فيديو السؤال: مطابقة التدرج الدوري لعناصر الدورة الثالثة بتمثيل بياني الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

تتعلم إحدى الطالبات التدرج في الجدول الدوري لعناصر الدورة الثالثة. قامت برسم تمثيل بياني لتوضيح التدرج في إحدى الخواص عبر الدورة، ولكن نسيت أن تسمي المحور ‪𝑦‬‏. ما أفضل تسمية للمحور ‪𝑦‬‏؟ (أ) درجة الغليان، أم (ب) أنصاف أقطار الذرات، أم (ج) التوصيلية الكهربية، أم (د) درجة الانصهار، أم (هـ) أنصاف أقطار الأيونات.

يدور السؤال حول التدرج في الجدول الدوري. يشير التدرج في الجدول الدوري إلى التدرج أو الأنماط أو التغيرات المتكررة في خواص العناصر مع تزايد العدد الذري. تتناول الطالبة تدرج عناصر الدورة الثالثة تحديدًا. هذه العناصر مرتبة على المحور ‪𝑥‬‏ للتمثيل البياني وفقًا لتزايد العدد الذري من اليسار إلى اليمين. نسيت الطالبة تسمية المحور ‪𝑦‬‏ عن طريق الخطأ. ومع ذلك، يمكننا استنتاج تسمية هذا المحور بالنظر فيما يحدث للمنحنى في التمثيل البياني.

بالنسبة إلى الصوديوم الذي له أقل عدد ذري في هذه السلسلة أو الدورة، تمثل إحدى الخواص عند هذه النقطة. بالانتقال إلى المغنيسيوم الذي له عدد ذري أكبر من الصوديوم، نلاحظ أن قيمة الخاصية على المحور ‪𝑦‬‏ أعلى قليلًا، بل وتكون أعلى للألومنيوم الذي له أعلى قيمة في عناصر هذه الدورة بأكملها. نلاحظ أن الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم، وهي جميعها فلزات، تقابلها قيم عالية على المحور ‪𝑦‬‏ مقارنة بالعناصر الأخرى. أما السليكون، وهو شبه فلز، فله قيمة أقل من الفلزات الثلاثة. أما اللافلزات، وتتضمن الفوسفور والكبريت والكلور والأرجون، فلها جميعًا نفس القيمة على المحور ‪𝑦‬‏، وهي تقترب من الصفر.

ما الخواص التي تكون قيمها عالية في الفلزات، ومتوسطة في أشباه الفلزات، ومنخفضة نسبيًّا، أو تكاد تقترب من الصفر في اللافلزات؟ لا بد أن تكون الإجابة هي التوصيلية الكهربية. فالفلزات بوجه عام هي موصلات جيدة جدًّا للكهرباء، ومن ثم يكون لها قيم عالية في التوصيلية الكهربية. أما أشباه الفلزات، فهي أشباه موصلات، ومن ثم فلها قيم متوسطة. وبوجه عام، فإن اللافلزات غير موصلة للكهرباء، ومن ثم فإن قيمها منخفضة للغاية، وتقترب من الصفر. إذن، الخيار (ج) التوصيلية الكهربية هو الإجابة، ولكن دعونا نتحقق من ذلك عن طريق استبعاد الخيارات الأخرى.

يمكننا استبعاد الخيار (أ) درجة الغليان والخيار (د) درجة الانصهار؛ لأنه لا يمكن أن يكون صحيحًا أن يكون لكل من الفوسفور والكبريت والكلور والأرجون نفس درجة الغليان أو درجة الانصهار نفسها. يمكننا أيضًا استبعاد أنصاف أقطار الأيونات على الفور؛ لأن الأرجون غاز نبيل، والغازات النبيلة لا تتأين أو تكون أيونات في الظروف العادية. ومن ثم، لا يمكننا إضافة نقطة على الرسم البياني لتمثيل نصف القطر الأيوني لغاز نبيل. لا يمكن للغاز النبيل تكوين أيون إلا في ظل ظروف نادرة للغاية وشديدة الصعوبة. يمكننا أيضًا استبعاد الخيار (ب) أنصاف أقطار الذرات. لأننا عندما نتحرك من اليسار إلى اليمين خلال الدورة الثالثة، ومع تزايد العدد الذري، يقل نصف قطر الذرة. سيبدو حينها التمثيل البياني بهذا الشكل تقريبًا. فمع زيادة العدد الذري، تحدث زيادة في الشحنة النووية، ما يؤدي إلى تناقص حجم أو نصف قطر الذرة.

أخيرًا، ما أفضل تسمية للمحور ‪𝑦‬‏ في هذا التمثيل البياني؟ الإجابة هي الخيار (ج) التوصيلية الكهربية.