عرض تقديمي لشرح حلقة بورن هابر لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

نقدم لكم عرض تقديمي لشرح حلقة بورن هابر لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

يلخص هذا المستند مفهوم حلقة بورن-هابر، والتي تستخدم لحساب طاقة الشبكة البلورية للمركبات الأيونية الصلبة. [5, 27]أهداف التعلم: [14, 15, 16, 17]

• رسم واستخدام حلقات بورن-هابر للمواد الأيونية الصلبة (تقتصر على الكاتيونات +1 و +2 والأنيونات -1 و -2). [15]
• وصف كيفية تحديد قيمة طاقة الشبكة البلورية. [16]
• تفسير وإنشاء حلقات بورن-هابر ومخططات مستوى الطاقة للمواد الأيونية الصلبة. [16, 17]
• تحديد التغيرات في المحتوى الحراري اللازمة لحساب طاقة الشبكة البلورية وتسميتها. [16]
• كتابة معادلات لتمثيل خطوات حلقة بورن-هابر. [17]
• إجراء حسابات تتضمن حلقات الطاقة لحساب طاقة الشبكة البلورية. [17]
• شرح تأثير نصف القطر الأيوني والشحنة الأيونية على طاقة الشبكة البلورية والمحتوى الحراري للتميه. [20]

رابط تنزيل عرض تقديمي لشرح حلقة بورن هابر لمادة الكيمياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

حساب طاقة الشبكة البلورية (ΔH°latt): [22, 27, 28]

• تُقاس باستخدام قانون هس ومخططات الطاقة. [23]
• تعتمد على معرفة التغير في المحتوى الحراري القياسي لتكوين المركب (ΔH°f) والتغيرات في المحتوى الحراري التي تحول العناصر من حالاتها القياسية إلى أيوناتها الغازية (ΔH°1). [24]
• العلاقة الأساسية: ΔH°1 + ΔH°latt = ΔH°f، ومنها: ΔH°latt = ΔH°f – ΔH°1. [35, 36, 39]

خطوات إيجاد (ΔH°1) (كمثال على فلوريد الليثيوم LiF): [40]

1. تذرير الفلز (الليثيوم): تحويله من الحالة الصلبة إلى الغازية (ΔH°at[Li]). [41, 42]
2. تأين الفلز (الليثيوم): تحويله من ذرة غازية إلى أيون غازي (طاقة التأين الأولى IE1[Li]). [44, 45]
3. تذرير اللافلز (الفلور): تحويله من جزيء غازي إلى ذرات غازية (ΔH°at[F]). [46, 47]
4. تأين اللافلز (الفلور): تحويله من ذرة غازية إلى أيون غازي (الألفة الإلكترونية الأولى EA1[F]). [49, 50]
5. يتم جمع قيم هذه الخطوات للحصول على ΔH°1. [65, 78]

حلقة بورن-هابر كمخطط مستوى طاقة: [94]

• توضع العناصر في حالاتها القياسية في الطرف الأيسر السفلي للمخطط. [96, 98]
• تُضاف التغيرات في المحتوى الحراري الأخرى بالتسلسل. [96]
• يكتمل المخطط بإضافة التغير في المحتوى الحراري للتكوين وطاقة الشبكة البلورية في الخطوة الأخيرة. [96]
• الأسهم المتجهة للأعلى تمثل زيادة في الطاقة (ΔH موجبة)، والأسهم المتجهة للأسفل تمثل تناقصًا في الطاقة (ΔH سالبة). [97]
• يجب الأخذ بالحسبان إشارات قيم التغيرات في المحتوى الحراري، حيث يمكن أن تكون قيم التكوين والألفة الإلكترونية سالبة أو موجبة. [99]

العوامل المؤثرة في قيمة طاقة الشبكة البلورية: [167, 168]

1. حجم الأيونات: [169]
   • بزيادة حجم الأيونات (الكاتيونات أو الأنيونات)، تقل كثافة الشحنة النووية لأنها تنتشر على مساحة أكبر، وبالتالي تقل قوة التجاذب وتقل طاقة الشبكة البلورية. [171]
   • مثال: طاقة الشبكة البلورية لكلوريد السيزيوم (CsCl) أقل من كلوريد الليثيوم (LiCl) لأن حجم السيزيوم أكبر من الليثيوم. [172, 203]
2. شحنة الأيونات: [212]
   • بزيادة شحنة الأيونات، تزداد طاقة الشبكة البلورية. [213]
   • الأيونات ذات الشحنات الثنائية (مثل Mg²⁺ و O²⁻) تجذب بعضها البعض بقوة أكبر من الأيونات ذات الشحنة الأحادية. [215]
   • مثال: في LiF و MgO، الأنيون (F⁻ و O²⁻) متقاربان في الحجم، والكاتيون (Li⁺ و Mg²⁺) متقاربان في الحجم، لكن أيونات MgO تحمل شحنات أكبر، مما يؤدي إلى كثافة شحنة أكبر ورابطة أيونية أقوى، وبالتالي طاقة شبكة بلورية أكبر. [234, 235, 236]

يتضمن المستند أمثلة حسابية توضيحية لفلوريد الليثيوم وكلوريد الصوديوم، بالإضافة إلى أسئلة تدريبية. [37, 61, 89, 90, 148, 155, 160]