دوسية الطيف في الكيمياء

الحالة السائلة

المحور الأول: بنية المادة وتفاعلاتها — العنصر الثاني — الثانوية العامة (التوجيهي)

دوسية الطيف في الكيمياء — المهندس معتصم جادالله
المنهاج الأردني — الكيمياء / الصف الثاني عشر

01

الخصائص الفيزيائية للسوائل

  • أُذكّر أنواع قوى التجاذب بين الجزيئات وترتيبها من حيث القوة.
  • أُربط نوع القوى بخصائص السائل: حجم ثابت، كثافة أكبر، غير قابل للانضغاط.

قوى التجاذب بين الجزيئات

HClδ+δ−HClδ+δ−قوى ثنائي القطبNHHHδ+δ+δ+δ−NHHHδ+δ+δ+δ−رابطة هيدروجينية
قوى التجاذب: ثنائي القطب (HCl) والرابطة الهيدروجينية (NH3)
  • الرابطة الهيدروجينية (): H مرتبط بـ (F, O, N) ينجذب إلى (F, O, N) في جزيء آخر — الأقوى بين الجزيئات.
  • قوى ثنائي القطب (HCl): بين ذرة موجبة جزئيًّا وذرة سالبة جزئيًّا في جزيئين قطبيين مجاورين.
  • قوى لندن: استقطاب لحظي في الجزيئات غير القطبية — الأضعف، وتزداد بزيادة الكتلة المولية.

02

نظرية السوائل

  • أُحدد بنود نظرية السوائل.
  • أُقارن السائل بالغاز: التقارب، قوى التجاذب، الانضغاط، الكثافة.

نظرية السوائل The Kinetic Molecular Theory of Liquids

نظرية تفسِّر خصائص المواد في الحالات الثلاث، وتتضمن بنودًا تصف سلوك جُسيمات المادة في الحالة السائلة.

بنود نظرية السوائل

  • جسيمات السائل تمتلك طاقة حركية تجعلها في حركة مستمرة وعشوائية.
  • جسيماتها متقاربة مقارنةً بالغازات، فقوى التجاذب بينها أقوى.
  • الفراغات بين جسيماته قليلة، فلا يُضغط السائل بمقدار يُذكر وكثافته أكبر من كثافة الغازات.
  • السائل مادة ذات حجم ثابت، وتأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه.

03

التبخُّر

  • أُعرّف التبخر وأُحدد شرط حدوثه.
  • أُفسر حدوث التبخر اعتمادًا على توزيع الطاقة الحركية للجزيئات.

التبخُّر Evaporation

  • التبخُّر: تحوُّل المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
  • يشترط أن تمتلك بعض الجزيئات طاقة حركية كافية للتغلب على قوى التجاذب بينها وبين الجزيئات المجاورة.
  • تلك الجزيئات تقتلع من سطح السائل وتتحول إلى الحالة الغازية.
رسم بياني

توزيع الطاقة الحركية لجُزيئات السائل

  • الحركة الدائمة والتصادمات المستمرة تمنح بعض الجزيئات طاقة زائدة تكسبها من الجزيئات الأخرى.
  • جزء من الجزيئات فقط يتجاوز الحد الأدنى للطاقة اللازمة للتبخر.
  • هذه الجزيئات وحدها هي القادرة على الاقتلاع من سطح السائل والتبخر.
2026-09-07T12:38:12.243241 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
توزيع الطاقة الحركية لجُزيئات السائل عند درجة حرارة معينة

العوامل المؤثرة في سرعة التبخُّر

  • كلما كانت قوى التجاذب أضعف كان الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتبخر أقل، فيتبخر السائل أسرع.
  • الإيثانول: روابط هيدروجينية قوية نسبيًّا — أبطأ تبخرًا.
  • الأسيتون: قوى ثنائية القطب أضعف — أسرع تبخرًا.
رسم بياني

أثر قوى التجاذب في التبخر (A وB)

  • السائل A قوى تجاذبه أقوى: الحد الأدنى للطاقة اللازمة للتبخر أعلى.
  • السائل B قوى تجاذبه أضعف: عدد أكبر من الجزيئات يتجاوز الحد الأدنى.
  • النتيجة: السائل B أسرع تبخرًا من A عند درجة الحرارة نفسها.
2026-09-07T12:38:12.912296 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
توزيع الطاقة الحركية للسائلين A (قوى أقوى) وB (قوى أضعف)
سؤال

سؤال أفكر

يمثِّلُ الشكلُ في كتاب الطالب توزيعَ الطاقة الحركية لجُزيئات السائلين A وB عند درجة حرارة معينة. ماذا تمثِّلُ كُلٌّ من المقطعين Y وX؟ وأيُّ السائلين أسرعُ تبخُرًا عند درجة الحرارة نفسها؟
الجواب
المقطع Y يمثل عددَ الجزيئات التي تمتلك الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتبخر للسائل A، والمقطع X يمثلها للسائل B؛ والسائل B أسرع تبخرًا.
لأن قوى التجاذب في B أضعف فحده الأدنى من الطاقة أقل، ويكون عدد الجزيئات التي تجاوزته أكبر.
رسم بياني

توزيع الطاقة الحركية عند درجتي حرارة T1 وT2

  • رفع درجة الحرارة إلى يزيد متوسط الطاقة الحركية ويزيد التصادمات.
  • الوساحة المظللة عند أكبر: عدد أكبر من الجزيئات تجاوز الحد الأدنى.
  • الحد الأدنى للطاقة اللازمة للتبخر لا يعتمد على درجة الحرارة.
  • لذلك يزداد سرعة التبخر بارتفاع درجة الحرارة.
2026-09-07T12:38:13.504861 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
توزيع الطاقة الحركية لجُزيئات السائل عند درجتي حرارة T1 وT2

الجدول (1): تأثير قوى التجاذب في سرعة التبخر

المادةنوع قوى التجاذب بين جزيئاتها في الحالة السائلةالحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتُبخُّرسرعة التبخُّر
كحول الإيثانول الروابط الهيدروجينيةأكبرأقل سرعة
الأسيتون ثنائية القطبأقلّأسرع
الجدول (1): تأثير قوى التجاذب بين جزيئات السائل في سرعة تبخره
  • كحول الإيثانول (روابط هيدروجينية): الحد الأدنى للطاقة أكبر، فأقل سرعة في التبخر.
  • الأسيتون (ثنائي القطب): الحد الأدنى للطاقة أقل، فأسرع تبخرًا.

04

تأثير درجة الحرارة في سرعة التبخر

  • أُفسر أثر رفع درجة الحرارة في عدد الجزيئات القادرة على التبخر.
  • أُعرّف طاقة التبخر المولية وأقرأ جدولها.
رسم بياني

تغيّر الحالة عند درجة حرارة ثابتة

  • يرتفع منحنى درجة حرارة الماء تدريجيًّا مع التسخين حتى يبلغ 100 درجة مئوية.
  • عند 100 يثبت المنحنى رغم استمرار التسخين: تبدأ عملية تغيّر الحالة.
  • خلال تغيّر الحالة تُستهلك الطاقة في تغيير حالة الجزيئات لا في رفع درجة الحرارة.
2026-09-07T12:38:15.462228 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
منحنى تسخين الماء (تكاثف بخار الماء عند 100 درجة مئوية)

الجدول (2): طاقة التبخر المولية عند درجة الغليان

اسم السائل وصيغتهقوى التجاذب بين الجزيئاتطاقة التبخر المولية عند درجة الغليان ΔHvap (kJ/mol)درجة الغليان °C
بتان ()3لندن25.7936
1-بيوتانول ()2روابط هيدروجينية43.29117.7
بيوتانون ثنائية القطب31.379.59
الجدول (2): طاقة التبخر المولية لعدد من السوائل عند درجة الغليان
  • بتان (قوى لندن): أدنى طاقة تبخر مولية وأدنى درجة غليان.
  • بيوتانون (ثنائي القطب): قيمة وسيطة.
  • 1-بيوتانول (روابط هيدروجينية): أعلى قيمة وأعلى درجة غليان.
  • الاستنتاج: تزداد طاقة التبخر المولية بزيادة قوة قوى التجاذب بين الجزيئات.

05

التكاثف

  • أُعرّف التكاثف وأُحدد شروط حدوثه.
  • أُقارن طاقيًّا بين التبخر (ماصّ) والتكاثف (طارد).

التكاثف Condensation

  • التكاثف: تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
  • يحدث عندما تنخفض درجة حرارة البخار فتقل الطاقة الحركية لجزيئاته وتتقارب.
  • ينتج عن التكاثف طاقة مساوية للطاقة الممتصة عند التبخر.
  • طاقة التكاثف المولية: طاقة تكاثف مول واحد من بخار المادة عند درجة حرارة معينة.

تكاثف مول من بخار الماء — طاقة التكاثف المولية

  • مع تكاثف مول واحد من بخار الماء تتحرر 40.7 kJ من الطاقة.
  • طاقة التكاثف المولية تساوي طاقة التبخر المولية للماء نفسها.
  • التبخر عملية ماصّة للطاقة، والتكاثف عملية طاردة لها.

06

الضغط البخاري

  • أُوصف الوصول إلى الاتزان الديناميكي في وعاء مغلق.
  • أُعرّف الضغط البخاري وأُفسر عوامله.

الضغط البخاري Vapor Pressure

  • في الوعاء المغلق: تقتلع الجزيئات عالية الطاقة من السطح، فيزداد عدد جزيئات البخار.
  • تصطدم جزيئات البخار ببعضها وبجدر الوعاء وسطح السائل، فتفقد بعضها جزءًا من طاقتها فتتكاثف.
  • بمرور الوقت يزداد عدد الجزيئات المتكاثفة حتى يتساوى مع المتبخرة في وحدة الزمن.
  • الضغط البخاري: ضغط بخار السائل المؤثر في سطحه عند الأتزان عند درجة حرارة معينة.
مخطط متحرك — كل نقرة تضيف طبقة

الاتزان الديناميكي في وعاء مغلق

تبخُّر تكاثف عند الأتزان: سرعة التبخُّر = سرعة التكاثف
الاتزان الديناميكي بين السائل وبخاره في وعاء مغلق
  • تقتلع الجزيئات عالية الطاقة من سطح السائل: تبخر.
  • تصادمات جزيئات البخار تُفقد بعضها طاقةً فتتكاثف.
  • عند الأتزان: سرعة التبخر تساوي سرعة التكاثف.
  • الضغط البخاري: ضغط بخار السائل المؤثر في سطحه عند الأتزان.
رسم بياني

الضغط البخاري مع درجة الحرارة لأربعة سوائل

  • كلما زادت درجة الحرارة زاد الضغط البخاري لجميع السوائل.
  • عند الدرجة نفسها: الماء (روابط هيدروجينية قوية) له أقل ضغط بخاري.
  • يليه الميثانول ثم ثلاثي كلوروميثان (ثنائي القطب).
  • البتان (قوى لندن الأضعف) له أعلى ضغط بخاري.
2026-09-07T12:38:14.133142 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
التغير في الضغط البخاري مع درجة الحرارة: البتان، ثلاثي كلوروميثان، الميثانول، الماء

الجدول (3): قوى التجاذب والضغط البخاري

المادةالصيغةالضغط البخاري (mmHg) عند 20 °Cنوع قوى التجاذب بين جُزيئات السائل
الماء17.5روابط هيدروجينية
الميثانول98روابط هيدروجينية
ثلاثي كلورو ميثان150ثنائية القطب
بتان410قوى لندن
الجدول (3): تأثير قوى التجاذب بين جُزيئات السوائل في ضغطها البخاري عند 20 درجة مئوية
  • الماء (روابط هيدروجينية): 17.5 mmHg — الأقل.
  • الميثانول (هيدروجينية أقل عددًا): 98 mmHg.
  • ثلاثي كلوروميثان (ثنائي القطب): 150 mmHg.
  • البتان (قوى لندن): 410 mmHg — الأعلى؛ وكلما قويت القوى قل الضغط البخاري.
سؤال

سؤال أتحقق

أُفسِّرُ تزايدَ الضغط البخاري للسوائل بزيادة درجة الحرارة.
الجواب
بزيادة درجة الحرارة يزداد متوسط الطاقة الحركية للجزيئات، فيزداد عدد الجزيئات القادرة على الاقتلاع من السطح والتحول إلى بخار، ويتزايد ضغط بخار السائل على سطحه.
العلاقة بين درجة الحرارة والضغط البخاري علاقة طردية واضحة في الشكل (13).

07

درجة الغليان

  • أُفسر آلية الغليان في جميع أجزاء السائل.
  • أُربط درجة الغليان بتساوي الضغط البخاري مع الضغط الخارجي.

درجة الغليان Boiling Point

  • عند التسخين يزداد عدد الجزيئات القادرة على التغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات.
  • يبدأ الغليان عندما تصبح طاقة الجزيئات في جميع أجزاء السائل كافية للتبخر.
  • تتكون فقاعات كبيرة في جميع أجزائه وترتفع إلى سطحه.
  • عند الغليان: الضغط البخاري يساوي الضغط الخارجي المؤثر في سطح السائل.
  • يمكن جعل السائل يغلي عند أي درجة حرارة بالتحكم في الضغط المؤثر في سطحه.
رسم بياني

الضغط البخاري للماء مع درجة الحرارة

  • يزداد الضغط البخاري للماء تزايدًا غير خطي مع ارتفاع درجة الحرارة.
  • عند 100 درجة مئوية يبلغ ضغط بخار الماء 760 mmHg ويساوي الضغط الجوي القياسي.
  • لذلك درجة الغليان المعيارية للماء 100 درجة مئوية.
2026-09-07T12:38:14.761346 image/svg+xml Matplotlib v3.11.1, https://matplotlib.org/
الضغط البخاري للماء عند درجات حرارة مختلفة

الربط بالحياة — أواني الضغط

  • ارتفاع ضغط البخار داخل أواني الضغط يرفع درجة غليان الماء عن 100 درجة مئوية.
  • لذلك ينضج الطعام خلال زمن أقل.
  • صمام الأمان يسمح بخروج بعض البخار لمنع انفجار بسبب زيادة الضغط.

الجدول (4): الضغط البخاري للماء

درجة الحرارة (°C)الضغط البخاري (mmHg)
2017.5
4055.3
60149.4
80355
100760.0
الجدول (4): الضغط البخاري للماء عند درجات حرارة مختلفة
  • عند 80 درجة مئوية يبلغ الضغط البخاري 355 mmHg.
  • عند 100 يبلغ 760 mmHg: درجة الغليان المعيارية للماء.
  • من الجدول نستنتج درجة الغليان عند أي ضغط خارجي مؤثر.
سؤال

سؤال أتحقق

1. اعتمادًا على الجدول (4): أستنتج درجة غليان الماء عندما يبلغ الضغط المؤثر على سطحه 355 mmHg. 2. اعتمادًا على الشكل (14): أتوقع درجة الغليان المعيارية لكل من ثلاثي كلوروميثان والبتان والميثانول.
الجواب
1) 80 درجة مئوية لأن الضغط البخاري للماء عند 80 يساوي 355 mmHg. 2) البتان نحو 36 درجة، وثلاثي كلوروميثان نحو 61، والميثانول نحو 65.
درجة الغليان المعيارية هي درجة الحرارة التي يبلغ عندها الضغط البخاري 760 mmHg على المنحنى.
تجربة عملية

الجزءة 2: أين يتبخر أسرع؟

المواد والأدوات

  • كحول الإيثانول وثاني إيثيل الإيثر (10 mL لكل منهما).
  • أنابيب اختبار عدد 4 ومخبار مدرج.
  • كأسان زجاجيان: ماء بدرجة 15 وماء بدرجة 40 درجة مئوية.
  • حامل وماسك أنابيب اختبار.

إرشادات السلامة

  • ألتزم إرشادات السلامة العامة وأرتدي المعطف والنظارات والقفازات.
  • أتجنب استنشاق المواد العضوية على نحو مباشر.

خطوات العمل

  • أقيس 10 mL من الإيثانول في الأنبوبين (1) و(2)، ومن ثاني إيثيل الإيثر في (3) و(4).
  • أضع الأنبوبين (1) و(3) في ماء بدرجة 15 لمدة 5 دقائق ثم أقيس الكمية المتبقية.
  • أكرر ذلك في ماء بدرجة 40 للأنبوبين (2) و(4) وأقيس المتبقي.
  • أسجل الكميات المتبقية من كل سائل في الحالتين.

التحليل والاستنتاج

  • أقارن الكمية المتبقية من السائل نفسه في الحالتين.
  • أحدد أي السائلين أسرع تبخرًا عند الدرجة نفسها.
  • أحدد نوع قوى التجاذب بين جزيئات كل سائل.
  • أستنتج العلاقة بين درجة الحرارة وسرعة التبخر.

08

مراجعة الدرس

  • أسترجع العلاقات بين قوى التجاذب والتبخر والضغط البخاري ودرجة الغليان.
  • أُطبقها في أسئلة المراجعة والاختبار السريع.
سؤال

سؤال 1 — الفكرة الرئيسة

أُفسِّرُ: يأخذ السائلُ شكلَ الإناء الذي يوضع فيه، ولكن حجمه يظل ثابتًا.
الجواب
جزيئات السائل متقاربة وقوى التجاذب بينها قوية تُبقي الحجم ثابتًا، لكنها تسمح للجزيئات بالانزلاق فوق بعضها، فيأخذ السائل شكل الإناء.
هذا بند أساسي من بنود نظرية السوائل.
سؤال

سؤال 2 — أوصِّف المقصود

أَوَصِّفُ المقصودَ بكلٍّ مما يأتي: الضغط البخاري، درجة الغليان المعيارية.
الجواب
الضغط البخاري: ضغط بخار السائل المؤثر في سطحه عند الأتزان الديناميكي مع بخاره عند درجة حرارة معينة. درجة الغليان المعيارية: درجة الحرارة التي يساوي عندها الضغط البخاري للسائل الضغط الجوي القياسي 760 mmHg.
درجة الغليان المعيارية للماء مثلًا هي 100 درجة مئوية.
سؤال

سؤال 3 — الاتزان

أَصِفُ سائلًا في وعاء مغلَق ضغطُهُ البخاري ثابت. ما العلاقة بين سرعة تبخُرِهُ وسرعة تكاثف بخاره؟
الجواب
سرعتا التبخر والتكاثف متساويتان؛ فثبوت الضغط البخاري دليل على الاتزان الديناميكي بين السائل وبخاره.
في الأتزان الديناميكي تستمر العمليتان بالسرعة نفسها فلا يتغير الضغط البخاري.
سؤال

سؤال 4 — أستنتج

يُبخَّرُ المركبُّ A بسرعة أكبرُ من سرعة تبخُر المركبُّ B عند 25 درجة مئوية: أ. أَيُّ المركبّين قوى التجاذب بين جُزيئاته أكبر؟ ب. أَيُّ المركبّين له ضغطٌ بخاريٌّ أعلى؟ ج. أَيُّ المركبّين درجة غليانه المعيارية أكبر؟
الجواب
أ. المركب B؛ لأن A الأسرع تبخرًا قوى تجاذبه أضعف. ب. المركب A؛ لأن قواه الأضعف تعني ضغطًا بخاريًّا أعلى. ج. المركب B؛ لأن القوى الأقوى تعني درجة غليان أعلى.
القاعدة: أضعف القوى أسرع تبخرًا وأعلى ضغطًا بخاريًّا وأدنى درجة غليان.
سؤال

سؤال 5 — منحنيات الضغط البخاري

يمثلُ المنحنى في كتاب الطالب تغيرَ الضغط البخاري (mmHg) لثلاثة سوائل: الهكسان ورباعي كلوريد الكربون وحُمض الإيثانويك . أُجيبُ: أ. الضغط البخاري لـ عند 60 درجة مئوية. ب. درجة الغليان المعيارية للهكسان. ج. ترتيب السوائل حسب سرعة التبخر. د. درجة غليان عند ضغط 500 mmHg.
الجواب
أ. نحو 640 mmHg (قراءة تقريبية). ب. نحو 69 درجة مئوية. ج. الهكسان ثم رباعي كلوريد الكربون ثم حُمض الإيثانويك. د. نحو 48 درجة مئوية.
الهكسان قوى لندن الأضعف فمنحناه الأعلى، وحُمض الإيثانويك روابط هيدروجينية فمنحناه الأدنى.
اختبار سريع

سؤال 6 — الفقرة (1)

أختار الإجابة الصحيحة: المادة الأسرع تبخرًا من المواد الآتية في الحالة السائلة عند الظروف نفسها:
A
B
C
D

الميثان قواه لندن فقط وبأصغر كتلة مولية، فهي الأضعف بين الخيارات وتبخره الأسرع؛ أما و فروابطهما هيدروجينية.

اختبار سريع

سؤال 6 — الفقرة (2)

المركبات الآتية متقاربة في الكتلة المولية، أيُّ منها له أعلى درجة غليان معيارية:
A
B
C
D

الإيثانول الوحيد الذي ترتبط جزيئاته بروابط هيدروجينية، والبقية ثنائية القطب أو لندن، فدرجة غليانه الأعلى.

اختبار سريع

سؤال 6 — الفقرة (3)

يمثل المنحنى توزيع الطاقة الحركية لثلاث سوائل A وB وC عند درجة الحرارة T نفسها، وتمثل الخطوط الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لتبخر كل سائل. فالعبارة الصحيحة:
A
درجة غليان السائل A أكبر من درجة غليان السائل B.
B
قوى التجاذب بين جزيئات A هي الأضعف.
C
السائل C له أقل طاقة تبخر مولية.
D
الضغط البخاري للسائل C أعلى منه للسائل B.

خط الحد الأدنى عند A هو الأدنى من حيث الطاقة، أي أن قوى تجاذب جزيئاته هي الأضعف بين السوائل الثلاثة.

اختبار سريع

سؤال 6 — الفقرة (4)

يتضمن الجدول قيم طاقة التبخر المولية لأربعة سوائل رموزها L وM وT وV (L: 29.06، M: 43.29، T: 50.5، V: 34.14 kJ/mol). أيُّها تكون قوى التجاذب بين جزيئاته الأقوى؟
A
L
B
M
C
T
D
V

السائل T له أكبر طاقة تبخر مولية (50.5 kJ/mol)، وتزايد هذه الطاقة دليل على قوى تجاذب أقوى.

خلاصة الدرس

قوى التجاذب

  • الهيدروجينية الأقوى، ثم ثنائي القطب، ثم قوى لندن الأضعف.

التبخر والتكاثف

  • التبخر ماصّ للطاقة والتكاثف طارد لها.
  • طاقة تبخر مول الماء تساوي طاقة تكاثفه المولية = 40.7 kJ/mol.

الضغط البخاري

  • يزداد بارتفاع درجة الحرارة ويقل بقوة قوى التجاذب.
  • عند الأتزان: سرعة التبخر تساوي سرعة التكاثف.

درجة الغليان

  • عندما يساوي الضغط البخاري الضغط الخارجي المؤثر في السطح.
  • أقوى القوى أعلى درجة غليان، ورفع الضغط يرفع درجة الغليان.

مصادر المحور

  • كتاب الطالب — الكيمياء، الصف الثاني عشر، الوحدة الأولى: حالات المادة (درس الحالة السائلة).
  • دوسية الطيف في الكيمياء — المهندس معتصم جادالله.