مكونات الذرة – الأيونات دروس الفيزياء المستوى الثالث إعدادي

يعد فهم مكونات الذرة والأيونات عنصرًا أساسيًا في دراسة الكيمياء والفيزياء.

 الذرات Atom هي الوحدة الأساسية للمادة، وتتكون من نواة Noyau مركزية محاطة بسحابة Nuage électronique من الإلكترونات.

 تتكون النواة من عنصرين هما البروتونات Proton والنيوترونات Neutron، والبروتونات مشحونة بشحنة موجبة بينما النيوترونات لا تحمل أي شحنة.

الإلكترونات Electron هي جزيئات صغيرة جدًا تنجذب بسرعة كبيرة حول النواة وتحمل شحنة سالبة.

الأيونات هي ذرات أو جزيئات تفقدها أو تكتسبها الإلكترونات، وبالتالي تحمل شحنة كهربائية.

لما تفقد هذه الذرة إلكترونا واحدا أو أكثر، تصبح أيونا موجبة Cation، بينما عندما تكتسب إلكترونًا واحدًا أو أكثر، تصبح أيونا سالبة Anion.

 تلعب الأيونات Ion دورا مهمًا في التفاعلات الكيميائية وتوصيل التيار الكهربائي.

مكونات الذرة – الأيونات Atom-Nucléon  دروس الفيزياء المستوى الثالث إعدادي

في هذا الدرس، سندرس مكونات الذرة، مفهوم الذرة، الايون ومكواناته، العدد الذري، اكتساب وفقد الكترونات، امكانية التوصيل الكهربائي للذرة والايونات.

 كما لا ننسى كيفية تشكيل الايون وبعض الأمثلة على الأيون الأحادي الذرة والمتعدد الذرات.

مكونات الدرس

1. مكونات الذرة
1.1. النواة (le noyau)
1.2. الإلكترونات (Les électrons)

1.3. التعادل الكهربائي للذرة

2. الأيونات (Les ions)

2.1. مفهوم الأيون

2.2. صيغة الأيون

3. تطبيقات.

4. حلول التطبيقات

1. مكونات الذرة

تتكون الذرة من ثلاثة مكونات أساسية:

النواة: تحتوي على البروتونات Proton والنيوترونات Neutron.

 البروتون يحمل شحنة موجبة بينما النيوترون لا تحمل أي شحنة.

الإلكترونات: تدور تذور دائما Gravite حول النواة في سحابة إلكترونية Nuage électronique وتحمل شحنة سالبة.

1.1. النواة (le noyau)

الذرة تتكون من نواة تدور Gravite حولها إلكترونات يفصل بينهما فراغ.

بينما النواة تتوسط الذرة وحجمها صغير جدا، و قطرالنواة صغير لا يكاد يذكر أمام قطر الذرة.

تتجمع بالنواة كل المادة المكونة للذرة.

• النواة مشحونة بكهرباء موجبة.
• تقدر كتلة النواة بحوالي 1.66 × 10^-27 Kg.

1.2. الإلكترونات (Les électrons)

• الإلكترونات دقائق صغيرة الحجم تدور حول النواة بدون توقف و بسرعة كبيرة يصعب تحديد مسارها وتكون هذه الدقائق متشابهة فيما بينها.
• جميع الإلكترونات مشحونة بكهرباء سالبة بالنسبة لجميع الذرات.

نرمز للإلكترون بالرمز (e) و لشحنته بالرمز (-e).

 تسمى القيمة المطلقة لشحنة الإلكترون الشحنة الابتدائية e و هي:

• e │= e = 1.6 × 10^-19 C-│.
•  وحدتها في النظام العالمي للوحدات هي كولوم (C).

1.3. التعادل الكهربائي للذرة

تتميز كل ذرة بعدد إلكتروناتها Nombre d'électron الذي يرمز له بالحرف Z ويسمى بالعدد الذري (Numéro atomique).

 تختلف كل ذرة عن الأخرى باختلاف نواتها أي عدد بروتوناتها وعدد نوتروناتها وعدد إلكتروناتها.

الذرة محايدة (عدد الإلكترونات = عدد البوتونات) كهربائيا حيث أن الشحنة الكهربائية السالبة للإلكترونات تعادل شحنة النواة الموجبة.

الذرة	يرمزها ب	Z العدد الذري	شحنة إلكتروناتها	شحنة نواتها	شحنة الذرة
هيدروجين	H	1	-e	+e	e+ + e- = 0
الصوديوم	Na	11	-11e	+11e	0
الكلور	Cl	17	-17e	+17e	0
الفضة	Ag	47	-47e	+47e	0

2. الأيونات - (Les ions)

مفهوم الأيونات - Les ions.

2.1. مفهوم الأيون

• عندما تفقد الذرة إلكترونا واحدا أو عدة إلكترونات تصير أيونا موجبا Cation.
•  بينما تكتسب الذرة إلكترونا واحدا أو أكثر تصير أيونا سالبا Anion.

2.2. صيغة الأيون - Ion

أيون أحادي الذرة (Ion monoatomique)

نرمز إلى الأيون الأحادي الذرة بنفس رمز الذرة التي ينتج عنها و نضيف إليه عدد من إشارات (+) أو (-) التي تمثل عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة. وتكتب هذه الإشارات أعلى ويمين الرمز.

باستخدام نفس رمز الذرة، نمثل أيون الأحادي الذرة، مع عدد من الإشارات (+) أو (-) التي تشير إلى عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة.

رمز أيون أحادي الذرة مصحوب بهذه الإشارات أعلى و يمين الرمز.

مثال:

• +Cu²⁺ : صيغة أيون النحاس
• Cl^- : صيغة أيون الكلور
• Na⁺ : صيغة أيون الصوديوم

أيون متعدد الذرة (Ion polyatomique)

تكتب صيغة الأيون متعدد الذرات بكتابة رموز الذرات وأعدادها و نظيف للصيغة إشارة + أو - أعلى ويمينها.

مثال:

• OH^- : صيغة أيون الهيدروكسيد
• NH₄⁺ : صيغة أيون الأمونيوم

ملحوظة:

• عندما تفقد أو تكتسب الذرة إلكترونا واحدا أو أكثر، لا يطرأ أي تغير على النواة.
• شحنة الأيون هي الشحنة التي تحملها صيغته.

مثال 1: الذرة فقدت إلكتروناً لتصبح أيون موجب (+Na) .

• شحنة النواة هي +11e.
• شحنة السحابة الإلكترونية هي -10e.

3. تطبيقات

تكبيقات كتابية حول درس المكونات الذرة والايونات.

   التطبيق 1

يرجى تحديد نوع وعدد الذرات المكونة للأيون وعدد الشحنة الأيونية وعدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة للأيونات التالية:

• أيون الكبريتات SO₄^2-
• أيون الأمنيوم NH₄⁺
• أيون الكبريتور O₂^2-
• أيون الكالسيوم Ca²⁺

    التطبيق 2

ضع علامة أمام كل اقتراح تراه صائبا:

 العدد الذري لذرة هو:

1.  شحنة الإلكترون
2.  شحنة إلكترونات ذرة
3.  شحنة نواة ذرة 
4. عدد الإلكترونات في ذرة

 التطبيق 3

   أيون الكلور \( \text{Cl}^- \) هو:

•  أ - كاتيون أحادي الذرة.
•  ب - كاتيون متعدد الذرات.
•  ج - أنيون أحادي الذرة.
•  د - أنيون متعدد الذرات

 4. حلول التطبيقات

تصحيح التطبيقات الكتابية.

تصحيح التطبيق 1

الأيون: أيون الكبريتات (SO₄^2-)

• نوع الذرات وعددها: 1 ذرة كبريت، 4 ذرات أكسجين
• شحنة الأيون: -2
• عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة: اكتساب 2 إلكترونات

الأيون: أيون الأمونيوم (NH₄⁺)

• نوع الذرات وعددها: 1 ذرة نيتروجين، 4 ذرات هيدروجين
• شحنة الأيون: +1
• عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة: فقد 1 إلكترون

الأيون: أيون الكبريتيد (O₂^2-)

• نوع الذرات وعددها: 2 ذرات أكسجين
• شحنة الأيون: -2
• عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة: اكتساب 2 إلكترونات

الأيون: أيون الكالسيوم (Ca²⁺)

• نوع الذرات وعددها: 1 ذرة كالسيوم
• شحنة الأيون: +2
• عدد الإلكترونات المكتسبة أو المفقودة: فقد 2 إلكترونات

تصحيح التطبيق 2

العدد الذري لذرة هو:

• شحنة الإلكترون
• شحنة إلكترونات ذرة
• شحنة نواة ذرة
• عدد الإلكترونات في ذرة

تصحيح التطبيق 3

   أيون الكلور \( \text{Cl}^- \) هو:

• أ - كاتيون أحادي الذرة
• ب - كاتيون متعدد الذرات
• ج - أنيون أحادي الذرة
• د - أنيون متعدد الذرات