الحديث إلى فلزات و لافلزات و أشباه فلزات** ## اللافلزات ### **الخصائص** - **اللافلزات والعناصر النبيلة** عناصر لا توصل التيار الكهربي وتقع في يمين الجدول الدوري الحديث. ## أشباه الفلزات - **الخواص الآتية:** - لها مظهر الفلزات ومعظم خواص اللافلزات. - سالبيتها الكهربية متوسطة بين الفلزات واللافلزات. - توصيلها الكهربى أقل من توصيل الفلزات وأكبر كثيرا من توصيل اللافلزات. - تدخل في صناعة أجزاء من الأجهزة الإلكترونية كالترانزستورات بصفتها أشباه موصلات. # الدرس الثالث ## الجدول الدوري و تصنيف العناصر ### تدرج الخاصية الفلزية و اللافلزية في الجدول الدوري * **تزداد الخاصية الفلزية** * **تقل الخاصية اللافلزية** * **تقل الخاصية الفلزية** * **تزداد الخاصية اللافلزية** | | | | |--------------------------------------|-----------------------|-------------------------| | **تدرج الخاصية الفلزية و اللافلزية في الجدول الدوري** | **في المجموعة الواحدة** | **في الدورة الواحدة** | | | **تزداد الخاصية الفلزية** * تقل الخاصية اللافلزية * بزيادة العدد الذرى **(علل؟)** | **تبدأ الدورة بأقوى الفلزات في المجموعة 1A وتنتهي بأشبه الفلزات ثم تقل الخاصية الفلزية بزيادة العدد الذرى **حتى نصل إلى أشباه الفلزات ثم تبدأ الخاصية اللافلزية في الظهور، ثم تزداد حتى نصل إلى أقوى اللافلزات في المجموعة 7A **(علل؟)** | | **تدرج الخاصية الفلزية و اللافلزية ** | **لزيادة أنصاف أقطار الذرات وما يتبعها من صغر قيم كلا من جهد التأين والميل الإلكتروني ** | | | | | | * **علل:** يعتبر السيزيوم Cs أنشط الفلزات، بينما الفلور F أنشط اللافلزات. **لأن الخاصية الفلزية تزداد في المجموعة الواحدة وتقل فى الدورة الواحدة بزيادة العدد الذرى، والسيزيوم يقع أسفل اليسار في الجدول الدورى (أقل الفلزات جهد تأين)، بينما الخاصية اللافلزية تزداد في الدورة الواحدة وتقل فى المجموعة الواحدة بزيادة العدد الذرى، والفلور يقع أعلى اليمين في الجدول الدورى أكبر اللافلزات سالبية كهربية). ## الدرس الثالث ## تدرج الخاصية الفلزية واللافلزية في الدورة الثالثة * الشكل التالي يعبر عن تدرج الخاصية الفلزية و اللافلزية في الدورة الثالثة ومنه يتضح أن : * بزيادة العدد الذرى تقل الخاصية الفلزية وتزداد الخاصية اللافلزية. | العنصر | التوزيع الإلكتروني لغلاف التكافؤ | نوع العنصر | قوة العنصر | |---------------|-------------------------------------------|-------------------|-------------------| | صوديوم | 3s2 | فلز | قوي | | ماغنسيوم | 3s2, 3p2 | فلز | قوي | | ألومنيوم | 3s2, 3p3 | شبه فلز | | | سيليكون | 3s2, 3p4 | لافلز | قوي | | فوسفور | 3s2, 3p5 | لافلز | قوي | | كبريت | 3s2, 3p6 | لافلز | قوي | | كلور | 3s2, 3p6 | لافلز | قوي | ## الدرس الثالث ### **الخاصية الحامضية و القاعدية** * عندما يتحد عنصر مع الأكسجين يتكون مركب يعرف بالأكسيد. * هناك ثلاثة أنواع من أكاسيد العناصر، هي : - الأكاسيد الحامضية - الأكاسيد القاعدية - الأكاسيد المترددة ### **أ الأكاسيد الحامضية** * تسمى أكاسيد اللافلزات عادةً بالأكاسيد الحامضية **(علل؟)** **لأنها تكوّن أحماضاً أكسجينية عند ذوبانها في الماء.** | | | | | |---------------------|-----------------------|----------------------|-------------------------| | **تفاعل الأكاسيد الحامضية مع القلويات مكونة ملح وماء.** | **CO2(g)** | **2NaOH,** | **Na2CO3(aq)** | | | **ثاني أكسيد الكربون** | **هيدروكسيد الصوديوم** | **كربونات الصوديوم** | | | | | **H2O(l)** | | | | | **ماء** | **من الأكاسيد الحامضية : * ثاني أكسيد الكربون CO2 * ثالث أكسيد الكبريت SO3 * ثاني أكسيد النيتروجين NO2** ### **ب الأكاسيد القاعدية** * تسمى أكاسيد الفلزات عادةً بالأكاسيد القاعدية . **من الأكاسيد القاعدية : * أكسيد الصوديوم Na2O * أكسيد البوتاسيوم K2O * أكسيد الماغنسيوم MgO** ** - بعض الأكاسيد القاعدية لا تذوب في الماء والبعض الآخر يذوب مكونا قلويات، لذا تُعرف بالأكاسيد القلوية.** ### **ج الأكاسيد المترددة** - **الخواص الآتية:** - أكاسيد عناصر تتفاعل مع الأحماض وكأنها أكاسيد قاعدية، ومع القلويات وكأنها أكاسيد حامضية، وتكون في الحالتين ملح وماء. **من الأكاسيد المترددة: * أكسيد الألومنيوم Al2O3 * أكسيد الخارصين ZnO * أكسيد الأنتيمون Sb2O3 * أكسيد القصدير (SnO (II** # الدرس الثالث ## تدرج الخاصية القاعدية و الخاصية الحامضية في الجدول الدوري * **في المجموعة التي تبدأ بفلز** *تزداد الخاصية القاعدية للأكسيد* * **في المجموعة التي تبدأ بلافلز** *تزداد الخاصية الحامضية للمركبات الهيدروجينية* * **في الدورة الواحدة** - تقل الخاصية القاعدية للأكسيد بزيادة العدد الذرى للعنصر، بينما تزداد الخاصية الحامضية * **الشكل التالي يعبر عن تدرج كل من الخاصية القاعدية والحامضية في الدورة الثالثة ومنه يتضح أن :** * بزيادة العدد الذرى تقل الخاصية القاعدية وتزداد الخاصية الحامضية. | | | | | | | | | | |---------------|----------|---------------|-----------|-----------|---------------|-----------|-----------|-----------| | **الدورة الثالثة** | | | | | | | | | | **أكسيد** | | | | | | | | | | **Na2O** | أكسيد | **MgO** | أكسيد | **Al2O3** | أكسيد | **SiO2** | أكسيد | **P2O5** | | | قاعدي | | قاعدي | | متردد | | حامضي | **SO3** | | | | | | | | | | **Cl2O7** | | | | | | | | | | | | **نوع الأكسيد** | | | | | | | | | | **تدرج مادة الخاصية** | | | | | | | | | | **الخاصية القاعدية** | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | **NaOH** | قاعدة | **Mg(OH)2** | قاعدة | **Al(OH)3** | قاعدة | **H4SiO4** | حمض | **H3PO4** | | | قوية | | ضعيفة | | ضعيفة | | ضعيف | **H2SO4** | | | | | | | | | | **HCIO4** | | | | | | | | | | | | **الأحماض** | | | | | | | | **قوى متوسط ضعيف مترددة** | | **تدرج الخاصية** | | | | | | | | **الحامضية** | | | | | | | | | | | * **علل :** تزداد الخاصية الحامضية للمركبات الهيدروجينية لعناصر المجموعة 17 (الهالوجينات) بزيادة العدد الذرى. * **لأنه بزيادة العدد الذرى لعناصر هذه المجموعة يزداد نصف قطر الهالوجين وبالتالي تقل قوة جذبه لذرة الهيدروجين فيسهل تأينها .** | | **المجموعة (17)** | | | |------------------------------|------------------------|-------------|---------------------------| | **تدرج الخاصية الحامضية** | **الفلور** | **HF** | **تزداد الخاصية الحامضية** | | | **الكلور** | **HCI** | | | | **البروم ** | **HBr** | | | | **اليود** | **HI** | | | | | | | | **العناصر الهالوجينات** | | | | ## الدرس الثالث ## الخاصية الحامضية و الخاصية القاعدية للمركبات الهيدروكسيلية * تُعتبر كل من الأحماض الأكسجينية الأحماض التي تحتوى على أكسجين والقواعد مركبات هيدروكسيلية، يمكن تمثيلها بالصيغة العامة MOH (حيث M : تمثل ذرة العنصر). * تتأين المركبات الهيدروكسيلية MOH بإحدى طريقتين : - كحمض - كقاعدة | | | | | | | | | |-----------|-------|------|-------|------|---------|---------|---------| | **كحمض** | **الذرة المركزية** | **M+** | **تجاذب** | **تنافر** | **H+** | **تجاذب** | **الذرة المركزية** | | | | | | | | | **M+** | | | | | | | | | **تجاذب** | | **كقاعدة** | | | | | | | **تنافر** | | *** | | | | | | | **H+** | * * يتأين المركب كحمض عندما تكون الرابطة ( )(- M) أقوى من الرابطة (O - H) **(علل؟)** * قوى التجاذب بين M ، O أكبر مما بين H ، O). * * يتأين المركب كقاعدة عندما تكون الرابطة (O - H) أقوى من الرابطة ( -M) **(علل؟)** * قوى التجاذب بين H ، O أكبر مما بين O ، M). | | | | | |---------|-------|------|-------| | **MOH** | **→** | **M+** | **+** | | | | | **OH** | | | | | | | | | | **أيون** | | | | | **هیدروچین** | | | | | **موجب** | | | | | | |---------|-------|------|-------| | **MOH** | **→** | **M+** | **+** | | | | | **OH** | | | | | | | | | | **أيون** | | | | | **هیدروکسید** | | | | | **سالب** | * **وبشكل عام :** * تتوقف قوى التجاذب بين كل من (H+ ، 0¯¯( ، )0¯¯ ، )+( على * حجم الذرة M * مقدار شحنة M في المركب. ## الدرس الثالث ### **تطبيقات** -(1) **الخاصية القاعدية لمركب هيدروكسيد الصوديوم** ** **يتأين هيدروكسيد الصوديوم كقاعدة حيث أن الصوديوم يقع فى بداية الدورة الثالثة من الجدول الدوري، لذا يكون حجمه الذرى كبير وأيونه يحمل شحنة موجبة واحدة فيقل جذبه لأيون الأكسجين -O وتصبح الرابطة (O - H) أقوى من + NaOH الرابطة (Na - O) ويتكون أيون هيدروكسيد سالب.** | | | | | |---------|-------|------|-------| | **NaOH** | **→** | **Na+** | **+** | | | | | **OH** | | | | | | | | | | **أيون** | | | | | **هیدروکسید** | | | | | **سالب** | | | | | | |---------|-------|------|-------| | **NaOH** | | | | | | | | | | | **تجاذب** | **Na+** | **تجاذب**| | | | | | | | **تنافر** | | | | | | | **OH** | | | | | | | | | | **قوى التجاذب** | | | | | | **في مركب NaOH** | | | | | | | | | | **أيون** | | | | | **صوديوم** | | | | | **موجب** | -(۲) **الخاصية الحامضية لمركب HCIO** ** **كلما اتجهنا فى الدورة الواحدة باتجاه اليمين نجد أن ذرات اللافزات مثل الكلور يقل حجمها وتزداد سالبيتها الكهربية، فيزداد انجذابها إلى ، لذا يتأين مركب HClO كحمض.** | | | | | |---------|-------|------|-------| | **HClO4** | **→** | **H+** | **+** | | | | | **CIO4** | | | | | | | | | | **أيون** | | | | | **بيركلورات** | | | | | **سالب** | ** علل :** تتأين المركبات الهيدروكسيلية كأحماض لعناصر اللافلزات كالبروم. ** **لأن عناصر اللافلزات تتميز بصغر أحجامها الذرية وكبر سالبيتها الكهربية، فيزداد انجذابها إلى أيون الأكسجين - وتصبح الرابطة (Br-O) أقوى من الرابطة (OH) فيتكون أيون الهيدروجين الموجب.** ## قوة الأحماض الأكسجينية * **تمثل الأحماض الأكسجينية بالصيغة العامة التالية :** | **** | **** | **** | **** | |--------|--------|------|-------| | **ذرة العنصر المركزية** | **عدد ذرات الأكسجين غير المرتبطة بالهيدروجين** | **عدد ذرات الأكسجين المرتبطة بالهيدروجين** | **Mo (OH)m** | ## الدرس الثالث ### **تزداد قوة الحمض الأكسجيني بزيادة عدد ذرات الأكسجين غير المرتبطة بالهيدروجين فيه، كما يتضح من الجدول التالي :** | | | | | |-------------|----------------------|--------|------------| | **أنيون الحمض** | **الحمض** | **الصيغة الهيدروكسيلية** | **النسبة n:m** | | | | | | | **SiO3-** | حمض الأرثو سليكونيك | **HSIO4** | **0:4** | | **PO43-** | حمض الأرثوفوسفوريك | **H3PO4** | **1:3** | | **SO42-** | حمض الكبريتيك | **H2SO4** | **2:2** | | **CIO4-** | حمض البيروكلوريك | **HCIO4** | **3:1** | | **عدد ذرات الأكسجين غير المرتبطة بالهيدروچین** | **قوة الحمض** | |-------------------------------------------|------------------------| | **zero** | **ضعيف** | | **1** | **متوسط** | | **2** | **قوی** | | **3** | **أقوى الأحماض** | ## الدرس الثالث ### **من الأحماض الأكسجينية المقابلة: HBrO2 HBrO3 HBrO أي مما يأتى يُعد صحيحًا بالنسبة لهذه الأحماض ؟** * **أ** يعتبر حمض HBrO هو أضعف الأحماض الثلاثة. * **ب** يحتوى حمض 3 HBrO على 3 ذرات أكسجين غير مرتبطة بالهيدروجين. * **ج** يعتبر حمض HBrO2 هو أقوى الأحماض الثلاثة. * **د** النسبة n:m في حمض HBrO تساوی 1 : 1 **فكرة الحل -----** ## **الجدول التالي يوضح الصيغة الهيدروكسيلية للأحماض الأكسجينية الثلاثة والنسبة (n : m) في كل منها :** | **الحمض الأكسجيني** | **الصيغة الهيدروكسيلية** | **النسبة (n : m)** | |--------------------------|-------------------------|-------------------| | **HBrO** | **Br(OH)** | **0:1** | | **HBrO2** | **BrO(OH)** | **1:1** | | **HBrO3** | **BrO2(OH)** | **2:1** | ** **قوة الحمض الأكسجيني تزداد بزيادة عدد ذرات الأكسجين غير المرتبطة بالهيدروجين فيه.** ** **.. ترتب الأحماض تصاعديا تبعًا لقوتها ، كالتالي : HBrO < HBrO2 < HBrO3** ** **الحل : الاختيار الصحيح : 1** ## ملخص تدرج خواص العناصر * **يوضح الشكل الآتى تدرج خواص العناصر في الجدول الدوري الحديث :** | **** | **** | **** | |--------|--------|------| | **بزيادة العدد الذرى** | **تزداد :** | **تقل :** | | | | | | | * خاصية جهد التأين. | * خاصية نصف القطر. | | | * خاصية الميل الإلكتروني. | * خاصية السالبية الكهربية. | | | * الخاصية اللافلزية. | * الخاصية الفلزية. | | | * الخاصية الحامضية. | * الخاصية القاعدية. | | | | | | | | | | | **الخاصية القاعدية للفلزات.** | **الخاصية الحامضية للمركبات الهيدروجينية لعناصر المجموعة 7A ** | | | **غاز** | **لافلز** | **شبه فلز** | **فلز** | |---------------|----------|--------------|----------------|-------------| | **تدرج خواص عناصر الجدول الدوري** | **خامل** | | | | | | **1** | **2** | | | | | | | | **3 4 5 6 7 8 9 10 11 12** | | | | | | **13 14 15 16 17** | | | | | | **18** |