الكيمياء
البنية الذرية والدورية
- 1.
ذرة عددها الذري 17 وعددها الكتلي 37. حدّد أعداد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات عندما تكوّن أيوناً سالباً أحادي الشحنة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- يعدّ العدد الذري البروتونات؛ اطرحه من العدد الكتلي للنيوترونات. الشحنة السالبة تعني إلكتروناً إضافياً لا بروتوناً إضافياً.
نقاط التصحيح
- 17 بروتوناً.
- 20 نيوتروناً.
- 18 إلكتروناً.
ملاحظة الفاحص: تكوين الأيون يغيّر الإلكترونات لا النواة.
- 2.
اكتب التوزيع الإلكتروني الكامل لذرة صوديوم في الحالة الأرضية واشرح أي إلكترون يُنزع أولاً.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- املأ المدارات بترتيب الطاقة التصاعدي. إلكترون 3s الخارجي أبعد وأكثر حجباً، ونزعه يترك الغلاف الثاني ممتلئاً.
نقاط التصحيح
- 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1.
- يُنزع إلكترون 3s.
- يقع في الغلاف الخارجي وجذبه أضعف من الإلكترونات الداخلية.
ملاحظة الفاحص: لا تكتفِ بعدد إلكترونات الأغلفة عند طلب توزيع مداري كامل.
- 3.
لعنصر نظيران كتلتهما 24 (75%) و26 (25%). احسب كتلته الذرية النسبية واشرح لماذا لا تمثل عدداً كتلياً.
[3 درجة]شرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- اضرب كتلة كل نظير في وفرته الكسرية: 24(0.75) + 26(0.25) = 24.5. الأعداد الكتلية المفردة صحيحة، أما المتوسط فلا يلزم أن يكون صحيحاً.
نقاط التصحيح
- استخدم المتوسط المرجح بالوفرة.
- الكتلة الذرية النسبية = 24.5.
- تمثل متوسط خليط لا عدد النوكليونات في ذرة واحدة.
ملاحظة الفاحص: الكتلة الذرية النسبية بلا وحدة؛ لا تضف الغرامات.
- 4.
اشرح لماذا طاقة التأين الأولى للألومنيوم أقل من المغنيسيوم رغم امتلاك الألومنيوم بروتونات أكثر.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- قارن المدار الذي يفقد الإلكترون لا عدد البروتونات فقط. يبدأ الألومنيوم مستوى فرعياً جديداً يسهل نزع إلكترونه مقارنة بإلكترون 3s للمغنيسيوم.
نقاط التصحيح
- يفقد المغنيسيوم إلكترون 3s والألومنيوم إلكترون 3p.
- المستوى الفرعي 3p أعلى طاقة.
- إلكترون 3p أكثر حجباً وأقل اختراقاً، ويتغلب ذلك على زيادة الشحنة النووية.
ملاحظة الفاحص: المستوى الفرعي الجديد ليس غلافاً رئيسياً جديداً.
- 5.
طاقات التأين المتتالية 590 و1150 و4940 و6480 kJ mol^-1. استنتج عدد إلكترونات التكافؤ لعنصر من المجموعات الرئيسية واشرح لماذا القفزة دليل وليست تحديداً دقيقاً للعنصر.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- بعد نزع الزوج الخارجي يتطلب نزع إلكترون داخلي طاقة أكبر بكثير. تشترك عدة عناصر من المجموعة 2 في النمط النوعي نفسه، ولذلك يلزم دليل إضافي لتحديد الهوية.
نقاط التصحيح
- القفزة الكبيرة بين نزع الإلكترونين الثاني والثالث.
- يوجد إلكترونا تكافؤ.
- يأتي الإلكترون الثالث من غلاف داخلي ذي جذب أقوى.
- يشير النمط إلى المجموعة 2 لكنه لا يحدد وحده الدورة أو العنصر بشكل فريد.
ملاحظة الفاحص: حدّد موضع القفزة قبل تعيين المجموعة؛ لا تعدّ الإلكترون عالي الطاقة إلكترون تكافؤ.
- 6.
توقع أصغر نصف قطر بين O^2- وF^- وNa^+، واشرح الترتيب باستخدام البنية الإلكترونية لا الشحنة وحدها.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبةشرح الإجابة
الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.
- هذه مقارنة بين أنواع متساوية الإلكترونات: الأغلفة المشغولة واحدة. زيادة الشحنة النووية تجذب السحابة الإلكترونية المشتركة للداخل، فيكون أيون الصوديوم الأصغر.
نقاط التصحيح
- للأيونات الثلاثة توزيع إلكتروني مماثل للنيون.
- تزداد الشحنة النووية من O إلى F إلى Na.
- مع حجب متقارب يزداد الجذب بزيادة البروتونات.
- ترتيب أنصاف الأقطار: O^2- > F^- > Na^+؛ الأصغر Na^+.
ملاحظة الفاحص: أثبت تساوي التوزيعات الإلكترونية قبل استخدام حجة الشحنة النووية.
نقاط التصحيح استرشادية وليست سلم تصحيح رسمي. تُقبل الطرق الصحيحة المكافئة والتفسيرات المدعومة التي تجيب عن المطلوب؛ امنح كل درجة مرة واحدة دون اشتراط مطابقة كلمات الإجابة النموذجية.