نسخة الفيديو النصية
أي العبارات الآتية لا تفسر جزئيًّا سبب ارتفاع درجة انصهار عناصر الدورة الثالثة من الصوديوم إلى الألومنيوم؟ (أ) من الصوديوم إلى الألومنيوم، تنخفض الشحنة على أيون الفلز من ثلاثة موجب إلى واحد موجب. (ب) جميع العناصر الثلاثة فلزية؛ لذا تظهر ترابطًا فلزيًّا. (ج) يزداد عدد الإلكترونات غير المتمركزة من الصوديوم إلى الألومنيوم. (د) تزداد قوة الترابط الفلزي.
عندما نتحرك عبر دورة أو لأسفل مجموعة في الجدول الدوري، نلاحظ وجود تدرج دوري أو أنماط في خواص العناصر، على سبيل المثال، في نصف قطر الذرة ودرجة الانصهار، بالإضافة إلى العديد من الخواص الأخرى. يدور السؤال تحديدًا حول عناصر الدورة الثالثة، من الصوديوم إلى الألومنيوم. هذه العناصر هي الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم على وجه التحديد. يطلب منا السؤال تحديد العبارة التي لا تفسر سبب ارتفاع درجة الانصهار بين هذه العناصر الثلاثة. يمكننا إذن أن نكتب على المخطط لدينا ارتفاع درجة الانصهار من الصوديوم إلى الألومنيوم.
يمكننا الإجابة عن هذا السؤال عن طريق تحديد العبارات التي تصف وصفًا صحيحًا ولكن جزئيًّا سبب ارتفاع درجة الانصهار من الصوديوم إلى الألومنيوم أولًا. ويمكننا استبعاد العبارات الصحيحة لإيجاد العبارة غير الصحيحة بعد ذلك.
الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم جميعها فلزات، ومن ثم فإن لها جميعًا ترابطًا فلزيًّا. الروابط الفلزية هي قوى جذب كهروستاتيكية قوية بين كاتيونات الفلزات الموجبة الشحنة وإلكترونات تكافؤها غير المتمركزة. ولأن هذا التداخل الكهروستاتيكي عبارة عن قوة جذب، فإنه سيؤثر على درجة انصهار الفلز؛ لأن ذلك يتطلب طاقة للتغلب على قوة الجذب هذه أثناء الانصهار. ومن ثم، فإن العبارة (ب)، التي تنص على أن جميع العناصر الثلاثة فلزية؛ لذا تظهر ترابطًا فلزيًّا، تفسر جزئيًّا سبب ارتفاع درجة الانصهار من الصوديوم إلى الألومنيوم، لكنها لا تفسر ذلك تمامًا.
في الشبيكة الفلزية للصوديوم، يوجد الصوديوم في صورة كاتيونات Na+. كل جسيم من الصوديوم يمنح إلكترونًا واحدًا من إلكترونات التكافؤ إلى بحر من الإلكترونات غير المتمركزة. إذن، يعد مخطط الترابط الفلزي الموجود على اليمين تمثيلًا جيدًا للترابط الفلزي في الصوديوم. أما فلز المغنيسيوم، فيتكون من كاتيونات Mg2+ وإلكترونين من إلكترونات التكافؤ الممنوحة إلى بحر الإلكترونات غير المتمركزة لكل ذرة من المغنيسيوم. لذا، علينا تعديل مخطط الترابط الفلزي الموجود على اليمين ليعبر عن المغنيسيوم. ستكون هناك قوة جذب أقوى بين الكاتيونات والإلكترونات غير المتمركزة. ومن ثم، فإن الترابط الفلزي في المغنيسيوم أقوى منه في الصوديوم. إذن، درجة انصهار المغنيسيوم أعلى من درجة انصهار الصوديوم.
ينطبق التدرج نفسه مع انتقالنا إلى الألومنيوم. يتكون فلز الألومنيوم من أيونات Al3+. وتمنح كل ذرة ألومنيوم ثلاثة إلكترونات إلى بحر الإلكترونات غير المتمركزة لتكوين أيونات الألومنيوم هذه. يمكننا أن نرى ذلك في مخطط الترابط الفلزي على اليمين. لدينا الآن قوى جذب أقوى بين إلكترونات التكافؤ غير المتمركزة والأيونات. ويتسبب هذا الترابط الفلزي المتزايد في ارتفاع درجة الانصهار؛ لأن هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة للتغلب على هذه التداخلات الكهروستاتيكية القوية. يمكننا الآن ملاحظة أن العبارة (ج)، يزداد عدد الإلكترونات غير المتمركزة من الصوديوم إلى الألومنيوم، صحيحة. وهي تفسر جزئيًّا سبب ارتفاع درجة الانصهار خلال هذه الدورة.
العبارة (د) صحيحة أيضًا، هي صحيحة في الواقع. تزداد قوة الترابط الفلزي من الصوديوم إلى الألمونيوم. لكن السؤال يسأل عن العبارة التي لا تفسر جزئيًّا تدرج درجة الانصهار. يمكننا الآن تغيير علامات صواب إلى علامات خطأ وحذف الخيارات (ب) و(ج) و(د). «(أ) من الصوديوم إلى الألومنيوم، تنخفض الشحنة على أيون الفلز من ثلاثة موجب إلى واحد موجب.» هي عبارة غير صحيحة واقعيًّا، إذن فهي الإجابة.
أخيرًا، أي العبارات الآتية لا تفسر جزئيًّا سبب ارتفاع درجة انصهار عناصر الدورة الثالثة من الصوديوم إلى الألومنيوم؟ الإجابة هي الخيار (أ). من الصوديوم إلى الألومنيوم، تنخفض الشحنة على أيون الفلز من ثلاثة موجب إلى واحد موجب.
مصر
المملكة العربية السعودية
الولايات المتحدة
