صفحة ٤١
انظر إلى تدريبات التقويم هنا لتختبر فهمك لدرس الضوء والطاقة. في السؤال رقم 34، استخدم الشكل الذي يعرض طيف الإشعاعات الكهرومغناطيسية لترتيب الأنواع المختلفة تصاعدياً حسب الطول الموجي، وتذكر أن التردد والطول الموجي متعاكسان، فكلما زاد التردد قل الطول الموجي. وفي المسائل الحسابية مثل السؤال رقم 45، استخدم قانون سرعة الضوء حيث هي سرعة الضوء وثابتة بقيمة ، لمعرفة الطول الموجي بقسمة سرعة الضوء على التردد المعطى لديك. أما في مسائل الطاقة مثل السؤال رقم 48، فاستخدم معادلة بلانك حيث هي الطاقة و هو ثابت بلانك، لتعرف طاقة الفوتون بضرب التردد في الثابت.
صفحة ٤٢
نتابع حل مسائل تقويم الفصل وتطبيق القوانين على ذرة الهيدروجين والمستويات الكمية. في السؤال رقم 52، احسب طول موجة الفوتون باستخدام علاقة الطاقة بالتردد ثم بالسرعة. وعند النظر إلى الشكل لطيف الانبعاث الذري للهيدروجين، ترى خطوطاً ملونة تقابل طاقات محددة تنتقل فيها الإلكترونات بين المستويات كما يوضح الشكل لسلسلة بالمر وليمان. في السؤال رقم 65، تذكر أن المستويات الرئيسية للطاقة تزداد كلما ابتعدنا عن النواة، وعدد المستويات الفرعية في أي مستوى رئيسي رقم يساوي نفسه. وفي السؤال رقم 69، تذكر أن أقصى عدد من الإلكترونات يتسعه أي مستوى فرعي يُحسب بالقاعدة ، فالمستوى الفرعي يحتوي على خمسة أفلاك يتسع كل منها لإلكترونين ليصبح المجموع عشرة إلكترونات.
صفحة ٤٣
وصلنا هنا إلى فقرة التوزيع الإلكتروني وقواعد ملء المستويات. في السؤال رقم 75، انظر إلى الشكل الذي يعرض تسلسل ملء المستويات الفرعية بحسب زيادة الطاقة وفق مبدأ أوفباو، وستجد أن المستوى تملؤه الإلكترونات قبل المستوى لأن طاقته أقل بناءً على قاعدتي أوفباو وباولي وهوند. في السؤال رقم 81، اكتب التوزيع الإلكتروني للأكسجين والكبريت بتوزيع الإلكترونات تصاعدياً حسب مستويات الطاقة الفرعية مثل للأكسجين. وفي السؤال رقم 83، استخدِم ترميز الغاز النبيل باختصار التوزيع الإلكتروني بوضع رمز الغاز النبيل السابق للعنصر بين قوسين مربعين ثم إكمال ما تبقى من إلكترونات، لتوفير الوقت وتسهيل الكتابة.
صفحة ٤٤
في هذه الصفحة، ندرب أنفسنا على رسوم مربعات المستويات والتمثيل النقطي للإلكترونات. انظر إلى الشكل في السؤال رقم 85، وحدد أي رسوم المربعات يطبق قاعدة هوند بشكل صحيح، والتي تنص على أن الإلكترونات تملأ الأفلاك فرادى أولاً بنفس الاتجاه قبل أن تزدوج. في السؤال رقم 86، ارسم التمثيل النقطي للإلكترونات بوضع نقاط حول رمز العنصر تمثل إلكترونات التكافؤ الموجودة في مستوى الطاقة الخارجي الأخير فقط. وفي السؤال رقم 89، اكتب التوزيع الإلكتروني لذرة القسعيد مستخدماً ترميز الغاز النبيل الكريبتون ثم أتمم بقية المستويات الفرعية حتى تصل للعدد الذري المطلوب بدقة.
صفحة ٤٥
هنا نتناول مسائل التفكير الناقد والربط بين المفاهيم الكيمياء والفيزياء. في السؤال رقم 97، انظر إلى الشكل الذي يوضح أشكال المستويات الفرعية، فالمستوى كروي الشكل، بينما مستويات فصوص متعامدة على المحاور الثلاثة. وفي السؤال رقم 99، فرق بين الخاصية الكيميائية التي تغير هوية المادة مثل الاحتراق والصدأ، والخاصية الفيزيائية التي تصف المادة دون تغيير تركيبها مثل حالة المادة ودرجة الغليان. وفي المسائل الحسابية مثل رقم 104 و105، اربط بين طول الموجة والتردد والطاقة باستخدام المعادلات الثلاث الشهيرة: و و للحصول على النتائج الرياضية الصحيحة.
صفحة ٤٦
نبدأ هنا اختبار مقنن شامل على الفصل الأول. في السؤال الأول، لمعرفة تردد الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية وطولها الموجي المعطى ، استخدم قانون سرعة الضوء ، بحيث تقسم سرعة الضوء على الطول الموجي لتجد الإجابة الصحيحة من الخيارات. وفي السؤال الثالث، انظر إلى الشكل الذي يمثل أشكال المستويات الفرعية وحدد نوع المستوى الذي تظهر فصوصه متعامدة على المحاور. وفي السؤال الخامس، تذكر أن أقصى عدد من الإلكترونات يمكن أن يوجد في مستوى الطاقة الرئيسي يُحسب بالعلاقة ، فإذا كان المستوى الخامس يكون الناتج أي لتصل إلى العدد خمسين إلكتروناً.
صفحة ٤٧
نتابع حل أسئلة الاختبار المقنن لنقيس مدى استيعابنا الكامل لدرس التوزيع الإلكتروني والطيف الذري. في السؤال الثامن، ابحث عن التوزيع الإلكتروني الصحيح لذرة الإسكاندوم ذات العدد الذري 21، ووزّع الإلكترونات تنابعاً حسب الطاقة: . وفي السؤال التاسع والعاشر، استخدم رسوم مربعات المستويات لتحديد أيها يخالف مبدأ أوفباو الذي يفرض ملء المستويات الأقل طاقة أولاً. وفي الأسئلة الحسابية مثل رقم 14 و15، استخدم طيف الانبعاث المعطى وطول الموجة المقابل لقراءة القيمة على التدريج بالنانومتر ثم تطبيقها في قوانين حساب التردد والطاقة.
صفحة ٤٨
نبدأ اليوم الفصل الثاني بعنوان الجدول الدوري والتدرج في خواص العناصر. انظر إلى الصورة الكبيرة التي تمثل حمماً بركانية وتدرج ألوان العناصر بجانبها، وتذكر أن الفكرة العامة للفصل تبين لنا كيف أن تدرج خواص العناصر في الجدول الدوري يمكننا من التنبؤ بخواصها الفيزيائية والكيميائية. ينقسم هذا الفصل إلى ثلاثة أقسام رئيسية: تطور الجدول الدوري الحديث، وتصنيف العناصر في مجموعات ودورات بحسب أعدادها الذرية، وأخيراً تدرج خواص العناصر بناءً على أحجام الذرات وقابليتها لفقدان أو اكتساب الإلكترونات. اقرأ حقائق كيمياء في الأسفل لتتعرف على أعداد العناصر المعروفة في الطبيعة وموقع الهيدروجين والأكسجين في الكون وقشرة الأرض.
صفحة ٤٩
نبدأ نشاطات تمهيدية لتجربة استهلالية تساعدك على فهم تدرج الأنماط والخواص. المطلوب في التجربة هو التعرف على كيفية ترتب العناصر في الجدول الدوري بطريقة تسمح بتكرار خواصها بانتظام. اتبع خطوات العمل بعناية: اطوِ قطعة الورق إلى ثلاثة أقسام عرضية، ثم اعمل طية بعرض سنتيمترين على طول أحد الحواーフ، وقس أطوال وكتل ثلاثة أنواع مختلفة من البراغي كما هو مطلوب. في تحليل النتائج، أنشئ جدولاً تسجل فيه أطوال البراغي وكتلتها لتظهر التدرج في خصائصها، ثم صف كيف تتغير الكتلة عند الانتقال من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل في كل صف وعمود، لتستنتج بنفسك كيف تُنظَّم البيانات في الجداول العلمية.
