Name: ------------------------------------- Class: -----------

CHEMICAL

PATTERNS

1

By the end of the chapter ,Students recognise periodicity

in the properties of elements and their compounds, with

particular reference to elements of groups I, II, VII and VIII and

the first transition series. They know the origins of metallic

properties, how these can be modified by alloying, and that

metals vary in reactivity in a manner related to their position in

the periodic table.

باتها، مع ركعلى الدورة ف خصائص العناصر ومتعرف التلمذفي نهاية هذا الفصل

عناصر مجموعات األولى والثانه والسابعه والثامنه والسلسة ز بشكل خاص علىكالتر

عرف مصدر الخصائص الفلزة وكف مكن أن تعدل على شكل . اإلنتقالة االولى

.السبائك وعرف كف أن إختالف نشاط الفلزات تعلق بموضعها ف الجدول الدوري

Unit 2

2

19.5 Know the common uses of elements and compounds in groups I, II, VII and VIII, and relate these to

their properties.

.السابعة و الثامنة وربط هذه االستخدامات إلى خصائصها, الثانة , عرف بعض استخدامات عناصر و مركبات المجموعات االولى 19.5

3

Key Vocabulary :

Compounds, element, uses, relate

Unit 2: Chemical Patterns

Group I alkali metals compounds and uses compounds

alkali metals form a very wide range of amalgams. They tend

to form ionic ally bonded salts with most electronegative

elements on the periodic table, like sodium chloride (NaCl),

nitrates, carbonates, hydrogen carbonates and hydrides of

the metals.

المعادن القلوة لها استخدامات متعددة فه تشكل امالح اونة مع معظم العناصر ذات

, النترات, السالبة الكهربائة العالة ف الجدول الدوري مثل كلورد الصودوم

.الهدروكربونات و هدرات المعادن, الكربونات

http://mcedtech.net/heidkewebquest

Group I alkali metals

* Physical Properties الخصائص الفزائة

- Alkali metals have low melting points.

- They are malleable, ductile, good conductors of heat and electricity, and are very

soft.

- For metals, they also have very low densities.

المعادن القلوة لها درجات انصهار منخفضة -

.مرنة قابلة للتشكل و السحب و موصالت جدة للكهرباء و الحرارة و ه طرة جدا مكن قطعها بالسكن-

لها كثافة منخفضة جدا -

4

Chemical Properties الخصائص الكيميائية

- Alkali metals have only one electron in their outer (valence) shell. Therefore,

they're ready to lose that one electron in ionic bonding with other elements and

are highly reactive

- The alkali metals are the most reactive group of metals in the Periodic Table

(some experiments are very dangerous e.g. mixing Lithium and Cesium.)

- Alkali metals react with non-metals

- Alkali metals can explode if they are exposed to water so they are stored in oil

to escape from oxygen and water.

-The alkali metals get more reactive as you go down the group.

. الخارج( التكافؤ)المعادن القلوة لها اإللكترون واحد فقط ف الطبقة الخارجة -

لذلك ، ه على استعداد أن تفقد ذلك إلكترون واحد ف الرابطة األونة مع العناصر

.األخرى وشددة التفاعل

والفلزات القلوة ه المجموعة األكثر نشاطا كمائا من الفلزات ف الجدول الدوري -

.(مثل خلط اللثوم والسزوم.وبعض التجارب على سبل المثال خطر جدا )

.المعادن القلوة تتفاعل مع الالمعادن -

.المعادن القلوة مكن أن تنفجر إذا تعرضت للماه بحث تم تخزنها ف النفط لحفظها من األوكسجن والماء-

زداد نشاط العناصر القلوة من اعلى الى اسفل المجموعة-

Unit 2: Chemical Patterns

Lithium:

used in

- medicine (treat mental illness)

- glass )tubes inside TV’s and lenses which darken

sunlight)

- air conditioning (used in submarines to remove carbon

dioxide)

- dyes (helps dye nylon and paper)

- added to ceramics (noise cones of rockets)

used to strengthen other metals like magnesium, in

alloys

used in batteries

suitable for calculators, watches, and cameras

Sodium:

used to make:

- sewage treatment (neutralizes acid)

- washing powders and liquids (softens water)

- dyeing textiles

- tanning leather

- glass

Potassium:

- essential for the healthy growth of plants

- nitrate is used as a fertilizer

- making explosives and fireworks

: الليثيوم

تستخدم ل

-(عالج األمراض العقلة)الطب

األنابب داخل التلفزون وعدسات األشعة الشمس الت )الزجاج -

(تغر لونها

المستخدمة ف الغواصات إلزالة ثان أكسد )مكفات الهواء -

(الكربون

(اصباغ النالون والورق)األصباغ -

(مخارط الصوارخ)ضاف إلى السرامك -

استخدامها لتعزز المعادن األخرى مثل المغنسوم ، ف السبائك

ستخدم ف البطارات

مناسبة للحاسبات ، ساعات والكامرات

: الصوديوم

:تستخدم ل

(معادلة االحماض)معالجة ماه الصرف الصح -

(ازالة عسر الماء)مساحق الغسل وسوائل -

صباغة المنسوجات-

دباغة الجلود-

الزجاج-

: البوتاسيوم

ضروري للنمو الصح للنباتات -

(النترات)ستخدم كسماد-

صنع المتفجرات واأللعاب النارة -

Uses of alkali metals

استخدامات العناصر القلوية

Unit 2: Chemical Patterns

5

Alkaline Earth Metal is Group 2 in the periodic table. It is the second

line from the left on the periodic table.

العناصر القلوة الترابة ه المجموعة الثانة من الجدول الدوري و تقع ف العمود الثان الى السار

.من الجدول الدوري

Alkaline Earth Metals have an oxidation of number +2.

They are very reactive and they are not found free in nature.

Most well known Alkaline Earth Metal is Magnesium and Calcium.

They are also insoluble in water. Most compounds are IONIC.

و ه نشطة جدا كمائا و ال توجد حرة ف 2+= تمتلك العناصر القلوة الترابة عدد تأكسد

.الطبعة و اشهرها المغنسوم و الكالسوم و ه ال تذوب ف الماء و معظم مركباتها اونة

Group II alkaline earth metal

-Shiny... براقة

-Silvery... فضة

-White... لونها ابض

-Malleable... لدنة قابلة للثن و الط

-Harder than Group 1(Alkali Metal) اقسى من عناصر المجموعة االولى

-Smaller atomic radii than Group 1 نصف قطرها الذري اصغر من المجموعة االولى

Melting, Boiling Points & Density: درجة االنصهار و الكثافة

-High melting and boiling point مرتفعة انصهار و غلان درجات

-Higher melting and boiling point than Group 1(Alkali Metal) اكثر من عناصر المجموعة

االولى درجات غلان و انصهار مرتفعة

-Lower melting and boiling point than Group 3(Transition Metal) درجات غلان و انصهار

مرتفعة اقل من عناصر المجموعة الثالثة و العناصر االنتقالة

+++Because Alkaline Earth Metals have high meting point, they are used in

Aerospace Applications EX)Rockets+++

(الصوارخ )الن العناصر القلوة الترابة تمتلك درجات انصهار مرتفعة فه تستخدم ف المركبات الفضائة

-Low density منخفضة كثافتها

-Denser than Group 1 and less denser than Group 3 اكثر كثافة من المجموعة االولى و اقل

من الثالثة

Physical Properties of Alkaline Earth Metals

الترابية الخصائص الفزائة للعناصر القلوة

Unit 2: Chemical Patterns

6

-Very reactive but not as reactive as Group 1 and more reactive than Group 3

عناصر المجموعة الثانة اكثر نشاطا كمائا من عناصر المجموعة الثالثة و اقل من المجموعة االولى

-They tend to get more reactive as you go down the group EX)Be. is less

reactive than Mg.

زداد نشاطها الكمائ بالنزول إلى أسفل المجموعة

Magnesium is the only Group 2 element used on a large scale. It is used in

flares, tracer bullets and incendiary bombs as it burns with a brilliant white light.

It is also alloyed with aluminium to produce a low-density, strong material used

in aircraft. Magnesium oxide has such a high melting point it is used to line

furnaces.

وهو تستخدم ف قنابل . 2المغنسوم هو فقط العنصرالذي ستخدم على نطاق واسع من عناصر المجموعة

هو أضا ستخدم ف السبائك مع . والرصاص والقنابل الحارقة و قنابل التتبع حترق بضوء ابض رائع

أكسد المغنسوم وهذه نقطة الذوبان . األلومنوم النتاج منخفض الكثافة ، المادة قوة المستخدمة ف الطائرات

.العالة الت تستخدم لخطوط األفران

Ca2+ & Mg2+ are most common metals in human body

اونات الكالسوم و المغنسوم من المعادن الموجودة ف جسم االنسان

Calcium used as reducing agent for the preparation of

ستخدم الكالسوم كعامل مختزل ف تحضر المعادن

Calcium used in chemical industry with many uses

الصناعات الكمائة و ستخدم الكالسوم ف العدد من

Chemical Properties of Alkaline Earth Metalsالمجموعة الثانة الخصائص الكمائة لعناصر

Industrial Information صناعية معلومات

Medicine صناعة االدوية

Unit 2: Chemical Patterns

7

The elements of Group 17, the Halogens,

symbol electron configuration

fluorine F [He]2s22p5

chlorine Cl [Ne]3s23p5

bromine Br [Ar]3d104s2 4p5

iodine I [Kr]4d105s2 5p5

astatine At [Xe]4f14 5d106s2 6p5

The Halogens are typical non-metals and form the 7th Group in the Periodic Table . 'Halogens' means 'salt formers' and the most common compound is sodium chloride which is found from natural evaporation as huge deposits of 'rock salt' or the even more abundant 'sea salt' in the seas and oceans.

و اشهر ( مشكالت االمالح) كلمة الهلوجنات تعن. الهلوجنات المعادن و تحتل المجموعة السابعة ف الجدول الدوري

. مركباتها كلورد الصودوم و الذي تكون من احجار الملحة او امالح البحار و المحطات

Physical features and important trends down the Group with increasing atomic number.

.الخصائص الفزائة باالنتقال الى االسفل من المجموعة بزادة العدد الذريThey are typical non-metals with relatively low melting points and boiling points.

كل الهالوجنات المعادن تتمز بدرجة انصهار منخفضة و درجة غلان منخفضة.

The melting points and boiling increase steadily down the group (so the change in state at room temperature from gas ==> liquid ==> solid), this is because the weak electrical intermolecular attractive forces increase with increasing size of atom or molecule.

درجة حرارة الغرفة تزداد درجات االنصهار و الغلان بالنزول الى اسفل المجموعة و لذا تتغر حالتها الفزائة ف

.من غاز الى سائل الى صلب و هذا الن قوى الترابط الداخل بن الجزئات تزداد بزادة العدد الذري

They are all coloured non-metallic elements and the colour gets darker down the group.

كلها المعادن ملونة و زداد اللون قتامة بالنزول اسفل المجموعة.

They are all poor conductors of heat and electricity - typical of non-metals. كلها منخفضة التوصل للكهرباء و الحرارة.

When solid they are brittle and crumbly e.g. iodine.عندما تكون صلبة تكون هشة و مفتتة مثل الود.

The size of the atom gets bigger as more inner electron shells are filled going down from one period to another.

زداد حجم الذرات بازداد عدد المدارات بالنزول الى اسفل المجموعة.

Unit 2: Chemical Patterns

8

* The atoms all have 7 outer electrons, this outer electron similarity, as with

any Group in the Periodic Table, makes them have very similar chemical

properties e.g

.الكترونات ف المدار الخارج و هذا جعلها تمتلك خصائص كمائة متماثلة 7كلها تمتلك

*They form singly charged negative ions e.g. chloride Cl- because they are

one electron short of a noble gas electron structure. They gain one negative

electron (reduction) to be stable and this gives a surplus electric charge of -1.

These ions are called the halide ions, two others you will encounter are

called the bromide Br- and iodide I- ions.

النها تقترب من الغازات النبلة و تحتاج الكترون واحد و تصل الى -Clتشكل اونات سالبة مثل الكلورد

فه تكتسب الكترونا واحدا بتفاعل االختزال و تكتسب شحنة سالب واحد و . التركب االلكترون للغازات النبلة

.-Iو اون االودد -Brتسمى تلك االونات الهالدات و هناك اون البرومد

*They form ionic compounds with metals e.g. sodium chloride Na+Cl-.

. -Na+Clتشكل مركبات اونة مع المعادن مثل كلورد الصودوم

*They form covalent compounds with non-metals and with themselves.

The bonding in the molecule involves single covalent bonds e.g. hydrogen

chloride HCl or H-Cl.

تشكل مركبات تساهمة مع الالمعادن االخرى و مع انفسها و تتضمن الجزئات المحتوة علها على روابط

.H-Clاو HC lاحادة مثل كلورد الهدروجن ( تساهمة) مشتركة

Chemical features, similarities, and physical property and reactivity trends

.الخصائص الكمائة متشابهة و كذلك الفزائة و الفاعلة الكمائة

http://www.youtube.com/watch?v=yP0U5rGWqdg

http://www.rsc.org/chemsoc/visualelements/pages/data/intro_groupvii_data.html

At room temperature all the halogens exist as diatomic molecules. The

melting points, boiling points, atomic radii and ionic radii all increase on

descending the Group. The shapes of the covalent molecules and ions are

readily explained by VSEPR (valence shell electron pair repulsion) theory and

these compounds are often used to illustrate the theory. Fluorine is never

surrounded by more than 8 electrons, whereas the other halogens may be

surrounded by up to 14 electrons.

تمتلك درجات ذوبان . ف درجة حرارة الغرفة جمع الهالوجنات توجد على هئة جزئات ثنائة الذرة و

و األشكال من الجزئات التساهمة . والغلان عالة ، القطر الذري القطر األون باالتجاه الى اسفل المجموعة

وغالبا ما تستخدم هذه ( تنافر االزواج االلكترونة ف مدار التكافؤ ) VSEPRواألونات تفسر بنظرة

إلكترونات ، بنما قد تكون الهالوجنات األخرى 8بأكثر من الفلور ال حاط . المركبات لتوضح هذه النظرة

.إلكترونا 14مكن ان تحاط ب

Physical Properties

Unit 2: Chemical Patterns

9

Nobel gases (group VIII)

Z Element No. of electrons/shell

2 helium 2

10 neon 2, 8

18 argon 2, 8, 8

36 krypton 2, 8, 18, 8

54 xenon 2, 8, 18, 18, 8

86 radon 2, 8, 18, 32, 18, 8

* Chemical and physical properties

الخصائص الفزائة و الكمائة

The noble gases are colorless, odorless, tasteless, and

nonflammable under standard conditions. They were once labeled

group 0 in the periodic table because it was believed they had a

valence of zero, meaning their atoms cannot combine with those

of other elements to form compounds. However, it was later

discovered some do indeed form compounds, causing this label to

fall into disuse.

الغازات النبلة عدمة اللون والرائحة ، ال طعم له ، وغر قابلة لالشتعال ف ظل ظروف

الصفر ، = ف الجدول الدوري ألنه كان عتقد أنه كان لدهم تكافؤ 0وسمت المجموعة . قاسة

بد أنه اكتشف . وهذا عن ان ذراتها ال مكن أن تتحد مع تلك العناصر األخرى لتكون مركبات

ف وقت الحق ان بعضها شكل ف الواقع المركبات ، مما تسبب ف هذه التسمة إلى الوقوع

.ف الهاوة

Like other groups, the members of this family show patterns in its

electron configuration, especially the outermost shells resulting in

trends in chemical behavior:

مثل غرها من المجموعات ، عناصر هذه المجموعة تظهر أنماط التركب اإللكترون ،

.وخصوصا الطبقات الخارجة منها و الت تظهر تغر ف السلوك الكمائ

10

Neon, argon, krypton, and xenon are obtained from air using the

methods of liquefaction of gases and fractional distillation. Helium

is typically separated from natural gas, and radon is usually

isolated from the radioactive decay of dissolved radium compounds.

Noble gases have several important applications in industries such

as lighting, welding, and space exploration. helium in blimps and

balloons.

وتم الحصول على النون ، األرجون ، والكربتون والزنون

. من الهواء باستخدام أسالب تسل الغازات والتقطر التجزئ

عادة تم فصل الهلوم من الغاز الطبع ، وعادة ما تم عزل

. غاز الرادون من االضمحالل اإلشعاع للمركبات الرادوم المنحل

الغازات النبلة لها تطبقات هامة ف العدد من الصناعات مثل اإلضاءة

.الهلوم ف المناطد والبالونات. ، واللحام ، واستكشاف الفضاءSummary:

The noble gases are very uncreative.

الغازات النبلة خاملة جدا

The noble gases are stable because their outer shells are full.

.الغازات النبلة مستقرة جدا بسبب مداراتها االخرة الممتلئة

The boiling points for noble gases increase going down the group.

.تزداد درجات غلان الغازات النبلة بالنزول الى اسفل المجموعة

The density of the noble gases increases going down the group.

.تزداد كثافة الغازات النبلة بالنزول الى اسفل المجموعة

Unit 2: Chemical Patterns

Uses of noble gases.

1. Medicine االدويت - helium

2. Human body scanner هسح جسن االنساى – helium الهيليىم

3. Airships الوناطيد الفضائيت – helium الهيليىم

4. Light bulbs هصابيح االنارة – argon االرغىى

5. Brightly colored lights االناراث الساطعت - neon النيىى

6. Operates on eyes العولياث الجراحيت في العيىى – krypton الكريبتىى

7. Treat cancer هعالجت السرطاى – radon الرادوى

11

ExercisesUnit 2: Chemical Patterns

Q1) Fill the table below which is belong to groups I,II,VII and VIII.

.امأل الجدول التال الخاص بعناصر المجموعات األولى و الثانة و السابعة و الثامنة

Groupالمجموعة

Physical properties

الخصائص الفيشيائية

Chemical properties

الخصائص الكيميائية

Uses االستخذامات

I

II

VII

VIII

Q2) 2- Write the electronic structure for elements in group I,II,VII

and VIII.(choose three)

)اختر ثالثة عناصر .)VIIIو I,II,VIIاكتب التركب االلكترون للعناصر ف المجموعات

12

Unit 2: Chemical Patterns

Q3) Fill the table below

:امأل الجدول التال

Outer shell electronsعذد الكتزونات المذار األخيز

Element properties and group خصائص العنصز و مجموعته

1 electron الكتزون واحذ

2 electrons الكتزونان

7 electrons سبعة الكتزونات

8 electrons ثمانية الكتزونات

10A.19.6 Predict the characteristic properties of an element in a particular group using knowledge of

periodicity in the properties of elements.

.ستنبط خصائص عنصر ف مجموعته مستخدما معلوماته عن الخصائص الدورة للعناصر

13

Key Vocabulary :

Predict

characteristic

periodicity

Knowledge

properties

Unit 2: Chemical Patternscharacteristic properties Of group

1,2,7,8

Objectives:

Predict the characteristic properties of an element in a particular group using knowledge of periodicity in the properties of elements..

Electronic structure of elements التركيب االلكتروني للعناصر

a) Use the table below to write the elements and their electronic

structure using periodic table.

.االلكترون مستخدما الجدول الدوري ( تركبه) استخدم الجدول التال لكتابة العنصر و توزعه

14

Unit 2: Chemical Patterns

b) Use table in the previous page to fill the table below.

.استخدم الجدول ف الصفحة السابقة لمأل الجدول التال

Group I Group II Group VII Group VIII

Outer shell

electrons

الكترونات

المدار األخر

Number of

shells

عدد المدارات

c) Use the table in the previous page to fill the table below

.استخدم الجدول ف الصفحة السابقة لمأل الجدول التال

Elements Group and period Electronic structure

sodium Na

calcium Ca

chlorine Cl

helium He

potassium K

magnesium Mg

neon Ne

15

Unit 2: Chemical Patterns

d) Fill the table below امأل الجدول التال

electronic structure التركب

االلكترون

Group and period الدورة و المجموعة

Element name and symbol

اسم العنصر و رمزه

Chemical and physical Propertiesالخصائص الفزائة و الكمائة

1S22s11 -2 -3 -

1S22s21 -2 -3 -

1S22s22p51 -2 -3 -

1S22s22p61 -2 -3 -

10A.19.7Know that the elements of the first transition series (titanium to copper) have similar physical and

chemical properties and relate this to their electronic structures.

تمتلك خصائص كمائة و فزائة ( التتانوم إلى النحاس)ان عرف الطالب ان عناصر الدورة األولى من العناصر االنتقالة ف الجدول الدوري من

.و ترتبط بالتركب االلكترون

16

Key Vocabulary :

Electronic configuration

Alkaline earth metals

Physical properties

Chemical properties

Transition series

Periodic table

Electronic structures

Unit 2: Chemical PatternsTransition Elements

Objectives:

Know that the elements of the first

transition series (titanium to copper)

have similar physical and chemical

properties and relate this to their

electronic structures.

a) Use the periodic table and fill the table below.

.استخدم الجدول الدوري لمأل الجدول التال

Atomic number

العدد الذري21 23 25 27 29

Element

symbol

رمز العنصر

Ti Cr Fe Ni Zn

Element name

اسن العنصر

b) Use the electronic structure for scandium Sc to write the electronic

structure for the following elements.

.لكتابة التوزع االلكترون للعناصر التالة Scاستخدم التوزع االلكترون للسكاندوم

Element

العنصز

Atomic

number

العذد الذري

Electronic structure التوسيع االلكتزوني

Sc 21 (Ar)4s23d1

Ti

V 23

Cr

Mn

Fe 26

Co

Ni

Cu

Zn 30

17

Unit 2: Chemical Patterns

* Metals Share Many Properties:

All metals are excellent conductors of electricity. Metals are excellent conductors of heat. Some metals, such as manganese and bismuth, are very brittle. Other metals, such as gold and copper, are ductile and malleable.

.كل المعادن موصالت جدة للتار الكهربائ

.المعادن موصالت جدة للحرارة

.بعض المعادن مثل المنغنز و البزموث هشة جدا

.بعض المعادن مثل الذهب و النحاس لدنة و قابلة للتصفح

Cupperنحاس

* Physical Properties of transition metals:

الخصائص الفيزيائية للعناصر االنتقالية

Often used in industry as catalysts they are seful in making alloys.

.باالضافة الى استخدامها ف الصناعة كعوامل حفازة فه تستخدم ف صناعة المخالط

They form colored compounds.

تشكل مركبات ملونة

Much denser than 's' block elements.

. Sاكثر كثافة من عناصر المجموعة

Sc - Cu gradual increase in density, this is due to an increase in nuclear

charge.

السكاندوم الى النحاس تزداد كثافتها باضطراد و هذه عود الى زادة بشحنة النواة من السار الى المن ف

.الجدول الدوري

All transition metals have melting points above 1000oC. This suggests

metallic bonding.

.و هذا دل على الخصائص المعدنة 0م 1000كل العناصر االنتقالة تمتلك درجة انصهار اكبر من

3d as well as 4s electrons available for delocalisation and this is the cause of

variation of oxidation numbers in transition elements.

و هذا فسر امتالكها sالى dلها االمكانة لعدم الثبات اي انها تنتقل من 4sو الفلك 3dالكترونات الفلك

.اكثر من عدد تأكسد

* Chemical Properties of transition metals

الخصائص الكيميائية للعناصر االنتقالية

Have lower reactivity

.النشاط الكمائة( الفاعلة)تتمز بانخفاض

Don’t react quickly with H2O or O2 .

. O2و األوكسجن H2Oال تتفاعل بسرعة مع الماء

Form brightly colored compounds.

.تشكل مركبات بألوان زاهة

18

ExercisesUnit 2: Chemical Patterns

Q1) Write three physical properties of transition elements.

.اكتب ثالثة خصائص فزائة للعناصر االنتقالة

Q2) Write three chemical properties of transition elements.

.اكتب ثالثة خصائص كمائة للعناصر االنتقالة

Q3) Write three uses of transition elements.

.اكتب ثالثة استخدامات للعناصر االنتقالة

Q4) With your group search on internet to make a presentation

about transition metals included their physical properties, chemical

properties, uses and their electronic structure and why they have

similar physical and chemical properties.

مع مجموعتك قم بالبحث ف االنترنت لعمل عرض تقدم حول العناصر االنتقالة متضمنا

استخداماتها و تراكبها االلكترونة و لماذا تتماثل بخصائصها ,الكمائة, خصائصها الفزائة

.الفزائة و الكمائة