Chemistry

1. Chemistry Grade 10 Advanced Unit 2 CHEMICAL PATTERNS Name: ------------------------------------- Class: -----------

2. Unit 2 CHEMICAL PATTERNS By the end of the chapter ,Studentsrecognise periodicity in the properties of elements and their compounds, with particular reference to elements of groups I, II, VII and VIII and the first transition series. They know the origins of metallic properties, how these can be modified by alloying, and that metals vary in reactivity in a manner related to their position in the periodic table. في نهاية هذا الفصل يتعرف التلميذعلى الدورية في خصائص العناصر ومركباتها، مع التركيز بشكل خاص على عناصر مجموعات الأولى والثانيه والسابعه والثامنه والسلسة الإنتقالية الاولى . يعرف مصدر الخصائص الفلزية وكيف يمكن أن تعدل على شكل السبائك ويعرف كيف أن إختلاف نشاط الفلزات يتعلق بموضعها في الجدول الدوري.

3. Unit 2: Chemical Patterns The Periodic Table الجدول الدوري 19.1Relate the periodic classification of Mendeleev to the electronic structure of the elements. 19.1یربط التصنيف الدوري للعالم مندلييف الى التركيب الإلكتروني للعناصر. Key Vocabulary : Elements, atomic mass, properties, atomic number, Periods, Groups, Metals, non Metals, • In 1869,Dmitri Mendeleev created the first accepted version of the periodic table. • He grouped elements according to their atomic mass, and as he did, he found that the families had similar chemical properties.  • Blank spaces were left open to add the new elements he predicted to be discovered later on.  • And later on upon discovery of Germanium these gaps were meaningful • في عام 1869 ، أنشأت ديمتري مندليف أول نسخه مقبولة من الجدول الدوري. • قام بترتيب العناصر في مجموعات وفقا لكتلتها الذرية، فوجد أن العائلات في المجموعه الواحده لها خصائص كيميائية متشابهة. • وترك مساحات فارغة مفتوحة لإضافة عناصر جديدة توقع أن يكون أن تكتشفت في وقت لاحق. • وفي وقت لاحق تم اكتشاف عنصر الجرمانيوم وكانت هذه الفجوات ذات مغزى. http://www.aip.org/history/curie/periodic.htm http://corrosion-doctors.org/Periodic/Periodic-Mendeleev.htm * New Chemistry for you :42-43

4. Unit 2: Chemical Patterns Defects in Mendeleev Table: Only one thing he could not explain why sometimes he had to change the order of atomic masses to make the pattern carry on. والشئ الذي لم يستطع تفسيره هو لماذا أضطر الى تغيير ترتيب الكتل الذرية ليستمر نمط الترتيب في الجدول الدوري The answer lies in the atom itself : Atoms of elements in the periodic table are arranged in order of their atomic number (number of proton) not the atomic mass. الجواب يكمن في الذرة نفسها :يتم ترتيب ذرات العناصر في الجدول الدوري على أساس الترتيب في العددالذري (عدد البروتونات) ليس عدد الكتلة الذرية.

5. Unit 2: Chemical Patterns The Modern periodic table Later, Moseley (1912) established that each elements has a unique atomic number, which is how the modern periodic table is organized. Elements are arranged from left to right ,top to bottom in order of increasing atomic number . في وقت لاحق أثبت موسلي (1912) بأن كل عنصر له عدد ذري خاص به ، وعلى أساسه تم ترتيب الجدول الدوري الحديث . رتبت العناصر من اليسار الى اليمين ومن الأعلى الى الأسفل على أساس الزياده في العدد الذري Reading the Periodic Table: Classification Periods: Are arranged horizontally across the periodic table (rows 1-7) These elements have the same number of shells الدورات : مرتبة أفقيا عبر الجدول الدوري ( صفوف من 1 -7 ) هذه العناصر الموجوده في نفس الفتره لها نفس عدد الأغلفه. Groups : Are arranged vertically down the periodic table (group, 1- 18( These elements have the same number electrons in the outer shells, the valence shell. المجموعات: مرتبة عموديا الى الأسفل في الجدول الدوري ( المجموعات من 1 -8 ) هذه العناصر لديها نفس عدد الإلكترونات في الأغلفه الخارجية, غلاف التكافؤ. 2 3nd Period 3 2nd Group

6. Unit 2: Chemical Patterns Key to the Periodic Table • atomic number • Symbol • atomic mass • number of valence electrons • state of element at room temperature. • The atomic number refers to how many protons an atom of that element has. • For instance, hydrogen has 1 proton, so it’s atomic number is 1. • العدد الذري يشير إلى عدد البروتونات لهذا العنصر.على سبيل المثال ، الهيدروجين لديه 1 بروتون ، لذلك العدد الذري هو 1. Atomic Structure: Q4) Draw the electronic configuration and complete the following for each atom. One Example has done for you. إرسم التوزيع الألكتروني ثم أكمل التالي لكل ذرة, تم حل مثال واحد B 5 Period number 2 electronic configuration: 2 , 3 Group number 3 Al 13 Period number electronic configuration:…….. Group number Cl 17 Period number electronic configuration:…….. Group number

7. Unit 2: Chemical Patterns Periodic Table: Metals & Nonmetals Nonmetals Metals What are the properties of metals and nonmetals?

8. Unit 2: Chemical Patterns Exercises The Periodic Table Q1- Fill in the blanks using the words below :إمل الفراغات بإستخدام الكلمات أدناه Protons, electrons , 8 , Group ,7 ,atomic number ,physical , chemical , Neutrons , non metal ,metal , atomic masses ,Period , 3, third, same 1)The nucleus of an atom contains ………… which are positively charged and…..………..which are neutral. 2)The number of Protons inside the nucleus of an atoms equals the number of……………….. 3)The ……………....….equals the number of protons whereas the ……………………. equals the sum of neutrons and protons 4)The elements arranged in Mendeleev’s periodic table according to their …………………..,whereas in modern periodic table elements are arranged according to …………..……..and ………………. 5)The modern periodic table consist of ……vertical …………… and………horizontal …………………. 6) In modern periodic table ,the number of electrons in the outer energy level indicate the number of …..…………. 7) In modern periodic table , the number of energy levels indicates the number of ………..8)An element with electric configuration (2,8,3) exits in group number ..…and in the …………..period of modern periodic table. 9)Elements of the same group have similar ……..…….and …..……..properties , because they contain ….……..number of electrons in the outer shell. 10)…..……….elements are good conductors of heat and electricity, while…………….elements are poor conductors. 8

9. Unit 2: Chemical Patterns Q 2-Choose the correct answer: إختار الإجابه الصحيحه 1)An element has electronic configuration 2, 8, 1. that element belongs to: a)Group 1 and 3rd period b)Group 3and 1st period c)Group 1and 8th period 2) The number of electrons in the valence shell of an atom is equal to its: a)Atomic mass b)Group number c)Period number 3)The family of elements having seven electrons in their outermost shell is: a) The alkali metals c)The halogens d)The noble gases 4)The first alkali metal is : a)hydrogen b)lithium c)sodium • 5) The number of shells of the elements of 3rd period is : • 2 • 3 • 4

10. Unit 2: Chemical Patterns Q3- Label the blanks in the following figure using the words below إمل الفراغات التاليه بإستخدام الكلمات أدناه Metalloids Alkali Metals And Alkaline earth Metals Non-Metals Transition Metals Inner Transition Q 4:Match column A with column Bصل بين عمود A وعمود B A B

11. Unit 2: Chemical Patterns Atomic radius نصف قطر الذره 19.2 Account qualitatively for the periodic trends in atomic radius, ionic radius, melting point and electrical conductivity of the elements and show how these properties are periodic. 19.2 یعلل نوعياً التغيّرات الدوریة الحاصلة في نصف القطر الذري ونصف القطر الأیونيودرجة الإنصهار والتوصيل الكهربي للعناصر ویبيّن كيف أن هذه الخصائص لها سمةدوریة. Key Vocabulary : atomic radius, increases, trends, decreases, gain, anion, cations The distance from the centre of the nucleus to the outermost shell of an atom is called the atomic radius of that atom. المسافه من مركز النواه الى الغلاف الخارجي يسمى نصف قطر الذرة. Group trends of atomic radius • * Atomic radius increases as down a group because • *نصف القطر الذري يزداد أسفل المجموعة بسبب • more energy shells are added زيادة عدد الأغلفه • B) the outer electrons gets far away from the attractive force of the nucleus…easily lostإبتعاد الالكترون في الغلاف الخارجي عن قوة التجاذب في النواة .. فيصبح الإلكترون سهل الفقد http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/atomic4.swf

12. Unit 2: Chemical Patterns periodic Trends of Atomic radius • Atomic radius decreases across period because: • نصف القطر الذري يتناقص خلال الدورة بسبب • electrons are being added to the same shell. إضافة الالكترونات الى نفس الغلاف • b) On the other hand, the nuclear charge of the atom increases with the atomic number. من ناحية أخرى تزداد شحنة النواه بإزدياد العدد الذري ……………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………..………….……………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Q1) As you move in the direction of arrow A,B does atomic radius increase or decrease ? Why? A B

13. Ionic Radius Unit 2: Chemical Patterns Trends in Ionic Size When an atom gains an electron, it becomes negatively charged (more electrons than protons ) and is called an anion. عندما تكتسب الذرة إلكترون ، تصبح ذات شحنة سالبة ( عددالالكترونات أكثر من عدد البروتونات) تسمى آنيون . When an atom lose electrons. They become positively charged ( less electrons than protons ) and is called an cations. عندما تفقد الذرة إالكترون، تصبح ذات شحنة موجبة ( عدد الالكترونات أقل من عدد البروتونات ) تسمى كتيون. • Anions (-ve ions) are larger than their parent atoms. Why? • The formation of an anion occurs when an atom gains an electron. • The number of protons in the nucleus remains the same but the additional electron cause Electron-electron repulsion causes the electrons to spread out more in space. • the anion is Larger than the atom. • لماذا الأنيونات (الأيونات السالبه) أكبر من الذرات الأم؟ • عندما تكتسب الذرة الكترون يتشكل الأيون السالبويبقى عدد البروتونات في النواة كما هو.فعند إضافة الإلكترون الى الذرة يحدث تنافر بين الإلكترونات مما يؤدي إلى انتشار الالكترونات اكثر في الفضاء.فيصبح حجم الأيون أكبر من حجم الذرة الأم.

14. Cation radius Unit 2: Chemical Patterns Trends in Cation Size • Cations (+ve ions) are smaller than their parent atoms, why? • The atom loses an electron when a cation is formed. Since the number of protons in the nucleus has remained the same, there is more positive charge available to attract each of the remaining electrons - the cation is smaller than the original atom. • لماذا الكاتيون (+) أصغر من الذرة الأم ؟ • يتشكل الكاتيون عندما تفقد الذرة الإلكترون. بينما يبقى عدد البروتونات كما هو, فتزداد الشحنة الموجبة التي تجذب الالكترونات المتبقية فيصبح حجم الكاتيون أصغر من الذرة الأم. Trends in Ionic Size Size generally increases

15. Unit 2: Chemical Patterns Exercises Q1:The diagram below represents a Sodium atom and Sodium ions Identify each, write the name below, then give reason for your choice. يمثل الرسم أدناه ذرة الصوديوم وأيون الصوديوم عرف كل منهما بكتابة الاسم أسفل الصورة ثم أذكر سبب إختيارك …... …… * Why?…………………………………………………………………………………………………… Q2: Look at the diagram below andanswer the following question أنظر الى الرسم الموضح أدناه ثم أجب عن الأسئلة A B

16. Unit 2: Chemical Patterns Trends in electric conductivity Key Vocabulary : Electrical conductivity, electric current, thermal, conductor, poor • Electrical conductivity is the ability of a material to carry the flow of an electric current (a flow of electrons). • Electrical conductivity increases going across Period 3 from sodium to aluminium, then decreases to silicon. The remaining elements have negligible conductivity. • التوصيل الكهربائي: هو قدرة المواد على تحمل تدفق التيار الكهربائي( تدفق الالكترونات) يزداد التوصيل الكهربائي عند الانتقال في الدورة الثالثة من الصوديوم الى الالمنيوم ثم تقل الى السليكون وباقي العناصر ليس لها قدرة على التوصيل الكهربائي. • The metals Na, Mg, and Al have good thermal and electrical conductivities. • The metalloid Si is only a fair conductor of heat and electricity. • The nonmetals P, S, C1, and Ar have poor thermal and electrical conductivities. • الفلزات مثل ( الصوديوم , المغنيسيوم , الألمنيوم ) موصلات جيده للحرارة والكهرباء. • أشباه الفلزات مثل (السليكون ) لها قدرة بسيطة للتوصيل الحرارة والكهرباء. • لا فلزات مثل ( الفسفور , الكبريت , الكلور والأرجون) تعتبر موصلات رديئة للحرارة والكهرباء.

17. Unit 2: Chemical Patterns Melting Point When a substance melts, some of the attractive forces holding the particles together are broken or loosened so that the particles can move freely around each other but are still close together. The stronger these forces are, the more energy is needed to overcome them and the higher the melting temperature. hence the melting point temperature, depends on the strength of the attractive forces between particles. عندما تذوب الماده تنكسر أو تختفي بعض من قوى التجاذب التي تربط الجزيئات من بعضها البعض فتصبح الجزيئات حرة الحركة ولكنها تبقى قريبه من بعضها البعض. كلما زادت قوة قوى التجاذب كلما زادت طاقة كسر هذه القوى وزادت درجة الذوبان.وبالتالي درجة الذوبان تعتمد على قوى التجاذب بين الجزيئات. Boiling When a substance boils, most of the remaining attractive forces are broken so the particles can move freely and far apart. The stronger the attractive forces are, the more energy is needed to overcome them and the higher the boiling temperature. عند غليان المادة تنكسر معظم قوى التجاذب بين الجزيئات, وتصبح حرة الحركة ، كلما زادت قوى التجاذب كلما زادت طاقة كسر هذه القوى وزادت درجة الغليان . * Look at below graph and answer the following question: a) Why there is decrease in the melting point for Na: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. b) Why there is Increase in the melting point for Silicon …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

18. Unit 2: Chemical Patterns Exercises Q1) As you move across the period, does electrical conductivity increase or decrease? Why? 1 2 3 ………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Q2) The following graph discuses the relationship between Meting point and atomic number, Explain the trend in Melting point for the following graph. ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

19. Unit 2: Chemical Patterns trends in the reactions 19.3 Describe trends in the reactions, if any, of the elements of the third period (sodium to argon) with water, oxygen and chlorine, and of the resulting oxides and chlorides with water. 19.3یصفاتجاهاتالتغيّرفيالتفاعلات،إذاوُجدت،(لعناصرالدورةالثالثة (صودیومإلى الأرجون) معالماءوالأكسجينوالكلور،وتفاعلاتالأكاسيدو الكلوریداتالناتجةمن هذهالتفاعلاتمعالماء. Suggested activities to the teacher : Provide students with prepared cards relating to the elements. Each card should list the physical and chemical properties of an element on one side and its chemical symbol and electronic configuration on the other. You could provide cards for each of the alkaline earth metals, the halogens, the noble gases and/or any other groups you wish. Ask students to work in pairs and sort the cards into ‘families’ without looking at the back of the cards. Reveal the elements’ symbols and see how the ‘families’ the students have selected relate to a current periodic table and ask students to identify the link with electronic configuration. نشاطات مقترحة للمعلم يمكن تزويد الطلاب ببطاقات متعلقة بالعناصر. ويتعين على كل بطاقة قائمة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعنصر على جانب واحد ورمزه الكيميائي والتراكيب الالكترونية من جهة أخرى. يمكن توفير بطاقات لكل من الفلزات القلوية الترابية ، والهالوجينات والغازات النبيلة و / أو أي من المجموعات الأخرى التي ترغب في ذلك. اطلب من الطلاب العمل في أزواج وفرز البطاقات في المجموعات دون النظر إلى الجزء الخلفي من البطاقات. اكشف عن رموز العناصر وانظر كيف ان مجموعات الطلاب قامت بالاختيار بالربط مع الجدول الدوري واطلب من الطلاب التعرف على الارتباط مع التراكيب الإلكترونية للعناصر. http://www.chemguide.co.uk/inorganic/period3/elementsreact.html#top Chemistry for you ( )

20. Unit 2: Chemical Patterns * Period 3 of elements in the periodic table included in the table below عناصر الدورة الثالثة في الجدول الدوري مبينة في الجدول التالي

21. Unit 2: Chemical Patterns Exercises Period 3 elements reaction with water تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الماء Table below shows period 3 products when they react with water الجدول التالي يبين نواتج تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الماء Q1) Using previous table write balanced chemical equations for elements in period 3 when they reacted with water in your note book. مستخدما الجدول السابق اكتب معادلات كيميائية موزونة لتفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الماء في دفترك .

22. Unit 2: Chemical Patterns Period 3 elements reaction with oxygen تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الأوكسجين Table below shows period 3 products when they react with oxygen. الجدول التالي يبين نواتج تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الأوكسجين Q2) Using previous table write balanced chemical equations for elements in period 3 when they reacted with oxygen in your note book. مستخدما الجدول السابق اكتب معادلات كيميائية موزونة لتفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الأوكسجين في دفترك.

23. Unit 2: Chemical Patterns Period 3 elements reaction with chlorine تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الكلور Table below shows period 3 products when they react with chlorine. الجدول التالي يبين نواتج تفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الكلور Q3) Using previous table write balanced chemical equations for elements in period 3 when they reacted with chlorine in your note book. مستخدما الجدول السابق اكتب معادلات كيميائية موزونة لتفاعل عناصر الدورة الثالثة مع الكلور في دفترك

24. Unit 2: Chemical Patterns • Oxides of period 3 reactions with water • تفاعلات اكاسيد الدورة الثالثة مع الماء • The first three oxides react with water to produce hydroxides and others react to produce acids and we will list some of the important reactions. • تتفاعل الاكاسيد الثلاثة الاولى من عناصر الدورة الثالثة لتشكل هيدروكسيدات و تتفاعل الاخرى لتشكل احماضا و سنذكر بعض التفاعلات المهمة في هذا السياق. • 1. Na2O + H2O 2 Na OH • 2. Mg O + H2O Mg (OH )2 • 3. P2O5 + 3H2O 2H3PO4 • 4. SO3 + H2O H2SO4 Exercises Q1) Complete the following reaction: a) Reaction with Oxygen O2 : 1. 4 Na + O2 2. 2 Mg + O2 3. 4 Al + 3O2 4. Si + O2 5. P + 3O2 6. S + O2 b)-Reaction With Chlorine Cl2 : 1. 2 Na + Cl2 2. Mg + Cl2 3. 2Al + 3Cl2 4. Si + 2Cl2 5. P + 6Cl2 6. 2S + Cl2

25. Unit 2: Chemical Patterns The physical and chemical properties 19.4 Describe trends in the physical and chemical properties of the elements, and their simple compounds, within groups I, II, VII and VIII, and account for these trends in terms of electronic structure. 19.4یصف اتجاهات التغيّر في الخصائص الفيزیائية والكيميائية للعناصر I, II, VII, VIII ، ومركباتها ویعلل هذه التغيّرات بدلالة تراكيبها الالكترونية البسيطة، ضمن المجموعات. Key Vocabulary : Physical properties, Chemical properties, Alkaline, Noble gases, Halogens, Simple compounds Group one 1 alkali metals المجموعة الأولىالمعادن القلوية Look at the pictures and diagrams below which are show trend for some physical and chemical properties for group 1 in the periodic table and write descriptions for each one of them, then write your comment about the trend. انظر إلى الصور و المخططات التالية الخاصة بتغير الخصائص الكيميائية و الفيزيائية للمجموعة الأولى القلويات من الجدول الدوري للعناصر و اكتب تعليقا حول التغير الذي يحدث. (Chemistry for you page 42, 43, 44, 45)

26. Unit 2: Chemical Patterns Group two 2 alkaline earth metalsالمجموعة الثانية - المعادن القلوية الترابية Look at the pictures and diagrams below which are show trend for some physical and chemical properties for group 2 in the periodic table and write descriptions for each one of them, then write your comment about the trend. انظر إلى الصور و المخططات التالية و الخاصة بتغير الخصائص الكيميائية و الفيزيائية للمجموعة الثانية القلويات الترابية من الجدول الدوري للعناصر و اكتب تعليقا حول التغير الذي يحدث.

27. Unit 2: Chemical Patterns Group seven VII halogens المجموعة السابعة الهالوجينات Look at the pictures and diagrams below which are show trend for some physical and chemical properties for group VII in the periodic table and write descriptions for each one of them, then write your comment about the trend. انظر إلى الصور و المخططات التالية و الخاصة بتغير الخصائص الكيميائية و الفيزيائية للمجموعة السابعة الهالوجينات من الجدول الدوري للعناصر و اكتب تعليقا حول التغير الذي يحدث. (Chemistry for you page 52, 53,54, 55)

28. Unit 2: Chemical Patterns Physical propertiesالخصائص الفيزيائية Group eight VIII Noble gases المجموعة الثامنة الغازات النبيلة Noble gases are stable gases because their outer shells are full so that all of noble gases are uncreative gases don’t form any compounds. الغازات النبيلة هي غازات مستقرة لان مداراتها الخارجية ممتلئة بالالكترونات و هذا الأمر يجعلها غازات خاملة لا تشكل اي مركبات. ICT research With your group go to internet and fill the tables below مع مجموعتك قم بالبحث في الانترنت و املأ الجدولين التاليين (chemistry for you page 56,57,58,59)

29. Unit 2: Chemical Patterns Chemical Properties الخصائص الكيميائية

30. Unit 2: Chemical Patterns Group 1 alkali metals المجموعة الاولى القلويات The elements in this group have one electron in their outer electronic shell. Thus, each element in this group has a tendency to lose a single electron, to form a singly charged positive ion, which has the stable electronic configuration of its neighbouring Nobel Gas element in the periodic table. The elements in the group are chemically reactive. العناصر الموجودة في هذه المجموعة تحتوي على إلكترون واحد في المدار الأخير. ويحتوي كل عنصر في هذه المجموعة الميل لفقد إلكترون واحد، لتكوين أيون موجب مفرد الشحنة الذي لديه تركيب إلكتروني مستقر قريب من عنصر "الغاز النبيل" المجاور في الجدول الدوري. العناصر في المجموعة الأولى شديدة الفاعلية الكيميائية. Group 2 The Alkaline Earth Metals المجموعة الثانية القلويات الترابية The elements in this group have two electrons in their outer electronic shell. Thus, each element in this group has a tendency to lose two electrons, to form a doubly charged positive ion, which has the stable electronic configuration of its neighboring Nobel Gas element in the periodic table. The elements in the group are chemically reactive. عناصر هذه المجموعة تحتوي على الكترونين في المدار الخارجي و بهذا لهذه العناصر القدرة على فقد الكترونين لتشكيل ايونات موجبة +2 و التي تمتلك تركيب الكتروني مستقر قريب لجارها من الغازات النبيلة و تعتبر عناصر هذه المعادن شديدة التفاعل الكيميائي. Group VII Elements (Halogens) المجموعة السابعة الهالوجينات The elements in this group have seven electrons in their outer electronic shell. Thus, each element in this group has a tendency to gain an electron, to form a singly charged negative ion, which has the stable electronic configuration of its nearest neighboring Nobel Gas element in the periodic table. The elements in the group are chemically reactive. عناصر هذه المجموعة تحتوي على سبعة الكترونات في المدار الخارجي و بهذا لهذه العناصر القابلية لكسب إلكترون واحد و تشكيل ايون سالب و الذي يمتلك تركيبا الكترونيا مستقرا يماثل التركيب الالكتروني المستقر للغاز النبيل المجاور و تعتبر هذه العناصر شديدة التفاعل كيميائيا.