التوزيع الإلكتروني والجدول الدوري

• المفاهيم والمصطلحات :

عزيزي الطالب ستتعرف في هذا الدرس على هذه المفاهيم والمصطلحات العلمية :

مستويات الطاقة	Energy Levels
الدورية	Periodicity
الفلزات	Metals
اللافلزات	Non Metals
الفلزات القلوية	Alkali Metals
الفلزات القلوية الأرضية	Alkaline Earth Metals
الهالوجينات	Halogens
الغازات النبيلة	Noble Gases

---

الدرس الثاني:   التوزيع الإلكتروني والجدول الدوري :(Electron Configurations and Periodic Table)  

• التوزيع الإلكتروني : ( Electron Configurations)

• تحتوي الذرة على ثلاث مكونات أساسية هي: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات حيث:

• توجد البروتونات والنيوترونات في مركز الذرة (النواة) بينما تتوزع الإلكترونات في الفراغ المحيط بالنواة في مستويات من الطاقة، وكل منها يتسع لعدد محدد من الإلكترونات وتزداد سعته بزيادة بعده عن النواة
• الذرة المتعادلة تحتوي على عدد من الإلكترونات يساوي عدد البروتونات فيها أي ساوي عددها الذري

• الشكل الآتي يمثل عدد البروتونات والإلكترونات والنيوترونات في ذرة الصوديوم المتعادلة :

                                                                              

---

5. التوزيع الإلكتروني للعناصر الممثلة (المجموعة A) :

• تتوزع إلكترونات الذرة في أغلفة حول النواة تسمى بـمستويات الطاقة
• مستويات الطاقة :هي مناطق تحيط بالنواة لها نصفُ قطرٍ وطاقة محددان، يزداد كل منها بزيادة بعده عن النواة ويتسع كل مستوى لعددٍ محدد من الإلكترونات.

• المستوى الأول : يتسع كحد أقصى لإلكترونين
• المستوى الثاني : يتسع لـ (8) إلكترونات

v. الجدول الآتي يبين السعة القصوى من الإلكترونات لكل مستوى :

          

• يوجد عدد من المبادئ والقواعد التي يجب مراعاتها عند كتابة التوزيع الإلكتروني للذرة سنتعرف إليها في الصف القادم
• في هذا الدرس سنتعرف إلى التوزيع الإلكتروني للعناصر الممثلة في الجدول الدوري ومراعاة أن عدد إلكترونات المستوى الخارجي للذرة يجب ألا يزيد على (8) إلكترونات، بغض النظر عن رقم المستوى.

• الأمثلة الآتية توضح كيفية توزيع الإلكترونات لعدد من ذرات العناصر الممثلة :

  مثال(1):

 أكتب التوزيع الإلكتروني لذرة الأكسجين O₈

  الإجابة:

عدد الإلكترونات في ذرة الأكسجين، يساوي العدد الذري لها ويساوي 8

عند كتابة التوزيع الإلكتروني أُراعي السعة القصوى للمستوى من الإلكترونات؛ فأوزع إلكترونين (2e) في المستوى الأول، ويتبقى (6) إلكترونات (6e) توزع في المستوى الثاني، كما يأتي : O: 2 , 6   ₈

---

  مثال(2):

 أكتب التوزيع الإلكتروني لذرة الكبريت S₁₆

  الإجابة:

عدد الإلكترونات في ذرة الكبريت، يساوي العدد الذري لها ويساوي 16

عند كتابة التوزيع الإلكتروني أُراعي السعة القصوى للمستوى من الإلكترونات؛ فأوزع إلكترونين (2e) في المستوى الأول، ثم أوزع 8e في المستوى الثاني، ويتبقى 6e توزع في المستوى الثالث (الخارجي) كما يأتي : S: 2 , 8, 6   ₁₆

---

 مثال(3):

 أكتب التوزيع الإلكتروني لذرة الكالسيوم Ca₂₀

  الإجابة:

عدد الإلكترونات في ذرة الكالسيوم، يساوي العدد الذري لها ويساوي 20

عند كتابة التوزيع الإلكتروني أُراعي السعة القصوى للمستوى من الإلكترونات؛ فأوزع إلكترونين (2e) في المستوى الأول، ثم أوزع 8e في المستوى الثاني، ويتبقى 10e يفترض أن توزع في المستوى الثالث وبما أنه يجب ألا يزيد عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي عن 8e؛ لذا أوزع 8e في المستوى الثالث، ويتبقى 2e توزع في المستوى الذي يليه (الخارجي)، كما يأتي  : Ca: 2 , 8, 8, 2   ₂₀

---

  مثال(4):

 أكتب التوزيع الإلكتروني لذرة البروم Br₃₅

  الإجابة:

عدد الإلكترونات في ذرة البروم، يساوي العدد الذري لها ويساوي 35

عند كتابة التوزيع الإلكتروني أُراعي السعة القصوى للمستوى من الإلكترونات؛ فأوزع إلكترونين (2e) في المستوى الأول، ثم أوزع 8e في المستوى الثاني، ويتبقى 25e ، وبما أن العدد الذري للعنصر يزيد على 20 أوزع منها 18e في المستوى الثالث الذي يتسع كحدٍ أقصى لـ 18e ويتبقى 7e أُوزعها في المستوى الرابع، كما يأتي Br: 2 , 8, 18, 7   ₃₅

---

  مثال(5):

 أكتب التوزيع الإلكتروني لذرة التيليريوم Te₅₂

  الإجابة:

عدد الإلكترونات في ذرة التيليريوم، يساوي العدد الذري لها ويساوي 52

عند كتابة التوزيع الإلكتروني أُراعي السعة القصوى للمستوى من الإلكترونات؛ فأوزع إلكترونين (2e) في المستوى الأول، ثم أوزع 8e في المستوى الثاني، أوزع 18e في المستوى الثالث ، ويتبقى 24e يفترض أن توزع في المستوى الرابع، وبما أن العدد الذري للذرة يزيد على 38e ، فإن السعة القصوى للمستوى هي 18e؛ فتوزع 18e في المستوى الرابع، ويتبقى 6e توزع في المستوى الخامس (الخارجي) كما يأتي : Te: 2 , 8, 18, 18, 6   ₅₂

---

• ترتيب العناصر في الجدول الدوري  :

• تترتب العناصر في الجدول الدوري؛ بناءً على :

1. العدد الذري لها          2. التشابه في الخصائص الكيميائية التي تعتمد على التوزيع الإلكتروني لذراتها

• الجدول الدوري يتكون من :

• 7 دورات
• 18 مجموعة تقسم إلى نوعين من المجموعات وهما :

+ مجموعات العناصر الممثلة (A) وعددها 8 مجموعات وتشمل المجموعات أو الأعمدة ذات الأرقام (1, 2, 13-18)

+ مجموعات العناصر الإنتقالية (B) وتشمل 8 مجموعات ذات الأرقام (3-12)  وتضم 10 أعمدة تقع في وسط الجدول الدوري  

                    + الشكل الآتي يوضح مجموعات العناصر الممثلة في الجدول الدوري :

                                                          

• يرتبط ترتيب العناصر في الجدول الدوري في التوزيع الإلكتروني لذرته؛ حيث :

• يشير رقم الدورة في الجدول الدوري إلى عدد المستويات في التوزيع الإلكتروني للذرة
• يشير رقم المجموعة (العمود) في الجدول الدوري إلى عدد إلكترونات مستوى الطاقة الخارجي للذرة (إلكترونات التكافؤ)
• فمثلًا: لذرة الفسفور التوزيع الإلكتروني الآتي :  P: 2, 8, 5₁₅

يتضح من التوزيع الإلكتروني : أن إلكترونات ذرة الفسفور تشغل (3) مستويات من الطاقة ما يشير إلى أن :

+ الفسفور يوجد في الدورة الثالثة في الجدول الدوري

+ المستوى الخارجي لذرته يحتوي على 5e وهذا يشير إلى أنه موجود في المجموعة 5A أو المجموعة 15  

• يمكن كتابة التوزيع الإلكتروني للعنصر بمعرفة موقعه في الجدول الدوري

• فمثلًا : بالرجوع للجدول الدوري نجد أن الفلور F يوجد في الدورة الثانية والمجموعة 7A، ما يعني أن إلكترونات ذرة الفلور تشغل مستويين من الطاقة ويحتوي المستوى الثاني منهما على 7e ، ويكون المستوى الأول ممتلئًا  بالإلكترونين 2e، وبهذا يكون التوزيع الإلكتروني لذرته كما يأتي :    F: 2, 7₉

• عنصر الكالسيوم Ca فإنه يوجد في الدورة الرابعة والمجموعة 2A؛ ما يعني أن :

   ₊ إلكترونات ذرته تشغل 4 مستويات من الطاقة حيث :

       .. يحتوي المستوى الأول (الدورة الأولى) على إلكترونين

       .. يحتوي المستوى الثاني ( الدورة الثانية) على 8  إلكترونات

       .. يحتوي المستوى الثالث (الدورة الثالثة) على 8 إلكترونات

       .. يحتوي المستوى الخارجي على إلكترونين

       .. يكون التوزيع الإلكتروني لذرته هو 2, 8, 8, 2 :  : Ca₂₀

• عنصر السيلينيوم Se فإنه يوجد في الدورة الرابعة والمجموعة 6A؛ ما يعني أن :

₊ إلكترونات ذرته تشغل 4 مستويات من الطاقة حيث :

.. يحتوي المستوى الأول (الدورة الأولى) على إلكترونين

.. يحتوي المستوى الثاني ( الدورة الثانية) على 8  إلكترونات

.. يحتوي المستوى الثالث (الدورة الثالثة) على 8 إلكترونات

.. يحتوي المستوى الرابع (الدورة الرابعة) التي تمثل المستوى الخارجي فهي تتضمن مجموعات العناصر الإنتقالية وعددها 10 عناصر فيضاف 10 إلى المستوى الثالث ليصبح عدد إلكترونات المستوى الثالث 18e وبهذا يحتوي المستولى الرابع (الخارجي) يساوي رقم مجموعة العنصر ويساوي (6)

.. يكون التوزيع الإلكتروني لذرته هو 2, 8, 18, 6 :  : Se₃₄

---

  سؤال (1) :

 أكتب التوزيع الإلكتروني لكل من الذرات الآتية :

P₁₅ , Ga_31,   Sn₅₀

   الإجابة :

P: 2, 8 , 5₁₅

Ga: 2, 8 , 18, 3₃₁

Sn: 2, 8 , 18, 18, 4₅₀

---

  سؤال (2) :

 أكتب مستعينًا بالجدول الدوري، التوزيع الإلكتروني لكل من العناصر الآتية :

 1) عنصر يقع في الدورة الثالثة والمجموعة 4A في الجدول الدوري

 2) عنصر يقع في الدورة الرابعة والمجموعة 5A في الجدول الدوري

  الإجابة :

 1) عنصر السيليكون Si ويكون توزيعه الإلكتروني :: 2, 8 , 4  Si₁₄

 2)  عنصر الزرنيخ As ويكون توزيعه الإلكتروني :: 2, 8, 18, 5  As₃₃

---

5. الربط مع الطب :

يستخدم عنصر السيلينيوم مكملًا غذائيًا؛ لتعويض نقص السيلينيوم في الجسم، الذي يسبب خمول الغدة الدرقية ، فهو يساعد على إنتاج الهرمونات التي تفرزها الغدة الدرقية، وكذلك عمليات تصنيع الحموض النووية. كما يستخدم في معالجة أمراض القلب والأوعية الدموية، ويساعد على تقوية جهاز المناعة ومقاومة فيروس نقص المناعة المكتسبة (الإيدز)  

                                                                                               

---

• الخصائص الدورية في الجدول الدوري  :

• تتغير خصائص العناصر في الدورة الواحدة بالإتجاه من اليسار إلى اليمين، ويتكرر هذا التغير بشكل منتظم في كل دورة
• تتفاوت خصائص عناصر المجموعة الواحدة بالإتجاه من الأعلى إلى الأسفل، ويتكرر ذلك  لكل مجموعة بشكل منتظم
• الدورية : هي التغيرات المتكررة التي تحدث في خصائص العناصر في كل دورة .
• يستفاد من الدورية في :

• التنبؤ بسلوك العناصر وخصائصها فمثلًا :

   يمكن التنبؤ بحجوم الذرات بناءً على موقعها في الجدول الدوري كما في الشكل الآتي الذي يبين تغير حجوم ذرات العناصر الممثلة في الجدول الدوري.

                                                                     

• يلاحظ من الشكل :

+ تناقص حجوم الذرات بزيادة العدد الذري في الدورة الواحدة أي (بالإتجاه من اليسار إلى اليمين )

. نجد في الدورة الواحدة أن ذرات الفلزات على اليسار هي الأكبر حجمًا في كل دورة بينما ذرات الغازات النبيلة على اليمين هي الأصغر حجمًا فمثلًا :

.. ذرة الليثيوم Li على يسار الدورة الثانية هي الأكبر حجمًا وتقل حجوم الذرات بالإتجاه إلى اليمين وصولًا إلى ذرة النيون Ne التي هي أصغر الذرات حجمًا في هذه الدورة .

.. ذرة الصوديوم Na هي الأكبر حجمًا على يسار الدورة الثالثة، وتتناقص حجوم الذرات بالإتجاه إلى اليمين وصولًا إلى ذرة الأرغون Ar في نهاية الدورة.

+ في المجموعات :

. يلاحظ من الشكل السابق أن :

. أن حجوم الذرات تتزايد بالإتجاه من من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الواحدة  فمثلًا :

.. ذرة البيريليوم Be في المجموعة الثانية هي الأصغر حجمًا وبالإتجاه للأسفل تزداد حجوم الذرات وصولاً إلى ذرة الباريوم Ba الأكبر حجمًا في هذه المجموعة .

---

• نشاط العناصر (Reactivity of Elements)  :

• يؤثر الحجم الذري في العديد من الخصائص الكيميائية للعنصر، فالنشاط الكيميائي يعتمد على حجم ذراته فمثلًا :

• الفلزات على يسار الجدول يزداد حجمها بالإتجاه إلى أسفل في المجموعة الواحدة وبذلك يزداد نشاطها الكيميائي وذلك لأن نشاطها الكيميائي يعتمد على فقدها الإلكترونات وتكوين ذراتها أيونات موجبة في مركباتها، وبزيادة حجوم الذرات تصبح إلكترونات المستوى الخارجي أبعد عن النواة؛ ما يسهل فقدانها .
• يمكن لذرات الفلز الأكبر حجمًا أن تتفاعل بسهولة أكبر مع العناصر الأخرى وتكوّن مركبات .
• في الدورات بالإتجاه إلى اليمين تقل حجوم الذرات وبذلك يقل نشاطها الكيميائي

-- الشكل الآتي يبين تزايد النشاط الكيميائي لعناصر المجموعة 1A  مع زيادة الحجم لذراتها: 

                                                            

• اللافلزات : إن نشاطها الكيميائي يعتمد على إكتسابها أو جذبها للإلكترونات، وكلما قلت حجوم الذرات أصبحت إلكترونات المستوى الأخير أكثر قربًا إلى النواة، وأصبح من السهل على الذرة إكتساب الإلكترونات أو جذبها ونظرًا إلى صغر حجوم ذرات اللافلزات، فإنه عند تفاعلها مع الفلزات تكسب إلإلكترونات وتكون ذراتها أيونات سالبة .
• إن نشاط اللافلزات يزداد بنقصان حجوم ذراتها .
• إن ذرات اللافلز الأًصغر حجمًا تتفاعل بسهولة أكبر من ذرات اللافلز الأكبر حجمًا مع العناصر الأخرى
• الشكل الآتي يبين تزايد نشاط عناصر المجموعة 7A مع نقصان أحجام ذراتها :

                                                          

---

  سؤال (3) :

أُقارن بين نشاط الفلزات واللافلزات بالإتجاه من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الواحدة في الجدول الدوري :

  الإجابة :

الفلزات: يزداد النشاط الكيميائي للعناصر بالإتجاه من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الواحدة في الجدول الدوري

اللافلزات: يقل النشاط الكيميائي للعناصر بالإتجاه من الأعلى إلى الأسفل في المجموعة الواحدة في الجدول الدوري

---

• التوزيع الإلكتروني والخصائص الكيميائية :

• تتضمن الدورة في الجدول الدوري عددًا من العناصر يزداد عددها الذري بالإتجاه من اليسار إلى اليمين في الدورة إلا إن عناصر الدورة جميعها يكون لها العدد نفسه من مستويات الطاقة فمثلًا :

• الدورة الثالثة تحتوي على 8 عناصر ممثلة ويكون التوزيع الإلكتروني لذراتها كما في الشكل الآتي :

                                

• يتضح من توزيعها الإلكتروني أن :

• كلًا منها له ثلاث مستويات طاقة، يحتوي المستوى الأول 2e، والمستوى الثاني 8e، ويحتوي المستوى الثالث (الخارجي) على عدد من الإلكترونات يزداد عددها إلكترونًا واحدًا بالإنتقال من الصوديوم بإتجاه الأرغون .
• العناصر الثلاث الأولى على يسار الدورة يحتوي مستواها الخارجي على 3e, 2e, 1e  على الترتيب وهي تفقد هذه الإلكترونات في تفاعلاتها وتسمى الفلزات، ويكون أكثرها نشاطًا العنصر في المجموعة الأولى ويقل نشاطها بالإتجاه إلى اليمين بزيادة العدد الذري للعناصر .
• تعد عناصر المجموعة الرابعة أقل عناصر الدورة نشاطًا
• عناصر المجموعة 5, 6, 7  فهي تكتسب الإلكترونات  في تفاعلاتها مع الفلزات وتسمى اللافلزات، ويزداد نشاطها بزيادة عدد إلكترونات المستوى الخارجي لذراتها بالإتجاه إلى اليمين، فيكون أكثرها نشاطًا العنصر في المجموعة السابعة .
• تنتهي الدورة في المجموعة الثامنه بعنصر الغاز النبيل الذي لا يتفاعل بسهولة في الظروف العادية.
• نجد أن خصائص الدورة الواحدة تتدرج من اليسار إلى اليمين بزيادة عدد إلكترونات في المستوى الخارجي .

• بالنسبة للمجموعات :

• نجد أن : عناصر المجموعة الواحدة تمتلك العدد نفسه من الإلكترونات في المستوى الخارجي ومن ثم فإنها تتشابه في خصائصها الكيميائية.

• بعض مجموعات الجدول الدوري وبعض خصائصها الكيميائية :

• المجموعة الأولى Group  (1A):

تضم المجموعة الأولى عددًا من العناصر كما في الشكل الآتي :

                                                              

• يكون لذراتها التوزيع الإلكتروني الآتي :

Li: 2, 1           ₁₁Na: 2, 8, 1       ₁₉K: 2, 8, 8, 1           ₃₇Rb: 2, 8, 18, 8, 1      ₅₅Cs: 2, 8, 18, 18, 8, 1₃

• يتضح أن المستوى الخارجي لذرات هذه العناصر يحتوي على إلكترون واحدٍ تفقده بسهولة عند تفاعلها مع عناصر أو مواد أخرى مكونةً أيونات أحادية موجبة (+ 1).
• تسمى عناصر هذه المجموعة بــ( الفلزات القلوية Alkali Metals) بإستثناء الهيدروجين.

• بشكل عام: تكون صفات هذه الفلزات هي :

• لامعة
• لينة
• يسهل قطعها بالسكينة
• لها درجتي إنصهار وغليان منخفضتان مقارنة بالفلزات الأخرى
• تتفاعل هذه الفلزات بشدة مع الهواء لذلك تحفظ في معتزل عنه

فمثلًا : 1. يحفظ الصوديوم تحت الكاز .

            2. يحفظ البوتاسيوم تحت البرافين .

• تتفاعل هذه الفلزات بشدة مع الماء مكونة هيدروكسيدات

أمثلة على الهيدروكسيدات :

 1. هيدروكسيد الليثيوم (LiOH)

 2. هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)

 3. هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH)

• المعادلتان الآتيتان توضحان تفاعل بعض هذه الفلزات مع الماء :

       $\mathbf{2}{\mathbf{Na}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{s}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{2}{\mathbf{NaOH}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}$

   $\mathbf{2}{\mathbf{K}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{s}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{l}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{2}{\mathbf{KOH}}_{\mathbf{\left(}\mathbf{aq}\mathbf{\right)}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}\mathbf{\left(}\mathbf{g}\mathbf{\right)}\mathbf{ }}$

• الصور الآتية توضح تفاعل بعض عناصر المجموعة الأولى مع الماء:

• معلومة مهمة : " تتفاوت عناصر المجموعة الأولى في شدة تفاعلها مع الماء تبعًا لنشاطها الذي يزداد بالإتجاه إلى الأسفل في المجموعة"

مثلًا:

-  يتفاعل الليثيوم ببطء مع الماء

- يتفاعل الصوديوم بشدة مع الماء وتؤدي الحرارة الناتجة لحرق غاز الهيدروجين الناتج

- البوتاسيوم شديد التفاعل مع الماء؛ حيث يؤدي إلى إنتاج كمية كبيرة من الطاقة تسبب إشتعالًا لغاز الهيدروجين.

-  يؤدي تفاعل السيزيوم مع الماء إلى حدوث إنفجار بسبب شدة التفاعل الحاصل .     

---

• المجموعة الثانية Group  (2A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في العمود الثاني كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                            

• يكون لذراتها التوزيع الإلكتروني الآتي :

Be: 2, 2           ₁₂Mg: 2, 8, 2       ₂₀Ca: 2, 8, 8, 2           ₃₈Sr: 2, 8, 18, 8, 2      ₄

• يتضح من التوزيع الإلكتروني أن المستوى الخارجي لذراتها يحتوي على إلكترونين يسهل فقدهما وتكوين أيونات ثنائية موجبة (+2) عند تفاعلها مع عناصر أخرى.
• تسمى عناصر هذه المجموعة بــ ( الفلزات القلوية الأرضية Alkaline Earth Metals)
• توجد عناصر هذه المجموعة في القشرة الأرضية على شكل صخور السيليكات والكربونات والكبريتات ومن صفاتها :

• قليلة الذوبان في الماء
• أكثر صلابة وكثافة من عناصر المجموعة الأولى
• أقل نشاطًا كيميائيًا من عناصر المجموعة الأولى حيث يعد ( عنصر البيريليوم أقلها نشاطًا و عنصر الباريوم  أكثرها نشاطًا )
• يعد الكالسيوم والمغنيسيوم أكثرها نشاطًا وأكثرها أهمية تجارية .

---

• المجموعة الثالثة Group  (3A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (13) من الجدول الدوري كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                                    

• يكون التوزيع الإلكتروني لبعض عناصر هذه المجموعة وهي البورون (B)، الألمنيوم (Al)، الغاليوم (Ga)، الإنديوم (In) :

B: 2, 3           ₁₃Al: 2, 8, 3       ₃₁Ga: 2, 8, 18, 3           ₄₉In: 2, 8, 18, 18, 3      ₅

• يتضح من التوزيع الإلكتروني أن المستوى الخارجي لذراتها يحتوي على (3) إلكترونات  وهي جميعها فلزات ما عدا البورون فهو شبه فلز .
• تستخدم عناصر هذه المجموعة في عدة مجالات فمثلًا :

• يستخدم البورون في صناعة أواني الطبخ الزجاجية التي يمكن وضعها في الفرن أو (المايكروويف) مثل البايركس
• يستخدم الألمنيوم في صناعة هياكل الطائرات وصناعة الأسلاك الكهربائية .
• يستخدم الغاليوم في صناعة رُقاقات الحاسوب .
• تستخدم بعض مركبات الإنديوم في صناعة شاشات الكريستال السائل.

---

• المجموعة الرابعة Group  (4A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (14) من الجدول الدوري كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                                    

• يكون التوزيع الإلكتروني لبعض ذراتها وهي الكربون(C)، السيليكون(Si)، الجرمانيوم(Ge) :

C: 2, 4                    ₁₄Si: 2, 8, 4              ₃₂Ge: 2, 8, 18, 4                     ₆

• على الرغم من أن المستوى الخارجي لذراتها يحتوي على (4) إلكتروناتٍ، إلا أن هذه العناصر تحتلف في صفاتها، فبعضها لا فلز مثل ( عنصر الكربون (C) )، وبعضها شبه فلز مثل : ( عنصري السيليكون(Si)  والجرمانيوم(Ge) ) وبعضها من الفلزات مثل : ( عنصري الرصاص(Pb)  والقصدير(Sn) )
• يوجد تنوع كبير في إستخدام هذه العناصر العناصر مثل :
• يدخل الكربون في تركيب أجسام الكائنات الحية ويستخدم في صناعة أنواع البلاستيك المحتلفة وصناعة الأدوية
• السيليكون هو أكثر العناصر إنتشارًا في القشرة الأرضية فيدخل في تركيب معدن الكوارتز الموجود بكثرة في الرمل والذي يعد المكون الأساسي في صناعة الزجاج .
• يستخدم الجرمانيوم في صناعة الأجهزة الإلكترونية.
• يستخدم الرصاص في صناعة الألبسة الواقية من الأشعة السينية وأيضًا في صناعة الجدران الواقية من تسرب الأشعة في المفاعلات النوورية .
• يستخدم القصدير في صناعات عديدة أشهرها حشوةِ الأسنان.

---

• المجموعة الخامسةGroup  (5A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (15) من الجدول الدوري كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                                                        

• يكون التوزيع الإلكتروني لبعض عناصر هذه المجموعة وهي النيتروجين(N)، السيليكون(P)، الزرنيخ (As) :

N: 2, 5                    ₁₅P: 2, 8, 5              ₃₃As: 2, 8, 18, 5                     ₇

• يعد عنصري النيتروجين والفسفور من اللافلزات وهما يدخلان في تركيب الحموض النووية المسؤولة عن التركيب الوراثي في أجسام الكائنات الحية
• يعد غاز الأمونيا NH₃ من أشهر مركبات النيتروجين
• يستخدم النيتروجين في العديد من الصناعات مثل صناعة الأسمدة النيتروجينية
• يستخدم الفسفور في صناعة أعواد الثقاب وصناعة الأسمدة الفوسفاتية.
• تتضمن المجموعة الخامسة عناصر أخرى مثل الزرنيخ (As)، و الأنتيمون(Sb) وهما من أشباه الفلزات وأيضًأ عنر البيزموث (Bi) الذي يعد من الفلزات ويدخل في تركيب الأدوية المعالجة لحموضة المعدة.

---

• المجموعة السادسةGroup  (6A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (61) من الجدول الدوري كما يظهر في الشكل الآتي:   

                                                                                                                 

• من أشهر عناصر هذه المجموعة الأكسجين (O) والكبريت (S) وهما من العناصر الأساسية للحياة.
• يكون التوزيع الإلكتروني لبعض عناصر هذه المجموعة وهي الأكسجين (O) والكبريت (S)

                    O: 2, 6                    ₁₆S: 2, 8, 6                                ₈

• الأكسجين ضروري لإنتاج الطاقة من الغذاء في أجسام الكائنات الحية .
• الكبريت فهو لا فلز صُلب أصفر اللون يدخل في صناعة حمض الكبريتيك H2SO4 الذي يستخدم في الكثير من الصناعات.
• تشمل هذه المجوعة عناصر أخرى مثل: السيلينيوم (Se) وهو عنصر موصل للتيار الكهربائي ويستخدم في بناء الخلايا الشمسية وفي ألاتِ التصوير الضوئي.

---

• المجموعة السابعة Group  (7A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (17) من الجدول الدوري أو العمود (7) في العناصر الممثلة كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                                                                          

• تسمى عناصر هذه المجموعة بــ ( الهالوجينات  Halogens)  أو مكوِنات الأملاح
• يكون التوزيع الإلكتروني لذراتها على النحو الآتي :

F: 2, 7           ₁₇Cl: 2, 8, 7       ₃₅Br: 2, 8, 18, 7           ₅₃I: 2, 8, 18, 18, 7                 ₉

• يتضح من التوزيع الإلكتروني أن المستوى الخارجي لذراتها يحتوي على 7e فهي تكسب 1e عند تفاعلها مع الفلزات وتكون أيونات أحادية سالبة (-1)
• تكون مركبات متشابهة فمثلًا : جميعها تتفاعل مع الصوديوم بسهولة مكونة مركبات متشابهة في صيغتها الكيميائية مثل:    (NaF, NaCl, NaBr, NaI)

• الهالوجينات جميعها لا فلزات تختلف في خصائصها الفلزية :

• الفلور غاز أصفر باهت اللون شديد التفاعل
• الكلور غاز أخضر باهت اللون
• البروم سائل بني محمر اللون
• اليود مادة صلبة سوداء لامعة
• الأستاتين (At) فهو شبه فلز مشع، وهو مادة سوداء اللون نادرة الوجود في الطبيعة

• تستخدم الهالوجينات في مجالات واسعة مثل :

• الفلور يستخدم في صناعة معجون الأسنان وتدخل مركبات الفلور في صناعة المبلمرات مثل التيفلون .
• الكلور يستخدم في تعقيم المياه وصناعة المنظفات .
• يستخدم البروم في صناعة المبيدات الحشرية .
• يستخدم اليود معقمًا وغيرها من الإستخدامات .

---

5. الربط مع الصحة :

         يستخدم الأطباء الجراحون اليود  لتعقيم أيديهم قبل إجراء العمليات الجراحية.

                                           

---

• المجموعة الثامنة Group  (8A):

تضم هذه المجموعة العناصر الموجودة في في العمود (18) من الجدول الدوري كما يظهر في الشكل الآتي :

                                                                                                  

• يكون لذراتها التوزيع الإلكتروني الآتي :

He: 2         ₁₀Ne: 2, 8       ₁₈Ar: 2, 8, 8           ₃₆Kr: 2, 8, 18, 8      ₅₄Xe: 2, 8, 18, 18, 8₂

• يلاحظ أن المستوى الخارجي لذرات هذه العناصر ممتلئًا بالإلكترونات؛فهو يحتوي على 8e، ما عدا الهيليوم الذي يكون مستواه الخارجي ممتلئًا بالالكترونين فقط.
• لا تكتسب الإلكترونات أو تفقدها بسهولة مما يجعلها قليلة النشاط الكيميائي؛ وتوصف بأنها مستقرةٌ كيميائية
• توجد في الطبيعة على شكل ذرات في الحالة الغازية
• يطلق عليها إسم ) الغازات النبيلة  Noble Gases)

معلومة مهمة : " بالرغم من قلة النشاط الكيميائي للغازات النبيلة إلا أن العلماء تمكنوا من تحضير بعض المركبات لعناصر هذه المجموعة في المختبر مثل :

                                       1.ثنائي فلوريد الكربتون KrF₂

                                       2. فلوروهيدريد الأرغون HArF "

• للغازات النبيلة العديد من الإستخدامات فمثلًا  :

• يستخدم الهيليوم في تعبئة بالونات الرصد الجوي والمناطيد.
• يستخدم النيون في صناعة أنابيب الإضاءة الحمراء والملونة كما في الشكل الآتي :

                                                            

• يستخدم الأرغون في صناعة مصابيح الإضاءة

---

سؤال (4) :

أٌفسر تشابه خصائص العناصر الممثلة في المجموعة الثانية :

الإجابة:

لإحتواءها في مستوى الطاقة الخارجي على نفس عدد الكترونات التكافؤ (الكترونين) 

---

سؤال (5) :

أٌفسر التدرج خصائص العناصر الدورة الثانية من اليسار إلى اليمين  :

الإجابة:

لاختلاف العناصر في عدد إلكترونات التكافؤ فهي تبدأ من إلكترون واحد ثم اثنان وهكذا  حتى 8 إلكترونات 

---

• التجربة (3) : نموذج استخدامات العناصر الممثلة :
• الهدف من التجربة :

استقصى استخدامات عناصر الجدول الدوري

• المواد والأدوات المستخدمة :

• لوح كرتون أبيض
• أقلام تخطيط
• مسطرة (1m)
• مِقص
• لاصق صمغي
• نموذج جدول دوري

• خطوات العمل :

• أقيس مساحة المربعات في نموذج الجدول الدوري، وأختار مقياس رسم مناسب لرسم نموذجٍ للمجموعات الممثلة في الجدول الدوري على لوح الكرتون
• أُسجل رموز العناصر وأسماءها في النموذج على لوح الكرتون
• ابحث في مصادر المعرفة المناسبة عن صور لأهم استخدامات العناصر الممثلة، وأُلصق تلك الصور باستخدام اللاصق في الموقع المناسب لكل عنصرٍ .
• أُثبت الجدول بعد الانتهاء من العمل في موقع مناسب في غرفة المختبر أو غرفة المصادر.

 

• التحليل والاستنتاج :

1. استنتج مدى التشابه في استخدامات عناصر المجموعة السابعة. وأدعم استنتاجي

2. استنتج مدى التشابه في استخدامات عناصر المجموعة الأولى . وأدعم استنتاجي

3. أُوضح العلاقة بين خصائص الغازات النبيلة واستخداماتها

• الملاحظات على التجربة  :

1, 2, 3 - تتشابه عناصر المجموعة الواحدة بشكل عام في خصائصها واستخدامها ويعود ذلك إلى توزيعها الإلكتروني فهي تمتلك نفس عدد إلكترونات التكافؤ في المستوى الخارجي وتكون نفس عدد الروابط، لذلك فإن عناصر المجموعة الأولى تفقد الكترون واحد ويتكون أيون أحادي موجب أما عناصر المجموعة السابعة فتكتسب الكترون واحد لتكون أيون أحادي سالب، أما العناصر النبيلة فهي قليلة النشاط الكيميائي حيث أنها لا تتفاعل بالظروف العادية لذلك تستخدم في مصابيح الإضاءة مثلًا.

 

 

---

• الإثراء والتوسع: ( مصادم الهادرونات الكبير) ( Large Hadron Collider)

- أصبح من المعروف أن البروتونات والنيوترونات والإلكترونات هي الجسيمات التي تتكون منها الذرات، وخلال السنوات العشرين الماضية وما قبلها :

• اكتشف العلماء عدد من الجسيمات الذرية الأخرى ومنها : 

     - الكواركات (Quarks) 

     - اللبتونات والميونات (Leptons)

     - النيوتريونات  (Neutrinos)

    - البوزونات (Bosons)

    - الجلوونات (Gluons)

• وقد أصبحت بعض خصائص هذه الجسيمات معروفة جيدًا لدى العلماء. ولكن، لا يزال كثير من المعلومات يحاول العلماء معرفته عنها، ومواصلة البحث لإكتشاف غيرها من الجسيمات؛ وما يعده بعضهم من تحديات القرن الواحد والعشرون .
• لدراسة هذه الجسيمات المتناهية في الصغر، فقد أنشئ مُسرع عملاق للجسيمات، بني تحت الأرض في القرب من مدينة جنيف في سويسرا تحت إشراف المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) يسمى بـ (مصادم هادرون الكبير (LHC)(Large Hadron Collider) )
• مصادم هادرون الكبير (LHC)(Large Hadron Collider)

- يبلغ محيطه (27) كم

- تكمن وظيفته في تهيئة الظروف المناسبة لإحداث إنفجارات كبيرة عن طريق تصادم حزمٍ من الجسيمات بسرعات عالية تقترب من سرعة الضوء .

• يتطلع العلماء عن طريق هذه الدراسات والتجارب التي تجري في هذا المصادم، إلى معرفة المزيد من العلم والإكتشاف عن مكونات الذرات، ما سيُحدث ثورة كبيرة في الفهم العلمي لطبيعة الذرات .