الكيــمــيــــــــــــاء الصف العاشر إعداد / راجح شعبان مدرسة رأس الخيمة للتعليم الثانوي

التطور في نموذج جديد للذرة أهم المآخذ على نموذج رذرفورد : * لم يستطع أن يبين موقع الإلكترونات في المنطقة التي تحيط بالنواة .

طول الموجة : المسافة بين قمتي موجتين متتاليتين أو بين قاعي موجتين متتاليتين ورمزها وحدة طول الموجة : متر أو سنتمتر أو نانومتر 1 nm = 10-9 m

تردد الموجة : عدد الموجات التي تعبر نقطة معينة خلال وقت محدد ( ثانية واحدة ) ورمزه ν ν c = ν طول الموجة تردد الموجة سرعة الضوء c

ν ν ثابت أي c = = يتناسب طول الموجة ν مع ترددها عكسياً

نموذج بور لذرة الهيدروجين 1- يدور الإلكترون حول النواة في مستويات طاقة محددة فقط . 2- المستوى الأقل طاقة هو الأقرب إلى نواة الذرة .

3-لا توجد إلكترونات في المنطقة الفاصلة بين النواة والمستوى الأول أو بين المستويات . 4- تزداد طاقة الإلكترون كلما ابتعد مستواه عن النواة .

تفسير نظرية بور الطيف الخطي لذرة الهيدروجين

امتصاص الفوتون E2 - E=الفوتون E1 E3 E2 e- E1 النواة

انبعاث الفوتون E3 - E1 E= الفوتون E3 e- E2 E1 النواة

نموذج الكم للذرة اقتراح لويس دي بروغلي : تتحرك الإلكترونات حركة موجية حول نواة الذرة أي أن موجات الإلكترون توجد فقط بترددات محددة

أنماط الانكسار لشعاع إلكتروني يمر في بلورة لشعاع ضوئي يمر في ثقب صغير

كيف نحدد موقع الإلكترون حول النواة ؟

كيف نحدد موقع الإلكترون حول النواة ؟

كيف نحدد موقع النقطة A في الشكل التالي؟ x y 1 2 A

كم عدد المحاور في الفراغ ؟ x y z

نظرية الكم : احتمال وجود الإلكترون في منطقة معينة من الفراغ المحيط بالنواة . الفلك : المنطقة من الفراغ ثلاثية الأبعاد التي يحتمل وجود الإلكترون فيها .

z z y y x x طرق تمثيل ألأفلاك المنطقة التي يحتمل وجود الإلكترون فيها لفترة محددة( 90%) احتمال وجود الإلكترون يتناسب مع كثافة السحابة طرق تمثيل ألأفلاك

z z y y x x طرق تمثيل ألأفلاك المنطقة التي يحتمل وجود الإلكترون فيها لفترة محددة( 90%) احتمال وجود الإلكترون يتناسب مع كثافة السحابة طرق تمثيل ألأفلاك

رقم الكم الرئيسn)) يدل على مستوى الطاقة الرئيس الذي يحتله الإلكترون . القيم التي يأخذها : الأعداد الصحيحة الموجبة أي …, 3 , 2 , 1 =n

6 n = n = 5 n = 4 n = 3 n = 2 الطاقــة n = 1

ماذا تعني n = 1 ؟ المستوى الطاقة الرئيس الأول أو المستوى الأدنى ( الأٌقرب إلى النواة ) . يحدد عدد الأفلاك الذرية في كل مستوى رئيس بالتعبير : n2

يدل على شكل كل فلك في تحت المستويات. رقم الكم الثانوي يدل على شكل كل فلك في تحت المستويات. العدد المحتمل لأشكال الأفلاك المختلفة = n

القيم التي يأخذها الرمز صفر أو أي عدد صحيح موجب يساوي أو يقل عنn – 1 ) ( ( n – 1 ) = 0

={ 0 ( n – 1 )} قيمة n قيمة 1

( n – 1 )} ={ 0 n 2 1 أو 3 أو 2 أو 1

الأحرف التي تدل على تحت المستويات حسب قيم الحرف s p 1 2 d 3 f

z y x sفلك

z y x pفلك

z y x d

s الأول 1 n= 1 عدد تحت المستويات = رقم الكم الرئيس ( n ) مستوى الطاقة الرئيس ورموزها s الأول 1 n= 1

s الثاني 2 p 2 n= عدد تحت المستويات = رقم الكم الرئيس ( n ) مستوى الطاقة الرئيس ورمزها s الثاني 2 p 2 n=

عدد تحت المستويات مستوى الطاقة الرئيس ورمزها s الثالث p 3 n= 3 d

عدد تحت المستويات مستوى الطاقة الرئيس ورموزها s الرابع p 4 4 n= d f

ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة في نفس المستوى الرئيس ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة في نفس المستوى الرئيس 4f 4d الطاقــة 4p 4s

على ماذا يدل 1s ؟ ؟ 3p ماذا يعني الفلك s في المستوى الرئيس الأول

+ - رقم الكم المغناطيسي m القيم التي يأخذها الرمز m : يدل على اتجاه الفلك حول النواة . القيم التي يأخذها الرمز m : + -

قيم mللأفلاك المختلفة - + m = قيم m s -1, p 0 , 1 +1 الفلك s -1, p 0 , 1 +1

قيم mللأفلاك المختلفة - + m = قيم m d 0, 2 الفلك d -2, 0, +2 -1, +1, 2

قيم m = S الفلك z شكله كروي وله اتجاه محتمل واحد y x

pz , py , px في أفلاك فإن قيم m = -1, 0, +1 أفلاك p تمتد في اتجاهها على المحاور x و y وz pz , py , px في أفلاك فإن قيم m = -1, 0, +1

أشكال أفلاك p z y x px الفلك

z y x py الفلك

z y x pz الفلك

أشكال أفلاك d x y z x y z dx2 – y2 الفلك dx y الفلك

x y z x y z d xz الفلك d yz الفلك

x y z dz2 الفلك

أفلاك f عددها 7 أفلاك عدد الأفلاك في كل مستوى رئيس يساوي مربع رقم الكم الرئيس n2

عدد الإلكترونات في كل مستوى رئيس يساوي 2n2 كل فلك يتسع لـِ ( 2 ) إلكترون

1 s 2 p 3 6 10 5 d 14 7 f عدد الإلكترونات في كل تحت مستوى عدد الإلكترونات في كل تحت مستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات 1 s 2 p 3 6 10 5 d 14 7 f

عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الرئيس ( 2n2 ) عدد الأفلاك في المستوى الرئيس ( n2 ) مستوى الطاقة الرئيس ( n ) 2 1 1 2 2 4 ×2 2 8= 18 9 3 32 4 16

الحركة المغزلية

رقم الكم المغزلي يدل على اتجاه دوران( غزل ) الإلكترون حول نفسه . + ½ القيم التي يأخذها : أو - ½

عدد الإلكترونات في مستويات الطاقة العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة العدد المحتمل للإلكترونات في تحت المستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى مستوى الطاقة الرئيس تحت المستويات المتاحة s 2 2 1 1

عدد الإلكترونات في مستويات الطاقة العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة العدد المحتمل للإلكترونات في تحت المستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات المتاحة مستوى الطاقة الرئيس s 2 2 1 + 6 2 p 3 = 8 6

العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة العدد المحتمل للإلكترونات في تحت المستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات المتاحة مستوى الطاقة الرئيس s 2 1 2 + 6 + 10 p 3 6 3 =18 10 5 d

العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة عدد الإلكترونات في كل تحت مستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات المتاحة مستوى الطاقة الرئيس 2 1 s p 6 3 32 4 10 d 5 14 f 7

العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة عدد الإلكترونات في كل تحت مستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات المتاحة مستوى الطاقة الرئيس 50 s p d f g 1 3 5 7 9 2 6 10 14 18 5

العدد الإجمالي للإلكترونات المحتمل لمستوى الطاقة عدد الإلكترونات في كل تحت مستوى عدد الأفلاك في تحت المستوى تحت المستويات المتاحة مستوى الطاقة الرئيس 72 2 6 10 14 18 22 1 3 5 7 9 11 s p d f g h 6

ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة في نفس المستوى الرئيس 4f 4d الطاقــة ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة في نفس المستوى الرئيس 4p 4s

الترتيب الإلكتروني ترتيب الإلكترونات في الذرة

القواعد التي تحكم الترتيب الإلكتروني مبدأ أوفباو :- توزع الإلكترونات في مستويات الطاقة الرئيسة وتحت المستويات حسب تزايد الطاقة .

4f 5f 3d 4d 5d 6d 2p 3p 4p 5p 6p 7p 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s

7s 6s 6p 5s 5p 5d 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s

4d 5s 4p الطاقــة 3d 4s 3p 3s 2p 2s 1s

مبدأ الاستبعاد لباولي : لا يوجد إلكترونان في نفس الذرة لهما نفس قيم أعداد الكم الأربعة .

مثال: الإلكترونان الموجودان في فلك تحت المستوى 1s لهما نفس قيم أعداد الكم ( الرئيس n , الثانوي l , المغناطيسي m ) ولكنهما يختلفان في عدد الكم المغزلي حيث يدوران في اتجاهين متعاكسين . 1Sفلك

وينطبق نفس الشيء على إلكتروني كل فلك من أفلاك تحت المستوى p 2px) مثلاً ) و d

قاعدة هوند :- لا يحدث تزاوج بين إلكترونين في تحت مستوى معين إلا بعد أن تشغل أفلاكه فرادى أولاً .

انتبه :- تستخدم قاعدة هوند في أفلاك تحت المستويات f ,d , p .

كيف تملأ أفلاك تحت المستوى p بالإلكترونات؟

استعراض الترتيب الإلكتروني ترميز الفلك : يمثل الفلك بخط ــــــ يمثل الإلكترون بسهم يكتب أسفل الخط رقم الكم الرئيس وحرف يدل على رمز تحت المستوى

يدل على فلك فارغ ــــــ يدل على فلك يحتوي على إلكترون واحد . ــــــ يدل على فلك يحتوي على إلكترونين . ــــــ

H ــــــ 1s He ــــــ 1s

1s ترميز الترتيب الإلكتروني : يكتب حرف تحت المستوى ثم يكتب فوقه عدد الإلكترونات الموجودة فيه يكتب الترتيب الإلكتروني للهيليوم: 2 عدد الإلكترونات حيث 2 هي 1s في فلك 1s

عدد الإلكترونات 1s 2 رقم المستوى الرئيس رمز تحت المستوى

3 p 4 3p 4 تفحص الرمز ثم حدد : رقم المستوى الرئيس= رمز تحت المستوى= عدد الإلكترونات=

ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة ترتيب تحت المستويات حسب الطاقة p z p y p x الطاقــة 2p 2s 1s

ترميز الفلك لكل من : ــــــ ــــــ 1S 1S 2He 1H

الترتيب الإلكتروني للبورون هو 1s22s22p1 والمطلوب : مسألة نموذجية 1- 4 الترتيب الإلكتروني للبورون هو 1s22s22p1 والمطلوب : ما عدد الإلكترونات الموجودة في ذرة البورون ؟ ما العدد الذري له ؟ اكتب ترميز الفلك للبورون .

الحل : عدد الإلكترونات في ذرة البورون = مجموع الأعداد الفوقية من الترميز الإلكتروني أي ( 2+2+1 ) = 5 العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات = 5

لكتابة ترميز الفلك نرسم خطوطاً تمثل الأفلاك : ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ 1s 2s 2px 2py 2pz

ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ تحتل الإلكترونات الثلاثة الباقية مستوى الطاقة الرئيس الثاني ، وحسب مبدأ أوفباو يحتل اثنان منها تحت المستوى2s بينما يحتل الثالث أحد أفلاك 2p ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ ــــــ 1s 2s 2px 2py 2pz

ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ اكتب ترميز الفلك لكل من : 3Li ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 1s 2s 2px 2py 2pz 9F ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 1s 2s 2px 2py 2pz

الجدول الدوري

الطاقات النسبية للأفلاك 4f 4d n =4 4p 3d 4s n =3 3p الطاقــة 3s 2p n =2 2s n 1s =1

2p الثاني 2S الأول 1S مستوى الطاقة ترميز الفلك لغاز النيون 10Ne

الثالث 3p 3S الثاني 2p 2S الأول 1S 18Ar ترميز الفلك مستوى الطاقة

الرابع الثالث الثاني 4S 3p 3S 2p 2S 1S الأول مستوى الطاقة 19K ترميز الفلك مستوى الطاقة

ترميز الترتيب الإلكتروني اسم العنصر رمز العنصر 1 1H الهيدروجين 1S 2 الهيليوم 2He 1S

ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 2p 1S 2S 3Li ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 4Be ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 5B ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 6C ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ

ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 2p 1S 2S 7N ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 8O ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 9F ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 10Ne ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ

2 6 2 2 p 1S 2 S ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ترميز الفلك لغاز النيون 10Ne ترميز الفلك لغاز النيون 2 6 2 2 p 1S 2 S 10Ne ترميز الترتيب للنيون

2p 9F 2S 1 عدد الإلكترونات المفردة ( الغير مزدوجة ) = 1S 3 p 3 S 2p 2 عدد الإلكترونات المفردة = 14Si 2 S 1S

ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ كم عدد الإلكترونات المفردة في ذرة الكربون ؟ 6C ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ ـــــ 2p 1S 2S كما يتضح من الترتيب الإلكتروني = 2

ترميز الغاز النبيل يكتب رمز الغاز النبيل الذي يسبق العنصر بين قوسين مربعين [ ] ثم يُكمل كتابة الترتيب الإلكتروني .

ترميز الترتيب الإلكتروني 2 1 3 Li: 1s 2 s 2 1 4Be: 1s 2 s 1 2 2 5B: 2 p 1s 2 s

2 2 2 6C: 2 p 1s 2 s 3 2 2 7N: 2 p 1s 2 s 4 2 2 8O: 2 p 1s 2 s 5 2 2 9F: 2 p 1s 2 s

2 2 6 10Ne : 1s 2 s 2 p 2 2 6 1 11Na : 2 s 2 p 3 s 1s 11Na : وترميز الغاز النبيل لـِ 1 [Ne] 3 s

1 11 Na [Ne] 2 12 Mg [Ne] 2 1 13 Al [Ne] 2 2 Si 14 [Ne] 3 s 3 s 3 s ترميز الغاز النبيل العدد الذري الرمز الاسمِ 1 11 Na [Ne] صوديوم 3 s 2 12 Mg [Ne] مغنيسيوم 3 s 2 1 13 Al ألومنيوم [Ne] 3 s 3 p 2 2 Si سيليكون 14 [Ne] 3 s 3 p

2 3 15 P [Ne] 2 4 16 S [Ne] 2 5 [Ne] Cl 17 2 6 [Ne] 18 Ar 3 p 3 s 3 s ترميز الغاز النبيل العدد الذري الرمز الاسمِ 2 3 15 P [Ne] 3 p فوسفور 3 s 2 4 16 S [Ne] كبريت 3 s 3 p 2 5 [Ne] 3 s 3 p Cl 17 كلور 2 6 [Ne] 18 Ar آرجون 3 s 3 p

1 19 K [Ar] 2 20 Ca [Ar] 1 2 [Ar] Sc 21 2 2 22 Ti [Ar] 4 s 4 s 3 d 4s ترميز الغاز النبيل العدد الذري الرمز الاسمِ 1 19 K [Ar] بوتاسيوم 4 s 2 20 Ca [Ar] كالسيوم 4 s 1 2 [Ar] Sc 3 d 21 سكانديوم 4s 2 2 22 Ti تيتانيوم [Ar] 4 s 3d

3 2 23 V [Ar] 5 1 24 Cr [Ar] 5 2 [Ar] Mn 25 6 2 26 Fe [Ar] 3d 4 s 4 s ترميز الغاز النبيل العدد الذري الرمز الاسمِ 3 2 23 V [Ar] فناديوم 3d 4 s 5 1 24 Cr [Ar] كروم 4 s 3d 5 2 [Ar] Mn 3 d 25 منجنيز 4s 6 2 26 Fe حديد [Ar] 4 s 3d

7 2 27 Co [Ar] 8 2 28 Ni [Ar] 10 1 [Ar] Cu 29 10 2 30 Zn [Ar] 3d 4 s ترميز الغاز النبيل العدد الذري الرمز الاسمِ 7 2 27 Co [Ar] كوبلت 3d 4 s 8 2 28 Ni [Ar] نيكل 4 s 3d 10 1 [Ar] Cu 29 نحاس 4s 3 d 10 2 30 Zn خارصين [Ar] 4 s 3d

الترتيب المتوقع للكروم Cr عدده الذري = 24 هو : [Ar] 4 s 3d لكن الترتيب الصحيح للكروم Cr هو : 5 1 [Ar] 3d 4 s لأن الترتيب الأخير أقل طاقة .

الترتيب المتوقع للكروم Cu عدده الذري = 29 هو : [Ar] 4 s 3d لكن الترتيب الصحيح للكروم Cu هو : 1 10 [Ar] 3d 4 s لأن الترتيب الأخير أقل طاقة .

مسألة نموذجية 2- 4 أ- اكتب الترتيب الإلكتروني الكامل وترميز الغاز النبيل للحديد ( عدده الذري 26 ) ب- ما عدد الأفلاك التي تحتوي إلكترونات في ذرة الحديد ؟ ما عدد الأفلاك المملوءة تماماً ؟ ما عدد الإلكترونات غير المزدوجة فيها ؟في أي تحت مستوى توجد الإلكترونات الغير مزدوجة ؟

أ- الترتيب الإلكتروني ( عدده الذري 26 ) 1s 2 s 2 p 3 s 3 p 3d 4 s وترميز الغاز النبيل للحديد الغاز النبيل الذي يسبق الحديد هو الآرجون 6 2 [Ar] 4 s 3d

ب- ما عدد الأفلاك التي تحتوي إلكترونات في ذرة الحديد ؟ 1s 2 2s 2p 6 3 s 3p 4s 3d عدد الأفلاك 1 3 1 3 1 5 1 مجموع عدد الأفلاك التي تحتوي إلكترونات في ذرة الحديد = 15 فلكاً .

2 6 1s 2s 2p 3 s 3p 4s 3d ما عدد الأفلاك المملوءة تماماً ؟ عدد الأفلاك 5 1 عدد الأفلاك المملوءة تماماً = 10 لكن هناك فلك واحد من أفلاك 3d ممتلىء إذاً عدد الأفلاك المملوءة تماماً = 11

2 10 2 6 2 6 2 6 1 1 [Kr] مسألة نموذجية 3- 4 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p أ- اكتب الترتيب الإلكتروني الكامل وترميز الغاز النبيل للروبيديوم ( عدده الذري 37 ) 2 10 2 6 2 6 2 6 1 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 5s وترميز الغاز النبيل له : الكربتون لاحظ أن الغاز النبيل الذي يسبقه هو 1 [Kr] 5s

ب- حدد هوية العناصر في الدورة 2 و3 و4 من الجدول الدوري التي لديها العدد نفسه من الإلكترونات في أعلى مستوى طاقة كما لعنصر الروبيديوم .

الدورة يحتوي الروبيديوم على إلكترون واحد في أعلى مستوى طاقة ( الخامس ) والعناصر ذات الترتيب الإلكتروني المشابه هي التي تقع في نفس المجموعة ( العمود ) H 1 Li Li 2 2 Na Na 3 3 4 4 K K Rb 5 Cs 6 Fr 7

يحتوي الروبيديوم على إلكترون واحد في أعلى مستوى طاقة ( الخامس ) والعناصر ذات الترتيب الإلكتروني المشابه هي التي تقع في نفس المجموعة ( العمود ) وهي Liفي الدورة 2وNa في الدورة3 وK في الدورة4