إنشاء حساب
منصّة الأستاذ تبيب حكيم للفيزياءwww.tebibphysique.com

السنة الأولى ثانوي

بنية وهندسة أفراد بعض الأنواع الكيميائية

أمثلة محلولة

التطبيق الأول - من الشحنة والكتلة إلى رمز النواة

نواة ذرة الفضة Ag\ce{Ag} تحتوي على 108108 نوكليونات وتحمل الشحنة q=7,52×10−18 Cq = 7{,}52 \times 10^{-18}\ C.

1)

احسب ZZ ثم NN.

2)

اكتب رمز النواة.

3)

احسب كتلة الذرة ثم عدد الذرات في 20 g20\ g من الفضة.

الحل
1)

Z=qe=7,52×10−181,6×10−19=47Z = \dfrac{q}{e} = \dfrac{7{,}52 \times 10^{-18}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 47 و N=A−Z=108−47=61N = A - Z = 108 - 47 = 61.

2)

X47108X2472108Ag\ce{^{108}_{47}Ag}.

3)

mAg≈108×1,67×10−27=1,80×10−25 kgm_{Ag} \approx 108 \times 1{,}67 \times 10^{-27} = 1{,}80 \times 10^{-25}\ kg نحول الكتلة إلى الكيلوغرام: 20 g=2×10−2 kg20\ g = 2 \times 10^{-2}\ kg، ثم:

Nat=2×10−21,80×10−25≈1,11×1023N_{at} = \dfrac{2 \times 10^{-2}}{1{,}80 \times 10^{-25}} \approx 1{,}11 \times 10^{23}
التطبيق الثاني - الكتلة الذرية المتوسطة

للرصاص Pb\ce{Pb} ثلاثة نظائر: X206X22206Pb\ce{^{206}Pb} ، X207X22207Pb\ce{^{207}Pb} بنسبة 22 %22\ \% ، و X208X22208Pb\ce{^{208}Pb} بنسبة 54 %54\ \%. احسب الكتلة الذرية المتوسطة للرصاص.

الحل

نسبة X206X22206Pb\ce{^{206}Pb} هي الباقي: 100−22−54=24 %100 - 22 - 54 = 24\ \%. إذن:

M=206×24+207×22+208×54100=207,30 uM = \dfrac{206 \times 24 + 207 \times 22 + 208 \times 54}{100} = 207{,}30\ u

النتيجة محصورة بين 206206 و 208208، وأقرب إلى 208208 لأنه النظير الأكثر وجودا. هذا تحقق سريع مفيد.

التطبيق الثالث - التعرف على عنصر من شاردته

شاردة YXn−\ce{Y^{n-}} شحنتها q=−4,8×10−19 Cq = -4{,}8 \times 10^{-19}\ C، وتوزيعها الإلكتروني K2L8K^2L^8.

1)

أوجد nn.

2)

استنتج العدد الذري للعنصر وموقعه في الجدول الدوري.

الحل
1)

n=∣q∣e=4,8×10−191,6×10−19=3n = \dfrac{|q|}{e} = \dfrac{4{,}8 \times 10^{-19}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 3 الذرة اكتسبت ثلاثة إلكترونات: Y+3 eX−→YX3−\ce{Y + 3e- -> Y^3-}.

2)

للشاردة 1010 إلكترونات، وللذرة 10−3=710 - 3 = 7 إلكترونات، إذن Z=7Z = 7: إنه الآزوت N\ce{N}، توزيعه K2L5K^2L^5، في السطر 2 والعمود V.

التطبيق الرابع - لويس وجيلسبي لجزيء النشادر
1)

أنجز تمثيل لويس لجزيء النشادر NHX3\ce{NH3} (7N_{7}N ، 1H_{1}H).

2)

أعط صيغته الرمزية حسب جيلسبي واستنتج شكله الهندسي.

الحل
1)

N:K2L5\ce{N}: K^2L^5 له ثلاثة إلكترونات عازبة وزوج حر، فتكافؤه 3، و H\ce{H} تكافؤه 1. الآزوت مركزي ويرتبط بثلاث ذرات هيدروجين، ويبقى له زوج غير رابط.

2)

حول N\ce{N}: ثلاث ذرات مرتبطة (n=3)(n = 3) وزوج غير رابط (m=1)(m = 1)، إذن AX3E1AX_3E_1: الشكل هرمي بزاوية تقارب 107∘107^{\circ}. الزوج الحر يدفع الروابط الثلاث نحو الأسفل، لذلك الجزيء ليس مستويا.

6 تمارين تطبيقية محلولة

تمارين قصيرة للتدرب على العلاقات الأساسية: من الشحنة والكتلة إلى رمز النواة، النظائر، الشوارد والمركبات الشاردية، وتمثيل خمسة جزيئات. ينصح بها بعد إتمام السلسلة أو للمراجعة السريعة.

تحميل التمارين دون حلول (Word)
1

التمرين 15 - نواة الكلور

سهل

نواة عنصر XX تتميز بـ A=35A = 35 و Z=17Z = 17.

1)

كيف يسمى العددان AA و ZZ؟ ماذا يمثلان؟

2)

أوجد عدد البروتونات والنيترونات في النواة وعدد الإلكترونات في الذرة.

3)

اكتب التوزيع الإلكتروني لذرة XX.

4)

احسب شحنة النواة وكتلتها.

5)

ما اسم العنصر من بين: 17Cl_{17}Cl ، 8O_{8}O ، 16S_{16}S؟

6)

قارن كتلة الذرة بكتلة نواتها (me=9,11×10−31 kgm_e = 9{,}11 \times 10^{-31}\ kg). ماذا تستنتج؟

معطيات: mp=mn=1,67×10−27 kgm_p = m_n = 1{,}67 \times 10^{-27}\ kg ، e=1,6×10−19 Ce = 1{,}6 \times 10^{-19}\ C ، وتهمل كتلة الإلكترونات أمام كتلة النواة.

تحقق من نتائجك
المقدارNNqnoyau (10−18 C)q_{noyau}\ (10^{-18}\ C)mnoyau (10−26 kg)m_{noyau}\ (10^{-26}\ kg)
القيمة
عرض الحل
1)

AA العدد الكتلي (عدد النوكليونات)، و ZZ العدد الذري (عدد البروتونات).

2)

1717 بروتونا، و 35−17=1835 - 17 = 18 نيترونا، و 1717 إلكترونا.

3)

K2L8M7K^2L^8M^7

4)

qnoyau=17×1,6×10−19=2,72×10−18 Cmnoyau≈35×1,67×10−27=5,85×10−26 kgq_{noyau} = 17 \times 1{,}6 \times 10^{-19} = 2{,}72 \times 10^{-18}\ C \qquad m_{noyau} \approx 35 \times 1{,}67 \times 10^{-27} = 5{,}85 \times 10^{-26}\ kg

5)

Z=17Z = 17: إنه الكلور X1735X217235Cl\ce{^{35}_{17}Cl}.

6)

melectrons=17×9,11×10−31=1,55×10−29 kgmelectronsmnoyau≈2,6×10−4m_{electrons} = 17 \times 9{,}11 \times 10^{-31} = 1{,}55 \times 10^{-29}\ kg \qquad \dfrac{m_{electrons}}{m_{noyau}} \approx 2{,}6 \times 10^{-4} كتلة الإلكترونات أصغر بحوالي 4000 مرة من كتلة النواة: كتلة الذرة تساوي تقريبا كتلة نواتها.

2

التمرين 16 - نواة اليورانيوم 235

سهل

كتلة نواة XZAX2Z2AX\ce{^{A}_{Z}X} هي 3,9245×10−25 kg3{,}9245 \times 10^{-25}\ kg وشحنتها 1,472×10−17 C1{,}472 \times 10^{-17}\ C.

1)

حدد ZZ و AA.

2)

استنتج عدد النيترونات، وتعرف على العنصر علما أن Z(U)=92Z(\ce{U}) = 92.

معطيات: mp=mn=1,67×10−27 kgm_p = m_n = 1{,}67 \times 10^{-27}\ kg ، e=1,6×10−19 Ce = 1{,}6 \times 10^{-19}\ C ، وتهمل كتلة الإلكترونات أمام كتلة النواة.

تحقق من نتائجك
المقدارZZAANN
القيمة
عرض الحل
1)

Z=1,472×10−171,6×10−19=92A=3,9245×10−251,67×10−27=235Z = \dfrac{1{,}472 \times 10^{-17}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 92 \qquad A = \dfrac{3{,}9245 \times 10^{-25}}{1{,}67 \times 10^{-27}} = 235

2)

N=235−92=143N = 235 - 92 = 143: إنه اليورانيوم X92235X2922235U\ce{^{235}_{92}U}، نظير لـ X92238X2922238U\ce{^{238}_{92}U} (التمرين 3).

3

التمرين 17 - ذرة القصدير

سهل

تحتوي ذرة القصدير Sn\ce{Sn} على 120120 نوكليونا، وشحنة نواتها 8×10−18 C8 \times 10^{-18}\ C.

1)

استنتج عدد الإلكترونات وعدد النيترونات.

2)

احسب كتلة ذرة القصدير.

3)

احسب عدد ذرات القصدير في عينة كتلتها m=20 gm = 20\ g.

معطيات: mp=mn=1,67×10−27 kgm_p = m_n = 1{,}67 \times 10^{-27}\ kg ، e=1,6×10−19 Ce = 1{,}6 \times 10^{-19}\ C ، وتهمل كتلة الإلكترونات أمام كتلة النواة.

تحقق من نتائجك
المقدارZZNNmSn (10−25 kg)m_{Sn}\ (10^{-25}\ kg)Nat (1022)N_{at}\ (10^{22})
القيمة
عرض الحل
1)

Z=8×10−181,6×10−19=50Z = \dfrac{8 \times 10^{-18}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 50 إذن 5050 إلكترونا و 120−50=70120 - 50 = 70 نيترونا.

2)

mSn≈120×1,67×10−27=2,004×10−25 kgm_{Sn} \approx 120 \times 1{,}67 \times 10^{-27} = 2{,}004 \times 10^{-25}\ kg

3)

Nat=2×10−22,004×10−25≈9,98×1022N_{at} = \dfrac{2 \times 10^{-2}}{2{,}004 \times 10^{-25}} \approx 9{,}98 \times 10^{22}

4

التمرين 18 - نظيرا النحاس

متوسط

للنحاس نظيران XA1X22A1Cu\ce{^{A_1}Cu} و XA2X22A2Cu\ce{^{A_2}Cu}. كتلة نواة الأول m1=1,0521×10−25 kgm_1 = 1{,}0521 \times 10^{-25}\ kg، والثاني يزيد عليه بنيترونين. شحنة نواة النحاس q=46,4×10−19 Cq = 46{,}4 \times 10^{-19}\ C.

1)

عرف النظائر. ماذا يمثل A1A_1 و A2A_2؟ أوجدهما.

2)

أوجد عدد البروتونات والنيترونات في نواة كل نظير، واكتب رمز كل منهما.

معطيات: mp=mn=1,67×10−27 kgm_p = m_n = 1{,}67 \times 10^{-27}\ kg ، e=1,6×10−19 Ce = 1{,}6 \times 10^{-19}\ C ، وتهمل كتلة الإلكترونات أمام كتلة النواة.

تحقق من نتائجك
المقدارA1A_1A2A_2ZZ
القيمة
عرض الحل
1)

النظائر ذرات لها نفس ZZ وتختلف في AA. و A1A_1 و A2A_2 عددا النوكليونات:

A1=1,0521×10−251,67×10−27=63A2=63+2=65A_1 = \dfrac{1{,}0521 \times 10^{-25}}{1{,}67 \times 10^{-27}} = 63 \qquad A_2 = 63 + 2 = 65
2)

Z=46,4×10−191,6×10−19=29Z = \dfrac{46{,}4 \times 10^{-19}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 29 X2963X229263Cu\ce{^{63}_{29}Cu}: 29 بروتونا و 34 نيترونا؛ X2965X229265Cu\ce{^{65}_{29}Cu}: 29 بروتونا و 36 نيترونا.

5

التمرين 19 - شاردة موجبة ومركب شاردي

متوسط

الشاردة XXn+\ce{X^{n+}} تحمل الشحنة 3,2×10−19 C3{,}2 \times 10^{-19}\ C، وشحنة نواتها 19,2×10−19 C19{,}2 \times 10^{-19}\ C.

1)

استنتج قيمة nn، ثم العدد الذري للعنصر.

2)

أعط بنيته الإلكترونية وموقعه في الجدول الدوري. إلى أي عائلة ينتمي؟ ما هو؟

3)

ترتبط XXn+\ce{X^{n+}} بشوارد الكلور ClX−\ce{Cl-} لتشكيل المركب الشاردي (XXn++m ClX−)(\ce{X^{n+} + m Cl-}). استنتج mm والصيغة الإحصائية للمركب.

تحقق من نتائجك
المقدارnnZZmm
القيمة
عرض الحل
1)

n=3,2×10−191,6×10−19=2Z=19,2×10−191,6×10−19=12n = \dfrac{3{,}2 \times 10^{-19}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 2 \qquad Z = \dfrac{19{,}2 \times 10^{-19}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 12

2)

K2L8M2K^2L^8M^2: السطر 3، العمود II، عائلة القلائيات الترابية. إنه المغنيزيوم Mg\ce{Mg} وشاردته MgX2+\ce{Mg^2+}.

3)

المركب متعادل: 2−m=02 - m = 0، إذن m=2m = 2. الصيغة (MgX2++2 ClX−)(\ce{Mg^2+ + 2Cl-}) أي MgClX2\ce{MgCl2}.

6

التمرين 20 - خمسة جزيئات

متوسط

أكمل الجدول (1H_{1}H ، 6C_{6}C ، 7N_{7}N ، 8O_{8}O ، 9F_{9}F ، 13Al_{13}Al ، 17Cl_{17}Cl):

الجزيءCHX3Cl\ce{CH3Cl}CHX2O\ce{CH2O}HCN\ce{HCN}HF\ce{HF}AlClX3\ce{AlCl3}
تمثيل لويس
الصيغة الرمزية
الشكل الهندسي
عرض الحل

تمثيل لويس، من اليسار: CH₃Cl ، CH₂O ، HCN ، HF ، AlCl₃

الجزيءCHX3Cl\ce{CH3Cl}CHX2O\ce{CH2O}HCN\ce{HCN}HF\ce{HF}AlClX3\ce{AlCl3}
الصيغة الرمزيةAX4AX_4AX3AX_3AX2AX_2 حول CAX1E3AX_1E_3 حول FAX3AX_3
الشكل الهندسيرباعي الوجوهمثلثي مستوخطيخطي (جزيء ثنائي الذرة)مثلثي مستو

انتبه، خطأ شائع: في HCN\ce{HCN} الرابطة الثلاثية C≡N\ce{C#N} تعد مرة واحدة في nn: الصيغة AX2AX_2 وليست AX4AX_4. وفي AlClX3\ce{AlCl3} لا يحقق الألمنيوم قاعدة الثمانية (ستة إلكترونات فقط حوله)، وهذا استثناء معروف.