[محمد حسن ضبعون]

محاولات تصنيف العناصر
المقصود بتصنيف العناصر :i
هو ترتيبها لسهولة دراستهاوايجاد علاقة بين العناصر وخواصها الفيزيائية والكيميائية .
ا ( الجدول الدوريلمندليف.
مميزات جدول مندليفgتنبأ مندليف بامكانية اكتشاف عناصر جديدة . وكذلك حدد قيم اوزانها الذرية وترك لهاخانات فارغة في جدوله الدوري .
صحح الأوزان الذرية المقدرة خطأ لبعض العناصرg .
عيوب جدول مندليف
اضطر إلى الإخلال بالترتيب التصاعدي للاوزان الذريةgلبعض العناصر لوضعها في المجموعاتالتي تتناسب مع خواصها .
وضع اكثر منgعنصر في خانة واحدة مثل : النيكل والكوبلت .
2 ) الجدول الدورى لموزلى
eاكتشف العالم رذرفورد أن نواة الذرة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة .
اكتشفeموزلي أن الخواص تتكرر دوريا وهذا مرتبط بالعدد الذرى وليس الوزن الذرى .
e أعادموزلي ترتيب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية .
بحيث يزيد العدد الذري لكلعنصر عن العنصر الذي يسبقه في نفس الدورة بمقدار واحد صحيح .
e أضاف مجموعةالغازات الخاملة في المجموعة الصفرية .
e قسم عناصر كل دورة إلى مجموعتينفرعيتين هما A,B حيث وجد فروقا بين خواصهما .
e خصص مكانا أسفل الجدول لمجموعتياللانثانيدات والأكتينيدات .
3 ) الجدول الدورى الحديث
اكتشف العالم بورeمستويات الطاقة الرئيسية وعددها سبعة في أثقل الذرات.
بعد ذلك تم اكتشاف مستوياتالطاقة الفرعية.
تمت عملية إعادة تصنيف العناصر تبعا لـ :e
1 – التدرجالتصاعدي في أعدادها الذرية .
2 - طريقة ملء مستويات الطاقة الفرعيةبالالكترونات.
وصف الجدول الدوري الحديثيتكون الجدول الدورى من 116 عنصرامنها 92 عنصرا موجود متوافرا في القشرة الأرضيةأما بقية العناصر فهي تحضرصناعيا تم تقسيمهم إلى :
(أ‌) 7دورات أفقية (ب) 18 مجموعة رأسية
عناصرالمجوعات (A) توجد على يسار ويمين الجدولعناصر المجموعات (تقع فيوسط الجدول وتبدأ في الظهور من أول الدورة الرابعة .
تحديد مكان عنصر بالجدول الدوري بمعلومية العدد الذريرقمالعنصر يساوي عدد مستويات الطاقة المشغولة بالإلكترونات .
رقم المجموعة يساويعدد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير .
كما أنه يمكن معرفة العدد الذري للعنصر منموقعه في الجدول الدوري بعكس الخطوات السابقة.
لاحظ أنالعدد الذري يساويعدد الإلكترونات التي تدور حول النواة ويساوي عدد البروتونات داخل النواة
العددالذري مقدار صحيح ويزداد في الدورة الواحدة من عنصر لعنصر بمقدار واحد صحيح .
س : هل يمكن اكتشاف عنصر بين ( X,Y) علما بأن أعدادهما الذرية 12 و 13
ج : لا . لأن العدد الذري مقدار صحيح لأنه يساوي عدد الإلكترونات ويساوي عدد البروتونات .
* حدد موقع العناصر التالية فى الجدول الدورى الحديثO 8 - Na 11)
الحل:- (1)- توزيع عنصر الأكسجين (2)- توزيع عنصر الصوديوم
*عنصر الأكسجين يقعفي:- *عنصر الصوديوم يقع في:-
الدورة :- الثانية الدورة :- الثالثة
المجموعة :- 6 A المجموعة :- 1A
مثال : احسب العدد الذري لكل من:
عنصر x يقع فيالدورة الثانية والمجموعة (6A).
تدور الالكترونات في مستويين للطاقة.
العنصريقع في المجموعة (6A).
مستوى الطاقة الخارجي يدور به 6الكترونات.
- العددالذري للعنصر=2+6=8
مثال : العنصر Y يقع في الدورة الثالثة والمجموعةالصفرية .
تدور الالكترونات في ثلاثة مستويات للطاقة .
العنصر يقع فيالمجموعة الصفرية.
مستوى الطاقة الخارجي يدور به8الكترونات.
-العدد الذريللعنصر =2+8+8=18.
تدرج خواص العناصر فى الجدول الدورى الحديثاولا : خاصية الحجم الذرى
1- الحجم الذرى لعناصر الدورة الواحدة يقل بزيادةالعدد الذرى لزيادة قوة جذب النواة الموجبة للالكترونات الموجودة فى مستوى الطاقةالاخير (المستوى الخارجى) .
2- الحجم الذرى لعناصر المجموعة الواحدة يزدادبزيادة العدد الذرى لزيادة عدد مستويات الطاقة فى ذراتها .
ثانيا: خاصيةالسالبية الكهربية :
السالبية الكهربية : هى مقدرة الذرة فى الجزئ التساهمى علىجذب الكترونات الرابطة الكيميائية نحوها .
1- بزيادة العدد الذرى تزداد السالبيةالكهربية لعناصر الدورة الواحدة ، وتقل بالنسبة لعناصر المجموعة الواحدة .
2- السالبية الكهربية لعنصر الفلور اكبر ما يمكن وهى تساوى 4 .
ما مقدار الفرق فىالسالبية الكهربية بين عنصري مركب كلوريد الصوديوم الايونى ؟
تنشأ بين عنصرين (الكلور والصوديوم ) فرق السالبية الكهربية بينهما كبير ( أكبر من 1,7 ) .
(المركبات القطبية )
هي مركبات تساهمية يكون الفرق في السالبيةالكهربية بين عنصري الرابطة كبير نسبيا
(1,7 إلى 0,4) .
وكلما زاد الفارقكلما زادت قطبية المركب .
- جزئ الماء وجزئ النشادر من امثلة المركبات القطبية .
قطبية الماء أعلى من قطبية النشادر (جذب ذرة الأكسجين لإلكترونات الرابطة أكبرمن جذب ذرة النشادر ) لأن السالبية الكهربية للأكسجين أكبر من النيتروجين .DABOON
إذاكان الفرق في السالبية صغير أقل من 0,4 يكون المركب غير قطبي .
الخاصيةالفلزية واللافلزيةتقسم العناصر إلى أربعة أنواع رئيسيةالفلزات – اللافلزات – أشباه الفلزات – الغازات الخاملةتتميز الفلزات باحتواء غلافتكافئها على أقل من أربعة إلكترونات وتميل إلى فقد هذه الإلكترونات مكونة أيون موجبحتى تصل للتركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل .
تتميز اللافلزات باحتواء غلافتكافئها على أكثر من أربعة إلكترونات وتميل إلى اكتساب إلكترونات مكونة أيون سالبحتى تصل للتركيب الالكتروني لأقرب غاز خامل .
هناك عناصر تتشابه خواها مع خواصالفلزات أحيانا ومع اللافلزات أحيانا أخرى تعرف بأشباه الفلزات .
يصعب التعرفعلى أشباه الفلزات من تركيبها الإلكتروني لاختلاف أعداد إلكترونات المستوىالأخير.
تدرج الصفة الفلزية في الجدول الدوري
الدورة : تبدأ بعنصر فلزيقوي وبزيادة العدد الذري في نفس الدورة تقل الصفة الفلزية تدريجيا حتى نصل إلىأشباه الفلزات ثم يبدأ ظهور اللافلزات وبزيادة العدد الذري تزداد الصفة اللافلزيةحتى نصل إلى أقوى اللافلزات في المجموعة 7A .
المجموعة :
تزداد الصفةالفلزية بزيادة العدد الذري كلما اتجهنا من أعلى إلى أسفل المجموعة لكبر الحجمالذريتقل الصفة اللافلزية لصغر قيم سالبيتها الكهربية.
الخواصالكيميائية للفلزات
1 ) تتفاعل الفلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد فلزية قاعدية .
MgOàMg + O2
2 ) الأكاسيد التي تذوب في الماء تكون قلويات ( بعضالأكاسيد لا تذوب في الماء مثل أكسيد الحديد)
Mg(OH)2àMgO + H2O
2 ) ترتبالفلزات تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائي " متسلسلة النشاط الكيميائي "
ويتضح اختلاف سلوكها مع الماءالفلزات سلوكها معالماء
البوتاسيوم
الصوديوم K
Na يتفاعلان مع الماء لحظيا ، ويتصاعد غازالهيدروجين الذي يشتعل بفرقعة .
الكالسيوم
الماغنسيوم Ca
Mg يتفاعلان ببطءشديد مع الماء البارد
الخارصين
الحديد Zn
Fe يتفاعلان في درجات الحرارة معبخار الماء الساخن فقط .
النحاس
الفضة Cu
Ag لا يتفاعلان مع الماء .
يتم تنظيف الأواني الفضية بواسطة الماء المغلي دون أن تتأثر الفضة .
3 ) تتفاعل الفلزات النشيطة مع الأحماض المخففة مكونة ملح الحمض وغازالهيدروجين .
MgCl2 + H2àMg + 2HCl
الخواص الكيميائية للافلزات
1- لاتتفاعل اللافلزات مع الأحماض .
2- تتفاعل اللافلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد لافلزيةيعرف معظمها بالأكاسيد الحامضية .
CO2àC + O2
3- تذوب الأكاسيدالحامضية في الماء مكونة أحماضا .
àCO2 + H2O H2CO3
الـمجموعات الرئيسية في الجدول الدوري
1 – مجموعةالأقلاء 1A
تقع في أقصى يسار الجدول الدوري وسميت بهذا الاسم لأنها تتفاعل معالماء مكونة محاليل قلوية Na OH + H2àNa + H2O
الصفات العامة
1) فلزاتأحادية التكافؤ ( لاحتواء غلاف تكافؤها على إلكترون واحد )
2) تميل إلى فقدالكترون تكافؤها مكونة أيونات موجبة تحمل شحنة موجبة واحدة .
3) عناصر نشطةكيميائيا لذلك تحفظ تحت سطح الكيروسين أو البرافين لمنع تفاعلها مع الهواءالرطب.
4) يزداد نشاطها الكيميائي بزيادة الحجم الذري ويعتبر عنصر السيزيوم Cs هو أنشط الفلزات.
5) جيدة التوصيل للكهرباء والحرارة .
6) معظمها منخفضالكثافة .
2 – مجموعة الأقلاء الأرضية 2A
الصفات العامة
1) عناصر ثنائيةالتكافؤ لاحتواء غلاف تكافؤها على الكترونين .
2) تميل إلى فقد الكتروني تكافئهامكونة أيونات موجبة الشحنة تحمل شحنتين موجبتين .
3) أقل نشاطا من فلزات الأقلاء .
4) يزداد نشاطها الكيميائي بزيادة أحجامها الذرية لسهولة فقد الكترونيالتكافؤ.
5) جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء .
6) كثافتها أكبر من كثافةفلزات الأقلاء .
3 – مجموعة الهالوجينات 7A
الهالوجينات تعني مكونات الأملاح؛ لأنها تتفاعل مع الفلزات مكونة أملاحKBràBr2 + K
الصفات العامةDABOON
1) لا فلزات أحادية التكافؤ لاحتواء غلاف تكافؤها على 7 إلكترونات تميل إلى اكتسابإلكترون واحد مكونة أيون موجب أو تشارك بإلكترون واحد مكونة رابطة تساهمية أحادية .
2) توجد جزيئاتها ثنائية الذرة Cl2 , F2
3) عناصر نشطة كيميائيا ، لذا لاتوجد في الطبيعة على صورة عناصر منفردة بل في صورة مركبات كيميائية ( باستثناء عنصرالإستاتين الذي يحضر صناعيا )
4) يحل كل عنصر في المجموعة محل العناصر التيتليه في محاليل أملاحها .
Na Cl + I2àCl2 + Na I
K Br +àBr2 + K I I2
5) تتدرج حالتها الفيزيائية من الصورة الغازية ( الفلور والكلور ) إلى الصورةالسائلة ( البروم) إلى الصورة الصلبة ( اليود )
المجموعة الصفرية
تقعالمجموعة 18 في اقصى يمين الجدول الدوري وهي آخرمجموعات الفئة P .
تسمى عناصرهابالغازات الخاملة ؛ لانها لا تتفاعل مع باقي عناصر الجدول في الظروفالعادية.
الصفات العامة
1) عناصر تكافؤها صفر ؛ لاكتمال مستوى طاقتها الاخيرفلا تدخل في تفاعل كيميائي في الظروف العادية فهي لا تفقد ولا تكتسب الكترونات .
2) تتواجد في صورة جزيئات احادية التكافؤ .
3) عناصر خاملة ( غير نشطة ) كيميائيا .
4) غازات عديمة اللون .
خواص العناصر واستخداماتها
1- يستخدم الصوديوم السائل في نقل الحرارة من قلب المفاعل النووي إلى خارجه ؛ لأنه فلزجيد التوصيل للحرارة ( تستخدم هذه الطاقة في الحصول على الطاقة البخارية اللازمةلتوليد الكهرباء ) .
2- تستخدم شرائح السيليكون في صناعة اجهزة الكمبيوتر لانهمن أشباه الموصلات التي يتوقف توصيلها للكهبراء على درجة الحرارة .
3- يستخدمالنيتروجين المسال في حفظ قرنية العين لانخفاض درجة تجمده -196 5س .
4- يستخدمالكوبلت 60 المشع في حفظ الأغذية ( تعقيم اللحوم ) لأن أشعة جاما التي تصدر منهتمنع تكاثر الجراثيم دون أن تؤثر على الإنسان .
5- يستخدم غازي الهيليوم والنيونفي انتاج نوعا من أشعة الليزر .
تطبيق حياتي
التخلص من رائحة الثلاجة : نضعقطعة من الفحم النباتي ليجمع الغازات على سطحه . 
اهمية الماء
1) الماء مهم لحياة الكائنات الحية ؛ فهو مهم لجميع العمليات الحيوية .
2) وسيلة نقل هامة بحرية ونهرية
3) مصدر للطاقة الكهربية كما في كهراء السد العاليبمصر .
استخدامات الماء
الزراعة والصناعة والاستخدامات الشخصيةمصادرالماءالانهار والبحار والمحيطات ومياه الأمطار والآبار والعيون .
تركيبالماءجزئ الماء يتكون من ارتباط ذرة اكسجين بذرتين هيدروجين لتكوين رابطتينتساهميتين احاديتين بينهما زاوية 104,5 درجةنتيجة لكبر قيمة السالبية الكهربيةللأكسجين مقارنة بالهيدروجين ينشأ بين جزيئات الماء القطبية نوعا من التجاذبالالكتروستاتيكي الضعيف يسمى الرابطة الهيدروجينية وتعتبر هذه الروابط الهيدروجينيةمن أهم العوامل المسئولة عن شذوذ خواص الماء .
خواص الماء DABOON
1 - ينفرد الماءعن باقي المركبات بوجوده في حالات المادة الثلاث في درجات الحرارة العادية .
2 - الماء مذيب قطبي جيد لمعظم المركبات الأيونية ولبعض المركبات التساهمية التي يكونمعها روابط هيدروجينية ( مثل السكر ).
3 - ارتفاع درجتي غليانيه وانصهاره ( يغليعند 100 ويتجمد عند 0 درجة سيليزيوس ) ويرجع ذلك لوجود الروابط الهيدروجينية .
4 - كثافة الماءيشذ الماء عن جميع المواد في ان كثافته وهو في الحالة الصلبة أقلمن كثافته في الحالة السائلة لذلك تجد الثلج يطفو فوق الماء في المناطق القطبية ممايحافظ على حياة الكائنات المائية وكذلك تنفجر زجاجات الماء عند وضعها فيالفريزر.
تفسير ذلكعند انخفاض درجة الحرارة عن 4 5 س تتجمع جزيئات الماءبواسطة الروابط الهيدروجينية مكونة بللورات ثلج سداسية الشكل كبيرة بينها الكثير منالفراغات مما يزيد من حجم الماء وبالتالي تقل كثافة الماء عند التجمد .
5 – ارتفاع قيم الحرارة الكامنةارتفاع قيم الحرارة الكامنة يجعل الماء يقاومالتغير من الحالة الصلبة إلى السائلة ومن السائلة إلى الغازية وهذه الخاصية تجعلهمن أهم السوائل في اطفاء الحريق حيث انه يستهلك كمية كبيرة من حرارة الاحتراق.
6 – ضعف تأينه
تتحول بعض المركبات التساهمية إلى أيونات ، ويعتبر الماء النقي ضعيفالتأين .
7 – متعادل التأثير على ورقة عباد الشمس
7 – مقاومة التحلللاينحل الماء إلى عنصريه في الظروف الطبيعية أو بتأثير الحرارة وهو ما يساعد على بقاءالمحاليل المائية الموجودة في خلال الكائنات الحية.
التحليل الكهربي للماءيستخدم جهاز فولتامتر هوفمان لتحليل الماء كهربيا .
يتصاعد غاز الهيدروجينفوق المهبط بينما يتصاعد الاكسجين فوق المصعد
حجم غاز الهيدروجين ضعف حجمالأكسجين
H2O H2 + O2
تلوث الماء
إضافة أي مادة إلى الماء يحدث تغيراتدريجيا في خواصه مما يجعله يؤثر على صحة وحياة الكائنات الحية .
فمثلا ( اضافةالمخصبات تعمل على زيادة نمو الطحالب مما يقلل من نسبة الاكسجين واضافة المنظفالصناعي يعمل على بطء نمو الطحالب مما يقلل من كمية غذاء الاسماك ).
ملوثاتالماء
يمكن تقسيم ملوثات إلى :
1 – ملوثات طبيعية ( البراكين – موت الكائناتالحية )
2 – ملوثات صناعية ( أنشطة الإنسان المختلفة )
يمكن تقسيم التلوثالمائي إلى :
1 ) التلوث البيولوجي
ينشأ من اختلاط فضلات الانسان والحيوانبالماء مسببا الامراض ( البلهارسيا – التيفويد )
2 ) التلوث الكيميائي
غالباما يكون من مخلفات المصانع ومياه الصرف الصحي في الترع .
- ارتفاع تركيز الرصاصموت خلايا المخ .çيؤدي إلى
فقدان البصرç- ارتفاع تركيز الزئبق يؤدي إلى .
زيادة الاصابة بسرطان الكبد.ç- ارتفاع تركيز الزرنيخ يؤدي إلى
3 ) تلوثحراريترتفع درجة حرارة بعض مناطق المياه التي تستخدم في تبريد المفاعلاتالنووية وهو ما يؤدي إلى هلاك الكائنات الحية نتيجة انفصال الاكسجين الذائب فيالماء .
4 ) تلوث اشعاعي
ينشأ من تسرب المواد المشعة من المفاعلات النووية اوالقاء النفايات الذرية في البحار والمحيطات .
حماية الماء من التلوث فيمصر
1) القضاء على ظاهرة التخلص من مياه الصرف ومخلفات المصانع والقاء الحيواناتالنافقة في النيل أو الترع .
2) تطوير محطات تنقية المياه واجراء تحاليل دوريةعلى المياه لتحديد مدى صلاحيتها للشرب.
3) نشر الوعي البيئي بين الناس .
4) تطهير خزانات مياه الشرب فوق أسطح المنازل بشكل مستمر .
5) عدم تخزين ماءالصنبور في زجاجات بلاستيكية ( لأنها تتفاعل مع الكلور المستخدم في تطهير الماءفتزيد من معدلات الاصابة بالسرطان )