الوحدة الثالثة (كيمياء)

الوحدة الثالثة



كيمياء الصف الأول الثانوى



اكتب المفهوم
العلمى الذى تدل عليه العبارات الآتية








اذكر
السبب العلمى:




[1]
النواة مخزن للكتلة.


لأن كتلة مكونات النواة (البروتونات والنيوترونات)
كبيرة جداً بالنسبة لكتلة الإلكترونات.


[2]
النواة مخزن للطاقة.


لوجود نوعين من القوى داخل النواة: -


قوى تنافر بين البروتونات الموجبة الشحنة.


قوى تجاذب بين النيوترونات وبعضها وبين
البروتونات والنيوترونات لتبادل الميزونات.


[3]
أنوية العناصر المشعة غير مستقرة.


1- لصغر طاقة الترابط النووى وعدم كفايتها.


2- ولزيادة عدد النيوترونات عن البروتونات.


[4]
وجود تجاذب بين البروتونات والنيوترونات.


بسبب تبادل الميزونات بينها.


[5]
الكتلة الفعلية للذرة تقل عن الكتلة النظرية (الحسابية).


حيث يصبح النقص فى الكتلة مصدراً لطاقة الترابط
النووى.


[6]
انطلاق دقيقة بيتا من نواة العنصر ينتج عنه تحول عنصرى.


لأن جسيم بيتا ينتج من تحول نيوترون إلى بروتون
فيزداد العدد الذرى بمقدار واحد (يتكون عنصر جديد) ولا يتغير العدد الكتلى.


[7] تفضل الطاقة الاندماجية عن الطاقة الإنشطارية.


1- لا يتخلف عنها نواتج مشعة. 2- توافر نظائر الهيدروجين.


3- الطاقة الناتجة هائلة جداً.


4- يمكن الحصول منها على طاقة كهربية بطريقة مباشرة.


[8]
تبنى المفاعلات الذرية الإنشطارية بالقرب من شواطئ الأنهار أو البحار.


لاستخدام مياهها كمصدر متجدد فى عمليات تبريد
المفاعل.


[9]
وجود عاكس من الجرافيت يحيط بقلب المفاعل النووى.


لمنع هروب النيوترونات.


[10]
صعوبة الحصول على طاقة اندماجية.


1- صعوبة توفر درجات حرارة عالية جداً لبدء التفاعل الاندماجى.


2- جدران المفاعل الاندماجى لا تتحمل الطاقة المتولدة من التفاعل الاندماجى.


[11]
قدرة القنبلة الذرية على التدمير.


1- بسبب قوة الانفجار والتى ينشئ عنها ضغط مفاجئ عالى ثم يتبعه موجات من
التخلخل.


2- حرارة الإشعاع التى تصل فى مركز الانفجار إلى 10 ملايين درجة مئوية تصهر كل
ما يعترضها.


3- انبعاث إشعاعات جاما القاتلة والتى تسبب الوفاة.


4- تولد مواد مشعة ضارة تتلف الأنسجة
وتشوه الأجنة وتغير التركيب الوراثى للخلايا.


[12]
يحاط المفاعل بدرع من الخرسانة المسلحة.


لمنع نفاذ الإشعاعات الذرية ويتحمل الحوادث المحتملة.


[13]
وجود قنبلة انشطارية داخل القنبلة الاندماجية.


لتوليد الطاقة الحرارية الهائلة اللازمة للتفاعل
الاندماجى.


[14]
استخدام قضبان من الكادميوم أو البورون فى المفاعل النووى.


لأن لها قدرة على امتصاص النيوترونات وبذلك يمكن
التحكم فى معدل التفاعل عن طريق إدخال القضبان كلياً أو جزئياً فى قلب المفاعل.


[15]
استخدام البريليوم فى القنبلة الذرية.


مصدر للنيوترونات.


[16]
يصنع قلب المفاعل الانشطارى من الجرافيت.


1- لأنه يعمل على تهدئة النيوترونات.


2- درجة انصهاره عالية فيتحمل درجة الحرارة المرتفعة جداً داخل المفاعل.


[17]
تنحرف أشعة ألفا نحو القطب السالب بينما تنحرف أشعة بيتا نحو القطب الموجب.


لأن ألفا جسيمات موجبة الشحنة وبيتا جسيمات سالبة
الشحنة.


[18]
لا تتأثر أشعة جاما بالمجال الكهربى.


لأنها موجات كهرومغناطيسية وبالتالى تكون غير مشحونة.


[19]
ينتج من المفاعلات النووية الإنشطارية تلوث حرارى.


لاستخدام مياه الأنهار أو البحار كمصدر متجدد لعملية
التبريد مما يؤدى إلى رفع درجة حرارة مياه النهر أو البحر فى منطقة خروج الماء
بمقدار 6 إلى 9 ⁵م مما يؤدى إلى حدوث تلوث حرارى يعمل على انفصال
الأكسجين الذائب فى الماء وهلاك الكائنات الحية.


[20]
القنبلة الهيدروجينية أشد تدميرا من القنبلة الإنشطارية.


1- تعتبر قنبلتين انشطارية واندماجية.


2- إشعاعات جاما الناتجة لها أثر مدمر.


3- الحرارة الناتجة عنها تفوق الحرارة الناتجة عن القنبلة الإنشطارية.


[21]
الهيدروجين أفضل العناصر للحصول على طاقة اندماجية.


1- لأن نواة الهيدروجين تحتوى على
بروتون واحد وبذلك تكون قوى التنافر بين أنوية الهيدروجين ضعيفة.


2- يمكن الحصول على نظائر الهيدروجين
بالتحليل الكهربى لمياه البحار والمحيطات.


[22]
خروج دقيقة ألفا من نواة ذرة العنصر المشع يؤدى إلى نقص العدد الذرى بمقدار 2 وعدد
الكتلة بمقدار 4.


لأنها عبارة عن نواة ذرة هيليوم ₂He⁴.


[23]
عند قذف اليورانيوم 235 بالنيترونات يستمر التفاعل.


لأنه ينتج عن انشطار كل ذرة يورانيوم 235 عدد 3
نيوترونات تعمل على انشطار أنوية يورانيوم أخرى وهكذا ….


[24]
لا يستخدم اليورانيوم 238 كمادة قابلة للانشطار النووى.


حيث يمتص النيوترونات السريعة دون أن ينشطر متحولاً
إلى يورانيوم 239 الذى يتحول إلى بلوتونيوم 239 كما بالمعادلات.


₉₂U²³⁸ + ₀n¹ ₉₂U²³⁹
+


₉₂U²³⁹ ₉₃Np²³⁹ + _-1e⁰


₉₃Np²³⁹ ₉₄Pu²³⁹
+ _-1e⁰


[25] تعتبر الشمس مفاعل نووى اندماجى.


لحدوث تفاعل نووى اندماجى بها بين أنوية الهيدروجين وتكوين
أنوية هيليوم.


[26]
يستخدم الجرافيت فى القنبلة الإنشطارية.


لمنع هروب النيوترونات.


[27]
عند فقد العنصر المشع جسيم ألف ثم 2 جسيم بيتا على التوالى يتحول إلى نظير نفس
العنصر.


1- عند فقد ألفا يقل العدد الذرى بمقدار (2) ويقل العدد الكتلى بمقدار (4).


2-
عند فقد 2 جسيم بيتا يزداد العدد
الذرى بمقدار (2) ولا يتغير العدد الكتلى وبذلك يكون له نفس العدد الذرى للعنصر
ويختلف عنه فى العدد الكتلى.











[1] تحويل الكتلة إلى طاقة



التحويل بين وحدة الكتل
الذرية والجرام:-


وحدة الكتل الذرية = 1.66 × 10 ^{- 24} جم




















[1]
احسب الطاقة الناتجة عن تحول 1.5 جرام من مادة إلى طاقة مقدرة بالسعر والجول
والمليون إلكترون فولت.


[2] احسب
الطاقة بالجول والسعر والمليون إلكترون فولت الناتجة عن كتله مقدارها 0.4 جم.





[2] حساب طاقة الترابط النووى



مثال1:- احسب الكتلة الفعلية
لذرة الكربون ₆C¹² إذا كانت كتلة البروتون والنيترون على الترتيب هى 1.0073 ، 1.0087
و.ك. ذ. وطاقة الترابط النووى = 85.6752 م. أ. ف.


الحل1:-


الكتلة الحسابية = عدد البروتونات × كتلة البروتون +
عدد النيوترونات × كتلة النيوترون

=
6 × 1.0073 + 6 × 1.0083




= 6.0438 + 6.0498 = 12.0936 و.ك.ذ



الكتلة
الفعلية = 12.0016 و. ك. ذ.





[1] إذا
علمت أن طاقة الترابط النووى لنظيرى الأكسجين ₈O¹⁸,₈O¹⁶ هى
على الترتيب 197.6، 210.96 م. أ. ف. فأى
النظيرين أثبت ولماذا؟


[2] احسب
طاقة الترابط لنواة الثوريوم ₉₀Th²³⁴ إذا علمت أن:-


1-
كتلة البروتون = 1.007 (و.ك.ذ) 2-
كتلة النيوترون = 1.008 (و.ك.ذ)


3-
كتلة الثوريوم = 234.044 (و.ك.ذ)


[4]
احسب كتلة مكونات ذرة الكربون 12 إذا علمت أن طاقة الترابط النووى الكلية لذرة
الكربون تساوى 89.376 م.أ.ف والكتلة الفعلية = 12 و.ك.ذ


[5]
أى النظيرين أكثر ثباتاً ₈O¹⁷ , ₈O¹⁶ إذا علمت أن النقص فى الكتلة على الترتيب هو 0.1 ، 0.008 و.ك.ذ
على التوالى.


[6]
أيهما أكثر ثباتاً ₁₃Al²⁷ أم ₁₁Na²³ علما بأن طاقة
الترابط النووى لهما على الترتيب 216 ، 161 م.أ.ف


[7]
أيهما أكثر ثباتاً ₇N¹⁵ وطاقة الترابط
النووى له 119.73 م.أ.ف أم ₇N¹⁴ وطاقة
الترابط النووى له = 109.02 م.أ.ف


[8] إذا
علمت أن طاقة الترابط النووى لكل جسيم من نواة الكربون12 هو 12 م.أ.ف احسب النقص
فى الكتلة لنواة الكربون.


[9] احســب طاقة ترابط الجسيم فى ذرة الحديد ₂₆Fe⁵⁶ إذا علمت أن الوزن الذرى للحديد (55.85) و.ك.ذ وكتلة البروتون 1.0073
و.ك.ذ وكتلة النيوترون 1.0087 و.ك.ذ


[3] حساب فترة عمر النصف
























[1] عنصر مشع تبقى منه 3 جرام بعد 20 سنة – احسب كتلته الأصلية إذا
علمت أن فترة عمر النصف له 4 سنوات ثم احسب ما يتبقى منه بعد ثمانى سنوات أخرى.


[2] احسب
النسبة المئوية للمتبقى من 8 جم من عنصر مشع بعد ربع ساعة. إذا علمت أن فترة عمر
النصف له 5 دقائق.


[3] عنصر
مشع ينطلق منه 200 وحدة إشعاعية فى اليوم وبعد مرور 80 يوم كان عدد الوحدات
الإشعاعية التى تنطلق منه 12.5 وحدة إشعاعية فى اليوم – احسب فترة عمر
النصف لهذا العنصر.


[4]
عند وضع عنصر مشع أمام عداد جيجر كانت قراءته 160 تحلل فى الدقيقة بعد 12 يوم
أصبحت قراءته 20 تحلل فى الدقيقة احسب فترة عمر النصف لهذا العنصر.


[5]
يسجل عداد جيجر 1200 عدة فى الدقيقة للجسيمات المنبعثة من عنصر مشع فما هو معدل
العد بعد 420 يوم من وقت إجراء التجربة إذا علمت أن عمر النصف = 140 يوم


[6]
ما هى النسبة المئوية لما يتبقى من واحد جرام من عنصر مشع بعد نصف ساعة إذا علمت
أن عمر النصف له 3 دقائق.


[7] احسب
النسبة المئوية للمتبقى من 8 جم من عنصر مشع بعد ربع ساعة. إذا علمت أن فترة عمر
النصف له 5 دقائق.


[8] احسب
كتلة العنصر المشع الذى تبقى منه 5 جم بعد يومين علماً بأن فترة عمر النصف لهذا
العنصر 12 ساعة.


[9] عنصر
مشع ينطلق منه 200 وحدة إشعاعية فى اليوم وبعد مرور 80 يوم كان عدد الوحدات
الإشعاعية التى تنطلق منه 12.5 وحدة إشعاعية فى اليوم – احسب فترة عمر
النصف لهذا العنصر.


[10]
عنصر مشع كتلته 4 جم فترة عمر النصف له 24 ساعة احسب ما يتبقى منه بعد 4 أيام.


[11]
وضع عنصر مشع كتلته 24 جم فى مكان ما، فإذا كان المتبقى منه بعد 50 يوماً هو 3 جم
احسب فترة عمر النصف لهذا العنصر.


[12]
عنصر مشع كتلته 4 جم فترة عمر النصف له 24 ساعة احسب ما يتبقى منه بعد 4 أيام.





[4] التحولات المترتبة على خاصية الإشعاع


[1] عند خروج جسيم ألفا ₂He⁴ : (يتحول العنصر إلى عنصر آخر)


(أ) يقل العدد الذرى بمقدار2 (ب) يقل العدد الكتلى بمقدار4


[2] عند خروج جسيم بيتا _–1e⁰: (يتحول العنصر إلى عنصر آخر)


(أ) يزيد العدد الذرى بمقدار 1 (ب) لا يتغير العدد الكتلى.





[1]
عنصر ²³²س₉₀ فقد جسيم ألفا ثم 2 جسيم بيتا ثم 2 جسيم ألفا
تتبع التغيرات التى تحدث للعدد الذرى والعدد الكتلى حتى نصل إلى العنصر الأخير.


[2]
عنصر ₈₄X²¹⁸ فقد (دقيقة ألفا)
ثم (2 دقيقة بيتا) ثم (دقيقة ألفا) ثم (2 دقيقة بيتا) ثم (دقيقة ألفا) تتبع التغير
الذى حدث مبيناً النظائر المختلفة المتكونة وعدد كل نظير.


[3]
عنصر مشع عدده الذرى 92 وعدده الكتلى 238 قذف بنيوترون فتحول إلى نظيرة بين
التغيرات التى تحدث على العدد الذرى والكتلى عندما يفقد هذا النظير (2 جسيم بيتا)
.


[4] عنصر الثوريوم عدده الذرى 90 وعدده الكتلى 234 – فقد
دقيقة ألفا ثم دقيقتين بيتا. ما اسم العنصر الناتج


[5] عنصر
عدده الذرى 84 وعدده الكتلى 218 فقد دقيقتين ألفا ثم 3 دقائق بيتا – احسب
العدد الذرى والعددى الكتلى للعنصر الناتج.




















[1] الحصول على نظير الصوديوم من
الألومنيوم: -


₁₃Al²⁷ + ₀n¹ (سريع) ₁₁Na²⁴ + ₂He⁴





[2] الحصول على أشعة جاما ونظير اليود
المشع باستخدام النيوترون:


₅₃I¹²⁷ + ₀n¹ ₅₃I¹²⁸
+





[3] الحصول على الهيليوم من الليثيوم: -


₃Li⁷ + ₁H¹ 2 ₂He⁴+ Energy





[4] الحصول على البورون من الكربون: -


₆C¹² + ₁H² ₅B¹⁰
+ ₂He⁴





[5] قذف النيتروجين بجسيم ألفا: -


₇N¹⁴ + ₂He⁴ ₈O¹⁷ + ₁H¹





[6] الحصول على غاز خامل من اليورانيوم
(انشطار اليورانيوم): -


₉₂U²³⁵ + ₀n¹
₅₆Ba¹⁴⁰ + ₃₆Kr⁹³ + 3 ₀n¹
+ طاقة





[7] اندماج نظائر الهيدروجين: -


₁H² + ₁H²
حرارة ₂He³
+ ₀n¹ + E


₁H³ + ₁H²
حرارة ₂He⁴
+ ₀n¹ + E





[8] فقد الثوريوم جسيم بيتا:


₉₀Th²³⁴ ₉₁Pa²³⁴
+ _-1e⁰





[9] فقد نظير الكربون 14 جسيم بيتا:


₆C¹⁴ ₇N¹⁴
+ _-1e⁰





[10] فقد نظير اليورانيوم 238 جسيم
ألفا:


₉₂U²³⁸ ₉₀Th²³⁴+ ₂He⁴