تجاوز إلى المحتوى الرئيسي

مراجعة مكثّفة

ملخصات الكيمياء توجيهي الأردن: قوانين وأفكار

القوانين والأفكار الأساسية لكل درس في مادة الكيمياء، مبنية من المنهج المقرّر. هذه نظرة سريعة، افتح الملخص كاملاً مع البطاقات والأسئلة داخل TawjihiAI.

افتح الملخص كاملاًكل المواد

حالات المادة

الحالة الغازية

قانون دالتون للضغوط الجزئية

  • لكلّ غاز ضغطٌ خاصٌّ به ناجمٌ عن حركة جُسيماته المستمرّة والعشوائيّة وتصادمها معَ جدار الإناء الموجودة فيه.
  • عددُ جُسيمات الغاز A أكبرُ منها للغاز B، ومن ثَمَّ فإنّ ضغطَه أكبر.

الحالة السائلة

الخصائص الفيزيائية للسوائل

  • الرابطةُ الهيدروجينيّة التي تنشأُ بين الجزيئات القطبيّة التي تحتوي على ذرّة هيدروجين مرتبطة برابطةٍ تساهميّة معَ إحدى الذرّات ذات السالبيّة الكهربائيّة العالية وهي (F, O, N)، حيث ترتبطُ ذرّةُ الهيدروجين هذه بذرّة (F, O, N) من جزيءٍ آخر. وتُعدّ أقوى أنواع قوى التجاذب بين الجزيئات، كما في الشكل (15).
  • أمّا الجزيئاتُ القطبيّة الأُخرى فتترابطُ بقوى ثنائيّة القطب تنشأُ عندما ترتبطُ ذرّةٌ تحملُ شحنةً جزئيّةً موجبة في جزيءٍ بذرّةٍ تحملُ شحنةً جزئيّةً سالبة من جزيءٍ آخر، وهي أقلُّ قوّةً منَ الرابطة الهيدروجينيّة.
  • ودرستُ أيضًا أنّ الجزيئات غيرَ القطبيّة ترتبطُ بقوى لندن الناشئة عن الاستقطاب اللحظيّ للذرّات أو الجزيئات، وهي أضعفُ أنواع قوى الترابط بين الجزيئات وتزدادُ قوّتُها بزيادة الكتلة الموليّة.
  • فتفقدُ بعضُ الجزيئات المتصادمة طاقةً تكتسبُها الجزيئات الأُخرى وتزيدُ الطاقةُ الحركيّة لبعض الجزيئات.
  • فتصبحُ كافيةً للتغلّب على قوى التجاذب التي تربطُها معَ الجزيئات المحيطة بها.
  • فتفلتُ من سطح السائل؛ أي تتبخّر.

الحالة الصلبة

المواد الصلبة البلورية

  • صلبة جزيئية: تشمل ذرات الغازات النبيلة في الحالة الصلبة والجزيئات التي تترابط في ما بينها بروابط هيدروجينية أو ثنائية القطب أو قوى لندن.
  • صلبة شبكية تساهمية: تتكون من ذرات تترابط في ما بينها بروابط تساهمية.
  • صلبة فلزية: تتكون من ذرات الفلز وتترابط في ما بينها برابطة فلزية.
  • صلبة أيونية: تتكون من أيونات موجبة وسالبة تترابط في ما بينها بروابط أيونية.
  • أنها مواد هشة.
  • ذات درجات انصهار منخفضة.

المحاليل

تصنيف المحاليل

المخاليط

  • فبعضُها يمكنُ تمييزُ مُكوّناتها، مثل مخلوط الماء والتراب أو مخلوط الخلّ والزيت.
  • وبعضُها الآخرُ يصعُبُ تمييزُ مُكوّناته، مثل محلول ملح الطعام أو كبريتات النُّحاس.
  • يمكن فصلُ مُكوّناته بعمليّة الترشيح؛ بسبب كِبَرِ حجم جُسيماته التي يزيدُ قطرُها على (1000 nm).
  • تترسّبُ جسيماته في أسفل الوعاء بفعل الجاذبيّة إذا تُركت مدّةً منَ الزمن من غير تحريك.
  • يمكنُ أن تنفصلَ مُكوّناتُه إلى طبقتين واضحتين أو أكثرَ يمكن رؤيتُها بالعين المُجرّدة، ومثالُ ذلك مخلوطُ التراب والماء والزيت، كما في الشكل (3).
  • تظهرُ المخاليطُ الغرويّةُ المُركَّزةُ عَكِرَة.

خصائص المحاليل

الانخفاضُ في الضغط البخاريّ

  • فإنّ جُزيئاتِ المُذاب سوف تحتلُّ جزءًا من سطح الماء (المُذيب)، فيقلُّ عددُ جُزيئات الماء عند السطح ويقلُّ تبخُّرها.
  • إضافةً إلى نُشوء تجاذب بين بعض جُسيمات المُذيب وَجُسيمات المُذاب، وهذا أيضًا يُقلّل عددَ جُسيمات المُذيب، التي يمكنُها أن تفلتَ منَ السطح لتتحوّلَ إلى الحالة الغازيّة، مقارنةً بعدد جُسيمات المُذيب النقيّ المتبخّرة.
  • C6H12O6(s) ->[H2O] C6H12O6(aq)
  • NaCl(s) ->[H2O] Na^+(aq) + Cl^-(aq)
  • تعمل مليارات من هذه الأنابيب كمسامّ في الغشاء.
  • تسمح هذه الانابيب فائقة الصغر للسوائل والغازات بالتدفق بسرعة، في حين يمنع حجم المسامّ الصغير الجزيئات الأكبر حجمًا من النفاذ.

الاتزان الكيميائي

الاتزان الكيميائي والعوامل المؤثرة فيه

تسامي اليود

  • أقيس 10 g من اليود الصّلب باستخدام الميزان الحساس وأضعها في الكأس الزجاجية.
  • ألاحظ: أضعُ الكأس المحتوية على اليود في الحمام المائي الساخن، وألاحظ التغيُّر الذي يطرأ على بلورات اليود بمرور الوقت، أُسجّل ملاحظاتي.
  • ألاحظ: أنتظرُ 10 min وألاحظ التغيُّر الذي يطرأ على لون بخار اليود في الدورق، أُسجّل ملاحظاتي.
  • ما التغير الذي يحدث على بلورات اليود الصلبة، وأسمّي هذه العملية.
  • ما التغير الذي يحدث على بخار اليود بمرور الوقت، وأسمّي هذه العملية.
  • التفاعُل الأماميّ Forward Reaction: عند بداية التفاعُل تتفاعلُ الموادّ المُتفاعِلة في ما بينها وتتكوّنُ الموادُّ الناتجة.

تعبيرات ثابت الاتزان والحسابات المتعلقة به

تعبيرُ ثابت الاتّزان

  • إذا كانت قيمةُ ثابت الاتّزان أكبر من واحد (K_c>1)، يكونُ موضع الاتّزان مُزاحًا إلى جهة المواد الناتجة، وتكون تراكيزُ الموادّ الناتجة أكبر من تراكيز المواد المُتفاعلة، وبهذا يكون مردودُ التفاعُل أكبر، كما في الشكل (10/أ).
  • إذا كانت قيمة ثابت الاتّزان أقلّ من واحد (K_c<1)، يكونُ موضع الاتّزان مُزاحًا إلى جهة المواد المُتفاعلة، وتكون تراكيز المواد الناتجة أقلّ من تراكيز المواد المُتفاعلة، ويكون مردود التفاعُل قليلًا، كما في الشكل (10/ب).

الحُموض والقواعد وتطبيقاتها

الحموض والقواعد

مفاهيمُ الحموضِ والقواعد

  • تعطي الأطعمةَ مذاقًا حامضًا أو لاذعًا؛ فالليمون والبرتقال والبندورة تحتوي على حموض، مثل حمض الستريك الذي يُكسبُها الطعمَ الحمضي، كما تحتوي المشروباتُ الغازيّة على حمض الكربونيك.
  • تؤثّرُ في الكواشف المختلفة؛ فهي تحوّلُ لونَ ورقة تبّاع الشمس الزرقاء إلى اللون الأحمر.
  • طعمُها مُرّ.
  • ملمسُها زَلِق.
  • تؤثّرُ في الكواشف؛ فهي تحوّلُ لونَ ورقة تبّاع الشمس الحمراء إلى اللون الأزرق.
  • حمض أحاديّ البروتون Monoprotic Acid: ذرّة هيدروجين واحدة، مثل HCl.

الرَّقْمُ الهيدروجيني ومحاليل الحموض والقواعد القوية

التأيُّن الذاتي للماء

  • جزيء ماء يمنح البروتون ويتحوّلُ إلى أيون الهيدروكسيد OH-؛ وبهذا يسلك سلوك الحِمض.
  • جزيء ماء آخَر يستقبل البروتون ويتكوَّنُ أيون الهيدرونيوم H3O+؛ وبهذا يسلك سلوك القاعدة.
  • H2O(l) + H2O(l) H3O⁺(aq) + OH⁻(aq)
  • K_eq = ([H₃O^+][OH^-])/([H₂O][H₂O])
  • Kc = Keq[H₂O]² = [H₃O^+][OH^-]
  • K_w = [H₃O^+][OH^-] = 1 ×10⁻¹⁴

محاليل الحموض والقواعد الضعيفة

الاتزان في محاليل الحموض والقواعد الضعيفة

  • ثابت تأيُّن الحمض Acid Dissociation Constant (K_a): يُعبَّرُ به عن حالة الاتزان في المحاليل المائية للحموض الضعيفة التي تتأيَّنُ جُزئيًّا، وهو مقياسٌ كَمِّيٌّ لتأيُّن الحمض الضعيف.
  • ثابت تأيُّن القاعدة Base Dissociation Constant (K_b): يُعبَّرُ به عن حالة الاتزان لمحاليل القواعد الضعيفة، وهو -أيضًا- مقياسٌ كَمِّيٌّ لتأيُّن القاعدة الضعيفة.
  • CH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO⁻(aq) + H3O⁺(aq)
  • HX(aq) + H2O(l) X⁻(aq) + H3O⁺(aq)
  • K_a = ([H₃O^+][X^-])/([HX])
  • مقارنة قوّة الحموض الضعيفة بعضها ببعض.

الأملاح والمحاليل المنظمة

محاليل الأملاح

  • أملاح الكالسيوم تدخل في تركيب العظام والأسنان.
  • أملاح الصوديوم تساعد على حفظ التوازن المائي داخل الخلية وخارجها، وتعمل على تنظيم ضغط الدم.
  • أملاح البوتاسيوم تساعد على ضبط وظائف العضلات وتوسيع الأوعية الدمويّة لتسهيل انتقال الدم.
  • أملاح ذات طبيعة متعادلة: لا تَتَمَيَّهُ في الماء، لذا لا تنتج أيونات H3O+ أو OH-، مثل كلوريد الصوديوم NaCl.
  • أملاح لها خصائصُ حِمضيّة: تَتَمَيَّهُ في الماء وتنتج أيونات H3O+، مثل كلوريد الأمونيوم NH4Cl.
  • أملاح لها خصائصُ قاعديّة: تَتَمَيَّهُ في الماء وتنتج أيونات OH-، مثل فلوريد البوتاسيوم KF.

الكيمياء الحركية

سرعة التفاعلات الكيميائية

مفهوم سرعة التفاعل

  • بعض التفاعلات تحدث بسرعة كبيرة خلال مدة زمنية قصيرة، مثل: تفاعلات محاليل الحموض والقواعد، وتفاعلات الاحتراق، كما في الشكل (1).
  • بعض التفاعلات تحتاج إلى زمن أطول لحدوثها، مثل: صدأ الحديد.
  • بعضها قد يحتاج إلى ملايين السنين، مثل تكوّن الفحم الحجريّ والنفط.
  • رسم منحنى يُمثّل التغيّر في كميّة مادة متفاعلة أو ناتجة مقابل الزمن.
  • رسم مماسّ للمنحنى عند النقطة المقابلة للزمن عند تلك اللحظة.
  • حساب الميل عندها، حيث يُمثّل السرعة اللحظيّة.

قوانين سرعة التفاعلات

رتبة التفاعل

  • عندما تكون قيمة الرتبة x أو y صفرًا، فهذا يعني أن التفاعل من الرتبة الصفرية للمادة المتفاعلة A أو B.
  • إذا كانت قيمة رتبة x أو y تساوي 1، فإن التفاعل يكون من الرتبة الأولى لتلك المادة المتفاعلة.
  • إذا كانت قيمة رتبة x أو y تساوي 2؛ فإن التفاعل يكون من الرتبة الثانية لتلك المادة، وهكذا.
  • بعد قياس تراكيز المادة المتفاعلة التي اختيرت تجريبيًّا، نرسم بيانيًّا العلاقة بين التركيز مقابل زمن التفاعل.
  • بما أن ميل المماس للمنحنى عند تركيز معين يساوي سرعة التفاعل عند هذا التركيز؛ فإنه يمكن حساب سرعات مختلفة للتفاعل عند تراكيز معينة.
  • بعد ذلك يُرسَم رسم بياني آخر يُبيّن سرعة التفاعل مقابل تركيز المادة المتفاعلة.

نظرية التصادم والعوامل المؤثرة في سرعة التفاعل

نظرية التصادم

  • تصادم جسيمات الموادّ المتفاعلة معًا، سواء أكانت ذرّاتٍ أم أيوناتٍ أم جزيئات.
  • أن تكون طاقة التصادم كافيةً لتكسير الروابط بين الجسيمات المتفاعلة وتكوين روابط جديدة.
  • أن يكون اتجاه تصادم هذه الجسيمات صحيحًا.
  • أن يكون تصادم الجسيمات المتفاعلة في الاتجاه الصحيح (الاتجاه المناسب).
  • أن تمتلك الحدّ الأدنى من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل.
  • أنّ طاقة التنشيط في الشكل (a) أقلّ منها في الشكل (b)، وبالتالي فإنّ عدد الجسيمات التي تمتلك هذه الطاقة أكبر؛ فتكون سرعة التفاعل في الشكل (a) أكبر، ويزداد احتمال تكوّن النواتج.

الكيمياء الكهربائية

التأكسد والاختزال

أتأمّلُ الصورة

  • يُستخدَم الهيدرازين N2H4 وقودًا للصواريخ؛ إذ يتفاعل مع غاز رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين N2O4 بمجرد التلامس دون الحاجة إلى شرارة، ويعمل رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين على أكسدة الهيدرازين، فينتج غاز النيتروجين N2 وبخار الماء H2O وكمية هائلة من الطاقة؛ فتتمدّد الغازات بسرعة.
  • ما يؤدّي إلى دفع الصاروخ وانطلاقه من منصّة الإطلاق، بفضل تفاعلات التأكسد والاختزال.
  • تحدث في بعض العمليّات الحيويّة، مثل البناء الضوئيّ والتنفس وتحرير الطاقة من الغذاء اللازم لأداء الكائن الحيّ أنشطته المختلفة.
  • تحصل وسائل النقل على الطاقة اللازمة لتسييرها بحرق الوقود عن طريق تفاعلات تأكسد واختزال أيضًا.
  • ينتج صدأ الحديد عن تفاعلات تأكسد واختزال تحدث عند تعرّض الحديد للهواء الجوّي الرطب.
  • 2Fe2O3(s) + 3C(s) -> 3CO2(g) + 4Fe(s)

الخلايا الجلفانية

كيمياء الخلايا الجلفانيّة

  • توصَل الأقطاب بموصل خارجي (الأسلاك).
  • وَتوصَل المحاليل بموصل آخرَ هو القنطرة الملحيّة Salt Bridge.
  • Zn(s) -> Zn²⁺(aq) + 2e-
  • Cu²⁺(aq) + 2e- -> Cu(s)
  • في نصف خليّة الخارصين: نتيجة تأكسد ذرّات الخارصين وتحوُّلها إلى أيونات الخارصين الموجبة Zn²+؛ يزداد تركيزها مقارنةً بتركيز أيونات الكبريتات السالبة SO4²- فيها.
  • في نصف خليّة النحاس: يقلُّ تركيز أيونات النحاس الموجبة Cu²+ مقارنةً بتركيز أيونات الكبريتات السالبة بسبب اختزالها.

خلايا التحليل الكهربائي

التحليل الكهربائي

  • تُشحَن البطّاريات.
  • تُستعمَل في استخلاص بعض الفلزّات النشطة من مصاهيرها، مثل الصوديوم والألمنيوم.
  • تُستخدَم في تنقية الفلزّات والطّلاء الكهربائي لبعضها، سواء لحمايتها منَ التآكل أو لإكسابها مظهرًا جميلًا، كما في الشكل (12).
  • وعاء يحتوي على مصهور مادّة أيونيّة.
  • أقطاب خاملة منَ الجرافيت أو البلاتين.
  • بطّاريّة وأسلاك توصيل.

الكيمياء العضوية

تفاعلات المركبات العضوية؛ الإضافة والحذف

أتأمّلُ الصورة

  • تعدّ صناعة الصابون من أقدم الصناعات التي مارسها الإنسان، ويصنع الصابون بتسخين الزيوت أو الدهون مع هيدروكسيد الصوديوم NaOH.
  • فتتفكّك الإسترات المكوّنة لها منتجةً أملاح الحموض الكربوكسيلية أو الدهنية التي تمثل الصابون، ويعدّ هذا التفاعل مثالًا على تفاعلات المركبات العضوية.
  • تفاعلات المركبات العضوية الكيميائية كثيرة جدًّا.
  • يمكن تصنيفها إلى تفاعلات: الإضافة، والحذف، والاستبدال، والتأكسد، والاختزال.
  • لتسهيل دراستها، ومعرفة طرائق حدوثها، والظروف التي تحدث فيها، وتوقع نواتجها العضوية، وتوظيفها في تحضير مركبات جديدة وتصنيعها.
  • المركبات العضوية المشبعة تحتوي على رابطة تساهمية أحادية من النوع سيجما σ.

تفاعلات الاستبدال والتأكسد والاختزال

تفاعلات الاستبدال في الألكانات (هلجنة الألكانات)

  • X:X ضوء جذر حرّ2X^
  • R-H + X2 ->[تسخين أو ضوء] R-X + H-X
  • عند تفاعلها مع قاعدة قويّة، مثل هيدروكسيد الصوديوم NaOH، أو هيدروكسيد البوتاسيوم KOH المذابة في مزيج من الماء والإيثانول مكوّنةً كحول ROH.
  • كما تتفاعل مع أيون ألكوكسيد RO^- وتنتج الإيثر ROR'.
  • R-X + Nu:⁻ -> R-Nu + X⁻
  • يرتبط الأيون السالب OH- مع ذرّة الكربون باستخدام زوج الإلكترونات غير الرابط الذي يمتلكه.

تحضير المركبات العضوية

الربط بالصناعة: هدرجة الزيوت

  • إطالة مدة الصلاحية.
  • تسهيل عمليات الحفظ والتخزين.
  • الاستبدال في الألكان (هلجنة الألكان).
  • إضافة هاليد الهيدروجين إلى الألكين.
  • الاستبدال في الكحولات.
  • الألديهايدات: تُستخدَم في صناعة العطور، والمنظفات، والصابون.

أسئلة شائعة

ما هو ملخص الكيمياء للتوجيهي؟

صفحات مراجعة مختصرة لمادة الكيمياء تجمع القوانين والأفكار الأساسية ونصائح الامتحان لكل درس.

هل هي مبنية على المنهج؟

نعم، مبنية من المنهج المقرّر وتغطي وحدات المادة الرسمية. يمكنك معاينة الملخصات داخل TawjihiAI.

أكمل استعدادك في الكيمياء

صفحة الكيمياءأسئلة مع الحلبطاقات تعليميةالأوراق الوزارية السابقةمعجم المصطلحاتالامتحانات المتوقعة