فيديو السؤال: تحديد الخاصية الفيزيائية للفلزات الانتقالية التي تظل ثابتة من الكروم إلى النحاس الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي الخواص الفيزيائية الآتية للفلزات الانتقالية التي تنتمي إلى الدورة الرابعة تظل ثابتة بشكل أساسي من الكروم إلى النحاس؟ أ: درجة الانصهار، ب: درجة الغليان، ج: الكثافة، د: التوصيلية الكهربية، هـ: نصف القطر الذري.

الفلزات الانتقالية التي تنتمي إلى الدورة الرابعة من الكروم إلى النحاس تشمل المنجنيز والحديد والكوبالت والنيكل. تحدد درجة انصهار أي فلز ودرجة غليانه من خلال شدة قوى التجاذب بين ذرات ذلك الفلز. وتنشأ شدة قوى التجاذب هذه من الترابط الفلزي بين الذرات، وتعتمد على عدد الإلكترونات الحرة غير المتمركزة. وبما أن عدد إلكترونات التكافؤ الحرة يختلف حينما نتحرك من الكروم إلى النحاس، فإن درجات الانصهار تختلف أيضًا.

على الرغم من أننا لا نوضحه هنا، فإن التمثيل البياني لدرجات غليان هذه الفلزات الانتقالية الستة مشابه لذلك. ليس هناك تدرج عام واضح بين درجتي الانصهار والغليان وبين الأعداد الذرية لهذه العناصر. ونظرًا لأن هاتين الخاصيتين لا تظلان ثابتتين من الكروم إلى النحاس، يمكننا استبعاد خياري الإجابة أ، ب.

يؤثر عدد الإلكترونات الحرة غير المتمركزة على التوصيلية الكهربية للفلز. توجد إلكترونات التكافؤ في ذرات الفلزات الانتقالية التي تنتمي إلى الدورة الرابعة في الغلافين الفرعيين ‪3d‬‏ و‪4s‬‏. ونظرًا لأن هذه الفلزات الانتقالية الستة لها أعداد مختلفة من إلكترونات التكافؤ ولها توزيعات إلكترونية مختلفة، فإننا نتوقع أيضًا أن تكون توصيليتها الكهربية مختلفة. وبما أن التوصيلية الكهربية للكروم لا تظل ثابتة من الكروم إلى النحاس، فيمكننا استبعاد خيار الإجابة د.

دعونا الآن نتناول الكثافة. نلاحظ في التمثيل البياني المعطى أن الكثافة تزيد من الكروم إلى النحاس. ترتبط الكثافة بكتلة الذرات والحجم الذي تشغله. وذرات النحاس أكبر كتلة وأصغر حجمًا من ذرات الكروم. وعليه فإن النحاس أكثر كثافة من الكروم. ولأن الكثافة لا تظل ثابتة، يمكننا استبعاد خيار الإجابة ج.

على عكس جميع الخواص الأخرى التي تناولناها حتى الآن، فإن نصف القطر الذري ثابت بشكل أساسي بالنسبة إلى الفلزات من الكروم إلى النحاس. ولكن إذا بدأنا بالفلز الانتقالي الأول في الدورة الرابعة، وهو السكانديوم، فإننا سنلاحظ أن نصف القطر الذري يقل في البداية ثم يظل ثابتًا بعد الكروم. بالانتقال عبر الفلزات الانتقالية في الدورة الرابعة من اليسار إلى اليمين، يزداد عدد البروتونات، وهذا يزيد من الشحنة النووية الفعالة للذرات.

يزداد أيضًا عدد إلكترونات التكافؤ في المدارات ‪3d‬‏. ولكن نظرًا لأن عدد البروتونات يزداد في الوقت نفسه، تنجذب إلكترونات التكافؤ لتكون أقرب إلى النواة، وهذا يجعل نصف القطر الذري أقل. لكن، من الكروم حتى النحاس، تؤدي الإلكترونات المضافة إلى المدارات ‪3d‬‏ إلى زيادة قوى التنافر، وتؤدي أيضًا إلى حجب أكبر لإلكترونات المدار ‪4s‬‏. ونظرًا لأن إلكترونات المدار ‪4s‬‏ لا تنجذب لتكون أقرب إلى النواة كما هو متوقع، فإن نصف القطر الذري يظل ثابتًا بشكل أساسي من الكروم إلى النحاس.

إذن نستنتج أن الخاصية الفيزيائية للفلزات الانتقالية التي تنتمي إلى الدورة الرابعة والتي تظل ثابتة بشكل أساسي من الكروم إلى النحاس هي نصف القطر الذري؛ أي خيار الإجابة هـ.