دورية العناصر وخواصها
محاولات تصنيف العناصر
المقصود بتصنيف العناصر :i
هو ترتيبها لسهولة دراستها وايجاد علاقة بين العناصر وخواصها الفيزيائية والكيميائية .
ا ( الجدول الدوري لمندليف .
مميزات جدول مندليف
g تنبأ مندليف بامكانية اكتشاف عناصر جديدة . وكذلك حدد قيم اوزانها الذرية وترك لها خانات فارغة في جدوله الدوري .
صحح الأوزان الذرية المقدرة خطأ لبعض العناصرg .
عيوب جدول مندليف
اضطر إلى الإخلال بالترتيب التصاعدي للاوزان الذريةg لبعض العناصر لوضعها في المجموعات
التي تتناسب مع خواصها .
وضع اكثر منg عنصر في خانة واحدة مثل : النيكل والكوبلت .
2 ) الجدول الدورى لموزلى
e اكتشف العالم رذرفورد أن نواة الذرة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة .
اكتشفe موزلي أن الخواص تتكرر دوريا وهذا مرتبط بالعدد الذرى وليس الوزن الذرى .
e أعاد موزلي ترتيب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية .
بحيث يزيد العدد الذري لكل عنصر عن العنصر الذي يسبقه في نفس الدورة بمقدار واحد صحيح .
e أضاف مجموعة الغازات الخاملة في المجموعة الصفرية .
e قسم عناصر كل دورة إلى مجموعتين فرعيتين هما A,B حيث وجد فروقا بين خواصهما .
e خصص مكانا أسفل الجدول لمجموعتي اللانثانيدات والأكتينيدات .
3 ) الجدول الدورى الحديث
اكتشف العالم بورe مستويات الطاقة الرئيسية وعددها سبعة في أثقل الذرات.
بعد ذلك تم اكتشاف مستويات الطاقة الفرعية.
تمت عملية إعادة تصنيف العناصر تبعا لـ :e
1 – التدرج التصاعدي في أعدادها الذرية .
2 - طريقة ملء مستويات الطاقة الفرعية بالالكترونات.
وصف الجدول الدوري الحديث
يتكون الجدول الدورى من 116 عنصرا منها 92 عنصرا موجود متوافرا في القشرة الأرضية
أما بقية العناصر فهي تحضر صناعيا تم تقسيمهم إلى :
(أ) 7دورات أفقية (ب) 18 مجموعة رأسية
عناصر المجوعات (A) توجد على يسار ويمين الجدول
عناصر المجموعات (تقع في وسط الجدول وتبدأ في الظهور من أول الدورة الرابعة .
تحديد مكان عنصر بالجدول الدوري بمعلومية العدد الذري
رقم العنصر يساوي عدد مستويات الطاقة المشغولة بالإلكترونات .
رقم المجموعة يساوي عدد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير .
كما أنه يمكن معرفة العدد الذري للعنصر من موقعه في الجدول الدوري بعكس الخطوات السابقة.
لاحظ أن
العدد الذري يساوي عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة ويساوي عدد البروتونات داخل النواة
العدد الذري 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 يقع في:- *عنصر الصوديوم يقع في:-
الدورة :- الثانية الدورة :- الثالثة
المجموعة :- 6 A المجموعة :- 1A
مثال : احسب العدد الذري لكل من:
عنصر x يقع في الدورة الثانية والمجموعة (6A).
تدور الالكترونات في مستويين للطاقة.
العنصر يقع في المجموعة (6A).
مستوى الطاقة الخارجي يدور به 6الكترونات.
- العدد الذري للعنصر=2+6=8
مثال : العنصر Y يقع في الدورة الثالثة والمجموعة الصفرية .
تدور الالكترونات في ثلاثة مستويات للطاقة .
العنصر يقع في المجموعة الصفرية.
مستوى الطاقة الخارجي يدور به8الكترونات.
-العدد الذري للعنصر =2+8+8=18.
تدرج خواص العناصر فى الجدول الدورى الحديث
اولا : خاصية الحجم الذرى
1- الحجم الذرى لعناصر الدورة الواحدة يقل بزيادة العدد الذرى لزيادة قوة جذب النواة الموجبة للالكترونات الموجودة فى مستوى الطاقة الاخير (المستوى الخارجى) .
2- الحجم الذرى لعناصر المجموعة الواحدة يزداد بزيادة العدد الذرى لزيادة عدد مستويات الطاقة فى ذراتها .
ثانيا: خاصية السالبية الكهربية :
السالبية الكهربية : هى مقدرة الذرة فى الجزئ التساهمى على جذب الكترونات الرابطة الكيميائية نحوها .
1- بزيادة العدد الذرى تزداد السالبية الكهربية لعناصر الدورة الواحدة ، وتقل بالنسبة لعناصر المجموعة الواحدة .
2- السالبية الكهربية لعنصر الفلور اكبر ما يمكن وهى تساوى 4 .
ما مقدار الفرق فى السالبية 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 السالبية الكهربية بين عنصري الرابطة كبير نسبيا
(1,7 إلى 0,4) .
وكلما زاد الفارق كلما زادت قطبية المركب .
- جزئ الماء وجزئ النشادر من امثلة المركبات القطبية .
قطبية الماء أعلى من قطبية النشادر (جذب ذرة الأكسجين لإلكترونات الرابطة أكبر من جذب ذرة النشادر ) لأن السالبية الكهربية للأكسجين أكبر من النيتروجين .DABOON
إذا كان الفرق في السالبية صغير أقل من 0,4 يكون المركب غير قطبي .
الخاصية الفلزية واللافلزية
تقسم العناصر إلى أربعة أنواع رئيسية
الفلزات – اللافلزات – أشباه الفلزات – الغازات الخاملة
تتميز الفلزات باحتواء غلاف تكافئها على أقل من أربعة إلكترونات وتميل إلى فقد هذه الإلكترونات مكونة أيون موجب حتى تصل للتركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل .
تتميز اللافلزات باحتواء غلاف تكافئها على أكثر من أربعة إلكترونات وتميل إلى اكتساب إلكترونات مكونة أيون سالب حتى تصل للتركيب الالكتروني لأقرب غاز خامل .
هناك عناصر تتشابه خواها مع خواص الفلزات أحيانا ومع اللافلزات أحيانا أخرى تعرف بأشباه الفلزات .
يصعب التعرف على أشباه الفلزات من تركيبها الإلكتروني لاختلاف أعداد إلكترونات المستوى الأخير.
تدرج الصفة الفلزية في الجدول الدوري
الدورة : تبدأ بعنصر فلزي قوي وبزيادة العدد الذري في نفس الدورة تقل الصفة الفلزية تدريجيا حتى نصل إلى أشباه الفلزات ثم يبدأ ظهور اللافلزات وبزيادة العدد الذري تزداد الصفة اللافلزية حتى نصل إلى أقوى اللافلزات في المجموعة 7A .
المجموعة : daboon
تزداد الصفة الفلزية بزيادة العدد الذري كلما اتجهنا من أعلى إلى أسفل المجموعة لكبر الحجم الذري
تقل الصفة اللافلزية لصغر قيم سالبيتها الكهربية .
الخواص الكيميائية للفلزات
1 ) تتفاعل الفلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد فلزية قاعدية .
MgOàMg + O2
2 ) الأكاسيد التي تذوب في الماء تكون قلويات ( بعض الأكاسيد لا تذوب في الماء مثل أكسيد الحديد)
Mg(OH)2àMgO + H2O
2 ) ترتب الفلزات تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائي " متسلسلة النشاط الكيميائي "
ويتضح اختلاف سلوكها مع الماء
الفلزات سلوكها مع الماء
البوتاسيوم
الصوديوم K
Na يتفاعلان مع الماء لحظيا ، ويتصاعد غاز الهيدروجين الذي يشتعل بفرقعة .
الكالسيوم
الماغنسيوم Ca
Mg يتفاعلان ببطء شديد مع الماء البارد
الخارصين
الحديد Zn
Fe يتفاعلان في درجات الحرارة مع بخار 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 وغاز الهيدروجين .
MgCl2 + H2àMg + 2HCl
الخواص الكيميائية للافلزات
1- لا تتفاعل اللافلزات مع الأحماض .
2- تتفاعل اللافلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد لا فلزية
يعرف معظمها بالأكاسيد الحامضية .
CO2àC + O2
3- تذوب الأكاسيد الحامضية 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 الحي
محاولات تصنيف العناصر
المقصود بتصنيف العناصر :i
هو ترتيبها لسهولة دراستها وايجاد علاقة بين العناصر وخواصها الفيزيائية والكيميائية .
ا ( الجدول الدوري لمندليف .
مميزات جدول مندليف
g تنبأ مندليف بامكانية اكتشاف عناصر جديدة . وكذلك حدد قيم اوزانها الذرية وترك لها خانات فارغة في جدوله الدوري .
صحح الأوزان الذرية المقدرة خطأ لبعض العناصرg .
عيوب جدول مندليف
اضطر إلى الإخلال بالترتيب التصاعدي للاوزان الذريةg لبعض العناصر لوضعها في المجموعات
التي تتناسب مع خواصها .
وضع اكثر منg عنصر في خانة واحدة مثل : النيكل والكوبلت .
2 ) الجدول الدورى لموزلى
e اكتشف العالم رذرفورد أن نواة الذرة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة .
اكتشفe موزلي أن الخواص تتكرر دوريا وهذا مرتبط بالعدد الذرى وليس الوزن الذرى .
e أعاد موزلي ترتيب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية .
بحيث يزيد العدد الذري لكل عنصر عن العنصر الذي يسبقه في نفس الدورة بمقدار واحد صحيح .
e أضاف مجموعة الغازات الخاملة في المجموعة الصفرية .
e قسم عناصر كل دورة إلى مجموعتين فرعيتين هما A,B حيث وجد فروقا بين خواصهما .
e خصص مكانا أسفل الجدول لمجموعتي اللانثانيدات والأكتينيدات .
3 ) الجدول الدورى الحديث
اكتشف العالم بورe مستويات الطاقة الرئيسية وعددها سبعة في أثقل الذرات.
بعد ذلك تم اكتشاف مستويات الطاقة الفرعية.
تمت عملية إعادة تصنيف العناصر تبعا لـ :e
1 – التدرج التصاعدي في أعدادها الذرية .
2 - طريقة ملء مستويات الطاقة الفرعية بالالكترونات.
وصف الجدول الدوري الحديث
يتكون الجدول الدورى من 116 عنصرا منها 92 عنصرا موجود متوافرا في القشرة الأرضية
أما بقية العناصر فهي تحضر صناعيا تم تقسيمهم إلى :
(أ) 7دورات أفقية (ب) 18 مجموعة رأسية
عناصر المجوعات (A) توجد على يسار ويمين الجدول
عناصر المجموعات (تقع في وسط الجدول وتبدأ في الظهور من أول الدورة الرابعة .
تحديد مكان عنصر بالجدول الدوري بمعلومية العدد الذري
رقم العنصر يساوي عدد مستويات الطاقة المشغولة بالإلكترونات .
رقم المجموعة يساوي عدد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير .
كما أنه يمكن معرفة العدد الذري للعنصر من موقعه في الجدول الدوري بعكس الخطوات السابقة.
لاحظ أن
العدد الذري يساوي عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة ويساوي عدد البروتونات داخل النواة
العدد الذري 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 يقع في:- *عنصر الصوديوم يقع في:-
الدورة :- الثانية الدورة :- الثالثة
المجموعة :- 6 A المجموعة :- 1A
مثال : احسب العدد الذري لكل من:
عنصر x يقع في الدورة الثانية والمجموعة (6A).
تدور الالكترونات في مستويين للطاقة.
العنصر يقع في المجموعة (6A).
مستوى الطاقة الخارجي يدور به 6الكترونات.
- العدد الذري للعنصر=2+6=8
مثال : العنصر Y يقع في الدورة الثالثة والمجموعة الصفرية .
تدور الالكترونات في ثلاثة مستويات للطاقة .
العنصر يقع في المجموعة الصفرية.
مستوى الطاقة الخارجي يدور به8الكترونات.
-العدد الذري للعنصر =2+8+8=18.
تدرج خواص العناصر فى الجدول الدورى الحديث
اولا : خاصية الحجم الذرى
1- الحجم الذرى لعناصر الدورة الواحدة يقل بزيادة العدد الذرى لزيادة قوة جذب النواة الموجبة للالكترونات الموجودة فى مستوى الطاقة الاخير (المستوى الخارجى) .
2- الحجم الذرى لعناصر المجموعة الواحدة يزداد بزيادة العدد الذرى لزيادة عدد مستويات الطاقة فى ذراتها .
ثانيا: خاصية السالبية الكهربية :
السالبية الكهربية : هى مقدرة الذرة فى الجزئ التساهمى على جذب الكترونات الرابطة الكيميائية نحوها .
1- بزيادة العدد الذرى تزداد السالبية الكهربية لعناصر الدورة الواحدة ، وتقل بالنسبة لعناصر المجموعة الواحدة .
2- السالبية الكهربية لعنصر الفلور اكبر ما يمكن وهى تساوى 4 .
ما مقدار الفرق فى السالبية 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 السالبية الكهربية بين عنصري الرابطة كبير نسبيا
(1,7 إلى 0,4) .
وكلما زاد الفارق كلما زادت قطبية المركب .
- جزئ الماء وجزئ النشادر من امثلة المركبات القطبية .
قطبية الماء أعلى من قطبية النشادر (جذب ذرة الأكسجين لإلكترونات الرابطة أكبر من جذب ذرة النشادر ) لأن السالبية الكهربية للأكسجين أكبر من النيتروجين .DABOON
إذا كان الفرق في السالبية صغير أقل من 0,4 يكون المركب غير قطبي .
الخاصية الفلزية واللافلزية
تقسم العناصر إلى أربعة أنواع رئيسية
الفلزات – اللافلزات – أشباه الفلزات – الغازات الخاملة
تتميز الفلزات باحتواء غلاف تكافئها على أقل من أربعة إلكترونات وتميل إلى فقد هذه الإلكترونات مكونة أيون موجب حتى تصل للتركيب الإلكتروني لأقرب غاز خامل .
تتميز اللافلزات باحتواء غلاف تكافئها على أكثر من أربعة إلكترونات وتميل إلى اكتساب إلكترونات مكونة أيون سالب حتى تصل للتركيب الالكتروني لأقرب غاز خامل .
هناك عناصر تتشابه خواها مع خواص الفلزات أحيانا ومع اللافلزات أحيانا أخرى تعرف بأشباه الفلزات .
يصعب التعرف على أشباه الفلزات من تركيبها الإلكتروني لاختلاف أعداد إلكترونات المستوى الأخير.
تدرج الصفة الفلزية في الجدول الدوري
الدورة : تبدأ بعنصر فلزي قوي وبزيادة العدد الذري في نفس الدورة تقل الصفة الفلزية تدريجيا حتى نصل إلى أشباه الفلزات ثم يبدأ ظهور اللافلزات وبزيادة العدد الذري تزداد الصفة اللافلزية حتى نصل إلى أقوى اللافلزات في المجموعة 7A .
المجموعة : daboon
تزداد الصفة الفلزية بزيادة العدد الذري كلما اتجهنا من أعلى إلى أسفل المجموعة لكبر الحجم الذري
تقل الصفة اللافلزية لصغر قيم سالبيتها الكهربية .
الخواص الكيميائية للفلزات
1 ) تتفاعل الفلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد فلزية قاعدية .
MgOàMg + O2
2 ) الأكاسيد التي تذوب في الماء تكون قلويات ( بعض الأكاسيد لا تذوب في الماء مثل أكسيد الحديد)
Mg(OH)2àMgO + H2O
2 ) ترتب الفلزات تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائي " متسلسلة النشاط الكيميائي "
ويتضح اختلاف سلوكها مع الماء
الفلزات سلوكها مع الماء
البوتاسيوم
الصوديوم K
Na يتفاعلان مع الماء لحظيا ، ويتصاعد غاز الهيدروجين الذي يشتعل بفرقعة .
الكالسيوم
الماغنسيوم Ca
Mg يتفاعلان ببطء شديد مع الماء البارد
الخارصين
الحديد Zn
Fe يتفاعلان في درجات الحرارة مع بخار 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 وغاز الهيدروجين .
MgCl2 + H2àMg + 2HCl
الخواص الكيميائية للافلزات
1- لا تتفاعل اللافلزات مع الأحماض .
2- تتفاعل اللافلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد لا فلزية
يعرف معظمها بالأكاسيد الحامضية .
CO2àC + O2
3- تذوب الأكاسيد الحامضية 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 الحي
