3-4 - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي

المفاهيم الأساسية

العنصر: مادة نقية لا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط بالطرق الفيزيائية والكيميائية.

النشاط الإشعاعي: عملية تصدر فيها المواد إشعاعات.

الإشعاع: الطاقة والجسيمات المنبعثة من المواد المشعة.

التفاعل النووي: تفاعل يؤدي إلى تغير في نواة الذرة.

التحلل الإشعاعي: عملية تلقائية تفقد فيها الأنوية غير المستقرة الطاقة بإصدار إشعاعات.

خريطة المفاهيم

```markmap

تركيب الذرة

هوية الذرة والجدول الدوري

العدد الذري

#### تعريف: عدد البروتونات في نواة الذرة

#### المعادلة: العدد الذري = عدد البروتونات = عدد الإلكترونات (في الذرة المتعادلة)

#### الدور: يحدد هوية العنصر

الجدول الدوري

#### ترتيب العناصر: تصاعدياً حسب العدد الذري

#### المعلومات المعروضة لكل عنصر

##### الاسم الكيميائي

##### العدد الذري

##### الرمز الكيميائي

##### متوسط الكتلة الذرية

العلاقات الأساسية

العلاقة بين العدد الذري والبروتونات والإلكترونات

#### العدد الذري = عدد البروتونات

#### في الذرة المتعادلة: عدد البروتونات = عدد الإلكترونات

استخدام الجدول الدوري

#### معرفة العدد الذري من رمز العنصر

#### معرفة العنصر من عدده الذري

النظائر والعدد الكتلي

تعريف النظائر

#### ذرات لنفس العنصر

#### نفس العدد الذري (نفس عدد البروتونات والإلكترونات)

#### تختلف في عدد النيوترونات

العدد الكتلي

#### تعريف: مجموع البروتونات والنيوترونات

#### المعادلة: العدد\ الكتلي = العدد\ الذري + عدد\ النيوترونات

خصائص النظائر

#### السلوك الكيميائي متطابق (يحدده عدد الإلكترونات)

#### الكتلة مختلفة (تزداد بزيادة عدد النيوترونات)

أمثلة من الطبيعة

#### نظائر البوتاسيوم (K-39، K-40، K-41)

##### نفس العدد الذري (19)

##### أعداد كتلية مختلفة (39، 40، 41)

#### نظائر النحاس (Cu-63، Cu-65)

##### نفس العدد الذري (29)

##### أعداد كتلية مختلفة (63، 65)

خطوات حل مسائل النظائر (مثال النيون)

#### 1. تحليل المسألة

##### معرفة العدد الذري والعدد الكتلي من المعطيات

##### إيجاد عدد النيوترونات بالطرح

#### 2. حساب المطلوب

##### تطبيق العلاقة: عدد\ النيوترونات = العدد\ الكتلي - العدد\ الذري

##### كتابة اسم النظير: اسم العنصر - العدد الكتلي (مثال: نيون-22)

##### كتابة رمز النظير: ^{العدد\ الكتلي}_{العدد\ الذري}الرمز

كتل الجسيمات الذرية

الجسيمات المكونة للذرة

#### الإلكترون

##### الكتلة: 0.000549 amu

##### الكتلة بالجرام: أصغر بكثير (حوالي 1/1840 من كتلة البروتون)

#### البروتون

##### الكتلة: 1.007276 amu

##### الكتلة بالجرام: 1.67 × 10^{-24} g

#### النيوترون

##### الكتلة: 1.008665 amu

##### الكتلة بالجرام: 1.67 × 10^{-24} g

الكتلة الذرية

وحدة القياس

#### وحدة الكتلة الذرية (amu أو u)

##### تعريف: 1/12 من كتلة ذرة الكربون-12

##### القيمة: تساوي تقريباً كتلة بروتون أو نيوترون واحد

حساب الكتلة الذرية

#### الكتلة الذرية = متوسط كتل نظائر العنصر

#### طريقة الحساب (مثال الكلور)

##### 1. معرفة كتلة ونسبة وجود كل نظير

###### الكلور-35: الكتلة = 34.969 amu، النسبة = 75.78%

###### الكلور-37: الكتلة = 36.966 amu، النسبة = 24.22%

##### 2. حساب إسهام كل نظير

###### إسهام الكلور-35: 0.7578 × 34.969 = 26.4995 amu

###### إسهام الكلور-37: 0.2422 × 36.966 = 8.9532 amu

##### 3. جمع الإسهامات

###### الكتلة الذرية للكلور: 26.4995 + 8.9532 = 35.453 amu

نسبة النظائر في الطبيعة

#### تحليل الكتلة الذرية للعنصر يكشف عن النظير الأكثر وجوداً

##### مثال الفلور (F): كتلته الذرية ≈ 19 amu → النظير السائد هو فلور-19

##### مثال البروم (Br): كتلته الذرية 79.904 amu

###### نظائر البروم في الطبيعة:

• البروم-79: الكتلة = 78.918 amu، النسبة = 50.69%
• البروم-81: الكتلة = 80.917 amu، النسبة = 49.031%

###### البروم-80 غير متوافر في الطبيعة

#### استخراج البروم

##### المصدر: يستخرج من مياه البحر الميت والبحيرات المالحة

##### الاستخدامات: التحكم في الميكروبات والطحالب، الأدوية، الزيوت، الدهانات، المبيدات

تجربة: نمذجة النظائر

#### الهدف: حساب الكتلة الذرية لعنصر باستخدام نسب وجود نظائره

#### خطوات العمل

##### 1. تصنيف حبات خرز متطابقة الكتلة ومختلفة الألوان

##### 2. حساب نسبة وجود كل لون (مجموعة)

##### 3. حساب متوسط كتلة كل مجموعة

#### خطوات التحليل

##### 1. حساب نسبة وجود كل مجموعة

##### 2. حساب الكتلة الذرية باستخدام المعادلة: الإسهام في الكتلة = الكتلة × نسبة وجود النظير

##### 3. استنتاج ما إذا كانت الكتلة الذرية ستختلف بتغير عدد الخرز

##### 4. تفسير سبب استخدام متوسط كتلة 10 حبات بدلاً من حبة واحدة

مثال تطبيقي: حساب الكتلة الذرية للعنصر X (الليثيوم)

#### المعطيات

##### النظير ⁶X: الكتلة = 6.015 amu، النسبة = 7.59%

##### النظير ⁷X: الكتلة = 7.016 amu، النسبة = 92.41%

#### خطوات الحل

##### 1. حساب إسهام كل نظير

###### إسهام ⁶X: 0.0759 × 6.015 = 0.4565 \ amu

###### إسهام ⁷X: 0.9241 × 7.016 = 6.483 \ amu

##### 2. جمع الإسهامات

###### الكتلة الذرية للعنصر X: 0.4565 + 6.483 = 6.939 \ amu

##### 3. تحديد العنصر

###### بالرجوع للجدول الدوري: العنصر ذو الكتلة الذرية 6.939 amu هو الليثيوم (Li)

الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي

الأهداف

#### تفسير العلاقة بين الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي

#### تصنيف أشعة ألفا وبيتا وجاما بدلالة الكتلة والشحنة

المفردات الجديدة

#### النشاط الإشعاعي

#### الإشعاع

#### التفاعل النووي

#### التحلل الإشعاعي

#### أشعة ألفا (جسيم ألفا)

#### أشعة بيتا (جسيم بيتا)

#### أشعة جاما

#### المعادلة النووية

الأنوية غير المستقرة

#### تشبيه: مثل حجر يسقط من ارتفاع (يفقد طاقة وضع ليصل للاستقرار)

#### النواة غير المستقرة تتحول إلى حالة مستقرة بفقدان الطاقة

النشاط الإشعاعي

#### الفرق بين التفاعل الكيميائي والنووي

##### التفاعل الكيميائي: يحدث للإلكترونات فقط، هوية الذرات تبقى ثابتة

##### التفاعل النووي: يحدث للنواة، قد يحول عنصراً إلى عنصر آخر

التفاعلات النووية

#### اكتشاف: عام 1890م

#### الذرة المشعة: تتعرض لتغيرات قد تغير هويتها

#### سبب الإشعاع: الأنوية غير مستقرة

التحلل الإشعاعي

#### تعريف: عملية تلقائية تفقد فيها الأنوية غير المستقرة الطاقة بإصدار إشعاعات

#### النتيجة: تتحول الذرات غير المستقرة إلى ذرات مستقرة (غالباً عنصر آخر)

```

نقاط مهمة

• الأنظمة غير المستقرة (ذرات أو أشخاص) تصل للثبات بفقدان الطاقة.
• التفاعل النووي هو تغير في نواة الذرة، على عكس التفاعل الكيميائي الذي يحدث للإلكترونات فقط.
• التحلل الإشعاعي عملية تلقائية تهدف لوصول النواة غير المستقرة إلى حالة استقرار.
• من أنواع الإشعاع: أشعة ألفا، وأشعة بيتا، وأشعة جاما.

3-4

الأهداف تفسر العلاقة بين الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي. تصنف أشعة ألفا، وأشعة بيتا، وأشعة جاما بدلالة الكتلة والشحنة.

مراجعة المفردات العنصر: مادة نقية لا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط بالطرق الفيزيائية والكيميائية.

المفردات الجديدة النشاط الإشعاعي الإشعاع التفاعل النووي التحلل الإشعاعي أشعة ألفا جسيم ألفا المعادلة النووية أشعة بيتا جسيم بيتا أشعة جاما

الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي Unstable Nuclei and Radioactivity الرئيسة الفكرة الربط مع الحياة إذا أسقطت حجراً من ارتفاع في مستوى خصـرك فإن الحجر ينتقل من حالة سكون تكون فيها طاقة وضعه عالية عند الخصر، إلى حالة تكون طاقة وضعه أقل عند سطح الأرض. إن عملية مشابهة تحدث عندما تكون النواة في حالة غير مستقرة.

النشاط الإشعاعي التفاعل الكيميائي هو تغير يحدث لمادة أو أكثر ينتج عنه مواد جديدة، وتشارك فيه إلكترونات الذرة فقط. ورغم أن الذرات قد يعاد ترتيبها في التفاعلات الكيميائية إلا أن هويتها تبقى ثابتة. وهناك نوع آخر من التفاعلات يسمى التفاعل النووي، يستطيع أن يحول عنصراً إلى عنصر آخر.

التفاعلات النووية في عام 1890م لاحظ العلماء أن بعض المواد تصدر إشعاعات من خلال عملية النشاط الإشعاعي. تسمى الطاقة والجسميات المنبعثة من المواد المشعة بالإشعاعات. اكتشف العلماء أن الذرة المشعة تتعرض لتغيرات قد تغير من هويتها، وأن التفاعل الذي يؤدي إلى تغير في نواة الذرة يسمى التفاعل النووي. إن اكتشاف التفاعلات النووية بعد اكتشافاً مهماً؛ فلم يسـمـح أدى تفاعل كيميائي إلى تكوين نوعين جديدين من الذرات. تصدر الذرات المشعة إشعاعات لأن أنويتها غير مستقرة. الأنظمة غير المستقرة سواء كانت ذرات، أو أشخاصاً يقعون على أيديهم، كما هوضح بالشكل 20-3، يتحقق لهم الثبات عندما يفقدون الطاقة.

التحلل الإشعاعي تُفقد الأنوية غير المستقرة الطاقة بإصدار إشعاعات في عملية تلقائية تسمى التحلل الإشعاعي. تتحلل الذرات غير المستقرة إشعاعياً، وتتحول إلى ذرات مستقرة، وهي في الغالب ذرات عنصر آخر. وكما يفقد الحجر الموجدة فيه ويصل إلى حالة مستقرة عند سقوطه إلى الأرض، فإن الذرة تفقد طاقة بإطلاق إشعاعات، وتصل إلى حالة من الاستقرار.

الشكل 20-3 إذا وقفت على يديك فإنك تكون في حالة غير مستقرة، ولكني تصل إلى حالة الاستقرار فإن عليك أن تتخلى عن وضعك وتقف على قدميك. وكذلك هناك بعض الذرات غير المستقرة التي تصل إلى حالة الاستقرار عن طريق فقد بعض الطاقة.

الشكل 3-20

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa

Ministry of Ed 2025-1447

96

--- SECTION: 3-4 --- 3-4 --- SECTION: الأهداف --- الأهداف تفسر العلاقة بين الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي. تصنف أشعة ألفا، وأشعة بيتا، وأشعة جاما بدلالة الكتلة والشحنة. --- SECTION: مراجعة المفردات --- مراجعة المفردات العنصر: مادة نقية لا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط بالطرق الفيزيائية والكيميائية. --- SECTION: المفردات الجديدة --- المفردات الجديدة النشاط الإشعاعي الإشعاع التفاعل النووي التحلل الإشعاعي أشعة ألفا جسيم ألفا المعادلة النووية أشعة بيتا جسيم بيتا أشعة جاما --- SECTION: الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي --- الأنوية غير المستقرة والتحلل الإشعاعي Unstable Nuclei and Radioactivity الرئيسة الفكرة الربط مع الحياة إذا أسقطت حجراً من ارتفاع في مستوى خصـرك فإن الحجر ينتقل من حالة سكون تكون فيها طاقة وضعه عالية عند الخصر، إلى حالة تكون طاقة وضعه أقل عند سطح الأرض. إن عملية مشابهة تحدث عندما تكون النواة في حالة غير مستقرة. --- SECTION: النشاط الإشعاعي --- النشاط الإشعاعي التفاعل الكيميائي هو تغير يحدث لمادة أو أكثر ينتج عنه مواد جديدة، وتشارك فيه إلكترونات الذرة فقط. ورغم أن الذرات قد يعاد ترتيبها في التفاعلات الكيميائية إلا أن هويتها تبقى ثابتة. وهناك نوع آخر من التفاعلات يسمى التفاعل النووي، يستطيع أن يحول عنصراً إلى عنصر آخر. --- SECTION: التفاعلات النووية --- التفاعلات النووية في عام 1890م لاحظ العلماء أن بعض المواد تصدر إشعاعات من خلال عملية النشاط الإشعاعي. تسمى الطاقة والجسميات المنبعثة من المواد المشعة بالإشعاعات. اكتشف العلماء أن الذرة المشعة تتعرض لتغيرات قد تغير من هويتها، وأن التفاعل الذي يؤدي إلى تغير في نواة الذرة يسمى التفاعل النووي. إن اكتشاف التفاعلات النووية بعد اكتشافاً مهماً؛ فلم يسـمـح أدى تفاعل كيميائي إلى تكوين نوعين جديدين من الذرات. تصدر الذرات المشعة إشعاعات لأن أنويتها غير مستقرة. الأنظمة غير المستقرة سواء كانت ذرات، أو أشخاصاً يقعون على أيديهم، كما هوضح بالشكل 20-3، يتحقق لهم الثبات عندما يفقدون الطاقة. --- SECTION: التحلل الإشعاعي --- التحلل الإشعاعي تُفقد الأنوية غير المستقرة الطاقة بإصدار إشعاعات في عملية تلقائية تسمى التحلل الإشعاعي. تتحلل الذرات غير المستقرة إشعاعياً، وتتحول إلى ذرات مستقرة، وهي في الغالب ذرات عنصر آخر. وكما يفقد الحجر الموجدة فيه ويصل إلى حالة مستقرة عند سقوطه إلى الأرض، فإن الذرة تفقد طاقة بإطلاق إشعاعات، وتصل إلى حالة من الاستقرار. --- SECTION: الشكل 20-3 --- الشكل 20-3 إذا وقفت على يديك فإنك تكون في حالة غير مستقرة، ولكني تصل إلى حالة الاستقرار فإن عليك أن تتخلى عن وضعك وتقف على قدميك. وكذلك هناك بعض الذرات غير المستقرة التي تصل إلى حالة الاستقرار عن طريق فقد بعض الطاقة. --- SECTION: الشكل 3-20 --- الشكل 3-20 --- SECTION: رابط الدرس الرقمي --- رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa Ministry of Ed 2025-1447 96 --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: Untitled Description: Image of a young boy standing on his hands with his legs in the air, demonstrating an unstable position. Context: Illustrates the concept of instability and the tendency to reach a stable state, analogous to atomic nuclei. **IMAGE**: Untitled Description: Image of a young boy doing a handstand and then falling onto his feet, demonstrating transition from unstable to stable state. Context: Further illustrates the concept of instability and achieving stability by losing energy, analogous to radioactive decay.