تصنيف العناصر - الكيمياء2-1 - ثاني ثانوي

3-2 رابط الدرس الرقمي الأهداف تصنيف العناصر تفسر سبب تشابه خواص Classification of the Elements عناصر المجموعة الواحدة. www.ien.edu.sa الفكرة الرئيسة رتبت العناصر في الجدول الدوري ضمن مجموعات ودورات حسب تحدد فئات الجدول الدوري أعدادها الذرية. الأربعة استنادًا إلى التوزيع الإلكتروني. مراجعة المفردات إلكترونات التكافؤ : إلكترونات موجودة في مستوى الطاقة الأخبـ للذرة، والتي تحدد الخواص الكيميائية لها. الربط مع الحياة إذا أردت توصيل رسالة إلى شخص ما فلا يكفي أن تعرف رقم بيته فقط، بل يجب أن تعرف عنوان البيت كاملا في أي شارع هو ؟ وأي مدينة ؟ وأي منطقة؟ وبالطريقة نفسها يتم تعرف العناصر من خلال توزيعها الإلكتروني. ترتيب العناصر وفق التوزيع الإلكتروني Organizing the Elements by Electron Configuration فيها. طاقته يحدد التوزيع الإلكتروني الخواص الكيميائية للعنصر. ويمكنك معرفة التوزيع الإلكتروني وعدد إلكترونات التكافؤ من خلال موقع العنصر في الجدول الدوري الحديث. يوضح الجدول 3-3 التوزيع الإلكتروني لبعض عناصر المجموعة الأولى، حيث يوجد إلكترون واحد في مستوى الطاقة الأخير لكل عنصر إلكترونات التكافؤ يوجد لكل عنصر في المجموعة الأولى إلكترون واحد في مستوى الأخير. لذا تتشابه عناصر المجموعة الأولى في خواصها الكيميائية؛ لأنها تحتوي على العدد نفسه من إلكترونات التكافؤ. وتُعد هذه الخاصية من أهم العلاقات في الكيمياء؛ فذرات المجموعة الواحدة لها الخواص نفسها لأن لها عدد إلكترونات التكافؤ نفسه. ولكل عنصر في المجموعة الأولى إلكترون تكافؤ واحد له التوزيع الإلكتروني .. ولكل عنصر في المجموعة الثانية اثنانِ من إلكترونات التكافؤ توزيعهما الإلكتروني s، وللمجموعتين 1 و 2 والمجموعات من 13 إلى 18 في الجدول الدوري توزيعه الخاص من إلكترونات التكافؤ. إلكترونات التكافؤ والدورة يحدد رقم مستوى الطاقة الأخير الذي يحتوي إلكترونات التكافؤ رقم الدورة التي يوجد فيها العنصر في الجدول الدوري. فعلى سبيل المثال، يوجد إلكترون التكافؤ لعنصر الليثيوم في مستوى الطاقة الثاني، لذا يكون عنصر الليثيوم في الدورة الثانية. أما عنصر الجاليوم ذو التوزيع الإلكتروني Ar423104] فإن إلكترونات تكافئه تقع في مستوى الطاقة الرابع، لذا يكون عنصر الجاليوم في الدورة الرابعة. 2 114 الجدول 3-3 التوزيع الإلكتروني لعناصر المجموعة 1 الدورة 1 الهيدروجين الدورة 2 الليثيوم الدورة 3 الصوديوم الدورة 4 البوتاسيوم 151 1s¹ H [Hels 1s² 2s¹ Li [Ne] 3s¹ 1s² 2s² 2p63s¹ Na [Ar] 4s 1s2 2s2 2p63s23p64s¹ K وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446

الشكل 7-3 يوضح الشكل التمثيل النقطي لإلكترونات التكافؤ لمعظم العناصر الممثلة. لاحظ كيف يتغير عدد إلكترونات التكافؤ من مجموعة إلى أخرى، وكيف يتغير ضمن المجموعة الواحدة؟ 1 18 1 H. He: 2 13 14 16 17 15 2 Li Be 3 Na Mg B C BC N O F Ne: NO: Al Si P S:||:Cl:|:Ar: 4 K· Ca .Ga Ge As: Se: Br: Kr: 5 ما Rb Sr in Sn Sb Te: :: :: 6 Cs Ba .۱۰ .P Bi: Po :Rn: إلكترونات تكافؤ العناصر الممثلة عدد إلكترونات تكافؤ عناصر المجموعة الأولى واحد، ولعناصر المجموعة الثانية اثنان في حين أن لعناصر المجموعة 13 ثلاثة إلكترونات تكافؤ، وأما عناصر المجموعة 14 فلها أربعة إلكترونات تكافؤ ، وهكذا. وأما عناصر الغازات النبيلة في المجموعة 18 ففي كل منها ثمانية إلكترونات، ما عدا الهيليوم الذي له إلكترونا تكافؤ فقط . يبين الشكل 37 كيف يساعد التمثيل النقطي للإلكترونات على الربط بين رقم المجموعة وعدد إلكترونات التكافؤ . لاحظ أن عدد إلكترونات تكافؤ عناصر المجموعات من 13 إلى 18 يساوي رقم الآحاد فيها. عناصر الفئات Block Elements s,p,d,f يحتوي الجدول الدوري أعمدة وصفوفًا ذات أحجام متفاوتة. ويعود السبب في عدم انتظام شكل الجدول الدوري إلى أنه قسم إلى فئات تمثل مستويات الطاقة الثانوية للذرة، والتي تحتوي على إلكترونات التكافؤ . ولوجود أربعة مستويات طاقة ثانوية (,,, f) فقد تم تقسيم الجدول الدوري إلى أربع فئات مختلفة كما في الشكل 8-3. . فئة p . فئة d فئة S . الشكل 8-3 ينقسم الجدول الدوري إلى أربع فئات هي s, p, d, f. حلل ما العلاقة بين الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن توجد في مستوى الطاقة الفرعي وحجم الفئة في الشكل؟ 115 Ministry of Education 2024-1446 فئة f

الجدول 4-3 التوزيع الإلكتروني للغازات النبيلة الدورة مستوى الطاقة الرئيس العنصر التوزيع الإلكتروني n=1 1 n =2 2 n =3 3 n=4 4 الهيليوم النيون الأرجون الكريبتون 1s2 [He] 2s2 2p [Ne] 3s² 3p6 [Ar] 4s2 3d 10 4p6 المفردات. الاستعمال العلمي البنية: Structure شيء ما يتم عمله من عناصر عناصر الفئة - s تتكون من عناصر المجموعتين الأولى والثانية وعنصر الهيليوم. حيث تحتوي عناصر المجموعة الأولى على مستويات s شبه ممتلئة بإلكترونات التكافؤ، وتوزيعها الإلكتروني s . في حين تحتوي عناصر المجموعة الثانية على مستويات s ممتلئة باثنين من إلكترونات التكافؤ، أو أجزاء مترابطة بعضها وتوزيعها الإلكتروني .. ولأن مستويات ، تتسع لإلكترونين على الأكثر فإن فئة s تشتمل على ببعض. مجموعتين فقط. اشترك عدد من العلماء في عناصر الفئة - p وبعد امتلاء المستوى الثانوي ، بإلكترونات التكافؤ تبدأ هذه الإلكترونات اكتشاف بنية الذرة . في تعبئة المستوى الثانوي p. وتشمل مجموعات العناصر 13 - 18 ، في الجدول الدوري، التي لها مستويات p الفرعية الممتلئة كليًّا أو جزئيًا بإلكترونات التكافؤ . ولا يوجد عناصر من فئة p في الدورة الأولى؛ لأن مستويات p الثانوية لا توجد في مستوى الطاقة الرئيس الأول 1=n. والبورون B هو العنصر الأول في فئة ، ويوجد في الدورة الثانية. وتمتد فئة p على مدى ست مجموعات؛ لأن مستويات p الفرعية الثلاثة تتسع لـ 6 إلكترونات على الأكثر. وعناصر المجموعة 18 (الغازات النبيلة) عناصر فريدة في فئة P؛ وذلك لأن ذرات عناصرها مستقرة لدرجة أنها تقريبًا لا تتفاعل كيميائيًا . ويوضح الجدول 4- التوزيع الإلكتروني للغازات النبيلة الأربعة الأولى. إن مستويات الطاقة الفرعية s و p في مستويات الطاقة الخارجية لها ممتلئة تماما بالإلكترونات. وينتج عن هذا التوزيع الإلكتروني استقرار بنائها الذري. الشكل - تاريخ الجدول الدوري الجدول الدوري الحديث نتاج عمل عدة علماء على مدى قرون، والذين درسوا العناصر واكتشفوا التدرج في خواصها. 1828م بدأ العلماء في اتخاذ الحروف رموزاً للعناصر الكيميائية. 1900-1894م أصبحت الغازات النبيلة - ومنها الأرجون والهيليوم والكريبتون والنيون والزينون والرادون مجموعة جديدة في الجدول الدوري. 1920 1905 1800 1700 1789م عرف أنتوني لافوازييه العنصر، وأعد قائمة بالعناصر المعروفة وميز بين الفلزات واللافلزات. 1869م طوّر كل من لوثر ماير وديمتري 1913م حدّد هنري موزلي العدد مندليف - كل منهما على حدة – جداول الذري للعناصر المعروفة، وأثبت أنَّ للعناصر، تستند إلى خواصها، وتوقعا خواص العناصر تتغير بشكل دوري خواص عناصر أخرى غير معروفة. مع العدد الذري. وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446 1600 116

عناصر الفئة - d تحتوي على الفلزات الانتقالية، وهي أكبر الفئات. وعلى الرغم من وجود مهن في الكيمياء طاقة ومهندسين وفنيين تنتج العناصر بعض الاستثناءات إلا أن عناصر الفئة d تتميز بامتلاء كلي للمستوى الفرعي S من مستوى الطاقة الرئيس ،n، وبامتلاء جزئي أو كلي لمستويات d الفرعية من مستوى الطاقة 1-n. وكلما الباحث الكيميائي يتخصص بعض تحركت عبر الدورة تقوم الإلكترونات بتعبئة المستوى .d. فعلى سبيل المثال، الإسكانديوم Sc الكيميائيين النوويين في دراسة أحدث أول عناصر الفئة ، d، له التوزيع الإلكتروني Ar] 4s 3d]. أما عنصر التيتانيوم – وهو العنصر العناصر وأثقلها. ولإنتاج عناصر الثاني في الجدول - فله التوزيع الإلكتروني Ar] 4s 3d]. لاحظ أن المستوى الخارجي s الممتلئ ثقيلة يعمل الكيميائي في المجال النووي في عنصر التيتانيوم يكون في المستوى الرئيس 4 = n ، في حين أن المستوى d شبه الممتلئ يكون مع فريق كبير يشمل فيزيائيين، في المستوى الرئيس .3=n. ينص مبدأ أو فبا و aufbau على أن المستوى 4s له طاقة أقل من المستوى .3d. لذا فإن المستوى 4s يمتلئ قبل المستوى .3d. ولأن مستويات d الفرعية الخمسة الثقيلة بالتصادمات التي تتم في تتسع لـ 10 إلكترونات لذا فإن العناصر فئة d تمتد على مدى 10 مجموعات في الجدول الدوري. مسرعات الجسيمات. ويقوم الكيميائي النووي بتحليل نتائج هذه التصادمات عناصر الفئة - f تشتمل على الفلزات الانتقالية الداخلية، وتتميز عناصرها بامتلاء مستوى ؟ لتعرّف العناصر وفهم خواصها. الخارجي، وامتلاء أو شبه امتلاء مستويات 4f و5f . ولوجود 7 مستويات فرعية في المستوى الثانوي f فإنه يتسع لـ 14 إلكتروناً بحد أقصى، وبذلك تمتد العناصر فئة f على مدى 14 عمودًا في الجدول الدوري. لذا تحدد الفئات و p و d و f شكل الجدول الدوري وكلما انتقلت إلى أسفل في الجدول الدوري يزداد عدد مستويات الطاقة الرئيسة، كما يزداد عدد المستويات الفرعية التي تحتوي على الإلكترونات. لاحظ أن الدورة رقم 1 تحتوي على عناصر الفئة s فقط، في حين تحتوي الدورتان الثانية والثالثة على عناصر من الفئتين ، p، أما الدورتان الرابعة والخامسة فتحتويان على عناصر من فئات d p s، كما تحتوي الدورتان السادسة والسابعة على عناصر من فئات f d p s. S، لقد استغرق تطوير الجدول الدوري سنين عديدة وما زالت عملية التطوير جارية؛ حيث يتم تحضير العناصر بطريقة صناعية باستمرار. ارجع إلى الشكل 9-3 لمزيد من المعلومات عن تاريخ الجدول ومساهمات العديد من العلماء في تطويره. ماذا قرأت ؟ لخص كيف يمكن تعريف كل فئة من الجدول الدوري؟ 2004م أعلن علماء من روسيا عن اكتشاف العنصرين 113 و 115. 2010 Ununtrium Ununpentium 115 113 Uut (284) Uup (288) 1995 1940م تم ضم العناصر المحضرة 1985م تبنى الاتحاد الدولي لعلوم صناعيًا التي لها عدد ذري أكبر من الكيمياء البحتة والتطبيقية الجدول 92 إلى فئة جديدة في الجدول تُسمى الدوري الحالي المستخدم في أنحاء الأكتنيدات. العالم. 1980 1965 1969م قام الباحثون في جامعة بيركلي بتحضير أول العناصر الصناعية الأثقل من الأكتنيدات، وفترة عمر النصف له 4.75 وسمي رذرفورديوم. 1999م أعلن بعض الباحثين اكتشاف العنصر 114، وسمي أونو كواديوم (الذي أطلق عليه - لاحقا الفليروفيوم). ويعتقد العلماء أن هذا العنصر ربما يكون أول العناصر ذات الاستقرار النسبي ضمن العناصر المحضرة صناعيا. 117 Ministry of Education 2024-1446 1950

مثال 1-3 التوزيع الإلكتروني والجدول الدوري لعنصر الإسترانشيوم الذي يستخدم في إضفاء اللون الأحمر على الألعاب النارية، التوزيع الإلكتروني Kr] 5s]. حدد المجموعة والدورة والفئة التي ينتمي إليها عنصر الإسترانشيوم دون استخدام الجدول الدوري. 1 تحليل المسألة لديك التوزيع الإلكتروني لعنصر الإسترانشيوم المعطيات التوزيع الإلكتروني = Kr] 5s] 2 حساب المطلوب يشير عدد إلكترونات التكافؤ إلى رقم مجموعة العناصر الممثلة. يشير رقم أعلى مستوى طاقة إلى رقم الدورة. 3 تقويم الإجابة المطلوب المجموعة = ؟ الدورة = ؟ الفئة = ؟ لذا يشير s2 إلى أن إلكترونات تكافؤ الإسترانشيوم تملأ المستوى الثانوي (s)، يوجد عنصر الإسترانشيوم في الفئة S والمجموعة 2 ويشير رقم 5 في 5 إلى أن عنصر الإسترانشيوم يقع في الدورة 5 5s2 تم تطبيق العلاقة بين التوزيع الإلكتروني وموقع العنصر في الجدول الدوري بطريقة صحيحة. مسائل تدريبية 8. حدّد، دون الرجوع إلى الجدول الدوري المجموعة والدورة والفئة التي تنتمي إليها ذرات العناصر ذات التوزيع الإلكتروني الآتي: [Ne]32 .a [He] 22 .b [Kr]5s2 .c [Xe] 6s .d 9. بالرجوع إلى الجدول الدوري، ما الرمز الكيميائي للعناصر التي لها التوزيعات الآتية لإلكترونات تكافئها : sadi . a s2p3 .b 10. تحفيز اكتب التوزيع الإلكتروني لكل من العناصر الآتية: a عنصر في المجموعة 2 والدورة 4 b. عنصر في المجموعة 12 والدورة 4 s² p6 .c غاز نبيل في الدورة 5 s2d5 .d d. عنصر في المجموعة 16 والدورة 2 التقويم 2-3 الخلاصة 11. الفكرة الرئيسة فسر ما الذي يحدد فئات الجدول الدوري؟ يحتوي الجدول الدوري على 4 فئات هي : 12. حدّد فئة العناصر التي توزيع إلكترونات تكافئها على النحو الآتي: .f, d, p, s s²p4 .a s¹ .b sadi.c s²p¹ .d لعناصر المجموعة الواحدة خواص كيميائية متشابهة . : 13. توقع عنصر الزينون غاز نبيل لا يتفاعل، ويستخدم في المصابيح عناصر المجموعتين 1 و 2 يتطابق فيها عدد الومضية، وهو رديء التوصيل للحرارة والكهرباء. فهل تتوقع أن يكون عنصر الزينون من الفلزات أو اللافلزات أو أشباه الفلزات؟ إلكترونات التكافؤ مع رقم المجموعة. يتطابق رقم مستوى الطاقة الأخير الذي توجد فيه وأين يقع هذا العنصر في الجدول الدوري؟ فسر إجابتك. 14. فسر لماذا تكون عناصر المجموعة الواحدة متشابهة في خواصها الكيميائية ؟ إلكترونات التكافؤ مع رقم الدورة التي يقع فيها 15. نمذج ارسم مخططًا بسيطًا للجدول الدوري، وبين فئات f ،d ،p ،s. العنصر. 118 وزارة التعليم Ministry of Education 2024-1446