اختبار الرخصة المهنية للمعلمين — الكيمياء

1. أيُّ الإسهامات الآتية يُنسب إلى العالم المسلم أبي بكر الرازي في تطور علم الكيمياء؟

1. صياغة قانون حفظ الكتلة في التفاعلات الكيميائية
2. صياغة النظرية الذرية الحديثة وقانون النسب المتضاعفة
3. تصنيف المواد إلى معدنية ونباتية وحيوانية ومشتقة منها ✓
4. ترتيب العناصر في جدولٍ وفق تزايد كتلها الذرية

الشرح: الصحيح «تصنيف المواد إلى معدنية ونباتية وحيوانية ومشتقة منها» لأن الرازي صنّف المواد التي استعملها في تجاربه إلى مواد معدنية ونباتية وحيوانية ومواد مشتقة منها، وهو من أوائل التصنيفات المنهجية للمواد في تاريخ الكيمياء. «صياغة قانون حفظ الكتلة في التفاعلات الكيميائية» خطأ لأن قانون حفظ الكتلة صاغه لافوازييه في القرن الثامن عشر الميلادي. «صياغة النظرية الذرية الحديثة وقانون النسب المتضاعفة» خطأ لأن النظرية الذرية الحديثة وقانون النسب المتضاعفة من إسهامات دالتون في أوائل القرن التاسع عشر الميلادي. «ترتيب العناصر في جدولٍ وفق تزايد كتلها الذرية» خطأ لأن ترتيب العناصر في جدولٍ وفق تزايد كتلها الذرية عمل مندليف في القرن التاسع عشر الميلادي.

2. لو كان نموذج طومسون للذرة صحيحًا (كرةٌ موجبة الشحنة تنتشر فيها الإلكترونات)، فما النتيجة التي كان يُتوقع أن تظهر في تجربة رذرفورد عند قذف صفيحةٍ رقيقة من الذهب بجسيمات ألفا؟

1. ارتداد معظم الجسيمات نحو المصدر
2. ارتداد عددٍ قليل من الجسيمات وانحرافها بزوايا كبيرة
3. توقف الجسيمات جميعها داخل الصفيحة وعدم نفاذ أيٍّ منها
4. نفاذ الجسيمات جميعها تقريبًا مع انحرافاتٍ صغيرة جدًا ✓

الشرح: الصحيح «نفاذ الجسيمات جميعها تقريبًا مع انحرافاتٍ صغيرة جدًا» لأن توزّع الشحنة الموجبة على حجم الذرة كله يجعل المجال الكهربائي داخلها ضعيفًا، فلا يستطيع تغيير مسار جسيمات ألفا السريعة الثقيلة إلا قليلًا. «ارتداد معظم الجسيمات نحو المصدر» خطأ لأن ارتداد معظم الجسيمات يتطلب أن تملأ كتلةٌ موجبة كثيفة معظم حجم الذرة، وهذا لا يقتضيه النموذج. «ارتداد عددٍ قليل من الجسيمات وانحرافها بزوايا كبيرة» خطأ لأن هذه هي النتيجة التي ظهرت فعلًا وفسّرها رذرفورد بوجود نواةٍ صغيرة كثيفة موجبة الشحنة، فهي تخالف توقع نموذج طومسون. «توقف الجسيمات جميعها داخل الصفيحة وعدم نفاذ أيٍّ منها» خطأ لأن الصفيحة رقيقة جدًا، والنموذج لا يفترض حاجزًا يوقف الجسيمات.

3. عيّنةٌ من غاز حجمها ⁦2.50 L⁩ عند ⁦27 °C⁩ وضغط ⁦1.00 atm⁩. ما حجمها عند ⁦127 °C⁩ وضغط ⁦2.00 atm⁩ بافتراض ثبات كميتها؟

1. ⁦0.938 L⁩
2. ⁦1.67 L⁩ ✓
3. ⁦5.88 L⁩
4. ⁦6.67 L⁩

الشرح: الصحيح «⁦1.67 L⁩» لأن القانون العام للغازات يعطي ⁦V₂ = V₁ × (P₁/P₂) × (T₂/T₁) = 2.50 × (1.00/2.00) × (400/300) ≈ 1.67 L⁩ بعد تحويل درجتي الحرارة إلى كلفن. «⁦0.938 L⁩» خطأ لأنه ناتج قلب نسبة درجتي الحرارة ⁦(300/400)⁩. «⁦5.88 L⁩» خطأ لأنه ناتج التعويض بدرجتي الحرارة بوحدة السيليزي ⁦(127/27)⁩ دون تحويلهما إلى كلفن. «⁦6.67 L⁩» خطأ لأنه ناتج قلب نسبة الضغطين ⁦(2.00/1.00)⁩، مع أن زيادة الضغط تقلل الحجم.