كيمياء ثالث متوسط                             ملخص الفصل الثالث                                     ٢٠٢٤/١١/٧

الدرس: 3-2 الصفات العامة لعناصر للزمرة الثالثة (IIIA)

1. ما هي الصفات العامة لعناصر للزمرة الثالثة؟

• جميع عناصر هذه الزمرة فلزات عدا البورون فهو شبه فلز.
• طاقة التأين لها أقل من طاقة تأين الزمرة الثانية.
• مستوى الطاقة الرئيسي الأخير لها يحتوي على مستويات ثانوية تحتوي على إلكترونات كالترتيب الإلكتروني s² p¹
• عدد التأكسد لها (+ 3)
• تميل عناصرها أولاً لتكوين أواصر تساهمية وكلما زاد عددها الذري يزداد ميلها لتكوين أواصر مستقطبة، أكاسيد البورون حامضية ثم أكاسيد الألمنيوم أمفوتيرتية أما أكاسيد باقي عناصر الزمرة قاعدية.

هل تعلم: إن هيدروكسيد البورون صيغته B(oH)₃ لكننا نعرفه أيضاً باسم حامض البوريك ويمكن كتابة صيغته H₃Bo3 ولهذه المادة استعمالات طبية عديدة ومفيدة.

هل تعلم: إن عنصري البورون والألمنيوم يشكلان نسبة كبيرة من مكونات التربة حولنا وأنهما لا يوجدان بصورة حرة لفعاليتهما العالية وأنهما يشتركان مع بقية العناصر بخواص متدرجة جمعتهم في هذه الزمرة.

2. قارن بين طاقتي التأين لكل عنصر من الزمرة الثالثة مع العنصر المجاور له (إلى يساره) من الزمرة الثانية.

العنصر في الزمرة الثانية أعلى طاقة تأين مما للعنصر المجاور له في الزمرة الثالثة والسبب في ذلك هو أن (في الدورة الواحدة يقل جهد التأين بزيادة العدد الذري).

3 - 3 : الألملنيوم                                                    Aluminum

1. الألمنيوم أحد عناصر الزمرة الثالثة ما رمزه وكم يبلغ عدده الذري والكتلي بين ذلك مع رسم الترتيب الإلكتروني لذرته؟

الدرس: 3-3-1 وجود الالمنيوم

2. أين يتواجد الألمنيوم؟

لا يوجد الألمنيوم حراً في الطبيعة لأنه من الفلزات الفعالة وأكثرها انتشاراً في قشرة الأرض، إذ يؤلف الألمنيوم نحو (% 8) من صخور القشرة الأرضية والطين على شكل (سليكات الألمنيوم) ويعتبر البوكسايت Al₂O₃.2H₂O

الخام الرئيس للألمنيوم ويعتبر الكريولايت Na₃AlF₆ من المصادر المهمة المستعملة لاستخلاص الألمنيوم.

3. املأ الفراغات:

• يشكل الأوكسجين نسبة % 4 من قشرة الأرض.
• يشكل السيليكون نسبة % 2 من قشرة الأرض.
• يؤلف الألمنيوم نحو % 8 من قشرة الأرض.

الدرس: 3-3-2 استخلاص الالمنيوم

1. كيف يستخلص الألمنيوم من خاماته بطريقة هول؟ وضح ذلك.

يتم الاستخلاص بواسطة التحليل الكهربائي للألومينا حيث ينقى خام البوكسايت (Al₂O₃.2H₂O) من الشوائب للحصول على (الألومينا النقية Al₂O₃) في حمام من منصهر الكريولايت AlF₃(NaF)₃ بدرجة حرارة (1000C) الذي يعمل على تخفيض درجة انصهار الألومينا وباستعمال أقطاب كاربونية يوضع المنصهر في خلية تحليل كهربائية وعند تمرير التيار الكهربائي يتجمع الألمنيوم على شكل منصهر في أسفل الخلية ويسحب بين مدة وأخرى.

الدرس: 3-3-3 خواص الالمنيوم

الخواص الفيزيائية:

1. ما هي خواص الألمنيوم الفيزيائية؟

•    الألمنيوم فلز.
• ذو مظهر فضي.
• جيد التوصيل للحرارة والكهربائية.
• قليل الكثافة.

الخواص الكيميائية:

2. ما هي الخواص الكيميائية للألمنيوم؟

• تأثير الأوكسجين في الألمنيوم.
• يحترق مسحوق الألمنيوم بشدة.
• يسلك كعامل مختزل.
• يتفاعل الألمنيوم مع الحوامض والقواعد.

3. ما سبب عدم تآكل الألمنيوم؟

لأنه عند تعرض الألمنيوم إلى الهواء يتأكسد سطحه الخارجي فقط فيكتسي الألمنيوم بطبقة رقيقة جداً من أوكسيده الذي يكون شديد الالتصاق بسطح الفلز، وهذا ما يقي الألمنيوم من استمرار التآكل.

4. عبر بمعادلة كيميائية عن احتراق الألمنيوم.

• $\mathrm{<mi> \; <span\; style="font-size:\; x-large;">طاقة+</span></mi><span\; style="font-size:\; x-large;">4</span>}$Al+3O2→2Al2O3

5. وضح ما هو تفاعل الثرميت وما هي فائدته مع كتابة معادلة التفاعل؟

هو تفاعل يتم من خلاله وضع خليط من مسحوق الألمنيوم وأوكسيد الحديد (III) بجفنة تثبت في وعاء فيه رمل، ثم يثبت شريط من المغنيسيوم بطول مناسب وتحرق نهاية الشريط مع الابتعاد مسافة لا تقل عن 3 أمتار وملاحظة تفاعل شديد مصحوب بانبعاث كمية كبيرة من الحرارة وبلهب ساطع مع تطاير شرر وينتج عن هذا التفاعل تكون منصهر الحديد وأوكسيد الألمنيوم كما في المعادلة التالية:

الفائدة من هذا التفاعل:

ليحمي الأجهزة الحديدية الكبيرة وقضبان سكك الحديد.

يستعمل الألمنيوم لاستخلاص بعض الفلزات من خاماتها الموجودة على هيئة أكاسيد اعتماداً على كونه عامل مختزل.

6. عبر عن تفاعل الألمنيوم مع حامض الهيدروكلوريك المخفف بمعادلة موزونة؟

7. علل لا يستمر تفاعل الألمنيوم مع كل من حامض النتريك المخفف والمركز؟

بسبب تكون طبقة من أوكسيد الألمنيوم (Al₂o₃). التي تعزل الحامض عن الفلز، فيتوقف التفاعل، ويفاد من هذه الخاصية في حفظ حامض النتريك (التيزاب) ونقله بأوان من الألمنيوم.

8. يتفاعل الألمنيوم مع الحوامض والقواعد يدعى هذا ب ...................؟

يتفاعل الألمنيوم مع الحوامض والقواعد يدلللب عى هذا ب السلوك الأمفوتيري.

الدرس: 3-3-7 الكشف عن ايون الالمنيوم في محاليل مركباته

1. كيف يتم الكشف عن أيون الألمنيوم في محاليل مركباته؟

يكشف عن أيون الألمنيوم في مركباته بوساطة محلول قاعدي مثل هيدروكسيد الصوديوم حيث تتفاعل هذه المواد مع أيون الألمنيوم ${\mathrm{Al}}^3$ لتكون راسب أبيض جيلاتيني هو هيدروكسيد الألمنيوم $\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3$

2. علل: يذوب هيدروكسيد الألمونيوم عندما تضاف إليه زيادة من هيدروكسيد الصوديوم أو إضافة حامض إليه؟

يذوب عندما تضاف إليه زيادة من هيدروكسيد الصوديوم NaOH بسبب تكون ألومينات الصوديوم الذائبة ويذوب كذلك بإضافة حامض إليه بسبب السلوك الأمفوتيري.

حل اسئلة  الفصل الثالث 

1.3 حدد العنصر الذي لا ينتمي للزمرة الثالثة مما يأتي مع ذكر السبب:

• ₅B
• ₁₂Mg
• ₁₃Al
• ₃₁Ga

₁₂Mg: لا ينتمي للزمرة الثالثة وذلك لعدم احتواء غلافه الخارجي على 3 إلكترونات.

2.3

اختر من بين القوسين ما يكمل المعنى العلمي في العبارات الآتية:

1. الكالسيوم Ga عنصر ينتمي للزمرة:

• الأولى.
• الثانية.
• الثالثة.

2. يكون عنصر الألمنيوم في عملية الثرميت عاملاً:

• مساعداً.
• مؤكسداً.
• مختزلاً.

3. سبيكة برونز الألمنيوم تتكون من نسبة:

• عالية.
• قليلة.
• 100%.

من عنصر الألمنيوم.

3.3

أكمل العبارات الآتية بما تراه مناسباً لاتمام المعنى:

1. يتفاعل الألمنيوم مع الحوامض محرراً غاز H2 وعند تفاعله مع القواعد يحرر H2 لأنه يسلك سلوك أمفوتيري.
2. تأثير أوكسجين الهواء الجوي في الألمنيوم لا يؤدي إلى تآكله كما في حالة الحديد وذلك بسبب تكوين طبقة من أوكسيد الألمنيوم تلتصق بقوة بسطح الألمنيوم وبذلك يقي نفسه من التآكل.
3. التسخين الشديد لهيدروكسيد الألمنيوم يعطي أوكسيد الألمنيوم والماء.
4. ملح مكون من عنصري البوتاسيوم والألمنيوم يدعى يدعى الشب.
5. عنصر الألمنيوم يتفاعل مع الحوامض والقواعد ويدعى هذا السلوك ب السلوك أمفوتيري.

4.3

كيف يستخلص الألمنيوم مع رسم الجهاز والتأشير الكامل على الأجزاء؟

يتم الاستخلاص بواسطة التحليل الكهربائي للألومينا حيث ينقى خام البوكسايت (Al₂O₃.2H₂O) الشوائب للحصول على (الألومينا النقية) (Al₂O₃) في حمام من منصهر الكريولايت AlF₃(NaF)₃ بدرجة حرارة (1000C) الذي يعمل على تخفيض درجة انصهار الألومينا وباستعمال أقطاب كربونية يوضع المنصهر في خلية تحليل كهربائية وعند تمرير التيار الكهربائي يتجمع الألمنيوم على شكل منصهر في أسفل الخلية ويسحب بين مدة وأخرى.

5.3

اختر من القائمة (ب) ما يناسب كل عبارة في القائمة (أ):

القائمة (أ):

1. عنصر ذو سلوك أمفوتيري.
2. تفاعل يسلك فيه الألمنيوم عاملاً مختزلاً ويحرر طاقة حرارية عالية تذيب الحديد.
3. أوكسيد الألمنيوم.
4. ملح مزدوج من كبريتات البوتاسيوم والألمنيوم.
5. أحد عناصر الزمرة IIIA هو شبه فلز.

القائمة (ب):

1. الثرميت.
2. الشب.
3. الألومينا.
4. الألمنيوم.
5. الأنديوم.
6. البورون.