ملخص من مادة الكيمياء الفصل الخامس للصف الثالث المتوسط
فيما يلي ملخص من مادة الكيمياء الفصل الخامس للصف الثالث المتوسط
مادة الكيمياء
الفصل الخامس
للصف الثالث المتوسط
فيما يلي ملخص من مادة الكيمياء الفصل الخامس
شرح ملخص من مادة الكيمياء الفصل الخامس للصف الثالث المتوسط
عناصر الزمرة الرابعة IVA
السليكون Si
الرمز الكيميائي: Si
العدد الذري: 14
العدد الكتلي: 28
توزيع الإلكترونات:
K: 2
L: 8
M: 4
الصفة العامة لعناصر الزمرة الرابعة IVA:
تحتوي عناصر هذه الزمرة في الغلاف الخارجي على أربعة إلكترونات، وهذا السبب في وضعها ضمن مجموعة واحدة.
تتنوع عناصر هذه الزمرة: حيث تظهر اختلافاً في الصفات الفلزية واللافلزية، فكلما انتقلنا من الأعلى إلى الأسفل تزداد الفلزية. (الكربون لافلز، والسليكون والجرمانيوم شبه فلزات، والقصدير والرصاص فلزات).
تقل درجة الانصهار والغليان: كلما اتجهنا إلى الأسفل.
تمتلك في غلافها الخارجي أربعة إلكترونات: ولصعوبة فقدانها أو اكتسابها لذلك تساهم لتكون أربعة أواصر. حالة تأكسدها (+4، -4).
السليكون والكربون: يكونان أواصر تساهمية، بينما الجرمانيوم والقصدير والرصاص تكون أواصر تساهمية وايونية.
جميعها ذات فعالية ضعيفة.
السليكون:
يعتبر السليكون العنصر الأكثر انتشاراً في قشرة الأرض بعد الأكسجين، حيث يشكل ربع القشرة الأرضية بنسبة تصل إلى (28%).
لا يوجد حرًا في الطبيعة ولكنه يوجد في الصخور على هيئة SiO2 ويدخل في تركيب الكوارتز والرمل.
للسليكون صورتان:
متبلورة: يكون المسحوق فيها بني غامق.
غير متبلورة: لون مسحوقه رصاصي غامق، وتكون الأولى أقل فعالية من غير المتبلورة، ولهما نفس التركيب.
السؤال: تكلم عن اختلاف صفات عناصر الزمرة الرابعة؟
الإجابة: تتنوع عناصر الزمرة الرابعة حيث تظهر اختلافاً في الصفات الفلزية واللافلزية، فكلما انتقلنا من الأعلى إلى الأسفل تزداد الفلزية. (الكربون لافلز، والسليكون والجرمانيوم شبه فلزات، والقصدير والرصاص فلزات). كما تختلف درجة الانصهار والغليان لهذه العناصر، فكلما اتجهنا إلى الأسفل تقل درجة الانصهار والغليان.
السؤال: ما هي حالة تأكسد عناصر الزمرة الرابعة؟
الإجابة: تمتلك عناصر الزمرة الرابعة في غلافها الخارجي أربعة إلكترونات، ولصعوبة فقدانها أو اكتسابها لذلك تساهم لتكون أربعة أواصر. حالة تأكسدها (+4، -4).
السؤال: ما هي أهمية السليكون؟
الإجابة: السليكون هو العنصر الثاني الأكثر وفرة في قشرة الأرض بعد الأكسجين وله العديد من الاستخدامات الهامة في الصناعة والتكنولوجيا. يدخل في صناعة الرقائق الإلكترونية والخلايا الشمسية والزجاج وغيرها.
تحضير السليكون
الطرق الصناعية لتحضير السليكون:
تتميز هذه الطرق بكونها تعطي سليكونًا عالي النقاء يستخدم في الصناعات الإلكترونية. وتتم هذه العملية على عدة مراحل:
المرحلة الأولى:
يتم تحضير السليكون الصناعي بتسخين رمل السيليكا مع الكربون في فرن كهربائي عند درجة حرارة عالية.
المعادلة: SiO2 + 4C → Si + 2CO2
المرحلة الثانية:
تنقية السليكون الصناعي المنتج في المرحلة الأولى بتحويله إلى رباعي كلوريد السليكون (SiCl4).
المعادلة: Si + 2Cl2 → SiCl4
ثم تحويل رباعي كلوريد السليكون إلى سليكون نقي بتفاعله مع المغنيسيوم.
المعادلة: SiCl4 + 2Mg → Si + 2MgCl2
المرحلة الثالثة:
تنقية السليكون الناتج من المرحلة الثانية.
يتم ذلك بتسخين السليكون الناتج في قالب أسطواني متحرك، مما يؤدي إلى تكوين طبقة رقيقة من السليكا النقية على السطح.
يتم إزالة الشوائب الموجودة في الجزء السفلي من القالب، وبذلك نحصل على سليكون عالي النقاء.
مركبات السليكون
مركبات السليكون مع الهيدروجين (السيلينات):
تحضر هذه المركبات بتفاعل سليسيوم المغنيسيوم (Mg2Si) مع الأحماض المعدنية مثل حمض الهيدروكلوريك.
المعادلة: Mg2Si + 4HCl → SiH4 + 2MgCl2
تتميز السيلينات بأنها مركبات فعالة تشتعل تلقائيًا في الهواء.
مركبات السليكون مع الأكسجين:
ثنائي أكسيد السيليكون (SiO2): يوجد في الطبيعة على شكل:
السليكا النقية: مثل الكوارتز، وهي مواد صلبة تستخدم في صناعة الزجاج وتلميع المعادن.
السليكا غير النقية: مثل الرمل، وتستخدم في صناعة الإسمنت والزجاج.
استخدامات السليكون
صناعة السبائك: يدخل في صناعة سبائك البرونز والحديد، وخاصة الحديد المطاوع.
صناعة الرقائق الإلكترونية: يستخدم السليكون عالي النقاء في صناعة الترانزستورات والديودات والشرائح الدقيقة.
صناعة الخلايا الشمسية: يستخدم السليكون في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
صناعة الزجاج: يستخدم ثاني أكسيد السيليكون في صناعة الزجاج.
تحضير الزجاج وخصائصه
مكونات الزجاج وطرق تحضيره
الزجاج مادة صلبة غير متبلورة، تتكون أساساً من سيليكات، وهي مركبات تتكون من اتحاد أكسيد السيليكون (SiO₂) مع أكاسيد فلزية أخرى مثل الصوديوم والكالسيوم.
طريقة التحضير:
المكونات الأساسية: تتكون المادة الخام الأساسية للزجاج من مزيج من الرمل (SiO₂)، والصودا (Na₂CO₃)، والجير (CaO).
عملية الانصهار: يتم خلط هذه المكونات بكميات محددة وتسخينها في أفران خاصة بدرجة حرارة عالية جداً حتى تذوب وتتجانس مكونة كتلة لزجة.
التشكيل: يتم تشكيل هذه الكتلة اللزجة في الأشكال المطلوبة قبل أن تبرد وتتصلب.
المعادلات الكيميائية لعملية تحضير الزجاج:
تفاعل أكسيد السيليكون مع هيدروكسيد الصوديوم:
SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O
تفاعل أكسيد الكالسيوم مع أكسيد السيليكون:
CaO + SiO₂ → CaSiO₃
تفاعل كربونات الصوديوم مع أكسيد السيليكون:
Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂
خصائص الزجاج
صلب شفاف: للزجاج قوة ميكانيكية عالية وقدرة على تمرير الضوء.
غير متبلور: لا يمتلك بنية بلورية منتظمة.
عازل للحرارة والكهرباء: يعتبر الزجاج مادة عازلة جيدة للحرارة والكهرباء.
مقاوم للتآكل: لا يتأثر بمعظم الأحماض والقلويات.
هش: على الرغم من قوته، إلا أنه يتكسر بسهولة عند التعرض لصدمات مفاجئة.
استخدامات الزجاج
صناعة الأواني المنزلية: مثل الأكواب والأطباق والأطباق الزخرفية.
صناعة النوافذ والأبواب: يستخدم الزجاج في بناء المباني لتوفير الإضاءة والعزل الحراري.
صناعة المرايا: يتم طلاء سطح الزجاج بمواد عاكسة للحصول على المرايا.
صناعة العدسات: يستخدم الزجاج في صناعة العدسات المستخدمة في النظارات والمجاهر والتلسكوبات.
صناعة الألياف الزجاجية: تدخل ألياف الزجاج في صناعة العديد من المنتجات مثل البلاستيك المقوى والأقمشة.
ملحوظة: يمكن تعديل خصائص الزجاج بإضافة مواد مختلفة إليه، مثل أكاسيد الحديد والمنغنيز والكوبالت، للحصول على ألوان وأشكال مختلفة من الزجاج.
انتهى الموضوع شكرا (لك / لكِ)