المركبات والتغيرات الكيمائيه
الدرس الثاني
المركبات والتغيرات الكيميائية
أنظر وأتساءل
يدمر الصدأ هذه السيارة؛ فالماء والأكسجين في الهواء يؤديان إلى تكوّن صدأ الحديد. ماذا يحدث للمادة عندما تتغير مكوناتها؟
أستكشف
نشاط استقصائي
هل تتغير كتلة المادة في التغيرات الكيميائية؟
أكون فرضية
هل تتغير الكتلة الكلية للمادة عندما تتحول إلى مادة أخرى؟ أفكر في التغيرات الكيميائية التي ألاحظها، ومنها قلي البيض أو حرق الخشب في المدفأة. أكتب إجابتي على شكل فرضية صحيحة:
"عندما يحدث التفاعل الكيميائي فإن كتلة المادة ............"
أختبر فرضيتي
الخطوات
- أحذر. أرتدي النظارة الواقية. أسكب ٤٠ مل من محلول مسحوق الغسيل في الكيس القابل للغلق، ثم أسكب ٤٠ مل أخرى من محلول الملح الفوار "كبريتات المغنيسيوم المائية" في الكأس الورقية. أضع الكأس داخل الكيس القابل للغلق بشكل عمودي، بحيث تكون فوهة الكأس إلى أعلى، ثم أغلق الكيس.
- أقيس. أضع الكيس بما فيه في الميزان دون خلط المحاليل. أسجل الكتلة، فهي المتغير التابع في هذه التجربة.
- ألاحظ. دون فتح الكيس، أفرغ المحلول في الكأس الورقية في الكيس لعمل تفاعل كيميائي بين المحاليل.
- أسجل كتلة الكيس ومحتوياته.
أستخلص النتائج
- ما المتغير المستقل في هذه التجربة؟ هل كان هناك متغيرات ضابطة أخرى؟
- أفسر البيانات. كيف تغيرت الكتلة خلال التفاعل الكيميائي؟
- هل تدعم البيانات فرضيتي؟ إذا لم تدعمها فكيف أغير فرضيتي؟
أستكشف أكثر
هل أتوقع أن الحجم ثابت في أثناء التفاعل الكيميائي؟ أخطط لتجربة تزودني بمعلومات تدعم توقعي.
أحتاج إلى
نظارات واقية.
مسحوق غسل "بيكربونات الصوديوم".
كيس قابل للغلق.
محلول الملح الفوار "كبريتات المغنيسيوم المائية".
كأس ورقية صغيرة.
ميزان ذو كفتين.
أقرأ وأتعلم
السؤال الأساسي
كيف ترتبط الذرات لتكون الجزيئات والمركبات؟
المفردات
المركب
الصدأ
التغير الكيميائي
المواد المتفاعلة
المواد الناتجة
الرواسب
مهارة القراءة
الاستنتاج
ماذا أعرف؟ | ما أريد أن أعرفه؟ | استنتاج
ما المركبات؟
من الطريف أن يعرف أن الملح الذي نضعه في الطعام يتكون من ارتباط مادتين نشطتين خطرَتين، وهما الصوديوم والكلور. فالصوديوم مادة يمكن أن تحدث انفجارًا عند وضعها في الماء، والكلور غاز سام. ولكن عندما يتحدان معًا تنتج مادة جديدة تختلف في صفاتها عن صفات العنصرين، فسبحان الخالق المدبر! ويعد ملح الطعام "كلوريد الصوديوم" المكون من ذرة صوديوم وذرة كلور مثالًا على المركبات.
ويعرف المركب بأنه مادة نقية تتألف من اتحاد عنصرين أو أكثر. والمركبات لها صفات تختلف عن صفات العناصر المكونة لها.
تكوين المركب
الكلور غاز سام لونه أصفر مخضر يتفاعل مع الصوديوم بشدة.
الصوديوم فلز لين ونشط كيميائيًا ويتفاعل مع الماء بشدة.
ينتج عن التفاعل ملح الطعام "كلوريد الصوديوم".
الأسماء والرموز الكيميائية
أنظر إلى الصورة أدناه، لقد تركت هذه الدراجة فترة من الوقت في حديقة المنزل حتى صدئت، وأصبحت كما في الصورة. ما الصدأ؟ وكيف يتكون؟ الصدأ مركب يتكون نتيجة اتحاد الحديد المكون للدراجة مع الأكسجين الموجود في الهواء الجوي.
للمركبات أسماء كيميائية، ولمعظمها أسماء شائعة كذلك. يشير الاسم الكيميائي إلى العناصر التي ارتبطت معًا لتكوين المركب. فالاسم الكيميائي للصدأ هو أكسيد الحديد الذي يتكون في هذه الحالة من ارتباط ذرتي حديد مع ثلاث ذرات من الأكسجين.
عند تسمية المواد الكيميائية يستخدم العلماء أسماء العناصر التي تدخل في تركيبها. ويحدث تغيير في أسماء بعض العناصر أو كلها عند تسمية المركب. ومن ذلك التغير في اسمي الأكسجين والكلور في المركبين "أكسيد الحديد"، و"كلوريد الصوديوم".
تستعمل أحيانًا كلمات خاصة لتدل على عدد الذرات في المركب. فعلى سبيل المثال تدل كلمة ثنائي في غاز ثاني أكسيد الكربون على أن هذا المركب يتكون من ذرتي أكسجين ترتبطان مع ذرة كربون.
للمركبات الكيميائية صيغ ورموز كيميائية كالعناصر، ولكن المركبات الكيميائية تختلف في أنها تحتوي على عنصرين أو أكثر متحدين معًا. مركب أكسيد الحديد المسمى الصدأ يتكون من اتحاد عنصرين هما الحديد والأكسجين.
صورة
صدأ الحديد مركب ينتج من تفاعل الأكسجين مع الحديد.
أختبر نفسي
أستنتج. ما أقل عدد من الذرات يمكن أن يشكل مركبًا؟ أفسر ذلك.
التفكير الناقد. ما العلاقة بين مكونات المركبات وأسمائها؟
ما التغيرات الكيميائية؟
لو سكبت الخل، فكيف يمكن التخلص منه ومن رائحته؟ لو مزج في الماء فإنه يتم التخلص من رائحته القوية، ولو تم تبريده إلى درجة التجمد فإنه يتحول إلى الحالة الصلبة. ما معنى تغير حالة الخل فيزيائيًا؟ ولكنه يبقى خلًا كما هو، وتبقى رائحته. وللتخلص من الخل يجب أن يتغير كيميائيًا.
يحدث التغير الكيميائي عندما ترتبط الذرات معًا لإنتاج مواد جديدة تختلف في صفاتها عن صفات المواد الأصلية المكونة لها. فعند إضافة محلول الخل إلى مسحوق الخبز - وهو مركب كيميائي يسمى صودا الخبز - تتصاعد فقاقيع غاز ثاني أكسيد الكربون، ويتكون راسب أبيض اللون لا يتفاعل مع الخل. فالذي حدث هنا هو أن الذرات في المسحوق ومحلول الخل ارتبطت معًا بطريقة جديدة، وتكونت مواد جديدة هي خلات الصوديوم، والماء، وثاني أكسيد الكربون. وهذه المواد تختلف في صفاتها عن صفات كل من محلول الخل ومسحوق الخبز.
نشاط
النحاس اللامع
يتغير لون النحاس بسهولة مع مرور الزمن، حيث يكون طبقة خضراء بفعل الهواء.
- ألاحظ. أضع القطعة النحاسية القديمة في كأس تحتوي على محلول الملح والخل، وأسجل ملاحظاتي.
- هل هناك أي مؤشرات على حدوث تفاعل كيميائي؟ أخرج القطعة النحاسية، وأجففها في الهواء.
- هل حدث تفاعل كيميائي آخر؟ كيف أعرف؟
صورة
تتصاعد فقاقيع من غاز ثاني أكسيد الكربون عند تفاعل محلول الخل مع مسحوق الخبز.
احرص على لبس نظارات العينين عند إجراء التجارب والعمليات الكيميائية.
المعادلات الكيميائية
يتم في أثناء دراسة الرياضيات التعامل مع معادلات في الصورة: ٢٠ + ٦ = ٧ + ١٩ أو ٨ = ٨. وهكذا في الكيمياء أيضًا، يتم التعبير عن التغيرات الكيميائية بمعادلات تسمى المعادلات الكيميائية.
فالمعادلة الكيميائية تمثل التعبير الرمزي للمواد المتفاعلة وهي المواد الأصلية التي توجد قبل بدء التفاعل الكيميائي، وتظهر عند أحد طرفي المعادلة. والمواد الناتجة وهي المواد التي تكونت نتيجة التغير الكيميائي للمواد المتفاعلة، وتظهر عند الطرف الآخر للمعادلة. ويمكن أن يتم التعبير عن المعادلة بصورة لفظية، حيث تقرأ المعادلة اللفظية لتكوين الماء على النحو التالي: يتفاعل جزيئان من الهيدروجين مع جزيء واحد من الأكسجين لتكوين جزيئين من الماء.
ألاحظ أن عدد ذرات العنصر الواحد تكون متساوية في طرفي المعادلة، أي أن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي دائمًا مجموع كتل المواد الناتجة، وهذا ما يسمى قانون حفظ الكتلة.
معادلة تكون الماء
مواد متفاعلة:
هيدروجين + أكسجين
مواد ناتجة:
ماء
أقرأ الشكل
هل يحقق تفاعل الماء في هذه المعادلة قانون حفظ الكتلة؟
إرشاد: أعد ذرات كل نوع من العناصر على جانبي المعادلة.
أختبر نفسي
أستنتج. ما المواد المتفاعلة والناتجة عن تفاعل محلول الخل مع مسحوق الخبز؟
التفكير الناقد. إذا تفاعلت ٣٢ ذرة من هيدروجين مع ١٦ ذرة أكسجين تفاعلًا تامًا، فكم جزيء ماء ينتج؟ ولماذا؟
كيف أكتشف حدوث التفاعل الكيميائي؟
تنتج التغيرات الكيميائية مواد جديدة تختلف في صفاتها وخصائصها عن المواد الأصلية قبل التفاعل؛ لذا يمكن ملاحظة بعض العلامات التي تدل على حدوث التفاعل الكيميائي.
التغير في اللون دلالة واضحة على التغير الكيميائي؛ فعند تبييض أو إزالة لون قطعة من الملابس، وهو يحدث نتيجة التغير الكيميائي للصبغات في القطعة، أو تغير التركيب الكيميائي للقطعة نفسها.
تكون التغيرات الكيميائية طبقات على المعادن ليصبح لونها باهتًا. فالصدأ على سبيل المثال محمر اللون، بينما الحديد لامع. وتصدأ المعادن نتيجة التغيرات الكيميائية، فيتغير لونها، وهذا ما يسمى التشويه "إزالة البريق".
مؤشرات حدوث التفاعل الكيميائي
تغير اللون
المبيضات أو قاصرات الألوان تزيل اللون من الملابس بالتغيير الكيميائي لتركيبها.
التشويه "إزالة البريق"
يتفاعل الحديد في بعض الأدوات مع الأكسجين فتفقد بريقها.
تصاعد الغازات
تتفاعل الأقراص المضادة للحموضة مع الماء وتتكون فقاعات من غاز ثاني أكسيد الكربون.
في الماء يحدث التفاعل الكيميائي، وتبدأ تكون فقاعات من ثاني أكسيد الكربون. فظهور الفقاعات دليل على حدوث التغير الكيميائي. ماذا يحدث عند خلط مسحوق الخبز مع الخل؟ تتكون فقاعات من ثاني أكسيد الكربون تدل على حدوث تغير كيميائي.
قد ينتج التغير الكيميائي أشياء أكثر من الغازات؛ فالرواسب مثلًا تعد واحدة من علامات التغير الكيميائي، وهي مادة صلبة تكون نتيجة التفاعل الكيميائي بين مكونات محلولين مختلفين. فمثلًا تستطيع رؤية ترسبات الصابون - وهي تنتج عن محلول الصابون مع الماء - على المغسلة.
بعض التغيرات الكيميائية تنتج الضوء والحرارة. فاحتراق الشمعة ينتج شعلة ساخنة.
تكوين الرواسب
عندما ينتج محلولًا راسبًا، فهذا يدل على حدوث التغير الكيميائي.
تحرير الطاقة
تحرير الطاقة على شكل ضوء أو حرارة قد يدل على حدوث التغير الكيميائي.
أقرأ الصورة
أي علامات التفاعلات الكيميائية في الصورة تنتج عن التغيرات في حالة المادة؟
إرشاد: أنظر إلى الصورة التي توضح تكوين مادة صلبة أو سائلة أو غازية جديدة.
أختبر نفسي
أستنتج. هل تعد عملية قلي البيض تغيرًا كيميائيًا؟ ولماذا؟
التفكير الناقد. ما العلامات أو الإشارات التي تدل على أن احتراق جذوع الأشجار بالنار تغير كيميائي؟
كيف تستفيد من التفاعل الكيميائي؟
تستعمل النباتات والحيوانات تفاعلين كيميائيين مهمين لإنتاج الغذاء والطاقة، وذلك في عملية البناء الضوئي، وعملية التنفس. عملية البناء الضوئي تحتاج إلى الطاقة الشمسية لإنتاج السكر عند النباتات. وعملية التنفس عملية معاكسة لعملية البناء الضوئي، وتستعمل لإنتاج الطاقة؛ حيث تستعمل خلايا الجسم الطاقة الناتجة عن التنفس للقيام بأنشطتها الحيوية.
وهكذا الحال في الآلات، فهي أيضًا تستعمل التفاعلات الكيميائية؛ فالمركبة الفضائية تستعمل الطاقة الناتجة عن تفاعل كيميائي بين الأكسجين والهيدروجين في صورة غاز ساخن يستعمل لدفع المركبة إلى أعلى.
والتفاعلات الكيميائية هي الطريقة الوحيدة لتكوين المركبات، وبعض هذه المركبات - ومنها الوقود الأحفوري - تكون في الطبيعة، وبعضها الآخر يصنع، ومنها البلاستيك.
أختبر نفسي
أستنتج. ما العلاقة بين التفاعلات الكيميائية والمركبات؟
التفكير الناقد. أين تخزن الطاقة خلال عملية البناء الضوئي؟
صورة
تستعمل مركبة الفضاء تفاعلًا كيميائيًا بين الأكسجين والهيدروجين لتنطلق في الفضاء.
مراجعة الدرس
ملخص مصور
للمركبات صفات تختلف عن صفات العناصر المكونة لها.
تحدث التغيرات الكيميائية عندما ترتبط الذرات معًا بطرائق جديدة.
من الأدلة على حدوث التغير الكيميائي تكون الرواسب أو الفقاقيع أو الحرارة.
أفكر، وأتحدث، وأكتب
- المفردات. المواد الأصلية التي توجد قبل بدء التفاعل الكيميائي تسمى ................
- أستنتج. ماذا يحدث إذا اختفت إحدى المواد المتفاعلة خلال التفاعل؟
جدول:
إرشادات النص | استنتاج
- التفكير الناقد. ماذا يحدث لشعلة مشتعلة بمرور الزمن؟
- أختار الإجابة الصحيحة. أي التغيرات التالية تغير كيميائي؟
أ. انصهار الجليد
ب. ذوبان الملح
ج. حرق الخشب
د. هطول المطر
- أختار الإجابة الصحيحة. ما المركب الذي يثير الفقاقيع؟
أ. ثاني أكسيد الكربون
ب. السكر
ج. الحمض
د. أكسيد الفلز
- السؤال الأساسي. كيف ترتبط الذرات لتكون الجزيئات والمركبات؟
المطويات
أنظم أفكاري
أعمل مطوية ألخص فيها ما تعلمته عن المركبات والتغيرات الكيميائية.
المركبات
التغيرات الكيميائية
أدلة على حدوث التغيرات الكيميائية
العلوم والرياضيات
كم ينتج؟
تحترق ٤ جرامات من الهيدروجين فتنتج ٣٦ جرامًا من الماء. كم جرامًا من الماء ينتج إذا احترق ١٠ جرامات من الهيدروجين؟
العلوم والفن
التغيرات الكيميائية واللوحات
قد تغطي اللوحات الفنية بطبقة رقيقة واقية "الورنيش"، وعندما تتآكل هذه الطبقة يبدأ حدوث التفاعلات الكيميائية بين الهواء ومكونات اللوحة. ما التأثيرات التي تسببها التفاعلات الكيميائية للوحة؟
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.