تدرج الصفات الدورية

• الربط بين الجدول الدوري الحديث والمستويات الفرعية ⁦s⁩ و ⁦p⁩ و ⁦d⁩ و ⁦f⁩ بالتمثيل.
• توظيف التركيب الإلكتروني لتحديد موقع العنصر في الجدول الدوري.
• توظيف الجدول الدوري لتفسير الحجم الذري وطاقة التأين للعناصر الممثلة عبر المجموعات والدورات.
• توظيف التركيب الإلكتروني لدراسة بعض خصائص العناصر الانتقالية في الدورة الرابعة.
• استخدام النماذج والرسومات لتطبيق نظرية رابطة التكافؤ في تفسير تكوّن الروابط من النوع ⁦σ⁩ ومن النوع ⁦π⁩ في الجزيئات المختلفة.
• أستطيع أن أحدد موقع العنصر في الجدول الدوري اعتماداً على تركيبه الإلكتروني.
• أستطيع أن أفسر الاختلاف في الحجم الذري، وطاقة التأين لذرات العناصر.
• أستطيع أن أوظف نظرية رابطة التكافؤ في بناء ورسم أشكال فراغية للجزيئات.

ما الذي يرتّب العناصر في الجدول الدوري؟

يتفاعل البوتاسيوم بشدة مع الماء كما في الشكل، فهل هناك علاقة بين خصائص العناصر الكيميائية والفيزيائية وموقعها في الجدول الدوري؟

• مندليف وماير (1869م): نظّما العناصر اعتماداً على كتلها الذرية.
• هنري موزلي استنتج أن الصفة المميزة للعنصر هو العدد الذري.
• بعد اكتشاف النظائر وأعمال موزلي تم التوصل إلى القانون الدوري، وعليه بُني الجدول الدوري الحديث.

• الجدول الدوري الحديث يدعم النظرية الذرية الحديثة القائمة على الميكانيك الكمي، بربطه الصفات الكيميائية للعناصر بالتراكيب الإلكترونية لذراتها.

ما عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري؟

ما الأساس الذي اعتمد في ترتيب العناصر في الجدول الدوري؟

ما عدد كل من المجموعات والدورات في الجدول؟

صنفت العناصر في الجدول إلى نوعين من المجموعات، ما رمز كل نوع؟

ما عدد مجموعات النوع الأول؟ وما عدد مجموعات النوع الثاني؟

ما رمز العنصر الموجود في نهاية كل دورة؟ وبماذا ينتهي تركيبه الإلكتروني؟

كيف يدلّك موقع العنصر على تركيبه الإلكتروني؟

لكن ما علاقة موقع العنصر في الجدول الدوري مع تركيبه الإلكتروني؟

• الجدول الدوري مقسم إلى قطع مؤلفة من عدد من الأعمدة، تبعاً للسعة القصوى من الإلكترونات لأفلاك المستويات الفرعية ⁦s, p, d, f⁩.

• عند نقل القطعة المكونة من سلسلتين التي تمثلها أفلاك المستوى الفرعي $(n-2)f$ نحصل على الصورة المألوفة للجدول الدوري.

• الجدول الدوري يتكون من أربع قطع ⁦(Blocks)⁩.
• قطعة ⁦s (s-block)⁩: مؤلفة من عمودين من العناصر، المجموعة ⁦IA⁩ ينتهي تركيبها الإلكتروني بالمستوى $ns^1$، والمجموعة الثانية بالمستوى $ns^2$.
• قطعة ⁦p (p-block)⁩: مؤلفة من ستة أعمدة، وتقع في يمين الجدول، وتضم المجموعات ⁦IIIA⁩ حتى ⁦VIIIA (⁩الغازات النبيلة).
• الممثلة ينتهي تركيب عناصرها بالمستوى الفرعي $ns$ أو $np$، وتمثل قيمة $n$ رقم الدورة.

• قطعة ⁦d (d-block)⁩: عشرة (10) أعمدة في ثماني مجموعات من ⁦IIIB⁩ إلى ⁦IIB⁩.
• ينتهي تركيب عناصرها بـ $(n-1)d$ حيث $n$ تساوي 4 أو 5 أو 6 أو 7، وتشكل العناصر الانتقالية الرئيسة.
• قطعة ⁦f (f-block)⁩: أربعة عشر (14) عموداً في سلسلتين أسفل الجدول.
• ينتهي تركيب عناصرها بالمستوى الفرعي $f$ حيث $n$ تساوي 6 أو 7، وتشكل العناصر الانتقالية الداخلية.
• $ns(n-2)f$

لديك الأعداد الذرية لذرات العناصر الآتية، أجب عن الأسئلة التي تليها:

$_{11}\text{Na}$، $_{15}\text{P}$، $_{18}\text{Ar}$، $_{26}\text{Fe}$، $_{38}\text{Sr}$، $_{35}\text{Br}$ اكتب التركيب الإلكتروني لكل منها.

استخدم الجدول الدوري لتصنيف هذه العناصر حسب نوع المجموعات التي تنتمي إليها (⁦A⁩ أم ⁦B⁩).

ما علاقة نوع المجموعة برمز المستوى الفرعي الأخير للعنصر؟

ما عدد إلكترونات التكافؤ في كل منها؟

حدد من الجدول الدوري رقم المجموعة التي يقع فيها كل عنصر.

حدد من الجدول الدوري رقم الدورة التي يقع فيها كل عنصر.

ما علاقة رقم المجموعة والدورة مع التركيب الإلكتروني لكل منها باستثناء $_{26}\text{Fe}$؟

هل يمكن تعميم ما توصلت إليه على جميع مجموعات ⁦A⁩؟

من الدورة والعمود إلى المستوى الفرعي الأخير

لماذا تتفاوت صفات عناصر المجموعة الواحدة؟

تعلمت سابقاً أن عناصر المجموعة الواحدة متشابهة في عدد إلكترونات مستوى الطاقة الأخير، وهذا التشابه يؤدي إلى التشابه في العديد من الخواص الفيزيائية والكيميائية.

• الفلزات القلوية في المجموعة الأولى ⁦IA⁩ نشطة كيميائياً، وجميعها تسلك كعوامل مختزلة قوية عند التفاعل مع اللافلزات.
• الفلزات القلوية تتفاعل بشدة مع الماء والأكسجين، لكن نشاطها الكيميائي يختلف من عنصر لآخر.
• عناصر المجموعة ⁦IIA⁩ أقل نشاطاً في تفاعلها مع الماء.
• الهالوجينات تسلك كعوامل مؤكسدة قوية.
• الاختلافات في الخصائص عبر الدورة الواحدة أو المجموعة الواحدة تعزى إلى اختلاف التركيب الإلكتروني.

وأول هذه الخصائص: كم يبلغ حجم الذرة؟

• ذرة العنصر نواة موجبة محاطة بإلكترونات على شكل مجموعات ضبابية مرتبة، وتتناقص الكثافة الإلكترونية كلما ابتعدنا عن النواة.
• يصعب اعتبار وجود حدود واضحة للذرة؛ فقياس قطر الذرة بدقة وتحديد حجمها الفعلي عملية صعبة.
• تم الاتفاق على استخدام نصف القطر التساهمي كمؤشر تقريبي لنصف قطر الذرة.

• في العنصر الفلزي الصلب: يستخدم نصف المسافة بين نوى الذرات المتجاورة في بلورة نقية صلبة من العنصر.

• الشكل (5-2) يبين كيف يتغير حجم ذرات العناصر الممثلة في الجدول الدوري بشكل عام مع تغير العدد الذري.

كيف يتغير الحجم الذري في المجموعة وفي الدورة؟

• من أعلى إلى أسفل في المجموعة الواحدة:
• يزداد الحجم الذري.
• يزداد عدد المستويات الرئيسة، فيزداد بعد إلكترونات المستوى الأخير عن النواة.
• من اليسار إلى اليمين في الدورة الواحدة:
• عدد مستويات الطاقة لا يتغير.
• يزداد عدد البروتونات في النواة زيادة تدريجية.
• يزداد جذب النواة لإلكترونات المستوى الأخير، فيقل الحجم الذري.

• في ذرة الصوديوم لا يتأثر الإلكترون الخارجي بقوة جذب 11 بروتوناً، بسبب حجب الإلكترونات في مستويي الطاقة الأول والثاني.
• تزداد شحنة النواة الفعالة من اليسار إلى اليمين في الدورة الواحدة، بسبب الزيادة التدريجية في عدد البروتونات في النواة.

كيف يتغير الحجم الذري للعناصر كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل في المجموعة الواحدة؟

كيف يتغير عدد مستويات الطاقة الرئيسة كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل في المجموعة الواحدة؟ ماذا تستنتج؟

كيف يتغير الحجم الذري للعناصر كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الدورة الثالثة؟

كيف يتغير عدد البروتونات في النواة كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الدورة الثالثة؟

كيف تتغير قوة جذب النواة للإلكترونات المستوى الأخير كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الدورة الثالثة؟ ماذا تستنتج؟

كم من الطاقة يلزم لنزع إلكترون من الذرة؟

وإذا أردنا نزع إلكترون من الذرة، فأي إلكترونات الذرة أسهل لعملية النزع؟ وماذا يلزم حتى تتم هذه العملية؟ وماذا ينتج عنها؟

• ويمكن التعبير عن طاقة التأين الأول للصوديوم حسب المعادلة الآتية:

• الشكل (6-2) يبين طاقة التأين الأول (بالكيلو جول/مول) لعناصر المجموعات الممثلة ⁦A⁩ في الجدول الدوري.

• في الدورة الواحدة: تزداد قيم طاقة التأين الأول بشكل عام من اليسار إلى اليمين.
• بسبب زيادة شحنة النواة الفعالة ونقصان الحجم الذري.
• فتزداد قوة جذب النواة للإلكترون الأخير، فتزداد الطاقة اللازمة لنزعه من الذرة.
• في المجموعة الواحدة: تقل قيم طاقة التأين الأول من أعلى إلى أسفل.
• بسبب زيادة الحجم الذري وزيادة بعد الإلكترونات المستوى الأخير عن النواة.
• فيضعف جذب النواة للإلكترون الأخير، فتقل الطاقة اللازمة لنزعه.

أين تخرج طاقة التأين عن القاعدة؟

• يوجد شذوذ في دورية طاقة التأين في حالتين:
• عند الانتقال من المجموعة الثانية ⁦(IIA)⁩ إلى المجموعة الثالثة ⁦(IIIA)⁩، مثل $_{4}\text{Be}$ و $_{5}\text{B}$.
• عند الانتقال من المجموعة الخامسة ⁦(VA)⁩ إلى المجموعة السادسة ⁦(VIA)⁩، مثل $_{7}\text{N}$ و $_{8}\text{O}$.
• طاقة التأين الأول للبيريليوم $_{4}\text{Be}$ أعلى منها للبورون $_{5}\text{B}$.
• السبب: النزع في البيريليوم من المستوى الفرعي $2s$ الممتلئ، وفي البورون من المستوى الفرعي $2p$، الأعلى طاقة.

• تفسر القاعدة ارتفاع طاقات التأين الأول للغازات النبيلة، الواصلة لحالة الاستقرار والثبات في تركيبها الإلكتروني.
• الأكسجين $_{8}\text{O}$ طاقة تأينه الأول أقل من النيتروجين $_{7}\text{N}$.
• السبب: نزع إلكترون من المستوى الفرعي نصف الممتلئ ($2p^3$) أصعب من نزع إلكترون من المستوى الفرعي $2p^4$.

كيف تتغير قيم طاقة التأين الأول كلما انتقلنا من أعلى إلى أسفل في المجموعة الواحدة؟

هل يوجد علاقة بين الحجم الذري وقيم طاقة التأين الأول في المجموعة الواحدة؟

كيف تتغير قيم طاقة التأين الأول بشكل عام كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين في الدورة الواحدة؟

هل يوجد علاقة بين شحنة النواة الفعالة وقيم طاقة التأين الأول في الدورة الواحدة؟

أي العناصر لها أعلى قيمة طاقة تأين في كل دورة؟

هل يوجد حالات شاذة عن التغير العام في الدورة الواحدة؟ أعط أمثلة على ذلك في الدورة الثانية؟

ماذا تكشف قفزة طاقة التأين؟

• انخفاض كبير في طاقة التأين الأول عند الانتقال من الغاز النبيل إلى عناصر المجموعة ⁦IA⁩، بسبب الانتقال إلى مستوى طاقة خارجي يكون الإلكترون فيه أقل ارتباطاً مع النواة.
• عند نزع الإلكترون الأخير من ذرات المجموعة ⁦IA⁩ تتحول إلى أيونات أحادية موجبة ⁦(+1)⁩، ويصبح تركيبها الإلكتروني مشابهاً لتركيب الغاز النبيل.
• نزع الإلكترون الثاني عملية صعبة، فترتفع طاقة التأين الثاني ارتفاعاً كبيراً.

• الجدول (1-2) يبين قيم طاقات التأين السبعة لبعض عناصر الدورة الثالثة، بوحدة كيلو جول/مول.

• تلاحظ من الجدول وجود قفزة (فرق كبير في طاقة التأين) خاصة لكل عنصر، تعتمد على عدد إلكترونات التكافؤ له.
• عندما تفقد الذرة جميع إلكترونات التكافؤ يصبح تركيب الأيون مشابهاً للغاز النبيل، فترتفع طاقة التأين بعد ذلك بشكل كبير.

ارتفاع طاقة التأين الثاني لذرة الصوديوم $_{11}\text{Na}$ مقارنة مع طاقة التأين الأول له بشكل ملحوظ.

طاقة التأين الثاني لـ $_{13}\text{Al}$ أعلى منها لـ $_{12}\text{Mg}$.

طاقة التأين الثاني لعنصر المغنيسيوم $_{12}\text{Mg}$ أعلى من طاقة التأين الأول له.

ما الذي يجعل العنصر انتقالياً؟

وبشكل عام يمكن اعتبار العنصر انتقالياً إذا امتلكت ذرته مستوى فرعياً من نوع ⁦d⁩ أو ⁦f⁩ مملوء جزئياً سواء كانت ذرته أو أيونه

• اصطلح على أن العناصر الانتقالية تضم عناصر المجموعة ⁦(IIB)⁩ رغم امتلاك ذرات هذه المجموعة أفلاك ⁦d⁩ ممتلئة.
• رقم مجموعة العنصر في مجموعات ⁦B⁩ يساوي مجموع الإلكترونات في المستوى الفرعي $ns$ والمستوى الفرعي $(n-1)d$ المعبأ جزئياً.
• عندما يكون المجموع 8 أو 9 أو 10 فإنها تأخذ نفس رقم المجموعة ⁦VIIIB⁩.
• إذا كان المستوى الفرعي $(n-1)d$ ممتلئاً فإن رقم المجموعة يساوي عدد إلكترونات $ns$.

ولتحديد رقم مجموعة العنصر الانتقالي في الدورة الرابعة، نفذ النشاط (2-5):

أكمل الجدول: التركيب الإلكتروني وعدد إلكترونات التكافؤ ورقم المجموعة من الجدول لعناصر الدورة الرابعة من $_{21}\text{Sc}$ إلى $_{30}\text{Zn}$

ما العلاقة بين رقم مجموعة العنصر وعدد إلكترونات التكافؤ له؟

لماذا تبدأ العناصر الانتقالية بالمجموعة ⁦IIIB⁩ وتنتهي بالمجموعة ⁦IIB⁩؟

ما صفات الانتقاليات، وكيف تتغير؟

• جميع العناصر الانتقالية في الدورة الرابعة فلزات، لها لمعان فلزي، وجيدة التوصيل للحرارة والكهرباء.
• هي صلبة في درجات الحرارة العادية، ودرجات انصهارها وكثافتها مرتفعة نسبياً.
• استخداماتها واسعة ومتنوعة نتيجة تنوع خصائصها الكيميائية والفيزيائية.

• التغير في الحجم الذري وطاقة التأين كلما انتقلنا من اليسار لليمين طفيف، وأقل منه للعناصر الممثلة.
• السبب: زيادة طفيفة في شحنة النواة الفعالة، لأن الإلكترون المضاف للمستوى $3d$ الداخلي يزيد من عملية حجب النواة.
• تتعدد حالات التأكسد: تفقد هذه العناصر إلكترونات $4s$ أولاً، ولديها القدرة على فقد بعض أو جميع إلكترونات $3d$ المملوء جزئياً.
• لأن المستويات الفرعية $4s$ و $3d$ متقاربة في طاقتها.
• تملك معظمها خواص مغناطيسية، لأنها تملك إلكترونات مفردة.

كيف تتغير كل من قيمة طاقة التأين الأول والحجم الذري كلما انتقلنا من اليسار إلى اليمين للعناصر الانتقالية في الدورة الرابعة؟

قارن بين معدل التغير في طاقة التأين والحجم الذري للعناصر الانتقالية وللعناصر الممثلة.

ما حالة التأكسد التي تشترك فيها غالبية هذه العناصر؟

اكتب التركيب الإلكتروني لأيونات ⁦Mn^2+⁩ و ⁦Mn^3+⁩ و ⁦Mn^4+⁩.

كيف تتكوّن الرابطة من تداخل فلكين؟

وتصف نظرية رابطة التكافؤ تكوّن الروابط بين الذرات بطريقة تداخل الأفلاك الذرية، ثم تطورت إلى طريقة الأفلاك المهجنة.

• نظرية تنافر أزواج إلكترونات التكافؤ نجحت في تفسير أشكال الجزيئات؛ فأزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة بالذرة المركزية تترتب بالفراغ بحيث يكون التنافر بينها أقل ما يمكن.

• عند اقتراب ذرتي هيدروجين يحدث تداخل بين فلكي $1s$، وتتكون منطقة تداخل بين النواتين تزداد فيها الكثافة الإلكترونية.
• يخضع زوج الإلكترونات لجذب نواتي الذرتين في آن واحد، وتتوزع الكثافة الإلكترونية بشكل متماثل على طول المحور الواصل بين النواتين.

• عند اقتراب النواتين تزداد قوى التجاذب بين زوج الإلكترونات ونواتي الذرتين، فتنخفض طاقة الوضع.
• تنخفض طاقة الوضع إلى حد يجعل الترابط أكثر ثباتاً، وتكون المسافة بين النواتين 74 بيكوميتراً.
• إذا اقتربت النواتان أكثر فإن قوى التنافر بينهما تزداد، وترتفع طاقة الوضع.

ما مقدار المسافة بين نواتي ذرتي الهيدروجين عندما يكون مقدار الطاقة يساوي صفراً؟

ما مقدار الانخفاض في الطاقة الذي يجعل الترابط أكثر ثباتاً؟

ما مقدار طول رابطة ⁦H - H⁩؟ وما مقدار طاقة رابطة ⁦H - H⁩ بوحدة كيلو جول/مول؟

• يعتمد طول الرابطة وطاقتها على نوع الأفلاك المتداخلة المكونة للرابطة التساهمية وحجمها.

ما نوع الأفلاك الذرية المتداخلة لتكوين رابطة ⁦H-Cl⁩؟

ما العلاقة بين طول الرابطة وطاقتها؟

الروابط المتكونة من النوع سيجما ⁦σ (⁩لماذا؟)

ما مقدار الزاوية ⁦H-O-H⁩ المتوقعة من تداخل الأفلاك في جزيء ⁦H_2O⁩؟

• لم تستطع رابطة التكافؤ بتداخل الأفلاك الذرية تفسير تكوّن كثير من الجزيئات مثل: ⁦BeH_2⁩ و ⁦BH_3⁩ و ⁦CH_4⁩.
• ولم تستطع تقديم تفسير مقبول لاختلاف الزاوية وأشكال بعض الجزيئات: الزاوية في ⁦H_2O⁩ تساوي 104.5 وفي ⁦NH_3⁩ حوالي 107.

فكان لا بد من تطوير النظرية، فما الأفلاك المهجنة؟

كيف يفسّر التهجين شكل الميثان؟

• ذرة الكربون تملك فلكين $2p$ نصف ممتلئين؛ فتكوّن رابطتين مع ذرتي هيدروجين، أي الجزيء $CH_2$ غير الثابت.
• أبسط مركبات الكربون مع الهيدروجين هو غاز الميثان $CH_4$ رباعي الأوجه المنتظم، ومقدار الزاوية فيه 109.5 درجة.
• لتوفير أفلاك ذرية متشابهة تماماً ونصف ممتلئة في ذرة الكربون، افتُرض أن أفلاك مستوى التكافؤ المتقاربة في الطاقة اختلطت بعضها مع بعض.

• الأفلاك المهجنة $sp^3$ ناتجة عن خلط (دمج) ثلاثة أفلاك من نوع $p$ وفلك واحد من نوع ⁦s⁩.
• الفلك المهجن $sp^3$ يتكون من فلقتين متقابلتين إحداهما أكبر حجماً من الأخرى.
• الجزء الأكبر كثافته الإلكترونية أعلى واتجاهه محدد، فهو أقدر على التداخل مع أفلاك الذرات الأخرى، وينتج روابط تساهمية أقوى.

• إلكترونات التكافؤ الأربعة لذرة الكربون تتوزع على الأفلاك $sp^3$ الأربعة المتساوية في طاقتها وفق قاعدة هوند.
• قبل التهجين:

• $\text{C}: 2s\ \uparrow\downarrow\ \ 2p_x\ \uparrow\ \ 2p_y\ \uparrow\ \ 2p_z\ \text{---}$

• بعد التهجين:

C: $sp^3$ $\uparrow$ $sp^3$ $\uparrow$ $sp^3$ $\uparrow$ $sp^3$ $\uparrow$

• ترتبط ذرة الكربون بأربع ذرات هيدروجين؛ يتداخل فلك $1s$ من كل ذرة هيدروجين مع فلك من الأفلاك المهجنة $sp^3$.
• ينتج أربع روابط متماثلة، وشكل الجزيء $CH_4$ رباعي الأوجه ومقدار الزاوية فيه $109.5^\circ$.
• التنافر بين أزواج الإلكترونات أقل ما يمكن، والشكل أكثر ثباتاً.

ما عدد ذرات الهيدروجين التي يمكن أن ترتبط بها أفلاك $sp^3$ المهجنة في ذرة الكربون؟

ما نوع الأفلاك المشتركة في تكوين الرابطة $C-H$؟

هل تتفق الاتجاهات الفراغية للأفلاك المهجنة $sp^3$ مع اتجاهات الروابط؟

وضح الروابط المتكونة في جزيء $SiF_4$ مستخدماً نظرية رابطة التكافؤ (التهجين).

كيف يفسّر التهجين الأمونيا والماء؟

• الزاوية بين الروابط تساوي $104.5^\circ$ في جزيء $H_2O$ وتساوي تقريباً $107^\circ$ في جزيء $NH_3$.
• عدد أزواج الإلكترونات حول الذرة المركزية في الجزيئين أربعة، وهي تساوي عدد الأزواج حول ذرة الكربون في $CH_4$؛ لذا افتُرض تهجين $sp^3$.

استخدم الأفلاك المهجنة في تفسير الروابط المتكونة في جزيء $H_2O$. لماذا تكون الزاوية $H-O-H$ تساوي $104.5^\circ$؟

ما أنواع التهجين وما شكل كل منها؟

• التهجين اندماج أفلاك تكافؤ مختلفة في الشكل والطاقة والحجم والاتجاه الفراغي، وتكوين أفلاك جديدة متماثلة في الشكل والطاقة والحجم، ومختلفة في الاتجاه الفراغي.

• الأفلاك المهجنة تتجه في الفراغ بحيث يكون التنافر بين أزواج الإلكترونات فيها أقل ما يمكن، حسب نظرية تنافر أزواج إلكترونات التكافؤ.

كيف يفسّر التهجين شكل ثلاثي فلوريد البورون؟

• يتداخل كل فلك من أفلاك $sp^2$ الثلاثة في ذرة البورون مع فلك $2p$ من كل ذرة $F$.
• يبقى أحد أفلاك $2p$ الثلاثة فارغاً وعمودياً على المستوى.
• شكل الجزيء مثلث مستو والزاوية $F-B-F$ تساوي $120^\circ$.

هل تنطبق قاعدة الثمانية على الجزيء $BF_3$؟

كيف تفسر النشاط الكيميائي للجزيء $BF_3$ وميله لكسب الإلكترونات عند المشاركة مع مادة غنية بها؟

كيف تتكوّن الرابطة الثنائية؟ سيجما وباي

• رابطة سيجما بين الكربونين تنشأ من تداخل فلك $sp^2$ مع فلك $sp^2$ من الذرة الأخرى رأساً لرأس.
• روابط سيجما $\sigma$ تنشأ بين الكربون والهيدروجين.
• رابطة باي $\pi$ تنشأ من تداخل الفلك $2p$ العمودي مع الفلك $2p$ العمودي أيضاً جانبياً.

• الكثافة الإلكترونية الناتجة عن رابطة $\pi$ تتوزع في منطقتين على جانبي المحور الواصل بين النواتين.
• الشكل (2-18) يوضح الرابطتين سيجما وباي، الناتجتين عن التداخل رأساً لرأس، والتداخل الجانبي لفلكين من النوع $p$.

• رابطة $\sigma$ مقابل رابطة $\pi$:
• رابطة $\sigma$: الكثافة الإلكترونية تتركز في منطقة بين النواتين، على طول المحور الواصل بينهما.
• رابطة $\pi$: تتوزع الكثافة الإلكترونية على جانبي المحور الواصل بين النواتين.
• قوى التجاذب أكبر عندما تكون الرابطة من النوع $\sigma$، فتكون الرابطة أقوى.

استخدم الأفلاك المهجنة في تفسير الروابط المتكونة في جزيء $N_2F_2$.

كيف يتكوّن جزيء فلوريد البيريليوم الخطي؟

أين نجد العناصر الانتقالية في حياتنا؟

• في الصناعة:
• الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخداماً للأغراض الهندسية.
• النحاس $Cu$ يستخدم في صناعة أسلاك وكوابل الكهرباء، ويستعمل في عمليات التسخين والتبريد كوسيلة لنقل الحرارة.
• الخارصين $Zn$ يستعمل في غلفنة الحديد، وصناعة البطاريات الجافة، وصناعة سبائك مختلفة.
• التيتانيوم يستخدم في هياكل الطائرات والمدرعات والسفن البحرية والسفن الفضائية والصواريخ.
• الحديد والكروم والكوبلت والنحاس والنيكل والخارصين تدخل في صناعة السبائك المختلفة.

• كمحفزات للعديد من التفاعلات الكيميائية والعمليات الحيوية:
• النيكل يستخدم عاملاً مساعداً في تكرير النفط وهدرجة الزيوت.
• الحديد يستخدم محفزاً لتفاعل الهيدروجين والنيتروجين لتكوين الأمونيا.

اختبر فهمك: موقع العنصر والتهجين

أين يقع العنصر الذي عدده الذري 26 في الجدول الدوري؟

• أ. الدورة الرابعة والمجموعة $VIB$

• ب. الدورة الرابعة والمجموعة $VIIIB$

• ج. الدورة الثالثة والمجموعة $VIIIB$

• د. الدورة الثالثة والمجموعة $VIA$

أي الأفلاك المتداخلة الآتية المشاركة في تكوين رابطة $\sigma$ بين ذرتي الكربون 2 و3 في جزيء $CH_3-CH_2-CH_3$؟

• أ. $sp^3-sp^3$

• ب. $sp^3-sp^2$

• ج. $sp^2-sp$

• د. $2p-2p$

ما نوع التهجين في الذرة المركزية في الجزيء $XO_2$ علماً أن زاوية $O-X-O$ تساوي حوالي $119^\circ$؟

• أ. $dsp^2$

• ب. $sp^3$

• ج. $sp^2$

• د. $sp$

أي العبارات الآتية صحيحة فيما يخص جزيء الميثان $CH_4$؟

• أ. يكون شكل الأزواج الإلكترونية رباعي الأوجه بسبب تهجين $sp^3$.

• ب. تهجين الذرة المركزية $sp^3$ بسبب شكل الأزواج الإلكترونية رباعي الأوجه.

• ج. تختلف الأفلاك المهجنة في الجزيء بعضها عن بعض في طول الرابطة.

• د. الزاوية بين الروابط في جزيء $CH_4$ هي $120^\circ$.

اختبر فهمك: التعريفات والمقارنات والتعليل

وضح المقصود بكل من الآتية:

القانون الدوري، طاقة التأين الأول، الأفلاك المهجنة، شحنة النواة الفعالة.

قارن بين رابطة $\sigma$ ورابطة $\pi$ في الجزيء الواحد من حيث:

1. طريقة التداخل.
2. توزيع الكثافة الإلكترونية.
3. قوة الرابطة.

ما مبررات اقتراح تهجين $sp^3$ في كل من $CH_4$ و $NH_3$؟

لديك العناصر الافتراضية الآتية: $A, B, C, D, E, F, G, H$ متتالية في أعدادها الذرية من $A$ إلى $H$، إذا علمت أن العنصر $E$ يقع في الدورة الثالثة وله أعلى طاقة تأين أول. أجب عن الأسئلة الآتية:

• أ. أي هذه العناصر عنصر انتقالي؟

• ب. ما صيغة المركب الناتج من اتحاد $D$ مع كل من $A$ و $F$؟

• ج. قارن بين $E$ و $F$ من حيث الحجم الذري.

• د. حدد موقع العنصر $A$ في الجدول الدوري.

• هـ. قارن بين $B$ و $C$ من حيث طاقة التأين الأول.

قارن بين $BF_3$ و $PF_3$ من حيث:

• أ. تمثيل لويس للجزيء.

• ب. عدد أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة حول الذرة المركزية.

• ج. شكل أزواج الإلكترونات حول الذرة المركزية.

• د. شكل الجزيء.

• هـ. الأفلاك المتداخلة لتكوين الروابط.

علل كلاً من الآتية:

• أ. الحجم الذري لـ $K_{19}$ أكبر من الحجم الذري لـ $Na_{11}$.

• ب. يوجد المغنيسيوم $Mg_{12}$ في الطبيعة على شكل مركبات يكون فيها على صورة $Mg^{2+}$ بينما لا يوجد الصوديوم على صورة $Na^{2+}$.

استخدم طريقة تداخل الأفلاك المهجنة في تفسير الروابط في جزيء $C_2H_2$.