لطلاب الثانوية العامة | مراجعة كيمياء
 الخواص البارامغناطيسية والدايامغناطيسية والالوان
 اول تريك من تريكات كيمياء تالته ثانوي ( المركبات البارامغناطيسية والدايامغناطيسية )


الخـواص العامــة لعناصـر السلسـة الانتقاليـة الأولـى
= الصفــة الفلزيـــة
=علل: عناصر السلسلة الانتقالية الأولى تعتبر فلزات نموذجية
-لان هذه العناصر تتميز بـ
1- لها بريق ولمعان معدني 4- موصلة جيدة للكهرباء والحرارة
2- قابلة للطرق والسحب 5- درجة الانصهار والغليان مرتفعة
3- مرتفعة الكثافة 6- تكون سبائك مع بعضها أو فلزات غير انتقالية
=الحجم الذرى
*أنصاف أقطار ذرات هذه العناصر تكون متماثلة تقريباً يترتب على ذلك التشابه الشديد في خواص العناصر الذي نجدة فى الثلاثية الانتقالية ( Fe, Ni , Co) في المجموعة الثامنة
*يحدث تناقص تدريجي بسيط فى نصف قطر الذرة عندما نتجه من السكانديوم إلى النحاس
=علل: مقدار النقص في حجم عناصر السلسلة الانتقالية الأولى بسيط
=علل أنصاف أقطار السلسلة الانتقالية الأولى متماثلة تقريبا
يرجع ذلك إلى عاملين هم:
*عامل يعمل على زيادة نصف قطر الذرة وهو زيادة عدد (e) في المستوى الفرعي 3d الذي يؤدى إلى زيادة قوة التنافر بينهم فيزداد الحجم.
*عامل يعمل على نقص نصف قطر الذرة وهو زيادة العدد الذرى أي زيادة عدد البروتونات الموجودة داخل النواة فتزداد قوة جذب النواة للإلكترونات فيقل الحجم.
=علل شدة التشابه بين خواص الحديد والكوبلت والنيكل
لتماثل أنصاف الأقطار الذرية لهما
= علل يصعب أكسدة العناصر كلما اتجهنا من اليسار إلى اليمين
لأنة كلما اتجهنا من اليسار إلى اليمين تزداد طاقة التأين نتيجة النقص القليل في نصف القطر
=الكثافـــــة:
=علل: تتميز عناصر هذه السلسلة بارتفاع كثافتها:
=علل تزداد كثافة عناصر السلسلة الانتقالية الأولى بزيادة الكتلة الذرية
:. الكثافة = الكتلة / الحجم
- حجم ذرات عناصر هذه السلسلة ثابت تقريبا
- كتلة ذرات هذه العناصر تزداد تدريجيا بزيادة الكتلة الذرية

=النشاط الحفزى
= علل: فلزات السلسلة الانتقالية الأولى عوامل حفز مثالية
*بسبب وجود إلكترونات فى المستوى الفرعي 4S & 3d هذه الإلكترونات تكون روابط بين المواد المتفاعلة وسطح الفلز يؤدى إلى :-
*زيادة تركيز المتفاعلات على سطح الفلز فتقل طاقة التنشيط فيزداد فرص التصادم بين الجزيئات المتفاعلة فتزداد سرعة التفاعل وتقل طاقة التنشيط
ملحوظة : يستخدم التيتانيوم كامل حفاز فى تحويل الإيثيلين إلى بولي ايثيلين
=علل تشترك العناصر الانتقالية فى كثير من الخواص مثل تعدد حالات التأكسد
يرجع ذلك لإضافة إلكترون خارجي فى المستوى d دون تغير فى الغلاف 4S
= درجة الغليان :
مرتفعة بسبب تداخل إلكترونات المستوى الفرعي S,d فى ترابط الذرات
= علل : تتميز عناصر السلسلة الانتقالية الأولى بارتفاع درجة الغليان والانصهار
-نظر التقارب المستوى الفرعي 4S & 3d فى الطاقة فان إلكتروناتها تشترك فى تكوين روابط
فلزية قوية بين الذرات وبعضها وهذا مايعرف بتداخل إلكترونات المستوى الفرعي 4S & 3d
الخــواص المغنـاطيسيـــة
=الاستخدام :- تستخدم لمعرفة عدد تأكسد عنصر فى مركب ما.
=الخاصية البارامغناطيسية
* تظهر الخاصية البارامغناطيسية فى الجزيئات أو الذرات أو الأيونات التي تتميز بان الإلكترونات الموجودة فى الاوربيتال dفى حالة مفردة غير مزدوجة.
* تنجذب هذه المواد مع المجال المغناطيسي الخارجي بسبب أن الإلكترون المفرد نتيجة لحركته المغزلية حول نفسه ينشأ حوله مجال مغناطيس صغير يسبب انجذاب المادة مع المجال المغناطيسي الخارجي أي أن الإلكترون يعتبر مغناطيسي صغير
* كلما زاد عدد الإلكترونات المفردة تزداد قوة انجذاب هذه المواد ناحية المجال المغناطيسي الخارجي ويزداد العزم المغناطيسي
* إذا كان العزم المغناطيسي = صفر لا يوجد إلكترونات مفردة
* يزداد العزم المغناطيسي من بداية السلسلة حتى نصل إلى Mn ثم يقل بعد ذلك بداية Fe إلى Zn
= علل تتجاذب بعض الفلزات الانتقالية وكثير من مركباتها نحو المجال المغناطيسي الخارجي
-يرجع ذلك لوجود إلكترونات مفردة فى اوربيتال المستوى الفرعي d الذي تنشأ حولها مجال
مغناطيسي نتيجة لحركتها المغزلية حول نفسها وبذلك تنجذب مع المجال الخارجي
=علل: يزداد العزم المغناطيسي فى هذه السلسلة بداية من Sc إلى Mn ويقل من Fe إلى Zn
-يزداد العزم المغناطيسي عند الانتقال من Sc إلى Mn لانه عند الانتقال من Sc إلى Mn يزداد عدد الإلكترونات المفردة
-يقل العزم المغناطيسي عند الانتقال من Fe إلى Zn لانه عند الانتقال من Fe إلى Zn يحدث ازدواج للإلكترونات ويقل عدد الإلكترونات المفردة
= تعريف الخاصية البارامغناطيسية
تنشأ نتيجة وجود إلكترونات مفردة فى اوربيتالات المستوى الفرعي d
= تعريف المادة البارامغناطيسية:
المادة التي تنجذب نحو المغناطيس لوجود إلكترونات مفردة فى اوربيتالات المستوى الفرعي d
= العزم المغناطيسي
يقدر بعدد الإلكترونات المفردة الموجودة في المستوى الفرعي d
=الخاصية الدايا مغناطيسية:
-تظهر هذه الخاصية فى المواد أو الجزيئات أو الأيونات التي تكون إلكتروناتها الموجودة في الأوربيتالات في صورة مزدوجة
-هذه المواد لا تنجذب مع المجال المغناطيسي لان زوج الإلكترونات يدور كل منهم حول نفسه في اتجاه عكس إتجاة الإلكترون الآخر فينشأ حول كل منهم مجال مغناطيسي اتجاهه عكس اتجاه المجال المغناطيسي للآخر يلغى كل منهم تأثير مجال الآخر
-العزم المغناطيسي لهذه المواد = صفر
= تعريف الخاصية الدايا مغناطيسية :
تتكون نتيجة وجود إلكترونات مزدوجة في اوربيتالات المستوى الفرعي d
= تعريف المادة الدايامغناطيسية
هي المادة التي تتنافر مع المجال المغناطيسي نتيجة وجود جميع الإلكترونات في اوربيتالات المستوى الفرعي 3d مزدوجة
س اى المواد الآتية دايا وأيها بارا مغناطيسية 26Fe+2 d6 & 29Cu+2 d9 30Zn d10
التوزيع الإلكتروني فى المستوى الفرعي d عدد e المفردة العزم الخاصية المغناطيسية

d10 0 0 دايا مغناطيسية
d9 1 1 بارا مغناطيسية
d6 4 4 بارا مغناطيسية

=علل Cu+1 مادة دايا مغناطيسية ولكن Cu+2 مادة بارا مغناطيسية
*من خلال التوزيع لـ Cu نجد انه [Ar]18 3d10 4 S1
*-من خلال التوزيع لـCu+1 [Ar] 3d10 4 S0 نجد انه تكون جميع الإلكترونات فى المستوى الفرعي 3d مزدوجة
*من خلال التوزيع الإلكتروني لـ Cu+2 [Ar] 3d9 4 S0 نجد أنة يوجد به الكترون مفرد في المستوى الفرعي 3d
= علل: مادة Fe2 (SO4)3 بارا مغناطيسية ولكن مادة ZnSO4 دايا مغناطيسية
-مادة Fe2 (SO4)3 بارا مغناطيسية لان الحديد فيها يكون ثلاثي التكافؤ Fe+3 وتوزيعه الإلكتروني [Ar]18 3d6 4S0 وبذلك يكون فى اوربيتالات المستوى الفرعي d إلكترونات مفردة وعزمه المغناطيسي =4
-مادة ZnSO4 مادة دايا مغناطيسية لان الخارصين يكون فيها ثنائي التكافؤ Zn+2 وتوزيعه الإلكتروني [Ar] 3d10 4S0 وبذلك تكون جميع إلكترونات المستوى الفرعي 3d في حالة ازدواج
=علل العزم المغناطيسى لايون المنجنيز +2 اكبر من ايون الحديد + 2
لآن عدد الالكترونات المفردة فى ايون المنجنيز +2 = 5 و الحديد +2 = 4
س: أى المواد الآتية بارا مغناطيسية و أيها دايا مغناطيسية
-Cu+2 & Zn+1 & 23V & 20Ca & 27Co -Zn+2 & Sc+3 & Fe+2 & Fe+3

الألــــــــــــــوان
-تمتاز عناصر السلسلة الانتقالية الأولى بان مركباتها ومحاليل مركباتها في الماء لها ألوان مختلفة.
-يظهر لون المادة بسبب أن المادة تمتص بعض فوتونات الضوء المرئي ولا تمتص البعض الآخر فيظهر لون المادة بمحصلة الألوان التى لم تمتصها.
-يتكون الضوء الأبيض من 7 ألوان مرئية لكل منها طاقة معينة.
-تتميز العناصر الانتقالية بان المستوى الفرعي dغير مكتمل بالإلكترونات أي يحتوى على إلكترونات مفردة هذه الإلكترونات سهلة الإثارة
-عندما يسقط الضوء الأبيض على تجمع ذرى أو الجزيئات فان الإلكترونات المفردة للذرات أو الجزيئات تمتص فوتونات الضوء التى تتفق طاقته مع الطاقة اللازمة لإثارة الإلكترونات وترتد الفوتونات التى لم تمتص فتسبب للعين الإحساس بلون هذه المادة

ملاحظات:
*يسمى اللون التى تمتصه المادة باللون الممتص
*يسمى اللون التي لم تمتصه المادة باللون المتتم
*عندما تمتص المادة جميع الألوان (اللون الأبيض تظهر باللون الأسود)
*عندما لا تمتص المادة أى لون من الألوان تظهر باللون الأبيض
*إذا امتصت المادة لون معين من ألوان الطيف تظهر المادة باللون المتمم
*عندما تتحد مادة مع اللون المتمم تظهر المادة باللون الأبيض
*العلاقـة بيـن اللـون المتتـم واللــون الممتص
اللون الممتص اللون المتمم
بنفسجي اصفر
اصفر بنفسجي
أزرق برتقالي
اخضر بنفسج محمر (برتقالي)
احمر ازرق مخضر
ملاحظات:
*تكون الأيونات غير ملونة عندما تكون أوربيتالات d فارغة أو ممتلئة بالإلكترونات d10 & d0
*تكون الأيونات ملونة عندما يكون المستوى الفرعي d غير ممتلئ بعشرة إلكترونات من1 إلى 9
*أيونات العناصر الغير انتقالي غير ملونة لان اوربيتالات المستوى الفرعى d فارغة من الإلكترونات والطاقة اللازمة لإثارة الإلكترونات المفردة فى اوربيتالات P & S أعلى من طاقة الضوء المرأى
-علل أيون Cu+1 عديم اللون ولكن Cu+2 ازرق اللون
Cu+1 عديم اللون لان جميع الاوربيتالات فى المستوى الفرعي 3d ممتلة بالإلكترونات [Ar] 3d104S0
Cu+2 لونه ازرق لان ايونة امتص اللون البرتقالي وعكس اللون المتتم وهو اللون الأزرق لان اوبيتالات المستوى الفرعي 3d غير تامة الامتلاء بالإلكترونات [Ar]3d9 4S0 وتحتوى على إلكترون مفرد
- علل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم غير ملونة
لان اوربيتالات المستوى الفرعي d فارغة من الإلكترونات والطاقة اللازمة لإثارة الإلكترونات المفردة فى اوربيتالات P&S أعلى من طاقة الضوء المرئي.
-علل: أيون Ti +3 بنفسجي محمر ولكن أيون Ti +4 غير ملون
Ti+3 - تركيبه الإلكتروني [Ar]18 3d1 4S0 لان به إلكترون مفرد فى اوربيتالات المستوى الفرعي 3d يؤدى ذلك إلى امتصاص اللون الأخضر وينعكس اللون البنفسجي المحمر.
-Ti+4 غير ملون لان تركيبه الإلكتروني [Ar] 3d0 4S0 فيكون المستوى الفرعي 3d خالي من الإلكترونات
- علل معظم مركبات العناصر الانتقالية ومحاليلها ملونة
يرجع ذلك إلى الامتلاء الجزئي لاوربيتالات المستوى الفرعي d من 9:1 إلكترون
- علل يمكن تحديد التركيب الإلكتروني للمادة من قياس عزمها المغناطيسي
-لإمكانية تحديد عدد الإلكترونات المفردة وتحديد التركيب الإلكتروني لأيون الفلز حيث أن قيمة العزم المغناطيسي تتناسب طرديا مع عدد الإلكترونات المفردة فى 3d أي يكون عزمها = صفر إذا كانت جميع الإلكترونات مزدوجة ويزداد العزم المغناطيسي بزيادة عدد الإلكترونات المفرد