# Magnetic properties and catalytic activity

> An iron compound is pulled toward a magnet, a zinc compound is pushed away, and a pinch of iron speeds up ammonia without being used up. Seven parts in the book's order (pp.13-15): paramagnetic and diamagnetic substances from unpaired electrons, the book's table and the order of magnetic moments, ranking compounds through the oxidation state and the ion's 3d sublevel, the energy profile of a catalysed reaction (fig 1-3), the book's reason (4s and 3d electrons form bonds with the reacting molecules on the surface), then finely divided nickel, iron in the Haber-Bosch method and V₂O₅ in the contact method.



## Transcript

حطّوا شوية من compound فيه iron جنب magnet
قوي بيتشد ناحيته
وحطّوا compound فيه zinc بيتزق بعيد حاجة
صغيرة خالص
وفي مصنع الـ ammonia شوية iron بيسرّعوا
التفاعل ومش بيخلصوا
طب ليه بيتشدوا للـ magnet وليه هما ideal
catalysts بالشكل ده
الحلقة دي عن الـ magnetic properties والـ
catalytic activity بتاعتهم
نفس الـ magnet حاجة بتتشد وحاجة بتتزق ليه
فاكرين الـ magnetic field الـ region
حوالين الـ magnet اللي قوته بتأثر فيها
والـ electron بالـ spin بتاعه بيعمل
magnetic field صغير
لو الـ electron ده unpaired الـ field
بتاعه بيفضل موجود
والمادة اللي فيها unpaired electrons كده
اسمها paramagnetic في الكتاب
والـ paramagnetic substance بتتشد ناحية
الـ external magnetic field بسبب الـ
unpaired electrons دي
بس ده مش permanent magnet من غير field مش
بيتشد خالص
طب لو كل الـ electrons paired بـ spin عكس
بعض
الـ field بتاع الأول بيلغي التاني فمفيش
field خالص
المادة دي اسمها diamagnetic ومش بتتجاهل
الـ magnet دي بتتزق بعيد عنه
والكتاب بيقول أغلب compounds الـ
transition elements بتطلع paramagnetic كده
والـ manganese six plus الـ three d فيها
electron واحد بس هيتشد ولا يتزق وقّفوا
وفكّروا
هيتشد الـ electron ده unpaired فهو
paramagnetic هنا
الخلاصة unpaired electrons يبقى
paramagnetic وبيتشد وكلها paired يبقى
diamagnetic وبيتزق
طب كل ما الـ unpaired electrons تزيد الشد
بيزيد معاها
الـ zinc فيه تلاتين electron يبقى هيتشد
أكتر من الكل صح
الكتاب بيقول الـ magnetic moment بيزيد كل
ما عدد الـ unpaired electrons يزيد
فاكرين الـ Hund's rule الأول singly والـ
pairing بعدين
تمرين الكتاب الـ zinc عشرة في الـ three d
خمس pairs مقفولة
صفر unpaired electrons diamagnetic رغم
التلاتين electron اللي فيه
الـ nickel two فيها تمانية تلات pairs
واتنين unpaired فاضلين
والـ iron two فيها ستة pair واحدة وأربعة
unpaired كمان
أقل magnetic moment للـ zinc بعده الـ
nickel two وبعدهم الـ iron two الأعلى
طب الـ nickel three plus الـ three d فيها
سبعة كام unpaired وقّفوا وفكّروا
تلاتة unpaired فمكانه بين الـ nickel two
والـ iron two بالظبط
الخلاصة الـ magnetic moment بيتقاس بعدد
الـ unpaired electrons مش العدد كله
بس الامتحان بيديكم compound مش ion نعرف
الـ ion منين
نلم اللي فات كله paired يبقى diamagnetic
وفيه unpaired electrons يبقى paramagnetic
وبيتشد
والـ magnetic moment بيزيد مع عدد الـ
unpaired electrons بس
تمرين الكتاب التاني تلات compounds نرتّبهم
بالـ magnetic moment نبدأ منين
فاكرين الـ oxidation state المجموع صفر الـ
oxygen سالب اتنين والـ chlorine سالب واحد
أول compound الـ iron مع تلاتة chlorine
يبقى الـ iron تلاتة موجب
الـ iron بيفقد الـ four s الأول وبعدين
electron من الـ three d كمان
فاضل خمسة في الـ three d خمسة unpaired
electrons كاملين
ولو عدّيتوا على الـ atom نفسه هتطلعوا
أربعة غلط بنعد على الـ ion نفسه
الـ chromium oxide سالب ستة من الـ oxygen
على اتنين chromium كل واحد كام
فكل chromium تلاتة موجب والـ three d فيها
تلاتة unpaired بس
والـ titanium dioxide أربعة موجب والـ
three d فاضية خالص
يعني مش كل compound لعنصر transition بيبقى
paramagnetic ده diamagnetic أهو
فالترتيب التصاعدي titanium dioxide وبعده
chromium oxide وفوقهم iron chloride بخمسة
الـ manganese dioxide ولا الـ potassium
permanganate مين الـ magnetic moment أكبر
وقّفوا وفكّروا
الـ manganese dioxide أربعة موجب يعني
تلاتة unpaired electrons فيه
والـ potassium permanganate سبعة موجب الـ
three d فاضية diamagnetic كمان
الخلاصة الـ oxidation state بعدين الـ ion
وبعدين نعد الـ unpaired electrons ونرتّب
الـ electrons دي بتخلّي المادة تتشد طب
ممكن كمان تسرّع تفاعل
شوية manganese dioxide على الـ hydrogen
peroxide بيفور في ثانية وهو زي ما هو
والكتاب بيقول إن الـ transition elements
بتعتبر ideal catalysts فعلا
فاكرين الـ activation energy التل اللي
لازم الـ molecules تعدّيه عشان تتفاعل
مثال الكتاب الـ hydrogen peroxide بيتحلل
ويدي oxygen ومية
من غير catalyst التل عالي ومع الـ
manganese dioxide بيوطى activation energy
أقل
والتل الواطي يعني molecules أكتر بتعدّي
فالتفاعل بيسرع
بس البداية والنهاية ثابتين فالـ net energy
released هي هي وهي مش الـ activation
energy خالص
فالـ catalyst مش بيزوّد الطاقة ولا الـ
products ولا بيخلص كمان
لو catalyst بيوطّي التل لسبعين kilojoule
وتاني لخمسين مين أسرع وقّفوا وفكّروا
اللي بخمسين activation energy أقل يعني
molecules أكتر بتعدّي فأسرع
الخلاصة الـ catalyst بيوطّي الـ activation
energy والـ net energy released ثابتة
طب الـ transition element بيوطّي التل ده
إزاي أصلا
المعدن مش بيخلص ولا بيتكتب reactant أمال
بيعمل إيه بالظبط
فاكرين التفاعل بيكسر bonds والكسر ده محتاج
طاقة ومنها الـ activation energy أصلا
الكتاب بيقول السر في electrons الـ four s
والـ three d بتوع المعدن
الـ electrons دي بتعمل bonds بين الـ
surface atoms والـ molecules اللي بتتفاعل
فالـ molecules بتتلم على الـ surface والـ
concentration بتاعتها هناك بيزيد
والـ bonds جوه الـ molecules بتضعف فكسرها
أسهل
فالـ activation energy بتقل والتفاعل بيمشي
أسرع
حتة iron كبيرة ولا نفس الوزن powder ناعم
أنهي أسرع وقّفوا وفكّروا
الـ powder فيه surface atoms أكتر بكتير
بتمسك molecules أكتر
الخلاصة الـ four s والـ three d بيعملوا
bonds مع الـ molecules فالـ activation
energy بتقل
طب مين الـ catalysts دي بالاسم والكتاب
بيستخدمها في إيه
نلم تاني الـ unpaired electrons بنعدها على
الـ ion نفسه
والـ catalyst بيوطّي الـ activation energy
بالـ bonds اللي بتتعمل على الـ surface
بتاعه
هو فيه catalyst واحد لكل التفاعلات ولا لكل
تفاعل معدنه
أول مثال الـ nickel وبيبقى finely divided
في الـ hydrogenation بتاع الزيوت
والـ hydrogenation يعني نضيف hydrogen
للزيت
و finely divided يعني powder ناعم زي ما
توقعنا
فاكرين الـ Haber-Bosch method الـ ammonia
من الـ nitrogen والـ hydrogen سوا
والـ catalyst هنا iron وهو divided زي الـ
nickel برضه
الـ equation nitrogen واحد مع تلاتة
hydrogen بيدّوا اتنين ammonia في الآخر
فاكرين فوق السهم بنكتب الـ catalyst والـ
conditions هنا الـ iron وخمسمية درجة
وميتين atmosphere ضغط
شيلنا الـ iron وسيبنا الحرارة والضغط زي ما
هما الـ ammonia هتتكوّن وقّفوا وفكّروا
أيوه بس أبطأ بكتير عشان الـ activation
energy أعلى
الخلاصة الـ nickel للـ hydrogenation والـ
iron للـ Haber-Bosch بالـ conditions دي
طب والـ sulphuric acid بيتحضّر بـ catalyst
مين
في الـ contact method الـ catalyst مش معدن
ده الـ vanadium pentoxide بنفسه
وزي ما قلنا اللي فوق السهم مش من الـ
reactants
والـ contact method ده لتحضير الـ
sulphuric acid بالظبط
الخطوة الأولى اتنين sulphur dioxide مع
oxygen بيدّوا اتنين sulphur trioxide هنا
وفوق السهم الـ vanadium pentoxide وأربعمية
وخمسين درجة
وبعدين الـ sulphur trioxide مع المية
بيدّوا الـ sulphuric acid نفسه
ومعاهم الـ manganese dioxide اللي بيعمل
decomposition للـ hydrogen peroxide من
الأول
أوعوا تبدّلوهم الـ iron للـ ammonia والـ
vanadium pentoxide للـ sulphuric acid مش
العكس
في الـ Fischer-Tropsch method الـ iron
بيطلع سليم reactant ولا فوق السهم وقّفوا
وفكّروا
فوق السهم هو catalyst بيسرّع ومش بيخلص
الخلاصة الـ vanadium pentoxide للـ contact
method بأربعمية وخمسين درجة فوق السهم
يلا نلم الحلقة كلها في سلسلة واحدة
فيه unpaired electrons يبقى paramagnetic
وكلها paired يبقى diamagnetic وبتتزق
والـ magnetic moment بيزيد مع عدد الـ
unpaired electrons بس
ومن الـ compound الـ oxidation state بعدين
الـ ion ونعد الـ unpaired electrons اللي
فيه
والـ four s والـ three d بيعملوا bonds مع
الـ molecules فالـ activation energy بتقل
الـ nickel للـ hydrogenation والـ iron للـ
Haber-Bosch دول أول مثالين
والـ vanadium pentoxide للـ contact method
في الآخر
فإجابة سؤالنا بتتشد للـ magnet عشان الـ
unpaired electrons اللي فيها
وهي ideal catalysts الـ four s والـ three
d بيقللوا الـ activation energy هنا
سؤال ليه الـ manganese sulphate مادة
paramagnetic وقّفوا وفكّروا
الـ manganese اتنين موجب خمسة unpaired
electrons في الـ three d فبتتشد
تاني سؤال ليه الـ transition elements
بتعتبر ideal catalysts وقّفوا وفكّروا
عشان الـ four s والـ three d بيعملوا bonds
مع الـ molecules اللي بتتفاعل
آخر سؤال الـ catalyst بتاع الـ
hydrogenation وبتاع الـ contact method
وقّفوا وفكّروا
الأول الـ nickel وبيبقى finely divided
والتاني الـ vanadium pentoxide بتاعنا
الحلقة الجاية الـ iron ores والـ
extraction بتاع الـ iron منها

Chapter: Transition Elements
Watch: https://yaani.ai/ar/tube/watch/chem-s3-en.video-episode-te-magnetism-catalysis
