الدرس: 3-1-4 دورية الخواص في الجدول الدوري

• الحجم الذري

عرف الحجم الذري؟

هو نصف المسافة الفاصلة بين مركزي ذرتين متماثلتين في الجزينة ( البلورة ) ويقاس بالاشعة السينية.

لماذا يعتبر الحجم الذري لخاصية صعبة التحديد؟

لان احتمالية التوزيع الالكتروني تتاثر بالذرات المجاورة في الجزيئة، ولذلك فان حجم الذرة يتغير الى حد ما عند الانتقال من جزيئة الى اخرى.

كيف يتغير الحجم الذري بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة والزمرة الواحدة؟

يقل الحجم الذري بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة بسبب زيادة قوة جذب النواة لالكترونات ويزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة بسبب اضافة اغلفة الكترونية ذات اعداد كم متزايدة المضافة ويزداد الحجم الذري بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة بسبب اضافة اغلفة الكترونية ذات اعداد كم متزايدة ابعد عن النواة.

في العناصر الانتقالية الداخلية يقل الحجم الذري بالتدريج بزيادة العدد الذري حتى العنصر الخامس ثم يزداد تدريجيًا حتى نهاية السلسلة، فسر ذلك؟

يقل الحجم نتيجة زيادة قوة جذب النواة وان الالكترون المضاف يدخل اوربتال d لغاية خمسة الكترونات، حيث يصبح بعدها الغلاف d مصحوبًا بحالة استقرار تعمل على حجب تأثير النواة فتقل قوة جذبها للالكترونات التي تضاف.

في السلسلتين الانتقاليتين الداخليتين يقل الحجم الذري بالتدريج بزيادة العدد الذري حتى العنصر السابع ثم یزداد تدريجيًا حتى نهاية السلسلة، فسر ذلك؟

يقل الحجم نتيجة زيادة قوة جذب النواة وان الالكترون المضاف يدخل اوريتال d لغاية خمسة الكترونات ، حيث يصبح بعدها الغلاف d مصحوبا بحالة استقرار تعمل على حجب تأثير النواة فتقل قوة جذبها للالكترونات التي تضاف.

لماذا عندما تفقد الذرة الكترون يصغر حجمها؟

وذلك لسببين الاول: ان الكترون التكافؤ المفقود يتسبب عنه فقدان مدار خارجي، والثاني يقل التنافر الالكتروستاتيكي بين الالكترونات المتبقية وبالتالي يزداد التجاذب بينهما وبين النواة.

لماذا عندما تكتسب الذرة الكترون يكبر حجمها؟

وذلك لسببين الاول: ان الكترون التكافؤ المكتسب يتسبب عنه اضافة مدار خارجي، والثاني يزداد التنافر الالكتروستاتيكي بين الالكترونات المتبقية وبالتالي تبتعد الالكترونات عن بعضها فيكبر حجم الذرة.

ايهما يكون اكبر في الحجم الذري الايون الموجب ام السالب لنفس الذرة ولماذا؟

الايون السالب اكبر وذلك لسببين الاول: ان الكترون التكافؤ المكتسب يتسبب عنه اضافة مدار خارجي، والثاني يزداد التنافر الالكتروستاتيكي بين الالكترونات المتبقية وبالتالي تبتعد الالكترونات عن بعضها فيكبر حجم الذرة.

• طاقة التأين

عرف طاقة التأين؟

هي الطاقة اللازمة لانتزاع الكترون من ذرة متعادلة في حالتها الغازية وتكوين ايون موجب وتقاس بوحدة الكترون فولت 1ev = 1.6 x 10^-19 jole

لماذا تكون طاقة التأين الثانية أكبر من طاقة التأين الاولى؟

لان شحنة النواة الموجية سوف تجذب الالكترونات السالبة المتبقية بقوة اكبر.

تكون عناصر الزمرة السابعة ( الغازات النبيلة ) ذات طاقات تأين عالية بينما تكون عناصر الزمرة الاولى (العناصر القلوية) ذات طاقات تأين واطئة؟

لان الغازات النبيلة ذات اغلفة مشبعة ومستقرة جدًا فيصعب انتزاع الكترون منها، اما العناصر القلوية فتكون النواة عن الكترون التكافؤ فيسهل انتزاعه. ذات احجام كبيرة وان طبقة الكم قبل الاخيرة تكون مشبعة بثمان الكترونات وتكون مستقرة وتحجب قوة جذب النواة عن الكترون التكافؤ

فيسهل انتزاعه.

كيف تتغير طاقة التأين بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة والزمرة الواحدة؟

تزداد طاقة التأين بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة وذلك لصغر حجومها الذرية فيصعب انتزاع الالكترون منها وتقل طاقة التأين بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة وذلك لكبر حجومها الذرية فيسهل انتزاع الالكترون منها.

طاقة تأين النتروجين ₇N و اكبر منها للاوكسجين ₈o على الرغم من ان العدد الذري للاوكسجين اكبر وكلاهما نفس الدورة؟

لان الغلاف الاخير للنتروجين نصف مشبع فيكون اكثر استقرارًا فيصعب انتزاع الالكترون منه.

₇N : 1s²2s²2p³

طاقة تأين المنغنيز ₂₅Mn و اكبر منها للحديد ₂₆Fe على الرغم من ان العدد الذري للحديد اكبر وكلاهما نفس الدورة؟

لان الغلاف الاخير للمنغنيز نصف مشبع فيكون اكثر استقرارا فيصعب انتزاع الالكترون منه:

₂₅Mn : 1s 2s 2p 3s² 3p6 4s² 3d⁵

• الالفة الالكترونية

عرف الالفة الالكترونية؟

هي الطاقة المتحررة من الذرة المتعادلة في الحالة الغازية عند اكتسابها لالكترون واحد وتكوين ايون سالب.

كيف تتغير الالفة الالكترونية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة والزمرة الواحدة؟

تزداد الالفة الالكترونية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة وذلك لتناقص حجومها الذرية وزيادة قوة جذب النواة للالكترونات، وتقل الألفة الالكترونية بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة وذلك لتزايد حجومها الذرية وتناقص قوة جذب النواة فيسهل انتزاع الالكترون منها.

لماذا عند اكتساب الذرة لالكترون ثاني تكون الالفة الالكترونية اقل؟

بسبب امتصاص بعض الطاقة نتيجة لوجود قوة تنافر بين الايون السالب والالكترون المكتسب.

لماذا تميل بعض الذرات لاكتساب الكترون الكترون وتكوين ايون سالب؟

لان عملية اكتساب الالكترون يؤدي الى تحرير بعض الطاقة والوصول الى مستوى طاقة اقل وبالتالي تصبح اكثر استقرارًا.

للغازات النبيلة قيم منخفضة من الالفة الالكترونية؟

لانها عناصر مشبعة ومستقرة ولاتميل لاكتساب الالكترونات.

• الكهروسلبية

عرف الكهروسلبية؟

هي مدى ميل الذرة على اكتساب او جذب الالكترونات نحوها من ذرات اخرى مرتبطة معها في الجزيئة باصرة كيميائية، ويمتلك الفلور اعلى كهروسلبية في الجدول الدوري.

كيف تتغير الكهروسلبية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة والزمرة الواحدة؟

تزداد الكهروسلبية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة بسبب زيادة ميل هذه الذرات على تكوين ايونات سالية وتقل الكهروسلبية بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة بسبب تناقص ميل هذه الذرات على تكوين ايونات سالبة.

• الخواص الفلزية واللافلزية

عرف الفلزات؟

عناصر معدنية تتميز بالبريق المعدني والتوصيل الحراري والكهربائي ولها درجات انصهار وغليان مرتفعة وطاقات تأين واطنة مثل: Fe , Cu , Zn

عرف اللافلزات؟

عناصر ليس لها بريق المعدني ورديئة التوصيل الحراري والكهربائي وغالبًا ماتكون هشة ولها درجات انصهار وغليان واطئة وطاقات تأين مرتفعة مثل: s,p,c

عرف اشباه الفلزات؟

عناصر تجمع في صفاتها مابيين الفلزات واللافلزات ولها اهمية صناعية كبيرة حيث تدخل في الصناعات الالكترونية ومن امثلتها: Ge , Si

كيف تتغير الصفات الفلزية والافلزية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة والزمرة الواحدة؟

تقل الصفات الفلزية وتزداد اللافلزية بزيادة العدد الذري لعناصر الدورة الواحدة وتزداد الصفات الفلزية وتقل اللافلزية بزيادة العدد الذري لعناصر الزمرة الواحدة,

وبشكل عام يمكن تلخيص الخواص الدورية بزيادة العدد الذري للدورة والزمرة الواحدة كما يلي:

رتب العناصر الاتية: ₁₆S ,₁₃Al ,₁₅P, ₁₄Si ,₁₇Cl تصاعديًا حسب الزيادة في: الحجم الذري، طاقة التأين، الالفة الالكترونية، الكهروسلبية، الصفات الفلزية مع ذكر السبب؟

يجب اولًا تحديد فيما اذا كانت هذه العناصر جميعها من دورة واحدة او من زمرة واحدة ثم بعد ذلك نطبق عليها القاعدة الخاصة بالدورة الواحدة او الخاصة بالزمرة الواحدة:

$\begin{array}{r}{}_{17}Cl:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^5\\ \\ {}_{14}Si:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^2\\ \\ {}_{15}P:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^3\\ \\ {}_{13}Al:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^1\\ \\ {}_{16}S:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^4\\ \end{array}$
من ملاحظة الترتيب الالكتروني لهذة العناصر نجد انها جميها تقع في دورة واحدة وهي ( الدورة الثالثة ) لذلك نطبق عليها قاعدة الدورة الواحدة ويكون الترتيب تصاعديا كالاتي:

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الحجم الذري:

${}_{13}Al{\leftarrow }_{14}Si{\leftarrow }_{15}P{\leftarrow }_{16}S{\leftarrow }_{17}Cl$

بسبب زيادة قوة جذب النواة لالكترونات المضافة وبالتالي انكماش حجم الذرة.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة طاقة التأين:

${}_{17}Cl{\leftarrow }_{16}S{\leftarrow }_{15}P{\leftarrow }_{14}Si{\leftarrow }_{13}Al$

يسبب زيادة قوة جذب النواة لالكترونات المضافة وصعوبة فصل الالكترون منها.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الالفة الالكترونية:

${}_{17}Cl{\leftarrow }_{16}S{\leftarrow }_{15}P{\leftarrow }_{14}Si{\leftarrow }_{13}Al$

لتناقص حجومها الذرية وزيادة قوة جذب النواة للالكترونات.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الكهروسلبية:

${}_{17}Cl{\leftarrow }_{16}S{\leftarrow }_{15}P{\leftarrow }_{14}Si{\leftarrow }_{13}Al$

بسبب زيادة ميل هذه الذرات على تكوين ايونات سالبة.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الصفات الفلزية:

${}_{13}Al{\leftarrow }_{14}Si{\leftarrow }_{15}P{\leftarrow }_{16}S{\leftarrow }_{17}Cl$

بسبب زيادة الصفات الفلزية كلما اتجهنا من اليمين الى اليسار في الجدول الدوري.

رتب العناصر الاتية: ₅₅cS ,₁₉K ,₁₁Na, ₁₄li ,₁H تصاعديًا حسب الزيادة في: الحجم الذري، طاقة التأين، الالفة الالكترونية، الكهروسلبية، الصفات الفلزية مع ذكر السبب؟

يجب اولًا تحديد فيما اذا كانت هذه العناصر جميعها من دورة واحدة او من زمرة واحدة ثم بعد ذلك نطبق عليها القاعدة الخاصة بالدورة الواحدة او الخاصة بالزمرة الواحدة:

$\begin{array}{r}{}_{1}H:1S^1\\ {}_{3}Li:1S^{2}2S^1\\ {}_{11}Na:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^1\\ {}_{19}K:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^{6}4S^1\\ {}_{55}Cs:1S^{2}2S^{2}2P^{6}3S^{2}3P^{6}4S^{2}3d^{10}4P^{6}5S^{2}4d^{10}5P^{6}6S^1\\ \end{array}$
من ملاحظة الترتيب الالكتروني لهذة العناصر نجد انها جميها تقع في دورة واحدة وهي ( الدورة الثالثة ) لذلك نطبق عليها قاعدة الدورة الواحدة ويكون الترتيب تصاعديا كالاتي:

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الحجم الذري:

${}_{55}Cs{\leftarrow }_{19}K{\leftarrow }_{11}Na{\leftarrow }_{3}Li{\leftarrow }_{1}H$

بسبب اضافة مدارات الكترونية ذات اعداد كم متزايدة الترتيب

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة طاقة التأين:

${}_{\mathit{1}}H{\leftarrow }_{\mathit{3}}Li{\leftarrow }_{\mathit{11}}Na{\leftarrow }_{\mathit{19}}K{\leftarrow }_{\mathit{55}}Cs$

بسبب نقصان قوة جذب النواة لالكترونات المضافة وسهولة فصل الالكترون منها.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الالفة الالكترونية:

${}_{1}H{\leftarrow }_{3}Li{\leftarrow }_{11}Na{\leftarrow }_{19}K{\leftarrow }_{55}Cs$

لتزايد حجومها الذرية ونقصان قوة جذب النواة للالكترونات الترتيب.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الكهروسلبية:

${}_{\mathit{1}}H{\leftarrow }_{\mathit{3}}Li{\leftarrow }_{\mathit{11}}Na{\leftarrow }_{\mathit{19}}K{\leftarrow }_{\mathit{55}}Cs$

بسبب نقصان ميل هذه الذرات على تكوين ايونات سالبة.

• الترتيب تصاعديًا حسب زيادة الصفات الفلزية:

${}_{\mathit{55}}\mathrm{Cs}{\leftarrow }_{\mathit{19}}\mathrm{K}{\leftarrow }_{\mathit{11}}\mathrm{Na}{\leftarrow }_{\mathit{3}}Li{\leftarrow }_{\mathit{1}}\mathrm{H}$

بسبب زيادة الصفات الفلزية كلما اتجهنا من اليمين الى اليسار في الجدول الدوري.

• طيف اللهب

عرف طيف اللهب؟

هو الطيف الناتج عن تسخين العنصر على لهب النار ويكون على الوان مختلفة تعتمد على نوع العنصر، فمثلًا: عنصر الكالسيوم يعطي عن تسخينة طيف لهب احمر طابوقي، وعنصر السترونتيوم يعطي عن تسخينة طيف لهب قرمزي، عنصر الباريوم يعطي عن تسخينة طيف لهب اخضر مصفر، وعنصر الصوديوم يعطي عن تسخينة طيف لهب اصفر.