101 chapt3 usama

الفصل الثالث

التركيب الذرى

Genaral Chem, Usama El-Ayaan

النظرية الذرية لدالتون

تتكون العناصر من ذرات.

جميع ذرات العنصر الواحد لها نفس الخواص كالحجم

.والشكل والكتلة وتختلف عن العناصر األخرى

تتحد ذرات العناصر لتعطى مركبات.

هذة . التفاعل الكيميائى هو اعادة ترتيب لذرات العناصر

.الذرات التفنى والتستحدث

Experiments to determine what

an atom was

التعرف على الذرة من خالل تجارب العلماء

J. J. Thomson (1856-1940)

Noble prize 1906 in physics

- used Cathode ray tubes

أنبوبة أشعة الكاثود طومسوناستخدم

طومسون أنبوبة أشعة الكاثود

طومسون في مختبره يعمل ويرصد النتائج

طومسون والعالقة بين الكهرباء والمادة

ركز طومسون على دراسة العالقة بين الكهرباء والمادة

وذلك عن طريق مليء أنبوبة زجاجية بغاز عند ضغط

وطبق ( الزينونأو النيون أو الزئبقمثل غاز )منخفض

. فرق جهد كهربي كبير على طرفي األنبوبة الزجاجية

األنبوبة ( واالنود الكاثود)يمر التيار الكهربي بين طرفي

الكاثودالزجاجية عبر الغاز وسمى هذا التيار بتيار

تجربة طومسون

Voltage source

Thomson’s Experiment

Voltage source

تجربة طومسون

Voltage source

من ( اإللكترونات)بمرور التيار الكهربى تنطلق األشعة

القطب السالب الى الموجب

Voltage source

Passing an electric current makes a beam

appear to move from the negative to the

positive end

Voltage source

positive end

Voltage source

positive end

Voltage source

عند تطبيق مجال كهربى

Voltage source

By adding an electric field

Voltage source

عند تطبيق مجال كهربى

Voltage source

يؤدى إلى الكاثودكهربي يحيط بأنبوبة مجال وجود

.الكاثودانحراف أشعة

(كتلة لها التي) المتحركة الجسيمات من سيل عن عبارة

طومسون العالم وسماها ) األساسية بالجسيمات تدعى والتي

جائزة علي 1906 طومسون حصل وبذلك إلكترونات بعد فيما

.(اإللكترون إلكتشافه العلوم في نوبل

مستقيمة خطوط فى تنطلق

أنها على لتدل والمغناطيسى الكهربى بالمجالين تتأثر و

سالبة بشحنة مشحونة

مادة طبيعة عن النظر بصرف متماثلة اإللكترونات وهذه

األنبوبة فى الغاز نوع أو المهبط

اإيل الإلكرتون حشنة بني النس بة تعيني من (1897) طومسون العامل متكن

النس بة هذه أ ن وأ ثبت (e/m = 1.7588x108 coulomb.gm-1 ) كتلته

املهبط مادة نوع عيل أ و ابل نبوبة الغاز نوع عيل تعمتد ل اثبتة

النس بة (e/m) للغاية صغرية كتةل ذو الإلكرتون أ ن وتعين كبرية قمية!

حشنة يعني أ ن الزيت قطرة جتربة ابس تخدام 1908 ملياكن العامل اس تطاع

(e/m) النس بة اإيل وابلرجوع (e = 1.6022x10-19 coulomb) الإلكرتون

(m = 9.1096x10-28 gm) الإلكرتون كتةل حيسب أ ن ملياكن اس تطاع

تصور طومسون للذرة

Found the electron

Couldn’t find

positive (for a while)

Said the atom was

like plum pudding

A bunch of positive

stuff, with the

electrons able to be

removed

تصور طومسون للذرة

كروي جسم عن عبارة اذلرة

وموجب الكتةل متجانس

لكرتوانت وتتخلهل الشحنة اإ

الشحنة سالبة

:أ ن بعد فامي ثبت

oفراغ اذلرة ومعظم الكتةل متجانسة ليست اذلرة

oالنواة يف اذلرة كتةل ترتكز Genaral Chem, Usama El-Ayaan

R. A. Millikan (1868-1953) Noble prize 1923 in physics

Three Nobel Laureates in Physics standing in front of the Athenaeum at California Institute of Technology (Caltech), 1931.

Front row from left: Albert A. Michelson, Albert Einstein and Robert A. Millikan.

ميليكانتجربة

رزاز

ميكروسكوب

زيت

Millikan’s Experiment

Atomizer

Microscope

Oil droplets قطرات الزيت

X-rays

بتعريض المنطقة الكائنة بين اللوحين ألشعة اكس يمكن شحن قطرة الزيت بشحنة سالبة . الغاز بعد اصطدامها مع أشعة اكس ذراتالتي تم استخراجها من

They put an electric charge on the plates

+ + + + + + +

- - - - - - -

Genaral Chem, Usama El-Ayaan بوضع شحنة كهربائية على اللوحات أمكن إيقاف حركة فطيرات الزيت

Measure the drop and find volume from 4/3πr3

Find mass from M = D x V

من حساب ميليكانتمكن ( على اللوحتين)بمعرفة كتلة القطرة ومعرفة كمية الشحنة

.شحنة اإللكترون

Radioactivity النشاط الإشعاعي

Discovered by accident

بيكريلاكتشف العامل Bequerel (1896 ) ( غري اثبتة)بعض العنارص ذراتأ ن

تبعث تلقائيا ثالث أ نواعا خمتلفة من الإشعاعات فهى

Three types

– alpha- helium nucleus (+2 charge, large

– beta- high speed electron

– gamma- high energy light

,β,γ خواص إشعاعات

E. Rutherford (1871-1937) Noble prize 1908 in chemistry

رازرفوردتجربة Rutherford’s Experiment

Used uranium to produce alpha particles

Aimed alpha particles at gold foil by

drilling hole in lead block

Since the mass is evenly distributed in

gold atoms alpha particles should go

straight through.

Used gold foil because it could be made

atoms thin

block Uranium

Gold Foil

Florescent

Screen

What he expected اآلتىكان يتوقع

Because

Because, he thought the mass was evenly distributed in the atom

ألن هذا يستقيم مع التوزيع المتجانس للشحنات الموجبة والسالبة

What he got

How he explained it التفسير

Atom is mostly empty

Small dense, positive piece at center

Alpha particles are deflected by it if they get close enough

:أن رذرفورد وجد الذهب من شريحة نحو الموجبة ألفا أشعة توجيه عند فراغ معظمها بل مصمتة ليست الذرة انحراف دون تنفذ األشعة معظم1. النواة أى) مماثلة شحنة مع تنافرها على يدل مما نفاذها بعد األشعة من ضئيلة نسبة انحراف2.

.(الشحنة الموجبة بشئ ارتطمت (الجسيمات) األشعة المصدر باتجاه الخلف الى األشعة من قليلة نسبة إرتداد3.

.النواة ويسمي منها كثافة وأكثر أضخمGenaral Chem, Usama El-Ayaan

للذرة رازرفوردتصور The atom is mostly empty space

Two regions

Nucleus- protons and neutrons

Electron cloud- region where you have a

chance of finding an electron

الذرة لتركيب رذرفورد تصور الذرة مركز في وتقع الحجم وصغيرة موجبة نواة من الذرة تتكون بالنواة قورنت إذا للغاية صغيرة اإللكترونات وكتلة . النواة في الذرة كتلة تتركز الشحنات عدد = (البروتونات) الموجبة الشحنات عدد ألن كهربيا متعادلة الذرة

.(اإللكترونات) السالبةمثل فالنواة تركيبها في الشمسية المجموعة الذرة وتشبه .فراغ الذرة حجم معظم

.الشمس حول تدور الكواكب مثل واإللكترونات الشمسGenaral Chem, Usama El-Ayaan

اكتشاف النيوترونالبروتونات أوزان مجموع ضعف تقريبا يساوي الذرة وزن أن رذرفورد الحظ

غير أخري جسيمات علي تحتوي الذرة بها الموجودة واإللكترونات مشحونة

شدويك العالم اكتشف Chadwick(1932) العناصر بعض ذرات قذف أن تختلف صغيرة جسيمات تطلق الذرات هذه فإن ألفا بجسيمات البريليوم مثل شدويك وسماها كهربيا متعادلة أنها في واإللكترونات البروتونات عن

بالنيترونات4Be9 + 2He4 = 0n1 + 6C12

النيترون كتلة حساب من شدويك تمكن (1.6749x10-24 gm) النيترون كتلة أن أي البروتون كتلة اإللكترون كتلة مرة 1840 = النيترون كتلة

العدد الذرى النواة فىهو عدد البروتونات

الذرة المتعادلة فىويساوى عدد اإللك ترونات

رقم الك تلة

عداد البروتونات والنيترونات النواة فىهو مجموع ا

باالضافةالنواة فىالبروتونات والنيترونات )هو مجموع ك تل مكونات الذرة ((يمكن إهمالها)لإللك ترونات

الك تلة الذرية

Symbols

11 Genaral Chem, Usama El-Ayaan

النظائر

هى ذرات لعنصر واحد تتفق فى العدد الذرى وتختلف فى عدد الك تلة

نظائر الهيدروجين: مث ال

الكهرومغناطيسىاإلشعاع

طوال المستخدمة الوحدات تتنوع نجستروم وحدة من المختلفة الطيف لمناطق الموجية لل

فى (Å=10-10 m) اال

شعة منطقة . الراديو منطقة فى الكيلومتر وحدة اى جاما ا Genaral Chem, Usama El-Ayaan

خصائص األشعة الكهرومغناطيسية

Other terms

الموجىالعدد wave number : وهو يساوى مقلوب الطول

(.cm-1)بوحدات السنتيمتر الموجى

:كاألتىوالتردد الموجىوتكون العالقة بين الطول

التردد

3x108 ms-1 =سرعة الضوء

الموجىالطول

1 Å = 10-10 m = 10-8 cm = 10-4 m = 10-1 nm

أمثلة على القانون السابق

c = in a vacuum is 3 x 108 m/s

What is the wavelength of light with a

frequency 5.89 x 105 Hz?

5.89ماهو الطول الموجى لضوء ترددة x 105 Hz

What is the frequency of blue light with a

wavelength of 484 nm?

أذكر تردد الضوء األزرق ذو الطول الموجى nm484

نظرية بوهر لذرة الهيدروجين

فرتض :أ ن1962-1885) )نيلز بوهر اإ

Nobel Prize in Physics in 1922

.يدور الالكرتون ىف مدار حول النواة دون أ ن يفقد شيئا من طاقته1.

.هذه املدارات ىف أ ماكن حمددة وتبعد عن النواة بأ نصاف أ قطار اثبتةتوجد 2.

.تزيد طاقة املدار بزايدة نصف قطره3.

ذا انتقل الالكرتون من مدار مرتفع اىل مدار منخفض انطلقت4. .من اذلرة طاقة اإ

ذا5. نه طاقة الالكرتون امتص اإ املكتس بة الطاقة ومقدار مرتفع مدار اىل منخفض مدار من يرتفع فاإ

.املس تويني بني الطاقة ىف الفرق = املفقودة أ و

Genaral Chem, Usama El-Ayaan (. h ) هذه الطاقة تكتسب أ و تنطلق عىل شلك فوتوانت طاقهتا6.

لكل ذرة طيف إنبعاث مميز يستخدم للتعرف عليها

قةطا

ص صا

متإ

يوئ

عانبإ

الحالة األرضية

الحالة المثارة

نبعاث ذل رة الهيدروجنيطيف الإ

410 nm

434 nm

486 nm

656 nm

Spectrum Genaral Chem, Usama El-Ayaan

طيف إمتصاص طيف إنبعاث خطىGenaral Chem, Usama El-Ayaan

The Bohr Ring Atom

نبعاث ذل رة الهيدروجنيطيف الإ

المنطقة الطيفية مستوى الطاقة النهائى مستوى الطاقة االبتدائى اسم المتسلسلة

عودةاإللكترونات المثارة )ليمان

(لمستوي الطاقة األول

n > 1 1 فوق البنفسجية (UV)

عودةاإللكترونات المثارة )بالمر

(لمستوي الطاقة الثاني

n > 2 2 الضوء المرئى(Vis)

عودةاإللكترونات المثارة )باشن

(لمستوي الطاقة الثالث

n > 3 3 تحت الحمراء(IR)

عودةاإللكترونات )براكيت

(المثارة لمستوي الطاقة الرابع

عودةاإللكترونات المثارة )فند

(لمستوي الطاقة الخامس

نبعاث ذل رة الهيدروجنيسالسل طيف الإ

ليمان؟ متسلسة في األول للخط الموجة طول إحسب ( n2 = 2 األول للخط بالنسبة ، n1 = 1) ليمان متسلسة

بالمر؟ متسلسة في الثالث للخط الموجة طول إحسب

( n2 = 5 الثالث للخط بالنسبة ، n1 = 2) بالمر متسلسة

براكيت؟ متسلسة في الثاني للخط الموجة طول إحسب ( n2 = 6 الثاني للخط بالنسبة ، n1 = 4) براكيت متسلسة

الطبيعة المزدوجة للضوء

h is Planck’s constant h = 6.626 x 10-34 J s

E = hν

Said electromagnetic radiation is quantized in particles called photons

Each photon has energy = hν = hc/

Combine this with E = mc2

you get the apparent mass of a photon

m = h / (c)

Einstein

للضوء خواص جسيميه بجانب خواصه الموجيه

بـ الفوتونات” سميت هذه الجسيمات“.

طاقة الفوتون تساوى hν

Einstein Nobel Prize in Physics in 1921. Genaral Chem, Usama El-Ayaan

اينشتين قانون E = mc2

كاآلتى القانونين بدمج

E = mc2 = hν = hc/

كتلة الفوتون تساوى

m = h / (c)

الطبيعة المزدوجة للضوء

de Broglie فرضية دى برولى

الطبيعة فكرة على بناء

للضوء المزدوجة

أن برولى دى إفترض

موجية خواص للمادة

خواصها جانب إلى

.الجسيمية

= h/mv طول الموجة الجسيمية

de Broglie فرضية دى برولى

لكى تكون هذه العالقة صحيحة يجب أن يكون محيط مدار اإللكترون يساوى مضاعفات طوله الموجى

2pr = n

p nr 2

هذه المعادلة تعنى أنه إذا كان اإللكترون ذو طبيعة موجية فإن عزمه

h/2pالزاوى يجب أن يكون عددا صحيحا من مضاعفات

1927هايزنبيرج

Mathematically

Dx · D(mv) > h/4p

Dx is the uncertainty in the position

D(mv) is the uncertainty in the momentum.

the minimum uncertainty is h/4p

Nobel Prize in Physics in 1932

مبدأ عدم التأكد لهايزنبيرجبدقة اللحظة نفس ىف الإلكرتون ورسعة ماكن حتديد لميكن

عن لتقل اخلطأ نس بة h/4p

h)vm)(x(

اإللكترونالخطأ فى قياس سرعة

نسبة الخطأ

( تكون كبرية للغاية D v )فالبد من وجود خطأ كبري يف احلساب املزتامن لرسعة الإلكرتون ( تكون صغرية للغاية D x)فعند حتديد ماكن الإلكرتون بدقة

( تكون كبرية للغاية D x) فالبد من وجود خطأ كبري يف احلساب املزتامن ملاكن الإلكرتون( تكون صغرية للغاية D v )وعند حتديد رسعة الإلكرتون بدقة

مل يس تطع بور تفسري طيف أ ى ذرة عدا الهيدروجني حىت ذرة الهيليوم الىت الكرتون 2بروتون و 2حتتوى عىل

لكرتون طبيعة موجية عارضت نظرية بور ىف فرضية دى بروىل بأ ن لالإ حتديده ماكن الإلكرتون؟

أ يضا تعريفه ملدار حمدد دلوران الإلكرتون غري حصيح حيث أ ن هذا يعىن أ نه ميكن حتديد ماكن ورسعة الإلكرتون معا وهذا غري ممكن؟

اعترب بور أ ن ذرة الهيدروجني مس توية!!

فشل نظرية بوهر

شرودنجر

Nobel Prize in Physics in 1933 Genaral Chem, Usama El-Ayaan

معادلة شرودنجر

حل معادةل رشودجنر يؤدى للحصول عىل أ عداد المكGenaral Chem, Usama El-Ayaan

أعداد الكم

(مس توى الطاقة الرئيىس)عدد المك الرئيىس 1.

(الفرع مس توى الطاقة ) الثانوىعدد المك 2.

(، الفكلال وربيتالاملدار، ) املغناطيىسعدد المك 3.

املغزىلعدد المك 4.

n عدد الكم الرئيسى

n = 1 2 3 4 5 6

K L M N P Q الرمز

النواة عن الإلكرتون بعد يصف

ىف الزايدة عىل n قمية ىف الزايدة تدل

املس توى طاقة مث ومن الإلكرتون طاقة

l عدد الكم الثانوى

يصف شكل المدار الذى يوجد فيه اإللكترون

l = 0, 1, 2, 3…….(n-1)

6 5 4 3 2 1 0 l

i h g f d p s الرمز

Azimuthal quantum number

S orbitals

P orbitals

P Orbitals

D orbitals

F orbitals

m عدد الكم المغناطيسى

العدد الذى يدل على اتجاه المدار الذى يوجد فيه اإللكترون ويأخذ القيم l +1 2 وهذا العدد يساوى

- l, 0, + l

Magnetic quantum number

msأو sعدد الكم المغزلى

يحدد كيفية دوران اإللكترون حول محوره

حسب اتجاه الدوران( -½)او +( ½)قيمته اما

Spin Quantum number

تمارين

(n=5)احملمتةل عندما تكون ( l)ما يه قمي •

(4f)احملمتةل لإلكرتون موجود ابملس توي الفرعي ( m)ما يه قمي •

(dxy 5)احملمتةل لإلكرتون موجود ابملدار ( s)ما يه قمي •

(n=4)ما هو عدد الإلكرتوانت احملمتةل يف املس توي الرئييس •

(3p)ما هو عدد الإلكرتوانت احملمتةل يف املس توي الفرعي •

(4dxy)ما هو عدد الإلكرتوانت احملمتةل يف املدار •

(n=2, l=0)وعدد املدارات اليت ميكن توصف بأ عداد المك ( m)مايه أ سامء وقمي •

(4p)مايه أ عداد المك احملمتةل لإلكرتون يقع يف املس توي الفرعي •

:أ ي من مجموعات أ عداد المك التالية يعترب حصيحا وأ هيا يعترب خطأ •

(n=4, l =4), (n=2, l =0, m=0), (n=3, l =2, m=1), (n=5, l =3, m=4),

(4,3,3,+1/2), (3,4,2,-1/2), (5,4,0,-1), (5,4,0,-1/2) Genaral Chem, Usama El-Ayaan

التركيب اإللكترونى للعناصر

Orbitals available

to a Hydrogen atom

With more electrons,

repulsion changes the

energy of the orbitals.

He with 2

electrons

Fill from the bottom up following

the arrows

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d 6f

7s 7p 7d 7f

2 electrons

2p6 3s2

3p6 4s2

3d10 4p6

4d10 5p6 6s2

مبدأ باولى لإلستبعاد

اليمكن أن تتساوى أعداد الكم األربعة ألى الكترونين فى ذرة

واحدة

قاعدة هوند

تميل اإللكترونات ألن تكون منفردة فى المدار الذرى مالم

يكن عددها اكبر من عدد المدارات

قةطا

تستخدم الغازات النبيلة إلختصار و سهولة كتابة التوزيع اإللكترونى

[2He], [10Ne], [18Ar], [36Kr], [54Xe]

19K : 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1

[Ar], 4s1

38Sr : [Kr], 4s2

أسئلة مراجعة لرفع مهارة للطالباكتب التوزيع اإللكتروني للذرات واأليونات التالية( :19K, 29Cu2+, Fe2+)

التوزيع اإللكتروني لذرة الكوبالت(27Co ) (أكمل أو إختيار متعدد....... )هو

التوزيع اإللكتروني أليون النيكل(28Ni2+ ) (أكمل أو إختيار متعدد....... )هو

أي األيونات التالية يمكن أن توصف بالتوزيع اإللكتروني(1s2, 2s2, 2p6)

13Al+, 12Mg3+, 9F-, 11Na-

أي األيونات التالية اليمكن أن توصف بالتوزيع اإللكتروني(1s2, 2s2, 2p6)

13Al3+, 12Mg2+, 9F+, 11Na+

أي المستويات الفرعية التالية ليس له وجود(3s, 4p, 3f, 5d, 2d )مع شرح السبب

رتب المستويات الفرعية التالية حسب الطاقة(6s, 4p, 3d, 4f, 4s, 4d)

طاقة ( إمتصاص)أي اإلنتقاالت اإللكترونية يصاحبه إنطالق

(2s2p, 2p2s, 3d4s, 2s5d, 4f5p, ………………….)

فرق الطاقة األكبر يكون بين المستويات الفرعية التالية

(2s2p, 2p2s, 3d4s, 2s5d, 4f5p, ………………….)

إذا كان التوزيع اإللكتروني لأليون(X2+ ) ينتهي بالمستوي الفرعي(3p6 ) فإن العدد

(36 ,22 ,20 ,18 ,16)يساوي ( X)الذري للعنصر

عدد اإللكترونات التي لها نفس عدد الكم الثانوي(l=2 ) في ذرة الكالسيوم(20Ca )

..................يساوي

عدد اإللكترونات التي لها نفس عدد الكم المغناطيسي(m=-1 ) في ذرة الكالسيوم

(20Ca ) يساوي..................

أعداد الكم األربعة ألخر إلكترون في ذرة الحديد(26Fe ) (هناك أكثر من حل.... )هي

عدد الكم المغناطيسي(m=-2 ) اليمكن أن يصف مدارا في(4d, 4f, 4p, 5d)

المستوي الفرعي الذي ال يحتوي علي مدار(m=1 ) هو(s, p, d, f)

أكبر عدد من اإللكترونات لها أعداد الكم(n=3, l=2, m=1 ) (2 ,3 ,6 ,10)هي

أكبر عدد من اإللكترونات لها أعداد الكم(n=3, l=2 ) (2 ,3 ,6 ,10)هي

(البد أن تكون كلها موجبة)أعداد الكم التالية ال يمكن أن تأخذ قيم سالبة

((n, m), (n, l), (n, s), (m, l), (m, s), (l, s))

أعداد الكم التالية يمكن أن تأخذ قيم سالبة

((n, m), (n, l), (n, s), (m, l), (m, s), (l, s))

اإللكترون الذي له(n=4, l=1 ) يوجد في ذرة(17Cl, 29Cu, 26Fe, 46Pd)

قيم عدد الكم الثانوي(l ) المحتملة بالمستوي الرئيسي(n=4 ) (32 ,16 ,4 ,3)هى

قيم عدد الكم المغناطيسي(m ) المحتملة عندما تكون(n=4, l=3 ) (32 ,16 ,7 ,5)هى

(30 ,24 ,23 ,22)العنصر الذي يمتلك أكبر خواص بارامغناطيسية عدده الذري

30)أعداد اإللكترونات والبروتونات والنيترونات في أيون الزنك65Zn2+ ) هي...........

101 chapt3 usama

Documents

chapt3 pumps

101 chapt6 usama

20160314 chapt3-combiningset(teori) 2

chapt3 - honda cbx...

final project (joven) usama javaid

occupational diseases dr usama

usama karim - copy.docx

life after imprisonment autosaved chapt3 f

usama presentation

final internship report usama[1]

شرح البرامج - برنامج usama zimbra:...

monash...

new chapt1 chapt2 chapt3 -...

usama · 2016-12-20 · title: usama created date: 7/1/2016...

l3 chapt3 web

chapt3 sol tor

elearning usama

pdf comm fish op handbook chapt3 a

101 chapt4 usama

usama report