القسم ٢
نظريات الذرة: نشأة النظرية الذرية والكم والتوزيع الإلكتروني والجدول الدوري والخواص الدورية
Atomic Theory
تطوّر النموذج الذري ومكوّنات الذرة والنظائر ووحدة الكتلة الذرية، الضوء والطبيعة المزدوجة والكمّ والفوتون (E=hƒ) وأطياف الانبعاث ونموذج بور وسلاسل طيف الهيدروجين وميكانيكا الكمّ (دي برولي وهايزنبرج وشرودنجر)، أعداد الكم والمجالات s p d f، التوزيع الإلكتروني بمبادئ أوفباو وهوند وباولي والشذوذ، رموز لويس والقاعدة الثمانية، الجدول الدوري وتاريخه وفئاته وعائلاته وتصنيف العناصر، والخواص الدورية (نصف القطر الذري والأيوني وطاقة التأين والكهروسالبية والميل الإلكتروني)، والأيونات والنشاط الإشعاعي (ألفا وبيتا وجاما).
الأقسام الفرعية
أمثلة محلولة
مثال ١
الباحث الذي اكتشف الإلكترون هو:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٢
أقصى عدد من الإلكترونات يستوعبه مستوى الطاقة الثالث للذرة:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٣
إذا كان عدد الكم الرئيسي يساوي 3، فأيُّ الآتي لا يدخل في التوزيع الإلكتروني؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٤
التوزيع الإلكتروني الصحيح لعنصر الكروم Cr (العدد الذري 24)، علمًا أن Ar = 18:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٥
تُسمّى عناصر المجموعة 17 في الجدول الدوري الحديث باسم:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٦
أين يقع عنصرٌ توزيعه الإلكتروني [Ar]4s² ؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٧
أيُّ العناصر التالية له أكبر كهروسالبية؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٨
الطاقة اللازمة لانتزاع إلكترون من ذرة في الحالة الغازية تُسمّى:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٩
في العلاقة c = λƒ، إذا زاد تردّد الموجة الكهرومغناطيسية فإن طولها الموجي:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ١٠
انتقال الإلكترون في ذرة الهيدروجين عائدًا إلى المستوى الثاني (n=2) يُنتج سلسلة طيفية اسمها:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ١١
كم عدد الإلكترونات في أيون الكلوريد (Cl⁻, Z=17)؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ١٢
عند إصدار النواة لجسيم ألفا (α)، فإن عددها الكتلي A وعددها الذري Z:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
نصائح الإتقان
- • احفظ سعات المجالات: s = 2 , p = 6 , d = 10 , f = 14، وأعداد مجالاتها 1 , 3 , 5 , 7؛ وأقصى سعة لمستوى الطاقة 2n² (2, 8, 18, 32).
- • في ترتيب الملء تذكّر أن 4s قبل 3d؛ وعند تكوين الأيون الموجب أزِل من أعلى n أولًا (من 4s قبل 3d).
- • الشذوذ في Cr وَ Cu وَ Ag سببه استقرار النصف الممتلئ d⁵ والممتلئ d¹⁰؛ ينتقل إلكترون من s إلى d.
- • الدورة = أعلى قيمة n، والمجموعة من إلكترونات التكافؤ؛ والفئة p تمتد من المجموعة 13 إلى 18.
- • اتجاهات الخواص الدورية: عبر الدورة يقلّ نصف القطر وتزيد طاقة التأين والكهروسالبية والميل الإلكتروني، وأسفل المجموعة العكس. الفلور أعلى كهروسالبيةً.
- • الضوء مزدوج الطبيعة: c = λƒ (الطول الموجي عكسي مع التردّد)، وطاقة الفوتون E = hƒ؛ وسلاسل طيف الهيدروجين: ليمان (n=1، فوق بنفسجية)، بالمر (n=2، مرئية)، باشن (n=3، تحت حمراء).
- • الأيون الموجب أصغر من ذرّته والسالب أكبر؛ وعدد إلكترونات الأيون = العدد الذري ∓ الشحنة (موجب: −، سالب: +).
- • الإشعاع النووي: ألفا (نواة هيليوم، A − 4 وَ Z − 2)، بيتا (إلكترون، Z + 1)، جاما (طاقة، لا تغيّر A ولا Z).
أخطاء شائعة
- ملء 3d قبل 4s: 4s أقلّ طاقةً فيُملأ قبل 3d؛ والترتيب بالطاقة لا بالرقم.
- إزالة إلكترونات الأيون من 3d قبل 4s: عند تكوين الأيون الموجب تُزال الإلكترونات من أعلى مستوى رئيس (4s) أولًا، ثم 3d.
- كتابة Cr و Cu بالتوزيع المتوقّع 4s²3d⁴ وَ 4s²3d⁹: الصحيح [Ar]4s¹3d⁵ و[Ar]4s¹3d¹⁰ لاستقرار النصف الممتلئ والممتلئ.
- عكس اتجاه طاقة التأين أو الكهروسالبية: نصف القطر يزيد أسفل المجموعة، بينما طاقة التأين والكهروسالبية تقلّان أسفل المجموعة وتزيدان عبر الدورة.
- عدّ الهيدروجين فلزًّا قلويًّا: الهيدروجين في المجموعة 1 لكنه لا فلزّ؛ فجميع عناصر المجموعة 1 فلزّات عداه.