حل الفصل الخامس الصخور والمعادن علوم اول متوسط ف1 1448

حل الفصل الخامس: الصخور والمعادن - علوم أول متوسط ف1

مشاريع الوحدة

• التاريخ: ابحث عن الكيميائي الصناعي الذي اخترع الديناميت (المتفجرات)، ووضع جوائز نوبل.
• التقنية: حلل خواص التربة من خلال مقطع أنطقة التربة (طبقات التربة) مبيناً خواص كل نطاق من حيث درجة الحرارة والنسيج وحجم الحبيبات وأي خواص أخرى تحصل عليها، وتواصل مع زملائك عبر النت بنتائجك.
• النماذج: ابحث عن عينات من الصخور لها خصائص متنوعة، واستخدمها في جلسة حوار مع زملائك.
• البحث عبر الشبكة الإلكترونية: صخور المريخ؛ ابحث عن خصائص كوكب المريخ، والدليل الذي يدفع العلماء للاعتقاد بإمكانية وجود حياة علمية.

---

الدرس الأول: المعادن - جواهر الأرض

دفتر العلوم

سؤال: لاحظ صخرة أو عينة معدن قمت بالتقاطها أو أعطاك إياها المعلم، وصف ثلاثاً من خواصها.

الإجابة: اللون، الشكل، والقساوة.

تجربة استهلالية: ملاحظة الصخر (التفكير الناقد)

سؤال: كيف تجمعت أجزاء الصخر لتشكله كاملاً؟

الإجابة: تتجمع أجزاء الصخر عن طريق عملية التبريد البطيء أو السريع للصهارة/اللابة، أو من خلال انضغاط وتلاحم الرسوبيات بفعل المواد اللاحمة والضغط عبر أزمان طويلة.

اختبر نفسك / أسئلة أتهيأ للقراءة (جدول قبل وبعد القراءة)

1. تصنع الأواني الفلزية والخزفية من المعادن. (موافق)
2. يعد اللون دائماً أفضل خاصية يمكن الاستعانة بها لتمييز أنواع المعادن. (غير موافق - السبب: لأن بعض المعادن لها نفس اللون، أو المعدن الواحد قد يظهر بألوان مختلفة بسبب الشوائب).
3. المعادن المكونة لمعظم الصخور محدودة. (موافق)
4. تتكون الصخور النارية الجوفية على سطح الأرض، أما الصخور النارية السطحية فتتكون في باطن الأرض. (غير موافق - التصحيح: الصخور النارية الجوفية تتكون في باطن الأرض، والسطحية تتكون على سطح الأرض).
5. تستغرق الصخور الرسوبية آلاف أو ملايين السنين لتتكون. (موافق)
6. الفحم صخر رسوبي. (موافق)
7. عندما تتعرض الصخور لعوامل الضغط والحرارة حتى تنصهر تصصبح صخوراً متحولة. (غير موافق - التصحيح: إذا انصهرت تتحول إلى صهارة/صخور نارية، أما الصخور المتحولة فتنتج عن الضغط والحرارة دون حدوث انصهار كامل).
8. في دورة الصخور المستمرة تتحول الصخور النارية إلى صخور رسوبية ومن ثم إلى صخور متحولة. (موافق)

اختبر نفسك - ماذا قرأت؟ (خلال الدرس الأول)

سؤال: ما الذي يميز البلورات عن الأنواع الأخرى من المواد الصلبة؟

الإجابة: النظام الداخلي لترتيب الذرات بشكل منتظم ومتكرر.

سؤال: استنتج لماذا يمكن أن تظهر حبيبات الملح الصخري على شكل مكعبات صغيرة؟

الإجابة: لأنه ينتج عن الاتجاهات الثلاثة لمستويات الانفصام المتقاطعة بزوايا قائمة فتظهر على شكل مكعب.

سؤال: وضح كيف تحصل على مخدش معدن؟

الإجابة: نحصل عليه بخدش المعدن بلوح بورسلين (خزف) أبيض اللون غير مصقول.

سؤال: ما أهمية معدن الفلسبار السليكاني؟

الإجابة: يشكل أكثر من نصف معادن القشرة الأرضية.

تطبيق العلوم: تحديد المشكلة (اختبار القساوة)

1. هل يمكن ترتيب المعادن الخمسة من الأكثر قساوة إلى الأقل قساوة باستخدام البيانات المعطاة في الجدول؟ فسر إجابتك.
   لا؛ كونه يمكن معرفة الأقل قساوة وهو الجرافيت، ثم الهاليت، ثم التركواز، لكن لا يمكن معرفة الأكثر قساوة أهو الزمرد أم الياقوت لأن لهما نفس البيانات في الجدول.
2. أي الطرائق يمكنك استخدامها لتحديد المعدن الأكثر قساوة: الياقوت أم الزمرد؟
   يتم خدش الياقوت بالزمرد وخدش الزمرد بالياقوت، فالذي يخدش الآخر يكون هو الأقسى.

تجربة تصنيف المعادن (التحليل)

1. صف الطريقة التي يتفاعل بها كل معدن في الخطوتين 1 و 2:
   • في الخطوة 1: ينجذب معدن الماجنتيت إلى المغناطيس.
   • في الخطوة 2: عند إضافة حمض الهيدروكلوريك المخفف إلى معدن الكالسيت تتكون فقاعات غازية.
2. سجل الخصائص:
   • الهورنبلند: له انفصام في اتجاهين، أسود اللون.
   • الكوارتز: أقسى من الزجاج، وله لمعان غير فلزي (زجاجي) ومكسر محاري.
   • المغنتيت: يخدش الزجاج، له حكاكة (مخدش) سوداء وله خاصية المغناطيسية.
   • الكالسيت: له ثلاثة اتجاهات للانفصام، ويظهر بألوان مختلفة بسبب الشوائب ويتفاعل مع الحمض.

مراجعة الدرس الأول (اختبر نفسك)

1. وضح الفرق بين المعدن والصخر. واذكر أسماء خمسة معادن تدخل في تكوين الصخور.
   • المعدن: مادة صلبة غير عضوية موجودة في الطبيعة، لها تركيب كيميائي محدد وترتيب ذري داخلي منتظم.
   • الصخر: مادة تتكون من معدن واحد أو أكثر.
   • خمسة معادن مكونة للصخور: الكوارتز، الهاليت، الفلسبار، الكالسيت، والجبس.
2. اكتب قائمة تتضمن خمس خواص تستخدم في تعرف المعادن.
   اللون، الشكل البلوري، الانفصام والمكسر، المخدش، والقساوة (أو اللمعان).
3. صف الظاهرة التي تدفع الألماس إلى سطح الأرض. وأين يتكون الألماس في الأرض؟
   يتكون الألماس في منطقة الستار إثر تعرضه لضغط وحرارة مرتفعين جداً، وتدفعه ظاهرة الثوران البركاني الصريح عبر الصهارة للصعود إلى سطح الأرض بسرعة.
4. قارن ما الفرق بين لون المعدن ومخدشه؟ اذكر مثالاً على ذلك.
   لون المعدن هو المظهر الظاهري للمعدن وقد يكون خداعاً بسبب الشوائب، أما المخدش فهو لون الفتات الناعم (المسحوق) الناتج عن حك المعدن بلوح الخدش. مثال: معدن البيريت لونه ذهبي أصفر لكن مخدشه أخضر مسود أو بني مسود.
5. التفكير الناقد: هل توافق على السكن بالقرب من منجم ذهب يجري العمل فيه؟ فسر إجابتك.
   قد لا أوافق بسبب الضوضاء والتلوث والتأثيرات البيئية الناتجة عن عمليات التعدين، ولكن قد يكون السكن هناك إيجابياً للبعض لتوفر فرص العمل.
6. تطبيق الرياضيات (استخدام النسب المئوية):
   مقدار الزيادة = 2,440,000 - 2,340,000 = 100,000 طن.
   النسبة المئوية للزيادة = (100,000 / 2,340,000) × 100 ≈ 4.27% (أو مقربة إلى 4.3%).

---

الدرس الثاني: أنواع الصخور

ماذا قرأت؟ (خلال الدرس الثاني)

سؤال: كيف تتكون الصخور النارية السطحية؟

الإجابة: تتكون نتيجة تبريد اللابة المنسابة على سطح الأرض أو تصلب الرماد البركاني المقذوف عند الثوران البركاني بسرعة.

سؤال: ما أوجه الاختلاف بين الصخور النارية الجوفية والصخور النارية السطحية؟

الإجابة: تحوي الصخور النارية الجوفية بلورات كبيرة يمكن رؤيتها بالعين المجردة بسهولة لأنها تبرد ببطء داخل الأرض، في حين تكون بلورات الصخور السطحية صغيرة جداً ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة لأنها تبرد بسرعة على السطح.

سؤال: كيف يتم نقل الرواسب؟

الإجابة: تنقل بوساطة الأنهار، أمواج البحار، الرياح، الجليديات، والإنزلاقات الطينية (الجاذبية).

سؤال: لماذا تكثر أحافير الرخويات ذات الهيكل الخارجي أكثر من غيرها؟

الإجابة: لأنها تحتوي على أجزاء صلبة مثل الأصداف والعظام التي تقاوم التحلل وتتحفر بسهولة مقارنة بالأنسجة الناعمة.

سؤال: ماذا نعني بالصخر المتحول؟

الإجابة: هو الصخر الناتج عن تغير صفات وتركيب صخر قديم (ناري أو رسوبي أو متحول) وتحوله إلى نوع آخر تحت تأثير الضغط الكبير والحرارة المرتفعة والسوائل الساخنة دون أن ينصهر.

سؤال: صف كيف يمكن أن يتغير صخر متحول إلى صخر ناري؟

الإجابة: إذا تعرض الصخر المتحول لدرجة حرارة عالية جداً تؤدي إلى انصهاره كلياً ليتحول إلى صهارة، وعندما تبرد هذه الصهارة وتتبلور تتشكل الصخور النارية.

تجربة الصخور الرسوبية العضوية (التحليل)

1. اشرح لماذا قمت باستعمال محلول الغراء، وماذا يمثل في الطبيعة؟
   يمثل الغراء دور المادة اللاحمة (مثل الكالسيت أو السليكا) التي تربط الفتات والرسوبيات بعضها ببعض لتشكل صخراً متماسكاً.
2. اربط بين المعكرونة (الأحفورة) في الصخر والمعكرونة الأصلية:
   تمثل المعكرونة بقايا الكائنات الحية التي انطمرت داخل المادة اللاحمة والرسوبيات وتحولت إلى أحفورة محفوظة داخل الصخر الرسوبي.

مراجعة الدرس الثاني (اختبر نفسك)

1. قارن بين تكون الصخور النارية السطحية والصخور النارية الجوفية.
   • الصخور النارية السطحية: تتكون عندما تبرد اللابة على سطح الأرض بسرعة، فتتكون بلورات صغيرة جداً لا تُرى بالعين المجردة أو قد تكون عديمة البلورات (زجاجية).
   • الصخور النارية الجوفية: تتكون عندما تبرد الصهارة في باطن الأرض ببطء شديد، مما يتيح للبلورات النمو لتصبح كبيرة الحجم ويمكن رؤيتها بالعين المجردة.
2. جدول كيف يتكون كل نوع من الصخور الرسوبية الثلاثة مع مثال:
   

   الصخر الرسوبي	كيف تكون؟	مثال
   صخور فتاتية	من تراكم وانضغاط وتلاحم قطع وفصائل صخور أخرى وجزيئات معادن.	حجر رملي / الكونجلوميرات
   صخور كيميائية	ترسيب المعادن الذائبة من المحاليل المائية المشبعة عند تبخر الماء.	الملح الصخري (الهاليت) / الجبس
   صخور عضوية	من تراكم وتماسك بقايا المخلوقات الحية (نباتات أو حيوانات).	الفحم الحجري / الحجر الجيري العضوي

3. رتب الصخور الرسوبية الفتاتية من الأصغر إلى الأكبر وفق حجم الحبيبات فيها:
   غضار (صلصال) ← غرين (حجر طيني) ← حجر رملي (رمل) ← كونجلوميرات (حصى).
4. حدد عاملين يمكن أن ينتجا صخراً متحولاً:
   الضغط الشديد والحرارة المرتفعة (بالإضافة إلى السوائل الساخنة).
5. اعمل قائمة تتضمن أمثلة على صخور متحولة متورقة وأخرى غير متورقة، ووضح الفرق بينهما:
   

   وجه المقارنة	صخور متورقة	صخور غير متورقة
   الشكل العام والتركيب	تتميز بوجود طبقات متتالية ورقيقة تشبه الأوراق، وترتيب واضح ومتوازي للحبيبات المعدنية.	ليس لها بنية ورقية أو طبقات، وبنيتها ذات توزيع لوني متجانس وحبيباتها غير مرتبة بنمط منتظم.
   أمثلة	الأردواز، النايس، الفيليت، والشست.	الرخام، والكوارتزيت.

6. وضح كيف تتكون الصخور النارية والمتحولة تحت الضغط الشديد ودرجات الحرارة المرتفعة. ما الفرق بين آلية تكون الصخرين؟
   تتكون الصخور النارية نتيجة انصهار الصخور بالكامل لتتحول إلى صهارة ثم تبرد وتتصلب. بينما تتكون الصخور المتحولة بفعل الحرارة والضغط العاليين اللذين يغيران من تركيب الصخر وشكله دون حدوث عملية انصهار كامل.
7. وضح ما تصفه دورة الصخور:
   تبين آلية وتتابع تحول الصخور وتغيرها باستمرار من نوع إلى نوع آخر (ناري، رسوبي، متحول) عبر الزمن.
8. التفكير الناقد (تتبع رحلة قطعة من الجرانيت):
   الجرانيت صخر ناري جوفي يتعرض لعمليات التجوية والتعرية فيتفتت، ثم تُنقل الرواسب وتترسب وتتراص وتلتحم لتشكل صخراً رسوبياً (حجر رملي مثلاً). وإذا دفن هذا الصخر الرسوبي في أعماق الأرض وتعرض لضغط شديد وحرارة عالية يتغير إلى صخر متحول (مثل النايس).
9. رتب الأحافير في الصورة من الأقدم إلى الأحدث مع ذكر السبب:
   الترتيب من الأقدم للأحدث: 5 ← 4 ← 3 ← 2 ← 1.
   السبب: لأن الطبقات الرسوبية الأعمق (في الأسفل) هي التي تكونت أولاً وبالتالي تحتوي على الأحافير الأقدم، بينما الطبقات العلوية تكونت لاحقاً وتحتوي على الأحافير الأحدث.
10. مقارنة بين المخلوقات الحية والمخلوقات المنقرضة (الفيل والماموث / وحيد القرن ووحيد القرن الصوفي):
    • أوجه الشبه: التراكيب البنائية والشكل العام للجسم (مثل الخرطوم والأنياب في الفيل والماموث، والقرون والهيكل في وحيد القرن).
    • أوجه الاختلاف: المخلوقات المنقرضة القديمة (مثل الماموث ووحيد القرن الصوفي) تميزت بكثافة الفراء والجلد السميك للتكيف مع البيئات الجليدية الباردة قديماً، بينما الحالية تكيف مع البيئات الدافئة أو الاستوائية.
11. استعمال الحاسوب (جدول تصنيف الصخور):
    

    الصخر	نوع الصخر	حجم الحبيبات / طريقة التكون
    كونجلوميرات	رسوبي فتاتي	يتكون من حبيبات كبيرة الحجم (الحصى).
    الحجر الطيني (الغرين)	رسوبي فتاتي	يتكون من حبيبات متوسطة إلى صغيرة (الغرين).
    الغضار	رسوبي فتاتي	يتكون من حبيبات ناعمة جداً (الصلصال).
    الجرانيت	ناري جوفي	برد ببطء داخل الأرض ولبلوراته حجم كبير.
    الريولايت	ناري سطحي	يشبه الجرانيت كيميائياً لكنه برد بسرعة على السطح بلوراته قليلة.
    الجابرو	ناري جوفي	له بلورات معدنية كبيرة وباردة ببطء.
    البازلت	ناري سطحي	بلوراته صغيرة جداً وقد يحتوي على ثقوب بسبب الغازات.

12. وصف معلم بركاني: عند زيارة موقع نشاط بركاني نلاحظ وجود فوهة البركان وتصلب اللابة المنسابة حولها، وهي صخور نارية سطحية (مثل البازلت أو الخفاف) بردّت بمعدل سريع.
13. تقرير البيئة والمناخ عبر الأحافير: يستدل العلماء على نوع البيئة القديمة من خلال طبيعة الأحافير؛ فوجود أحافير الشعاب المرجانية والأصداف يدل على بيئة بحرية دافئة، بينما وجود أحافير نباتية مثل السرخسيات يدل على استوائية رطبة، وفراء الماموث يدل على مناخ جليدي بارد.

---

مراجعة الفصل الخامس

مقارنة المفردات وتوضيح الفروق

1. صخر - معدن: المعدن مادة صلبة غير عضوية طبيعية لها تركيب كيميائي محدد وترتيب ذري منتظم، أما الصخر فهو تجمع يتكون من معدن واحد أو أكثر.
2. بلورة - حجر كريم: البلورة جسم صلب مرتب الذرات بشكل منتظم وله سطوح مستوية، أما الحجر الكريم فهو معدن نادر وجميل ذو قيمة عالية يقطع عادة ويصقل.
3. انفصام - مكسر: الانفصام هو انفصال المعدن عند تجزئته على طول سطوح ناعمة وملساء ومستوية، أما المكسر فهو انكسار المعدن بشكل غير منتظم وبسطوح خشنة.
4. قساوة - مخدش: القساوة هي قياس مدى مقاومة المعدن للخدش، أما المخدش فهو لون مسحوق المعدن الناعم الناتج عن حكه بفرخ الخزف.
5. صخر - دورة الصخر: الصخر هو المادة المكونة للقتلة الصخرية، ودورة الصخر هي النموذج الذي يوضح تغير الصخور وتحولها المستمر من نوع إلى آخر.
6. صخر سطحي - صخر جوفي: الصخر السطحي يتكون نتيجة تبريد اللابة على سطح الأرض بسرعة وتكون بلوراته صغيرة، أما الصخر الجوفي فيتكون في باطن الأرض نتيجة التبريد البطيء للصهارة وتكون بلوراته كبيرة.
7. صخر ناري - صخر متحول: الصخر الناري ينتج عن تبريد وتصلب الصهارة أو اللابة، أما الصخر المتحول فينتج عن تعرض صخر أصلي لضغط وحرارة شديدين دون انصهار كامل.
8. صخر متورق - صخر غير متورق: الصخر المتورق يحتوي على طبقات متوازية ورقيقة من الحبيبات المعادن، أما الصخر غير المتورق فليس له بنية ورقية ولا تترتب حبيباته في طبقات.
9. صخر - خام: الصخر تجمع من المعادن، أما الخام فهو صخر أو معدن يحتوي على مادة مفيدة وبكميات اقتصادية يمكن بيعها وتحقيق أرباح منها.
10. صخر متحول - صخر رسوبي: الصخر المتحول يتكون بفعل الضغط والحرارة المرتفعين على صخور قائمة، أما الصخر الرسوبي فيتكون من تراكم وتماسك الفتات والصخور والأصداف في طبقات عبر ملايين السنين.

تثبيت المفاهيم (إجابات الاختيار من متعدد)

11. تتكون الصخور المتحولة نتيجة لـ: د. الحرارة الشديدة والضغط المرتفع.

12. أي العبارات التالية ينطبق على المادة التي تعد معدناً؟ د. توجد في الطبيعة.

13. ما نوع الصخور التي تنتج عن انفجار البراكين؟ د. سطحية.

14. أي العبارات التالية ينطبق على تشكل الصخور الفتاتية؟ أ. تتكون من حبيبات صخور موجودة أصلاً.

15. مم تتكون الصخور عادة؟ ب. معادن.

16. يمكن تصنيف الصخور الرسوبية إلى: د. فتاتية، أو كيميائية، أو عضوية.

17. توصف المعادن جميعها بأنها: أ. مواد غير عضوية صلبة.

التفكير الناقد والأنشطة

18. صنف: هل بلورة السكر معدن؟ وضح ذلك.
لا؛ لأن السكر يُستخرج من النباتات (مادة عضوية)، والمعادن يجب أن تكون مواد غير عضوية.

19. ما الأسباب التي تدعونا إلى الاعتقاد أن المعادن في القطب الجنوبي ليست من الخامات؟
لأن كمياتها واستخراجها مكلف جداً وغير مجدٍ اقتصادياً بسبب الظروف المناخية القاسية والبيئة النائية، فلا تحقق أرباحاً تجارية.

20. توقع: هل يمكنك أن تجد عظمة ديناصور في صخر متحول؟ وضح ذلك.
لا؛ لأن الحرارة والضغط العاليين الشديدين اللذين يشكلان الصخر المتحول يؤديان إلى تشويه ودمر الأحافير وعظام الديناصور تماماً.

21. فسر كيف يمكن لمعدن الكوارتز أن يوجد في صخر رسوبي وصخر ناري.
يتكون الكوارتز ابتداءً في الصخر الناري عندما تبرد الصهارة، وعندما يتعرض هذا الصخر الناري للتجوية والتعرية والتفتت، تُنقل حبيبات الكوارتز وتترسب وتترابط لتشكل صخراً رسوبياً (حجر رملي).

22. صنف: إذا أعطاك معلمك معدنين شفافين (الكوارتز والكالسيت)، فما الفحص السريع الذي تجريه لتعرف كل منهما؟
يمكن إجراء اختبار نقطة الحمض (إضافة قطرة حمض HCL مخفف)، فمعدن الكالسيت يتفاعل ويفور ويطلق فقاعات بينما الكوارتز لا يتفاعل. أو اختبار القساوة (الكوارتز قساوته 7 يخدش الزجاج، بينما الكالسيت قساوته 3 لا يخدش الزجاج).

23. خريطة المفاهيم (خواص المعادن):
المعادن تشمل الخواص التي تحددها:

• القساوة
• الانفصام والمكسر
• المخدش واللمعان
• اللون والشكل البلوري

24. اختبار فرضية (معرفة قساوة الماجنتيت وخصائصه):
تقوم بخدش قطعة النقد، الزجاج، والمسمار بمعدن الماجنتيت. إذا استطاع الماجنتيت خدش الزجاج والمسمار، فهذا يعني أن قساوته أعلى من 5.5 (قساوة الزجاج). وفيما يتعلق بالخصائص المميزة يتم تقريب المغناطيس منه فتلاحظ انجذابه الشديد إليه.

25. عمل نموذج (دورة الصخر):
نحتاج إلى ثلاث عينات صخرية نموذجية (صخر ناري، صخر رسوبي، صخر متحول)، وشريط لاصق لتحديد الأسهم وتوضيح العمليات (تجوية وتعرية، ضغط وتلاحم، انصهار، حرارة وضغط). الجانب الدقيق يوضح العلاقة التبادلية للتحولات، وغير الدقيق أنه يستغرق ملايين السنين بينما النموذج يمثلها في لحظات.