مبادئ مهمة جدا في الكيمياء (2)

جدولاً بقيم تكافؤ بعض العناصر
تكافؤه
رمزه
اسمالعنصر
3
Al
ألمنيوم
4
Si
سيليكون
2,1
Cu
نحاس
2,1
Hg
زئبق
3,2
Fe
حديد
3,2
Co
كوبالت
4,2
C
كربون
4,2
Pb
رصاص
5,3
N
نيتروجين
5,3
P
فوسفور
6,3
Cr
كروم
6,4,2
S
كبريت


تكافؤه
رمزه
اسم العنصر
1
H
هيدروجين
1
Cl
كلور
1
Br
بروم
1
I
يود
1
F
فلور
1
Na
صوديوم
1
K
بوتاسيوم
1
Ag
فضة
2
O
أكسجين
2
Ba
باريوم
2
Mg
ماغنيسيوم
2
Ca
كالسيوم
2
Zn
خارصين
وكما تلاحظ هنا أنه توجد بعض العناصر التي لها أكثر من تكافؤ مثل الحديد ، في هذه الحالة نعرف التكافؤ بالرقم الروماني الذي يوضع بعد المركب
I = 1
II = 2
III = 3
IV = 4
V = 5
VI = 6
...وهكذا
أول – ثاني - ثالث" وتوجد طريقة أخرى وهي بأن يكون المركب مسبوق بكلمة
فإذا كان مسبوقاً بكلمة " أول " فتكافؤ العنصر هو 2
وإذا كان مسبوقاً بكلمة " ثاني " فتكافؤ العنصر هو 4 ،
وإذا كان مسبوقا بكلمة " ثالث " فتكافؤ العنصر هو 6
Ionic Radicals الشقوق الأيونية
كل مركبيحتوي على شقين -أيونين- يحملان نوعين مختلفين من الشحنات (موجبة - سالبة) ، وتنقسمالشقوق الأيونية إلى نوعين هما
التكافؤ
الصيغة
اسم الشق الأيوني
1
OH
هيدروكسيل
1
NH4
أمونيوم
1
NO3
نيترات
1
NO2
نيتريت
1
MnO4
برمنجنات
1
ClO3
كلورات
1
HCO3
كربونات هيدروجينية
1
HSO4
كبريتات هيدروجينية
Simple Ionic Radicals الشقوق الأيونيةالبسيطة
Na وهي الشقوق التي تحتوي على ذرة واحدة أو أكثر من نفس العنصر، مثلاً
التكافؤ
الصيغة
اسم الشقالأيوني
1
-HSO3
كبريتيت هيدروجينية
2
-CO3
كربونات
2
-SO4
كبريتات
2
-SO3
كبريتيت
2
-CrO4
كرومات
2
-Cr2O7
بيكرومات
3
-PO4
فوسفات
الشقوق الأيونية المركبة
من عناصر مختلفة تدخل في التفاعلاتأكثر أوSO4 وهي الشقوق التي تحتوي على ذرتينمن عناصر مختلفة تدخل في التفاعلات الكيميائية كوحدة واحدة ، مثلاً أيونالكبريتات
يتكون من ذرة كبريت متحدة مع أربع ذرات أكسجين ، وهنا وضعنا جدول فيهتركيب وتكافؤ بعض الشقوق الأيونية المركبة
لقد قلنا في بداية حديثنا عن التكافؤ أنه يفيدنا في كتابةالصيغ الكيميائية بطريقة صحيحة ، والآن جاء الوقت لكي تعرف كيف تكتب الصيغالكيميائية بمساعدة التكافؤ ، ولكي تكتب الصيغ بشكل صحيح عليك اتباع الخطواتالتالية
أولاً :تكتب رموز العناصر والشقوق الأيونية الداخلة في تركيب المركب
ثانياً :تكتب رقم التكافؤ أسفل كل عنصر أو شق أيوني
ثالثاً :تبدل التكافؤات ، بمعني أنك يجب عليك جعل تكافؤ العنصر الأول أسفل العنصر الثانيوتكافؤ العنصر الثاني أسفل العنصر الأول
رابعاً :إذا كان بين التكافؤات المكتوبة عامل مشترك ، فيقسم هذا العامل حتى نحصل على أبسط قيمة، فمثلاً لو كان تكافؤ العنصر الأول 2 وتكافؤ العنصر الثاني 6 فنقسم تكافؤ العنصر الأول والعنصر الثاني على العامل المشترك فيصبح تكافؤ العنصر الأول 1 وتكافؤ العنصر الثاني 3
أمثلة على كتابة الصيغ الكيميائيةبمساعدة التكافؤ
المثال الأول
الصيغة الكيميائية لكلوريد الكالسيوم
Ca Cl : رموز العناصر
2 1 : تكافؤات العناصر
1 2 : يتم تبديلالتكافؤات
CaCl2 : النتيجة النهائية


استنتاج جديد : الرقم 1 لايكتبفي الصيغ الكيميائية


المثال الثاني
الصيغة الكيميائية لكلوريد البوتاسيوم
K Cl : رموز العناصر
1 1 : تكافؤات العناصر
1 1 : يتم تبديلالتكافؤات
KCl : النتيجة النهائية


المثال الثالث
الصيغة الكيميائية للماء = أكسيد الهيدروجين
H O : رموز العناصر
1 2 : تكافؤات العناصر
2 1 : يتم تبديل التكافؤات
H2O : النتيجة النهائية


المثال الرابع
III الصيغة الكيميائية لكلوريدالحديد
Fe Cl : رموز العناصر
3 1 : تكافؤات العناصر
1 3 : يتم تبديل التكافؤات
FeCl3 : النتيجة النهائية


المثال الخامس
الصيغة الكيميائية لثاني أكسيد الكربون
C O : رموز العناصر
4 2 : تكافؤات العناصر
2 4 : يتم تبديلالتكافؤات
2 ÷ 2 4 ÷ 2 : يتم اختصارالتكافؤات
1 2 : نتيجة اختصار التكافؤات
CO2 : النتيجةالنهائية


المثال السادس
الصيغة الكيميائية لحمض النيتريك = نيترات الهيدروجين
H NO3 : رموز العناصر
1 1 : تكافؤات العناصر
1 1 : يتم تبديل التكافؤات
HNO3 : النتيجة النهائية


المثال السابع والأخير
الصيغة الكيميائية لكبريتات الألومنيوم
Al SO4 : رموز العناصر
3 2 : تكافؤات العناصر
2 3 : يتم تبديل التكافؤات
Al2(SO4)3 : النتيجة النهائية



Atomic mass الكتلة الذرية للعنصر
لقد عرفت سابقاً أن المادة تتكون من جزيئات والجزيئات تتكون من ذرات متناهية في الصغر ، وعلى الرغم من التقدم العلمي الهائل لم يتمكن أحد حتى لحظة كتابتي لهذه الدروس من رؤية الذرة أو تحديد شكلها الحقيقي أو قياس كتلتها بطرق مباشرة ، فحتى الآن يمكن أن نقول أن أصغر كتلة يمكن قياسها بدقة في الوقت الحاضر هي الميكروجرام الذي يبلغ (1 ÷ 1000.000) من الجرام ، ومع ذلك تمكن العلماء من تحديد الكتل الافتراضية لمعظم ذرات العناصر وهي حسابات نظرية فقط ، فوجدوا أن كتلة ذرة الهيدروجين مثلاً تبلغ (1.67 × 10^-24) وكما ترى أنها أرقام غاية في الصغر ويصعب استخدامها ، وهذا هو السبب الذي جعل العلماء يقترحون استخدام الكتل الذرية النسبية بدلاً من كتلها المطلقة وهذا يستدعي أخذ ذرة عنصر كمقياس واعتبار كتلتها تساويالوحدة ثم تنسب إليها كتل ذرات العناصر الأخرى
وقد اختيرت ذرة الهيدروجين في البداية ولكن تم اختيار الأكسجين بدلاً منها لأن الأكسجين يكون مركبات مع معظم العناصر ، ولكن بعد فترة تم ترك الأكسجين لأنه عبارة عن خليط – في الطبيعة - من ذرات الأكسجين مختلطة الكتلة ، وقد تم اختيار ذرة الكربون 12 - في عام 1961-مقياساً جديداً
تعريفالكتلة الذرية النسبية : هي النسبة بين كتلة ذرة العنصر إلى كتلة ذرة الكربون12 التي تساوي 12 وحدة كتل ذريةبالضبط
قانونالكتلة الذرية النسبية = ( كتلة ذرة العنصر ÷ كتلة ذرة الكربون ) × 1
معلومة جديدة : في العملياتالحسابية يتم حل العملية الحسابية التي بين الأقواس البداية
مـــــثـــــال
كمهي كتلة ذرة الهيليوم ، إذا علمت أن النسبة بين كتلة ذرة الهيليوم إلى كتلة ذرةالكربون12 تساوي 1/3
بما أن قانونالكتلة الذريةالنسبية = ( كتلة ذرة العنصر ÷ كتلة ذرة الكربون ) × 12
إذاً كتلة ذرةالهيليوم = ( 1 ÷ 3 ) × 12
يساوي = ( 1 × 12 ) ÷ 3
يساوي = 12 ÷ 3 = 4 و.ك.ذ


Atomic Mass Unit = a.m.uاختصار جديد : الاختصارو.ك.ذمعناهوحدةكتلذريةوباللغة الإنجليزية



الكتلة الذرية الجرامية
لقد عرفت قبل قليل معنى الاختصار و.ك.ذ ، ولكن هذا الاختصار لا يعتبر عملي فالاستخدام فلذلك قام العلماء باستخدام وحدة الجرام لأنه أكثر دقة ومن هنا يمكنناتعريفالكتلة الذرية الجرامية : هي الكتلة الذرية مقدرةبالجرام
فبهذه الطريقة نستطيع أن نقول أن الكتلة الذرية النسبيةللهيليوم هي 4 جرام بدل 4 و.ك.ذ