الاختبار الأول في العلوم الفيزيائية للفصل الأول، السنة الرابعة متوسط

حل التمرين الأول (4 نقاط)

1. عدد البروتونات وعدد الإلكترونات (1 ن)

• $Z = \dfrac{Q}{e} = \dfrac{2{,}08 \times 10^{-18}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 13$ بروتونا. (0,5 ن)
• الذرة معتدلة كهربائيا، فعدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات، أي 13 إلكترونا. (0,5 ن)

2. التوزيع الإلكتروني (1 ن)

• $(K)^2(L)^8(M)^3$ (0,5 ن)
• الطبقة الخارجية هي $M$ وتحتوي على 3 إلكترونات. (0,5 ن)

3. الشاردة (1 ن)

• تفقد الذرة 3 إلكترونات فتتحول إلى شاردة $Al^{3+}$. (0,5 ن)
• توزيعها الإلكتروني: $(K)^2(L)^8$، وطبقتها الخارجية مشبعة بـ 8 إلكترونات. (0,5 ن)

4. الرمز وعدد النترونات والكتلة (1 ن)

• الرمز: $^{27}_{13}Al$. (0,25 ن)
• عدد النترونات: $N = A - Z = 27 - 13 = 14$. (0,25 ن)
• كتلة الذرة تقريبا هي كتلة نواتها لأن كتلة الإلكترونات مهملة: $m \approx A \times m_n = 27 \times 1{,}67 \times 10^{-27} \approx 4{,}51 \times 10^{-26}\ kg$. (0,5 ن)

حل التمرين الثاني (4 نقاط)

1. تفسير التجربتين (1 ن)

• التجربة 1: الراسب الأزرق يدل على وجود شوارد النحاس $Cu^{2+}$. (0,5 ن)
• التجربة 2: الراسب الأبيض مع كلور الباريوم يدل على وجود شوارد الكبريتات $SO_4^{2-}$. (0,5 ن)

2. الصيغة الشاردية والاسم (1 ن)

• الصيغة الشاردية: $(Cu^{2+} + SO_4^{2-})$. (0,5 ن)
• الاسم: محلول كبريتات النحاس II. (0,5 ن)

3. المعادلة (1 ن)

$$Cu^{2+} + 2\,HO^{-} \longrightarrow Cu(OH)_2$$

• كتابة المتفاعلات والناتج الصحيحة: (0,5 ن)
• موازنة المعادلة (انحفاظ الذرات والشحنة): (0,5 ن)

4. عدد شوارد الكبريتات (1 ن)

• المحلول معتدل كهربائيا، أي مجموع الشحنات الموجبة يساوي مجموع الشحنات السالبة. (0,25 ن)
• شحنة $Cu^{2+}$ هي $+2e$ وشحنة $SO_4^{2-}$ هي $-2e$، فهما متساويتان في القيمة المطلقة. (0,25 ن)
• إذن عدد شوارد الكبريتات يساوي عدد شوارد النحاس: $3 \times 10^{20}$ شاردة. (0,5 ن)

حل التمرين الثالث (4 نقاط)

1. عدد البروتونات والعنصر (1 ن)

• $Z = \dfrac{Q_n}{e} = \dfrac{1{,}28 \times 10^{-18}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 8$ بروتونات. (0,5 ن)
• حسب الجدول، العنصر هو الأكسجين ورمزه $O$. (0,5 ن)

2. عدد الإلكترونات ورمز الشاردة (1 ن)

• عدد الإلكترونات: $\dfrac{|Q_e|}{e} = \dfrac{1{,}6 \times 10^{-18}}{1{,}6 \times 10^{-19}} = 10$ إلكترونات. (0,5 ن)
• الشحنة الكلية للشاردة: $(+8e) + (-10e) = -2e$، إذن رمزها $O^{2-}$ (شاردة الأكسيد)، وقد اكتسبت الذرة إلكترونين. (0,5 ن)

3. التوزيع الإلكتروني وقاعدة الثمانية (1 ن)

• ذرة الأكسجين: $(K)^2(L)^6$. (0,5 ن)
• شاردة الأكسيد $O^{2-}$: $(K)^2(L)^8$؛ طبقتها الخارجية $L$ تحتوي على 8 إلكترونات فهي مشبعة، وبذلك تحقق قاعدة الثمانية. (0,5 ن)

4. صيغة أكسيد الألمنيوم (1 ن)

• المركب معتدل كهربائيا، أي مجموع الشحنات الموجبة يساوي مجموع الشحنات السالبة: $2 \times (+3e) + 3 \times (-2e) = 0$. إذن يتحد شاردتا ألمنيوم مع ثلاث شوارد أكسيد. (0,5 ن)
• الصيغة الشاردية: $(2Al^{3+} + 3O^{2-})$، والصيغة الإحصائية: $Al_2O_3$. (0,5 ن)

حل الوضعية الإدماجية (8 نقاط)

1. تفسير توهج المصباح (1 ن)

• الماء المقطر لا يحتوي على شوارد حرة، فلا يمر فيه التيار الكهربائي. (0,5 ن)
• عند إذابة الملح يتشكل محلول شاردي يحتوي على شوارد متحركة موجبة وسالبة تنقل الشحنات الكهربائية، فيمر التيار ويتوهج المصباح. (0,5 ن)

2. التوزيع الإلكتروني والشوارد (2 ن)

• $Na$: $(K)^2(L)^8(M)^1$ (0,5 ن)
• $Cl$: $(K)^2(L)^8(M)^7$ (0,5 ن)
• ذرة الصوديوم تفقد إلكترونا واحدا لتصبح $Na^{+}$ بتوزيع $(K)^2(L)^8$، فتكتسب بنية مستقرة بطبقة خارجية مشبعة. (0,5 ن)
• ذرة الكلور تكتسب إلكترونا واحدا لتصبح $Cl^{-}$ بتوزيع $(K)^2(L)^8(M)^8$، فتحقق قاعدة الثمانية. (0,5 ن)

3. الكشف بنترات الفضة (1,5 ن)

• الراسب الأبيض الذي يسودّ في الضوء يدل على وجود شوارد الكلور $Cl^{-}$. (0,5 ن)
• المعادلة: $$Ag^{+} + Cl^{-} \longrightarrow AgCl$$ (1 ن: 0,5 للصيغ و0,5 للموازنة)

4. عدد شوارد الكلور والشحنة الكلية (2 ن)

• المحلول معتدل كهربائيا، وشحنة $Na^{+}$ هي $+e$ وشحنة $Cl^{-}$ هي $-e$، إذن عدد شوارد الكلور يساوي عدد شوارد الصوديوم: $6 \times 10^{21}$ شاردة. (1 ن: 0,5 للتعليل و0,5 للنتيجة)
• الشحنة الكلية لشوارد الصوديوم: $Q = N \times e = 6 \times 10^{21} \times 1{,}6 \times 10^{-19} = 960\ C$. (1 ن: 0,5 للعلاقة و0,5 للنتيجة)

5. تقييم قول نادية (1 ن)

• القول غير صحيح. (0,25 ن)
• المحلول يحتوي أيضا على شوارد الكلور $Cl^{-}$ السالبة بنفس عدد الشحنات الموجبة، فمجموع الشحنات معدوم. (0,5 ن)
• المحلول معتدل كهربائيا وصيغته الشاردية $(Na^{+} + Cl^{-})$. (0,25 ن)

6. الانسجام وسلامة اللغة العلمية وتنظيم الورقة (0,5 ن)

• تُمنح النقطة حسب جودة التعليل والتسلسل المنطقي والكتابة السليمة للرموز والوحدات. (0,5 ن)