نظرة شاملة:
درس الطلاب سابقًا كثيرًا من المفاهيم الكيميائية مثل: حالات المادة، التفاعلات الكيميائية، التركيب الإلكتروني وغيرها، كما تعرفوا على طريقة كتابة الصيغ الكيميائية للمركبات وفق أسس معينة. وفي الصف العاشر تعرفوا على الروابط الكيميائية بين ذرات العناصر، وكيفية كتابة الصيغ الكيميائية باستخدام الجدول الدوري.
لقد تم تأليف هذه الوحدة لتكون مكملة لما درسه الطالب في الصفوف السابقة ، مضيفة إليه مفاهيم كيميائية جديدة تكسب الطالب العديد من المهارات العملية. تتكون هذه الوحدة من فصلين: يختص الفصل الأول بدراسة الصفات الدورية للعناصر في جدول ترتيب العناصر، وتعريف الطالب بخواص بعض العناصر مدعمة بعدد من الاستكشافات التي يكتشف من خلالها عددًا من المفاهيم العلمية. كما سيتعرف الطالب على الصيغ الأولية والجزيئية للمركبات الكيميائية. أما الفصل الثاني فقد ركز على التنبؤ والتخيل بالأشكال الهندسية لبعض المركبات الكيميائية، والتعرف على الروابط بين جزيئات مركب من خلال عدد من الاستكشافات والأنشطة الإثرائية. تتضمن الوحدة عددًا من التطبيقات الحياتية للمفاهيم الكيميائية وبعض المعلومات التي يستفيد منها الطالب عند دراسته للوحدة.
- اطلب إلى الطلاب محاولة الإجابة عن أسئلة الوحدة.
إجابات أسئلة الوحدة:
1- السالبية الكهربائية: قابلية الذرة لجذب الإلكترونات الرابطة بين الذرتين.
طاقة التأين: الطاقة اللازمة لنزع الإلكترون الأبعد عن النواة (الأقل ارتباطًا بالنواة) من الذرة المفردة، وهي في الحالة الغازية.
نصف القطر الذري: (المركبات التساهمية)عبارة عن نصف المسافة بين نواتي ذرتين متجاورتين، ويسمى نصف المسافة بين النواتين بنصف قطر التساهم. معدل نصف المسافة بين ذرتين متجاورتين في بلورة نقية من ذرات العناصر الصلبة.
1- نصف القطر الأيوني: أنصاف أقطار الأيونات الموجبة أصغر من أنصاف أقطار ذراتها، وذلك عند فقدان إلكترون يؤدي إلى الزيادة في قوة الجذب بين النواة والإلكترونات الباقية فيقل الحجم الأيوني. وأنصاف أقطار الأيونات السالبة أكبر من أنصاف أقطار ذراتها، إذ إن دخول إلكترون إلى نفس المستوى يزيد من التنافر بين الإلكترونات فيقل إانجذابها نحو النواة، الأمر الذي يزيد الحجم الأيوني.
2 - الحجم الذري: يقل في الدورة بزيادة العدد الذري، ويزداد في المجموعة بزيادة العدد الذري.
طاقة التأين والسالبية الكهربائية: تزداد عبر الدورة بزيادة العدد الذري، وتقل في المجموعة بزيادة العدد الذري.
3- تعتمد هذه النظرية على ترتيب الذرات حول الذرة المركزية بالاعتماد على تقليل التنافر بين أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة؛ وذلك لجعل الجزيء أكثر استقرارًا وأقل طاقة فتنشأ أشكال هندسية مختلفة ( خطي، منحني، هرم ثلاثي، مثلث مستوى ورباعي الأوجه).
4- قوى التشتت: تعتمد على احتمال تواجد الإلكترونات على جانب واحد من الذرة، أكثر من تواجدها على الجانب الآخر في لحظة معينة فيصبح الجزيء مستقطبًا ولو لفترة قصيرة نتيجة لعدم التوازن بين الشحنات، فنتيجة لهذا الاستقطاب اللحظي تجذب النهاية الموجبة للذرة المستقطبة إلكترونات الذرة المجاورة، وهو ما يؤدي إلى استقطابها هي الأخرى، وبهذه الطريقة تظهر قوى تجاذب قطبية بين الجزيئات.
قوى الجزيئات القطبية: تنشأ قوى نتيجة التجاذب بين الشحنات المختلفة المتكونة على الجزيئات في المركبات القطبية، عندما تنجذب جزيئات المركب إلى بعضها نتيجة لوجود أقطاب موجبة وسالبة، فتنشأ قوى تجاذب كهربائي بين الأقطاب المختلفة.
الرابطة الهيدروجينية: تنشأ الرابطة الهيدروجينية في المركبات التي تحتوي على ذرة الهيدروجين متحدة بذرة ذات سالبية كهربائية عالية، تجذب الذرة ذات السالبية الكهربائية العالية الإلكترونات المشتركة فتتكون عليها شحنة جزيئية سالبة، ويحدث نقص شديد في إلكترونات ذرة الهيدروجين فتتكون شحنة جزيئية موجبة مكونة الرابطة الهيدروجينية.
5- تتحكم القوى بين الجزيئات في خواص المادة، فمثلا يتميز الماء بوجوده في الحالة السائلة وارتفاع درجة غليانه نتيجة الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته بعكس الهيدروكربونات الموجودة في المبيدات الحشرية التي هي عبارة عن غازات مضغوطة؛ وذلك لوجود قوى التشتت الضعيفة بين جزيئاته وغيرها من الأمثلة.
















الفصل الأول:
دورية خواص العناصر في الجدول الدوري
Periodic Trends of Elements

افتتاح الفصل:
يدرس الطالب في هذا الفصل الصفات الدورية للعناصر في الجدول الدوري، وكيفية تغير هذه الصفات بتغير التركيب الإلكتروني لها وربطها بخواص العناصر.كما سيتعرف على الصيغ الأولية والجزيئية وعلاقتها بخواص المواد واستخداماتها. وسيتعرف الطالب من خلال دراسته للفصل بعض المصطلحات الكيميائية الجديدة مثل: طاقة التأين، السالبية الكهربائية، الحجم الذري والأيوني، والصيغة الأولية.
- سيقوم الطلاب بإجراء استكشافات الفصل، وذلك لتحقيق المخرجات المعرفية والمهارية.
1-1تدرج ودورية بعض الخواص في الجدول الدوري
مخرجات التعلم لمادة الكيمياء:
11-1-ج: توضيح كل من المفاهيم التالية: إلكترون التكافؤ، السالبية الكهربائية،طاقة التأين، الحجم الذري والأيوني، الرابطة الأيونية، الرابطة التساهمية، قوى الترابط في الجزيء.
م 2- 11-2 :تصميم أشكال أو جداول لمقارنة أنصاف الأقطار الذرية والأيونية.
م3-11-2: تحليل وإعداد رسوم بيانية للخواص لإيجاد الأنماط والاتجاهات.
1-1-أ الحجم الذري والأيوني.
التقديم والتنظيم:
- اطرح أسئلة على الطلاب مثل:
1- كيف صنفت العناصر في الجدول الدوري؟
2- ما العلاقة بين خواص العناصر وموقعها في الجدول؟
- اطلب إليهم استنتاج العلاقة بين الشحنة النووية والحجم الذري.
- ناقشهم في التركيب الإلكتروني لذرة أحد الفلزات وذرة أحد اللافلزات، ووضح لهم العلاقة بين الحجم الأيوني والحجم الذري للأيونات الموجبة والسالبة وعلاقتها بالتركيب الإلكتروني.

إجابة اختبر فهمك (1):
1- يقل نصف القطر الذري (الحجم الذري) للعناصر في الدورة من اليسار إلى اليمين (بزيادة العدد الذري)، وذلك بسبب زيادة عدد البروتونات (الشحنة النووية)؛ وهو ما يزيد من قوة جذب نواة العنصر لإلكترونات المستوى الأخير فيقل الحجم الذري.
2- نعم مثال الأكسجين أقل من الفلور، سيلينيوم أقل من البروم.
3- العلاقة طردية( أي يزداد نصف القطر الذري بزيادة العدد الذري).
استكشاف إثرائي: تدرج أنصاف أقطار الذرات في الجدول الدوري
الزمن المطلوب: 40 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإجراءات:
1- قم بتوزيع الدورات والمجموعات على الطلاب، بحيث تختار كل مجموعة دورة واحدة ومجموعة واحدة.
2- وضح لهم كيفية حساب طول الأنبوبة بمعلومية نصف القطر الذري وذلك من خلال ضربه في عامل ((1/40. ( يعد هذا العامل مقياسًا للحصول على قياسات ملائمة، حيث استخدم هذا الرقم لأن أصغر ذرة في الجدول الدوري هي ذرة عنصر الهيدروجين ونصف قطره 78، فعند القسمة على 40 يكون الناتج تقريبا 2 كالبداية للقياس. .
3- اطلب إلى كل مجموعة مناقشة نتائجها مع المجموعات الأخرى.
التحليل والتفسير:
1- متشابه في الدورات.
2- يزداد نصف القطر الذري بزيادة العدد الذري لعناصر المجموعة، وذلك بسبب الزيادة في عدد مستويات الطاقة.
إجابة اختبر فهمك (2):
2- العلاقة طردية ( يزداد نصف القطر الأيوني لعناصر المجموعة الواحدة بزيادة العدد الذري ( زيادة عدد المستويات).
3- نلاحظ أن أنصاف أقطار الأيونات الموجبة أقل من أنصاف أقطار ذراتها المتعادلة ( فقدان إلكترون يؤدي إلى الزيادة في قوة الجذب بين النواة والإلكترونات الباقية فيقل الحجم الأيوني)، بينما أنصاف أقطار الأيونات السالبة أكبر من أنصاف أقطار ذراتها( دخول إلكترون إلى نفس المستوى يزيد من التنافر بين الإلكترونات فيقل انجذابها نحو النواة وبالتالي يزيد الحجم الأيوني).
استكشاف (2): العلاقة بين نصف القطر الأيوني والعدد الذري للعناصر في الدورة.
الزمن المطلوب: 30 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإجراءات:
1- اطلب إلى كل مجموعة من الطلاب اختيار إحدى المجموعات الرئيسة لرسم العلاقة بين نصف القطر الأيوني والعدد الذري.


2- اطلب إليهم اختيار إحدى الدورات في الجدول الدوري لرسم العلاقة بين نصف القطر الأيوني والعدد الذري.

العدد الذري
التحليل والتفسير:
1- متشابهة في هذه الدورات، أي الحجم الأيوني يقل بزيادة العدد الذري في الأيونات الموجبة والسالبة.
2- تزداد أنصاف الأقطار الأيونية في المجموعة بزيادة العدد الذري.
1-1-ب طاقة التأين.
التقديم والتنظيم:
- وضح للطلاب العلاقة بين الحجم الذري، وطاقة التأين، والشحنة النووية.
- اطرح عليهم أسئلة مثل: لماذا تكون طاقة التأين الأولى للفلور أعلى بكثير من طاقة التأين الأولى لعنصر الصوديوم؟
أسئلة النص: جدول طاقات التأين:
1- علاقة عكسية (تقل طاقة التأين بزيادة العدد الذري لعناصر المجموعة الواحدة، وذلك بسبب زيادة عدد المستويات والزيادة في بُعد الإلكترون الأخير عن الذرة فيقل جذب النواة وبالتالي تقل طاقة التأين).
2- تزداد طاقة التأين بشكل عام في الدورة بزيادة العدد الذري (أي بالاتجاه من اليسار إلى اليمين)، وذلك لزيادة الشحنة النووية ونقصان الحجم الذري.
3- بسبب الاستقرار في التركيب الإلكتروني ( المدار الأخير مكتمل بالإلكترونات) الأمر الذي يصعب نزع الإلكترون من مستوى الأخير المستقر.
الجدول: وذلك لأنه بعد نزع الإلكترون الأول من الذرة تزداد الشحنة النووية ويقل حجم الأيون الأحادي الموجب عن حجم الذرة فتزداد الطاقة اللازمة لنزع الإلكترون الثاني من الأيون أحادي الشحنة.
إجابة اختبر فهمك (3)
أعلى طاقة تأين: كربون
أكبر نصف قطر ذري: الألومنيوم
1-1-ج السالبية الكهربائية
التقديم والتنظيم:
- ناقش الطلاب حول مفهوم السالبية الكهربائية وتدرجها تجاه المجموعة والدورة.
- اطرح عليهم أسئلة مثل: لماذا لا توجد قيم للسالبية الكهربائية لعناصر المجموعة الثامنة؟ ما أهمية معرفة قيم السالبية الكهربائية؟
- اطلب إليهم أن يقارنوا بين قيم طاقات التأين وقيم السالبية الكهربائية لعناصر المجموعات الرئيسة.
إجابة اختبر فهمك (4):
1- السالبية الكهربائية هي مقياس لميل الذرة لجذب الإلكترونات المشتركة (الرابطة) بين ذرتين متحدتين، والعناصر الخاملة مستقرة في تركيبها الكيميائي فلا تكون مركبات، لذلك ليست لها سالبية كهربائية إلا في حالة تكوين بعض المركبات النادرة مثل XeF6 يكون Xe له قيمة سالبية كهربائية.
2- تزداد السالبية الكهربائية في الدورة بزيادة العدد الذري (بالاتجاه من اليسار إلى اليمين) باستثناء الغازات النبيلة.
3- علاقة عكسية ( تقل السالبية الكهربائية بزيادة العدد الذري).
4- الفلور حوالي 4.10.
إجابة اختبر فهمك (5):
أ- A,B (يكونان أيونات سالبة) B (يمتلك أعلى سالبية كهربائية)
ب- C,D,A,B
تزداد السالبية الكهربائية
ج-أي أن قدرة ذرة الكلور على جذب الإلكترونات المشتركة (الرابطة) تساوي نسبيا 3 على مقياس باولينج.
خلفية علمية:
السالبية الكهربائية هي قدرة الذرة في الجزيء على جذب زوج الإلكترونات الرابطة بين الذرتين، وعليه تحدد نوع الرابطة فيما إذا كانت الرابطة تساهمية مثالية (100%) مثل H2,Cl2 أو تساهمية قطبية. كما أن السالبية الكهربائية تحدد أيضا نوع الترابط بين الجزيئات. هناك مفهوم كيميائي آخر يسمى الألفة الإلكترونية Electron Affinity يعتقد البعض أنه يعبر عن السالبية الكهربائية وهذا غير صحيح، حيث يقصد بالألفة الإلكترونية ميل الذرة لاكتساب الإلكترون وهي في الحالة الغازية ويمكن التعبير عنها بالمعادلة الآتية:
F¬(g) + e- → F-(g) + energy
إن انبعاث الطاقة عند إضافة إلكترون إلى الذرة يشير إلى حالة أكثر استقرارًا لذلك نلاحظ أن بعض الذرات تميل إلى اكتساب الإلكترونات للوصول خلال التفاعلات الكيميائية إلى حالة ثبات أكبر،وتقاس الألفة الإلكترونية بوحدة الكيلوجول/مول (قيم سالبة أي تفاعل طارد) وترتبط بقوة جذب النواة للإلكترونات المكتسبة، حيث تزداد بنقصان الحجم الذري في الدورة بزيادة العدد الذري وتقل في المجموعة بزيادة الحجم الذري زيادة العدد الذري.
1-2 خواص بعض العناصر
مخرجات التعلم لمادة الكيمياء:
11-1-هـ: توظيف الصفات الدورية للعناصر في التعرف على خواص بعض العناصر واستخداماتها.
م2-11-1:تنفيذ خطوات التجربة وضبط متغيراتها للتعرف على خواص بعض العناصر.
التقديم والتنظيم:
- ناقش الطلاب التدرج في الخاصية الفلزية عبر عناصر الدورة والمجموعة.
- وضح لهم أهمية العناصر واستخداماتها في الحياة من خلال اختيار بعض عناصر الدورة الثالثة.
- اطرح عليهم أسئلة مثل: هل هناك عناصر أخرى غير المذكورة لها أهمية في حياتنا اليومية؟ عندما تذهب إلى محل المواد الغذائية، ما العناصر المكونة للفواكه والخضراوات مثلا؟
- اعرض فليم فيديو يوضح خواص واستخدامات وطرق استخلاص بعض العناصر.
- اطلب إليهم إجراء التجربة الأولى في الكراس العملي لدراسة خواص الماغنيسيوم.
إجابة اختبر فهمك (6):
1- Na,Mg,Al (فلزات) P,S,Cl ( لافلزات)
2- كلما زاد العدد الذري في الدورة (بالاتجاه من اليسار إلى اليمين) قلت الخاصية الفلزية.
3- السيلكون (Si ) يشبه في الخواص الفلزات واللافلزات لذلك من الصعب تصنيفها (أي يقع على الخط الفاصل بين الفلزات واللافلزات).
إجابة اختبر فهمك (7):
1- 2
2- 24g/mol
3- درجة الانصهار: 6500C او 12020F
كثافة: 1.738g/cm3
لون: فضي-أبيض
إجابة أسئلة النص:
- يستخدم الماغنيسيوم في صناعة السبائك الخفيفة، وذلك لكونه قليل الكثافة.
1- 2Mg¬(s) + O2(g) → 2MgO¬(s)
2- لأن الماغنيسيوم أنشط من الحديد في السلسة الكهروكيميائية فيكون طبقة عازلة من أكسيد الماغنيسيوم.
1- الكلوروفيل: مركب معقد موجود في أوراق النباتات يقوم بعملية البناء الضوئي.
إجابة اختبر فهمك (:
مياه البحار والمحيطات مستودع مهم للمركبات الكيميائية فيوجد الماغنيسيوم على شكل أملاح ( Mg2+) ويتم استخلاصه كما يلي:
1- ترسب أيونات الماغنيسيوم على شكل هيدروكسيد الماغنيسيوم، وذلك بإضافة هيدروكسيد الكالسيوم أو أكسيد الكالسيوم.
2- يفصل الراسب عن بقية المواد التي تبقى في الماء بواسطة عملية الترشيح.
3- يضاف حمض الهيدروكلوريك فينتج كلوريد الماغنيسيوم الذي يحضر من مصهوره عنصر الماغنيسيوم.
Mg(aq)2+ + CaO(S) → Mg(OH)2 + Ca2+(aq)
Mg(OH)2(s) + HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l)


MgCl2(aq) → Mg(s) + Cl2(g)

الدرس العملي (1) الماغنيسيوم وخواصه:
إجابة أسئلة الإجراءات:
1- رمادي.
2- فضي لامع.
3- أبيض رمادي 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
4- تغيرت إلى اللون الأزرق.
5- يتفاعل الماغنيسيوم ببطءٍ مع الماء، ويتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك أيضًا:
Mg +2 H2O → Mg(OH)2 + H2
Mg + HCl → MgCl2 + H2

إجابة أسئلة التحليل والتفسير:
1- لأن عملية الصنفرة تزيل طبقة الأكسيد الأبيض الرمادي اللون.
2- وذلك لاحتراق الماغنيسيوم تدريجيا.
3- لوجود إلكترونات حرة الحركة.
4- وذلك لتفاعل الماغنيسيوم مع الماء.
5- تتآكل لأن الماغنيسيوم يتفاعل مع الماء.

إجابة اختبر فهمك (9):
1- درجة الانصهار: 14100C.
2- 4 إلكترونات تكافؤ.
3- روابط تساهمية.
إجابة اختبر فهمك (10):
أ‌- درجة الانصهار: 115.20C.
ب‌- يمكن الحصول على الكبريت النقي من الأرض بطريقة فراش، بحيث يتم صهر الكبريت في مكان وجوده باستخدام الماء الحار المضغوط ودفعه على شكل مصهور إلى سطح الأرض باستخدام الهواء المضغوط.
إجابة أسئلة النص:
تسمى عملية تحضير حمض الكبريتيك الحديثة التماس حيث يتم فيها أولا حرق الكبريت إلى إنتاج حمض الكبريتيك:
S(s) + O2(g) ® SO2(g)
SO2(g) + 2O2(g) → 2SO3(g)
SO3(g) + H2O(l) ®H2SO4(aq)
يستخدم البلاتين عاملاً مساعدًا في إنتاج الحمض.
1-3 الصيغ الكيميائية للمركبات
مخرجات التعلم:
11-1-أ: ذكر قواعد تسمية المركبات الأيونية والجزيئية.
11-1-ب: شرح لماذا تمثل صيغ المركبات الأيوينة أبسط نسبة عددية بين الأيونات التي تجعل الشحنة الكلية صفرا.
11-2-أ: شرح صيغ المركبات الجزيئية والأولية بالاعتماد على الرقم الفعلي لذرات الجزيء.
11-1-د: تحديد العمليات الحياتية اليومية والنتائج التي تعزى الى الرابطة الأيونية.
م1-11،1: تكوين توقعات أو تنبؤات حول الروابط الكيميائية والتسمية باستخدام الجدول الدوري.
التقديم والتنظيم:
- اطلب إلى الطلاب إجابة أسئلة اختبر فهمك (11) وأضف صيغًا كيميائية أخرى لكي تتأكد من قدرتهم على تسمية المركبات الكيميائية.
- اشرح لهم كيف يكون مقدار الشحنة الكلية للمركبات الأيوينة يساوي صفرًا مستخدمًا أمثلة توضيحية.
- اطلب إليهم توضيح أهمية المركبات الأيوينة في حياتهم.
- وضح لهم مفهوم الصيغة الأولية والجزيئية وأهميتها في علم الكيمياء.
إجابة اختبر فهمك (11):
أ- كلوريد الألومنيوم. ب- دايكرومات البوتاسيوم.
ج- فوسفات الأمونيوم. د- كبريتيت الكالسيوم.
هـ- نيتريت الصوديوم. و- سيانيد الرصاص.
ز- ثالث أكسيد الكبريت. ح- رابع كلوريد الكربون.
ط- خامس كلوريد الفوسفور.

إجابة اختبر فهمك (12):
نسبة الألومونيوم : الكلور 3:1 حيث إن الألومونيوم يحمل شحنة(+3)، وكل ذرة كلور تحمل شحنة( -1) فتكون المحصلة النهائية تساوي صفرا.
إجابة اختبر فهمك (13):
4.07g + 24.27g= كتلة (C ) + كتلة (H )
= 28.34g
71.66g = = 100-28.34 كتلة (Cl )
4.07÷1.008= 4.04mol = عدد مولات (H )
24.27÷12.01= 2.02 mol = عدد مولات (C)
71.66÷35.45= 2.02 mol =عدد مولات (Cl )

الصيغة الأولية = تقسم عدد المولات على أقل رقم وهو 2.02mol
فتكون النسبة: Cl: C: H
1 2
الصيغة الأولية هي CH2Cl
إجابة اختبر فهمك (14):
1- أ- CH2O (يقسم على 6)
ب- P2O5 ( يقسم على 2)
2- = 30.4g 100-69.6 = كتلة (N )
69.6÷32.0=2.2mol = عدد مولات (S)
30.4÷14= 2.2 mol = عدد مولات (N )
تقسم عدد المولات على الرقم الأصغر فتكون النسبة: 1:1
الصيغة الجزيئية 4= 184÷46 ، 46 الكتلة المولية للصيغة الجزيئية SN ،تضرب الصيغة الأولية في رقم 4 فتكون الصيغة الجزيئية S4N4.









إجابة أسئلة الفصل الأول:
أولا:
1- ج ، 2- ج ، 3- د 4- ب 5- د
ثانيًا:
أ- O2- ب- Cs ج-As


ثالثًا: يتحد أيون الألومونيوم Al3+ مع أيون الأكسجين O2- ، وتكون المحصلة النهائية تساوي صفرًا فإن أيونات 2Al3+ تتحد مع ثلاثة أيونات من 3O2- فيتكون مركب متعادل الشحنة Al2O3.
السؤال الثاني:
أ‌- تزداد طاقة التأين والسالبية الكهربائية عبر عناصر الدورة الثانية والثالثة بزيادة العدد الذري (بالاتجاه من اليسار إلى اليمين).
ب‌- يقل نصف قطر الذري بزيادة العدد الذري، وذلك بسبب الزيادة في الشحنة النووية التي تزيد من قوة التجاذب بين النواة وإلكترونات مستوى التكافؤ.
ج- Be2+, Mg2+,Ca2+,Sr2+
يزداد الحجم الأيوني

السؤال الثالث:
أ- Be(g) + 900kJ → Be(g)+ + e-

ب- تزداد طاقة التأين عبر عناصر الدورة بزيادة العدد الذري (بالاتجاه من اليسار إلى اليمين) العناصر الشاذة: B.O.
ج-



2-
أ- 14+ 30.97 + 2x35.45= 115.87g/mol = الكتلة المولية للصيغة الأولية
347.66÷115.87= 3
تضرب الصيغة الأولية بالعدد 3 فتصبح N3P3Cl6
ب- تساهمي لأن العناصر المكونة للمركب جميعها لافلزية.
3- Nيتحد O : N2O3 ( ثالث أكسيد النيتروجين)
NO2 ( ثاني أكسيد النيتروجين).
NO (أول أكسيد النيتروجين).
N2O (أكسيد النيتروز).
N2O4 (رابع أكسيد النيتروجين).
N2O5 ( خامس أكسيد النيتروجين).
S يتحد F : SF2 (ثاني فلوريد الكبريت).
SF6 ( سادس فلوريد الكبريت).
P يتحد مع Cl : PCl3 ( ثالث كلوريد الفوسفور).
PCl5 (خامس كلوريد الفوسفور).
Na يتحد مع I يكون مركب واحد فقط وهو NaI (يوديد الصوديوم).















الفصل الثاني: الأشكال الهندسية للجزيئات وقوى الترابط بينها
Molecular Shape & Intermolecular Forces

افتتاح الفصل:
تتوزع الذرات في الجزيئات في ثلاثة أبعاد مكونة أشكال هندسية مختلفة بحيث تصل من خلالها إلى أكبر حالة من الاستقرار. سوف يدرس الطالب في هذا الفصل الكيفية التي تتوزع فيها الذرات معتمدًا على عوامل عدة ، كما سيتعرف على أنواع الروابط بين الجزيئات والعلاقة بين السالبية الكهربائية ونوع الرابطة بين الجزيئات.وسيتعرف أيضا بعض المصطلحات الكيميائية الجديدة مثل: الرابطة القطبية، والرابطة الفلزية، والرابطة الهيدروجينية، والمركبات القطبية.
- سيقوم الطلاب بإجراء استكشافات الفصل، وذلك لتحقيق المخرجات المعرفية والمهارية واكتشاف المفاهيم الكيميائية الجديدة.
2-1: مخطط التمثيل النقطي للإلكترونات: Electron dot diagrams
مخرجات التعلم:
11-1-ج: توضيح كل من المفاهيم التالية: إلكترون التكافؤ، السالبية الكهربائية،طاقة التأين، الحجم الذري والأيوني، الرابطة الأيونية، الرابطة التساهمية، قوى الترابط في الجزيء.
11-2-ب:استخدام أزواج الإلكترونات لرسم النماذج النقطية للإلكترونات في الجزيئات.
م2-11-2: رسم التمثيل النقطي للإلكترونات وتكوين نماذج لمركبات أيونية وتساهمية.
التقديم والتنظيم:
- استخدم الجدول الدوري في توضيح عدد إلكترونات التكافؤ للعناصر، واطلب إلى الطلاب إجابة أسئلة اختبر فهمك (1).
- اطرح عليهم عدة أسئلة مثل: ما أهمية إلكترونات التكافؤ؟ لماذا نستخدم طريقة لويس في تمثيل الروابط ؟
- اطلب إليهم تمثيل الروابط باستخدام المخطط النقطي لعدد من الجزيئات.
إجابة اختبر فهمك (1):
F= 7 ، K= 1 ، N= 5 ، O= 6 ، Be= 2 ، Br = 7 ، Ca=2
إجابة اختبر فهمك (2):
أ-



ب-




ج-



2-2: نظرية تنافر أزواج الإلكترونات في مستوى التكافؤ: valance ،،،،l electron-pair repulsion theory VSEPR
مخرجات التعلم:
11-2-ج: كتابة الصيغ البنائية لمركبات جزيئية بسيطة ويستخدم نظرية VSEPR للتنبؤ بأشكال الجزيئات الخطية، المنحنية، رباعية الأوجه، الهرمي والمثلث المستوي.
م2-11-4: رسم التمثيل النقطي للإلكترونات وتكوين نماذج لمركبات أيونية وتساهمية.
التقديم والتنظيم:
- وضح للطلاب نص نظرية VSEPR وكيف أن الأشكال الهندسية تعتمد على تقليل التنافر بين أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة.
- اطلب إليهم إجابة أسئلة اختبر فهمك (3).
- ناقشهم في كيفية تكون الأشكال الهندسية المختلفة من الخطي إلى رباعي الأوجه مبينا الخطوات التي يجب اتباعها.
- اطلب إليهم استخدام صندوق النماذج لتكوين أشكال بعض الجزيئات مثل: CO2,H2O,NH3,CH4
- اطلب إليهم إجراء التجربة (2) في الكراس العملي.
إجابة اختبر فهمك (3):
F2O أ- الذرة المركزية (O ) 6 إلكترونات التكافؤ.
ب- ترتبط بذرتين.
ج- 4 إلكترونات غير مرتبطة.

CO2 أ- الذرة المركزية (C ) 4 إلكترونات تكافؤ.
ب- ترتبط بذرتين.
ج- لا توجد إلكترونات غير مرتبطة.

PH3 أ- الذرة المركزية ( P ) 5 إلكترونات تكافؤ.
ب- ترتبط بثلاث ذرات.
ج- إلكترونين غير مرتبطين.

AlCl3 أ- الذرة المركزية (Al ) ثلاثة إلكترونات تكافؤ.
ب- ترتبط بثلاث ذرات.
ج- لا توجد إلكترونات غير مرتبطة.

NaH أ- شكل هذا الجزيء خطًيا، ولا توجد ذرة مركزية، ويوجد إلكترون تكافؤ واحد في كل من الذرتين. لا توجد إلكترونات غير مرتبطة.


إجابة اختبر فهمك (4):
H2S ( يجب أن تكون الإلكترونات غير المرتبطة أبعد ما يمكن) الشكل منحني والزاوية تقريبا 102.50.


CaH2 الشكل خطي والزاوية 1800


استكشاف (1) أشكال الجزيئات:
الزمن: 15 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإجراءات:
1- اطلب إلى الطلاب تنفيذ خطوات الاستكشاف.
2- اطلب إلى أحدهم رسم الشكل الذي حصل عليه على السبورة وناقشهم في مدى صحة هذا الشكل.
التحليل والتفسير:
1- مستوى واحد.
2- 1200C.
3- مثلث متساوي الأضلاع (مثلث مستوي).
أسئلة النص:
PCl3 تركيب لويس:
يوجد زوج واحد غير مرتبط فيكون شكل الجزيء هرمي والزاوية بين الذرات تساوي تقريبا 1070.



إجابة اختبر فهمك (5):
1- للمقارنة بين H2O و CO2 والتوصل إلى شكل الجزيء يجب الأخذ بعين الاعتبار أزواج الإلكترونات غير المرتبطة على الذرة المركزية.
H2O : الذرة المركزية (O ) وعند الارتباط يصبح لديها زوجان من الإلكترونات غير المرتبطة، وللتقليل من قوة التنافر بين أزواج الإلكترونات غير المرتبطة والمرتبطة في الذرة المركزية فيكون شكل الجزيء منحًنا كما هو موضح:





CO2: الذرة المركزية( C ) وترتبط برابطتين مع كل ذرة أكسجين، ولا توجد أزواج إلكترونات غير مرتبطة، ويكون شكل الجزيء خطيًّا لوجود الرابطة الثنائية بين ذرة الكربون وكل من ذرتين الأكسجين كما هو موضح:

SF6 الشكل يسمى ثماني السطوح ( الأوجه).




استكشاف (2) بناء نماذج للجزيئات:
الزمن: 40 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإعداد المسبق:
اطلب إلى الطلاب رسم المخطط النقطي للجزيئات في دفاترهم المذكورة في خطوة رقم( 1 ) قبل إجراء الاستكشاف.
الإجراءات:
1- وضح لهم أن هناك ألوانًا للكرات التي تمثل الذرات المركزية متعارف عليها دوليًّا مثل: كربون (أسود)، هيدروجين (أبيض)، أكسجين (أحمر)، نيتروجين (أزرق)، كلور (أخضر)، بروم (بني).
2- اطلب إليهم تسجيل البيانات في الجدول الآتي:
الصيغة الجزيئية المخطط النقطي الشكل الهندسي المتوقع مع تحديد الزاوية اسم الشكل الهندسي
C2H2 مستوي 1800 مستوي
C2H4 مستوي 1800 مستوي
C2H6 خطي 1800 خطي (كل ذرة كربون تشكل رباعي الأوجه)
CH4 رباعي الأوجه 109.50 رباعي الأوجه
NH3 هرمي 1070 هرمي
CO2 خطي 1800 خطي
H2O منحني 104.50 منحني
HCl خطي 1800 خطي
H2 خطي 1800 خطي

التحليل والتفسير:
1- معرفة أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة تسهل تحديد الشكل الهندسي.
2- مثلا: C2H6 رسم الشكل
جميع الإلكترونات مرتبطة، وكل ذرة كربون تكون ثلاثة روابط مع الهيدروجين ورابطة مع ذرة الكربون الأخرى.
خلفية علمية: الرنين
ينشأ الرنين عندما يكون هناك احتمال لوجود أكثر من صيغة بنائية للجزيء. يمكن لبعض أنواع الروابط أن يكون لها أكثر من شكل نقطي (مثلا الأوزون O3). ففي الشكل النقطي تكون الذرة المركزية لها رابطة أحادية مع إحدى الذرات الأخرى ورابطة ثنائية مع الأخرى، ولا يمكن للشكل النقطي أن يحدد أيًا من الذرات لها رابطة ثنائية, فكل من الصيغتين لهما نفس الفرصة لحدوث الرابطة الثنائية،وهذان التركيبان المحتملان يكونان ما يسمى بالرنين.


وهناك مركب آخر يكون له صيغتان هو ثاني أكسيد الكبريت (SO2 ).




الدرس العملي (2) أشكال الجزيئات:
إجابة أسئلة الإجراءات:
،،،، على الطالب أن يحاول في الخطوة (ب) حتى يحصل على زوايا متساوية.
ب:
الأعواد أحمر مع أازرق أحمر مع أصفر أحمر مع أخضر أزرق مع أصفر أزرق مع أخضر أصفر مع أخضر
الزاوية 109.50 109.50 109.50 109.50 109.50 109.50
د- رباعي الأوجه
إجابة أسئلة التحليل والتفسير:
1- متساوية
2-


3- لا، لاختلاف أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة في هذه الجزيئات.
4- بعضها قطبية مثل الماء والأمونيا وذلك لأن محصلة القوى القطبية لا تساوي صفرًا بعكس جزيء الميثان الذي يكون غير قطبي؛ وذلك لأن محصلة القوى القطبية تساوي صفرًا.

2-3العلاقة بين أشكال الجزيئات وقطبيتها: Polarity & Molecular Shape
مخرجات التعلم:
11-2-د: استخدام السالبية الكهربائية وشكل الجزيء في تحديد قطبية الجزيئات.
م4-11-1: تبادل الأفكار مع الآخرين حول ربط العلاقة بين أشكال الجزيئات وقطبيتها.
التقديم والتنظيم:
- اسأل الطلاب: هل هناك علاقة بين الشكل الهندسي لجزيء ما وخواصه؟ وضح ذلك
- وضح لهم كيفية تحديد قطبية المركبات.

إجابة اختبر فهمك (6)
1- أ- NCl3 ( قطبي) ، ب- BeH2 ( غير قطبي)
ج- O2 ( غير قطبي) ، د- CHCl3 ( قطبي)

3- أ- روابط تساهمية بين الذرات في المركبين.
ب- BCl3 الشكل الهندسي لهذا الجزيء مثلث متساوي الأضلاع يكون مركبًا غير قطبي.
بينما فيNCl3 وجود زوج من الإلكترونات غير المرتبط يكون شكل هرم ثلاثي فينتج جزيئًا قطبيًًا.





خلفية علمية: العزم القطبي
يمكن التعرف على مدى قطبية مركب ما عملًيا عن طريق قياس ما يعرف باسم ( العزم الكهربائي .( Electric Dipole moment ويعرف العزم القطبي بأنه قابلية جزيئات المادة للانتظام في مجال كهربي، فالقيم الكبيرة للعزوم القطبية تشير إلى مواد ذات قطبية عالية .
وهناك عامل آخر مؤثر في قطبية الجزيئات وهو الشكل الهندسي الفراغي، فالمركبات التي تتخذ جزيئاتها أشكالاً هندسية متماثلة مثل خطي أو مثلث متساوي الأضلاع (Symmetric) تكون غير قطبية حتى ولو كان الفرق في السالبية الكهربية للعناصر المكونة لها كبيرًا ؛ وذلك لأن محصلة العزم الكهربية في الجزيء المتماثل تساوي صفرًا والأشكال التالية توضح العزم القطبي:



استكشاف (3) : الجسم المشحون والقطبية
الزمن: 40 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإجراءات:
1- اطلب إلى الطلاب تنفيذ خطوات الاستكشاف بدقة.
2- اسألهم عن نوع شحنة قضيب الأبونيت، ونوع شحنة ساق زجاجية بعد دلكهم.
3- اطلب إليهم كتابة النتائج في الجدول الموضح في خطوة(5):
نوع السائل المستخدم تأثير الجسم المشحون على السائل
الماء ينجذب
زيت نباتي لا يتأثر
أيثانول ينجذب
زيت معدني لا يتأثر
التحليل والتفسير:
1- المركبات القطبية تحمل شحنة كهربائية تنجذب نحو الجسم المشحون بعكس المركبات غير القطبية التي لا تحمل شحنة كهربائية ولا تتأثر عند تقريب جسم مشحون إليها.
2- NCl3, HI.

استكشاف (4): قطبية الألوان المائية
الزمن: 40 دقيقة
حجم الطلاب: 5-6 طلاب.
خلفية علمية: التحليل الكروماتوجرافي.
التحليل الكروماتوجرافي: هي طريقة حديثة لفصل وتنقية المواد الكيميائية المختلطة. تعتمد هذه الطريقة على أن مكونات المخلوط توزع نفسها بنسب مختلفة بين مكوني نظام ثنائي أحدهما متحرك والآخر ثابت، في عام(1906) م تمكن العالم الروسي ميشيل تويست من تحليل مادة الكلوروفيل بعملية سماها التحليل الامتزازي الكروماتوجرافي.
في عملية التحليل الكروماتوجرافي يمرر الخليط المراد فصله مذابًا في مذيب آخر سائل أو غازي (الصنف المتحرك) خلال صنف ثابت، حيث تتحرك مكونات الخليط بسرعات مختلفة مع الصنف المتحرك على سطح الصنف الثابت، وذلك لاختلاف شدة ارتباط كل مكون من مكونات الخليط مع كل من الصنفين الثابت والمتحرك.
الصنف المتحرك: يتكون من الخليط المراد فصله مذابًا في مذيب سائل أو غازي.
الصنف الثابت: هو الدعامة التي تتم عليها عملية الفصل، وهو إما أن يكون صلبًا أو سائلاً.
يعتمد فصل المركبات في هذه الطريقة على قطبية كل من المادة المذابة والوسط الثابت والوسط المتحرك، وأيضًا على قوى الترابط بين جزيئاتهم، فإذا كان الصنف الثابت مادة قطبية مثل جليكول الإيثيلين أو الماء، يستخدم المذيب في الوسط المتحرك مادة غير قطبية أو قليلة القطبية مثل الهكسان، فيفصل أولاً المذاب الأقل قطبية. أما إذا كان الصنف الثابت مادة غير قطبية ( هيدروكربون ) يكون الوسط المتحرك مذيبًا قطبيًا مثل الميثانول أو الماء وللمادة المراد فصلها، أما الوسط المتحرك فيكون مختلفًا في القطبية.
ويعد التحليل الكروماتوجرافي من أهم طرق الفصل الحديثة كطريقة سهلة وسريعة تحافظ على كيان المركبات المراد فصلها وتصلح لفصل مكونات أي مخلوط سواء كان في الحالة الصلبة أم السائلة أم الغازية، وكان لهذا النوع من التحليل في التقدم الملموس في كيمياء البروتينات والمضادات الحيوية والهرمونات والفيتامينات ....إلخ .
الإجراءات:
1- اطلب إلى الطلاب تتبع خطوات الاستكشاف بدقة.
2- وضح لهم أن هذا النوع من التحليل يسمى بالتحليل الكروماتوجرافي.
3- يمكنك استخدام ألوان الطعام في حالة عدم توفر ألوان مائية.
4- قم بثني ورقة الترشيح حسب الخطوات أمامهم ثم اطلب إليهم القيام بذلك في مجموعاتهم.
التحليل والتفسير:
1- الألوان التي تكون أكثر ارتفاعا هي أكثر قطبية.
2- حسب الارتفاع، فالمادة التي انتشرت بسرعة في الماء هي الأكثر قطبية، و المادة التي كانت حركتها بسيطة هي الأقل قطبية.
ملاحظة: تلاحظ أن بعض الألوان عبارة عن خليط من عدة ألوان حيث سيظهر على الورقة انفصال الألوان المكونة للون ما (مثال:اللون الأخضر عبارة عن مزيج من اللونين الأصفر والأزرق).


2،4 قوى الترابط بين الجزيئات: Intermolecular forces
مخرجات التعلم:
11-1،ج: توضيح كل من المفاهيم التالية: إلكترون التكافؤ، السالبية الكهربائية،طاقة التأين، الحجم الذري والأيوني، الرابطة الأيونية، الرابطة التساهمية، قوى الترابط في الجزيء.
11-2-هـ: تفسير القوى بين الجزيئات مثل: القوى القطبية، قوى لندن، الرابطة الهيدروجينية، الرابطة الفلزية.
11-2-و: ربط خواص المواد التي نستخدمها في حياتنا اليومية بنوعية الروابط التي تربط بين جزيئاتها.
م1-11-1:كتابة فرضيات عن خواص المواد الجزيئية معتمدًا على قوى الترابط بينها.
التقديم والتنظيم:
- اسأل الطلاب: لماذا تختلف المواد في خواصها الفيزيائية والكيميائية؟
- ارسم شكل جزيء H2 و HCl ووضح لهم العلاقة بين قيم السالبية الكهربائية وقوى التجاذب القطبي.
- اسألهم عن رأيهم في كيفية تجاذب ذرات الغازات النبيلة مع بعضها البعض؟
- فسر لهم كيف تنشأ قوى لندن للتشتت.
- اسألهم عن العوامل التي ثؤثر على قوى لندن للتشتت.


إجابة أسئلة النص:
1- يلعب الشكل الجزيئي دورًا مهمًّا في تحديد درجة الغليان أو الانصهار، ففي المركبات العضوية كلما زاد طول السلسلة الكربونية ازدات قوة التجاذب بين الجزيئات فارتفعت درجة الغليان.
2- ب: أكبر
1- F2,Cl2,Br2
تزداد الكتلة المولية فتزداد قوة التماسك فترتفع درجة الغليان.

2- نفس اتجاه الكتلة المولية ( بسبب زيادة عدد الإلكترونات تزداد قوى لندن للتشتت).
3- علاقة طردية
إجابة اختبر فهمك(7):
1- لأن الكتلة المولية للفلور والكلور أقل من البروم والبروم أقل من اليود. F,Cl,Br,I
تزداد الكتلة المولية
فكلما زدات الكتلة المولية ازدادت قوى لندن للتشتت فيزداد تماسك الجزيء.
2- ترتبط ذرات الغازات النبيلة بقوى لندن، وهذه القوى تكون ضعيفة فتكون درجة الغليان صغيرة.
استكشاف (5): الترابط بين الجزيئات
الزمن: 35 دقيقة.
حجم المجموعة: 5-6 طلاب.
الإجراءات:
1- اسأل أحد الطلاب : هل تعتقد أن مادة اليود تحتاج إلى درجة حرارة عالية لتفكيك جزيئاتها؟ وضح ذلك.
2- اطلب إليهم تتبع خطوات الاستكشاف بدقة.
التحليل والتفسير:
1- وذلك لضعف الروابط بين جزيئات (قوى لندن للتشتت).
2- عملية التسامي: هي تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية بعد مرورها بفترة قليلة جدًّا بالحالة السائلة، حيث إن هناك خطأ شائعًا بأن عملية التسامي لا تمر بالحالة السائلة وهذا غير صحيح.
3- اليود: مركب تساهمي بينما كبريتات النحاس مركب أيوني.
4- ترتبط جزيئات كبريتات النحاس برابطة أيوينة وهي القوى بين الجزيئات.
Eالرابطة الهيدروجينية:
التقديم والتنظيم:
- وضح للطلاب أن الروابط الهيدروجينية تحدث فقط بين الجزيئات التي يكون فيها الهيدروجين مرتبط بذرة ذات سالبية كهربائية عالية مثل: النيتروجين، والفلور، والأكسجين.
- اسألهم ما هي الخواص الفريدة التي يتمتع بها الماء؟
- اشرح لهم الترابط الهيدروجيني بين جزيئات الماء مستخدما شفافية أو لوحة.
- اطلب إليهم رسم الشكل الهندسي لجزيء الماء.
إجابة اختبر فهمك (:
1، 2،3
H2O (الشكل منحني فالجزيء قطبي، وذلك لأن محصلة القوى القطبية لا تساوي صفرًا).



NH3 (الشكل هرم ثلاثي لوجود زوج من الإلكترونات غير مرتبط فيكون الجزيء قطبيًا وذلك لأن محصلة القوى القطبية لا تساوي صفرًا).




CH4 (الشكل رباعي الأوجه و الجزيء غير قطبي، لأن محصلة القوى القطبية تساوي صفرًا).




H2S ( الشكل منحني لوجود زوجين من الإلكترونات غير مرتبطة ويكون الجزيء قطبيًّا، وذلك لأن محصلة القوى القطبية لا تساوي صفرًا).




HI (الشكل خطي و الجزيء قطبي لوجود رابطة قطبية واحدة)





H2O2 ( يكون شكلين مختلفين ويكونان غير قطبيين، ويعد الشكل الهندسي بشكل عام خطيًا، وذلك لأن محصلة القوى القطبية لا تساوي صفرًا).








3- الماء: رابطة هيدروجينية
فوق أكسيد الهيدروجين: رابطة هيدروجينية ضعيفة.
فلوريد الهيدروجين: رابطة هيدروجينية.

إجابة اختبر فهمك (9):
1- تتفاوت درجات الغليان حيث تكون أعلى ما يمكن في الماء، وأقل ما يمكن في الميثان.
2- لأن الميثان جزيء غير قطبي وترتبط جزيئاته بقوى لندن للتشتت.
3- HI قوى ثنائية القطب، NH2OH رابطة هيدروجينية.
Eالرابطة الفلزية:
التقديم والتنظيم:
- اسأل الطلاب ما الذي يربط ذرات الألومنيوم أو النحاس في قطعة متماسكة؟
- وضح لهم كيف تنشأ الرابطة الفلزية.
- اسألهم كيف تساعد الرابطة الفلزية في تفسير خواص الفلزات؟
- وضح لهم أهمية معرفة قيم قابلية التوصيل الكهربائي للفلزات.
إجابة أسئلة النص:
السؤال: إن الإلكترونات الموجودة في المستوى الأخير لذرات العناصر الفلزية ضعيفة الارتباط بنواة الذرة، فسر ذلك.
الإجابة: بسبب انخفاض طاقة التأين للفلزات، حيث إن طاقة التأين في الجدول الدوري تزداد من اليسار إلى اليمين.
السؤال: فسر: قدرة عنصر الألومنيوم على التوصيل الكهربائي أقل من قدرة عنصر الصوديوم.
الإجابة:يعتمد التوصيل الكهربائي على درجة حرية الإلكترون التي بدورها تعتمد على طاقة التأين، فطاقة التأين للصوديوم أقل من طاقة التأين لعنصر الألومونيوم، ولذلك تكون درجة حرية الإلكترونات في فلز الصوديوم أكبر منها في الألومونيوم.
السؤال: فسر: يستخدم النحاس في صناعة أسلاك الكهرباء.
الإجابة: لأن قدرة النحاس على التوصيل وقابليته للطرق والسحب كبيرة لاحتوائه على إلكترون واحد.
إجابة اختبر فهمك (10):
1- لوجود إلكترونات حرة الحركة.
2- الرابطة التساهمية: تنشأ نتيجة جذب نواتي الذرتين لأزواج الإلكترونات المرتبطة بها.
الرابطة الفلزية: تنشأ بين أيونات الفلز الموجبة وإلكترونات حرة الحركة.












إجابات أسئلة الفصل الثاني

1- ( ج ) 2- (ب) 3- (ج) 4- (أ) 5- (ب)

ثانيا: : CF4 غير قطبي


OF2 : قطبي


NI3 : قطبي


HCN : قطبي



ثالثا: مركب هيدريد السيلكون مركب غير قطبي وذلك لعدم وجود إلكترونات غير مرتبطة، ينشأ الشكل الهندسي رباعي الأوجه فيكون اتجاه القوى متعاكسين.



السؤال الثاني:
يتميز الماء بارتفاع درجة غليانه وذلك لوجود الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته، أما بالنسبة لبقية الجزيئات فإن درجات غليانها تزداد بزيادة الكتلة المولية ولكنها جميعا أقل من درجة غليان الماء، لأن الروابط بين جزيئات كل منها هي ثنائية القطب.

السؤال الثالث:
أ‌- CHCl3 ( كتلته المولية أكبر من بقية الجزيئات).
ب‌- NH3 ( لوجود الرابطة الهيدروجينية بين جزيئاته).
ج- Cs( لكبر حجم الذرة تقل قوة الرابطة الفلزية).

2- HI :
PF3:
ClF :


3- Ca : 2 ، Br : 1 ، O: 2 ، S :2
P : 3 Si : 4




دليل المعلم / الصف الحادي عشر
المحاليل والأحماض والقواعد
Solutions , Acids and Bases
نظرة شاملة :
تبرز أهميّة دراسة كيمياء المحاليل والأحماض والقواعد في كونها مواد ذات أهميّة كبرى في حياتنا اليومية ، حيث إنها تدخل في غذائنا وفي كثيرٍ من المواد التي نستخدمها ، كما أنّ لها مكانة واسعة ومهمة في الصناعة ، وأيضًا في دراساتنا الكيميائية العملية ، فكثير من التفاعلات التي نجريها في المختبر تكون فيها المواد الكيميائية على صورة محاليل.

وتعدّ المحاليل المائية للأحماض والقواعد من أهمّ المحاليل لكونها محاليل ذات أهميّة حيوية بالغة ، فالتفاعلات الحيوية التي تحدث داخل أجسامنا تتم في وسط مائي حمضي أو قاعدي ، وأي اختلاف ولو كان بسيطًا في تركيز هذه المحاليل قد يحدث تغييرًا في هذه التفاعلات وقد ينتج عنه اختلال في وظائف الأعضاء.

تتكون هذه الوحدة من فصلين هما: الفصل الثالث عن المحاليل ، وفيه سيتعرف الطالب العوامل المؤثرة على الذوبانية والخواص التجميعية للمحاليل . والفصل الرابع يبحث في الأحماض والقواعد، وفيه سيتعرض الطالب لمفاهيم عديدة مثل الحمض القوي والحمض الضعيف، والقاعدة القوية والقاعدة الضعيفة، والأحماض الأحادية والأحماض عديدة البروتونات, والقواعد الأحادية وعديدة الهيدروكسيل وغيرها. كما سيكتسب الطلاب مهارات الدقة في التصنيف والتحليل والاستنتاج والتفسير وغيرها من خلال الاسكتشافات والتجارب العملية.
- اطلب إلى الطلاب الإجابة عن أسئلة مقدمة الوحدة .

إجابات أسئلة الوحدة:
1- يعود السبب في ذلك إلى أن كلوريد الصوديوم يتأين كليًا عند ذوبانه في الماء (جميع جزيئاته تتحول إلى أيونات) ، حسب المعادلة التالية :
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
أما عند ذوبان السكر في الماء فإنه يتفكك إلى جزيئات .
2- ينقل هيموجلوبين الدم الأكسجين من الرئتين إلى خلايا الجسم مؤكسدًا المواد الغذائية ومعطيًا الطاقة للجسم .
3- يصاحب عملية الذوبان تغيرًا حراريًا سواء بامتصاص حرارة أم انطلاق حرارة ، وهذا بالطبع يعتمد على طبيعة كل من المذاب والمذيب.
4- نستطيع التمييز بين قوة كل من الأحماض والقواعد من خلال قياس الرقم الهيدروجيني ، وهو بالطبع يعتمد على تركيز الحمض والقاعدة .
5- يقصد بالرمز pH الرقم الهيدروجيني ، وهو يحدد مدى حموضة المحلول ، وتكون قيمه بين صفر (أكثر حموضة) و 14 (أكثر قاعدية)، والرمز pOH يحدد مدى قاعدية المحلول ، وتكون قيمه بين صفر (أكثر قاعدية) و 14 (أكثر حموضة) ، ومن المعلوم أن مجموع pH و pOH لأي محلول تساوي 14 .




الفصل الثالث
المحـــاليـــل
Solutions

افتتاح الفصل :
سوف يتم في بداية هذا الفصل تذكير الطالب بما درسه عن المادة النقية والمخلوط سواء كان متجانسا أم غير متجانس في الصفوف السابقة .
وفي ضوء ذلك سوف يستكمل الطلاب دراستهم في هذا الفصل المحاليل وأنواعها، والعوامل المؤثرة على الذوبانية للمواد المختلفة في بعضها ، كما سيتعرفون كيفية التمييز بين المواد الموصلة والمواد غير الموصلة للتيار الكهربائي ، ثم سيتم التطرق إلى أنواع قياس تركيز المحاليل وحساباتها ، بالإضافة الى دراسة موضوع الخواص التجمعية للمحاليل .

3-1-1 المحاليل في الأنظمة الحيوية Solutions in Living Systems
3-1-2 المحاليل في الأنظمة غير الحيوية Solutions in Non-living Systems :
مخرجات التعلم :
11-3- أ : استرجاع أنواع المواد النقية والمخاليط ، وتفسير طبيعة المخاليط المتجانسة.
11- 3 - ب: إعطاء أمثلة من الأنظمة الحيوية وغير الحيوية توضح كيف أن ذوبان الأشياء في الماء متطلب أساسي للتغير الكيميائي.
التقديم والتنظيم :
- ابدأ الفصل بتذكير الطلاب ما درسوه فيما يتعلق بالمحاليل والمخاليط ، وذلك بطرح مجموعة من الأسئلة مثل :
1- وضح المقصود بالمفاهيم التالية : المادة النقية ـ المخلوط المتجانس – المخلوط غير المتجانس .
2- صنف المواد الآتية إلى عناصر ـ مركبات ـ مخاليط متجانسة ـ مخاليط غير متجانسة : ] ملح الطعام ـ التربة ـ الكالسيوم ـ ماء الصنبور ـ الصخر ـ الزجاج ـ الأكسجين ـ قطعة الصابون[ .
3- اذكر أمثلة من منزلك عن مخاليط متجانسة وغير متجانسة .
5- أعط أمثلة على بعض أنواع المحاليل التي تعرفها حسب حالة المذيب والمذاب.
- استعن ببعض الأدوات والمواد المتوافرة في المختبر أو البيئة ، وذلك للتمييز بين المادة النقية والمخاليط كونها متجانسة أو غير متجانسة .
- اطلب إليهم تذكر خواص الماء الفريدة والتي تمت الإشارة إليها في الوحدة الأولى.
- اطرح بعض الأسئلة القبلية بحيث تكون كمدخل لبداية الدرس وتتعلّق بجزيالماء مثل :
1- ما نوع الرابطة بين جزيئات الماء ؟ صف كيف تتكون بين جزيئاته؟
2- ما شكل جزي الماء ؟ وكم يبلغ مقدار الزاوية بين جزيئاته ؟
3- هل الماء مركب قطبي ؟
4- ما نوع المواد التي يمكن أن تذوب في الماء ؟
5- لماذا تذوب معظم المركبات الأيونية في الماء؟
- وضح لهم الدور الذي يلعبه الماء سواء في النظام الحيوي أم النظام غير الحيوي .
- اطلب إليهم إعطاء أمثلة أخرى غير المذكورة في الكتاب عن المحاليل في الأنظمة الحيوية أو الأنظمة غير الحيوية بهدف تعُرف مدى قدرتهم على الطلاقة.
- حاول التواصل مع زملائك معلمي مادة الأحياء في تبادل المعلومات ونقل الخبرات.
- اطلب إليهم الإجابة عن أسئلة اختبر فهمك (1) .
إجابة اختبر فهمك (1) :
1- لأن الماء يوفر وسطا أيونيا لارتباط المواد المتفاعلة بأنزيماتها ويحافظ على ثبات درجة حرارة الوسط التفاعلي ، وكبر سعته الحرارية .
2-
السائل اللمفاوي السيتوبلازم
الماء والأملاح والغازات والمواد الغذائية والفضلات الخلوية الذائبة في الماء . الماء والبروتينات والدهون والسكريات والأملاح الذائبة في الماء وعضيات الخلية وبعض الأنزيمات .

3- يعمل الماء في النظام الحيوي كوسط مثالي لحدوث التفاعلات الحيوية بينما يكون دوره في النظام غير الحيوي زيادة السطح المعرض للتفاعل بين الجزيئات ،
ويزيد من فرصة التقاء الجزيئات وتصادمها وهو ما يزيد من ذوبانيتها .

4- حالات الجفاف تحدث نتيجة لفقدان كميات كبيرة من سوائل الجسم (الماء والأملاح) ، وبسببه تفقد الخلايا التوازن الإسموزي وبذلك يفقد الجلد حيويته ومرونته.

3-2 المواد الموصلة والمواد غير الموصلة للتيار الكهربائيElectrolytes and Non -electrolytes :
مخرجات التعلم :
11-3- د : المقارنة بين المحاليل الموصلة للتيار الكهربائي ( الإلكتروليتات)، والمحاليل غير الموصلة للتيار الكهربائي (اللالكتروليتات).
م4-11-2 : تبادل الأسئلة والمناقشات حول بيانات ونتائج التراكيز التي جمعها كل طالب مع بقية أعضاء المجموعة والمجموعات الأخرى .

إجابة اختبر فهمك (6) :
18% = حجم المادة المذابة ÷ 30 × 100%
حجم المادة المذابة × 100 = 30 × 18 = 540
حجم المادة المذابة = 540 ÷ 100 = 5.4 L
حجم المادة المذابة = 5.4 × 1000 = 5400 mL
حجم حمض النتريك النقي = 5400 mL = 5.4 L

إجابة اختبر فهمك (7) :
1-
33% = كتلة المادة المذابة ÷ 40 × 100%
كتلة المادة المذابة × 100 = 40 × 33
= 1320
كتلة المادة المذابة = 1320 ÷ 100 = 13.2 g
كتلة غاز كلوريد الهيدروجين = 13.2 g

2-
عدد مولات البنـزين = 0.45 mol
عدد مولات الكلورفورم = 1- 0.45 = 0.55 mol
C6H6 الكتلة المولية للبنـزين = 78 g/mol
كتلة البنـزين = 0.45 × 78 = 35.1 g
CHCl3 الكتلة المولية للكلورفورم = 119.5 g/mol
كتلة الكلورفورم = 0.55 × 119.5 = 65.725 g
كتلة المحلول (المزيج) = 35.1 + 65.725 = 100.825 g
التركيز المئوي الكتلي للبنـزين = 35.1÷ 100.825 × 100%
= 34.8%


3-5 المحاليل المخففة Diluted Solutions :
مخرجات التعلم :
11- 3- ز : حساب التراكيز والحجوم في المحاليل المخففة، وكذلك حجم الماء اللازم لتحضير المحاليل المخففة.
11- 3 – ع: وصف العمليات والحسابات اللازمة لتحضير، وتخفيف محاليل معلومة التركيز .
م1-11-3 :استخدام ميزان وإناء زجاجي لقياس الحجم لإعداد محاليل ذات تراكيز محدودة .
التقديم والتنظيم :
- اسألهم عن الهدف من تخفيف المحاليل ،ولماذا يوَرد بعض المواد إلى المختبرات بتراكيز عالية ؟ وكيف يتم تخفيفها ؟
- اسألهم لماذا تتم إضافة الحمض إلى الماء عند التخفيف وليس العكس ؟ .
- وضح لهم العلاقة المستخدمة لحساب التخفيف ، وذلك من خلال الأمثلة المحلولة أو أسئلة اختبر فهمك .

إجابة اختبر فهمك ( :
1-
M 1 . V 1 = M 2 . V 2
250 × 0.01 = 4 × V2
V2 = (250 × 0.01) ÷ 4 = 0.625 mL

2-
M 1 . V 1 = M 2 . V 2
36% × V1 = 10% × 4
V1 = (10% × 4) ÷ 36% = 1.11 L

* الدرس العملي رقم (3) :
- الإجراءات :
أولاً :
1- التركيز المولاري = عدد مولات المادة المذابة ÷ حجم المحلول باللتر
= 0.1 x 0.25 = 0.025 mol عدد مولات المادة المذابة عدد مولات المادة المذابة = كتلة المادة المذابة ÷ الكتلة المولية
4.85 194 = ÷ = 0.025 كتلة المادة المذابة
= 4.85 g كتلة K2CrO4
3- لضمان نقل ما علق بها من كرومات البوتاسيوم إلى الكأس .
ثانيا :
1- التركيزالمولاري = عدد مولات المادة المذابة ÷ حجم المحلول باللتر
= 0.5 0.25 = 0.125 mol عدد مولات المادة المذابة عدد مولات المادة المذابة = كتلة المادة المذابة ÷ الكتلة المولية
4.56 g 36.5 = = 0.125 كتلة المادة المذابة
100 g : 37 g
(?) : 4.56 g كتلة الحمض
= (4.56 100) = 12.33g كتلة الحمض

2- لإيجاد حجم الحمض نستخدم قانون الكثافة :
الكثافة = الكتلة ÷ الحجم
= 12.33 1.19 = 10.36 mL حجم HCl
- إجابة أسئلة التحليل والتفسير :
1- إذا أردت تحضير محلول حمض الكبريتيك حجمه لتر مثلاً فإن :
M1 . V1 = M2 . V2
= 0.1 1 4 V1
V1 = 0.025 L
V1 = 25 mL
ثم أضف 25 mL من الحمض إلى الماء حتى يصبح حجم المحلول لترًا واحدًا.
2- لإيجاد حجم الماء اللازم إضافته نستخدم قانون التخفيف كالآتي :
M1 . V1 = M2 . V2
0.1 250 mL = 0.075 V2
V2 = (0.1 250mL) 0.075 = 333.33 mL
V2 - V1 = حجم الماء اللازم إضافته
= 250 mL - 333.33 mL = 83.33 mL

- التركيز المولاري = عدد مولات المادة المذابة ÷ حجم المحلول باللتر
= 0.06 x 0.15 = 0.009 mol عدد مولات المادة المذابة عدد مولات المادة المذابة = كتلة المادة المذابة ÷ الكتلة المولية
0.36 g 40 = ÷ = 0.009 كتلة المادة المذابة
= 0.36 g كتلة NaOH
بالطبع يؤثر ، لأن هيدروكسيد الصوديوم يمتص ثاني أكسيد الكربون ، بالإضافة إلى بخار الماء وهذا بدوره يؤدي إلى تغير تركيز المحلول .
4- يمكن استخدام كأس زجاجية لتحضير المحاليل ، ولكن يفضل استخدام الدوارق الحجمية حتى لا تؤدي إلى تناثر المحلول خارج الدورق في أثناء التحريك بعكس الكأس الزجاجية .


3-6 الخواص التجميعية للمحاليلColligative Properties
مخرجات التعلم :
11-3-ي : وصف الخواص التجميعية للمحاليل الجزيئية من حيث تأثيرها على الضغط البخاري، ودرجة الغليان، ودرجة التجمد، والخاصية الأسموزية .
م1-11-2 : تصميم تجربة لتعيين الكتلة المولية لمادة عضوية غير متطايرة بمعلومية ثابت الغليان أو ثابت التجمد .
1- الانخفاض في الضغط البخاري Lowering Vapor Pressure
التقديم والتنظيم :
- يمكنك أن تبدأ الدرس بطرح مجموعة من الأسئلة مثل :
1- ماذا نقصد بالضغط ؟ وما الوحدات المستخدمة لقياسه ؟
2- دائما ما نسمع عن الضغط الجوي في النشرة الجوية ، فما المقصود بالضغط الجوي ؟
3- هل يؤثر تغير الضغط الجوي من مكان لآخر على صحة الإنسان وحياته ؟ وضح .
- كما يمكنك بدء الدرس بعرض عملي وذلك بإحضار كأسين زجاجيتين ، بحيث تضع في كل منهما كمية متساوية من الماء أو الأسيتون مع ترك إحداهما مغلقة والأخرى مفتوحة (معرضة للهواء) لمدة ربع ساعة ، ثم اطلب إليهم وصف ما شاهدوه . ناقشهم في ملاحظاتهم ، وللتوضيح أكثر يمكنك الاستعانة بالوسائل المتوافرة والتقنيات الحديثة أو حتى بالرسم على السبورة كما هو موضح بالكتاب .
- اطرح عليهم السؤال التالي : هل الضغط البخاري للمذيب النقي يختلف عن الضغط البخاري لمحلوله ؟ . ناقشهم في إجاباتهم .
- اطلب إليهم الإجابة عن أسئلة اختبر فهمك (9) .

إجابة اختبر فهمك (9) :
1- لأنه عند طهي الطعام في أواني الضغط فإن درجة غليان الماء الموجود في
المواد الغدائية أو الطعام أكبر من درجة غليان الماء تحت الضغط الجوي العادي وبذلك ينضج الطعام بسرعة أكبر . (100C)
2-
أ- H2O ، الماء C2H5OH ، الكحول الإيثيلي(C2H5)2O ثنائي إيثيل الإيثير .
ب- الضغط البخاري لثنائي إيثيل الإيثير أكبر من الضغط البخاري للماء ، وذلك لأن قوى التجاذب بين جزيئات الإيثير أضغف من قوى التجاذب بين جزيئات الماء.
ج- نعم توجد علاقة ، وهي أن الضغط البخاري للسائل يقل بزيادة قوى التجاذب بين جزيئاته ، أي أن السائل الذي تكون قوى التجاذب بين جزيئاته كبيرة يكون له ضغط بخاري منخفض وميل جزيئاته للتحول إلى الحالة البخارية قليل ، أما السائل الذي تكون فيه قوى التجاذب بين جزيئاته صغيرة فيكون له ضغط بخاري مرتفع وميل جزيئاته للتحول إلى الحالة البخارية كبير.

2- الارتفاع في درجة الغليان Boiling Point Elevation
التقديم والتنظيم :
- ابدأ الدرس بطرح السؤال التالي : ما الفرق بين درجة الغليان والبخر ؟ ، ثم اسألهم عن درجة غليان الماء .
- استعن بوسيلة تعليمية مثل لوحة ورقية أو شفافية لعرض الرسم الموضح في الكتاب ، ثم اطلب إليهم الإجابة عن الأسئلة المصاحبة للشكل .
يمكنك أيضًا توضيح الشكل الموجود في الكتاب بإجراء تجربة بسيطة توضح من خلالها سلوك كل من الماء النقي ومحلول السكر عند تسخينهما إلى درجة الغليان ، وهي تكملة للتجربة المستخدمة في البند السابق .
- وضح لهم الفائدة من دراسة الفرق بين درجة غليان المحلول والمذيب النقي حسابيا .
- ناقشهم في العلاقة الحسابية المستخدمة لتعيين الارتفاع في درجة الغليان ثم ناقش في المثال المحلول في الكتاب .
- وضح لهم أن ثابت الارتفاع في درجة الغليان هو قيمة لكل مذيب ثابتة وتم حسابه وفق ظروف معينة .


3- الانخفاض في درجة التجمد Freezing Point Derpression
التقديم والتنظيم :
- اسأل الطلاب عن مفهوم درجة التجمد ، وكم تبلغ درجة التجمد للماء ؟
- اطرح عليهم الأسئلة التالية :
1- هل هناك فرق بين درجة الانصهار ودرجة التجمد ؟ وضح ذلك .
2- ماذا تتوقع أن يحدث لدرجة تجمد الماء عند إذابة مادة غير متطايرة فيه ؟
- ناقشهم في العلاقة الرياضية المستخدمة لتعيين الانخفاض في درجة التجمد ، وناقشهم في المثال المحلول .
- اطلب إليهم إجابة أسئلة اختبر فهمك (10) .

إجابات أسئلة النص :
1- نعم تختلف ، درجة غليان محلول السكر أكبر من درجة غليان الماء النقي .
2- لا تتغير وتبقى ثابتة كما هي ، لأن الطاقة الحرارية المعطاة للماء في أثناء الغليان تستهلك لتبخير جزيئات الماء .
3- نعم تتغير ، لأن استمرار الغليان يؤدي إلى نقص كمية الماء في المحلول ، وبالتالي يزداد تركيز السكر في المحلول المتبقي .

إجابة اختبر فهمك (10) :
1- نعم ، لأن درجات التحول ـ سواء كانت درجة التجمد أم درجة الغليان ـ تعتمد على الضغط الجوي الذي يؤثر على سطح السائل، وبذلك يمكن أن يتحول الماء إلى بخار أو مادة صلبة (ثلج) عند نفس درجة الحرارة بتغيير الضغط الجوي المؤثر عليه ، ويمكن تجريب ذلك عمليا بوضع كأس من الماء في درجة الحرارة العادية تحت ناقوس مفرغة من الهواء وبتفريغ الهواء يبدأ الماء بالغليان ثم يتجمد بزيادة تفريغ الهواء عند درجة الحرارة نفسها .

(m) الارتفاع في درجة الغليان = ثابت الغليان × التركيز المولالي 2-
0.5 = 1.22 × m
(m) التركيز المولالي = 0.5 ÷ 1.22 = 0.41 m
30 g = 0.03 kg
التركيز المولالي = عدد مولات المادة المذابة ÷ كتلة المذيب بالكجم
عدد مولات المادة المذابة = 0.41 × 0.03 = 0.0123 mol
الكتلة المولية للمادة العضوية = 5 ÷ 0.0123 = 406.5 g/mol

(m) التركيز المولالي × ثابت التجمد = الانخفاض في درجة التجمد 3-
12 = 1.86 × (m) التركيز المولالي
(m) التركيز المولالي = 12 ÷ 1.86 = 6.45 m
6.45 = (n) عدد مولات المادة المذابة ÷ 1
(n) عدد مولات المادة المذابة = 6.45 mol
(C2H6O2) كتلة المادة المذابة = 6.45 × 62 = 400 g

* الدرس العملي رقم (5) :
- الإجراءات :
- يمكنك تجهيز حمام مائي باستخدام كأس زجاجية سعة 500 mL أو حتى كأس زجاجية سعة 250 mL مثبتة على حامل معدني (استعن بالشكل 3 ) ، وذلك في حالة عدم توافر صفيحة التسخين .
- حّذر الطلاب أثناء التسخين .
- في حالة عدم توفر الكحول الإيثيلي أو الفينولفثالين يمكنك استخدام الماء كمذيب والسكر كمادة مذيبة مع أخذ بالاعتبار استخدام حمض الكبريتيك المركز كمادة وسطية ومساعدة لكل من المذيب والمذاب .
- حاول أن تسأل الطلاب السؤال التالي بعد الانتهاء من التجربة : افرض أن المادة المذابة المستخدمة متطايرة ، هل تتوقعوا أن تكون الكتلة المولية للمادة المجهولة أعلى أم أقل من القيمة الصحيحة ؟ فسروا إجابتكم .
- إجابة التحليل والتفسير :
1- = 0.79 g/mol كثافة الكحول الإيثيلي (C2H5OH)
الكثافة = الكتلة ÷ الحجم
= 25 0.79كتلة المذيب (الكحول الإيثيلي C2H5OH )
= 19.75 g = 0.01975 kg
= 1 260 = 0.004 mol عدد مولات الفينولفثالين (C20H14O)
التركيز المولالي = عدد مولات المادة المذابة ÷ كتلة المذيب بالكجم
= 0.004 0.01975 m التركيز المولالي لمحلول الكحول الإيثيلي
2- الارتفاع في درجة الغليان = ثابت درجة الغليان × التركيز المولالي
يحصل الطالب على قيمة الارتفاع في درجة الغليان من التجربة
قيمة ثابت درجة الغليان معطاة في السؤال ومنه يستطيع إيجاد التركيز المولالي للمادة العضوية المجهولة .
ولإيجاد الكتلة المولية للمادة العضوية يستخدم العلاقات التالية :
التركيز المولالي = عدد مولات المادة المذابة ÷ كتلة المذيب بالكجم
ومن هذا القانون يحصل على عدد مولات المادة العضوية .
عدد مولات المادة المذابة = كتلة المادة المذابة ÷ الكتلة المولية لها .
ومن هذا القانون يحصل الطالب على الكتلة المولية للمادة العضوية المجهولة .
3- إذا كانت قيمة التركيز المولالي للمادة العضوية المجهولة(المادة المذابة) المحسوبة من التجربة قريبة من قيمة التركيز المولالي المحسوب نظريًا فإن نتائج تجربتك صحيحة ، أما إذا حصلت على نتيجة بعيدة عن القيمة الحقيقية فإن نتائج تجربتك ستكون غير صحيحة ويتطلب إعادتها مرة أخرى .

4- الضغط الأسموزي Osmotic Pressure
التقديم والتنظيم :
- ناقش الطلاب في بعض الأنظمة الحيوية التي تحدث في ظاهرة الضغط الأسموزي ، وذلك من خلال ما درسوه من أمثلة في الصفوف السابقة .
- استعن بالتقنيات المتوافرة في المدرسة لتوضيح الضغط الأسموزي والخاصية الأسموزية .
- اطلب إليهم استنتاج الفرق بين مفهوم الضغط الأسموزي وظاهرة التناضح العكسي ؟
- يمكنك القيام برحلة إلى أحد مواقع تحلية المياه في السلطنة ، واطلب إليهم كتابة تقرير حول ما شاهدوه .

خلفية علمية :
يسمى الغشاء الذي يسمح بمرور جزيئات المذيب – دون المذاب – من خلاله الغشاء شبه المنفذ Semipermeable membrane . ومن الأمثلة على ذلك مثانة بعض الحيوانات , وورق السيلوفان Cellophane , وأنسجة النبات ، فلو فصلنا محلولا لمادة مذابة عن المذيب النقي بواسطة غشاء شبه منفذ كما في الشكل ( ) فإننا نلاحظ بعد فترة من الزمن أن جزءا من المذيب قد نفذ خلال الغشاء إلى المحلول وخففه . وتسمى ظاهرة انتقال جزيئات المذيب خلال الغشاء شبه المنفذ , من المذيب النقي , أو من محلول مخفف إلى محلول أكثر تركيزا بالظاهرة الأسموزية أو الارتشاح Osmosis . وحقيقة ما يحدث هو أن جزئيات المذاب تنتقل عبر الغشاء من الاتجاهين , وتكون النتيجة في النهاية انتقال المذيب باتجاه المحلول (الأكثر تركيزا ), وهو ما يؤدي إلى ارتفاع مستوى المحلول في الأنبوبة . وانتقال المذيب إلى المحلول لا يستمر إلى ما لا نهاية , لأن الضغط الذي ينشأ على جانب المحلول , والذي ينتج عن الفرق بين مستوى المحلول ومستوى المذيب , يقاوم عملية انتقال المذيب إلى المحلول . ويسمى الضغط اللازم لإيقاف انسياب المذيب خلال الغشاء الضغط الأسموزي Osmotic Pressure ويرمز إليه بالرمز π ( باي ) .
الظاهرة الأسموزية


ويمكن قياس الضغط الأسموزي مباشرة من الفرق في ارتفاع السوائل في
الأنبوبتين كما في الشكل ( ) . والضغط الأسموزي من الخواص التجميعية للمحلول Colligative Propertes , إذ إنه يعتمد على تركيز المذاب وليس على طبيعته .
يبين الجدول ( ) بعض قيم الضغط الأسموزي لمحلول سكروز في الماء .
الجدول ( ) : الضغط الأسموزي لمحلول سكروز في الماء عند 20° C
M(mole/L) الضغط الأسموزي الملاحظ الضغط الأسموزي المحسوب
0.098
0.192
0.282
0.370
0.453
0.685 2.59
5.06
7.61
10.14
12.75
20.91 2.36
4.36
6.8
9.62
10.9
16.5
ورغم أن الظاهرة الأسموزية معروفة ومدروسة , إلا أن الكيفية التي يسمح فيها الغشاء شبه المنفذ لبعض الجزيئات بالمرور خلاله , ويمنع الجزيئات الأخرى من ذلك , تلك الكيفية لا تزال غير معروفة جيدا .
ومن التطبيقات العملية المعروفة المهمة لظاهرة الارتشاح أن الظاهرة الأسموزية هي المسؤولة عن دفع الماء عاليا في النباتات , إذ يدفع الماء عبر الساق والفروع إلى الأوراق , وحتى يصل الماء إلى الأوراق في أعالي الشجرة يجب أن يكون الضغط الأسموزي في حدود 10-15 atm ضغط جوي . وينشأ الضغط الأسموزي بسبب فقدان الأوراق للماء في عملية التنفس , وهو ما يسبب ارتفاع تركيز المذاب في سائل الأوراق . كما أن الضغط الأسموزي يعد من أفضل الطرق لحساب الوزن الجزيئي , للجزيئات الكبيرة كالبروتينات .





إجابات أسئلة الفصل الثالث
* إجابة السؤال الأول :
رمز الإجابة الصحيحة رقم المفردة
(C2H6O2) ج 1
د (يتأين بشكل قليل في المحلول المائي) 2
(10 M) ج 3
أ ( طاقة الشبكة البلورية > طاقة الإماهة) 4
أ (المولالية) 5
(B عند درجة حرارة أعلى من المحلول A يتجمد المحلول ) د 6
د ( زيادة الضغط الجزيئي) 7
د (مركب أيوني) 8
ج (إذا كانت جزيئات أحدهما قطبية والآخر غير قطبية) 9
(1.0 g) ب 10
ب (تسخين المحلول وتبريده) 11
(1.024 C) ج 12
أ (تكون ذوبانية الغازات في الماء تحت الضغوط العالية أكثر مما هي تحت الضغوط القليلة) 13
(7.25 M) ب 14
إجابة السؤال الثاني :
1- هناك عاملان يؤثران على ذوبانية المركبات الأيونية في الماء ، أحدهما طاقة الشبكة البلورية والآخر طاقة الإماهة ، فإذا كانت طاقة الشبكة البلورية(البلورة) أكبر من طاقة الإماهة يكون ذوبان المادة ماصًا للحرارة ، أي تزداد ذوبانية المادة بزيادة درجة الحرارة ، والعكس صحيح .

3.5 g من محلول كلوريد الصوديوم تحتوي على 100 g 2- هذا يعني أن كل
من كلوريد الصوديوم النقي .
3- - أ-
A : (NH4)2SO4
B : (NH2)2CO
ب-
النسبة المئوية الكتلية = (كتلة المادة المذابة ÷ كتلة المحلول) × 100%
النسبة المئوية الكتلية =( 8 ÷ 80 ) × 100% = 10%
(A ، B) النسبة المئوية الكتلية لكل من المحلولين = 10%
ج –
A الكتلة المولية لمحلول = 132 g/mol
A عدد مولات = 8 ÷ 132 = 0.06 mol
B الكتلة المولية لمحلول = 60 g/mol
B عدد مولات = 8 ÷ 60 = 0.133 mol


4-
كتلة الإيثانول = 425 × 0.785 = 334 g
عدد مولات الكافور = 45 ÷ 152 = 0.296 mol
مولارية الكافور = 0.296 ÷ 0.425 = 0.7 M
مولالية الكافور = 0.296 ÷ 0.334 = 0.87 m

5-
كتلة المذاب عدد مولات المذاب حجم المحلول المولارية
12.5g 0.07 mol 219 mL 0.32 M
194.4 g 1.08 mol 374.56 mL 0.519 M
314.93 g 1.75 mol 1.62 L 1.08 M
6- لأن جزيئات الأكسجين تتحد وتتفاعل كيميائيا بجزيئات الهيموجلوبين في الدم، بينما تنتشر جزيئات الأكسجين بين جزيئات الماء طبيعيًا دون حدوث تفاعل كيميائي .
* إجابة السؤال الثالث :
1- نحسب أولا حجم حمض الكبريتيك المركز كالآتي :
M 1 . V 1 = M 2 . V 2
1.5 × 250 = 10 × V 2
V 2 (حجم حمض الكبريتيك المركز) = 37.5 g
ولتحضير محلول مخفف من حمض الكبريتيك تضاف كمية من الماء حتى
250 mL حتى يصل الحجم إلى
ثانيًا: نحسب حجم الماء المضاف إلى الحمض :
حجم الماء المضاف = 250 – 37.5 = 212.5 mL
2-
أ-
التركيز المولاري = 0.35 ÷ 0.5 = 0.7 M
ب-
NaOH الكتلة المولية لـ = 40 g/mol
عدد مولات = 10.0 ÷ 40 = 0.25 mol
التركيز المولاري = 0.25 ÷ 2 = 0.125 M

ج-
M 1 × V 1 = M 2 × V 2
11.6 × 25 = M 2 × 145
M 2 = (11.6 × 25) ÷ 145 = 2 M

BaSO4 عدد مولات = 5.28 ÷ 233 = 0.227 mol
ومن المعادلة نجد أن :
BaSO4عدد مولات = Na2SO4عدد مولات

Na2SO4عدد مولات = 0.227 mol
Na2SO4 مولارية = 0.227 ÷ 0.25 = 0.09 M
4-
أ-
AgNO3 (S) + 22.8 kg/mol AgNO3 (aq)

ب- عملية الذوبان ماصة للحرارة ــ عملية التبلور طاردة للحرارة .
ج- تنخفض درجة الحرارة عندما تذوب نترات الفضة في الماء .
د- سوف تزداد سرعة الذوبان أكثر من سرعة التبلور ، لأن عملية الذوبان ماصة للحرارة وعملية التبلور طاردة للحرارة .


5-
أ-

ب- تزداد ذوبانية كلورات البوتاسيوم بزيادة درجة حرارة ذوبانها .
ج-
25 ◦ C عند = 8 g
33 ◦ C عند = 12 g
55 ◦ C عند = 23 g
35 ◦ C تقريبا د-
ح- غير مشبع
و- يتكون محلول مشبع مع ترسب جزء بسيط منه .

6-
28 g أ-
9 ◦ C ب-
100 mL ج-
د- نحصل على محلول مشبع .









الوحدة الثانية - الفصل الرابع
الأحماض والقواعد
Acids and Bases

افتتاح الفصل:
سيتعرف الطلاب في هذا الفصل على مفهوم كل من الحمض والقاعدة طبقاً لنظرية أرهينيوس، كما سيقومون بتصنيف المحاليل حسب طبيعتها، حمضية وقاعدية ومتعادلة، وفقًا للرقم الهيدروجيني لها. كما سيقومون بحساب تراكيز كل من H3O+ و OH- ، بالإضافة إلى حساب قيم pH و pOH باستخدام علاقات لوغارتمية. سيتعرف الطالب من خلال دراسته للفصل بعض المصطلحات والمفاهيم الكيميائية الجديدة مثل: أيون الهيدرونيوم، وحمض قوي، وحمض ضعيف, وقاعدة قوية، وقاعدة ضعيفة, وحمض أحادي البروتون، وحمض عديد البروتونات، وقاعدة أحادية الهيدروكسيل، وقاعدة عديدة الهيدروكسيل.

4-1 تسمية الأحماض والقواعد
Nomenclature of Acids and Bases
مخرجات التعلم:
11-4- أ : استذكار تسمية الأحماض والقواعد.

التقديم والتنظيم:
- اطلب إلى الطلاب تسمية أمثلة عدد من الأحماض والقواعد وذلك من خلال مناقشتهم وتوجيه الأسئلة التالية إليهم مثل:
ما العنصر الأساسي الموجود في جميع الأحماض ؟ وهل يمثل الشق الموجب أم السالب ؟ وماذا يمثل الشق الآخر من الحمض ؟ ماذا نسمي المجموعة الذرية التالية NO3- ؟ كيف نسمي هذا الحمض الذي يحتوي على هذه المجموعة ؟
ما المجموعة التي توجد في معظم القواعد، وأي شق تمثل من المركب؟ أعط مثالاً على قاعدة وقم بتسميتها.
- اطلب إليهم إجابة أسئلة اختبر فهمك (1) ثم ناقشهم في التسمية.
- وضح لهم طريقة تسمية الأحماض في حالة كان الشق السالب مجموعة ذرية تنتهي بالحرفين آت أو بالحرفين يت، وأعط مثالاً ثم اطلب إليهم الإجابة عن أسئلة اختبر فهمك (2).

إجابة اختبر فهمك (1):
(أ)
م الصيغة الكيميائية الاسم العلمي
1 HF حمض الهيدروفلوريك
2 H2SO4 حمض الكبريتيك
3 HClO4 حمض البيركلوريك (فوق الكلوريك)
4 H3PO4 حمض الفسفوريك
5 NH4OH هيدروكسيد الأمونيوم
6 Mg(OH)2 هيدروكسيد الماغنيسيوم
(ب)
م الاسم العلمي الصيغة الكيميائية
1 حمض الهيدرويوديك HI
2 حمض الكربونيك H2CO3
3 حمض الكلوريك HClO3
4 حمض النيتريك HNO3
5 هيدروكسيد البوتاسيوم KOH
6 هيدروكسيد الألمنيوم Al(OH)3
إجابة اختبر فهمك (2):
(أ)
م الصيغة الكيميائية الاسم العلمي
1 HClO2 حمض الكلوروز
2 HClO حمض الهيبوكلوروز
3 H2SO3 حمض الكبريتوز


4-2 خواص الأحماض والقواعد Acids and Bases Properties

مخرجات التعلم:
11-4- ب : استرجاع التعريفات الأولية للأحماض والقواعد والمحاليل المتعادلة باستخدام الأدلة ، pH ، والتوصيل .
م1 – 11 – 2 : تصميم تجربة للتمييز بين الحامض ، والقاعدة ، والمحاليل المحايدة .
م3-11- 3 : تقويم المخاطر التي قد تحدث أثناء التعامل مع المحاليل الملحية والأحماض والقواعد المستخدمة في المختبر ، وفي المنزل ، وفي طريقة حفظها والتخلص منها .

التقديم والتنظيم:
- اطلب إلى الطلاب تنفيذ الاستكشاف رقم (1).
- ناقشهم في إجابات أسئلة التحليل والتفسير.
- اطلب إليهم استنتاج بعض خواص الأحماض والقواعد.

خلفية علمية:
الأحماض القوية المركزة لا تتفاعل مع الفلزات عن طريق إحلال الهيدروجين وإنما تؤكسد الفلزات ولا تنتج الهيدروجين.
مثال: حمض النيتريك مادة مؤكسدة فإنه يتفاعل مع الفلزات التي تلي الهيدروجين في هذه السلسلة الكهروكيميائية منتجًا ماء بدلاً من غاز الهيدروجين، كما في المعادلة الكيميائية التالية:
Cu(aq)+4HNO3(aq) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l)
(مركز)

القواعد لا تتفاعل مع الفلزات ولكن بعض القواعد يتفاعل معها، وتسمى هذه القواعد بالقواعد المترددة، حيث يتميز بعض الهيدروكسيدات الفلزية بصفة التردد ويمكن أن تتفاعل مع الأحماض كقواعد، ومع القواعد كأحماض، منتجة ملحًا وماء مثل هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الخارصين.
Zn(OH)2(aq) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + 2H2O(l)

Zn(OH)2(aq) + 2NaOH(aq) Na2ZnO2(aq) + 2H2O(l)
خارصينات الصوديوم


الاستكشاف (1) الأحماض والقواعد
الزمن المطلوب: 25 دقيقة
حجم المجموعة: 5-6 طلاب

الإعداد المسبق:
- بالتعاون مع فني المختبر قم بتحضير محاليل المواد الكيميائية الموجودة في الاستكشاف، وإعداد الأدوات اللازمة له.


الإجراءات:
1- اطلب إلى الطلاب تنفيذ خطوات الاستكشاف بدقة، ونقل جدول النتائج إلى دفاترهم وتسجيل مشاهداتهم فيه.
2- ذكرهم بإجراءات الأمن والسلامة.
3- بعد إجراء الاستكشاف اطلب إليهم الإجابة عن السؤال (5) في التحليل والتفسير كواجب منزلي.
4- المشاهدات: كما هي موضحة في الجدول.

المواد
حمض الهيدروكلوريك حمض الأسيتيك هيدروكسيد الأمونيوم هيدروكسيد الصوديوم
ورقة تباع شمس زرقاء يحول لون الورق إلى اللون الأحمر يحول لون الورق إلى اللون الأحمر لا يؤثر لا يؤثر
ورقة تباع شمس حمراء لا يؤثر لا يؤثر يحول لون الورق إلى اللون الأزرق يحول لون الورق إلى اللون الأزرق
دليل البروموثامول الأزرق أصفر أصفر أزرق أزرق
شريط
الماغنيسيوم يتفاعل الحمض مع الماغنيسيوم منتجًا فقاعات غازية يتفاعل الحمض مع الماغنيسيوم منتجًا فقاعات غازية لا يحدث تفاعل لا يحدث تفاعل

التحليل والتفسير:
1- يتفاعل الحمض مع فلز الماغنيسيوم منتجًا فقاعات (غاز) حيث يحل الفلز محل الهيدروجين مكونًا ملح كبريتات الماغنيسيوم وغازًا.

2- الغاز الناتج عند وضع الماغنيسيوم في محاليل الأحماض هو غاز الهيدروجين كما في المعادلات الكيميائية التالية:
H2SO4(aq) + Mg(s) MgSO4(aq) + H2(g)