دوسية الطيف في الكيمياء

الوحدة الأولى: حالات المادة

الغازية والسائلة والصلبة + الإثراء: البلازما — دوسية الطيف في الكيمياء

المنهاج الأردني — التوجيهي

01

افتتاحية الوحدة: حالات المادة

الأفكار الرئيسة لدروس الوحدة

  • الدرس الأول (الحالة الغازية): تفسُّرُ نظريّةُ الحركة الجزيئيّةُ خصائصَ الغازات، وتُستخدمُ قوانينُ الغازاتِ في وصفِ العلاقةِ بين العوامل التي تؤثِّرُ في سلوكِ الغاز. — الدرس الثاني (الحالة السائلة): تم

03

تجربة استهلالية: العلاقة بين حجم الغاز ودرجة حرارته عند ث…

سؤال

سؤال تحليل التجربة -1

أصفُ التغيُّرَ في حجمِ البالونِ الذي وُضعَ في الحمّامِ الثلجيّ.
الجواب
سؤال

سؤال تحليل التجربة -2

أصفُ التغيُّرَ في حجمِ البالونِ الذي وُضعَ في الحمّامِ المائيّ الساخن.
الجواب

06

مدخل الدرس ونتاجات التعلم

الفكرة الرئيسة

  • تفسر نظرية الحركة الجزيئية خصائص الغازات، وتستخدم قوانين الغازات في وصف العلاقة بين العوامل التي تؤثر في سلوك الغاز.

الفائدة والاطمئنان: مفردات الدرس

المفردة الإنجليزيةالمقابل العربي
Kinetic Molecular Theoryنظرية الحركة الجزيئية
Ideal Gasالغاز المثالي
Elastic Collisionsتصادمات مرنة
Boyle's Lawقانون بويل
Charles's Lawقانون شارل
Gay-Lussac's Lawقانون جاي-لوساك
…
الفائدة والاطمئنان: مفردات الدرس
  • أعمدة الجدول: المفردة الإنجليزية، المقابل العربي
  • Kinetic Molecular Theory / نظرية الحركة الجزيئية
  • Ideal Gas / الغاز المثالي
  • Elastic Collisions / تصادمات مرنة
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.

09

الخصائص الفيزيائية للغازات

10

نظرية الحركة الجزيئية

نظرية الحركة الجزيئية

نظرية علمية طورها العلماء لفهم سلوك الغازات وتطبيقاتها؛ افترضت وجود غاز سمي الغاز المثالي، وتنطبق عليها بنود النظرية وقوانين الغاز.

الغاز المثالي Ideal Gas

غاز افتراضي hypothetical حجم جسيماته يساوي صفرًا وقوى التجاذب بينها معدومة، ولا يمكن إسالته مهما زاد الضغط المؤثر فيه أو انخفضت درجة حرارته.

الشكل (1): الحركة العشوائية لجسيمات الغاز

14

تتمة بنود نظرية الحركة الجزيئية

التصادم المرن Elastic Collision

تصادم يبقى فيه مجموع الطاقة الحركية للجسيمات ثابتًا؛ فالطاقة التي يفقدها أحد الجسيمات يكسبها جسيم آخر عند درجة الحرارة نفسها.

16

الغازات الحقيقية

سؤال

سؤال أفكر

أي الغازين Ne أم تتوقع أن يكون أقرب في سلوكه إلى الغاز المثالي عند الظروف نفسها؟
الجواب
سؤال

سؤال أتحقق

ما الظروف التي يكون سلوك الغاز الحقيقي عندها أقرب إلى سلوك الغاز المثالي؟
الجواب

19

قوانين الغاز ووحدات الضغط

الشكل (2): ينشأ ضغط الغاز عن التصادمات المستمرة لجسيمات الغا

وحدات قياس الضغط ورموزها والعلاقات بينها

وحدة الضغطالرمزالعلاقة
ضغط جويatm—
مليمتر زئبقmmHg1 atm = 760 mmHg
كيلوباسكالkPa1 atm = 101.3 kPa
وحدات قياس الضغط ورموزها والعلاقات بينها
  • أعمدة الجدول: وحدة الضغط، الرمز، العلاقة
  • ضغط جوي / atm / —
  • مليمتر زئبق / mmHg / 1 atm = 760 mmHg
  • كيلوباسكال / kPa / 1 atm = 101.3 kPa

22

قانون بويل

الشكل (3): أثر ضغط الغاز في حجمه عند ثبات درجة حرارته

رسم بياني

الشكل (4): العلاقة بين ضغط عينة من غاز محصور وحجمه عند ثبات

سؤال

سؤال أتثبت 1

عينة من غاز محصور حجمها 4 L عند ضغط 2 atm، سمح لها بالتمدد حتى أصبح حجمها 12 L. أحسب ضغطها عند درجة الحرارة نفسها.
الجواب

26

قانون شارل

الشكل (5): أثر زيادة درجة حرارة الغاز في حجمه عند ثبات ضغطه

سؤال

سؤال أتثبت 2

عينة من غاز محصور حجمها 430 mL عند 24 °C، عند أي درجة حرارة يصبح حجمها 0.75 L بفرض ثبات الضغط؟
الجواب

جهاز التجربة 1: محقن طبي متصل بساعة قياس الضغط

جدول تسجيل نتائج التجربة 1: أثر الحجم في الضغط

الحجم (mL)الضغط (atm)1/P
10
15
20
25
30
35
…
جدول تسجيل نتائج التجربة 1: أثر الحجم في الضغط
  • أعمدة الجدول: الحجم (mL)، الضغط (atm)، 1/P
  • 10 / /
  • 15 / /
  • 20 / /
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.

31

قانون جاي-لوساك

الشكل (6): أثر درجة الحرارة في الطاقة الحركية لجسيمات الغاز؛

سؤال

سؤال أتثبت 3

إذا كان ضغط الهواء داخل إطار سيارة 1.85 atm عند 27 °C، وبعد قيادتها مسافة معينة أصبح 2.2 atm، فاحسب درجة حرارته، بفرض ثبات حجمه.
الجواب

34

القانون الجامع للغازات

سؤال

سؤال أتثبت 4

إذا علمت أن بالونًا يحتوي على 50 L من غاز الهيليوم عند درجة حرارة 25 °C وضغط 1.08 atm؛ فاحسب حجمه عند ضغط 0.80 atm ودرجة حرارة 10 °C.
الجواب

36

قانون أفوجادرو

الشكل (7): مجموعة من الغازات لها الحجم نفسه عند الظروف نفسها

الحجم المولي Molar Volume

حجم المول الواحد من أي غاز، ويساوي (22.4 L) في الظروف المعيارية.

الظروف المعيارية للغازات STP

Standard Temperature and Pressure: درجة حرارة (0 °C) وضغط يساوي (1 atm).

سؤال

سؤال أفكر

كيف يتغير ضغط الغاز عند زيادة عدد مولاته مع بقاء حجمه ودرجة حرارته ثابتين؟
الجواب
سؤال

سؤال أتثبت 5

ما الحجم الذي يشغله 3.5 mol من غاز الكلور في الظروف المعيارية؟
الجواب

42

قانون الغاز المثالي

سؤال

سؤال أتثبت 6

تعبأ كرات التنيس بغاز النيتروجين. أحسب عدد مولات الغاز في كرة حجمها 0.15 L وضغط الغاز داخلها 2 atm عند درجة حرارة 25 °C.
الجواب

44

قانون دالتون للضغوط الجزئية

الضغط الجزئي

  • الضغط الذي يؤثر به الغاز في خليط من الغازات غير المتفاعلة.

الشكل (8): الضغط الكلي للغازين A و B يساوي مجموع ضغط كل منهم

سؤال

سؤال أتثبت 7

خلط 2 L من غاز النيتروجين ضغطه 0.395 atm مع 3 L من غاز الهيدروجين ضغطه 0.11 atm في وعاء واحد حجمه 1 L، أحسب الضغط الكلي للخليط عند درجة الحرارة نفسها.
الجواب
سؤال

سؤال أتثبت 8

خليط من الغازات يتكون من 5.04 g و 0.28 g وغاز في دورق حجمه 5 L، ودرجة حرارته المطلقة 300 K، إذا كان الضغط الكلي للخليط يساوي 2.35 atm؛ أحسب الضغط الجزئي لكل غاز. علماً أن: M_r() = 2 g/mol، M_r() = 28 g/mol.
الجواب

49

مراجعة الدرس

سؤال

سؤال 1

الفكرة الرئيسة: أفسّر: تتشابه الغازات في خصائصها الفيزيائية.
الجواب
سؤال

سؤال 2

أوضح المقصود بكل من: الغاز المثالي. الضغط الجزئي للغاز.
الجواب
سؤال

سؤال 3

عينة من غاز الهيدروجين في الظروف المعيارية، نقلت إلى وعاء أصغر حجمًا عند درجة الحرارة نفسها، أصف التغير الذي يحدث لكل من: متوسط الطاقة الحركية لجزيئات . عدد التصادمات الكلية لجزيئات غاز خلال وحدة الزمن. ضغط غاز .
الجواب
سؤال

سؤال 4

أستخدم الأرقام: إذا علمت أن بالونًا مملوءًا بغاز الهيليوم حجمه 300 mL عند ضغط 1 atm، ارتفع إلى أعلى بحيث أصبح الضغط 0.63 atm؛ أحسب حجمه الجديد بفرض بقاء درجة الحرارة ثابتة.
الجواب
سؤال

سؤال 5

أستخدم الأرقام: عينة من غاز محصور حجمها 3.5 L عند درجة حرارة 20 °C وضغط 0.86 atm. أحسب درجة حرارتها المطلقة إذا سمح لها بالتمدد حتى أصبح حجمها 8 L عند ضغط 0.56 atm.
الجواب
سؤال

سؤال 6

أستخدم الأرقام: أنتج تفاعل ما 5.67 g من غاز . أحسب حجم الغاز عند درجة حرارة 23 °C وضغط يساوي 0.985 atm. (M_r() = 44 g/mol)
الجواب
سؤال

سؤال 7

أستخدم الأرقام: أحسب الضغط الكلي لخليط مكون من 6 g من غاز الأكسجين و 9 g من غاز الميثان في وعاء حجمه 15 L وعند درجة حرارة 0 °C. (M_r() = 32 g/mol، M_r() = 16 g/mol)
الجواب
اختبار سريع

سؤال 8/1

ينطبق قانون الغاز المثالي على الغازات الحقيقية عند:
A
أ. الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المرتفعة.
B
ب. الضغط المرتفع ودرجة الحرارة المنخفضة.
C
ج. درجة الحرارة والضغط المرتفعان.
D
د. درجة الحرارة والضغط المنخفضان.
اختبار سريع

سؤال 8/2

يتناسب ضغط كمية محددة من غاز محصور طرديًا مع درجة حرارته المطلقة عند ثبات حجمه. تتفق هذه العبارة مع قانون:
A
أ. بويل.
B
ب. جاي - لوساك.
C
ج. شارل.
D
د. أفوجادرو.
اختبار سريع

سؤال 8/3

زجاجة محكمة الإغلاق تحتوي غاز الهيليوم، ودرجة حرارتها 20 °C، غمرت الزجاجة في حمام مائي مثلج. أحدد العبارة الآتية غير صحيحة:
A
أ. يقل ضغط الغاز.
B
ب. يزداد حجم الغاز.
C
ج. يقل متوسط الطاقة الحركية لجزيئات الغاز.
D
د. يقل عدد التصادمات مع جدار الزجاجة.
اختبار سريع

سؤال 8/4

كتلة من غاز محصور حجمها 6 L وضغطها 1 atm؛ إذا انخفض الضغط إلى 0.25 atm وأصبحت درجة حرارتها المطلقة مثلي درجة حرارتها الأصلية؛ فإن حجمها يصبح:
A
أ. مثلي الحجم الأصلي.
B
ب. نصف الحجم الأصلي.
C
ج. 4 أمثال الحجم الأصلي.
D
د. 8 أمثال الحجم الأصلي.

61

الخصائص الفيزيائية للسوائل

قوى التجاذب بين الجزيئات: أثر ثنائي القطب (HCl) والرابطة اله

63

نظرية السوائل

نظرية السوائل The Kinetic Molecular Theory of Liquids

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

رسم بياني

توزيع الطاقة الحركية لجُزيئات السائل عند درجة حرارة معينة

66

التبخّر

التبخُّر Evaporation

  • تُعرف عمليةُ التبخُّر Evaporation بأنها: تحوُّلُ المادةُ من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، حتى تحدث هذه العملية يجب أن تكون الطاقة الحركية لبعض الجزيئات كافية للتغلب على قوى التجاذب بينها وبين الج
رسم بياني

أثر قوى التجاذب في الطاقة الحركية لجزيئات السائلين A وB عند

العوامل المؤثرة في سرعة التبخُّر Factors Affecting Evapor…

  • تختلف السوائل في سرعة تبخُّرها اعتمادًا على قوى التجاذب بين جُزيئاتها: كلما كانت قوى التجاذب أضعف كان الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتبخر أقلّ، ولذلك يتبخُر أسرع. فالسوائل التي تتوابط جزيئاتها بروابط
رسم بياني

توزيع الطاقة الحركية لجزيئات السائل عند درجتي حرارة T1 وT2

الجدول (1): تأثير قوى التجاذب بين جزيئات السائل في سرعة تبخر

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
  • أعمدة الجدول: المادة، نوع قوى التجاذب بين جزيئاتها في الحالة السائلة، الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتُبخُّر، سرعة التبخُّر
  • كحول الإيثانول / الروابط الهيدروجينية / أكبر / أقل سرعة
  • الأسيتون / ثنائية القطب / أقلّ / أسرع
سؤال

سؤال أفكر

يمثلُ الشكلُ الأتيِ توزيعَ الطاقة الحركية لجُزيئات السائلين A وB عند درجة حرارة معينة. ماذا تمثلُ كُلٌّ من المقطعين Y وX؟
الجواب

73

تأثير درجة الحرارة في سرعة التبخر

رسم بياني

تحول الماء من الحالة الغازية إلى السائلة (تكاثف بخار الماء ع

الجدول (2): طاقة التبخر المولية لعدد من السوائل عند درجة الغ

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
  • أعمدة الجدول: اسم السائل وصيغته، قوى التجاذب بين الجزيئات، طاقة التبخر المولية عند درجة الغليان ΔHvap (kJ/mol)، درجة الغليان °C
  • بتان ()3 / لندن / 25.79 / 36
  • 1-بيوتانول ()2 / روابط هيدروجينية / 43.29 / 117.7
  • بيوتانون / ثنائية القطب / 31.3 / 79.59

تبخر مول من الماء (طاقة التبخر المولية للماء)

77

التكاثف

التكاثف Condensation

  • تُسمى عملية تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة التكاثف Condensation، وتحدث عندما تنخفض درجة حرارة البخار فتقل الطاقة الحركية لجزيئاته وتقل سرعتها، وعندما تتقارب الجزيئات المتحرقة إلى الح

تكاثف مول من بخار الماء (طاقة التكاثف المولية للماء)

80

الضغط البخاري

الضغط البخاري Vapor Pressure

  • عند وضَع سائل في وعاء مكتوف فإنه يستمر بالتبخر، لكن ماذا لو كان الوعاء مغلًّفًا؟ عند وضع السائل في وعاء مغلق، يبدأ بالتبخر، بحيث تقتلع من سطحه الجزيئات ذات الطاقة الحركية العالية، وبمرور الوقت يزداد ع

الاتزان الديناميكي بين السائل وبخاره في وعاء مغلق

رسم بياني

التغير في الضغط البخاري مع درجة الحرارة لعدد من السوائل

الجدول (3): تأثير قوى التجاذب بين جُزيئات السوائل في ضغطها ا

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 °C)
  • أعمدة الجدول: المادة، الصيغة، الضغط البخاري (mmHg) عند 20 °C، نوع قوى التجاذب بين جُزيئات السائل
  • الماء / / 17.5 / روابط هيدروجينية
  • الميثانول / / 98 / روابط هيدروجينية
  • ثلاثي كلورو ميثان / / 150 / ثنائية القطب
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.
سؤال

سؤال أتحقق

أُفسِّرُ تزايد الضغط البخاري للسوائل بزيادة درجة الحرارة.
الجواب

86

درجة الغليان

درجة الغليان Boiling Point

  • تزداد الطاقة الحركية لجزيئات السائل عند تسخينه، ويزداد عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة كافية للتغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات، وعندما تصبح الطاقة التي تمتلكها الجزيئات في أجزاء السائل جميعها كافية لتب
رسم بياني

الضغط البخاري للماء عند درجات حرارة مختلفة

الجدول (4): الضغط البخاري للماء عند درجات حرارة مختلفة

درجة الحرارة (°C)الضغط البخاري (mmHg)
2017.5
4055.3
60149.4
80355
100760.0
الجدول (4): الضغط البخاري للماء عند درجات حرارة مختلفة
  • أعمدة الجدول: درجة الحرارة (°C)، الضغط البخاري (mmHg)
  • 20 / 17.5
  • 40 / 55.3
  • 60 / 149.4
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.
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): أَتوقع درجة الغليان المعيارية لكل من: ثلاثي كلورو ميثان، والبتان، والميثانول.
الجواب

91

الجزءة 2: العوامل المؤثرة في سرعة التبخر

92

مراجعة الدرس

سؤال

سؤال 1

الفكرة الرئيسة: أُفسِّرُ: يأخذ السائل شكل الإناء الذي يوضع فيه، ولكن حجمه يظل ثابتًا.
الجواب
سؤال

سؤال 2

أَوَصِّفُ المقصود بكلٍّ مما يأتي: الضغط البخاري، درجة الغليان المعيارية.
الجواب
سؤال

سؤال 3

أَصِفُ سائلًا في وعاء مغلَق ضغطُهُ البخاري ثابت، ما العلاقة بين سرعة تبخُرُهُ وسرعة تكاثف بخاره؟
الجواب
سؤال

سؤال 4

أُستنتج: يُبخَّرُ المركبُّ A بسرعة أكبرُ من سرعة تبخُر المركبُّ B عند 25 °C: أ. أَيُّ المركبّين قوى التجاذب بين جُزيئاته أكبر؟ ب. أَيُّ المركبّين له ضغطٌ بخاريٌّ أعلى عند 25 °C؟ ج. أَيُّ المركبّين درجة غليانه المعيارية أكبر؟
الجواب
سؤال

سؤال 5

يمثلُ المنحنى المجاور تغيرُ الضغط البخاري (mmHg) لثلاثة سوائل هي الهكسان ، رابع كلوريد الكربون ، وحضّ الإيثانويك مع درجة الحرارة °C. أُجيبُ عما يأتي: أ. أُحدِّدُ الضغط البخاري لرابع كلوريد الكربون عند 60 °C. ب. أُحدِّدُ درجةَ الغليان المعيارية للهكسان. ج. أُرتِّبُ السوائل الثلاثة حسبَ سرعة تبخرها. د. بفرض أن الضغط الجوي على قمة جبل أحد الجبال يساوي 500 mmHg: أُحدِّدُ درجةَ غليان عند هذا الارتفاع.
الجواب
اختبار سريع

سؤال 6.1

أختار الإجابة الصحيحة لكل فقرة من الفقرات الآتية — الفقرة (1): المادة الأسرع تبخرًا من المواد الآتية في الحالة السائلة عند الظروف نفسها:
A
B
C
D
اختبار سريع

سؤال 6.2

الفقرة (2): المركبات الآتية متقاربة في الكتلة المولية، أي منها له أعلى درجة غليان معيارية:
A
B
C
D
اختبار سريع

سؤال 6.3

الفقرة (3): يمثل المنحنى توزيع الطاقة الحركية على الجزيئات لثلاث سوائل مختلفة أعطيت الرموز الافتراضية A وB وC عند درجة حرارة معينة T، وتمثل الخطوط في الشكل الحد الأدنى من الطاقة اللازمة للتقلب على قوى التجاذب بين جزيئات كل سائل. فإن العبارة الصحيحة من العبارات الآتية هي:
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
اختبار سريع

سؤال 6.4

الفقرة (4): يتضمن الجدول الآتي قيم طاقة التبخر المولية لأربعة سوائل مختلفة أعطيت الرموز الافتراضية L وM وT وV، أي منها يتبقى أن تكون قوى التجاذب بين جزيئاته الأقوى؟ (L: 29.06، M: 43.29، T: 50.5، V: 34.14 kJ/mol)
A
L
B
M
C
T
D
V

102

الخصائص العامة للمواد الصلبة

درجة الانصهار Melting Point

درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

المادة الصلبة البلورية Crystalline Solid

مادة صلبة تترتب جسيماتها في أشكال هندسية منتظمة، ومن أمثلتها الذهب والماس وكلوريد الصوديوم.

المادة الصلبة غير البلورية Amorphous Solid

مادة صلبة تترتب جسيماتها عشوائيًا (ليس لها شكل هندسي منتظم)، ومن أمثلتها البلاستيك والزجاج.

المفاهيم والمصطلحات

المصطلح العربيEnglish Term
مادة صلبة بلوريةCrystalline Solid
مادة صلبة غير بلوريةAmorphous Solid
مادة صلبة جزيئيةMolecular Solid
مادة صلبة شبكية تساهميةCovalent Network Solid
المفاهيم والمصطلحات
  • أعمدة الجدول: المصطلح العربي، English Term
  • مادة صلبة بلورية / Crystalline Solid
  • مادة صلبة غير بلورية / Amorphous Solid
  • مادة صلبة جزيئية / Molecular Solid
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.

الشكل (14): مادة صلبة بلورية (الماس وبنية البلورة المنتظمة).

الشكل (15): مادة صلبة غير بلورية (الزجاج وبنية عشوائية).

سؤال

سؤال أتحقق

ما الفرق بين المواد الصلبة البلورية وغير البلورية؟
الجواب

110

المواد الصلبة البلورية

111

المواد الصلبة الجزيئية

المواد الصلبة الجزيئية Molecular Solids

  • مواد صلبة بلورية تتكون جسيماتها من ذرات أو جزيئات تترابط مع بعضها بقوى تجاذب ضعيفة نسبيًا (قوى لندن، ثنائية القطب، الروابط الهيدروجينية)؛ لذلك درجات انصهارها منخفضة وهي غير موصلة للتيار الكهربائي؛ لأن

الشكل (16): بلورة اليود.

الشكل (17): ترتيب جزيئات H_2O في الجليد وروابطها الهيدروجيني

الشكل (18): جزيء واحد من كرات باكي C_60.

الشكل (19): بلورة بكمنسترفولرين.

سؤال

سؤال أتحقق

ما نوع الروابط بين ذرات الكربون داخل الجزيء الواحد من بكمنسترفولرين؟ وما نوع قوى التجاذب بين جزيئاته؟
الجواب

118

المواد الصلبة الشبكية التساهمية

المواد الصلبة الشبكية التساهمية Covalent Network Solids

  • مواد صلبة بلورية ترتبط ذراتها في ما بينها بروابط تساهمية في بناء شبكي صلب، مثل الماس والغرافيت والكوارتز ؛ لذلك قساوتها ودرجات انصهارها مرتفعة، وهي غير موصلة للتيار الكهربائي في حالتي الصلابة وال

الشكل (20): رسم تخطيطي للماس.

الشكل (21): رسم تخطيطي للغرافيت.

الشكل (22): رسم تخطيطي للكوارتز.

123

المواد الصلبة الفلزية

المواد الصلبة الفلزية Metallic Solids

  • مواد صلبة بلورية تتكون من ذرات الفلزات، وتخيل بلورتها صفوف من الأيونات الموجبة مغمورة في بحر من الإلكترونات السالبة حرة الحركة (الرابطة الفلزية)؛ لذلك هي موصلة للتيار الكهربائي وقابلة للطرق والسحب، ود

الشكل (23): بلورة الذهب.

الشكل (24): الرابطة الفلزية، وتظهر صفوف الأيونات الموجبة في

سؤال

سؤال أتحقق

أفسّر قابلية المواد الصلبة الفلزية للطرق والسحب.
الجواب

128

المواد الصلبة الأيونية

المواد الصلبة الأيونية Ionic Solids

  • مواد صلبة بلورية تتكون جسيماتها من أيونات موجبة وسالبة تتجاذب وتترابط برابطة أيونية قوية؛ لذلك صلابتها ودرجات انصهارها مرتفعة، وهي هشة، ولا توصل التيار الكهربائي في الحالة الصلبة، بينما توصله مصاهيرها

الشكل (25): بلورة أكسيد الكالسيوم.

الشكل (26): تحطم بلورة المادة الأيونية نتيجة تعرضها للطرق.

سؤال

سؤال أتحقق

أفسّر: رغم صلابة المركبات الأيونية إلا أنها هشة.
الجواب

133

تحديد أنواع المواد الصلبة

الجدول (5): أنواع المواد الصلبة

نوع المادة الصلبةنوع الجسيماتالرابطة أو قوى الترابطخصائص عامة للمادة الصلبةأمثلة
جزيئيةجزيئات وذرات الغازات النبيلةروابط هيدروجينية، ثنائية القطب، لندندرجة انصهار منخفضة، غير موصلة.Ne_{(s)}، Extra open brace or missing close braceCH_{4(s)}، ،
شبكية تساهميةذراتتساهميةصلبة جدًا، درجة انصهار مرتفعة، غير موصلة للكهرباء بوجه عام.، Si، SiC، C ماس
فلزيةذراتفلزيةصلبة، متفاوتة في درجة الانصهار ومرتفعة بوجه عام، موصلة للطرق والسحب، وموصلة للكهرباء، ومصاهيرها أيضًا.K، Al، Cu، Ag، Ni، Ba
أيونيةأيوناتأيونيةصلبة، هشة، درجة انصهار مرتفعة، غير موصلة للكهرباء، بينما محاليلها ومصاهيرها موصلة.LiF، ، ZnS، NaCl
الجدول (5): أنواع المواد الصلبة
  • أعمدة الجدول: نوع المادة الصلبة، نوع الجسيمات، الرابطة أو قوى الترابط، خصائص عامة للمادة الصلبة
  • جزيئية / جزيئات وذرات الغازات النبيلة / روابط هيدروجينية، ثنائية القطب، لندن / درجة انصهار منخفضة، غير موصلة.
  • شبكية تساهمية / ذرات / تساهمية / صلبة جدًا، درجة انصهار مرتفعة، غير موصلة للكهرباء بوجه عام.
  • فلزية / ذرات / فلزية / صلبة، متفاوتة في درجة الانصهار ومرتفعة بوجه عام، موصلة للطرق والسحب، وموصلة للكهرباء، ومصاهيرها أيضًا.
  • قارن بقية الصفوف واستنتج العلاقة بين العمودين الأخيرين.

135

أمثلة محلولة

136

مراجعة الدرس

سؤال

سؤال 1

الفكرة الرئيسة: أوضح الأنواع الرئيسة للمواد الصلبة البلورية.
الجواب
سؤال

سؤال 2

أوضح المقصود بكل مما يأتي: المادة الصلبة البلورية، المادة الصلبة غير البلورية.
الجواب
سؤال

سؤال 3

أحدد الروابط أو قوى الترابط الموجودة في كل نوع من المواد الصلبة البلورية الآتية: المادة الصلبة الأيونية، المادة الصلبة الجزيئية، المادة الصلبة الفلزية، المادة الصلبة الشبكية التساهمية.
الجواب
سؤال

سؤال 4

أحدد نوع كل من المواد الصلبة البلورية الآتية: ، SiC، Ni، KI.
الجواب
سؤال

سؤال 5

أصنف المواد الصلبة الآتية حسب نوعها (مادة صلبة جزيئية، مادة صلبة أيونية، مادة صلبة فلزية، مادة صلبة شبكية تساهمية): أ. مادة صلبة غير موصلة للكهرباء، تنصهر عند درجة حرارة 650 °C، ويوصل مصهورها الكهرباء. ب. مادة صلبة لامعة موصلة للكهرباء. جـ. مادة شديدة الصلابة، درجة انصهارها 2730 °C، ولا يوصل مصهورها الكهرباء. د. مادة صلبة، تنصهر على درجة حرارة 119 °C، وغير موصلة للكهرباء.
الجواب
اختبار سريع

سؤال 6/1

أختار الإجابة الصحيحة: إحدى المواد الآتية صلبة وهشة ودرجة انصهارها مرتفعة:
A
B
C ماس
C
KCl
D
Cu
اختبار سريع

سؤال 6/2

أختار الإجابة الصحيحة: إحدى العبارات التالية ليست من صفات مادة بكمنسترفولرين:
A
تكون بلورات إبرية الشكل.
B
تترابط ذراتها مكونة حلقات سداسية مرتبطة ببعضها.
C
غير موصلة للتيار الكهربائي.
D
يتكون من ذرات الكربون.
اختبار سريع

سؤال 6/3

أختار الإجابة الصحيحة: المادة الصلبة التي لها أعلى درجة انصهار:
A
MgO
B
C
D
اختبار سريع

سؤال 6/4

أختار الإجابة الصحيحة: إحدى المواد الآتية صلبة جزيئية:
A
Al
B
C
Si
D

146

ما هي البلازما؟ الحالة الرابعة للمادة

البلازما Plasma

أو الغازات المتأيِّنة؛ خليطٌ غازيٌّ مكوَّنٌ من الإلكترونات حُرَّةِ الحركة والأيونات الموجبة الناتجة بعد انفصال الإلكترونات عن ذراتِ المادة.

تكوين البلازما وطبيعتهُا Formation of Plasma

  • تتكوَّنُ البلازما نتيجةَ درجات الحرارة التي تزيدُ عن آلافِ عدَّةِ درجاتٍ سلسيوس، وتوجدُ طبيعيًّا في الشمس والنجوم والمجرات والمجرات والسُّدم، كما تتكوَّنُ بفعلِ الضَّوء عند حدوثِ البرق؛ حيث تتأيَّنُ ج

خصائص البلازما ومبررات تصنيفها حالةً رابعة

  • تشبهُ البلازما في خصائصها الغازات؛ إذ ليس لها حجمٌ أو شكلٌ ثابتان، ولكنَّ قوى التجاذب الكبيرة بين مكوِّناتِها تكسُبُها خصائصَ غيرَ متوقَّعةٍ مثل توصيل التيار الكهربائي، وهذا المزيجُ من الخصائص هو ما ج

تكوين البلازما وطبيعتهُا Formation of Plasma

  • تتكوَّنُ البلازما نتيجةَ درجات الحرارة التي تزيدُ عن آلافِ عدَّةِ درجاتٍ سلسيوس، وتوجدُ طبيعيًّا في الشمس والنجوم والمجرات والمجرات والسُّدم، كما تتكوَّنُ بفعلِ الضَّوء عند حدوثِ البرق؛ حيث تتأيَّنُ ج

خصائص البلازما ومبررات تصنيفها حالةً رابعة

  • تشبهُ البلازما في خصائصها الغازات؛ إذ ليس لها حجمٌ أو شكلٌ ثابتان، ولكنَّ قوى التجاذب الكبيرة بين مكوِّناتِها تكسُبُها خصائصَ غيرَ متوقَّعةٍ مثل توصيل التيار الكهربائي، وهذا المزيجُ من الخصائص هو ما ج

محوّل النفايات البلازمي: الشعلة البلازمية تُفكِّك النفايات إ

نواتج محوّل النفايات البلازمي حسب نوع النفايات واستخدام كل ن

نوع النفاياتناتج المحوّلالاستفادة من الناتج
نفايات عضويةناتج غازي غني بغاز الهيدروجينيستفاد منه كوقود
نفايات غير عضويةناتج صلب (الخَبَث)يُستخدم في صناعة الكونكريت (الإسمنت) والأسفلت
نواتج محوّل النفايات البلازمي حسب نوع النفايات واستخدام كل ناتج
  • أعمدة الجدول: نوع النفايات، ناتج المحوّل، الاستفادة من الناتج
  • نفايات عضوية / ناتج غازي غني بغاز الهيدروجين / يستفاد منه كوقود
  • نفايات غير عضوية / ناتج صلب (الخَبَث) / يُستخدم في صناعة الكونكريت (الإسمنت) والأسفلت

154

مراجعة الوحدة

سؤال

سؤال 1

أوضِّحُ المقصودَ بكلٍّ من: قانونُ أفوجادرو. المادّةُ الصُّلبةُ الجُزيئيّة.
الجواب
سؤال

سؤال 2

أفسِّرُ ما يأتي: يتناسبُ ضغطُ الغازِ طرديًّا مع درجةِ حرارتهِ المُطلقةِ عند ثباتِ حجمِه. درجةُ غليانِ أكبرُ من درجةِ غليانِ .
الجواب
سؤال

سؤال 3

أستخدمُ الأرقامَ. أحسُبُ كتلَةَ غازِ الموجودةَ في وعاءٍ حجمُهُ 5 L عند درجةِ حرارةٍ 20 °C وضغطِ 1.5 atm. (Mr = 32 g/mol)
الجواب
سؤال

سؤال 4

أستخدمُ الأرقامَ. يحتوي وعاءٌ حجمُهُ 1.64 L على (1.1 g ) و(1.6 g ) وكتلةٍ مجهولةٍ من . إذا علمتُ أنَّ الضغطَ الكليَّ للغازاتِ الثلاثةِ يساوي 1.5 atm عند درجةِ حرارةٍ 27 °C، فأحسُبُ: الضغطَ الجزئيَّ لكلٍّ من الغازاتِ و و. كتلَةَ غازِ في الوعاء. (Mr (g/mol): = 44, = 32, = 28)
الجواب

بياناتُ السؤال (5) في مراجعة الوحدة: الضغطُ البخاريُّ لثلاثة

المادةالضغطُ البخاريُّ (mmHg)
A225
B580
C50
بياناتُ السؤال (5) في مراجعة الوحدة: الضغطُ البخاريُّ لثلاثةِ سوائلَ افتراضيّةٍ عند درجةِ حرارةٍ معيّنة
  • أعمدة الجدول: المادة، الضغطُ البخاريُّ (mmHg)
  • A / 225
  • B / 580
  • C / 50
سؤال

سؤال 5

أستنتجُ أدرسُ الجدولَ الآتيَ الذي يبيِّنُ الضغطَ البخاريَّ لثلاثةِ سوائلَ ذاتِ رموزٍ افتراضيّةٍ A وB وC عند درجةِ حرارةٍ معيّنةٍ، ثم أجيبُ عن الأسئلةِ الآتية: ما المادّةُ الأسرعُ تبخُّرًا؟ ما المادّةُ التي لها أعلى درجةُ غليانٍ؟ أُرتِّبُ السوائلَ الثلاثةَ حَسَبَ تزايدِ قوى التجاذبِ بين جُزيئاتِها.
الجواب
سؤال

سؤال 6

إذا كانت طاقةُ التبخرِ الموليّةُ للسوائلِ الآتيةِ كما يأتي: (6.8 kJ/mol) وNe (1.8 kJ/mol) و (34.5 kJ/mol): أ. أحدِّدُ نوعَ قوى التجاذبِ بين جسيماتِ كلِّ سائلٍ. ب. أيُّ هذه السوائلِ له أعلى درجةُ غليانٍ؟
الجواب
سؤال

سؤال 7

أُحدِّدُ المادّةَ التي لها أعلى درجةُ انصهارٍ بين الأزواجِ الآتية: و. و. Ar وAl.
الجواب
سؤال

سؤال 8

أفسِّرُ: إذا علمتُ أنَّ كثافةَ الماسِ 3.5 g/mL وأنَّ كثافةَ الغرافيتِ 2.3 g/mL، اعتمادًا على التركيبِ البلوريِّ لبكمنسترفولرين؛ هل من المتوقَّعِ أن تكونَ كثافةُ بكمنسترفولرين أكبرَ أم أقلَّ منهما؟ أفسِّرُ ذلك.
الجواب
اختبار سريع

سؤال 9-1

أختارُ الإجابةَ الصحيحةَ لكلِّ فقرةٍ من الفقراتِ الآتية: (1) إحدى العباراتِ الآتيةِ لا تتِّفقُ معَ نظريّةِ الحركةِ الجُزيئيّةِ:
A
حركةُ جُزيئاتِ الغازِ مستمرةٌ وعشوائيّة.
B
متوسطُ الطاقةِ الحركيّةِ للغازاتِ ثابتٌ عند درجةِ الحرارةِ نفسِها.
C
تتصادمُ جُزيئاتُ الغازِ تصادماتٍ مَرِنة.
D
تتحركُ جزيئاتُ الغازِ جميعُها بالسرعةِ نفسِها عند درجةِ الحرارةِ نفسِها.
اختبار سريع

سؤال 9-2

(2) إذا علمتُ أنَّ الكتلَةَ الموليّةَ للغازاتِ الآتيةِ ( = 2 g/mol، = 28 g/mol، = 32 g/mol، = 71 g/mol)، فإنَّ أقلَّ هذه الغازاتِ انحرافًا عن سلوكِ الغازِ المثاليِّ عند الظروفِ نفسِها هو:
A
B
C
D
اختبار سريع

سؤال 9-3

(3) عيّنةٌ منَ الغازِ المحصورِ حجمُها (V) عند درجةِ حرارةٍ 35 °C، فإنَّ درجةَ الحرارةِ التي يصبحُ عندها حجمُ الغازِ مثليَ حجمِهِ الأصليِّ عند ثباتِ الضغطِ هي:
A
35 °C
B
70 °C
C
308 °C
D
343 °C
اختبار سريع

سؤال 9-4

(4) عندما تصبحُ درجةُ الحرارةُ (بالكلفن) لعيّنةٍ من غازٍ محصورٍ 3 أمثالَ درجةِ حرارتهِ الأصليّةِ وحجمُهُ مثليَ حجمِهِ الأصليِّ، يصبحُ ضغطُهُ الجديدُ () مقارنةً بالضغطِ الأصليِّ ():
A
6
B
3/2
C
2/3
D
3
اختبار سريع

سؤال 9-5

(5) إحدى الرسومِ البيانيّةِ الآتيةِ توضِّحُ العلاقةَ بين حجمِ الغازِ ودرجةِ حرارتهِ المُطلقةِ عند ثباتِ ضغطِه:
A
(أ) مستقيمٌ مائلٌ موجبٌ يزدادُ بزيادةِ T(K) ويمرُّ بمبدئِ المحورين تقريبًا.
B
(ب) مستقيمٌ مائلٌ سالبٌ ينقصُ بزيادةِ T(K).
C
(جـ) خطٌّ أفقيٌّ ثابت.
D
(د) منحنى تنازليٌّ تقريبي.
اختبار سريع

سؤال 9-6

(6) كميةٌ من غازٍ حجمُها 1 L، إذا أصبحتْ قيمةُ كلٍّ من درجةِ حرارتِها المطلقةِ وضغطِها 3 أمثالَ قيمِها الأصليّةِ؛ فإنَّ حجمَها بوحدةِ (L) يصبحُ:
A
1
B
1/3
C
3
D
9

شكلُ السؤال (9-7) في مراجعة الوحدة: قارورتان متصلتان بسدّادة

اختبار سريع

سؤال 9-7

(7) اعتمادًا على الشكلِ المجاورِ؛ الضغطُ الكليُّ لمزيجِ الغازينِ بعدَ فتحِ السدّادةِ بين القارورتينِ بوحدةِ atm عند درجةِ الحرارةِ نفسِها يساوي (أُهملُ حجمَ السدّادةِ): قارورةٌ حجمُها 2 L تحتوي على بضغطِ 456 mmHg، متصلةٌ بقارورةٍ حجمُها 1 L تحتوي على بضغطِ 0.21 atm.
A
0.07
B
0.71
C
0.47
D
0.4
اختبار سريع

سؤال 9-8

(8) أربعُ أوعيةٍ محكمةُ الإغلاقِ حجمُ كلٍّ منها 3 L، ويحتوي كلٌّ منها على أحدِ الغازاتِ الآتيةِ: (, Mr = 2 g/mol)، (He, Mr = 4 g/mol)، (Ar, Mr = 40 g/mol)، (Xe, Mr = 131 g/mol)، علمًا أنَّ ضغطَ الغازِ في كلٍّ منها 870 mmHg وعلى درجةِ حرارةِ الغرفةِ 25 °C. الوعاءُ الذي تكونُ كتلةُ الغازِ فيه أكبرَ هو وعاءُ الغازِ:
A
B
He
C
Ar
D
Xe
اختبار سريع

سؤال 9-9

(9) بالاستنادِ إلى بياناتِ الأوعيةِ الأربعِ نفسِها: إذا سخِنَ الوعاءُ الذي يحتوي غازَ في حين برَدَ الوعاءُ الذي يحتوي غازَ Ar؛ فإنَّ الوعاءَ الذي يكونُ ضغطُ الغازِ فيه أكبرَ هو وعاءُ الغازِ:
A
B
He
C
Ar
D
Xe
اختبار سريع

سؤال 10

(10) المادّةُ التي لها أعلى درجةُ غليانٍ معياريّةٌ هي:
A
B
C
D
اختبار سريع

سؤال 11

(11) أُرتِّبُ السوائلَ الآتيةَ: و و حَسَبَ تناقصِ طاقةِ تبخُّرِها الموليّةِ: (Mr (g/mol): = 16, = 95, = 50.5):
A
< <
B
< <
C
< <
D
< <
اختبار سريع

سؤال 12

(12) أحدُ العواملِ الآتيةِ يؤثِّرُ في الضغطِ البخاريِّ للسائلِ:
A
حجمُ السائلِ.
B
شكلُ الإناءِ.
C
درجةُ الحرارةِ.
D
كميةُ السائلِ.

بياناتُ السؤال (13) في مراجعة الوحدة: طاقةُ التكاثفِ الموليّ

المادةABCD
طاقةُ التكاثفِ الموليّة (kJ/mol)31262144
بياناتُ السؤال (13) في مراجعة الوحدة: طاقةُ التكاثفِ الموليّةِ لأربعةِ سوائلَ افتراضيّة
  • أعمدة الجدول: المادة، A، B، C
  • طاقةُ التكاثفِ الموليّة (kJ/mol) / 31 / 26 / 21
اختبار سريع

سؤال 13

(13) الجدولُ الآتيُ يتضمَّنُ طاقةَ التكاثفِ الموليّةَ لأربعةِ سوائلَ مختلفةٍ أُعطيتِ الرموزَ الافتراضيّةَ A وB وC وD، المادّةُ الأسرعُ تبخُّرًا هي:
A
A
B
B
C
C
D
D
اختبار سريع

سؤال 14

(14) يُصنَّفُ SiC مادّةً صلبةً بلوريّةً:
A
جُزيئيّة.
B
شبكيّةً تساهميّة.
C
فِلزيّة.
D
أيونيّة.
اختبار سريع

سؤال 15

(15) المادّةُ الصُّلبةُ البلوريّةُ الموصِلةُ للتيارِ الكهربائيِّ في حالتَي الصَّلابةِ والسيولةِ هي:
A
KF
B
C
Cu
D

خلاصة الدرس

الحالة الغازية

  • نظرية الحركة الجزيئية تفسر الخصائص
  • قوانين بويل وشارل وجاي-لوساك والقانون الجامع
  • أفوجادرو والغاز المثالي PV = nRT ودالتون للضغوط الجزئية

الحالة السائلة

  • قوى التجاذب تحكم التبخر والضغط البخاري
  • الغليان: تساوي الضغط البخاري مع الخارجي
  • طاقتا التبخر والتكاثف الموليتان متساويتان

الحالة الصلبة

  • بلورية (جزيئية وشبكية وفلزية وأيونية) وغير بلورية
  • الخصائص الفيزيائية تحدد نوع المادة

البلازما

  • حالة رابعة متأينة موصلة للتيار
  • محوّل النفايات: ناتج غازي وناتج صلب

مصادر المحور

  • كتاب الكيمياء — التوجيهي الأردني، الوحدة الأولى: حالات المادة (ص 7-46)