مثال 3-3 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 18: 18. للبورون B نظيران في الطبيعة: هما البورون - 10 (نسبة وجوده 19.8%) وكتلته 10.013 amu. والبورون- 11 ( نسبة وجوده 80.2% ) وكتلته 11.009 amu. احسب الكتلة الذرية للبورون.

الإجابة: الكتلة الذرية = (10.013 × 0.198) + (11.009 × 0.802) = 10.812 amu

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - النظير الأول: البورون-10، كتلته = 10.013 amu، ونسبة وجوده = 19.8% أو 0.198. - النظير الثاني: البورون-11، كتلته = 11.009 amu، ونسبة وجوده = 80.2% أو 0.802.
2. **الخطوة 2 (القانون):** الكتلة الذرية هي المتوسط الموزون لكتل النظائر. نستخدم القانون: $$\text{الكتلة الذرية} = (\text{كتلة النظير 1} \times \text{نسبة وجوده}) + (\text{كتلة النظير 2} \times \text{نسبة وجوده})$$
3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض في القانون: $$\text{الكتلة الذرية} = (10.013 \times 0.198) + (11.009 \times 0.802)$$ نحسب: $$(10.013 \times 0.198) = 1.982574$$ $$(11.009 \times 0.802) = 8.829218$$ نجمع الناتجين: $$1.982574 + 8.829218 = 10.811792$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الكتلة الذرية للبورون = **10.812 amu** (بالتقريب إلى ثلاثة أرقام عشرية).

سؤال 19: 19. تحفيز للنيتروجين نظيران في الطبيعة، هما نيتروجين - 14، ونيتروجين- 15. وكتلته الذرية 14.007 amu. أي النظيرين له نسبة وجود أكبر في الطبيعة؟ فسر إجابتك.

الإجابة: نيتروجين-14 هو الأكثر وجودًا؛ لأن الكتلة الذرية 14.007 قريبة جدًا من 14.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن الكتلة الذرية للعنصر هي المتوسط الموزون لكتل نظائره الطبيعية. إذا كانت الكتلة الذرية أقرب إلى كتلة أحد النظيرين، فهذا يعني أن نسبة وجود ذلك النظير أكبر.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لدينا نظيران: نيتروجين-14 ونيتروجين-15. الكتلة الذرية للنيتروجين هي 14.007 amu. نلاحظ أن هذه القيمة (14.007) قريبة جدًا من العدد 14، وهي كتلة نظير النيتروجين-14.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، النظير الأكثر وجودًا في الطبيعة هو: **نيتروجين-14**، لأن الكتلة الذرية 14.007 قريبة جدًا من 14.

سؤال 20: 20. الفكرة الرئيسة فسر كيف يمكن معرفة نوع الذرة؟

الإجابة: يُعرف نوع الذرة من عدد البروتونات (العدد الذري).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة الرئيسة هنا هي أن كل عنصر كيميائي له هوية فريدة. هذه الهوية تُحدد بعدد البروتونات الموجودة في نواة ذرته، وهذا العدد يُسمى **العدد الذري**. على سبيل المثال، جميع ذرات الهيدروجين تحتوي على بروتون واحد، وجميع ذرات الكربون تحتوي على 6 بروتونات. لذلك، إذا أردنا معرفة نوع الذرة (أي العنصر الذي تنتمي إليه)، فإننا ننظر إلى عدد البروتونات في نواتها. إذن الإجابة هي: **يُعرف نوع الذرة من عدد البروتونات (العدد الذري)**.

سؤال 21: 21. تذكر أي الجسيمات الذرية تحدد ذرة عنصر معين؟

الإجابة: البروتونات

خطوات الحل:

1. **الشرح:** في الذرة، هناك ثلاثة جسيمات ذرية رئيسية: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. البروتونات هي الجسيمات الموجبة الشحنة الموجودة في النواة. العدد الذري للعنصر، وهو الذي يحدد هويته وموقعه في الجدول الدوري، يساوي عدد البروتونات في نواة ذرته. بينما النيوترونات قد تختلف في العدد مكونة النظائر، والإلكترونات قد تكتسب أو تفقد مكونة الأيونات، لكن عدد البروتونات يبقى ثابتًا ويحدد العنصر. إذن الإجابة هي: **البروتونات**.

سؤال 22: 22. فسر كيف أن وجود النظائر مرتبط مع حقيقة أن الكتلة الذرية ليست أرقامًا صحيحة؟

الإجابة: لأن الكتلة الذرية هي متوسط كتلي موزون لنظائر العنصر المختلفة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** النظائر هي ذرات لنفس العنصر (لها نفس عدد البروتونات) ولكنها تختلف في عدد النيوترونات، وبالتالي تختلف في الكتلة الذرية.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** الكتلة الذرية للعنصر المذكورة في الجدول الدوري ليست كتلة ذرة واحدة محددة. بل هي **متوسط كتلي** لجميع النظائر الطبيعية لذلك العنصر الموجودة في الطبيعة، مع أخذ نسبة وجود كل نظير في الاعتبار (متوسط موزون).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لأن هذا المتوسط يأخذ في حسابه كتل مختلفة (لكل نظير) ونسب وجود مختلفة، فإن النتيجة النهائية للكتلة الذرية غالبًا ما تكون رقمًا عشريًا وليس رقمًا صحيحًا. لذلك، وجود النظائر هو السبب في أن الكتل الذرية ليست أرقامًا صحيحة.

سؤال 23: 23. احسب للنحاس نظيران: النحاس- 63 (نسبة وجوده 69.2%، وكتلته 62.93 amu) والنحاس- 65 (نسبة وجوده 30.8%، وكتلته 64.928 amu). احسب الكتلة الذرية للنحاس.

الإجابة: الكتلة الذرية = (62.93 × 0.692) + (64.928 × 0.308) = 63.55 amu

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - النظير الأول: النحاس-63، كتلته = 62.93 amu، ونسبة وجوده = 69.2% أو 0.692. - النظير الثاني: النحاس-65، كتلته = 64.928 amu، ونسبة وجوده = 30.8% أو 0.308.
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون المتوسط الموزون للكتلة الذرية: $$\text{الكتلة الذرية} = (\text{كتلة النظير 1} \times \text{نسبة وجوده}) + (\text{كتلة النظير 2} \times \text{نسبة وجوده})$$
3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض في القانون: $$\text{الكتلة الذرية} = (62.93 \times 0.692) + (64.928 \times 0.308)$$ نحسب: $$(62.93 \times 0.692) = 43.54756$$ $$(64.928 \times 0.308) = 19.997824$$ نجمع الناتجين: $$43.54756 + 19.997824 = 63.545384$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الكتلة الذرية للنحاس = **63.55 amu** (بالتقريب إلى رقمين عشريين).

سؤال 24: 24. احسب للماغنسيوم ثلاثة نظائر: الأول ككتلته 23.985 amu ونسبة وجوده 78.99%، والثاني كتلته 24.986 amu ونسبة وجوده 10.00%، والثالث كتلته 25.982 amu ونسبة وجوده 11.01%. احسب الكتلة الذرية للماغنسيوم.

الإجابة: الكتلة الذرية = (23.985 × 0.7899) + (24.986 × 0.1000) + (25.982 × 0.1101) = 24.305 amu

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - النظير الأول: كتلته = 23.985 amu، ونسبة وجوده = 78.99% أو 0.7899. - النظير الثاني: كتلته = 24.986 amu، ونسبة وجوده = 10.00% أو 0.1000. - النظير الثالث: كتلته = 25.982 amu، ونسبة وجوده = 11.01% أو 0.1101.
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون المتوسط الموزون للكتلة الذرية لثلاثة نظائر: $$\text{الكتلة الذرية} = (m_1 \times f_1) + (m_2 \times f_2) + (m_3 \times f_3)$$ حيث m هي الكتلة و f هي نسبة الوجود (ككسر عشري).
3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض في القانون: $$\text{الكتلة الذرية} = (23.985 \times 0.7899) + (24.986 \times 0.1000) + (25.982 \times 0.1101)$$ نحسب كل جزء: $$(23.985 \times 0.7899) = 18.9457515$$ $$(24.986 \times 0.1000) = 2.4986$$ $$(25.982 \times 0.1101) = 2.8606182$$ نجمع النواتج: $$18.9457515 + 2.4986 + 2.8606182 = 24.3049697$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الكتلة الذرية للماغنسيوم = **24.305 amu** (بالتقريب إلى ثلاثة أرقام عشرية).

ما الجسيم الذري الذي يحدد هوية العنصر (نوع الذرة)؟

• أ) النيوترونات
• ب) الإلكترونات
• ج) البروتونات (العدد الذري)
• د) العدد الكتلي

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: البروتونات (العدد الذري)

الشرح: 1. العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة. 2. هذا العدد فريد لكل عنصر ويحدد موقعه في الجدول الدوري. 3. تغيير عدد البروتونات يغير نوع العنصر نفسه.

تلميح: هذا الجسيم موجب الشحنة وموجود في النواة، وعدده ثابت للعنصر.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما القانون المستخدم لحساب الكتلة الذرية لعنصر له عدة نظائر؟

• أ) الكتلة الذرية = (عدد البروتونات + عدد النيوترونات) / 2
• ب) الكتلة الذرية = (كتلة النظير 1 + كتلة النظير 2) / عدد النظائر
• ج) الكتلة الذرية = (كتلة النظير 1 × نسبة وجوده) + (كتلة النظير 2 × نسبة وجوده) + ...
• د) الكتلة الذرية = العدد الكتلي للنظير الأكثر شيوعاً

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الكتلة الذرية = (كتلة النظير 1 × نسبة وجوده) + (كتلة النظير 2 × نسبة وجوده) + ...

الشرح: 1. الكتلة الذرية هي متوسط كتلي موزون لكتل نظائر العنصر. 2. القانون: (كتلة النظير × نسبة وجوده) لكل نظير. 3. نجمع نتائج الضرب لكل النظائر للحصول على الكتلة الذرية النهائية.

تلميح: يتعلق القانون بمتوسط مرجح.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما الفرق بين العدد الذري والعدد الكتلي؟

• أ) العدد الذري = عدد النيوترونات، العدد الكتلي = عدد البروتونات.
• ب) العدد الذري = عدد الإلكترونات، العدد الكتلي = عدد البروتونات.
• ج) العدد الذري = عدد البروتونات. العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات.
• د) العدد الذري = عدد البروتونات + النيوترونات، العدد الكتلي = عدد البروتونات.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: العدد الذري = عدد البروتونات. العدد الكتلي = عدد البروتونات + عدد النيوترونات.

الشرح: 1. العدد الذري: خاصية للعنصر، يساوي عدد البروتونات في النواة. 2. العدد الكتلي: خاصية لنظير محدد أو ذرة معينة، يساوي مجموع البروتونات والنيوترونات في نواتها.

تلميح: أحدهما يحدد العنصر، والآخر يحدد كتلة نواة ذرة معينة.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

كيف يرتبط وجود النظائر بحقيقة أن الكتل الذرية في الجدول الدوري ليست أرقاماً صحيحة؟

• أ) لأن العلماء يقربون الأرقام لتسهيل الحسابات.
• ب) لأن الكتلة الذرية هي دائماً كتلة النظير الأكثر شيوعاً، وهي أرقام عشرية.
• ج) لأن الكتلة الذرية هي متوسط كتلي موزون لكتل نظائر العنصر المختلفة الموجودة في الطبيعة.
• د) لأنها تعتمد على عدد الإلكترونات الذي يتغير باستمرار.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن الكتلة الذرية هي متوسط كتلي موزون لكتل نظائر العنصر المختلفة الموجودة في الطبيعة.

الشرح: 1. النظائر لذرات نفس العنصر تختلف في عدد النيوترونات (وبالتالي الكتلة). 2. الكتلة الذرية في الجدول الدوري هي متوسط مرجح لكتل جميع النظائر الطبيعية. 3. هذا المتوسط، بسبب اختلاف الكتل ونسب الوجود، غالباً ما يكون رقماً عشرياً وليس صحيحاً.

تلميح: فكر في أن المتوسط المأخوذ من أرقام مختلفة غالباً ما يعطي رقماً عشرياً.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

إذا كانت الكتلة الذرية لعنصر قريبة جداً من كتلة أحد نظيريه (مثلاً 14.007 قريبة من 14)، فماذا يشير ذلك؟

• أ) يشير إلى أن النظيرين موجودان بنفس النسبة.
• ب) يشير إلى أن النظير الذي كتلته أبعد عن المتوسط هو الأكثر وجوداً.
• ج) يشير إلى أن نسبة وجود ذلك النظير (الذي كتلته 14) في الطبيعة أكبر من النظير الآخر.
• د) يشير إلى خطأ في حساب الكتلة الذرية.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يشير إلى أن نسبة وجود ذلك النظير (الذي كتلته 14) في الطبيعة أكبر من النظير الآخر.

الشرح: 1. الكتلة الذرية هي متوسط موزون لكتل النظائر. 2. إذا كان المتوسط النهائي أقرب إلى كتلة نظير معين، فهذا يعني أن نسبة وجود (أو وفرة) ذلك النظير في العينة الطبيعية هي الأعلى. 3. لأنه يساهم بوزن أكبر في حساب المتوسط.

تلميح: المتوسط القريب من قيمة معينة يعني أن هذه القيمة لها وزن أكبر في حسابه.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط