صفحة 114 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 مستويات الطاقة الرئيسية والثانوية

المفاهيم الأساسية

مستويات الطاقة الثانوية (المستويات الفرعية): توجد داخل المستويات الرئيسية، وتبدأ من الأقل طاقة. رموزها: s, p, d, f.

التوزيع الإلكتروني: ترتيب الإلكترونات في المستويات الثانوية وفقاً لزيادة طاقتها.

خريطة المفاهيم

```markmap

التفاعلات والمعادلات (4-1)

الأهداف

التعرف على مؤشرات حدوث التفاعل الكيميائي

كتابة التوزيع الإلكتروني لبعض ذرات العناصر

تمثيل التفاعلات الكيميائية بمعادلات

وزن المعادلات الكيميائية

المفردات

مراجعة

#### التغير الكيميائي

جديدة

#### التفاعل الكيميائي

#### عدد التأكسد

#### المتفاعلات

#### النواتج

#### المعادلة الكيميائية الرمزية الموزونة

#### المعامل

الفكرة الرئيسة

تمثيل التفاعلات الكيميائية بمعادلات كيميائية موزونة

التفاعلات الكيميائية

تعريف

#### إعادة ترتيب الذرات لتكوين مواد مختلفة

أمثلة من الحياة

#### تحليل الطعام لإنتاج الطاقة

#### توليد الطاقة في محركات السيارات

#### إنتاج الألياف (القطن، الصوف، النايلون)

مؤشرات حدوث التفاعل الكيميائي

مؤشرات فيزيائية محسوسة

#### تغير درجة الحرارة

##### إطلاق حرارة وضوء (كالاحتراق)

##### امتصاص الحرارة

#### تغير اللون (مثال: نضج الموز)

مؤشرات أخرى

#### تغير اللون

##### مثال: صدأ المسمار (تفاعل الحديد مع الأكسجين وبخار الماء)

##### مثال: تحول لون الموز من الأخضر إلى الأصفر

#### تصاعد الغاز

#### تكون مادة صلبة

#### تغير الرائحة

التوزيع الإلكتروني وكتابة الصيغ الكيميائية

مستويات الطاقة الرئيسية (n)

#### السعة القصوى للإلكترونات: 2n^2

##### المستوى الأول (n=1): 2 إلكترون

##### المستوى الثاني (n=2): 8 إلكترونات

##### المستوى الثالث (n=3): 18 إلكتروناً

مستويات الطاقة الثانوية

#### توجد داخل المستوى الرئيسي (عدا الأول)

#### رموزها: s, p, d, f

#### ترتيب زيادة الطاقة: s ← p ← d ← f

#### السعة القصوى للإلكترونات

##### s: 2 إلكترونات

##### p: 6 إلكترونات

##### d: 10 إلكترونات

##### f: 14 إلكتروناً

#### ترتيب ملء المستويات (قاعدة أوفباو)

##### يبدأ من الأقل طاقة

##### قد تتداخل مستويات طاقة ثانوية لمستويات رئيسية مختلفة

###### مثال: طاقة 4s أقل من طاقة 3d

##### التسلسل: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → ...

#### استثناءات قاعدة التوزيع

##### بعض العناصر لها توزيع إلكتروني أكثر استقراراً يختلف عن التسلسل المتوقع

###### مثال: النحاس (Cu)

1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^{10}

###### مثال: الكروم (Cr)

1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 3d^5

```

نقاط مهمة

• السعة القصوى لكل مستوى ثانوي ثابتة: s=2، p=6، d=10، f=14 إلكتروناً.
• ترتيب الطاقة للمستويات الثانوية ليس بسيطاً، فقد يكون مستوى ثانوي من مستوى رئيسي أعلى (مثل 4s) أقل طاقة من مستوى ثانوي من مستوى رئيسي أدنى (مثل 3d).
• قاعدة التوزيع الإلكتروني: اتبع تسلسل مستويات الطاقة من الأقل إلى الأعلى طاقة.
• استثناءات مهمة: عناصر مثل النحاس (Cu) والكروم (Cr) لها توزيع إلكتروني خاص يزيد من استقرارها، حيث تفضل أن تكون تحت المستوى 4s نصف ممتلئ (Cr) أو ممتلئ (Cu).

وأقصى سعة من الإلكترونات لمستوى الطاقة الثانوية (s) إلكترونان، و (p) ستة إلكترونات، و (d) عشرة إلكترونات، و (f) أربعة عشر إلكتروناً. ويبين الجدول 1-4 مستويات الطاقة الثانوية في بعض مستويات الطاقة الرئيسية.

تتوزع الإلكترونات ضمن مستويات الطاقة الرئيسية في مستويات طاقة فرعية داخل مستوى الطاقة الثانوية بدءاً من الأقل طاقة، انظر الشكل 3-4. وأقصى سعة لمستوى الطاقة الفرعي (p) فقط.

يظهر من الشكل 3-4 أنه قد تتداخل مستويات طاقة ثانوية لمستويات طاقة رئيسة مختلفة بعضها مع بعض. فمثلاً طاقة المستوى الثانوي 4s أقل من طاقة المستوى الثانوي 3d. لذا عند كتابة التوزيع الإلكتروني اتبع تسلسل مستويات الطاقة، كما هو مبين في الشكل 4-4.

ويبين الجدول 2-4 التوزيع الإلكتروني الأكثر استقراراً لبعض العناصر.

لاحظ أنه عند اتباع الطريقة نفسها في التوزيع الإلكتروني يكون التوزيع الإلكتروني لكل من النحاس والكروم كما يأتي:

Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴

لكن التوزيع الإلكتروني الصحيح لهما يظهر في الجدول 2-4، ويعد ذلك من التوزيع الإلكتروني لبعض العناصر.

وأقصى سعة من الإلكترونات لمستوى الطاقة الثانوية (s) إلكترونان، و (p) ستة إلكترونات، و (d) عشرة إلكترونات، و (f) أربعة عشر إلكتروناً. ويبين الجدول 1-4 مستويات الطاقة الثانوية في بعض مستويات الطاقة الرئيسية. تتوزع الإلكترونات ضمن مستويات الطاقة الرئيسية في مستويات طاقة فرعية داخل مستوى الطاقة الثانوية بدءاً من الأقل طاقة، انظر الشكل 3-4. وأقصى سعة لمستوى الطاقة الفرعي (p) فقط. يظهر من الشكل 3-4 أنه قد تتداخل مستويات طاقة ثانوية لمستويات طاقة رئيسة مختلفة بعضها مع بعض. فمثلاً طاقة المستوى الثانوي 4s أقل من طاقة المستوى الثانوي 3d. لذا عند كتابة التوزيع الإلكتروني اتبع تسلسل مستويات الطاقة، كما هو مبين في الشكل 4-4. ويبين الجدول 2-4 التوزيع الإلكتروني الأكثر استقراراً لبعض العناصر. لاحظ أنه عند اتباع الطريقة نفسها في التوزيع الإلكتروني يكون التوزيع الإلكتروني لكل من النحاس والكروم كما يأتي: Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴ لكن التوزيع الإلكتروني الصحيح لهما يظهر في الجدول 2-4، ويعد ذلك من التوزيع الإلكتروني لبعض العناصر. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 3-4 يوضح طاقة كل مستوى ثانوي مقارنة بطاقة المستويات الثانوية الأخرى. Description: A diagram showing energy levels for principal energy levels (1, 2, 3, 4) and their subshells (s, p, d, f). The diagram uses colored blocks to represent subshells and arrows to indicate increasing energy. It shows that subshells within the same principal level have different energies (e.g., 4s is lower than 3d) and that subshells from higher principal levels can have lower energies than subshells from lower principal levels (e.g., 4s is lower than 3d). X-axis: مستويات الطاقة الثانوية Y-axis: الطاقة Data: Colored blocks represent subshells, arranged vertically by energy. Arrows indicate increasing energy. Key Values: Energy increases from bottom to top., Subshells within the same principal energy level have different energies., Subshells from higher principal energy levels can have lower energies than subshells from lower principal energy levels. Context: Illustrates the concept of overlapping subshells and the order of filling electrons based on energy levels, which is crucial for understanding electron configuration. **DIAGRAM**: الشكل 4-4 يظهر ترتيب ملء مستويات الطاقة بالإلكترونات. Description: A diagram illustrating the order in which electrons fill atomic orbitals, following the Aufbau principle. It shows a diagonal path through the subshells, indicating the sequence of filling: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, etc. Arrows indicate the direction of filling. X-axis: مستويات الطاقة الثانوية Y-axis: تسلسل ملء المستويات Data: Diagonal lines and arrows show the order of filling electron shells and subshells. Key Values: The order of filling is determined by increasing energy levels., Electrons fill the lowest energy levels first. Context: Provides the rule (Aufbau principle) for determining electron configurations, essential for understanding chemical properties. **TABLE**: الجدول 2-4 التوزيع الإلكتروني لبعض العناصر Description: A table showing the electron configurations for several elements, their atomic numbers, symbols, and names. Table Structure: Headers: العنصر/رمزه | العدد الذري | التوزيع الإلكتروني Rows: Row 1: الليثيوم | 3 | 1s² 2s¹ Row 2: البورون | 5 | 1s² 2s² 2p¹ Row 3: النيون | 10 | 1s² 2s² 2p⁶ Row 4: الكلور | 17 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ Row 5: الحديد | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ Row 6: التيتانيوم | 22 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d² Row 7: الكروم | 24 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ Row 8: النحاس | 29 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ Row 9: الخارصين | 30 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ Data: Lists elements from Lithium (Li) to Zinc (Zn) with their atomic numbers and electron configurations. Key Values: Li: 1s² 2s¹ (Atomic Number 3), B: 1s² 2s² 2p¹ (Atomic Number 5), Ne: 1s² 2s² 2p⁶ (Atomic Number 10), Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (Atomic Number 17), Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ (Atomic Number 26), Ti: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d² (Atomic Number 22), Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d⁵ (Atomic Number 24), Cu: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ (Atomic Number 29), Zn: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ (Atomic Number 30) Context: Provides concrete examples of electron configurations for common elements, illustrating the application of the Aufbau principle and the exceptions for Cr and Cu.