جواب باهم بیاندیشیم صفحه12 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح تمرین 1 با هم بیندیشیم صفحه 12 شیمی یازدهم این تمرین به بررسی $\mathbf{\text{فعالیت شیمیایی فلزات}}$ در یک گروه (گروه 1) و ارتباط آن با $\mathbf{\text{تمایل به از دست دادن الکترون}}$ (خصلت فلزی) می‌پردازد. ⚛️ --- ## پیش‌بینی و دلیل **پیش‌بینی:** اتم **پتاسیم** ($athbf{K}$) آسان‌تر از $\mathbf{\text{سدیم } (Na)}$ و $\mathbf{\text{لیتیم } (Li)}$ الکترون از دست خواهد داد. **چرا؟** 1. **روند در گروه:** هر سه عنصر در $\mathbf{\text{گروه 1}}$ (فلزات قلیایی) قرار دارند. در یک گروه، با حرکت از بالا به پایین ($athbf{Li \rightarrow Na \rightarrow K}$)، $\mathbf{\text{خصلت فلزی افزایش}}$ می‌یابد. 2. **شعاع اتمی:** $\mathbf{\text{پتاسیم بزرگ‌ترین شعاع اتمی}}$ را در بین این سه عنصر دارد، زیرا دارای لایه‌های الکترونی بیشتری است. 3. **نیروی جاذبه هسته:** در پتاسیم، الکترون ظرفیت ($\mathbf{4s^1}$) از هسته $\mathbf{\text{دورتر}}$ است. به دلیل $\mathbf{\text{افزایش اثر پوششی}}$ لایه‌های داخلی، نیروی جاذبه هسته بر این الکترون $\mathbf{\text{ضعیف‌تر}}$ است. 4. **انرژی یونش:** در نتیجه، $\mathbf{\text{انرژی لازم برای جدا کردن الکترون}}$ (انرژی یونش) در پتاسیم $\mathbf{\text{کمتر}}$ است. **نتیجه:** هر چه اتم آسان‌تر الکترون از دست دهد، $\mathbf{\text{فعالیت فلزی بیشتری}}$ در واکنش با نافلزات (مانند $\mathbf{Cl_2}$) خواهد داشت. بنابراین، $\mathbf{K}$ فعال‌ترین است.

پاسخ و توضیح تمرین 2 با هم بیندیشیم صفحه 12 شیمی یازدهم این تمرین یک **شاهد تجربی** برای تأیید پیش‌بینی انجام شده در تمرین قبلی است. مشاهدات حاکی از رابطه‌ی مستقیم بین $\mathbf{\text{اندازه‌ی اتم فلز}}$ و $\mathbf{\text{شدت واکنش‌پذیری}}$ آن است. 🔥 --- ## تأیید پیش‌بینی توسط شواهد تجربی **بله،** داده‌های این تصویر، پیش‌بینی ما را $\mathbf{\text{کاملاً تأیید}}$ می‌کنند. **مشاهدات:** 1. **لیتیم (الف):** واکنش $\mathbf{\text{کمترین شدت}}$ را دارد (شعله قرمز-نارنجی و احتمالاً کندتر). 2. **سدیم (ب):** واکنش $\mathbf{\text{شدیدتر}}$ از لیتیم است (شعله زرد پررنگ و روشن). 3. **پتاسیم (پ):** واکنش $\mathbf{\text{شدیدترین}}$ حالت را دارد (شعله بنفش روشن، سریع و انفجاری). **نتیجه‌گیری:** * $\mathbf{\text{شدت واکنش‌پذیری}}$ در این گروه به ترتیب: $\mathbf{K > Na > Li}$. * این روند، دقیقاً با روند $\mathbf{\text{افزایش خصلت فلزی}}$ و $\mathbf{\text{کاهش انرژی یونش}}$ از بالا به پایین در گروه 1 مطابقت دارد. **شیمی فرآیند:** هر سه فلز با گاز کلر واکنش داده و کلرید فلز تولید می‌کنند: $$\mathbf{2M(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2MCl(s)} \quad (M = Li, Na, K)$$ چون $\mathbf{\text{پتاسیم}}$ آسان‌تر از دو فلز دیگر الکترون از دست می‌دهد، $\mathbf{\text{آسان‌ترین}}$ واکنش را انجام داده و $\mathbf{\text{بیشترین انرژی}}$ را در قالب نور و گرما آزاد می‌کند، که به صورت $\mathbf{\text{شدیدترین سوختن}}$ مشاهده می‌شود.

پاسخ و توضیح تمرین 3 با هم بیندیشیم صفحه 12 شیمی یازدهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا قاعده‌ی کلی **خصلت فلزی** و رابطه‌ی آن با $\mathbf{\text{اندازه‌ی اتم}}$ را درک کنید. این جمله یک اصل بنیادی در شیمی تناوبی است. 💯 --- ## بررسی جمله‌ی «شعاع بزرگ‌تر = از دست دادن آسان‌تر الکترون» **بله،** این جمله $\mathbf{\text{درست}}$ است. **چرا؟** 1. **دور شدن الکترون:** وقتی $\mathbf{\text{شعاع اتمی بزرگ‌تر}}$ باشد، $\mathbf{\text{الکترون‌های ظرفیت}}$ (که در واکنش شرکت می‌کنند) از $\mathbf{\text{هسته‌ی مثبت}}$ $\mathbf{\text{بیشتر فاصله}}$ دارند. 2. **کاهش نیروی جاذبه:** نیروی جاذبه‌ی $\mathbf{\text{الکترواستاتیک}}$ بین هسته و الکترون‌های ظرفیت، با افزایش فاصله، $\mathbf{\text{به شدت کاهش}}$ می‌یابد. (این اثر به دلیل $\mathbf{\text{اثر پوششی}}$ الکترون‌های داخلی نیز تقویت می‌شود.) 3. **کاهش انرژی یونش:** $\mathbf{\text{انرژی یونش}}$ (انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون) با ضعیف شدن نیروی جاذبه $\mathbf{\text{کاهش}}$ می‌یابد. **نتیجه:** فلزات بزرگ‌تر ($athbf{\text{مانند پتاسیم یا سزیم}}$) به دلیل جاذبه‌ی ضعیف‌تر هسته بر الکترون‌های ظرفیت، $\mathbf{\text{انرژی کمتری}}$ برای تبدیل شدن به کاتیون نیاز دارند. بنابراین، $\mathbf{\text{آسان‌تر الکترون از دست می‌دهند}}$ و $\mathbf{\text{فعالیت شیمیایی بیشتری}}$ دارند.

پاسخ و توضیح تمرین 4 خود را بیازمایید صفحه 12 شیمی یازدهم این تمرین به شما نشان می‌دهد که چگونه $\mathbf{\text{تعداد لایه‌های الکترونی}}$ (شماره دوره) مستقیماً با $\mathbf{\text{اندازه‌ی اتم}}$ ($athbf{\text{شعاع اتمی}}$) مرتبط است. 📏 --- ## 1. تکمیل جدول فلزات قلیایی | نماد شیمیایی عنصر | $\mathbf{_3Li}$ | $\mathbf{_{11}Na}$ | $\mathbf{_{19}K}$ | | :---: | :---: | :---: | | آرایش الکترونی فشرده | $\mathbf{[He] 2s^1}$ | $\mathbf{[Ne] 3s^1}$ | $\mathbf{[Ar] 4s^1}$ | | نماد آخرین زیرلایه | $\mathbf{2s}$ | $\mathbf{3s}$ | $\mathbf{4s}$ | | تعداد لایه‌های الکترونی در اتم | $\mathbf{2}$ | $\mathbf{3}$ | $\mathbf{4}$ | | شعاع اتمی ($athbf{pm}$) | $\mathbf{152}$ | $\mathbf{186}$ | $\mathbf{231}$ | --- ## 2. رابطه‌ی شمار لایه‌های الکترونی با شعاع اتم **رابطه:** بین شمار لایه‌های الکترونی در اتم و شعاع اتمی، $\mathbf{\text{رابطه‌ای مستقیم}}$ وجود دارد. **توضیح:** * همان‌طور که از $\mathbf{Li}$ به $\mathbf{Na}$ و سپس به $\mathbf{K}$ حرکت می‌کنیم (از بالا به پایین در گروه 1)، $\mathbf{\text{تعداد لایه‌های اصلی الکترونی}}$ از $\mathbf{2}$ به $\mathbf{3}$ و $\mathbf{4}$ $\mathbf{\text{افزایش}}$ می‌یابد. * اضافه شدن هر لایه‌ی الکترونی جدید باعث می‌شود $\mathbf{\text{الکترون‌های ظرفیت از هسته دورتر}}$ شوند. * در نتیجه، $\mathbf{\text{شعاع اتمی افزایش}}$ می‌یابد ($\mathbf{152 \text{ pm} < 186 \text{ pm} < 231 \text{ pm}}$). **نتیجه:** در یک گروه جدول تناوبی، عنصر با $\mathbf{\text{لایه‌های بیشتر}}$، $\mathbf{\text{بزرگ‌ترین اتم}}$ و $\mathbf{\text{بالاترین خصلت فلزی}}$ را دارد.

پاسخ و توضیح تمرین 5 خود را بیازمایید صفحه 12 شیمی یازدهم این تمرین روند $\mathbf{\text{افزایش خصلت فلزی}}$ را در $\mathbf{\text{گروه 2}}$ (فلزات قلیایی خاکی) جدول تناوبی بررسی می‌کند. این فلزات با از دست دادن $\mathbf{2}$ الکترون، به یون $\mathbf{M^{2+}}$ تبدیل می‌شوند. 🔋 --- ## پیش‌بینی و دلیل **پیش‌بینی:** اتم **استرانسیم ($athbf{Sr}$)** آسان‌تر از $\mathbf{\text{کلسیم } (Ca)}$ و $\mathbf{\text{منیزیم } (Mg)}$ به کاتیون $\mathbf{M^{2+}}$ تبدیل می‌شود. **چرا؟** 1. **روند در گروه:** این سه عنصر در $\mathbf{\text{گروه 2}}$ جدول تناوبی قرار دارند و از بالا به پایین ($athbf{Mg \rightarrow Ca \rightarrow Sr}$)، $\mathbf{\text{فعالیت فلزی افزایش}}$ می‌یابد. 2. **شعاع اتمی:** همان‌طور که در جدول مشاهده می‌شود، شعاع اتمی از $\mathbf{Mg}$ ($athbf{160 \text{ pm}}$) به $\mathbf{Sr}$ ($athbf{215 \text{ pm}}$) $\mathbf{\text{افزایش}}$ می‌یابد. $\mathbf{\text{استرانسیم بزرگ‌ترین اتم}}$ در این مجموعه است. 3. **کاهش جاذبه هسته:** در اتم بزرگ‌تر $athbf{Sr}$، الکترون‌های ظرفیت ($athbf{5s^2}$) از هسته دورتر بوده و $\mathbf{\text{نیروی جاذبه‌ی هسته بر آن‌ها ضعیف‌تر}}$ است. 4. **کاهش انرژی یونش:** در نتیجه، $\mathbf{\text{انرژی لازم برای جدا کردن دو الکترون}}$ (انرژی یونش اول و دوم) در $athbf{Sr}$ $\mathbf{\text{کمترین}}$ است. **نتیجه:** $\mathbf{\text{استرانسیم}}$ به دلیل $\mathbf{\text{بزرگ‌ترین شعاع اتمی}}$، قوی‌ترین فلز در این مجموعه است و $\mathbf{\text{آسان‌ترین}}$ تمایل را برای از دست دادن دو الکترون و تبدیل شدن به کاتیون $\mathbf{Sr^{2+}}$ دارد.