تعلّم الجدول الدوري درسًا بعد درس

دروس قصيرة وواضحة عن كيفية عمل الجدول الدوري، مكتوبة لطلاب المرحلة الثانوية والسنوات الجامعية الأولى في الكيمياء. ابدأ بمعرفة ما هو الجدول وكيف تُرتَّب المجموعات والدورات، ثم انتقل إلى إلكترونات التكافؤ والتوزيعات الإلكترونية والاتجاهات الدورية والأيونات متعددة الذرات. يرتبط كل درس بعرض تفاعلي للجدول لتشاهد الفكرة قيد التطبيق.

الكيمياء من الصفر

دورة مجانية من 20 درسًا قصيرًا، من الذرات إلى المعادلات الكيميائية. ينتهي كل درس بثلاثة أسئلة سريعة.

ابدأ الدورة

1

الذرات والعناصر

مم يتكوّن كل شيء: العناصر والذرات والجسيمات في داخلها. · 4 دروس

1. 1 ما العنصر؟ العنصر مادة نقية مكوّنة من نوع واحد فقط من الذرات. ولا يمكن تفكيكه إلى ما هو أبسط منه بتفاعل كيميائي. الذهب والأكسجين والكربون عناصر، ولكل عنصر من العناصر الـ 118 المعروفة خانته الخاصة في الجدول الدوري. قراءة 1 دقيقة
2. 2 داخل الذرة تتكوّن الذرة من ثلاثة أنواع من الجسيمات الأصغر منها: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. تتكدس البروتونات والنيوترونات في مركز صغير ثقيل يسمى النواة، وتتحرك الإلكترونات حولها. البروتونات موجبة، والإلكترونات سالبة، والنيوترونات عديمة الشحنة. قراءة 1 دقيقة
3. 3 العدد الذري والكتلة العدد الذري هو عدد البروتونات في الذرة، وهو يخبرك أي عنصر هي الذرة. أما العدد الكتلي فهو عدد البروتونات مضافاً إليه عدد النيوترونات. وبهذين العددين يمكنك عدّ كل جسيم: فالبروتونات والإلكترونات يساوي كل منهما العدد الذري، والنيوترونات تساوي العدد الكتلي ناقص العدد الذري. قراءة 1 دقيقة
4. 4 ما النظائر؟ النظائر ذرات للعنصر نفسه تختلف في عدد النيوترونات. لها عدد البروتونات نفسه، لذا فهي العنصر نفسه وتتفاعل بالطريقة نفسها تقريباً، لكن كتلها مختلفة. الكربون-12 والكربون-14 نظيران للكربون. قراءة 1 دقيقة

2

قراءة الجدول الدوري

كيف يُنظَّم الجدول: الدورات والمجموعات والعائلات والفلزات واللافلزات. · 5 دروس

1. 5 ما الجدول الدوري؟ الجدول الدوري مخطط يرتّب جميع العناصر الكيميائية المعروفة وعددها 118 بحسب العدد الذري، أي عدد البروتونات في نواة كل ذرة. وتوضع العناصر في صفوف تسمى الدورات وأعمدة تسمى المجموعات، فتصطف العناصر ذات الخصائص الكيميائية المتشابهة في العمود نفسه. ويتيح لك هذا النمط أن تتوقع الكثير عن العنصر من موضعه. قراءة 1 دقيقة
2. 6 المجموعات والدورات المجموعات هي الأعمدة العمودية الثمانية عشر في الجدول الدوري، والدورات هي الصفوف الأفقية السبعة. وللعناصر في المجموعة نفسها عموماً عدد إلكترونات التكافؤ نفسه، لذا فهي تشترك في خصائص كيميائية متشابهة. وللعناصر في الدورة نفسها عدد أغلفة الإلكترونات نفسه، وتتغير خصائصها تدريجياً من اليسار إلى اليمين. قراءة 1 دقيقة
3. 7 الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات الفلزات عناصر لامعة قابلة للطرق توصل الحرارة والكهرباء جيداً وتميل إلى فقد الإلكترونات؛ أما اللافلزات فهي عادةً معتمة أو هشة أو غازية، وضعيفة التوصيل، وتميل إلى اكتساب الإلكترونات أو تشاركها. وأشباه الفلزات خصائصها وسط بين النوعين. وفي الجدول الدوري تملأ الفلزات الجانب الأيسر والوسط، وتقع اللافلزات في أعلى اليمين، وتمتد أشباه الفلزات على طول خط الدرج المتعرج الذي يفصل بينهما. قراءة 1 دقيقة
4. 8 عائلات العناصر عائلات العناصر مجموعات من العناصر ذات الخصائص المتشابهة، وتمنح معظم الجداول الدورية كل عائلة لوناً خاصاً بها. يستخدم هذا الموقع عشر عائلات: الفلزات القلوية، والفلزات القلوية الترابية، والفلزات الانتقالية، والفلزات ما بعد الانتقالية، وأشباه الفلزات، واللافلزات التفاعلية، والهالوجينات، والغازات النبيلة، واللانثانيدات، والأكتينيدات. ويمكنك تمييز كل واحدة بلونها وموضعها في الجدول. قراءة 1 دقيقة
5. 9 اللانثانيدات والأكتينيدات تُطبع اللانثانيدات (العناصر 57–71) والأكتينيدات (العناصر 89–103) في صفين تحت الجدول الدوري الرئيسي فقط ليبقى عرضه عملياً. وهي تنتمي فعلاً إلى الدورتين 6 و7، مباشرة بعد الباريوم (56) والراديوم (88). ووضعها في مكانها سيمدد الجدول إلى 32 عموداً، وهو عرض أكبر من أن يناسب الصفحة أو الشاشة بشكل مريح. قراءة 1 دقيقة

3

الإلكترونات

المدارات وإلكترونات التكافؤ والتوزيعات الإلكترونية والاتجاهات التي تفسّرها. · 4 دروس

1. 10 أغلفة الإلكترونات أغلفة الإلكترونات هي مستويات الطاقة التي توجد فيها إلكترونات الذرة، مرتبة في طبقات حول النواة. يتسع الغلاف الأول لما يصل إلى إلكترونين والثاني لما يصل إلى 8، وفي أول 20 عنصراً يتوقف الغلاف الثالث أيضاً عند 8، فينتج النمط 2-8-8. ويرسم نموذج بور الأغلفة دوائر حول النواة، وهي صورة مفيدة لكنها مبسطة. قراءة 1 دقيقة
2. 11 ما إلكترونات التكافؤ؟ إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات في الغلاف الأخير للذرة، تلك التي تشارك في الترابط الكيميائي. وفي عناصر المجموعات الرئيسية يطابق عدد إلكترونات التكافؤ الرقم الأخير من رقم المجموعة: فالأكسجين في المجموعة 16 له 6، والكلور في المجموعة 17 له 7. وتحدد إلكترونات التكافؤ أي الأيونات يكوّنها العنصر وكم رابطة يصنع. قراءة 1 دقيقة
3. 12 كيف تكتب التوزيع الإلكتروني يبيّن التوزيع الإلكتروني كيف ترتَّب إلكترونات الذرة في أغلفة فرعية، ويُكتب بأس علوي لعدد الإلكترونات في كل منها، مثل 1s² 2s² 2p⁴ للأكسجين. ولكتابته خذ عدد الإلكترونات من العدد الذري واملأ الأغلفة الفرعية بترتيب البناء التصاعدي (aufbau): (1s، 2s، 2p، 3s، 3p، 4s، 3d وهكذا). ويختصر الاختصار بالغاز النبيل التوزيعات الطويلة، وتخرج بضعة عناصر، مثل الكروم والنحاس، عن النمط. قراءة 1 دقيقة
4. 13 الاتجاهات الدورية الاتجاهات الدورية أنماط منتظمة في خصائص العناصر عبر الجدول الدوري. فعند الانتقال من اليسار إلى اليمين عبر دورة، يقل نصف القطر الذري عموماً بينما تزداد الكهرسلبية وطاقة التأين؛ وعند النزول في مجموعة، يزداد نصف القطر الذري بينما تقل الكهرسلبية وطاقة التأين. أما الصفة الفلزية فتسير في الاتجاه المعاكس وتكون أكبر ما يمكن في أسفل يسار الجدول. قراءة 1 دقيقة

4

الكيمياء مع العناصر

الأيونات والروابط والصيغ والمولات والمعادلات: جمع العناصر معًا. · 7 دروس

1. 14 الأيونات والشحنات الأيون ذرة، أو مجموعة من الذرات، تحمل شحنة كهربائية لأنها اكتسبت إلكترونات أو فقدتها. فالذرات التي تفقد إلكترونات تصبح أيونات موجبة تسمى الكاتيونات، والذرات التي تكتسب إلكترونات تصبح أيونات سالبة تسمى الأنيونات. وفي كثير من العناصر يمكنك توقع الشحنة من رقم المجموعة وحده: فالصوديوم في المجموعة 1 يكوّن Na⁺، والكلور في المجموعة 17 يكوّن Cl⁻. قراءة 1 دقيقة
2. 15 ما الأيونات عديدة الذرات؟ الأيون عديد الذرات مجموعة من ذرتين أو أكثر مترابطة تحمل شحنة كهربائية كلية وتعمل كوحدة واحدة في المركبات. ومن الأمثلة الشائعة الهيدروكسيد (OH⁻)، والنترات (NO₃⁻)، والكربونات (CO₃²⁻)، والكبريتات (SO₄²⁻)، والفوسفات (PO₄³⁻)، والأمونيوم (NH₄⁺). ومعظم الأيونات عديدة الذرات سالبة، وكثير منها يحتوي على أكسجين. قراءة 1 دقيقة
3. 16 الروابط الكيميائية الرابطة الكيميائية هي قوة الجذب التي تمسك الذرات معاً في العناصر والمركبات. ففي الرابطة الأيونية تنقل ذرة إلكترونات إلى أخرى فتتجاذب الأيونات المختلفة الشحنة؛ وفي الرابطة التساهمية تتشارك الذرات أزواجاً من الإلكترونات؛ وفي الرابطة الفلزية تتشارك ذرات الفلز «بحراً» من الإلكترونات تتحرك بحرية. ويعتمد النوع الذي يتكوّن في الغالب على ما إذا كانت الذرات فلزات أو لافلزات. قراءة 1 دقيقة
4. 17 كيف تقرأ الصيغ الكيميائية تستخدم الصيغة الكيميائية رموز العناصر وأعداداً صغيرة لتبيّن أي الذرات في المادة وكم عدد كل منها. والعدد الصغير بعد الرمز، ويسمى الرقم السفلي، يعدّ ذرات ذلك العنصر، لذا ففي H₂O ذرتا هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. وتضيف الأقواس والمعاملات والنقطة في المتهدرات بضع قواعد أخرى، لكن كل واحدة منها مجرد نوع من الضرب أو الجمع. قراءة 1 دقيقة
5. 18 ما المول؟ المول وحدة عدّ يستخدمها الكيميائيون للذرات والجزيئات، تماماً كما تعني الدزينة 12. يحتوي المول الواحد على 6.022 × 10²³ جسيم، وهو عدد يسمى عدد أفوغادرو. وكتلة مول واحد من المادة بالغرامات، أي كتلتها المولية، تأتي مباشرة من الكتل الذرية في الجدول الدوري، لذا فهي تتيح لك التحويل بين الغرامات وأعداد الجسيمات. قراءة 1 دقيقة
6. 19 موازنة المعادلات الكيميائية موازنة المعادلة الكيميائية تعني التأكد من وجود العدد نفسه من ذرات كل عنصر على جانبي السهم. وتفعل ذلك بوضع معاملات صحيحة أمام الصيغ، لا بتغيير الأرقام السفلية أبداً. فمثلاً يكوّن الهيدروجين والأكسجين الماء في المعادلة الموزونة 2H₂ + O₂ → 2H₂O. قراءة 1 دقيقة
7. 20 التغيرات الكيميائية والفيزيائية يغيّر التغير الفيزيائي حجم المادة أو شكلها أو حالتها، لكنها تبقى المادة نفسها بعد ذلك، كما في انصهار الجليد إلى ماء. أما التغير الكيميائي، ويسمى أيضًا التفاعل الكيميائي، فيحوّل المواد إلى مواد جديدة ذات خصائص مختلفة، كما في تحوّل الحديد إلى صدأ. والسؤال الأساسي دائمًا: هل تكوّنت مادة جديدة؟ قراءة 1 دقيقة