محاولات تصنيف العناصر
الجدول الدوري لمندليف – الجدول الدوري لموزلى- الجدول الدوري الحديث
الجدول الدوري لمندليف
مميزاته عيوبه
1- أول جدول دورى حقيقى
2- ترك خانات فارغة فى جدوله وتنبأ باكتشاف عناصر جديدة
3-حدد الوزن الذرى لعناصر لم تكن قد اكتشفت بعد
4- صحح الأوزان الذرية الخطأ لبعض العناصر 1-اضطر للإخلال بترتيب الأوزان الذرية لبعض العناصر (ليضعها فى المجموعة المناسبة)
2- تعامل مع نظائر العنصر الواحد على أنها عناصر مختلفة لاختلاف وزنها الذرى
الجدول الدوري لموزلى
أهم الاكتشافات التى اعتمد عليها موزلى فى جدوله
1- اكتشاف رزرفورد أن نواة الذرة تحتوى على بروتونات موجبة
2- أطلق على عدد البروتونات الموجبة فى نواة الذرة مصطلح العدد الذرى
3- اكتشف بخواص الأشعة السينية أن دورية العناصر ترتبط بأعدادها الذرية وليس أوزانها الذرية
أهم مميزات جدول موزلى
1- رتب العناصر تصاعديا حسب أعدادها الذرية (يزيد كل عنصر عن الذى يسبقة بمقدار واحد صحيح )
2- وضع الغازات الخاملة فى المجموعة الصفرية
3- قسم كل مجموعة رئيسية الى مجموعتين فرعيتين A,B ما عدا المجموعة الثامنة والصفرية (لوجود اختلاف فى خواص العناصر )
4- فصل عناصر الاكتينيدات واللانثانيدات اسفل الجدول
الجدول الدوري الحديث
تترتب العناصر تصاعديا حسب (أعدادها الذرية- طريقة ملئ مستويات الطاقة الفرعية بالالكترونات)
ملحوظة
عدد العناصر فى الجدول الدوري الحديث 116 عنصرا (منهم 92 فى القشرة الأرضية- بقية العناصر تحضر صناعيا )
وصف الجدول الدورى الحديث
1- يتكون من 7 دورات افقية و18 مجموعة راسية
2- يقسم الجدول الدورى الى 4 أجزاء رئيسية
أ- المنطقة اليسرى ب-المنطقة الوسطى ج- المنطقة اليمنى ء- منطقة أسفل الجدول
الفئة s الفئة d الفئة p الفئة f
مجموعتين يرمز لهما بالرمز A
10 مجموعات يرمز لها بالرمز B - وتسمى بالعناصر الانتقالية تتكون من 6 مجموعات يرمز لهما بالرمز A
ما عدا المجموعة الصفرية (غازات خاملة) تتكون من سلسلتين
اللانثانيدات والاكتينيدات
تحديد موقع أى عنصر فى الجدول الدورى الحديث:
(أ) من العدد الذرى للعنصر: نقوم بتوزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة.
(ب) رقم الدورة = مستويات الطاقة.
(ج) رقم المجموعة = إلكترونات المستوى الخارجى.
يوضح الجدول الآتى بعض الأمثلة الدالة على ذلك :
العنصر العدد الذرى توزيع الإلكترونات عدد مستويات الطاقة عدد e فى المستوى الخارجى موقع العنصر بالجدول
K L M N رقم الدورة رقم المجموعة
الليثيوم Li 3 2 1 2 1 2 1
الكربون C 6 2 4 2 4 2 4
الأكسجين O 8 2 6 2 6 2 6
الصوديوم Na 11 2 8 1 3 1 3 1
الألومنيوم Al 13 2 8 3 3 3 3 3
الكالسيوم Ca 20 2 8 8 2 4 2 4 2
1- خاصية الحجم الذرى
يحدد الحجم الذرى بمعلومية نصف قطر الذرة وهو يقدر بوحدة البيكومتر
البيكومتر (جزء من مليون مليون جزء من المتر )
تدرج خاصية الحجم الذرى لعناصر الجدول فى الجدول بزيادة العدد الذرى
فى الدورات فى المجموعات
يقل الحجم الذرى من اليسار الى اليمين (علل؟) لزيادة قوة جذب النواة الموجبة للالكترونات مستوى الطاقة الخارجى يزداد الحجم الذرى من أعلى الى أسفل (علل؟) لزيادة عدد مستويات الطاقة فى ذرات العناصر عند الانتقال من ذرة لأخرى
ج
2- السالبية الكهربية
هى قدرة الذرة على جذب الكترونات الرابطة الكيميائية نحوها
تدرج خاصية السالبية الكهربية لعناصر الجدول فى الجدول بزيادة العدد الذرى
فى الدورات فى المجموعات
تزداد السالبية الكهربية من اليسار الى اليمين
لصغر الحجم الذرى تقل السالبية الكهربية من أعلى الى أسفل
لكبر الحجم الذرى
اكبر العناصر سالبيه كهربية يقع فى أعلى يمين الجدول الدورى (فى الدورة الثانية)الفلور
ملاحظات
1- هناك تناسب عكسى بين الحجم الذرى للعنصر وسالبيته الكهربية (تقل السالبية الكهربية بزيادة الحجم الذرى)
2-الغازات الخاملة ليس لها سالبيه كهربية لأنها لا تشترك فى التفاعلات الكيميائية
الفرق فى السالبية الكهربية للعناصر فى الجزئ له دور هام فى تحديد نوع الارتباط الكيميائى بينهما مثل
1- ارتباط ذرتين هيدروجين مع ذرة أكسجين لتكوين جزئ ماءH2O
قدرة ذرة الأكسجين على جذب الكتروني الرابطة التساهمية (O-H) اكبر من قدرة ذرة الهيدروجين لان السالبية الكهربية للأكسجين (3.5) اكبر من السالبية الهيدروجين(2.1)
الماء من المركبات التساهمية القطبية لان فرق السالبية كبير نسبيا 3.5-2.1=1.4
2- ارتباط ذرة نيتروجين مع ثلاث ذرات هيدروجين لتكوين جزئ نشادرNH3
قدرة ذرة النيتروجين على جذب الكتروني الرابطة التساهمية (N-H) اكبر من قدرة ذرة الهيدروجين لان السالبية الكهربية للنيتروجين (3) اكبر من السالبية الهيدروجين(2.1)
النشادر من المركبات التساهمية القطبية لان فرق السالبية كبير نسبيا 3-2.1=0.9
3- الخاصية الفلزية واللافلزية
تقسم العناصر الى (فلزات- لا فلزات- أشباه فلزات - غازات خاملة)
1-الفلزات 2-اللافلزات
يمتلئ غلاف تكافؤها بأقل من 4 الكترونات يمتلئ غلاف تكافؤها بأكثر من 4 الكترونات
-تميل الى فقد الكترونات التكافؤ أثناء التفاعل الكيميائي لتكون ايونات موجبة -تميل الى اكتساب الكترونات التكافؤ أثناء التفاعل الكيميائي لتكون ايونات سالبة
-أيوناتها تشبه التركيب الالكتروني للغاز الخامل الذى يسبقه فى الجدول -أيوناتها تشبه التركيب الالكتروني للغاز الخامل الذى يلية فى الجدول
أشباه فلزات
عناصر تجمع بين خواص الفلزات وخواص اللافلزات
تدرج الخاصية الفلزية واللافلزية لعناصر الجدول فى الجدول بزيادة العدد الذرى
فى الدورات فى المجموعات
تبدأ بفلز قوى فى المجموعة 1 وتقل الصفة الفلزية بزيادة العدد الذرى من اليسار لليمين حتى نصل الى أشباه الفلزات ثم يبدأ اللافلزات ونصل الى أقوى اللافلزات فى المجموعة 17 المجموعات التى تبدأ بفلز تزداد الصفة الفلزية بزيادة العدد الذرى من أعلى الى أسفل لكبر الحجم الذرى للعناصر
المجموعات التى تبدأ بلا فلز تقل الصفة اللافلزية بزيادة العدد الذرى من أعلى الى أسفل لصغر السالبية الكهربية للعناصر
ملاحظة هناك تناسب طردى بين الحجم الذرى للعنصر وصفته الفلزية
وهناك تناسب طردى بين السالبية الكهربية للعنصر وصفته اللافلزية
الخواص الكيميائية للفلزات
تجارب لاكتشاف الخواص الكيميائية للفلزات
1- ضع شريط من الماغنسيوم فى أنبوبة اختبار ونضيف لها حمض هيدروكلوريك مخفف
المشاهدة تصاعد فقاعات غازية
2- نكرر التجربة مع استبدال الماغنسيوم بنحاس
المشاهدة لا يحدث تفاعل
3- نسخن جزء من شريط الماغنسيوم حتى يتوهج ونضعه فى مخبار مملوء بغاز الأكسجين
المشاهدة يذوب أكسيد الماغنسيوم فى الماء وتلون المحلول باللون الأزرق
4- نكرر نفس التجربة باستخدام سلك رفيع من الحديد بدلا من الماغنسيوم
المشاهدة لا يذوب أكسيد الحديد فى الماء
الاستنتاج
1-تتفاعل الفلزات النشطة مع الأحماض المخففة مكونة ملح الحمض وغاز هيدروجين يتصاعد على هيئة فقاعات
Mg +2HCl MgCl2 +H2
Zn +H2SO4 Zn SO4 +H2
2-تتفاعل الفلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد فلزية تسمى أكاسيد قاعدية
2Mg +O2 2MgO
3-تذوب بعض الأكاسيد القاعدية فى الماء مكونة قلويات تزرق صبغة عباد الشمس البنفسجية
Mg + H2O Mg(OH)2
وتترتب الفلزات حسب نشاطها الكيميائى فى سلسلة تسمى
متسلسلة النشاط الكيميائي
(ترتيب الفلزات تنازليا حسب درجة نشاطها الكيميائى)
• البوتاسيوم والصوديوم يتفاعلان مع الماء لحظيا ويتصاعد غاز يشتعل بفرقعة بفعل حرارة التفاعل
• الكالسيوم والماغنسيوم يتفاعلان مع الماء ببطء شديد مع الماء البارد
• الخارصين والحديد يتفاعلان مع بخار الماء الساخن فى درجات الحرارة العالية
• النحاس والفضة لا يتفاعلان مع الماء
• تطبيق حياتي تنظيف الأدوات الفضية
• ضع الأدوات الفضية المراد تنظيفها فى إناء مغطى بورق الألومونيوم (الفويل)
• ثم غطيها بالماء المغلى المضاف إليه 3 ملاعق من البيكنج بودر واتركها 15 دقيقة- ثم
1- اشطفها بالماء المغلى 2-جففها 3-لمعها بقطعة صوف جاف
الخواص الكيميائية للافلزات
تجارب لاكتشاف الخواص الكيميائية للافلزات
1- نضع قطعة فحم فى أنبوبة اختبار ونضيف لها حمض هيدروكلوريك مخفف
المشاهدة لا يحدث تفاعل
2- كرر التجربة السابقة مع استبدال الكبريت بالفحم
المشاهدة لا يحدث تفاعل
3-نسخن قطعة الفحم فى ملعقة احتراق حتى تشتعل ثم نسقطها فى مخبار به أكسجين ونضيف مقدار من الماء مع عباد الشمس البنفسج
المشاهدة يذوب غاز ثانى أكسيد الكربون فى الماء ويتلون المحلول باللون الأحمر
الاستنتاج
1-لا تتفاعل اللافلزات مثل الكربون والكبريت مع الأحماض
2- تتفاعل اللافلزات مع الأكسجين مكونة أكاسيد لا فلزية تسمى أكاسيد حامضية
C+O2 CO2
3- تذوب الأكاسيد الحامضية فى الماء مكونة أحماض تحمر صبغة عباد الشمس البنفسجية CO2+H2O H2CO3
تسمى بعض المجموعات الرئيسية فى الجدول الدورى بأسماء مميزة
رقم المجموعة الاسم المميز
1 مجموعة الاقلاء
2 مجموعة الاقلاء الأرضية
17 مجموعة الهالوجينات
18 مجموعة الغازات الخاملة
1- مجموعة فلزات الاقلاء(المجموعة1)
تقع (المجموعة1) أقصى يسار الجدول الدورى – أولى مجموعتى الفئة s
خواص الاقلاء
الخواص الفيزيائية الخواص الكيميائية
1-جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء
2-قليلة الكثافة (الليثيوم- الصوديوم- الروبيديوم) لذلك تطفو فوق سطح الماء علل؟ ماعدا الروبيديوم والسيزيوم اكبر كثافة من الماء لذلك تغوص فى الماء علل؟
3-صلبة فى درجة الحرارة العادية ولها بريق معدنى 1- فلزات أحادية التكافؤ علل؟ لان غلاف التكافؤ به إلكترون واحد(شحنة موجبة)
2-تميل الى فقد الكترونات التكافؤ متحولة الى ايون موجب
3-عناصر نشطة كيميائيا- لذلك تحفظ تحت الكيروسين (أو زيت البرافين) علل؟
4-تتفاعل مع الماء مكونة محاليل قلوية
2 Na + H2O 2 Na OH + H2
2 K + H2O 2 K OH + H2
5- يزداد النشاط الكيميائى بزيادة أحجامها الذرية (تفاعل البوتاسيوم مع الماء أكثر شدة من تفاعل الصوديوم معه) علل؟
2- مجموعة فلزات الاقلاء الأرضية(المجموعة2)
تقع (المجموعة2) فى يسار الجدول الدورى – ثانى مجموعتى الفئة s
خواص الاقلاء الأرضية
الخواص الفيزيائية الخواص الكيميائية
1-جيدة التوصيل للحرارة والكهرباء
2-كثافتها أكبر من كثافة فلزات الاقلاء (تغوص جميعها فى الماء علل؟)
3-صلبة فى درجة الحرارة العادية ولها بريق معدنى 1- فلزات ثنائية التكافؤ علل؟ لان غلاف التكافؤ به 2إلكترون
2-تميل الى فقد الكترونى التكافؤ متحولة الى ايون موجب (شحنتين موجبتين)
3-نشاطها الكيميائى اقل من نشاط فلزات الاقلاء - لذلك لا يلزم حفظها تحت الكيروسين علل؟
4- يزداد النشاط الكيميائى بزيادة أحجامها الذرية (لسهولة فقد الكترونى التكافؤ) علل؟
3- مجموعة الهالوجينات(المجموعة17)
تقع (المجموعة17) فى يمين الجدول الدورى – ثانى مجموعتى الفئة p
خواص الهالوجينات
الخواص الفيزيائية الخواص الكيميائية
1-تتدرج حالتها الفيزيائية من غاز الى سائل الى صلب
2-رديئة التوصيل للحرارة والكهرباء
1-لا فلزات أحادية التكافؤ علل؟ لأنها تميل الى اكتساب إلكترون واحد
2-توجد فى صورة جزيئات ثنائية الذرة
الفلور F2 الكلور Cl2 البروم Br2 اليود I2
3-عناصر نشطة كيميائيا – لذلك لا توجد فى الطبيعة منفردة بل فى صورة مركبات علل؟
4- تتفاعل مع الفلزات مكونة أملاح – لذلك تسمى بالهالوجينات علل؟ 2K+ Br2 2K Br
2Na+ Cl2 2NaCl
5- يحل كل عنصر محل العنصر الذى يليه فى محلول ملحه + Br2 2KCl Cl2+2K Br + Br2 2NaCl Cl2+2NaBr
خواص العناصر واستخداماتها
اسم العنصر نوع العنصر استخدامات العناصر
الصوديوم فلز قوى موصل جيد للحرارة
يستخدم فى نقل الحرارة من قلب المفاعل الذرى الى خارجة لاستخدامها فى الحصول على الطاقة البخارية اللازمة لتوليد الكهرباء
الكوبلت المشع 60 فلز انتقالى يستخدم فى حفظ الأغذية (علل؟) لأنه يصدر أشعة جاما تمنع تكاثر الجراثيم بالغذاء دون أن تؤثر على الإنسان
السيليكون شبه فلز صناعة شرائح السيلكون المستخدمة فى صناعة أجهزة الكمبيوتر لأنه من أشباه الموصلات
النيتروجين المسال لا فلز فى حفظ قرنية العين (علل؟) لانخفاض درجة غليانه
(-196)
الكلور لا فلز فى تركيب مزيل الحبر (الكوريكتور) وهو عبارة عن سائل سريع التطاير – وعند استعمالة يجف سريعا تاركا مادة بيضاء على سطح الورقة
الماء ضرورى للكائن الحى فلا يستطيع أن يعيش بدون الماء (علل؟) لأنه الوسط الذى تتم فيه جميع العمليات الحيوية داخل الجسم
ماء النيل مصدر الكهرباء فى مصر ونقل الرحلات السياحية بين الأقصر وأسوان
مصادر المياه فى الطبيعة
1- المسطحات المائية (البحار – المحيطات –الأنهار- البحيرات .....)
2-الأمطار 3- الآبار 4- العيون
أهمية الماء عالميا
1-الزراعة -الصناعة – الاستخدامات الشخصية
2-أكثر القارات استهلاكا للمياه هى أوربا فى مجال الصناعة ثم أسيا فى مجال الزراعة – أمريكا الجنوبية فى مجال الاستخدامات الشخصية
3- أفريقيا تعتبر قارة زراعية لان استهلاك المياه يكون بأكبر نسبة فى مجال الزراعة
تركيب الماء H2O
• يتكون جزئ الماء من ارتباط ذرة أكسجين O بذرتين هيدروجين H2
• تتكون بين جزيئات الماء رابطة هيدروجينية (علل؟) بسبب كبر السالبية الكهربية للأكسجين مقارنا بالهيدروجين
• يرجع شذوذ خواص الماء (علل؟) الى ضعف الرابطة الهيدروجينية عن الرابطة التساهمية
خواص الماء
الخواص الفيزيائية
1- يتواجد فى حالات المادة الثلاث (بخار ماء – الماء- الثلج)
2- الماء مذيب قطبى جيد (يذيب معظم المركبات الأيونية مثل ملح الطعام – بعض المركبات التساهمية مثل السكر لأنه يكون روابط هيدروجينية مع الماء- معظم المركبات التساهمية لا تذوب فى الماء مثل الزيوت)
3- ارتفاع درجة غليان(100ºم) وتجمد الماء(صفرºم) (علل؟) بسبب وجود الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته
4- انخفاض كثافة الماء عند التجمد (علل؟) لأنه عند انخفاض درجة الحرارة عن 4ºم تتجمع جزيئات الماء بواسطة الروابط الهيدروجينية مكونة بلورات ثلج بينها فراغات لذلك يطفو فوق سطح الماء مما يحافظ على الأحياء من التجمد
5-ارتفاع قيم حرارته الكامنة
ارتفاع الحرارة الكامنة للانصهار (فيقاوم التغير من الحالة الصلبة الى السائلة)
ارتفاع الحرارة الكامنة للتصعيد (فيقاوم التغير من الحالة السائلة الى الغازية)
6- ارتفاع الحرارة النوعية - لذلك لا تتغير درجة حرارة جسم الإنسان بتغير درجة حرارة الجو(علل؟)
الخواص الكيميائية
1- ضعف تأينه (وعند تأينه يعطى ايونات هيدروجين H+موجبه وهيدروكسيل سالبة OH-)
2- متعادل التأثير على ورقتى عباد الشمس (علل؟)لأنه يعطى أعداد متساوية من ايونات هيدروجين H+موجبه (حامضيه) وهيدروكسيل سالبة) OH-قاعدية)
3-يقاوم الانحلال لا ينحل الماء الى عنصرية فى الظروف الطبيعية مما يحافظ على المحاليل الموجودة فى جسم الكائن الحى - لكن ينحل الماء كهربيا
تجربة توضح التحليل الكهربى للماء
تجربة المشاهدة الاستنتاج
نكون دائرة كهربية
نغلق الدائرة لمدة 10 دقائق
نقرب شظية مشتعلة من الغاز المتكون عند القطب الموجل وعند السالب حجم الغاز المتكون فوق القطب السالب ضعف الغاز المتكون عند القطب الموجب
الغاز المتصاعد عن القطب الموجب يزيد من اشتعال الشظية
الغاز المتصاعد عند القطب السالب يشتعل بلهب ازرق محدثا فرقعة ينحل الماء بالكهرباء الى غازى الهيدروجين والأكسجين ويكون حجم غاز الهيدروجين ضعف حجم غاز الأكسجين بنسبة 2:1
2H2O 2H2 +O2
مسالة اذا كان حجم غاز الأكسجين الناتج من تحليل الماء هو 20 سم3
احسب حجم غاز الهيدروجين؟
الحل حجم غاز الهيدروجين ضعف غاز الأكسجين =2×2=4سم3
تلوث الماء
إضافة اى مادة الى الماء تحدث تغيرا فى خواصه وتؤثر على صحة وحياة الكائنات الحية
تجربة لفهم تلوث الماء
تجربة المشاهدة الاستنتاج
املأ ثلاث أوانى بماء الصنبور وأضف لهم ماء أخضر(به طحالب)
2- أضف الى الإناء 1 منظف صناعى والإناء 2 سماد زراعى و3 أتركة بدون إضافات
3- ضع الاوانى بعد تغطيتها فى مكان مشمس عدة أيام تنمو الطحالب فى الإناء 1 أبطأ من الإناء 3
تنمو الطحالب فى الإناء 2 أسرع من الإناء 3 المنظف الصناعي يسبب تلوث الماء فيسبب بطأ نمو الطحالب ويسبب موت الأسماك لنقص الغذاء
السماد الزراعي يسبب نمو الطحالب أسرع فتستهلك الأكسجين ويسبب نقص الأكسجين فى الماء
ملوثات الماء وأضرارها
ملوثات طبيعية ملوثات صناعية
مصدرها
1-انفجار البراكين
2-البرق المصاعب للرعد(يسبب حرائق الغابات)
3-موت الكائنات الحية 1-حرق الفحم والبترول
2-الإسراف فى استخدام المبيدات والأسمدة
3-إلقاء مياه الصرف الصحى
4-تسرب زيت البترول
أنواع تلوث الماء
نوع التلوث مصدرة أضراره
التلوث البيولوجى إلقاء فضلات الإنسان والحيوان فى الماء الإصابة بأمراض مثل
البلهارسيا – التيفود- الالتهاب الكبدى الوبائى
التلوث الكيميائى صرف مخلفات المصانع والصرف ارتفاع تركيز الملوثات فى الماء ويسبب
1-موت خلايا المخ عند تناول اسماك ملوثة بالرصاص
2- فقد البصر عند الشرب المستمر من ماء ملوث بالزئبق
3- سرطان الكبد عند تناول أغذيه بها زرنيخ
التلوث الحرارى استخدام الماء فى تبريد المفاعلات الذرية هلاك الكائنات البحرية الموجودة فى الماء بسبب انفصال الأكسجين الذائب فى الماء
التلوث الإشعاعى تسرب المواد المشعة من المفاعلات النووية
وإلقاء النفايات الذرية الإصابة بالسرطان
حماية الماء فى مصر من التلوث
سلوكيات حماية الماء من التلوث إجراءات حماية الماء من التلوث
1- عدم إلقاء الحيوانات الميتة ومخلفات الصرف الصحى والمصانع فى النيل
2- تطهير خزانات مياه الشرب بشكل دورى
3- عدم تخزين مياه الصنبور فى زجاجات بلاستيك لأنها تتفاعل مع الكلور فتسبب السرطان 1- نشر الوعي البيئي بين الناس حول حماية النيل من التلوث بوسائل الإعلام والمطبوعات
2- تطوير محطات تنقية المياه وإجراء تحاليل دورية على المياه لتحديد مدى صلاحيتها للشرب
الغلاف الجوى (الهواء الجوى)
غلاف غازى يدور مع الأرض حول محورها ارتفاعه 1000 كم فوق سطح البحر
الضغط الجوى
وزن عمود من الهواء مساحة مقطعة 1م2 وطوله ارتفاع الغلاف الجوى
وحدة قياس الضغط الجوى (البار – أو المللى بار ) البار =1000 مللى بار
الضغط الجوى المعتاد عند سطح البحر يساوى 1013.25 مللى بار
تجربة لإثبات اختلاف الضغط الجوى باختلاف الارتفاع عن سطح البحر
الأدوات (4 كتب كبيرة- 3 قطع من الصلصال مختلفة الألوان- 6 رقائق من البلاستيك)
الخطوات المشاهدة الاستنتاج
1- كون 3 كرات متماثلة
2- ضع كرات الصلصال بين رقائق البلاستيك والكتب 1-يتغير شكل الكرات بتأثير وزن الكتب الواقع عليها
2-التغير فى شكل الكتب السفلى يكون كبيرا- وفى الكتب العلوية يكون قليلا كلما زاد عدد الكتب(زاد الضغط) وبالتالي يزداد التغير فى شكل كرات الصلصال نتيجة زيادة ضغطها (وزنها)
يزداد الضغط الجوى بالانخفاض عن مستوى سطح البحر لزيادة طول (وزن)عمود الهواء الجوى
يقل الضغط الجوى بالارتفاع عن مستوى سطح البحر لنقص طول عمود (وزن) الهواء الجوى
ملحوظة تقل كثافة الهواء بالارتفاع فوق مستوى سطح البحر
(عند قمة الجبل اقل من عن السفح)
-50% من كتلة الهواء الجوى يتواجد فى المنطقة بين سطح البحر وحتى ارتفاع 3كم
–90% من كتلة الهواء حتى ارتفاع 16كم فوق سطح البحر
(الضغط عند سطح البحر اكبر من الضغط على قمة جبل )
جهاز قياس الضغط البارومتر أنواع البارومترات
الالتميتر يستخدم تحديد ارتفاع الطائرات بمعلومية الضغط الجوى
الانيرويد معرفة طقس اليوم المحتمل بدلالة الضغط
خرائط الضغط الجوى
الإيزوبار
هو الخطوط المنحنية التى تصل بين نقاط الضغط المتساوى فى خرائط الضغط الجوى
يرمز لمناطق الضغط المرتفع بالرمز H يرمز لمناطق الضغط المنخفض بالرمز L
فائدة خرائط الضغط الجوى تحديد اتجاه الرياح (تنتقل من مناطق الضغط المرتفع الى مناطق الضغط المنخفض)
طبقات الغلاف الجوى
الطبقة التروبوسفير الستراتوسفير الميزوسفير الثرموسفير
الترتيب الطبقة الاولى
أقرب الطبقات للارض الطبقة الثانية الثالثة الرابعة
السمك 13كم
من سطح البحر حتى التروبوبوز 37كم
من التروبوبوز حتى الستراتوبوز(50كم) 35كم
من الستراتوبوز حتى الميزوبوز (85كم) 590كم
من الميزوبوز حتى ارتفاع(675كم)
التركيب بها 75%من كتلة الغلاف الجوى
99%من بخار الماء (ينظم درجة حرارة الأرض) بها معظم غاز الأوزون فى الهواء (تسمى الغلاف الجوى الاوزونى) يحتوى الجزء العلوى منها على ايونات مشحونة حتى ارتفاع 700كم تحاط بحزامى فان الين اللذان يعملان على
1- تشتيت الأشعة الكونية المشحونة الضارة
2-حدوث ظاهرة الشفق القطبى (الاوروا)وهى ستائر ضوئية ملونة
درجة الحرارة تحدث فيها جميع الظواهر الجوية (الأمطار-الرياح -السحب)
تقل درجة الحرارة بمقدار 6.5ºم لكل كم فى الارتفاع وتصل الى (-60ºم) تثبت درجة الحرارة فى الجزء السفلى عند (-60ºم ثم ترتفع تدريجيا وتصل فى نهايتها الى الصفر ºم لان الأوزون يمتص الأشعة فوق البنفسجية
درجة الحرارة تعتبر من ابرد الطبقات تصل درجة الحرارة الى (-90ºم)
درجة الحرارة ترتفع كلما ارتفعنا لأعلى وتصل الى 1200 ºم فى نهايتها
من أعلى الطبقات حرارة
الضغط الجوى يقل الضغط الجوى ويصل فى نهايتها الى 100 مللى بار الضغط الجوى يقل بالارتفاع الى أعلى ليصل الى 1مللى بار يصل الى 0.01مللى بار ـــــــــــــــــــــ
مميزات اخرى حركة الهواء (حركة رأسية) التيارات الساخنة تصعد لأعلى والباردة تهبط لأسفل مناسبة لتحليق الطائرات لخلوها من الغيوم والاضطرابات الجوية يتكون فيها الشهب نتيجة احتكاك الكتل الصخرية الفضائية بجزيئات هواء الميزوسفير مما يحمى الأرض منها لها دور هام فى الاتصالات اللاسلكية والبث الاذاعى (علل؟) لاحتوائها على ايونات مشحونة تنعكس عليها موجات الراديو
يندمج الغلاف الجوى مع الفضاء فى منطقة الاكسوسفير
مسألة 1
احسب درجة الحرارة عند سفح (أسفل) جبل ارتفاعه 2كم ودرجة الحرارة عند قمته 17 ºم
الحل
مقدار الانخفاض فى درجة الحرارة=الارتفاع ×6.5=2×6.5=13 ºم
درجة الحرارة عند سفح الجبل= درجة الحرارة عند القمة +مقدار الانخفاض فى درجة الحرارة
=17+13=30 ºم
مسألة 2
احسب درجة الحرارة عند قمة جبل ايفرست اذا كان ارتفاعة 8862 م ودرجة الحرارة عند السفح 20.6 ºم
الحل
ارتفاع الجبل = =8.862كم
مقدار الانخفاض فى درجة الحرارة=الارتفاع ×6.5=8.862×6.5=57.6 ºم
درجة الحرارة عند سفح الجبل= درجة الحرارة عند القمة +مقدار الانخفاض فى درجة الحرارة
=20.6 - 57.6= -37 ºم
مسائل للمجهود فكر وماتخفش
مسألة 1
احسب درجة الحرارة عند سفح (أسفل) جبل ارتفاعه 4كم ودرجة الحرارة عند قمته 14 ºم
مسألة 2
احسب درجة الحرارة عند قمة جبل الهيمالايا إذا كان ارتفاعة 6645 م ودرجة الحرارة عند السفح 24.6 ºم
أولا تآكل طبقة الأوزون O3
تركيب طبقة الأوزون O3
تتكون طبقة الأوزون من غاز الأوزون O3 الذى يتكون من غاز الأكسجين فى خطوتين كالآتي:-
1- يمتص الأكسجين الأشعة فوق البنفسجية فتنكسر الرابطة مكونة ذرتين أكسجين
O2 UV O +O
2- تتحد ذرة حرة O مع جزئ الأكسجين O2 مكونة جزئ الأوزون O3
O2 + O O3
موقع طبقة الأوزون O3
توجد على ارتفاع بين 20-40 كم فوق سطح البحر فى طبقة الستراتوسفير(لوجود غاز O2 الذي يقابل الأشعة فوق البنفسجية)
سمك طبقة الأوزون O3
20 كم - وعند تعرضها للضغط المعتاد ودرجة الصفر المئوي تصل الى 3 ملم فقط ويعرف بمعدل الضغط ودرجة الحرارة(م.ض.د.)
أهمية طبقة الأوزون O3
تعتبر طبقة الأوزون الدرع الواقى للكائنات الحية من الآثار الكيميائية الضارة للأشعة فوق البنفسجية(علل؟) حيث تمنع الأشعة البعيدة ومعظم الأشعة المتوسطة لما لها من أضرار بالغة
أضرار الأشعة فوق البنفسجية على الكائنات الحية
الكائن الحى الاضرار
الإنسان سرطان الجلد- إعتام عدسة العين (الكتاركتا)- ضعف المناعة
البرمائيات موت البيض – نقص معدل التكاثر
الأحياء البحرية موت البلانكتون(الذى تتغذى عليه الكائنات البحرية الصغيرة)
-تدمير السلاسل الغذائية البحرية
النباتات الأرضية اختلال عملية البناء الضوئى – نقص إنتاج المحاصيل
ملوثات طبقة الأوزون O3 الملوثات تحدث ثقب فى طبقة الأوزون
1- مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC) والتي تسمى بالفريونات وتستخدم فى:- التبريد - ومذيب فى تنظيف شرائح الدوائر الكهربية – ومادة نافخة فى صناعة عبوات الفوم
2-غاز بروميد الميثيل مبيد حشري يستخدم لحماية المحاصيل الزراعية المخزنة فى الصوامع
3- الهالونات المستخدمة فى إطفاء الحرائق التى لا تطفأ بالماء كحرائق البترول
4- اكاسيد النيتروجين الناتجة من احتراق وقود طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت
تأكل طبقة الأوزون O3(ثقب طبقة الأوزون)
يوجد ثقب طبقة الأوزون فوق القطب الجنوبي تتغير درجته حسب كمية الملوثات
اللون الأخضر درجة الأوزون طبيعية (300 جوبسون)
اللون البنفسجى تآكل طبقة الأوزون
أثر مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC) على طبقة الأوزون
1- تحطم الأشعة الفوق بنفسجية ( UV) جزيئات الكلوروفلوروكربون(CFCl3) فتتحرر ذرات كلور(Cl) نشطة
2- تتفاعل ذرات الكلور النشطة مع غاز الأوزون O3 مكونة مركب أول أكسيد الكلور(ClO)
3- يتفاعل أول أكسيد الكلور(ClO) مع جزيئات أوزون أخرى فتتحرر ذرات كلور نشطة تقوم بتحطيم غاز الأوزون
تتغير درجه الأوزون من عام الى آخر حسب كمية الملوثات – وتقل فى شهر سبتمبر من كل عام لتجمع الملوثات فى صورة سحب سوداء تدفعها الرياح فوق منطقة القطب الجنوبي
حماية طبقة الأوزون
عقد مؤتمر مونتريال بكندا فى 16/9/1987 لمناقشة وضع طبقة الأوزون وتم التوصل الى مجموعة من التوصيات عرفت باسم بروتوكول مونتريال وقعت عليه 191 دولة
1- خفض إنتاج مركبات الكلوروفلوروكربون(CFCl3) وإيجاد البديل الآمن لها
2- وقف إنتاج طائرات الكونكورد الأسرع من الصوت التى يؤثر عادمها على طبقة الأوزون
عبارة (NON-CFC) التى تكتب على عبوات المبيدات الحشرية تعنى لا يدخل فى تركيبها مركبات الكلوروفلوروكربون
ثانيا ظاهرة الاحتباس الحرارى
ظاهرة الاحتباس الحرارى احتباس الأشعة تحت الحمراء فى التروبوسفير نتيجة ارتفاع نسب غازات الدفيئة فيها مسببة ارتفاع درجة الحرارة
أبحاث الهيئة العالمية للتغيرات المناخيه IPCC أظهرت مسئولية الاحتباس الحرارى عن حدوث ظاهرة الاحترار العالمى
تجربة تثبت الاحتباس الحرارى
الأدوات زجاجتا مياه فارغتان – ترمومتران مئويان- مسحوق بيكربونات الصوديوم - خل - ماء
خطوات التجربة المشاهدة الاستنتاج
1-ضع كمية من الماء فى الزجاجة 1 وكمية من الخل فى الزجاجة 2
2-ضع ترمومتر فى كل زجاجة
3- ضع مسحوق بيكربونات الصوديوم فى الزجاجة 2 وأغلقها جيدا للاحتفاظ بغاز ثانى أكسيد الكربون ارتفاع درجة حرارة الترمومتر فى الزجاجة 2 أكثر من الزجاجة 1 ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون فى الزجاجة أدى الى ارتفاع درجة الحرارة بداخلها بمقدار اكبر
وبنفس الطريقة يؤدى ارتفاع نسب غازات الدفيئة(غاز CO2) الى ارتفاع حرارة الأرض
وينتج غاز CO2 من قطع وحرق الأشجار – حرق الوقود الحفرى(فحم –بترول- غاز طبيعى)
غازات الدفيئة
1- غاز CO2ارتفعت نسبته فى الجو من 0.031% الى 0.38% فى عام 2005
2- مركبات كلوروفلوروكربون(CFCl)
3- غاز الميثان CH4 4- أكسيد النيتروز N2O5- بخار الماء H2O
تفسير ظاهرة الاحتباس الحرارى
تعمل غازات الدفيئة نفس عمل الزجاج فى الصوبة الزجاجية حيث تمتص الضوء المرئى (ذو طول موجى قصير وناتج من الشمس) وتعيد الأرض هذه الأشعة فى صورة أشعة تحت حمراء (طويلة الموجة) فلا تنفذ وتحتبس فى التروبوسفير وتسبب ارتفاع درجة حرارة الأرض
أضرار ظاهرة الاحتباس الحرارى
1- انصهار القطبين وتصب فى البحار وتسبب ارتفاع مستوى الماء فيها مما يؤدى الى
أ-اختفاء بعض المناطق الساحلية مثل جزر المالديف
ب-انقراض حيوانات المناطق القطبية مثل الدب القطبي وفيل البحر
2- التغيرات المناخية الحادة مثل حدوث الأعاصير – الفيضانات المدمرة – الجفاف – حرائق الغابات
اتفاق كيوتو (160 دولة فى كيوتو باليابان )
اقترحت تخفيض نسبة الانبعاثات الضارة بالبيئة عن طريق
1- تقليل الوقود الحفرى
2-البحث عن بدائل أخرى للطاقة تكون صديقه للبيئة
تطبيق حياتي
وفر فلوسك وحافظ على سلامة أرضك
استخدم مصباح موفر للطاقة
