نام کاتیون

نماد شیمیائی کاتیون

نام آنیون

نماد شیمیائی آنیون

هیدروژن

H+

هیدرید

H-

لیتیم

Li+

فلوئورید

F-

سدیم

Na+

کلرید

Cl-

پتاسیم

K+

برمید

Br-

روبیدیم

Rb+

یدید

I-

سزیم

Cs+

هیپو کلریت

ClO-

آمونیوم

NH4+

کلریت

ClO2-

مس ( I )

Cu+

کلرات

ClO3-

نقره

Ag+

پرکلرات

ClO4-

جیوه ( I )

Hg22+

پربرومات

BrO4-

منیزیم

Mg2+

یدات

IO3-

کلسیم

Ca2+

هیدروکسید

OH-

استرانسیم

Sr2+

سیانید

CN-

باریم

Ba2+

هیدروژن سولفید

HS-

تیتانیم ( II )

Ti2+

هیدروژن کربنات

HCO3-

کروم ( II )

Cr2+

نیتریت

NO2-

منگنز ( II )

Mn2+

نیترات

NO3-

آهن ( II )

Fe2+

دی هیدروژن فسفات

H2PO4-

کبالت ( II )

Co2+

دی هیدروژن فسفیت

H2PO3-

نیکل ( II )

Ni2+

دی هیدروژن هیپو فسفیت

H2PO2-

مس ( II )

Cu2+

هیدروژن سولفات

HSO4-

روی

Zn2+

پرمنگنات

MnO4-

قلع ( II )

Sn2+

فرمات

HCOO-

سرب ( II )

Pb2+

استات

CH3COO-

کادمیم

Cd2+

بنزوآت

C6H5COO-

جیوه ( II )

Hg2+

متوکسی

CH3O-

اسکاندیم

Sc3+

اتوکسی

C2H5O-

وانادیم

V3+

آزید

N3-

کروم ( III )

Cr3+

اکسید

O2-

منگنز ( III )

Mn3+

سولفید

S2-

آهن ( III )

Fe3+

پراکسید

O22-

کبالت ( III )

Co3+

کربنات

CO32-

آلومینیم

Al3+

هیدروژن فسفات

HPO42-

گالیم

Ga3+

هیدروژن فسفیت

HPO32-

بیسموت

Bi3+

سولفیت

SO32-

قلع ( IV )

Sn4+

سولفات

SO42-

سرب ( IV )

Pb4+

منگنات

MnO42-

 

 

اگزالات ( اکسالات )

C2O42-

 

 

کرومات

CrO42-

 

 

دی کرومات

Cr2O72-

 

 

نیترید

N3-

 

 

فسفید

P3-

 

 

آرسنید

As3-

 

 

فسفات

PO43-

 

 

آرسنات

AsO43



تاريخ : سه شنبه بیست و سوم آبان 1391 | 17:18 | نویسنده : عبدلی |
ا تشکر از شماکه با سعه صدر به پرسشها پاسخ میدهید.چند سوال ار شیمی دبیرستان دارم محبت فرمایید با توضیح کامل پاسخ دهید...
1- amu چیست ؟
2- جرم پروتون ، الكترون ، نوترون و كربن 12 چند amuj ؟
3- رابطه جرمی یك اتم با عدد جرمی و عدد اتمی در چیست ؟
4- طیف بین چیست و كار آن را شرح دهید ؟
5- تصویری از یك طیف بین ؟
با تشكر از لطف شما .
پاسخ : به نام خدا و با سلام

1- همانطور که طول را با واحد متر یا جرم را با واحد کیلوگرم اندازه گیری و بیان می کنند، جرم اتم ها را نیز با واحد amu بیان می کنند . می دانید كه برای اندازه گیری جرم یك اتم، وسایل معمول اندازه گیری مانند ترازو مناسب نیست. از آنجا كه واحد اندازه گیری با كمیت مورد اندازه گیری باید سنخیت داشته باشد، برای اندازه گیری جرم اتم ها، جرم یك اتم را مبنا قرار داده و جرم اتم های دیگر را بر حسب این مبنا می سنجند. این مبنا كربن با جرم عددی 12 می باشد. دانشمندان جرم این اتم را دقیقا" برابر 12amu در نظر گرفتند. از اینرو 1amu برابر 12/1 جرم كربن- 12 می باشد و به آن واحد یكای اندازه گیری جرم اتم می گویند.
حال برای راحتی کار و برای اینکه بتوان از ترازو و واحد گرم استفاده کرد، جرم یک مول یعنی به تعداد عدد آووگادرو از هر اتم یا مولکول را در نظر می گیرند و واحد amu به گرم تبدیل می شود. به عنوان مثال جرم یک عدد اتم هیدروژن برابر 1 amu است اما جرم یک مول آن برابر 1 گرم می باشد.

H =1mol H = 6.02205x1^23 * 1amu= 1gr H



2- بنابر توضیحات فوق جرم اتم کربن 12 دقیقا" amu 12 است.

جرم پروتون برابر 0072766/1 amu یا بر حسب کیلوگرم برابر or 1.6726 x 10^-27 kg
می باشد.
جرم الکترون برابر 000548597/0 amu یا بر حسب کیلوگرم برابر or 1.1 x 10^-31 kg می باشد.

جرم نوترون برابر 0086654/1 amu یا بر حسب کیلوگرم برابر or 1.6749 x 10-27 kg می باشد.

3- عدد اتمی که برابر تعداد پروتون ها است، عدد جرمی هم برابر مجموع تعداد پروتون ها و نوترون ها می باشد. و چون جرم الکترون بسیار ناچیز است انتظار می رود جرم اتم برابر مجموع جرم پروتون ها و نوترون ها یعنی برابر عدد جرمی باشد اما کمی از آن کمتر است .
جرم کلی یک هسته پایدار باید کمتر از جمع جرم های جداگانه نوترون ها و پروتون های تشکیل ‏دهنده آن ‏باشد. از طریق محاسبه و تجربه معین شده است که اختلافی بین مجموع جرم ‏نکلئونهای هسته و جرم هسته ‏پایدار وجود دارد. این اختلاف جرم معادل انرژیی هست که جهت ‏متلاشی کردن کامل هسته لازم است. این ‏انرژی موسوم به انرژی همبستگی اتم می باشد.‏

4- با سلام خدمت شما کاربر گرامی:

دستگاه طیف بین با چراغ بونزن متفاوت است. البته مخترع هر دو رابرت بونزن شیمیدان آلمانی است. دستگاه طیف بین از اجزای مختلفی تشکیل شده است. 1- منبع و نمونه: در اینجا نمونه باید به نحوی برانگیخته شود.
2- منشور
با استفاده از مشعل چراغ بونزن که خودش طراحی کرده بود، مقداری از مس سولفات را در آن ریخت و آن را برانگیخته کرد. در اثر برانگیخته شدن، این نمک از خود نوری ساطع می کند.
سپس نور را از منشور عبور داد تا به اجزای خود تبدیل شود.

3- ثبت کننده که می تواند یک فیلم عکاسی باشد که مشخص می کند نور ساطع شده از نمونه از چه رنگها و طول موجهایی تشکیل شده است.

هر عنصر نگهای خاصی تولید می کند چون فاصله ی سطوح انرژی در هر عنصر با بقیه متفاوت است.

وقتی عنصری به وسیله ی گرما یا نور مورد تابش قرار می گیرد، ااتم مورد نظر دارای یك سری سطوح انرژی معین و تعدادی الكترون است كه در آن سطوح انرژی جای گرفته‌اند. حال بسته به اینکه انرژی که به اتم داده می شود، معادل تفاوت بین کدام سطوح انرژی اتم مورد نظر باشد، الکترون از لایه پایینی انرژی گرفته و به لایه بالاتر برانگیخته می شود. این حالت برانگیخته برای اتم ناپایدار است، بنابراین اتم با ساطع کردن نوری خاص، به حالت اول خود بازمی گردد. این نور همان نور نشری است که توسط اتم ساطع می شود.
معمولا" اتمها چندین سطح انرژی با فاصله‌های مختلف دارند و می‌توانند چندین نور را جذب یا نشر كنند. در یك زمینه سیاه‌رنگ، در طیف بینی جذبی، نورهایی كه جذب می‌شود را رنگی و بقیه را سیاه زمینه رسم می‌كنند. به این طیف جذبی گویند. یا برعکس نورهایی را که نشر می شود را رنگی نشان می دهد.

همانطور که اثر انگشت مشخصه ی ویژه ی هر انسان است، طیف جذبی یا نشری نیز مشخصه ی منحصر به فرد هر اتم یا عنصر است. زیرا طرز قرار گرفتن سطوح انرژی در هر اتم متمایز از اتمهای دیگر است.

برای تسهیل در امر پاسخ گویی لطفاً سوالات خود را به صورت مجزا بپرسید.



تاريخ : یکشنبه بیست و سوم مهر 1391 | 21:27 | نویسنده : عبدلی |
سوال : سلام میخواستم بدونم در لوله های کاتدی که وقتی گاز هیدروژن و هوا داخل لوله ی کاتدی هست، چه رنگی پدید میشود؟ و چرا رنگ آنها تغییر میابد؟ ممنونم قبل تا شنبه جوابمو بدین...مرسی
پاسخ : به نام خدا و با سلام

اگر گاز درون لوله کاتدی هیدروژن باشد، پس از تخلیه الکتریکی شاهد رنگ صورتی و در صورتیکه هوا باشد صورتی پریده هستیم. اگر نئون درون لوله باشد رنگ قرمز و اگر سدیم باشد رنگ زرد به دست می آید.
وقتی عنصری به وسیله ی گرما، نور یا در لوله کاتدی به وسیله ی جریانی از الکترون های پر انرژِی مورد تابش قرار می گیرد، اتم ها برانگیخته می شوند. درواقع اتم ها دارای یك سری سطوح انرژی معین و تعدادی الكترون است كه در آن سطوح انرژی جای گرفته‌اند. حال بسته به اینکه انرژی که به اتم داده می شود، معادل تفاوت بین کدام سطوح انرژی اتم مورد نظر باشد، الکترون از لایه پایینی انرژی گرفته و به لایه بالاتر برانگیخته می شود. این حالت که حالت برانگیخته نام دارد، برای اتم ناپایدار است، بنابراین اتم با ساطع کردن نوری خاص، به حالت اول خود بازمی گردد. این نور همان نور نشری است که توسط اتم ساطع می شود و چون این تفاوت سطح برای اتم های مختلف، متفاوت است، رنگ های متفاوتی از عناصر مختلف به دست می آید.

به نکاتی در مورد لوله کاتدی توجه نمایید:

در جریان مطالعه بر روی اشعه کاتدی دانشمندان متوجه شدند:

۱- ولتاژ معمولی از گازها عبور نمی کند.
۲- در ولتاژهای بالا چنانچه فاصله دو الکترود زیاد باشد جریان الکتریسیته عبور نمی کند.
۳- در فشار معمولی به ازای هر سانتیمتر فاصله الکترودها به ۳۰۰۰۰ ولت اختلاف پتانسیل نیازمندیم.

در جریان این آزمایش ها دانشمندان مجبور به ساختن لوله هایی از جنس شیشه شدند تا بتوانند فشار داخل آن را کاهش داده و به بررسی های مختلف بپردازند. بعد از ساخت این لوله ها دانشمندان به نتایج زیر دست یافتند:
۱- در فشار 0.1 اتمسفر اگر ولتاژ ۱۰۰۰۰ ولت برقرار شود، گاز درون لوله ملتهب شده و به رنگ های گوناگون پرتو افشانی می نماید. به عنوان مثال نئون رنگ قرمز، هوا رنگ صورتی ملایم، بخار سدیم رنگ زرد و بخار جیوه رنگ آبی مایل به سبز را ایجاد می نماید.

۲- در فشار کمتر از 0.0001 اتمسفر و ولتاژ بالای ۱۰۰۰۰ ولت جداره شیشه ملتهب شده و نور سبز مغز پسته از خود منتشر می نماید.

۳- با کم کردن فشار تا 0.000001 اتمسفر روشنایی از بین رفته و نوعی درخشندگی یا تابش مهتابی در دیواره لوله ایجاد می شود که در حضور صفحات فلوئور به طور کامل قابل مشاهده است.

http://shimidanche.persianblog.ir/post/14

برای دیدن تصاویر زیبا و مطالب تکمیلی به سایت فوق مراجعه نمایید.



تاريخ : یکشنبه بیست و سوم مهر 1391 | 21:25 | نویسنده : عبدلی |
سوال : سلام میخواستم در مورد کاربردهای پرتوی کاتدی بدونم.ازش چه استفاده هایی میشه؟ ممنونم
پاسخ : به نام خدا . با سلام


باریکه الکترونی خارج شونده از تفنگ الکترونی ، در مسیرش به طرف پرده ، از بین دو جفت صفحه‌های فلزی موازی می‌گذرند. اگر به جفت صفحه‌های اول ، ولتاژی اعمال شود، میدان یکنواختی ایجاد می‌شود و الکترونهایی را که از آن می‌گذرند به طرف صفحه‌ای مثبت منحرف می‌کند و لکه روشن روی پرده در امتداد افقی به طرف چپ یا راست منحرف خواهد شد. به همین ترتیب ، اگر ولتاژی به جفت صفحات دوم اعمال شود تا باریکه به طرف صفحه مثبت منحرف می‌گردد و لکه روشن روی پرده در امتداد قائم به طرف بالا یا پایین تغییر مکان می‌دهند.
سپس از روی جا بجایی لکه روشن روی پرده می‌توان در مورد ولتاژ اعمال شده بر صفحات منحرف کننده ، نظر داد. در اینجا چیز مهم و حائز اهمیت این است که به علت جرم اینرسی ناچیز الکترونها ، به هر تغییر ولتاژ روی صفحات خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد. بنابراین لامپ پرتوی کاتدی را می‌توان برای ردیابی فرآیندهایی که در آنها تغییرات بسیار سریع ولتاژ و جریان روی می‌دهند بکار برد. مسائلی از این نوع در مهندسی رادیو که در آنجا جریانها و ولتاژها چندین میلیون بار در ثانیه تغییر می‌کنند بسیار حائز اهمیت است.
● نوسان نگار پرتو کاتدی
با مجهز کردن لامپ پرتو کاتدی با وسایل مناسبی جهت بررسی فرآیندهایی شبیه تغییر سریع ولتاژ و جریان وسیله‌ای ساخته می‌شود که نوسان نگار پرتوی کاتدی نامیده می‌شود. این وسیله نه فقط در مهندسی رادیو بلکه در بعضی شاخه‌های دیگر علم و تکنو لوژی نیز ابزار پژوهشی مهمی است و کار پژوهش در آزمایشگاههای علمی و صنعتی بدون آن دشوار است.
● کاربردهای لامپ پرتوی کاتدی
تلویزیون (البته نه تلویزیون های LCD یا پلاسما) یکی از وسایلی است که مجهز به لامپ پرتوی کاتدی است. می‌توان گفت که لامپ پرتوی کاتدی مهمترین قسمت دستگاههای تلویزیونی است. در دستگاههای تلویزیونی ، لامپهایی که بجای کنترل الکتریکی ، باریکه الکترونی را بطور مغناطیسی کنترل می‌کنند، نیز بطور عمده‌ای بکار می‌روند.
● تلویزیون
با اعمال ولتاژ مناسب به جفت صفحات ، باریکه الکترون تمام صفحه (پرده) را با دسته خطوطی موازی و با سرعتی بالا هاشور می‌زند (روبش خط ۴). اگر روشنایی نقطه لیان ، که با انرژی جنبشی الکترونها معین می‌شود، همواره ثابت بماند، پرده بطور یکنواخت تابان دیده خواهد شد. ولی سیگنالهایی که توسط ایستگاه پخش تلویزیونی انتقال می‌یابند و توسط دستگاه تلویزیون دریافت می‌شوند بسته به روشنایی تصویری که منتقل می‌شود بطور دائم ولتاژ شتاب دهنده الکترونها را افزایش یا کاهش می‌دهند بنابراین ، نقاط روی پرده روشنایی متفاوتی دارند و تصویر انتقال یافته و برای دریافت چشم انسان باز سازی می‌شود. تفنگ الکترونی که برای بدست آوردن پرتوهای کاتدی در کینسکوپ (لامپ تصویر تلویزیون) بکار می‌رود از یک کاتد گرم و یک آند با سوراخ مرکزی که مقابل کاتد قرار دارد و باریکه الکترون را جدا می کند ساخته شده است.

http://www.tebyan.net



تاريخ : یکشنبه بیست و سوم مهر 1391 | 18:47 | نویسنده : عبدلی |

اشعه‌ی کاتدی چیست؟ جریان از این قرار است که در ساختار بلور فلزّات، به ازای هر اتم یک یا چند الکترون آزاد وجود دارد که تقریباً در همه‌ی نمونه‌ی فلزّی که می‌بینیم می‌تواند آزادانه حرکت کند. میزان انرژی لازم برای این که بشود این الکترونها را از فلز خارج کرد کم است و البتّه برای فلزّات مختلف متفاوت است. امّا به طور کلّی اگر شما یک قطعه فلز را داغ کنید، میلیاردها الکترون به راحتی انرژی لازم برای فرار کردن از ساختار بلوری فلز را به دست می‌آورند و از سطح آن جدا می‌شوند. فلزّاتی که انرژی لازم برای جدا کردن الکترون از آنها کمتر است، غالباً برای ساخت کاتد به کار می‌روند و جریانی که با گرم کردن آنها (کاتد گرم) یا انرژی دادن به آنها به روشهای دیگر (کاتد سرد) به دست می‌آید، جریان یا اشعه‌ی کاتدی نام دارد. اگر الآن این نوشته‌ها را روی یک مانیتور CRT می‌خوانید، در پشت صفحه‌ی مانیتور و دقیقاً روبه‌روی شما یک تفنگ الکترونی قرار دارد که الکترونها مورد نیازش را از طریق یک قطعه فلزّ کاتد فراهم می‌کند و بعد از جهت‌دهی آنها را به سمت صفحه می‌فرستد.


http://nak57.blogfa.com

اشعه کاتدی: ذرات الکترونی پر انرژی هستند که از کاتد حرارت دیده ساطع میشوند.
از اشعه های یون زا برای استریل کردن وسائل و بسته های پلاستیکی مثل سرنگ ها و بوات های یکبار مصرف استفاده میشود.

 

شناخت اشعه کاتدی 
طی آزمایشاتی که بر روی الکترولیز توسط فاراده Faraday انجام شد وی دو قانون معروف خود را به شرح زیر در سال ۱۸۳۰ میلادی منتشر نمود: 
۱- در الکترولیز مقدار عنصر آزاد شده متناسب با مقدار جریان الکتریسته است.به عنوان مثال اگر ۱ فاراد یا ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسته را ازمحلول نمک حاوی یون تک ظرفیتی جیوه عبور دهیم، ۱ مول اتم جیوه و اگر از محلول نمک حاوی یون دو ظرفیتی عبور دهیم ۰.۵ مول اتم جیوه ته نشین می شود. پس بسته هایی از الکتریسته وجود دارد که یک بسته از آن ها به سمت فلز تک ظرفیتی و دو بسته به سمت فلز دو ظرفیتی حرکت می کنند. 
۲- هرگاه مقدار یکسان جریان الکتریسیته را از سه ظرف بگذرانیم که حاوی نمک ها با ظرفیت های متفاوت هستند، یعنی در ظرف اول نمک یک ظرفیتی، در ظرف دوم نمک دو ظرفیتی و در ظرف سوم نمک سه ظرفیتی داشته باشیم. رسوبهای فلز حاصل از عبور جریان الکتریسیته از ظروف متناسب با جرم اتمی فلز تقسیم بر ظرفیت عناصر آن می باشد. 
نتیجه: هر اتم مقداری ثابت بار می گیرد. اتم یک ظرفیتی یک بسته، اتم دو ظرفیتی دو بسته و اتم سه ظرفیتی سه بسته بار می تواند حمل نماید.و هرگز جزء کسری از بار الکتریکی مانند ۱.۲۳ را به خود نمی گیرند. این بسته برای تمام اتمها یکسان است، یعنی الکتریسته از بسته ها یا ذرات کوچکی تشکیل شده اند. که آنها را الکترون می گوییم.


بعد از آزمایش الکترولیز بر روی مایعات و جامدات نوبت به الکترولیز گازها رسید که در الکترولیز گازها نتایج زیر به دست آمد: ۱- ولتاژ معمولی از گازها عبور نمی کند. 
۲- در ولتاژهای بالا چنانچه فاصله دو الکترود زیاد باشد جریان الکتریسیته عبور نمی کند. 
۳- در فشار معمولی به ازای هر سانتیمتر فاصله الکترودها به ۳۰۰۰۰ ولت اختلاف پتانسیل نیازمندیم. 


در جریان این آزمایش ها دانشمندان مجبور به ساختن لوله هایی از جنس شیشه شدند تا بتوانند فشار داخل آن را کاهش داده و به بررسی هایمختلف بپردازند. بعد از ساخت این لوله ها دانشمندان به نتایج زیر دست یافتند: 
۱- در فشار 0.1 اتمسفر اگر ولتاژ ۱۰۰۰۰ ولت برقرار شود، گاز درون لوله ملتهب شده و به رنگ های گوناگون پرتو افشانی می نماید. به عنوان مثال نئون رنگ قرمز، هوا رنگ صورتی ملایم، بخار سدیم رنگ زرد و بخار جیوه رنگ آبی مایل به سبز را ایجاد می نماید. 



 

۲- در فشار کمتر از  0.0001 اتمسفر و ولتاژ بالای ۱۰۰۰۰ ولت جداره شیشه ملتهب شده و نور سبز مغز پسته از خود منتشر می نماید. 



۳- با کم کردن فشار تا 0.000001 اتمسفر روشنایی از بین رفته و نوعی درخشندگی یا تابش مهتابی در دیواره لوله ایجاد می شود که در حضور صفحات فلوئور به طور کامل قابل مشاهده است. 

این اشعه که توسط ویلیام کروکس William Crookes کشف گردید به اشعه کاتدی معروف شد. اشعه کاتدی نیز به نوبه خود مورد مطالعه قرارگرفته و ویژگی های یکی پس از دیگری کشف گردید. به آزمایش های زیر و نتایج به دست آمده از آنها توجه کنید: 
۱- برای اینکه ماهیت این اشعه هرچه بیشتر برای ما روشن گردد یک مانع بین دو الکترود در لوله قرار می دهیم. 
همانطور که مشاهده می شود ، در سمت آند سایه ای تشکیل می شود و این بدان معناست که اشعه از کاتد خارج شده و به سمت آند حرکت می کند. همچنین می توان نتیجه گرفت که این اشعه به خط مستقیم سیر می کند.

 



۲- جابجایی کاتد در لوله تأثیری در جهت اشعه نداشته و اشعه به خط مستقیم سیر می نماید.


 

 
به محل قرار گرفتن آند توجه کنید.

۳- جنس کاتد را تغییر می دهیم ولی در اشعه هیچ تغییری مشاهداه نمی شود. بنابراین ماهیت اشعه به جنس کاتد بستگی ندارد و تمام فلزات توان تولید این اشعه را دارند. 
۴- جنس گاز داخل لوله را تغییر می دهیم ولی باز در ماهیت اشعه تغییری مشاهده نمی شود. بنابراین ماهیت اشعه به جنس گاز داخل لوله بستگی ندارد. 
۵- یک فرفره پره دار را در مسیر اشعه قرار می دهیم. 
مشاهده می شود که مدتی پس از شروع به کار دستگاه فرفره شروع به حرکت می نماید. این مطلب نشان دهنده آن است که اشعه کاتدی حامل ذراتی است که دارای انرژی هستند. این ذرات پس از برخورد با پره های فرفره انرژی خود را به پره ها می دهند به همین دلیل پره ها گرم شده و باعث گرم شدن گاز اطراف خود می شوند. گاز گرم شده درون لوله توسط جریان همرفتی به حرکت درآمده و باعث چرخش فرفره می گردد.

 


۶- یک میدان الکتریکی قوی را از خارج لوله بر اشعه اثر می دهیم.

همانطور که مشاهده می شود، اشعه در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت منحرف می شود. یعنی اینکه دارای بار منفی است.

۷- از خارج از لوله یک میدان مغناطیسی را بر اشعه اثر می دهیم.

اشعه در راستای عمود بر میدان در جهتی منحرف می شود که از بار ذرات دارای بار منفی انتظار می رود. بنابراین اشعه از جنس ذرات باردارمی باشد.

بنابراین با توجه به آزمایشات فوق داریم:

۱- اشعه کاتدی از ذراتی که دارای بار منفی هستند تشکیل شده است. این ذرات را در سال ۱۸۷۴ الکترین نامیدند که در سال ۱۸۹۱ بعد از آزمایشات فوق این نام به الکترون تغییریافت. 
۲- این اشعه به نوع فلز کاتد یا گاز داخل لوله بشتگی نداردُ بنابراین تمام مواد دارای الکترون هستند. 
بعدها از اشعه کاتدی در ساخت تلویزیون ها و مانیتورها استفاده شد، ساخت این تجهیزات شاید بدون اشعه کاتدی میسر نمی شد. به صفحه نمایش مانیتورها و تلویزیون هایی با استفاده از اشعه کاتدی تصویر را ایجاد می نمایند بطور اختصاری CRT گفته می شود که مخفف Cathode Ray Tube می باشد. در شکل نحوه عملکرد این نمایشگرها را می بینید.

با توجه به اینکه آزمایشات فوق نشان دهنده وجود ذره ای کوچکتر از اتم با بار منفی هستند، بنابراین نظریه اتمی دالتون به چالش بزرگی کشانده شده است، اما در علم برای اثبات وجود یک ذره باید مختصات آن ذره یعنی جرم و مقدار بار آن تعیین گردد.



تاريخ : دوشنبه هفدهم مهر 1391 | 21:16 | نویسنده : عبدلی |

ه گزارش جهان به نقل از ايسنا، زنجيره اي از شش واپاشي آلفا متوالي در آزمايشات صورت گرفته در مركز پرتو راديو ايزوتوپ RIKEN‌ در نزديكي توكيو منجر به شناسايي قطعي عنصر سنگين 113 جدول تناوبي شده است.

عناصر فوق سنگين در طبيعت ايجاد نمي‌شوند و توليد آنها تنها از طريق آزمايشات مربوط به رآكتورهاي هسته‌اي يا شتاب دهنده ذرات از طرق فرايند همجوشي هسته اي يا جذب نوترون صورت مي گيرد.

در آزمايشات صورت گرفته در ماه آگوست (مرداد) در شتاب دهنده خطي RIKEN‌، يك يون بسيار سنگين بدنبال زنجيره‌اي از شش واپاشي متوالي آلفا ايجاد شد كه بعنوان محصولات ايزوتوپ عنصر 113 شناسايي شده‌اند.

«كايسوكه موريتا» سرپرست تيم تحقيقاتي اين مركز تأكيد مي كند: بيش از 9 سال براي بررسي و شناسايي داده‌هاي قطعي عنصر 113 زمان صرف كرديم و اكنون با كشف شش مرحله زنجيره واپاشي آلفا، حق نامگذاري اين عنصر به ما تعلق مي گيرد.



تاريخ : جمعه هفتم مهر 1391 | 23:38 | نویسنده : عبدلی |


طرح درس :

ایجاد یک طیف ساده با تجزیه ی نور

 

وسایل و مواد لازم :

      جعبه پرتو (جعبه ای حاوی پرتوهای نور)

      عدسی های استوانه ای +7D    

      صفحه ی تک شکافی

      صفحه ی چند شکافی

      منبع ولتاژ متغیر

      منشور 60 درجه

      چند قطعه فیلتر رنگی

 

مشاهده ی یک طیف ساده

 

انجام آزمایش:

     باریکه ی نور را مستقیم به سمت منشور بگیرید و پدیدار شدن طیف را به دقت مشاهده کنید. منشور را بچرخانید و اثر پدیدار شدن نور را مشاهده کنید.

 

مشاهده ی یک طیف ساده

    

 با استفاده از یک لامپ و صفحه ی چند شکافی یک پروانه بسازید و پرتو وارد بر این پروانه را به سمت عدسی استوانه ای +7D  هدایت کنید تا جایی که پرتوهای پدیدار شده در نقطه ی تصویر، 40 تا 50cm پس از آن دیده شوند. منشور را درست آن سوی عدسی قرار دهید و اثر این تعویض را ببینید. اگر تکه ی کوچکی کاغذ یا مقوا را به صورت عمودی در مسیر پرتو نور بگیرید، طیف به صورت واضح دیده خواهد شد.

     سعی کنید تکه های کوچکی از فیلترهای رنگی در مسیر عبور نور و قبل از خوردن نور به منشور قرار دهید و نتیجه را ببینید.

 

نکته های تدریس:

1.     این آزمایش بسیار ساده است و به هیچ وسیله ی پیچیده ی اپتیکی نیاز ندارد.

2.     اگر پرده در همان فاصله ی اپتیکی از عدسی قرار گیرد که قبل از گذاشتن منشور ، تصویر در آن نقطه تشکیل شده بود، طیف دیده شده، واضح ترین حالت را خواهد داشت و منشور، کم ترین انحراف و خطا را خواهد داشت. با این وجود، چرخاندن منشور به حالت انحراف بیش تر، طیف پهن تری را حاصل خواهد کرد.

 

مشاهده ی یک طیف ساده

 

3.     می توانید از منشورهایی با اشکال دیگر هم استفاده کنید و عبور نور از میان آن ها را با هم مقایسه کنید. نگاه کردن در امتداد پرتو نسبت به منبع نور، نشان خواهد داد که پرتو، مستقیم و صاف به نظر می رسد.

 

4.     با استفاده از فیلتر رنگی نزدیک جعبه ی نور، پرتو پدیدار شده نیز رنگی خواهد بود و هم چنان که منشور می چرخد، رنگ ها شفاف تر و واضح تر خواهند شد.

 

مشاهده ی یک طیف ساده

 


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: خدیجه آلچالانلو

تنظیم: نوربخش



تاريخ : جمعه هفتم مهر 1391 | 11:28 | نویسنده : عبدلی |

انرژی

قسمت اول

در محیط اطراف ما چیزهایی در حال حركت و جابجایی هستند. موادی تغییر می كنند و خاصیت آنها عوض می شود .

 

 

 

در تمام این پدیده ها، عامل مشتركی وجود دارد.

 .:: انرژی ::.

انرژی را توانایی انجام كار گویند.

انرژی عاملی است كه باعث حركت یا تغییراتی در مواد می شود.

یكای اندازه گیری انرژی به افتخار دانشمند به نام جیمز ژول ، ژول نامیده شده است.

 

دسته بندی انرژی به دو صورت انجام می گیرد.

 الف: بر اساس صورت های انرژی

ب : بر اساس انواع انرژی 

الف: صورت های انرژی

 

١) انرژی شیمیایی: صورتی از انرژی است كه در مولكول های بعضی از مواد ذخیره شده است. انرژی موجود در مواد غذایی، انرژی سوخت هایی چون نفت و بنزین و ...

 

انرژی

این صورت انرژی را نمی توان از روی ظاهر آن تشخیص داد و برای آزاد كردن این انرژی ، یك تغییر شیمیایی لازم است.

در هر گرم از غذایی كه ما می خوریم و یا سوختی كه در ماشین می ریزیم، مقداری انرژی شیمیایی ذخیره شده است.

این انرژی را با واحد كیلوژول بر گرم بیان می كنند. به طور مثال انرژی شیمیایی نفت ٩/٤٧ كیلوژول بر گرم است یعنی در هر گرم نفت مقدار ٩/٤٧ كیلوژول (٤٧٩٠٠ ژول) انرژی شیمیایی ذخیره شده است.

یكی از مشكلات بسیار مهم استفاده از سوخت ها، آلوده كردن هوا به علت تولید گازهای كربن دی اكسید و گوگرد دی اكسید است.

 

٢) انرژی گرمایی : صورتی از انرژی است كه به جنبش مولكول ها بستگی داد.

هرچه تعداد مولكول های یك جسم بیشتر و جنبش مولكول های آن بیشتر باشد. انرژی گرمایی آن بیشتر است.

از این انرژی در پختن غذا، گرم كردن خانه و ... استفاده می شود.

انرژی

 

٣) انرژی نورانی: صورتی از انرژی است كه از جایی به جای دیگر منتقل می شود.

 

انرژی

 

٤) انرژی الكتریكی: یكی از صورتهای انرژی است كه در زندگی روزمره بیشترین استفاده را دارد.

زیرا این انرژی به راحتی منتقل شده و به آسانی به صورتهای دیگر انرژی تبدیل می شود.

انرژی الكتریكی را می توان از طرق باد، آبهای جاری و سوزاندن سوختها به دست آورد.

 

٥) انرژی صوتی: این صورت انرژی باعث حركت مولكول های هوا شده و به آسانی از یك نقطه به نقطه دیگر منتقل می شود.

 

٦) انرژی مكانیكی: تمام اجسام در حال حركت دارای انرژی مكانیكی هستند.

 

 

 

 

٧) انرژی هسته ای (اتمی): در هسته بعضی از اتم های سنگین مانند اتم اورانیوم و توریم انرژی قابل ملاحظه ای ذخیره شده است.

این انرژی مانند انرژی شیمیایی از روی ظاهر آن قابل تشخیص نیست و برای آزاد كردن آن یك واكنش هسته ای لازم است.

اگر هسته اتم های سنگین شكافته شود مقدار قابل ملاحظه ای انرژی بخصوص گرما تولید می كند. از این انرژی برای به كار انداختن توربین های بخار برای تولید برق استفاده می شود.

شما در سال های آینده با این انرژی و راههای آزاد كردن انرژی هسته ای به طور كامل آشنا خواهید شد.

 


پایگاه المپیاد علوم

مرکز یادگیری سایت تبیان - تجمیع و تنظیم: نوربخش



تاريخ : جمعه هفتم مهر 1391 | 11:11 | نویسنده : عبدلی |

طبقه بندی مولکول ها و مواد

طبقه بندی مولکول ها و مواد

 اهداف درس:

 

١-   آشنایی با طبقه بندی مولکول ها
٢-   آشنایی با شکل فضایی مولکول های مختلف
٣-   آشنایی با طبقه بندی مواد
٤-   آشنایی با شکل ظاهری مواد

طرح درس

در این درس طبقه بندی کلی برای مولکول ها و مواد ارائه می شود؛ شایان ذکر است که این طرح درس برای دانش آموزان دوره دبیرستان در نظر گرفته شده است.

 

طبقه بندی مولکول ها:

به طور کلی مولکول ها را به دو دسته اصلی قطبی و غیر قطبی تقسیم بندی می شوند که هر یک از گروه های مولکولی اشکال فضایی متفاوتی دارند.

مولکول های قطبی، به دو دسته قطبی و یونی تقسیم می شوند.

 

مولکول های قطبی – قطبی بر چهار گروه زیر طبقه بندی شده اند.

 

طبقه بندی مولکول ها و مواد
  •    طبقه بندی مولکول ها و مواد مانند HCL
  •  UY٢ مانند H٢S که این گروه به دلیل داشتن جفت غیر پیوندی ساختار فضایی خمیده دارند.
  • UY٣ مانند NF٣ که این گروه نیز دارای جفت غیر پیوندی هستند و دارای ٤ اتم می باشند. لذا ساختار فضایی آن ها، به صورت هرمی می باشد.

 

  • UY٤ که خود به دو گروه مجزا تقسیم بندی شده است.

 مولکول هایی با فرمول شیمیایی Y'Y٣ مانند CHCL٣ و Y'2Y2   مانند  CH٢Cl٢ . شکل این گروه از مولکول ها چهار وجهی نامنتظم می باشد.

 

شایان ذکر است که نیروی بین اتم های این مولکول ها، یا از نوع وان در والسی (دو قطبی – دو قطبی) می باشد و یا از نوع پیوند هیدروژنی. پیوند هیدروژنی در الکل ها، آمین ها و کربوکسیل اسیدها موجود می باشد.

 

گروه دوم مولکول های قطبی، مولکول های یونی – قطبی می باشند که مولکول های بازها و نمک ها در این گروه قرار می گیرند. که بازها و نمک ها شامل هم کاتیون و هم آنیون می باشند.

 

مولکول های غیر قطبی نیز در چهار گروه مختلف طبقه بندی شده اند:

 

  • دسته ای از این مولکول ها دو اتمی هستند نظیر F٢  و H٢
  • دسته ای از آن ها فرمول شیمیایی مشابه UY٢ دارند مانند CO٢ که در این گروه از مولکول های غیر قطبی، جفت ناپیوندی وجود ندارد، بنابراین شکل فضایی این مولکول ها خطی می باشد.
  • دسته ی دیگر مولکول های غیر قطبی دارای نماد شیمیایی مشابه UY٣ هستند مانند BCL٣ و SO٣ که این گروه نیز به دلیل اینکه جفت ناپیوندی ندارند، غیر قطبی می باشند و شکل فضایی این گروه به صورت مثلث مسطح می باشد.
  • دسته آخر مولکول های غیر قطبی دارای فرمول شیمیایی UY٤ می باشند مانند CH٤ که به دلیل نداشتن جفت ناپیوندی شکل آن ها به صورت چهار وجهی منتظم می باشد.

 

جالب است بدانیم که مولکول های قطبی – قطبی و قطبی – یونی در آب حل می شوند و مولکول های غیر قطبی در آب حل نمی شوند؛ این گروه از مولکول ها تنها در محلول های غیر قطبی قابل حل می باشند.

 

طبقه بندی مواد:

 

مواد نیز به دو گروه اصلی خالص و ناخالص تقسیم بندی می شوند که هر گروه به تنهایی به گروه های کوچکتر تقسیم می شود.

 

مواد خالص به دو زیر گروه طبقه بندی شده اند.

 

  •  عنصرها که این مواد از فقط از یک گونه اتم تشکیل شده اند مانند  Na ، O٢ ، P و ...

 ترکیب ها که از بیش از یک گونه از اتم ها تشکیل شده اند مانند CO٢ ،  H٢C٢ ،  C٢H٥OH مواد ناخالص نیز به دو دسته همگن و ناهمگن طبقه بندی شده اند. مواد ناخالص همگن در چهار گروه زیر طبقه بندی می شود.

  • گاز – گاز  مانند هوا
  • مایع – مایع  مانند سرکه
  • جامد – مایع  مانند آب قند
  • جامد – جامد  مانند سکه و زیور آلات

شایان ذکر است که محلول ها نیز جزء مواد ناخالص همگن به شمار می روند.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان

تنظیم: نوربخش



تاريخ : جمعه هفتم مهر 1391 | 11:6 | نویسنده : عبدلی |

هیدرولیز آب  

 

هیدرولیز آب
 

وقتی مواد شیمیایی معینی با هم واکنش دهند، ممکن است الکتریسیته " به وجود آید" . از الکتریسیته ای که به روش شیمیایی به  دست می آید، برای به راه انداختن انواع ماشین آلات از چراغ قوه گرفته تا ساعت یا یک ماشین  استفاده  می شود.

هیدرولیز آب

 بله! ماشین هایی هم وجود دارند که می توانند با الکتریسته روشن شوند! وسایل و قطعاتی که الکتریسته را در خود ذخیره می کنند، " باتری" نامیده می شوند.

هیدرولیز آب

 

الکتریسته به وجود آمده در باتری ها می تواند برای تولید تغییرات شیمیایی هم به کار رود.

 

همه می دانید که آب، ماده شیمیایی ساده ای است که از دو گاز تشکیل شده است : هیدروژن و اکسیژن. هر مولکول آب، دو اتم هیدروژن در مقابل یک اتم اکسیژن دارد و فرمول شیمیایی آن، H٢O است.

 
هیدرولیز آب
 
اگر یک جریان الکتریکی بین دو الکترود موجود (قطب های مثبت و منفی یک باتری) در یک محیط پر از آب عبور کند، آب به دو قسمت جدا می شود:
هیدرولیز آب
 

اکسیژن و هیدروژن! این فرایند، الکترولیز نامیده می شود (برای دانستن تفاوت بین الکترولیز و هیدرولیز به قسمت پرسش و پاسخ و این آدرس مراجعه کنید) و در صنعت به روش های گوناگونی انجام می گیرد؛ نظیر ساختن فلزاتی چون آلومینیوم. اگر یکی از الکترودها فلز باشد، با هر فلز دیگر موجود درمحلول، روکش یا اندود خواهد شد. این روشی است که می توان فهمید جگونه اجسام، نقره اندود می شوند.

 

سعی کنید این کار را انجام دهید!

شما می توانید با این آزمایش ساده، آب را به اجزای تشکیل دهنده آن تجزیه کنید.

 

وسایلی که لازم دارید:

هیدرولیز آب

 

یک باتری ٩ ولتی

دو مداد (که پاک کن و قسمت فلزی نداشته باشد)

نمک

مقوای نازک

سیم الکتریکی

لیوان کوچک

آب

 

چه کاری انجام دهیم؟

 

١)  دو انتهای هر دو مداد را تیز کنید.

٢)  مقوا را به انداره ای متناسب با دهانه لیوان ببرید.

٣)  دو مداد را به فاصله تقریبا ٢/5سانتی متری از هم در مقوا فرو کنید.

٤)  حدود یک قاشق چایخوری نمک در داخل آب گرم بریزید و بگذارید کمی در این حالت بماند.

٥)  با استفاده از یک تکه سیم الکتریکی، یک انتها را به قسمت مثبت باتری وصل کنید و انتهای دیگر را به گرافیت سیاه (موجود در نوک مداد). همین کار را برای اتصال قسمت منفی باتری به نوک مداد دوم تکرار کنید.

٦)  دو انتهای دیگر مداد ها را داخل آب نمک قرار دهید.

 

نتیجه:

وقتی الکتریسیته ناشی از باتری از بین دو الکترود (مدادها) عبور می کند، آب به عناصر تشکیل دهنده اش تجزیه می شود که به صورت حباب های بسیار ریزی در اطراف نوک هر مداد جمع می شوند.


تبیان



تاريخ : جمعه هفتم مهر 1391 | 10:57 | نویسنده : عبدلی |

آلدئیدها در طبیعت رخ می دهد و اغلب برای طعم و بوی حیوانات و گیاهان است. آلدئیدها بسیار واکنش پذیر است، و پیدا کردن استفاده های بسیاری در صنعت در تهیه حلال ها، رنگ ها، رزین ها و دیگر ترکیبات. آلدئیدها، آروماتیک از قبیل benzaldehyde و وانیلین، در رنگ ها و به عنوان عطر و طعم دهنده غذا استفاده می شود.


فرمالدهید (متانال) بی اغراق معمولترین آلدهید مصرفی در ساخت رزین های فنولی است. این ماده معمولاً به شکل یک محلول آبی موسوم به فرمالین که حاوی 37% وزنی فرمالدهید است مصرف می شود. از 5/0 تا 10% متانول برای پایدارسازی محلول و تاخیر در تشکیل بسپار استفاده می شود. وقتی از فرمالین بالافاصه پس از ساخت استفاده شد و تنها مقادیر کمی متانول به آن اضافه می شود، لذا فرمالین از واکنش پذیری بالاتری برخوردار است. وقتی زمان انبارمانی طولانی باشد فرمالین مصرفی از مقدار بیشتری متانول برخوردار است اما افزایش پایداری با کاهش واکنش پذیری همراه است.

از فورفورال هم گاهی در تولید رزینهایی با خواص جریان خوب برای مصرف در پودرهای قالبگیری استفاده می شود



s    آلدهيد

 


تصویر

پروپانال و پروپنال ، دو آلدئید

 

ریشه لغوی

کلمه آلدئید (Aldehyde) از دو واژه الکل (Alcohal) و هیدروژن‌گیری (dehydrogenation) گرفته شده است. هرگاه از الکل نوع اول هیدروژن‌گیری شود، در آن صورت ، ماده ای تولید می‌گردد که آلدئید نامیده می‌شود.

نامگذاری آلدئیدها

در نامگذاری قدیمی ، نام آلدئید از نام اسید آلی مربوطه آن گرفته می‌شد. مثلا آلدئید فرمیک از اسید فرمیک ، آلدئید استیک را از اسید استیک و آلدئید پروپیونیک از اسید پروپیونیک بوجود آمده است. در نامگذاری جدیدی برای نامگذاری آلدئیدها ، ابتدا طولانی‌ترین زنجیر حاوی عامل آلدئیدی را انتخاب می‌شود و سپس شماره گذاری اتمهای کربن از جهتی که گروه آلدئیدی قرار گرفته است، انجام می‌گیرد. برای نامگذاری ، ابتدا شماره و نام شاخه‌های فرعی را نوشته ، در پایان ، اسم هیدروكربن را بطور کامل ذکر و پسوند آل (al) بر آخر آن افزوده می‌شود.

تهیه آلدئیدها از اکسید گردن الکلهای نوع اول

. با استفاده از برخی اکسید کننده‌های ملایم مثل دی‌اکسیدمنگنز ، واکنشگر CrO3/H+/CH3COCH3) Jones) یا واکنشگر CrO3/HCl/Pyridine) Sarett) یا واکنشگر (CrO3/2pyridine/CH2Cl2) و کرومیل کلرید Cr2Cl2 ، الکل های نوع اول و دوم بصورت محدود اکسید می‌شوند.

الکل های نوع اول به آلدئید و نوع دوم به کتون هم کربن خود تبدیل می‌گردند.

تهیه آلدئیدها و کتونها با استفاده از ترکیبات آلی فلزی

گاهی اوقات از ترکیبات آلی فلزی برای سنتز آلدئیدها و کتونها استفاده می‌شود. در سالهای اخیر ، برای سنتز ترکیبات کربونیل‌دار از R2Cd یا RZnX یا R2Zn استفاده زیاد شده است. قدرت هسته خواهی ملایم و محدود این واکنشگرها این امکان را فراهم می‌کند که از کلرواسیدها ، کتونهای مربوطه سنتز شود.

تهیه آلدئیدها از اورگانومنیزین‌ها

از فعل و انفعال اورگانومنیزین‌ها با نیتریل‌ها و آمیدها نیز می‌توان آلدئید و کتون تهیه نمود. البته برای تهیه آلدئید باید آمید به شکل فرم آمید باشد.

سنتز آلدئیدها از واکنش آلکوکسی هیدریدلیتیم آلومینیوم با آمیدها و کلرواسیدها

احیای کلرواسیدها و آمیدها به کمک هیدریدیهای مناسب از قبیل تری‌آلکوکسی هیدرید لیتیم آلومینیوم به تشکیل آلدئید مربوطه منجر می‌گردد. توجه به این نکته ضرورت دارد که احیای کلرواسیدها بوسیله تری‌ترسیو بوتوکسی لیتیم آلومینیوم در دمای پایین در حدود 78- درجه سانتی‌گراد و در حلالهای مناسب مانند دی‌گلایم      در نامگذاری قدیمی ، نام آلدئید از نام اسید آلی مربوطه آن گرفته می‌شد. مثلا آلدئید فرمیک از اسید فرمیک ، آلدئید استیک را از اسید استیک و آلدئید پروپیونیک از اسید پروپیونیک بوجود آمده است. در نامگذاری جدیدی برای نامگذاری آلدئیدها ، ابتدا طولانی‌ترین زنجیر حاوی عامل آلدئیدی را انتخاب می‌شود و سپس شماره گذاری اتمهای کربن از جهتی که گروه آلدئیدی قرار گرفته است، انجام می‌گیرد. برای نامگذاری ، ابتدا شماره و نام شاخه‌های فرعی را نوشته ، در پایان ، اسم هیدروكربن را بطور کامل ذکر و پسوند آل (al) بر آخر آن افزوده می‌شود

با استفاده از برخی اکسید کننده‌های ملایم مثل دی‌اکسیدمنگنز ، یا واکنشCrO3/H+/CH3COCH3) Jones)گر   Sarett کلرید   ، الکل های نوع اول و دوم بصورت محدود اکسید می‌شوند.الکل های نوع اول به آلدئید و نوع دوم به کتون هم کربن خود تبدیل می‌گردند.

گاهی اوقات از ترکیبات آلی فلزی برای سنتز آلدئیدها و کتونها استفاده می‌شود. در سالهای اخیر ، برای سنتز ترکیبات کربونیل‌دار از    یا RZnX یا   استفاده زیاد شده است. قدرت هسته خواهی ملایم و محدود این واکنشگرها این امکان را فراهم می‌کند که از کلرواسیدها ، کتونهای مربوطه سنتز شود.

از فعل و انفعال اورگانومنیزین‌ها با نیتریل‌ها و آمیدها نیز می‌توان آلدئید و کتون تهیه نمود. البته برای تهیه آلدئید باید آمید به شکل فرم آمید باشد.

احیای کلرواسیدها و آمیدها به کمک هیدریدیهای مناسب از قبیل تری‌آلکوکسی هیدرید لیتیم آلومینیوم به تشکیل آلدئید مربوطه منجر می‌گردد. توجه به این نکته ضرورت دارد که احیای کلرواسیدها بوسیله تری‌ترسیو بوتوکسی لیتیم آلومینیوم در دمای پایین در حدود 78- درجه سانتی‌گراد و در حلالهای مناسب مانند دی‌گلایم     MeO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OMe انجام می‌شود. 

 
برای تبدیل آمیدها به آلدئیدهای مربوط ، از دی‌آلکوکسی هیدرید لیتیم آلومینیوم نیز می‌توان استفاده کرد.

تهیه آلدئیدها از طریق هیدروفرمیه کردن آلکنها

آلكنها در حضور کاتالیزور تریس‌تری فنیل فسفین رودیم کلراید با هيدروژن و منوکسید کربن ترکیب و به تشکیل آلدئید منجر می‌شود. با توجه به اینکه در این واکنش به یکی از کربنهای پیوند دوگانه ، هیدروژن و به کربن دیگر ، عامل آلدئیدی (-CHO) متصل می‌شود، لذا این واکنش را هیدروفرمیله شدن می‌گویند. در حضور کاتالیزور ذکر شده فقط یک نوع آلدئید تولید می‌شود. هر گاه از اکتا کربونیل دی‌کبالت به عنوان کاتالیزور استفاده شود، دو نوع ایزومر تولید می‌شود.

تهیه آلدئیدها از نیتریل‌ها

در دمای پایین ، نیتریل‌ها با هیدریدلیتیم آلومینیوم ترکیب می‌شوند و کمپلکس حد واسط را تشکیل می‌دهند. این کمپلکس در حضور محلول اسید هيدروليز می‌شود و آلدئید مربوطه را تولید می‌کند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک با استفاده از واکنش کاترمن

یکی از روشهای تهیه آلدئیدهای آروماتیک این است که در حضور یک اسيد لوئيس مناسب مثل کلروآلومینیوم یا کلرید روی ، سیانید هیدروژن و کلرید هیدروژن با ترکیبات آروماتیک واکنش داده شوند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک با استفاده از دی‌متیل فرم‌آمید فسفریل کلراید

از اختلاط اکسی تری‌کلرو فسفر با فرم‌آمید ، کمپلکس تشکیل می‌شود که به دی‌متیل فرم‌آمید فسفریل کلراید موسوم است و می‌تواند در واکنشهای جانشینی الکترونخواهی آروماتیک شرکت نماید. با این روش حتما آلدئیدهای هتروسیکل‌هایی مانند تیوفن و فوران نیز سنتز شده‌اند.

سنتز آلدئیدهای آروماتیک از فنل ها و کلروفرم در حضور هیدروکسید سدیم

با استفاده از واکنش کلروفرم قلیایی شده با فنل ها و از طریق جانشینی الکترونخواهی دی‌کلرو کاربن روی حلقه آروماتیک می‌توان آلدئید سنتز نمود.


تصویر

استالدئید

 

خواص شیمیایی آلدئیدها و کتون ها

آلدئیدها و کتون‌ها در چند نوع فعل و انفعال شرکت می‌کنند که اهم آنها به قرار زیر است:

 

 

  • حمله الکترونخواهی اسیدهای لوئیس روی اکسیژن گروه کربونیل ، موجب افزایش دانسیته بار مثبت کربن گروه کربونیل می‌شود که در نهایت ، موجب افزایش خصلت اسیدی پروتونهای کربنهای آلفای کربونیل می‌گردد. صحت این نکته بوسیله روشهای افزاری تایید شده است. به عنوان مثال ، محلولی از استن و سوپراسید  در دی‌اکسید سولفور مایع و در60- درجه سانتی‌گراد بوسیله                       N.M.Rمطالعه و مشاهده شده است که جذب پروتونهای استن در میدانهای ضعیف‌تری صورت می‌گیرد.
  • حمله هسته‌خواهی بر کربن گروه کربونیل ، دومین دسته وسیع از واکنشهای آلدئیدها و کتونها را تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال ، از افزایش آب بر آلدئیدها و کتونها ، دیول دو قلو (gemdiol) ایجاد می‌شود و درصد تشکیل آن به ساختمان ماده و به پایداری محصول حاصل بستگی دارد. به عنوان مثال ، مقدار دیول دو قلوی حاصل از استون در دمای 20 درجه سانتی‌گراد خیلی کم و قابل اغماض می‌باشد، درصورتی که آلدئید فرمیک و تری‌کلرو استالدئید بخوبی و بطور کامل به دیول دوقلو مربوط به تبدیل می‌شوند.

 





تاريخ : یکشنبه چهارم تیر 1391 | 18:36 | نویسنده : عبدلی |
آروماتیک در لغت به معنی خوشبو است . آروماتیک ها دسته ای از هیدروکربن های سیرنشده ای هستند که از نظر شیمیایی شبیه بنزن هستند . در حقیقت بنزن را سرگروه آروماتیک ها می دانیم .

با وجودی که آروماتیک ها سیرنشده هستند اما تمایلی به شرکت در واکنشهای شیمیایی افزایشی ندارند . این خاصیت هم به علت هم پوشانی اوربیتالهای p موجود در سه کربن بالا و پایین است . این هم پوشانی باعث ایجاد دو حلقه می شود که انرژی بسیار زیادی برای گسستن آن لازم است و به انرژی زیادی در حدود kCal 36 احتیاج دارد . بنابراین آروماتیک ها در واکنشهای افزایشی شرکت نمی کنند اما چون پیوند های H خارج از این حلقه است به راحتی در واکنشهای جانشینی شرکت می نمایند .

بنابر قاعده ی ذکر شده گرمای سوختن آروماتیک ها بسیار بالاست .
پس خواص آروماتیک ها به شرح زیر می باشد :
1 – در واکنشهای افزایشی شرکت نمی کنند .
2 – در واکنشهای جانشینی شرکت می کنند .
3 – گرمای سوختن آنها بالاست .
4 – دارای ساختمان مسطح هستند .
5 – ساختار حقلوی دارند .
6 – اصطلاحا آنژوگه هستند . ( از قاعده ی هوکل پیروی می کنند . )
کانژوگه بودن یعنی اینکه تعداد الکترونهای پیوند دوگانه آنها در رابطه ی هوکل که 4n+2 می باشد صدق کنند . در این رابطه همواره n عددی صحیح اختیار می کند .
برای مثال بنزن را در نظر بگیرید . این مولکول دارای سه پیوند دو گانه یعنی شش الکترون در این پیوند هاست که با قرار دادن 1 در رابطه ی هوکل به جای n بدست می آید :

4 ( 1 ) + 2 = 6


نفتالن هم دارای 10 الکترون در پیوند های دوگانه است و n = 2

همین طور بقیه ی آروماتیک ها ...
هیدروکربن های آروماتیک را از نظر ساختار به دو دسته ی تک حلقوی و دو حلقوی تقسیم بندی می کنند :
تک حلقوی : از یک حلقه ساخته شده باشد مثل بنزن .
دو حلقوی : از دو حلقه ساخته شده باشند مثل نفتالن .

یکی از شرایط آروماتیک بودن یک هیدروکربن پیروی کردن از قاعده هوکل است.

ترکیبی آروماتیک است که حلقوی و مسطح باشد-در سیستم کانژوگه باشد- از قاعده هوکل تبعیت کند.
اعدادی که از قاعده 4n+2 پیروی میکنند اعداد هوکل میگویند. n از صفر تا... میباشد. به عنوان مثال اگر n صفر باشد عدد 2 به دست می آید که از اعداد هوکل است.
اگر تعداد الکترونهای پیوند دوگانه مولکول مورد نظر از اعداد هوکل باشد مولکول از قاعده هوکل تبعیت کرده و آروماتیک است. مثلا بنزن مولکولی است که دارای سه پیوند دوگانه میباشد یعنی 6 الکترون دارد که 6 از اعداد هوکل است. در آن n برابر یک است.
چنانچه مولکول از قاعده 4n پیروی کند ضد آروماتیک و چنانچه جزو هیچکدام نباشد غیرآروماتیک است.


ترکیبات ضدآروماتیک رزونانس ندارند. یعنی الکترونهای پیوند پای آنها در گردش نیست.و جای پیوند یگانه و دوگانه آنها ثابت است. یعنی شکل مولکول مشخص است. برخلاف آروماتیکها. مثلاً بنزن دارای سه شکل رزونانسی است و طول پیوند تمامی پیوندهایش یکسان است ولی در ضدآروماتیکها هم طول پیوند ساده و هم طول پیوند دوگانه مشاهده میشود.
ترکیبات ضد آروماتیک یعنی تمام ترکیباتی که 4n هستند این ویژگی را دارند که به راحتی 2 الکترون از دست داده یا 2 الکترون میگیرند. و با این کار به صورت آروماتیک درمی ایند. چون جهان به سمت پایداری پیش می ره و ترکیبات آروماتیک هم پایدارتر هستند.
این خاصیت ترکیبات ضدآروماتیک باعث خیلی اتفاقات میشه. مثلا بعضی از آنها اسیدهای قوی هستند. چون با از دست دادن پروتون تولید آنیون پایدار میکنند. ترکیبات ضد آروماتیک با از دست دادن پروتون آروماتیک میشوند. پس اسیدهای مفیدی هستند. چون اکثر اسیدهای قوی معدنی هستند.مثل سیکلو پنتا دی انید آنیون
به راحتی با فلزات واکنش میدهند. مثلاً سیکلواکتاتتراان به راحتی با فلز پتاسیم واکنش میدهد چون به راحتی الکترون از دست میدهد.

http://www.nanoclub.ir/forum/



ادامه مطلب
تاريخ : شنبه بیستم خرداد 1391 | 12:12 | نویسنده : عبدلی |

تاثیر پلاستیک بر سلامت

بیسفنول، ماده سمی است که موجب بسیاری از ناهنجاری‌های غیرقابل جبران در بدن می‌شود که بعضی از آنها عبارتند از:

- بلوغ زودرس و رشد بیش از اندازه سینه در دختران جوان

- به وجود آمدن رفتارها و خلق و خوی جنس مخالف در شخص

- تغییر عملکرد هورمون‌ها و کاهش ترشح هورمون تستوسترون

- بزرگ شدن غده پروستات در مردان

- کم شدن تعداد و کیفیت اسپرم مردان

- تغییر فعالیت سیستم ایمنی بدن

- تغییرات خلق و خو و بروز تندخویی و پرخاشگری

- همچنین زنان بارداری که در معرض دائم این ماده قرار می‌‌گیرند، بیشتر صاحب فرزند پسری می‌‌شوند که دچار اختلالات تناسلی است.

تاثیر پلاستیک بر سلامت

 

چاقی و دیابت

ماده شیمیایی بیسفنول با بروز چاقی و دیابت در ارتباط است. مقادیر کمی از این ماده ممکن است در بدن واکنش ایجاد کرده و بر هورمون ها تاثیر منفی بگذارد.

این ماده باعث افزایش میانگین میزان چربی ها و تولید هورمون انسولین می‌شود که مسئول کنترل سطح قند در خون در بدن است.

اگر میزان این هورمون افزایش یابد، بدن در مقابل تاثیرات آن مقاوم می‌شود که این امر باعث افزایش وزن و دیابت نوع دوم می‌شود.

ماده بیسفنول بر لوزالمعده که تولید کننده انسولین است، تاثیرات منفی می‌گذارد.

 

باروری

اگر غلظت بیسفنول زیاد باشد، می‌تواند روی کیفیت اسپرم در مردان تأثیر منفی بگذارد و در زنان نیز احتمال ناباروری را افزایش دهد و بیماری‌های قلبی و عروقی ایجاد کند.

وجود بیسفنول تنها به قوطی‌ های کنسرو و شیشه ‌شیرها محدود نمی‌شود، بلکه برای ساخت اسباب‌بازی‌های پلاستیکی، بسته‌‌ بندی‌های مواد غذائی و اشیاء دیگری که ما به طور روزمره با آنها در تماس هستیم نیز از این ماده سمی استفاده می‌شود.

 

مادران باردار

افزایش ماده بیسفنول یا BPA در بدن مادران باردار، خطر بروز نارسایی‌های مادرزادی را در نوزاردان افزایش می‌دهد. افزایش سطح این ماده شیمیایی در خون مادران احتمال نارسایی های عصبی – رفتاری را در نوزادان آنها تشدید می کند.

 

بیسفنول

 

تاثیر بر سلامت زنان و مردان

بیسفنول به عنوان مختل‌ کننده کار غدد درون ریز نیز شناخته شده است که سبب ایجاد اختلال در کار بیضه‌ها، رشد مغزی، غدد سینه‌ ای و تخمدان می‌شد و همچنین بر بافت دستگاه گوارش تاثیر منفی می گذارد.

مردانی که مجبور به تماس با مواد پلاستیکی به مقدار زیاد بوده‌اند: 4 برابر بیش از مردان دیگر دچار ناتوانی جنسی شده و نیز 7 برابر بیش از سایرین از زود انزالی، احساس ناراحتی می‌کنند.

 

سرطان

استفاده از این ظروف باعث ایجاد عوارضی همچون: بی خوابی و بی حوصلگی شده و در نهایت با مصرف طولانی مدت این ظروف، بعضی ترکیبات پرخطر آن همچون مونومر، وارد مواد غذایی شده و منجر به سرطان می شود.

 

زمان ماندگاری غذا در ظروف پلاستیکی مهم است. مضرات استفاده از ظروف پلاستیکی با افزایش زمان ماندن غذا در این ظروف بیشتر شده و اسیدهای مضری وارد غذا می شود.

ظروف پلاستیکی از هر نوعی که باشد (از فومی گرفته تا براق و سفید) دارای ترکیباتی است که مضر بوده و در اثر گرمای غذا و تماس با چربی و اسید، مواد تشکیل دهنده اش جدا شده و داخل موادغذایی می شود.

 

ظروف پلاستیکی

 

ظروف پلاستیکی و دمای غذا

ظروف پلاستیکی، در صورت تماس با مایعات و مواد غذایی بالای 40 درجه، ماده‌ای شیمیایی به نام استایرن از خود خارج می‌کنند که موجب تلخی غذا شده و بیش از 77 نوع بیماری سرطانزا را به همراه دارد.

چربی‌هایی که روی مایعات داغ داخل لیوان‌های یکبار مصرف پلاستیکی قرار می‌گیرد را بارها مشاهده کرده اید. این چربی همان سم خارج شده از پلاستیک است که روی سیستم‌های عصبی، قلب و گوارش انسان تاثیر منفی می گذارد.

ظروف یک بار مصرف پلاستیکی تنها برای سرو غذای سرد مناسب هستند.

به طور کلی به هر میزان که غذا درجه حرارت بالاتری داشته باشد و یا محیط اسیدی‌تر باشد، (مانند غذاهایی که آبغوره و آبلیمو دارند)، طبیعتا نفوذ و حلالیت غذا در ظرف پلاستیکی بیشتر می‌شود.

 

پلاستیک

 

دلایل منع مصرف ظروف پلاستیکی

استفاده از ظروف پلاستیکی به دو دلیل منع می شود:

- وابستگی به ترکیبات نفتی از نظر اقتصادی و دور شدن از مصرف مواد طبیعی.

- عدم تجزیه این ظروف در طبیعت که به هر حال بعد از 200 تا 500 سال مجددا وارد آب یا خاک شده و دوباره به سیکل مواد غذایی برگشته و اثرات منفی بر سلامت مواد غذایی می گذارد.

بنابراین تولید و استفاده این ظروف هم برای سلامتی انسان و هم برای سلامت محیط زیست مضرات جبران ناپذیری دارد.

 

استفاده از ظروف گیاهی به جای پلاستیکی

به دلیل طبیعی بودن و تجزیه پذیر بودن ظروف گیاهی، مصرف آنها از سوی وزارت بهداشت توصیه می شود. بهترین ظروف یکبار مصرف، ظروفی هستند که از مواد سلولزی که ریشه گیاهی دارند، ساخته می‌شوند. ظرف‌های فومی یکبار مصرف مناسبترند، اما ایمنی صددرصد ندارند.

 

نکات مفید

- بطری‌ پلاستیکی آب را در فریزر برای انجماد قرار ندهید، چون این کار باعث آزادسازی سم دیوکسین از ظروف پلاستیکی می‌شود.

- غذاهای فوری (Fast Food) و سوپ‌ها باید از ظرف یک بار مصرف تخلیه و در ظرف دیگری گرم شوند.

- چایساز و ظروف همزن پلاستیکی به دلیل ماهیت پلاستیکی که دارند، در اثر مجاورت با گرما، مواد مصنوعی پلاستیکی‌شان وارد آب یا مواد غذایی شده و آن را سرطانزا می‌کند.

- نباید غذاهای خود را در ظروف پلاستیکی در مایکروویو گرم کنید، این موضوع بخصوص در مورد غذاهای حاوی روغن و چربی اهمیت می‌یابد. ترکیب «چربی و حرارت بالا و پلاستیک» باعث آزادسازی دیوکسین به داخل غذا می‌شود.

 

ظروف پلاستیکی

 

- از ورقه‌های پلاستیکی برای پوشش غذا در موقع گرم کردن آن در مایکروویو خودداری کنید، زیرا به راحتی مواد شیمیایی موجود آن به داخل غذا راه‌‌ یافته و سبب آلوده شدن غذا می‌شود.

- در موقع خرید مواد خوراکی سعی کنید از کیسه‌های پلاستیکی استفاده نکنید.

- بطری‌های شیر و آب و پستانک‌های نوزادان که از پلاستیک درست شده‌اند، می‌توانند در مسمومیت کودکان نقش داشته باشد.

- در موقع شستن ظروف پلاستیکی به هیچ عنوان نباید از وسیله یا مواد شیمیایی قوی استفاده کرد، زیرا اگر سطح داخلی یا خارجی این ظروف آسیب ببینند و خراش پیدا کنند، غیرقابل استفاده خواهد شد، چون موجب ترشح مواد شیمیایی درون بدنه پلاستیک به غذا خواهد شد.

 

منبع : تبیان


برچسب‌ها: پلاستیک, سلامت

تاريخ : دوشنبه هفتم فروردین 1391 | 13:58 | نویسنده : عبدلی |


1

تعريف انرژي  نخستين يونش : انرژي لازم براي جدا كردن يك مول الكترون  از يك مول اتم به حالت گازي شكل و تبديل به يون يك بار مثبت گازي شكل.

2

به تعداد الكترونهاي يك اتم انرژي يونش صرف مي شود.

3

انرژي هاي يونش متوالي يك عنصر از آخرين الكترون ( دورترين به هسته ) به سمت داخلي ترين الكترون صرف مي شود.

4

انرژي هاي يونش متوالي يك عنصر سير صعودي دارند.

5

در هنگام تغيير لايه انرژي يونش تغيير ناگهاني ( جهش )  پيدا مي كند .

6

جهش در انرژي هاي يونش متوالي يك عنصر  افزايشي است.

7

جهش در انرژي نخستين يونش عناصر جدول كاهشي است.

8

تهداد جهش ها يكي كمتر از  لايه هاي اصلي است.

9

در مقايسه ي انرژي هاي يونش  چند عنصر ابتدا لايه ي بيشتر  سپس  آرايش نامنظم  و بعد عدد اتمي كمتر يونش كمتري دارند

10

شماره ي اولين جهش در انرژي يونشي با شماره ي يكي بيشتر از شماره ي خانواده ي اصلي عنصر صورت مي گيرد.

11

شماره ي آخرين جهش در انرژي يونشي با شماره ي يكي كمتر از عدد اتمي عنصر صورت مي گيرد.

12

روند تغييرات انرژي نخستين يونش  ميتواند متفاوت با روند تغيير انرژي دوم و سوم و… يونش باشد.

13

در روند افزايشي انرژي نخستين يونش عناصر يك تناوب :

- عنصر خانواده ي سوم و ششم اصلي  با كاهش انرژي روبرو مي شوند.

- فلزات قليايي كمترين و گازهاي نجيب بيشتر ين يونش را دارند.

14

تعداد كل انرژي هاي يونش يك عنصر با عدد اتمي عنصر برابر است.

15

در انرژي هاي يونش متوالي يك عنصر زماني جهش اتفاق مي افتد كه اختلاف  بين انرژي يونش متوالي سه برابر يا بيش تر شده باشد.

16

N  امين انرژي يونش گروه N در بين بقيه ي گروهها كم ترين است.

17

N  امين انرژي يونش گرونN-1 در بين بقيه ي گروهها بيش تر است.

18

اختلاف خواص بين عناصر ( انرژي يونش ) واسطه يك تناوب كم تر از ديگر عناصر است.

19

با افزايش عدد اتمي در يك گروه انرژي يونش كاهش مي يابد.

20

با افزايش عدد اتمي در يك تناوب انرژي يونش افزايش مي يابد.

21

با افزايش عدد اتمي بين گروه 5   و 6    ----  2   و  3      انرژي اولين يونش كاهش مي يابد.

22

آخرين انرژي يونش عنصري بيشتر است كه عدد اتمي آن بيش تر باشد.

23

در نمودار انرژي هاي يونش متوالي يك عنصر هر چه بر تعداد الكترونهاي جدا شده افزوده شود به هسته ي اتم نزديك تر مي شويم.

24

هميشه آخرين جهش بزرگ انرژي يونش بزرگترين جهش بزرگ است.

25

با افزايش عدد اتمي از يك تناوب به تناوب بعدي كاهش ناگهاني در انرژي نخستين يونش روي ميدهد.

26

دو جا با افزايش عدد اتمي انرژي نخستين يونش كاهش مي يابد يك بار از ارايش نامنظم به منظم در يك تناوب و يك بار از آخرين عنصر يك تناوب به اولين عنصر تناوب ديگر.

27

از ويژگيهاي مشترك عناصر يك خانواده داشتن شماره ي  جهش مشترك در انرژي يونش مي باشد.

28

تفاوت انرژي نخستين يونش عناصر هم خانواده بيشتر است از تفاوت انرژي نخستين يونش عناصر هم تناوب .

29

انرژي دومين يونش يك عنصر انرژي لازم براي جداسازي يك مول الكترون از يك مول يون يك بار مثبت گاز ي  براي تبديل به يك يون دو بار مثبت گازي شكل است .

30

تفاوت انرژي هاي نخستين يونش عناصر اصلي يك تناوب بيشتر است از تفاوت انرژي هاي نخستين يونش عناصر فرعي يك تناوب .



تاريخ : یکشنبه دوازدهم تیر 1390 | 12:43 | نویسنده : عبدلی |

فسفر سانس وفلورسانس پديده هايي هستند كه در آنها يك ماده خاص كه بطور عام به آن فسفر گفته مي شود پس از قرار گرفتن در مقابل نور مرئي يا غيرمرئي يا عواملخارجي نظير ضربه خوردن ،گرم شدن ،مالش وخراش اين را در خود ذخيره مي كند وسپس آن انرژي را به صورت طيفي از امواج مرئي در طول مدت زماني منتشر مي كند،اگر اين را بعنوان شباهت اين دو پديده باشد تفاوت آنها در اختلاف زماني بين اين دودريافت تابش يا بعبارت ديگر دوام تابش است. اگر زمان تحريك كمتر از 10 به توان 8- ثانيه باشد ،اين پديده را فلورسانس گوييم واگر زمان تحريك بيش از 10 به توان 8- ثانيه باشد آن را فسفرسانس مي ناميم.به عبارتي در فسفرسانس تحريك طولاني تر وتشعشع طولاني تري داريم ودر فلورسانس تحريك كوتاه تر وتشعشع كوتاهتري داريم.اين نور افشاني سرد ورنگين است و ارتباطي به سوختن ،اكسيداسيون ويا توليد حرارت ندارد. در فلورسانس كه نمونه آن نور لامپ فلورسنت خانگي (مهتابي) يا صفحه تلويزيون است تابش آني است وتقريبا بلافاصله بعد از قطع نور تمام مي شود. در حاليكه در فسفرسانس كه نمونه آن اسباب بازيها ووسايل شب نما است ماده پس از قطع نور نيز تا مدتي به تابش ادامه مي دهد كه مقدار آن بسته به ماده مورد استفاده دارد كه مي تواند از چند ثانيه تا چند روز وحتي چند سال طول بكشد.

براي اولين بار جورج استوكس در اوايل سال 1800ميلادي در يافت فلوريت (يك نوع سنگ) در نتيجه ي قرار گرفتن در معرض تابش نور فرابنفش خورشيد رنگ فلورسنت آبي از خود نشان مي دهد.پس از مطالعات مفصل نام فلورسانس را از كاني فلوريت الهام گرفت. بر اين اساس كاني ها وموادي كه اين ويژگي را به نمايش مي گذارند فلورسنت ناميده مي شوند.

نور افشاني لومينانس پس از قطع تابش نور فسفرسانس ناميده مي شود. اين نام تنها به دليل شباهت ظاهري اين پديده به نورحاصل از سوختن فسفر در تاريكي براي آن انتخاب شده است اما ارتباطي با فسفر ندارد.برخي از مواد وكاني ها براي چند لحظه فسفرسانس هستند در حاليكه برخي ديگر براي مدتطولاني به نور دهي (ولو به شدت ناچيز) ادامه مي دهند. بعضي از كاني ها تا چند سال پس از تابش نيز به نور افشاني خود ادامه مي دهند.

اساس پديده لومينانس همان برانگيختگي الكترون هاست. مي دانيد كه در يك اتم الكترونها در وضعيت هاي انرژي مختلفي نسبت به هسته قرار دارد كه به آنها تراز هاي الكتروني گفته مي شود ويژگي هر تراز انرژي معلوم ومشخص آن است كه با افزايش فاصله تراز از هسته افزايش مي يابد. يك الكترون تنها در اين ترازها وبا انرژي هاي ويژه مي تواند به دور هسته بچرخد ونمي تواند هر انرژي دلخواهي داشته باشد.در وضعيت عادي كه هيچ انرژي اضافي وجود ندارد الكترونها به ترتيب ترازهاي انرژي اتم را از پايين به بالا پر مي كنند وبه ترازي كه هر الكترون در اين وضعيت اشغال مي كند تراز پايه اي آن گفته مي شود كه پايدارترين وضع براي آن است.

اگر در اين حالت يكي از الكترونها كه معمولا الكترون تراز آخر است به هر طريقي از جنبش هاي گرمايي گرفته تا برخورد فوتون وذره انرژي مي گيرد واين انرژي با اختلاف انرژي تراز پايه با يكي از ترازهاي بالاتر برار باشد الكترون انرژي را جذب مي كند وبا احتمال مشخصي به تراز بالاتر مي رود.در اين وضعيت الكترون برانگيخته شده است اما از آنجا كه حالت پايه پايدارتر است اين گذار وبرانگيختگي معمولا زياد طول نمي كشد والكترون به سرعت  از تراز انرژي پايه به تراز انرژي ديگري كه انرژي كمتري دارد بر مي گردد.در ضمن اين فرايند اختلاف انرژي دو تراز را بصورت يك فوتون كه فركانس آن به اين اختلاف انرژي وابسته است آزاد مي كند. اگر فركانس اين تابش در محدوده نور مرئي قرار بگيرد ما آن را بصورت تابش لومينانس خواهيم ديد. در شكل زير تفاوت تراز هاي الكتروني در پديده فلورسانس نشان داده شده است .همانطور كه مشخص است در فلورسانس كل ماجراي برانگيختگي ميان دو تراز اصلي ميان انرژي هاي E1وٍٍٍE2 اتفاق مي افتد كه جابجايي بين آنها كاملا آزاد است. الكترون با دريافت انرژي بر انگيخته شده وبه تراز انرژي E2    مي رود.پس از زماني حدود 10 بتوان 8- ثانيه دوباره به تراز اول بر مي گردد وفوتوني با انرژي E2  منهايE1 E2-E1)) تابش مي كند. بر اساس قانون لومينانس در هر جسم فلورسنت همواره طول موج نور فلورسنت ايجاد شده از طول موج پرتو هاي پر انرژي تحريك كننده بلند تر است يعني انرژي كمتري دارد .پرتو افشاني فلورسانس تا بازگشت كامل تمام الكترونها به مدار هاي اوليه شان ادامه مي يابد.

و اما،در فسفرسانس ماجرا به خاطر وجود يك تراز مياني اندكي پيچيده تر است.

اين تراز كه بين تراز انرژي پايه وبرانگيخته قرار دارد تراز انرژيي نيمه پايدارناميده ميشود ومانند يك دام يا تله براي الكترونها عمل مي كند زيرا طبق قوانين حاكم بر گذارهاي اتمي به  خاطر شرايط خاص اين تراز انتقال الكترون از آن به ساير تراز هاي ممنوع و احتمال آن بسيار كم است. بنابراين اگر الكتروني پس از برانگيختگي از ترازE2   در دام تراز نيمه پايدار بيفتد آنقدر آنجا مي ماند تازماني كه طريق ديگري دوباره بر انگيخته شود وبه تراز انرژي  E2  برگردد. اين اتفاق مي تواند تحت تاثير جنبش هاي گرمايي اتمها با ملكول مجاور ويا بر انگيختگي نوري مثلا جذب نور مادون قرمز روي دهد .اما احتمال وقوع آن بسيار كم است وبه همين دليل چنين الكترونهايي تا مدتها در تراز مياني مي مانند كه اين مدت به ساختار اتمي ماده وشرايط محيطي بستگي دارد وهمين ،عامل تاخير در باز تابش بخشي از انرژي در يافت شده است. شكل زير بيانگر بهتري براي فسفرسانس است.مثال عيني از پديده ي فسفر سانس ،كر مهاي شب تاب مي باشند.

از بين مواد فلورسانس مي توان به روي سولفيد اشاره نمود كه در پوشش داخلي لامپهاي مهتابي خانگي كاربرد دارد.

آلومينات استرانسيم از جديد ترين مواد فسفرسانس مي باشد كه در تهيه وسايل اسباب بازي كاربرد دارد.بعضي مواقع ممكن است شما موادي را ببينيد كه مي درخشند ولي به انرژي احتياجي ندارند !يكي از مثالها بر روي عقربه هاي ساعت هاي گران قيمت است .در آنها مادهي فسفرسانس را با يك عنصر راديو اكتيو سبك مثل راديوم مخلوط مي كنند تا تشعشع دائمي اين ماده راديو اكتيو نقش نور شارژ كننده ماده فسفر سانس را بازي كند.

امروزه بسياري از كارخانه ها با بهره گيري ازرنگهاي مخلوط با مواد فسفرسانس كه رنگهاي شب تاب نيز ناميده مي شوند،در محصولات خود با رقباي سنتي خود رقابت مي كنند. برخي از كاربرد هاي ابتكاري كه با استفاده از اين رنگها انجام مي شود به شرح زير است:

1-چاپ سيلك روي پارچه و ...

2-پوشش مجسمه

3-ساخت اسباب بازي

4-به عنوان رنگ در تزريق پلاستيك

5-ساخت گل مصنوعي كه در شب نور ميدهند

6-علائم هشدار دهنده

7-رنگ آميزي ساختمان

8-نقاشي ماه ستاره و .... در سقف اتاق

http://tajzie.blogfa.com/

تاريخ : جمعه سیزدهم خرداد 1390 | 10:45 | نویسنده : عبدلی |

استفاده تجربی از فلوئورسانس و فسفرسانس (Fluorescence &Phosphorescence )

 

اندازه گیری شدت فلوئورسان ، تعیین کمی ‌مقدار بسیار کم تعداد زیادی از گونه‌های معدنی  وآلی را امکان‌پذیر می‌سازد. تعداد زیادی روشهای فلوئورسانس سنجی مفید ، بخصوص برای سیستم‌های زیستی ، موجود است. یکی از جالبترین وجوه فلوئورسانس سنجی ، حساسیت ذاتی آن است. حد پایین اندازه گیری توسط این روش اغلب با ضریب 0,1 یا بهتر ، کمتر از حد پایین اندازه گیری توسط یک روش جذبی است و این حد در گستره بین چند هزارم تا شاید یک دهم یک قسمت در میلیون 0.1 از ( ppm) قرار می‌گیرد.

 

بعلاوه ، گزینش‌پذیری این روش حداقل بخوبی و احتمالا بهتر از سایر روشها است. با وجود این ، فلوئورسانس سنجی کمتر از روشهای جذبی مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا تعداد نسبتا محدودی سیستم‌های شیمیایی وجود دارند که می‌توانند فلوئورسانس تولید کنند. فسفرسانس نیز تنها در حد بسیار محدودی در مسائل تجزیه ای بکار گرفته می‌شود.

 

 نظریه فلوئورسانس

مثالهایی از رفتار فلوئورسانس را می‌توان در سیستم های ساده و همچنین در سیستم های پیچیده شیمیایی ، در حالت گازی  ، مایع و جامد مشاهده کرد. ساده‌ترین نوع فلوئورسانس ، توسط بخارات اتمی رقیق به نمایش گذارده می‌شود. بعنوان مثال ، الکترونهای 3s  اتمهای سدیم بخارشده ، می‌توانند با جذب تابش 5895 و 5790 آنگستروم به حالت 3p برانگیخته شوند. پس از سپری شدن بطور متوسط 10 8-ثانیه ، الکترونها به حالت عادی بر می‌گردند و در ضمن این عمل ، تابش با همان دو طول موج را در کلیه جهات منتشر می‌کنند.

 

این نوع فلوئورسانس که در آن تابش جذب شده بدون تغییر دوباره منتشر می‌شود ، به تابش رزونانسی یا فلوئورسانس رزونانسی مشهور است. در مورد مولکولها یا یونهای چند اتمی‌ نیز تابش رزونانسی به وقوع می‌پیوندد. بعلاوه اینکه تابش مشخصه با طول موجهای طولانی‌تر نشر می‌شود. این پدیده به نام جابجایی استوکس معروف است.

 

تقریبا تمام سیستم‌های فلوئورسانس که برای تجزیه مفیدند، ترکیبات پیچیده آلی هستند که حاوی یک یا چند گروه عاملی آروماتیک می‌باشند.

 

اندازه گیری فلوئورسانس

 

اجزاء سازنده مختلف دستگاه‌های اندازه گیری فلوئورسانس ، مشابه ‌اجزاء سازنده نورسنج‌ها می‌باشند. تابش یک منبع مناسب از درون یک تک‌فام ساز یا صافی می‌گذرد که وظیفه آن عبور بخشی از پرتو است که فلوئورسانس را بر می‌انگیزد و طول موجهایی را که متعاقبا توسط نمونه نور داده شده تولید می‌شوند، حذف می‌کند. تابش فلوئورسان ، توسط نمونه در تمام جهات نشر می‌شود، اما مناسب‌ترین زاویه مشاهده آن ، زاویه قائمه نسبت به تابش تحریک است. در بقیه زوایا ، افزایش پراکندگی توسط محلول و دیواره‌های سلول احتمالا منجر به خطاهای بزرگی در اندازه گیری شدت فلوئورسان می‌شود.

 

تابش منتشره پس از عبور از درون یک سیستم صافی یا تک‌فام‌ساز دوم که پیک فلوئورسان را مجزا می‌کند، به یک آشکارساز فتوالکتریک می‌رسد. خروجی آشکارساز تقویت می‌شود و بر روی یک «ثبات» یا یک «نوسان نما» نمایش داده می‌شود. فلوئورسان‌ سنج‌ها در این مورد با نورسنجها وجه ‌اشتراک دارند که در آنها نیز برای محدود کردن طول موجهای پرتو تحریک و نشر ، صافی بکار گرفته می‌شود.

 

طیف فلوئورسانس ‌سنج‌ها

 

طیف فلوئورسانس سنج‌ها ، بر دو نوعند: نوع اول یک صافی مناسب را برای محدود کردن تابش تحریک و یک تک‌فام‌ساز شبکه‌ای یا منشوری را برای مجزا کردن یک پیک نشری فلوئورسان بکار می‌گیرد. چندین طیف نورسنج تجارتی را با دستگاههای رابطی که ‌امکان استفاده ‌از آنها بدین منظور میسر می‌سازد، می‌توان خریداری کرد. طیف فلوئورسانس سنج‌های واقعی دستگاههایی اختصاصی هستند که مجهز به دو تک‌فام ساز می‌باشند. یکی از این تک‌فام سازها تابش تحریک را به یک نوار باریک محدود می‌سازد؛ تک‌فام ساز دیگر امکان مجزا کردن یک طول موج فلوئورسان بخصوص را فراهم می‌کند.

 

گزینش‌پذیری فراهم شده توسط این دستگاهها در تحقیقات مربوط به مشخصات الکترونی و ساختمانی مولکولها اهمیت زیادی دارد و در کارهای تجزیه‌ای نیز ارزشمند است. با این همه ، برای بیشتر مقاصد تجزیه‌ای ، اطلاعات حاصل از دستگاههای ساده‌تر ، کاملا رضایت‌بخش است. در حقیقت ، فلوئورسان سنج‌های به نسبت ‌ارزان قیمتی اختصاصا برای رفع مشکلات سنجشی خاص تجزیه‌های فلوئورسان طراحی شده‌اند که ‌اغلب همان ویژگی و گزینش‌پذیری طیف نورسنج‌های پیشرفته را دارند.

 

اجزا سازنده فلوئورسانس سنجها و طیف فلوئورسانس سنج‌ها

 

منابع

 

در بیشتر کاربردها ، به منبعی نیاز است که نسبت به لامپهای تنگستن یا هیدروژن که در اندازه‌گیری‌های جذبی مورد استفاده قرار می‌گیرند، دارای شدت بیشتری باشد. معمولا یک لامپ کمان جیوه‌ای یا گزنونی بکار گرفته می‌شود.

 

صافیها و تک‌فام سازها

 

صافیهای تداخلی و جذبی هر دو ، در فلوئورسانس سنجها بکار برده شده‌اند. بیشتر طیف فلوئورسانس سنج‌ها به تک‌فام سازهای شبکه‌ای مجهزند.

 

آشکارسازها

 

علامت فلوئورسان نوعی ، دارای شدت کمی ‌است و بنابراین برای اندازه گیری آن به ضرایب تقویتی بزرگی نیاز داریم. در دستگاههای فلوئورسانس حساس ، از لوله‌های فوتو تکثیر کننده بعنوان آشکارساز در مقیاس وسیعی استفاده می‌شود.

 

سلولها و محفظه‌های سلولها

 

سلولهای استوانه‌ای و مستطیلی ساخته شده ‌از شیشه و سیلیس هر دو در اندازه گیری‌های فلوئورسانس بکار گرفته می‌شوند. باید نهایت دقت در طرح محفظه سلول به عمل آید تا مقدار تابش پراکنده‌ای که به آشکارساز می‌رسد، کم شود. برای این منظور ، اغلب تیغه‌هایی در داخل محفظه گذاشته می‌شود.

 

منبع:daneshnameh.roshd.ir



تاريخ : پنجشنبه بیست و دوم اردیبهشت 1390 | 18:41 | نویسنده : عبدلی |

واحدهای اصلی SI

 کمیت

واحد

نمادواحد

طول

جرم

زمان

جریان الکتریکی

دمای ترمودینامیکی

مقدارماده

شدت نور

متر

کیلوگرم

ثانیه

آمپر

کلوین

مول

شمع(کاندلا)

m

kg

s

A

K

mol

cd



ادامه مطلب
تاريخ : شنبه بیست و هشتم اسفند 1389 | 18:17 | نویسنده : عبدلی |
آب تبلور آبی است که به همراه مولکول های بعضی بلورهای جامدهای یونی است. هنگامی که یک جامد یونی از محلول آبی متبلور می‌شود به عنوان مثال باریم کلرید محلول در آب است و ما به وسیله‌ی تبخیر یک مقدار از محلول و اشباع کردن محلول، مقداری بلور BaCl2 بدست می‌آوریم. در این هنگام تعدادی از مولکول های آب در شبکه بلور به دام افتاده و با بلور پیوندهای ضعیف واندروالسی برقرار می‌کند. در این هنگام ما به جای BaCl2 خالص، نمک متبلور آن را داریم و فرمول آن به صورت ((BaCl2, 2H2O(s) می‌باشد. به این گونه بلورهای نمکی که با مولکول های آب همراه هستند، هیدرات و به آبی که این بلورها را همراهی می کند و در شبکه بلوری این نمک ها وارد شده است، آب تبلور گفته می‌شود. مثال دیگر از این دست، مس سولفات هیدراته است که دارای 5 مولکول آب تبلور می‌باشد:( ­(CuSO4, 5H2O (s) معمولا" ظاهر هیدرات ها با ترکیبات بی‌آب آنها کاملا" تفاوت دارد. به طور معمول، هیدرات ها بلورهای نسبتا" بزرگ و غالبا" شفاف تشکیل می‌دهند. هیدرات ها بر اثر گرم شدن تجزیه می‌شوند و آب تبلور خود را به صورت بخار آب از دست می‌دهند. از بین رفتن آب تبلور یک هیدرات را شکوفا شدن می‌نامند. رنگ برخی از نمک های آب پوشیده با رنگ نمک بی آب آن ها متفاوت است، از این رو، از این نمک ها به عنوان شناساگر رطوبت استفاده می کنند.



تاريخ : شنبه بیست و هشتم اسفند 1389 | 18:13 | نویسنده : عبدلی |
پيش از اختراع چراغ‌برق، روشن كردن منازل پس از غروب آفتاب كار دشواري بود. مردم با روشن كردن شمع يا چراغ‌هاي روغني خانه‌هاي خود را روشن مي‌كردند ولي خطر آتش گرفتن و پخش دوده‌ها مشكلاتي را براي مردم به همراه داشتاشعه x چگونه كار مي كند؟ اشعه x كاملا تصادفي اختراع شد. در سال 1895 يك دانشمند آلماني بنام ويليام رونتگن هنگام كار روي پرتو هاي الكترون در لوله خلا ء ، اين اختراع را به نام خود ثبت كرد.




رونتگن متوجه شد كه صفحه فلورسنت هنگامي كه پرتوهاي الكترون به آن تابيده شدند ، روشن مي شوند. ولي اين مساله آنقدرها هم عجيب نبود ، چون مواد فلورسنت در واكنش به پرتوهاي الكترو مغناطيس برافروخته مي شوند. ولي مساله اين بود كه رونتگن دور لوله تخليه را با مقوا پوشانده بود و طبعا“ نبايد پرتوها به صفحه فلورسنت تابيده مي شد.

رونتگن چند وسيله را بين لوله و صفحه قرار داد ولي صفحه همچنان روشن بود. عاقبت او دست خود را بين آن قرار داد و با تعجب استخوانهاي دستش را روي صفحه ديد! در اين تصادف جالب، يكي از پركاربردترين وسايل پزشكي اختراع شد. فن آوري اشعه x به پزشكان اين امكان را مي دهد كه بدون جراحي قادر به تشخيص شكستگي استخوان و زخم هاي داخلي باشند. اختراعي كه تا كنون جان هزاران نفر ار از مرگ نجات داده است .

اشعه x چيست؟
اشعه x شبيه همان نوري است كه ما مي بينيم. هر دو انرژي الكترومغناطيس را توسط فوتونها حمل مي كنند . فوتونها با تغيير مكان الكترونها در اتم توليد مي شوند. تنها تفاوت اشعه x و نور قابل رؤيت در طول موج آنهاست.

اشعه x داراي طول موجي است كه چشم ما قادر به ديدن آن نيست . همانطور كه مي دانيد الكترونها در مدارهاي مختلفي دور هسته اتم گردش مي كنند. هرگاه يك الكترون به مدار پائين تري سقوط كند، مجبور مي شود تا مقداري از انرژي خود را بصورت فوتون نوري آزاد كند.




هنگامي كه يك فوتون با يك اتم برخورد كند ، اتم ممكن است انرژي فوتون را با فرستادن يك الكترون به سطح بالاتر جذب كند ، البته به شرط اينكه اين انرژي براي تغيير سطح الكترون كافي باشد.

امواج راديويي چون انرژي زيادي براي جابجايي الكترونهاي اتم ها را ندارند ،‌ از بسياري اجسام عبور مي كنند. فوتونهاي اشعه x هم از بسياري اجسام عبور مي كنند ولي با يك دليل كاملا متفاوت :فوتونهاي اشعه x انرژي بسيار زيادي دارند اتم هاي بزرگ چون داراي سطوح انرژي بالايي در مدارات خود هستند، بيشتر مايلند تا انرژي فوتونها را جذب كنند و برعكس اتم هاي كوچك تمايل چنداني به جذب انرژي ندارند.

اغلب بافتهاي بدن ما داراي اتم هاي كوچكي هستند ولي برخي قسمت ها ( مثل استخوان ) كه اتم كلسيم دارند، تمايل زيادي به جذب فوتونهاي اشعه x دارند. البته كاربرد اشعه x محدود به تشخيص شكستگي استخوانها نيست ،بلكه براي تشخيص تركيدگي لوله ها در ماشين آلات سنگين و نمايش محتويات چمندان ها در فرودگاه ها هم بكار مي روند.
با اين حال ما دستگاهي را كه در بيمارستانها استفاده مي شود را بررسي خواهيم كرد.

دستگاه اشعه x :
قلب اين دستگاه از دو الكترود (كاتد و آند) تشكيل شده كه داخل لوله خلاء شيشه اي قرار دارند. كاتد يك رشته بسيار داغي است( شبيه آنچه در لامپ هاي مهتابي يا فلورسنت ديده ايد.)




با عبور جريان اكتريكي، كاتد به حدي ملتهب مي شود كه الكترونها از سطح آن به خارج پرتاب مي شوند. در آن سو يك صفحه مسطح بنام آند (قطب مثبت) از جنس فلز تنگستن وجود دارد.

اختلاف ولتاژ بالاي بين كاتد و آند باعث مي شود تا الكترونها از سطح آند بطرف كاتد پرتاب شوند و با برخورد الكترونها به اتم هاي تنگستن (بخاطر انرژي فوق العاده زيادي كه دارند )،اتم تنگستن يكي از الكترونهاي سطح پايين خود (نزديك به هسته) را از دست مي دهد.

سپس هسته اتم مجبور مي شود تا يكي از الكترونهاي سطح بالا را بطرف خود جذب كند و اين الكترون با افتادن از سطح بالاتر به پايين تر مجبور مي شود تا انرژي اضافي خود را بصورت فوتونهاي نور آزاد كند. اين فوتونها همان اشعه x هستند.




الكترونهاي آزاد بدون اصابت به اتم نيز مي توانند فوتون توليد كنند. در اين روش الكتروني كه از مركز اتم عبور مي كند به طرف هسته جذب مي شود. اين نزديكي باعث مي شود تا سرعت عبور الكترون كم شود ، تغيير مسير دهد و بعلاوه مقداري از انرژي خود را بصورت فوتون آزاد كند.




برخورد الكترونها به سطح تنگستن گرماي زيادي توليد مي كند. موتور الكتريكي صفحه تنگستن را مي چرخاند تا از ذوب شدن بخشي از آن جلوگيري كند. روغن خنكي هم دور تا دور لوله خلاء وظيفه خنك كردن سيستم را برعهده دارد. كل دستگاه در يك محفظه ضخيم قرار دارند تا از خروج و پخش اشعه x به اطراف جلوگيري شود . يك سوراخ فيلتردار هم براي هدايت اشعه توليد شده بطرف بدن بيمار تعبيه شده است. در طرف ديگر يك صفحه مثل فيلم عكاسي، اشعه ها را ضبط مي كند (نحوه كار مثل دوربين هاي عكاسي است). پزشكان به اين صفحه نگاتيو مي گويند. روي نگاتيو، بافتهاي سخت مثل استخوان به رنگ سفيد و بافتهاي نرم به رنگ سياه ديده مي شوند و پزشكان با بررسي اين نگاتيو محل دقيق و نوع شكستكي استخوان را پيدا مي كنند.

آيا اشعه x براي انسان ضرر دارد؟
تا مدتها پزشكان و بيماران از اشعه x بدون محافظ استفاده مي كردند ولي آنها بعد از مدتي به سرطان تشعشع دچار شدند. بروز مشكل به اين دليل است كه اشعه x حاوي نوعي پرتو تجزيه كننده (يونيزاسيون) است . برخورد پرتوهاي نور مرئي به بافتهاي بدن، آسيبي به آنها وارد نمي سازد ولي اشعه x بخاطر قدرت فوق العاده اي كه دارد ( به هنگام برخورد به بافت بدن‌) الكترونهاي بافت را جدا مي كند و اتم را تبديل به يون (نوعي اتم حاوي الكتريسيته) مي كند. الكترونهاي آزاد با برخورد به اتم هاي ديگر ، آنها را هم تبديل به يون مي كنند.

يون ها باعث بروز مشكلاتي در سلولهاي بدن و DNA مي شوند . با مرگ يا خرابي DNA ها ، مشكل سرطان بروز مي كند و حتي اين مشكل توسط اسپرم يا تخم به نسل هاي بعدي منتقل مي شود. باتمام اين احوال دستگاههاي توليد اشعه x از گرانبهاترين ابزار پزشكي به حساب مي روند و اغلب تحقيقات و معالجات به اين وسيله ارزشمند وابسته اند.


تاريخ : جمعه بیستم اسفند 1389 | 19:21 | نویسنده : عبدلی |
اتم‌ها در مولکولها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شده‌اند. اما پرسش این است که مولکولها در حال مایع و جامد توسط چه نیرویی به سوی یکدیگر جذب می‌شوند، نیروهایی که مولکولهای یک ماده را در حالت مایع یا جامد به همدیگر ارتباط می‌دهد به نیروهای بین مولکولی معروف است.

نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث می‌شود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد.

ولین بار یوهانس واندروالس در سال ۱۸۷۳ وجود نیروهای کشش بین مولکولی در میان مولکولهای گاز را مطرح کرد، به نظر واندروالس مجموع این نیروها هستند که مقدار انحراف یک گاز حقیقی از گاز ایده آل را معین می‌کنند توضیح خاستگاه این نیروهای بین مولکولی توسط فرتینر لاندن در ۱۹۳۰ پیشنهاد شد. امروزه نیروهای بین مولکولی را به صورت عام نیروهای واندروالس و نیروهای پراکندگی بین مولکولهای غیرقطبی را نیروهای لاندن می‌نامند.

[ویرایش] انواع نیروهای واندروالسی

نیروهای دوقطبی - دوقطبی این نیروها بین مولکولهای قطبی دیده می‌شوند. این مولکولها دارای دوقطبیهای دائمی هستند و تمایل به قرار گرفتن در راستای میدان الکتریکی دارند. پایدارترین حالت زمانی است که قطب مثبت یک مولکول تا حد امکان به قطب منفی مولکول مجاور نزدیک باشد. در این شرایط بین مولکولهای مجاور یک نیروی جاذبه الکتروستاتیکی به نام نیروی دوقطبی بوجود می‌آید.

با توجه به مقادیر الکترونگاتیوی اتم‌ها در یک مولکول دو اتمی می‌توان میزان قطبیت مولکول و جهت‌گیری قطبهای مثبت و منفی را پیش بینی کرد اما پیش بینی قطبیت مولکولهای چند اتمی باید مبتنی بر شناخت شکل هندسی مولکول و آرایش جفت الکترونهای غیر مشترک باشد.

[ویرایش] پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی نوعی نیروی بین مولکولی است که در آن بین اتم هیدروژن از یک مولکول با اتمهای الکترونگاتیو F و O و N از مولکول دیگر جاذبه‌ای بوجود می‌آید که به پیوند هیدروژنی معروف است. پیوند هیدروژنی فقط بین ترکیبات دارای H و O و N و F وجود دارد یعنی در این ترکیبات هیدروژن به عنوان پلی بین دو اتم الکترونگاتیو عمل می‌کند. انرژی لازم برای شکستن یک مول پیوند هیدروژنی از حدود ۱ تا ۱۰ کیلوکالری متغیر است.

اگرچه پیوندهای هیدروژنی ضعیفتر از پیوندهای کووالانسی است اما در میان نیروهای بین مولکولی قویترین آنها به شمار می‌رود. پیوندهای هیدروژنی نقش موثری در ساختار مواد مهم بیولوژیکی شامل پیوندهای N -H و O-H و تعیین خواص آنها دارد. شکل هندسی پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک که مولکولهای آلی دارای زنجیر بلند هستند با پیوند هیدروژنی میان گروههای N - H یک زنجیر و گروه C = O زنجیر مجاور تثبیت می‌شود.

که در ربایش فضای بین ملکولی اتم‌های هیدروژن پیوند واندر والسی به طور چشم گیری افزابش میابد

[ویرایش] نیروهای لاندن (پراکندگی)

مولکولهای غیرقطبی، دوقطبی دائمی ندارند ولی با وجود این تمام مواد غیرقطبی را می‌توان مایع کرد. از اینرو علاوه بر نیروی دوقطبی - دوقطبی باید نوع دیگری از نیروی بین مولکولی وجود داشته باشد. وجود نیروهای پراکندگی در مولکولها به عنوان یک اصل پذیرفته شده‌اند. تصور می‌شود این نیروها ناشی از حرکت الکترونها باشد. در یک لحظه از زمان ابر الکترونی یک مولکول به نحوی تغییر شکل می‌دهد که یک دوقطبی لحظه‌ای بوجود می‌آید که در آن قسمتی از مولکول به مقدار بسیار کم منفی تر از قسمت‌های دیگر است و در لحظه بعد به علت حرکت الکترونها جهت دوقطبی لحظه‌ای تغییر می‌کند.

اثر این دوقبیهای لحظه‌ای در طول زمان بسیار کوتاه یکدیگر را حذف می‌کنند به صورتی که مولکول غیر قطبی فاقد دوقطبی دائمی می‌شود. ولی دوقطبیهای مواج لحظه‌ای یک مولکول، دوقطبیهای نظیر خود را در مولکولهای مجاور القا می‌کنند و حرکت هم‌زمان الکترونهای مولکولهای مجاور باعث ایجاد نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای لحظه‌ای، نیروی لاندن را تشکیل می‌دهند. نیروی لاندن بین مولکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها نیروی بین مولکولی موجود در مولکولهای غیرقطبی است.

منابع

دانشنامه رشد.



تاريخ : جمعه بیستم اسفند 1389 | 18:35 | نویسنده : عبدلی |

نيروهاي واندروالسي

نيروهاي واندروالسي بر خلاف نيروهاي دو قطبي- دو قطبي و هيدروژني شكل خاص و جهت تعريف شده اي ندارد . اين نيروها اولين بار توسط واندروالس فيزيك دان هلندي با به كار گيري تصحيحاتي در قانون گاز ايده ال مطرح و به عنوان تخميني از اين نيروها به دست آمد ،و با وجود ضيعف بودن قابل اهميت هستند .

يك نيروي واندروالسي در يك مولكول وقتي به وجود مي آيد كه مركز بارهاي مثبت و مركز بارهاي منفي منطبق نباشد. درچنين موقعي گفته مي شود كه مولكول دو قطبي هاي الكتريكي دارد .

 در سيستمهاي مولكولي كه دو قطبي ها حالت دائمي دارند (مولكولهاي قطبي ) نيروهاي واندروالسي به جهت گيري نسبي و مكان مولكولها وابستگي شديدي دارند. اين نيروها با توان ششم فاصله بين دو قطبي ها نسبت معكوس دارند و لذا اين نيروها در فواصل بسيار كم ظاهر مي شوند . نيروهاي دو قطبي در تعيين درجه به هم فشردگي صفوف منظم مولكولها دربلورها نقش مهمي دارند .

در سيمستم هايي كه دو قطبي ها حالت دائمي ندارند ، اجزاي سيستم درمعرض تاثيراتي كاملا متفاوت هستند اين تاثيرات عمدتا بدين شكل است كه در يك سيستم اتمي يا مولكولي ، توضيح بار الكتروني مي تواند به واسطه نزديك شدن كافي اتمها يا مولكولها به يكديگر تبديل كند و بدين ترتيب در تك تك اجزاي سيستم يك دو قطبي به وجود    مي آيد . بعضي مواقع نيروهاي جاذبه بين يك جفت از اين دو قطبي ها نيروي پراكندگي مي نامند . اين نيروها نيروهاي لاندن نيز ناميده مي شوند. با افزايش تعداد الكترونها در اتم ها يا مولكولها و نيز تغيير توضيح بار الكتريكي به صورت ساده تر توسط يك ميدان الكتريكي، نيروهاي پراكندگي مي توانند افزايش يابند . نقطه جوش يك مايع ميزان تقريبي از نيروهاي جاذبه بين مولكولي اجزاي تشكيل دهنده آن مايع مي باشد با مقايسه نقاط جوش معايعاتي كه دو قطبي هايي دائمي ندارند مي توان يك ارزيابي تقريبي از مقادير نيروهاي پراكندگي به دست آورد با توجه به ساختمان الكتروني هر جسم نيروهاي پراكندگي يا لاندن يك خاصيت كلي ماده به حساب مي آيد در سيستم هاي كه قابليت قطبي شدن اجزاي تشكيل دهنده آنها زياد است انرژي جاذبه بزرگ مي باشد.جهت گيريهاي مختلفي كه دو قطبي هاي مي توانند نسبت به يكديگر داشته باشند.



تاريخ : چهارشنبه هجدهم اسفند 1389 | 21:4 | نویسنده : عبدلی |
لیست آنیون ها و کاتیون هایی که دانش آموزان و داوطلبان کنکور در درس شیمی به آن نیاز دارند .

نام کاتیون

نماد شیمیائی کاتیون

نام آنیون

نماد شیمیائی آنیون

هیدروژن

H+

هیدرید

H-

لیتیم

Li+

فلوئورید

F-

سدیم

Na+

کلرید

Cl-

پتاسیم

K+

برمید

Br-

روبیدیم

Rb+

یدید

I-

سزیم

Cs+

هیپو کلریت

ClO-

آمونیوم

NH4+

کلریت

ClO2-

مس ( I )

Cu+

کلرات

ClO3-

نقره

Ag+

پرکلرات

ClO4-

جیوه ( I )

Hg22+

پربرومات

BrO4-

منیزیم

Mg2+

یدات

IO3-

کلسیم

Ca2+

هیدروکسید

OH-

استرانسیم

Sr2+

سیانید

CN-

باریم

Ba2+

هیدروژن سولفید

HS-

تیتانیم ( II )

Ti2+

هیدروژن کربنات

HCO3-

کروم ( II )

Cr2+

نیتریت

NO2-

منگنز ( II )

Mn2+

نیترات

NO3-

آهن ( II )

Fe2+

دی هیدروژن فسفات

H2PO4-

کبالت ( II )

Co2+

دی هیدروژن فسفیت

H2PO3-

نیکل ( II )

Ni2+

دی هیدروژن هیپو فسفیت

H2PO2-

مس ( II )

Cu2+

هیدروژن سولفات

HSO4-

روی

Zn2+

پرمنگنات

MnO4-

قلع ( II )

Sn2+

فرمات

HCOO-

سرب ( II )

Pb2+

استات

CH3COO-

کادمیم

Cd2+

بنزوآت

C6H5COO-

جیوه ( II )

Hg2+

متوکسی

CH3O-

اسکاندیم

Sc3+

اتوکسی

C2H5O-

وانادیم

V3+

آزید

N3-

کروم ( III )

Cr3+

اکسید

O2-

منگنز ( III )

Mn3+

سولفید

S2-

آهن ( III )

Fe3+

پراکسید

O22-

کبالت ( III )

Co3+

کربنات

CO32-

آلومینیم

Al3+

هیدروژن فسفات

HPO42-

گالیم

Ga3+

هیدروژن فسفیت

HPO32-

بیسموت

Bi3+

سولفیت

SO32-

قلع ( IV )

Sn4+

سولفات

SO42-

سرب ( IV )

Pb4+

منگنات

MnO42-

 

 

اگزالات ( اکسالات )

C2O42-

 

 

کرومات

CrO42-

 

 

دی کرومات

Cr2O72-

 

 

نیترید

N3-

 

 

فسفید

P3-

 

 

آرسنید

As3-

 

 

فسفات

PO43-

 

 

آرسنات

AsO43-



تاريخ : پنجشنبه دوازدهم اسفند 1389 | 23:42 | نویسنده : عبدلی |
مندلیفدیمیتری ایوانوویچ مندلیف زیر و رو کننده علم شیمی و فرزند یکی از مدیران مدرسه محلی در ۷ فوریه ۱۸۳۴ در شهر توبولسک واقع در روسیه متولد شد وی در سال ۱۸۶۹ دکتر علوم و استاد شیمی دانشگاه شد و در همین سال ازدواج کرد در این هنگام فقط ۶۳ عنصر از نظر شیمی دانها شناخته شده بود مندلیف در این فکر بود که خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر تابعی از جرم اتمی آنهاست. بدون قانون تناوبی نه پیش بینی خواص عناصر ناشناخته میسر بود و نه به فقدان یا غیبت برخی از عناصر می شد پی برد.

کشف عناصر منوط به مشاهده و بررسی بود بنابراین تنها یاری بخت، مداومت و یا پیش داوری منجر به کشف عناصر جدید می شد قانون تناوبی راه جدیدی در این زمینه گشود منظور مندلیف از این جمله ها آن بود که در سیر تاریخی شیمیایی، زمان حدس زدن وجود عناصر و پیشگویی خواص مهمشان فرا رسیده است. جدول تناوبی پایه ای برای این کار شد حتی ساخت این جدول نشان می داد که در چه جاهایی مکان خالی باقی می ماند که باید بعداٌ اشغال شود. با آگاهی از خواص عناصر موجود در جوار این مکانهای خالی می شد خواص مهم عناصر ناشناس را تخمین زد و چند مشخصه مقداری آنها را(جرمهای اتمی، چگالی، )نقطه ذوب ، و نقطه جوش و مانند آنها را) به کمک نتیجه گیری های منطقی و چند محاسبه ریاضی ساده، تعیین کرد. این مطالب نیاز به تبحر کافی در شیمی داشت مندلیف از این تبحر برخوردار بود که با ترکیب آن با تلاش علمی و اعتقاد به قانون تناوبی توانست پیشگوهای درخشانی در باره وجود و خواص چندین عنصر جدید را ارائه دهد بنابراین مطابق با این فکر جدولی درست کرد و ۶۳ عنصر شناخته شده را به ترتیب جرم اتمیشان در جدول قرار داد تعداد عناصر در سطرهای جدول یکی نبود مثلاٌ سطر پنجم ۳۲ عنصر داشت در حالی که سطر ششم فقط شامل ۶ عنصر بود ولی عناصری که خواص آنها شبیه هم بود در این جدول نزدیک هم قرار داشتند و بدین علت مقداری از خانه های خالی متعلق به عناصری است که تاکنون شاخته نشده وی این نتیجه را در سال ۱۸۶۹ به جامعه شیمی روسیه تقدیم کرد جدول مندلیف که پیش بینی وجود ۹۲ عنصر را می نمود جز لوتر مایز که یک سال بعد از مندلیف جدولی مشابه با جدول مندلیف انتشار داده بود طرفداری نداشت پیش بینی های عجیب مندلیف زمان درازی به صورت مثلهای موجود در همه کتابهای شیمی در آمده بود و کمتر کتاب شیمی وجود دارد که در آن از اکاآلومینیوم و اکابود و اکاسیلیسیم یاد نشده باشد که بعدها پس از کشف به نامهای گالیوم، سکاندیوم و ژرمانیوم نامیده شدند در یمان سه عنصری که مندلیف پیش بینی کرده بود اکاسیلیسیوم بعد از سایرین کشف شد(۱۸۸۷) و کشف آن بیش از کشف دو عنصر دیگر مرهون یاری بخت و تصادف مساعد بود. در واقع کشف گالیوم توسط بوابودران (۱۸۷۵) مستقیماٌ توسط روشهای طیف سنجی اش بود و جداکردن سکاندیوم توسط نیلسون و کلو(۱۸۷۹) مربوط به بررسی دقیق خاکهای نادر بود که در آن زمان اوج گرفته بود اندک اندک همه پیشگوییهای مندلیف تحقق یافتند آخرین تائید در مورد وزن محصوص سکاندیوم فلزی بود در سال ۱۹۳۷ فیشر شیمیدان آلمانی موق به تهیه سکاندیوم با درجه خلوص ۹۸% شد وزن مخصوص آن ۳ گرم بر سانتی متر مکعب بود این دقیقاٌ مان رقمی است که مندلیف پیش بینی کرده بود در پاییز سال ۱۸۷۹ انگلس کتاب جامعی به دست آورد که نویسندگانش روسکو و شورلمر بودند در آن کتاب برای نخستین بار به پیشگویی آلومینیوم توسط مندلیف وکشفش تحت تاثیر نام گالیوم اشاره شده بود در مقاله ای که بعدها انگلس در کتابی هم نقل کرده است، اشاره به مطلب آن کتاب شیمی شده است و نتیجه گرفته است که: ندلیف یا به کار بردن ناخودآگاه قانون تبدیل کمیت به کیفیت هگل، واقیعت علمی را تحقق بخشید که از نظر تهور فقط قابل قیاس با کار لوریه در محاسبه مدار سیاره ناشناخته نپتون بوده است. علاوه بر این با اکتشاف آرگون در سال ۱۸۹۴ و هلیوم و اینکه رامزی نظریه جدول مندلیف وجود نئون و کریپتون و گزنون را پیش بینی نمود جدول مندلیف شهرت عجیب و فوق العاده ای کسب نمود. در یان سالها بود که تمامی آکادمی های کشورهای جهان(غیر از مملکت خویش) او را به عضویت دعوت نمودند زیرا مندلیف دو دوم فوریه ۱۹۰۷ در ۷۳ سالگی در گذشت به طوری که می دانیم از هنگامی که جدول مندلیف بوجود آمد خانه های خالی آن یکی پس از دیگری با کشف عناصر پر می شد و آخرین خانه خالی جدول در سال ۱۹۳۸ با کشف(آکتینوم)در پاریس پر شد.


دیمیتری ایوانویچ مندلیف در روز هفتم فوریه حدود سال ۱۸۳۴ در توبولسک سیبری به دنیا آمد. نام مادرش ماریا دیمیتریونا کورنیلیو و نام پدرش ایوان پاولوویچ مندلیف است. پدرش به دلیل اینکه اسب معامله می کرد مندلیف (معامله کردن) نامیده شد. خانواده ماریا کورنیلیو در اوایل سال ۱۷۰۰ در توبولسک اقامت داشتند و روش ساخت کاغذ و شیشه را به منطقه سیبری آوردند. متاسفانه زمانی که ایوان مرد، دیمیتری کاملا بچه بود. ایوان با مرگش، همسرش را با بار سنگین مراقبت از خانواده بزرگشان تنها گذاشت. از همان سالهای اولیه زندگی دیمیتری، مادرش برای دانشگاه رفتن او پول جمع می کرد. او ساعت های زیادی را در کارخانه شیشه سازی که مادرش در آن کار می کرد، می گذراند و مفهوم های شیمیایی ورای ساختن شیشه و دمندگی شیشه را فرا می گرفت. در ۱۴ سالگی در مدرسه آمادگی دانشگاه در توبولسک شرکت کرد و همان سال دومین تراژدی بزرگ خانوادگی رخ داد. کارخانه شیشه سازی بر اثر آتش سوزی با خاک یکسان شد و خانواده آنها به فلاکت افتاد.

مندلیف

در سال ۱۸۴۹ هیچ چیز برای خانواده در ارمزیانسک باقی نمانده بود. ماریا دارایی های خانواده را جمع کرد و به مسکو رفتند. مندلیف در دانشگاه مسکو پذیرفته نشد، در هر حال ماریا تسلیم نشد و خانواده آنها به سنت پترزبورگ رفتند. با متقاعد کردن مسئولان مدرسه، به دیمیتری اجازه داده شد تا آزمون های ورودی را بگذراند. او با نمراتی خوب قبول شد. او را برای برنامه آموزش معلمی علوم با یک بورس کامل پذیرفتند و در پاییز سال ۱۸۵۰ وارد دانشگاه شد. ماریا مدت کوتاهی پس از پذیرش دیمیتری در سنت پترزبورگ جان سپرد مندلیف برای رویارویی با کارهای دانشگاه تنها رها شده بود، اما بعدها در کتابش در مورد محلول ها، مادرش را ستود. دیمیتری غرق در کارش در سنت پترزبورگ شد. در این زمان او به خاطر بیماری ضربه خورد که باعث شد برای یک سال بستری شود. در سال ۱۸۵۵ به عنوان استاد یک مدرسه علوم به سیمفروپول در شبه جزیره کریمه در نزدیکی دریای سیاه نقل مکان کرد. در سال ۱۸۵۶ مندلیف از پایان نامه استادی اش دفاع کرد؛ پژوهش و روش های انبساط مواد در ارتباط با گرما . به دنبال برنامه استادی اش، دیمیتری زندگی اش را روی شغل تدریس، پژوهش و تحقیق متمرکز کرد. راهنمایی هایش را به کتاب هایش و جدول تناوبی منتقل کرد و بعدها دانش خود را در مورد تکنولوژی شیمی و صنعت، کشاورزی، ارتباطات، هواشناسی و دانش اندازه گیری و مقیاس ها افزایش داد. در سال ۱۸۵۹ به عنوان وزیر سازندگی عمومی برگزیده شد تا برای مطالعه و گسترش نوآوری های علمی و فن آوری به خارج از کشور سفر کند. بین سالهای ۱۸۵۶ و ۱۸۶۱ چگالی گازها را با رگنالت در پاریس و طرز کار کردن طیف نما را با کیرچوف در هایدلبرگ مطالعه کرد. مطالعه های کشش و تنش سطحی مایع او منجر به نظریه نقطه جوش مطلق شد که بعدها به عنوان دمای بحرانی شناخته شد. برای مندلیف، همواره دانش مهمترین موضوع بود، اما در آن زمان آشوب، همانند امروز، دانش می توانست بر قلمرو سیاستمداران بیفزاید و باعث نابرابری اجتماعی شود. مندلیف به هیچ وجه نمی ترسید تا نظراتش را درباره این موضوعات بگوید: در هرجا حد وسطی برای چیزها وجود دارد که حاصل آن تعادل است. یک ضرب المثل روسی می گوید: نمک زیاد یا کم مانند شیطان است. این موضوع در ارتباطات سیاسی و اجتماعی نیز صدق می کند… این وظیفه دانش است که وجود یک نظام عمومی را در طبیعت کشف کند و دلایل اداره این نظم و ترتیب را بیابد و این در مورد ارتباطات انسانی، اجتماعی و سیاسی و به طور کلی در مورد همه جهان صدق می کند. افکار ژرف و عمیق منظمش، او را به کشف قانون تناوبی هدایت کرد که همراه با مسائل دیگری منجر به استعفای او در ۱۷آگوست ۱۸۹۰ از دانشگاه شد. زندگی شخصی دیمیتری نیز در سالهای متمادی در آشوب و دردسر بود. در سال ۱۸۶۳ با اصرار فراوان خواهرش، دیمیتری با فوزوا نیکیتچنا لاسچوا ازدواج کرد. آنها دو فرزند داشتند؛ یک پسر به نام ولودیا و یک دختر. مندلیف هیچ وقت واقعا به فوزوا عشق نمی ورزید و در حقیقت زمان کمی را با او می گذراند. در ژانویه سال ۱۸۸۲ او از فوزوا جدا شد و با بهترین دوست خواهرزاده اش آنا ایوانوا پاپوا ازدواج کرد. از اولین اثر او در سال ۱۸۵۴ به نام تجزیه شیمیایی یک نمونه از فنلاند تا آخرین کارهایش در سال ۱۹۰۶ مانند پروژه ای برای مدرسه دبیران و به سوی دانش روسیه ، تعداد یافته های پژوهشی وی بیش از ۲۵۰ عدد است. معروف ترین آثار او شامل شیمی آلی ست که در سال ۱۸۶۱ که ۲۷ ساله بود منتشر شد. این کتاب جایزه دومیدو را برد و مندلیف را پیشرو تدریس شیمی در روسیه کرد. در کنار کارش روی مفاهیم کلی شیمی که از آن صحبت کردیم، مندلیف زمان زیادی را صرف پیشرفت فن آوری روسیه می کرد. بسیاری از نتایج تحقیقات او مربوط به شیمی کشاورزی، پالایش نفت و بازیافت مواد معدنی می شد. دیمیتری همچنین یکی از موسسان انجمن شیمی روسیه در سال ۱۸۶۸ بود و کمک کرد تا راه های ارتباطی با دانشمندان در اروپا و ایالات متحده آمریکا باز شود. مندلیف همچنین در زمینه خصوصیات و رفتار گازها در فشارهای بالا و پایین بسیار مطالعه کرد که منجر به تولید یک نوع بسیار دقیق فشارسنج و مطالعات گسترده تر در زمینه هواشناسی شد. به هر حال بزرگترین موفقیت او بیان قانونی تناوبی و ارتقای جدول تناوبی عناصر بود. از همان اوایل کار، احساس می کرد که نوعی ترتیب در میان عنصرها وجود دارد .در سال ۱۸۶۹ شیمیدان روسی خصوصیات پیچیده بیش از ۶۰ عنصر را جمع آوری کرد و در ۶ مارس سال ۱۸۶۹ او یک گزارش رسمی به نام وابستگی میان خصوصیات جرم های اتمی عناصر ، برای انجمن شیمی روسیه تهیه کرد.در۲۹ نوامبر سال ۱۸۷۰ مندلیف گفت که پیش بینی خواص عناصر کشف نشده ممکن است، فراتر برود. او سپس این کار را با پیشگویی برای سه عنصر جدید ادامه داد(اکا- آلومینیوم، اکا- بور، اکا سیلیسیم) و خواص زیادی برای هرکدام از جمله چگالی، شعاع و نسبت های ترکیب شدن آنها با اکسیژن را تعیین کرد. جهان علم حیران شده بود و افراد زیادی پیشگویی های مندلیف را به تمسخر گرفتند. در نوامبر سال ۱۸۷۵ زمانی که یک مرد فرانسوی به نام لکوک دوبواس بوادران یکی از عناصر پیش بینی شده(اکا- آلومینیوم) را کشف کرد و آن را گالیم نامید، عقاید مندلیف جدی گرفته شد. دو عنصر دیگر نیز بعدها با خصوصیاتی شبیه به پیشگویی مندلیف کشف شدند. این اکتشاف ها پیشگویی های او را تایید و قانونش را اثبات کرد و همچنین او را در زمره دانشمندان درجه یک جهان دانش قرار داد، در طول زندگی، دیمیتری مندلیف جایزه های متعددی از سازمان های گوناگون از جمله مدال دیوی از موسسه سلطنتی انگلستان در سال ۱۸۸۲ و مدال کوپلی در سال ۱۹۰۵ که بزرگترین جایزه جمعیت های علمی ست و درجات افتخاری زیادی از دانشگا ه های سراسر جهان دریافت کرد. به دنبال استعفای او از دانشگاه سنت پترزبورگ، دولت روسیه در سال ۱۸۹۳ او را به عنوان مدیر دفتر اجرام و واحدها برگزید. این اقدام این باور را ایجاد کرد که این کار به منظور آرام نگهداشتن عموم مردم در برابر دولت انجام شد. در ۲۰ژانویه سال ۱۹۰۷ در ۷۳ سالگی مندلیف در حالی که به داستانی در مورد سفر به قطب شمال اثر ژول ورن گوش می داد، در آرامش آخرین نفسش را کشید.



تاريخ : پنجشنبه دوازدهم اسفند 1389 | 21:27 | نویسنده : عبدلی |

چون وزن اتمي فلوئور 19.0 و وزن اتمي هيدروژن 1.0 است، سنگيني يك اتم فلوئور 19 برابر يك اتم هيدروژن خواهد بود. حال اگر 100 اتم فلوئور و 100 اتم هيدروژن را در نظر بگيريم، جرم مجموع اتم‌هاي فلوئور 19 برابر جرم اتم‌هاي هيدروژن مي‌شود. پس جرم‌هاي هر دو نمونه‌اي از فلوئور و هيدروژن كه عمده اتم‌هاي آنها برابر باشد همان نسبت 19.0 به 1.0 يعني نسبت وزنهاي اتمي آنها ، خواهد بود.

اگر 19.0g فلوئور و 1.0g هيدروژن داشته باشيم. اين دو مقدار بر حسب گرم و از لحاظ عددي برابر وزن‌هاي اتمي اين دو عنصر است. چون جرم‌هاي اين دو نمونه نسبت 19.0 به 1.0 دارد، نمونه‌ها بايد شامل تعداد اتم‌هاي مساوي باشند. در واقع ، نمونه‌اي از هر عنصر كه جرم آن بر حسب گرم عددي برابر با وزن اتمي آن عنصر باشد، شامل اين عده اتم‌هاي يكسان خواهد بود.

اين عدد را به افتخار آمدو آووگادرو عدد آووگادرو مي‌نامند. آووگادرو نخستين كسي بود كه رفتار گازها در واكنش شيميايي را بر حسب عده مولكولها واكنش دهنده ، توضيح داد. مقدار عدد آووگادرو با آزمايش معين شده و تا شش رقم با معني عبارت است از:6.02205x10**23

تعريف مول

مقدار خالصي كه شامل عدد آووگادرو واحد اصلي باشد يك مول ناميده مي‌شود كه يك واحد اصلي است. تعريف مول مقدار ماده خالصي است كه تعداد واحد‌هاي مستقل اصلي آن دقيقا برابر با تعداد اتم‌هاي 12g كربن 126C باشد.

پس نمونه‌اي از يك عنصر كه جرم آن بر حسب گرم از لحاظ عددي برابر با وزن اتمي آن عنصر باشد، شامل يك مول از اتمهاي آن عنصر ، يعني شامل عدد آووگادرو اتم است. مثلا وزن اتمي بريليم 9.01218 است.

بنابر اين : اتم بريليم Be=1mol Be = 6.02205x10**23 9.01218

مول ماده مولكولي

يك مول مركب از عدد آووگادرو واحد مستقل است. يك مول ماده مولكولي مركب از عدد آدوگادرو مولكول و جرمي بر حسب گرم دارد كه از لحاظ عددي برابر با وزن مولكولي آن ماده است. مثلا وزن مولكولي H2O برابر 18.02 گرم است، پس مولكول H2O با

18.02g H2O =1MolH2O =6.02205x10**23 مولكول آب H2O .

چون يك مولكول آب دو اتم H و يك اتم O دارد، يك مول H2O شامل دو اتم H و يك مول اتم O است.

با استفاده از تعريف مول، نوع واحد مستقلي كه اندازه گيري مي‌شود بايد مشخص باشد. يك مول از اتم هاي H شامل 6.02205x10**23 اتم H و جرم آن ، تا سه رقم با معني ، 1.01g است، يك مول از مولكولهاي H2 شامل 6.02205x10**23 مولكول H2 و جرم آن 2.02g است. براي فلوئور : فلوئو گرم Mol F=6.02205x10**23 F=19.0

مولكول فلووئور 1Mol F2=6.02205x10**23 F2=38.0g

مول در مواد يوني

وقتي مي گوييم يك مول(BaCl2) به اين معني است كه نمونه مورد نظر ما شامل عدد آووگادرو واحد فرمولي است كه واحد مستقل آن مشخص است. يك مول BaCl2 جرمي برابر 208.3g دارد كه همان وزن فرمولي BaCl2 است. در واقع ، يك مول BaCl2 شامل ، باريم

137.3g= يون 1Mol Ba2=6.02205x10**23Ba2

كلر: 71.0g= يون 2Mol Cl2=6.02205x10**23BaCl2

كه روي هم مي‌شود :

208.3g Bacl2= واحد 1Mol BaCl2=6.02205x10 **23Cl2

(** به معني به توان مي باشد. 10 به توان 23 )

خوب است بدانيد:

در سال 1811 آمادئو آووگادرو، قانون تركيب حجمي را توضيح داد. اصل آووگادرو مي‌گويد: حجمهاي مساوي همه‌ي گازها در دما و فشار يكسان، داراي تعداد مولكولهاي برابر هستند. به عكس، تعداد مولكولهاي برابر از هر دو گاز، تحت شرايط دما و فشار يكسان، حجمهاي برابر را اشغال مي‌كنند. يك مول از يك ماده داراي 23**10*022/6 ذره است. بنابراين در شرايط دما و فشار يكسان، يك مول از يك گاز حجمي برابر با يك مول از هر گاز ديگر اشغال مي‌كند. در شرايط متعارفي اين حجم، به حجم مولي گاز در شرايط متعارفي موسوم است و برابر با 414/22 ليتر مي‌باشد.

- تعداد واحدها در يك مول به افتخار آمادئو آووگادرو ، عدد آووگادرو ناميده مي‌شود . وي نخستين كسي بود كه رفتار گازها را برحسب تعداد مولكول‌هاي واكنش دهنده توجيه كرد .

درواقع آقاي آووگادرو خودش مقدار عددي اين عدد را نتوانست به دست آورد، اما چون وي رفتار گازها را بر حسب تعداد مولكولهاي واكنش دهنده را مورد بررسي قرار داد، بعدها كه اين عدد بدست آمد، به افتخار آووگادرو كه بنيان گذار اين كار بود، به نام وي نام گذاري نمودند.

مقدار اين عدد با روشهاي الكترو شيميايي و بلور شناسي معين شده است . در روش بلور شناسي مثلا يك عنصر را در نظر مي‌گيرند سپس با دستگاه‌هاي دقيق ساختار عنصر و طول هريك از اضلاع سلول واحد بلور و وزن اتمي عنصر و وزن حجمي آن را مشخص مي‌كنند . سپس به كمك يك عمليات رياضي مي‌توان به عدد آووگادرو دست يافت به عنوان مثال نيكل در سيستم مكعبي با وجوه مركز پر متبلور مي‌شود . طول هر يك از اضلاع سلول واحد 52/3 آنگسترم ، وزن اتمي نيكل 7/58 و وزن حجمي آن 94/8 است .حال به كمك اين داده‌ها عدد آووگادرو را حساب مي‌كنيم : هر سلول واحد داراي چهار اتم نيكل است . اگر عدد آووگادرو را N در نظر بگيريم ، وزن هر اتم برابر( 7 /58 تقسيم بر N) گرم خواهد بود . وزن هر سلول واحد چهار برابر اين مقدار و حجم آن برابر( 52/3 ضرب در ده به توان منفي هشت ) كل اين مقدار به توان سه ، سانتيمتر مكعب است . حال اكر اين دو را تقسيم كنيم چگالي نيكل بدست مي‌آيد كه البته ضريبي است از Nبا توجه به اينكه مي‌دانيم چگالي نيكل برابر است با 94/8 پس با مي‌توانيم مقدار N را كه همان عدد آووگادرو است حساب كرد . اگر بخواهيم از روش الكترو شيمي استفاده كنيم بايستي عدد فاراده را تقسيم بر بار يك الكترون تنها كنيم كه در اين صورت مقدار عدد آووگادرو حساب مي‌شود .

كاربرد عدد آووگادرو

براي بيان مفهوم اتم گرم

شيميدان‌ها جرم يك مول يا 6.023*10**23اتم را اتم گرم مي‌گويند و آنرا برحسب گرم بيان مي‌كنند. براي مثال اتم اكسيژن ، 16 گرم و اتم كربن ، 12 گرم است؛ يعني جرم يك مول از اتمهاي اكسيژن كه شامل 6.023*10**23اتم است، برابر 16 گرم و به همين ترتيب ، جرم يك مول از اتم‌هاي كربن برابر 12 گرم است.

مفهوم مولكول گرم

بديهي است جرم يك مول از مولكول‌هاي يك ماده كه «مولكول گرم» ناميده مي‌شود. به كمك اتم گرم اتم‌هاي سازنده آن به آساني قابل محاسبه است. براي مثال ، مولكول گرم اكسيژن O2 برابر مجموع دو اتم اكسيژن 16+16=32گرم و مولكول گرم CO2برابر است با مجموع دو اتم اكسيژن و يك اتم كربن 44=16+16+12 گرم است.

مفهوم جرم مولكولي

شمار اجزاي يك مول برابر با عدد آووگادرو است. تعداد مولكول‌هاي موجود در يك مول از يك تركيب مولكولي ، برابر با عدد آووگادرو است و جرم آن بر حسب گرم برابر با وزن مولكولي آن تركيب است. براي مثال ، وزن مولكولي H2Oبرابر با 18.02 است. در نتيجه داريم:

1mol H2O= 6.023*10**23 H2O

مولكول   چون يك مولكول آب داراي يك اتم O است يك مولكول H2Oشامل دو اتم از اتم H و يك مولكول از اتم O است



تاريخ : چهارشنبه یازدهم اسفند 1389 | 21:12 | نویسنده : عبدلی |
نِشادُر نمکی جامد و بلورین که بی‌رنگ و بی‌بو است و از ترکیب اسید کلریدریک و آمونیاک بدست می‌آید. فرمول شیمیایی این ماده NH۴Cl است و نام علمی آن کلرید آمونیوم است. مزهٔ نشادر زننده‌است و در آب گرم به خوبی حل می‌شود.از نشادر در آبکاری و گالوانیزه و باطری سازی استفاده میشود.




تاريخ : چهارشنبه یازدهم اسفند 1389 | 10:33 | نویسنده : عبدلی |
به طور کلی، پیشرفت شیمی عمومی، از انتشار جدول طبقه بندی تناوبی عنصرها سرچشمه گرفت. با توجه به اینکه طبقه بندی در هر زمینه ای، مطالعه را آسان می کند، آنان که صاحب اندیشه ای در شیمی بودند، برای به نظم در آوردن و آسان کردن بررسی خواص عناصر، همواره فکر طبقه بندی آنها و احتمالاً کشف روابط و یا قوانین در این زمینه را در سر می پروراندند.
بدون شک لاووازیه نخشتین کسی بود که در این راه گام برداشت. او عناصر را به دو دسته ی کلی فلز و نافلز تقسیم کرد. او فلز را عنصری می دانست که در ترکیب با اکسیژن باز تولید می کند و غیر فلز را عنصری می دانست که د ر ترکیب با اکسیژن، اسید تولید می کند.
برسلیوس نیز مانند لاووازیه، عناصر را به دو دسته ی کلی فلز و نافلز تقسیم کرد. اما وی خواص الکتروشیمیایی عنصرها را در نظر گرفت. وی معتقد بود که فلز عنصری است که تمایل به از دست دادن الکترون و تشکیل یون مثبت دارد و غیر فلز عنصری است که تمایل به گرفتن الکترون و تشکیل آنیون دارد.
از سال 1871 به بعد، شیمیدانان برخلاف برسیلوس و لاووازیه که بر خواص شیمیایی عنصرها تاکید داشتند، در مسیر طبقه بندی بر اساس ارتباط بین جرم اتمی و خواص انها، کوششهایی به عمل آوردند و تلاش آنها در این راه کم و بیش با موفقیتهایی همراه بود.
تا سال 1872 شصت‌و‌سه عنصر شناخته شده بود و شیمیدانها به جستجوی راههایی برای مرتب كردن عنصرها پرداختند . این جستجو تا حدی شبیه تحقیق اولیه’ كپلر برای یافتن قاعده‌هایی بود كه حركات سیاره‌های منظومه’ شمسی را به هم مربوط می‌كند . علاوه بر جرمهای اتمی نسبی ، بسیاری از خواص دیگر عنصرها و مواد مركب حاصل از آنها تا آن زمان معین شده بود . بعضی از این خواص عبارت بودند از : نقطه’ ذوب ، نقطه’ جوش ، چگالی ، رسانایی الكتریكی ، رسانایی گرمایی ، سختی و ضریب شكست . نتیجه آنكه از سال 1870 به بعد، اطلاعات فراوانی درباره’ بسیاری از عنصرها و خواص آنها بدست آمده بود .
در سال 1829 شیمیدان آلمانی یوهان ولفگانگ دوبرینر مشاهده كرد كه عنصرها غالبا گروههایی از سه عنصر ، با خواص شیمیایی مشابه ، تشكیل می‌دهند . او تریادها ( به معنای سه‌تاییها ) را برای آنها پیشنهاد كرد و مانند (كلر ، برم و ید) ؛ ( كلسیم ، استرونسیم و باریم) و غیره . در هر تریاد جرم اتمی عنصر میانی تقریبا میانگین عددی جرمهای دو عنصر دیگر است . ولی بعدها معلوم شد كه همه’ این مطالب اهمیت چندانی ندارند .
دوشان کورتوآ دانشمند فرانسوی در سال 1862 طبقه بندی ویژه ای به نام پیچ تلوریک ارائه داد. او برای تنظیم جدول خود، استوانه ای در نظر گرفت و محیط ان را به 16 قسمت برابر تقسیم کرد. از هر کدام از انها خطی عمود بر قاعده ی استوانه عبور داد. سپس خطی با شیب 45 درجه از محل تقاطع یال اول با قاعده رسم کرد تا یالها را یکی پس از دیگری قطع کند. آنگاه عنصرهای شناخته شده تا ان زمان را به ترتیب جرم اتمی در محل تقاطع یالها با این خط شیب دار، قرار داد و مشاهده کرد که عناصری مه بر روی یک یال قرار می گیرند، جرم آنها به اندازه ی 16 واحد و یا مضربی از آن با یکدیگر تفاوت دارد ،خواص مشابهی خواند داشت. در این طبقه بندی تشابه خواص عنصرهای واقع بر یک یال، تا عنصر بیستم یعنی کلسیم رعایت می شد. مثلاً تیتان که در بالای اکسیژن و گوگرد قرار می گرفت، تشابعی با آنها نداشت.
ادلینگ دانشمند انگلیسی، در سال 1864 جدولی از عنصرها ، در 5 ستون و 15 سطر منظم کرد. او دریافته بود که با کنار گذاشتن هیدروزن، عناصر دیگر، به ترتیب صعودی جرم اتمی ، کنار یکدیگر قرار می گیرند . عناصر واقع در یک سطر، خواص مشابهی خواهند داشت.
در سال 1865 شیمیدان انگلیسی ج‌. ا. ر. نیولندز اعلام داشت كه عنصرها را می‌توان به ترتیب افزایش جرم اتمی به دنبال هم نوشت . هنگامی كه اینكار انجام گرفت ، نظمی شگفت‌انگیز ایجاد شد : خواص شیمیایی و فیزیكی مشابه چند بار در فهرست ظاهر شد . نیولندز عقیده داشت كه ، در كل فهرست عنصرهایی با خواص مشابه به طور تناوبی ( یعنی در فاصله‌هایی منظم ) ظاهر می‌شوند. وی می‌گوید ْْ با شروع از یك عنصر معین ، هشتمین عنصر نوعی تكرار نخستین عنصر است ، همجون هشتمین نت در یك اكتاو موسیقی .ْْ البته نیولندز عناصر شناخته شده تا آن زمان را به ترتیب پشت‌سر هم در یك ستون چید ( و به صورت كنونی آنها را مرتب نكرد ) و متوجه شد كه در بعضی جاهها یك نظم وجود دارد . وی هیچ توجیهی برای فلزاتی كه الان فلزات واسطه می‌نامیم ، نداشت .
اما بعد از تشخیص وجود خانواده‌هایی با عناصر مشابه توسط نیولندز ، شیمیدانها كنجكاو شدند كه در جستجوی راهی اصولی برای تنظیم عنصرها برآیند ، به طوری كه اعضای یك خانواده با هم گروه‌بندی شوند . برای این منظور طرحهایی پیشنهاد شد كه موفقترین و مؤثرترین آنها طرح شیمیدان روسی د. ی مندلیف و ژولیوس لوتار مایر بود .
کیمیا دان آلمانی Lothar Meyer و کیمیادان روسی Dmitry Ivanovich Mendeleev تقریبا بطور همزمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند( ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم توجیه گردید).
مندلیف در سال 1871 به خصلت گسترده’ تناوبی در میان عنصرها پی برد. او راهی تازه برای مرتب كردن عنصرها در جدول ( به صورتی كه اكنون وجود دارد ) كشف كرد . گرچه خواص عنصرها با افزایش وزن اتمی به طور تناوبی تكرار می‌شود ، ولی نیولندز متوجه نشد كه جدایی عنصرهای مشابه برای عنصرهای سنگینتر در فهرست بزرگتر می‌شود و درنتیجه آنها را در گروه خود در نظر نگرفت . مندلیف نیز عنصرها را بر حسب افزایش وزن اتمی مرتب كرد به همین دلیل در جاهایی بی‌نظمی مشاهده می‌شد و مندلیف حدس می‌زد كه شاید در تعیین وزن اتمی اشتباهی شده ، تا اینكه مدتی بعد دانشمند انگلیسی موزلی ، عدد اتمی را برای هر عنصر تعریف كرد و عناصر را بر طبق همان سبك مندلیف ، ولی اینبار بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب كرد و به این ترتیب بی‌نظمی‌ها نیز برطرف شد و جدول كنونی به دست آمد .

اما جدول تناوبی دایره‌ای بعد از جدول تناوبی مندلیف و توسط دانشمندان زیادی به صورت متنوع و مختلف، ابداع و ارائه گردیده است.

از جمله اینها، دو جدول تناوبی حلقوی و حلزونی است كه توسط منوچهر ضیایی، ابداع شده است. این طرحهای آقای ضیاعی با الهام گرفتن از ساختمان كوچكترین واحد هر عنصر، یعنی اتم‌ها و همچنین كره زمین و سایر كرات، مانند منظومه شمسی به صورت مدور تهیه شده است و خانه‌های جدول نه به صورت مربع (كه در جدول تناوبی مندلیف به چشم می‌خورد) بلكه به صورت دوایری است كه آرایش الكترونی هر عنصر را – هم به صورت دوایر بسیار كوچك و هم به وسیله اعداد در هر لایه – به صورت مداری نمایش می‌دهد.

در داخل این خانه‌ها، عدد اتمی عناصر، نماد عنصر، حالت آنها در شرایط عادی (جامد، مایع و گاز) نشان داده شده است. عناصر رادیواكتیو نیز با علامت ویژه مشخص شده‌اند.

در طرح حلقوی، هفت حلقه یا دوایر متحدالمركزف دوره‌های تناوبی را تشكیل می‌دهند.

یكی از وجوه تمایز این دو طرح با دیگر طرح‌ها و جدولها این است كه عناصر اكتینیدها و لانتانیدها به جای اینكه در خارج جدول قرار گیرند، در متن جدول و به دنبال عناصر اصلی دوره‌های تناوبی 6 و 7 قرار می‌گیرند.

منبع برخی مطالب: کتاب تاریخ مختصر علم شیمی، مولفان: دکتر محمد رضا ملاردی و سید رضا آقاپور مقدم

http://www.tebyan.net/

تاريخ : چهارشنبه یازدهم اسفند 1389 | 10:14 | نویسنده : عبدلی |
سوال : چرا مولكول PCL5 وجود دارد اما NCL5 وجود ندارد ؟
پاسخ :

زیرا در نیتروژن زیر لایه d وجود ندارد اما در فسفر وجود دارد. به توضیحات مفصلتر در این مورد توجه نمایید:

برای رسم ساختار یك مولكول ابتدا باید اتم مركزی را از بقیه اتمها تمیز داد. به عنوان مثال در PCl5 اتم مركزی اتم فسفر می باشد. در چنین مولكولهایی اتم مركزی آن است كه تعداد آن كمتر می باشد. برای رسم ساختمان چنین مولكولی ابتدا عدد اتمی اتم مركزی و ترتیب پر شدن اوربیتالهای أن را می نویسیم:
15P: 1S2 , 2S2, 2P6, 3S2, 3P3, 3d0
مشاهده می فرمائید كه أخرین لایه الكترونی كه در اتم فسفر در حال پر شدن است, لایه n=3 می باشد. می دانید كه در لایه اول الكترونی ما فقط یك اوربیتال S داریم. در لایه دوم الكترونی علاوه بر اوربیتال S , اوربیتال P نیز وجود دارد. در لایه الكترونی سوم علاوه بر اوربیتالهای S,P اوربیتال d نیز وجود دارد. وجود این اوربیتال كه در اتم فسفر خالی است, یك آزادی عمل برای الكترونهایی كه در اوربیتالهای دیگر وجود دارند, فراهم می كند.
می بینید كه در نمایش اوربیتالی اتم فسفر در بالا, سه الكترون آخر در سه اوربیتال 3p قرار دارد و درنتیجه این سه اوربیتال نیمه پر می توانند با سه اوربیتال نیمه پر از اتمهای دیگر هم پوشانی نموده و سه پیوند به وجود آورد. به عنوان مثال اتم كلر دارای یك اوربیتال نیمه پر p می باشد.
17Cl: 1S2 , 2S2, 2P6, 3S2, 3P5
درنتیجه سه اتم كلر می توانند سه اوربیتال نیمه پر خود را آورده و با سه اوربیتال نیمه پر یك اتم فسفر هم پوشانی داده و مولكول PCl3 را به وجود آورد.
اما مشاهده مولكولی مانند PCl5 را چگونه می توان توجیه نمود؟
در اینجا یك تئوری مهم به نام تئوری هیبریداسیون مطرح می شود. در این تئوری بیان می شود كه یك الكترون از یك اوربیتال می تواند به اوربیتال دیگری, اما در همان لایه الكترونی منتقل شده و اوربیتالهای یكسانی از نظر انرژی فراهم آورد. به عنوان مثال در اتم فسفر یك الكترون از اوربیتال پر 3S2 می تواند به یك اوربیتال خالی 3d منتقل شود
15P: 1S2 , 2S2, 2P6, 3S1, 3P3, 3d1
و درنتیجه پنج اوربیتال نیمه پر ایجاد می شود كه می تواند با پنج اوربیتال نیمه پر از پنج اتم كلر هم پوشانی نموده و درنتیجه پنج پیوند كلر- فسفر بوجود آید. نتیجه چنین تركیبی مولكول PCl5 می باشد.
اما اینكه می فرمائید چرا NCl5 وجود ندارد؟ در این مولكول فرضی اتم مركزی اتم نیتروژن می باشد. اتم نیتروژن دارای عدد اتمی 7 است. ساختار اوربیتالی این اتم به صورت زیر است:
7N: 1S2 , 2S2, 2P3
مشاهده می فرمائید كه أخرین لایه الكترونی كه در اتم نیتروژن در حال پر شدن است, لایه دوم می باشد. همانطور كه در بالا بیان شد, در لایه دوم الكترونی تنها اوربیتالهای S و P وجود دارد. به عبارت دیگر اوربیتالهای خالی d در این اتم وجود ندارد كه یك الكترون بتواند از اوربیتال S به اوربیتال d منتقل شده و تعداد اوربیتالهای نیمه پر به پنج عدد برسد. بنابراین اتم نیتروژن توانایی برقراری پنج پیوند ندارد.
http://www.tebyan.net/

تاريخ : شنبه هفتم اسفند 1389 | 21:44 | نویسنده : عبدلی |
پیوند رابطه ی بین دو اتم می باشد، درصورتیكه كل مولكول از یك یا چند پیوند بین اتمها تشكیل شده است.
مولكولها و نیز پیوندهای بین اتم ها یا قطبی هستند یا غیر قطبی. پیوند قطبی پیوندی است که بین دو اتم مختلف برقرار است، در اینصورت پیوند دارای یك قطب مثبت و یك قطب منفی می باشد، درصورتیكه مولكول قطبی تنها دارای توزیع غیر یكنواخت بار بوده و سر مثبت و منفی ندارد. برای بررسی این دو دسته مولكولها، مولكولها را به دو دسته دو اتمی و مولكولهای چند اتمی تقسیم بندی می كنیم:


الف) مولكولهای دو اتمی: در این مولكولها چنانچه دو اتم تشكیل دهنده مولكول جور هسته باشند، پیوند ناقطبی بوده و درنتیجه كل مولكول ناقطبی می شود، مانند CL-CL.
اما چنانچه دو اتم تشكیل دهنده مولكول ناجور هسته باشند (و اختلاف الكترونگاتیوی آنها بین 4/0 تا 7/1 باشد) پیوند بین آن دو قطبی بوده (یعنی یك سر پیوند دارای احتمال حضور الكترون بیشتری است) و درنتیجه كل مولكول قطبی خواهد بود، مانند H-CL. در مولكول HCL اتم كلر دارای الكترونگاتیوی بیشتری می باشد، درنتیجه الكترونهای پیوندی را با قدرت بیشتری به سمت خود می كشد و درنتیجه دارای قطب مثبت می شود و ئیدروزن كه حضور الكترونها در اطرافش كمتر است، دارای قطب مثبت می شود.

اما مولكولهای چند اتمی:

در این مولكولها علاوه بر قطبی یا ناقطبی بودن پیوندها، شكل هندسی مولكولها نیز در تعیین قطبی یا ناقطبی بودن مولكول دخالت دارند. درواقع می توان گفت که در مولکول، ساختار و شکل فضایی مولکول مهمتر از قطبی بودن تک تک پیوندها می باشد. به عنوان مثال، مولكول BECL2 را در نظر بگیرید كه دارای ساختار خطی
CL-BE-CL می باشد. در این مولكول تك تك پیوندها BE-CL قطبی می باشد، اما كل مولكول ناقطبی است، زیرا دو اتم كلر در دو طرف مولكول به یك اندازه الكترونها را به طرف خود می كشند و مولكول دارای ساختار متقارن است.
به طور كلی برای تشخیص قطبی بودن یا نیودن مولكولهای چند اتمی، هر پیوند را به منزله ی یك طناب در نظر بگیرید كه اتم انتهایی دارد با آن طناب، اتم مركزی را به سمت خود می كشد، چنانچه درنهایت اتم مركزی جابجا شد، مولكول قطبی می باشد و چنانچه درنهایت اتم مركزی جابجا نشد، مولكول ناقطبی می باشد، به عنوان مثال همین مولكول CL-BE-CL را درنظر بگیرید، دو اتم كلر داری قدرت مساوی هستند و اتم مركزی را می كشند، درنتیجه اتم مركزی ثابت باقی می ماند.
اما مولكول آب را درنظر بگیرید كه داری ساختار خمیده است و دو اتم هیدروژن در یك طرف مولكول قرار دارند، چون دو اتم هدروژن اتم اكسیژن را به سمت خود می كشند ، اتم اكسیژن جابجا می شود و بنابراین مولكول قطبی خواهد بود.

به عنوان مثال دیگر:
اوزون علیرغم تشکیل شدن از سه اتم یکسان اکسیژن O قطبی می باشد.

علت قطبی بودن مولكول اوزون به ساختار آن و شكل فضایی آن مربوط می شود. می دانید كه مولكولهای خنثی نیز می توانند قطبی باشند و علیرغم خنثی بودن كل مولكول، اما تجمع الكترونها در قسمتی از مولكول بیشتر باشد و درنتیجه آن قسمت از مولكول منفی و سمت دیگر مثبت شود.

- حال پس از رسم مولكول O3 می بینیم كه در این مولكول سه پیوند وجود دارد: O=O-O . درست است که همه ی اتم ها اکسیژن هستند و به نظر می رسد که مولکول نباید قطبی باشد اما قطبی بودن به دلیل شکل هندسی مولکول می باشد. شكل مولكول اوزون به این صورت خطی نمی باشد و من در اینجا نتوانستم شکل خمیده ی آن را رسم کنم. ، بلكه یك زوج الكترون ناپیوندی روی اكسیژن وسط وجود دارد كه به علت تحرك زیاد، سبب می شود دو پیوند به یكدیگر نزدیك شده و با یكدیگر زاویه ی 117 درجه را تشكیل دهند. بنابراین وقتی اتم مركزی را در راستای پیوندهایش بكشیم، اتم مركزی به سمت پایین می آید و بنابراین مولكول قطبی است و در میدان الكتریكی تغییر جهت می دهد.

بنابراین راه سریع تشخیص مولکول قطبی، این است که چنانچه مولکول مرکزی دارای چهار اتم متصل به خود داشت، مانند CH4 چنانچه مانند همین متان، همه ی اتم های چسبیده به اتم مرکزی یکسان بودند، مولکول ناقطبی، و در غیر اینصورت مولکول قطبی است. همچنین هنگامیکه اتم های متصل به اتم مرکزی، متنوع و جورواجور باشند، هر چند تا هم که باشند، مولکول قطبی است. در صورتیکه کمتر از سه اتم به اتم مرکزی متصل باشد و اتم ها هم یکسان باشند، ، ناچار به رسم ساختار لوویس هستیم و دیدن اینکه آیا اتم مرکزی دارای زوج الکترون ناپیوندی می باشد یا نه؟ چنانچه اتم مرکزی دارای زوج الکترون ناپیوندی باشد، قطعاً مولکول قطبی می باشد.



تاريخ : چهارشنبه چهارم اسفند 1389 | 13:55 | نویسنده : عبدلی |
در حقیقت شعاع کووالانسی همان شعاع اتمی است.
برای اندازه‌گیری شعاع اتم ،فاصله بین هسته‌های دو اتم که باهم پیوند کووالانسی تشکیل داده‌اند را به کمک پراش اشعه ایکس اندازه گیری می کنند. این فاصله طول پیوند نام دارد. با تقسیم کردن طول پیوند بر عدد ۲ ، شعاع اتمی که شعاع کووالانسی هم نامیده می‌شود بدست می‌آید

http://www.tebyan.net/



تاريخ : چهارشنبه چهارم اسفند 1389 | 13:10 | نویسنده : عبدلی |
عناصر كشف شده به روش طيف سنجي
مقدمه

مشكل بتوان گفت كه دهه اي در قرن سيزدهم / نوزدهم بدون كشف عنصري جديد سپري شده باشد. حتي در طي بعضي دوره هاي 10 ساله آن قرن ،تعداد زيادي عنصر كشف شده اند فقط دهه ششم آن قرن استثنا است ،چون در آن دهه عنصري كشف نشده است. اين موضوع عجيب به نظر ميرسد ولي علت اش آن است كه شيمي تجزيه آنچه را كه در توانايي اش داشته است به انجام رسانده بود. تا حدود نيمه قرن سيزدهم/نوزدهم شيمي تجزيه تمام امكانات اش را براي كشف عناصري كه نياز به روش هاي دقيق تر نداشتند به كار بسته بود و انها را كشف كرده بود. عناصر كشف شده يا به حالت طبيعي فراوان بوده اند ويا شيمي دانان بر حصب اتفاق به كاني هاي محتواي عناصر نادر بر خورده بودند. تا نيمه قرن سيزدهم /نوزدهم حدود 60 عنصر كشف شده بود.گسترش روشهاي طيف سنجي در فاصله 1238/1859 تا 1239/1860 توسط بونزن و كيرشهف دانشمندان آلماني به وقفه پيش آمده در اكتشافات عناصر پايان داد و ناگهان گزارشهايي در باره كشف عناصر جديد از روي خطوط مشخصه شان در دستگاه طيف سنج منتشر شد . چهار عنصر (سزيوم ، روبيديم ، تاليوم و آنديوم ) با توسل به روش طيف سنجي شناخته شدند .

سزيوم

به حكم سرنوشت ، سزيوم نخستين عنصر روي زمين است كه توسط روش طيف سنجي شناخته شده است و اگر اين روش به وجود نيامده بود بعيد نبود كه عنصر مزبور سرنوشت ديگري مي داشت . در سال 1225 /1846 برايتهائوپت كه معدن شناس بود ، در ضمن بررسي كانيها و سنگ هاي معدني جزيره البا به نمونه اي كوارتزيت رنگين برخورد كرد كه آن را پولوكس يا پولي سيت ناميد. اين نمونه بعدها به دست پلاتنر شيميداني از اهالي فرايبرگ آلمان كه استاد متالوژيك در آكادمي معدن بود افتاد . نمونه موجود در دسترس وي آنقدر اندك بود كه فقط انجام يك آزمايش تجزيه با ان مقدور بود . وقتي اجزاي آن سنگ معدني را معلوم كرد ، در آن چيز تازه اي نيافت .تنها نكته اي كه توجه اش را جلب كرد اين بود كه جمع كل اجزا 75/92 درصد خود نمونه بود . نظر به اينكه كه وي ديگر نمونه اي براي آزمايش نداشت ، دليل اين كم شدن وزن را نتوانست پيدا كند . تنها نتيجه اي كه او از تجربه اش گرفت اين بود كه پولوكس از تمام سيليكاتهاي شناخته شده ، بيشترين مقدار مواد قليايي را محتوا است . اكنون ميدانيم كه سزيوم توسط سديم و پتاسيم كه مقدارشان در نمونه خيلي زياد بود در استتار قرار گرفته بود و پلاتتنر قادر به استخراج آن نبوده است. در سال 1239 /1860 بونز و كيرشهف تركيب شيميايي آب چشمه هاي معدني مختلف را به روش طيف سنجي مورد مطالعه قرار داد . پس از جدا كردن كلسيم ، استرونسوم ،منيزيم و ليتيوم از نمونه اي از اب معدني دوركهايم قطره اي از آن آب را تبخير كردند و مورد آزمايش طيف سنجي قرار دادند و به دو خط آبي پررنگ نزديك به هم برخوردند . آن دو دانشمند با توجه به اينكه عنصري داراي چنين خط طيفي تا آن زمان پيدا نشده بود ، آن خطوط را متعلق به عنصر ناشناخته اي از خانواده فلزات قليايي دانستند . براي اين عنصر ، نام سزيوم (با علامت شيمايي Cs) پيشنهاد كردند . توضيح اينكه در روزگاران كهن اين واژه براي معرفي رنگ آبي قسمت بالاي افلاك به كار مي رفته است . بخار آب رنگ زيباي سزيوم ، وجود مقدار اندك چند ميليونيم ميلي گرم از آن را به حالت مخلوط با سديم ، ليتيوم و استرونسيوم به اثبات رساند . در22 فروردين 1239 /11 آوريل سال 1860 بونزن نامه اي در باره كشف فلز قليايي جديد به روسكو (همكارش در يكي از تجربه هاي فتو شيمي ) نوشت . در 20 ارديبهشت دهم مه همان سال ، اين موضوع را به آكادمي علوم برلن گزارش كرد . تا شش ما بعد بونزن توانست 50 گرم كلروپلاتينات سزيوم نسبتا خالص تهيه كند. براي بدست آوردن اين مقدار ازآن ماده مي بايستي حدود 300 تن آب معدني مورد آزمايش قرار گرفته باشد. در اين تجربه حدود يك كيلوگرم كلرور ليتيوم به عنوان محصول فرعي به دست آمده بود .ارقام مورد اشاره ، براي آن آورده شده است كه به مقدار اندك سزيوم موجود در آبهاي معدني پي ببريم . چهار سال بعد پيزاني تجربه گر ايتاليايي ، به تجزيه پولوكس كه قبلا توسط پلاتنر انجام شده بود ، همت گماشت . در اين كار وقت با وي ياري كرد و در آن كاني ، سزيوم يافت و نشان داد كه دانشمند آلماني سولفات سزيوم را به اشتباه مخلوطي از سولفاتهاي سديم و پتاسيم تلقي كرده است . در هر حال سزيوم خالص در سال1261/1882 توسط ساتربرگ شيميدان آلماني ، از طريق الكتروليز مخلوط سيانور سزيوم و سيانور باريم به دست آمد بكتوف در روسيه تقريبا در همان زمان به طور مستقل از ساتربرگ ، سزيوم به دست آورد . روش وي مبتني بر كاهش يا احياي آمونياك سزيوم ( CsAlO2)توسط منيزيوم درزير جريان هيدروژن بود .

روبيديوم

در ضمن بررسي كاني كميابي به نام لپيدوليت (كه به خاطر رنگ ياس بنفش به نام ليلياليت نيز ناميده مي شد )دومين عنصر از طريق طيف سنجي كشف شد نخستين بار در اواخر قرن هيجدم كلاپرود تجزيه شيمايي دقيقي از اين كاني به عمل آورد .اما در آن زمان اين تجزيه گر ورزيده به وجود مواد قليايي در كاني مزبور ، پي نبرد. كلاپرود كه به نتيجه آزمايش خود مشكوك شده بود ، تجربه مزبور را در سال1176/1797 تكرار كرد و اين بار به نتايج زير رسيد : دي اكسيد سيليسيم 5/54 ، اكسيد آلومينيوم 25/38 ، اكسيد پتاسيم %4 اكسيد منيزيوم 75/50 /2 درصد از دست رفته را وي مربوط به اب موجود در كاني دانست . مهم نيست كه چه دقتها و تدابيري را آن شيمي دان به كار بست ، ولي آنچه حائز اهميت است ، اين است كه وي به وجود دو جزء بسيار مهم آن كاني پي نبرد . آن دو جزء عبارت بودند از ليتيوم و فلوئور . در نتيجه طبيعت لپيدوليت شناخته نشد در اواخر سال 1239/آغاز سال 1861 نمونه اي از سنگ معدني ياد شده كه از ساكسوني آورده شده بود به دست بونزن و تيرشهف افتاد ، كه تركيبات قليايي آن را جدا كردند و پتاسيم را به صورت كلروپلاتينات متراسب كردند . پس از شستشوي كامل رسوب مزبور ، آن را مورد آزمايش طيف سنجي قرار دادند . در سوم اسفند 1239/بيست و سوم فوريه سال1861 آن دو شيميدان وجود فلز قليايي جديدي را در لپيدوليت به آكادمي علوم برلن گزارش كردند . دانشمندان مزبور به خاطر خط قرمزه تيره فلز جديد ، آن را روبيديم ناميدند و علامت شيمياي اش را rb قرار دادند. اين نام از واژه لاتين به معني قرمز تند گرفته شده است . بعد بونزن و كيرشهف در آب معدني كه يك سال قبل در آن سزيوم يافته بودند ، روبيديوم هم پيدا كردند .مقدار روبيديم آب معدني مزبور اندكي بيش از مقدار سزيوم در آن بود . در سال 1242/1863 روبيديم فلزي توسط بونزن تهيه شد .

تاليوم

تاليوم سومين عنصري است كه توسط طيف سنجي سنگهاي معدني موجود در زمين به وجودش پي برده اند . برخي از خواص اين عنصر به خواص عناصري فلزي شباهت دارد و در نتيجه عده اي از دانشمندان تصور مي كردند كه تاليوم عنصر شيمياي مستقلي نيست و آن را مخلوطي از فلزات قليايي به ويژه هم گروههاي سنگين وزن روبيديم و سزيوم مي شمارند . براي از ميان بردن شك زمان لازم بود . هنگامي كه بونزن و كيرشهف دست اندركار بررسي عناصر جديد كشف شد ه بودند روش تجزيه طيف سنجي آنان ، توجه كروكس شيمي و فيزيك دان انگليسي را جلب كرد وي در آن زمان مورد تاييد جامعه علمي آمريكا بود و به ويژه به عنوان نويسنده و منتشر كننده نشريه صاحب شهرت يافت .بنابراين سر ورمزي در كار وجود نداشت و كروكس به روش خودش به كار اكتشاف پرداخت . در سال 1229 /1850 حدود ده پوند از سرباره اي كه در اتاقهاي سربي كارخانه اسيد سولفوريك سازي طيلكروب واقع در آلمان ، توليد شده بود دريافت كرد . وي از آن سرباره سلينيوم را جدا كرد تا تركيبات به نام سلنو سيانورها را مورد بررسي قرار دهد كا البته نخستين نشريه علميش به همين ماده اختصاص يافت پس از خارج كردن سلينيوم و خالص كردنش ماده اي به جا ماند كه وي تصور كرد كه تلور باشد. چون اين عنصر از نظر خواص شيميايي به سلينيوم شبيه بود . به هر حال با روش هايي كه به كار مي بست موفق به استخراج تلور از آن نشد به اين ترتيب بررسي به بن بست خورد . اما از ياري بخت وي باقيمانده سر باره را پس از بررسيهايش نگاه داشته بود(احتمالا به خاطر آنكه تصور مي كرد در آن تلور وجود داشته باشد كشف سزيوم و روبيديم توجه كروكس را خيلي جلب كرد . اين موضوع تنها جالب نبود بلكه ازنظر علمي هم ارزشمند بود و آن دانشمند ناگهان متوجه شد كه روش طيف سنجي تا چه حد از نظر كارهاي تجزيه مي توان مفيد باشد . كروكس دستگاه طيف سنجي تهيه كرد و به كار به آن پرداخت . نوبت به نمونه هاي سرباره كارخانه اسيد سولفوريك سازي كه بيش از ده سال از نگهداريشان مي گذشت رسيد كروكس نمونه را در شعله قرار داد و آنا از نتيجه كارش ناراحت شد زيرا كمترين اثري از خطوط مربوط تلور در طيف آن وجود نداشت . خطوط ويژه سلينيوم ظاهر و سپس به تدريج محو شدند . در هر حال به جاي آنها خط سبز زيبايي در طيف ديده شد كه كروكس قبلا هرگز نظير آن را نديده بود اين خط به عنصر شيميايي جديدي مربوط بود كه وي آن را تاليوم نام گذاشت . نخستين مطلب درباره كشف كروكس در دهم فروردين 1240 /سي ام مارس 1861 تحت عنوان «درباره وجود عنصري كه احتمالا به خانواده گوگرد تعلق دارد » منتشر شد . در اين قسمت از موضوع نويسنده اشتباه كرده بود. زيرا بنا بر آنچه كه اكنون مي دانيم تاليوم نه با گوگرد و نه با هم خانواده هايش هيچ وجه تشابهي ندارد سال بعد كروكس به اشتباه خود پي برد و مطلب ديگري تحت عنوان « تاليوم عنصر شيميايي جديد » منتشر كرد كه در آن به شباهت آن با گوگرد اشاره نشده بود به اين ترتيب تاليوم كشف شد . در اين جا عنوان كشف شدن معني اثبات وجود تاليوم به كمك روش جديد بوده است . كروكس از مشاهده طيف عنصر نه عنصر خالص به دست آورد و نه تركيباتش را ساخت اين كار را لامي شيميدان فرانسوي انجام داده است كه برخي وي را كاشف ديگر تاليوم مي دانند لامي براي نخستين بار طيف خطي سبزرنگ تاليوم را در نمونه اي از سلنيوم كه از سرباره كارخانه اسيد سولفوريك سازي استخراج شده بود ديد اين واقعه در فروردين 1241 /مارس 1862 يعني يك سال پس از مشاهدات كروكس رخ داد و در تيرماه ژوئن همان سال لامي نمونه اي از تاليوم فلزي را به وزن 14 گرم به آكادمي علوم پاريس تسليم كرد . كروكس هم موفق به تهيه تاليوم فلزي شد منتها ماده مزبور به صورت پودر بود. در هر حال لامي مدعي شد كه نمونه اي را كه كروكس داده است فلز خالص نيست بلكه سولفور آن است . مجادله درگرفت و كروكس ادعا كرد كه پودر فلز را قبل از يازده اردوبهشت 1241 اول ماه مه 1862 تهيه كرده است اما به سبب فراربودن آن جرات نكرده است به صورت شمش درآورد كميته ويژه اي از طرف آكادمي علوم پاريس به عضويت دانشمندان برجسته اي مانند سن كلردويل پلوز و دوما به موضوع رسيدگي كرد و لامي را حائز اولويت شناخت . بررسيهاي دانشمند فرانسوي در مورد تاليوم بدون شك عميقتر از بررسي هاي كروكس بود .وي نشان داد كه فلز مزبور تركيبات سه ظرفيتي و يك ظرفيتي به وجود مي آورد . تاليوم يك ظرفيتي شباهت زيادي به فلزات قليايي دارند و تاليوم سه ظرفيتي رفتارش شبيه آلومينيوم است . دوما آن را فلز متناقض ناميد.شباهت تاليوم و پتاسيم موجب بروز اين نظر شده بود كه اين عنصر را مخلوطي از فلزات قليايي ناشناس سنگين وزن تلقي كنند . مايه تاسف است كه افتخار مربوط به كشف تاليوم را منحصرا به كروكس نسبت مي دهند و غالبا تلاش موثر شيمي دان فرانسوي را در اين را ناديده مي انگارند درسال 1245 /1866 نوردنشولد جهانگرد و معدن شناس مشهور و يكي از كاشفين سرزمين گرين لند سنگ معدني پيدا كرد كه محتواي نقره ، مس ، سلنيوم و تاليوم بود و وي پيشنهاد كرد كه آن را به افتخار كروكس ، كروكسيت بنامند زمان درازي تصور مي شد كه اين جسم تنها كاني محتواي تاليوم به اندازه قابل ملاحظه است.

آنديوم

در تاريخچه عناصر شيميايي غالبا كشف عنصر جديد مستقيما در كشف عنصر ديگر موثر واقع مي شود . از جمله اين موارد يكي آن است كه كشف تاليوم كمك به كشف آنديوم كرد . آنديوم آخرين عنصر از گروه چهار تايي كه به روش طيف سنجي كشف شده اند اين داستان در شهر فريبوگ آلمان رخ داد و افراد موثر در آن رايش استاد فيزيك در آكادمي معدن و دستيارش ريختر بود. زمان واقعه سال 1242 /1863بود . خواص تاليوم كه دو سال قبل از آن تاريخ كشف شده بود مورد توجه رايش قرار گرفت و وي تصميم به تهيه مقدار كافي از فلز مزبور جهت انجام تجربياتش گرفت. او در جستجوي يافتن منابع طبيعي تاليوم ، نمونه هاي كاني روي معدن هيملس فورست را مورد تجزيه قرار داد . آن كاني علاوه بر روي محتواي گوگرد ، آرسنيك ، سرب ، سيليسيوم ، منگنز قلع ، كادميوم و به طور خلاصه تعداد زيادي عنصر شيميايي بود . رايش عقيده داشت كه در آن كاني بايد تاليوم هم وجود داشته باشد گر چه تجربه هاي شيميايي وقت گير وي عنصر دلخواهش را به دست نداد ولي رسوبي به رنگ زرد كاهي كه تركيبش ناشناخته بود . به دست آورد گفته مي شود هنگامي كه وين كلر وارد آزمايشگاه رايش شد دوستش به او لوله آزمايشي محتواي رسوبي را نشان داد و گفت اين رسوب سولفور عنصري جديد است .نبايد تصور داشت كه رايش براي تاييد گمان خود به طيف سنجي متوسل نشده است . مسلما رايش از طيف سنجي هم بهره مي گرفته است اما متاسفانه به سبب نوعي بيماري چشم قادر به تشخيص رنگها نبود و به همين سبب از ريختر دستيارش درخواست كرد كه تجزيه هاي طيف سنجي را انجام دهد .ريختر در نخستين كوششهايش به پيروزي رسيد . وي درطيف آن نمونه به خط آبي روشني برخورد كه با خطوط آبي سزيوم و ديگر عناصر قابل اشتباه نبود . به عبارت ديگر نتيجه تجربه خيلي مشخص بود رايش و ريختر معتقد بودند كه كاني هيملس فورست حاوي عنصر شيمايي جديدي است كه بر آن نام آنديوم گذاشتند . نكته اي كه موجب اعتبار رايش شده اين است كه گزارش هاي اوليه مربوط به كشف آنديوم توسط هر دو دانشمند امضاءشده بود در حالي كه رايش معتقد بود كه اين كار غير عادلانه است و امتياز كشف عنصر مزبور منحصرا متعلق به ريختر است. اندك زماني پس از اينكه آن دو دانشمند به كمك طيف سنجي وجود آنديوم را در طبيعت به اثبات رسانند مقدار كمي از آن را تهيه كردند .

تركيبات آنديوم شعله را به رنگ آبي مايل به بنفش در آوردند و اين رنگ آنچنان مشخص كننده است كه بدون توسل به طيف سنجي مي توان از روي آن رنگ وجود اين عنصر را مورد تاييد قرار داد .بعدها رايش و ريختر با كمك هاي ارزنده وينكلر توانستند برخي از خواص آنديم را بررسي كنند وقتي در سال 1246 /1867 آنديم فلزي توسط رايش و ريختر تهيه شد آن را به آكادمي علوم پاريس هديه كردند و در آن زمان قيمت آن آنديم 800 ليره انگليسي تخمين زده شده بود كه مبلغ هنگفتي بود . خواص شيميايي آنديم اندك زماني پس از كشفش مورد بررسي و شناسايي قرار گرفت ولي در تعيين جرم اتميش اشتباه شده بود و آن را 6/75 ذكر كرده بودند . مندليف با بررسي خواص شيميايي عنصرملاحظه كرد كه جرم اتمي تعيين شده متناسب با مكان واقعي اين عنصر درجدول تناوبي نيست و براي رفع اين اشكال پيشنهاد كرد كه جرمي حدود 50 درصد بيش از جرم تعيين شده را برايش منظور كردند . بعد مندليف ثابت كرد كه پيشنهادش به جا بوده است و بدين ترتيب آنديوم مكان واقعيش را در گروه سوم جدول تناوبي اشغال كرد.


برگرفته شده
khschool.ir


تاريخ : دوشنبه دوم اسفند 1389 | 12:37 | نویسنده : عبدلی |


قطه ذوب علاوه بر انرژی شبکه به ساختار بلوری هم بستگی دارد . در بلور MgO نسبت کاتیون به انیون یک به یک است و همچنین هر دو یون تقریبا اندازه یکسان دارند. این دو عامل موجب می شود ، منیزیم اکسید ساختار بلوری منظم تر و محکم تری داشته باشد و نقطه ذوب بالاتری داشته باشد.




تاريخ : دوشنبه دوم اسفند 1389 | 0:8 | نویسنده : عبدلی |
مقدمه:


پيوند كربن-كربن داراي ويژگي غيرعادي مخصوص به خود است.اگر چه اتم هاي ديگر نيزمي توانند اين ويژگي را داشته باشند ولي كاربرد پيوند كربن-كربن بسيار وسيع است .به دليل اين خاصيت منحصربه فرد بيشتر از سه ميليون تركيبات مختلف حاوي كربن به نام تركيبات آلي در كتب شيمي گزارش شده اند.در نتيجه جمع آوري دانشي كامل از خواص همه اين تركيبات عملا بسيار سخت است.پيچيدگي تركيبات آلي را مي توان تا حدودي از طريق جمع آوري اطلاعات به دست آمده از گروه هاي طبيعي اين تركيبات با خواص شيميايي مشابه تقليل داد.
اين گروه بندي ها توسط اتم يا گروهي از اتم ها كه قسمتي از مولكول آلي را تشكيل مي دهند شناسايي مي شوند.عموما اين اتم يا گره اتم را گروه عامل مي نامند.پس مي توان گروه عاملي را به صورت كامل تري تعريف كرد:
به هر يك از ويژگي هاي ساختاري كه مشخص كننده يك طبقه خاص از تركيبات آلي باشند گروه عاملي مي گويند.
هر گروه عامل نسبت به بقيه مولكول هاي آلي داراي خواص شيميايي جداگانه يافت مي شوند


هيدروكربن ها:

ساده ترين گروه در شيمي آلي هيدروكربن ها بوده كه تركيباتي حاوي ات هاي كربن و هيدروژن مي باشند.با توجه به خواص شيميايي آنها به سه زيرگروه تقسيم مي شوند:هيدروكربن هاي اشباع شده-هيدروكربن هاي اشباع نشده وهيدروكربن هاي آروماتيكي.
هيدروكربن هاي اشباع شده را هم چنين را هم چنين آلكان مي نامنددر آلكان ها همه پيوند هاي كربن-كربن از نوع پيوند ساده بوده كه انرژي پيوندي آن در حدود350كيلوژول مي باشد.انرژي پيوند هاي هيدروژن-كربن در حدود 420كيلوژول است.پس آلكانها از نظر شيميايي تقريبا بي اثر مي باشد.مهم ترين واكنش آنها سوختن است كه آب و دي اكسيدكربن(محصولات سوختن آلكان) توليد مي شوند.

هيدروكربن هاي اشباع نشده داراي 2زير گروه آلكنهاوآلكينها مي باشند.آلكنها داراي يك يا چند پيوند كربن-كربن بوده وآلكينها نيز حاوي يك يا چند پيوند سه گانه كربن-كربن مي باشند .پيوند هاي دو گانه وسه گانه كه پيوند هاي غير اشباع ناميده مي شوند از نظر شيميايي كاملا واكنش پذير مي باشند.


الكل ها :


يك الكل هيدروكربني است كه در آن يك گروه عامل-ohجانشين يك اتم هيدروژن شده باشد.همچنين يك الكل مانند آبي است كه در آن يك گروه آلكيل جانشين يك اتم هيدروژن در يك مولكول آب شده باشند.پس الكل ها خواصي بين خواص اب وهيدروكربن ها دارند.
ساختار الکلها :
فرمول عمومی الکلها ، Roh است که در آن ، R يک گروه آلکيل يا آلکيل استخلاف شده است. اين گروه می‌تواند نوع اول ، دوم يا سوم باشد، ممکن است زنجيرباز يا حلقه‌ای باشد، ممکن است دارای يک اتم هالوژن ، هيدروکسيل‌های بيشتر يا يکی از بسياری گروههای ديگری باشد که فعلا برای ما ناآشنا است.
همه الکلها ، دارای گروه هيدروکسيل (-oh) هستند که بعنوان گروه عاملی ، خواص مشخصه اين خانواده از ترکيبها را تعيين می‌کند. تغيير و تنوع در ساختار R می‌تواند بر سرعت واکنشهای الکلها و حتی در موارد معدودی بر نوع واکنشها نيز تاثير گذارد.
خواص فيزيکی الکلها :
دمای جوش در ميان هيدروکربنها ، به نظر می‌رسد که عوامل تعيين کننده دمای جوش ، عمدتا وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها ، با افزايش تعداد کربن ، دمای جوش بالا می‌رود و با شاخه‌دار کردن زنجير ، دمای جوش پايين می‌آيد، اما نکته غير عادی در مورد الکلها اين است که آنها در دمای بالا به جوش می‌آيند. اين دمای جوش بسيار بالاتر از دمای جوش هيدروکربنها با وزن مولکولی يکسان است و حتی از دمای جوش بسياری ترکيبها با قطعيت قابل ملاحظه بالاتر است.

دمای جوش بالای آنها ، به علت نياز به انرژی بيشتر برای شکستن پيوندهای هيدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشته‌اند. حل شدن الکلها رفتار الکلها بعنوان حل شده نيز توانايی آنها برای تشکيل پيوندهای هيدروژنی را منعکس می‌کند. برخلاف هيدروکربنها ، الکلهای سبک با آب امتزاج‌پذيرند. از آنجا که نيروهای بين مولکولی الکلها همانند نيروهای بين مولکولی آب است، دو نوع مولکول با يکديگر قابل اختلاط هستند. انرژی لازم برای شکستن يک پيوند هيدروژنی بين دو مولکول آب يا دو مولکول الکل ، با تشکيل يک پيوند هيدروژنی بين يک مولکول آب و يک مولکول الکل تامين می‌شود.


آلدهيد و کتون

آلدهيد:يك آلدهيد داراي گروه عامل –CHOدر مولكول آلي مي باشد.كلمه آلدهيد(Aldehyde)از دو اژه الكل وهيدروژن گيري گرفته شده است.هرگاه از الكل نوع اول هيدروژن گيري شود در آن صورت توليد مي گردد كه آلدهيد ناميده مي شود.
كتون: يک کتون يک گروه عاملی است که با يک گروه کربونيل که با دو اتم کربن ديگر پيوند دارد ؛ شناخته می‌شود. يک کتون را می‌توان با فرمول زير بيان کرد.
R۱(CO)R۲
اتم کربن که با دو اتم کربن پيوند دارد آن را از گروه‌های عاملی کربوکسيليک اسيدها ، آلدهيدها، استرها، آميدها و ديگر ترکيب‌های اکسيژندار جدا می‌کند. پيوند دوگانهٔ گروه کربونيل نيز کتون‌ها را از الکل ها و اترها باز می‌شناساند.
به کربنی که به کربن گروه کربونيل چسبيده کربن آلفا و به هيدروژنی که به اين کربن چسبيده هيدروژن آلفا گويند. در حضور يک کاتاليزور اسيدی کتون به keto-enol tautomerism مربوط می‌شود. واکنش با يک پايه قوی انول متناظر را نتيجه ميدهد.

خواص شيميايي آلدهيد ها و كتون ها:
آلدهيد ها وكتون ها در چند نوع فعل و انفعال شركت مي كنند كه اهم آن به قرار زير است:
1)حمله الكترونخواهي اسيدهاي لوئيس روي اكسيژن گروه كربونيل موجب افزايش دانسيته بار مثبت كربن گروه كربونيل مي شود كه در نهايت موجب افزايش خصلت اسيدي پروتون ههاي كربن هاي آلفاي كربونيل مي گردد.صحت اين نكته به وسيله روش هاي افزاري تائيد شده است.
2)حمله هسته خواهي بركربن گروه كربونيل دومين دسته وسيع از واكنشهاي آلدهيد ها وكتون ها را تشكيل مي دهد.به عنوان مثال از افزايش آب بر آلدهيد ها وكتون ها ديول دوقلو(gemdiol)ايجاد مي شود و درصد تشكيل آن به ساختمان ماده و به پايداري محصول حاصل بستگي دارد.به عنوان مثال مقدار ديول دوقلوي حاصل از استون در دماي 20درجه سانتي گراد خيلي كم و قابل اغماض است در صورتيكه آلدهيد فرميك و تري كلرو استالدهيد به خوبي و به طور كامل به ديول دو قلو تبديل مي شوند.

تهيه آلدهيد ها و كتون ها از راه اكسايش الكل ها:
مصرف زياد آلدهيد و كتون در سنتزهاي آلي باعث مي شود كه نحوه تهيه آنها اهميت بسياري داشته باشد.اين اجسام را مي توان از آلكين ها –كربوكسيليك اسيدها و مشتق كربوكسيليك اسيدها سنتز كرد.آلكينها دراثرآبداركردن باكاتاليزور اسيد به وسيله هيدروبورداركردن-اكسايش به آلدهيد يا كتون تبديل مي شوند.
كربوكسيليك اسيدها يا مشتقات آنها با تركيبات آلي فلزدار يا معرف هاي كاهند ديگر تركيب مي شوند و آلدهيد يا كتون مي دهند.با وجود اين يكي از معمولترين روش هاي سنتزي اكسايش الكل هاي نوع اول و دوم با كروميك اسيد H2CrO4 يا پتاسيم پرمنگنات است.
در اين گزارش كار نحوه مصرف كروميك اسيد در تبديل الكلها به آلدهيد ها و كتون ها مورد بحث قرار مي گيرد.
كروميك اسيد براي مدت طولاني پايدار نيست و بنابراين آن را در هنگام لزوم از تركيب سديم يا پتاسيم دي كرومات با اسيد اضافي مانند سولفوريك يا اسد استيك يا با انحلال كروميك انيدريد در آب تهيه مي كنند.
در روش اخير سولفوريك اسيد يا استيك اسيد نيز اضافه مي شود زيرا كه سرعت اكسايش الكل ها با كروميك اسيد در محلول اسيدي بسيار زيادتر است.در تهيه يا اكسايش اجسامي كه در محيط اسيدي قوي تجزيه مي شوند كروميك انيدريدرا در پيريدين حل مي كنند يا پتاسيم پرمنگنات بازي را به عنوان معرف اكسيد كننده به كار مي برند.
الكلها در مجاورت كروميك اسيد به استر تبديل مي شوند.اين عمل كاملا به واكنش الكل ها وكربوكسيليك اسيدها شباهت دارد.
وجود چند واكنش جانبي مهم اكسايش الكل نوع اول به آلدهيد را پيچيده مي كند.
به احتمال زياد مهمترين واكنش جانبي اكسايش سريع آلدهيد با كروميك اسيد و تبديل آن به كربوكسيليك اسيد است.براي تقليل اين اكسايش اضافي نامطلوب كروميك اسيد را به الكل نوع اول اضافه مي كنند تا عامل اكسنده اضافي در مخلوط واكنش موجود نباشد وهم چنين آلدهيدرا در هنگام تشكيل از مخلوط واكنش تقطير مي كنند.بنابراين چنان چه در اكسايش با كرو ميك اسيد لازم باشد كه آلدهيد با بازده زيادي تهيه مي شودبايد آلدهيد موردنظر خيلي فرارباشد يعني در كمتر از حدود 150بجوشد.
كتون ها در محيط اسيدي ملايم در برابر اين اكسنده بسيار پايدارتر از آلدهيدها هستند از اين رو در تبديل الكل هاي نوع دوم به كتون ها ميزان واكنش هاي جانبي كه در اكسايش الكل هاي نوع اول گفته شد چندان قابل ملاحظه نيستند.ولي در شرايط بازي يا اسيدي قوي كتون هايي كه به فرم انولي در مي آيند اكسيد مي شوند و به دو قسمت كربونيل دار تجزيه مي شوند.براي مثال مي توان سيكلو هگزانول را با كروميك اسيد اكسيدكرد وبازده زيادي از سيكلوهگزانون به دست آورد ولي اين جسم در اثر تركيب با پتاسيم پرمنگنات در محيط بازي ضعيف به آديپيك اسيد تبديل مي شود.بدون شك در اين واكنش ابتدا كتون به يون انولات تبديل مي شود تبديل مي شودو بعداين يون با پرمنگنات اكسيد مي شود.

سيكلوهگزانون يك كتون متقارن است و فقط يك يون انولات مي دهد.چنان چه كتون متقارن نباشد دو يون انولات متفاوت تولي مي شود وهر يك از آنها با پرمنگنات به محصول جداگانه اي اكسيد مي شود.در اكسايش كتون هاي نامتقارن مخلوط پيچيده اي از چند محصول تشكيل مي شود وچنين مشكلي مصرف سنتزي اين واكنش ها را كم مي كند.


استرها:


يك استر از واكنش يك اسيد آلي با يك الكل توليد مي شود.استرها داراي گروه عامل-coo-بوده كه از يك پيوند دوگانه كربن-اكسيژن(-c=o)ويك پيوند ساده كربن-اكسيژن(c-o-)تشكيل شده اند.اغلب استرها فرار هستندوداراي بوي مطبوعي مي باشند.رايحه طبيعي بسياري از گلها وطعم بسياري ازميوه ها به حضور يك يا چند استر بستگي دارد.بعضي از استرهاي طبيعي مهم در چربي وروغن ها(روغم برزك-روغن دانه پنبه-روغن زيتون)در سنتزمارگارين(كره نباتي)كره بادام زميني وعصاره ي سبزيجات به كار مي روند.


شناسايی گروههای عاملی


در شناسايی يک جسم مجهول پس از تجزيه و تعيين خواص فيزيکی آن با توجه به نتايج حاصله بايد آزمايشات شناسايی گروههای عاملی را روی نمونه انجام داد. مثلا اگر در تجزيه عنصری نمونه وجود O اثبات شده، حال اين مسئله پيش می آيد که اکسيژن ممکن است به صورت گروه –c=o يا –oh يا C–o–c و يا غيره باشد. بنابر اين يک سری آزمايشات برای تشخيص گروه عاملی نمونه لازم است. نکته ای که معمولا بايد به آن توجه کرد اين است که چنانچه در انجام آزماشات برای حل کردن نمونه از يک حلال استفاده نموديد برای اطمينان خاطر برای اينکه حتما بدانيد که حلال با معرف وارد واکنش نشده يک شاهد تهيه کنيد. بدين ترتيب که در يک لوله مقداری حلال ريخته و به همان اندازه معرفی اضافه کنيد که به محلول شامل حلال و نمونه مورد نظر اضافه نموده ايد و دو لوله را با يکديگر مقايسه کنيد.


خش عملي:


شناسايی آلکنها:
الف) آزمايش برم در استيک اسيد: در يک لوله آزمايش 1 ميلی ليتر سيکلوهگزن ريخته و به آن محلول Br2/CH3COOH قطره قطره اضافه کنيد، با از بين رفتن رنگ برم ميتوان نتيجه گرفت که برم در واکنش شيميايی شرکت کرده و مصرف ميشود
ب) پرمنگنات پتاسيم: يک قطره سيکلوهگزن را در 2 ميلی ليتر آب حل کرده و به آن 3 قطره محلول KMnO4 اضافه نمائيد و محلول را خوب به هم زده و نتيجه مشاهده شده را يادداشت کنيد.
شناسايی الکلها:
الف) حلاليت: 6 لوله آزمايش برداشته و در هر کدام 1 ميلی ليتر آب ريخته و هر يک از الکلهای زير ر ا به يکی از لوله ها اضافه کنيد و هم بزنيد. 1) متانول 2) اتانول 3) پروپانول 4) نرمال بوتانول 5) بوتان 2-اُل 6) 2-متيل پروپان 2 - اُل
سپس اين آزمايش را برای حلال هگزان تکرار کنيد و نتايج هر کدام را بنويسيد.
ب) انيدريدکروميک: 3-1 ميلی ليتر از هر يک از الکلهای فوق را در لوله آزمايش ريخته به آن يک الی دو قطره معرف انيدريد کروميک اضافه کنيد. تشکيل رسوب سبز مايل به آبی دليل بر مثبت بودن آزمايش است. اين آزمايش برای الکلهای نوع اول و دوم جواب مثبت ميدهد.
ج) يدوفرم: در يک لوله آزمايش 5/0 ميلی ليتر اتانول ريخته بدان 1mL سود 10% افزوده و آنقدر به محلول اخير محلول يد در يديد پتاسيم (I2/KI) اضافه کنيد تا رنگ قهوه ای محلول اخير باقی بماند. بعد رنگ يد اضافی را با يک قطره سود 10% همراه با تکان دادن از بين ببريد. حال لوله را از آب پر کرده و آنرا برای 15 دقيقه به حال خود بگذاريد. تشکيل رسوب زرد ليموئی (رسوب يدوفرم) دليل بر مثبت بودن آزمايش است.
اين آزمايش را برای متانول – نرمال بوتانول – استن – بنزآلدئيد – استوفنون – ترشری بوتيل الکل انجام دهيد.
د) استری شدن الکلها توسط اسيدهای آلی: يک قطره از استيک اسيد غليظ را وارد 1mL اتانول نموده و قطره ای اسيد سولفوريک غليظ بدان اضافه کنيد حال محلول را در حمام آب گرم حرارت داده تا بجوش آيد، پس از مدتی بوی مخصوصی به مشام ميرسد. نوع بوی حس شده را با بوی اسيد مقايسه کنيد.
آزمايش لوکاس: بر روی نيم ميلی ليتر از ترشری بوتيل الکل 3 ميلی ليتر اسيد کلريدريک غليظ بريزيد. محلول ابتدا بيرنگ است ولی کم کم کدر شده و رسوب ميدهد. مشخصات رسوب را نوشته و اين آزمايش را برای اتانول و بوتان 2-اُل هم انجام دهيد
شناسايی آلدئيدها و کتونها
الف) 2، 4 دی نيترو فنيل هيدرازين: 1 ميلی ليتر استن در لوله آزمايش ريخته و بدان چند قطره معرف 2، 4 دی نيتروفنيل هيدرازين اضافه کنيد و مشاهده خود را يادداشت کنيد. اين آزمايش را روی بنزآلدئيد و استوفنون نيز انجام دهيد. اين آزمايش به آلدئيدها و کتونها جواب ميدهد.
ب) سديم بی سولفيت: يک ميلی ليتر از معرف غليظ را در يک لوله آزمايش ريخته به آن 3/0 ميلی ليتر از جسم مورد نظر اضافه کنيد و شديدا تکان دهيد، تشکيل رسوب سفيد دليل بر مثبت بودن آزمايش است. اکثر گروههای کربونيل فعال به اين آزمايش جواب مثبت ميدهند، چون اين واکنش نوکلئوفيلی است هرچقدر گروه کربنيل مثبت تر باشد امکان جواب مثبت بيشتر است، در نتيجه اين آزمايش بيشتر مخصوص آلدئيدها ميباشد. اين آزمايش را برای استون و بنزآلدئيد انجام دهيد.
ج) تالنز: 1 ميلی ليتر بنزآلدئيد در لوله آزمايش ريخته و به آن 1 ميلی ليتر از معرف تازه تهيه شده اضافه کنيد. در صورت لزوم کمی حرارت دهيد (توسط حمام آب گرم ملايم) تشکيل آئينه نقره ای مثبت بودن آزمايش را نشان ميدهد.
د) معرف کروميک اسيد: 1 قطره از جسم مايع يا يک صدم گرم از جسم جامد را در 1 ميلی ليتر استون حل کنيد و چند قطره معرف به آن اضافه نمائيد.

معرف اسيد کروميک 25 گرم انيدريد کروميک CrO3 را در 25 سی سی اسيد سولفوريک غليظ حل کنيد و به هم بزنيد تا خمير يکنواختی به دست آيد، بعد محلول حاصل را بوسيله 75 سی سی آب مقطر با احتياط رقيق نمائيد. رنگ معرف نارنجی روشن است.





تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:34 | نویسنده : عبدلی |
زوایای پیوند به وسیله پراش اشعه X و اسپکتروسکوپی مولکولی قابل اندازه‌گیری می‌باشند.

تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:15 | نویسنده : عبدلی |
عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۵ و جرم اتمی ۱۰.۸۱ گرم که در گروه سوم اصلی (۱۳) جدول تناوبی قرار می گیرد.
خواص:
بور بلورین به رنگ خاکستری بوده و درجۀ سختی آن در مقیاس موس ۹.۳ است. چگالی آن ۲.۳۴ و نقطۀ ذوبش تقریباً ۲۰۷۵ درجۀ سانتیگراد می باشد. بور در دمای معمولی رسانای ضعیف جریان برق است و قابلیت رسانایی آن با افزایش دما بیشتر می شود. از این نظر بور شبیه سیلیسیم و ژرماتیم بوده و مانند این عناصر یک نیمه رسانا به شمار می آید. بور بی ریخت در دمای عادی نسبت به تمام واکنشگرهای شیمیایی به جزء .... های فوی ، مانند فلوئورونیتریک اسید غلیظ بی اثر است. بور در هوای سوخته و به بوریک اکسید B2O2 تبدیل می شود. واکنش بور با هالوژن ها منجر به تولید ترکیب هایی به فرمول BX3 می شود و همچنین با بسیاری از فلزها ترکیبات سخت و دیر ذوب به نام بورید تولید می کند. ساختمان شیمیایی بوریدها را نمی توان بر اساس نظریۀ عادی پیودند شیمیایی، توجیه کرد.
پیدایش:
بور در ساختمان ۱۷ کیلومتری پوستۀ زمین به مقدار 3 گرم در تن وجود دارد. این عنصر عمدتاً به صورت بوریک اسید و نمک های بورات یافت می شود. مهمترین بورات ها عبارتند از بوراکس (Na2B4O7.10H2O) ، کرنیت (Na2B4O7.4H2O) و کولمانیت(Ca2B6O11.5H2O)
تهیه:
عنصر بور معمولاً از کاهش بوریک اکسید به وسیلۀ منیزیم در دمای بالا تهیه می گردد: B2O2+3Mg ---> 2B+3Mgo این محصول رنگ قهوه ای دارد و بور بی ریخت نامیده می شود. بور خالص و بلورین را در صنعت از الکترلیز مخلوط مذاب پتاسیم کلرید، پتاسیم فلوئور و بورات و بورتریوکسید در دمای ۱۰۰۰ - ۶۵۰ درجۀ سانتیگراد تهیه می کنند.
برای ذوب کردن بور از بوتۀ گرافیتی استفاده می شود که همزمان آند را تشکیل می دهد. کاتد میلۀ آهنی می باشد که درون مذاب قرار می گیرد. بور حاصل دارای خلوص ۹۹% است. بور کاملاً خالص و بلوری را از کاهش بخارات بور تری کلرید به وسیلۀ هیدروژن و فوس الکتریکی تهیه می کنند. 2Bcl3+3H2--->2B+6Hcl
کابرد:
ایزوتوپ بور ۱۰ در راکتورهای هسته ای به عنوان مهار کنندۀ نوترون ها به کار می رود. در متالوژی فلزهای مس و نیکل و برخی آلیاژها از بور برای اکسیژن زدایی استفاده می کنند مقدار ۰.۰۰۱ الی ۰.۰۰۳ درصد بور در فولاد می تواند سختی آن را چندین برابر افزایش دهد.


تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:10 | نویسنده : عبدلی |
هیدرروژن سبک ترین عنصر شیمیایی با عدد اتمی1 می باشد. ایرزوتپ های آن عبارتنداز:
پروتونیوم با عدد جرمی ۱ که ۹۹.۹۸۴%
دوتریم با عدد جرمی ۲ که ۰.۰۱۶%
و تریتیم با عدد جرمی ۳ که حدود۱۰-۱۰% که فراوانی این این عنصر را تشکیل می دهند

خواص:
هیدروژن گازی است بی رنگ، بی بو، بی مزه، که در دمای معمولی دو اتمی H2 می باشد
(تحت شرایط ویژه هیدروژن 1 اتمی تولید می شود) دو نوع مولکول هیدروژن تشخیص داده شده که عبارتند که هیدوروژن اورتو و هیدروژن پارا که نسبت آنها در دمای عادی 3 به 1 بوده ولی در دماهای پائین سهم هیدروژن پارا بیشتر است. اسپین هستۀ این گونه ها متفاوت می باشد در حالیکه در هیدروژن اورتو اسپین هستۀ اتم ها همسو هستند و در هیدروژن پارا در سمت مخالف همدیگر می باشند. خواص شیمیایی این دو به خلاف خواص فیزیکی کاملاً یکسان است.
به سبب وزن مولکولی کوچک هیدروژن بیشترین قدرت نفوذ را در بین همۀ گازها دارا است به طوری که فلزهایی مانند پالادیم مقدارمتناهی هیدروژن در خود حل می کنند.
هیدروژن مولکولی در دمای عادی و در غیاب کاتالیزور منحصراً با فلوئورید HF می نماید با افزایش دما هیدروژن با عناصر گوگرد و نیتروژن ترکیب و تولید هیدروژن سولفید و آمونیاک می کند. هیدروژن و کلر در دمای بالا با همدیگر ترکیب می شوند واکنش مزبور با انفجار شدید همراه بوده و به تولید هیدروژن کلرید منجر می گردد ولی خاصیت میل ترکیبی هیدروژن اتمی به مراتب بیشتر است. اما پایداری اتم های آزاد هیدروژن بیشتر از نصف ثانیه می باشد. به طوری که فوراً دوباره به مولکول تبدیل می شوند ترکیب های هیدروژن اتمی با فلزها هیدرید نامیده می شود مانند کلسیم هیدرید CaH2 قلع هیدریدSnH4 و سرب هیرید PbH4
پیدایش:
هیدروژن در طبیعت به وفور یافت می شود در ترکیب پوستۀ عظیم 17 کیلومتری زمین با 1400 گرم در تن شرکت کرد و در هر ترکیب جو نیز مقدار آن به 0.03 گرم در تن می رسد عمده ترین منبع هیدروزن آب می باشد علاوه بر این در ترکیب های مختلف آلی و همچنین در اسیدها و قلیا ها نیز وجود دارد.
تهیه:
در آزمایشگاه هیدروزن را از ترکیب برخی فلزها مانند آهن و روی با هیدرو کلریک اسید در دستگاه کیپ تهیه می کنند

هیدروژن که از این طریق حاصل می شود معمولاً دارای ناخالصی است برای تهیۀ هیدروژن خالص آن را از ترکیب کلسیم هیدرید و آب به دست می آورند.

افزون بر این، از واکنش فلزهای قلیایی یا آب هیدروژن حاصل می شود.
در صنعت هیدروژن با تجزیۀ بخار آب به وسیلۀ کک، در دمای بالاتر از 1000 درجۀ سانتیگراد تهیه می کنند در الکترولیز آب خالص هیدروژن در کاتد و اکسیژن در آنه متصاعر می شوند گاز هیدروژن در کپسول حلالی قرمز رنگ و در فشار 150 جو نگهداری می شود.
کاربرد:
هیدروژن به این موارد مختلف در مقادیر زیاد مصرف متالوژی، تهیۀ آمونیاک، هیدروژن دار کردن چربی ها و روغن ها، سنتزمتانول و فرایند هیدوکراکینگ کاربرد دارد.
CaH2+ 2H2O=Ca (OH)2+2H2
2Hcl+Zn=Zncl2+H2

تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:9 | نویسنده : عبدلی |
عنصر شیمیایی با جرم اتمی ۶.۹۴ از گروه اول اصلی(۱) جدول تناوبی یعنی گروه فلزهای قلیایی می باشد و سبک ترین عنصر فلزی محسوب می شود. دارای عدد اتمی ۳، ظرفیت پیوند۱ و سختی ۰.۶ در مقیاس موس می باشد. لیتیم در دمای ۱۷۹ درجۀ سانتیگراد ذوب می شود.
خواص:
طبق رابطۀ موّرب: در جدول تناوبی عناصر، خواص فیزیکی و شیمیایی لیتیم بیشتر از سایر فلزهای قلیلیی به کلیم شباهت دارد. لیتیم فلزی نرم و به رنگ سفید نقره ای می باشد که به کمک منگنه و نورد شکل آن تغییر می یابد. در هوای مرطوب پوسته سفیدی سطح لیتیم را می پوشاند و بدین منظور لیتیم در روغن پارافین و یا نفت نگهداری می کنند.
بخارات لیتیم قهوه ای هستند فلز لیتیم بر اثر حرارت ، در اکسیژن خشک می سوزد به لیتیم اکسید Li2O تبدیل می شود. واکنش لیتیم با آب شدید است و به تشکیل لیتیم هیدروکسید LioH و هیدروژن منجر می گردد. هیدروژن حاصل در نتیجۀ گرمای شدید واکنش فوراً مشتعل می شود. بر خلاف سایر فلزهای قلیایی لیتیم با نیتروژن ، کربن و سیلیسیم وارد واکنش شده و ترکیب های لیتیم نیترید Li3N، لیتیم کاربید Li2C2 و Li2Si2 را تولید می نماید. همچنین لیتیم با کربن دیوکسید و هالوژن ها ترکیب می شود. این فلز با الکل ها تولید لیتیم الکلات و هیدروژن کرده و با اسیدها نیز شدیداً ترکیب و هیرروژن تولید می کند و لیتیم مذاب بر روی شیشه و چینی اثر کرده و آن ها را تخریب می نماید یون های لیتیم رنگ شعله بونزن را به شدت قرمز می کنند. لیتیم و ترکیباتش شدیداً سمّی هستند.
شناسایی:
بهترین روش شناسایی لیتیم استفاده از طیف سنجی می باشد. تشخیص کیفی لیتیم در محلول قلیایی به صورت فسفات Li3PO4.H2O و در محلول قلیلیی قوی با پتاسیم آلومینات و به شکل لیتیم آلومینات (LiHAlO2.5H2O) انجام می پذیرد.
برای تشخیص کمی لیتیم ، ابتدا آن را با سولفوریک اسید غلیظ به سولفات تبدیل کرده و پس از حرارت دادن تا دمای ۴۰۰ درجه الی ۵۰۰ درجۀ سانتیگراد به صورت سولفات توزین می نمایند.
پیدایش:
لیتیم در ترکیب پوستۀ عظیم ۱۷ کیلومتری زمین با ۳۰ گرم در تن شرکت می کند با وجود مقدار نسبتاً زیاد آن، لیتیم جزء عناصر کمیاب به شمار می آید. زیرا غلظت لیتیم در کانی های آن کافی نمی باشد به طوری که برخی کانی های سدیم و پتاسیم پیوسته مقدار کمی لیتیم به همراه دارند.
عمده ترین کانی های لیتیم عبارتند از: اسپدمن LiAlSi2O6 ، آمبلیگونیت LiAlPO4 ، لپیدولیت و پتالیت که همگی آن ها به دستۀ آلومینوسیلیکات ها تعلق دارند افزون بر این چشمه های معدنی، مرداب ها و آب دریاها دارای مقدار کمی لیتیم می باشد.
تهیه:
تهیۀ صنعتی لیتیم از مخلوط لیتیم کلرید و پتاسیم کلرید خالص و به وسیلۀ الکترولیز مذاب در دمای ۴۰۰ تا ۵۰۰ درجۀ سانتیگراد انجام می گیرد. لیتیم حاصل به طور متوسط دارای ۱.۵٪ پتاسیم و ۱.۸٪ سدیم می باشد. که این ناخالصی هیچگونه تأثیری بر کیفیت کاربرد لیتیم ندارد.
لیتیم خالص را از الکترولیز مذاب مخلوطی از ۸۵٪ لیتیم برمید و ۱۵٪ لیتیم کلرید در دمای ۵۲۰ درجۀ سانتیگراد تهیه کرده و به شکل قطعات ۳۰۰ گرمی ، که با دقت ویژه ای در حلب های بسته بندی شده اند به بازار ارائه می کنند.
کاربرد:
از آن جا که لیتیم خواص مکانیکی آلومینیم و سرب و پایداری در مقابل خوردگی منیزیم را بهبود می بخشد به عنوان سازندۀ آلیاژ استفاده می شود از لیتیم خالص برای اکسیژن زدایی، بهبود کیفیت نیکل گوگرد دار و همچنین در سنتزهای های آلی بهره می گیرند. ترکیب های لیتیم در صنایع سرامیک، گریس و تهویۀ هوا به کار می روند علاوه براین از ایزوتوپ های لیتیم نیز استفادۀ فراوان می شود. زیرا به دلیل مقطع کوچک آن برای گیراندازی نوترون ها، لیتیم ۷ را به عنوان محیط مبادله کنندۀ گرما در راکتورهای هسته ای به کار می برند. از سوی دیگر لیتیم 6 در تهیۀ تریتیم مصرف می شود.


تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:7 | نویسنده : عبدلی |
عنصر شیمیایی از گروه چهارم اصلی (۱۴) جدول تناوبی که عدد اتمی آن ۶ بوده و غیر فلز می باشد. در طبیعت علاوه بر ایزوتوپ های پایدار کربن ۱۲و ۱۳، ایزوتوپ رادیواکتیو، یعنی کربن ۱۴، نیز یافت می شود. امروزه وزن های اتمی عناصر را بر مبنای کربن ۱۲ محاسبه می کنند.

خواص:

کربن دارای دوگونه است که یکی به صورت بلورهای مکعبی بی رنگ (الماس) و دیگری به صورت بلورهای شش گوشه ای خاکستری (گرافیت) می باشد. در حرارت بالای ۱۵۰۰ درجۀ سانتیگراد الماس به گرافیت تبدیل می شود ولی در شرایط فنی بسیار حاد گرافیت را می توان به الماس تبدیل کرد. برخلاف الماس که عایق است، گرافیت رسانای جریان برق می باشد. کربن بی بو و بی مزه بوده و خیلی دیر ذوب می شود. کربن در اکسیژن هوا سوخته و کربن دیوکسید تولید می کند ولی هرگاه مقدار اکسیژن هوا ناکافی باشد به کربن منوکسید تبدیل می شود. کربن در بسیاری از حلال های متداول غیر محلول، ولی در برخی فلزهای مذاب مانند آهن، کبالت و نیکل محلولست. کربن در دمای بالا با آب وارد واکنش شده و تولید متان می نماید، علاوه بر این با گوگرد ترکیب شده و کربن دی سولفید را بوجود می آورد. کربن در میان عناصر جدول تناوبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است، بدین معنی که اتم های آن قادرند با یکدیگر پیوندهای ساده، دوگانه و یا سه گانه تشکیل و در نتیجه ترکیب های زنجیری و حلقوی متعددی بوجود آورند (شیمی آلی). در این ترکیب ها کربن پیوسته چهار ارزشی است. کربن از نظر فیزیک هسته ای فوق العاده اهمیت دارد، زیرا فرایند همجوشی هسته ای که به عنوان مهمترین منبع انرژی در داخل ستارگان به ویژه خورشید شناخته شده با شرکت هسته های کربن انجام می پذیرد. شناسایی کربن به صورت عنصر و نیز به شکل ترکیب های آن، بعد از تبدیل به کربن دیوکسید و جذب این گاز به وسیلۀ آب باریت که به باریم کربنات تبدیل می شود، انجام می گیرد.

پیدایش:

کربن در ترکیب پوسته ۱۷ کیلومتری زمین با مقدار ۳۲۰ گرم در تن شرکت می کند و در هر دو حالت آزاد و ترکیب به مقدار فراوان در طبیعت یافت می شود. این عنصر به صورت آزاد در الماس و گرافیت، به صورت ترکیب در انواع کربنات ها و بالاخره به شکل گاز کربن یکی از عناصر متشکله عمده در موجودات زنده بوده و بدین ترتیب یک چرخه دائمی در طبیعت بوجود می آورد.



تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389 | 1:4 | نویسنده : عبدلی |
عنصر شیمیایی از گروه هشتم اصلا (۱۸) جدول تناوبی، یعنی گروه گاز های نجیب، که عدد اتمی آن ۱۰ بوده و نقطه ذوبش ۲۴۵.۹۸- می باشد.

خواص:

نئون گازی است بی رنگ، بی بو و بی مزه که یک اتمی بوده و تمایلی به واکنش نشان نمی دهد و بدین سبب تحت شرایط عادی هیچگونه ترکیب شیمیایی تولید نمی نماید.

شناسایی:

اثبات نئون توسط طیف سنجی انجام می پذیرد. از سوی دیگر روش های جدید کروماتوگرافی نیز برای شناسایی نئون معمول است، به ویژه برای شناسایی نئون در مخلوط گازهای و آزمایش درجه خلوص آن از این روش ها استفاده می شود.

پیدایش:

نئون در ترکیب جو زمین با ۱۲.۵ گرم در تن شرکت می کند. در گازهای مختلف از قبیل گاز آتشفشان، گاز چشمه و گاز طبیعی نیز به مقدار کم نئون وجود دارد. عمده ترین منابع نئون در منطقه باس انگلستان قرار دارند.

تهیه:

برای تهیه صنعتی نئون از هوای مایع استفاده می کند، که به منظور تولید اکسیژن و نیتروژن آماده شده است. به عنوان ماده اولیه، مخلوطی از باقیمانده هوای مایع به کار می رود که تقریبا از ۵% هلیم و نئون و ۹۵% نیتروژن تشکیل یافته است. جدا سازی نیتروژن به کمک فرایند جذب سطحی روی زغال فعال یا کیزل گور انجام می پذیرد. برای جدا سازی نئون-هلیم از روش انجماد بهره می گیرند. بدین ترتیب که ابتدا مخلوط گازهای نجیب را تحت فشار ۵۰ جو توسط نیتروژن در حال تبخیر خنک کرده و سپس آن را به ظرف میعان که توسط هیدروژن مایع احاطه شده، هدایت می کنند. گاز نئون در اینجا به صورت جامد تفکیک شده و هلیم نیز به حالت گاز باقی می ماند. تفکیک مخلوط گازهای نجیب نئون-هلیم بیشتر با روش جذب سطحی روی کیزل گور و زغال فعال و در دمای جوش نیتروژن مایع ۱۹۶- انجام می گیرد. مخلوط گاز متراکم شده در فشار بالاتر را در چندین مرحله جذب می نمایند. گاز حاصل، بر اثر گرما، بسیار خالص، ۹۹.۹۹ درصد حجمی، بوده و در سیلندر های فولادی پر می شور. برای مصارف ویژه روی گاز حاصل جذب سطحی دیگر انجام داده و درجه خلوص آن را به بیشتر از ۹۹.۹۹۹% می رسانند و آن را در بالن های شیشه ای نگهداری می کنند.

کاربرد:

گاز نئون بیشتر به منظور پر کردن لامپ ها در صنعت نورافشانی استعمال می شود، که برای تبلیغات، رنگ قرمز بسیار خیره کننده و جالبی تولید می نماید. افزون بر این در کروماتوگرافی گازی، گاهی به جای هلیم، از نئون به عنوان گاز حامل استفاده می کنند.


تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389 | 23:58 | نویسنده : عبدلی |

ما پیش از این درباره یون ها صحبت کرده ایم. حالا وقتش است که سراغ اصول اولیه یون ها برویم. یون ها اتم هایی هستند که الکترون اضافه یا کمبود الکترون دارند. یک اتم معمولی، در حالت خنثی است. یعنی تعداد الکترون های آن با تعداد پروتون هایش برابر است. نگاهی به یون ها

خودتان را جای یک اتم سدیم بگذارید. اگر شما یک اتم سدیم باشید چه کار انجام می دهید؟ شما یازده الکترون دارید و نیاز دارید که عنصر دیگری را که باعث دور شدن الکترون از شما می شود پیدا کنید. کلر را آماده کنید. نگاهی به یون ها

کلر یک الکترون را از شما دور کرده و شما را با ده الکترون داخل دو پوسته ی میدان ترک می کند. شما یک اتم خوشحال هستید، اکنون شما یک یون هستید و یک الکترون از دست داده اید.

شما یک یون سدیم هستید (NA+). شما یک الکترون کمتر از عدد اتمی تان دارید.

 

نگاهی به یون ها

ویژگی های یون:

اکنون شما یک یون سدیم شده اید (+NA). اکنون شما ده الکترون دارید. این عدد مشابه نئون (Ne) نیز هست. اما شما نئون نیستید. زمانی که شما یک الکترون را از دست می دهید شما واقعا یک اتم کامل سدیم نیستید. تمام هدف شما به عنوان یک اتم برای تبدیل شدن به یک اتم خوشحال با اوربیتال های پر از الکترون، یک یون بودن است.

حال شما آن پوسته های میدان را پر کرده اید.

شما پایدار هستید. در این وضعیت شما چه کاری انجام می دهید؟ اکنون شما الکترون از دست می دهید شما کاملا از لحاظ الکتریکی جذب کننده هستید.

اتم های باردار دیگر در حال نگاه کردن به شما هستند. همچنین در جستجوی یک شریک خوب هستند. آن جایی است که کلر وارد می شود.

 

الکترووالانس

درباره این کلمه بزرگ نگران نشوید.

الکترووالانس فقط یک کلمه دیگر برای چیزهایی است که الکترون خود را از دست می دهند و به یون تبدیل می شوند.

اگر شما به جدول تناوبی نگاه کنید ممکن است که ببینید تمام عناصری که سمت چپ قرار دارند به یون با بار مثبت و عناصری که در سمت راست قرار دارند به یون با بار منفی تبدیل می شوند.

 

این بدین معنی است که سمت چپ تمایل به مثبت بودن و سمت راست تمایل به منفی بودن دارند. والانس یک مشخصه برای نشان دادن تمایل اتم ها برای ارتباط با دیگر اتم هاست.

 

پیوند الکترووالانس

 

دو نوع پیوند اصلی وجود دارند. کووالانس و الکترووالانس. دانشمندان پیوند یونی را پیوند الکترووالانس نیز می نامند. پیوند یونی، گروه های یون های بارداری هستند که به وسیله نیروی الکتریکی در کنار هم نگه داشته می شوند. دانشمندان این گروه ها را تجمع های های یونی نامیده اند. در حضور یون های دیگر، پیوندهای الکترووالانس بدلیل وجود جاذبه و نیروهای الکتریکی بیرونی ضعیفتر هستند.

 

به عنوان نمونه به سدیم کلراید نگاه کنید. نمک، پیوند قوی ای دارد. تقریبا شکسته شدن پیوندهای یونی آن غیر ممکن است. هر چند اگر شما نمک را در مقداری آب بریزید پیوندهای آن به علت جاذبه الکتریکی آب به سرعت می شکند. حال شما یون های سدیم (+Na) و کلراید (-Cl) دارید. به خاطر داشته باشید به طور نرمال پیوندهای یونی قوی تر هستند اما در آب بسیار ضعیف می باشند.

 

پیوند کوالانس

http://soltanieh.blogfa.com/

تاريخ : چهارشنبه بیست و هفتم بهمن 1389 | 22:42 | نویسنده : عبدلی |
استفاده از پیشوند و پسوندهای شیمیایی
در اين روش از يکسري پيشوندهاي رايج استفاده مي شود که در جدول روبرو آمده است.
 
 
1= mono       مونو
2 = di                                             دي
3 = tri                                            تري
4 = tetra                                 تترا
5 = penta                  پنتا
6 = hexa         هگزا
7 = hepta             هپتا
8 = octa          اکتا
9 = nona            نونا
10 = deca                     دکا
 
 
معمولاً ابتدا نام عنصري که الکترونگاتيوي کمتري دارد، گفته مي شود که اگر فقط يک اتم از عنصر اول وجود داشته باشد، از به کاربردن پيشوند مونو خود داري مي شود.
 

 
CO2 carbon dinoxide کربن دي اکسيد
P5O10 pentaphosphorus decaoxide پنتا فسفر دکا اکسيد
Cl2O7 dichlorine heptaoxide (heptoxide) دي کلر هپتا اکسيد
PI3 phosphorus triiodide فسفر تري يديد
NO nitrogen oxide نيتروژن اکسيد
N2O dinitrogen oxide دي نيتروژن اکسيد
NO2 nitrogen dioxide نيتروژن دي اکسيد

 

تذکر : دقت کنيد اگر ترکيب دوتايي داراي فلز باشد، نيازي به اعلام تعداد عنصر اول نيست. نامگذاري ترکيبات فلز دار را با ترکيب دوتايي نافلز-نافلز مقايسه کنيد
 

Na2O

                                                                     سديم اکسيد

 

N2O

 دي نيتروژن اکسيد

 

AlCl3

       آلومنيوم کلريد

PCl3

    فسفر تري کلريد

نام گذاري با استفاده از عدد اکسايش
 

تعيين عدد اکسايش:براي اين کار به طور قرار دادي پيوند کووالانس قطبي را ،يوني فرض مي کني. بدين معني که اگر روي اتمي يک بار جزئي منفي قرار دارد. آن را يک بار منفي و اگر دو بار جزئي منفي قرار دارد، آن را دوبار منفي در نظر مي گيريم. اگر روي اتمي به هر تعدادي بار جزئي مثبت باشد، آن اتم را به همان تعداد بار مثبت در نظر مي گيريم.

بنابراين مي توانيم قواعد زير را داشته باشيم:

1- معمولاً به اکسيژن عدد اکسايش 2-نسبت داده مي شود

2- معمولاً هيدروژن عدد اکسايش 1+ را دارد

3- جمع جبري اعداد اکسايش در يک ترکيب خنثي صفر است

4- جمع جبري اعداد اکسايش در يک يون چند اتمي برابر بار يون است

5- اعداد اکسايش يون ها بار آن ها است

6- اعداد اکسايش هالوژن ها چون الکترونگاتيوي بالا دارند، 1- است

7- در ملکولهايي دو اتمي مثل اکسيژن يا چند اتمي که بين اتم ها اختلاف الکترونگاتيوي وجود ندارد، عدد اکسايش صفر است

موارد استثناء: در پروکسيد ها عدد اکسايش اکسيژن 1- است. در هيدريدها عدد اکسايش هيدروژن 1+ است. در اکسيژن دي فلوئوريد، عدد ااکسايش اکسيژن 2+ است و در سوپر اکسيد ها 1/2- است.

مثال :

در ترکيبی مثل

CuSO4

که از دو يون مس دو بار مثبت و سولفات 2 بار منفي تشکيل شده است. عدد اکسايش مس 2+ است و عدد اکسايش گوگرد، با توجه به 2- بودن عدد اکسايش اکسيژن محاسبه مي شود

SO42-: (+6) + 4(-2) = -2

 

 

با کمک اعداد اکسايش نيز مي توان ترکيبها را نام گذاري کرد. در اين حالت ترکيبات نافلز-نافلز با قواعد ترکيبات فلز-نافلز نام گذاري مي شوند. برعکس اين حالت وجود ندارد. توصيه مي شود از اين روش استفاده نکنيد.

       دي اکسيد (IV) کربن                       CO2



تاريخ : چهارشنبه بیست و هفتم بهمن 1389 | 22:23 | نویسنده : عبدلی |
شیمی

1. 30 آزمون شیمی پیش دانشگاهی؛ سید محمد حسینی؛ تهران: منشور دانش
2. آموزش شیمی (1) به روش پرسش و پاسخ؛ شریف کامیابی؛ تهران: مدرسه
3. آموزش شیمی (3) به روش پرسش و پاسخ*؛ دوست‌محمد سمیعی پاقلعه و دیگران؛ تهران: مدرسه
4. آموزش شیمی پیش دانشگاهی (1و2) به روش پرسش و پاسخ؛ مسعود گیاهی و دیگران؛ تهران: مدرسه
5. المپیاد شیمی در ایران به تفکیک موضوع؛ محمد بهرامی؛ تهران: فاطمی
6. المپیاد‌های شیمی ایران (مرحله‌ی اول) قابل استفاده برای دبیران شیمی ...*؛ کامبیز فراهانی؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
7. المپیاد‌های شیمی ایران مرحله‌ی اول؛ محمد نجم‌زاده و دیگران؛ تهران: دانش پژوهان جوان
8. بررسی جدول تناوبی عناصر؛ جرارد چشر؛ ترجمه‌ی  میثم هدایت؛ تهران: شباهنگ
9. پیوند‌های شیمیایی (ترکیب یونی و مولکولی) ویژه‌ی دانش‌آموزان سال دوم آموزش متوسطه و داوطلبان ورود به دانشگاه / نظری (رشته‌های علوم تجربی- ریاضی و فیزیک)*؛ فریدون بدیعی؛ تهران: موسسه علمی رزمندگان
10. ترمودینامیک شیمیایی*؛ جلیلی سیف الله؛ تهران: مدرسه
11. دانش‌نامه‌ی موضوعی دانش و فناوری (دایرةالمعارف 9 جلدی)؛ نعمت الله گلستانیان؛ تهران: مبتکران، پیشروان
12. دوسالانه‌ی شیمی (1) شامل 375 سؤال امتحانی و 518 تمرین با پاسخ تشریحی از سراسر کشور؛ محمدرضا پور جاوید و دیگران؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
13. دوسالانه‌ی شیمی (2) شامل 445 سؤال امتحانی و 623 تمرین با پاسخ تشریحی از سراسر کشور؛ حسین جلیل وند؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
14. زباله‌های خطرناک* (از مجموعه‌ی نوجوانان و حفظ محیط زیست)؛ کیت مک گاوان؛ ترجمه‌ی  ترانه طاهری؛ تهران: شرکت انتشارات فنی ایران
15. ساختار اتم و پیوند‌های شیمیایی؛ مهین جبل عاملی؛ تهران: فاطمی
16. شیمی 2 (فرآیند‌های شیمیایی) دوره‌ی پیش دانشگاهی (رشته‌های علوم تجربی و علوم ریاضی)؛ محبوبه صادقیو دیگران؛ تهران: فاطمی
17. شیمی 3 و آزمایشگاه: سال سوم متوسطه (ریاضی و تجربی)؛ دوست‌محمد سمیعی؛ تهران: مبنای خرد: نقش سیمرغ
18. شیمی آلی؛ علی سیدی؛ تهران: فاطمی
19. شیمی با نگرش تحلیلی (جلداول)؛ غلامعباس پارسا فر؛ تهران: فاطمی
20. شیمی با نگرش تحلیلی (جلددوم)؛ غلامعباس پارسا فر؛ تهران: فاطمی
21. شیمی با نگرش تحلیلی (جلدسوم)؛ غلامعباس پارسا فر؛ تهران: فاطمی
22. شیمی پایه (1)؛ استیون اس. زومدال؛ ترجمه‌ی  محمود دیانی؛ تهران: نص
23. شیمی پایه (2)؛ استیون اس. زومدال؛ تهران: نص
24. شیمی پیش دانشگاهی (1)؛ نیما سپهری؛ تهران: خیلی سبز
25. شیمی پیش دانشگاهی (1)؛ احمد علی‌نژاد؛ تهران: بین‌المللی حافظ
26. شیمی پیش دانشگاهی (1) (مشترک رشته‌ی تجربی و ریاضی)؛ علی نوری‌زاده؛ تهران: ایران باستان
27. شیمی پیش دانشگاهی (2)؛ افشین احمدی؛ تهران: بین‌المللی گاج
28. شیمی پیش دانشگاهی (2) (رشته‌های ریاضی و تجربی) به همراه پاسخ تشریحی پرسش‌ها؛ سیدجلال امیر آفتابی و دیگران؛ تهران: مبتکران، پیشروان
29. شیمی پیش دانشگاهی (2)*؛ نیما سپهری؛ تهران: خیلی سبز
30. شیمی در سپهر المپیاد*؛ مرتضی خلینا؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
31. شیمی سال سوم؛ بیژن ابوالقاسمی؛ تهران: تخته سیاه
32. شیمی نفت (از مجموعه‌ی کتاب‌های کوچک شیمی)؛ شریف کامیابی؛ تهران: مدرسه
33. کارآزمون شیمی 1 سال اول دبیرستان: شامل پرسش‌های موضوعی، پاسخ‌نامه‌ی تشریحی و ..؛ مستانه امیدوار؛ تهران: مبتکران، پیشروان
34. کارآزمون شیمی پیش دانشگاهی (1): شامل پرسش‌های موضوعی، پاسخ‌نامه‌ی تشریحی و ...؛ مهری تهامی؛ تهران: مبتکران، پیشروان
35. کتاب کار - شیمی؛ حسن محمد و مهدی براتی؛ تهران: مرآت دانش
36. کتاب کار شیمی 1 سال اول دبیرستان؛ حسن محمد؛ تهران: مرآت دانش
37. کتاب کار شیمی 2 سال دوم دبیرستان؛ حسن محمد؛ تهران: مرآت دانش
38. کتاب کار شیمی 3: شامل 495 سؤال با پاسخ کوتاه؛ اکبر ابراهیم نتاج؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
39. لغتنامه شیمی؛ بیژن ابوالقاسمی؛ تهران: تخته سیاه
40. مبانی نظری و علمی شیمی بر پایه‌ی نرم‌افزار*؛ محمد سعیدی و دیگران؛ تهران: دانشگاه تربیت دبیری شهید رجائی
41. محلول‌ها و ترمودینامیک شیمیایی؛ آقایی مهران؛ تهران: فاطمی
42. مسائل شیمی (3) از کشور‌های جهان سال سوم دبیرستان شامل 300 مسئله از مراکز و منابع آموزشی جهان ...*؛ محمود عزیزپور فرد؛ تهران: کانون فرهنگی آموزش
43. نگاهی ژرف به بیش تر بدانید‌های کتاب درسی؛ مربوط به کتاب‌های شیمی 3 و شیمی پیش دانشگاهی (1و2)*؛

منبع

http://roshdmag.ir/newsdetail-18-fa.html

تاريخ : پنجشنبه بیست و سوم دی 1389 | 18:12 | نویسنده : عبدلی |

فرمول نویسی  و نامگذاری ترکیبات شیمیائی

ترکیبات دوتائی   شامل:       1-فلز+نافلز                 2-نافلز+نافلز

 

1-فلز+نافلز                

برای  نوشتن فرمول ترکیب فلز+نافلز ابتدا فلز را در سمت چپ و نافلز را در سمت راست آن می نویسیم  سپس ظرفیت هر عنصر را اندیس عنصر دیگری قرار می دهیم

"اگر ظرفیتها قابل ساده کردن باشند آنها را ساده می کنیم"

 

تمرین1-فرمول شیمیائی ترکیبات دوتائی حاصل از اکسیژن با سدیم و کلر با آلومینیوم  و گوگرد با کلسیم را بنویسید.

 

پاسخ:Na2O      , AlCl3    ,CaS

 

این ترکیبات دوتائی به روش زیر نامگذاری می شوند:

نام فلز+نام نافلز+پسوند  ید    

  مثال:سدیم برمید:NaBr          منیزیم  نیتریدMg3N2

تذکر 1:فلز با تمام ظرفیتهای خود می تواند در ترکیبات شرکت کند ولی  نافلز در هنگام تر کیب بافلزبا کمترین ظرفیت  خود شرکت می کند.

 

تذکر 2:هنگام نامگذاری فلزات چند ظرفیتی بعد از نام فلز ظرفیت فلز آورده میشود.

مثال:FeCl3              آهنШکلرید      ،  FeCl2      آهنПکلرید  

 

2-              نافلز+نافلز

 برای نوشتن فرمول ترکیب نا فلز+نافلز عنصری که الکترو نگاتیوی بیشتری دارد را در سمت راست و عنصر دیگر را در سمت چپ آن می نویسیم سپس ظرفیت هر عنصر  را اندیس عنصر دیگر قرار می دهیم.

مثال:CO2   ,   PCl3

این ترکیبات با استفاده از دوروش می توان نامگذاری کرد:

آ)با استفاده از عدد اکسایش

در این روش ابتدا نام عنصری که در سمت چپ نوشته شده آورده می شود +عدد اکسایش آن +نام عنصر دیگر +پسوند ید

مثال :SO3گوگرد VIاکسید                                       CCl4کربن IVکلرید

  ب)با استفاده از پیشوندهای  مونو ،دی،تری ،تترا،و...........

در این روش ابتدا از سمت چپ تعداد نا فلز +نام نا فلز +تعداد نا فلز بعدی +نام نا فلز+پسوند ید

 

مثال :  P2O5دی فسفر پنتا اکسید                        N2Oدی نیتروژن مونو اکسید

نکته:    برای سهولت در نوشتن معمولا از نوشتن کلمه مونو صرفنظر میکنند

 مانند CO2مونو کربن دی اکسید

 

تذکر: برای نامگذاری بعضی از ترکیبات به صورت متداول از  نامهای تجارتی  استفاده می شود.

مثال :متان CH4      ،    سیلان SiH4        ،     آمونیاکNH3      ،    فسفین  PH3

 

ترکیبات سه تائی اکسیژن دار شامل:

         1 -اسیدهای اکسیژن دار     

        2-بازها(هیدروکسیدها)   

        3 -نمکها

 

 

1-اسیدهای اکسیژن دار   از ترکیب اکسیدهای نافلزی با آب به صورت زیر بدست می آیند.

 

 

اسید اکسیژن دار   ----آب+اکسید نافلزی  

مثال:

 

 کربنیک اسید CO2+H2O--------H2CO3             

سولفورو اسیدSO2+H2O--------H2SO3              

سولفوریک اسید         SO3+H2O--------H2SO4   

 

 

 

2- بازها(هیدروکسیدها)  آ)  از ترکیب اکسیدهای فلزی با آب بدست می آیند                

 

باز----آب+اکسید فلزی 

باز-------آب+فلز

مثال:

Na2O+H2O------2NaOH 

MgO+H2O-------Mg(OH)2

2K+H2O--------2KOH+H2

3-نمکها از جانشین شدن فلز به جای هیدروژن اسید به وجود می آِید.

مثال:

سدیم کربناتNa2CO3                                    پتاسیم نیتریتKNO2

روی فسفاتZN3(PO4)2                                منیزیم سولفات MgSO4

http://chemfarzanegan.blogpars.com/



تاريخ : جمعه هفدهم دی 1389 | 17:20 | نویسنده : عبدلی |

ساختارهای لوویس و بار قراردادی :

بار قراردادی یک مفهوم قراردادی است که طی آن اختلاف تعداد الکترون های لایه ی ظرفیت اتم در حالت آزاد(شماره گروه عنصر با توجه به عنصرهای اصلی A و فرعی B) با تعداد الکترون های لایه ی ظرفیت اتم در ترکیب کووالانسی محاسبه می شود. البته در محاسبه ی تعداد الکترون های لایه ظرفیت اتم در ترکیب فرض می کنیم که جفت الکترون هر پیوند کووالانسی به طور مساوی میان اتم های تشکیل دهنده ی پیوند تقسیم شده اند.

برای مثال به چگونگی محاسبه ی بار قراردای اتم ها درساختار لوویس یون کلریت  توجه


 

همان طور که می بینید مجموع بار قراردادی اتم ها در یون کلریت برابر با بار یون کلریت (یعنی منفی یک) است. برای توجیه بارهای قراردادی در یون کلریت می توان چنین در نظر گرفت که:

- اتم کلر با یکی از اتم های اکسیژن پیوند داتیو برقرار کرده است( اتم کلردهنده ی جفت الکترون ناپیوندی و اتم اکسیژن گیرنده ی آن) .

-- بار منفی یون کلریت بر روی اتم اکسیژن دیگر قرار دارد(اتم اکسیژن یک الکترون از بیرون گرفته است) .

با توجه به توجیه بارهای قراردادی در یون کلریت می توان گفت که به طور کلی از بار قراردادی به دو منظور استفاده می شود:

1- تعیین وضعیت پیوندهای داتیو در ساختار لوویس گونه های شیمیایی .

2- تشخیص اینکه در ساختار لوویس یک یون ، بار الکتریکی بر روی کدام اتم قراردارد.

در ساختار لوویس یک گونه، بار قراردادی یک اتم را می توان از فرمول زیر محاسبه کرد:

(تعداد الکترون های ناپیوندی روی اتم تعداد پیوندهای متصل به اتم) شماره ی گروه اتم = بار قراردادی اتم

بار قراردادی B

 

بار قراردادی هر F

مثال : محاسبه ی بارهای قراردادی اتم ها در ساختار لوویس یون تترافلوئوروبورات

  

 

بار قراردادی یک اتم در یک ساختار لوویس را می توان از راه دیگری نیز حساب کرد. در این روش دور اتم دایره ای فرض می کنیم که پیوندهای کووالانسی متصل به آن را قطع کند. با کم کردن تعداد الکترون های داخل دایره از شماره ی گروه اتم مورد نظر، بار قراردادی آن به دست می آید.

مثال : محاسبه ی بارهای قراردادی اتم ها در ساختار لوویس مولکول گوگرد دی اکسید

 

 

به نکته های زیر که بسیار مهم هستند، توجه کنید:

1- در یک گونه، مجموع بارهای قراردادی اتم ها برابر با بار الکتریکی آن گونه است.

2- در تعیین بار قراردادی اتم های یک گونه ،  اختلاف الکترونگاتیوی اتم ها در نظر گرفته نمی شود، زیرا جفت الکترون هر پیوند کووالانسی را به طور مساوی میان اتم های تشکیل دهنده ی پیوند تقسیم می کنیم.

بنابراین بار قراردادی را باید با احتیاط تفسیر کنیم زیرا ممکن است جهت بارهای قراردادی در یک پیوند با جهت بارهای حاصل از اختلاف الکترونگاتیوی اتم های تشکیل دهنده ی آن پیوند، یکسان نباشد. برای مثال در یون  بار واقعی اتم B یک بار منفی نیست. زیرا الکترونگاتیوی F از B بیش تر بوده و اتم های F الکترون های پیوندی را به سمت خود می کشند.

به همین دلیل مقدار زیادی از بار منفی اتم B به اتم های F منتقل می شود.

پرسش : کربن مونواکسید گازی بی رنگ، بدون بو و سمی است. این گاز به دلیل قطبیت بسیار کم در آب حل نمی شود. قطبیت بسیار کم CO با توجه به کدام یک از ساختارهای لوویس زیر قابل توجیه است؟ توضیح دهید



تاريخ : جمعه هفدهم دی 1389 | 17:7 | نویسنده : عبدلی |
ممکن است هر دو نوع اتم یک ترکیب برای ایجاد لایه الکترونی خارجی کامل و پایدار نیاز به کسب الکترون داشته باشند.. برای این منظور، دو نوع اتم الکترون به اشتراک می گذارند. به این ترتیب پیوندهای محکمی بین اتمها ایجاد می شود که پیوندهای کووالانسی نام دارند. کوچکترین بخش یک ترکیب با پیوند کووالانسی یک مولکول است، و چنین ترکیبی ، ترکیب مولکولی یا کووالانسی نامیده می شود. اما در این نوع ترکیبها پیوند بین مولکولها به اندازه پیوند بین اتمها محکم نیست و در نتیجه بسیاری از ترکیبهای کووالانسی گاز یا مایع هستند.


img/daneshnameh_up/1/1e/Peyvand_kovalant.jpg
ه عنوان مثال برای تشکیل دی اکسید کربن، هر اتم کربن با دو اتم اکسیژن الکترون به اشتراک می گذارد. به این ترتیب یک لایه خارجی پایدار هشت الکترونی در هر اتم تشکیل می شود.

منبع

DK multimedia


یک جفت الکترون مشترک بین دو هسته یک پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهند.
اطلاعات اولیه
میلیون‌ها ماده مرکب شناخته شده فقط از غیر فلزات ترکیب یافته‌اند. این مواد مرکب فقط شامل عناصری هستند که در هر اتم 4 ، 5 ، 6 یا 7 الکترون والانس دارند. بنابراین الکترون‌های والانس اتم‌های غیر فلزی ، آنقدر زیاد است که اتم‌ها نمی‌توانند با از دست دادن آنها ساختار یک گاز نجیب را به دست آورند. معمولا غیر فلزات با جفت کردن الکترون‌ها پیوند ایجاد می‌کنند و در این فرآیند به ساختار یک گاز نجیب می‌رسند.

استحکام پیوند کووالانسی آنچه اتم‌های یک ملکول را به هم نگه می‌دارد، پیوند کووالانسی است، در تشکیل پیوند کووالانسی الکترون‌ها ، به جای آنکه از اتمی به اتم دیگر منتقل شوند، میان دو اتم به اشتراک گذاشته می‌شوند. استحکام پیوند کووالانسی ناشی از جاذبه متقابل دو هسته مثبت و ابر منفی الکترون‌های پیوندی است. یا به عبارت دیگر مربوط به آن است که هر دو هسته الکترونهای مشترکی را جذب می‌کنند. نحوه تشکیل اوربیتال مولکولی دو اوربیتال به نحوی همپوشانی می‌کنند که ابرهای الکترونی ، در ناحیه بین دو هسته ، یکدیگر را تقویت می‌کنند و احتمال یافتن الکترون در این ناحیه افزایش می‌یابد طبق اصل طرد پاولی دو الکترون این پیوند باید اسپین مخالف داشته باشند. در نتیجه تشکیل پیوند اوربیتال‌های اتمی به اوربیتال مولکولی تبدیل می‌شود. انواع پیوند کووالانسی پیوند یگانه کووالانسی متشکل از یک جفت الکترون (دارای اسپین مخالف) است که اوربیتالی از هر دو اتم پیوند شده را اشغال می‌کند. ساده‌ترین نمونه اشتراک در مولکول‌های دو اتمی گازهایی از قبیل F2 ، H2 و Cl2 دیده می‌شود. اتم هیدروژن فقط یک الکترون دارد هرگاه دو اتم هیدروژن تک الکترون‌های خود را به اشتراک بگذارند، یک جفت الکترون حاصل می‌شود. این جفت الکترون پیوندی متعلق به کل مولکول هیدروژن است و به آرایش الکترونی پایدار گاز نجیب هلیم می‌رسد. هر الکترون هالوژن ، هفت الکترون والانس دارد. با تشکیل یک پیوند کووالانسی بین دو تا از این اتم‌ها ، هر اتم به آرایش الکترونی هشت تایی ، که ویژه گازهای نجیب است، می‌رسد. img/daneshnameh_up/8/81/covalent.jpg پیوند چند گانه بین دو اتم ، ممکن است بیش از یک پیوند کووالانسی تشکیل شود در این موارد گفته می‌شود که اتم‌ها با پیوند چند گانه به هم متصل‌اند. دو جفت الکترون مشترک را پیوند دو گانه و سه جفت الکترون مشترک را پیوند سه گانه می‌نامند. اغلب می‌توان تعداد پیوندهای جفت الکترونی را که یک اتم در یک مولکول به وجود می‌آورد از تعداد الکترون‌های مورد نیاز برای پر شدن پوسته والانس آن اتم ، پیش‌بینی کرد. چون برای فلزات شماره گروه در جدول با تعداد الکترون‌های والانس برابر است، می‌توان پیش بینی کرد که عناصر گروه VIIA مثل Cl (با هفت الکترون والانس) ، برای رسیدن به هشت تای پایدار ، یک پیوند کووالانسی ، عناصر گروه VIA مثل O و S (با شش الکترون والانس) دو پیوند کووالانسی ، عناصر VA مثل N و P (با پنج الکترون والانس) سه پیوند کووالانسی و عناصر گروه IVA مثل C (با چهار الکترون والانس) چهار پیوند کووالانسی به وجود خواهند آورد. نماد ساختار مولکول در ساختار اول ، جفت الکترون مشترک با دو نقطه و ساختار دوم با یک خط کوتاه نشان داده شده است.. مانند : H ― H H : H پیوند یگانه :Ö=C=Ö: پیوند دو گانه :N Ξ N: پیوند سه گانه CΞC پیوند چهارگانه

http://chemfarzanegan.blogpars.com/

تاريخ : جمعه هفدهم دی 1389 | 17:0 | نویسنده : عبدلی |

نظریه‌ی VSEPR و تعیین شکل هندسی مولکول‌ها

شکل هندسی مولکول عامل بسیار مهمی در تعیین خواص شیمیایی آن است یکی از نظریه‌هایی که برای پیش بینی شکل هندسی مولکول‌ها ارایه شده است نظریه‌ی نیروی دافعه‌ی جفت الکترون‌های لایه‌ی ظرفیت (VSEPR)است.

مطابق با این نظریه نیروهای دافعه‌ی الکترواستاتیک موجود بین جفت الکترون‌های پیوندی یا ناپیوندی موجود در یک مولکول موجب می‌شود که این جفت الکترون‌ها به گونه‌ای است که پایدارترین آرایش هندسی را برای مولکول فراهم می‌کند. آرایش ویژه‌ای از اتم‌ها که سبب می‌شود میان جفت الکترون‌های پیوندی و ناپیوندی مولکول کمترین دافعه وجود داشته باشد. در این روش برای سادگی به جای جفت الکترون‌های پیوندی و ناپیوندی از واژه‌ی قلمرو الکترونی استفاده می‌شود قلمرو الکترونی مفهومی کلی‌تر است و به ناحیه‌ای در اطراف اتم مرکزی گفته می‌شود که الکترون‌ها – صرف نظر از تعداد – در آن جا حضور دارند. در این تعریف پیوندهای یگانه، دوگانه یا سه گانه یک قلمرو به شمار می‌آید

نحوه‌ی تعیین شکل هندسی مولکول‌ها

1.اگر یک مولکول دو اتمی باشد مثل و CO تنها یک شکل برای آن امکان پذیر است (شکل خطی(

اما شکل هندسی دو: مولکولهایی که دارای تعداد بیشتری از اتم‌ها می‌باشند. پیچیده‌تر است این گونه از مولکول‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند.

  1. مولکول‌هایی که اتم مرکزی آن‌ها فاقد جفت الکترون ناپیوندی است.
  2. مولکول‌هایی که اتم مرکزی آن‌ها دارای جفت الکترون ناپیوندی است.

الف: مولکول‌هایی که اتم مرکزی جفت الکترون ناپیوندی ندارد.

برای تعیین شکل هندسی این مولکول‌ها به روش زیر عمل می‌کنیم:

  1. ساختار لوویس مولکول مورد نظر را رسم می‌کنیم.
  2. تعداد قلمروهای الکترونی در اطراف اتم مرکزی را تعیین می‌كنیم.
  3. آرایش هندسی مناسب را بر اساس تعداد قلمروهای الکترونی مطابق نظریه‌ی VSEPR در زیر مشخص می‌کنیم.

تعداد قلمرو الکترونی: 2     شکل هندسی: خطی    زاویه پیوندی:180   

تعداد قلمرو الکترونی: 3     شکل هندسی:سه ضلعی مسطح    زاویه پیوندی:120  

تعداد قلمرو الکترونی: 4     شکل هندسی:چهار وجهی منتظم    زاویه پیوندی:109.5  

 

نکته: در مولکول‌هایی مثل که اتم مرکزی فاقد الکترون ناپیوندی است تعداد قلمروهای الکترونی با تعداد اتم‌های اتم مرکزی برابر است.

ب: مولکول‌هایی که اتم مرکزی آن دارای جفت الکترون ناپیوندی است

برای مشخص کردن شکل هندسی این مولکول‌ها نیز ابتدا قلمروهای الکترونی را معین می‌کنیم و سپس از مطلب زیر برای تعیین شکل هندسی مولکول‌ها استفاده می‌کنیم.

تعداد قلمرو الکترونی: 3    تعداد جفت الکترون نا پیوندی:1  شکل هندسی:خمیده    زاویه پیوندی:120>a

مثال:So2      a=119.5

تعداد قلمرو الکترونی: 4    تعداد جفت الکترون نا پیوندی:1  شکل هندسی:هرمی    زاویه پیوندی:109.5>a

مثال:NH3      a=107

تعداد قلمرو الکترونی: 4    تعداد جفت الکترون نا پیوندی:2  شکل هندسی:خمیده   زاویه پیوندی:109.5>a

مثال:H2O      a=104.5

 

اندازه‌ی زاویه‌های پیوندی:

با توجه به تعداد قلمروهای الکترونی اتم مرکزی می‌توان حدود اندازه‌ی زاویه‌ی پیوندی را معین کرد.

اگر اتم‌های متصل به اتم مرکزی همه از یک نوع باشند و اتم مرکزی فاقد جفت الکترون ناپیوندی باشد اندازه‌ی زاویه‌ی پیوندی مطابق زیر می‌باشد.

تعداد قلمرو الکترونی:2                                     اندازه ی زاویه ی پیوندی:180

تعداد قلمرو الکترونی:3                                     اندازه ی زاویه ی پیوندی:120

تعداد قلمرو الکترونی:4                                     اندازه ی زاویه ی پیوندی:109.5

  نکته1:      اگر اطراف اتم مرکزی جفت الکترون ناپیوندی وجود داشته باشد زاویه‌های پیوندی کوچکتر از حد معمول می‌شود. زیرا جفت الکترون‌های ناپیوندی صرفاً تحت تأثیر جاذبه‌ی یک هسته قرار دارند بنابراین نسبت به جفت الکترون‌های پیوندی تحرک بیش‌تری داشته و فضای بیش‌تری را اشغال می‌کنند. بنابراین مقایسه‌ی دافعه‌ی جفت الکترون‌های ناپیوندی و پیوندی به صورت زیر است:

پیوندی --- پیوندی < پیوندی --- ناپیوندی < ناپیوندی --- ناپیوندی

نکته 2:هر چه تعداد جفت الکترون‌های ناپیوندی بیشتر باشد دافعه‌ی میان آنها نیز بیشتر بوده و زاویه‌ی پیوندی کوچکتر می‌شود

منبع                                                                                                                

http://chemfarzanegan.blogpars.com/

تاريخ : جمعه هفدهم دی 1389 | 16:54 | نویسنده : عبدلی |
تعیین درصد مس در مس(II) سولفات
 

تعیین مقدار مس در مس(II) سولفات(کات کبود) به روش یدومتری

(آزمایشگاه شیمی تجزیه- سوم صنایع شیمیایی)

یدومتری یک روش حجم سنجی شیمی تجزیه است که در تیتراسیون از ید به عنوان شناساگر نقطه پایانی استفاده میشود.یون یدید یک عامل کاهنده ی نسبتاً موثری است که به طور وسیعی برای تجزیه ی اکسنده ها به کار می رود. به طور کلی به واکنش هایی که در آن ید اکسید می گردد، یعنی ید از محلول یدیدها آزاد می گردد یدومتری گویند. روشهای زیادی بر اساس خواص کاهندگی یون یدید استوارند. ید که محصول واکنش است، معمولاً با محلول استاندارد تیوسولفات تیتر می شود. مقدار ید آزاد شده توسط محلول تیوسولفات تعیین می‌شود و از روی مقدار تیوسولفات مصرفی ، مقدار آنالیت مورد محاسبه را بدست آورد.

عناصر زیادی را می توان به روش یدمتری تعیین نمود. یکی از این عناصر، مس است. در این روش از واکنش زیر جهت احیا و رسوب دادن مس استفاده می کنند. حال مقدار ید آزاد شده توسط محلول تیوسولفات تعیین می‌شود و از روی مقدار تیوسولفات مصرفی (با استفاده از روابط استوکیومتری) ، به مقدار واکنش دهنده ی اولیه ی مورد نظر (در اینجا یون مس) دست می یابند.

نقطه ی پایانی تیتراسیون به سادگی توسط محلول نشاسته مشخص می شود. لحظه ی مناسب برای اضافه کردن شناساگر وقتی است که رنگ محلول از قهوه ای به زرد کمرنگ تغییر می کند. پایان تیتراسیون هنگامی است که محلول بیرنگ می شود.

بخش عملی:

برای تعیین مقدار مس در یک نمونه مجهول مثل کات کبود( مس سولفات) ، چند گرم (مقدار معلوم) از آن را در  آب مقطر حل کرد. این محلول باید شامل مقدار اضافی از KI باشد.سپس محلول مجهول را به حجم رسانده(به حجم 100سی سی) و 25 سی سی از آن را می توانیم با سدیم تیوسولفات (با غلظت معلوم) تیتر کنیم.(شناساگر: چسب نشاسته).

یون Cu2+ موجود در مجهول با I-  واکنش داده و I2 تولید شده با سدیم تیو سولفات تیتر می شود.

 Cu2+ + 4 I --> 2 CuI(s) +I 

 I+ 2 S2O3-2  --> 2 I+S4O6-2 

چون غلظت محلول سدیم تیوسولفات مشخص است پس از تیتراسیون از روی حجم مصرفی می توان تعداد مولهای آن را محاسبه کرد.

Mol Na2S2O3 = M Na2S2O3* V Na2S2O3

Mol I2 = Mol Cu2+= 1/2 Mol Na2S2O3

سپس از روی تعداد مول مس سولفات، می توان جرم آن را بدست آورد. و با استفاده از  یک چهارم جرم مس سولفات اولیه (که هنگام درست کردن محلول برداشته بودیم) ،درصد خلوص آن را بدست اوریم.(استفاده از 4/1 مقدار اولیه به این دلیل است که ما فقط 4/1محلول اولیه یعنی 25 سی سی از 100 سی سی را تیتر کردیم.)

به طور مثال اگر مقدار مول مس سولفات پس از تیتراسیون 0.1 مول بدست آید.جرم آن برابر

0.005 *159.5 =0.7975 gr

خواهد شد.

(159.5gr  = جرم مولکولی مس سولفات)

و اگر فرض کنیم در ابتدا 4 گرم مس سولفات ناخالص در آب حل کرده باشیم،در 25 cc از آن محلول تقریباً یک چهارم این مقدار یعنی 1 گرم خواهیم داشت.پس درصد خلوص نمونه:

0.7975gr / 1gr) * 100 = 79.75% )


منبع   http://sanaye-shimiayi.blogfa.com/cat-10.aspx



تاريخ : چهارشنبه پانزدهم دی 1389 | 11:49 | نویسنده : عبدلی |

شيمي سال دوم دبيرستان:


تعداد کل جلسات : 52 جلسه



عناوين آموزشي :




1) نظريه هاي ساختار اتم :



1-1 قوانين نسبتهاي معين وچندگانه وپايستگي جرم و مسائل مرتبط 8/3%



2-1 نظريه اتمي دالتون وبررسي ايرادهاي آن 8/2%



3-1کشف ذره هاي زير اتمي 8/3%



4-1 مدل اتمي بوهر ومدل کوانتومي اتم (اعداد کوانتومي وموجي بودن الکترون) 7/6%



5-1 عدداتمي ، عددجرمي،ايزوتوپها،مدل وحل مسأله 8/3%



6-1 آزمايش رابطه جرم (فعاليت عملي) 9/1%



2) مدل اربيتال ورسم آرايش الکتروني:



1-2 اصل طرد پاولي ،قاعده هوند،مدل اربيتالي وحل مسأله 8/3%



2-2 رسم آرايش الکتروني اتم ها ويونها 8/3%



3) جدول تناوبي عناصر :



1-3 تاريخچه جدول تناوبي مندليف ومقايسه با جدول امروزي 1/9 %



2-3 رابطه جدول تناوبي وآريش الکتروني 1/9%



3-3 بررسي گروههي اصلي هشتگانه وفلزات واسطه داخلي وخارجي 3/8%



4-3 آزمايش نوري فلزات گروه IA,IIA (فعاليت عملي) 1/9 %



4) روند تغيير برخي خواص در جدول تناوبي :



1 -4 شعاع اتمي ويوني وروند تغييرات آن در جدول 4/8%



2-4 انرژي يونش (جهش هاي کوچک وبزرگ ) وروند تغييردر جدول 4/8%



3-4 الکترونگاتيوي وروند تغيير آن درجدول 1/9%



4-4آزمايش فعاليت هالوژنها (فعاليت عملي) 1/9%



5-4 آزمايش فعاليت اکسيدهاي دوره دوم (فعاليت عملي) 1/9%



5) پيوند يوني وفلزي :



1-5 قاعده هشتايي ويونهاي پيدار 1/9%



2-5 پيوند فلزي وخواص فلزات 1/9%



6)ترکيبات يوني وخواص :



1-6 انرژي شبکه بلور وچگالي بار يون ورابطه ي آن با نقطه ذوب وجوش 2/8%



2-6 نامگذاري ترکيبات يوني دوتايي ،اسيد وبازها ،نمکهاي چندتايي 4/8%



3-6 فرمول تجربي ومقايسه آن بافرمول مولکولي 1/9%



4-6 آزميش تعيين تعداد مولکولهاي آب تبلور (فعاليت عملي ) 1/9%



7)پيوند کووالاني وانواع آن :



1-7 مفهوم انرژي پيوند وطول پيوند ، انواع پيوند شامل (قطبي وغير قطبي ) 3/8%



پيوند داتيو وحل تمرين



8) ساختار لووئيس وشکل هندسي مولکولي



1-8 رسم ساختارهاي لوئيس انواع مولکولها ويونها وحل تمرين 4/8%



2-8 نظريه دافعه جفت الکترون هاي لايه ظرفيت VSEPR و 2/8%



وشکل هندسي مولکولها وحل تمرين



3-8 قطبيت در مولکولها 1%



4 -8 تعيين عدد اکسايش در مولکولها ويونها وحل مسأله 2/8 %



9)نيروهي جاذبه بين مولکولي



1-9 نيروهي واندروالس ولاندن وعوامل مؤثر بر آن وحل تمرين 8%



2-9 پيوند هيدروژني وخواص ويژه آب وتمرينات مرتبط 4/8%



3-9 انواع جامدات (مولکولي - يوني - فلزي- کووالانسي ) 1/9%



4-9 مقيسه ساختار الماس وگرافيت 1%



10) شيمي آلي



1 -10 يادآوري هيدروکربن ها (فرمول کلي ومشخصه اصلي ) 1%



2-10 گروههاي اصلي در انواع ترکيبات آلي وحل مسأله 1/8%





تاريخ : سه شنبه چهاردهم دی 1389 | 17:30 | نویسنده : عبدلی |

قوانین الکترولیز فارادی

مقدمه

الکترولیز یا برقکافت ، کاربردی از علم شیمی فیزیک است که مبنای آن ، اکسیداسیون و احیا و پتانسیلهای اکسید و احیای عناصر شیمیایی است و در آزمایشگاه و صنعت کاربردهای فراوانی دارد. قوانین حاکم بر الکترولیز ، قوانین فارادی است که با این قوانین آشنا می‌شویم.

قانون اول فارادی در الکترولیز :

. وقتی که جریان الکتریکی از محلولهایی مثل اسید سولفوریک رقیق می‌گذرد،آب  به اجزایش یعنی هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود. آنها در اطراف صفحات متصل به قطبهای منفی و مثبت باتری آزاد می‌شوند. محلولهایی از این نوع که با گذشتن جریان از آنها بطور شیمیائی تجزیه می‌شوند،الکترولیت  نامیده می‌شوند و فرایند تجزیه ماده بر اثر جریان الکتریکی به الکترولیز معروف است و رساناهایی را که در الکترولیت فرو می‌برند و جریان را به آن می‌رسانند،الکترود نام نهاده‌اند. الکترود مثبت به آند و الکترود منفی به کاتدمعروف است.

·         محصولات تجزیه الکترولیت مثل اکسیژن و هیدروژن تا وقتی که جریان عبور می‌کند، بر الکترودها می‌نشینند. جرم ماده ای را که در الکترود آزاد می‌شود، می‌توان اندازه گرفت. اگر محلول چنان انتخاب شود که ماده آزاد شده بر الکترود رسوب کند، این جرم را می‌توان به‌آسانی اندازه گرفت. مثلا اگر از محلول سلفات مس جریان بگذرد،مس بر کاتد رسوب می‌کند. این پدیده را در صورتیکه مثلا کاتد ازکربن ساخته شده باشد، می‌توان به‌آسانی مشاهده کرد. لایه نازک مس بر سطح سیاه کربن بوضوح مشاهده می‌شود. با وزن کردن کاتد قبل و بعد از آزمایش می‌توان جرم فلز رسوب کرده را دقیقا معین کرد.

·         اندازه‌گیری نشان می‌دهد که جرم ماده آزاد شده در هر الکترود ، به جریان الکتریکی و مدت الکترولیز بستگی دارد. با بستن مدار برای فواصل زمانی متفاوت می‌توان اطمینان یافت که جرم ماده آزاد شده با مدت زمان عبور جریان متناسب است. بنابراین ، جرم آزاد شده در الکترولیز هم با جریان الکتریکی و هم با مدت زمان انجام آزمایش متناسب است. پس به حاصلضرب آنها نیز وابستگی دارد. اما این حاصلضرب مساوی باری است که از الکترولیت گذشته است. در نتیجه جرم ماده آزاد شده در الکترود متناسب است با بار یا مقدار الکتریسته ای که از الکترولیت گذشته است. این قانون مهم را اولین بار ، "فارادی" وضع کرد و به قانون اول فارادی در الکترولیتها معروف است.


·         اگر m جرم ماده رسوب کرده ، I جریان الکتریکی ، t زمان الکترولیز و q بار کلی باشد که در مدت زمان t از الکترولیت گذشته است. قانون اول فارادی به شکل زیر نوشته می‌شود: m=Kq=KIt که در آن ، K ضریب تناسب است. با فرض اینکه( q=1 C یا کل یک کولن) باشد، در می‌یابیم که ضریب K مساوی جرم ماده آزاد شده توسط بار 1C ، یا به عبارت دیگر جرم ماده آزاد شده توسط جریان 1A درمدت 1S زمان است.

·         بررسی‌های فارادی نشان داد که هر ماده مقدار K معینی دارد که مشخصه آن ماده است. مثلا در الکترولیز نیترات نقره ، بار 1C مقدار نقره 1.1180mg را آزاد می‌کند. همین مقدار نقره توسط 1C در الکترولیز هر نمک نقره مثلا کلرور نقره ومانند آن آزاد می‌شود. جرم ماده آزاد شده در الکترولیز نمک هر فلز دیگری با این مقدار ، تفاوت خواهد داشت. کمیت K ، هم‌ارز الکتروشیمیایی ماده داده نامیده می‌شود.

تعریف هم‌ارز الکتروشمیایی :

هم‌ارز الکتروشیمیایی یک جسم ، عبارت است از جرم آزاد شده از این جسم در الکترولیز ، وقتی که یک کولن الکتریسته از محلول بگذرد.

قانون دوم فارادی :

با توجه به اینکه هم‌ارز الکتروشیمیایی مواد مختلف بسیار متفاوت است، چه خواصی از جسم هم‌ارز الکتروشیمیایی آنرا تعیین می‌کنند؟ پاسخ این سوال در قانون مهم دیگری که آن را نیز فارادی با آزمایش به‌اثبات رساند، نهفته است.


هم‌ارز الکتروشیمیایی اجسام مختلف با جرم مولی آنها متناسب است و با ظرفیت شیمیایی آنها نسبت عکس دارد. ظرفیت شیمیایی هر اتمی را با تعداد اتم‌های هیدروژن تعریف می‌کنند که می‌توانند با آن ، ترکیب یا جانشین آن شوند.

مثال عددی برای توضیح قانون دوم

جرم مولی نقره 0.1079Kg/mol و ظرفیت آن مساوی یک است. جرم مولی روی0.0651Kg/mol و ظرفیت آن دو است. بنابراین ، مطابق قانون دوم فارادی ، نسبت هم‌ارز الکتروشیمیائی نقره و روی برابر است با: 3.30=(0.0654/2)/(0.1079/1)

·         اگر هم‌ارز الکتروشیمیایی یک جسم را با [K[Kg/C ، جرم مولی آن را با [M[Kg/mol و ظرفیت آنرا با ( 1,2,3,...) n نمایش دهیم، می‌توان قانون دوم فارادی را به این شکل (K=(1/F)(M/n نوشت. در اینجا F ضریب تناسب و ثابب عمومی است، یعنی برای تمام اجسام مقدار یکسان دارد. کمیت F به ثابت فارادی معروف است. مقدار آن که با آزمایش معین شده برابر است با:

F=96484C/mol


·         برخی عناصر در ترکیبات مختلف ، ظرفیتهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند، مانندمس که یک فلز دو ظرفیتی است. بنابراین مس ، دو هم‌ارز الکتروشیمیایی دارد. نسبت جرم مولی هر جسم به (ظرفیت شیمیایی آن ، هم‌ارز شیمیایی آن جسم نامیده می‌شود. این نسبت ، مبین جرم جسمی است که برای جایگزین یک مول هیدروژن در ترکیبات لازم است.

·         برای اجسام تک‌ظرفیتی هم‌ارز الکتروشیمیایی اجسام با هم‌ارز شیمیایی آنها متناسب است. بنابراین دو قانون فارادی را در هم ادغام می‌کنیم که در آن ، جرم ماده آزاد شده بر اثر عبور مقدار الکتریسته q از الکترولیت است. این فرمول m=(1/F)(M/n) q مفهوم فیزیکی ساده ای دارد. ثابت فارادی F ، به عدد ، مساوی با باری (q) است که باید از هر الکترولیتی بگذرد تا مقدار جسم آزاد شده در الکترودها با هم‌ارز شیمیایی آن جسم (M/n) برابر باشد.

·         منبع:daneshnameh.roshd.ir



تاريخ : سه شنبه چهاردهم دی 1389 | 10:32 | نویسنده : عبدلی |

ساختارهاي لوئيس


شيميدان مشهور امريکايي گيلبرت لوئيس در سال 1916 ميلادي نظريه پيوند کوالانس خود را در قالب قاعده هشتايي ارائه نمود. براساس اين روش تمايل اتمها به داشتن آرايش الکتروني گازهاي نجيب موجب تشکيل پيوند بين اتمها مي‌گردد. بنابراين به غير از هيدروژني که با تشکيل يک پيوند ساده به آرايش الکتروني هليم دو الکتروني مي‌رسد لايه ظرفيت اتمهاي ديگر هشت الکتروني مي‌شود (در اين موارد فقط اوربيتالهاي و در تشکيل پيوند شرکت مي‌کنند و اوربيتالهاي نقشي در ايجاد پيوند ندارند). در تشکيل پيوند کوالانس بين دو اتم هر اتم يک الکترون به اشتراک مي‌گذارد ولي براي بررسي قاعده هشتايي دو الکترون پيوندي براي هر دو اتم محسوب مي‌شود. در نتيجه يک اتم به ازاي تشکيل هر پيوند کوالانسي يک الکترون به آرايش گاز نجيب بعد از خود نزديکتر مي‌شود. بنابراين جهت تبعيت از قاعده هشتايي لوئيس عنصري از گروههاي ، ، و ، به ترتيب به چهار، سه، دو و يک پيوند کوالانسي نياز دارد. يعني بايد چهار، سه، دو و يک الکترون براي تشکيل پيوند کوالانس به اشتراک بگذارند که اين همان ظرفيت اتم مي‌باشد. به همين دليل فرمول مولکولي ترکيبات هيدروژن با عناصر کربن، نيتروژن، اکسيژن و فلوئور به ترتيب مي‌باشد. از طرفي مي‌دانيم در يون هيدرونيوم اکسيژن ظرفيت سه و در کاتيون آمونيوم نيتروژن ظرفيت چهار دارد، در حالي‌که ظرفيت آنها در و به ترتيب 2 و 3 است. چرا يک اتم معين در ترکيبات مختلف مي‌تواند ظرفيتهاي متفاوتي داشته باشد؟

 

قواعد تعيين ساختار لوئيس


 

اولين و يکي از اساسي‌ترين اطلاعات مورد نياز در تعيين ساختار لوئيس مولکولها و يونهاي چند اتمي آگاهي از آرايش اتمها نسبت به يکديگر است. براي مثال در ترکيب گوگرد دي‌اکسيد کداميک از آرايشهاي يا صحيح است؟
img/daneshnameh_up/a/af/mch0141a.jpg
آرايش صحيح اتمها را مي‌توان با استفاده از روشهاي تجربي (مانند روش پراش اشعه ) تعيين نمود. علاوه بر روشهاي تجربي، درک مفاهيم شيميايي مانند ظرفيت، بار قراردادي و پايداري برخي از ساختارها نسبت به ساختارهاي ممکن ديگر در پذيرش يا رد ساختار معيني کمک مي‌کند. براي مثال در دو ساختاري که براي معرفي شد، ساختار بسيار ناپايدار است. بنابراين نمي‌توان آن را به عنوان يک مولکول در اختيار داشت. علت ناپايداري آن بار قراردادي +1 بر روي اکسيژن مياني است در حالي که بار قراردادي اتمي با الکترونگاتيوي کمتر (گوگرد) -1 مي‌باشد.
به طور کلي براي تعيين آرايش اتمها نسبت به هم در يک مولکول از قواعد زير استفاده مي‌شود:
1.معمولاً اتمهاي غيرفلز بزرگتر با الکترونگاتيوي کمتر و همچنين فلزات به عنوان اتم مرکزي عمل کرده و اتمهاي غيرفلز الکترونگاتيوتر و کوچکتر به صورت اتمهاي انتهايي آنها را احاطه مي‌کنند. براي مثال در اتم حجيم‌تر کلر با اتمهاي الکترونگاتيوتر و کوچکتر اکسيژن احاطه مي‌شوند.
2.غالباً اتمهاي اکسيژن، هيدروژن و هالوژن آرايش متقارني اطراف اتم مرکزي دارند.
3.اگر در ترکيبي بيش از يک اتم کربن وجود داشته باشد، اتمهاي کربن تمايل دارند با هم پيوند دهند.
4.اتمهاي اکسيژن تمايلي براي پيوند دادن با هم ندارند مگر در پروکسيدها و سوپراکسيدها.
5.در اغلب اکسي‌ اسيدها مانند و بسياري از ترکيبات ديگر که حاوي اکسيژن و هيدروژن هستند غالباً اين دو اتم به يکديگر متصل هستند.
6.ساختارهاي لوئيس ناپايدار بايد از ساختارهاي ممکن حذف شوند. معرفي و بحث در مورد قواعد مربوط به پايداري ساختارهاي لوئيس را به مبحث رزونانس موکول مي‌کنيم.
پس از آشنايي با چگونگي تعيين آرايش اتمها نسبت به همديگر اينک در موقعيتي قرار داريم که مي‌توانيم از طريق مراحل زير ساختار لوئيس گونه‌هاي شيميايي را بدست آوريم. ضمن معرفي مراحل مختلف آنها را بر روي يون نيترات به عنوان يک نمونه مثال، اعمال مي‌کنيم:
1.مجموع تعداد الکترونهاي لايه ظرفيت تمام اتمها را حساب کرده، اگر گونه شيميايي يون باشد براي کاتيون به تعداد بار مثبت از مجموع الکترونها کم و اگر آنيون باشد به تعداد بار منفي به آن اضافه مي‌کنيم. بنابراين براي يون نيترات خواهيم داشت:
2.با توجه به قواعدي که قبلاً ذکر شد آرايش فضايي اتمها نسبت به همديگر را تعيين مي‌کنيم. در يون نيترات اتم نيتروژن که الکترونگاتيوي کمتري از اکسيژن دارد اتم مرکزي است و اکسيژنها اتمهاي انتهايي هستند، پس آرايش اتمها در يون نيترات به صورت زير است:
img/daneshnameh_up/5/5d/mch0141b.jpg
از قاعده 2 استفاده کرده و اکسيژنها را به شکل متقارن اطراف اتم مرکزي قرار مي‌دهيم.
3.بين دو اتم مجاور دو الکترون پيوندي به صورت يک خط قرار داده سپس الکترونهاي باقيمانده را مشخص مي‌کنيم:
الکترونهاي باقيمانده:
img/daneshnameh_up/d/d7/mch0141c.jpg
4.الکترونهاي باقيمانده را به صورت زوجهاي غيرپيوندي بر روي اتمها تا رسيدن به آرايش گاز نجيب اضافه مي‌کنيم. اگر تعداد الکترونهاي باقيمانده براي تکميل آرايش هشتايي کليه اتمها کافي نيست، ابتدا الکترونها را بر روي اتمهاي الکترونگاتيوتر قرار داده و بقيه الکترونها به اتم يا اتمهايي با الکترونگاتيوي کمتر داده مي‌شود، يعني:
img/daneshnameh_up/9/90/mch0141d.jpg
5.پس از توزيع تمام الکترونها، اگر همه اتمها از قاعده هشتايي تبعيت نمايند کار به پايان رسيده است. (يادآوري مي‌شود قاعده هشتايي براي هيدروژن و مولكولهاي با نقص الكتروني صادق نيست. براي هيدروژن قرار گرفتن دو الكترون اطراف آن كفايت مي‌كند و در مولكولها با نقص الكتروني اطراف اتم مركزي با كمتر از هشت الكترون وجود دارد، مانند و كه به ترتيب چهار و شش الكترون دارند. اين نوع كمبود الكتروني موجب خواص ويژه‌اي در اين تركيبات مي‌شود.) در غير اين صورت مي‌توان با تبديل جفتهاي غيرپيوندي به جفتهاي پيوندي به طريق مناسب آرايش هشتايي تمام اتمها را كامل نمود. در مثال سه اكسيژن الكترون كامل دارند در حالي كه نيتروژن شش الكتروني است، بنابراين به طريق زير مي‌توان لايه ظرفيت آن را هشت الكتروني نمود:
img/daneshnameh_up/c/c5/mch0141e.jpg
همانگونه كه در ساختار لوئيس حاصل ملاحظه مي‌كنيد آرايش هشتايي تمام اتمها كامل است. مجموع بارهاي قراردادي اتمها برابر با بار يون است و بار قراردادي مثبت بر روي اتم نيتروژن و بار قراردادي منفي بر روي اتم الكترونگاتيوتر اكسيژن قرار گرفته است. اكسيژن با بار قراردادي صفر دو ظرفيتي است (اكسيژن با پيوند دوگانه) و اكسيژنهاي با بار قراردادي-1 يك ظرفيتي هستند (اكسيژنها با يك پيوند ساده) و نيتروژن با بار قراردادي+1 چهار ظرفيتي است.

 

مثال


 

ساختار لوئيس گونه‌هاي شيميايي زير را رسم كنيد.
الف.
ب.
حل
الف. بر طبق قواعد ذكر شده مراحل تعيين ساختار لوئيس به صورت زير است:
img/daneshnameh_up/e/e5/mch0141f.jpg
در اين مثال عاملي كه موجب قرار گرفتن بار قراردادي مثبت بر روي اتم الكترونگاتيوتر اكسيژن و بار قراردادي منفي بر روي كربن با الكترونگاتيوي كمتر شده است كامل شدن آرايش هشتايي كربن در اثر اين عمل مي‌باشد. بنابراين كامل شدن لايه ظرفيت اتمها مهمترين اصلي است كه در ساختار لوئيس بايد رعايت شود. البته در مواردي مانند و غيره آرايش هشتايي اتم يا اتمهايي كامل نمي‌شود و راهي براي تكميل آن نيز وجود ندارد. در اين موارد مولكولها از تمام قواعد ساختار لوئيس تبعيت نكرده و لذا بسيار ناپايدارند.
ب. شبيه به ، براي ساختار بدست مي‌آيد. همانگونه كه مشاهده مي‌كنيد ساختار لوئيس و دقيقاً يكسان است. اين دو مولكول را ايزوالكترون مي‌نامند.
سه مثال زير را با شرح مرحله به مرحله رسم ساختارهاي لوئيس پيش مي‌بريم.
مثالهاي زير، چگونگي ترسيم ساختارهاي لوئيس را نمايش مي‌دهند. مراحل مختلف روش ترسيم در مثال اول شرح داده شده‌اند

 

مثال1



 

ساختار لوئيس يون كلرات،، را ترسيم كنيد. اتم در اين يون، اتم مركزي است و سه اتم به آن پيوند شده‌اند.
حل
1.جمع تمام الكترونهاي والانس اتمهاي شركت‌كننده در ساختار را پيدا كنيد. تعداد الكترونهاي والانس هر اتم عنصر نماينده با شماره گروه آن برابر است. براي هر بار منفي به شماره الكترونها يكي اضافه كنيد و به ازاي هر بار مثبت يون مورد نظر، از شماره الكترونها يكي كم كنيد. تعداد كل الكترونهاي والانس در عبارت است از:
7 الكترون (از اتم كلر)
18 الكترون (از سه اتم اكسيژن)
1 الكترون (از بار منفي يون)
---------------------
26 الكترون
2.تعداد الكترونهايي را كه براي دادن دو الكترون به هر اتم هيدروژن و هشت الكترون به هر يك از اتمهاي ديگر لازم است تعيين كنيد.يون، اتم هيدروژن ندارد.
(تعداد ساير اتمها) 8 + (تعداد اتمهاي هيدروژن)2 = تعداد الكترونهاي لازم براي همه اتمها
3.تعداد الكترونهاي بدست آمده در مرحله دوم منهاي تعداد الكترونهاي محاسبه شده در مرحله اول برابر تعداد الكترونهاي مشترك در ساختار نهايي است.
(تعداد كل الكترونهاي والانس) - (تعداد كل الكترونهاي لازم براي هشتايي شدن اتمها) = تعداد الكترونهاي پيوندي
تعداد الكترونهاي پيوندي
4.تعداد جفت الكترونهاي مورد استفاده در تشكيل پيوندها، نصف تعداد الكترونهاي پيوندي (از مرحله سوم) است.
(تعداد الكترونهاي پيوندي)=تعداد جفت الكترونهاي پيوندي
4.نماد عناصر تشكيل‌دهنده يون را به نحوي بنويسيد كه اتم كلر در مركز و اتمهاي اكسيژندار در اطراف آن قرار گيرد. وجود پيوند ساده كوالانسي بين اتمها را با خطهاي كوتاه، بين نمادهاي اتمي نشان دهيد. به اين ترتيب، بين هر دو اتم، يك جفت الكترون مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اگر هنوز از جفت الكترونهاي پيوندي محاسبه شده در مرحله چهارم باقيمانده است، آنها را براي تشكيل پيوند دوگانه يا سه‌گانه بين اتمها مورد استفاده قرار دهيد (توجه كنيد كه ، تنها پيوند ساده تشكيل مي‌دهد).
img/daneshnameh_up/b/b5/mch0141g.jpg
5.تعداد الكترونهاي غيراشتراكي از تفاضل تعداد كل الكترونها (مرحله 1) و تعداد الكترونهاي پيوندي (مرحله 3) بدست مي‌آيد. با نشان دادن الكترون به صورت نقطه، الكترونهاي غيراشتراكي را تا تكميل ساختار هشتايي (براي هيدروژن دوتايي) به دور اتمها بچينيد.
(تعداد الكترونهاي پيوندي)- (تعداد كل الكترونها)= تعداد الكترونهاي غيراشتراكي
img/daneshnameh_up/1/18/mch0141h.jpg
6.اگر اتمها بار قراردادي دارند آن را تعيين كرده، نشان دهيد. بار قراردادي اتم كلر عبارت است از:
(الكترونهاي غيرمشترك) – (الكترونهاي مشترك) (تعداد الكترونهاي والانس كلر) = بار قراردادي
بار قراردادي
بار قراردادي هر اتم اكسيژن عبارت است از:
بار قراردادي اكسيژن
پس، ساختار يون به صورت زير است:
img/daneshnameh_up/1/19/mch0141i.jpg
دقت كنيد جمع جبري بارهاي قراردادي كه -1 است، برابر بار يون است.

 

مثال2


 

ساختار لوئيس مولكول را ترسيم كنيد. مولكول زاويه‌اي است و دو اتم به اتم مركزي متصل است.
حل
1.تعداد كل الكترونهاي والانس در مولكول عبارت است از:
6 الكترون (از اتم )
12 الكترون (از دو اتم )
------------------------
18 الكترون
2.
(تعداد ساير اتمها)8 + (تعداد اتمهاي ) 2 = تعداد الكترون لازم براي پوشاندن همه اتمها
تعداد الكترون لازم براي پوشاندن همه اتمها
3.
(تعداد كل الكترونها) - (تعداد الكترونهاي لازم براي اتمها)=تعداد الكترونهاي پيوندي
4.
(تعداد الكترونهاي پيوندي) = تعداد جفت الكترونهاي پيوندي
5.
img/daneshnameh_up/e/ea/mch0141j.jpg
6.
(تعداد الكترونهاي پيوندي) - (تعداد كل الكترونها)= تعداد الكترونهاي غيرمشترك
img/daneshnameh_up/7/71/mch0141k.jpg
7.
(تعداد الكترونهاي غيرمشترك) - (تعداد الكترونهاي مشترك) (تعداد الكترونهاي والانس)=+ بار قراردادي
براي اتم بار قراردادي
براي اكسيژن طرف چپ بار قراردادي
براي اكسيژن طرف راستبار قراردادي
ساختار لوئيس به صورت زير است:
img/daneshnameh_up/3/3f/mch0141l.jpg
دقت كنيد ساختار يكساني مي‌توان ترسيم كرد كه در آن پيوند دوگانه بين اتم گوگرد و اكسيژن طرف راست باشد.

 

مثال3



 

ساختار لوئيس نيتريك اسيد،، را ترسيم كنيد. اتم ، اتم مركزي است كه سه اتم اكسيژن به آن پيوند شده‌اند. اتم به يكي از اتمهاي اكسيژن پيوند شده است.
حل
1.تعداد كل الكترونهاي والانس مولكول عبارت است از:
1 الكترون ( از اتم )
5 الكترون (از اتم )
18 الكترون (از سه اتم )
--------------------------
24 الكترون
2.
(تعداد ساير اتمها)+8 (تعداد اتمهاي ) = 2تعداد الكترونهاي لازم براي همه اتمها
3.
(تعداد كل الكترونها) - (تعداد الكترونهاي لازم براي همه اتمها)=تعداد الكترونهاي پيوندي
4.
(تعداد الكترونهاي پيوندي)= تعداد جفت الكترونهاي پيوندي
5.مولكول پنج پيوند دارد. اگر بين هر جفت اتم يك پيوند برقرار كنيم، تنها چهار جفت از اين پنج جفت مورد استفاده قرار مي‌گيرد و يك جفت باقي مي‌ماند كه از آن براي برقراري يك پيوند دوگانه استفاده مي‌شود. به اين ترتيب سه امكان وجود دارد كه با حروف (الف)، (ب) و (ج) نشان داده مي‌شوند.
img/daneshnameh_up/4/4e/mch0141m.jpg


تاريخ : چهارشنبه یکم دی 1389 | 14:14 | نویسنده : عبدلی |

بارموثر هسته از جمله مفاهیمی است که در توجیه بسیار از تغییرات جدول از جمله انرژی یونش  شعاع اتمی الکترونگاتیوی و... بسیار اهمیت دارد ولی متاسفانه در  کتاب شیمی 2 دبیرستان بسیار کوتاه به  آن اشاره شده است تا آنجاکه مختصر بودن بیش از حد آن موجب شده درک آن برای دانش آموزان تا حدی مشکل  آفرین باشد

بخصوص اینکه چون اثر پوششی الکترونهای درونی از بالا به پاین افزایش می یابد غالبا این کج فهمی برای دانش آموزان ایجاد می گردد که بار موثر هسته از بالا به پایین کم می شود در حالی که می دانیم همراه با افزایش عدد اتمی در یک گروه از بالا به پایین با رموثر هسته هم بیشتر می شود به عبارت بهتر به علت افزایش اثر پوشش از بالا به پایین تدریجا اختلاف بار موثر هسته با عدد اتمی بیشتر می گردد.

برای محاسبه بارموثر هسته دوروش که نتایج آن کم و بیش تقریبی است ارائه شده :

1 – روش اسلیتر

2 – روش کلمانتی و ریموند

روش اسلیتر :

این روش که در سال 1930 ارائه شد روشی تجربی است که نتایج حاصل از آن فقط برای اتم هلیم دقیق بود. وبرای عناصر دوره دوم نسبتا دقیق بود و برای عناصر دوره سوم به بعد تقریبی بود.از این رو فقط در بحث های کیفی و یا مقایسه خواص و توجیه روند تغییرات خواص عناصر قابل استفاده است.

از دلایل تقریبی بودن روش اسلیتر می توان گفت : در این روش فقط ترازهای اصلی انرژی اتم مورد توجه قرار گرفته است و برای ترازهای فرعی مربوط به یک لایه ی اصلی انرژی تفاوتی قائل نشده است.

روش کلمانتی و ریموند :

این روش که در سال 1963 ارائه شد  برای عناصر سبک از هلیم تا کریپتون(36 عنصراولیه جدول) نسبتا دقیق است.در این روش علاوه بر تعداد کل الکترون ها و عدد کوانتومی اصلی , عدد کوانتومی فرعی نیز در نظر گرفته می شود یعنی برعکس روش اسلیتر.از این رو نسبت به روش اسلیتر دقیق تر است.

جدول ضمیمه  میزانی از جاذبه هسته را که پس ازاعمال اثرپوششی توسط الکترونهای لایه مختلف احساس می شود برای ۳۶ اتم اول نشان می دهد .

حال اگر شما بر روی نموداری که رسم می کنید ویا با مقایسه عددها خواهید توانست روند تغییرات بار موثر هسته را بررسی کنیدو نتایج گفته شده را تایید نمایید.

 

 

 

elements

1S

 

2S

 

2P

 

3S

 

3P

 

4S

 

3d

 

4P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

He

1.688

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Li

2.691

 

1.279

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be

3.685

 

1.912

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

4.68

 

2.576

 

2.421

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

5.673

 

3.217

 

3.136

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

6.665

 

3.847

 

3.834

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

7.658

 

4.492

 

4.453

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

8.65

 

5.128

 

5.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ne

9.642

 

5.758

 

5.758

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na

10.626

 

6.571

 

6.802

 

2.507

 

 

 

 

 

 

 

 

Mg

11.619

 

7.392

 

7.826

 

3.308

 

 

 

 

 

 

 

 

Al

12.591

 

8.214

 

8.963

 

4.117

 

4.066

 

 

 

 

 

 

Si

13.575

 

9.02

 

9.954

 

4.903

 

4.285

 

 

 

 

 

 

P

14.558

 

9.825

 

10.961

 

5.642

 

4.886

 

 

 

 

 

 

S

15.541

 

10.629

 

11.977

 

6.367

 

5.482

 

 

 

 

 

 

Cl

16.524

 

11.43

 

12.993

 

7.068

 

6.116

 

 

 

 

 

 

Ar

17.508

 

12.23

 

14.008

 

7.757

 

6.764

 

 

 

 

 

 

K

18.49

 

13.006

 

15.027

 

8.68

 

7.726

 

3.495

 

 

 

 

Ca

19.473

 

13.776

 

16.041

 

9.602

 

8.658

 

4.398

 

 

 

 

Sc

20.457

 

14.574

 

17.055

 

10.34

 

9.406

 

4.632

 

7.12

 

 

Ti

21.441

 

15.377

 

18.065

 

11.033

 

10.104

 

4.817

 

8.141

 

 

V

22.426

 

16.181

 

19.073

 

11.709

 

10.785

 

4.981

 

8.983

 

 

Cr

23.414

 

16.984

 

20.075

 

12.368

 

11.466

 

5.133

 

9.757

 

 

Mn

24.396

 

17.794

 

21.084

 

13.018

 

12.109

 

5.283

 

10.528

 

 

Fe

25.381

 

18.599

 

22.089

 

13.676

 

12.778

 

5.434

 

11.18

 

 

Co

26.357

 

19.705

 

23.092

 

14.322

 

13.435

 

5.576

 

11.855

 

 

Ni

27.353

 

20.213

 

24.095

 

14.961

 

14.085

 

5.711

 

12.53

 

 

Cu

28.339

 

21.02

 

25.097

 

15.594

 

14.731

 

5.858

 

13.201

 

 

Zn

29.325

 

21.828

 

26.098

 

16.219

 

15.369

 

5.895

 

13.878

 

 

Ga

30.309

 

22.599

 

27.091

 

16.996

 

16.204

 

7.067

 

15.093

 

6.222

Ge

31.294

 

23.365

 

28.082

 

17.76

 

17.014

 

8.044

 

16.251

 

6.78

As

32.278

 

24.127

 

29.074

 

18.596

 

17.85

 

8.944

 

17.378

 

7.449

Se

33.262

 

24.888

 

30.065

 

19.403

 

18.705

 

9.758

 

18.477

 

8.287

Br

34.247

 

25.643

 

31.056

 

20.218

 

19.571

 

10.553

 

19.559

 

9.028

Kr

35.232

 

26.398

 

32.047

 

21.033

 

20.434

 

11.316

 

20.626

 

9.769

                                                                  



تاريخ : چهارشنبه یکم دی 1389 | 13:39 | نویسنده : عبدلی |

مقایسه دمای جوش گازهای اکسیژن O2 و فلوئور F2

 

 

 

 

در بخش چهارم کتاب شیمی دو سوالی مطرح شده است به این صورت که از بین گازهای F2, O2 کدامیک آسانتر به مایع تبدیل می شود ؟

در مورد ترکیبهای کوالانسی مولکولی ناقطبی نقطه جوش به سه عامل بستگی دارد که عبارتند از

1-     جرم مولکولی : با افزایش جرم مولکولی نقطه جوش افزایش می یابد.

2-     حجم مولکولی : با بزرگتر شدن اندازه مولکولها نقطه جوش افزایش می یابد.

3-   سطح تماس مولکولی : هر چه مولکولها سطح تماس بیشتری با هم داشته باشند نیروهای جاذبه بین آنها قویتر بوده و نقاط ذوب و جوش بالاتری دارند.

مولکولهای O2 , F2 هر دو مولکول دو اتمی هستند پس شکل آنها خطی بوده و عامل سطح تماس در این مورد اثری ندارد. بین این دو مولکول جرم F2 بیشتر از O2 می باشد، اما حجم مولکول اکسیژن نسبت به فلوئور بیشتر است. در این مورد عامل حجم تاثیر بیشتری دارد. یعنی نقطه جوش O2 نسبت به F2 بیشتر است.

 

مقایسه دمای جوش گازهای N2 , O2 و NO  

در کتاب شیمی معدنی دکتر ملاردی و دکتر آقا بزرگ جلد دوم مطالبی به این صورت بیان شده است. در مورد مولکول نیتروژن N2 ، وجود پیوند سه گانه، کوچکی حجم مولکول و جاذبه زیاد بین هسته و الکترونها، مقدار نیروهای لاندون ناچیز، و در نتیجه نقطه جوش آن بسیار پایین است. جدول زیر ارتباط بین قطبیت، تعداد الکترونها و جرم مولکولی را با نقطه جوش نشان می دهد.

 

 

ممان دو قطبی

تعداد الکترون

جرم مولکولی

نقطه جوش در شرایط استاندارد

N2

0

14

28

196-

O2

0

16

32

183-

NO

07/0

15

30

151-

 

مشاهده می کنید با اینکه NO جرم کمتری دارد اما به دلیل ممان دوقطبی ضعیف خود نقطه جوش بالاتری دارد. در مورد N2 , O2 نیز تاثیر جرم و اندازه کوچک مولکول N2 موجب شده تا نقطه جوش پایینتری داشته باشد.

 

مقایسه دمای ذوب و جوش F2 , O2 , N2    

‌در کتاب شیمی معدنی هیویی رابطه بین نقطه ذوب و ساختار بلوری این سه ترکیب به صورت زیر آورده شده است.

 

 

شعاع اتمی

ساختار بلوری

دمای ذوب

دمای جوش

F2

Pm 72

مکعب ساده

233-

188-

O2

Pm 74

مکعب ساده

4/218-

9/182-

N2

Pm 74

هگزاگونال

210-

8/195-

 

دمای ذوب : N2   >    O2   >    F2       

 نیتروژن به دلیل ساختار بلوری هگزاگونال که نسبت به مکعب ساده فشرده تر است، شبکه بلور متراکم تری داشته و نقطه ذوب آن بالاتر است. بین اکسیژن و فلوئور، حجم مولکولی بیشتر نیتروژن نقطه ذوب آن را بالاتر برده است.

دمای جوش :  O2   >     F2   >    N2   

نیتروژن به دلایلی که در بالا آورده شد، کمترین نقطه جوش را دارد. بین  اکسیژن و فلوئور،  حجم مولکولی بیشتر موجب بیشتر بودن نقطه جوش اکسیژن می باشد

بلورهای فلزی

شبکه بلوری این جامدات از اتمهای فلزی ( یونهای مثبت و الکترونهای متحرک آنها ) تشکیل شده است. پیوند فلزی پیوند قوی است و به این علت است که یونهای مثبت بصورت تنگاتنگ در شبکه بلوری کنار هم و در میان الکترونهای متحرک قرار گرفته‌اند. این جامدات ، چگالی بالا و نقطه ذوب بالایی دارند و رسانای گرمایی و الکتریکی خوبی هستند.


جدول انواع جامدات بلوری

نوع جامد بلوری

ذرات تشکیل دهنده

نیروی جاذبه

خواص

نمونه

یونی

کاتیونها و آنیونها

جاذبه الکترواستاتیکی

نقطه ذوب بالا ، سخت ، شکننده ، رسانای الکتریکی خوب در حالت مذاب

Nacl , MgO ,

جامدات مولکولی

مولکولهای قطبی
مولکولهای غیر قطبی

لاندن و دو قطبی- دو قطبی
لاندن

نقطه ذوب پایین ، نرم ، نارسانا یا رسانای بسیار ضعیف الکتریسیته در حالت مایع


نفتالین ، ،

بلورهای شبکه‌ای یا درشت ملکولی

اتمها

پیوندهای کووالانسی

نقطه ذوب بسیار بالا ، خیلی سخت ، نارسانا

الماس ، کاربید سیلسیم ،

فلزی

یونهای مثبت و الکترونهای متحرک

پیوند فلزی

نقطه ذوب نسبتا بالا ، نرم یا سخت ، چکش خوار ، قابلیت تورق ، رسانای خوب گرما و الکتریسیته

Na ، CU ، Ag ، fe



تاريخ : چهارشنبه یکم دی 1389 | 13:31 | نویسنده : عبدلی |
تا اکنون چهار شکل گوناگون از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف)، گرافیت، الماس و فولرن .

فولرنالماسگرافيتآمورف

کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ (دوده) را تشکیل می‌‌دهد. در فشار و دمای اتاق کربن به شکل گرافیت پایدارتر است که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه‌های شش وجهی- درست مثل هیدروکربنهای معطر - به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت، آلفا (شش ضلعی) و بتا (منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی همانند دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می‌‌باشد. گرافیتهای طبیعی شامل بیش از 30% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می‌‌باشند. نوع آلفا از طریق فرآوری مکانیکی می‌تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می‌گردد.

گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه‌های آن که اغلب به‌وسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند، تنها به‌وسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده‌اند به گونه‌ای که به راحتی یکدیگر را کنار می‌‌زنند

در دما و فشارهای خیلی بالا کربن به صورت الماس پایدار است که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلسیم و ژرمانیم دارد و (به سبب نیروی پیوندهای کربن – کربن) با نیترید بور هم‌الکترون(BN) در کنارهم بوده و سخت ترین جسم از نظر مقاومت در برابر سایش به شمار می‌رود. تبدیل الماس به گرافیت در حرارت اتاق به قدری کند است که محسوس نیست. در برخی شرایط کربن به شکل لونسدالیت (lonsdalite) متبلور می‌شود که مشابه الماس ولی شش ضلعی است. فولرین ساختاری مثل گرافیت دارد اما بجای بخش‌های تماما" شش ضلعی، حاوی پنج ضلعیها (یا احتمالا" هفت ضلعیهای) اتمهای کربن نیز می‌‌باشند که ورقه را به شکل کره، بیضی یا استوانه بوجود می‌‌آورند. ویژگیهایی از فولرین با نام فولرین باکمینستر (buckminsterfullerene) هم نامیده می‌شوند هنوز بخوبی بررسی نشده اند. اینگونه ساختار را به گونه کوتاه شده، گلوله‌های باکی (buckyballs) هم نامیده اند. کل نامگان فولرین برگرفته از نام باکمینستر فولر (Buckminster Fuller)، توسعه دهنده گنبد میله‌ای می‌‌باشد که از ساختار گلوله‌های باکی تقلید کرد.


منبع http://chem1234.blogfa.com/cat-2.aspx



تاريخ : جمعه بیست و ششم آذر 1389 | 15:31 | نویسنده : عبدلی |
لانتانیدها عنصرهای 58 تا 71جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و جزو عناصر واسطه داخلی می‌باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر 57 جدول یعنی لانتان (La) گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می‌باشد همچنین به این گروه از عناصر ، عناصر خاکهای کمیاب "Rare-earth elements"نیز اطلاق می‌شود. در واقع اطلاق نام خاکهای نادر یا کمیاب ، از آنجائیکه این عناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند (اکسیدهای) آلومینا، زیرکونیا و ایتریا تعلق دارند، غلط مصطلح است. زمانیکه نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجائیکه این اکسیدها تا اندازه‌ای به اکسیدهای کلسیم ، منیزیم و آلومینیوم که بعدها به آنها عنوان اکسیدهای خاکی اطلاق گردید، شباهت دارند، لذا این عناصر به نام خاکهای کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرب بوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوان‌تر است و حتی باید اذعان نمود که کمیاب ترین خاکهای کمیاب ، به استثنای پرومتیم ، بسیار از عناصر گروه پلاتین فراوان‌ترند.

منابع طبیعی

اگرچه لانتانیدها بصورت بسیار گسترده در طبیعت پخش می‌باشند، لکن بطور کلی در غلظتهای کم یافت می‌شوند. همچنین در برخی از مواد کانی بصورت مخلوط و در غلظتهای زیاد ملاحظه شده اند. جدول زیر نمایانگر برخی از کانیهای معروف لانتانیدها می‌باشد.


ماده کانی
شکل بلور
ترکیب فرمولی
مونازیت (monazite)
تک شیب
CePO4 با Th3(PO4)4
زنوتیم (xenotime)
چهارگوش
YPO4
گادولینیت (gadolinite)
تک شیب
2BeO.FeO.Y2O3.2SiO2
بستناسیت (bastnasite)
شش‌گوش
CeFCO3
سامارسکیت (samarskite)
مکعب مستطیل
Ca٫Fe٫UO2)3O.Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5)
فرگوزونیت (fergusonite)
چهارگوش
Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5< div>
اوکسنیت (euxenite)
مکعب مستطیل
Y2(NbO3)3.Y2(TiO3)3.1½H2O
ایتروفلوئوریت (yttrofluorite)
مکعب
2YF3.3CaF3


مهمترین کانی های خاکهای کمیاب عبارتند از:مونازیت ، زنوتیم ، بستناسیت. معمولا این مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ می‌شوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می‌باشند، بوسیله اسید مورد شستشو قرار می‌گیرند. برخی از کانیها مانند کولومبوتانتالاتها با کربن حرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده می‌شوند.

تجزیه و جداسازی

لانتانیدهای مخلوط شده را می‌توان از محلولهای اسیدی با استفاده از رسوب اگزالات جدا کرد. اشتعال اگزالات باعث تولید اکسیدهای لانتانیدهای مخلوط خواهد گردید. سپس این اکسیدها غالبا با استفاده از روشهای تبادل یونی و استفاده از خیساندن در اسید تغلیظ می‌شوند. در این حال لانتانیدها در محلول بصورت یونهای سه ظرفیتی هیدراته که دارای خواص بسیار مشابه می‌باشند، درمی‌آیند. بنابراین آنها تمایل به تشکیل رسوبهای بلوری مخلوط یا محلولهای جامد نشان می‌دهند. استفاده از یک ماده شیمیایی واحد به منظور افزایش غلظت یکی از عناصر خاکهای کمیاب لزوم تکرار عملیات را ایجاب می‌نماید. یکی از روشهایی که در گذشته و حال مورد استفاده بوده و هست، استفاده از فرایندهای جزء به جزء مانند تبلور جزء به جزء و یا تجزیه جزء به جزء به منظور خالص کردن عناصر می باشد. در این شرایط ، مقدار کار بسیار زیاد به منظور جداکردن مقدار بسیار کمی از عناصر ، باعث بالارفتن هزینه های خلوص خاکهای کمیاب و برشمردن آنها بدین صنعت خواهد بود. اکنون نیز از روشهای جزء به جزء هنوز در زمینه جداسازی این خاکها در حالت خام و بویژه عناصر لانتان و سریم استفاده می‌شود، زیرا سریم را می توان از لانتان با استفاده از حالت چهار ظرفیتی سریم جدا کرد. در حال حاضر سایر اعضای خانواده خاکهای کمیاب را با استفاده از فرآیندهایی تبادل یونی خالص می نمایند مضافا چنانچه درجه خلوص بالا مدنظر نباشد، می توان از روش استخراج مایع- مایع بدین منظور استفاده کرد.

خواص لانتانیدها

لانتانیدها فلزهایی براق هستند و واکنش پذیری شیمیایی قابل توجهی دارند. خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان با عدد اتمی 57 می باشد. کلیه این عناصر قادر به تشکیل املاح سه ظرفیتی می باشند و زمانیکه این املاح در آب حل می شوند، خواص شیمیایی بسیار مشابه از خود نشان می دهند. لانتانیدها ، نظر به وضعیت جدو!ل تناوبی، بدین صورت هستند که همچنانکه عدد اتمی آنها افزوده می شود، بار افزوده شده روی هسته آنها بوسیله پر شدن لایه های ناقص داخلی آنها با الکترونها ، موازنه می‌شود. ولی به هر حال باید توجه داشت که این لایه ها نقشی در نیروهای والانس ما بین اتمها ایفا نمی نمایند. لانتانیدها به علت برخوردار بودن از خواص اختصاصی دارای پتانسیل باارزشی در زمینه استفاده بعنوان عوامل آلیاژی میباشند. این عناصر با استفاده از احیاء گرمایی بوسیله اثر کلسیم ، لیتیم و یا سایر فلزات قلیایی برهالید بی آب آنها و سپس ذوب مجدد در خلا به منظور تبخیر نشانه های باقیمانده از مواد احیا کننده، احیا می شوند. همچنین می‌توان آنها را بصورت الکترولیتی از حمامهای ملح ذوب شده مانند آنچه در زمینه سریم و میش متال (مخلوط فلزات خاکهای کمیاب ، اساسا سریع با مقدار بسیار کمی از آهن) صورت می پذیرد، احیا کرد. باید توجه داشت که مواد جامد بدون آب همچنین نشان دهنده تغییر زیادتری در خواص ما بین عناصر نسبت به املاح هیدراته هستند. خاکهای کمیاب با بعضی از ترکیبات آلی ، املاح آلی تشکیل می‌دهد. این کیلیت ها که در اطراف این یونها ، آب جایگزین می نمایند، باعث زیاد شدن تغییر در خواص ما بین هر یک از خاکهای کمیاب می‌شوند. سودمندی این تکنیک در روشهای جدید تبادل یونی ، در زمینه جداسازی این عناصر کاملا قابل ملاحظه است.

موارد کاربرد

  • فلزات خاکهای کمیاب تمایل بسیار شدید برای ترکیب با ناخالصیهای غیر فلزی مانند اکسیژن ، نیتروژن ، کربن و هیدروژن دارند. لذا با توجه به خاصیت فوق ، مقدار قابل ملاحظه ای از مخلوط فلزات خاکهای کمیاب بعنوان مواد تصفیه کننده (getler) در صنایع متالوژی مورد استفاده واقع می شود.
  • عناصر خاکهای کمیاب ، هنگامیکه تحت تاثیر حرارت واقع می گردند نمایانگر طیف بسیار پیچیده ای بوده و نور شدید سفید زدگی از آنها ساطع می شود، بنابراین از آنها در صنایع تصاویر متحرک و لامپ های تصویر تلویزیون های رنگی استفاده می گردد.
  • مصارف صنعتی فراوانی نیز برای هر یک از این عناصر متصور می باشد از جمله از برخی از آنها در سوزاندن سموم ناشی از راکتورهای هسته ای استفاده می شود.


 



تاريخ : شنبه ششم آذر 1389 | 4:12 | نویسنده : عبدلی |

الماس همان كربن معمولي است كه در فشردن ترين حالت ممكن قرار مي گيرد . كربن ،

يكي از معمولي ترين عناصر جهان است و در تمام كيهان مي توان ردي از آن پيدا كرد .

كربن همچنين يكي از 4 عنصر اصلي براي پيدايش و ادامه حيات است . 18 در صد بدن ،

 از كربن تشكيل شده است، هوايي هم كه از آن تنفس مي كنيم ، حاوي دي اكسيد كربن است

و بيشتر مواد غذايي ، تركيبات كربن دارند . در حالت خالص ، كربن معمولا در سه شكل

يافت مي شود : الماس -گرافيك -فولريت -الماس يك بلور شفاف و بسيار و بسيار سخت است

. گرافيك ماده ي معدني كه از كربن خالص تهيه مي شود و بسيار نرم و سياه رنگ است .

ساختار مولكولي ان به فشرد گي الماس نيست . و به همين دليل از الماس ضعيف تر است .

فولريت جديد ترين شكل مولكول كربن است كه 13 سالاز شناخته شدنش نمي گذرد. اين

ماده معدني دقيقا از 60 اتم كربن تشكيل شده است كه يك كره كامل را شكل مي دهد.

الماس فرم بلوری کربن باچگالی ( g/cm3 3/520) ٬ یک از سخت ترین ودیر گدازترین

مواد شناخته شده است   تمامی پیوندهای  ( C-C )  کوالانسی  و طول آن ها برابر54/1

    0A   بوده وبرابر پیوند های مشاهده شده درهیدروکربن های سیر شده است. در الماس

هر اتم کربن با اوربیتال های هیبریدی  sp3 به چهار اتم کربن دیگر باآرایش چهاروجهی

 پیوند یافته است.این آرایش یک شبکه مکعبی مراکز وجوه پرراتشکیل می دهد.چون هراتم

کربن باتمام اتم های اطراف خود پیوند دارد بلور الماس ٬ به عنوان مولکول واحد تلقی می

شود. علاوه براین تمام الکترون های والانس هر اتم کربن دراوربیتال های پیوندی جفت شده

اند وتراز والانس هراتم کربن بیش از هشت الکترون نمی تواند داشته باشد. به همین دلیل

الماس فوق العاده سخت دیر ذوب پایدار بوده و رسانای الکتریسته نمی باشد واین بازتابی از

ساختمان سه بعدی آن است.الماس ماده ای بیرنگ شفاف وشکننده است.رسانا یی گرمایی

الماس از هر ماده دیگری بیشتراست .ودرحدود 5 برابر رسانایی گرمایی مس است. ضریب

شکست الماس بالاست واگر به طرز خاصی تراش داده شود بازتاب نور را به رنگ های

مختلف نشان می دهد.

 

  نگين تاج ملكه انگليس و مغز مداد كودك هندي

 هر دو از يك جنسند ، كربن .

 ولي يكي بيش از يك ميليارد سال در حال آماده شدن بود

 و ديگري هيچ !

 

الماس ها در حدود 160 كيلو متري زير پوسته زمين ،درون سنگهاي مذاب جبه تشكيل مي

شود در اين بخش از زمين ،فشار و حرارت به قدري است كه فرآيند تبد يل كردن به الماس

مي تواند صورت پذيرد . حداقل شرايط اين فرآيند ،دماي 400 درجه سانتي گراد و فشار 30

هزار اتمسفر (هر اتمسفر ،فشار هوا در سطح درياست ) است . اندكي پايين تر از اين شرايط

،گرافيك توليد مي شود . شرايط توليد الماس در عمق 150 كيلو متري زمين ،مهياست ،جايي

كه فشار به 50 هزار اتمسفر و دما به 1200 درجه سانتي گراد ميرسد . فوران هاي قوي

گدازه اي ،اين الماس ها را به سطح زمين آورده و انها مجرا هاي كيمبر ليت را تشكيل داده

اند ( كيمبرليت نام مكاني در آفريقاي جنوبي است كه اين مجراها براي نخستين بار در آن

كشف شد . ) بسياري از اين فورانهادر فاصله يك ميليارد تا 20 ميليون سال پيش صورت

گرفت . اين جريان هاي گدازه اي كه به مراتب از فوران هاي آتش فشاني امروزي شديد تر

بودند و از اعماق بيشتري سر چشمه گرفتند ، درون اين مجرا هاي كيمبر ليت سرد شدند و

رگه هاي مخروطي شكل صخره اي كيمبرليت را تشكيل داده اند كه الماس ها را نيز در بر

داشت .

كيمبرليت صخره آبي رنگي است كه معدنچين ، الماس آن را جستجو مي كنند سطح اين

 مجراهاي كيمبرليت از 2تا146 هكتار متغير است .

در بستر رودخانه ها نيز مي توان الماس پيدا كرد اين مناطق را نواحي الماس آبرفتي مي

نامند . در واقع منشا اين الماس ها نيز همان مجراي كيمبرليت بوده است ، ولي مجموعه اي

از فعاليت هاي جغرافيايي موجب شد آنها از مكان خود حركت كنند و به سطح زمين برسند .

 امروزه در كشورهاي استراليا ، برونئي ،برزيل ، روسيه و برخي كشور هاي آفريقايي مانند

آفريقاي جنوبي و كنگو معادن الماس مشغول به كار است .

الماسي كه از معدن به دست مي آيد ، سطحي ناهموار و خشن دارد و براي تبديل شدن به يك

يا چند قطعه جواهر با ارزش بايد بريده شده و صيقل داده شود .

 

تاریخچه ی الماس

 

قدیمی ترین معادن الماس در هند کشف شده اند و قدمت آنها به چهار هزار سال پیش از میلاد

 

مسیح می رسد. این معدنها از نوع رود خانه ای بودند و الماسهایی با کیفیت مرغوب داشتند

 

از آن زمان الماس را قدرت جاودانگی می دانستندو ارزش خاصی برای آن قائل بودند به

 

خاطر همین سرگذشت بسیاری از الماسهای قدیمی و منحصر به فرد کشف شده پر از جنگ

 

و خیانت و خونریزی است تعدادی از الماسهای دنیا از معادن هند کشف شده است.بعد از هند

 

جویندگان طلا در برزیل هنگام شستن سنگ ریزه های رود خانه الماس را کشف کردند.و

 

 سپس ذخایر بسیار غنی الماس در آفریقای جنوبی کشف شد.

 

 

الماسهاي مشهور دنيا

كالينان : بزرگترين الماسي كه تاكنون يافت شده است . اين الماس 3106 قيراطي در سال

1905 در ترانسوال آفريقاي جنوبي يافت شد . سال  1907 اين الماس به پادشاه انگلستان ،

ادوارد هفتم اهدا شد و بعدها به 9 سنگ بزرگ و تعدادي سنگ كوچك تقسيم شد. مهمترين

 آنها ، الماس 530/2 قيراطي ستاره آفريقا است كه در عصاي شاهي كار گذاشته شده و در

 برج لندن به نمايش گذاشته شده است.

سلطان بزرگ : به نظر مي رسد سومين الماس بزرگ غير بريده شده اي است كه تاكنون

يافت شده است . اين الماس در سال 1650 كشف و وزن سنگش 787/50 قيراط بود ،

سازنده تاج محل ناميده شد . متاسفانه اين الماس به شكل عجيبي مفقود شده است واز امكان

امروزي آن اطلاعي در دست نيست .

اميد آبي : مشهور ترين الماس آمريكا است . اين جواهر 45/52 قيراطي ، تاريخچه اي

 400 ساله دارد . در آن زمان قطعه سنگ 112/1875 قيراطي بود و در سال 1668، به

وسيله شاه لوئيس چهاردهم در فرانسه خريداري شد . به نظر مي رسد اين جواهر ناياب در

معدن كلار هند يافت شده باشد

 

سختي الماس

الماس سخت ترين ماده طبيعي است .البته دانشمندان توانسته اند الماسهاي مصنوعي بسازند

كه به مراتب از خويشاوندان طبيعي خود سخت ترند . در الماس ، اتمهاي كربن در يك

ساختار مشبك قرار دارند ، به اين شكل كه هر اتم الكترونيكي خود را با چهار اتم ديگر به

اشتراك مي گذارد و يك واحد چهار وجهي را تشكيل مي دهد . اين مجموعه چهار وجهي كه

از 5 مولكول تشكيل شده است يك مولكول فوق العاده قوي را تشكيل مي دهد ، اما هر 5 اتم

مجاور مي توانند چنين شبكه اي را تشكيل دهند . به همين دليل تا بدين حد مستحكم است . اما

در گرافيك ، اتمهاي كربن در يك حلقه به يكديگر متصل مي شوند ، يعني هز اتم فقط به يك

اتم ديگر متصل است و به همين دليل اينقدر نرم است . زغال و مغز مداد ، نمونه هاي بارز

گرافيك هستند .

تراش الماس

  4 تکنیک برای تراش الماس وجود دارد

     1)شکافتن

        برای جدا کردن ناخالصی ها و ناهماهنگی های موجود در الماس ، سنگ الماس زبر

روی یک سطح صاف و مناسب بتونی قرار می گیرد.سپس  با استفاده از لیزر یا یک الماس

دیگر ، یک شیار تیز درون الماس ایجاد می شود. این شیار روی ضعیف ترین صفحات

مولکولی بلور ، یعنی جهتهایی که پیوند میان اتمها ضعیف تر است ایجاد می شود. سپس یک

تیغه تیز فولادی در شیار قرار داده می شود و با یک ضربه سریع و محکم الماس را به د

و بخش تقسیم می کنند.

     2)اره کردن

         در راستای یک صفحه ترک یا بریدگی با استفاده از یک تیغه فسفر - برنز که با

سرعت 15 هزار دور در دقیقه می چرخد عملیات اره کردن صورت می گیرد. از لیزر در

این عملیات استفاده می شود.

 

     3)خشک کردن

         الماس روی یک دستگاه تراش بسته می شود و الماس دیگری روی آن حرکت می

کند تا نمای کلی و زبر کمربند الماس را ایجاد کند. یعنی حاشیه بیرونی الماس در بیشترین

قطر آن

     4) صیقل دادن

         در این مرحله الماس شکل نهایی خود را می گیرد. الماس را به بازویی که بر فراز

چرخ گردان قرار می دهند این چرخ با پودر الماس پوشیده شده است و هنگامی که الماس بر

 سطح آن فشار داده می شود سطوح زبر آن را نرم کرده ، رفته رفته ، آن را صیقلی می

کند.

 

  معیار های برتری الماس:

زیبایی یک الماس بر اساس معیار های مختلفی صورت می گیرد . الماس ها معیوب

معمولاً در مصارف صنعتی مانند دریل ها و یا در تراش و برش الماسهای خام مورد استفاده

قرار می گیرد.

  4 معیار مهم زیبایی الماس

1.      برش: که به چگونگی برش آن بر می گردد و بر های مختلفی که در اثر برش حاصل می شود.

2.    صافی:به ترکها و ناخالصی ها ی آن بر می گردد.

3.    قیراط : واحد وزن الماس است و در حدود 200 گرم می باشد.

4.    رنگ : مقیاس رنگ از سفید یخی  شروع می شود و به زرد روشن ( الماس گران قیمت)ختم می شود

دیگر معیارهای ارزیابی : شفافیت ، درخشندگی (تلالو)و پراکندگی نور ، الماسی که صد در

 صد کربن داشته باشد، کاملا شفاف خواهد بود اما معمولاً الماسها عناصر دیگری نیز دارند

 که بر رنگ آنها اثر می گذارد.

از این گذشته الماسهای آبی،قرمز، سیاه ، صورتی،بنفش و سبز تیر

 

 چرا الماس تا بدین حد درخشان است؟

الماس فشرده ترین ماده شفاف جهان است که تاکنون شناخته شده است .ضریب شکست آن

12/2 است .یعنی سرعت نور در آن کمتر از نصف سرعت معمولی خود میشود .اما همین

فشردگی است که موجب می شود الماس درخشنده ترین جسم شفاف باشد و برق بزند چطور؟

وقتی یک پرتو نور به سطح الماس برخورد می کند ،وارد آن می شود ،اما مسیر آن بسیار

 منحرف می شود و به خط عمود بر سطح ورودی نزدیک می شود ،حتی اگر پرتو موازی

سطح باشد ،باز هم وارد می شود و داخل الماس  به حرکت خود ادامه می دهد.

از سوی دیگر،  اگر نور  بخواهد  از یک  محیط  غلیظ  وارد  محیط  رقیق  بشود ، باز

 شده ،و به شدت  از مسیر خود منحرف می شود، البته آزمایش این پدیده بسیار سخت است

 ،اما اگر بتوانید توپی را از داخل استخر به بیرون شوت کنید ،به سادگی مشاهده می کنید که

چقدر تغییر مسیر می دهد.

موشکهایی هم که از زیر دریاییها شلیک می شود ،اگر کاملا عمود بر سطح شلیک نشود ،با 

   همین مشکل مواجه می شود.این موضوع منجر به پدید آمدن زاویه ای به نام زاویه حد می

شود .اگر زاویه پرتو خارج شده با خط عمود بر سطح کمتر از این باشد نور خارج می شود

 و اگر بیشتر باشد نور منعکس می شود اگر هم با همین زاویه بتابد نور موازی سطح خارج

می شود.

حال ببینیم بر سر پرتو وارد شده به داخل الماس چه می آید ؟

ن سطح الماس با یکدیگر زاویه های بزرگی می سازند بنابراین وقتی پرتو یی از یکی از آنها

وارد می شود چند بار باز تاب می شود زیرا زاویه اش با آن سطوح بیش از زاویه حد است

هر چه الماس بیشتر تراش خورده باشد و صفحات بیشتری داشته باشد تعداد این باز تابها

بیشتر خواهد بود.

از سوی دیگر پرتو های نور در مسیر خود به گوشه های تلاقی چند صفحه نیز می رسند در

 

این نقاط بخشی از نور عبور می کند و بخشی دیگر بازتاب می شود.

 

به همین دلیل الماس در چند نقطه مختلف برق می زند به عبارت دیگر هر چه الماس بیشتر

برش خورده باشد و شکل هندسی پیچیده تری داشته باشد درخشش آن بیشتر خواهد بود.

 

به نظر شما آیا الماس در تاریکی نیز برق می زند ؟

پاسخ خیر زیرا در تاریکی نوری نیست که وارد الماس شود و این انعکاس ها را ایجاد نماید.

 

چرا الماس مي درخشد ؟

 

تصور كنيد كه الماس تا اين حد كمياب و گران نبود وهمه توانايي خريدن آن را داشتند. آيا در اين

        صورت، الماس باز هم با ارزش بود؟

 دو دليل وجود دارد براي آنكه مردم هنوز هم تمايل به خريدن الماس داشته باشند. اول آنكه الماس

سخت ترين ماده اي است كه بشر تاكنون شناخته، ودر نتيجه، در صنعت مورد استفاده هاي

 فراوان دارد، دوم آنكه الماس هنوز هم زيبا است و مردم از نگاه كردن به آن لذت مي برند،

الماس نتيجه فرايندي است كه در طبيعت رخ داده است .ميليون ها سال پيش زمين به تدريج

سرد شد.در آن زمان  در زير پوسته زمين توده هايي از سنگ هاي مايع داغ وجود داشتند.

اين توده ها حرارت و فشار فوق العاده اي را تحمل مي كردند.در نتيجه ،مولكول هاي كربن

به شكل بلورهاي شفاف و متراكمي در كنارهم قرار گرفتند .يك الماس ،در حقيقت ،يك (بلور

كربن) خالص است . هنگامي كه الماس را در حالت طبيعي مي يابند ، شكل ظاهري آن

،تقريبا تيره است . امروزه بشر با قدرت ابتكارو خلاقيت خويش مي تواند اين جسم تيره را

تبديل به جواهر پر تلا لويي سازد كه چشم ها را خيره كند و ما همه آن را مي شناسيم .بيشتر

الماس ها را از وسط اره مي كنند وهر نيمه را شكل مي دهند وآن را تبديل به الماسي مي

كنند كه برليان ناميده ميشود . سپس تراش ها يا شيار هاي ريزي بر روي الماس ايجاد مي

كنند .اين تراشها و شيارها باعث مي شود كه الماس بدرخشد. دليل درخشيدن اين است كه

الماس داراي قدرت انكسار و انعكاس نور بالايي است، يعني هنگامي كه نور به داخل الماس

 وارد مي شود، بيش از هرماده ديگري آن را خم مي كند. نور به جاي آنكه از الماس عبور

 كند، خم مي شود بطوري كه مي شكند و دوباره به سنگ باز مي گردد. بنابر اين وقتي كه به

 الماس مي نگريم، مقادير بسار زيادي نور به چشمان ما باز مي گردد و زيباتر به نظر مي

رسد. الماس همچنان مي تواند نور را به رنگهاي متفاوتي بشكند يا منكسر سازد. اين موضوع

باعث مي شود كه الماس به صورت آتش جلوه كند. آيا مي دانستيد كه تا قبل از سال 1430

از الماس به عنوان يك جواهر شخصي استفاده نمي شد و پس از آن، يك زن فرانسوي به نام

 آگنس سورل استفاده از آن را  از آن پس اين رسم در همه جا مرسوم كرد؟



تاريخ : جمعه پنجم آذر 1389 | 17:22 | نویسنده : عبدلی |
SymbolNameColor
AsArsenic Blue(آبی)
BBoron Bright Green(سبز درخشان)
BaBarium Light Green(سبز روشن)
CaCalcium Brick red (سرخ آجری)
CsCesium Pale Violet(بنفش کمرنگ)
Cu(I)Copper(I)Blue(آبی)
Cu(II)Copper(II) (non-halide)Green(سبز)
Cu(II)Copper(II) (halide)Blue-green(سبز مایل به آبی )
FeIronGold(طلایی)
InIndiumBlue(آبی)
KPotassiumViolet(بنفش)
LiLithiumCrimson(قرمز لاکی )
MgMagnesiumBrilliant white(سفید درخشان)
Mn(II)Manganese(II)Yellowish green(سبز مایل به زرد )
MoMolybdenumYellowish green(سبز مایل به زرد)
NaSodiumIntense yellow(زرد پر رنگ)
PPhosphorusPale bluish green(سبز-
آبی کمرنگ )
PbLeadWhite/blue
RbRubidiumPale violet
SbAntimonyPale green
SeSeleniumAzure blue(آبی مایل به نیلی )
SrStrontiumCrimson(قرمز سیر)
TeTelluriumPale green
TlThalliumPure green
ZnZincBluish green

برای مشاهده تست شعله می توانید به ادرسهای زیر مراجعه کنید

http://www.800mainstreet.com/spect/emission-flame-exp.html#procedure

http://chemistry.allinfoabout.com/features/flametest.html

۱-http://www.800mainstreet.com/spect/emission-flame-exp.html#procedu



تاريخ : جمعه پنجم آذر 1389 | 16:36 | نویسنده : عبدلی |

  روش ساده برای رسم آرايش الکتروني طبق اصل آفبا

 

 

 

1s

 2p

 

 

 2s

 3p

 

 

 3s

4p 

3d 

 

 4s

5p 

4d 

 

 5s

6p 

5d 

4f 

 6s

7p 

6d 

5f 

 7s



تاريخ : جمعه پنجم آذر 1389 | 16:35 | نویسنده : عبدلی |
سؤال : آيا می توان در موازنه برای ترکيبات عدد کسری بکار برد ؟

پاسخ  : بله ، در برخی  موارد برای  اينکه موازنه به راحتی انجام شود، می توان در ابتدا اعدادکسری را به عنوان ضريب برای ترکيبات بکاربرد اما در نهايت بايد کسر از بين برود.

 

مثال 1 :                       K Au(CN)2 + KOH   Au + KCN + O2 + H2O   

 

مراحل موازنه :

 

1)   ابتدا  از ترکيب KAu (CN)2   واز يون   -CN    شروع می کنيم

                                   

                                                                   K Au(CN)2 + KOH     Au +2 KCN + O2 + H2O

 

   2) طلا و پتاسيم موازنه می باشند بنابراين بايد هيدروژن موازنه شود.

  

Au +2 KCN + O2 +   ½   H2O    K Au(CN)2 + KOH                                          

 

3 (موازنه اکسيژن انجام می شود.

 

Au +2 KCN +¼ O2 +   ½   H2O      K Au(CN)2 + KOH                                     

              

4 ( تمام ضرايب را در بزرگترين  مخرج ضرب می کنيم .

 

 Au +8 KCN + O2 + 2 H2O        4 K Au(CN)2 +4 KOH                                   4

 

 

مثال 2 :  Na2S + MoCl5    NaCl + MoS2 + S                                      

 

مراحل موازنه :    

 

1) از ترکيب MoCl5 و از اتم کلر شروع می کنيم .

                                          

Na2S + MoCl5  5 NaCl + MoS2 + S                                               

 

2) موازنه سديم:

    

                            5/2  Na2S  + MoCl5    5 NaCl + MoS2 + S                                                                                                               

 

3) موليبد ن  موازنه است پس گوگرد موازنه می شود.

                                        

Na2S + MoCl5     5 NaCl + MoS2 +3 S                                         2 5 /

                                                                                              

4)تمام ضرايب را در 2 ضرب می کنيم : 

    

Na2S +2 MoCl5 10NaCl +2MoS2 +6 S                                             10    

                                        

 

 

سوال : با افزایش دمای یک جسم انرژی جذب شده توسط ذره ها میان همه ذره ها توزیع می شود؛ اما به طور یکسان توزیع نمی شود؛ چرا ؟

 

 پاسخ

 

  زیرا حرکت های مولکولی غیرالاستیک وسرعت حرکت مولکول ها متفاوت است پس سهم دریافت انرژی هم یکسان نخواهد بود . بطوری که برخی از مولکول ها به علت چندین برخورد سریع با مولکول های دیگرمقدار قابل ملاحظه ای  انرژی جنبشی بالا تر ازمقدار میانگین کسب می کنند .

 

 

 

سوال: دراوربیتال های p  وd , ml   از+ یا -  شروع می شود ؟

 

سه اوربیتال p  هرلایه انرژی یکسان دارند ( از این رو گفته می شود که هم ترازند)

بنا بر این ؛ الکترون را به دلخواه می توان درهر کدام از آنها قرارداد . یعنی ؛برای

الکترونp 2 بور ؛ شش مجموعه هم ارز ازاعداد کوانتومی امکان پذیر است .

این الکترون را می  توان به هراوربیتال اختصاص داد ودر هر اوربیتال؛ یکی از

دو جهت اسپین را داشته باشد .

  

                         ml                           

                                                                

                                                                                                    +1        0           -1

                                               

 

 

 

                                             

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         


منبع http://khouchem.blogfa.com/cat-9.aspx

تاريخ : جمعه پنجم آذر 1389 | 16:32 | نویسنده : عبدلی |
هر نوترون از یک پروتون و یک الکترون تشکیل شده است و وجود این الکترون باعث شده تا جرم نوترون به مقدار بسیار بسیار ناچیز از پروتون بیشتر

این الکترون در شکافت های هسته ای به صورت اشعه بتا خارج می شود.

منبع

http://webchem.blogfa.com/post-114.aspx

تاريخ : جمعه پنجم آذر 1389 | 0:0 | نویسنده : عبدلی |
کاربردهای الکترو نگاتیویته را بیان کنید؟
  • می‌توان برای تعیین میزان واکنش پذیری فلزات و غیر فلزات بکار برد.

  • برای پیش‌بینی خصلت پیوندهای یک ترکیب بکار برد. هرچه اختلاف الکترونگاتیوی دو عنصر بیشتر باشد، پیوند بین آنها قطبی‌تر خواهد بود. هرگاه اختلاف الکترونگاتیوی دو عنصر در حدود 1.7 باشد. خصلت یونی نسبی پیوند بیش از 50% است.

  • اگر اختلاف الکترونگاتیوی صفر و یا خیلی کوچک باشد. پیوند غیر قطبی است. هرچه اختلاف الکترونگاتیوی بیشتر باشد، پیوند کووالانسی قطبی‌تر خواهد بود. در این پیوندها ، اتمی که الکترونگاتیوی بیشتری دارد، بار منفی جزئی را خواهد داشت.

  • با استفاده از مقادیر الکترونگاتیوی می‌توان نوع پیوندی را که یک ترکیب ممکن است داشته باشد، پیش‌بینی کرد. وقتی دو عنصر با اختلاف الکترونگاتیوی زیاد با یکدیگر ترکیب می شوند، یک ترکیب یونی حاصل می‌شود. مثلا اختلاف الکترونگاتیوی سدیم و کلر 2.1 است و NaCl یک ترکیب یونی است.



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:44 | نویسنده : عبدلی |

اطلاعات اولیه

خواص ویژه فلزات و اعداد کوئوردیناسیون به نسبت بالای شبکه بلور فلزها ، نشان می‌دهد که پیوند بین اتمهای فلز در شبکه بلور با سایر پیوندهای شیمیایی تفاوت دارد. پیوند درشبکه بلور فلزی نمی‌تواند از نوع یونی باشد زیرا تمام ذره‌ها در شبکه بلور فلزی یکسان‌اند فلزها درحالت جامد و مذاب جریان الکتریکی را ازخود عبور می‌دهند درمقابل ضربه و فشار مقاوم‌اند.

تعریف

بین اتمهای فلز در شبکه بلور پیوند ویژه‌ای وجود دارد که در اصطلاح پیوند فلزی نامیده می‌شود.

توجیه پیوند فلزی

انرژی یونش فلزات نسبت به غیر فلزات به نسبت کمتر و تعداد اوربیتالهای خالی لایه ظرفیت اتم آنها نسبت به تعداد الکترونهای لایه ظرفیت نیز کماست. از این رو ، تعدادی از الکترونهای سست لایه ظرفیت اتم فلز ، که در اصطلاح دریای الکترون فلزی نیز نامیده می‌شوند، باقیمانده اتمهای فلز را که دارای بارمثبت خواهند بود، فرا می‌گیرد. جاذبه الکتروستاتیک حاصل بین این ذره‌های مثبت فلزی و بارمنفی توده ابر الکترونی آزاد فلزی که سرتاسر شبکه بلور فلز را گرفته است.

 

پیوند فلزی

 



عامل پیوند بین ذره‌های فلز محسوب می‌شود و اتصال ذره‌های فلز را در شبکه و انسجام بلور فلزی را تأمین می‌کند. چون چنین پیوندی دارای جهت خاصی نیست و ذره‌های فلز نیز جابجا شدن در داخل توده ابر الکترون آزاد فلزی را در شبکه بلور دارند، از این رو ، به روشنی می‌توان بسیاری ازخواص ویژه مکانیکی فلزها ، مانند قابلیت چکش خواری ، مفتول شدن ، تورق و غیره را توجیه کرد.

توجیه خواص فلزات با پیوند فلزی

  •  رسانایی الکتریکی :
    جریان برق نتیجه جابجایی الکترون است. وقتی دو سر سیم برق رابه یک تکه فلز متصل کنیم از قطب مثبت جریان تعدادی الکترون از فلز خارج می‌شود، این کمبود الکترونی بر الکترونهای غیرمستقر در فلزات اثر گذاشته به نوبه خود آنها را به سمت خود می‌کشند. این امر باعث می‌شود که همان تعداد الکترون که از یک طرف خارج شده بود از طرف دیگر وارد شود و به این وسیله جریان الکتریسته انتقال یابد.

  •  رسانایی گرمایی :
    بر اثر گرم کردن فلز ، جنبش الکترونهای غیر مستقر افزایش می‌یابد و این جنبش از یک گوشه فلز به سایر قسمتهای آن منتقل می‌شود.

  •  درخشندگی و جلای فلزات :
    تابش نور به سطح فلز باعث می‌شود که الکترونهای غیر مستقر در سطح فلز برانگیخته شده و به ترازهای بالاتر انرژی بروند. بازگشت این الکترونها باعث می‌شود که امواج نور مرئی از سطح فلز بازتابیده شود. در مورد فلزات رنگین بازگشت الکترونها تنها طول موج معینی را که مربوط به رنگ فلز است بازتاب می‌کند.

  •  پدیده‌های فوتوالکتریک و ترموالکتریک :
    وقتی انرژی کافی (نورانی یا گرمایی) به فلز داده شود برانگیخته شدن الکترون بدان حد می‌رسد که الکترون از فلز جدا شود. هرگاه دستگاه مناسبی فراهم کنیم می‌توانیم الکنرون جدا شده را درمدار به جریان در آورده الکتریسته تولید کنیم.

  •  چکش خواری :
    وقتی ضربه‌ای به فلز وارد می‌شود یونهای مثبت در دریای الکترون منفی جابجا می‌شوند ولی دریای بار منفی پیوستگی تکه فلز را حفظ می‌کند.

طول و شعاع پیوند فلزی

در مورد فلزها اصطلاح طول پیوند فلزی به فاصله تعادلی بین هسته دو اتم مجاور در شبکه بلور فلزها اطلاق می‌شود. بر حسب قرار داد نصف طول پیوند فلزی را ، شعاع فلزی می‌نامند که گاهی شعاع اتمی فلز نیز نامیده می‌شود. باید توجه داشت که شعاع فلزی به سیستم بلوری فلز وابستگی دارد. یعنی اگر فلزی در چند سیستم متمایز متبلور شود شعاع فلزی آن در سیستمهای گوناگون یکسان نخواهد بود. بررسی‌ها و محاسبه‌ها نشان داده است که هرچند عدد کوئوردیناسیون اتم فلز در شبکه بلور بزرگتر باشد طول شعاع فلزی آن افزایش می یابد.



با توجه به اینکه در پیوند فلزی بر خلاف پیوند کوالانسی همپوشانی بین اوربیتالهای دو اتم صورت نمی‌گیرد، انتظار می‌رود که طول پیوند کوالانسی آن بیشتر باشد که تجربه نیز چنین رویدادی را تأیید می‌کند. بدیهی است که شعاع فلزی نیز از شعاع کوالانسی بزرگتر است. شعاع اتمی فلز قلیایی در هر دوره نسبت به شعاع اتمی عنصرهای دیگر آن دوره به نسبت بزرگتر است. و پس از فلزات قلیایی خاکی در هر دوره بویژه از دوره چهارم به بعد اندازه شعاع اتمی به شدت کاهش می‌یابد.

 این کاهش شدید اندازه شعاع را باید از یک طرف به بالا بودن سطح تراز S لایه ظرفیت اتم عنصرهای قلیایی خاکی و قلیایی و پایین بودن سطح تراز d لایه ظرفیت فلزات واسطه و گسترده بودن اوربیتالهای d در این عنصر مثبت داد. زیرا به دلیل عمقی و گسترده بودن اوربیتالهای d ، ابر بار الکترونها در آنها گسترده است و اثر پوششی ناچیزی در مقابل تأثیر بار هسته اتم برلایه خارجی اتم اعمال می‌کنند. از این رو بر اثر بالا رفتن بیش ازحد انتظار مقدار بار مؤثر هسته اتم فلزهای واسطه اندازه شعاع آنها به شدت کاهش می‌یابد.

روند تغییر اندازه شعاع‌ها در مورد فلزهای واسطه هر دوره جالب توجه و برخلاف روند عادی آن در مورد تغییر شعاع عنصرهای اصلی در دوره‌ هاست. البته این روند به وضعیت الکترونی ویژه آنها بستگی دارد. با توجه به قابلیت انعطاف و تغییر شکل ناپذیری که نتیجه قابلیت تحرک پیوند فلزی است انتظار می‌رود که قدرت پیوند بین دو اتم فلز در بلور فلزی از قدرت پیوند کوالانسی بین دو اتم آن در حالت گازی کمتر باشد.

انرژی پیوند فلزی

اندازه گیری گرمای تفکیک نشان می‌دهد که انرژی مولی پیوند فلزی در شبکه بلوری از انرژی مولی تفکیک پیوند کوالانسی آن به صورت مولکول دو اتمی بیشتر است. این رویداد را این طور می‌توان توجیه کرد که پیوند فلزی به تعداد نامحدود در تمام راستا در شبکه بلور فلزی تشکیل می‌شود در صورتی که چنین وضعیتی در حالت گازی فلزها وجود ندارد. از این رو با وجود اینکه بلور فلزی پیوستگی و پایداری زیادی دارد و پیوند فلزی در مجموع پیوندی قوی محسوب می‌شود. بدیهی است در هر گروه با افزایش عدد اتمی و بزرگتر شدن طول پیوند فلزی انرژی پیوند و گرمای تفکیک مولی فلز کاهش می‌یابد.



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:41 | نویسنده : عبدلی |

دو سه سال بعد رادرفورد با انجام آزمایشی ، مدل اتمی تامسون را رد کرد . او در آزمایش خود ، پرتو آلفا را ، که دارای بار الکتریکی منفی است ، به ورقه نازک طلا گسیل داد ، بر اثر این برخورد ، بخش عظیمی از پرتو از ورقه عبور کرد ، اما قسمت ناچیزی از آن ، بر اثر بر خورد، منعکس و یا منحرف شد .

وی با تکیه بر این استنتاج ، مدل اتمی خود را در صحنه رقابت مطرح ساخت . بخش عظیمی از فضا اتم خالی است و به همین دلیل بخش عظیمی از پرتو آلفا بدون انحراف از اتم عبور می کند ، اما قسمت ناچیزی از اتم توپر و متراکم است که دارای بار الکتریکی مثبت است و هنگامی که پرتو آلفا به آن برخورد می کند منعکس می شود و یا هنگامی که از نزدیکی آن عبور می کند منحرف می شود .


در اطراف این منطقه توپر "هسته اتم" الکترون ها پراکنده شده اند . و علت آنکه چرا هنگامی که پرتو آلفا از فضای اطراف هسته عبور می کند و از کنار الکترون ها بدون هیچ انحرافی به مسیر خود ادامه می دهد آن است که در یک اتم اندازه بارالکتریکی مثبت هسته با مجموع اندازه بار الکتریکی منفی الکترون های اطراف آن برابر است . پس مطابق مدل اتمی رادرفورد ، اتم از هسته که دارای بار الکتریکی مثبت است و در مرکز اتم قرار دارد و همچنین الکترون که در اطراف هسته قرار دارد، تشکیل شده است . با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد این سوال برای دانشمندان پیش آمد که طیف نشری خطی اتم عناصر ، حاصل از چیست ؟


معمای جدید در طراحی مدل اتمی ، باعث شد که دانشمندان دست به تحقیقات و آزمایش های گسترده بزنند .

مدل بور

با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد این سوال برای دانشمندان پیش آمد ، که طیف نشری خطی اتم عناصر ، حاصل از چیست ؟

در این هنگام نیلس بور با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد چنین پیشنهاد داد که الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی قرار دارند و در این سطوح به دور هسته اتم در حال چرخیدن هستند . انرژی الکترون هایی که در سطوح انرژی پایین تر به هسته نزدیک تر هستند ، نسبت به الکترون هایی که از هسته دورند ، انرژی کمتری دارند . پس برای انتقال الکترون از سطح انرژی پایین به سطح انرژی بالا ، باید انرژی معادل اختلاف انرژی بین آن دو سطح ، را به آن الکترون بدهیم . پس انرژی الکترون ها در یک اتم کوانتیده است .

مدل اتمی بور توانست به ما نشان دهد که طیف نشر خطی که از اتم عناصر گسیل می شود ، بر اثر انتقال الکترون ها از سطوح انرژی بالا به سطوح انرژی پایین است ، که در این انتقال انرژی الکترون کاهش و به صورت نور و گرما آزاد می شود. که اگر این نور آزاد شده را از منشور عبور دهیم طیف نشری آن مشخص می شود .

 بور ، بیشتر مدل اتمی خود را بر اساس آزمایش هایی که با اتم های هیدروژن و هیلیم انجام داده بود مطرح می ساخت به همین دلیل مدل اتمی او ( که به مدل منظومه شمسی معروف است ) برای اتم های سنگینی مانند اورانیم ، آهن و ... صدق نمی کرد. در این هنگام مدل اتمی کوانتمی (یا ابر الکترونی ) به همکاری بسیاری از دانشمندان به در عرصه رقابت مطرح شد . از جمله دانشمندانی که در این مدل اتمی سهم چشمگیری داشتند ، هایزنبگ ، پلانک و شرودینگر را می توان نام برد .

البته انیشتین با ارائه فرمول های خود نیز توانست به این مدل اتمی کمک کند.

 



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:34 | نویسنده : عبدلی |

برای نخستین بار جان تامسون ، با استفاده از لامپ پرتو کاتدی ، به ماهیت زیر اتمی ها پی برد . وی به دو سر الکترود مثبت و منفی لامپ، اختلاف پتانسیل الکتریکی وصل کرد ، و مشاهده کرد که پرتو کاتدی از الکترود منفی (کاتد) به الکترود مثبت (آند) می رود . سپس در مسیر پرتو کاتدی میدان مغناطیسی قرار داد و مشاهده کرد که پرتو کاتدی به سمت قطب مثبت منحرف می شود و همچنین در این مسیر ، توربین پرّه دار قرار داد و بر اثر برخورد پرتو به توربین ، توربین شروع به حرکت می کرد .

وی با تکیه بر آزمایش های خود به این نتیجه رسید که ذرات سازنده پرتو کاتدی دارای بارالکتریکی منفی هستند و همچنین علاوه بر ماهیت موجی که پرتو دارد ، ماهیت ذره ای نیز از حود نشان می دهد . تامسون این ذرات منفی را ، الکترون نامید و بعد ها وی دریافت که ذرات سازنده پرتو کاتدی در تمام مواد وجود دارند . وی با استناد بر استنتاج های خود نظریه اتمی خود را مطرح ساخت .

مطابق این مدل ، اتم از بار الکتریکی منفی ( الکترون ) و بار الکتریکی مثبت تشکیل شده است که به صورت یکنواخت در سراسر اتم پخش شده است .     اما مدل اتمی تامسون دارای نقصهایی می باشد که از جمله آن، این بود که محاسبات انعکاس و انحراف پرتو آلفا هنگام گسیل به ورقه نازک فلزی ، نسبت به مدل اتمی تامسون مغایر بود . به همین دلیل دانشمندان درصدد تعمیر مدل اتمی شدند .



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:32 | نویسنده : عبدلی |

هنگام ایجاد یک پیوند بین دو اتم اوربیتال‌های اتمی آنها با یکدیگر همپوشانی کرده و اوربیتال‌های مولکولی را پدید می‌آورند. در این اوربیتال‌ها ، الکترون‌ها در یک محیط مولکولی تحت تاثیر دو هسته قرار دارند و بر حسب قاعده آفبا در این اوربیتال‌ها چیده می‌شوند.

نگاه اجمالی

اوربیتال‌های مولکولی را با توجه به این که از همپوشانی کدام اوربیتال اتمی پدید آمده باشند. باحروف یونانی σ (سیگما) و π (پی) نمایش می‌دهند. موقع تشکیل یک پیوند دو اوربیتال مولکولی حاصل می‌شود که با توجه به سطح انرژی نسبت به اوربیتال‌های اتمی به اوربیتال‌های مولکولی پیوندی و ضد پیوندی شهرت دارند. به همان اندازه که اوربیتال مولکولی پیوندی ، مولکول را پایدار می‌کند، اوربیتال مولکولی ضد پیوندی باعث ناپایداری پیوندی می‌شود.

اوربیتال پیوندی

اوربیتال ضد پیوندی

با توجه به نارساییهای نظریه پیوند ظرفیت ، هوندا در سال 1928 و مولیکن در سال 1931 نظریه دیگری بر اساس مدل موج اتم در مورد چگونگی تشکیل پیوند کووالانسی ارائه دادند که نظریه اوربیتال مولکولی نام گرفته است و به کمک آن بسیاری از خواص مغناطیسی ، ترازهای انرژی ، خواص طیفی و ... را به روشنی می‌توان توجیه کرد. در این نظریه برعکس نظریه پیوند (که فقط دخالت لایه ظرفیت اتمها را در تشکیل پیوند در نظر می‌گیرد) بر اساس این نظریه ، تمام اوربیتالهای اتم می‌تواند در تشکیل اوربیتالهای مولکولی شرکت داشته باشد و این اوربیتالها بین چندین اتم و حتی در سراسر مولکول گسترده یا غیر مستقرند.


برای مولکول نیز مانند اتم ، ترازهای انرژی در نظر گرفته می‌شود که الکترونهای مولکول آنها را مطابق اصل آفبا ، اصل طرد پائولی و قاعده هوند (همانند ترازهای انرژی در اتمها) اشغال می‌کنند. علاوه بر اوربیتالهای پیوندی و غیر پیوندی ، اوربیتالهای ضد پیوندی نیز در تشکیل پیوند و توجیه پایداری و یا ناپایداری مولکول در نظر گرفته می‌شود و به تعداد اوربیتالهای اتمی شرکت کننده ، اوربیتالهای مولکول تشکیل می‌شود.

شرایط همپوشانی اوربیتالها

برای اینکه اوربیتالهای اتمی بتوانند در حد تشکیل پیوند یکدیگر همپوشانی کنند باید دو شرط زیر درباره آنها برقرار باشد:

شرط انرژی

فقط اوربیتالهایی می‌توانند با یکدیگر همپوشانی کنند که دریک سطح انرژی قرار داشته و یا سطوح انرژی آنها به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک باشد. مثلا اوربیتال p3 یک اتم کلر می تواند فقط با اوربیتال p3 اتم دیگر کلر همپوشانی کند. اوربیتال S اتم H نمی‌تواند با اوربیتال S1 یا  S2 و … اتم کلر همپوشانی کند، زیرا در سطح انرژی بالاتری نسبت به آنها قرار دارد.

شرط تقارن

فقط اوربیتالهایی می‌توانند با یکدیگر همپوشانی کنند که نسبت به محور اصلی مولکول تقارن یکسانی داشته باشند. از اینرو ، مثلاً اوربیتال S که تقارن کروی دارد، در تشکیل مولکولهای خطی می‌تواند با اوربیتال P2 که نسبت به محور اصلی مولکولی (محور Z) تقارن کامل دارد همپوشانی داشته باشد.

انواع اوربیتالهای مولکولی

اوربیتال مولکولی پیوندی

اوربیتال مولکولی که در آن چگالی در ناحیه بین هسته‌ها زیاد است. انرژی دو الکترون که در اوربیتال مولکولی پیوندی قرار می‌گیرند کمتر از هنگامی است که در اوربیتالهای اتمی بوجود آورنده آن قرار گرفته باشند.

اوربیتال مولکولی ضد پیوندی

اوربیتال مولکولی که در آن چگالی الکترونی در ناحیه بین هسته‌ها کم است. انرژی دو الکترون که در اوربیتال مولکولی ضد پیوندی قرار می‌گیرند بیشتر از هنگامی است که در اوربیتالهای اتمی بوجود آورنده آن قرار گرفته باشند.

اوربیتال مولکولی غیر پیوندی

هر گاه دو اتم نتوانند به طریقی بهم نزدیک شوند که امکان همپوشانی اوربیتالهای آنها بوجود آید، همپوشانی اوربیتالها صورت نمی‌گیرد و در نتیجه ، اوربیتالهای اتمی به صورت غیر پیوندی در مولکول باقی خواهند ماند. اوربیتالهای مولکولی را نیز با حروف یونانی δ (سیگما) ، π (پی) و ... نشانه گذاری می‌کنند.
 

اوربیتالهای مولکولی سیگما

 اگر تشکیل یک مولکول دو اتمی را از طریق نزدیک شدن اتمها در امتداد یکی از محورها مثلاً x به صورت خطی در نظر بگیریم، دو اوربیتال اتمی (مثلا S1) به یکدیگر نزدیک می‌شوند و در نتیجه همپوشانی ، دو اوربیتال مولکولی پیوندی سیگما و ضد پیوندی سیگما را به وجود می‌آورند. تمام اوربیتالهای سیگما ، نسبت به محور بین دو هسته کاملا متقارنند و چرخش مولکول به دور این محور ، تغییر قابل مشاهده‌ای در شکل اوربیتال بوجود نمی‌آورد.

نمودار تراز انرژی تشکیل اوربیتالهای مولکولی δ 1Sو *δ 1S از اوربیتالهای اتمی S1 دو اتم به شکل زیر می‌باشد:

اوربیتال مولکولی پیوندی نشان دهنده کاهش انرژی سیستم و اوربیتال مولکولی ضد پیوندی نشان دهنده افزایش انرژی سیستم است. هر اوربیتال مولکولی می‌تواند دو الکترون با اسپین مخالف را در خود جای دهد. در مولکول هیدروژن ، دو الکترون (با اسپینهای جفت شده) اوربیتال δ 1S را که اوربیتالی در دسترس با حداقل انرژی است اشغال می‌کنند. اوربیتالهای *δ 1S را که اوربیتالی در دسترس با حداقل انرژی است اشغال می‌کنند. اوربیتال δ*1S اشغال نشده است. تعداد پیوند (مرتبه پیوند) ، در هر مولکول عبارت است از نصف تفاضل الکترونهای ضد پیوندی از الکترونهای پیوندی.

(تعداد الکترونهای ضد پیوندی - تعداد الکترونهای پیوندی) 2/1 = مرتبه پیوند

برای داریم:

1=2/(0-2) = مرتبه پیوند

در مورد ترکیب دو اتم هلیوم ، باید مجموع چهار الکترون در دو اوربیتال مولکولی جای داده شوند. با جای دادن دو الکترون در اوربیتال δ 1S دو الکترون دیگر ناگزیر δ* 1s را اشغال می‌کنند. از این رو مرتبه پیوند مولکول فرضی عبارتست از:

0=(2-2)1/2=مرتبه پیوند

لذا هلیوم به صورت مولکولی نمی‌تواند وجود داشته باشد. اثر جدا کننده الکترونهای ضد پیوندی ، اثر اتصال دهنده الکترونهای پیوندی را خنثی می کند. شواهدی در دست است که نشان می دهد یونهای مولکولی و می توانند در شرایط ویژه ای وجود داشته باشند. ترکیب دو اوربیتال S2 ، اوربیتالهای مولکولی  و 2*S δ را بوجود می‌آورند که با اوربیتالهای δ و *δ ناشی از ترکیب دو اوربیتال  S1 مشابهند.

اما اوربیتالهای مولکولی حاصل از ترکیب اوربیتالهای اتمی P2 کمی پیچیده‌ترند. سه اوربیتال P2 هر اتم ، در محورهای مختصات دکارتی z ، y ، x قرار دارند. اگر تشکیل یک مولکول دو اتمی از طریق نزدیک شدن سر به سر دو اوربیتال اتمی ( و یا ) صورت گیرد، در نتیجه همپوشانی ، دو اوربیتال مولکولی  P δ2  و 2 *P δ را بوجود می‌آورند .

اوربیتالهای مولکولی پی (π)

اگر در تشکیل یک مولکول دو اتمی ، دو اوربیتال اتمی (مثلا ) از پهلو بهم نزدیک شوند. دو اوربیتال مولکولی ، یکی اوربیتال مولکولی پیوندی پی (π) و دیگری اوربیتال مولکولی ضد پیوندی پی ستاره (*π) را بوجود می‌آورند. اوربیتالهای π نسبت به محور بین دو هسته تقارن استوانه‌ای ندارند. نزدیک شدن دو اوربیتال P از پهلو ، به تشکیل اوربیتال π می‌انجامد، که متشکل از دو ناحیه تراکم بار الکترونی است. این تراکم بار الکترونی در ناحیه بالا و پایین محور بین دو هسته قرار دارند. در هر حال اثر نهایی اوربیتال π ، بهم نگهداشتن مولکول است. اوربیتال *π ، در ناحیه بین دو هسته ، چگالی الکترونی کمی دارد. اثر نهایی مولکول *π جدا کردن دو اتم از یکدیگر است.

سطح انرژی اوربیتال‌های مولکولی

انرژی یک اوربیتال مولکولی به انرژی اوربیتال‌های اتمی تشکیل دهنده آن و همچنین به انرژی اوربیتال‌های اتمی تشکیل دهنده آن و همچنین به میزان و نوع همپوشانی اوربیتال‌های اتمی که در تشکیل آن صورت می‌گیرد، بستگی دارد. به این ترتیب ، انرژی هر دو اوربیتال مولکولی σ 2s و σ* 2s پایین تر از انرژی هر اوربیتال مولکولی است که اوربیتالهای اتمی p2 حاصل می شود. انرژی اوربیتالهای  σ 2p و σ* 2p پایین تر از انرژی هر یک از دو اوربیتال p2 π می باشد. زیرا میزان همپوشانی اوربیتالهای 2 PX بیشتر از میزان همپوشانی 2 PY  و 2 PZ   می باشد.


در مولکول‌هایی که اوربیتال‌های مولکولی σ از همپوشانی بین یک اوربیتال Px و s حاصل می‌شود (تاثیر متقابل s-p) ، این همپوشانی اضافی پیوند σ s به ازای تضعیف پیوند σ p ، تقویت می‌شود و همچنین تاثیر متقابل s-p باعث کاهش انرژی اوربیتال σ*s و افزایش انرژی σ* p می‌شود. بنابراین سطح انرژی σ 2p  برای مولکول‌های جور هسته متشکل از عناصر گروه دوم (به جز و ) پایین تر از سطح انرژی π 2p می‌باشد. البته تاثیر متقابل s-p به میزان نزدیک تر انرژی اوربیتال‌های p , s بستگی دارد. اگر تفاوت انرژی این دو اوربیتال خیلی زیاد باشد (مثلو) این تاثیر اضافی مساله بوجود نمی‌آورد.



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:31 | نویسنده : عبدلی |

طبق این مدل اتمی اتم از هسته و الکترون تشکیل شده است ، که هسته در مرکز اتم قرار دارد و الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی حرکت می کنند ( در اینجا باید توجه داشت که همه الکترون ها به دور هسته نمی چرخند بلکه در اطراف آن در حال حرکت هستند ) ، اما تعیین دقیق مکان (موضع ) و سرعت ( نوع حرکت ) الکترون ها به طور هم زمان و در یک لحظه امکان پذیر نیست .

الکترون ها در اطراف هسته اتم در فضای مشخصی حرکت می کنند ، که به این فضای اطراف اتم که بیشترین احتمال وجود اتم را دارد ، اوربیتال می گویند . اوربیتال ها در واقع تراز انرژی الکترون ها را مشخص می کنند . هر کدام از این اوربیتال ها به چند زیر لایه تقسیم می شوند که الکترون های زیر لایه های یک اوربیتال ، دارای انرژی یکسانی هستند . در مدل اتمی کوانتمی ، تجسم اتم بسیار مشکل است . به همین دلیل بعضی از افراد برای مطالعه دگرگونی های اتم در یک واکنش از مدل اتمی بور استفاده می کنند .

البته مدل کوانتمی را در صفحه های سه بعدی (رایانه ) نشان می دهند .
ورنر هایزنبرگ ، دانشمند آلمانی ، خاطر نشان ساخت که تعیین دقیق الکترون ( موضع ومکان آن ) و همچنین اندازه سرعت آن (نوع حرکت ) در یک لحظه امکان پذیر نیست . برای دیدن جسمی و همچنین تشخیص محل آن کافیست یک فوتون را به سطح آن گسیل کنیم و با انعکاس آن فوتون از سطح و بازگشتش به حسگر های مجازی یا حقیقی ( چشم یا هر نوع حسگر مجازی که رادار ها را دریافت می کند ) ، موقعیت آن جسم را بازگو می کند .

 طبق قوانین پلانک در مورد امواج ، فوتون دارای طول موج و همچنین انرژی می باشد ، به همین دلیل هنگامی که به سطح جسم برخورد می کند ، مقداری از انرژی خود را به سطح جسم مقابل منتقل می کند . اما ممکن است تاثیری بر آن نداشته باشد . ( مانند برخورد نور به سطح آینه وانعکاس آن ) اما اگر بخواهیم موقعیت یا جایگاه احتمالی الکترون ها را در اطراف هسته اتم بیابیم و یک فوتون به الکترون بتابانیم ، الکترون با دریافت مقداری انرژی از فوتون ، سرعتش افزایش می یابد ، و در نتیجه می توانیم از جایگاه و محل حرکت الکترون مطلع شویم ، اما نمی توانیم از حرکت و سرعت آن سخنی بگوییم و اگر با انجام آزمایش هایی (از جمله استفاده از میدان مغناطیسی ) بتوانیم سرعت الکترون را ثبت کنیم، در اینجا نمی توانیم به طور دقیق محل حرکت الکترون را مشخص کنیم . این بیان به عنوان عدم قطعیت هایزنبرگ شناخته شده است .
پس ما در واقع اشکال اوربیتال ها را بر اساس امواجی که از الکترون ها ساطع می شود ، مجسم می کنیم .



تاريخ : پنجشنبه بیستم آبان 1389 | 19:29 | نویسنده : عبدلی |
اعداد کوانتومی 

راستی فکر می کنيد اتم چگونه ساختاری دارد؟ شايد به توان اتم را به يک پياز گرد با لايه های آبدار تشبيه کرد که وقتی يک لايه آن را جدا می کنيم لايه کوچکتری در زير آن ظاهر می شود و يا همانند زمين ،لايه ی مختلف هوا اطراف آنرا احاطه نموده اند.

بياييد به شهر خيالی اتم سفر کنيم .شهری با خيابانهای کروی تو درتو، که درآن ها سفينه هايی کوچک متحدالشکل با سرعتی بسيار زياد درحرکتند بدون آن که به هم برخورد نمايند و تمام فضا را اشغال نموده و از دور مانند يک مه غليظ  به چشم می خورند.برای عبور ازاين خيابانها ازآسانسور نوری استفاده می کنيم و پايين می رويم ازهفت خيابان می گذريم تا به مرکز شهر   ( هسته اتم) برسيم .درکره ی مرکزشهر نوترونها وپروتونها را می بينيم که مرتب و فشرده با نظم خاصی گرد هم نشسته و گرم و صميمی مشغول داد و ستد هستند

               

از آنها سراغ الکترون را می گيريم ،نوترونی پاسخ می دهد که: الکترون ها در اطراف ما در حرکتند و ما را پوشش می دهند خيابانها را نگاه کنيد همه جا هستند .

نوترون می پرسد : کد الکترونی ، اعداد کوانتومی اتمی که می خواهيد ملاقات کنيد چيست؟ می پرسيم : کد؟،اعدادکوانتومی ديگر چه هستند؟!

نوترون : همان طور که شما انسانها خيابانها و محله های شهر تان را نامگذاری و يا  شماره گذاری می کنيد ،الکترونها نيز درخيابان(لايه=n) و محله خاصی (تراز، شکل حرکت الکترونl) که دارای کد  و رمز مشخصی می باشد ،حرکت می کنند .

عدد کوانتومی اصلی n اطلاعاتی درباره ی اندازه ی نسبی و انرژی الکترون به ما می دهد .

اين لايه ها دارای تراز های مختلفی هستند که تعداد آنها به n  و شکل اين ترازها با عدد کوانتومی سمتی l مشخص می شود  و تنوع شکل آنها ازصفر تا ۱- n  است ،مثلا اگر۴ = n باشد در اين صورت ۳و۲و۱و۰ =l خواهد بود يعنی چهار شکل مختلف برای حرکت الکترون وجود دارد.

اعداد کوانتومی سمتی (l) محتمل ترين شکل توزيع الکترون را معرفی می کند و درباره شکل ويژه و احتمالی اوربيتا ل اطلاعاتی می دهد.

با سرعت زيادی که الکترون دارد نمی توان مکان دقيق آنرا مشخص نمود (اصل عدم قطعيت).

اوربيتال فضايی است که احتمال حضورالکترون درآن بيش از ۹۰٪می باشد.

هيچ يک از اين شکل ها معنای فيزيکی معينی ندارند و تنها نمودار توابع رياضی هستند که دانشمندان آن ها را از حل معادله های پيچيده بدست آورده اند.

همانطورکه در هرمحله تعدادی خانه وجود دارد در هر تراز فرعی نيز نسبت به جهت قرار گرفتن در فضا  تعدادی اوربيتال تشکيل می شود 

عدد کوانتومی مغناطيسی ( m) تعيين کننده ی جهت توزيع احتمال الکترون است و درباره  جهت گيری اوربيتال درفضا،اطلاعاتی دقيق تری می دهد. 

  شما جهت قرار گرفتن خانه خودرا باکلماتی نظير شمالی ،جنوبی ،غربی،شرقی معين می نماييد دراتم نيز برطبق محورهای مختصات x،y،z جهت گيری فضايی اوربيتال مشخص می شود .که بصورت زيروند اوربيتال نوشته می شود.

هراوربيتال حداکثربه دو الکترون تعلق دارد که دردو جهت مخالف به دور خود می چرخند(اسپين)تاجاذبه مغناطيسی دافعه الکترونی ازبين برده و مزاحم حضور هم نباشند .

الکترونهايی که دريک اوربيتال قرار می گيرند دقيقا هم تراز نبوده وبه مقدا جزيی ازلحاظ انرژی متفاوتند حرکت الکترون درجهت حرکت عقربه های ساعت ويا خلاف آن  ميدان مغناطيسی ايجاد می کند.

sعددکوانتومی چرخشی (اسپين الکترون)است.

 

هيچ دوالکترونی اعدادکوانتومی يکسانی ندارند وحداقل درحرکت اسپينی متفاوتند .حال متوجه می شويم که الکترونها که اينقدر باشتاب بدور خود و هسته اتم می چر خند چرا بهم برخورد نکرده يايکديگر را نمی رانند.

ازاتم خارج می شويم وبه آسمان می نگريم دردل  کهکشان نيز همين نظام رامشاهده می کنيم زمين همانند الکترون به دور خودمی چرخد وشب وروز را به وجود می آيندودرعين حال  به دور خورشيد می چرخد  تافصل هابه دنبال يکديگربيايند  وبروند وسالی ديگر برسد.همان نظم وحرکتی که دردل يک ذره ی بی نهايت کوچک وجود دارد دريکی از بزرگ ترين اجزای مجموعه هستی نيز ديده می شود .راستی فکر می کنيدچرا

http://kimiagari.blogfa.com/post-51.aspx

ادامه مطلب
تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 22:14 | نویسنده : عبدلی |

پیوند کووالانس کئوردینانس (داتیو)

هریک از دواتم شرکت کننده در  پیوند کووالانسی  یک الکترون به اشتراک می گذارند. وبه طوری که نمی توان تشخیص داد که الکترون های پیوندی متعلق به کدام اتم بوده است .ولی یک نوع پیوند کووالانسی دیگروجود دارد٬که درآن یک اتم دوالکترون پیوندی ( دهنده الکترون ) راتامین می کند واتم دیگر که الکترون کم دارد (پذیرنده الکترون) این دوالکترون را می گیرد .این پیوندکووالانسی را داتیو ( کووالانس کئوردینانسی ) می نامند.

 هنگامی که گاز آمونیاک را باگاز هیدروژن کلرید مجاور هم قرار می دهیم این دو ماده باهم واکنش داده ومولکول  NH4Cl را می سازند که از یون کلرید(  -Cl )   ویون آمونیوم  ( +NH4 ) تشکیل شده است .

همانطور که ملاحظه می نمایید H درمولکول HCl الکترون خودرا درلایه الکترونی اتم Cl جا می گذارد واتم نیتروژن درمولکول  NH3: الکترون غیر پیوندی خودرا دراختیار+ H قرار می دهد.به این ترتیب + H پذیرنده الکترون واتم نیتروژن درمولکول NH3 دهنده الکترون می باشد.

 

 به طور ساده می توان پیوند داتیورا به صورت یک فلش از طرف عنصر دهنده الکترون به سمت اتم گیرنده الکترون نشان داد درضمن باید توجه داشت هرچهار پیوند در یون آمونیم ازنظر انرژی وطول پیوند یکسان هستند وهیچگونه تفاوتی بعد ازتشکیل باهم ندارند.                                                                         

هنگامی که مولکول HClدرآب حل می شود  + H  از این مولکول جداشده وبامولکول آب پیوند داتیومی دهد دراین جانیز اتم اکسیژن آب که دوجفت الکترون ناپیوندی دارد یک جفت الکترون دراختیار+ H  قرارمی دهد وپیوند داتیو تشکیل می شود                           

به واکنش  زیر توجه کنید .دراین واکنش نیتروژن جفت الکترون ناپیوندی خودرا دراختیار اتم بور قرار می دهد  وبه این ترتیب اتم بور B  نیز درلایه ظرفیت خود دارای هشت الکترون می شود. 

 به شکل ساده تر بامدل خطی می توان این  مولکول را به صورت زیر نشان داد.

      

مولکول 3 AlCl نیز مانند مولکول  3 BF  می باشد واتم Al  دراین مولکول  درلایه ظرفیت خود دارای شش الکترون می شود .  آزمایش نشان می دهد این مولکول در 180 درجه سانتی گراد تصعید می شود. اگر این ماده ساختار یونی می داشت باید دمای ذوب بسیار بالایی می داشت . زیرابرای ازبین بردن  جاذبه شدید بین یون ها به انرژی زیادی نیاز است .

وقتی ماده ای دردمایی پایین تصعید می شود. می توان نتیجه گرفت بایدمولکولی کووالانسی باشد .( جامد مولکولی ) به مدل الکترون نقطه ای  3 AlCl توجه کنید.

اندازه گیری جرم مولکولی درحالت بخار این مولکول نشان می دهد فرمول مولکولی آن باید به صورت دیمر (  Al 2Cl6 ) باشد .دراین دیمر همانطور که درزیر ملاحظه می کنید . دو پیوند به طریق داتیو تشکیل شده است .

 اتم کلر نیزدارای زوج الکترون های غیر پیوندی درلایه ظرفیت خود است که می تواند آن ها رادراختیار اتم Al قراردهد .

 پیوند در یون های فلزی آبپوشیده:

مولکول آب باتشکیل پیوندقوی یون های حل شده را احاطه می نماید. بیشتر یون های فلزی ضمن آبپوشی با مولکول آب پیوندتشکیل می دهند.

آلومینیم کلرید دارای پیوند کووالانسی است هنگامی که درآب حل می شود یونش می یابد. سپس شش مولکول آب یون 3+Al  را احاطه نموده و یون هگزا آکوا آلومینیم    Al(H2O)6+3  را می سازند . به چگونگی تشکیل این یون توجه نمایید .                                                                                                                  Al: 1s22s22p63s23px1

                                                                                            A l +3 : 1s22s22p6   

اکنون این یون می تواندبا اوربیتال های   ( 3s,3p,  3d)  لایه ظرفیت خودبا جفت الکترون های غیرپیوندی

 اکسیژن آب پیوند داتیو برقرارنماید.

 شکل این یون هشت وجهی است( هیبرید S P3d2) .لازم به تذکراست  برای تجسم شکل کمپلکس پیوندهای  داتیوی که دربالا وپایین  صفحه قرار دارندبه شکل فلش های  خطی و پیوندهای  داتیوی  جلوی صفحه بافلش هایی به شکل گوه وپیوندهای داتیوی عقب صفحه به شکل  فلش های نقطه چین نشان داده شده است .

  پیوند داتیو درکربن منوکسید

درمولکول کربن منوکسید  دواوربیتال تک الکترونی اکسیژن بادواوربیتال تک الکترونی کربن پیوند کووالانسی برقرارمی نمایند .امادراین حالت لایه ظرفیت کربن دارای شش الکترون خواهد شد. برای تکمیل لایه ظرفیت درکربن جفت الکترون غیر پیوندی اکسیژن با کربن پیوند داتیو می دهد . به این ترتیب درفرمول ساختاری کربن منوکسید پیوند سه گانه برقرار می شود. C ≡ O

پیوند داتیو درنیتریک اسید 

دربیشتر اسید های اکسیژندار  اتم مرکزی با اکسیژن دارای پیوند داتیو است واثر القایی منفی این اکسیژن باعث افزایش قدرت اسیدی دراین گونه اسید ها  می شود.

لازم به تذکر است دریون نیترات هرسه پیوند N  وO  ازهرحیث یکسان هستند واین به علت عدم استقرارالکترون (رزونانس) دراین سه پیوند است .

http://www.chemguide.co.uk/atoms/bonding/dative.htm



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 22:9 | نویسنده : عبدلی |

خصلت پیوند

وقتی اختلاف الکترونگاتیوی بین اتم هاخیلی زیاد باشد.الکترون ازیک اتم به اتم دیگر منتقل می شود و  پیوند یونی تشکیل می گردد.

وچنانچه اختلاف الکترونگاتیوی بین اتم ها کم باشد. الکترون به اشتراک می گذارند وپیوند کووالانسی تشکیل می شود.       

    

حال این سوال مطرح می شود ٬ اختلاف الکترونگاتیوی بین دو اتم چه مقدار باشد ٬ تا خصلت  پیوندکووالانسی ویا یونی شود ؟

پاسخ این پرسش ساده نیست .زیرا  الکترونگاتیوی یک اتم دریک مولکول تحت تاثیر دو عامل است.

 1- اتمی  که با آن پیوند داده

2-  تعداداتم هایی است که با آن ها پیوند تشکیل داده است.

مقدارجذب الکترون های پیوندی به  اختلاف الکترونگاتیوی بین دو اتم  بستگی دارد. 

وقتی اختلاف الکترونگاتیوی بین دواتم درحدود 67/1 باشد پیوندبین آن دو 50 % یونی و50%   کووالانسی است .بنابراین کمتراز 67/1 رانشانه پیوند کووالانسی وبیشترازاین مقداررانشانه  پیوند یونی درنظر می گیرند .درواقع یک پیوند( به جز مواردی که دواتم سازنده آن یکسان هستند)مقداری خصلت کووالانسی ومقداری خصلت یونی دارد.

پیوند کووالانسی اگر بین دواتم جور هسته ( یکسان ) ایجاد شود توزیع الکترون های پیوندی بین هسته دواتم متقارن خواهد بودو پیوند کووالانسی غیر قطبی تشکیل می شود.واگر بین دو اتم متفاوت تشکیل شود.توزیع الکترون های پیوندی بین هسته دو اتم نا متقارن خواهد شد و  پیوند  کووالانسی  قطبی  تشکیل می شود.

درپیوند های کووالانسی قطبی دراطراف هسته الکترونگاتیو احتمال حضور الکترون (دانسیته الکترونی )بیشتر است ودرنتیجه این اتم دارای مقداری بار منفی (- δ ) شده است.درحالی که اتم دیگر همین مقدار دارای بار مثبت  (+ δ ) گشته است.

 100´(عزم قطبی بین دو یون - A+  B /عزم قطبی اندازه گیری شده  پیوند A-B  )= در صد خصلت یونی یک پیوند

عزم قطبی درحالت یونی ازرابطه       d ´ δ  = µ  به دست می آید. که دراین رابطه d فاصله بین هسته دواتم برحسب سانتی متر و δ  باریون برحسب واحد الکترو استاتیک است ( بار یک الکترون ویا یک پروتون ازنظر قدرمطلق برابر  10-10 ´ 6/4 می باشد.)

لازم به تذکر است واحد عزم قطبی طبق این رابطه برحسب ( esu cm) به دست می آید .وبرای تبدیل آن به واحد دبای بر 18-10  باید تقسیم نمود.

منابع:

http://www.teachmetuition.co.uk/Chemistry/Chemicalstructureandbonding/worked_examples_on




تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:55 | نویسنده : عبدلی |
چرا فرمول نمک طعام به صورت NaCl است و به صورت Na13Cl14 و یا Na14Cl13 و یا Na100Cl100 نیست در حالی که در یک بلور نمک طعام ممکن است بیش از 10 ها اتم از عناصر Na (سدیم) وCl (کلر) وجود داشته باشد. با تشکر فراوان     توسط:ابی

 به جزء جامدات مولكولي كه از تركيبات كووالانسي تشكيل شده اند ودرساختار آن هامولكول قابل تشخيص است وبين مولكول ها نيروهاي واندروالسي وجوددارد . درساير جامدات٬ مولكولي بطور مجزا وجود ندارد .دراين جامدات كوچكترين نسبت بين اتم ها درسلول واحد به عنوان مولكول در نظر گرفته مي شود .  مثلا درسيليس تمامي اتم هاي اكسيژن وسيليسم با پيوند كووالانسي به هم مرتبط هستند . و واحدي به فرمولSiO2  قابل تشخيص نيست . اما از آنجايي كه دريك سلول واحد نسبت بين اتم هاي اكسيژن به سيليسم 2 به 1 است فرمول مولكولي به صورت SiO2 درنظر گرفته مي شود .

 اين مطلب درمورد نمك طعام وساير جامدات يوني نيز همين گونه است .

 در جامدات فلزي كه فقط از يك نوع اتم تشكيل شده است به نوشتن علامت اختصاري فلز بسنده مي شود.

http://kimiagari.blogfa.com/post-98.aspx

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:46 | نویسنده : عبدلی |
ایا ممکن است مولکولی ‍پیوند نا قطبی داشته باشد ولی کل مولکول ان قطبی باشد؟  

 مولکول اوزون ازاین دسته است . O3

همانطور که درشکل زیر ملاحظه می نمایید یکی از پیوند ها که به طریق داتیو بسته شده است اکسیژن هادارای بار قراردادی هستند.اما چون ازنظر الکترونگاتیوی  اتم های شرکت کننده درپیوند یکسان هستند . پیوند ها ناقطبی محسوب می شوند . اما مولکول زاویه دار است .اتم اکسیژن مرکزی دارای جفت الکترون ناپیوندی است . ومولکول قطبی است.

http://kimiagari.blogfa.com/post-84.aspx

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:37 | نویسنده : عبدلی |
در مورد آزمایش چادویک کمی بیشتر توضیح دهید(کشف نوترون)    
 

 چادویک  ورقه نازکی از بریلیم را با ذره های آلفا بمباران کرد ومشاهده نمود که  یک تابش پر انرژی مشابه پرتوی گاما توسط فلزنشر می شود .این ذره ازنظر الکتریکی خنثی وجرم آن اندکی بیش از جرم پروتون است این ذره را نوترون نامید .

  

 به این ترتیب مشکل  جرم های اتمی حل شد .

   عمر نوترون آزاد حدود 750 ثانیه وتلاشی آن یک پروتون ویک الکترون پدید می آورد. گشتاور مغناطیسی نوترون  91/1 B.M   است وبا اتم های دارای الکترون جفت نشده برهم کنش دارد .

  نوترون هاپرتابی های مهم بخصوصی هستند  زیرا بارالکتریکی ندارند وبنابراین به وسیله بارمثبت هسته های هدف رانده نمی شوند . مخلوطی ازبریلیم ویک گسیل کننده  الفا مانند   ۲۲۲Rn  چشمه نوترون مناسبی است.

http://kimiagari.blogfa.com/post-84.aspx

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:29 | نویسنده : عبدلی |
جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الکترون را اندازه گیری کرد؟ 

به کمک یک لامپ مولداشعه کاتدی میتوان دریافت که اشعه کاتدی ازجنس الکترون است واگر درمسیر حرکت اشعه کاتدی مانعی که روزنه ریزی دارد قراردهیم متوجه می شویم که الکترونها درغیاب میدان مغناطیسی والکتریکی به خط مستقیم حرکت می کنند. ودربرخورد با صفحه مقابل    نقطه b راروشن می کند.

الکترون هاچون دارای بار منفی هستند در حال حرکت یک جریان الکتریکی به وجود می آورند.  میدان مغناطیسی وجریان الکتریکی تاثیر متقابلا بریکدیگر می گذارند. حال اگر یک الکترون با بار e وجرم m با سرعت vوارد یک میدان مغناطیسی گردد. در جهتی عمود برجهت میدان مغناطیسی ودریک مسیر منحنی باشعاع r حرکت می کند  ودربرخورد با صفحه مقابل به نقطه a برخورد می کند. به این طریق می توان شعاع r را بااندازه گیری فاصله دونقطه aوb بدست آورد.

نیروی مغناطیسی وارد به الکترون برابر HeV خواهد بود .  که H شدت میدان مغناطیسی و  e  وV  بار و سرعت حرکت الکترون است . شتاب الکترون برروی منحنی به شعاع r  برابر

  V2 / r     خواهد بود .  درنتیجه خواهیم داشت .  

                      HeV  = mV2/ r         ویا ←         (e/m = V / Hr  )

اگر الکترون ( اشعه کاتدی ) را  فقط  از  میدان الکتریکی عبور دهیم  . الکترون ها که دارای بار منفی هستند  درمیدان الکتریکی مسیر سهمی شکلی می پیمایند وبه سمت قطب مثبت منحرف می شوند.بنابراین  در نقطه c  با صفحه مقابل برخورد می کنند. نیروی میدان الکتریکی برابر   Ee  خواهد بود . (E شدت میدان الکتریکی  می باشد. ) .

 با این توضیحات حال اگر الکترون یعنی همان اشعه کاتدی را هم زمان تحت تاثیر میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی عمود برهم قرار دهیم به طوری که نیروی میدان الکتریکی را ثابت اختیار نموده ونیروی میدان مغناطیسی را آن قدر تغییر دهیم تا اثر یکدیگر را خنثی نمایند یعنی اشعه کاتدی به  نقطه b برخورد نماید دراین حالت نیروی میدان مغناطیسی والکتریکی با هم برابر خواهد شد .

به عبارتی         HeVEe با ساده نمودن این رابطه نتیجه می شود  . V = E/H  به جای V دررابطه بالا مقدارقرار می دهیم درنتیجه 

  e/m = E/H2r

 که دراین رابطه  E را که به دلخواه وثابت قرارداده بودیم . r و H  قابل اندازه گیری هستند . پس مقدار  e/m  اندازه گیری می شود .



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:26 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول شیمی 2 و آزمایشگاه راجع به طیف نشر و موارد مربوطه توضیحی بدید
من مفهوم اساسی پرتو-X
رو هم که بی مقدمه در کتاب گفته بود را نگرفتم! ممنون می شم اگه پاسخ بدید


اگر گاز یا بخار مواد شیمیایی راتوسط یک قوس الکتریکی  یا جرقه الکتریکی ویاشعله چراغ بونزن گرم کنیم  نور ازآنها منتشر می شود .اگر شعاعی ازاین نور راتوسط منشور تجزیه کنیم  یک طیف خطی به دست می اید

این طیف بیوسته نیست، بلکه مرکب از خطوطی بارنگ های مختلف است که هر خط نشان دهنده طول موج با انرژی معینی است.  هرعنصر دارای طیف خطی ویژه ای است. 0( به پست  مراجعه کنید   http://kimiagari.blogfa.com/post-17.aspx  )

 

اگر چه بین طیف های خطی عناصر مختلف شباهت هایی وجوددارد ، ولی هرطیف منحصر به فرداست (مانند اثر انگشت اشخاص).

براساس نظریه بوهر، طیف نشری اتم ها مورد مطالعه ناشی از انتقالات الکترونی دراتم است. انتقال الکترون ازیک حالت انرژی بالا به یک حالت انرژی پایین تر منجر به آن می شود ، که این اختلاف انرژی به صورت یک کوانتوم نور صادر شود.

برطبق نظر بوهر الکترون هیدروژن فقط درمدارهای کروی معین که به طور متحدالمرکز دور هسته قرار دارند حرکت می کند. این مدارها تابع یک محدودیت کوانتومی است، بدین معنی که اندازه حرکت (مومنتوم mvr  )  زاویه ایی یک الکترون دریک مدار ) که درآن  mجرم الکترون و vسرعت الکترون وr شعاع مدار است ) باید مضرب صحیحی از مقدار  h/2η باشد.

 N= 1  2  3  4   ….                         .                    η mvr=nh/2

بنابراین یک الکترون درهر مداری که حرکت می کند . دارای انرژی معینی است که ازمشخصات آن مدار است .تا زمانی که الکترون روی مدار معینی است نه انرژی می گیرد ونه انرژی می دهد.

به طور کلی اشعه -X همان امواج الکترومغناطیس است با این تفاوت که تعداد فرکانس های آن در ثانیه زیادتر از نور معمولی است . به عبارت دیگر طول موج اشعه X- خیلی کوتاهتراز طول موج نور معمولی است وبه همین دلیل این اشعه قادراست به درون بسیاری از اجسامی که نور معمولی را از خود عبور نمی دهند نفوذ نماید .

    مزلی با قراردادن عناصر مختلف به عنوان هدف دریک لامپ مولد اشعه کاتدی که رونتگن برای تولید اشعه –X  بکار برده بود .به عدداتمی عناصر پی برد .

 

 

 

  مطالعه طیف های حاصل از اشعه –X عناصر مختلف نشان می دهد که اشعه –Xحاصل از هرعنصر   دونوع طیف دارد.

1-   یک طیف بیوسته:  که درانتهای طول موج کوتاهتر قرارگرفته وتشکیل آن به سرعت بر خورد الکترون های اشعه کاتدی با هدف (عنصر ) بستگی دارد.

طیف خطی که از چندخط تشکیل شده ومشخص کننده عنصری است که هدف قرارگرفته وتنها این نوع طیف است که دراین بحث اهمیت دارد مزلی طیف خطی اشعه- X عناصر شناخته شده درزمان خودرا از عدداتمی 13 تا عدداتمی 79 را مورد بررسی قرارداد ونتیجه گرفت که همگی دارای  الگوی خطی هستند  . ولی باافزایش عدداتمی  ، طول موج طیف عنصر مربوطه کوتاهتر می شود .



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:23 | نویسنده : عبدلی |
سلام با تشکر از سایت بسیار خوبتون.راستش برای من یه سوالی پیش اومده نمیدونستم باید کجا سوالمو مطرح کنم که خواستم همین جا ازتون بپرسم از نظر تئوری در مورد اعداد کانتمی قانع شدو اما اصلا نمیتونم ساختار اون رو به طور دقیق مجسم کنم .بیشتر سوال من در مورد اوربیتال هست و تجسم اینکه زیر لایه ی اس کروی و زیر لایه ی پی دمبلی است.درست متوجه شدم که وقتی میگن زیر لایه ی اس کرویه یعنی تو اون کره 2 تا الکترون هست؟اگه میشه در این مورد تصویری از اتم رو به من معرفی یا در صورت امکان برام میل کنید؟با تشکر

دوست عزیزم اوربیتال به طور کلی فضایی (احتمال حضورالکترون) است که درنتیجه حرکت الکترون به دور هسته اشغال می شود .

شکل این فضا(مجازی) ومکان آن نیز توسط حرکت الکترون مشخص می شود که بکمک معادله های ریاضی ( شرودنیگر )  قابل رویت می شود . اگر الکترونی نباشد اوربیتالی نیز وجود نخواهد داشت . الکترون برمبنای فاصله اش از هسته (انرژی) امکان حرکت به شکل های مختلفی به دورآن راپیدا می کند .

هرچه فضای دراختیار الکترون بزرگتر باشد(فاصله از هسته بیشتر) تنوع حرکت الکترون بیشتر خواهد شد ودرضمن گنجایش آن بیشتر والکترون بیشتری دران فضا به شکل های مختلف می توانند حرکت نمایند اماحرکت آنها طوری تنظیم می شود که ممانعتی برای هم ایجاد نمی کنند  ، مانند حرکت کرات  به دور خورشید وقمرها که به دور کرات می چرخند یک مجموعه می سازند .

دریک اتم بزرگ مجموعه ایی ازفضاهای مجازی(اوربیتال ها ) نظیر آنچه در زیر می بینید طوری در هم ادغام شده اند که هسته در میان آن ها قرار گرفته ودر هر کدام حداکثر دو الکترون در

حال حرکت است .

ضمنی که درکل حرکت الکترون ها یک فضای نسبتا کروی دراطراف هسته ایجاد می کند.

http://kimiagari.blogfa.com/

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 21:18 | نویسنده : عبدلی |

در سال 1920 رادرفورد اظهار داشت که پروتون درون هسته ممکن است داراي يک الکترون باشد .در چنين صورتي اين الکترون چنان محکم به آن بسته شده است که يک ذره ي خنثي ايجاد کرده است. رادرفورد حتي براي اين ذره‌ي فرضي نام نوترون (به معناي خنثي) راپيشنهاد کرد . تحقيق در يافتن نوترون تا سال 1932 به دو دليل نامؤفق ماند .اول آنکه دانشمندان نمي توانستند ماده ي طبيعي بيابند که گسيل کننده ي نوترون باشد و ديگر آنکه روش هايي که براي آشکارسازي ذرات اتمي به کار برده مي شد ، همگي به آثار بار الکتريکي ذرات بستگي داشت.

در سال 1930 بث و بکر دريافتند که وقتي نمونه هايي از بور يا بريليم با ذرات آلفا بمباران شوند، تابش هايي از آنها گسيل مي شود که در آن وقت به نظر مي رسيد که از نوع پرتوهاي گاما هستند زيرا اين پرتوها فاقد بار الکتريکي بودند . فردريک ژوليو و ايرن کوري به بررسي جذب تابش مذکور در پارافين پرداختند(پارافين ماده ي غني از هيدروژن است) . آنها دريافتند که تابش حاصل ا زبريليم وقتي به پارافين برخورد مي کند، تعداد بسياري هسته ي هيدروژن (پروتون) از پارافين مي راند .چادويک به مطالعه ي انرژي پروتون هاي رانده شده پرداخت و بر اساس قوانين پايستگي و اندازه حرکت در فيزيک کلاسيک ، اين فرض را بنا نهاد که ماهيت تابش حاصل از بمباران بريليم نوتروني است که بار صفر و جرم برابر يک دارد . به عبارت ديگر وقتي بريليم با ذره ي آلفا بمباران شود ، واکنش هسته اي صورت مي گيرد و نوترون توليد مي‌شود:

 

وقتي نوترون ها به درون پارافين راه مي يابند، گاه و بي گاه با هسته هاي هيدروژن برخوردهاي رودرو پيدا مي کنند و به دليل يونشي که ايجاد مي کنند پروتون هايي پس زده مشاهده مي شود . چنين نوترون هايي بنا به فرض چادويک به علت آنکه بار الکتريکي ندارند مي توانند در اجزاي ماده ي متراکمي همچون سرب نفوذ کنند بدون آنکه انرژي خود را از دست بدهند .

از سال 1932 به بعد درباره ي خواص و برهم کنش بين نوترون ها و اتم ها پژوهش هاي بسياري به عمل آمده و شاخه اي به نام فيزيک نوتروني بوجود آمد . فيزيک نوتروني با توليد نوترون ها ، آشکارسازي آنها و برهم کنش آنها با هسته هاي اتمي و با ماده ي توده اي سروکار دارد .اين پژوهش ها در ميان پژوهش هاي ديگر به کشف شکافت هسته اي انجاميد .

منبع: http://www.knowclub.com/question/?p=75



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 19:59 | نویسنده : عبدلی |
آب خالص ماده‌اي است بي‌رنگ، بي‌بو و بدون طعم. فرمول شيميايي آب H2O است، يعني هر مولكول آب از اتصال دو اتم هيدروژن به يك اتم اكسيژن ساخته شده است. نكته‌اي كه بايد در نظر داشت آن است كه عنصر هيدروژن همانند بسياري ديگر از عنصرهاي طبيعت ايزوتوپ‌هايي دارد كه عبارتند از H ۲ كه با D دوتريم و H ۳كه با T تريتيم نمايش مي‌دهند. براي آشنا شدن با تفاوت اين ايزوتوپ ها بهتر است يك بار ديگر ساختار اتم را به يادآوريم.

ساختار اتماتم كوچكترين بخش سازنده يك عنصر شيميايي است كه هنوز هم خواص شيميايي آن عنصر را دارد. خود اتم ها از سه جزء ساخته شده اند: الكترون، پروتون و نوترون. پروتون و نوترون در درون هسته اتم قرار دارد و الكترون به دور هسته اتم مي‌گردد. الكترون بار منفي و جرم بسيار كمي دارد. پروتون بار مثبت و نوترون بدون بار است. جرم پروتون و نوترون برابر و حدود ۱۸۷۰ بار سنگين تر از الكترون است، بنابر اين بخش عمده جرم يك اتم درون هسته آن قرار دارد. ايزوتوپ: ايزوتوپ به صورت‌هاي گوناگون يك عنصر گفته مي‌شود كه جرم آنها با هم تفاوت داشته باشد. تفاوت ايزوتوپ‌هاي مختلف يك عنصر از آنجا ناشي مي‌شود كه تعداد نوترون‌هاي موجود در هسته آنها با هم تفاوت دارد.

البته تعداد پروتون‌هاي تمام اتم‌هاي يك عنصر از جمله ايزوتوپ ها با هم برابر است. براي مثال عنصر هيدروژن داراي سه ايزوتوپ است: H هيدروژن كه در هسته خود فقط يك پروتون دارد، بدون نوترون. H ۲يا D دوتريم كه در هسته خود يك پروتون و يك نوترون دارد و H ۳ يا H تريتيم كه يك پروتون و دو نوترون دارد. از آنجايي كه خواص شيميايي يك عنصر به تعداد پروتون‌هاي هسته مربوط است، ايزوتوپ‌هاي مختلف در خواص شيميايي با هم تفاوت ندارند، بلكه خواص فيزيكي آنها با هم متفاوت است. عمده هيدروژن‌هاي طبيعت H يا هيدروژن معمولي است و فقط ۰۱۵۰ درصد آن را دوتريم تشكيل مي‌دهد، يعني از هر ۶۴۰۰ اتم هيدروژن، يكي دوتريم است. حال در نظر بگيريد كه به جاي يك اتم هيدروژن معمولي در مولكول آب H2O اتم D بنشيند. آن وقت مولكول HDO به وجود مي‌آيد كه به آن آب نيمه سنگين مي‌گويند. اگر جاي هر دو اتم هيدروژن، دوتريم بنشيند، D2O به وجود مي‌آيد كه به آن آب سنگين مي‌گويند. خواص فيزيكي آب سنگين تا حدودي با آب سبك يا آب معمولي تفاوت دارد.با توجه به جانشيني D به جاي H در آب سنگين، انرژي پيوندي پيوند‌هاي اكسيژن هيدروژن در آب تغيير مي‌كند و در نتيجه خواص فيزيكي و به ويژه خواص زيست شناختي آب عوض مي‌شود.

تاريخچه توليد آب سنگين والتر راسل در سال ۱۹۲۶ با استفاده از جدول تناوبي «مارپيچ» وجود دو تريم را پيش بيني كرد. هارولد يوري يكي از شيميدانان دانشگاه كلمبيا در سال ۱۹۳۱ توانست آن را كشف كند. گيلبرت نيوتن لوئيس هم در سال ۱۹۳۳ توانست اولين نمونه از آب سنگين خالص را با استفاده از روش الكتروليز تهيه كند. هوسي و هافر نيز در سال ۱۹۳۴ از آب سنگين استفاده كردند و با انجام اولين آزمون‌هاي رديابي زيست شناختي به بررسي سرعت گردش آب در بدن انسان پرداختند.

توليد آب سنگين: در طبيعت از هر ۳۲۰۰ مولكول آب يكي آب نيمه سنگين HDO است. آب نيمه سنگين را مي‌توان با استفاده از روش‌هايي مانند تقطير يا الكتروليز يا ديگر فرآيندهاي شيميايي از آب معمولي تهيه كرد. هنگامي كه مقدار HDO در آب زياد شد، ميزان آب سنگين نيز بيشتر مي‌شود زيرا مولكول‌هاي آب هيدروژن‌هاي خود را با يكديگر عوض مي‌كنند و احتمال دارد كه از دو مولكول HDO يك مولكول H2O آب معمولي و يك مولكول D2O آب سنگين به وجود آيد. براي توليد آب سنگين خالص با استفاده از روش‌هاي تقطير يا الكتروليز به دستگاه‌هاي پيچيده تقطير و الكتروليز و همچنين مقدار زيادي انرژي نياز است، به همين دليل بيشتر از روش‌هاي شيميايي براي تهيه آب سنگين استفاده مي‌كنند.

كاربرد‌هاي آب سنگين
آب سنگين در پژوهش‌هاي علمي در حوزه‌هاي مختلف از جمله زيست شناسي، پزشكي، فيزيك و... كاربردهاي فراواني دارد كه در زير به چند مورد آن اشاره مي‌كنيم.
طيف سنجي تشديد مغناطيسي هسته: در طيف سنجي تشديد مغناطيسي هسته NMR هنگامي كه هسته مورد نظر ما هيدروژن و حلال هم آب باشد از آب سنگين استفاده مي‌كنند. در اين حالت چون سيگنال‌هاي اتم هيدروژن مورد نظر با سيگنال‌هاي اتم هيدروژن آب معمولي تداخل مي‌كند، مي‌توان از آب سنگين استفاده كرد، زيرا خواص مغناطيسي دوتريم و هيدروژن با هم تفاوت دارد و سيگنال دوتريم با سيگنال‌هاي هيدروژن تداخل نمي‌كند.

كند كننده نوترون
آب سنگين در بعضي از انواع رآكتورهاي هسته‌اي نيز به عنوان كند كننده نوترون به كار مي‌رود. نوترون‌هاي كند مي‌توانند با اورانيوم واكنش بدهند.از آب سبك يا آب معمولي هم مي‌توان به عنوان كند كننده استفاده كرد، اما از آنجايي كه آب سبك نوترون‌هاي حرارتي را هم جذب مي‌كنند، رآكتورهاي آب سبك بايد اورانيوم غني شده اورانيوم با خلوص زياد استفاده كنند، اما رآكتور آب سنگين مي‌تواند از اورانيوم معمولي يا غني نشده هم استفاده كند، به همين دليل توليد آب سنگين به بحث‌هاي مربوط به جلوگيري از توسعه سلاح‌هاي هسته‌اي مربوط است.

رآكتورهاي توليد آب سنگين را مي‌توان به گونه‌اي ساخت كه بدون نياز به تجهيزات غني سازي، اورانيوم را به پلوتونيوم قابل استفاده در بمب اتمي تبديل كند. البته براي استفاده از اورانيوم معمولي در بمب اتمي مي‌توان از روش‌هاي ديگري هم استفاده كرد. كشورهاي هند، اسرائيل، پاكستان، كره شمالي، روسيه و آمريكا از رآكتورهاي توليد آب سنگين براي توليد بمب اتمي استفاده كردند.با توجه به امكان استفاده از آب سنگين در ساخت سلاح هسته اي، در بسياري از كشورها دولت توليد يا خريد و فروش مقدار زياد اين ماده را كنترل مي‌كند. اما در كشورهايي مثل آمريكا و كانادا مي‌توان مقدار غير صنعتي يعني در حد گرم و كيلوگرم را بدون هيچ گونه مجوز خاصي از توليد كنندگان يا عرضه كنندگان مواد شيميايي تهيه كرد. هم اكنون قيمت هر كيلوگرم آب سنگين با خلوص ۹۸۹۹درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتني است بدون استفاده از اورانيوم غني شده و آب سنگين هم مي‌توان رآكتور توليد پلوتونيوم ساخت. كافي است كه از كربن فوق العاده خالص به عنوان كند كننده استفاده شود از آنجايي كه نازي‌ها از كربن ناخالص استفاده مي‌كردند، متوجه اين نكته نشدند در حقيقت از اولين رآكتور اتمي آزمايشي آمريكا سال ۱۹۴۲ و پروژه منهتن كه پلوتونيوم آزمايش ترينيتي و بمب مشهور «Fat man» را ساخت، از اورانيوم غني شده يا آب سنگين استفاده نمي‌شد.

آشكارسازي نوترينورصد خانه نوترينوي سادبري در انتاريوي كانادا از هزار تن آب سنگين استفاده مي‌كند. آشكار ساز نوترينو در اعماق زمين و در دل يك معدن قديمي كار گذاشته شده تا مئون‌هاي پرتو‌هاي كيهاني به آن نرسد. هدف اصلي اين رصدخانه يافتن پاسخ اين پرسش است كه آيا نوترينوهاي الكترون كه از همجوشي در خورشيد توليد مي‌شوند، در مسير رسيدن به زمين به ديگر انواع نوترينوها تبديل مي‌شوند يا خير. وجود آب سنگين در اين آزمايش‌ها ضروري است، زيرا دوتريم مورد نياز براي آشكارسازي انواع نوترينوها را فراهم مي‌كند.

آزمون‌هاي سوخت و ساز در بدناز مخلوط آب سنگين با ۱۸O H2 آبي كه اكسيژن آن ايزوتوپ ۱۸O است نه ۱۶O براي انجام آزمايش اندازه گيري سرعت سوخت و ساز بدن انسان و حيوانات استفاده مي‌شود. اين آزمون سوخت و ساز را معمولا آزمون آب دوبار نشان دار شده مي‌نامند.

توليد تريتيم
هنگامي كه دوتريم رآكتور آب سنگين يك نوترون به دست مي‌آورد به تريتيم ايزوتوپ ديگر هيدروژن تبديل مي‌شود. توليد تريتيم به اين روش به فناوري چندان پيچيده‌اي نياز ندارد و آسان تر از توليد تريتيم به روش تبديل نوتروني ليتيم ۶ است. تريتيم در ساخت نيروگاه‌هاي گرما هسته‌اي كاربرد دارد.

منبع:http://www.baztab.com/news/46652.php



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 19:58 | نویسنده : عبدلی |

عنصرهاى مصنوعى

شايد نكته بسيار مهمى كه جدول هاى اوليه براى شيميدانان آشكار ساختند آن بود كه عنصرهاى ناشناخته اى وجود دارد كه بايد كشف شود. با آغاز قرن بيستم، فيزيكدانان دريافتند كه قسمت عمده اى از باور هاى آنان در مورد ساختار اتم نادرست است.

با دانستن آنكه كجا بايد به دنبال عنصر هاى جديد بود، كشف عنصر هاى طبيعى شتاب گرفت. بعد از آنكه تئورى هاى دقيقى در مورد ساختار هسته اتم ها ارائه شد، امكان ساختن عنصرهاى «مصنوعى» يا سنتزى به وسيله بمباران كردن فلز ها با جريان انرژى مطرح شد. با افزودن نوترون ها، كه از لحاظ الكتريكى خنثى هستند، تغيير در خواص شيميايى عنصر ها پيش نمى آيد، بلكه اين كار فقط باعث سنگين تر شدن عنصر مى شود.

اما همان طور كه اتم سنگين تر مى شود، از پايدارى آنها كم مي شود و به عبارت بهتر راحت تر شكسته مى شوند. با انجام اين فرآيند، نوترون و انرژى به محيط اطراف گسيل مى شوند. با اين همه، قسمت عمده پروتون ها، نوترو ن ها و الكترون ها باقى مانده و خود را به صورت عنصر هاى سبك تر سازماندهى مى كنند.

دستاوردهاى جديد

در فوريه ۲۰۰۴ دانشمندان آزمايشگاه ملى لارنس ليورمور و موسسه الحاقى پژوهش هاى هسته اى ( JINR ) در روسيه به پيشرفت هاى جديدى در مورد نحوه رفتار اتم ها هنگام بمباران شدن دست يافتند و دو عنصر جديد توليد كردند. اولين عنصرى كه به اين روش كشف شد، عنصر ۱۱۵ بود كه هنگام بمباران كردن امريسيم به وسيله گونه اى از كليسم راديواكتيو به وجود مى آيد. امريسيم فلزى است كه در آشكار ساز هاى دود به كار مى رود.

با انجام اين كار چهار اتم به وجود آمدند كه پس از گذشت ۹۰ هزارم ثانيه به دومين عنصر جديد يعنى عنصر ۱۱۳ تبديل مى شوند. اين چهار اتم ۲/۱ ثانيه دوام آورده و پس از واپاشى به اتم هاى سبكترى تبديل مى شوند كه دانشمندان پيشتر آنها را كشف كرده بودند. معمولاً عنصر هاى مصنوعى طول عمر كمى دارند، زيرا تعداد زياد پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم باعث مى شوند كه ذاتاً ناپايدار شوند.

اكنون برمى گرديم به نام عجيب اين عنصر ها. انجمن بين المللى شيمى محض و كاربردى چندين سال قبل تصويب كرد كه براى عنصر هاى جديد بايد نام هايى برگزيد كه از لحاظ فرهنگى بى طرف باشد. براى تحقق اين امر، از پيشوند هاى لاتين عدد اتمى عنصر ها استفاده مي شود. از اين رو عدد ۵ و ۱ و ۱ به صورت « un,un,pent» خوانده مى شود. پسوند « ium » كه در پايان نام عنصر مى آيد، بيانگر آن است كه اين عنصر فلز است.

خلاصه آن كه اهميت كشف عنصر هاى ۱۱۵ و ۱۱۳ بيشتر از افزايش تعداد عنصر هاى شناخته شده است. مودى از آزمايشگاه ليورمور مى گويد: «اين كشف ها ما را قادر مى سازد تا اصول بنيادين شيمى را گسترش دهيم. از شيمى جديد، مواد جديد و فناورى هاى نو به وجود مى آيد

تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 19:52 | نویسنده : عبدلی |
ساختار بلور

تمام مواد جامد بلوری هستند .بلور به عنوان جسم سختی تعریف می شود که واحدهای تکراری دارد.آرایش این واحد ها با پیوند بین ذرات معین می شود .بنابراین پیوند در بلور تا حدی خواص بلور رامعین می کند.

 تبلور هرماده ٬ طبق آرایش خاصی صورت می گیرد .ساده ترین واحد تکراری دراین آرایش ٬  سلول واحد نامیده می شود.

 بین سلول واحد و شکل بلور رابطه ای وجوددارد بر اساس شکل های خارجی آنها به هفت دستگاه بلور طبقه بندی می شوند. گاهی بیش از یک نوع سلول واحد باشکل یکسان وجوددارد.مثال سه نمونه سلول واحد مکعبی٬ ساده مکعبی مرکز پر (bcc  ) ومکعبی مراکز وجوه پر ( fcc )  وجود دارد. شایان ذکر است که نام دیگر مکعبی مراکز وجوه پر(  fcc ) ٬ مکعبی فشرده (ccp )  می باشد. .به آرایش سلول های واحد ٬  که دریک آرایش هندسی معین بارها تکرار می شود ٬  شبکه فضایی می گویند . لازم به تذکر است که شبکه های فضایی وسلول های واحد هیچ گونه واقعیت فیزیکی ندارند. مدل های ذهنی هستند که به نمایش  ساختار بلور کمک می کنند. 

برای پی بردن به فشردگی  یک سلول واحد می توان تعداد اتم یا یونی راکه درهر سلول واحد وجود دارد محاسبه نمود .سهم هر سلول واحد از اتم یا یونی که درمیان سلول قرارمی گیرد چون با هیچ سلول دیگری مشترک نیست (  1 ) و سهم هرسلول ازاتم یا یونی که در وجوه آن قرارمی گیرد چون بایک سلول دیگر مشترک است (2/1)وسهم هرسلول از اتم یا یونی که درگوشه های سلول قرار دارد چون بین هشت سلول دیگر به طور مشترک قرارگرفته ( 8/1 ) باید درنظر گرفت.

باکلیک برروی هریک از شبکه های بلوری بهتر می توانید به این موضوع پی ببرید.



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 18:51 | نویسنده : عبدلی |
تئوری بور ولايه های الکترونی

الکترون های يک اتم با جذب انرژی از يک قوس الکتريکی يا جرقه الکتريکی ، به تراز های انرژی بالاتر می جهند و به اصطلاح برانگيخته می شوند .هنگامی که اين الکترون به مدار پايين تر بر می گردد ،مقدارمعينی انرژی متناسب با تفاوت انرژی دو مدار منتشر می کند. که اين انرژی تابشی و فرکانس مشخصی داشته و خط طيفی معينی توليد می کند .هرچه انتقال الکترون به لايه درونی ترباشد، انرژی بيشتر و طول موج کوتاهتری خواهد داشت.

چون اتم های مختلف از لحاظ حجم ،بارهسته، تعداد الکترون ها وغيره با هم تفاوت دارند خطوط طيفی هر عنصر منحصر به آن عنصر است(مانند اثر انگشت ) .

طبق فرضيه پلانک انتشار نور به صورت پيوسته نيست و بورنشان داد که تفاوت انرژی مدارها با انرژی جذب شده به هنگام برانگيخته شدن اتم برابر می باشد .فرضيه بور اين بود که الکترونهای  موجود در يک اتم فقط انرژی را به صورت  تعداد صحيحی از فوتونها (کوانتوم) جذب يا نشرکنند.

برای درک بيشتر اين مطلب و ديدن طيف اتم هيدروژن دراينجا کليک کنيد.



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 18:38 | نویسنده : عبدلی |

الکتروليز

فرايندی که طی آن انرژی الکتريکی تبديل به انرژی شيميايی می شود،را الکتروليز می گويند . اين پديده درسلولی به نام سلولهای الکتروليتی انجام می گيرد.وشامل دوالکترود است که هريک توسط يک رشته سيم رسانا به يک قطب باتری  متصل شده اند ودرمحلول الکتروليت مناسب قرار می گيرند .

واکنشی که درسلول الکتروليتی انجام می گيرد انرژی خواه بوده ودرنتيجه محتوای انرژی فراورده بالاترازواکنش دهنده ها می باشد .باتری قرارگرفته درمدار نقش يک پمپ الکترون راداردکه با صرف کارالکتريکی ،الکترون را از آند گرفته ودراختيار کاتد قرار می دهد.

بايد درنظر داشته باشيد که :

۱ـ در کاتد همواره عمل کاهش صورت می گيرد با اين تفاوت که درسلولهای گالوانی نقش قطب مثبت داشته، اما در سلولهای الکتروليتی به قطب منفی مولد متصل می شود .

۲ـ درآند که همواره عمل اکسايش انجام می گيرد درسلول گالوانی نقش قطب منفی را دارد در حالی که درسلول الکتروليتی بايد به قطب مثبت متصل شود.

ازالکتروليزبرای آبکاری بافلز،تصفيه فلزها،استخراج فلز،تجزيه مواد ....استفاده می شود .

با کلیک در  اینجا می توانید چند  آزمايش جالب انجام دهید.



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 18:27 | نویسنده : عبدلی |

آرایش الکترونی اتم ها

به کمک آرایش الکترونی یک اتم می توان  خواص فیزیکی وشیمیایی آن عنصررا پیش بینی نمود.

 الکترون هابه ترتیب افزایش انرژی دراوربیتال هاقرارمی گیرند.(طبق اصل آفبا = اصل بناگذاری ).

 دیاگرام زیراوربیتال ها رابه ترتیب انرژی نشان می دهد. هرچه الکترون به هسته نزدیک تر

می شود درسطح انرژی کمتری قرار می گیرد. به عبارتی برای جدا سازی آن ازاتم انرژی بیشتری

 نیاز است.( طبق تعریف مقدار انرژی اتم منفی است)

انرژی یک اوربیتال تحت تاثیر عوامل زیر قرارمی گیرد.                                                

1- اثر بار هسته : باافزایش پروتون ( Z ) در هسته جاذبه بین الکترون وهسته افزایش می یابد .

2- اثر حائلی : الکترون های درونی که بین هسته والکترون های بیرونی قرار می گیرند به طور

 نسبی اثر جاذبه هسته بر روی این الکترون هارا کاهش می دهند. وهم چنین الکترون هایی که

در یک زیر لایه قرار می گیرند تا حدودی حایل یکدیگر بوده واز جاذبه هسته می کاهند به طور

کلی باتوجه به اثر حائلی ٬باری که هر اتم ازطرف هسته احساس می کند بار موثر هسته ( *Z)

می نامند. که مسلما همیشه کمتر از بار هسته ( Z ) می باشد.

 3- اثر الکترون اضافی : الکترون دوم انرژی اوربیتال را٬ افزایش می دهد به مثال زیر توجه نمایید.                                        انرژی اوربیتال      H=  -1311kj mol-1               1s                                                         انرژی اوربیتال      He =  -2372 kj mol-1          1s

                                                انرژی اوربیتال      He +=  -5250 kj mol-1         1s

4- اثر شکل اوربیتال :  قدرت نفوذ الکترون در اوربیتال       s > p > d > f می باشد . اوربیتال 

 s بعلت شکل کروی که دارد تا نزدیکی هسته می تواند نفوذ کند ودرنتیجه جاذبه هسته برروی

الکترون های این اوربیتال بیشتراست درحالی که سایر  اوربیتال ها دارای صفحه گرهی می باشند

که چگالی الکترون درآن صفر است والکترون هرگز به اندازه الکترون s نمی تواند به هسته

 نزدیک شود. درنتیجه این اثر٬ سطح انرژی اصلی  به دو یاچند زیر لایه (اوربیتال های ٬٬ f )

 شکافته می شود. مثلا لایه سوم( 3= n )  دارای زیر لایه های    3s  و 3p  و 3dمی باشد .

s که کروی است دارای فقط یک اوربیتال و p که دمبلی شکل است . درسه جهت محورمختصات

 گسترش می یابد .ودارای سه اوربیتال(   px ٬ py ٬ pz )  می باشد.

d که دربین محورهای مختصات نیز نفوذ می کند دارای پنچ اوربیتال وبه همین ترتیب f دارای

 هفت اوربیتال می باشد.        

طبق اصل آفبا آرایش الکترونی اتم ها را به طریق زیر رسم می نماییم :

1- ازپایین ترین سطح انرژی الکترون ها را دراوربیتال ها قرار می دهیم . 1H: 1s1

2- طبق اصل طرد پائولی در هر اوربیتال دوالکترون بااسپین مخالف جای می گیرد.  2He:1s2  

طبق اصل پائولی تعداد اوربیتال ها درهر تراز اصلی از رابطه   (  n 2  ) که درآن  n  شماره تراز

 اصلی است به دست می آید.

3-  طبق اصل هوند اوربیتال های هم انرژی هنگامی زوج می شوند که هرکدام یک الکترون داشته

 باشند. 

   5B  :   1s22s22px1 

        6C :   1s22s22px12py1      

  7N:      1s22s22px12py12pz

    8O :  1s22s22px22py12pz1

        ّ9F:    1s22s22px22py22pz1  

   10Ne   :    1s22s22px22py22pz2

                               تعداد الکترون دراوربیتال 2 3s   سطح انرژی اصلی                       

                                                          نوع اوربیتال    

 4- به طور کلی اوربیتال هایی ابتدا الکترون می پذیرند که مجموع شماره ترازاصلی و عدد

سمتی کوچکتری (   n+l  )   داشته باشند وچنانچه مجموع این دو عدد٬ در دو اوربیتال برابر

 باشد اوربیتالی ابتدا الکترون می پذیرد که شماره ترازاصلی انرژی درآن ( n ) کوچکترباشد. 

 مثال

                                                                     3s:      n+l   =  3+ 0= 3 

                                                                     3P:     n+l   =  3+ 1= 4 

                                                                     3d:     n+1   =  3+ 2= 5

                                                                       4s:     n+l   =  4+ 0= 4 

                                                                       4P:     n+l   =  4+ 1=5

ترتیب پر شدن دراین چند اوربیتال به این ترتیب خواهد بود .

                                               4P  <------ 3d   < ------ 4s  <----- 3P   <----- 3s

اوربیتال ها را معمولا به شکل دایره ویا مربع نشان می دهند .حال اگر اوربیتال ها را به ترتیب

 پر شدن درکنار هم قرار دهیم.جدولی نظیر جدول زیر به وجود خواهد آمد. که همان جدول تناوبی

  عناصر است.

طبق این قاعده می توان آرایش الکترونی بیشتر اتم ها را درحالت پایه به دست آورد.ولی لازم به

 تذکر است این قاعده تقریبی بوده زیرا برمبنای فرضی استوارشده است که همیشه درست نیست. در

بعضی ازعناصر که عدداتمی بالایی دارند ترازهای فرعی به طور منظم پر نمی شوند.وچند مورد

استثنایی مشاهده می شود.

باکلیک دراینجا وانتخاب  عنصر مورد نظر خود به چگونگی آرایش الکترون ها درآن اتم دست

 خواهید یافت.

منابع :

http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/elstructs.html

شیمی عمومی  تالیف اسمیت اسموت پرایس

ساختار اتم هاومولکول ها  دکتر منصور عابدینی



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 18:18 | نویسنده : عبدلی |
ساختار هسته

   ذراتی که اتم را تشکيل می دهند ذرات زير اتمی  می نامند.اين ذرات به دو گروه بزرگ تقسيم می شوند.

 ۱- لیپتونها :که الکترون مشهورترين آنها می باشد

واقعا ذرات بنيادی هستند.

 ۲ـ هادرونها :   هادرونها که ذرات کوچکتر ولی سنگينتراز لیپتونها می باشند ، شامل:

آـ  باريونها :متداولترين باريون  همان پروتونها و نوترونها هستند.

پروتونها و نوترونها بانيروی هسته ای درکنار يکديگر در حجم کوچک هسته قرار می گيرند .

 ب ـ مزون :مهمترين مزونها پيونها و کيونها می باشند.

ذراتی که درهسته اتم جای می گيرند  نوکلئون می ناميم .

درباره ساختار هسته اتم دانشمندان درموارد زير با هم توافق دارند که:

۱ ـ نوکلئونها ( پروتونهاونوترونها ) خاصيتی دارند که متناظر با چرخش اطراف يک محور است . برای مثال ، مشاهدات نشان می دهد پايداری هسته ايی  غيرعادی در حالتی به چشم می خورد که عده پروتونها و يا نوترونها درهسته اتمی برابر با اعداد جادويی : ۲و ۸ و ۲۰ و۲۸ و ۵۰ و۸۲ و ۱۲۶ باشد. اين اعداد دلالت بر لايه های درون هسته ای دارند.

۲ـ درهسته اتم ، الکترون وجود ندارد اما ازهسته گسيل می شود. 

بعضی از اتمها دارای هسته های ناپايدار هستند هسته اين اتمها دچار نوعی تلاشی هسته ای شده واز خود اشعه راديواکتيو ساطع می نمايند و مقدار جزيی از جرم آنها کاسته می شود  ولی انرژی زيادی حاصل می گردد که از رابطه انيشتن می توان آن را محاسبه نمود.                       E = mC2                

    اشعه راديواکتيو بطور عمده شامل:

  ۱ـ اشعه آلفا (α ) که همان هسته اتم هليم می باشد. برای مثال رادون ۲۲۶ در يک تلاشی هسته ايی تبديل به پولونيم ۸۴ و اشعه آلفا می شود .گسيل اشعه آلفا منجر به کاهش  ۲  واحد از عدد اتمی و4 واحد از عدد جرمی  می شود و در ميدان الکتريکی به طرف قطب منفی کشيده می شود.

2ـ اشعه بتا (β) که همان الکترون می باشد نتيجه تبديل يک نوترون به يک پروتون می باشد عدد اتمی را يک واحد افزايش ولی عدد جرمی تغييری نمی نمايد.مثال، کربن ۱۴ درتبديل به نيتروژن  ۱۴  اشعه بتا ساطع می کند.درميدان الکتريکی به طرف قطب مثبت کشيده می شود

۳ـ اشعه گاما(γ) تابش الکترومغناطيسی با طول موج بسيار کوتاه می باشد که براثر تغيير انرژی درونی هسته صورت می گيرد مشابه با طيف خطی است که از گذار الکترون بين لايه های الکترونی حاصل می شود و تغييری در عدد اتمی وعدد جرمی ايجاد نمی شود .پس در ميدان الکتريکی منحرف نمی شود.

برای مشاهده اين رويداد دراینجا کليک کنيد.



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 18:15 | نویسنده : عبدلی |
پرسش هاي شيمي دوم- بخش 1 و 2

1.درستي يا نادرستي جمله هاي زير را مشخص كنيد.

-بخش مرئي طيف نشري خطي اتم هيدروژن مربوط به انتقال هاي الكتروني n=1 به n=2 است.

-در فاصله هاي دورتر از هسته، فاصله ي دو تراز انرژي كم تر مي شود.

-قدرت نفوذ پرتوي گاما از پرتوي آلفا كم تر است.

-برقكافت با مدل اتمي دالتون قابل توجيه است.

-ايزوتوپ هاي يك عنصر خواص شيميايي متفاوت دارند.

-تابش نور از مواد فسفر سانس با قطع منبع نور قطع مي شود.

. به موارد زير پاسخ دهيد:

- بيش ترين تعداد الكترون ها با اعداد كوانتومي  n=3و  l=2  برابر است با .........

- يك  amuبرابر است با ..............

- جهت انحراف پرتوهاي كاتدي در ميدان الكتريكي به سمت ............

- طبق مدل اتمي تامسون بيش ترين جرم اتم مربوط است به ..........

- در آزمايش ورقه ي طلاي را در فورد، برگشت تعداد بسيار اندكي از پرتوهاي آلفا نشان دهنده ي .....

۳. آخرين الكترون اتمي داراي مشخصات زير است:

n=۳ , l=0 ,ml=0, ms=1/2

آرايش الكتروني آن را نوشته و عدد اتمي آن را بدست آوريد.

۴. آرايش الكتروني يون   2+ M   به 3d9 ختم مي شود.

آ. عدد اتمي عنصر M چيست؟ ب. شماره ي دوره و گروه آن را بنويسيد.

۵. جرم اتمي كربن 13C برابر13amuو جرم اتمي كربن12 برابربا   12amuاست و درصد فراواني كربن سنگين تر 10 درصد مي باشد. جرم اتمي متوسط كربن را به دست آوريد.

۶. آخرين الكترون اتمي در تراز انرژي4d3  قرار دارد. اعداد كوانتومي اين الكترون را تعيين كنيد.

۷. اتم هاي زير را بر اساس افزايش انرژي نخستين يونش مرتب كرده ودليل آن را بنويسيد.

15P-  12Mg-   13Al-   14Si

 ۸. آرايش الكتروني گونه هاي زير را بنويسيد.

24Cr+,  30Zn +2   ,38Sr

8. شماره ي گروه و تناوب گونه هاي 17A -2 و 47X را مشخص كنيد.

9. شكل داده شده نمايي از جدول تناوبي است. هر يك از موارد الف تا د مربوط به كدام دسته از عناصر است؟

 9F ,25M ,11Na

از بين سه عنصر زير كدام مربوط به دسته ي (ب) است؟ چرا؟

10. به پرسش هاي زير پاسخ دهيد:

 آ. شعاع يوني كدام گونه بيش تر است؟ چرا؟     و    

ب. انرژي نخستين يونش كدام گونه بيش تر است؟ چرا؟  

11. با توجه به داده هاي جدول زير كدام عنصر در گروه دوم جدول تناوبي قرار دارد؟

يون

A -2

B +2

 +C

- D

آرايش الكتروني لايه ظرفيت

12. پاسخ دهيد:

-     كدام عنصر در زير نفت نگه داري مي شود؟    

-     كدام عنصر شعاع اتمي كم تري دارد؟             

-     كدام عنصر يك هالوژن است؟                      

-     انرژي نخستين يونش كدام عنصر كم تر است؟  

 

13. با توجه به جدول زير كه بخشي از جدول تناوبي است، كدام دو عنصر داراي بيش ترين و كم ترين خصلت فلزي هستند؟

N

C

B

P

Si

Al

As

Ge

Ga

 

 

14. عناصر  ،  و  را بر حسب افزايش الكترونگاتيوي مرتب كنيد. ( با ذكر دليل)

15. هر مورد از ويژگي هاي كدام گروه جدول تناوبي است؟

-     اين نافلزات 6 الكترون در لايه ي آخر خود دارند.

-     در آزمايشگاه معمولاً همه ي فلزات اين گروه را در زير نفت نگه داري مي كنند.

-     عنصرهاي اين گروه واكنش پذيرترين نافلزات هستند.

-     در اين عنصرها تراز d در حال پر شدن است.

 

16. پاسخ دهيد:

-     كدام واكنش پذيري بيش تري دارد؟ چرا؟    يا

-     كدام فلز قليايي خاكي است؟     يا

-     كدام شبه فلز است؟          يا

 

13

2

1

 

B

A

 

D

 

C

17. با توجه به جدول:

آ. نخستين انرژي يونش اتم هاي A و B را با يكديگر مقايسه كنيد.

ب. در بين عناصر داده شده كدام الكترونگاتيوي كم تر دارد؟ چرا؟

 

 

18.  در عبارت هاي زير بر روي واژه ي نادرست خط بكشيد:

-     در يك دوره از چپ به راست ، انرژي نخستين يونش عنصر ها (كاهش / افزايش) مي يابد.

-     الكترونگاتيوي عنصرها از چپ به راست در يك دوره از جدول افزايش / كاهش مي يابد.

-     ژرمانيم عنصر اصلي دسته ي  است.

19. با در نظرگرفتن جدول:  

آرايش الكتروني لايه آخر

آرايش الكتروني لايه آخر

شعاع اتمي (pm)

155

190

235

248

267

شعاع يوني (pm)

60

95

133

148

169

انرژي نخستين يونش

520

496

419

403

375

آ. چرا شعاع يوني در مقايسه با شعاع اتمي كوچك تر است؟

ب. چرا انرژي نخستين يونش با افزايش شعاع كاهش مي يابد؟

پ. چرا عناصر اين گروه بسيار واكنش پذيرند؟



تاريخ : شنبه پانزدهم آبان 1389 | 17:41 | نویسنده : عبدلی |
نیزیم = سفید       کلسیم = قرمز آجری       استرانسیم = قرمز خونی 

باریم = سبز پسته ای      لیتیم = قرمز زرشکی        سدیم = زرد 

پتاسیم = بنفش     روبیدیم = قرمز         سزیم = آبی



تاريخ : پنجشنبه سیزدهم آبان 1389 | 18:45 | نویسنده : عبدلی |
سوال : سلام دو تا سئوال دارم امیدوارم که جواب بدید معلممون گفته رادرفورد نتوانست تشکیل تابشهای حاصل از مواد پرتوزا را با مدل اتمی تامشون توجیحه کند آیا توانست با مدل اتمی خود تشکیل تابش ها را توجیه کند؟ در شکل 6 صفحه 20 کتاب شیمی دوم دبیرستان نشان داده شده که الکترونها به تراز پایه یعنی تراز دو برمیگردند اما چرا الکترون در تراز یک نیست و در تراز دو است ؟ مگر تراز یک پر شده که الکترون در تراز دو است و چرا طبق مدل پلکانی در بازگشت به تراز یک بر نمیگردد؟ باتشکر از شما
پاسخ : با سلام خدمت شما کاربر گرامی:

1- مدل اتمی تامسون

رادرفورد كه از شاگردان تامسون بود، نتوانست تشكیل تابشهای حاصل از مواد پرتوزا را به كمك مدل اتمی تامسون توجیه كند.
زیرا اولا" این پرتوها از كجا می توانست ساطع شود در حالیكه الكترونهای دارای بار منفی در جای خودشان ثابت بودند و توان حركت را نداشتند و فضضای مثبت ابرگونه نیز در سطح اتم پراكنده شده بود و نمی توانست از اتم خارج شود و در صورت خارج شدن نیز این فضای ابرگونه قدرت نفوذی ندارد در حالیكه پرتوهایی كه توسط رادرفورد ماهیت آنها مشخص شده بود قدرت نفوذ داشتند اما به اندازه های متفاوت.

در مدل اتمی تامسون فضای ابرگونه ی سطح اتم كه دارای بار مثبت بود، بدون جرم بود در صورتیكه پرتوهای آلفای كشف شده توسط رادرفورد هم دارای بار مثبت و هم دارای جرم زیادی بود. خلاصه اینكه به هیچ وجه خاصیت پرتوزایی با مدال اتمی تامسون قابل توجیه نبود و رادرفورد به این فكر افتاد كه خاصیت پرتوزایی كه مشهود است و قابل نقض نیست ، پس باید به دنبال مدل اتمی دیگری بود كه بتوانتد پرتوزایی را توجیه نماید. وی پس از آزمایشهای بسیار از جمله ازمایش معروف ورقه ی طلا توانست نادرست بودن مدل تامسون را اثبات كرد.

او به جای مدل اتمی تامسون ، مدل اتم هسته دار خود را ارائه نمود. او با مدل اتمی خود توانست تشکیل تابشهای حاصل از مواد پرتوزا را به طور نسبی و نه به طور کامل توجیه کند. به عنوان مثال نشر پرتوهای بتا که ناشی از حرکت الکترونها است در مدل اتمی رادرفورد قابل توجیه بود ، زیرا او الکترونها را پویا و دارای حرکت می دانشت در صورتیکه در مدل اتمی تامسون این امکان وجود نداشت.

اما یکی از پرتوهایی که به کمک مدل اتمی رادرفورد قابل توجیه نبود، پرتو آلفا بود. در آن زمان هنوز نوترون شناخته نشده بود، رادرفورد می دانست که در هسته ی اتم هیدروژن یک پروتون وجود دارد پس جرمش برابر 1 است. در هسته ی اتم هلیم هم دو پروتون وجود دارد پس باید نسبت هسته ی اتم هیدروژن به هسته ی اتم هلیم برابر 2 به 1 باشد، درحالیکه این نسبت 4 به 1 بود. در آن زمان رادرفورد پیشنهاد داد که ذره ی دیگری باید به همراه پروتون در هسته وجود داشته باشد که بار ندارد اما هم جرم پروتون است، اما نتوانست آن را با آزمایش اثبات نماید. به این ترتیب پرتو آلفا و چگونگی ان را نتوانست توجیه نماید.

2- همانطور که در زیر شکل نوشته شده است، نمایش بخش مرئی طیف نشری خطی هیدروژن نمایش داده شده است. به تراز 1 هم برمی گردند اما با برگشت به تراز 1 نور uv یا ماوراء بنفش منتشر می کند که در اینجا نشان داده نشده است و تنها انتقالاتی که سبب نشر نور مرئی می شود را نشان داده است.

پیروز و سربلند باشید.
http://www.tebyan.net/index.aspx?pid=851&groupid=267

تاريخ : سه شنبه چهارم آبان 1389 | 22:30 | نویسنده : عبدلی |

علم بهتراست یا ثروت؟

 

Michael Faradayشیمی دان انگلیسی که در سال 1791 در خانواده ای گمنام و بینوا به دنیا آمد. مایکل فرزند آهنگر فقیری بود که به سختی روزگار می گذراند. در حالی که تنها 13 سال داشت به دلیل شرایط سخت خانواده اش به کار جلد سازی و صحافی کتاب مشغول شد. برای امرار معاش به پادوئی در یک کتاب فروشی مشغول شد که ضمن انجام این کار روزنامه نیز می فروخت. در این محیط هیچ کتابی نبود که به آنجا آورده شود و مایکل آن را مطالعه نکرده باشد. مایکل بیش از بیش روی کتابهای علمی مارست تعمق می نمود. مایکل فارادی با پس انداز کردن مقداری پول توانست یک وسیله الکتریکی درست کند. روزها گذشت تا اینکه وی فهمید که شحصی به نام تاتوم می خواهد درباره علوم طبیعی سخنرانی کند. برای مایکل جوان تهیه نمودن بلیطی به مبلغ 25 سنت بسیار گران بود. جریان را با برادر بزرگش که رابرت نام داشت در میان گذاشت و رابرت نیز این پول را در اختیار او گذاشت. مایکل در تمامی جلسات سخنرانی شرکت کرد و تمام مطالب را یاداشت کرد. واقعه ای که در سرنوشت و آینده ی علمی مایکل تأثیر فراوانی گذاشت، این بود که یکی از مشتریان متوجه علاقه فراوان مایکل به مسائل علمی شد، بنابراین وی را همراه خود به انیستیتوی سلطنتی برد، تا در جلسه سخنرانی شرکت کند. فارادی با امیدی که داشت به انجام آزمایشات مغناطیسی پرداخت. او وقت کافی برای انجام آزمایشات نداشت زیرا پدرش مرده بود و مادرش نیز به او متکی بود، بنابراین او در جستجوی کاری بود که بتواند امرارمعاش کند. ناگهان اتفاقی غیرمنتظره افتاد، نامه ای از طرف انیستیتوی سلطنتی دریافت کرد که در آن سرها مفری دیوی از وی خواسته بود که با او دیدار نماید. فارادی در این دیدار به عنوان دستیار سرهامفری انتخاب شد. سرهامفری به هوش و استعداد فارادی پی برد و به تدریج او را با آزمایشهای مهمتری آشنا کرد. آن دو به تمام شهرهای اروپا سفر کرد. با استعدادی که او داشت به عنوان یکی از اعضای گروه تحقیق و پژوهش انتخاب شد و توانست با دانشمندان بزرگ زمان خود دیدار کند. وی در انیستیتوی سلطنتی ترفیع یافت و فرصت بیشتری برای تحقیق و پژوهش یافت به طوری که در عرض فقط 1 سال 37 مقاله نوشت. او در سال 1821 با دختری زیبا و جذاب به نام سارا برنارد ازدواج کرد. او همراه ایده آلی برای دانشمند جوان محسوب می شد. وی به مدت 19 سال به تدریس کودکان پرداخت. 158مقاله علمی و سی جزوه درباره آزمایشات خود درباره الکتریسیته نوشت.وی توانست قوانین صنعتی الکتروشیمی را پایه گذاری کند. بواسطه کشف الکترون به وسیله او دانشمندان علم شیمی (تامسون و ...)توانستند پیشرفت شایانی را طی کنند که ذرات زیر اتمی نمونه از آنها است. کار زیاد رفته رفته بر سلامتی اش اثر منفی گذاشت و موجب کاهش حافظه او شد. سرانجام این دانشمند بزرگ در 25 مه سال 1867 در خانه خود فوت نمود.


منبع  وضیح مسائل شیمی دوم دبیرستان



تاريخ : شنبه یکم آبان 1389 | 9:35 | نویسنده : عبدلی |

 

نگاه کلی

بسیاری از خواص ویژه اتمها از جمله شعاع اتمی با مطالعه موقعیت اتمها در جدول تناوبی قابل توضیح هستند. اندازه یک اتم مفهومی نسبتا نامشخص می‌باشد. زیرا ابر الکترونی اطراف هسته مرز مشخصی ندارد اما می‌توان کمیتی را به نام شعاع اتمی تعریف و اندازه گیری کرد. فرض بر این است که در مواد عنصری اتمهای نزدیک به هم را مماس در نظر گرفته و شعاع اتمی را نصف فاصله میان دو هسته مجاور در نظر می‌گیرند.

بطور کلی در جدول تناوبی شعاع اتمی از چپ به راست (در یک دوره) کاهش یافته و برعکس از بالا به پائین در یک گروه معین افزایش می‌یابد. اتمها با از دست دادن یا گرفتن الکترون تبدیل به کاتیون یا آنیون می‌شوند. یونهای منفی همیشه از اتمهای خود بزرگترند در حالی که اندازه یونهای مثبت همیشه کوچکتر از اتمهای اولیه است.

اندازه گیری شعاع اتمی (شعاع کووالانسی)

تعیین اندازه یک اتم مسئله مشکلی می‌باشد. اگر اتم به صورت یک کره فرض شود شعاع اتمی را باید فاصله بین مرکز هسته و دورترین مکانی که احتمال یافتن الکترون در آن وجود دارد، در نظر گرفت ولی تراکم ابر الکترونی در اتمها متغیر می‌باشد و احتمال یافتن الکترون تا بی‌نهایت وجود دارد. از اینرو جدا کردن یک اتم تنها و اندازه گیری آن غیر ممکن می‌باشد. برای اندازه گیری شعاع اتم ، اندازه گیری فاصله بین هسته‌های دو اتم که باهم پیوند کووالانسی تشکیل داده‌اند امکان‌پذیر می‌باشد. با تقسیم کردن طول پیوند بر 2 ، شعاع اتمی که شعاع کووالانسی هم نامیده می‌شود بدست می‌آید.

 

 اگر شعاع اتمی کلر از طول پیوندی که کلر با اتم دیگری مثل کربن ایجاد کرده است، کم شود شعاع اتمی کربن بدست می‌آید. البته استفاده از این روش نارسائیهایی هم به همراه دارد، زیرا شعاع اتمی موثر یک عنصر در پیوند با اتمهای مختلف ممکن است متفاوت باشد. ولی بطور کلی این روش برای تعیین روال تغییرات اندازه اتمی روش مفیدی می‌باشد.

 

شعاع یونی

هرگاه الکترونگاتیوی اتمهایی که در پیوند شرکت دارند، تفاوت زیادی با هم داشته باشد، بین آنها انتقال الکترون برای یونهای با بار مخالف صورت می‌گیرد. معمولا از ترکیب یک فلز با انرژی یونش پائین و یک نا فلز با الکترونگاتیوی بالا پیوند یونی تشکیل می‌شود. تهیه نمونه‌ای از یک ماده تشکیل شده از یک نوع یون برای تعیین شعاع یونی کاری بس دشوار است.

اما با مطالعه پراش اشعه ایکس می‌توان فاصله مراکز یونهای مماس با یکدیگر را بدست آورد البته تعیین سهم هر یک از یونها در این طول پیوند (یعنی شعاع هر یک از یونها) آسان نیست. در بلورهای یونی ، برخلاف مولکولهای کووالانسی که از نصف کردن طول پیوند دو اتم یکسان ، شعاع کووالانسی بدست می‌آید اندازه یونهای مثبت و منفی متفاوت می‌باشد و تقسیم فاصله دو یون بطور مساوی نمی تواند صحیح باشد.

 

روش تعیین شعاع یونی

برای حل این مساله می‌توان ترکیبی مثل لیتیم را در نظر گرفت که اندازه کاتیون خیلی کوچک و اندازه آنیون خیلی بزرگ می‌باشد. در این صورت فرض می‌شود که یونهای ید با یکدیگر مماس هستند و از تقسیم فاصله بین دو آنیون یدید بر دو شعاع یون یدید بدست می‌آید، البته این روش نمی‌تواند برای تقسیم فاصله بین دو آنیون در بلورهای معمولی بکار رود. زیرا در این ترکیبات آنیونها باهم در تماس نمی‌باشند.
اما با معلوم شدن شعاع یون یدید می‌توان شعاعهای کاتیونی را با در دست داشتن فواصل بین هسته‌ای مشاهده شده برای ترکیباتی  که به خاطر بزرگ بودن کاتیونها وآنیونها با هم در تماس نیستند، بدست آورد .



تاريخ : شنبه یکم آبان 1389 | 9:33 | نویسنده : عبدلی |
نظریه اتمی

 

 در این مقاله سعی داریم تا داستان تکامل نظریه اتمی و در نهایت نظریه های اتمی مدرن و تحقیقات انجام گرفته در این زمینه را به طور مختصر مورد بررسی قرار دهیم. که برای دانش آموزان و دانشجویان علاقمند به شیمی، فيزيك و مباحث مربوط به اتم مي تواند قابل بوده و همچنين براي افرادي كه در مورد تاريخچه كشف اتم مي خواهند به تحقيق به پردازند مورد استفاده قرار گيرد. در ضمن متذكر مي شود كه نويسنده مقاله در حال نگارش كتابي در همين زمينه مي باشد كه به طور مفصل به شرح تاريخچه اتم پرداخته و مي تواند مرجع كاملي در اين زمينه باشد. 

 

- نظريه اتمي در عهد عتيق:

داستان اتم داراي فراز و نشيب هاي بسياري مي باشد كه دانستن آن بسيار جالب و آموزنده است. گفته مي شود براي اولين بار لوسيپوس  leucippus ايده تشكيل مواد از ذرات بي نهايت ريز را مطرح ساخته است. او در شهر آبدرا در يونان نظريات خود را به ديگران آموزش مي داد. معتقد بود مواد را مي توان با بريدن، شكستن و... مي توان به ذرات كوچكتر و كوچكتري تقسيم نمود. ولي در يك جايي اين تقسيمات پايان مي يابد و به ذره اي مي رسيم كه ديگر قابل تقسيم نخواهد.

 لوسيپوس شاگردي داشت به نام دموكريتوس كه به نظريه استاد علاقمند شده و سعي در گسترش آن نمود. وي سفرهاي بسياري نمود و رساله هاي زيادي نوشت،‌كه بر اثر مرور زمان رساله هايش از بين رفتند.

دموكريتوس Democritus  كه حدود ۴۰۰ سال قبل از ميلاد مي زيست معتقد بود كه جهان از اتم و فضاي خالي تشكيل شده است و اتم ها ذرات غير قابل تجزيه هستند و تقسيم ناپذيرند. توجه شود كه اتم نام خود را نيز از همين تجزيه ناپذيريش كسب كرده است.(A علامت نفي بوده و tom به معناي قابل تجزيه مي باشد.)

 

 نظريات لوسيپوس و دموكريتوس توسط افرادي چون اپيكوروس Epicurus و لوكريتوس Lucretius به آينده راه يافت به طوريكه ملاصدرا در ايران اقدام به تكميل نظريه اتمي و استفاده از ان در فلسفه و تمثيل نمود.

 

- بازگشت به نظريه اتمي در عصر جديد :

در سال ۱۷۸۰ ميلادي لاوازيه Lavoisier با كشف قانون بقاي جرم كه مي گفت : " جرم كلي مواد در واكنش شيميايي تغيير نمي يابد و جرم مواد اوليه با جرم محصولات برابر است." يك گام جديد در توسعه نظريه اتمي به پيش رفت.

در سال ۱۷۹۷ پروست Proust فرانسوي قانون نسبتهاي معين را پيشنهاد نمود كه مي گفت" در يك تركيب شيميايي نسبت وزني عناصر به يكديگر مقداري ثابت است."  يعني 1 گرم هيدروژن با 8 گرم اكسيژن تركيب مي شود.

John Dalton

جان دالتون John Dalton معلم انگليسي در سال ۱۸۰۸ با استفاده از نظريات لاوزيه و پروست و همچنين مطالعه نظريات گذشتگان نظريه مدرن اتمي خود را به شرح زير بيان داشت:

۱- ماده از ذره هاي تجزيه ناپذيري به نام اتم تشكيل شده است.

۲- همه اتم هاي يك عنصر از لحاظ فعاليت هاي شيميايي مشابه يكديگرند.

۳- همه اتمهاي يك عنصر جرم هاي كاملاً يكسان دارند.

۴- اتمها نه به وجود مي آيند و نه از بين مي روند.

۵- اتم هاي عناصر مختلف به هم پيوسته و اتم هاي مركب به وجود مي آورند.

۶- در هر مولكول از يك تركيب معين، همواره نوع و تعداد اتمهاي سازنده يكسان است.

۷- واكنش هاي شيميايي شامل جا به جايي يا تغيير در شيوه اتصال آنهاست و اتمها طي اين واكنش ها تغييري نمي كنند.

 

- چالش هاي نظريه اتمي دالتون :

هرچند كه در زمان هاي آينده اكثر بندهاي نظريه اتمي دالتون نقض شد ولي در زمان خود اين نظريه به دليل اينكه توانست پديدهاي زيادي را توجيه نمايد از مقبوليت زيادي برخوردار گرديد.

گيلوساك Gay lussac فرانسوي در سال ۱۸۰۹ ميلادي قانوني را در مورد واكنش گازها پيشنهاد نمود كه در نگاه اول با نظريه اتمي دالتون تضاد داشت. نظريه گيلوساك به شرح زير مي باشد:

" هميشه نسبت ساده اي بين حجم گازهاي شركت كننده در واكنش برقرار است. مثلاً دوحجم گاز هيدروژن با يك حجم گاز اكسيژن تركيب شده و دو حجم بخار آب ايجاد مي نمايد."

اگر نسبت ساده ۲ به ۱ ميان گازهاي هيدروژن و اكسيژن را درست فرض كنيم. پس بايستي نسبت ساده ۲ به ۱ بين ذرات اين دو گاز نيز برقرار باشد. با توجه به اينكه دالتون كوچكترين ذرات هر عنصر گازي شكل را اتمهاي منفرد مي پنداشت در مورد اين آزمايش وي مي گفت: " بايد دو اتم هيدروژن با يك اتم اكسيژن واكنش داده و دو اتم آب به وجود آورد، يعني يك اتم اكسيژن بايد به دو نيم تقسيم شود كه امكان پذير نيست.

آووگادرو Avogadro در سال ۱۸۱۱ ميلادي با آزمايش هاي خود به نتايجي رسيد كه اين تضاد را رفع نمود. نتايج آزمايش آوگادرو به اين شرح است:

۱- ذرات گازهايي مانند هيدروژن، اكسيژن، نيتروژن، كلر و ... به صورت دو اتمي است نه تك اتمي.

۲- حجمهاي يكسان از گازها در شرايط مشابه از لحاظ دما و فشار داراي تعداد مساوي مولكول هستند.

قانون دوم، بعدها به قانون آووگادرو معروف شد.

در اين حالت داريم كه دو مولكول دو اتمي هيدروژن با يك مولكول دو اتمي اكسيژن تركيب مي شود كه هر اتم اكسيژن با دو اتم هيدروژن تركيب شده و يك مولكول سه اتمي به وجود مي آيد.

آوگادرو بعد از رفع اين تناقض نوشت:

" ديگر ناگزير نيستيم كه مانند دالتون آشتفه خاطر شويم و از خود بپرسيم كه چگونه مي توان يك اتم را به دو نيم تقسيم كرد؟ در اينجا O2 نه O. "

 

- اشعه كاتدي و نظريه اتمي :

بعدها با كشف اشعه كاتدي و آزمايش هاي انجام شده بر روي آن و با توجه به اینکه اين آزمایشات نشان دهنده وجود ذره ای کوچکتر از اتم با بار منفی هستند، بنابراين نظريه اتمي دالتون به چالش بزرگي كشانده شده است، اما درعلم براي اثبات وجود يك ذره  بايد مختصات آن ذره يعني جرم و مقدار بار آن تعيين گردد.

 

- تعيين مختصات الكترون :

ژوزف جان تامسون Joseph John Thomson  دانشمند انگليسي تبار با ارائه دو آزمايش كه به آزمايش هاي اول و دوم تامسون معروف هستند، توانست مقدار e/m يك الكترون اندازه گيري نمايد. آزمايش هاي تامسون به شرح زير است:

J.J. Thomson

 

1- آزمايش اول تامسون:

نتيجه اي كه از آزمايش اول تامسون  بدست آمد، رابطه بين e/m را با داده هاي قابل اندازه گيري نشان مي دهد.

 e/m = 2Q/ r2H2q

۲- آزمايش دوم تامسون:

لازم بود براي تأييد نتايج آزمايش اول آزمايش جديدي طراحي گردد كه در صورت انطباق نتايج با هم قطعيت آن پذيرفته شود.

نتايج به دست آمده از آزمايشات تامسون عبارتند از:

۱. سرعت الكترون حدوداً ۰.۱ سرعت نور مي باشد.

۲. مقدار e/m بدست آمده براي الكترون برابر است با  108*1.76 كولن بر گرم است، كه حدود ۲۰۰۰ برابر  e/m بدست آمده براي يون +H است.

 

تامسون با توجه به مطالب فوق به اين نتيجه رسيد كه اولا" نظريه دالتون مبني بر تجزيه ناپذير بودن اتم ديگر بايستي ترد گردد و ثانياً جرم الكترون و بار آن بايستي بسيار بزرگتر از جرم و بار يون هيدروژن باشد. و بر اين اساس مدل اتمي خود را كه اولين مدل اتمي نيز بود به شرح زير مطرح ساخت:

 

- مدل اتمی تامسون:

 ۱- الکترون ها که ذاراتی با بار منفی هستند درون فضای کروی شکل ابر گونه ای با بار الکتریکی مثبت پراکنده اند.

۲- اتمها در مجموع خنثی هستند، بنابراين مقدار بار مثبت فضاي كروي ابرگونه با مجموع بار الكترونها برابر است.

۳- اين ابر كروي جرمي ندارد و جرم اتم به تعداد الكترونهاي آن بستگي دارد.

۴- جرم زياد اتم از وجود تعداد زيادي الكترون در آن ناشي مي شود.

 

 

اين مدل به مدل كيك كشمشي يا هندوانه اي تامسون معروف گرديد.

 

 

- اندازه گیری بار الکترون توسط میلیکان:

رابرت میلیکان دانشمند امریکایی طی یک آزمایش هوشمندانه توانست یکی از کمیت های بسیار مهم الکترون یعنی مقدار بار الکتریکی آن را اندازه گیری نماید. بعد از اندازه گیری بار الکترون توسط میلیکان با توجه به آزمایشات تامسون اندازه گیری جرم الکترون نیز میسر گردید. که این دو کمیت برابرند با : 

 e=1.6*10-19c   ,    m = 9.1*10-28g

- اشعه مثبت يا اشعه آندي:

يوجين گلد اشتاين در سال ۱۸۸۶ ميلادي مشاهده نمود كه وقتي در دستگاه اشعه كاتدي به جاي كاند از يك صفحه سوراخدار استفاده مي شود. يك دسته شعاع نوراني در پشت آند ظاهر مي شود كه رنگ آن به جنس گاز درون وابسته بوده و مانند نوري است كه در فشار ۰.۰۱ اتمسفر در لوله اشعه كاتدي ظاهر مي شود. 

 

- اشعه X يا اشعه مجهول :

وقتي دستگاه اشعه كاتدي شروع به كار مي كند و آند توسط الكترونه بمباران مي شود، اشعه ناشناسي با قدرت نفوذ بالا ايجاد مي گردد كه مي تواند از جداره سخت لوله شيشه اي عبور نمايد. اين اشعه به دليل نامرئي بودنش و قدرت نفوذ بالاي آن در ابتدا از چشم دانشمندان دور ماند. ولي در سال 1895 ويلهلم رونتگن آلماني (Wilholm Konrad Rontegen ) مشاهده كرد كه وقتي دستگاه اشعه كاتدي مشغول به كار است، مواد فلوئورسانسي كه در يك گوشه نسبتاً دوري قرار دارند، شروع به درخشيدن مي نمايند. همين مشاهده كافي بود تا ذهن خلاق رونتگن پرده از يك كشف بزرگ بردارد.

 او با اعلام كشف اشعه ناشناس به بررسي ويژگي هاي اين اشعه پرداخت. يكي از اولين عكس هايي كه توسط اشعه X تهيه شده بود را از دست چپ همسر رونتگن بود كه حلقه ازدواجشان در آن به وضوح نمايان است.

 بعد از بررسي هايي كه بر روي اشعه X انجام شد نتايج زير به دست آمد:

۱- اين اشعه در ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي منحرف نمي شود.

۲- خواص آن شبيه امواج نوراني است، يعني با يك اشعه الكترومغناطيس ولي با طول موج بسيار كم سروكار داريم.

۳- قابليت نفوذ اين اشعه بسيار زياد است. حتي بيشتر از اشعه كاتدي.

امروزه از اشعه X در علوم بسیاری از جمله علوم پزشکی براي عكس برداري از بافتهاي دروني بدن، ستاره شناسي براي بررسي پديده هاي سماوي و شيمي براي بررسي ساختمان بلورها و در ساير زمينه هاي علوم نيز استفاده هاي مكررمي شود. 

 

 پس از اندازه گیری طول موج اشعه X مشخص شد كه اشعه هاي گوناگوني با طول موج هاي متفاوتي وجود دارند كه همه آنها متعلق به خانواده اشعه X هستند.

هنري موزلي (Henry Gwyn Jeffreys Moseley ) با آزمايش هايي كه بر روي اشعه X انجام داد پي برد كه طول موج اشعه توليد شده به جنس آند يا فلزي كه در مقابل اشعه كاتدي قرار مي گيرد بستگي دارد. وي طول موج اشعه X را روي محور افقي و جرم اتمي را كه در آن زمان نشان دهنده موقعيت عناصر در جدول تناوبي بود را روي محور عمودي وارد كرد كه نموداری بدست آورد. از نمودار به دست آمده چنین نتیجه گیری شد که:

۱- با زیاد شدن جرم اتمی طول موج اشعه X توليد شده كمتر مي شود.

2- جاي يك عنصر بين كلسيم و تيتيانيوم خالي است.

3- برنج عنصر نبوده و آلياژي از مس و روي مي باشد.

نتايج به دست آمده در بالا جالب بودند ولي قانع كننده نبودند.

بنابراين نموداري بر مبناي ريشه دوم فركانس اشعه X توليده براساس شماره عنصر در جدول تناوبي رسم گرديد. لازم به ذكر است كه اين تابع يك تابع خطي است.

v = a2(z - b)2

كه در اين فرمول z همان شماره عنصر، v فركانس اشعه X بوده و مابقي فاكتورها ثابت هاي فيزيكي هستند.

Moseley graph

مطالعات بعدي موزلي نشان داد كه z همان عده بارهاي مثبت در اتم است. كه آنرا عدد اتمي ناميدند. از آن زمان به بعد شماره اتمها در جدول تناوبي مبناي علمي يافت.بنابراين عنصري كه جاي آن در جدول تناوبي خالي بود بايد عنصري با عدد اتمي 21 باشد.

 

- کشف پدیده رادیواکتیو:

بعد از کشف اشعه X و بررسي خواص اين اشعه دانشمندان به اين فكر افتادند كه آيا خاصيت فسفرسانس بودن شيشه اشعه كاتدي مربوط به خود شيشه است يا تابش اشعه اشعه X اين باعث اين پديده مي گردد؟ هانري بكرل (Henri Becquerel) دانشمند فرانسوي كه يك آزمايشگاه مجهز به همراه سنگ نمكهاي مختلف را از پدر به ارث برده به اين موضوع علاقمند شده و شروع به تحقيق در اين زمينه نمود. بعدها وي به بررسي ميزان گسيل انرژي از نمك عنصرهاي مختلف علاقمند شده و با قرار دادن آن ها در مجاورت منبع انرژي كه نور خورشيد بود شروع به تحقيق در اين زمينه نمود. در ادامه تحقيقات وي مي خواست نمك اورانيم را آزمايش نمايد كه متأسفانه هوا ابري بود و امكان آزمايش فراهم نشد، بكرل هرچه منتظر هواي ابري پاريس آفتابي نگرديد و در نهايت وي نمك مربوطه را به همراه دو قطعه فيلم عكاسي كه براي انجام آزمايش ها ضروري بود، در داخل كشوي ميزش قرار داده و به منزل مراجعه نمود. تا دو روز بعد از آن روز هوا باراني بود و دو روز نيز تعطيلات آخر هفته شنبه و يكشنبه و بكرل نتوانست به آزمايشگاه مراجعه نمايد. در روز دوشنبه كه هوا نسبتاً بهتر بود، بكرل به آزمايشگاه رفت و بلافاصله بعد از ورود به ازمايشگاه تصميم گرفت تا فيلم هاي عكاسي را روز چهارشنبه درون كشوي ميز قرار داده بود ظاهر نمايد. بعد از ظهور فيلم وي با پديده غير منتظره اي مواجه شد. نمك هاي اورانيم بدون اينكه در مقابل نور آفتاب قرار بگيرند از خود انرژي منتشر نموده و بر روي فيلم هاي عكاسي تأثير گذاشته بودند. بكرل از مشاهده اين پديده بسيار متعجب بود در گزارش خود مي نويسد:

" تابش اغلب نمك فلئورسانس و فسفرسانس بعد از قطع شدن تابش انرژي از منبع، قطع شده يا رفته رفته از بين مي رود. ولي نمك هاي اورانيم بدون اينكه در مجاورت منبع انرژي قرار بگيرند، انرژي از خود منتشر مي نمايند كه شدت اين انرژي بر اثر مرور هيچ تغييري نمي نمايد."

بعد از كشف اين پديده دانشمندان مختلفي به آن علاقمند شده وتحقيقات گسترده اي براي پي بردن به ماهيت اين تابش انجام شد. پير ( Pierre Curie )  و ماري كوري (Marie Curie)  بعد از انجام آزمايش هاي مختلف بر روي تابش جديد آنرا راديواكتيو ناميدند، آن ها همچنين توانستند دو عنصر راديو اكتيو  جديد به نامهاي راديوم و پولونيم را كشف نمايند.

 

- آزمايش هاي رادرفورد :

 

img/daneshnameh_up/1/13/Rutherford.png

 

سر ارنست رادرفورد ( Ser Ernest Ratherford ) دانشمند اهل زلاندنو که فرزند یک خانواده فقیر ۱۲ نفری بود توانست بعد از اینکه دوران آمزشی خود را در آزمایشگاه کاوندیش زیر نظر تامسون طی کرد، به بررسي خواص اشعه راديواكتيو پرداخت كه در نهايت توانست با كشف هاي خود مدل اتمي تامسون را رد نمايد. آزمايش هاي رادرفورد به شرح زير است:

- آزمايش اول رادرفورد :

آزمايش دوم رادرفورد:

آزمایش سوم رادرفورد: 

بعد از آزمایشاتی که رادرفورد انجام داد مشخص گردید که جرم اتم در هسته آن متمرکز گردیده و هسته دارای بار مثبت است. الکترونها بیرون هسته قرار داشته و حجم اتم بسیار بزرگتر از حجم هسته می باشد. بنابراین وجود دو ذره مثبت و منفی که یکی در هسته و دیگری در بیرون هسته قرار دارد مشهود گردید.

 

- كشف نوترون:

 آيا در اتم به جز الكتون و پروتون جزء ديگري نيز وجود دارد؟ رادرفورد بعد از کشف هسته اتم و با توجه به تحقیقاتی که بر روی آن انجام داد وجود ذره دیگری را در اتم پیش بینی می نمود.

در آن زمان معین شده بود که عدد اتمی نشانگر تعداد بارهای مثبت در هسته می باشد. ولی جرم اتمی اغلب عنصرها تقریباْ دو برابر تعداد بارهای مثبت بود به همین دلیل دانشمندان می گفتند که تعدادی از پروتون ها در داخل هسته با تعدادی از الکترو نها خنثی شده اند. شما اگر به کتاب شیمی سال چهارم طبیعی ۱۳۲۰ مراجعه نمایید خواهید دید که در آن آمده است که تعداد پروتونها و الکترونهای اکسیژن ۱۶ عدد می باشد که ۸ پروتون داخل هسته با ۸ الکترون خنثی شده است.

اما بعدها چادویک در سال ۱۹۳۲ با بمباران ورقه نازكي از بريليم توسط هسته اتم هليوم توانست وجود نوترون را به اثبات برساند. در اين آزمايش وي مشاهده كرد كه جرياني از ذرات بدون بار از ورقه منتشر مي شود كه ميدان مغناطيسي و الكتريكي بر روي ان تأثير گذار نيست ولي جرمي معادل جرم پروتون دارد. بنابراین سه ذره از ذرات اساسی موجود در اتم شناسایی گردید که مشخصات آنها به این شرح می باشد:

 

ذره                      بار                جرم

الکترون               -۱                 ۰

پروتون                +۱                ۱

نوترون                 ۰                 ۱

 ( لازم به ذكر است كه در اتم بيشتر از ۶۰ نوع ذره شناسايي شده است كه مهمترين آنها همين سه ذره مي باشد.)

و سه عدد برای شناسایی هرچه بیشتر یک اتم به کار می رود:

عدد اتمی : تعداد پروتونها و الکترونها را معین می کند. که آنرا با Z می دهیم.

عدد جرمی: جرم یک اتم را نشان می دهد که برحسب واحد جرم اتمی می باشد. این تقریبا با جمع تعداد نوترونها و پروتونها برابر است و آنرا با A نشان می دهند.

تعداد نوترونها: را با N نشان می دهند.

A = Z + N

 

 - وضعیت قرار گرفتن الکترون ها در اتم:

 حال بعد از بررسی مکرر بایستی وضعیت قرار گیری الکترون ها در اطراف هسته را تعیین نماییم. چون طبق قوانین مکانیک کوانتوم اگر بپذیریم که الکترونها در اطراف هسته در حال حرکت هستندُ به دلیل اینکه در جریان این گردش الکترون ها هر لحظه انرژی از دست می دهند رفته رفته شعاع گردش باید کم شده و در نهایت الکترون روی اتم سقوط نماید. 

                                                                                                                           

هرچند رادرفورد توانست هسته اتم را كشف نمايد و اعلام كند كه الكترون ها در خارج از هسته قرار دارند اما نتوانست فرضيه مناسبي در مورد قرار گرفتن الكترون ها در اطراف هسته مطرح نمايد. نيلز بور دانشمند دانماركي اين ايراد را بر نظريه رادرفورد وارد مي دانست كه اگر الكترونها در اطراف هسته در گردش باشند به مرور بايد انرژي خود را از دست داده و به درون هسته سقوط نمايند كه اين مخالف با پايداري اتم مي باشد. نيلز بور بعد از بررسي هاي خود مطرح نمود كه ميزان انرژي الكترونها در اطراف هسته متناسب با فاصله آنها از هسته مي باشد. يعني هرچه الكترونها از هسته دورتر باشند انرژي آنها بيشتر است. مقدار انرژي الكترونها كوانتومي بوده و الكترونها فقط در فواصل مشخصي از هسته مي توانند حضور داشته باشند.

Atomic Emission 

 

بنا بر نظريه بور در اطراف هسته اتم حداكثر هفت سطح انرژي وجود دارد، كه هرچه يك اتم در سطح بالاتري باشد انرژي آن نيز بيشتر است، و راحتتر از اتم جدا مي گردد. همچنين آخرين تراز انرژي هيچ وقت نمي تواند بيشتر از ۸ الكترون بگيرد. تعداد الكترونهاي هر سطح برابر است با  ۲n2 كه n برابر

 است با شماره لايه مورد نظر لايه ها را مانند شكل زير شماره گذاري مي نماييم.

 

The Bohr model of the atom

 مدل اتمي بور توانست خطوط طيف نشري هيدروژن را توجيه نمايد. اما از عهده توجيه بعضي از پديده ها مانند خطوط طيف نشري اتمهاي چند الكترونه و استثناهاي بدست آمده در يونيزاسيون اتمها بر نيامد. حتي با تغييراتي كه سامرفلد بر نظريه استاد انجام داد نيز اين نظريه در كمتر از ۱۲ سال جاي خود را به نظريه جامع تر و قويتري داده فقط بعضي از بندهاي آن براي توجيه پديده هاي شيميايي مورد استفاده قرار گرفت. سامرفلد علاوه بر سطوح اصلي دايره اي شكل سطوح فرعي بيضوي شكلي را نيز در نظر گرفت كه در آنها دو الكترون در حال گردش هستند.                            

در یک زمان معین مکان و سرعت حرکت الکترون را توأمان نمي توان تعيين كرد. اين اصل كه به اصل عدم قطعيت معروف است، بر اين اساس استوار است كه براي تعيين سرعت و مكان يك الكترون در يك زمان معين بايستي با استفاده از فوتون هاي نور موقعيت آن تعيين گردد و چون الكترون بسيار بسيار كوچك است بنابراين با برخورد فوتون به آن مسيرش عوض شده و در لحظه بعد معين نيست كه الكترون در چه مكاني قرار مي گيرد. بنابراين ما نمي توانيم از حركت الكترون در يك مسير معين با سرعت مشخص صحبت كنيم.

اروين شرودينگر با توجه به محدود