100 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 95: كم مرة يساوي قطر الذرة قطر نواتها؟ وإذا عرفت أن معظم كتلة الذرة يتركز في نواتها، فماذا يمكنك أن تستنتج عن كثافة النواة؟

الإجابة: أكثر من $10^4$ مرة. كثافة النواة عالية جداً.

سؤال 96: هل شحنة النواة موجبة أم سالبة أم متعادلة؟ وما شحنة الذرة؟

الإجابة: موجبة، متعادلة.

سؤال 97: لماذا انحرفت الإلكترونات في أنبوب أشعة المهبط تحت تأثير المجال الكهربائي؟

الإجابة: لأنها جسيمات مشحونة سالبة تتأثر بالمجال الكهربائي.

سؤال 98: ما مساهمة العالم هنري موزيلي في فهمنا الحديث للذرة؟

الإجابة: أثبت أن العدد الذري (البروتونات) هو الذي يحدد هوية العنصر.

سؤال 99: ما العدد الكتلي للبوتاسيوم-39؟ وما رمز هذا النظير؟

الإجابة: العدد الكتلي 39. الرمز: $ ext{K}^{39}_{19}$

سؤال 100: البورون-10، والبورون-11 نظيران موجودان في الطبيعة. فإذا كانت الكتلة الذرية للبورون 10.81amu، فأي نظير له أعلى نسبة وجود؟

الإجابة: البورون-11، لأن كتلته الذرية أقرب إلى 11.

سؤال 101: أشباه الموصلات الموجودة في الطبيعة: هي السيليكون-28، والسيليكون-29، والسيليكون-30. اكتب رمز كل منها.

الإجابة: $ ext{Si}^{28}_{14}$، $ ext{Si}^{29}_{14}$، $ ext{Si}^{30}_{14}$

سؤال 102: استعن بالجدول 3-9 الآتي لحساب الكتلة الذرية للتي تanium.

الإجابة: الكتلة الذرية = 47.88 amu (تقريباً)

سؤال 103: كيف تم استعمال الطرائق العلمية لتحديد نموذج الذرة؟ لماذا اعتبر النموذج نظرية؟

الإجابة: استخدمت الطرائق العلمية لتحديد نموذج الذرة من خلال الملاحظة والتجريب والنتائج، وهو نظرية لأنه تفسير للظواهر.

سؤال 104: ناقش طرائق التجربة التي أدت إلى خلاف حول نموذج طومسون للذرة؟ وضح إجابتك.

الإجابة: تجربة رذرفورد التي أدت إلى خلاف حول نموذج طومسون للذرة، حيث أظهرت أن الذرة معظمها فراغ وأن النواة صغيرة وكثيفة وموجبة الشحنة.

سؤال 105: طبق أيهما أكبر: عدد المركبات أم عدد العناصر، وعدد العناصر أم عدد النظائر؟ فسر إجابتك.

الإجابة: عدد المركبات أكبر من عدد العناصر، وعدد العناصر أكبر من عدد النظائر. لأن المركبات تتكون من عناصر مختلفة، والعناصر لها نظائر متعددة.

سؤال 106: حلل لعنصر ثلاثة نظائر في الطبيعة. ما المعلومات الأخرى التي يجب عليك معرفتها لكي تحسب الكتلة الذرية للعنصر؟

الإجابة: الكتلة الذرية لكل نظير ونسبة وجوده.

سؤال 107: طبق إذا كان معظم حجم الذرة فراغاً فاشرح لماذا لا يمكنك تمرير يدك خلال جسم صلب؟

الإجابة: لا يمكنك تمرير يدك خلال جسم صلب لأن الذرات متراصة بإحكام، والقوى الكهرومغناطيسية بين الإلكترونات تمنع التداخل.

سؤال 108: صمم ارسم نموذجاً حديثاً للذرة، وحدد مكان كل نوع من الجسيمات الذرية المكونة للذرة.

الإجابة: نموذج حديث للذرة: نواة مركزية (بروتونات ونيوترونات) وإلكترونات تدور حولها في مستويات طاقة محددة.

سؤال 109: طبق للإند يوم In نظيران في الطبيعة وكتلته الذرية 114.818 amu. والإنديوم-113 كتلته الذرية 112.904 amu، ونسبة وجوده 4.3%. ما كتلة النظير الآخر للإنديوم؟

الإجابة: الكتلة الذرية للنظير الآخر للإنديوم = 114.904 amu. نسبة وجوده 95.7%. $114.818 = (112.904 imes 0.043) + (x imes 0.957) \implies x = 114.904$

سؤال 110: للماغنسيوم بالنسب الآتية: 24-Mg (نسبة وجوده 79%)، و 25-Mg (نسبة وجوده 10%)، و 26-Mg (نسبة وجوده 11%)، فإذا حلل حلل زميلك معدناً مختلفاً يحتوي على على المغنيسيوم فهل تتوقع أن يحتوي على النسبة نفسها من جميع النظائر؟ فسر إجابتك.

الإجابة: لا، لأن نسبة النظائر في الطبيعة ثابتة لعنصر معين، ولكنها قد تختلف في المعادن المختلفة بسبب العمليات الجيولوجية.

سؤال 111: الإشعاع حدد نوعي الإشعاع المبينين في الشكل 3-24 أدناه فسر إجابتك.

الإجابة: أ: إشعاع ألفا (موجب)، ب: إشعاع بيتا (سالب)، ج: إشعاع جاما (متعادل).

هل شحنة النواة موجبة أم سالبة أم متعادلة؟ وما شحنة الذرة؟

• أ) شحنة النواة سالبة، وشحنة الذرة متعادلة.
• ب) شحنة النواة موجبة، وشحنة الذرة موجبة.
• ج) شحنة النواة موجبة، وشحنة الذرة متعادلة.
• د) شحنة النواة متعادلة، وشحنة الذرة متعادلة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: شحنة النواة موجبة، وشحنة الذرة متعادلة.

الشرح: ١. النواة تحتوي على بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة. ٢. الذرة تحتوي على إلكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة. ٣. عدد البروتونات الموجبة = عدد الإلكترونات السالبة في الذرة المتعادلة. ٤. لذلك شحنة النواة موجبة، وشحنة الذرة الكلية متعادلة.

تلميح: تذكر مكونات النواة (البروتونات والنيوترونات) ومكونات الذرة (الإلكترونات).

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

كم مرة يساوي قطر الذرة قطر نواتها؟

• أ) حوالي 100 مرة
• ب) حوالي 1,000 مرة
• ج) حوالي 100,000 مرة
• د) حوالي 10,000,000 مرة

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: حوالي 100,000 مرة

الشرح: ١. قطر الذرة يتراوح بين 0.1 إلى 0.5 نانومتر. ٢. قطر النواة يتراوح بين 1 إلى 10 فيمتومتر (10^-15 م). ٣. النسبة = (10^-10 م) / (10^-15 م) = 10^5 = 100,000 مرة تقريباً.

تلميح: تذكر أن النواة صغيرة جداً مقارنة بحجم الذرة الكلي.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

لعنصر ثلاثة نظائر في الطبيعة. ما المعلومات الأخرى التي يجب عليك معرفتها لكي تحسب الكتلة الذرية للعنصر؟

• أ) العدد الذري والعدد الكتلي لكل نظير
• ب) كتلة كل نظير (amu) ونسبة وجوده (%)
• ج) شحنة كل نظير وطاقته
• د) رمز العنصر وعدد إلكتروناته

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: كتلة كل نظير (amu) ونسبة وجوده (%)

الشرح: ١. لحساب الكتلة الذرية المتوسطة لعنصر، نستخدم الصيغة: الكتلة الذرية = Σ (كتلة النظير × نسبة وجوده). ٢. لذلك، نحتاج معرفة: - الكتلة الذرية لكل نظير من الثلاثة (بوحدة amu). - النسبة المئوية لوجود كل نظير في الطبيعة.

تلميح: الكتلة الذرية هي متوسط مرجح لكتل النظائر.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما العدد الكتلي للبوتاسيوم-39؟ وما رمز هذا النظير؟

• أ) العدد الكتلي = 19، الرمز = ¹⁹K
• ب) العدد الكتلي = 39، الرمز = ³⁹K أو K-39
• ج) العدد الكتلي = 40، الرمز = K-40
• د) العدد الكتلي = 39، الرمز = P-39

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: العدد الكتلي = 39، الرمز = ³⁹K أو K-39

الشرح: ١. العدد الكتلي يُكتب كرقم علوي أعلى يسار رمز العنصر. ٢. البوتاسيوم-39 يعني أن العدد الكتلي = 39. ٣. رمز البوتاسيوم هو K. ٤. رمز النظير هو ³⁹K أو يُكتب K-39.

تلميح: العدد الكتلي هو مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

البورون-10، والبورون-11 نظيران موجودان في الطبيعة. فإذا كانت الكتلة الذرية للبورون 10.81 amu، فأي نظير له أعلى نسبة وجود؟

• أ) البورون-10
• ب) البورون-11
• ج) نسبة الوجود متساوية
• د) لا يمكن تحديده من المعلومات المعطاة

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: البورون-11

الشرح: ١. الكتلة الذرية المتوسطة (10.81 amu) هي متوسط مرجح لكتل النظيرين. ٢. كتلة B-10 = 10 amu، وكتلة B-11 = 11 amu. ٣. بما أن 10.81 أقرب إلى 11 منها إلى 10. ٤. إذن النظير B-11 له نسبة وجود أعلى.

تلميح: الكتلة الذرية المتوسطة أقرب إلى كتلة النظير الأكثر وفرة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

أشباه الموصلات الموجودة في الطبيعة: هي السيليكون-28، والسيليكون-29، والسيليكون-30. اكتب رمز كل منها.

• أ) S-28، S-29، S-30
• ب) ²⁸Si، ²⁹Si، ³⁰Si
• ج) Si28، Si29، Si30
• د) ²⁸Se، ²⁹Se، ³⁰Se

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ²⁸Si، ²⁹Si، ³⁰Si

الشرح: ١. رمز عنصر السيليكون هو Si. ٢. العدد الكتلي يُكتب كرقم علوي أعلى يسار رمز العنصر. ٣. رمز Si-28 هو ²⁸Si. ٤. رمز Si-29 هو ²⁹Si. ٥. رمز Si-30 هو ³⁰Si.

تلميح: رمز السيليكون هو Si، ويُكتب العدد الكتلي كرقم علوي أعلى يساره.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

طبق للإنديوم In نظيران في الطبيعة وكتلته الذرية 114.818 amu. والإنديوم-113 كتلته الذرية 112.904 amu، ونسبة وجوده 4.3%. ما كتلة النظير الآخر للإنديوم؟

• أ) 115.000 amu
• ب) 114.904 amu (تقريباً)
• ج) 113.904 amu
• د) 112.818 amu

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 114.904 amu (تقريباً)

الشرح: ١. نسبة وجود النظير الآخر = 100% - 4.3% = 95.7%. ٢. لنفرض أن كتلته = م. ٣. المعادلة: (112.904 × 0.043) + (م × 0.957) = 114.818. ٤. احسب: 4.854872 + 0.957م = 114.818. ٥. إذن: 0.957م = 109.963128. ٦. م ≈ 114.904 amu.

تلميح: استخدم قانون حساب الكتلة الذرية المتوسطة: (كتلة1 × نسبة1) + (كتلة2 × نسبة2) = الكتلة المتوسطة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

لماذا انحرفت الإلكترونات في أنبوب أشعة المهبط تحت تأثير المجال الكهربائي؟

• أ) لأن الإلكترونات عديمة الكتلة.
• ب) لأن الإلكترونات تحمل شحنة كهربائية سالبة.
• ج) لأن الإلكترونات تتحرك بسرعة الضوء.
• د) لأن الإلكترونات تتفاعل مع الضوء داخل الأنبوب.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن الإلكترونات تحمل شحنة كهربائية سالبة.

الشرح: ١. الإلكترونات جسيمات ذات شحنة كهربائية سالبة. ٢. في المجال الكهربائي، تتعرض الجسيمات المشحونة لقوة كهربائية. ٣. الشحنات السالبة تنجذب نحو الطرف الموجب للمجال وتتنافر عن الطرف السالب. ٤. هذا التجاذب/التنافر هو سبب انحراف مسار الإلكترونات.

تلميح: تذكر قانون التجاذب والتنافر بين الشحنات الكهربائية.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما مساهمة العالم هنري موزيلي في فهمنا الحديث للذرة؟

• أ) اكتشف الإلكترون باستخدام أنبوب أشعة المهبط.
• ب) اقترح نموذج الذرة كنواة موجبة وإلكترونات تدور حولها.
• ج) ربط العدد الذري للعنصر بشحنة النواة الموجبة (عدد البروتونات).
• د) حسب الكتلة الذرية للعناصر بدقة باستخدام المطياف الكتلي.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ربط العدد الذري للعنصر بشحنة النواة الموجبة (عدد البروتونات).

الشرح: ١. قبل موزيلي، كان ترتيب العناصر في الجدول الدوري يعتمد على الكتلة الذرية، مما سبب مشاكل في الترتيب. ٢. اكتشف موزيلي علاقة بين تردد أشعة X المنبعثة من العنصر وعدده الذري. ٣. استنتج أن العدد الذري يمثل شحنة النواة الموجبة (عدد البروتونات). ٤. هذا الاكتشاف أدى إلى ترتيب العناصر في الجدول الدوري الحديث بناءً على العدد الذري.

تلميح: تذكر أن ترتيب العناصر في الجدول الدوري كان يعتمد على الكتلة الذرية قبل موزيلي.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: متوسط

كيف تم استعمال الطرائق العلمية لتحديد نموذج الذرة؟ لماذا اعتبر النموذج نظرية؟

• أ) تم تحديده من خلال تجربة واحدة فقط. وهو نظرية لأنه حقيقة مطلقة لا تتغير.
• ب) تم تحديده عبر تجارب متتالية أدت إلى تحسين النموذج. وهو نظرية لأنه يفسر الملاحظات التجريبية ويقبل التعديل.
• ج) تم تحديده من خلال حسابات رياضية بحتة. وهو نظرية لأنه غير مثبت تجريبياً.
• د) تم تحديده من خلال الملاحظة المباشرة للذرة. وهو نظرية لأنه تخمين علمي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تم تحديده عبر تجارب متتالية أدت إلى تحسين النموذج. وهو نظرية لأنه يفسر الملاحظات التجريبية ويقبل التعديل.

الشرح: ١. الطرائق العلمية: الملاحظة، الفرضية، التجربة، الاستنتاج. ٢. تجارب مثل أنبوب أشعة المهبط (طومسون) ونثر جسيمات ألفا (رذرفورد) قدمت أدلة. ٣. النماذج تطورت من كرة مصمتة إلى نموذج نواة وإلكترونات. ٤. النموذج الذري يعتبر نظرية علمية لأنه: - يفسر مجموعة واسعة من الظواهر. - مبني على أدلة تجريبية. - قابل للتعديل والتحسين مع ظهور أدلة جديدة.

تلميح: تذكر أن النظريات العلمية قابلة للتعديل مع ظهور أدلة جديدة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

استعن بالجدول 3-9 لحساب الكتلة الذرية للتي تانيوم (Ti). إذا كانت النسب والكتل الذرية للنظائر كما يلي: Ti-46 (45.953 amu, 8.00%)، Ti-47 (46.952 amu, 7.30%)، Ti-48 (47.948 amu, 73.80%)، Ti-49 (48.948 amu, 5.50%)، Ti-50 (49.945 amu, 5.40%)، فما الكتلة الذرية المحسوبة؟

• أ) 46.95 amu
• ب) 47.88 amu
• ج) 48.50 amu
• د) 47.50 amu

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 47.88 amu

الشرح: ١. حوّل النسب المئوية إلى كسور عشرية: 8.00% = 0.0800، 7.30% = 0.0730، 73.80% = 0.7380، 5.50% = 0.0550، 5.40% = 0.0540. ٢. اضرب كل كتلة في كسر وجودها: (45.953 × 0.0800) = 3.67624، (46.952 × 0.0730) = 3.427496، (47.948 × 0.7380) = 35.385624، (48.948 × 0.0550) = 2.69214، (49.945 × 0.0540) = 2.69703. ٣. اجمع النواتج: 3.67624 + 3.427496 + 35.385624 + 2.69214 + 2.69703 = 47.87853 amu. ٤. النتيجة بعد التقريب إلى منزلتين عشريتين: 47.88 amu.

تلميح: الكتلة الذرية هي المتوسط المرجح لكتل النظائر، حيث يتم ضرب الكتلة الذرية لكل نظير في نسبة وجوده (كنسبة مئوية مقسمة على 100) ثم جمع النواتج.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

طبق أيهما أكبر: عدد المركبات أم عدد العناصر، وعدد العناصر أم عدد النظائر؟

• أ) عدد العناصر أكبر من عدد المركبات، وعدد العناصر أكبر من عدد النظائر.
• ب) عدد المركبات أكبر من عدد العناصر، وعدد العناصر أكبر من عدد النظائر.
• ج) عدد المركبات أكبر من عدد العناصر، وعدد النظائر أكبر من عدد العناصر.
• د) عدد العناصر أكبر من عدد المركبات، وعدد النظائر أكبر من عدد العناصر.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عدد المركبات أكبر من عدد العناصر، وعدد النظائر أكبر من عدد العناصر.

الشرح: ١. عدد العناصر المعروفة محدود (حوالي 118 عنصراً). ٢. المركبات تتكون من اتحاد هذه العناصر بطرق مختلفة، مما ينتج عدداً هائلاً وغير محدود عملياً من المركبات. إذن: عدد المركبات > عدد العناصر. ٣. لكل عنصر عادة عدة نظائر (مستقرة ومشعة). إذن: إجمالي عدد النظائر المعروفة > عدد العناصر. ٤. الإجابة: عدد المركبات أكبر من عدد العناصر، وعدد النظائر أكبر من عدد العناصر.

تلميح: تذكر أن العناصر هي اللبنات الأساسية، والمركبات تتكون من اتحاد عنصرين أو أكثر، والنظائر هي ذرات لنفس العنصر تختلف في عدد النيوترونات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا كان معظم حجم الذرة فراغاً، فاشرح لماذا لا يمكنك تمرير يدك خلال جسم صلب؟

• أ) لأن النواة موجبة الشحنة وتجذب اليد بقوة.
• ب) بسبب القوى الكهربائية التنافرية القوية بين الإلكترونات الخارجية للذرات المتجاورة في المادة الصلبة.
• ج) لأن الذرات في الأجسام الصلبة متراصة بدون أي فراغ بينها.
• د) بسبب الجاذبية الأرضية التي تضغط الأجسام معاً.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: بسبب القوى الكهربائية التنافرية القوية بين الإلكترونات الخارجية للذرات المتجاورة في المادة الصلبة.

الشرح: ١. صحيح أن النواة والإلكترونات تشغل حيزاً صغيراً جداً من حجم الذرة، والباقي فراغ. ٢. ومع ذلك، تحتوي الذرات على إلكترونات سالبة الشحنة في مداراتها الخارجية. ٣. عندما تقترب الذرات من بعضها (كما في المادة الصلبة)، تتنافر الإلكترونات السالبة لذرة ما مع الإلكترونات السالبة للذرات المجاورة. ٤. هذه القوى الكهربائية التنافرية قوية جداً وتمنع الأجسام من اختراق بعضها، مما يعطي المادة الصلبة صلابتها ومقاومتها للاختراق.

تلميح: فكر في طبيعة القوى التي تربط الذرات معاً في الحالة الصلبة، وخاصة دور الإلكترونات.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

للمغنيسيوم النظائر 24-Mg (نسبة وجوده 79%)، و 25-Mg (نسبة وجوده 10%)، و 26-Mg (نسبة وجوده 11%). إذا حلل زميلك معدناً مختلفاً يحتوي على المغنيسيوم، فهل تتوقع أن يحتوي على النسبة نفسها من جميع النظائر؟

• أ) نعم، النسب ثابتة ولا تتغير في أي مصدر للمغنيسيوم.
• ب) لا، قد تختلف النسب لأن الوفرة النسبية للنظائر تعتمد على مصدر العنصر (معدني أو جيولوجي).
• ج) نعم، لأن عدد البروتونات في نواة المغنيسيوم ثابت.
• د) لا، لأن نظائر المغنيسيوم تتحول باستمرار من واحد إلى آخر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا، قد تختلف النسب لأن الوفرة النسبية للنظائر تعتمد على مصدر العنصر (معدني أو جيولوجي).

الشرح: ١. النسب المعطاة (79%، 10%، 11%) تمثل الوفرة النسبية المتوسطة لنظائر المغنيسيوم في القشرة الأرضية. ٢. قد تختلف هذه النسب قليلاً اعتماداً على المصدر الجيولوجي أو المعدني للمغنيسيوم. ٣. على سبيل المثال، عينات من صخور أو معادن مختلفة قد تحتوي على نسب نظائر مغنيسيوم مختلفة قليلاً عن المتوسط العام. ٤. لذلك، من غير المتوقع بالضرورة أن يحتوي المعدن المختلف على نفس النسب بالضبط.

تلميح: الوفرة النسبية للنظائر المذكورة هي متوسط للقشرة الأرضية. فكر في اختلاف مصادر العناصر في الطبيعة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

حدد نوعي الإشعاع المبينين في الشكل 3-24 بناءً على سلوكهما في المجال الكهربائي، حيث ينحرف أحدهما نحو اللوح الموجب والآخر نحو اللوح السالب.

• أ) أشعة جاما (محايدة) وأشعة بيتا (سالبة).
• ب) أشعة ألفا (موجبة) تنحرف نحو اللوح السالب، وأشعة بيتا (سالبة) تنحرف نحو اللوح الموجب.
• ج) أشعة ألفا (سالبة) وأشعة بيتا (موجبة).
• د) كلا النوعين هما أشعة جاما ولكن بسرعات مختلفة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: أشعة ألفا (موجبة) تنحرف نحو اللوح السالب، وأشعة بيتا (سالبة) تنحرف نحو اللوح الموجب.

الشرح: ١. في المجال الكهربائي، تنحرف الجسيمات المشحونة. ٢. الجسيمات ذات الشحنة الموجبة تنجذب وتنحرف نحو اللوح (أو القطب) السالب. ٣. الجسيمات ذات الشحنة السالبة تنجذب وتنحرف نحو اللوح (أو القطب) الموجب. ٤. بناءً على ذلك: النوع الذي ينحرف نحو اللوح السالب هو أشعة ألفا (جسيمات ألفا موجبة، نواة الهيليوم). ٥. النوع الذي ينحرف نحو اللوح الموجب هو أشعة بيتا (إلكترونات سالبة). ٦. أشعة جاما (غير مشحونة) لا تنحرف.

تلميح: تذكر قاعدة انجذاب الشحنات المتعاكسة: الشحنة الموجبة تنجذب إلى السالبة، والشحنة السالبة تنجذب إلى الموجبة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ناقش طرائق التجربة التي أدت إلى خلاف حول نموذج طومسون للذرة؟ وضح إجابتك.

• أ) تجربة طومسون لأنبوب أشعة المهبط التي اكتشف فيها الإلكترون، مما أظهر أن الذرة قابلة للتجزئة.
• ب) تجربة ميليكان لقطرة الزيت التي قاست شحنة الإلكترون، مما أكد وجود جسيمات دون ذرية.
• ج) تجربة رذرفورد لقذف صفيحة رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا، حيث توقع طومسون أن تنفذ جميع الجسيمات أو تنحرف قليلاً، لكن النتائج أظهرت أن بعض الجسيمات ارتدت للخلف، مما دحض نموذج طومسون وأدى إلى نموذج رذرفورد.
• د) تجربة شادويك لاكتشاف النيوترون، والتي أكدت وجود جسيم متعادل في النواة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تجربة رذرفورد لقذف صفيحة رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا، حيث توقع طومسون أن تنفذ جميع الجسيمات أو تنحرف قليلاً، لكن النتائج أظهرت أن بعض الجسيمات ارتدت للخلف، مما دحض نموذج طومسون وأدى إلى نموذج رذرفورد.

الشرح: ١. نموذج طومسون (نموذج البودينج) افترض أن الشحنة الموجبة موزعة بشكل متجانس في الذرة مع الإلكترونات مغروسة فيها. ٢. تجربة رذرفورد: قذف صفيحة رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا موجبة الشحنة. ٣. التوقع حسب طومسون: تنفذ معظم الجسيمات أو تنحرف قليلاً بسبب توزيع الشحنة المنتظم. ٤. النتيجة الفعلية: معظم الجسيمات نفذت، لكن نسبة صغيرة ارتدت للخلف بزوايا كبيرة. ٥. الاستنتاج: وجود نواة صغيرة موجبة وكثيفة في مركز الذرة، مما دحض نموذج طومسون.

تلميح: تذكر اسم العالم وتجربته الشهيرة التي استخدمت جسيمات ألفا وصفيحة ذهبية.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

صمم ارسم نموذجاً حديثاً للذرة، وحدد مكان كل نوع من الجسيمات الذرية المكونة للذرة.

• أ) البروتونات والنيوترونات تتحرك بحرية في الفراغ حول نواة مركزية تحتوي على الإلكترونات.
• ب) النواة في المركز وتحتوي على البروتونات (موجبة) والنيوترونات (متعادلة). الإلكترونات (سالبة) تتحرك في سحابة إلكترونية حول النواة في مستويات طاقة محددة.
• ج) جميع الجسيمات (البروتونات، النيوترونات، الإلكترونات) مختلطة بشكل عشوائي داخل كرة صلبة.
• د) الإلكترونات في المركز محاطة بحلقة من البروتونات، والنيوترونات موزعة بينهما.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: النواة في المركز وتحتوي على البروتونات (موجبة) والنيوترونات (متعادلة). الإلكترونات (سالبة) تتحرك في سحابة إلكترونية حول النواة في مستويات طاقة محددة.

الشرح: ١. النموذج الحديث للذرة (النموذج السحابي أو المداري). ٢. المركز: النواة الصغيرة والكثيفة. ٣. داخل النواة: البروتونات (شحنة موجبة) والنيوترونات (شحنة متعادلة). ٤. حول النواة: سحابة إلكترونية تمثل منطقة وجود الإلكترونات (شحنة سالبة). ٥. تتحرك الإلكترونات في مستويات طاقة أو أفلاك محددة، وليس في مسارات دائرية ثابتة.

تلميح: ركز على المكونات الثلاثة الرئيسية للذرة وموقع كل منها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

للمغنيسيوم النظائر 24-Mg (نسبة وجوده 79%)، و 25-Mg (نسبة وجوده 10%)، و 26-Mg (نسبة وجوده 11%). إذا حلل زميلك معدناً مختلفاً يحتوي على المغنيسيوم، فهل تتوقع أن يحتوي على النسبة نفسها من جميع النظائر؟ فسر إجابتك.

• أ) نعم، النسب ثابتة ولا تتغير لأنها خاصية فيزيائية ثابتة للعنصر في جميع مصادره.
• ب) لا، لا أتوقع أن تكون النسب متطابقة. النسب الطبيعية للنظائر قد تختلف قليلاً بين مصادر المغنيسيوم المختلفة (معدنية أو غير معدنية) بسبب العمليات الجيولوجية والكيميائية التي تؤثر على وفرة النظائر.
• ج) نعم، لأن عدد البروتونات في نواة المغنيسيوم ثابت، مما يجعل نسبة النظائر ثابتة.
• د) لا، لأن المعادن المختلفة تحتوي على عناصر مختلطة، مما يغير نسبة نظائر المغنيسيوم بشكل كبير.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا، لا أتوقع أن تكون النسب متطابقة. النسب الطبيعية للنظائر قد تختلف قليلاً بين مصادر المغنيسيوم المختلفة (معدنية أو غير معدنية) بسبب العمليات الجيولوجية والكيميائية التي تؤثر على وفرة النظائر.

الشرح: ١. النسب المذكورة (79%، 10%، 11%) هي متوسطات للكتلة الذرية القياسية للمغنيسيوم على الأرض. ٢. في الطبيعة، قد تختلف النسب النظيرية قليلاً اعتماداً على مصدر العنصر (معدن، ماء، نبات). ٣. العمليات مثل التبخر، التكثف، التفاعلات الكيميائية، يمكن أن تفضل نظيراً على آخر (التجزئة النظيرية). ٤. لذلك، قد يحتوي معدن مغنيسيوم مختلف على نسب نظيرية مشابهة ولكن ليست متطابقة تماماً.

تلميح: فكر فيما إذا كانت النسب المئوية للنظائر ثابتة تماماً في كل مكان أم أنها قد تتغير.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ناقش طرائق التجربة التي أدت إلى خلاف حول نموذج طومسون للذرة؟

• أ) تجارب أشعة المهبط التي أجراها طومسون نفسه، والتي أظهرت أن الإلكترونات سالبة الشحنة.
• ب) تجربة رذرفورد لقذف صفيحة رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا، حيث توقع طومسون أن تنفذ جميع الجسيمات أو تنحرف قليلاً، لكن النتائج أظهرت انحرافاً كبيراً لبعض الجسيمات وارتداداً للبعض الآخر، مما يشير إلى وجود نواة صغيرة موجبة الشحنة.
• ج) تجارب التحليل الطيفي التي أظهرت خطوط انبعاث مميزة للعناصر، مما دحض فكرة الذرة ككرة مصمتة.
• د) تجارب تحديد النسبة بين شحنة الإلكترون وكتلته (e/m) والتي أجراها ميليكان، وأثبتت وجود جسيمات دون ذرية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تجربة رذرفورد لقذف صفيحة رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا، حيث توقع طومسون أن تنفذ جميع الجسيمات أو تنحرف قليلاً، لكن النتائج أظهرت انحرافاً كبيراً لبعض الجسيمات وارتداداً للبعض الآخر، مما يشير إلى وجود نواة صغيرة موجبة الشحنة.

الشرح: ١. نموذج طومسون (نموذج البودينج) افترض أن الشحنة الموجبة موزعة بشكل متجانس في الذرة مع وجود إلكترونات مغروسة فيها. ٢. تجربة رذرفورد لقذف صفيحة ذهب رقيقة بجسيمات ألفا موجبة الشحنة. ٣. توقع طومسون أن تنفذ جميع الجسيمات أو تنحرف قليلاً بسبب التوزيع المنتظم للشحنة. ٤. النتائج: معظم الجسيمات نفذت، لكن بعضها انحرف بزوايا كبيرة، وقليل منها ارتد للخلف. ٥. هذا يتعارض مع توقعات طومسون ويشير إلى وجود نواة صغيرة جداً وكثيفة وموجبة الشحنة في مركز الذرة.

تلميح: تذكر اسم العالم الذي أجرى التجربة الشهيرة باستخدام جسيمات ألفا وصفيحة الذهب.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

إذا كانت الكتلة الذرية للبورون 10.81 amu، وكان له نظيران طبيعيان هما البورون-10 والبورون-11، فأي النظيرين له نسبة وجود أعلى في الطبيعة؟

• أ) البورون-10
• ب) البورون-11
• ج) نسبة الوجود متساوية لكلا النظيرين
• د) لا يمكن تحديد ذلك من المعلومات المعطاة

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: البورون-11

الشرح: ١. الكتلة الذرية للبورون = 10.81 amu (متوسط مرجح). ٢. كتلة البورون-10 = 10 amu (تقريباً). ٣. كتلة البورون-11 = 11 amu (تقريباً). ٤. بما أن 10.81 أقرب إلى 11 منها إلى 10، فهذا يعني أن النظير الأثقل (البورون-11) له نسبة وجود أعلى في العينة الطبيعية.

تلميح: تذكر أن الكتلة الذرية هي متوسط مرجح لكتل النظائر. إذا كانت الكتلة الذرية أقرب إلى كتلة أحد النظيرين، فهذا يعني أن نسبة وجوده أعلى.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

أشباه الموصلات الموجودة في الطبيعة هي السيليكون-28، والسيليكون-29، والسيليكون-30. اكتب الرمز الكامل لكل منها.

• أ) Si-28، Si-29، Si-30
• ب) ²⁸Si، ²⁹Si، ³⁰Si
• ج) 28Si، 29Si، 30Si
• د) Si²⁸، Si²⁹، Si³⁰

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ²⁸Si، ²⁹Si، ³⁰Si

الشرح: ١. رمز عنصر السيليكون هو Si. ٢. العدد الكتلي يُكتب كأس مرتفع (نص علوي) على يسار رمز العنصر. ٣. السيليكون-28: العدد الكتلي 28 → ²⁸Si ٤. السيليكون-29: العدد الكتلي 29 → ²⁹Si ٥. السيليكون-30: العدد الكتلي 30 → ³⁰Si

تلميح: رمز عنصر السيليكون هو Si. اكتب العدد الكتلي أعلى يسار رمز العنصر.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل