الدرس الثانى ... تدرج الخواص فى الجدول الدورى

تـدرج الخـواص في الجـدول الدوري
نصف قطــر الـذرة
تعـريـف نصف قطــر الــذرة
نصف المسافة بين مركزي ذرتين متماثلين فى جزئ ثنائي الذرة
 نصف القطــر التساهمــى
 فى حالــة ذرتيـن متماثلتيـن
نصف المسافة بين نوتى ذرتين متماثلتين ومتحدتين
 فى حالــة ذرتيـن غيـر متماثلتيــن
= طول الرابطة بين ذرتين غير متماثلتين ـ نصف قطر الذرة الأخرى
 نـصف القطــر الأيونـى
طول الرابطة بين مركزي نوتين متحدتين مقسوما على إثنين = طول الرابطة / 2
 طــول الرابطـــة هو مجموع نصفى قطري الأيون الموجب والسالب
المسافة بين مركزي نوتي ذرتين متحدتين
تقاس طــول الرابطــة بواسطــة
1- الأشعة السينية
2- حيود الإلكترونات
* العلاقــــة بيـن نصف قطــر الــذرة والأيــون
 في حالـة العناصـر الفلزيــة
- يكون نصف قطر الأيون الموجب أقل من نصف قطر ذرته
- قطر ذرة الصوديوم > قطر أيون الصوديوم
-مثلا : قطر أيون الحديد Fe+2 > قطر أيون الحديد Fe+3
 في حالـة العناصـر اللافلزيـة
-يكون نصف قطر الأيون السالب أكبر من نصف قطر ذرته
-مثلا : نصف قطر ايون الكلوريد أكبر من نصف قطر ذرة الكلور
 تــدرج خـواص نصف القطـــر
 في الدورة الأفقية يقل نصف القطر تدريجيا بزيادة العدد الذرى
 في المجموعة الرأسية يزداد نصف القطر بزيادة العدد الذرى كلما اتجهنا لأسفل
مــــلاحظات
-لا يمكن اعتبار أن نصف قطر الذرة المسافة بين النواة وابعد إلكترون وذلك لأنة :-
-لا يمكن تحديد موقع الإلكترون حول النواة بدقة وذلك لأن الإلكترون لة خواص موجية
- لا يمكن قياس نصف قطر الذرة فيزيقيا لأنة لا يمكن تحديد موضع الإلكترون حول النواة فيزيقيا
*يعتمد نصف القطر الإيونى على عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة
* يتناسب نصف القطر تناسبا عكسيا مع العدد الذرى فى الدورة و طرديا فى المجوعة
*فى الدورة تكون أكبر الذرات حجما فى المجموعة الأولى ثم يقل الحجم تدريجيا إلى أن نصل إلى نهاية الدورة
*زيادة نصف قطر الذرة فى المجموعة الناتج عن إضافة مستوى طاقة يكون اكبر عن نقص نصف قطر الذرة فى الدورة الناتج عن زيادة واحد بروتون الزيادة فى نصف قطر الذرة يكون بدرجة كبيرة عندما ننتقل من دورة لأخرى في المجموعة الواحدة
*النقص في نصف القطر الذرة يكون بدرجة صغير عند الانتقال من مجموعة لأخرى فى الدورة الواحدة
مسائــل محلولــة
1-إذا كان طول الرابطة في جزئ الكلور Cl-Cl =98و1انجستروم وطول الرابطة بين ذرة الكربون وذرة الكلور =76و1 انجستروم احسب نصف قطر ذرة الكربون
نق الكلور = 98و1 /2= 99و انجستروم
نق الكربون = 76و1 ـ 99و = 77و انجستروم
===========================================================
2-اذا كان طول الرابطة فى جزىء النيتروجين =1.46 انجستروم وطول الرابطة بين الهيدروجين والنيتروجين فى جزىء النشادر=1.03 انجستروم احسب طول الرابطة فى جزىء الهيدروجين
نق ذرة النتروجين = 1.46 / 2= 0.73 انجستروم
نق ذرة الهيدروجين = 1.03 – 0.73 = 0.3 انجستروم
طول الرابطة فى جزىء الهيدروجين = 0.3 ×2= 0.6 انجستروم
===========================================================
3-اذا كان طول الرابطة في جزىء يوديد الميثيل بين الهيدروجين والكربون 1.07 وبين اليود والكربون 1.2 انجستروم ونصف قطر ذة الكربون = 0.77 انجستروم اوجد طول الرابطة في جزىء اليود والهيدروجين
نق ذرة الكربون = 0.77 انجستروم
نق ذرة الهيدروجين = 1.07 – 0.77 = 0.3 انجستروم
طول الرابطة فى جزىء الهيدروجين = 0.6 انجستروم
نق ذرة اليود = 1.2 – 0.77 = 0.43 انجستروم
طول الرابطة فى جزىء اليود = 0.86 انجستروم
علل لا يمكن قياس نصف قطر الذرة فيزيقيا
لأنة لا يمكن تحديد موقع الإلكترون بدقة وذلك لأن الإلكترون له خواص موجية
 علل يقل نصف القطر في الدورة بزيادة العدد الذرى
لأن زيادة العدد الذرى ينتج عنة زيادة عدد الشحنات الموجبة داخل النواة فتزداد قوة جذب النواة لإلكترونات التكافؤ الخارجية فيقل نصف القطر
علل يزداد نصف القطر في المجموعة بزيادة العدد الذرى
- لأن زيادة العدد الذرى في المجموعة ينتج عنها :-
1- زيادة عدد مستويات الطاقة
2- زيادة قوة التنافر بين الإلكترونات في مستويات الطاقة فتتباعد المستويات عن بعضها
3- تحجب مستويات الطاقة المكتملة قوة جذب النواة عن إلكترونات التكافؤ
علل يعتمد نصف قطر الأيون على عدد الإلكترونات المفقودة والمكتسبة
- لأنة عندما تكتسب الذرة إلكترونات يزداد عدد الشحنات السالبة على عدد الشحنات الموجبة فتقل قوة جذب النواة للإلكترونات التكافؤ فيزداد نصف القطر
-لأنة عندما تفقد الذرة إلكترونات يزداد عدد الشحنات الموجبة على عدد الشحنات السالبة فتزداد قوة جذب النواة للإلكترونات التكافؤ فيقل نصف القطر
 علل نصف قطر الأيون السالب أكبر من نصف قطر ذرته
-لأن العناصر اللافلزية تميل إلى اكتساب إلكترونات فتزداد عدد الشحنات السالبة عن عدد الشحنات الموجبة فتكون قوة جذب النواة للإلكترونات التكافؤ فى حالة الايون السالب اقل من قوة جذب النواة لإلكترونات التكافؤ فى حالة الذرة المتعادلة فيزداد نصف القطر فى حالة الايون السالب0
علل نصف قطر الأيون الموجب أصغر من نصف قطر ذرته
لأنة عندما تفقد الذرة إلكترونات يزداد عدد الشحنات الموجبة على عدد الشحنات السالبة فتزداد قوة جذب النواة للإلكترونات التكافؤ فيقل نصف القطر
علل حجم ذرة الكالسيوم (20)اكبر من حجم ذرة الماغنسيوم (12)
من خلال التوزيع نجد آن كل منهم يقع فى نفس مجموعة ونصف القطر يزداد فى المجموعة بزيادة العدد الذرى 12Mg[Ne10]3S1
20Ca[Ar18] 3S2
علل حجم ذرة الصوديوم (11)اكبر من حجم ذرة الكلور (17)
من خلال التوزيع نجد آن كل منهم يقع فى نفس دورة ونصف القطر يقل فى الدورة بزيادة العدد الذرى 11Na [Ne10]3S1
17Cl [Ne10] 3S23P5
علل نصف قطر أيون Fe+2 أكبر من نصف قطر أيون Fe+3
علل طول الرابطة فى FeCl2 طول الرابطة فى FeCl3
-لأن عدد الإلكترونات حول النواة فى أيون الحديد +2 أكبر من عدد الإلكترونات فى أيون الحديد +3
- تكون قوة جذب النواة لإلكترونات التكافؤ فى حالة أيون الحديد +3 أكبر من قوة جذب النواة للإلكترونات فى حالة أيون الحديد +2 فيكون نصف قطر أيون الحديد +3 أقل من نصف قطر أيون الحديد +2
علل مقدار الزيادة فى نصف القطر عند الانتقال من دورة إلى الدورة التي يليها يكون أكبر من مقدار النقص فى نصف القطر عند الانتقال من المجموعة إلى المجموعة التي تليها
-لأن تأثير زيادة غلاف إلكتروني جديد عند الانتقال من دورة إلى الدورة التي
تليها خلال المجموعة يكون أكبر من تأثير إدخال شحنة موجبة عند الانتقال
من مجموعة إلى مجموعة خلال الدورة
جهـد التأيــن ( طاقـة التأين )
مقـدمة
-عندما تكتسب الذرة كمية من الطاقة فإن الإلكترونات تثار وتنتقل من مستوى طاقة أقل إلى مستوى
طاقة أعلى
-إذا كانت كمية الطاقة كبيرة نسبيا فإن الذرة تفقد أقل الإلكترونات ارتباطا بالنواة وتتحول لأيون موجب
 تعريــف جهــد التأيــن
كمية الطاقة اللازمة لفصل أقل الإلكترونات ارتباطا بالذرة المفردة وهى في الحالة الغازية وتتحول الذرة لأيون موجب
 العلاقــة بيـن عـدد الإلكترونـات المفقـودة وجهـد التأيــن
- جهـد التأيـن الأول يكون نتيجة تكون أيون يحمل شحنة واحدة موجبة
M →M+ + e
-جهـد التأيـن الثاني يكون نتيجة تكون أيون يحمل شحنتين موجبتين
M+ →M+2 + e
- جهــد التأيــن الثالث يكون نتيجة تكون أيون يحمل ثلاث شحنة موجبة
M+2→M+3 + e
* مثال الماغنسيوم
Mg → Mg+ + e ΔH = 737 Kj
Mg+ → Mg+2 + e ΔH= 1450 Kj
Mg+2 → Mg+3 + e ΔH= 7730 Kj
* الملاحظة
-زيادة جهد التأين الثاني عن جهد التأين الأول بزيادة عدد الشحنات الموجبة
- جهد التأين الثالث اكبر من جهد التأين الأول و الثاني لأنة يتسبب في كسر مستوى طاقة مستقر
مــــــلاحظات
-جهد التأين تفاعل ماص للحرارة -يعين جهد التأين من القياسات الطيفية
علل جهد التأين الثاني للماغنسيوم أكبر من جهد التأين الأول
-جهد التأين الأول قليل لأن الإلكترون الأول أقل الإلكترونات ارتباطا بالنواة أكثرها بعدا عنها فتكون
كمية الطاقة اللازمة لفصلة قليلة

-جهد التأين الثاني يكون كبير لزيادة عدد الشحنات الموجبة فيقل نصف القطر فتزداد قوة جذب النواة لإلكترونات التكافؤ فتزداد كمية الطاقة اللازمة لإزالة الإلكترون الثاني
علل جهد التأين الثالث للماغنسيوم عالي جدا
لأنة يتسبب فى كسر مستوى طاقة مستقر
علل يصعب الحصول على أيون الهليوم
لأنة يتسبب فى كسر مستوى طاقة مستقر
تــدرج جهــود التأيــن الأول
جدول يوضح التدرج فى جهد التأين الأول للعناصر
 في المجموعــة
يقل جهد التأين بزيادة العدد الذرى وزيادة نصف القطر
في الــدورة
يزداد جهد التأين الأول في 0 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A
He
3272 H
1311 1
Ne
2080 F
1681 O
1410 N
1403 C
1086 B
801 Be
899 Li
520 2
Ar
1521 Cl
1255 S
999 P
1012 Si
786 Al
577 Mg
737 Na
496 3
Kr
1351 Br
1142 Ca
590 K
419 3
الدورة بزيادة العدد الذرى ونقص نصف القطر عند الانتقال من اليسار إلى اليمين
مــــلاحظات
-جهد التأين يتناسب عكسيا مع العدد الذرة ونصف القطر في المجموعة
-جهد التأين يتناسب طرديا مع العدد الذرى وعكسيا مع نصف القطر في الدورة
-جهد التأين تفاعل ماص للحرارة
-يزداد جهد التأين الأول للعناصر عندما يكون المدار الأخير ممتلئ أو نصف ممتلئ بالإلكترونات لأن ذلك يعطى استقرار للذرة

علل جهد التأين الثاني للصوديوم كبير جدا
لأنة يتسبب فى كسر مستوى طاقة مستقر
 علل جهد التأين للكلور أكبر من جهد تأين الصوديوم
من خلال التوزيع نجد آن كل منهم يقع فى نفس دورة وجهد التاين يقل فى الدورة بزيادة العدد الذرى 11Na [Ne10]3S1
17Cl [Ne10] 3S23P5
-لأن حجم ذرة الكلور أصغر من حجم ذرة الصوديوم فتكون كمية الطاقة اللازمة لإزالة أقل الإلكترونات ارتباطا بالنواة في حالة الكلور أكبر من الصوديوم
علل جهد تاين الكالسيوم (20)اقل من جهد تاين الماغنسيوم (12)
من خلال التوزيع نجد آن كل منهم يقع فى نفس مجموعة وجهد التاين يقل فى المجموعة بزيادة العدد الذرى 12Mg[Ne10]3S1
20Ca[Ar18] 3S2
علل يمكن أن يكون للعنصر أكثر من جهد تأين
لأنة يمكن إزالة إلكترون أو أثنين أو ثلاثة من الذرة وبالتالي يكون هناك جهد تأين أول ناتج من تكو كاتيون أحادى وجهد تأن ثاني ناتج من تكون كاتيون ثنائي وجهد تأين ثالث ناتج من تكون كاتيون ثلاثي
 علل يزداد جهد التأين في الدورة بزيادة العدد الذرى
لأن زيادة العدد الذرى في الدورة يترتب علية نقص نصف قطر الذرة فيزداد قوة جذب النواة للإلكترونات فتزداد كمية الطاقة اللازمة لإزالة أقل الإلكترونات ارتباطا بالنواة
 علل تفقد الفلزات إلكترونات التكافؤ بسهولة
لآن حجم ذراتها كبير و جهد تأينها قليل فيكون ارتباط الإلكترونات بالنواة صغير
علل تكتسب اللافلزات إلكترونات التكافؤ بسهولة
لآن حجم ذراتها صغير وجهد تأينها كبير فيكون ارتباط الإلكترونات بالنواة كبير
علل لا يتمشى جهد تأين 7N ,4Be مع تدرج جهد التأين فى الدورة الثانية
*لأنة من خلال التوزيع الإلكتروني لكل منه النيتروجين 7N 1S2,2S2,2P3) ) يكون المدار الأخير نصف ممتلئ وفى حالة البريليوم 4Be( 1S2,S2) يكون المدار الأخير تام الامتلاء
-فيزداد يزداد استقرار الذرة كلما كان المدار الأخير نصف ممتلئ أو تام الامتلاء
علل يصعب الحصول على Mg+3 ,Al+4
لأنة يتسبب فى كسر مستوى طاقة مستقر
 علل: يقل جهد التأين في المجموعة بزيادة العدد الذرى
لأن زيادة العدد الذرى في المجموعة يترتب علية زيادة نصف قطر الذرة فتقل قوة جذب النواة للإلكترونات فتكون كمية الطاقة اللازمة لإزالة أقل الإلكترونات ارتباطا بالنواة قليلة
علل يمكن أن يكون للعنصر أكثر من جهد تأين
 علل 13Al له ثلاث جهود تأين
لأن يحتوى على ثلاث إلكترونات فى المستوى الأخير يمكن إزالة إلكترون أو أثنين أو ثلاثة من الذرة وبالتالي يكون هناك جهد تأين أول ناتج من تكون كاتيون أحادى وجهد تأين ثاني ناتج من تكوين كاتيون Al → Al+ + e
Al+ → Al+2 +e
Al+2 → Al+3+e
ثنائى موجب وجهد تأين ثالث ناتج من تكون كاتيون ثلاثي
 علل يزداد جهد التأين في حالة 4Be, 12Mg عن باقى عناصر المجموعة الثانية
لأنة من خلال التوزيع الإلكتروني لكل من البريليوم 4Be ( 1S2,2S2) والماغنسيوم 12Mg(1S2,2S22P6 3S2) يكون المدار الأخير لكل منهم تام الامتلاء مما يجعل الذرة أكثر استقرارا
علل يزداد جهد تأين كل من الفوسفور والنيتروجين عن عناصر المجموعة الخامسة
لأنة من خلال التوزيع الإلكتروني لكل من النتروجين 7N ( 1S22S22P3 )والفوسفور15P (1S22S22P63S23P3) يكون المدار الأخير لكل منهم نصف ممتلئ
 علل جهود التأين للعناصر النبيلة مرتفعة جدا
 علل لا تكون الغازات النبيلة مركبات بسهولة فى درجات الحرارة العادية
لأن المدار الأخير لها مكتمل بالإلكترونات فيكون نظامها الإلكتروني مستقر فيكون جهد التأين الأول لها عالي جدا لأنة يتسبب فى كسر مستوى طاقة مستقر

» الدرس الاول ... الجدول الدورى الطويل
» الدرس الثالث ... تصنيف العناصر فى الجدول الدورى
» الدرس الثانى ... القانون الثانى لنيوتن
» الدرس الثانى ... فرق الجهد
» الدرس الثانى ... فرق الجهد