1- العضو الثالث في سلسلة الألكاينات هو $\mathrm{C_3H_4}$ شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ تذكر أن عائلة الألكاينات تتطلب وجود رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون، فما هو أصغر عدد من ذرات الكربون يمكن أن تبدأ به هذه السلسلة المتجانسة؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالتوضيح: سلسلة الألكاينات هي هيدروكربونات غير مشبعة تتميز برابطة تساهمية ثلاثية ($\mathrm{-C \equiv C-}$). لكي تتكون هذه الرابطة، يجب أن يحتوي الجزيء على ذرتي كربون على الأقل. لذلك، السلسلة لا تبدأ بكربونة واحدة، بل تبدأ بالإيثاين ($\mathrm{C_2H_2}$) كعضو أول. ويكون العضو الثاني هو البروباين ($\mathrm{C_3H_4}$).⚠️ انتبه (خطأ شائع): الخطأ يقع عندما يعتقد الطالب أن رقم العضو يطابق عدد ذرات الكربون ($n$). هذا صحيح في الألكانات (الميثان $\mathrm{C_1}$ هو العضو الأول)، ولكنه غير صحيح في الألكينات والألكاينات التي تبدأ من $n=2$.🌌 الكيمياء في الفضاء: هل تعلم أن الألكاينات (وتحديداً البروباين والبيوتاين) تم رصد سحب ضخمة منها في الغلاف الجوي للقمر "تيتان" التابع لكوكب زحل؟ يدرس علماء الفلك والفيزياء الفلكية إمكانية استغلال هذه الغازات كوقود لصواريخ المستقبل التي قد تُرسل في مهام استكشافية هناك!(الوحدة 4: الألكانات والألكينات، الدرس 4-2: خواص الألكانات - جدول السلاسل المتجانسة، ص 65)
2- العضو الأول في سلسلة الألكانات الذي يوجد في الحالة السائلة عند درجة حرارة وضغط الغرفة هو البنتان شرح السؤال 💡 مفتاح الحل: تذكر تدرج الحالة الفيزيائية للألكانات بزيادة طول السلسلة الكربونية. الأعضاء من $1$ إلى $4$ تملك حالة فيزيائية معينة، فما هي؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: صحالتوضيح: في سلسلة الألكانات المتجانسة، تزداد درجات الغليان تدريجياً بزيادة عدد ذرات الكربون (زيادة الكتلة الجزيئية وقوى التجاذب). الأعضاء الأربعة الأولى (الميثان $\mathrm{C_1}$، الإيثان $\mathrm{C_2}$، البروبان $\mathrm{C_3}$، البيوتان $\mathrm{C_4}$) تمتلك درجات غليان تحت الصفر المئوي، لذا فهي غازات في حرارة الغرفة. البنتان ($\mathrm{C_5}$) هو أول ألكان تتجاوز درجة غليانه درجة حرارة الغرفة (حوالي $36^\circ \mathrm{C}$)، مما يجعله العضو الأول الذي يوجد في الحالة السائلة.⚠️ انتبه (خطأ شائع): يخلط البعض بين البيوتان ($\mathrm{C_4}$) كونه يعبأ كسائل في أسطوانات الغاز تحت ضغط عالٍ، وبين حالته الطبيعية. في الضغط الجوي العادي، البيوتان غاز، والبنتان هو السائل الأول.🌡️ الكيمياء والمستقبل: نظراً لأن البنتان السائل يتحول إلى غاز عند درجة حرارة تقارب حرارة جسم الإنسان ($36^\circ \mathrm{C}$)، يقوم مهندسو الطاقة حالياً بدراسة استخدامه في محطات الطاقة الحرارية الأرضية كمائع تشغيل، لتوليد الكهرباء من مصادر الحرارة المنخفضة كبديل لتبخير الماء الذي يحتاج حرارة عالية جداً!(الوحدة 4: الألكانات والألكينات، الدرس 4-2: خواص الألكانات، ص 66)
3- إذا كان عدد ذرات الهيدروجين في ألكين $\left(16\right)$ ذرة هيدروجين فإن عدد ذرات الكربون هو ........ شرح السؤال 💡 مفتاح الحل: استرجع الصيغة العامة لعائلة الألكينات. ما هي العلاقة الرياضية بين عدد ذرات الكربون وعدد ذرات الهيدروجين فيها؟ $7$ $4$ $6$ $8$ الإجابة الصحيحة: $8$التوضيح: الألكينات هي هيدروكربونات غير مشبعة وتتبع سلسلة متجانسة صيغتها العامة $\mathrm{C_nH_{2n}}$. هذا يعني أن عدد ذرات الهيدروجين في أي ألكين يساوي دائماً ضعف عدد ذرات الكربون الموجودة فيه. لإيجاد عدد ذرات الكربون بمعلومية الهيدروجين، نقوم ببساطة بقسمة عدد ذرات الهيدروجين على $2$.خطوات الحل:كتابة الصيغة العامة للألكينات: $\mathrm{C_nH_{2n}}$.تطبيق المعطيات: عدد ذرات الهيدروجين ($2n$) = $16$.حل المعادلة: $n = 16 \div 2 = 8$.الاستنتاج: عدد ذرات الكربون ($n$) يساوي $8$.⛽ صناعة البتروكيماويات: الألكينات التي تمتلك $8$ ذرات كربون كالأوكتين ($\mathrm{C_8H_{16}}$) لا تُستخدم فقط كوقود سائل ممتاز، بل هي المركبات الأساسية (المونومرات) التي يتم بلمرتها صناعياً لتصنيع أنواع خاصة من "المطاط الصناعي" عالي الجودة والمستخدم في إطارات سيارات السباق (فورمولا $1$) لتحمل الحرارة والاحتكاك الشديدين!(الوحدة 4: الألكانات والألكينات، الدرس 4-3: الألكينات : هيدروكربونات غير مشبعة، ص 68)
4- المركب $\mathrm{C_6H_{14}}$ أحد أعضاء سلسلة متجانسة يمكن تمثيل أعضائها بصيغة عامة هي ........ شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ استخرج العلاقة الرياضية بين عدد ذرات الكربون ($n$) وعدد ذرات الهيدروجين في هذا المركب. إذا كان $n=6$， فما هي العملية الحسابية التي تعطي الرقم $14$؟ $\mathrm{C_nH_{2n+3}}$ $\mathrm{C_nH_{2n}}$ $\mathrm{C_nH_{2n-2}}$ $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$ الإجابة الصحيحة: $\mathrm{C_n H_{2n+2}}$التوضيح: السلاسل المتجانسة للهيدروكربونات تتبع قوانين رياضية (صيغ عامة) تربط بين عدد ذرات الكربون ($n$) والهيدروجين. الألكانات تتبع الصيغة $\mathrm{C_n H_{2n+2}}$، الألكينات $\mathrm{C_n H_{2n}}$، والألكاينات $\mathrm{C_n H_{2n-2}}$. للتعرف على السلسلة، نختبر قيمة ($n$) في هذه القواعد.خطوات الحل:استخراج عدد ذرات الكربون من المركب: $n = 6$.استخراج عدد ذرات الهيدروجين: $H = 14$.اختبار الصيغ: هل $14$ تساوي ضعف الـ $6$؟ لا. هل تساوي الضعف ناقص $2$؟ لا. هل تساوي الضعف زائد $2$؟ نعم ($(2 \times 6) + 2 = 14$).الاستنتاج: المركب ينتمي للألكانات، وصيغتها العامة $\mathrm{C_n H_{2n+2}}$.🧠 الحل بالاستبعاد: الخيار الثاني يمثل الألكينات، والخيار الثالث يمثل الألكاينات، وكلاهما لا يتطابق مع الرقم $14$. الخيار الأول صيغة رياضية غير موجودة أصلاً (فردية الهيدروجين تخص الجذور العضوية)، لذا تُستبعد جميعها ويبقى الخيار الرابع.🌻 صناعة الزيوت: هذا المركب تحديداً (الهكسان $\mathrm{C_6H_{14}}$) هو سائل لا غنى عنه في صناعة الغذاء! يُستخدم تجارياً كمذيب غير قطبي بالغ الكفاءة لاستخلاص الزيوت النباتية من البذور (كزيت الصويا والكانولا) قبل أن يتم تبخيره كلياً لترك الزيت نقياً.(الوحدة 4: الألكانات والألكينات، الدرس 4-1: الألكانات : هيدروكربونات مشبعة، ص 65)
