الفصل الثالث-طاقات التأين-

بنتابع معكن أصدقاءنا بالجزء الثاني من شرح الفصل الثالث لكتاب الكيمياء.

2.3 دلائل البنية الذرية :

 طاقات التأين :
هي الطاقة اللازمة لانتزاع إلكترون واحد من كل ذرة في مول من ذرات  العنصر في الحالة الغازية لتكوين مول واحد من الأيونات الغازية.

هاد تعريف الكتاب... طاقة التأين هي الطاقة المُقدّمة للذرة مشان اقدر شيل منها إلكترون ..(بكل مول من الذرات طبعاً)
الشروط : إنو تكون الذرة بالحالة الغازية ... وكمان الأيونات الناتجة لازم يكونوا بالحالة الغازية..

يعني هي العملية ما بتحدث بشكل تلقائي.. بدي حول مول الذرات للحالة الغازية وبعدين بدي وجه لهاد المول طاقة مشان اقدر انتزع من كل ذرة إلكترون واحد.

هلأ نحنا بنعرف إنو بالوضع الطبيعي ممكن الذرة تفقد إلكترون لتوصل للاستقرار... وممكن تفقد 2 أو 3 أو أكتر.

بس هون بطاقة التأين أنا فيني خلي الذرة تفقد كل إلكتروناتها لحتى ما يضل فيها شي غير النواة طالما أنا عم قدم الطاقة اللازمة لهالشي .. وهاد بيسموه طاقات التأين المتتالية .

بدكن تنتبهوا ع كم شغلة من تعريف طاقة التأين إنو الحالة الفيزيائية للمادة اللي عم اشتغل فيها هية الغازية..
يعني المادة مانها بالحالة المعيارية تبعيتها .

بناخد مثال لهالحكي... عنا الكالسيوم،الحالة المعيارية لإلو (يعني الوضع الطبيعي اللي بشوفو فيه) هية الصلبة.
أما وقت بدي قوم بالتجربة عليه مشان أعرف طاقات التأين لإلو فلازم يكون بالحالة الغازية متل ما موجود بمثال الكتاب بالصفحة 34.

من الشغلات اللي بدكن تنتبهولا كمان بهي الفقرة هو تعريف طاقة التأين الثاني..
هي الطاقة اللازمة لانتزاع إلكترون ثاني من كل "أيون" +1 في الحالة الغازية لتكوين أيون +2 في الحالة الغازية أيضاً.
ونفس التعريف بالنسبة لطاقة التأين الثالث ما عدا الاختلاف بشحنة الأيون وعدد الإلكترون.

وما بننسى، واحدة طاقة التأين هي Kj/mol.


رح نناقش طاقات التأين المتتالية هلأ لعنصر ما وبعدين بنجي على العوامل المؤثرة في طاقات التأين.

بناخد من الجدول اللي بالصفحة 35 عنصر الكربون (العنصر السادس) .

بهاد الجدول عندي طاقات التأين المتتالية... يعني عاطيني كل إلكترون أديش بدو طاقة لطلع من المدار تبعو لخارج الذرة.. وهيييييك لحتى ما ضل بالذرة غير النواة فقط.
بلاحظ إنو الكربون عندو 6 طاقات تأين متتالية معناها عندو 6 إلكترونات بس ... إلكترونين بالطبقة القريبة للنواة و4 إلكترونات بالطبقة البعيدة عن النواة .

ملاحظة صغيرة قبل ما نسهب بالشرح :لما بدي انتزع إلكترون من ذرة ما فأنا رح انتزع الإلكترونات الخارجية بالبداية بعدين بوصل للطبقة الأقرب للنواة وبنتزع منها وهيييييك لحتى تفضى الذرة من إلكتروناتها وما يبقى غير النواة.


بالنسبة لكل عنصر، والكربون مثالنا، بتتزايد.طاقات التأين عند نزع إلكترون تلو الآخر وذلك بسبب زيادة شحنة النواة.
خلونا نطبق هالحكي عالكربون ...
الطاقة اللازمة لانتزاع أول الكترون هية 1090
الطاقة اللازمة لانتزاع تاني إلكترون هية 2350 ..
والتالتة بازدياد.....
شو السبب؟ قال بسبب زيادة شحنة النواة مع كل انتزاع.
طيب كيف شحنة النواة عم تزداد؟ ؟
عندي بالنواة 6 بروتونات وحول النواة 6 إلكترونات ... معناها عندي انعدام بالشحنة .
لما طيّرت الكترون صار عندي 5 إلكترونات و6 بروتونات... معناها صارت الشحنة +1
يعني عندي 6 بروتونات عم يجذبوا  5 إلكترونات ... وهون طاقة التأين رح تزداد اذا بدي انتزع الإلكترون الخامس.

نفس الشي اذا بدي انتزع ثالث إلكترون بعد ما انتزعت تاني إلكترون.. كمان رح لاقي طاقة التأين المطلوبة هية 4620.
ليش هيك؟
بعد ما شلت الإلكترون التاني ضل عندي حول النواة 4 إلكترونات وبالنواة 6 بروتونات .. معناها الشحنة +2 للنواة.
هون قوة الجذب رح تزداد أكتر وأكتر... النواة عم تزداد شحنتها وعم تقل الإلكترونات فبقا بتشد الإلكترونات أكتر وأكتر فبيصعب الانتزاع إلا اذا عطيت طاقة قوية لانتزع إلكترون.


هي شرح لأول كم سطر عاليمين بالصفحة 35.

هلأ بنتابع مع عنصرنا الحنون (الكربون)..
شوفولي بالجدول نفسو اللي بالصفحة 35 إنو في قفزة كبيرة بقيمة طاقات التأين، بين طاقة التأين الرابعة والخامسة .. طاقة التأين الرابعة 6220 وطاقة التأين الخامسة 37800 !!!

شو سبب هالشي؟ 
قال السبب إنو الانتزاع عم يتم من طبقة كمومية رئيسية أقرب للنواة ...
يعني مو قلنا الكربون عندو 4 إلكترونات بالطبقة السطحية وإلكترونين بالطبقة القريبة للنواة؟ .. فمعناها لما انتزعت 4 إلكترونات فضيت الطبقة السطحية من الإلكترونات وصار اذا بدي كمل انتزاع فما في غير الطبقة الأعمق انتزع منها..

وبس صرت أنا بطبقة أقرب للنواة معناها قوة التجاذب رح تصير أكبر طالما عم قرب من النواة ذات الشحنة المتزايدة . لهيك بيصير بدي طاقة تأين كبيرة جداً لانتزع إلكترونات قريبة من النواة.

شو بستفيد من هالشي؟ بستفيد بإني بقدر أعرف عدد الإلكترونات السطحية للعنصر اللي عاطيني ياه.

يعني لما عم شوف قفزة كتير كبيرة بين طاقتي تأين عم بعرف فوراً كم إلكترون سطحي عندي .. لإن القفزة بتعني إني انتقلت لطبقة أقرب متل ما حكينا..

وبس عرفت عدد الإلكترونات اللي بالطبقة السطحية صار فيني أعرف العنصر بينتمي لأي مجموعة بالجدول الدوري فوراً... عدد الإلكترونات بالطبقة السطحية بيساوي رقم المجموعة.

معناها صار فيني لهلأ أعرف عن طريق طاقات التأين المتتالية إنو كم إلكترون عندي بالذرة .. وكمان بعرف كم إلكترون عندي بالطبقة السطحية وبالتالي بعرف وين عم يوقع هاد العنصر بأي مجموعة.




ناخد تطبيق بسيط ع كم عنصر. من الجدول ..

عندي عنصر الأوكسجين... عدد طاقات التأين 8.... معناها عندو 8 إلكترونات ..
لنشوف وين في قفزة كبيرة بطاقات التأين ... بنلاحظ هي القفزة الكبيرة بين الطاقة السادسة والسابعة .
معناها عندو 6 إلكترونات بالطبقة السطحية.


لناخد الصوديوم ... بنلاقي عندو 11 طاقة تأين .
معناها عندو 11 إلكترون.
في عندو قفزة كبيرة بين ال 1 وال2... معناها عندو إلكترون واحد بالطبقة السطحية.

في عندو قفزة تانية بين ال 9 وال10 معناها عندو 8 إلكترونات بالطبقة الأقرب ..وهيك .


كيف عم نعرف القفزات؟
بتكون القيم متقاربة بطبقة ما بعدين بنشوف قفزة .

يعني بنجي عالفلور اللي بالرقم 9 ... عم نشوف انو بين كل قيمة وقيمة شي 2500 مثلاً .. بعدين فجأة صار في فرق 70000 فهون صرت أنا بطبقة أقرب 

مو شرط الرقم 2500 يكون ثابت... طبقوا ع باقي الأمثلة واتعلموا .

بالامتحان بيجيك صيغة السؤال متل السؤال اختبر معلوماتك بالصفحة 37 رقم 4 أول واحد تبع الطاقات الست...