حل اسئلة الباب الاول: بنية الذرة

السؤال الاول

اختر الإجابة الصحيحة من بين الإجابات التالية:

1. أول من وضع تعريف للعنصر هو:

• دالتون
• رذرفورد
• بويل
• طومسون

2. المادة تتكون من مكونات أربعة ( الماء والهواء والتراب والنار ) تبنى هذه الفكرة:

• بور
• رذرفورد
• دالتون
• أرسطو

3. ما يثبت أن أشعة المهبط ( cathode rays ) تدخل في تركيب جميع المواد أنها:

• ذات تأثير حراري
• تسير في خطوط مستقيمة
• تتكون من دقائق مادية صغيرة
• لا تختلف في سلوكها أو طبيعتها باختلاف مادة المهبط أو نوع الغاز

4. تتكون أشعة المهبط من دقائق، أطلق عليها اسم:

• جسيمات ألفا
• الإلكترونات
• الذرات
• المدارات

5. مبدأ عدم التأكد توصل إليه:

• شرودنجر
• دي برولي
• هايزنبرج
• أينشتين

6. الأحرف s ،p،d ، f ترمز إلى:

• مستويات الطاقة الأساسية
• مستويات الطاقة الفرعية
• عدد الأوربيتالات التي يحتوى عليها المستوى الفرعي
• عدد الإلكترونات المفردة في المستوى الفرعى الواحد

7. عدد الكم الذي يحدد نوعية حركة الإلكترون هو:

• عدد الكم الرئيسي
• عدد الكم الثانوى
• عدد الكم المغناطيسي
• عدد الكم المغزلي

8. أيهم يمثل التركيب الإلكتروني للنيتروجين طبقا لقاعدة هوند:

• $2,5$
• $I{s}^2,2s^2,2p^3$
• $I{s}^2,2s^2,2p_x^1,2p_y^1,2p_z^1$
• $I{s}^2,2s^1,2p^4$

9. عند تسخين الغازات أو أبخرة المواد تحت ضغط منخفض إلى درجات حرارة عالية:

• تمتص ضوءًا
• تشع ضوءًا
• تطلق أشعة جاما
• تطلق أشعة ألفا

10- إذا امتص الإلكترون كمًا من الطاقة فإنه:

• ينتقل إلى جميع مستويات الطاقة الأعلى.
• ينتقل إلى مستوى الطاقة الأعلى الذي يتناسب مع كم الطاقة الممتص
• ينتقل إلى أي مستوى طاقة أقل.
• ينتقل إلى مستوى الطاقة الأقل الذي يتناسب مع كم الطاقة الممتص.

11. يبين عدد الكم المغناطيسى ( m_l ):

• رقم المستوى الأساسي في الذرة.
• عدد المستويات الفرعية.
• عدد الأوربيتالات وأشكالها في المستوى الفرعي.
• عدد الإلكترونات في الأوربيتالات واتجاهاتها.

12. عدد أوربيتالات المستوى ( 3d ) تساوي:

• 5
• 4
• 6
• 7

13. عدد أوربيتالات مستوى الطاقة الرئيسي ( n ) يساوي:

• 2n²
• 3n²
• n²
• (n-1)

14. أقصى عدد من الالكترونات يمكن أن يشغل مستوى طاقة عدده كمه الرئيسي (n)هو:

• 2n
• n²
• 2n²
• 2n)²)

15. ترتب المجموعة الآتية من مستويات الطاقة الفرعية حسب الزيادة في طاقتها کالاتی:

• $3s<3\mathrm{p}<4\mathrm{d}<4\mathrm{s}$
• $3s<4p<3d<4f$
• $3\mathrm{s}<3\mathrm{p}<3\mathrm{d}<4\mathrm{s}$
• $3\mathrm{s}<3\mathrm{p}<4\mathrm{s}<3\mathrm{d}$

16. أوربيتالات مستوى الطاقة الفرعي الواحد تكون:

• مختلفة في الطاقة
• متساوية في الطاقة
• مختلفة بالشكل
• (أوج معًا)

17. إحدى هذه المخططات تبين التوزيع الالكتروني الصحيح في المستوى الاخير لذرة الاكسجين:

السؤال الثاني

- من خلال تجربة رذر فورد ومشاهداته – اكتب ما يفسر الاستنتاجات التالية:

a. معظم الذرة فراغ وليست كرة مصمتة.

معظم جسيمات ألفا ظهرت فى نفس المكان الذى ظهرت فيه قبل وضع صفيحة الذهب.

b. يوجد بالذرة جزء كثافتة كبيرة ويشغل حيزًا صغيرة جدًا (نواة الذرة ).

نسبة قليلة جدًا من جسيمات ألفا لم تنفذ من خلال الذهب وارتدت فى عكس مسارها وظهرت بعض ومضات على الجانب الأخر من اللوح.

c. لابد أن تكون شحنة الجزء الكثيف في الذرة و الذي تتركز فيه معظم كتلتها مشابهه لشحنة جسيمات ألفا الموجبة.

ظهرت بعض الومضات على جانبى الموضع الأول.

السؤال الثالث

وضح كيف يمكن الحصول علي أشعة المهبط؟

من المعروف أن جميع الغازات تحت الظروف العادية من الضغط ودرجة الحرارة تكون عازلة للكهرباء. إلا أنه إذا فرغت أنبوبة زجاجية بها الغاز بحيث يصبح ضغط الغاز فيها أقل من (0.01 - 0.001 مم زئبق) فأن الغاز يصبح موصلا" للكهرباء، و إذا تعرض لفرق جهد مناسب حوالى(10000) فولت يلاحظ سيل من الأشعة غير المنظورة من المهبط تسبب وميضًا" لجدار أنبوبة التفريغ. سميت بأشعة المهبط .

شروط إنتاج أشعة المهبط:

• أن يكون ضغط الغاز فيها أقل من 0.01 - 0.001 مم زئبق.

• جهد كهربى مناسب حوالى 10000 فولت.

أهم خواص أشعة المهبط:

• تتكون من دقائق مادية صغيرة

• تسير فى خطوط مستقيمة .

• لها تأثير حرارى .

• تتأثر بكل من المجال الكهربى والمجال المغناطيسى

• سالبة الشحنة

• لا تختلف فى سلوكها أو طبيعتها بأختلاف مادة المهبط أو نوع الغاز مما يثبت أنها تدخل فى تركيب جميع المواد

السؤال الرابع

اكتب احتمالات أعداد الكم الأربعة للإلكترون الأخير في ذرات العناصر الاتية:

a. البورون₅B

1s² 2s² 2p¹

عدد الكم الرئيسي = 2
عدد الكم الثانوي = 1

عدد الكم المغناطيسيي= (-1)

عدد الكم المغزلي = 1/2+

b. الفلور ₉F

1s² 2s² 2p⁵

عدد الكم الرئيسي = 2
عدد الكم الثانوي = 1

عدد الكم المغناطيسيي= (0)

عدد الكم المغزلي = 1/2-

c. الكبريت₁₁Na

1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

عدد الكم الرئيسي =3
عدد الكم الثانوي = 0

عدد الكم المغناطيسيي= 1/2+

السؤال الخامس

وضح تصور طومسون لبنية الذرة؟

الحل

أستنتج طومسون سنة 1897 من التجارب السابقة أن:

• الذرة عبارة عن كرة متجانسة من الكهرباء الموجبة.
• مطمور بداخلها عدد من الألكترونات السالبة يكفى لجعل الذرة متعادلة كهربيًا.
• الذرة مصمتة.

السؤال السادس

ما قيم (l) الممكنة عندما يكون n=3؟

عدد الكم الثانوي (l )

وهو يحدد عدد المستويات الفرعية التي توجد في مستوي طاقة رئيسي (n)
القيم الممكنة هي: (0،1،2)

السؤال السابع

ما المقصود بكل من:

a. السحابة الإلكترونية

المنطقة من الفراغ حول النواة التي يزيد فيها احتمال تواجد الإلكترون

b. الطبيعية المزدوجة للإلكترون

الإلكترون جسيم مادي وله حركة موجية أي ان الالكترون له طبيعة الجسيمات والموجات

c. قاعدة البناء التدريجي

" لابد للإلكترونات أن تملأ المستويات الفرعية ذات الطاقة الأقل أولاً ثم المستويات ذات الطاقة الأعلى "

d. قاعدة هوند

لا يحدث ازدواج لإلكترونين في مستوي فرعي معين ،إلا بعد أن تشغل أوربيتالاته فرادي أولاً

e. مبدأ عدم التأكد (هايزنبرج)

لا يمكن تحديد مكان وسرعة الإلكترون في نفس الوقت وبدقه ،ولكن احتمال تواجد الإلكترون في مكان ما هو الأقرب للصواب

f. قاعدة باولي للاستبعاد

لايتفق الكترونين في ذرة واحدة في نفس أعداد الكم الأربعة

السؤال الثامن

اكتب التوزيع الالكتروني للذرات التالية :

• ₃₅Br

• ₃₀zn

• ₂₆Fe

• ₁₀Ne

• ₂₀Ca

• ₁₁Na

الحل

₃₅Br: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

₃₀Zn:1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰

₂₆Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶

₂₀Ca: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

₁₁Na: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

السؤال التاسع

علل لما يلي:

1. الطيف الخطي لأي عنصر هو خاصية أساسية ومميزة له

لأنه لايوجد عنصران لهما نفس الطيف الخطى

2. الالكترون له طبيعة مزدوجة

لأن الإلكترون جسيم مادي سالب متحرك تصاحبه حركه موجيه اى أن الإلكترون طبيعه مزدوجه اى طبيعة الجسيمات وطبيعة الموجات.

3. الذرة متعادلة كهربيًا

لان عدداليروتونات الموحبة في النواة = عدد الالكترونات السالبة في المستويات.

4. تفضل الالكترونات أن تشغل الاوربيتالات مستقلة قبل أن تزدوج في المستوي الفرعي الواحد.

لان ذلك افضل لها من ناحية الطاقة حيث تتلاشي قوة التنافر في حالة الازدواج توزيعها فرادي يجعل الغزل الالكتروني في اتجاه واحد فتصبح الذرة اقل طاقة اكثر استقرارًا.

5. يتشبع مستوي الطاقة الفرعي (p) بستة الكترونات بينما يتشبع مستوي الطاقة الفرعي (d)بعشرة الكترونات.

المستوى الفرعي p يتكون من ثلاثة اوربيتالات والمستويd يتكون من خمسة اوربيتالات وكل اوربتيال يتشبع بالكترونيين.

السؤال العاشر

أيا من اعداد الكم الاتية لأحد الالكترونات تتضمن خطأ؟ مع التعليل؟

a) n=3, l=2,m_l=-1,m_s=+1/2

b) n=4, l=3,m_l=-2,m_s=+1/2

c) n=1, l=1,m_l=1,m_s=-1/2

l=0 خطأ لأن يجب ان تكون

السؤال الحادي عشر

اكتب قيم (l),(m_l) المحتملة للإلكترون عدده الكمي الرئيسي (n=2).

l=(0,1)

m_l=(1,3)