التفاعلات الكيميائية

1. التفاعلات الكيميائية

2. الأيونات : • الأيون : هو عبارة عن ذرة تحمل شحنة نتيجة لزيادة أو نقصان عدد الالكترونات فيها. • لماذا يتغير عدد الالكترونات وليس البروتونات مثلا ؟؟؟ • طبعاً الذرة في الوضع الطبيعي تكون متعادلة لتساوي عدد الالكترونات السالبة مع عدد البروتونات الموجبة. • البروتونات موجودة داخل النواة في وسط ثابت لا يتغير وهو الذي يحدد نوع الذرة. • لذلك عدد الالكترونات هو الذي يزيد في بعض الذرات وينقص في بعضها الآخر مكوناً الأيون.

3. فقد واستقبال الالكترونات يكون في المدارات الخارجية (الأخيرة) في الذرة. • اذا اكتسبت الذرة الكترون أو أكثر يصبح عدد الالكترونات السالبة أكبر من عدد البروتونات الموجبة فتصبح الذرة أيون سالب شحنته تساوي عدد الالكترونات المكتسبة. • اذا فقدت الذرة الكترون أو أكثر يصبح عدد البروتونات الموجبة أكبر من عدد الالكترونات السالبة فتصبح الذرة أيون موجب شحنته تساوي عدد الالكترونات المفقودة. • غالباً الفلزات تميل إلى تكوين أيونات موجبة أما اللافلزات تميل إلى تكوين أيونات سالبة.

4. مثال : ذرة الصوديوم Na11 (فلز) تميل إلى فقد الكترون واحد وتكوين أيون موجب بشحنة واحدة Na+Na ذرة الكلور Cl17 (لا فلز) تميل إلى اكتساب الكترون واحد لتصبح أيون سالب بشحنة سالبة Cl Cl-

5. الروابط الكيميائية : • الروابط الأيونية • الروابط التساهمية

6. الرابطة الأيونية : هي الرابطة التي تتكون من اتحاد أيون سالب مع أيون موجب قد يكون فلز مع لا فلز أو فلز مع مجموعة أيونية. تعتبر الرابطة الأيونية من أقوى الروابط الكيميائية. مثال (1) : التجاذب بين أيون الصوديوم الموجب وأيون الكلور السالب لتكوين كلوريد الصوديوم Na+ + Cl- NaCl

7. مثال (2) : اتحاد المغنيسيوم (فلز) مع البروم (لافلز) - تميل ذرة Mg12 إلى فقد إلكترونين فتصبح أيوناً موجباً بشحنتين Mg Mg++ - أما ذرة Br35 فتميل إلى اكتساب الكترون واحد فتصبح أيون بشحنة واحدة Br Br- - يحدث تجاذب بين أيون Mg2+وأيون Br- ولكن أيون المغنيسيوم شحنته 2+ بمقابل شحنة 1-للبروم لذلك يتحد كل أيون مغنيسيوم مع أيونين بروم Mg2+ + 2Br- MgBr2

8. اتحاد الفلزات مع مجموعات أيونية : مثل كبريتات SO4-2 وفوسفات PO4-3 والأمونيوم NH4+ وترتبط هذه المجموعات بنفس الطريقة السابقة أي تتحد مع الأيونات الأخرى المعاكسة لها في الشحنة طبقاً لعدد الشحنات التي تحملها.

9. جدول يبين أسماء بعض المجموعات وتكافؤها

10. تسمية المركبات الأيونية : • تسمية المركبات الأيونية من فلز ولا فلز. • تسمية المركبات الأيونية من فلز له أكثر من تكافؤ ولا فلز • تسمية المركبات الأيونية المكونة من فلز ومجموعة.

11. 1. تسمية المركبات الأيونية من فلز ولافلز يوضع اسم الأيون السالب وهو الجذر الأصلي من اسم اللافلز مضافاً له مقطع يد. مثل : كلوريد , أكسيد , نيتريد , بروميد ثم نتبعه باسم الفلز NaClكلوريد الصوديوم CaBr2بروميد الكالسيوم MgOأكسيد المغنيسيوم

12. 2. تسمية المركبات الأيونية من فلز له أكثر من تكافؤ ولافلز الفلزات التي تأخذ أكثر من أيون مثل الحديد (ثنائي وثلاثي الشحنة) والنحاس (أحادي وثنائي الشحنة) تسمى بطريقتين : الطريقة القديمة : نفس الطريقة السابقة يكتب اسم الأيون السالب وهو الجذر الأصلي من اسم اللافلز مضافاً له مقطع يد ثم يتبع باسم الفلز وهو الأيون الموجب مضافاً له مقطع وز للأيون ذو الشحنة الأقل والمقطع يك للأيون ذو الشحنة الأكبر

13. مثال : FeCl2 كلوريد الحديدوز FeCl3كلوريد الحديديك الطريقة الحديثة (طريقة ستوك) : يتم فيها تمييز شحنة الفلز بوضع أرقام رومانية بين قوسين صغيرين تحمل عدد الشحنات ويكتب اسم الفلز كما هو CuIيوديد ( I ) النحاس CuI2يوديد ( II ) النحاس

14. 3. تسمية المركبات الأيونية المكونة من فلز ومجموعة : نتبع نفس التسمية الخاصة بالمركبات الأيونية مع استبدال اسم اللافلز باسم المجموعة ويتبع باسم الفلز مباشرة وفي حالة الفلزات التي لها أكثر من أيون نتبع نفس الطريقة السابقة (القديمة والحديثة) Na2CO3 كربونات الصوديوم Al2(SO4)3كبريتات الألمنيوم Mg(NO3)2نترات المغنيسيوم Fe3(PO4)2فوسفات الحديدوز

15. الرابطة التساهمية : • هي قوة الترابط التي تنشأ بين الذرات التي لا تميل إلى فقد واكتساب الالكترونات لتصل إلى حالة الاستقرار وإنما تميل إلى المشاركة مع غيرها من الذرات بعدد من الالكترونات للوصول إلى حالة الاستقرار. • عادة تتكون هذه الروابط بين اللافلزات والمركبات الناشئة عنها تسمى جزيئات وليس أيونات. • أصغر المركبات العضوية هو غاز الميثان CH4 يتكون من مشاركة الكترونات ذرات الهيدروجين الأربعة الموجودة في المدارات الخارجية مع أربع الكترونات في المدار الخارجي لذرة كربون واحدة.

16. أنواع الروابط التساهمية : • رابطة تساهمية أحادية : يتم فيها الارتباط بين زوج من الالكترونات واحد من كل ذرة. H H Cl Cl H O H • رابطة تساهمية ثنائية : يتم فيها الارتباط بين زوجين من الالكترونات زوج من كل ذرة. O O O C O • رابطة تساهمية ثلاثية : يتم فيها الارتباط بين ثلاثة أزواج من الالكترونات ثلاث الكترونات من كل ذرة. N N

17. تسمية المركبات التساهمية : تسمية المركبات ثنائية الذرة من اللافلزات يكتب اسم اللافلز الثاني مسبوقاً بعدد ذراته مضافاً له مقطع يد ثم يكتب عدد ذرات اللافلز الأول متبوعا باسمه فقط وغالبا اذا كان عدد الذرات أحادي لا يكتب CCl4رابع كلوريد الكربون N2O5خامس أكسيد ثنائي النيتروجين

18. تسمية الأحماض : • الأحماض الثنائية : هي الأحماض التي تتكون من اتحاد الهيدروجين مع الهالوجينات وهذه الأحماض تسمى بكتابة مقطع هيدرو ثم اسم الهالوجين مضافاً له مقطع يك HCl حمض الهيدروكلوريك HBr حمض الهيدروبروميك • الأحماض المكونة من الهيدروجين ومجموعة : تسمى باسم المجموعة مع استبدال المقطع ات بالمقطع يك H2SO4 حمض الكبريتيك H2CO3 حمض الكربونينك HNO3 حمض النيتريك HNO2 حمض النيتروز

19. الصيغة الكيميائية : توضح نوع الذرات المشاركة في تكوين المركب ونسبة مشاركتها وطريقة ترابط الذرات مع بعضها. • الصيغة الأولية : هي أبسط نسبة تتواجد فيها الذرات المكونة للمركب الكيميائي. • الصيغة الجزيئية : تمثل الأعداد الحقيقية للذرات المكونة للمركب الكيميائي وهي تمثل جزيء المركب الكيميائي. مثل صيغة الماء H2O غاز الميثان CH4 • الصيغة البنائية : توضح طريقة ترابط الذرات مع بعضها البعض لتكوين المركب.

20. قد تكون هناك مركبات كيميائية لها نفس الصيغة الجزيئية وتختلف في الصيغة البنائية. مثل C2H6O يمثل صيغة جزيئية لمركبان الصيغة البنائية للأول وهو مركب كحولي الصيغة البنائية للثاني وهو مركب ايثري

21. التفاعل الكيميائي : هو تفاعل مادتين أو أكثر معاً لتكوين مركبات جديدة تختلف في خصائصها الفيزيائية والكيميائية عن المواد التي تكونت منها وقد يكون التفاعل بين • عنصران : 2Na + Cl2 2NaCl • مركبان : NaOH +HCl NaCl + H2O • عنصر ومركب : C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

22. المعادلة الكيميائية : عبارة عن رموز وإشارات معينة تعبر عن كل تفاعل كيميائي من خلال طرفين يميني ويساري يفصل بينهما سهم يحدد اتجاه التفاعل بحيث يشير رأس السهم إلى المواد الناتجة وطرفه يشير إلى المواد المتفاعلة. قد تكون المعادلة لفظية تكتب باستخدام أسماء المركبات أو معادلة رمزية تكتب لاستخدام الرموز الكيميائية للمركبات.

23. وزن المعادلة الكيميائية يعني تساوي عدد الذرات الداخلة في التفاعل من كل نوع مع عدد الذرات الناتجة من نفس النوع 2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s) نلاحظ تساوي عدد ذرات الصوديوم والكلور في طرفي المعادلة. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) وفي المعادلة السابقة تساوت عدد ذرات النيتروجين والهيدروجين في طرفي المعادلة

24. تضاف بعض الرموز للمعادلات الكيميائية لتوضيح حالة المواد الداخلة والناتجة من التفاعل مثل : (g : gas) رمز الحالة الغازية وأحيانا يعبر عنها بسهم . (l : liquid) رمز الحالة السائلة. (s : solid) رمز الحالة الصلبة. (aq : aqous) رمز المحلول المائي. وشروط التفاعل من الضغط والحرارة والعوامل المساعدة تكتب فوق السهم مثل الرمز الذي يدل على التسخين.

25. أنواع التفاعلات الكيميائية • تفاعلات الاتحاد. • تفاعلات الاحتراق (الأكسدة). • تفاعلات التفكك. • تفاعلات التبادل المزدوج. • تفاعلات التبادل الأحادي.

26. تفاعلات الاتحاد : هي التفاعلات التي يتم فيها تحضير مركب كيميائي من اتحاد عنصرين أو مركبين أو عنصر مع مركب. مثال : تفاعل تكوين غاز ثاني أكسيد الكبريت S(s) + O2(g) SO2(g) وتفاعل تكوين غاز ثاني أكسيد الكربون C(s) + O2(g) CO2(g)

27. تفاعلات الاحتراق : هي اتحاد عنصر أو مركب مع الأكسجين وتنطلق في الغالب كمية كبيرة من الطاقة مثل تفاعل الكربون (الفحم) مع الأكسجين أو المركبات العضوية التي تحتوي على كربون مثل مركب الميثان CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O2(l) احتراق سكر الجلوكوز في جسم الانسان لامداده بالطاقة C6H12O22(s) + 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l)

28. تفاعلات التفكك : يتفكك فيها المركب إلى مركبين أو أكثر وكثير منها يتم بالحرارة وأشهرها ما يحدث في المياه الغازية عندما يتفكك حمض الكربونيك إلى ماء وغاز ثاني أكسيد الكربون مما يسبب فوران تلك المشروبات H2CO3(aq) CO2(g) + H2O(l)

29. تفاعلات التبادل المزدوج : يتم فيها تبادل أيونات مركبين ليتكون مركبين جديدين ولحدوث هذا التبادل يلزم قوة دافعة تستمد من تكوين : • راسب ويسمى تفاعل ترسيب كما في المعادلة NaCl(aq) + AgNO3(aq) NaNO3(aq)+ AgCl(s) • أو تكوين ماء ويسمى تفاعل معادلة HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) • أو تكوين غاز 2HCl(aq) + Na2S(aq) 2NaCl(aq) + H2S(g)

30. تفاعلات التبادل الأحادي : يحل فيها عنصر كيميائي محل عنصر آخر في مركباته وتتم هذه التفاعلات عادة في المحاليل المائية. ولكي يستطيع عنصر طرد عنصر آخر من مركباته يجب أن يسبقه في سلسلة النشاط الكيميائي. سلسلة النشاط الكيميائي عبارة عن جدول توصل اليه العلماء من تجارب عملية يوضح نشاط العناصر بالترتيب مبتدئاً بالعناصر الأكثر نشاطاً.

31. Cr(s) + 3AgNO3(aq) Cr(NO3)3 + 3Ag(s) الكروم يسبق الفضة في السلسلة لذلك يستطيع أن يحل محله في مركباته لكن في التفاعل التالي Pb(s) + Al2(SO4)3(aq) no reaction الرصاص يقع أسفل الألمنيوم في سلسلة النشاط الكيميائي أي أنه أقل نشاطاً لذلك لا يستطيع أن يحل محله في مركباته

32. الحسابات الكيميائية : • المول : هو الوزن الذري للعناصر أو الوزن الجزيئي للمركبات بالجرام. • المول الواحد من العنصر يساوي 6.02 x 1023 ذرة وهو نفس العدد من الجزيئات للمركب الكيميائي وهوعدد أفوجادرو • 1 مول من العنصر = 6.02 x 1023 ذرة = الوزن الذري للعنصر بالجرام. • 1 مول من المركب = 6.02 x 1023 جزيء = الوزن الجزيئي للمركب بالجرام.

33. مثال : احسب عدد المولات والذرات في 15.6 جرام من البوتاسيوم ( الوزن الذري = 39 ) الحل : عدد المولات = الكتلة / الكتلة المولية = 15.6 / 39 = 0.4 مول 1مول من البوتاسيوم = 6.02 x 1023 ذرة 0.4 مول = ؟ ذرة عدد الذرات = 1/ 6.02 x 1023 x 0.4 = 2.408 ذرة

34. النسب الوزنية المئوية للعناصر في مركباتها النسبة الوزنية المئوية للعنصر = عدد ذرات العنصر في المركب x وزنه الذري x 100 % الوزن الجزيئي للمركب يجب أن يكون مجموع النسب المئوية لجميع العناصر في المركب = 100%

35. مثال : ما هي النسبة المئوية للكربون والأكسجين في جزيء CO2 الحل : الوزن الجزيئي للكربون = ( 2 x 16 ) + 12= 44 % كربون = 1x12x100 % = 27.3 % 44 % أكسجين = 2x16x100 % = 72.7 % 44

36. المردود النظري والمردود المئوي للتفاعل • المردود النظري : هو كمية الناتج التي تحسب من المعادلة الكيميائية والتي من المفترض أن تنتج من التفاعل الكيميائي. • المردود الحقيقي : هو الكمية الحقيقية للناتج التي نحصل عليها بالتجربة العملية. • عادة يكون الناتج الحقيقي أقل من الناتج النظري لأسباب كثيرة منها عدم تفاعل كل المتفاعلات أو ربما بسبب تكون مواد جانبية. • المردود المئوي للتفاعل = المردود الحقيقي x100 % المردود النظري

37. مثال : ما هي كمية بروميد البنزين التي تنتج من تفاعل 15g من البنزين مع كمية كافية من البروم والمردود المئوي للتفاعل اذا كان الناتج الحقيقي للتفاعل 18g وذلك حسب المعادلة C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr الحل : 1 مول من C6H6 يعطي 1 مول من C6H5Br 78 gC6H6g 156.9C6H5Br 15 g ؟؟ كمية C6H5Br = 156.9 x 15 / 78 = 30.2g (المردود النظري) المردود المئوي = 30.2 / 18x100 % = 59.6 %