الماء، الأمونيا، الميثان والهياكل التساهمية الأكبر
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| polymer/ˈpɒlɪmə/ | بوليمر |
| repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ | الوحدة المكررة |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- جزيء الماء له رابطتان ولكن أيضًا زوجان من الإلكترونات الحرة على الأكسجين. صيغة السطر المعروضة تجعل الروابط سهلة الرؤية مع استبعاد بعض معلومات الإلكترونات.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- في H₂O، يشارك الأكسجين زوجًا واحدًا مع كل من ذرتي هيدروجين ويحتفظ بزوجين من الإلكترونات الحرة. في NH₃، يشارك النيتروجين زوجًا واحدًا مع كل من ثلاث ذرات هيدروجين ويحتفظ بزوج واحد من الإلكترونات الحرة. في CH₄، يشارك الكربون أربع أزواج، واحد لكل هيدروجين، ولا توجد إلكترونات حرة في مخطط الإلكترونات الخارجية. تصل كل ذرة هيدروجين إلى إلكترونين في الغلاف؛ بينما يحيط بالكربون والنيتروجين والأكسجين ثمانية إلكترونات حولها.
- بوليمر: مادة تحتوي على جزيئات كبيرة جدًا مبنية من وحدات مكررة؛ الوحدة المكررة: مجموعة الذرات المتكررة على طول جزيء البوليمر.
أي وصف لمخطط الإلكترونات الخارجية لأمونيا صحيح؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يحتوي النيتروجين على خمسة إلكترونات خارجية؛ ثلاثة منها يشارك في أزواج مع الهيدروجين الثلاثة، متروكاً زوجاً حراً. ستة أزواج مشتركة ستُنتج NH4+، ويكوّن الأمونيا بالمشاركة وليس بالانتقال الأيوني.
طابق كل مصطلح تقني مع معناه الدقيق.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
استخدم التعريفات للتمييز بين الكميات والعمليات ذات الصلة.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- يمكن أن تتكون المواد التساهمية من جزيئات صغيرة، أو جزيئات كبيرة جدًا مثل البوليمرات، أو شبكات عملاقة مثل الألماس وثاني أكسيد السيليكون. يحتوي البوليمر على وحدات مكررة عديدة مرتبطة على طول كل جزيء: [–CH₂–CH₂–]ₙ يمثل بولي(إيثين)، حيث تمر الروابط عبر الأقواس وn كبير. يعرض مخطط الشبكة العملاقة جزءًا صغيرًا فقط من الروابط التساهمية المستمرة، وليس جزيءًا منفردًا بعدد ذرات محدد بدقة كما هو موضح.
- لمخططات الإلكترونات، استخدم نوع علامة واحد لإلكترونات الذرة المركزية ونوع آخر للهيدروجين. احسب الروابط والأزواج الحرة وجميع الإلكترونات الخارجية. للصيغة الجزيئية، احسب كل عنصر في الجزيء الكامل المذكور. للبوليمر، حدد الوحدة المكررة داخل الأقواس بدلاً من تسمية الرسم جزيئاً صغيراً. رسومات الكرة والعصا تكبر الفجوات ولا تصحح المقياس؛ صيغة خطية 2D تستبعد الترتيب الحقيقي لـ 3D.
أي عادة من العادتين تجعل التحقيق أو النموذج في هذه الحالة أكثر قابلية للدفاع؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
توضيح الشروط والافتراضات يسمح للآخرين بتكرار العمل بدقة، وتسجيل الأدلة الداعمة يتيح لهم التحقق من الاستنتاج. إخفاء النتائج المتعارضة يزيل الأدلة التي قد تتحدى استنتاجًا خاطئًا، ولا يمكن لقياس واحد أن يثبت ادعاءً أوسع.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- معلوم: الميثان لديه 4+4×1=8 إلكترونات خارجية في المجموع، جميعها في أربعة أزواج مشتركة. الأمونيا أيضًا لديها 5+3×1=8: ستة إلكترونات مشتركة وزوج واحد من الإلكترونات الحرة مكون من إلكترونين. نموذج بولي(إيثين) يحتوي على خمسين وحدة تكرار C₂H₄ يحتوي على 100 ذرة كربون و200 ذرة هيدروجين في تلك الوحدات المكررة؛ تفاصيل نهاية السلسلة مستبعدة من هذا الحساب المبسط.
بوليمر مبسط يحتوي على 30 وحدات تكرار C₂H₄. كم عدد ذرات الكربون في هذه الوحدات؟ استخدم نفس التسلسل: كميات معلومة → نموذج → علاقة → تعويض → وحدة وتفسير.
يحتوي بوليمر مبسط على 30 وحدات تكرار C₂H₄. كم عدد ذرات الكربون في هذه الوحدات؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
النتيجة هي 60 ذرة. معلوم: 30 وحدات C2H4 متكررة، تحتوي كل منها على 2 ذرة كربون. عدد ذرات الكربون = 30 × 2 = 60 ذرات. يُضرب عدد الوحدات المتكررة في محتويات الوحدة؛ ولا تُحسب نهايات السلسلة في هذا النموذج.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- الزوج الحر ليس هيدروجينًا زائدًا أو رابطة إضافية. لا تطبق حساب الصيغة الجزيئية على شبكة عملاقة مقطوعة دون فهم استمرارها. العدد n هو عدد الوحدات المكررة، وليس شحنة أو رقم غلاف إلكتروني. يتم تطوير تكوين البوليمرات بشكل أعمق في الكيمياء العضوية.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
كل مادة مرتبطة تساهمياً مصنوعة من جزيئات صغيرة منفصلة. هذا الادعاء خاطئ: الألماس والرسم البياني والسيليكا مرتبطة تساهمياً لكنها تشكل شبكات ضخمة تمتد عبر البلورة بأكملها. الوصل التساهمي يصف نوع الرابطة، وليس حجم البنية.
الماء والأمونيا والميثان والهياكل التساهمية الأكبر: المواد التساهمية يمكن أن تتكون من جزيئات صغيرة، أو جزيئات كبيرة جداً مثل البوليمرات، أو شبكات ضخمة مثل الألماس和二وكسيد السيليكون. البوليمر يحتوي على وحدات مكررة كثيرة مرتبطة على طول كل جزيء: [–CH₂–CH₂–]ₙ يمثل بولي(إيثين)، مع روابط تمر عبر الأقواس و n كبير. رسم الشبكة الضخمة يظهر جزءاً صغيراً فقط من الاتصالات التساهمية المستمرة، وليس جزيئاً منفصلاً بذات عدد ذرات الصورة بالضبط.
كل مادة مرتبطة تساهمياً تتكون من جزيئات صغيرة منفصلة.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الماس والجرافيت والسيليكا مرتبطة ترابط تساهمي لكنها تشكل شبكات ضخمة تمتد عبر البلورة بأكملها. الوصف الترابط التساهمي يشير إلى نوع الرابطة، وليس حجم البنية.
مادة تحتوي على جزيئات كبيرة جداً مبنية من وحدات مكررة: اكتب المصطلح التقني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
بوليمر (مُركَّب) يعني مادة تحتوي على جزيئات كبيرة جداً مبنية من وحدات مكررة.