الكيمياء (عالي)
البنية 3: الفلزات الانتقالية (عالي) — البنية 3 HL
- 1.
اكتب التهيئة الإلكترونية الكاملة لذرة الكروم، واشرح لماذا هي 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ وليست 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s² التي يتنبأ بها ترتيب أوفباو البسيط.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اكتب التهيئة الإلكترونية الكاملة لذرة الكروم، واشرح لماذا هي 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ وليست 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s² التي يتنبأ بها ترتيب أوفباو البسيط.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحديد التهيئة الإلكترونية الصحيحة: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 3.
لذرة الحديد تهيئة إلكترونية [Ar]3d⁶4s². اكتب التهيئة الإلكترونية لأيون Fe³⁺، وحدد عدد الإلكترونات غير المزدوجة فيه.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لذرة الحديد تهيئة إلكترونية [Ar]3d⁶4s². اكتب التهيئة الإلكترونية لأيون Fe³⁺، وحدد عدد الإلكترونات غير المزدوجة فيه.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الإلكترونات تُزال من المستوى الفرعي 4s قبل المستوى الفرعي 3d عند تكوين كاتيون فلز انتقالي.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 5.
اشرح لماذا لا يُصنَّف الزنك فلزاً انتقالياً، رغم كونه عنصراً من عناصر الفئة d، بينما يُستبعد السكانديوم أيضاً رغم كونه عنصر فئة d كذلك.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا لا يُصنَّف الزنك فلزاً انتقالياً، رغم كونه عنصراً من عناصر الفئة d، بينما يُستبعد السكانديوم أيضاً رغم كونه عنصر فئة d كذلك.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر التعريف: يجب أن يُكوّن الفلز الانتقالي أيوناً مستقراً واحداً على الأقل بمستوى فرعي d جزئي الامتلاء.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 7.
اشرح لماذا تُظهر الفلزات الانتقالية حالات أكسدة متغيرة بشكل شائع، بخلاف معظم فلزات المجموعة الرئيسية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا تُظهر الفلزات الانتقالية حالات أكسدة متغيرة بشكل شائع، بخلاف معظم فلزات المجموعة الرئيسية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن المستويين الفرعيين 3d وَ4s للفلزات الانتقالية لهما طاقتان متقاربتان.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 9.
عرّف مصطلح 'الليجند'، وحدد العدد التناسقي للنحاس في الأيون المعقد [Cu(H₂O)₆]²⁺.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عرّف مصطلح 'الليجند'، وحدد العدد التناسقي للنحاس في الأيون المعقد [Cu(H₂O)₆]²⁺.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تعريف الليجند بأنه جزيء أو أيون يمنح زوجاً إلكترونياً حراً لأيون فلزي مركزي، مكوّناً رابطة تناسقية (تساهمية مانحة).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 11.
اشرح، من حيث انقسام مدارات d، لماذا تكون محاليل الأيونات المعقدة للفلزات الانتقالية، مثل [Cu(H₂O)₆]²⁺، ملونة عادة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، من حيث انقسام مدارات d، لماذا تكون محاليل الأيونات المعقدة للفلزات الانتقالية، مثل [Cu(H₂O)₆]²⁺، ملونة عادة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه في أيون فلز انتقالي حر، تكون مدارات d الخمسة متآصلة (متساوية الطاقة).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 13.
اشرح لماذا يكون أيون Zn²⁺ ومعقداته عديمة اللون، بخلاف معظم أيونات الفلزات الانتقالية الأخرى.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا يكون أيون Zn²⁺ ومعقداته عديمة اللون، بخلاف معظم أيونات الفلزات الانتقالية الأخرى.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن لـZn²⁺ تهيئة إلكترونية 3d¹⁰، مستوى فرعي d ممتلئ تماماً.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 15.
عند إضافة محلول زائد من الأمونيا إلى محلول [Cu(H₂O)₆]²⁺ (أزرق فاتح)، يحدث تفاعل إحلال ليجند، مكوناً [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ (أزرق داكن). اكتب معادلة هذا التفاعل، واشرح لماذا يُلاحَظ تغير في اللون.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عند إضافة محلول زائد من الأمونيا إلى محلول [Cu(H₂O)₆]²⁺ (أزرق فاتح)، يحدث تفاعل إحلال ليجند، مكوناً [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ (أزرق داكن). اكتب معادلة هذا التفاعل، واشرح لماذا يُلاحَظ تغير في اللون.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «كتابة المعادلة: [Cu(H₂O)₆]²⁺ + 4NH₃ ⇌ [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ + 4H₂O.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 17.
اشرح، بالإشارة إلى حالات الأكسدة المتغيرة، كيف يمكن لأيون فلز انتقالي مثل Fe²⁺/Fe³⁺ أن يعمل كحفاز متجانس في تفاعل أكسدة واختزال بين نوعين قد يتفاعلان ببطء شديد لولا ذلك.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، بالإشارة إلى حالات الأكسدة المتغيرة، كيف يمكن لأيون فلز انتقالي مثل Fe²⁺/Fe³⁺ أن يعمل كحفاز متجانس في تفاعل أكسدة واختزال بين نوعين قد يتفاعلان ببطء شديد لولا ذلك.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن أيون الفلز الانتقالي يوفر مساراً تفاعلياً بديلاً بطاقة تنشيط أقل من التفاعل المباشر غير المحفز.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 19.
حدد حالة أكسدة الكوبالت في الأيون المعقد [Co(NH₃)₅Cl]²⁺.
[4 درجة] - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد حالة أكسدة الكوبالت في الأيون المعقد [Co(NH₃)₅Cl]²⁺.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الأمونيا NH₃ ليجند متعادل، يُسهم بـ0 في الشحنة الكلية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] - 21.
اشرح لماذا يمكن لنفس أيون الفلز الانتقالي، مثل Fe²⁺، أن يُكوّن معقدات بألوان مختلفة حسب الليجند المرتبط، بالإشارة إلى السلسلة الطيفية الكيميائية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا يمكن لنفس أيون الفلز الانتقالي، مثل Fe²⁺، أن يُكوّن معقدات بألوان مختلفة حسب الليجند المرتبط، بالإشارة إلى السلسلة الطيفية الكيميائية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الليجندات المختلفة تُنتج قوى مختلفة من انقسام المجال البلوري، كما يُرتبها السلسلة الطيفية الكيميائية.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 23.
حدد شكل الأيون المعقد [CuCl₄]²⁻، واشرح لماذا يتخذ شكلاً مختلفاً عن [Cu(H₂O)₆]²⁺ السداسي التناسق.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد شكل الأيون المعقد [CuCl₄]²⁻، واشرح لماذا يتخذ شكلاً مختلفاً عن [Cu(H₂O)₆]²⁺ السداسي التناسق.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحديد أن لـ[CuCl₄]²⁻ شكلاً رباعي السطوح.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 25.
يوجد المعقد المربع المستوي [Pt(NH₃)₂Cl₂] في صورتي تماكب هندسي متمايزتين، سيس وترانس. صف الفرق بين ترتيبي سيس وترانس.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يوجد المعقد المربع المستوي [Pt(NH₃)₂Cl₂] في صورتي تماكب هندسي متمايزتين، سيس وترانس. صف الفرق بين ترتيبي سيس وترانس.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «وصف متماكب سيس بأن له الليجندين المتطابقين (مجموعتي NH₃، أو بشكل مكافئ ليجندي Cl) متجاورين، بزاوية 90° بينهما.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 27.
يمكن للمعقد الثماني السطوح [Ni(en)₃]²⁺ (حيث 'en' ليجند ثنائي السن إيثيلين ثنائي الأمين) أن يوجد في صورتي خيال معدني غير متطابقتين. اشرح لماذا هذا المعقد كيرالي (نشط ضوئياً).
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يمكن للمعقد الثماني السطوح [Ni(en)₃]²⁺ (حيث 'en' ليجند ثنائي السن إيثيلين ثنائي الأمين) أن يوجد في صورتي خيال معدني غير متطابقتين. اشرح لماذا هذا المعقد كيرالي (نشط ضوئياً).» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن المعقد لا يمتلك مستوى تناظر، بسبب الطريقة التي تلتف بها الليجندات الثلاثة ثنائية السن حول الأيون الفلزي المركزي بترتيب يشبه المروحة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 29.
اذكر الاسم المنهجي (IUPAC) للأيون المعقد [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اذكر الاسم المنهجي (IUPAC) للأيون المعقد [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تسمية ليجندات الأمونيا باستخدام البادئة 'تتراأمين' (4 ليجندات أمونيا).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 31.
حدد عدد الإلكترونات غير المزدوجة في أيون Fe³⁺ ([Ar]3d⁵)، واشرح كيف يرتبط ذلك بالسلوك المغناطيسي لمركباته.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 32.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد عدد الإلكترونات غير المزدوجة في أيون Fe³⁺ ([Ar]3d⁵)، واشرح كيف يرتبط ذلك بالسلوك المغناطيسي لمركباته.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه وفق قاعدة هوند، تشغل الإلكترونات الخمسة في تهيئة 3d⁵ جميع مدارات d الخمسة منفردة قبل حدوث أي اقتران، ما يعطي 5 إلكترونات غير مزدوجة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 2 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[2 درجة] · بدون آلة حاسبة - 33.
صف الاتجاه العام لطاقة التأين الأولى عبر الصف الأول من الفلزات الانتقالية (من Sc إلى Zn)، واشرح لماذا هذا الاتجاه أقل وضوحاً بكثير من الاتجاه عبر دورة مجموعة رئيسية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 34.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «صف الاتجاه العام لطاقة التأين الأولى عبر الصف الأول من الفلزات الانتقالية (من Sc إلى Zn)، واشرح لماذا هذا الاتجاه أقل وضوحاً بكثير من الاتجاه عبر دورة مجموعة رئيسية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «وصف الاتجاه العام بزيادة صغيرة نسبياً وغير منتظمة إلى حد ما في طاقة التأين الأولى من Sc إلى Zn، بدلاً من زيادة كبيرة وثابتة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة