تجربة - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: ماذا تلاحظ على التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة؟

الإجابة: عدد إلكترونات التكافؤ متساوٍ في المجموعة الواحدة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المعطيات والمطلوب** | العنصر | الرمز | الوصف | |--------|-------|--------| | المعطى | - | التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة في الجدول الدوري | | المطلوب | - | ملاحظة أو نمط مشترك في هذا التمثيل النقطي لعناصر نفس المجموعة |
2. **الخطوة 2: المبدأ العلمي المستخدم** المبدأ الأساسي هو أن **التمثيل النقطي للإلكترونات** (أو مخطط لويس النقطي) يظهر **إلكترونات التكافؤ** فقط، وهي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة والمسؤولة عن التفاعلات الكيميائية. كما أن عناصر **المجموعة الواحدة** (العمود الرأسي في الجدول الدوري) تشترك في نفس **عدد إلكترونات التكافؤ**.
3. **الخطوة 3: تحليل التمثيل النقطي داخل المجموعة الواحدة** 1. عند النظر إلى عناصر المجموعة الأولى (مثل Li, Na, K): - يتم تمثيل كل منها بنقطة واحدة حول رمز العنصر، لأن لكل منها إلكترون تكافؤ واحد. 2. عند النظر إلى عناصر المجموعة السابعة عشر (الهالوجينات مثل F, Cl, Br): - يتم تمثيل كل منها بسبع نقاط حول رمز العنصر، لأن لكل منها سبع إلكترونات تكافؤ. > **ملاحظة:** عدد النقاط في التمثيل النقطي يساوي بالضبط عدد إلكترونات التكافؤ للعنصر.
4. **الخطوة 4: استخلاص الملاحظة العامة** بناءً على التحليل أعلاه: - جميع عناصر **المجموعة الواحدة** لها نفس العدد من النقاط في تمثيلها النقطي. - بما أن كل نقطة تمثل إلكترون تكافؤ واحد، فإن هذا يعني أن **عدد إلكترونات التكافؤ متساوٍ** لجميع عناصر نفس المجموعة.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** عند مقارنة **التمثيل النقطي للإلكترونات** لعناصر تنتمي إلى **نفس المجموعة** في الجدول الدوري، نجد تشابهاً تاماً من حيث عدد النقاط (إلكترونات التكافؤ) حول رمز كل عنصر، مما يعكس حقيقة أن عناصر المجموعة الواحدة تتشارك في نفس **عدد إلكترونات التكافؤ**.

سؤال 2: صف التغيرات التي تلاحظها في التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر الدورة الواحدة.

الإجابة: يزداد عدد إلكترونات التكافؤ في ذرات العناصر إلكترونًا واحدًا كلما اتجهنا من اليسار إلى اليمين في الدورة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المعطيات والمطلوب** | العنصر | الرمز | الوصف | |--------|-------|--------| | المعطى | - | التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر الدورة الواحدة في الجدول الدوري | | المطلوب | - | وصف التغيرات أو النمط الذي يطرأ على هذا التمثيل عند الانتقال عبر الدورة من اليسار إلى اليمين |
2. **الخطوة 2: المبدأ العلمي المستخدم** المبدأ الأساسي هو أن **التمثيل النقطي للإلكترونات** يصور **إلكترونات التكافؤ** فقط. في **الدورة الواحدة** (الصف الأفقي في الجدول الدوري)، يزداد **العدد الذري** للعناصر بواحد عند الانتقال من عنصر إلى الذي يليه يميناً. وهذا يعني إضافة **بروتون** واحد في النواة وإلكترون واحد في الغلاف الإلكتروني، ويضاف هذا الإلكترون الإضافي إلى **مستوى الطاقة الرئيسي** نفسه (الغلاف الخارجي) في معظم الحالات.
3. **الخطوة 3: تحليل التمثيل النقطي عبر الدورة الواحدة** لنأخذ مثال **الدورة الثانية** من الجدول الدوري: | العنصر (الرمز) | العدد الذري | التوزيع الإلكتروني | إلكترونات التكافؤ | التمثيل النقطي (عدد النقاط) | |----------------|-------------|---------------------|-------------------|--------------------------------| | الليثيوم (Li) | 3 | $1s^2 2s^1$ | 1 | • | | البيريليوم (Be) | 4 | $1s^2 2s^2$ | 2 | •• | | البورون (B) | 5 | $1s^2 2s^2 2p^1$ | 3 | ••• | | الكربون (C) | 6 | $1s^2 2s^2 2p^2$ | 4 | •••• | | النيتروجين (N) | 7 | $1s^2 2s^2 2p^3$ | 5 | ••••• | | الأكسجين (O) | 8 | $1s^2 2s^2 2p^4$ | 6 | •••••• | | الفلور (F) | 9 | $1s^2 2s^2 2p^5$ | 7 | ••••••• | | النيون (Ne) | 10 | $1s^2 2s^2 2p^6$ | 8 | •••••••• |
4. **الخطوة 4: استخلاص نمط التغير** من الجدول في الخطوة السابقة: 1. عند الانتقال من **اليسار إلى اليمين** عبر الدورة (مثال الدورة الثانية)، يزداد **العدد الذري** تدريجياً بمقدار واحد. 2. يزداد عدد **إلكترونات التكافؤ** (وبالتالي عدد النقاط في التمثيل النقطي) بمقدار **إلكترون واحد** مع كل انتقال إلى العنصر التالي. 3. يبدأ هذا العدد من **1** (لعناصر المجموعة 1) ويصل إلى **8** (لعناصر المجموعة 18، الغازات النبيلة) في نهاية الدورة.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** عند تتبع **التمثيل النقطي للإلكترونات** للعناصر عبر **دورة واحدة** في الجدول الدوري، نلاحظ زيادة مطردة ومنتظمة في عدد النقاط (إلكترونات التكافؤ) بمقدار نقطة واحدة مع كل خطوة نتحركها من اليسار (بداية الدورة) إلى اليمين (نهاية الدورة).

سؤال س: ماذا تلاحظ على التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة؟

الإجابة: عدد إلكترونات التكافؤ متساوٍ في المجموعة الواحدة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المعطيات والمطلوب** | العنصر | الرمز | الوصف | |--------|-------|--------| | المعطى | - | التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة | | المطلوب | - | استنتاج أهم ملاحظة يمكن قولها عن هذا التمثيل بالنسبة لعناصر نفس المجموعة | > **ملاحظة:** هذا السؤال مطابق للسؤال رقم (1) في القائمة.
2. **الخطوة 2: استدعاء المبدأ العلمي الأساسي** يُظهر **التمثيل النقطي** (مخطط لويس) **إلكترونات التكافؤ** فقط. **المجموعة** في الجدول الدوري هي عمود رأسي من العناصر التي تشترك في **نفس عدد إلكترونات التكافؤ**، مما يمنحها خواص كيميائية متشابهة.
3. **الخطوة 3: المقارنة بين عناصر المجموعة الواحدة** لتوضيح الفكرة، لنقارن عنصرين من **المجموعة الأولى (الفلزات القلوية)**: - الصوديوم (Na): عدده الذري 11، توزيعه الإلكتروني $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$، له **إلكترون تكافؤ واحد**، تمثيله النقطي: Na• - البوتاسيوم (K): عدده الذري 19، توزيعه الإلكتروني $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$، له **إلكترون تكافؤ واحد**، تمثيله النقطي: K• نلاحظ أن التمثيل النقطي لكليهما يحوي **نقطة واحدة** فقط.
4. **الخطوة 4: تعميم الملاحظة على جميع مجموعات الجدول الدوري** يمكن تطبيق نفس الملاحظة على أي مجموعة: - عناصر **المجموعة الثانية**: لها نقطتان (إلكترونان تكافؤ). - عناصر **المجموعة السابعة عشر (الهالوجينات)**: لها سبع نقاط (سبعة إلكترونات تكافؤ). **الاستنتاج:** بغض النظر عن العدد الذري أو عدد مستويات الطاقة، فإن العناصر التي تنتمي إلى **نفس العمود الرأسي** (المجموعة) في الجدول الدوري سيكون لها **نفس عدد النقاط** في التمثيل النقطي.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يُظهر **التمثيل النقطي للإلكترونات** تماثلاً واضحاً بين جميع عناصر **المجموعة الواحدة**، حيث يمتلك كل عناصر المجموعة نفس العدد من إلكترونات التكافؤ، وهو ما ينعكس على شكل **عدد متطابق من النقاط** حول رموزها في التمثيل النقطي.

سؤال س: ماذا تلاحظ على التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة؟

الإجابة: عدد إلكترونات التكافؤ متساوٍ في المجموعة الواحدة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: تحديد المعطيات والمطلوب** | العنصر | الرمز | الوصف | |--------|-------|--------| | المعطى | - | التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة | | المطلوب | - | استنتاج أهم ملاحظة يمكن قولها عن هذا التمثيل بالنسبة لعناصر نفس المجموعة | > **ملاحظة:** هذا السؤال مطابق للسؤال رقم (1) في القائمة.
2. **الخطوة 2: استدعاء المبدأ العلمي الأساسي** يُظهر **التمثيل النقطي** (مخطط لويس) **إلكترونات التكافؤ** فقط. **المجموعة** في الجدول الدوري هي عمود رأسي من العناصر التي تشترك في **نفس عدد إلكترونات التكافؤ**، مما يمنحها خواص كيميائية متشابهة.
3. **الخطوة 3: المقارنة بين عناصر المجموعة الواحدة** لتوضيح الفكرة، لنقارن عنصرين من **المجموعة الأولى (الفلزات القلوية)**: - الصوديوم (Na): عدده الذري 11، توزيعه الإلكتروني $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$، له **إلكترون تكافؤ واحد**، تمثيله النقطي: Na• - البوتاسيوم (K): عدده الذري 19، توزيعه الإلكتروني $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$، له **إلكترون تكافؤ واحد**، تمثيله النقطي: K• نلاحظ أن التمثيل النقطي لكليهما يحوي **نقطة واحدة** فقط.
4. **الخطوة 4: تعميم الملاحظة على جميع مجموعات الجدول الدوري** يمكن تطبيق نفس الملاحظة على أي مجموعة: - عناصر **المجموعة الثانية**: لها نقطتان (إلكترونان تكافؤ). - عناصر **المجموعة السابعة عشر (الهالوجينات)**: لها سبع نقاط (سبعة إلكترونات تكافؤ). **الاستنتاج:** بغض النظر عن العدد الذري أو عدد مستويات الطاقة، فإن العناصر التي تنتمي إلى **نفس العمود الرأسي** (المجموعة) في الجدول الدوري سيكون لها **نفس عدد النقاط** في التمثيل النقطي.
5. **الخطوة 5: الإجابة النهائية** يُظهر **التمثيل النقطي للإلكترونات** تماثلاً واضحاً بين جميع عناصر **المجموعة الواحدة**، حيث يمتلك كل عناصر المجموعة نفس العدد من إلكترونات التكافؤ، وهو ما ينعكس على شكل **عدد متطابق من النقاط** حول رموزها في التمثيل النقطي.

ما التعريف الصحيح للتمثيل النقطي للإلكترونات؟

• أ) رمز العنصر محاط بنقاط تمثل العدد الذري للعنصر.
• ب) رمز العنصر محاط بنقاط تمثل عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي.
• ج) رمز العنصر محاط بنقاط تمثل العدد الكتلي للعنصر.
• د) رمز العنصر محاط بنقاط تمثل إجمالي عدد الإلكترونات في الذرة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: هو رمز العنصر محاط بنقاط تمثل عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي.

الشرح: يُعرف التمثيل النقطي للإلكترونات بأنه طريقة لتمثيل إلكترونات التكافؤ (الإلكترونات في الغلاف الخارجي) فقط حول رمز العنصر، مما يساعد في فهم سلوكه الكيميائي.

تلميح: فكر فيما يركز عليه التمثيل النقطي ويظهره حول رمز العنصر.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

لماذا يتم التركيز على إلكترونات مستوى الطاقة الخارجي فقط في التمثيل النقطي للإلكترونات؟

• أ) لأنها الأسهل في الرسم وتوفر الوقت.
• ب) لأنها الأقل عددًا في الذرة.
• ج) لأنها تحدد الخصائص الكيميائية للعنصر وتبيّن كيفية تفاعله.
• د) لأنها تمثل جميع الإلكترونات الموجودة في الذرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأنها تحدد الخصائص الكيميائية للعنصر وتبيّن كيفية تفاعله.

الشرح: 1. إلكترونات مستوى الطاقة الخارجي (إلكترونات التكافؤ) هي المسؤولة عن معظم التفاعلات الكيميائية. 2. لذا، فإن فهم عددها وتوزيعها ضروري لتوقع السلوك الكيميائي للعنصر. 3. التمثيل النقطي يبسط هذا التركيز لسهولة الفهم.

تلميح: ما هي الإلكترونات المسؤولة بشكل مباشر عن الروابط الكيميائية والتفاعلات؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ماذا تلاحظ على التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر المجموعة الواحدة في الجدول الدوري؟

• أ) يزداد عدد النقاط تدريجياً كلما اتجهنا للأسفل.
• ب) يقل عدد النقاط تدريجياً كلما اتجهنا للأسفل.
• ج) تتساوى في عدد إلكترونات التكافؤ (عدد النقاط).
• د) تختلف في عدد إلكترونات التكافؤ بشكل عشوائي.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تتساوى في عدد إلكترونات التكافؤ (عدد النقاط).

الشرح: 1. عناصر المجموعة الواحدة (العمود الرأسي في الجدول الدوري) تشترك في نفس عدد إلكترونات التكافؤ. 2. التمثيل النقطي يمثل إلكترونات التكافؤ بنقاط. 3. لذلك، تتساوى عناصر المجموعة الواحدة في عدد النقاط في تمثيلها النقطي.

تلميح: تذكر ما الذي يميز العناصر في نفس العمود الرأسي من حيث إلكتروناتها الخارجية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

صف التغيرات التي تلاحظها في التمثيل النقطي للإلكترونات لعناصر الدورة الواحدة في الجدول الدوري عند الانتقال من اليسار إلى اليمين.

• أ) يقل عدد إلكترونات التكافؤ بمقدار إلكترون واحد مع كل خطوة.
• ب) يظل عدد إلكترونات التكافؤ ثابتًا.
• ج) يزداد عدد إلكترونات التكافؤ بمقدار إلكترون واحد مع كل خطوة.
• د) يتغير عدد إلكترونات التكافؤ بشكل غير منتظم.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يزداد عدد إلكترونات التكافؤ بمقدار إلكترون واحد مع كل خطوة.

الشرح: 1. عند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر دورة واحدة، يزداد العدد الذري للعنصر بواحد. 2. هذا يعني إضافة إلكترون واحد إلى مستوى الطاقة الخارجي (إلكترونات التكافؤ). 3. بالتالي، يزداد عدد النقاط في التمثيل النقطي تدريجياً.

تلميح: كيف يتغير العدد الذري وإلكترونات التكافؤ عند الانتقال عبر الدورة الأفقية؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف يتم تحديد عدد النقاط (إلكترونات التكافؤ) لعناصر المجموعات الرئيسية (1-2 و 13-18) في التمثيل النقطي للإلكترونات؟

• أ) يساوي دائمًا 8 لجميع العناصر.
• ب) عدد إلكترونات التكافؤ يساوي رقم الدورة في الجدول الدوري.
• ج) عدد إلكترونات التكافؤ يساوي رقم المجموعة للمجموعات 1 و 2، ويساوي رقم المجموعة مطروحًا منه 10 للمجموعات من 13 إلى 18.
• د) يعتمد على العدد الكتلي للعنصر فقط.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عدد إلكترونات التكافؤ يساوي رقم المجموعة للمجموعات 1 و 2، ويساوي رقم المجموعة مطروحًا منه 10 للمجموعات من 13 إلى 18.

الشرح: 1. للمجموعات 1 و 2، رقم المجموعة يعطي مباشرة عدد إلكترونات التكافؤ (مثال: المجموعة 1 لها 1 إلكترون تكافؤ). 2. للمجموعات من 13 إلى 18، يتم طرح 10 من رقم المجموعة للحصول على عدد إلكترونات التكافؤ (مثال: المجموعة 15 لها 15-10 = 5 إلكترونات تكافؤ).

تلميح: فكر في العلاقة المباشرة بين رقم المجموعة وعدد إلكترونات التكافؤ للمجموعات الرئيسية.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط