فيديو الدرس: الصيغة الكيميائية العلوم • الصف الأول الإعدادي

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نكتب الصيغ الكيميائية للمركبات التساهمية والأيونية، وكيف نحدد أسماء هذه المركبات من صيغها الكيميائية. وسوف نستخدم قيم التكافؤ لكتابة الصيغ الكيميائية للمركبات الأيونية.

ما الصيغة الكيميائية؟ تختلف المركبات بعضها عن بعض؛ لأنها تتكون من عناصر مختلفة بنسب مختلفة. على سبيل المثال، يتكون مركب الماء من ذرة أكسجين واحدة وذرتي هيدروجين، في حين يتكون مركب فوق أكسيد الهيدروجين من ذرتي أكسجين وذرتي هيدروجين. يمكننا استخدام صيغ كيميائية بسيطة بدلًا من أشكال كهذه لتوضيح العناصر الموجودة في المركب وعدد ذرات كل عنصر منها. الصيغة الكيميائية تعبير يتكون من رموز كيميائية وأرقام سفلية، يمثل تركيب جزيء أو وحدة واحدة من المركب.

ويمكننا كتابة الصيغة الكيميائية للماء عن طريق كتابة الرمز الكيميائي لكل عنصر من عناصره؛ أي ‪H‬‏ للهيدروجين و‪O‬‏ للأكسجين. بعد ذلك نكتب أرقامًا سفلية للإشارة إلى عدد ذرات الهيدروجين والأكسجين الموجودة في المركب. ونظرًا لوجود ذرتي هيدروجين، فإننا نكتب الرقم السفلي اثنين بجانب ‪H‬‏. ونظرًا لوجود ذرة أكسجين واحدة، فإننا نكتب الرقم السفلي واحدًا بجانب ‪O‬‏. ونلاحظ من الصيغة الكيميائية هنا أن جزيء الماء يتكون من ثلاث ذرات، هي على وجه التحديد ذرتا هيدروجين وذرة أكسجين. لاحظ أننا لا نكتب عادة الرقم السفلي واحدًا. إذن عندما لا يوجد رقم سفلي مكتوب بجانب الرمز الكيميائي للعنصر، فهذا يعني ضمنًا أن الرقم السفلي يساوي واحدًا. الصيغة الكيميائية لفوق أكسيد الهيدروجين هي ‪H2O2‬‏؛ لأن هذا المركب يتكون من ذرتي هيدروجين وذرتي أكسجين.

والآن دعونا نلق نظرة على مثال لصيغة كيميائية أكثر تعقيدًا. هذه صورة لجزيء من مركب الإيثانول، وصيغته الكيميائية ‪C2H6O‬‏. نلاحظ أن الإيثانول يحتوي على ذرتي كربون، وست ذرات من الهيدروجين إجمالًا، غير أن ذرات الهيدروجين موزعة على الجزيء ككل، ويحتوي أيضًا على ذرة أكسجين واحدة. وفي المجمل، يوجد تسع ذرات وثلاثة عناصر مختلفة. تكتب الصيغة الكيميائية أحيانًا بطريقة تعطينا بعض المعلومات الإضافية عن الجزيء أو المركب. ويمكن أيضًا كتابة الصيغة الكيميائية للإيثانول على الصورة ‪CH3CH2OH‬‏. عندما تكتب الصيغة الكيميائية بهذه الطريقة، فإنها تعطينا بعض المعلومات حول كيفية ترابط الذرات معًا.

تتكون بعض المركبات من مجموعات مكونة من عدة ذرات. على سبيل المثال، هذه هي الصيغة الكيميائية لمركب كربونات الحديد، الذي يسمى أيضًا كربونات الحديد الثلاثي. ويحتوي هذا المركب على مجموعة ذرية. المجموعة الذرية مجموعة من الذرات المرتبطة بعضها ببعض ولها تكافؤ مشترك وتتصرف باعتبارها وحدة واحدة أثناء التفاعل الكيميائي. وتتكون هذه المجموعة الذرية من ذرة كربون وثلاث ذرات أكسجين. ويطلق على هذه الذرات مجتمعة اسم الكربونات أو أيون الكربونات؛ لأنها مجتمعة لها شحنة كلية. والكربونات شحنتها الكلية اثنان سالب.

نلاحظ هنا أن هذا المركب يحتوي على أكثر من مجموعة ذرية من الكربونات. في الواقع، توجد ثلاث مجموعات ذرية، وهذا ما يوضحه لنا الرقم السفلي خارج القوسين. عند وجود أكثر من مجموعة ذرية، يجب استخدام القوسين. ويمكننا القول إن هذا المركب يحتوي على ذرتين من الحديد.

لتحديد عدد كل نوع من الذرات في المجموعات الذرية للمركب، علينا ضرب الرقم السفلي بجانب كل ذرة في الرقم السفلي الذي يقع خارج القوسين. إذن لحساب عدد ذرات الكربون، نضرب واحدًا في ثلاثة، فنجد أن لدينا ثلاث ذرات من الكربون في المركب. ولحساب عدد ذرات الأكسجين، نضرب ثلاثة في ثلاثة، فنجد أن لدينا تسع ذرات من الأكسجين في المركب. إذن تحتوي الوحدة الواحدة من كربونات الحديد على ذرتين من الحديد، وثلاث ذرات من الكربون، وتسع ذرات من الأكسجين. وإجمالًا، تحتوي الوحدة الواحدة من هذا المركب على ثلاثة عناصر و 14 ذرة.

تعلمنا حتى الآن كيف نكتب الصيغ الكيميائية ونفهمها. والآن دعونا نتعلم كيف نسمي بعض المركبات البسيطة. سنتعلم في هذا الجزء من الفيديو كيف نسمي المركبات التساهمية البسيطة والمركبات الأيونية البسيطة. دعونا نبدأ بالمركبات التساهمية. تتكون المركبات التساهمية عادة من ذرات لا فلزية مرتبطة بعضها ببعض. على سبيل المثال، عندما يرتبط النيتروجين بالأكسجين يتكون مركب تساهمي، لأن النيتروجين والأكسجين عنصران لا فلزيان. ونلاحظ أن هذا المركب التساهمي يتكون من ذرة نيتروجين وذرتي أكسجين.

يمكننا تحديد اسم المركب التساهمي بأن نبدأ بكتابة اسم العنصر الثاني في الصيغة الكيميائية. العنصر الثاني في هذا المركب هو الأكسجين. بعد ذلك نكتب اسم العنصر الأول في الصيغة الكيميائية. العنصر الأول في هذه الصيغة الكيميائية هو النيتروجين. ثالثًا، نغير الجزء الأخير من اسم العنصر الأول ليصبح «ـيد». وهذا يعطينا أكسيد النيتروجين. وأخيرًا، نضيف بادئة قبل اسم العنصر للإشارة إلى عدد الذرات الموجودة من هذا العنصر.

يوضح الجدول الآتي هذه البادئات. «أول» تعني ذرة واحدة، و«ثاني» تعني ذرتين، و«ثالث» تعني ثلاث ذرات، وهكذا. وبما أن لدينا ذرتي أكسجين، فإننا نكتب البادئة «ثاني» قبل مصطلح الأكسيد. وبذلك نحصل على اسم هذا المركب، وهو ثاني أكسيد النيتروجين. لا يلزم وضع البادئة «أول» قبل العنصر الثاني إذا كان عدد ذرات هذا العنصر يساوي واحدًا. إذن يسمى هذا المركب ببساطة ثاني أكسيد النيتروجين، وليس ثاني أكسيد أول النيتروجين.

فيما يأتي بعض الأمثلة الأخرى على صيغ المركبات التساهمية وأسمائها. ‏‪CO‬‏ هو أول أكسيد الكربون. ‏‪SO3‬‏ هو ثالث أكسيد الكبريت. يمكن ببساطة استخدام أسماء المركبات التساهمية لاستنتاج الصيغ الكيميائية. أي يمكننا عكس الخطوات السابقة لاستنتاج الصيغة الكيميائية من اسم المركب. إليك مثالًا على ذلك. ثاني أكسيد الكبريت اسم لمركب تساهمي. يخبرنا الاسم بأن العناصر الموجودة في هذا المركب هي الكبريت والأكسجين. لا توجد بادئة قبل كلمة الكبريت؛ وبذلك نستنتج أنه توجد ذرة كبريت واحدة فقط في جزيء ثاني أكسيد الكبريت. وأما البادئة التي تسبق مصطلح الأكسيد فهي «ثاني»؛ وبذلك نستنتج أنه توجد ذرتان من الأكسجين في هذا المركب. إذن الصيغة الكيميائية لثاني أكسيد الكبريت هي ‪SO2‬‏. تذكر أن الرقم السفلي واحد لا يكتب.

والآن، كيف نسمي المركبات الأيونية؟ تتكون المركبات الأيونية عادة من أيونات فلزية موجبة الشحنة وأيونات لا فلزية سالبة الشحنة. إليك مثالًا على ذلك. الصيغة الكيميائية لهذا المركب الأيوني هي ‪AlCl3‬‏. في اسم المركب الأيوني، يكتب أولًا اسم اللافلز الموجود في الصيغة الكيميائية. اللافلز هنا هو الكلور. ثانيًا، نكتب اسم العنصر الآخر، وهو الفلز. الفلز هنا هو الألومنيوم. وأخيرًا، نغير الجزء الأخير من اسم العنصر الثاني ليصبح «ـيد». وبذلك نحصل على اسم هذا المركب، وهو كلوريد الألومنيوم. لاحظ أننا لا نستخدم بادئات عند تسمية المركبات الأيونية للإشارة إلى عدد كل نوع من الأيونات الموجودة في المركب.

نعلم الآن كيف نكتب اسم المركب الأيوني باستخدام صيغته الكيميائية. ويمكننا أيضًا فعل العكس. يمكننا كتابة الصيغة الكيميائية لمركب أيوني بسيط باستخدام اسمه إذا علمنا أعداد التكافؤ لعناصر هذا المركب. يعبر التكافؤ عن عدد الإلكترونات التي تكتسبها الذرة أو تفقدها أو تشاركها عند تكوين رابطة أثناء التفاعل الكيميائي. ويوضح هذا الجدول الدوري أعداد تكافؤ بعض العناصر. وقد يكون للعناصر الانتقالية في منتصف الجدول الدوري أعداد تكافؤ متغيرة. لكننا سنركز على عناصر المجموعات الموجودة على الجانبين الأيسر والأيمن من الجدول الدوري.

دعونا نستخدم هذه المعلومات لتحديد الصيغة الكيميائية لأكسيد الكالسيوم. يتكون أكسيد الكالسيوم من الكالسيوم والأكسجين. نلاحظ هنا أن تكافؤ الكالسيوم في المجموعة الثانية هو اثنان، وتكافؤ الأكسجين في المجموعة 16 هو اثنان أيضًا. ولكتابة الصيغة الكيميائية، نبدأ بكتابة رمزي الفلز واللافلز في المركب الأيوني وتكافؤ كل منهما. بعد ذلك، نبدل قيمتي التكافؤ، بحيث نكتب كل قيمة أسفل الرمز الكيميائي المعاكس لها. وأخيرًا: علينا أن نبسط القيمتين إذا كان بينهما عامل مشترك. في هذا المثال، كلا الرقمين السفليين يقبل القسمة على اثنين. إذن، نبسط ونكتب ‪Ca1O1‬‏. لكن لا يلزم كتابة العدد السفلي واحد في الصيغ الكيميائية؛ لذا يمكننا حذفه. إذن الصيغة الكيميائية لأكسيد الكالسيوم هي ‪CaO‬‏.

يمكننا أيضًا استخدام التكافؤ لكتابة الصيغ الكيميائية للمركبات الأيونية التي تحتوي على مجموعات ذرية. نفعل ذلك بالطريقة نفسها التي نتبعها عند كتابة الصيغة الكيميائية للمركبات الأيونية البسيطة. ولكن علينا استخدام جدول كهذا لتحديد قيم تكافؤ المجموعات الذرية. نلاحظ أن قيمة تكافؤ مجموعة الكربونات الذرية؛ على سبيل المثال، تساوي اثنين، في حين أن قيمة تكافؤ مجموعة النيترات الذرية تساوي واحدًا.

والآن دعونا نتدرب على ما تعلمناه.

ما الصيغة الكيميائية للمركب الأيوني كلوريد المغنيسيوم؟

الصيغة الكيميائية تعبير يتكون من رموز كيميائية وأرقام سفلية، وتمثل تركيب جزيء أو وحدة واحدة من المركب. على سبيل المثال، الصيغة الكيميائية للماء هي ‪H2O‬‏. نلاحظ من الرمزين الكيميائيين ‪H‬‏، ‪O‬‏ أن العنصرين المكونين لجزيء هذا المركب هما الهيدروجين والأكسجين. ويوجد أيضًا رقم سفلي في هذه الصيغة الكيميائية. هذا الرقم السفلي هو اثنان ومكتوب بجانب الهيدروجين. ونظرًا لعدم وجود رقم سفلي بجانب الأكسجين، فهذا يعني ضمنًا أن الرقم السفلي هو واحد. إذن تخبرنا الصيغة الكيميائية للماء بأن الجزيء الواحد من الماء يتكون من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين.

والآن المركب المطلوب منا إيجاد صيغته الكيميائية هو كلوريد المغنيسيوم. نعلم من السؤال أن كلوريد المغنيسيوم مركب أيوني. لكتابة الصيغة الكيميائية لمركب أيوني باستخدام اسمه، يمكننا اتباع ثلاث خطوات بسيطة. أولًا، نكتب رموز العناصر الفلزية واللافلزية وقيم تكافؤها. الفلز هنا هو المغنيسيوم ورمزه الكيميائي ‪Mg‬‏. واللافلز هنا هو الكلور، وهو ما نستنتجه من مصطلح الكلوريد. الرمز الكيميائي للكلور هو ‪Cl‬‏. بعد ذلك، علينا كتابة عددي التكافؤ لهذين العنصرين. يعبر التكافؤ عن عدد الإلكترونات التي تكتسبها الذرة أو تفقدها أو تشاركها عند تكوين رابطة أثناء التفاعل الكيميائي.

يوضح هذا المخطط الجانبين الأيسر والأيمن فقط من الجدول الدوري. ويوضح أعداد تكافؤ عناصر المجموعتين الأولى والثانية. ويشير المخطط أيضًا إلى أعداد تكافؤ بعض العناصر في المجموعات من 15 إلى 17. نلاحظ أن عدد تكافؤ المغنيسيوم في المجموعة الثانية هو اثنان. وعدد تكافؤ الكلور في المجموعة 17 هو واحد.

الخطوة الثانية هي تبديل عددي التكافؤ بين العنصرين؛ بحيث تكتب كل قيمة أسفل الرمز الكيميائي المعاكس لها. عندما نفعل ذلك، نحصل على الصيغة ‪Mg1Cl2‬‏. الخطوة الثالثة هي تبسيط الرقمين السفليين. في هذه الحالة، لا يمكن تبسيط الرقمين السفليين أكثر من ذلك. وتذكر أنه يمكننا حذف الرقم السفلي واحد. من ذلك نستنتج أن الصيغة الكيميائية لكلوريد المغنيسيوم هي ‪MgCl2‬‏.

والآن، دعونا نلخص ما تعلمناه عن كتابة الصيغ الكيميائية. لقد تعلمنا أن الصيغة الكيميائية هي تعبير يتكون من رموز كيميائية وأرقام سفلية، وتمثل تركيب جزيء أو وحدة واحدة من المركب. تشير الأرقام السفلية في الصيغة الكيميائية إلى عدد ذرات كل عنصر أو أيوناته. لا نكتب الرقم السفلي واحدًا في الصيغ الكيميائية. عند تسمية المركبات التساهمية، فإننا نستخدم بادئات للإشارة إلى عدد كل نوع من الذرات. ولا نستخدم بادئات عند تسمية المركبات الأيونية. وأخيرًا: نبدل أعداد التكافؤ لتحديد الصيغة الكيميائية للمركب الأيوني.