أ موقع الأستاذ أنور التعليمي · كيم 102

📄 ملخّص ليلة الامتحان: الفصل 1

⚛️ تركيب الذّرّة

الدرس 1-1: الكيمياء والمادة

  • الكيمياء هي العلم الذي يدرس المادة وتغيّراتها، وفهمها أساسي لكل العلوم.
  • تُقسَم الكيمياء إلى مجالات، منها الكيمياء العضوية والتحليلية والحيوية، وكثير منها يتداخل.
  • يسهم الكيميائيون في حل مشكلات البيئة كتآكل طبقة الأوزون والأمطار الحمضية، وفي اكتشاف الأدوية والأمصال.
  • المادة كل شيء له كتلة ويشغل حيزًا، والكتلة مقياس لكمية المادة.
  • الأفكار والحرارة والضوء وموجات الراديو والمجالات المغناطيسية ليست مادة.
  • المادة الكيميائية مادة لها تركيب محدد وثابت، بعضها يوجد في الطبيعة وبعضها يُحضَّر صناعيًا.
  • الذرّات صغيرة جدًا لا تُرى بالمجهر الضوئي، لذلك يستعمل العلماء النماذج لتفسير ما لا يُرى.
  • النموذج تفسير مرئي أو لفظي أو رياضي للبيانات التجريبية.
الكيمياء
العلم الذي يهتم بدراسة المادة وتغيّراتها.
المادة والكتلة
المادة: كل شيء له كتلة ويشغل حيزًا. الكتلة: مقياس كمية المادة.
المادة الكيميائية
مادة لها تركيب محدّد وثابت.
النموذج
تفسير مرئي أو لفظي أو رياضي للبيانات التجريبية.

  • اعتمد الفلاسفة الإغريق على التفكير الذهني، ولم تكن لديهم وسيلة لاختبار أفكارهم.
  • رأى ديمقريطس أن المادة تتكوّن من ذرّات صلبة لا تتجزّأ تتحرّك في الفراغ، ورأى أرسطو أنه لا وجود للفراغ وأن المادة من التراب والنار والهواء والماء.
  • بنى جون دالتون نظريته الذرّية عام 1803م على تجارب وقياسات دقيقة للنسب الكتلية للعناصر في التفاعلات.
  • تنصّ نظرية دالتون على أن المادة من ذرّات لا تتجزّأ، وأن ذرّات العنصر الواحد متشابهة وتختلف عن ذرّات غيره، وأنها تتّحد بنسب عددية بسيطة.
  • في التفاعل الكيميائي تنفصل الذرّات أو تتّحد أو يُعاد ترتيبها، ولا تُستحدث ولا تفنى.
  • قانون حفظ الكتلة يعني أن الكتلة تبقى ثابتة في أي عملية، مثل التفاعل الكيميائي.

الدرس 1-2: مكوّنات الذّرّة

  • كانت نظرية دالتون خطوة كبيرة، لكنه أخطأ في أن الذرّات لا تتجزّأ، وفي أن ذرّات العنصر الواحد متماثلة تمامًا.
  • يمكن تجزئة الذرّات إلى جسيمات أصغر، وقد تختلف ذرّات العنصر الواحد قليلًا في كتلتها.
  • الذرّة أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخواصه.
  • في قطعة نقود نحاسية نحو 2.9 × 1022 ذرّة، ونصف قطر ذرّة النحاس 1.28 × 10−10 m.
  • يسمح المجهر النفقي الماسح (STM) برؤية الذرّات، بل وتحريكها لتكوين أشكال في تقنية النانو.
الذرّة
أصغر جزء من العنصر يحتفظ بخواص ذلك العنصر.

  • أشعة الكاثود هي الأشعة التي تخرج من الكاثود (المتصل بالقطب السالب) إلى الأنود (المتصل بالقطب الموجب) في أنبوب أشعة الكاثود.
  • أشعة الكاثود سيل من جسيمات سالبة الشحنة موجودة في كل المواد، تُسمّى الإلكترونات.
  • قاس طومسون نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته، واستنتج أن كتلته أقل بكثير من كتلة ذرّة الهيدروجين، فالذرّة تتجزّأ.
  • حدّد مليكان شحنة الإلكترون (1-)، ثم حسب كتلته 9.1 × 10−28 g، أي جزءًا من 1840 جزءًا من كتلة ذرّة الهيدروجين.
  • في نموذج طومسون الذرّة كرة شحنتها الموجبة موزّعة بانتظام، وتنغرس فيها إلكترونات سالبة.
أشعة الكاثود
الأشعة التي تخرج من الكاثود إلى الأنود في أنبوب أشعة الكاثود، عند تطبيق فرق جهد بين القطبين.
نموذج طومسون
الذرّة كرة فيها شحنات موجبة موزّعة بانتظام، تنغرس فيها إلكترونات سالبة منفردة.

  • وجّه راذرفورد عام 1911م جسيمات ألفا الموجبة نحو صفيحة ذهب رقيقة، متوقّعًا بحسب نموذج طومسون أن تمرّ كلها تقريبًا دون انحراف كبير.
  • مرّ معظم جسيمات ألفا دون انحراف، لكن بعضها انحرف بزوايا كبيرة، وارتدّ قليل منها إلى الخلف.
  • استنتج راذرفورد أن الذرّة معظمها فراغ تتحرّك فيه الإلكترونات، وأن شحنتها الموجبة ومعظم كتلتها في نواة صغيرة كثيفة في مركزها.
  • البروتون جسيم في النواة شحنته (1+)، والنيوترون جسيم في النواة كتلته قريبة من كتلة البروتون ولا شحنة له، واكتشفه شادويك عام 1932م.
  • تحتوي النواة على أكثر من 99.97% من كتلة الذرّة، وعدد البروتونات فيها يساوي عدد الإلكترونات حولها، فالذرّة متعادلة.
نموذج راذرفورد والنواة
الذرّة معظمها فراغ تتحرّك فيه الإلكترونات. كل الشحنة الموجبة للذرّة ومعظم كتلتها تتركّز في مكان صغير وكثيف في مركزها يُسمّى النواة. ترتبط الإلكترونات السالبة بالذرّة بسبب التجاذب مع النواة الموجبة.
البروتون والنيوترون
البروتون: جسيم ذرّي في النواة يحمل شحنة تساوي شحنة الإلكترون لكنها موجبة (1+). النيوترون: جسيم ذرّي في النواة كتلته قريبة من كتلة البروتون، ولا يحمل شحنة كهربائية.

الدرس 1-3: كيف تختلف الذّرّات

  • اكتشف العالم هنري موزلي أن عدد البروتونات في نواة الذرّة هو ما يحدّد نوعها.
  • العدد الذّرّي هو عدد البروتونات في نواة الذرّة.
  • الذرّة متعادلة، فعدد الإلكترونات فيها يساوي عدد البروتونات، أي يساوي العدد الذّرّي.
  • رُتّبت العناصر في الجدول الدوري تصاعديًا حسب أعدادها الذّرّية، من اليسار إلى اليمين ومن الأعلى إلى الأسفل.
العدد الذّرّي
عدد البروتونات في نواة الذرّة.

  • النظائر ذرّات للعنصر نفسه لها عدد البروتونات نفسه، لكنها تختلف في عدد النيوترونات.
  • النظير الذي فيه نيوترونات أكثر كتلته أكبر، لكن نظائر العنصر لها السلوك الكيميائي نفسه، لأنه يحدّده عدد الإلكترونات.
  • العدد الكتلي هو مجموع عدد البروتونات وعدد النيوترونات في نواة الذرّة.
  • عدد النيوترونات = العدد الكتلي − العدد الذّرّي.
  • يُكتب النظير باسم العنصر وعدده الكتلي مثل «نحاس-63»، أو برمزه مع العدد الكتلي في الأعلى والعدد الذّرّي في الأسفل.
  • توجد معظم العناصر في الطبيعة خليطًا من النظائر، ونسبة كل نظير في أي عيّنة ثابتة.
النظائر
ذرّات لها عدد البروتونات نفسه، لكنها تختلف في عدد النيوترونات.

  • كتلتا البروتون والنيوترون نحو 1.67 × 10−24 g، وكتلة الإلكترون نحو 1 من 1840 منهما.
  • وحدة الكتل الذّرّية (amu) تساوي 1 من 12 من كتلة ذرّة الكربون-12، وتساوي تقريبًا كتلة بروتون أو نيوترون واحد.
  • الكتلة الذّرّية للعنصر هي المتوسط الموزون لكتل نظائره الموجودة في الطبيعة، لذلك لا تكون عددًا صحيحًا غالبًا.
  • مساهمة كل نظير = كتلته × نسبة وجوده، والكتلة الذّرّية المتوسطة = مجموع المساهمات.
وحدة الكتل الذّرّية (amu)
1 من 12 من كتلة ذرّة الكربون-12. وتساوي تقريبًا كتلة بروتون واحد أو نيوترون واحد.
الكتلة الذّرّية
المتوسط الموزون لكتل نظائر العنصر الموجودة في الطبيعة.

الدرس 1-4: قياس المادة - المول

  • الذرّات صغيرة جدًا وكثيرة جدًا حتى في العيّنات الصغيرة، فلا يمكن عدّها مباشرة.
  • المول (mol) وحدة النظام الدولي لقياس كمية المادة، وهو وحدة عدّ مثل الدرزن والرزمة.
  • المول هو عدد ذرّات الكربون-12 في عيّنة كتلتها 12 g تمامًا.
  • المول الواحد من أي مادة يحتوي على 6.02 × 1023 من جسيماتها، ويُسمّى هذا العدد عدد أفوجادرو.
  • الجسيمات قد تكون ذرّات (كالنحاس) أو جزيئات (كالماء) أو وحدات صيغة (كملح الطعام).
المول (mol)
وحدة النظام الدولي الأساسية لقياس كمية المادة، وهو وحدة عدّ للجسيمات.

  • المول الواحد من أي مادة يحتوي على عدد أفوجادرو (NA) من الجسيمات.
  • عدد الجسيمات = عدد المولات × عدد أفوجادرو، أي N = n × NA.
  • عدد المولات = عدد الجسيمات ÷ عدد أفوجادرو، أي n = N ÷ NA.
  • قبل الحل قدّر الإجابة: إذا كان عدد الجسيمات أقل من 10 أضعاف عدد أفوجادرو فعدد المولات أقل من 10.

  • المول من مواد مختلفة يحتوي على العدد نفسه من الجسيمات، لكن كتلته تختلف، لأن ذرّات المواد مختلفة.
  • الكتلة المولية (MM) هي كتلة مول واحد من مادة نقية بالجرامات، ووحدتها g/mol.
  • الكتلة المولية لأي عنصر تساوي عدديًا كتلته الذّرّية؛ فكتلة ذرّة الحديد 55.845 amu وكتلته المولية 55.845 g/mol.
  • الكتلة = عدد المولات × الكتلة المولية، أي m = n × MM.
  • عدد المولات = الكتلة ÷ الكتلة المولية، أي n = m ÷ MM.
الكتلة المولية (MM)
كتلة مول واحد من أي مادة نقية بالجرامات، ووحدتها g/mol.

  • لا يوجد تحويل مباشر بين الكتلة وعدد الجسيمات؛ فالمول هو أساس الحسابات.
  • من الكتلة إلى الجسيمات - نقسم الكتلة على الكتلة المولية فنحصل على المولات، ثم نضرب في عدد أفوجادرو.
  • من الجسيمات إلى الكتلة - نقسم عدد الجسيمات على عدد أفوجادرو فنحصل على المولات، ثم نضرب في الكتلة المولية.

✅ عشرة أسئلة أساسية

  1. العلم الذي يدرس المادة وتغيّراتها هو ← الكيمياء
  2. الجسيم الذي اكتشفه طومسون هو ← الإلكترون
  3. العدد الذّرّي هو عدد ← البروتونات
  4. وحدة قياس كمية المادة هي ← المول (mol)
  5. المادة كل شيء له كتلة و ← يشغل حيزًا
  6. مكتشف النيوترون هو ← شادويك
  7. وحدة الكتل الذّرّية يُرمز لها بـ ← amu
  8. المول الواحد يحتوي على ← 6.02 × 1023 جسيم
  9. أيّ مما يلي ليس مادة؟ ← الحرارة
  10. شحنة البروتون ← (+1)

بالتوفيق في امتحانك! 🌟 · www.al-ostath.net

🎓 اختبر نفسك في هذا الفصل