بيرون إيديكلر · International GCSE · Chemistry · الموضوع 1
كل شيء في هذا المقرر مكتوب بلغة واحدة: جسيمات، صيغ ومعادلات. القسم 1 يعلمها — كيف ترتب الجسيمات نفسها في المواد الصلبة والسائلة والغازية؛ وكيف تُبنى الذرات وتُرتب في الجدول الدوري؛ وكيفية تحويل جملة عن تفاعل إلى معادلة موزونة وحساب كتلة؛ وكيف تعطي ثلاثة أنواع من الروابط كل مادة خصائصها.
Edexcel International GCSE Chemistry 4CH1, Section 1 (العبارات 1.1–1.60C) هو أكبر قسم وهو الأساس للثلاثة الآخرين. العبارات المنتهية بحرف C هي امتداد العلوم المنفصلة (الكيمياء فقط).
صلب: تهتز الجسيمات حول مواضع ثابتة بنمط منتظم. سائل: تتلامس الجسيمات لكنها تتحرك فوق بعضها البعض بشكل عشوائي. غاز: جسيمات متباعدة، سريعة، عشوائية. التحولات المتبادلة: انصهار / تجمد، غليان / تكثف، تبخر (السطح فقط، دون الغليان)، تسامي (صلب ← غاز مباشرة). تُمتص الطاقة لفصل الجسيمات وتُطلق عندما ترتبط مرة أخرى.
المذيب يُذيب المذاب لتكوين محلول؛ المحلول المشبع يحتوي على كل المذاب يمكنه احتوائه عند تلك درجة الحرارة. (C) الذوبانية هي الكتلة المذابة لكل 100 g من المذيب عند درجة حرارة محددة، تُقرأ من منحنى الذوبانية — النقاط على الخط مشبعة؛ أسفله، غير مشبعة.
تخفيف المحاليل الملونة وانتشار الغاز (انتشار البروم في الهواء) كلاهما يظهر حركة الجسيمات من حيث الكثافة العالية إلى حيث الكثافة المنخفضة.
العنصر يحتوي على نوع واحد من الذرات؛ المركب يحتوي على ذرات مختلفة مرتبطة كيميائيًا؛ المختلط ليس مرتبطًا كيميائيًا. المادة النقية لها نقطة انصهار/غليان حادة؛ تختلط المواد الصلبة وتنصهر وتغلي خلال نطاق — وهو اختبار النقاء.
تقنيات الفصل، مُطابقة للمهمة: التصفية (صلب غير قابل للذوبان من سائل)؛ التبلور (تبخير محلول لإترك بلورات)؛ التقطير البسيط (سائل من صلب مذاب — تبخير ثم تكثيف)؛ التقطير التجزيئي (سوائل بنقاط غليان قريبة، باستخدام عمود تجزيئي)؛ الكروماتوغرافيا الورقية (مذابات تذوب بشكل مختلف في مذيب).
Rf = المسافة التي تحركها البقعة ÷ المسافة التي تحركها المذيب. المادة نفسها لها دائمًا نفس Rf في نفس المذيب — ومقارنته بالقيم المعروفة يحدد مكونات الخليط.
| الجسيم | الكتلة النسبية | الشحنة النسبية |
|---|---|---|
| بروتون | 1 | +1 |
| نيوترون | 1 | 0 |
| إلكترون | 1/1835 (≈0) | −1 |
العدد الذري = البروتونات؛ العدد الكتلي = البروتونات + النيوترونات. النظائر لها نفس عدد البروتونات ولكن مختلف في عدد النيوترونات. الكتلة الذرية النسبية ($A_r$) هي المتوسط المرجح عبر النظائر.
تحقق محلول. الكلور: 75 % Cl-35، 25 % Cl-37 → $A_r = (75 \times 35 + 25 \times 37)/100 = 35.5$.
يُدرج الجدول الدوري العناصر حسب العدد الذري في مجموعات (أعمدة، نفس الإلكترونات الخارجية) ودورات (صفوف). تتبع أول 20 تخطيطات إلكترونية 2,8,8,2 مدارات (مثال: الصوديوم 2.8.1). تقع المعادن يسار/وسط الجدول: أكاسيدها قاعدية وتوصل الكهرباء؛ أكاسيد اللافلزات حمضية. سلوك أعضاء المجموعة متشابه لأن لديهم نفس عدد الإلكترونات الخارجية؛ مجموعة 0 الغازات النبيلة لديها مدارات خارجية ممتلئة ولا تتفاعل بسهولة.
وازن المعادلات مع رموز الحالة: (s)، (l)، (g)، (aq). $M_r$ يجمع قيم $A_r$. المول هو كمية المادة: $n = m/M_r$ (الكتلة بالجرام).
تحقق محلول (كتل التفاعل). ما كتلة أكسيد المغنيسيوم المتكونة من 6.0 g من المغنيسيوم؟ $2\mathrm{Mg} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{MgO}$: $n(\mathrm{Mg}) = 6.0/24 = 0.25$ mol → $n(\mathrm{MgO}) = 0.25$ mol → كتلة $= 0.25 \times 40 = 10$ g.
نسبة العائد المئوية $=$ الفعلي ÷ النظري × 100 %. الصيغة الأولية هي أبسط نسبة أعداد صحيحة (قسمة كل كتلة على $A_r$ الخاص بها، ثم الضرب لتحويلها لأعداد صحيحة)؛ الصيغة الجزيئية هي العداد الحقيقي ($M_r$ ÷ كتلة الصيغة الأولية تعطي معامل الضرب).
تحقق محلول. هيدروكربون يحتوي على 85.7 % C، 14.3 % H: C 85.7/12 = 7.14، H 14.3/1 = 14.3 → نسبة 1:2 → صيغة أولية CH₂. مع $M_r = 56$: 56/14 = 4 → جزيئي C₄H₈.
(C) المحاليل: $n = c \times V$ مع $c$ بوحدة مول/dm³ و$V$ بوحدة dm³ (cm³ ÷ 1000). الغازات: الحجم المولي 24 dm³ عند درجة حرارة الغرفة وضغطها rtp، لذا $n = V/24$. (C-تجريبي) صيغة أكسيد فلز تأتي من الاحتراق (وزن المغنيسيوم، حرقه، وزن الأكسيد) أو الاختزال (وزن أكسيد النحاس الثنائي، اختزاله بالهيدروجين، وزن النحاس).
$n_A/a\quad\text{compared with}\quad n_B/b$
Convert mass into moles, compare amounts divided by equation coefficients, and track what is used, formed and left. Changing starting amounts can change the limiting reactant.
الرابط الأيوني: تفقد المعادن إلكتروناتها لللافلزات؛ أيونات مشحونة تجذب بعضها البعض كهروستاتيكيًا في شبكة ضخمة — تُظهر رسوم النقاط والعرضيات النقل (مجموعات 1–3 مع 5–7). نقاط انصهار عالية (جاذبية قوية)؛ توصل الكهرباء فقط عندما تكون منصهرة أو مذابة (أيونات حرة الحركة). احفظ الشحنات: مجموعات 1/2/3 → 1+/2+/3+؛ مجموعات 5/6/7 → 3−/2−/1−؛ Ag⁺، Cu²⁺، Fe²⁺، Fe³⁺، Pb²⁺، Zn²⁺؛ OH⁻، NH₄⁺، CO₃²⁻، NO₃⁻، SO₄²⁻. الصيغ توازن الشحنات: نترات الكالسيوم Ca(NO₃)₂، كبريتات الأمونيوم (NH₄)₂SO₄.
الرابط التساهمي: أزواج مشتركة من الإلكترونات (رسم النقاط والعرضيات لـ H₂، O₂، N₂، الهالوجينات، HCl، H₂O، NH₃، CO₂ والجزيئات العضوية الصغيرة). المواد الجزيئية البسيطة لديها قوى بين جزيئية ضعيفة — نقاط انصهار منخفضة، ترتفع مع $M_r$؛ لا توصل الكهرباء (لا أيونات، لا إلكترونات حرة). التساهمي الضخم: الألماس (كل ذرة C مرتبطة بـ 4 — صلب جدًا، غير موصل)، الجرافيت (3 روابط + إلكترون حر لكل C، طبقات بقوى ضعيفة — ناعم، موصل، زلق)، C₆₀ فوليرين (قفاة جزيئية بسيطة).
(C) الرابطة الفلزية: شبكة من الأيونات الموجوبة في بحر من الإلكترونات اللامركزية — جذب كهروستاتيكي؛ الإلكترونات الحرة توصل الكهرباء، والطبقات تنزلق (قابلية للطرق).
التحلل الكهربائي يستخدم الكهرباء لتفكيك المركبات الأيونية المصهورة أو المحلولة: الكاثود (السالب) يجذب الكاتيونات؛ الأنود (الموجب) يجذب الأنيونات. PbBr₂ مصهور يعطي Pb عند الكاثود (Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb) و Br₂ عند الأنود (2Br⁻ → Br₂ + 2e⁻). في المحلول المائي، يتكون الهيدروجين عند الكاثود إذا كان المعدن أكثر تفاعلاً من الهيدروجين؛ عند الأنود، تعطي أيونات اله_hookس اله_hookس، وإلا الأكسجين (4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻). فقدان الإلكترونات هو أكسدة، واكتسابها هو اختزال.
| English | العربية |
|---|---|
| melting/ˈmeltɪŋ/ | انصهار |
| freezing/ˈfriːzɪŋ/ | تجمد |
| boiling/ˈbɔɪlɪŋ/ | غليان |
| evaporation/ɪˌvæpəˈreɪʃn/ | تبخر |
| condensation/kɒndenˈseɪʃn/ | تكثف |
| sublimation/ˌsʌblɪˈmeɪʃn/ | تسامي |
| solvent/ˈsɒlvənt/ | مذيب |
| solute/ˈsɒljuːt/ | مذاب |
| solution/səˈluːʃn/ | محلول |
| saturated solution/ˈsætʃəreɪtɪd səˈluːʃn/ | محلول مشبع |
| solubility curve/ˌsɒljuːˈbɪlɪti kɜːv/ | منحنى الذوبانية |
| element/ˈelɪmənt/ | عنصر |
| compound/ˈkɒmpaʊnd/ | مركب |
| mixture/ˈmɪkstʃə/ | خليط |
| filtration/fɪlˈtreɪʃn/ | ترشيح |
| crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ | تبلور |
| simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ | تقطير بسيط |
| fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ | تقطير تجزيئي |
| paper chromatography/ˈpeɪpə krəʊməˈtɒɡrəfi/ | كروماتوغرافيا ورقية |
| Atomic number/əˈtɒmɪk ˈnʌmbə/ | العدد الذري |
| mass number/mæs ˈnʌmbə/ | العدد الكتلي |
| Isotope/ˈaɪsətəʊp/ | نظائر |
| group/ɡruːp/ | زمرة |
| period/ˈpɪərɪəd/ | الزمن الدوري |
| state symbol/steɪt ˈsɪmbl/ | رمز الحالة |
| mole/məʊl/ | مول |
| Percentage yield/pəˈsentɪdʒ jiːld/ | النسبة المئوية للعائد |
| Empirical formula/emˈpɪrɪkl ˈfɔːmjʊlə/ | الصيغة الأولية |
| Ionic bonding/aɪˈɒnɪk ˈbɒndɪŋ/ | الترابط الأيوني |
| cation/ˈkætaɪən/ | الكاتيون |
| anion/ˈænaɪən/ | الأنيون |
| Covalent bonding/ˈkəʊvələnt ˈbɒndɪŋ/ | الترابط التساهمي |
| Electrolysis/ɪlekˈtrɒləsɪs/ | التحليل الكهربائي |
| cathode/ˈkæθəʊd/ | الكاثود |
| anode/ˈænəʊd/ | الأنود |
| oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ | أكسدة |
| reduction/rɪˈdʌkʃn/ | اختزال |
الإجابات: 1 جسيمات متلامسة وغير مرتبة، تتحرك عشوائياً عبر بعضها البعض؛ 2 محلول يحتوي على أقصى كتلة من المذاب المذاب عند تلك درجة الحرارة؛ غ لكل 100 غ من المذيب؛ 3 التقطير التجزيئي؛ 4 العدد الكتلي 37؛ 17 بروتونات، 20 نيوترونات، 17 إلكترونات؛ 5 $(80 \times 20 + 20 \times 22)/100 = 20.4$؛ 6 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)؛ 7 Ca 6.0/40 = 0.15 مول؛ كتلة الأكسجين 8.4 − 6.0 = 2.4 غ → 2.4/16 = 0.15 مول؛ النسبة 1:1 → الصيغة الأولية CaO؛ 8 (NH₄)₂CO₃؛ 9 يستخدم الغرافيت ثلاث روابط لكل ذرة كربون، تاركاً إلكتروناً موزعاً لكل ذرة حرًا لينتقل بين الطبقات — بينما يستخدم الماس جميع الروابط الأربع في روابط ثابتة؛ 10 (C) البوتاسيوم عند المهبط (K⁺ + e⁻ → K) والكلور عند المصعد (2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻).
جار تحميل المواضيع…