حل درس الالكترونيات ومستويات الطاقة علوم صف ثامن فصل اول

حل درس الالكترونيات ومستويات الطاقة علوم صف ثامن فصل اول

استقصاء
حول الصورة
يعمل أعضاء فريق السباق هذا منا للتجديف بقاربهم يصدر القائد أو الربان تعليماته ليساعد زملاءه على التجديف منا وبالوتيرة نفسها. وكل واحد من المجذفين الأربعة بحوزته زوج من المجاديف، ليصل عدد المجاديف الإجمالي إلى ثمانية مجاديف لا يقتصر دور المجاديف على دفع القارب إلى الأمام فحسب وإنما تبقيه مستقرا وتمنعه من التأرجح من جانب إلى آخر.

في رأيك رأيك ماذا سيحدث للقارب إذا أحد أعضاء الفريق مجدافا؟
سيصبح القارب أقل استقرارا وقد ينحرف إلى أحد الجوانب

في رأيك كيف كان القارب ليتحرك إذا كان لكل مجدف مجداف واحد فقط ؟
كان القارب ليتحرك لكن بصورة أبطأ وأقل انتظاما

كيف تتحرك أفعى سايد وبندر بحيث تصنع سلسلة من الأخاديد في الرمل؟
لا إذا كان للفريق مجداف أو اثنان فقط فسيكون القارب أقل استقرارا وسيتحرك \ بشكل أبطأ كثيرا وبفاعلية أقل.

الجدول الدوري
تخيل أنك تحاول البحث عن كتاب في مكتبة إذا كانت الكتب غير مرتبة ترتب الكتب في المكتبة لمساعدتك في العثور على المعلومات التي تحتاج إليها بسهولة. يُشبه الجدول الدوري مكتبة معلومات عن كل العناصر الكيميائية 100
في الغلاف الداخلي لهذا الكتاب، نسخة من الجدول الدوري، يحتوي الجدول على أكثر من 1 مربع واحد لكل عنصر معروف يتضمن كل مربع في الجدول الدوري الخواص الأساسية لكل عنصر، مثل حالة مادة العنصر عند درجة حرارة الغرفة وعدده الذري. إن العدد الذري هو عدد البروتونات الموجودة كل ذرة لهذا العنصر كما يتضمن كل مربع الكتلة الذرية للعنصر أو متوسط الكتلة لكل نظائر المنصر.

الدورات والمجموعات
يمكنك معرفة بعض خواص العنصر من خلال موقعه في الجدول الدوري، تُنظم العناصر في دورات (صنوف) ومجموعات (أعمدة)، إن العناصر في
الجدول الذري مرتبة وفق العدد الذري ويزداد العدد الذري من اليسار إلى اليمين عندما تتحرك عبر دورة للعناصر الموجودة في كل مجموعة خواص كيميائية متشابهة وتتفاعل مع عناصر أخرى بطرق متشابهة. في هذا الدرس سنتعلم المزيد عن طريقة استخدام موقع عنصر ما في الجدول الدوري لتوقع خواصه

الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات
إن المناطق الثلاث الرئيسة للعناصر في الجدول الدوري مبينة في الشكل 1 إن العناصر الموجودة في الجانب الأيسر من الجدول هي فلزات
باستثناء الهيدروجين تتواجد اللافلزات في الجانب الأيمن من الجدول وتشكّل أشباه الفلزات المنطقة المتدرجة الضيقة بين الفلزات واللافلزات.
ارتباط الذرات في الطبيعة، تكون العناصر النقية نادرة بدلا من ذلك. تتجد ذرات العناصر المختلفة كيميائيا وتكون البركات تكون المركبات أغلب المواد من حولك بما في ذلك الكائنات الحية وغير الحية. ثنة أكثر من 115 عنصرا. لكن تلك العناصر تتحد وتكون ملايين المركبات وتربط الروابط الكيميائية بينها. إن الرابطة الكيميائية هي قوة تربط بين ذرتين أو أكثر.

عدد الإلكترونات وتنظيمها
نذكر أن الذرة تحتوي على بروتونات ونيوترونات وإلكترونات، كما هو مبين في الشكل 2 يحمل كل بروتون شحنة موجبة: ولا يحمل النيوترون أي شحنة ويحمل كل إلكترون شحنة سالبة إن العدد الذري لعنصر ما هو عدد البروتونات الموجودة في كل ذرة من هذا العنصر يساوي عدد البروتونات عدد الإلكترونات في ذرة متعادلة (غير مشحونة).
لا يمكن تحديد الموقع الدقيق للإلكترونات في ذرة ما، فالإلكترونات تكون في حالة حركة مستمرة حول النواة، غير أن كل إلكترون موجود في منطقة محددة من الفراغ حول النواة، يتوفر البعض منها في مناطق قريبة من النواة. والبعض الآخر في مناطق بعيدة عنها.

الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات
ناقش مع الطلاب بعض الطرائق التي يستخدم بها الأشخاص الألوان لتنظيم الأشياء. على سبيل المثال، يجري رص الخضروات الخضراء غالبا في الصف نفسه في متجر بقالة. حيث يُسهل التنظيم حسب اللون تحديد أماكن الأشياء المتشابهة. أشرح أنّ الجدول الدوري أيضًا يستخدم اللون لتنظيم العناصر في مجموعات اطلب من الطلاب قراءة الفقرة والنظر إلى الشكل 1 إشرح أنّ الهيدروجين يُجمَّع مع الفلزات لأنه عند وجوده في صورته الصلبة التي تحدث فقط عند ضغوط مفرطة) يأخذ خواص الفلز ثم استخدم الأسئلة الداعمة التالية لتقويم استيعاب الطلاب بطريقة غير رسمية.

أسئلة توجيهية
ما الذي يُوضّحه اللون الأخضر في الجدول الدوري؟
يوضّح مجموعة العناصر أشباه الفلزات.

أين تقع الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات في الجدول الدوري؟
تتواجد الفلزات في الجانب الأيسر من الجدول الدوري. وتتواجد اللافلزات في الجانب الأيمن من الجدول وتُشكّل أشباه الفلزات النمط المتدرج الضيق بين الفلزات واللافلزات.

تعني اللاحقة oid- “شبه”. في رأيك: لماذا تسمى العناصر المظللة باللون الأخضر في الجدول الدوري بأشياه الفلزات؟
تسمى بأشباه الفلزات لأنها تشبه الفلزات نوعاً ما وتمتلك بعض الخواص الفيزيائية والكيميائية المشتركة معها.

التدريس المتمايز
نموذج حركي لذرة اطلب من الطلاب العمل في مجموعات ثنائية لإنشاء نموذج حركي يُبيِّن الجسيمات الموجودة داخل ذرة. يجب أن يتضمن النواة والإلكترونات التي تتحرك حولها. يجب أن يُسمي الطلاب كل جزء من النموذج الحركي وإذا احتاجوا إلى المساعدة، فاطلب منهم الرجوع إلى الرسوم التخطيطية المُبيَّنة في الشكل 2 والشكل 3 ما سلوك الإلكترونات؟ اطلب من الطلاب كتابة قصة قصيرة
عن الإلكترونات التي تدور حول نواة ذرة. يجب أن تكون بعض الإلكترونات قريبة من النواة بينما بعضها الآخر بعيدًا عنها. يجب أن تصف قصص الطلاب مستوى طاقة الإلكترونات وانجذابها إلى النواة.

أدوات المعلم
حقيقة ترفيهية
الإلكترونات والمسافة تتكون الذرات في أغلبها من فراغ لأن المسافة بين النواة والإلكترونات التي تحيط بها هائلة من الناحية النسبية. تخيل
إذا كانت النواة بحجم كرة تنس فستكون الذرة بأكملها بارتفاع مبنى “الإمباير ستيت” لأنّ الإلكترونات الموجودة على الإطار الخارجي ستكون بعيدة.
مهن في العلوم
مسرع الجسيمات إنّ علماء الفيزياء هم علماء يستخدمون آلات ضخمة تعرف بمسرعات الجسيمات لدراسة الجسيمات الدقيقة دون الذرية مثل
البروتونات والإلكترونات تقوم مُسرعات الجسيمات بصدم الجسيمات يبعضها، مما يساعد علماء الفيزياء على معرفة المزيد عن طريقة تفاعلها والطاقة التي يمكنها إنتاجها. ويتواجد أكبر مُسرع للجسيمات في معمل فيزياء يُسمى المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN). ويبلغ ارتفاع مبنى المعمل سبعة طوابق ويقع في سويسرا.

الإلكترونات والطاقة للإلكترونات المختلفة الموجودة في الذرة كميات مختلفة من الطاقة، يتحرك الإلكترون حول النواة على مسافة تتناسب مع كمية الطاقة الخاصة به وتُسمى مناطق الفراغ التي تتحرك فيها الإلكترونات حول النواة بمستويات الطاقة وللإلكترونات الأقرب إلى النواة كمية أقل من الطاقة، فتكون في أقل مستويات الطاقة في حين للإلكترونات الأبعد عن النواة الكمية الأكبر من الطاقة، فتكون في أعلى مستويات الطاقة. إن مستويات الطاقة الخاصة بالذرة مُبيّنة في الشكل 3 لاحظ أنه ثمة إلكترونان فقط في مستوى الطاقة الأقل في حين يستوعب مستوى الطاقة الثاني حتى ثمانية إلكترونات.
الإلكترونات وتكوين الروابط تخيل مغناطيسين. كلما قلت المسافة بينهما ازدادت قوة تجاذب أطرافهما المتقابلة ينطبق هذا الأمر أيضًا على الإلكترونات ذات الشحنات السالبة إذ تنجذب إلى نواة الذرة ذات الشحنة الموجبة للإلكترونات الموجودة في مستويات الطاقة الأقرب إلى نواة الذرة نفسها إنجذابًا فوبًا إلى تلك النواة، غير أن الإلكترونات الأكثر بعدا عن تلك النواة يضعف إنجذابها إليها قد تنجذب هذه الإلكترونات الخارجية بسهولة إلى أنوية ذرات أخرى تتشكل الرابطة الكيميائية بسبب هذا التجاذب بين النواة موجبة الشحنة لذرة ما والإلكترونات سالبة الشحنة الذرة أخرى.

إلكترونات التكافؤ
لقد قرأت أن الإلكترونات الأبعد عن نوانها تنجذب بسهولة إلى أنوية الذرات القريبة إن الإلكترونات الخارجية هذه هي الإلكترونات الوحيدة التي تشارك في تكوين الروابط الكيميائية، يمكن للذرات التي لديها عدد قليل من الإلكترونات فقط مثل الهيدروجين أو الليثيوم تكوين روابط كيميائية، يرجع ذلك إلى أن تلك الإلكترونات لا تزال هي الإلكترونات الخارجية وإلكترون التكافؤ هو إلكترون خارجي لذرة يشترك في تكوين الروابط الكيميائية لإلكترون التكافؤ أكبر قدر من الطاقة بين كل الإلكترونات الموجودة في ذرة ماء يمكن أن يساعد عدد إلكترونات التكافؤ الموجودة في كل ذرة في تحديد
نوع الروابط الكيميائية التي يمكنها تكوينها وعددها. كيف تعرف عدد إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة ما؟ يمكن أن يخبرك الجدول الدوري بذلك باستثناء الهيليوم، للعناصر الموجودة في مجموعات معينة عدد إلكترونات التكافؤ نفسه، يُبين الشكل 4 طريقة استخدام الجدول الدوري لتحديد عدد إلكترونات التكافؤ في ذرات المجموعتين 1 و2، والمجموعات من 13 إلى 18 إن تحديد عدد إلكترونات التكافؤ لعناصر المجموعات من 3 إلى 12 أكثر تعقيدا. ستدرس تلك المجموعات في المقررات الدراسية القادمة في الكيمياء.