الحصة (5) - كيمياء - الترم التاني - الصف الثاني الثانوي

الحصة (5) – كيمياء – الترم التاني - الصف الثاني الثانوي ⚗️

في هذه الحصة هنبدأ دراسة العناصر الممثلة – فئة (s) من خلال التعرف على فلزات القلاء (Alkali Metals / فلزات القلاء)، ومواقعها في الجدول الدوري، ووجودها في الطبيعة، ثم ننتقل إلى خواصها العامة وسبب نشاطها الكيميائي الكبير، وبعدها نشرح الكشف الجاف (Flame Test / كشف اللهب) وألوان اللهب المميزة لبعض عناصرها، ثم أهم تفاعلاتها مع الأكسجين والهيدروجين والهالوجينات واللافلزات والماء والأحماض بشكل مبسط ومنظم 🎯

أهداف التعلم ✅

• التعرّف على عناصر فئة s وبالتحديد عناصر المجموعة 1A.
• فهم المقصود بـ فلزات القلاء ولماذا سُمّيت بهذا الاسم.
• معرفة أماكن وجود بعض فلزات القلاء في الطبيعة مثل الصوديوم والبوتاسيوم.
• فهم الخواص العامة لفلزات القلاء وعلاقتها بوجود إلكترون تكافؤ واحد.
• التعرّف على الكشف الجاف وخطواته وألوان اللهب المميزة لعناصر القلاء.
• دراسة النشاط الكيميائي لفلزات القلاء وطريقة حفظها.
• تفسير تفاعلات فلزات القلاء مع الأكسجين والهيدروجين والهالوجينات واللافلزات والماء والأحماض.

شرح منظم للموضوع 📌

• عناصر فئة s: تشمل العناصر التي ينتهي توزيعها الإلكتروني في المستوى الفرعي s، ومن أهمها عناصر المجموعة 1A المعروفة بفلزات القلاء.
• فلزات القلاء: هي عناصر المجموعة 1A ما عدا الهيدروجين لأنه لا فلز. ويرجع أصل كلمة Alkali إلى العربية القلي.
• وجودها في الطبيعة: يوجد الصوديوم والبوتاسيوم بوفرة نسبيًا في القشرة الأرضية؛ فالصوديوم يوجد في الهاليت Halite (NaCl)، والبوتاسيوم يوجد في كلوريد البوتاسيوم KCl وماء البحر ورواسب الكارناليت.
• التوزيع الإلكتروني العام: تتميز فلزات القلاء بوجود إلكترون واحد مفرد في مستوى الطاقة الأخير، وصيغته العامة ns¹.
• نتائج وجود إلكترون تكافؤ واحد:
  • تقع عناصرها في بداية دورة جديدة.
  • يكون عدد تأكسدها في مركباتها +1 فقط.
  • جهد التأين الأول لها صغير، لذلك يسهل فقد إلكترون التكافؤ.
  • تعمل كعوامل مختزلة قوية.
  • مركباتها غالبًا أيونية.
• خواصها الفيزيائية المهمة: فلزات القلاء ذراتها كبيرة نسبيًا، وروابطها الفلزية ضعيفة، لذلك فهي أكثر الفلزات ليونة وأقلها في درجتي الانصهار والغليان.
• كبر الحجم الذري: يؤدي إلى سهولة فقد إلكترون التكافؤ، وصغر السالبية الكهربية، وصغر جهد التأين الأول، وظهور الظاهرة الكهروضوئية في بعض عناصرها مثل البوتاسيوم والسيزيوم.
• الكشف الجاف (Flame Test / كشف اللهب): يعتمد على إثارة إلكترونات العنصر بالتسخين، ثم عودتها لمستواها الأصلي مع انبعاث لون مميز لكل عنصر.
• نتائج الكشف الجاف لبعض عناصر القلاء:
  • الليثيوم Li: قرمزي اللون.
  • الصوديوم Na: أصفر ذهبي.
  • البوتاسيوم K: بنفسجي فاتح.
  • الروبيديوم Rb: أحمر بنفسجي.
  • السيزيوم Cs: أزرق بنفسجي.
• النشاط الكيميائي: فلزات القلاء نشطة جدًا، لذلك تفقد بريقها بسهولة في الهواء نتيجة تكوّن الأكاسيد، ولهذا تُحفظ مغمورة في الهيدروكربونات السائلة مثل الزيوت المعدنية بعيدًا عن الهواء والرطوبة.
• تفاعلها مع الأكسجين:
  • الليثيوم يُكوّن الأكسيد العادي Li₂O.
  • الصوديوم يُكوّن فوق الأكسيد Na₂O₂.
  • البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم تُكوّن غالبًا السوبر أكسيد مثل KO₂.
• تفاعلها مع الهيدروجين: تتفاعل مكوّنة هيدريدات أيونية، ويكون الهيدروجين فيها على صورة H^-.
• تفاعلها مع الهالوجينات: تتفاعل بعنف مكوّنة هاليدات أيونية شديدة الثبات.
• تفاعلها مع اللافلزات: تتفاعل مع الكبريت والفوسفور، كما أن الليثيوم فقط يتحد مع النيتروجين مكوّنًا نيتريد الليثيوم Li₃N.
• تفاعلها مع الماء: تحل محل هيدروجين الماء، ويصاحب التفاعل انطلاق طاقة كبيرة قد تؤدي لاشتعال غاز الهيدروجين، ويزداد العنف من الليثيوم إلى السيزيوم.
• تفاعلها مع الأحماض: تحل محل هيدروجين الأحماض المخففة، ويكون التفاعل أعنف من تفاعلها مع الماء.

مصطلحات مهمة ✨

• Alkali Metals / فلزات القلاء: عناصر المجموعة 1A ما عدا الهيدروجين.
• Flame Test / الكشف الجاف: اختبار يعتمد على لون اللهب المميز للعنصر.
• Hydride / الهيدريد: مركب يحتوي على أيون الهيدريد H^-.
• Peroxide / فوق الأكسيد: مركب يكون فيه عدد تأكسد الأكسجين -1.
• Superoxide / السوبر أكسيد: مركب يكون فيه عدد تأكسد الأكسجين -1/2.

أخطاء شائعة/تنبيهات ⚠️

• الخلط بين الأكسيد العادي وفوق الأكسيد والسوبر أكسيد.
• نسيان أن الهيدروجين لا يُعد فلزًا قلويًا رغم وجوده في المجموعة 1A.
• الخلط بين ألوان كشف اللهب لعناصر القلاء.
• نسيان أن الليثيوم فقط هو الذي يتفاعل مع النيتروجين مباشرة مكوّنًا نيتريد الليثيوم.
• الاعتقاد أن الماء يصلح لإطفاء حرائق الصوديوم، وهذا خطأ لأن الصوديوم يتفاعل بشدة مع الماء.

في نهاية الحصة ستكون قادرًا على… فهم خواص فلزات القلاء، وتفسير نشاطها الكيميائي، والتفرقة بين أهم تفاعلاتها ومركباتها، واستخدام ألوان اللهب في التعرف عليها بثقة أكبر ✅

ملاحظة مهمة: هذه الحصة أساسية جدًا لأنها تمهد لدراسة العناصر الممثلة وفهم العلاقة بين التركيب الإلكتروني والخواص الكيميائية للعناصر داخل الجدول الدوري.