STRUCTURE AND BONDING IN MATTER Chemistry Grade 10 Advanced Unit 1 STRUCTURE AND BONDING IN MATTER Name: ------------------------------------- Class: -----------

STRUCTURE AND BONDING IN MATTER Unit 1 STRUCTURE AND BONDING IN MATTER By the end of the chapter, most students know the mass and charge in atoms and ions up to element 56 .Show how the electronic structure explains the patterns of elements in the periodic table and manipulate quantities such as proton number and mass number. They understand ionic, covalent and metallic bonding in terms of bond types. They write balanced molecular and ionic equations for simple reactions. They explain the macro-properties of the different states of matter in terms of their micro-structure. في نهاية هذا الفصل ، يتوقع من معظم الطلاب معرفةالكتلة و الشحنة في الذرات والأيونات حتى العنصر 56 ، يبين الطلاب كيف يمكن للتركيب الالكتروني أن يفسر أنماط العناصر في الجدول الدوري و يعالج كميات مثل عدد البروتونات والعدد الكتلي. يجب على الطلاب يفهموا الروابط الأيونية ، التساهمية ، الروابط المعدنية من حيث أنواع الترابط. أن يكتب الطلاب معادلات جزيئية و أيونية متوازنة لتفاعلات بسيطة.أن يشرح الطلاب خصائص حالات المادة المختلفة من خلال تراكيبها الصغيرة أو الجزيئية.

Ceramicsالخزفيات Properties and uses: Unit 1: Structure and bonding in matter Ceramicsالخزفيات 17.14 Explain the strength, high melting point and electrical insulating properties of ceramics in terms of their giant molecular structure and relate these properties to their uses. 17.14یشرح المتانة، ودرجة الإنصهار العالية وخصائص العزل الكهربائي للخزفيات بدلالة تركيبها الجزیئي الضخم ویربط هذه الخصائص مع إستعمالاتها Objectives 1. Explain the strength, high melting point and electrical insulating properties of ceramics in terms of their giant molecular structure. 2. Relate properties of ceramics to their uses. Key Vocabulary strength insulating ceramics Ceramics can be defined as heat-resistant, nonmetallic, inorganic solids that are (generally) made up of compounds formed from metallic and nonmetallic elements. ويمكن تعريف الخزفيات على إنها المواد الصلبة المقاومة للحرارة ، غير المعدنية ، التي هي غير العضوية (عموما) تتكون من مركبات تتشكل من العناصر المعدنية وغير المعدنية. Ceramics include objects made of clay and cements that have been hardened by heating at high temperatures. وتشمل الخزفيات المواد المصنوعة من الطين والاسمنت التي يتم زيادة صلابتها عن طريق التسخين في درجات حرارة عالية. Properties and uses: For centuries ceramics were used by those who had little knowledge of their structure. لقرون أستخدمت الخزفيات دون أن يعرف مستخدموها الكثير عن تركيبها البنائي. Today, understanding of the structure and properties of ceramics is making it possible to design and engineer new kinds of ceramics. والآن فهم التركيب البنائي وخصائص الخزفيات جعل من الممكن ابتكار أنواع جديدة من الخزفيات.

وثمة صعوبة كبيرة مع استخدام السيراميك هو الميل لأحتوائها على الشقوق Unit 1: Structure and bonding in matter Most ceramics are hard, chemically inert , refractory (can withstand very high heat without deformation), and poor conductors of heat and electricity. Ceramics also have low densities. These properties make ceramics attractive for many applications. معظم الخزفيات صلبة ، خاملة كيميائياً ، مقاومة للحرارة ،ورديئة التوصيل للحرارة والكهرباء. كما إن للخزفيات كثافة قليلة أيضاً. كل هذه الخصائص جعلت للخزفيات الكثير من الأستخدامات. Ceramics are used as refractoriness in furnaces and as durable building materials (in the form of bricks, tiles, cinder blocks, and other hard, strong solids). وتستخدم الخزفيات كمواد مقاومة للحرارة في الأفران وكمواد بناء ذات متانة عالية (في صورة طابوق ، قرميد ، أنواع من الطابوق الخفيف ومواد صلبة وقوية أخرى) They are also used as common electrical and thermal insulators in the manufacture of spark plugs, telephone poles, electronic devices, and the nose cones of spacecraft. However, ceramics also tend to be brittle. كما أنها تستخدم كما هو شائع كعوازل كهربائية وحرارية وفي صناعة شمعات الإشعال ، أعمدة الهاتف ، الأجهزة الإلكترونية ، والمقدمة المخروطية للمركبات الفضائية. ومع ذلك ، تميل الخزفيات أن تكون هشة. A major difficulty with the use of ceramics is their tendency to acquire tiny cracks that slowly become larger until the material falls apart. To prevent ceramic materials from cracking, they are often applied as coatings on inexpensive materials that are resistant to cracks. For example, engine parts are sometimes coated with ceramics to reduce heat transfer. وثمة صعوبة كبيرة مع استخدام السيراميك هو الميل لأحتوائها على الشقوق الصغيرة التي تصبح أكبر ببطء حتى تتصدع هذه المواد. لمنع المواد الخزفية من التصدع ، تستخدم في كثير من الأحيان كطلاء على المواد الرخيصة التي تقاوم الشقوق. على سبيل المثال ، أجزاء المحرك المغطاه أحيانا بالسيراميك للحد من انتقال الحرارة http://www.chemistryexplained.com/Bo-e/Ceramics.html#ixzz105dFHBPy

Exercises Explain: فِسر Unit 1: Structure and bonding in matter Exercises Explain: فِسر 1. Ceramics are hard materials? المواد الخزفية مواد صلبة 2. Ceramics are used in furnace lining and space shuttle head tiles? تستخدم الخزفيات كبطانة للأفران ولتغطية مقدمة المركبات الفضائية؟

Composites Materials المواد المركبة Unit 1: Structure and bonding in matter Composites Materials المواد المركبة 17.15 Know the commercial and industrial importance of composite materials that combine the properties of their constituents, and give examples. یعرف الأهمية التجاریة والصناعية للمواد المركبة التي تجمع بين خصائص مكوناتها،ویعطي أمثلة على ذلك. Objectives Student will be able to: 1. Know the commercial and industrial importance of composite materials. Key Vocabulary commercial composite materials Composite materials are formed by combining two or more materials that have quite different properties. تتكون المواد المركبة من خلال الجمع بين اثنين أو أكثر من المواد التي لها خصائص مختلفة تماما. The different materials work together to give the composite unique properties, but within the composite you can easily tell the different materials apart – they do not dissolve or blend into each other. المواد المختلفة تعمل معا لإعطاء المواد المركبة خصائص فريدة ، ولكن داخل المواد المركبة يمكن أن تتعرف بسهولة على المواد المختلفة -- أنها لا تذوب أو تمزج في بعضها البعض. Composites exist in nature. A piece of wood is a composite, with long fibres of cellulose (a very complex form of starch) held together by a much weaker substance called lignin. المواد المركبة موجودة في الطبيعة. قطعة من الخشب مادة مركبة ، من ألياف طويلة من السليلوز (وهو شكل معقد جدا من النشا) التي عقدت معا من مادة أضعف بكثير تسمى اللجنين.

So why use composites? إذن لماذا نستخدم المواد المركبة ؟ Unit 1: Structure and bonding in matter Another well-known composite is concrete. Here small stones or gravel is bound together by cement. Concrete has good strength under compression, and it can be made stronger under tension by adding metal rods, wires, mesh or cables to the composite (so creating reinforced concrete). مركب آخر معروف هو الخرسانة . وفيها الحجارة الصغيرة أو الحصى تترابط معا بواسطة الاسمنت والخرسانة لها قوة صلابة جيدة تحت الضغط ، وأنها يمكن أن تكون أقوى تحت الإجهاد بإضافة قضبان معدنية ، أسلاك ، شبكات أو كابلات إلى الخرسانة (لتكوين الخرسانة المسلحة) Most composites are made up of just two materials. One material (the matrix or binder) surrounds and binds together a cluster of fibres or fragments of a much stronger material (the reinforcement). وتصنع معظم المواد المركبة من مادتين اثنين فقط. مادة هي (القالب أو الحافظة) تحيط وتربط معا مجموعة من الألياف أو أجزاء من مادة أقوى بكثير ( مادة التقوية) So why use composites? إذن لماذا نستخدم المواد المركبة ؟ The greatest advantage of composite materials is strength and stiffness combined with lightness. أكبر ميزة للمواد المركبة وقوة وصلابة جنبا إلى جنب مع خفة.

Unit 1: Structure and bonding in matter By choosing an appropriate combination of reinforcement and matrix material, manufacturers can produce properties that exactly fit the requirements for a particular structure for a particular purpose. بإختيار توليفة مناسبة من المواد المقوية ومواد القالب ، يمكن للمصنعين أن تنتج الخصائص التي تناسب تماما متطلبات بنية معينة لغرض معين. Modern aviation, both military and civil, is a prime example. It would be much less efficient without composites. In fact, the demands made by that industry for materials that are both light and strong has been the main force driving the development of composites. الملاحة الجوية الحديثة ، العسكرية منها والمدنية ،هي خير مثال على ذلك. وستكون أقل كفاءة من دون المواد المركبة. في الواقع ، كانت متطلبات هذه الصناعة لمواد خفيفة وقوية القوة الدافعة الرئيسية لتطوير المواد المركبة. It is common now to find wing and tail sections, propellers and rotor blades made from advanced composites, along with much of the internal structure and fittings. The airframes of some smaller aircraft are made entirely from composites, as are the wing, tail and body panels of large commercial aircraft. من الشائع الآن ان تجد أجزاء الجناح والذيل والدفع والريش الدوارة مصنوعة من مواد مركبة متقدمة، جنبا إلى جنب مع الكثير من تجهيزات الهيكل الداخلي . وتبنى أبدان بعض الطائرات الصغيرة كلياً من المواد المركبة، وأيضا لوحات الجناح والذيل وهيئة للطائرات التجارية الضخمة. The right composites also stand up well to heat and corrosion. This makes them ideal for use in products that are exposed to extreme environments such as boats, chemical-handling equipment and spacecraft. In general, composite materials are very durable. المواد المركبة المناسبة أيضا تتحدي وبقوة الحرارة والصدأ. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في المنتجات التي يتم تعرضها للبيئات شديدة الصعوبة مثل قوارب ومعدات معالجة المواد الكيميائية والمركبات الفضائية. وبصفة عامة، المواد المركبة متينة جداً.

Unit 1: Structure and bonding in matter The downside of composites is usually the cost. Although manufacturing processes are often more efficient when composites are used, the raw materials are expensive. الجانب السلبي للمواد المركبة هي عادة ما تكون التكلفة. على الرغم من أن عمليات التصنيع في كثير من الأحيان أكثر كفاءة عند استخدام المواد المركبة إلا ان المواد الخام غالية. Composites will never totally replace traditional materials like steel, but in many cases they are just what we need. And no doubt new uses will be found as the technology evolves. We haven’t yet seen all that composites can do. والمواد المركبة لن تحل تماماً محل المواد التقليدية مثل الصلب، ولكنها في كثير من الحالات في ما نحتاج إليه فقط. ومما لا شك فيه إيجاد استخدامات جديدة مع تطور التكنولوجيا. لم نر حتى الآن كل ما يمكن أن تفعله المواد المركبة. Another advantage of composite materials is that they provide design flexibility. Composites can be moulded into complex shapes – a great asset when producing something like a surfboard or a boat hull. ميزة أخرى للمواد المركبة أنها توفر مرونة التصميم. يمكن أن تتشكل إلى أشكال معقدة – وبالتالي تقدم عوناً كبيراًعندما تنتج شيئا مثل ألواح ركوب الأمواج أو جسم لقارب. http://www.science.org.au/nova/059/059key.htm

Exercises Q1)What is meant by composites Materials? Unit 1: Structure and bonding in matter Exercises Q1)What is meant by composites Materials? _______________________________________________________________ Q2) What are the properties of composites? Q3) Why do we prefer using composites in industries more than in the single constituents alone? Q4) Mention some applications for composites. ______________________________________________________________