لذرة ومكوناتها

تتكون العناصر من وحـدات صغيرة الحجم إلى مـد كبير تسمى الذرات ، إن النقطة التي تضعها على أي حرف أبجدي تحوي عدداً هائلاً من الذرات يصعب على أي إنسان تخيلـه ، ولم يستطع العلماء الذين يدرسون الذرات ويجـرون الأبحاث أن يحصلوا على ذرة واحدة مستقلة، إن هذا الأمر مستحيل حتى الآن ، ولكن تجمع الذرات مع بعضها بأعداد هائلة جداً شيء معروف ، فقطع المعادن الصلبة وكميات العناصر السائلة والغازية هي تجمعات هائلة من الذرات ، من هذا يتضح لنا أن حجم الذرة اللامتناهي في الصغر يجعل إمكانية تخيلها أمـراً في غاية الصعوبة ، ومع ذلك فقد تمكن العلماء من اعتماد صورة مبسطة ومعبرة للذرة وذلك حسبما تجمع عندهم من معلومات ومعطيات .
أقسام الذرة ومكوناتها :
تتكون الذرة (كما يظهر في الشكل) من قسمين أساسيين :
النـواة : وهي صغيرة الحجم موجبة الشحنة وثقيلة الوزن بالنسبة لباقي مكونات الذرة .
المحيط الخارجي : وهو عبارة عن مجموعـة مستويات تتحـرك فيها الإلكترونات حول النواة بسرعة هائلة ، والمحيط الخارجي كبير الحجم مقارنة بالنواة وسالب الشحنة وخفيف الوزن, أي أن صفاته تعاكس صفات النواة. ويجب أن يذكر من الآن أننا عند الرسم على الورق لا نستطيع أن نراعي نسبة حجم النواة إلى حجم المحيط وهي 1 : 100000 .
ما الدقائق التي تتكون منها الذرة في النواة وفي مستويات المحيط الخارجي ؟ هذا ما ستعرفه الآن :
تحوي النواة نوعين من الدقائق هي :
البروتونات (Protons) : المقطع (Proto) يعني الأصل أو الأساس ، وهذا هو المكون الأولي للذرة والمسؤول عن خواصها ، والبروتونات دقائق تحمل شحنة موجبة (+) وثقيلة الوزن .
النيوترونات (Neutrons ) : هذه الدقيقة متعادلة ولا تحمل شحنة وهذا هو معنى كلمة نيوترون . النيوترونات هي اثقل دقائق الذرة وزنـاً فـوزن النيوترون اكبر بمقدار ضئيل من وزن البروتون .
أما مستويـات المحيط الخارجي فتتحرك فيها دقائق من نـوع ثالث هي الإلكترونات (Electrons) ومقطع (Electo ) معناه ( كهربائي ) ، والإلكترون دقيقة تحمل شحنة سالبة (-) معادلة بالضبط لشحنة البروتون الموجبة ، أما وزنه فهو خفيف جدا ويعادل1/1836 من وزن البروتون .
أيمكنك الآن أن تفسر لماذا تعتبر كتلة الذرة مركزة في نواتها ?
هل الإلكترون الموجود في ذرة الليثيوم يختلف عن الإلكترون الموجود في ذرتي الكربون والفسفور ؟
ما الفرق بين البروتون الموجود في ذرة الفوسفور والبروتون الموجود في ذرة الكربون ؟
بماذا يختلف نيوترون ذرة الكربون عن نيوترون ذرة الحديد؟
كم عدد بروتونات ذرة الليثيوم ؟ هل يتشابه مع عدد البروتونات في ذرتي الكربون والفوسفور؟
ماذا تستنتج من إجابتك على السؤال السابق؟
انظر إلى رسم ذرة الكربون , كم عدد البروتونات في نواتها؟ بعد ذلك انظر إلى جدولك الدوري وحدد موقع هذا العنصر , ما العدد الكبير المكتوب في المربع أسفل الرمز ؟ ما العلاقة بين هذا العدد وعدد بروتونات الكربون ؟
كرر الخطوة السابقة على عنصري الليثيوم والفسفور؟
يمكن القول إذن أن موقع العنصر في الجدول الدوري يحدده عدد ـــــــــ الموجودة في نواته.
بالاستعانة بجدولك الدوري حدد عدد البروتونات في نواة كل عنصر من العناصر التالية:
ح.................. ز................... و................... هـ................. د................... ج.................. ب.................. أ
الزئبق............ القصدير......... الخارصين.........المنغنيز..........الأرجون..........الكبريت.........النيون............الفلور
لقد اتفق علماء الكيمياء على إطلاق مصطلح " العدد الذري" على عدد الشحنات الموجبة ( البروتونات ) الموجودة في نواة ذرة العنصر , وهو نفس العدد الدال على المربع الذي يحتله العنصر في ـــــــــ.
من جدولك الدوري استخرج العدد الذري لكل عنصر مما يلي:
د................... ج.................. ب.................. أ
الكريبتون...... الحديد............ الكالسيوم...... النيتروجين
اعتماداً على ما سبق أكمل الفراغات في العبارات التالية:
تختلف العناصر عن بعضها في أعدادها الذرية , فلا يمكن أن يكون لعنصرين ــــــــــ نفسه.
تتحدد خواص العنصر الفيزيائية والكيميائية اعتماداً على عدد الشحنات ـــــــــــ الموجودة في نواته , أي على عدده الذري.
لا يمكن أن تتشابه ذرتان لعنصرين مختلفين في ـــــــــــ ـــــــــــ لكليهما.
لا يمكن أن يحتل عنصران مختلفان المربع نفسه في ــــــــــ ــــــــــــ.
اذكر أربع خواص فيزيائية يختلف فيها الحديد عن الزئبق.
بما أن البروتون والنيوترون أثقل بكثير من الإلكترون كما ذكرنا سابقا ، لذلك يمكن إهمال كتلة الإلكترون عند الحديث عن الكتلة الذرية .
وضع الكيميائيون مفهوما أسموه العدد الكتلي وهو عدد صحيح مجرد (ليس له وحدة) .
يمثل العدد الكتلي مجموع عدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في نواة ذرة العنصرانظر إلى جدولك الدوري تجد في مربعات العناصر التالية :
البروم............ الحديد............ الألمنيوم

التفاعل الكيميائي
مفهوم التفاعل الكيميائي

التفاعل الكيميائي هو أي تغير يحدث على مادة أو مجموعة مواد مؤدياً إلى تغييرها وإنتاج مادة أو مواد من نوع جديد.
أمثلة على تفاعلات كيميائية معروفة :
إحتراق ورقة صدأ الحديد – تنفس الكائنات الحية – تحلل الكائنات الحية بعد موتها.

تمهيد :
تحدث التغيرات المختلفة على المادة أمام ناظرينا كل لحظة , فتشاهد مثلاً صدأ الحديد , وتعفن الخبز , وتكسير الخشب وحرقه , والإنسان يمضغ الطعام ويهضمه , وورقة الشجرة تصنع السكر والنشا من مواد بسيطة.... إلخ.
إذن البيئة المادية التي نعيش فيها مليئة بالتغيرات , ومن هذه التغيرات ما هو بسيط يمكن التعبير عنه ببضع كلمات أو بمعادلة رمزية واحدة, ومنها ما هو معقد يصعب وصفه وتحليله.
وبالنظر لهذا التنوع الكبير في التغيرات فقد قام الكيميائيون بتصنيفها إلى أنواع بغرض تسهيل دراستها . وسنعالج في دروسنا اللاحقة بعضاً من هذه التغيرات باستخدام رموز العناصر وصيغ المركبات فيما يعرف بالمعادلة الكيماوية.

أنواع التفاعلات الكيميائية
بغرض تسهيل دراسة التغيرات الكيميائية وتخفيف الكثير من التفاصيل , قام العلماء بتصنيف التفاعلات الكيميائية اعتماداً على مشاهداتهم وأبحاثهم والظواهر التي تحدث أمامهم , وفيما يلي ندرس بعض أنواع التفاعلات الكيميائية البسيطة وهي خمسة أنواع :
1) تفاعلات الاتحاد أو الضم .
2) تفاعلات التفكك أو التحلل .
3) تفاعلات التبادل البسيط أو الإحلال البسيط .
4) تفاعلات التبادل المزدوج أو الإحلال المزدوج .
5) تفاعلات التأكسد والاختزال أو الأكسدة والإرجاع .


تفاعلات الاتحاد أو الضم


النوع الأول : تفاعلات الاتحاد أو الضم :
مثال (1) : من التفاعلات البسيطة التي نعرفها ونشاهد آثارها صدأ الحديد , وهذا التفاعل يتم بين الحديد والهواء الرطب ( يحتوي الهواء على الأوكسجين وبخار الماء وهما اللذان يتفاعلان مع الحديد وينتج عن هذا التفاعل صدأ الحديد ) ، ويمكن أن نمثل الأمر بطريقة بسيطة كما يلي :
حديد + هواء + (أوكسجين + بخار ماء) ¬ صدأ الحديد

مثال(2) : يحترق المغنيسيوم في الهواء وينتج أوكسيد المغنيسيوم.
- ما المواد المتفاعلة ؟
- ما اسم المادة الناتجة ؟
- أكمل : مغنيسيوم + أوكسيجين ¬ --------

مثال (3) :
( II)
أ- ما المادتان المتفاعلتان في هذا المثال ؟
ب- ما المادة الناتجة عن التفاعل ؟
جـ- اكتب صيغة كبريتيد النحاس (II)

مثال (4) :
عند وضع بضع قطرات من حمض الكلوريدريك وبضع قطرات من محلول النشادر صيغته
( NH3) في أنبوب اختبار يتفاعلان معاً وينتج عن التفاعل ملح كلوريد الأمونيوم على شكل ضباب .
أ- كم عدد المواد المتفاعلة ؟
ب- كم عدد المواد الناتجة ؟

تتشابه الأمثلة الأربعة السابقة في أن مجموعة المواد المتفاعلة في كل حالة منها تؤدي إلى إنتاج مادة واحدة فقط .
تدعى التغيرات الكيميائية التي تتجمع فيها مجموعة من المواد مؤدية إلى ظهور مادة واحدة باسم تفاعلات الاتحاد( المباشر) أو تفاعلات الضم.

المعادلة الكيميائية
(1)

تذكر أن صدأ الحديد ينتج عن تعرضه للهواء والماء معاً ويعتقد العلماء أن تركيب الصدأ هو Fe2O3.3H2O
يمكننا أن نمثل ما يحدث عند تكوين صدأ الحديد بطريقة مختصرة باستخدام الرموز والصيغ كما يلي :
ما رمز الحديد ؟ ــــ .
ما رمز الأوكسجين( الجزء الفعال من الهواء ) ؟ ــــ .
ما صيغة الماء ؟ ــــ .
اكتب الآن المواد المتفاعلة :

كيف يمكننا أن نمثل ما يحدث عند تكوين أوكسيد المغنيسيوم؟ لمساعدتك أجب عن الأسئلة التالية:
ما رمز المغنيسيوم ؟ ـــــــ . ما رمز الأوكسيجين ؟ ـــــــ .
يتكون جزيء الأوكسيجين الغازي في أبسط صورة من ذرتين لذلك نعطيه الرمز O2 .
يمكننا الآن أن نكتب التفاعل بالرموز والصيغ وبطريقة مختصرة كما يلي:

ادرس التفاعل التالي الذي يمثل عملية تكون الماء من عنصريه وأجب عن الأسئلة التي تليه :

1- ما المادتان المتفاعلتان؟
2- ما الحالة التي كان عليها عنصر الهيدروجين عند التفاعل؟
3- ما الرمز الذي استخدم للدلالة على حالة الهيدروجين في المعادلة؟
4- ما الكلمة الإنجليزية التي تدل على الحالة الغازية, أكتبها . ما أول حرف في هذه الكلمة؟
5- لا بد أنك عرفت الآن لماذا استخدمنا الحرف(g) إلى يمين رمز الهيدروجين في المعادلة , لقد استخدمناه للدلالة على الحالة ---------.
6- لماذا وضع الحرف (g) إلى يمين جزيء الأوكسجين في المعادلة؟
7- إن كلمة سائل باللغة الإنجليزية هي liquid, أتعرف لماذا استعملناالحرف(?) إلى يمين صيغة الماء في المعادلة؟
8- ما الشرط اللازم لحدوث التفاعل بين الأوكسجين والهيدروجين لإنتاج الماء؟
9- كم مادة نتجت عن التفاعل؟ نتجت عن التفاعل مادة ------ هي ------.
10- ما نوع التفاعل؟

في مثال (3) درسنا تفاعل النحاس مع الكبريت وهذا تمثيل للتفاعل باستخدام الرموز والصيغ:

6- لقد استخدمنا الحرف(s) إلى يمين رمز النحاس والكبريت وإلى يمين الصيغة CuS وذلك للتعبير عن حالة المادة وهي الحالة الصلبة والتي معناها بالإنجليزية Solid
والحرف(s) هو ----- حرف فيها.
المعادلة الكيميائية
(2 )


المعادلة الكيماوية ( Chemical Equation )
هي طريقة مختصرة للتعبير عن تغير كيميائي نستخدم فيها رموز العناصر وصيغ المركبات وإيضاحات أخرى كبعض شروط التفاعل وحالات المواد المتفاعلة والناتجة ، مثال:

أجب عما يلي :
1- تتكون المعادلة من طرفين الطرف الأيسر ويحوي المود المتفاعلة وطرف --- يحوي المواد الناتجة.
2- يفصل بين المواد المتفاعلة في الطرف الأيسر و المواد الناتجة في الطرف الأيمن------ , وله معنى التساوي أو كلمة تعطي أو تنتج أي أنه يدل على اتجاه سير التفاعل.
3- ما شرط حدوث التفاعل بين الكربون والأوكسجين؟
4- أين وضع هذا الشرط؟
5- ما حالة الكربون في التفاعل؟ كيف عبرنا عن هذه الحالة في المعادلة؟
6- كلمة المعادلة في اللغة تعني التساوي ، لاحظ في المعادلة أنه يوجد ذرة واحدة من ----- في طرف المواد المتفاعلة ، ومثلها في طرف المواد الناتجة تدخل في تركيب جزيءCO2 .
7- كم كمية الأوكسجين في طرفي المعادلة؟
8- عند تساوي كميات المواد الداخلة في التفاعل والناتجة عنه(على الرغم من الإختلاف في تركيبها) في المعادلة الكيماوية نقول أنالمعادلة متزنة.
9- ادرس المعادلة التالية وأجب عن الأسئلة التي تليها :

أ- المادة المتفاعلة الصلبة هي ------ والمادة المتفاعلة الغازية هي ------.
ب- ينتج عن التفاعل مادة بروميد الألمنيوم في الحالة ------- ودليل ذلك استخدام الحرف --- وهو أول حرف من كلمة Solid ومعناها الصلب.
ج- المعادلة المعطاة غير متزنة ، ما دليل ذلك؟
د- من المهم جداً أن تتذكر أن بروميد الألمنيوم ينتج عن اتحاد الألمنيوم والبروم بنسب وزنية ثابتة متفقة مع الصيغة AlBr3 (ذرة ألومنيوم واحدة لكل ثلاث ذرات من البروم) ولذلك فإن أي تغيير في هذا الصيغة لا يحافظ على هذه النسبةيعتبر صيغة خاطئة.


3_المعادلة الكيميائية


يمكنك أن تزن المعادلة ( أي تجعل الكميات متساوية في طرفيها) باختيار أرقام مناسبة تضعها على يسار بعض أو كل الرموز والصيغ الممثلة فيها, وفي حالة معادلة تفاعل الألمنيوم والبروم يمكننا ذلك كما يلي:

إن المعادلة الآن متزنة ويمكنك التأكد من عدد ذرات الألمنيوم والبروم في كلا طرفيها.
كيف أمكننا التوصل إلى هذه الأرقام وإحداث الموازنة؟
أ- بالعودة إلى المعادلة الأصلية:

تجد أن الاختلاف يكمن في عدد ذرات البروم فهو ذرتان في جانب المواد المتفاعلة, وثلاث ذرات في المادة الناتجة, وحتى تتم لنا مساواتها في الطرفين يمكن أن نبحث عن المضاعف المشترك الأصغر للعددين 2 ، 3 وهو 6 .
لذلك نضرب Br2 في (3) ونكتب ذلك الى يسار الرمز i3Br2 ( ليصبح عدد ذرات البروم 6 ) .
ونضرب i AlBr3 ( وهو الآن مركب من الألمنيوم والبروم ) بالرقم (2), ونمثل ذلك i2AlBr3 . إن عملية الضرب هنا هي لكل محتوى الصيغة. بكلام آخر إن الألمنيوم والبروم كليهما قد ضرب بالرقم (2) .
سؤال : كم يصبح عدد ذرات الألمنيوم بعد أن وضعنا الرقم( 2) إلى يسار الصيغة فأصبحت i2AlBr3 .
ب- نتيجة للخطوة السابقة( i2AlBr3) أصبح الألمنيوم غير متزن , إذ أصبح عدد ذراته في المادة الناتجة ذرتان , بينما يوجد في جانب المواد المتفاعلة ذرة واحدة فقط , كيف يمكن أن نزن الألمنيوم , أعتقد أن الإجابة على هذا السؤال واضحة ومعروفة لك.

تحتاج موازنة المعادلات إلى شيء من التدريب ولا يمكنك اتقانها من مثال واحد , ولكل معادلة تفاعل أرقام خاصة لإحداث الموازنة ، أي تساوي أعداد الذرات من كل نوع في طرفيها . يمكنك الآن كتدريب أن تزن المعادلات الثلاث التالية :

روابط الكيميائية وأنواعها
Chemical Equation تعريف بالمعادلة الكيميائية
المعادلة الكيميائية هي : تعبير موجز للتفاعل الكيميائي وصفاً وكماً ، وهنا وضعت مثالاً للمعادلة الكيميائية
2Na + Cl2 ===>>2NaCl
كما ترى هنا أنه يوجد سهم ، وهذا السهم يدل على اتجاه سير التفاعل الكيميائي ، وكذلك ترى رموز العناصر
C + O2 ===>> CO2
وكما ترى هنا أنه يوجد فوق سهم اتجاه سير التفاعل مثلث ، وهذا المثلث يدل على أن هذا التفاعل يتم بالتسخين ، وكذلك ترى أنه يوجد سهم في النهاية متجه إلى الأعلى وهذا يدل على أن المركب الناتج أصبح غاز يرتفع في الهواء
AgNO3 + NaCl ===>> AgCl + NaNO3
في هذه المعادلة تجد سهم متجه إلى الأسفل وهذا يدل على أن المركب كلوريد الفضة أصبح مركب راسب
ملاحظة مهمة : في بعض الأحيان يكتب فوق سهم اتجاه سير المعادلة الكيميائية بعض الكلمات والأرقام التي تدل على درجة الحرارة أو العامل المساعد لعملية التفاعل مثل الكهرباء وغيرها وسوف تشاهد أمثلة لاحقاً إنشاء الله
أنواع التفاعلات الكيميائية
: إن أهم أنواع التفاعلات الكيميائية هي
أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
( ثانياً : تفاعلات الانحلال ( التفكك
( ثالثاً : تفاعلات الإحلال ( الإزاحة
والآن سوف تتعرف على أنواع تفاعلات كل نوع من الأنواع السابقة
أولاً : تفاعلات الاتحاد المباشر
: تفاعلات الإتحاد المباشر هي تفاعلات تحدث بين مادتين أو أكثر فتتحد لتكون مركب جديد ، وتنقسم تفاعلات الاتحاد المباشر إلى
أ - اتحاد عنصر مع عنصر
هنا يتحد عنصر مع عنصر آخر ليكونان مركب ، فمثلاً هنا وضعنا معادلة لتفاعل المغنسيوم مع الأكسجين
لكي نكتب المعادلة علينا اتباع التالي
أولاً : نكتب رمز العنصر الأول ثم نضع علامة الجمع ثم نكتب رمز العنصر الثاني
ثانياً : نرسم سهم باتجاه سير المعادلة ونضع فوقه شروط المعادلة من حرارة وكهرباء أو أي شيء آخر
ثالثاً : نكتب المركب بالاستعانة بالتكافؤات وتبديلها كما تعلمت في الدرس السابق
والآن لنطبق القاعدة
Mg + O2===>> MgO
المعادلة السابقة غير موزونة بمعنى أن عدد ذرات المواد الداخلة في التفاعل لاتساوي عدد ذرات المواد الناتجة من التفاعل
ولكي نجعل المعادلة موزونة علينا اتباع التالي
أولاً : نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
ثانياً : نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الداخلة في التفاعل ، و نشاهد عدد ذرات العنصر الثاني من المواد الناتجة من التفاعل ، ثم نقارنهما ، فإذا كانا متساويين نتركهما ، وإذا كانا غير متساويين نضع عدد الذرات قبل العنصر الأول من المواد الناتجة من التفاعل
والآن لنطبق هذه القاعدة على المعادلة السابقة
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، إذاً نترك هذا الرمز Mg في طرف المواد الداخلة في التفاعل تساوي عدد ذرات الرمز Mg عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الناتجة من التفاعل ، فنبدأ بالوزن O في طرف المواد الداخلة في التفاعل لا يساوي عدد ذرات الرمز O عدد ذرات الرمز
في طرف المواد الداخلة في التفاعل يساوي 2 إذاً نكتب العدد 2 قبل رمز العنصر الأول في المواد الناتجة من التفاعل O لأن الرمز
الموجودة في طرف المواد Mg الموجودة في طرف المواد الداخلة في التفاعل لايساوي عدد ذرات الرمز Mg الآن أصبح عدد ذرات الرمز
Mg أصبحت 2 في طرف المواد الناتجة في التفاعل ، فيجب علينا وضع العدد 2 قبل الرمز Mg الناتجة من التفاعل ، لأننا نجد أن عدد ذرات الرمز
الموجود في طرف المواد الداخلة في التفاعل
وفي النهاية تصبح المعادلة كالتالي
2Mg + O2 ===>> 2MgO
O2 = ملاحظة مهمة : أغلب الغازات تكتب جزيء به ذرتين في الصيغ الكيميائية مثال : الأكسجين

Mg = ملاحظة مهمة : أغلب الفلزات تكتب ذرة واحدة في الصيغ الكيميائية مثال : المغنسيوم
ب - اتحاد عنصر مع مركب
هنا يتحد العنصر مع المركب ليكونان مركب جديد ، وهنا وضعت معادلة لتفاعل أكسيد النيتريك مع أكسجين الهواء الجوي
المعادلة قبل الوزن
NO + O2===>> NO2
المعادلة بعد الوزن
2NO + O2 ===>> 2NO2
ج - اتحاد مركب مع مركب
- في اتحاد مركب مع مركب ينتج لنا مركب جديد كما في المعادلات التالية - الموزونة
اتحاد الماء مع العناصر اللافلزية لتكوين الأحماض
SO3 + H2O===>> H2SO4
اتحاد الماء مع العناصر الفلزية لتكوين القلويات
CaO + H2O ===>>Ca(OH)2
: معلومة إضافية مع تجربة بسيطة
تستطيع تمييز الأحماض عن القلويات باختبارها مستخدماً ورقتان تباع الشمس واحدة لونها زرقاء والأخرى حمراء ، فتضع المركب الأول على ورقة تباع الشمس الزرقاء ، فإذا أصبحت حمراء فهذا المركب من الأحماض ، ثم تضع المركب الثاني على ورقة تباع الشمس الحمراء ، فإذا أصبحت زرقاء فهذا المركب من القلويات إذا نستنتج أن الأحماض تحمر ورقة تباع الشمس الزرقاء ، والقلويات تزرق ورقة تباع الشمس الحمراء
لا يقتصر اتحاد المركبات على الأحماض والقواعد بل يمتد إلى العناصر الأخرى مثل المعادلة التالية
Na2O + H2O ===>> 2NaOH

التفاعلات النووية (1)

اذا حدث تفاعل لذرة عنصر معين ، ولم تلعب الالكترونات دوراً فيه ، وأدى هذا التفاعل إلى تغيير عدد
نيوكليونات النواة ، فإن هذا التفاعل يسمى تفاعلاً نووياً واذا تغيّر العدد الذري للعنصر خلال هذا التفاعل
ينتج عنصراً جديداً ، أما اذا تغيّر العدد الكتلي للعنصر فينتج نظيراً للعنصر الداخل في التفاعل وبذلك
يكون التفاعل النووي :
" هو التفاعل الذي يغيّر النواة " .

وقد يتم التفاعل النووي لعنصر معين بدون مؤثر خارجي وقد تحدثنا عن هذا النوع في الفصل السابق
والذي يسّمى "النشاط الاشعاعي الطبيعي " .
وقد نقوم نحن باستحداث مؤثرات خارجية وفي هذه الحالة يسمّى التفاعل باسم
" التفاعل النووي الاصطناعي " .

حاجز الجهد النووي : Nuclear Potential Barrier
لاحداث تفاعل نووي بين نواتين ، لابد من تقريبهما من بعضهما غلى مسافة يبدأ عندها تأثير النوى النووية ، ولذلك يتم تسريع احداهما لاكسابها طاقة حركية كافية تمكّنها من الاقتراب من النواة الأخرى والتغلب على قوى التنافر الكهرسكونية بينهما . فاذا قذف جسيم موجب الشحنة شحنة (القذفية) (ش1) باتجاه نواة ثقيلة (ش2) ، فان طاقة حركة الجسيم (ط ح) تتناقص تدريجياً نتيجة قوة التنافر بينه وبين النواة ، ولذلك تزداد طاقة الوضع (ط و) .

طو اذا ما أريد لهذا الجسيم أن يصل إلى جدار النواة ، فإنه ينبغي أن يمتلك طاقة

........

حيث نق : نصف قطر نواة الهدف

المحاليل

تعريف المحلول المنظّم : هي محاليل تتغيّر قيمة الرقم الهيدروجيني لها تغيراً طفيفاً عند
إضافة حمض أو قاعدة إليها بكميات قليلة.
(أي أنها تقاوم التغيرات في قيمة PH لها عند إضافة حمض أو قاعدة إليها ).
ممّ يتكوّن المحلول المنظّم : يتكوّن من :
1- ح مض ضعيف وقاعدته المرافقة (ملح الحمض)
أو
2- قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (ملح القاعدة)
أمثلة لمحاليل منظمّة :
(CH3COOH ،CH3COO-) (NH3 ، NH4Cl) (HCN ، NaCN)
(HNO2 ، KNO2) (H2CO3 ، NaHCO3) (HClO ،ClO-)
سؤال :
أي المحاليل التالية تصلح كمحلول منظّم :
(HNO3 ، KNO3) (KHSO4 ، H2SO4) (HClO4 ، KClO4)
(HCN ، NaCN) (NaHCO3 ، Na2CO3)
كيف يعمل المحلول المنظم ؟
لندرس أولاً محلولاً منظماً مكوّن من حمض ضعيف وقاعدته المرافقة (مِلْحُه الصوديومي أو البوتاسي)
مثال :
إذا كان لديك وعاء يحتوي حمض الإيثانويك وملح إيثانوات الصوديوم فهذا يعني أن لدينا محلولاً منظماً (من الحمض الضعيف وملحه).

المحلول المنظم
معادلة تأين الحمض: CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+I
معادلة تأين القاعدة: CH3COO-Na+ CH3COO- + Na+i
الحالة الأولى : دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم :
1- إضافة HCl يعني إضافة H+ وبالتالي زيادة تركيز +H3O في المحلول
فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لونشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار بتفاعل +H3O الزائدة
معCH3COO– .
3- نتيجة انزياح التفاعل (1) نحو اليسار سيزول تقريباً أثر الزيادة في تركيز
+H3O الناتجة من إضافة الحمض HCl وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.
الحالة الثانية : دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم :
1- إضافة قاعدة NaOH يعني إضافة OH- والتي تتفاعل مع +H3O في
المحلول فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتفكك المزيد من
CH3COOH فيتم تعويض النقص في +H3O فيبقى تركيزها ثابتاً تقريباً،
وبالتالي تبقى قيمة PH للمحلول ثابتة تقريباً.
والآن لندرس محلولاً منظماً مكوّن من قاعدة ضعيفة وحمضها المرافق (مِلحُه):
مثال : إذا كان لديك وعاء يحتوي على NH3 وملح NH4Cl. وهذا يعني أن لدينا
محلولاً منظماً (من القاعدة الضعيفة وملحه).
المحلول المنظم:
NH3 + H2O  NH4+ + OH-i
NH4Cl  NH4+ + Cl-I
الحالة الأولى: دراسة أثر إضافة حمض HCl إلى المحلول المنظم :
1- إضافة حمض HCl تعني إضافة H+ والتي ستتفاعل مع OH- فيختل الاتزان
في التفاعل (1).
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه، سينزاح التفاعل (1) نحو اليمين بتأين المزيد من NH3 ،
لتعويض النقص في OH- فيبقى تركيز OH- ثابتاً تقريباً وبالتالي قيمة PH
ثابتة تقريباً.
الحالة الثانية : دراسة أثر إضافة قاعدة NaOH إلى المحلول المنظم :
1- إضافة NaOH تعني إضافة OH- وهذا يعني زيادة في تركيز OH- في المحلول
فيختل الاتزان.
2- وفقاً لمبدأ لوتشاتلييه ، سينزاح التفاعل (1) نحو اليسار للتخلص من OH- الزائدة
من إضافة القاعدة. وبالتالي تبقى قيمة PH ثابتة تقريباً.

ملحوظة من المثالين السابقين :
1- أن المحلول المنظم يتكوّن من حمض ضعيف وملحه أو قاعدة ضعيفة وملحها.
2- المحلول المنظم يقاوم التغير في قيمة PH عند إضافة حمض أو قاعدة لهذا
المحلول بكميات قليلة
أهمية المحلول المنظم :
يتطلب الكثير من العمليات الكيمائية والحيوية أن لا تتغير قيمة PH لوسط التفاعل كثيراً.
بل تبقى قريبة من قيمة معينة. ومثال ذلك أن الدم في جسم الإنسان لا يمكن أن يقوم
بوظيفة نقل الأكسجين إلى الخلايا إلاّ أن تكون قيمة PHه = ه7.4 وللمحاليل المنظمة
أهمية فمثلاً :
أ- أن الأنزيمات تحتاج لوسط تكون فيه قيمة PH ثابتة تقريباً لتعمل بنشاط.
ب- معالجة التربة لنمو المحاصيل المختلفة.

سؤال :
ما الآثار الناجمة عن تَغيّر قيمة PH لدم الإنسان من (7.4) إلى (7. أو نقصانها إلى
(7).

والآن لا بد وأن نعرف عمل المحاليل المنظمة بصورة كميّة (حسابياً).
مثال :
احسب قيمة PH لكل مما يلي :
1- محلول منظم مكوّن من حمض الميثانويك HCOOH تركيز (0.5 مول/لتر) وميثانوات الصوديوم HCOONa تركيزه (0.7 مول/لتر). علماً بأن Ka HCOOH ه= ه1.7 × 10-4
2- كم تصبح قيمة PH للمحلول السابق عند إضافة 0.1 مول من HCl إلى لتر واحد منه ؟
جواب :
1- لحساب قيمة PH للمحلول المنظم :
HCOOH + H2O D H3O+ +HCOO -I
ه0.5 صفر صفر :بداية التفاعل
س - س + س + :مقدار التغير
( ه0.5 - س ) س س :عند الاتزان

HCOONa  Na+ + HCOO-I
ه0.7 صفر صفر
بداية التفاعل
صفر ه0.7 ه0.7 :مقدار التغير

والآن نأخذ بعين الاعتبار :
ه0.5 + س = [HCOO H]
8 تهمل لصغرها فيصبح التركيز تقريباً 0.5 مول / لتر
[H3O+] = س ومصدره ما تفكك من الحمض.
[-HCOOH] = ه 0.7 + س
8 تهمل لصغرها لأن مصدرها الحمض الضعيف فيصبح
التركيز تقريباً 0.7 مول / لتر
وبالتعويض في Ka:

س = [ H3O+i] = ه 1.2 × 10-4 مول / لتر
إذاً قيمة PH = - لو [ H3O+i] ه= - لو 1.2 × 10-4 = 3.85
وهذه هي قيمة PH للمحلول المنظم قبل إضافة الحمض HCl.