آیا می دانید زمين 4.6 ميليارد سال قبل بوجود آمد و آب از 3.8 ميليارد سال قبل در زمين پديدار شد.
آیا می دانید کهکشان راه شیری ، کهکشانی مارپیچی است که شامل حدود 500 میلیارد ستاره است
آیا می دانید قطر هسته یک کهکشان در حدود 100,000 سال نوری است
آیا می دانید هسته خارجی زمین که ترکیبات آن تاکنون یک راز بوده از آهن و منیزیم بوجود آمده است
آیا می دانید حالات صورت انسان در شرايط احساسي مختلف، موروثي است
آیا می دانید دانشمندان يك عنصر فوق سنگين با عدد اتمي 118 یافتند كه كسري از ثانيه پايدار است
آیا می دانید پهنه مغز انسان به مانند کامپیوتر دیجیتال از مبنای باینری استفاده میکند
آیا می دانید بدن انسان براي دويدن و تعقيب شكار ساخته شده است
آیا می دانید گردو با چربی های ناسالم می جنگد
آیا می دانید مصرف بادام انسان را لاغر می کند
آیا می دانید در کوبا عده زيادی از مردم بيش از 100 سال عمر می کنند.
آیا می دانید خواب راحت ، نشانه سلامت است

آیا می دانید درجه حرارت مرکز زمین به 5530 درجه میرسد و تمام مواد موجود در آن گداخته اند
آیا می دانید بدن انسان از 112 عنصر که طبیعت را تشکیل داده اند تشکیل شده است
آیا می دانید انرژي تاريك از 9 ميليارد سال پيش وجود داشته است
آیا می دانید انرژي تاريك نزديك به 70 درصد از انرژي كيهان را به خود اختصاص داده است
آیا می دانید قديمي‌ترين گونه جانوري Triops با قدمت 220 ميليون سال که به آن فسيل زنده میگویند
آیا می دانید ساعت بدون خطايي را ساختند كه در 6 ميليون سال، كمتر از 1 ثانيه خطا مي‌كند.
آیا می دانید دایناسورها حدود 65 میلیون سال قبل از بین رفتند
آیا می دانید دایناسورها فقط در اثر برخورد یک شهاب سنگ از بین رفتند
آیا می دانید ضریب هوشی مردان از زنان بالاتر است
آیا می دانید مورچه ها متخصصان برجسته علم ژنتیک هستند
آیا می دانید قدیمیترین معبد جهان دارای قدمت 70 هزار سال است
ایا ميدانيد وزن 1 قاشق چایخوری از سیاه چاله ها 2 میلیارد تن است بله 2 میلیارد تن
آیا می دانید در وسط روز در هر مترمربع از سطح زمین 6,000,000,000,000,000 ژول انرژی هدر میرود
آیا می دانید این مقدار انرژی فقط در 1 ثانیه هدر میرود پس در چند ساعت چقدر است؟!!
آیا می دانید مساحت زمین 515 میلیون کیلومتر است
آیا می دانید اگر سفینه ی با استفاده از پاد ماده ساخته شود دارای سرعت نور خواهد شد
آیا می دانید دانشمندان به نشانه‌هاي جديد احتمال انتقال حيات از فضا به زمين دست يافته‌اند
آیا می دانید ختنه خطر آلودگی به HIV را کاهش می دهد
آیا می دانید جرم زمین 21 بتوان 10*6.6 تن است
آیا می دانید چگالی زمین نسبت به آب 5.5 میباشد(5.5 برابر از آب سنگین تر است)

تاريخ : دوشنبه هفدهم خرداد 1389 | 10:40 | نویسنده : عبدلی |
كداميك از گازهاي زير زودتر به مايع تبديل مي شود؟

الف) N2 و  CO                 ب) N2 و O2

پاسخ:

الف) CO هر دو مولكول داراي اندازه و جرم مولكولي تقريبا برابري هستند اما چون مولكول كربن مونوكسيد قطبي است دماي جوش بالاتري دارد و سريعتر مايع ميشود. دماي جوش كربن مونوكسيد 191/5- و نيتروژن 196- درجه سيليسيوس است.

ب) O2 چون از نظر اندازه بزرگتر و جرم مولكولي بيشتري نسبت به نيتروژن دارد دماي جوش بيشتري دارد. دماي جوش اكسيژن 183- درجه سيليسيوس است.



تاريخ : یکشنبه شانزدهم خرداد 1389 | 18:4 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول

مایعی کم یاب در عین فراوانی

ü    با حل شدن مواد شیمیایی در آب،آب می تواند به یک ماده ی کشنده تبدیل شود و سپس از جایی به جای دیگر انتقال یافته و سرانجام به دریا ها و اقیانوسها وارد شود.

ü    در کشاورزی و صنعت روزانه مقادیر بسیار زیادی آب بویژه برای تهیه و تولید مواد غذایی،دارویی و پوشاک به کار می رود.بنابراین،تامین آب مورد نیاز برای همه ی این فعالیت ها بخش عمده ی سیاستگذازی های کلان یک کشور را به خود اختصاص می دهد.این برنامه ریزی ها بدون همکاری آگاهانه و مسئولانه ی شهروندان یک جامعه به نتیجه نخواهد رسید.

ü    آب تنها ماده ای است که به هر سه حالت جامد،مایع و گاز وجود دارد.

ü    نزدیک به75 درصد از سطح زمین را آب پوشانده است که بخش عمده ی آنرا آبهای شور دریاها و اقیانوسها تشکیل می دهند.

ü    منابع آب در طبیعت شامل:

یخهای قطبی و یخچالهای طبیعی 9/1 درصد

!                        آبهای زیرزمینی 47/0 درصد

!                        رودخانه ها ،دریاچه ها و آبگیرها 02/0 درصد       

!                        رطوبت موجود در خاک،کمتر از 01/0 درصد

!                        بخار آب موجود در هوا 0001/0 درصد

ü    عوامل طبیعی گوناگونی مانند موقعیت جغرافیایی ،شرایط آب و هوایی و میزان بارش بر این پراکندگی بسیار موثر است.

ü    به مجموعه رویدادهای به هم پیوسته ای که به یک تغییر می انجامد،فرایند می گویند.

ü    به توزیع مناسب و یا به چرخش درآمدن آب در منابع طبیعی آب، چرخه ی آب گفته می شود.

ü    مصرف آب به دو دسته تقسیم می شود:

1)آشکار

2)نهان

ü    تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می دهد که در بسیاری از کشورها ی پیشرفته نشان میدهد که میانگین مصرف آشکار آب برای هر نفر در هر روز حدود 300 لیتر است.در حالی که ،مصرف نهان آب، برای هر نفر در روز حدود 6000 هزار لیتر می باشد.

ü    آب تنها مایع فراوان در کره ی زمین است.

ü    هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می شود، انبساط می یابد.بنابراین، حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت میگویند که چگالی یخ کمتر از یخ است، و به همین سبب باعث می شود یخ روی آب شناور شود.

ü    زمستانها با یخ زدن سطح دریاچه ها، لایه ی عایقی از یخ به وجود می آید که از یخ زدن لایه های زیرین جلوگیری می کند. در این شرایط ماهی ها و آبزیان دیگر می توانند در مناطق گرمتر زیرین به زندگی خود ادامه دهند.

ü       ظرفیت گرمایی یک جسم مقدار گرمایی است که باید به آن جسم داده شود تا دمای آن یک درجه ی سانتی گراد افزایش یابد.

ü    ظرفیت گرمایی ویژه مقدار گرمایی است که دمای g1 از یک جسم را یک درجه سانتی گراد افزایش می دهد.

ü    از خواص منحصر به فرد آب می توان به گرمای تبخیر بالای و ظرفیت گرمایی بالای آن اشاره کرد.

ü    گرمای اضافی بدن ما با تبخیر مقدار کمی آب بدن از طریق منافذ پوست(عرق کردن)کاسته می شود.

ü    علت اینکه برخی حشرات مانند مورچه روی آب می ایستند و داخل آن فرو نمی روند،کشش سطحی آب است.

ü    عنصر به ماده ای گفته می شود که ذره های سازنده ی آن اتم یا مولکول هایی هستند که از یک نوع اتم ساخته شده اند. مانند:اکسیژن

ü    از میان 109 عنصر شناخته شده ،91 عنصر در طبیعت یافت می شود که هر یک از این عناصر اتم خاص و ویژگی های مخصوص خود را دارند.

ü    آب یک ترکیب است.

ü    هر ترکیب از اتصال اتم های دو یا چند عنصر مختلف با یکدیگر ساخته می شوند. این اتم ها با پیوند شیمیایی به هم متصل می شوند.

ü    دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن به هم متصل می شوند و واحد تازه ای به نام مولکول آب به وجود می آورند.

ü    شیمیدان ها برای نمایش اتم ها، عناصر و ترکیب ها از یک زبان جهانی استفاده می کنند. در این زبان حرف ها را نماد شیمیایی می گویند و هر عنصر را با یک نماد شیمیایی نشان می دهند که یک یا دو حرف لاتین را رد بر دارند که کلمه های این زبان علمی را فرمول شیمیایی می گویند.

ü    جمله ها یا عبارات زبان شیمی معادله ی شیمیایی هستند.

ü    واکنش شیمیایی شامل شکسته شدن پیوندهای شیمیایی و تشکیل پیوند های جدیدی است. در واکنش های شیمیایی آرایش اتم ها در مولکول ها تغییر می کند و به این ترتیب مواد تازه ای بوجود می آیند.

ü    مواد شرکت کننده در واکنش را واکنش دهنده ها می گویند و مواد تازه ای که از واکنش دهنده ها به دست می آید فرآورده ها می گویند.

ü    در دو طرف یک معادله ی شیمیایی باید تعداد کل اتم ها برابر باشد که به چنین معادله ای موازنه شده می گویند.

ü    به ذرات مثبت درون اتم ،پروتون و به ذرات منفی درون آن،الکترون و به ذرات خنثی،نوترون گفته میشود

ü    بارهای همنام یکدیگر را می رانند.بارهای ناهمنام یکدیگر را می ربایند.

ü    به پیوند شیمیایی بسیلر قوی که اتم ها را در کنار یکدیگر نگه می دارد پیوند کووالانسی می گویند.

ü    به تعداد پیوند هایی که یک اتم می تواند با اتم های دیگر داشته باشد ظرفیت می گویند.

ü   آب مولکول هایی دارد که دو سر مثبت و منفی دارند و به هنگام نزدیک شدن میله ی پلاستیکی به آب ،هر مولکول از سر مثبت خود جذب میله ی پلاستیکی با بار منفی می شود.

ü   آب در حالت عادی خنثی است.

ü   به مولکولی که یک قطب مثبت و یک قطب منفی دارد ،دوقطبی می گویند.

ü   به نیرویی که سبب می شود مولکول ها در کنار یکدیگر قرار گیرند نیروی جاذبه ی بین مولکولی می گویند.

ü   در مولکول آب به پیوندی که اتم هیدروژن ،مولکول را کنار هم قرار می دهد پیوند هیدروژنی می گویند.

ü   کلروفرم مایعی بی رنگ است که بخار آن سمی،اعتیادآور و تنفس طولانی آن کشنده است.در گذشته برای بی هوش کردن از آن استفاده می شد.

ü   توانایی حل کردن مواد گوناگون در آب از خواص آن است.

ü   اگر یک اتم ،الکترون از دست بدهد یا از دست بدهد به یون تبدیل می شود.

ü   به یون های مثبت کاتیون و به یون های منفی آنیون می گویند.

ü   به پیوند بین یون ها پیوند یونی می گویند.

ü   با حل کردن نمک خوراکی در آب پیوند بین یون های آن از بین می رود.

ü   دو راه برای تشخیص حلال و حل شونده:

!            هر ماده ای که به هنگام تشکیل محلول تغییر حالت دهد حل شونده است.

!            ماده ای که به مقدار کمتر موجود است حل شونده خواهد بود.

ü   گچ و آهک که ترکیب یونی کلسیم دار هستند کاتیون های Ca2+ را به آب وارد می کنند.این یون بوی نا مطبوعی به آب می بخشد.

ü   محلول آب نمک رسانای برق است.

ü   یون ها عامل انتقال جریان برق در محلول ها هستند.

ü   برای حل شدن مواد گوناگون در مقدار معینی آب در دمای اتاق ،محدودیتی وجود دارد که آن را انحلال پذیری مشخص می کند.

ü   بستگی انحلال پذیری یک ماده به دما را می توان به کمک نموداری نشان داد که منحنی انحلال پذیری نامیده می شود.

ü   محلول سیر شده محلولی است که نمی توان حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   محلول سیر نشده محلولی است که می توان حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   محلول فرا سیر شده محلولی است که می توان بیش از اندازه حل شونده ی دیگری به آن اضافه کرد.

ü   در دمای ثابت میزان انحلال پذیری گاز ها  در آب با فشار نسبت مستقیم دارد.

ü   پلانکتون ها موجودات بسیار کوچکی هستند که در دریا ها زندگی می کنند.

ü   زیست تخریب پذیر به موادی گفته می شود که در محیط زیست به کمک باکتری ها به مواد ساده تری تبدیل می شوند.

ü   به باکتری ها ی مصرف کننده ی اکسیژن باکتری های هوازی می گویند.

ü   غلظت یک ماده در یک محلول ،به مقداری از آن گفته می شود که در مقدار معینی از محلول وجود دارد.

ü    Do به معنای اکسیژن حل شده است.

ü   ما هی ها جانورانی خونسرد هستند.

ü   واکنش سوخت و ساز مجموعه واکنش هایی هستند که در بدن موجودات زنده انجام می شود.

ü   به هر چیزی که وجود مقدار زیاد موجب آزار می شود و سلامتی انسان را به خطر می اندازد آلودگی نام دارد.

ü   اسید ها ترش مزه اند و باز ها تلخ مزه اند.ویتامین «ث» یک اسید و مایع درون پوست پرتقال یک باز است.

ü   مولکول آب(HOH)هم اتم هیدروژن و هم گروه هدروکسید دارد.به این علت هم باز و هم اسید است.از اینرو آب جزو مواد خنثی به شمار می رود.

ü   اغلب اسید ها در فرمول شیمیایی خود یک یا چند اتم هیدروژن (H) دارند در حالی که باز ها در فرمول شیمیایی خود دارای یک یا چند گروه هیدروکسید(OH) هستند.

ü   آب باران اندکی اسیدی است،زیرا این آب مقادیر کمی از گاز کربن دی اکسید هوا در خود حل می کندو کربنیک اسید رقیق می شود.

ü   بسیاری از ماهی ها توان ادامه ی زندگی را در گستره ی pH از 5 تا 9 دارند.

ü   کاتیون های سنگین شامل:یون های جیوه(Hg2+)،سرب(Pb2+)و کادمیم(Cd2+) است.

ü   کاتیون های سنگین به پروتئین های بدن می پیوندند و مانع از انجام اعمال زیستی آنها می شوند.نتیجه آنکه به سیستم عصبی،کبد،کلیه و دیگر اندام ها آسیب وارد می کنند.

ü   با افزایش جمعیت و گسترش کارخانه ها،کارگاه ها و... از یک سو و رعایت نکردن ملاک های حفاظت منابع آبی از سوی دیگر،نوعی نابرابری میان میزان گسترش آلودگی ها پدید می آورد.

ü   فرایند های اصلی تصفیه ی طبیعی آب:

!                        جدا شدن تقریبا کامل مواد اولیه حل شده در آب به هنگام تشکیل برف یا باران.

!                        تجزیه ی برخی مواد محلول و شناور در آب به مواد ساده تر به کمک باکتری ها.

!                        جدا شدن همه ی مواد معلق موجود در آب به هنگام عبور آن از میان سنگریزه ها و ماسه ها ی موجود در دل زمین.

ü   آبی که دارای نسبت قابل ملاحظه ای از یون های Ca2+ و Mg2+ و Fe2+ هستند،آب سخت نامیده می شوند.

ü   سختی آب مانع کف کردن صابون می شود.

ü   وجود کلسیم هیدروژن کربنات در آب نوعی سختی به آن می دهد که به آن سختی موقت می گویند.

ü    عمل به وجود آمدن کلسیم کربنات نیز برگشت پذیر است.انجام این واکنش طی قرن ها در غارهای بسته ،باعث به وجود آمدن ستون های زیبایی معروف به استالاکتیت و استالاگمیت می شود.

ü   پیدایش لایه های آهکی درون کتری و... نشان از وجود مقادیر اندکی کلسیم هیدروژن کربنات محلول در آب های معمولی است.

ü   اگر آب های طبیعی مقدار قابل توجهی یون های Ca2+ (Fe2+ یا Mg2+ ) داشته باشند،نمی توان سختی آنها را با گرم کردن از بین برد. آب با این ویژگی دارای سختی دایم است.

ü   افزودن مقداری سدیم کربنات به اب سخت،آب سخت سختی خود خود را از دست خواهد داد.

ü   مراحل تصفیه ی آب شهری:

1.    صاف کردن

2.    کلر زنی مقدماتی

3.    لخته سازی و ته نشین کردن

4.    ته نشین شدن در حوضچه های آرامش

5.    گذراندن از صافی شنی

6.    گندزدایی پایانی

7.    برخی کارهای اختیاری(شامل:تنظیم pH ، افزایش یون فلوئورید)

ü   برای ته نشین کردن گل و لای در آب از ماده ی لخته کننده استفاده می شودکه دارای کاتیون های Al3+  و Fe3+ است.

ü   ذرات میکروسکپی گل هنگام جریان یافتن آب در جویبارها به علت اصطکاک دایمی مقداری اکسیژن ساکن به خود می گیرند.چون این ذرات بار الکتریکی هم نام دارند همواره یکدیگر را دفع می کنند و هرگز تهنشین نمی شوند. در این حالت یک کلویید به وجود می آید.

ü   کاتیون های Al3+ و Fe3+ کلویید را لخته می کنند.

ü   در حوضچه های آرامش زمان بیشتری برای ازبین بردن باکتری ها به وسیله ی نور خورشید پدید می آید.

ü   صافی شنی شامل یستری از ماسه ریز و ذرشت است.

ü   چنانچه میزان کلر در گندزدایی پایانی کم تر از 0.1ppm  باشد باکتری ها ممکن است نابود نشوند و اگر نزدیک به 1ppm باشد طعم و بوی نامطبوعی به آب می دهد.

ü   یون فلوئورید از پوسیدگی دندان و پوکی اتخوان ها جلوگیری می کنند.

ü   برای رشد نکردن جلبک در کف منع های آب،به آن مقداری مس سولفات می افزاییم.

ü   مراحل تصفیه ی فاضلاب:

1.    صاف کردن و جدا کردن شن،ماسه و آشغالها

2.    ته نشینی اوله(مواد جامد به صورت لجن رسوب می کنند)

3.    هوادهی(باکتری های هوازی بسیاری از مواد را تجزیه می کنند)

4.    ته نشینی نهایی

5.    لجن(پس از گند زدایی خشک و برای دفع یا سوزاندن به محل های ویژه ای حمل می شود)

6.    گندزدایی کردن با کلر

7.    برخی کارهای اختیاری(شامل:تنظیم pH ، حذف یون های خطرناک)

8.    ورود به رودخانه یا دریا

ü   80% از بیماری های جهان ناشی از فاضلاب هاست.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بخش دوم

در پی هوایی پاکیزه!

ü   ما در زیر پوششی از هوا قرار گرفته ایم که هوا کره نام دارد.

ü   99 درصد از هوا کره در فاصله ی 30 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.

ü   ماده ای به حالت مایع یا گاز را سیال می گویند.

ü   تنها جزیی که از فضا دیده می شود، بخار آب فشرده به صورت ابر است.

ü   در بازدم گاز های N2 و O2 و CO2  وبخار آب و گازهای دیگر تولید می شود.

ü   در دم گاز های N2 و O2 و CO2  و گازهای دیگر تولید می شود.

ü   بیش تر جرم هوا کره در فاصله ی 10 تا 12 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.این ناحیه را تروپوسفر می گویند.این بخش از هوا کره همان بخشی که ما در آن زندگی می کنیم.

ü   تجزیه ی هوای به دام افتاده درون حباب های موجود در یخچال های طبیعی ،نشان داده است که ترکیب تروپوسفر در سرتاسر تاریخ زندگی بشر،تقریباً ثابت بوده است.

ü   اجزای اصلی هوا کره نیتروژن و اکسیژن است.

ü   اجزای جزیی هوا کره آرگون و کربن دی اکسید است.

ü   فشار مقدار نيرويي است كه بر واحد سطح وارد مي شود.

ü   در يك سيال فشار با افزايش عمق افزايش مي يابد.

ü   هواي موجود در سطح زمين فشاري را بر ما و ديگر موجودات وارد مي كنند كه فشار هوا ناميده مي شود.

ü   ما فشار هوا را احساس نمي كنيم ،زيرا اين فشار بر همه ي جهت ها بر درون و بيرون بدن ما وارد مي شود.

ü   براي اندازه گيري دقيق فشار هوا از وسيله اي به نام فشار سنج استفاده مي كنند.

ü   به ميانگين فشار هوا در سطح دريا فشار هواي معمولي مي گويند.در اين فشار ارتفاع ستون جيوه 760 ميلي متر است.

ü    Hg نماد شيميايي جيوه است.

ü   فشار هوا در سطح دريا به عنوان فشار استاندارد پذيرفته مي شود.اين فشار راatm 1 نيز مي گويند.

ü   فشار گاز محبوس در يك ظرف را به وسيله ي مانو متر اندازه گيري مي كنند.

ü   قانون بويل: در دماي ثابت حجم يك گاز با فشارش رابطه وارونه دارد اما در همه حال حاصلضرب فشار در حجم عددي ثابت است.

ü كلوين دماي   را صفر مطلق ناميد، زيرا رفتن به پايين تر از اين دما را غير ممكن مي دانست.

ü   درجه بندي كلوين را با حرف K نمايش مي دهند.

ü   قانون شارل:در فشار ثابت حجم يك گاز با دماي آن رابطه ي مستقيم دارد.

ü   نظريه ي جنبش مولكولي:

1.     همه ي گازها از ذره هاي بسيار كوچكي تشكيل شده اند.

2.     اتم ها يا مولكول هاي گاز پيوسته در حركتند.

3.     ذره هاي گاز به هنگام برخورد با هم برخورد مي توانند بخشي از انرژي جنبشي خود را از دست بدهند يا بر آن بيفزايند.

4.     در يك دماي معين ذره هاي سازنده ي يك گاز سرعت متفاوتي دارند.

ü   به گازهايي كه رفتار آنها با توجه به نظريه ي جنبش مولكولي گازها قابل پيشبيني باشد گازهاي ايده آل مي گويند.

ü اگر هوا را زير فشار زياد تا  سرد كنيم مخلوط بسيار سردي از چند مايع به دست مي آيد كه هواي مايع ناميده مي شود.

ü   با تقطير جزء به جزء هواي مايع مي توان اجزاي هر يك از اجزاي سازنده ي آن را جدا كرد.

ü   از نيتروژن هوا نيز به طور مستقيم براي توليد آمونياك و نيتريك اسيد به كار مي رود.

ü   گاز آرگون براي جوشكاري، برشكاري و پركردن لامپ هاي مهتابي به كار مي رود.

ü   با تركيب اكسيژن با عناصر مختلف تركيب هايي به نام اُكسيد به وجود مي آيد.

ü   به واكنشي كه اكسيژن با عنصري تركيب شود اكسايش مي گويند.

ü   به واكنش اكسايشي كه با ايجاد شعله و آزاد كردن مقدار زيادي گرما و نور و صوت همراه باشند سوختن يا احتراق مي گويند.

ü   برخي ديگر از واكنش هاي اكسايش نسبت به سوختن انرژي كمتري آزاد مي كنند و به اين علت با ايجاد شعله همراه نيست.مانند سوختن تماس سديم با هوا

ü   گاز اكسيژن در صنايع فولاد و صنايع شيميايي براي توليد نيتريك اسيد و سولفوريك اسيد كاربرد دارد.

ü   از اكسيژن مايع به عنوان اكسيد كننده در سوخت موشك ها و فضاپيماها استفاده مي شود.



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:28 | نویسنده : عبدلی |

لامپ التهابی

لامپ رشته‌ای با رشته تنگستن پیچیده شده، در سال ۱۹۲۰ میلادی به بازار آمد.گاهی اوقات این لامپ با لامپ رشته کربنی که در ۱۸۹۰ معرفی شد اشتباه گرفته می‌شود.علاوه بر لامپ حبابی معمولی شامل انواع متنوعی مانند لامپ‌های کم توان و ولتاژ پایین نیز می‌شود که کاربرد زیادی داشته‌اند اما هم اکنون به صورت عمده با ال‌ئی‌دی‌ها جایگزین شده‌اند.
بعضی از کشورها رغبت زیادی به جایگزینی بعضی از انواع این لامپ‌ها نشان داده‌اند، مانند برنامه جایگزینی لامپ‌های رشته‌ای رایج در استرالیا تا سال ۲۰۱۰، چون این لامپ‌ها از لحاظ بازده تبدیل الکتریسیته مقرون به صرفه نیستند. کمتر از ۳٪ انرژی دریافتی به نور تبدیل می‌شود.تقریبا تمام انرژی دریافتی به گرما تبدیل می‌شود که باعت گرمی هوا می‌گردد و باید توسط تهویه‌های مطبوع یا هواکش‌ها از ساختمان دفع شود که اغلب باعث اتلاف بیشتر انرژی می‌شود.در بعضی مناطق تاریک و سرد که به گرما و نور نیاز دارند گرمای تولید شدهٔ ناخواسته، ممکن است دارای ارزش باشد.

 

لامپ‌های مایکرویو

اولین منبع عملی واقعی مایکرویو لامپ مگنترون بود که در دهه ۱۹۳۰ در انگلیس ساخته شد و سپس از آن در ساخت و توسعه سیستم رادار در خلال جنگ جهانی دوم استفاده شد.در سال‌های اخیر قطعات نیمه هادی به طور فزآینده‌ای جایگاه لامپ‌های مایکرویو را پر نموده و مزایای متعدد هم دارند.اما هنوز هم لامپ‌ها برای تولید توان‌های بسیار بالا (۱۰ کیلو وات تا ۱۰ مگا وات) و فرکانس‌های بالاتر امواج میلی متری (۱۰۰ گیگا هرتز و بالاتر)لازم و ضروری می‌باشند.
انواع بسیار متعددی از شکل لامپ‌ها در کنار مفاهیم مختلفی که بر اساس آن عملکرد لامپ بنا گذاشته شده‌است وجود دارند.اما تمامی لامپ‌ها جنبه‌های مشترک متعددی دارند. اول آنکه در تمامی لامپ‌ها بر هم کنش ک اشعه با یک میدان مغناطیسی در داخل روکش خلا شیشه‌ای یا فلزی را داریم.بنابراین می‌بایست به طریقی انرِِِزی RF در خارج این روکش به آن تزویج نماییم این کار را معمولا با پنجره‌های سطحی یا حلقه‌ها و پروب‌های تزویجی هم محور انجام می‌دهیم.
کلایسترون انعکاسی یک لامپ کلایسترون تک حفره‌است که به عنوان یک تشدید کننده با استفاده از یک الکترود انعکاس دهنده پس از حفره جهت ایجاد فیدبک مثبت از طیق اشعه الکترونی عمل می‌نماید، این کلایسترون را می‌توان به صورت مکانیکی و با تنظیم اندازه حفره به صورت دلخواه تنظیم نمود.عیب بزرگ کلایسترون‌ها پهنای باند نازک آن‌ها می‌باشد که نتیجه حفره‌ها با Q بالا مورد نیاز جهت خوشه بندی الکترون می‌باشد.کلایسترون‌ها برای سطوح نویز AMو FM بسیار پایین می‌باشند.
پهنای باند کم تقویت کننده کلایسترون در لامپ با موج حرکتی (TWT) بر طرف گردیده‌است.یک تقویت کننده با اشعه خطی است که از یک تفنگ الکترونی و یک آهنربای متمرکز کننده جهت شتاب بخشیدن به اشعه الکترون‌ها در خلال یک ناحیه بر هم کنش استفاده می‌کند.معمولا ناحیه بر هم کنش از یک ساختار هیلیکس با موج آهسته با یک ورودی RF درانتهای تفنگ الکترونی و یک خروجی RF در انتهای کلکتور تشکیل می‌شود.ساختار هیلیکس سرعت انتشار موج RF را کاهش داده بنابر این، این موج با همان سرعتی حرکت می‌کند که موج و اشعه در ناحیه بر هم کنش حرکت می‌نمایند و اثر تقویت کنندگی بدست می‌آید.سپس سیگنال تقویت شده از انتهای هیلیکس تزویج می‌گردد.TWT بالاترین پهنای باند را در میان لامپ‌های تقویت کننده دارد که مقدار آن ار ۳۰٪ تا ۱۲۰٪ متغییر است.در نتیجه این لامپ جهت استفاده در سیستم‌های جنگ الکترونیک بسیار مفید است چرا که در این سیستم‌ها نیاز به تئانی بالا در پهنای باند هی وسیع داریم.ابن لامپ‌ها دارای توان نامب چند صد وات(به طور اسمی)استاما می‌توان این مقدار را تا چند کیلو وات نیز افزایش داد که این کار توسط ایجاد یک ناحیه بر هم کنش با استفاده از مجموعهای از حفره‌های تزویج شده انجام می‌شود البته در عوض پهنای باند کاهش خواهد یافت. راندمان TWT تقریبا پایین استو به طور اسمی بین ۲۰٪ و ۴۰٪ می‌باشد.
نوع دیگری از لامپ نوسان ساز اشعه خطی، نوسان ساز با برهم کنش توسعه یافته (EIO)است.EIOخیلی مشابه یک کلایسترون است واز ناحیه بر هم کنش شامل تعدادی حفره تزویج شده با یکدیگر با فیدبک مثبت جهت انجام نویان استفاد می‌نماید.این لامپ دارای یک پهنای باند تنظیم شده نازک و یک راندمان متوسط است اما می‌توان توان‌های بالا نزدیک چند صد گیگا هرتز را تامین نماید.فقط ژیراتون است که می‌تواند توان بیشتری را تحویل نماید.لامپ‌هایی با میدان متقاطع شامل مگنترون، تقویت کننده با میدان متقاطع وژیراتون است.همان طور که از قبل فهمیدیم مگنترون اولین منبع مایکرویو توان بالا است.مگنترون از یک کاتد استوانه‌ای تشکیل گردیده‌است که توسط یک آند استوانه‌ای با چندین حفره تشدید کننده در طول قطر داخلی آن احاطه گردیده‌است.یک میدان مغناطیسی بایاس به صورت موازی با محور کاتد-آند اعمال می‌گردد.در عمل ابری از الکترون‌ها تشکیل گردیده که حول کاتد در ناحیه بر هم کنش می‌چرخد. مشابه با قطعات اشعه خطی، خوشه بندی الکترون رخ داده و انرژی از اشعه الکترونی به موج RF منتقل می‌شود.توان RF می‌تواند خارج از لامپ با یک پروب، حلقه یا پنجره روزنه دار تزویج گردد.مگنترون‌ها می‌توانند توان‌های خروجی بسیار بالا-در حد چند صد کیلو وات را فراهم نمایند.همچنین مگنترون دارای راندمانی در حدود ۸۰٪ یا بیشتر می‌باشد. اما یک عیب بزرگ آن این است که مگنترون نویز زیادی را تولید می‌کند و نمی‌تواند فرکانس یا ارتباط فاز را تثبیت نماید در حالی که در حالت پالسی عمل می‌نماید.این فاکتورها جهت عملکرد بالای رادارها ی پالسی بسیار مهم هستند که درآن‌ها تکنیک‌های پردازش یر روی مجموعهای از پالس‌ها ی بازگشتی عمل می‌نمایند.(رادارهای مدرن از این نوع امروزه عموما از منابع نیمه هادی با نویز کم به همراه یک TWT جهت تقویت کنندگی توان استفاده می‌نمایند)حال کاربرد مگنترون‌ها عموما جهت پخت و پز با مایکروویو می‌باشد.

 

لامپ هالوژن

لامپ‌های هالوژن اکثرا بسیار کوچک تر از لامپ‌های رشته عادی می‌باشند، زیرا برای کارکرد موفق باید دمای حباب بیشتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد باشد.به همین منظور باید حبابی از جنس سیلیکای سیم کشی شده یا بعضی اوقات شیشه آلومینوسیلیکات باشد.اغلب این حباب داخل یک لایه شیشه‌ای دیگر پوشیده می‌شود.لایه بیرونی برای احتیاط قرار داده می‌شود تا پرتو ماوراء بنفش را کاهش دهد و در برابر انفجاری که گاهی اوقات برای این لامپ‌ها رخ می‌دهد لایه‌ای محافظ تشکیل دهد.همپنین برای کاهش اثر ضایعات ناشی از اثر انگشت.همچنین احتمال آتش سوزی برای لامپ‌های بدون پوشش بیشتر است که استفاده از آنها را اگر در حفاظ مناسب قرار نگیرد در بعضی مکان‌ها ممنوع می‌کند.مدل‌های ساخته شده برای ولتاژهای ۱۲ و ۲۴ ولت رشته‌های فشرده تری دارند که برای کنترل نوری مناسب اند، همچنین بازده نوری (لومان بر وات) بیشتری دارند و عمر بیشتری نسبت به مدل‌های غیر هالوژنی دارند.مقدار نور خروجی هم تقریباً در طول عمر لامپ ثابت است.

لامپ فلوروسنت (مهتابی)

لامپ فلورسنت توسط نیکلای تسلا اختراع و ثبت شد، که بازده نور بسیار بیشتری از لامپ رشته‌ای دارد.برای نور یکسان این لامپ‌ها نسبت به لامپ‌های رشته‌ای حدوداً ۴/۱ تا ۳/۱ مصرف می‌کنند. تا دهه ۱۹۸۰ این نوع لامپ به دو نوع خطی و دوار محدود می‌شد و شکل‌های دیگر زیاد محبوبیت پیدا نکردند.لامپ‌های فلورسنت فشرده (CFL) - که در ایران یه نام کم مصرف مشهورند - در اوایل دهه ۱۹۸۰ به بازار آمدند.
اکثر لامپ‌های CFL دارای بالاست الکتریکی داخلی می‌باشند و به سرپیچ قلزی یا پایه‌های میخی مجهز هستند.بعضی از انواع CFL دارای بالاست جداگانه می‌باشند که لامپ و بالاست را می‌توان جداگانه تعویض کرد.
عمر متوسط نامی برای یک لامپ فلورسنت خطی ۱۰، ۰۰۰ تا ۲۰، ۰۰۰ در مقایسه با عمر ۷۵۰ ساعت (۱۱۰ ولت) و ۱۰۰۰ ساعت (۲۴۰ ولت) می‌باشد.
بعضی از انواع بالاست لامپ فلورسنت در محیط سرد به سختی لامپ را روشن می‌کنند به همین دلیل در مناطق سردسیر باید نوری که در فضای باز مورد استقاده قرار می‌گیرد برای این شرایط طراحی شده باشد تا به طور مناسب کار کند.
لامپ‌های فلورسنت در رنگ‌های متنوعی از لحاظ دمای رنگ (منظور از دمای رنگ اثر رنگ بر روح و روان است به عنوان مثال رنگ آبی سرد و رنگ قرمز گرم است.) ساخته می‌شود.در بعضی کشورها نوع سفید سرد (CW) رایج تر است در صورتی که در بعضی دیگر رنگهای سفید گرم تر غالب است.
در آمریکا لامپ فلورسنت اکثراً در رنگ سفید سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد (CW)، که به همراه حباب‌های نصب شده در خانه که رنگی متمایل به صورتی دارند رنگ سفید گرم (WW) تولید می‌شود.در این بین رنگ «سفید بهینه شده» (CW) نیز استفاده می‌شود، که طبیعی تر به نظر می‌رسد.همچنین رنگ سفید آفتابی بسیار سرد (DW) نیز موجود است.لامپ‌های فلورسنت فشرده اکثراً به صورت سفید گرم به حساب می‌آیند، چون اکثراً مانند لامپ رشته‌ای نوری متمایل به زرد از خود ساطع می‌کنند.سردی و گرمی نور امری نسبی و اکثرا سلیقه‌ای است به همین دلیل دمای رنگ و فهرست تولید رنگ (CRI) به عنوان مبنای کامل رنگ برای لامپ‌های فلورسنت و گاهی اوقات برای انواع دیگر نورپردازی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ال‌ئی‌دی

تا دهه ۱۹۷۰ ال‌ئی‌دی‌های حالت جامد به عنوان نشانگر رواج داشتند. در سالهای اخیر، مبحث بازده و خروجی مورد توجه قرار گرفت تا آنجا که هم اکنون ال‌ئی‌دی‌ها جایگاه ویژه‌ای در کاربرد نورپردازی پیدا کردند. ال‌ئی‌دی‌های نشانگر به دلیل عمر بالایشان تا ۱۰۰، ۰۰۰ ساعت شناخته شده هستند، اما ال‌ئی‌دی‌های نورافشان بنا بر سنت قدیم کمتر مورد استفاده قرار گرفتند (به دلیل قیمت زیاد ال‌ئی‌دی به ازای هر وات)، و در نتیجه عمر بسیار پایین تری هم داشتند. بدلیل قیمت بالا به ازای هر وات، نورپردازی‌های ال‌ئی‌دی برای مصارف توان بسیار پایین، نوعاً زیر ۱۰ وات کاربرد دارند. ال‌ئی‌دی‌ها هم اکنون بیشتر برای کارهای توان پایین و مقرون صرفه مثل نورپردازی در شب و چراغ‌های قوه کاربرد دارند. ال‌ئی‌دی‌های رنگی همچنین می‌توانند برای کارهای زیبا مانند نورپردازی اشیاء شیشه‌ای یا حتی برای قطعات یخ در نوشیدنی‌ها و میهمانی‌ها مورد استفاده قرار گیرد.همچنین در جشن‌ها به صورت روزافزونی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بازده ال‌ئی‌دی در بازه بسیار زبادی متغیر است. بعضی از آنها از لامپ‌های رشته‌ای هم بازده کمتر و بعضی بازده بیشتری دارند. کارکرد ال‌ئی‌دی در این رابطه به غلط مورد تفسیر قرار می‌گیرد، چون جهت‌مندی ذاتی نور ال‌ئی‌دی‌ها شدت نور بیشتری به آنها در یک زاویه به ازای کل نور تولید شده می‌دهد. ال‌ئی‌دی‌های تک رنگ فناوری ساخت بسیار کاملی دارند، در حالی که ال‌ئی‌دی‌های سفید در زمان نگارش این نوشته هنوز مشکلات حل نشده‌ای دارند. (CRI) فهرست تولید رنگ آنها کاملاً مناسب نیست.که باعث تولید رنگ‌های نچندان دقیق می‌شود. توزیع نور ساطع شده از ماده فسفری(در مانیتورها) با توزیع نور ناشی از ال‌ئی‌دی متفاوت است که باعث می‌شود دمای رنگ تولیدی از زوایای مختلف متفاوت باشد. کیفیت ماده فسفری در طول زمان کاهش پیدا می‌کند، که باعث می‌شود دمای رنگ و قدرت رنگ در طول زمان کاهش پیدا کند.که با ال‌ئی‌دی‌های کم کیفیت این تغییر بیشتر خواهد بود. تغییرات دمایی محدود باعث می‌شود که مقدار توان برای یک لامپ ال‌ئی‌دی نسبت به یک لامپ رشته‌ای در همان سایز بیشتر باشد و باعث برتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای می‌شود. فناوری ال‌ئی‌دی برای طراحان نور مناسب است زیرا مصرف توان و تولید دمای بسیار پایین، کنترل روشن/خاموش آنی، و در مورد نور تک رنگ، ثبات رنگ بسیار بالایی در طول عمر خود و به نسبت هزینه تولید پایینی دارد. در سال‌های اخیر، نرم افزارهایی برای تلفیق نور و تصویر طراحی شده تا تصاویر ویدیویی را در ال‌ئی‌دی‌های نصب شده به تصویر بکشند تا دیواره‌هایی تصویری با رزولوشن پایین را به وجود آورند. برای نورپردازی‌های عمومی خانگی، هزینه خرید سیستم نورپردازی ال‌ئی‌دی هنوز بسیار بیشتر از روش‌های رایج نورپردازی است.

لامپ قوس کربنی

لامپ قوس کربنی دو الکترود میله‌ای کربنی در هوای آزاد دازد که با یک بالاست محدود کننده جریان انرژی دهی می‌شود. قوس الکتریکی با نزدیک کردن دو الکترود به هم و سپس جدا سازی آنها ایجاد می‌گردد.قوس حاصله نوک دو الکترود را گرم می‌کند تا به رنگ سفید در بیایند.این لامپ‌ها بازده بیشتری نسبت به لامپ‌های رشته‌ای دارند، اما میله‌های کربنی زود عمر خود را از دست می‌دهند و نیاز به تنظیم مداوم دارند.این لامپ‌ها اشعه ماوراء بنفش بسیار زیادی تولید می‌کنند، در محیط‌های سربسته نیاز به تهویه دارند، و به علت نور بسیار شدیدشان نیاز به محافظی در مقابل دید مستقیم دارند. لامپهای قوس کربنی در توان‌های بالا کار می‌کنند، و به نسبت لامپ‌های ابتدایی دهه ۱۹۲۰ بازده بیشتری داشتند.همچنین آنها منبع نور نقطه‌ای هستند.این مشخصات آنها را برای منابع نوری مورد استفاده در جستجو، نورهای راهنما و نور پرژکتور فیلم مناسب ساخته بود. نیاز مداوم آنها به توجه و تنظیم، و تعویض مداوم میله‌ها استفاده انها را برای مصارف عادی دشوار ساخت، به همین دلیل از انها در زمانی که نور پرتوان مشابهی وجود نداشت به عنوان منابع نوری پرتوان استفاده می‌شد. لامپهای قوس کربنی علارغم جایگاه ویژه شان در اواسط جنگ جهانی دوم و بعد از ان از رده خارج شدند.

لامپ تخلیه الکتریکی                       

لامپ تخلیه الکتریکی شامل شیشه یا سیلیکایی است که با دو الکترود فلزی که با گاز از هم جدا شده‌اند پوشش داده شده‌است.گازهایی شامل نئون، آرگون، زنون، سدیوم، متال هالید و جیوه. اساس کار این لامپ‌ها همانند لامپ قوس کربنی است، اما واژه لامپ قوسی معمولاً به لامپ قوس کربنی اطلاق می‌شود، بدلیل استفاده از روش‌های نوین تخلیه گازی عموماً به این لامپ‌ها لامپ تخلیه الکتریکی گفته می‌شود.در بعضی از انواع لامپ تخلیه الکتریکی ولتاژ بسیار بالایی برای ایجاد قوس مورد استفاده قرار می‌گیرد.این عمل نیاز به مداری الکترونیکی به نام igniter دارد، که قسمتی از مدار بالاست را تشکیل می‌دهد.پس از تشکیل قوس، مقاومت داخلی لامپ کاهش می‌یابد، و بالاست جریان کاری را محدود می‌کند.بدون بالاست جریانی مازاد عبور خواهد کرد که باعث تخریب سریع لامپ خواهد شد. بعضی از لامپ‌ها مقدار کمی نئون دارند که اجازه ایجاد جرقه در ولتاژ عادی را بدون نیاز به igniter می‌دهد.لامپ‌های سدیوم کم فشار اینگونه عمل می‌کنند. ساده ترین نوع بالاست تنها یک سلف است، و زمانی که مانند نوردهی خیابان‌ها هزینه در اولویت است مورد استفاده قرار می‌گیرند، . ممکن است بالانس‌های پیشرفته تری برای تولید نوری ثابت در طول عمر لامپ مورد استفاده قرار گیرند، که ممکن است لامپ را با موجی مربعی درایو کنند تا خروجی کاملا بدون پرشی ایجاد کنند و در زمان بروز نقص‌های جدی لامپ را خاموش کند.به طور مثال این نوع پیچیده از بالاست در صنایع مربوط به فیلم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

لامپ در الکترونیک

لامپ‌های رشته‌ای مدت زیادی است که به عنوان ترمیستورهایی سریع در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گرفتند:. تثبیت موج سینوسی اسلاتورها. محافظت ار تویترها (اسپیکرهای سازنده فرکانسهای بالا).

نحوه عملكرد لامپ كم مصرف
اساساً لامپ كم مصرف نوعي لامپ فلورسنت است و از نظر شيوه توليد نور مرئي همانند لامپ فلورسنت عمل مي کند.
لامپ فلـورسنت كمپكت تشكيل شده از يك تيوپ شيشه اي ويك جفت فيلامـان از جنس تنگـستن در دو سر آن و يك پوشش فسفر روي بدنه داخلي تيوپ شيشه اي داخل لامپ براي ايجـاد اشعه ماوراء بنفش بـاطول موج 211 نانو مترداراي 3.5 ميلي گرم جيوه وگاز آرگون بافشار 3.5 ميلي بارمي باشد. اين لامپ با يك بالاست الـقايي ( سلف) كه محدود كـننده جريان مي باشد بطور سري به برق شهر وصل مي شود . براي اينكه فضاي داخل لامپ تخليه الكتريكي گردد نياز به ولـتاژ بالايي است كه اين كار را استارتـردر ابتداي وصل شدن كليد انجام مي دهد . يعني به محض بسته شدن كليد ابتدا استارتر يك ولتـاژ 400ولت به فيلامانها وارد كرده بـطوري كه پوشش اميتر (منتشركننده الكترون ) ملتـهب شده و الكترونهايي پر انرژي پرتاب مي كند . اين الـكترونها در برخورد با اتمهاي آرگون تعدادشان افزايش يافته و به اتمهاي جيوه كه در حالت بخار تعدادشان كمتر است برخورد مي كنند در اثر برخورد الكترونهاي پر انرژي به هسته اتم جيوه الكترون لايه آخر جـيوه تحريك شده و به لايه بالاتـرمي رود. اين الكترون پس از زمان كمي به لايه قبلي برمي گردد واين انرژي كسب كرده را بصورت يك طول موج ماوراء بنفش كه نامرئي است تشعشع مي كند. اين طول موج نامرئي پس ازبرخورد به لايه فسفرمرئي شده ومي درخشد دراين لحظه لامپ روشن شده و يك نور يكدست و رنگي بسته به تركيب فسفر از خود نشان مي دهد در اين لامپ از تركيب سه فسفرقرمزوسبزوآبي استفاده مي شود . تركيـب هر سه رنگ, رنگ سفيد يا مهتابي را در پي خواهد داشت . واگر قرمز و سبز را مخلوط كنيم رنگ زرد يا آفتابي خواهد درخشيد.

شيوه کار راه انداز الکتروني:
ابتدا برق ورودي(220 ولت متناوب) بوسيله دستگاه يکسوساز به برق مستقيم تبديل مي شود. سپس در واحد منبع تغذيه با فركانس زياد، نزديک به 40کيلو هرتز توليد مي شود. آنگاه واحد محدود کننده جريان، مهار کردن شدت جريان را در شرايط گوناگون به عهده دارد. اساساً لامپ به عنوان يک مقاومت منفي عمل مي کند و با توجه به ثابت بودن نسبي ولتاژ براي ترازمند کردن جريان به اين واحد نياز مي باشد. فركانس زياد اين لامپ ها باعث ايجاد تشعشعات الکترومغناطيسي



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:27 | نویسنده : عبدلی |

شيشه‌ي معمولي ( مانند شيشه‌ي پنجره ) را از ذوب سيليس Si با كربنات سديم و كربنات كلسيم به دست مي‌آورند. شيشه‌ي حاصل را مي‌توان تركيبي از اكسيدهاي بازي Na2O و CaO با اكسيد اسيدي SiO2 دانست. اكسيد سديم از كربنات سديم و اكسيد كلسيم از كربنات كلسيم فراهم مي‌گردد. از هم زدن گرد شيشه در آب، محلولي به دست مي‌آيد كه فنل‌فتالئين را ارغواني مي‌نمايد. علت آن است كه چون سيليكاتهاي سديم و كلسيم، نمكهاي يك اسيد ضعيف و يك باز قوي مي‌باشند، پس از حل شدن در آب ئيدروليز شده و توليد باز قوي مي‌نمايند. به همين علت محلول آنها خاصيت بازي نشان مي‌دهد.
فرمول شيشه را معمولاْْ به صورت , CaO, M2O 6 SiO2 مي‌نويسند كه M يك فلز قليايي مي‌باشد.
رنگ شيشه‌ها به علت وجود تركيبهاي فلزهاي مختلف در شيشه است. مثلاْْ تركيبهاي آهن (2) رنگ سبز، تركيبهاي آهن (3) رنگ زرد، اكسيد كبالت (2) رنگ آبي و دي‌اكسيد منگنز رنگ بنفش به شيشه مي‌دهند. براي تهيه‌ي شيشه‌هاي آزمايشگاهي و انواع شيشه‌هاي مرغوب، از مواد اوليه‌ي ديگري نيز استفاده مي‌كنند. براي مثال، شيشه‌ي پيركس كه ضريب انبساط حرارتي آن كم است و در مقابل تغييرات ناگهاني دما نمي‌شكنند، تركيبي از Al2O3, B2O3 , SiO2 است



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:20 | نویسنده : عبدلی |

تيتراسيون اسيد-باز تيتراسيون: روشي که توسط آن ، محلولي با غلظت مشخص به محلولي ديگر اضافه مي‌شود تا واکنش شيميايي بين دو ماده حل شده کامل گردد، تيتراسيون ناميده مي‌شود. تيتر کردن از روش‌هاي تجزيه حجمي است. در تجزيه حجمي ابتدا جسم را حل کرده و حجم معيني از محلول آن را با محلول ديگري که غلظت آن مشخص است که همان محلول استاندارد ناميده مي‌شود، مي‌سنجند. در تيتراسيون محلول استاندارد به‌طور آهسته از يک بورت به محلول حاوي حجم مشخص يا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه مي‌شود. افزايش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه مي‌يابد تا مقدار آن از نظر اکي‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکي‌والان نقطه اي است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شيميايي برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. اين نقطه را نقطه پايان عمل از نظر تئوري يا نقطه هم ارزي نيز مي‌گويند. روش تيتر کردن: در عمل تيتر کردن ، محلول استاندارد را از يک بورت به محلولي که بايد غلظت آن اندازه گرفته مي‌شود، مي‌افزايند و اين عمل تا وقتي ادامه دارد تا واکنش شيميايي بين محلول استاندارد و تيتر شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم محلول تيتر شونده ، غلظت محلول تيتر شونده را حساب مي‌کنند. تشخيص نقطه اکي والان: نقطه اکي‌والان در عمل بوسيله تغيير فيزيکي ( مثلا تغيير رنگ ) شناخته مي‌شود. نقطه اي که اين تغيير رنگ در آن روي مي‌دهد، نقطه پايان تيتر کردن است. در تيتراسيون اسيد و باز شناساگرها براي تعيين زمان حصول نقطه اکي‌والان بکار مي‌روند. تغيير رنگ معرف ، نشانگر نقطه پاياني تيتراسيون مي‌باشد. تيتر کردن واکنش هاي اسيد و باز يا خنثي شدن: تيتر کردن ، عبارت است از تعيين مقدار اسيد يا باز موجود در يک محلول که با افزايش تدريجي يک باز به غلظت مشخص يا بر عکس انجام مي‌گيرد. موقعي که محلول يک باز داراي يونهاي OH- است به محلول اسيد اضافه کنيم، واکنش خنثي شدن انجام مي‌شود: OH- + H3O+ -----> 2H2O شناساگرها: شناساگرها اسيدها و بازهاي ضعيفي هستند که در مقابل تغيير PH تغيير رنگ مي دهند و رنگ شکل ملکولي انها با شکل يوني انها متفاوت است. در حالت کلي ، شناساگرها ماده اي رنگي است که معمولا از مواد گياهي اخذ مي‌شوند و مي‌توانند به شکل اسيدي يا بازي موجوديت يابند. شناساگرها براي شناسايي اسيدها و بازها به ما کمک مي‌کنند. براي تعيين نقطه پايان در حين تيتر کردن از ترکيبات شيميايي مشخص استفاده مي‌شود که در نزديکي نقطه تعادل در اثر تغيير غلظت مواد تيترشونده شروع به تغيير رنگ مي‌کنند. اين ترکيبات ، مواد رنگي شناساگر مي‌باشند. به عبارتي ديگر ، شناساگرها ماده اي رنگي هستند که رنگ آنها در محيط اسيدي و قليايي با هم تفاوت دارد. کاربرد شناساگرها: يکي از ساده ترين راه تخمين کمي PH ، استفاده از يک شناساگر است. با افزودن مقدار کمي از يک شناساگر به يک محلول ، تشخيص اسيدي يا بازي بودن آن ممکن مي‌شود. در صورت مشخص بودن PH ، تغيير شناساگر از يک شکل به شکل ديگر ، با توجه به رنگ مشاهده شده ، مي‌توان تعيين کرد که PH محلول کم‌تر يا بيشتر از اين مقدار است. شيميدان‌ها از اين گونه مواد براي شناسايي اسيدها و بازها کمک مي‌گيرند. شناساگرهاي زيادي وجود دارد که معروفترين آنها ليتموس (تورنسل) است که در محيط اسيدي ، قرمز ، در محيط بازي ، آبي و در حدود خنثي بنفش رنگ است. تغيير رنگ آن در نزديکي PH برابر 7 رخ مي‌دهد. در هر حال تغيير رنگ ناگهاني نيست. فنل فتالئين ، معرف ديگري است که بيشتر براي بازها قابل استفاده است. اين ماده جامدي سفيد رنگ است که در آزمايشگاه محلول الکلي آن را بکار مي‌برند. اين محلول در محيط اسيدي رنگ و در محيط قليايي رقيق ارغواني است. مي‌توان از آب کلم سرخ نيز به‌عنوان يک شناساگر اسيد و باز استفاده کرد. از آميختن شناساگرهاي مختلف با يکديگر نوار کاغذي بدست مي‌آيد که با يک مقياس رنگ مقايسه‌اي همراه است و براي اندازه گيري‌هاي تقريبي PH بطور گسترده کاربرد دارد. انواع گوناگوني از ترکيبات ، هم سنتزي و هم طبيعي وجود دارند که بر حسب PH محلولي که در آن حل مي‌شوند، رنگ متفاوتي به خود مي‌گيرند. بعضي از اين مواد هزاران سال است که براي نشان دادن خصلت اسيدي يا بازي آب‌ها بکار گرفته شده‌اند. اين ترکيبات همچنين براي شيميدان عصر حاضر که از آنها براي تخمين PH محلول‌ها و تشخيص نقطه پاياني در تيتراسيون‌هاي اسيد – باز سود مي‌برند، اهميت زيادي دارند. رنگ شناساگر: محلولي که محتوي يک شناساگر باشد، با تغييرات PH ، يک تغيير پيوسته در رنگ از خود ظاهر مي‌سازد. لکن ، چشم انسان به اين تغييرات حساس نيست. نوعا از يک گونه بايد پنج تا ده برابر بطور اضافي موجود باشد تا رنگ آن گونه به چشم بيننده يک رنگ غالب به نظر آيد. افزايش بيشتر در اين نسبت هيچ تاثير قابل روئيتي ندارد. فقط در ناحيه‌اي که نسبت از پنج تا ده برابر براي يک شکل به نسبت مشابهي براي يک شکل تغيير کند، بنظر مي‌آيد که رنگ محلول تغيير کرده است. روش کار: 20 ML از محلول HCL=0.1M مولار را که تهيه کرده ايم توسط يک پيپت به درون يک ارلن ريخته و به ان 20ML اب مقطر و چند قطره(سه قطره) از معرف فنل فتالين اضافه مي کنيم . سپس يک بورت را (که قبلا با اب مقطر و مقداري از محلول استانداردمان ان را شسته ايم) پر از محلول سود استاندارد (NaoH) مي کنيم . بورت را توسط يک گيره به پايه متصل مي کنيم و ارلن حاوي محلول HCL را در زير بورت قرار مي دهيم انتهاي بورت بايد از دهانه ي ارلن مقداري فاصله داشته باشد تا بتوان به راحتي ارلن را تکان داد .شير بورت را کمي باز ميکنيم تا محلول استاندارد قطره قطره به درون ارلن بريزد .با چکيدن هر قطره ارلن را به صورت دوراني تکان ميدهيم تا محلول همگن شود اين عمل را ادامه ميدهيم تا اينکه محلول درون ارلن ارغواني رنگ شود .هنگامي که رنگ محلول ارغواني شد شير بورت را بسته وارلن را تکان مي دهيم اگر رنگ ارغواني از بين رفت قطره بعدي را اضافه ميکنيم اين کار را ادامه ميدهيم تا محلول ارغواني يکنواختي به دست بيايد . حال حجم را از روي بورت مي خوانيم و محاسبات را انجام مي دهيم. M1 V1 n1 = M2 V2 n2 (0.1).(7.4).(1) = (M2).(10).(1) M2=0.74 / 10 M2=0.074 سوال (1) : براي خنثي کردن100ML محلول 0.04M HCL چند ML محلول 0.2M CA(OH)2 لازم است. سوال(2): براي تيتراسيون هاي اسيد ضعيف-باز قوي و تيتراسيون هاي باز قوي-اسيد ضعيف از کدام شناساگر ها ميتوان استفاده کرد.



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:18 | نویسنده : عبدلی |
شکل اوربیتال ها

نام اوربیتال

شکل اوربیتال

نام اوربیتال

شکل اوربیتال

1s

 

3py

2s

3pz

 

3s

 

3dxy

 

2px

3dxz

 

2py

 

 

3dyz

 

2pz

 

3dz2

3px

 

3dx2-y2

 

منبع: وبلاگ کیمیا گر



تاريخ : یکشنبه نهم خرداد 1389 | 12:11 | نویسنده : عبدلی |

تعریف ذرات بنیادی واقعی

ذرات بنیادی به لحاظ نیم عمرشان و نیز پایداریشان و ظاهر شدن در واکنش ها و پدیده های میکروسکوپیک و در کل خواص شیمیایی و فیزیکی خودشان در خانواده های مختلف دسته بندی و بررسی می شوند عده ای از این ذرات با فراوانی بیشتر در اغلب اوقات ظاهر می شوند و پدیده های میکرو سکوپیک را کنترل می کنند، به ذرات بنیادی واقعی معروف هستند.

 

هیپرون ها:  

اساسا چهار دسته هیپرون وجود دارد که عبارتند از

  • هیپرون لاند

  • هیپرون سیگما

  • هیپرون کسی

  • هیپرون امگا

تمام هیپرون ها به ذرات هسته ای تجزیه می گردند.هر هیپرون دارای یک ضد ذره با علامت مخالف است.دنیای ذرات بنیادی هم از نظرتنوع ذرات و هم از نظر نوع تاثیرات و تبدیلات متقابل ، دنیای غنی محسوب می شود .

هادرون ها:

تحقیقاتی که با شتابدهنده ها یی بزرگ انجام شده اند بطور قوی به دانش ذرات بنیادی کمک کرده اند قبل از همه اشاره ها به بزرگترین خانواده ذرات هادرون ها یعنی ذرات شرکت کننده در برهمکنش های قوی هسته ای است ، اشاره می کنیم.

در حال حاضر چند صد از این گونه ذرات از جمله باریون ها و پاد باریون ها و مزون ها شناخته شده اند.بیشتر این ذرات در نتیجه اندرکنش ها قوی هسته ای به هادرون های دیگر وامی پاشند آنها عمر کوتاهی دارند که در فرایند های هسته ای معمول چنین زمانی ( ثانیه 23-10) را نمی توان مستقیما اندازه گرفت.اما هادرون هایی با عمر 13-10 تا 8-10 ثانیه نیز وجود دارند. برد واپاشی این ذرات با عمر دراز اندرکش های ضعیف ما کم هستند.

 

تعداد خیلی زیادی از هادرون ها کشف شده و گروه بندی آنها در رده ها و خانواده های مختلف ، طبیعت بنیادی آنها را مبهم جلوه می دهد.مدل کوارکی ساختار هادرون ها گروه بندی هادرون ها را در خانواده و طبیعت و ساختار این خانواده ها و همچنین دیگر خواص ساده هادرون ها را بطور خیلی طبیعی توضیح می دهد.

اصول بنیادی این مدل را می توان به شرح زیر فرمول بندی کرد:

  • هادرون ها را به معنای درست کلمه نمی توان جز ذرات بنیادی به شمار آورد آنها ساختار درونی پیچیده ای دارند و مانند هسته های اتمی دستگاه های مقید و متشکل از ذرات به راستی بنیادی یا اساسی اند. عناصر اصلی ساختارهادرون ها کوارک نام دارد .

  • نظام هادرونی امکان می دهد که اظهار کنیم کلیه باریونهای شناخته شده از سه کوارک و پاد باریونها از سه پاد کوارک تشکیل شده اند. در حالی که تمام مزون ها از یک کوارک و یک پاد کوارک تشکیل شده است .

کوارک ها:

دست کم شش نوع کوارک وجود دارد که هر کدام آنها حاصل عدد کوانتومی جدید یعنی طعم هادرونی است و به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:

  • کوارک b (کوارک زیبا)

  • کوارک c (کوارک افسون)

  • کوارک d (کوارک پایین)

  • کوارک s (کوارک شگفت)

  • کوارک t (کوارک درست)

  • کوارک u (کوارک بالا)

 

لپتون ها:

لپتونهای متنوعی کشف شدهاند که آنها براساس خواص فیزیکی و کوانتومی ویژه خود «جرم ، بار ، اسپین و غیره) به صورت زیر تقسیم بندی می شوند

لپتون های الکترون (e): اینها به نوبه خود دو دسته اند:

الکترون ها

نوترینوی الکترون

 لپتون های موئون: اینها نیز به نوبه خود دو دسته اند:

موئون

نوترینو موئون

لپتون های تو (T): اینها نیز دو دسته اند:  

لپتون های تو منفی

نوترینو تو

 

فوتون ها:  

فوتون ها جرم در حال سکونشان برابر صفر است و اسپینی برابر یک دارند.

 

گلوئون ها:

گلوئون ها جرم در حال سکونشان مساوی صفر است. و اسپینی مساوی یک دارند. گلوئون ها درون هادرون ها هستند ودر حالت آزاد مشاهده نشده اند.

 

بوزون ها:

 

  • در فیزیک ذرات برهمکنش های ضعیف هسته ای نیز نقش مهمی ایفا می کنند اینها تنها اندرکشی هستند که می توانند شخصیت ذرات پایه را عوض کنند. و ضمن پیروی از قوانین بقای بارهای لپتونی و باریونی موجب تبدیل های متقابل آنها شود.

  • ساز و کار نیروهای برهمکنش ضعیف هسته ای مدتهای مدید نظر پژوهشگران را بسوی خود جلب کرده بود. فرضیه ای مطرح شده است که مطابق آن این نیروها از تعادل نوع خاصی کوانتوم های میدان نیروی برهمکنش ضعیف هسته ای به نام بوزون ها ی میانی ناشی می شود.

 

  • برخلاف گلوئون ها ، بوزون های میانی مثل فوتون ها باید در حالت آزاد وجود داشته باشند. نظریه امکان وجود ، سه تا از این بوزون های میانی را پیش بینی می کند.چند تا از این ذرات (بوزون های میانی) سرانجام در سال 1982 کشف شدند.

فیزیک ذرات بنیادی (Fundamental Particle Physics)

دید کلی

 مدت زیادی نگذشته که ثابت شده تمامی مواد از مولکول ها، مولکول ها هم از اتم ها، اتم ها از هسته ها و الکترون ها و هسته ها از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده اند اما پروتون ها و نوترون ها والکترون ها از چه چیزی ترکیب یافته اند؟ این ذزات ، ذرات بنیادی یعنی ذرات غیر قابل تجزیه نام دارند. با فرض اینکه تجزیه بیشتر آنها باعث می شود که به ذرات دیگری تبدیل شود.

تاریخچه:

در اواخر قرن بیستم دانشمندان درباره ساختمان پنهانی ذرات بنیادی به یک مطالعه سیستماتیک و مداوم پرداختند. این مطالعه ابتدا از نوکلئون ها (اجزای هسته ) یعنی پروتون ها و نوترون ها شروع شد. عموما در فیزیک هسته ای این کار می توانست دردوخط اصلی ادامه یابد.

 بررسی پدیده های شامل ذرات بنیادی با فیزیک هسته ای:

کوشش برای شکستن یا خرد کردن یک ذره بنیادی در صورت امکان و تبدیل آن به اجزا تشکیل دهنده اش اگر اجزا تشکیل دهنده ای داشته باشد. برای این منظور ذرات مشابه دیگر را با سرعت های حتی المقدور نزدیک به سرعت نور شتاب داده و این گلوله های شتاب دار را به ذرات بنیادی موجود در اتم های دیگر برخورد می دهند. برای مثال برای بمباران هیدروژن یونیزه شده (یعنی پروتون) از پروتون های شتابدار یا برای بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفا ی دیگر استفاده گردد.
انرژی لازم برای این عمل فقط می تواند به کمک شتابدهنده های قوی ذرات باردار فراهم شود تولید ذرات باردار شتابدار برای دسترسی به انرژی های دهها میلیون و بالاخره دهها هزار میلیون الکترون ولت زمانی یک کار بزرگ تلقی می شد.

بررسی ساختمان ذرات بنیادی:

این روش بر اساس پدیده آشنای نوری قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده کوچکتر باشد طول موج نور تابانده شده به این ماده بایستی کوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آسانی از اطراف جسم عبور کرده و چیزی دیده نمی شود. و اگر از طول جسم کوچکتر باشد موج منعکس شده بازتاب نور) و جسم روشن شده و قابل رویت می گردد

دیدگاه موجی ذرات:


دوبروی (De Broglie) کشف کرد که هر چه ذرات سریعتر حرکت کنند خواص موجی بیشتری از خود نشان می دهد. پس از این کشف تهیه نوعی میکروسکوپ الکترونی ممکن گردید که در آنها الکترون با انرژی 100Kev شتاب داده می شد. این میکروسکوپ رویت اجسام با قطر چند انگستروم را میسر می سازد. که هر آنگستروم برابر 8- 10سانتیمتر می باشد.
مطابق نظریه دوبروی هرچه ذرات سنگین تر بوده و سریعتر حرکت کند ، طول موج معادل آن کوتاهتر خواهد بود. این مطالب نشان می دهد اگر الکترونی تا انرژی چند صد میلیون الکترون ولت شتاب داده شود طول موجش آنقدر کوچک می شود که متناسب با اندازه ذرات هسته ای شده و می تواند برای بررسی ساختمان هسته اتمی بکار رود

ساختار فیزیک ذرات بنیادی:

  • از بازتاب و پخش این فیزیک امواج برای اندازه گیری ذرات داخل هسته استفاده می شود. اگر الکترونی تا انرژی یک یا دو هزار میلیون الکترون ولت شتاب یابد طول موج الکترون چندین مرتبه کوچکتر از قطر ذرات هسته ای می شود. این فیزیک امواج تحقیق ساختمان پروتون هاو نوترون ها را ممکن می سازد از روزی که دانشمندان به یک "توپخانه اتمی قوی" مسلح شدندذرات جدید اتمی یکی پس از دیگری کشف گردید.

  • انرژی معادل با یک میلیون الکترون ولت موجب کشف الکترون مثبتی به نام پوزیترون شد. شتاب دهنده هایی با صدها میلیون الکترون ولت تهیه مصنوعی مزون ها را ممکن ساخت. مزون ها اولین بار در پرتوهای کیهانی کشف شدند.توسعه شتابدهنده های با انرژی بسیار زیاد موجب کشف ضد ذرات گردید.ضد ذرات تشکیل دهندگان اصلی ضد ماه می باشد که عمده ترین انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غیره.  

  • بسیاری از ذرات کشف شده ، ذرات ناپایدارند آنها پس از یک دوره زمانی بسیار کوتاه تجزیه شده و به تعدادی ذرات کوچکتر و پایدارتر تبدیل می شود این ذرات کوچکتر پایدارتر شامل : الکترون ها ، نوترون ها ، اشعه گاما و یا نوترینو ها می باشند.

 

اشعه گاما

  • ذرات ناپایدار ممکن است به ضد ذرات معادل خود که اصولا پایدارترند ، تبدیل می گردند.

  • همانگونه تا بحال معلوم شده هیچیک از ذرات بنیادی شناخته شده نمی توانند به اجزا کوچکتر شکسته شوند. آنها همگی به نام ذرات بنیادی معرفی شده است به همین دلیل نشان می دهد که ساختمانی ندارند.

تقسیم بندی ذرات ناپایدار

ذرات ناپایدار بدو گروه به صورت زیر تقسیم می شوند:

  • یک دسته از آن شامل ذرات سنگین تر از الکترون ولی سبک تر از پروتون است که مزون (Meson) نام دارند.

  • گروه دیگر شامل ذرات سنگین تر از پروتون است که هیپرون(Hyperon) خوانده می شوند. هیپرون ها فقط به ذرات هسته ای از جمله پروتون ها و نوترون ها تجزیه می شوند.

مزون

 

انواع مزون ها:

مزون ها از لحاظ خواص فیزیکی به دسته های مختلف تقسیم می شود:

  • مومزون (M-Meson)

  • پی مزون (P-Meson)

  • کامزون (K-Meson

مو مزون (M-Meson):

  • جرم مو مزون تقریبا 8/1 جرم پروتون می باشد.

  • مومزون ها فقط می توانند به صورت مثبت یا منفی باشند ، مومزون خنثی وجود ندارد.

  • این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره مومزون منفی ، مومزون مثبت می باشد.

  • بواسطه وجود تاثیرات متقابل عمومی یک مومزون ممکن است به یک الکترون و دو نوترنیو تجزیه شود.

  • مومزون منفی دارای نیم عمر 2.3X10-6 ثانیه می باشد. بواسطه چنین تاثیر متقابل که بین سه ذره فوق ( الکترون ، مومزون و نوترینو) در حالت عادی وجود دارد آنها را لپتون (Lepton) نیز می نامند.

پی مزون (P-Meson):

  • جرم پی مزون تقریبا 7/1 جرم پروتون می باشد.

  • پی مزون ها بصورت مثبت یا منفی یا خنثی وجود دارند.

  • این ذرات نیز به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره پی مزون مثبت ذره پی مزون منفی است. شبیه فوتون ، پی مزون خنثی با ضد ذره خود یکسان است. 

  • پی مزون کوبورچه توسط دانشمند ژاپنی یوکاوا (Yukawa) در سال 1935 پیش بینی شده بود.

  • ذرات هسته ای بطور مداوم ذرات پی مزون را مبادله می کنند. این تبادل شباهتی به ظهور نیروهای الکتریکی دارد که در اثر نشر و جذب دائم کوانتای تابش الکترومغناطیسی بوسیله یک بار الکتریکی حاصل می شود.

  • پی مزون ها می توانند در برخورد پروتون هایی با انرژی چند صد میلیون الکترون ولت تولید شوند. در این حالت انرژی جنبشی ذرات هسته ای مستقما به جرم سکون پی مزون تبدیل می شود.

طرح کلی واکنش های بین ذرات بنیادی:

  • پروتون + نوترون +پی مزون مثبت <--- پروتون + پروتون  

  • پروتون +پروتون +پی مزون منفی <--- پروتون + نوترون  

  • نوترون + پی مزون مثبت <--- اشعه گاما + پروتون

  • پروتون + پی مزون منفی <--- اشعه گاما + نوترون

کامزون (K-Meson):

  • جرم کا مزون تقریبا 4/1 جرم پروتون می باشد.

  • کامزون ها بصورت منفی ، مثبت و خنثی شناخته شده اند.

  • این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره کامزون منفی ، کامزون مثبت می باشد.در صورتیکه ضد ذره کامزون خنثی خودش می باشد.

  • بواسطه جرم بزرگ کامزون این ذرات با تنوع بیشتری تجزیه می شود. دوره تجزیه یک کامزون باردار 0.85X10-8 ثانیه می باشد.



تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 19:22 | نویسنده : عبدلی |
 

ماهیت تخلیه جرقه ای:

دو الکترود کروی را به باتری ای از خازن ها وصل می کنیم و به کمک یک ماشین ویمچورست شروع به پر کردن خازن ها می کنیم. در فرایند پر کردن خازن اختلاف پتاسیل الکتریکی بین الکترود ها افزایش می یابد و شدت میدان الکتریکی در گاز نیز زیاد می شود.

تا وقتی که شدت میدان الکتریکی زیاد نیست تغییری در گاز مشاهده نمی شود ولی در شدت میدان الکتریکی به قدر کافی زیاد در حدود 3 بین الکترودها جرقه الکتریکی ظاهر می شود که به صورت خط شکسته بسیار روشن خیره کننده ای دو الکترود را به هم وصل می کند در نزدیکی جرقه ، گاز تا دمای بالایی گرم و ناگهان منبسط می شود، که موج های صوتی تولید می کند.
در این آزمایش خازن ها برای قوی تر کردن جرقه به کار رفته اند. زیرا آنها فقط میزان ولتاژ را بالا برده اند تا انرژی جرقه بالا و شعله آن قابل توجه باشد.

مشخصات تخلیه جرقه ای :

وقتی که تخلیه جرقه ای جرقه زنی گاز ظاهر می شود گاز بطور ناگهانی (جهشی) خواص دی الکتریکی اش را از دست می دهد. و رسانای خوب می شود شدت میدانی که در آن جرقه زنی گاز مشاهده می شود، برای گاز های مختلف مقادیر متفاوت دارد و به حالت آنها ، فشار و دما وابسته است. برای ولتاژ معین بین الکترودها هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد شدت میدان کمتر است. بنابر این هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد برای جرقه زنی گاز ولتاژ بیشتری باید بین آنها برقرار باشد. این ولتاژ به ولتاژ جرقه زنی معروف است.

ولت سنج جرقه ای:

اگر بستگی ولتاژ جرقه زنی با فاصله الکترودهایی با شکل معین را بدانیم، می توانیم ولتاژ نامعلوم را از روی ماکزیمم طول جرقه اندازه بگیریم. این اصل در ساختمان ولت سنج جرقه ای مورد استفاده قرار می گیرد، که وسیله مناسبی برای ارزیابی تقریبی ولتاژهای بالاست مثلا در دستگاه اشعه ایکس.

جرقه زنی با یونش برخوردی:

در گاز همیشه چند تایی یون و الکترون وجود دارند که به طور تصادفی تشکیل شده اند. ولی تعدادشان معمولا آنقدر کم است که گاز در عمل الکتریسته را هدایت نمی کند. برای مقادیر به نسبت کوچک شدت میدان الکتریکی که برای بررسی رسانش القایی در گاز ها به کار می رود، برخورد بین یون های متحرک در میدان الکتریکی و مولکول های خنثی گاز منشا برخورد الاستیک بین گلوله هاست.

در هر برخورد ذره متحرک بخشی از انرژیش را به ذره ساکن می دهد. هر دو ذره پس از برخورد با جهش از هم دور می شوند. و در آنها تغییر داخلی روی نمی دهد. ولی اگر شدت میدان الکتریکی بیشتر باشد انرژی جنبشی در برخورد متوالی در یون جمع می شود ممکن است مقداری را به دست آورد که برای یونی کردن یک مولکول خنثی در برخورد کافی باشد. در نتیجه الکترون منفی و یون مثبت جدیدی تشکیل می شوند.

این فرایند به یونش برخوردی معروف است و کاری که برای جدا کردن یک الکترون از اتم انجام می گیرد پتاسیل یونش نامیده می شود. کار پتاسیل یونش (تابع کار مواد) به ساختار اتمی بستگی دارد و از این رو برای اتم های مختلف متفاوت است.
بهمن یونی منشا تخلیه جرقه ای:

الکترون ها و یون هایی که در نتیجه یونش برخوردی تشکیل شده اند تعداد بارهای داخل گاز را افزایش می دهند. آنها به نوبه خود توسط میدان الکتریکی به حرکت می افتند و می توانند باعث یونش برخوردی در اتم های جدید شوند. پس این فرایند خودش را تقویت می کند و یونش در گاز خیلی زود زیاد می شود.
 

این پدیده کاملا مشابه بهمن برف کوهستان است که گلوله برفی کوچکی می تواند سبب آن شود. به این دلیل توصیف اخیر را بهمن یونی نامیده اند. بهمن یونی همان تخلیه جرقه ای است و ولتاژ مینیممی که در آن بهمن یونی ظاهر می شود ولتاژ جرقه زنی است. پس یونش گازی در جرقه زنی تقسیم اتم ها و مولکول ها به یون ها در برخوردهاست. البته پیدایش تخلیه جرقه ای با تشکیل به اصطلاح شهابواره ها همراه است.



تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 19:1 | نویسنده : عبدلی |

عدد جرمی عددی صحیح می باشد که مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های هسته یک اتم را مشخص می کند.

به عبارتی دیگر عدد جرمی عبارت است از تعداد نوکلئون های هسته اتم. عدد جرمی اتم های عناصر با یکدیگر متفاوت می باشد. اختلاف میان عدد جرمی و عدد اتمی برابر است با تعداد نوترون های آن هسته. خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر توسط عدد اتمی و عدد جرمی مشخص می شود. تمام اتم های یک عنصر دارای عدد اتمی یکسان می باشند که این عدد اتمی، ماهیت شیمیایی عنصر را مشخص می کند. اما ممکن است اتم های یک عنصر عدد جرمی متفاوتی داشته باشند که در این حالت به آن ایزوتوب آن عنصر می گویند.

 علت تفاوت عدد جرمی در اتم های یک عنصر ، تغییر تعداد نوترون های آن می باشد. پس عدد جرمی اتم های یک عنصر می تواند در خواص فیزیکی عنصر مانند : چگالی، جرم و ... تغییر ایجاد کند.

در نماد گذاری عدد جرمی را با A سمت راست و در بالا و عدد اتمی را با Z سمت راست ، پایین نماد عنصر می نویسند .

عدد جرمی بیشتر در واکنش های هسته ای مورد تحلیل قرار می گیرد ، زیرا عناصری وجود دارند که در برخی از ایزوتوپ هایشان پایدار و در برخی دیگر فعالیت رادیواکتیو از خود نشان می دهند. مثلاً هیدروژن دارای سه ایزوتوپ ( عدد جرمی 1،2و3)می باشد که در دو ایزوتوپ 1 و2 ( پریتیم و دوتریم ) دارای هسته پایداری می باشد ، اما ایزوتوپ تریتیم ( ایزوتوپ3) دارای هسته ناپایداری می باشد .

در طبیعت ایزوتوپ های فراوانی از عناصر مختلف وجود دارند . امروزه با پیشرفت علم هسته ای ، در آزمایشگاه ها توانسته اند ایزوتوپ های جدیدی از عناصر مختلف تولید کنند بطوری برخی از آن ها در طبیعت وجود دارند.



تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 18:54 | نویسنده : عبدلی |
عدد اتمی ( z )، اصطلاحی است که در شیمی و فیزیک برای بیان تعداد پروتونهای موجود در هسته اتم به کار می‌رود.

عدد اتمی اصولاً شماره محل هر اتم در جدول تناوبی می‌باشد. وقتی مندلیف، عناصر شیمیائی شناخته شده را بر اساس تشابهاتشان در شیمی مرتب کرد، متوجه شد که قرار دادن دقیق آنها بر اساس جرم اتمی، ناهماهنگیهای را بوجود می‌آورد. او متوجه شد که اگر ید و تلوریوم بر اساس جرم اتمی‌شان قرار بگیرند، ترتیبشان غلط به نظر می رسد و وقتی در جدول در جای مناسب قرار خواهند گرفت که جابجا شوند. با قرار دادن آنها بر اساس نزدیکتر بودن خواص شیمیائی، شماره آنها در جدول تناوبی، همان عدد اتمی آنها بود. به نظر می‌رسید که این عدد تقریباً با جرم اتم نسبت دارد، اما همانطور که تفاوت جرم _ خواص شیمیای نشان داد، بازتاب خاصیت دیگری به جز جرم بود.

عجیب بودن این ترتیب، بالاخره بعد از تحقیقات Henry Gwyn Jeffries Moseley در سال 1913 تشریح شد. موسلی کشف کرد که ارتباط دقیقی بین طیف بازتاب اشعه X عناصر و محل صحیح آنها در جدول تناوبی وجود دارد. بعداً نشان داده شد که عدد اتمی مساوی بار الکتریکی هسته می باشد- به عبارت دیگر تعداد پروتونها-؛ و این بار الکتریکی است که خواص شیمیائی عناصر را بوجود می‌آورد، نه جرم اتمی.



تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 18:52 | نویسنده : عبدلی |

انواع زباله

بطور کلی زباله‌ها سه نوعند:

*نوع اول زباله‌های تَر هستند مانند: پس مانده‌های گیاهان، گل و لای آبها، پس ماندهٔ مواد غذایی... اینگونه زباله‌ها بطور کل از طریق واکنشهای شیمیایی و به‌وسیله باکتریها خود به خود و به زودی نابود می‌‌شوند. آنها می‌‌توانند به عنوان کود استفاده شوند.(هفتاد درصد زباله‌ها در ایران مواد غذایی هستند.

*نوع دوم زباله‌های قابل بازیافت هستند مانند: مواد ساختمانی، فلزات، مواد پلاستیکی، کاغذ،شیشه... اینگونه مواد می‌توانند در زمینه‌های دیگر دوباره استفاده شوند. مثلاً فلزات را ذوب می‌کنند و در شکل جدید بکار می‌‌برند. مواد پلاستیکی را نیز ریز ریز کرده و در ساخت مصالح جدید و یا مواد قابل اشتعال استفاده می‌‌کنند. کاغذها و مقواها نیز قابل تبدیل به کاغذهای جدید هستند.

 

*نوع سوم زباله هایی که دیگر برای استفاده مناسب نبوده و قابل بازیافت نیستند. مانند پوشک بچه، بسیاری از زباله‌های بیمارستانی ... متاسفانه راه حل ساده‌ای برای این گونه آلاینده‌ها وجود ندارد. تنها راه موثر، استفاده کمتر از اینگونه مواد است.

دفع زباله

در ایران زباله‌ها یا در خاک دفن شده یا سوزانده می‌‌شوند و حتی گاه در طبیعت رها می‌‌شوند. همه این راه‌ها برای محیط زیست بسیار خطرناک هستند و باعث فرسایش خاک، آلودگی هوا، زشت شدن مناظر طبیعی و همین طور نامناسب کردن محیط برای حیات وحش می‌‌شوند.

اخیرا یک مبتکر ایرانی دستگاهی را اختراع نموده که اینگونه زباله‌ها را می‌‌سوزاند بطوریکه گازهای سمی آنها توسط یک فیلتر گرفته شده و خاکستر آنها نیز در ساختمان سازی استفاده کاربرد دارد.

                                                         از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 18:30 | نویسنده : عبدلی |

تحقیقات نشان می‌دهند راز مقاومت برگ‌های نیلوفر آبی در برابر یخ‌زدگی، در سطح ناهموار و خاصیت آبگریزی قوی آنها نهفته است که حداقل امکان تماس آب را با سطح برگ فراهم می‌کند و مانع از کاهش دما می‌شود.

هوا مرتب سردتر می‌شود، برکه یخ می‌زند، اما برگ‌های نیلوفر آبی همچنان تازه و سرزنده باقی می‌مانند. راز این برگ‌ها در ناهمواری‌های سطح آنها و خاصیت آب‌گریزی قوی حاصل از آن نهفته است.

 

به گزارش نیوساینتیست، بررسی این برگ‌ها در مقیاس نانو نشان می‌دهد، قطرات کوچک آب به دلیل آبگریزی سطح ناهموار برگ‌های نیلوفر از روی آن پایین می‌افتند. این سطح ناهموار باعث می‌شود هوای به دام افتاده در فرورفتگی‌ها مانع از برخورد قطرات آب با سطح برگ شود. سطوح مصنوعی هم با خواصی مشابه، خاصیت آبگریزی خواهند داشت و در نتیجه می‌توان از یخ‌زدن آنها جلوگیری کرد.

 

یانلین سانگ و همکارانش در انستیتو علوم پکن نشان داده‌اند این مقاومت در برابر یخ‌زدگی به دلیل تماس لایه بسیار‌نازکی از آب با سطح است که نمی‌تواند در دماهای زیر صفر هم به سادگی حرارت را از دست بدهد و به همین دلیل با روندی بسیار‌آرام منجمد خواهد شد.

 

آنها دو سطح وسیع از جنس پروپیلن را انتخاب کردند، یکی از آنها مانند برگ‌های نیلوفر آبی ناهمواری‌های فراوان و خواص آبگریزی بسیار‌قوی داشت. دیگری یک سطح آبگریز معمولی بود.

 

در هوایی با رطوبت بالا، قطرات کوچک و کروی آب به قطر 5 میکرومتر روی هر دو سطح ایجاد شدند و سپس تیم شروع به سرد کردن محیط کرد. با کاهش دما قطرات روی سطح آبگریز معمولی مرتب گسترده‌تر شدند و سطح تماس آنها با ورق پروپیلن افزایش پیدا کرد.

 

 این قطرات ظرف مدت 90 ثانیه منجمد شدند. اما قطرات روی سطح آب‌گریز قوی زمانی که به هم متصل شدند و حتی قطر آنها به 80 میکرومتر رسید، گنبدی‌شکل باقی ماندند و پس از 6 دقیقه منجمد شدند.



تاريخ : پنجشنبه ششم خرداد 1389 | 1:26 | نویسنده : عبدلی |

اداره ایمنی و سلامت شغلی‹‹OSHA›› لازم دانسته است كه تمام سازندگان، بازرگانان عمده فروش، و توزیع كنندگان مواد شیمیایی برگ اطلاعات ایمنی مواد شیمیایی ‹‹MSDS›› برای موادی كه تولید می كنند یا می فروشند تهیه كنند. OSHAهمچنین لازم دانسته كه كارفرمایان یك كپی از MSDS مواد شیمیایی خطرناك تهیه و در مكانی كه با این مواد سروكار دارند نگهداری كنند. این اطلاعات‹‹MSDS›› باید در تمام اوقات كاری در دسترس افراد باشد.
عموماً برگه های اطلاعات MSDSبا ماده شیمیایی سفارش شده توسط شركت سازنده داده می شود یا می توان آن را بعداً دریافت كرد.
دسترسی به MSDS یك ماده شیمیایی از طریق لینكهای موجود در وب سایت واحد ایمنی و سلامت امكان پذیر است .

قبل از كاركردن با هر ماده شیمیایی ابتدا با استفاده از MSDS آن با خطرات و نكات ایمنی مربوطه باید آشنا شد.
برگه های اطلاعات ایمنی مواد شیمیایی حاوی اطلاعاتی است كه عبارتند از : نام ماده شیمیایی- خصوصیات فیزیكی و شیمیایی- سمیت آن- شیوه صحیح جابجایی و نگهداری آن- روشهای صحیح اقدامات اورژانسی اولیه و  ...
به طور كلی یك MSDS حاوی اطلاعات گوناگونی می باشد كه تعدادی از آنها عبارتند از :

 هویت ماده شیمیایی -
 تركیب یا اطلاعات مربوط به اجزاء سازندة آن 
 آشنایی با خطرات احتمالی 
 اقدامات اولیه اورژانسی 
 اقدامات اولیه در مواجهه با حریق 
 اقدامات اولیه در صورت ریختن اتفاقی ماده شمیایی 
 شیوه صحیح حمل و نقل و نگهداری 
 روشهای مهاركردن سرایت آن/ محافظت افراد در برابر ماده شیمیایی 
 خواص فیزیكی و شیمیایی
پایداری و واكنش پذیری 
 اطلاعات سمیت ماده شیمیایی 
 اطلاعات اكولوژیكی 
 اصول صحیح معدوم كردن پسماندهای آن 
 اطلاعات لازم در مورد جابجا كردن آن 
 سایر اطلاعات

برچسب نام ماده شیمیایی :

برچسب های نصب شده بر روی ظروف مواد شیمیایی، منبع اصلی و مهم اطلاعات آن ماده است.
سازندگان مواد شیمیایی باید براساس استانداردهای مرتبط با خطر مواد شیمیاییOSHA  (1200،1910،CFR29) بر روی هر ظرف، برچسبی دارای مشخصات: نام و آدرس سازنده – نام ماده شیمیایی و خطرات احتمالی در صورت استفاده از آن را قید نمایند.
بیشتر سازندگان مواد شیمیایی اطلاعات اضافی دیگری مانند خواص فیزیكی- اقدامات اولیه اورژانسی و .. را نیز روی برچسب قید می كنند. براساس استاندارد مربوط به آزمایشگاه كه توسط OSHA تعریف شده است (1450،1910،CFR29) باید مسئولین آزمایشگاه مطمئن باشند كه ظروف حاوی مواد شیمیایی خطرناك موجود در آزمایشگاه، بدون برچسب یا دارای برچسب مخدوش شده نباشند. همچنین ظروف حاوی حلال یا مواد شیمیایی دیگری كه برچسب آن به مرور زمان خراب شده باید مجدداً برچسب جدید نصب گردد.
مقادیر كم مواد شیمیایی كه به طور موقت در ظروف آزمایشگاه نگهداری می شوند باید دارای برچسب نام ماده شیمیایی و خطر مربوط به آن باشند.
علامت لوزی: روشی برای طبقه بندی خطرات یك ماده شمیایی( توسط NFPA )

علامت لوزی كه توسط NFPA طراحی شده است روشی بین المللی برای شناسایی خطرات مربوط به یك ماده شیمیایی خاص است. تا كاركنان با استفاده از اطلاعات آن دچار صدمه و آسیب نشوند.
این علامت خیلی مواقع در آزمایشگاهها، مكان های نگهداری مواد شیمیایی یا روی ظروف مواد شیمیایی پیدا می شود. در جدول زیر خطرات گوناگون در لوزی مربوطه بوسیله كدهایی به شكل عدد نشان داده شده كه به ترتیب شدت خطر تقسیم بندی شده اند.
خطر حریق(آتش سوزی)

 دمای اشتعال :

4- كمتر از ◦73 فارنهایت
3- كمتر از ◦100
2- بیشتر از ◦100 و كمتر از ◦200 فارنهایت
1- بالاتر از ◦200 فارنهایت
0- غیرقابل اشتعال
خطر مرتبط با سلامتی

 4- كشنده
3- بی نهایت خطرناك
2- خطرناك
1- كمی خطرناك
0-بی خطر
كنش پذیری

 احتمال منفجر شدن 
احتمال انفجار در صورت ضربه یا حرارت
تغییرات شیمیایی شدید
ناپایدار در صورت حرارت دادن 
پایدار
خطرات ویژه
 OX- اكسیدكننده
ACID- اكسید
ALK- قلیا
CORR- خورنده
Use No Water – از آب استفاده نشود
Radioactive


تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 19:43 | نویسنده : عبدلی |
آزمایش اسمز در مقیاس کوچک

 

 

به عبور آب ازیک غشاء نیمه تراوا و ازیک محیط رقیق به محیط غلیظ اسمز می گویند.

سلول های حیوانات وگیاهان به وسیله ی اسمز غلظت مواد غذایی را کنترل می کنند تولید خیار شور از خیار، وتبادل خون سیاهرگی در مویرگ ها به وسیله اسمز انجام می گیرد.  در این فعالیت شما واکنشی را اجرا می کنید که نتیجه اش تشکیل یک غشاء نیمه تراواست وسپس شما چگونگی عمل اسمز را خواهید دید.

 

مواد مورد نیاز:

1-بشر کوچک

2-محلول 1/0مولارمس(II)سولفات

3- کریستال های سدیم هگزا سیانو فرات(II)[Na4Fe(CN)6

 

دستور کار:

1-    50میلی لیتر از محلول مس سولفات را در بشر کوچکی بریزید.

2-   بلور کوچکی از سدیم هگزا سیانو فرات(II) را در داخل بشر بیاندازید.

3-   مشاهدات خود را ثبت کنید

 

واکنش:

مس سولفات با سدیم هگزا سیانو فرات(II) واکنش داده و مس  هگزا سیانو فرات(II)را به وجود می آورد که تشکیل یک غشاء نیمه تراوای قهوه ای رنگ را می دهد:

 

2Cu2+(aq) + [Fe(CN)6]4-(aq)ـــــــــــــــــ >    Cu2Fe(CN)6 (S)

 

محلول1/0مولار  مس سولفات خیلی رقیق است )حدود 5/2درصد است( بنابراین غلظت حل شونده (سدیم هگزا سیانو فرات (II))در داخل غشاء نیمه تراوا بسیاربزرگتر از حل شونده ی بیرون غشاء (مس سولفات)است بنابراین مقداری آب ازمحلول مس سولفات به داخل غشاء وارد می شود.

وقتی آب وارد غشاء شد غشاء متورم شده وسرانجام پاره می شود ومحلول سدیم هگزا سیانو فرات (II)غلیظ را بیرون می اندازداین محلول فوراً با مس داخل محلول واکنش می دهد و مس  هگزا سیانو فرات(II) بیشتری را تولید می کندکه نتیجه اش باز، تولید غشاء قهوه ای و جامد است.

 

 

سوالات

1-غشاء نیمه تراوا چیست؟

2- اسمز چیست؟

3- اسمز چگونه باعث ورود آب به سلول می شود؟(راهنمایی:غلظت حل شونده ها مخصوصاً پروتئین  ها در داخل سلول بسیار بیشتر از خارج سلول می باشد)

 

نکاتی برای معلمان

برای نمایش اسمز در مقیاس بزرگ می توان چند روش بکار برد مثلاً قرار دادن یک تخم مرغ خام در سرکه برای 2 روز،یا داخل کردن یک لوله در یک هویج. در فعالیتی که ما انجام دادیم یک واکنش شیمیایی برای تولید یک غشاء نیمه تراوا به کار می رود وسپس دانش آموزان امکان مشاهده ی اتفاقات رخ داده در هنگام قرار گرفتن 2 محلول با غلظت های متفاوت در 2 سوی غشاء را در  یک دوره ی زمانی کوتاه ، پیدا می کنند

 

آماده کردن مواد:

1-برای تهیه محلول 1/0مولار مس سولفات ،5/2 گرم از بلور CuSO4 .5H2O را در 100 میلی لیتر آب حل کنید

2- بلور های سدیم(یاپتاسیم) هگزا سیانو فرات(II)- که سدیم یا پتاسیم فروسیانید هم نامیده می شوند-بسیار پایدارند وسم  سیانید  آزاد نمی کنند.

 

نکات آموزشی

1-این فعالیت به عنوان یک کار نمایشی نیز خوب عمل می کند. محلول را در یک ظرف کشت قرار دهید و آن را با یک اور هد نشان دهید

2-فشار لازم برای خنثی کردن نیروی اسمزی  فشار اسمزی نامیده می شود.

3-ریشه ی گیاهان ومویرگ ها به عنوان غشاء نیمه تراوا عمل کرده و به آب و مولکولهای کوچک اجازه ی  حرکت از بین خود و داخل شدن به سلول را می دهند.

4-لازم به ذکر است که اسمز خاصیتی از محلول است که در تماس با محلول دیگر که غلظت متفاوت دارد بروز می کند.

 

پاسخ به سوالات:

1-غشایی که به آب ومولکول های کوچک اجازه ی عبور می دهد

2-عبور آب از میان غشاء نیمه تراوا واز جای رقیق به جای غلیظ را گویند.

3-غلظت حل شونده ها مثل پروتئین ها در داخل سلول بیشتر از بیرون سلول است  بنابراین آب داخل سلول می شودتا از غلظت داخل سلول کاسته شود. این فرآیند تا برقراری توازن بین غلظت داخل وخارج سلول ادامه می یابد.

منبع وبلاگ گروه شيمي منطقه 15 شهر تهران



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 19:26 | نویسنده : عبدلی |
بازگرداني كاغذ

بازگردانی کاغذ: مساله ای برای شیمیدان (ها)

 

تهیه ی کاغذ از چوب فرآیندی پر هزینه و زمان بر است که هم منابع طبیعی ما را مصرف کرده و هم ضایعات صنعتی حاصل از آن باعث آلودگی هوا و رودخانه هامی شود. شیمیدان ها به کمک توسعه روش های جدید تر و بهتر برای ساخت و استفاده دوباره از کاغذ به کاهش این مشکلات کمک می کنند. استفاده مجدد از محصولات کاغذی، بازگردانی نامیده می شود. امروزه، حدود 30 درصد از کل فرآورده های کاغذی در این کشور بازگردانی می شود. دراین فعالیت شما همان واکنش های شیمیایی را که در صنعت توسط شیمیدانان برای بازگردانی و استفاده ی مجدد از کاغذ انجام می شود را اجرا می کنید، این فعالیت ها 2 روز طول می کشد.

 

مواد مورد نیاز:

 

1-ورق روزنامه

2-آرد یا پودر ذرت

3-توری سیمی (بهتراست دارای قاب چوبی باشد) به ابعاد 10-8 اینچ مربع ؛هر اینچ=54/2سانتیمتر

4-مخلوط  کن یا هم زن دستی

5-بشر 250 میلی لیتری

 

مراحل انجام کار:

1-                 نیمی از روزنامه را به موازات یک لبه ی آن پاره کنید. حال عمود بر تکه ی قبلی تکه ای را جدا کنید. آیا شما متوجه تفاوتی می شوید؟ لبه های پاره شده را بررسی کنید. کاغذ از چه ذراتی تشکیل شده است؟ به پاره کردن کاغذ ادامه دهید تا به قطعات کوچک تر تبدیل شود. برای اینکه نتیجه ی بهتری بگیرید بخشهایی از کاغذ را که فقط دارای چاپ سیاه روی زمینه ی سفید است انتخاب کنید

2-                 حدود 1 فنجان (250 میلی لیتر) آب را در یک ظرف بزرگ برای مخلوط کردن بریزید. 50 میلی لیتر رنگ بر یا سفید کننده به آن اضافه کنید. تکه های کاغذ روزنامه را به ظرف اضافه کنید و اجازه دهید چند دقیقه در آن قرار بگیرند تا کاغذ نرم شود.

3-                 به دقت آب و ماده سفید کننده را خارج کنید و کاغذ ها را  2 بار با آب آبکشی کنید.

4-                 200میلی لیتر آب به مخلوط اضافه کنید از یک همزن با سرعت کم استفاده کنید (یا همزن دستی استفاده کنید )مخلوط را تا فرم گرفتن و تبدیل شدن به یک خمیر غلیظ به هم بزنید .

5-                 حدود 2 قاشق چای خوری یا 10 گرم آرد یا پودر ذرت را به ظرف اضافه کنید و دوباره آن را تا تبدیل شدن به یک خمیر نرم و آبکی به هم بزنید .

6-                 توری سیمی  را بالای یک سینی پلاستیکی یا ظرف کم عمق نگه دارید محتویات داخل ظرف مخلوط کن را روی توری سیمی بریزید .

7-                 مخلوط را روی صفحه سیمی با انگشتان پهن کنید طوری که تا حد امکان نازک و صاف شود .

8-                 صفحه سیمی را بالای یک سینی یا یک تابه قرار دهید تا آب آن کشیده شده و بدون بهم ریختن خشک شود . حداقل 1 روز طول می کشد که این مخلوط خشک شود .

9-                 وقتی مخلوط کاملا خشک شد ، بدقت آنرا از صفحه سیمی جدا کنید .

کاغذ تولید شده به کمک فرآیند بازگردانی را توصیف کنید آیا می توانید روی آن بنویسید ؟

مقاومت آن را در مقابل پاره شدن با کاغذ اولیه مقایسه کنید آیا می توانید تفاوتها را بر شمارید ؟

 

واکنش ها :

همزدن شدید کاغذ در مخلوط کن یا به کمک همزن سطح تماس آنرا افزایش می دهد . اضافه کردن پودر ذرت یا آردجایگزین برخی پلی ساکارید ها شده به کاغذ مقاومت می دهد . رنگبر یا سفیدکننده به حذف جوهرودیگر نا خالصی ها کمک می کند.وقتی مخلوط خشک می شود، آب حذف شده وپیوند های هیدروژنی بین رشته های سلولز تشکیل می شوند.

نتیجه ی آن زنجیر های قوی پیوندی سلولز و تشکیل پلیمر است.

سوالات

1 – کاغذ باز گردانی شده در مقایسه با کاغذی که کیفیت بهتری دارد.مثل کاغذ یادداشت شما،چگونه می بینید؟

2 – چه فرآیند شیمیایی وقتی که مخلوط خشک می شود روی صفحه ی سیمی ،رخ می دهد.

3- بر اساس آزمایش شما،با چه مسائلی در هنگام بازگردانی کاغذ روبرو می شویم؟

 

 

یادداشت ها

این فعالیت به دانش آموزان کمک می کندتجربه ی فرآیند صنعتی با کاربرد مفید زیست محیطی را می دهد.اگرچه تقریبا 50 درصد از  زباله های شهری را کاغذ تشکیل می دهد.فقط حدود 30 درصداز کاغذ برای استفاده ی مجدد باز گردانی می شود.امروزه شیمیدانان

برای حل مسائل مربوط به بازگردانی کاغذ و تبدیل این کار به فرآیند علمی ،اقتصادی و ایجاد کاغذ بازگردانی شده با کیفیت بالا، سخت در تلاشند.

        

محلولها و مواد

برای تهیه صفحه ی سیمی می توانید به کمک ابزارهای مخصوص یک صفحه 10-8 اینچ مربعی را از توری سیمی پنجره ببرید و آن را با قاب چوبی محکم کنید. یا می توانیدتوری ای که روی سر پایه قرار می دهید را استفاده کنید و با حلقه های نگهدارنده (به شرط ضد زنگ بودن)آن را نگهدارید. آب یا پودر ذرت نیز هر دو به خوبی عمل می کنند.

 

نکته ها ی تدریس

 

1.     بازگردانی کاغذ مشکل است. زیرا انواع مختلف الیاف در کاغذ های مختلف استفاده شده  برای بازیافت موجودند. حذف جوهر ، چسب و سایر ناخالصی ها مشکل است و این فرآیندها اقتصادی نیستند .

2.     اگر چه فقط حدود 30 درصد کاغذ استفاده شده در ایالات متحده بازگردانی می شود در سایر کشورها این درصد بیشتر است . در آلمان غربی بریتا نیای کبیر ، و ژاپن این مقدار حداقل 50 درصد است، قانونی در ژاپن وجود دارد که الزام می کند روزنامه ها شامل حداقل 50 درصد کاغذ بازگردانی شده باشند.

3.     بیشتر کاغذ بازگردانی شده برای تهیه ی جعبه های مقوایی به کارمی رود.این نوع از کاغذ شامل،جعبه ی حبوبات و جعبه های بارگیری در کشتی می شود. در ایالات متحده تنها درصد کمی از روز نامه های بازگردانی شده در  تهیه ی  مجدد روزنامه  استفاده می شوند.

 

 

 

4.     از دانش آموزان خود بخواهید جعبه های مواد غذایی (مثل جعبه های شیرینی وحبوبات)را بررسی کنند  وجود  3 پیکان  کوچک که دایره ی را تشکیل میدهند  نشانگر این است که جعبه ،فرآورده ی بازگردانی کاغذ است .

5.     مقدار کاغذ بازگردانی شده درهرسال درکشور آمریکا ،کافی است که بزرگترین ساختمان اداری سیاسی را در نیویورک(Empire State Building)سه بار پر از کاغذ کند .

6.     کاغذ بازگردانی شده  دارای رنگ نه چندان مناسب بوده واز کاغذ اصلی که از خمیر چوب به دست می آید سست تر وکم دوام تر است.

 

پاسخ به سوالات

1-کاغذ ساخته شده توسط دانش آموزان در این فعالیت  اندکی رنگی ،زبر و غیربراق بوده وکیفیت کاغذ معمولی را ندارد.برای بالا بردن کیفیت کاغذ اضافه کردن خاک رس، موم ها، رزین های  تر  کننده ی قوی، رنگهاو جوهر ثابت وهمچنین کارگیری رنگبرنده  به مدت طولانی وانتخاب الیاف سلولزی باکیفیت بهتر لازم است .

2-سلولز هادر کاغذ اولیه به وسیله پیوند هیدروژنی در کنار هم نگه داشته می شوند.وقتی کاغذ را باآرد وآب مخلوط کرده سپس خشک می کنید،پیوندهای هیدروژنی تشکیل شده با آب (پس از خشک شدن)بین آرد ومولکولهای سلولز تشکیل می شود.

3- حذف ناخالصی ها از جمله جوهر،تولید محصول سفید رنگ،خشک کردن به گونه ای که  محصول صاف ویک دست به وجود آید،سرعت دادن به مراحل کار،تولید ورقه های خیلی نازک مثل کاغذ روزنامه وتولید کاغذ با دوام ازجمله مشکلاتی هستند که ما در انجام بازگردانی کاغذ با آن روبروهستیم.



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 19:21 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول – واكنش هاي شيميايي و استوكيومتري

 


 

 


 



  پاسخنامه

1 ج 11 ب
2 الف 12 ج
3 الف 13 ج
4 د 14 د
5 د 15 الف
6 ج 16 ب
7 د 17 ج
8 الف 18 د
9 د 19 ب
10 ب 20 الف
 



 

 

بخش دوم – ترموديناميك شيمي



  1 – تغيير آنتالپي يك واكنش به كدام يك از عوامل زير بستگي ندارد؟

الف) حالت فيزيكي مواد واكنش دهنده و فرآورده ها
ب) مقدار مواد واكنش دهنده ها و فرآورده ها
ج) دما و فشار
د) تابع حالت  



  2 – كداميك از گزينه هاي زير صحيح است؟

الف) فرآيند تشكيل يك پيوند معمولاً فرآيندي گرماگير است.
ب) تغيير آنتالپي يك واكنش كه از چپ به راست نوشته مي شود از لحاظ مقدار معادل تغيير آنتالپي واكنش برگشت مي باشد ولي علامت آن مخالف است.
ج) تغيير آنتالپي يك واكنش به شرايط انجام واكنش بستگي ندارد.
د) هنگامي كه يك مول از ماده اي از حالت جامد به حالت بخار تبديل مي شود،‌گرماي مورد نياز براي اين فرآيند را آنتالپي تبخير مي نامند.  



  3 – در تغييرهايي كه خود به خود انجام مي شود، كدام مورد صحيح است؟

 



  4 – كداميك از گزينه هاي زير نادرست است ؟

 



  5- كدام ويژگي زير تابع حالت نيست؟

الف) انرژي دروني
ب) آنتروپي
ج) كار
د) آنتالپي  



  6 – كار انبساطي با كدام نماد نشان داده مي شود؟

 



  7 – كداميك از گزينه هاي زير درست است؟

 



  8- ذوب شدن يخ فرآيندي .... همراه با .... بي نظمي مي باشد.

الف) گرماگير – افزايش
ب) گرماگير – كاهش
ج) گرماده – افزايش
د) گرماده – كاهش  



  9 – كدام ويژگي مقدار مشخصي از يك ماده خالص به دما و فشار آن بستگي دارد؟

الف) آنتالپي
ب) آنتروپي
ج) انرژي دروني
د)هر سه مورد  



  10– آنتالپي سوختن CO به وسيله كدام واكنش نشان داده مي شود؟

 



  11 – يك سيستم با حجم 20 ليتر مقدار 1KJ انرژي را تحت فشار 1atm جذب مي كند و حجم آن به 5/24 ليتر مي رسد، تغيير انرژي دروني سيستم را محاسبه كنيد.

الف) 545J
ب) 1/455KJ
ج) 0/545KJ
د)0/455KJ  

12 – هنگامي كه يك مايع تحت فشار 2 اتمسفر منبسط مي شود، حجم آن از 3.0cm3 به 3.003cm3 مي رسد. مقدار w را بر حسب ژول به دست آوريد.

A] (-6)(10)-4

B] (-1)(10)-4

C] (-6)(10)-1

D] (6)(10)-1

 


  13 – يك سيستم با جذب گرما و در فشار ثابت اتمسفر، از حجم 5/0 ليتر به حجم 2 ليتر منبسط مي شود. اگر مقدار براي اين فرآيند صفر باشد، چند ژول گرما توسط اين سيستم جذب شده است؟

الف) 152-
ب) 152
ج) 5/1-
د)5/1  



  14- كدام گزينه درست است؟

الف) گرما همواره از جسم سردتر به جسم گرم تر منتقل مي شود.
ب)‌هنگامي كه جسم سرد مي شود، انرژي ذره هاي تشكيل دهنده آن افزايش مي يابد.
ج) گرما نوعي انرژي است كه به نوع پيوندهاي درون ماده بستگي دارد.
د) دما معياري از گرمي يك جسم مي باشد  



  15 – سيستمي با انرژي دروني E1 مقدار800J گرما جذب مي كند و 300J كاربر روي محيط انجام مي دهد.

الف) 500J
ب) -500J
ج) E1+ 500J
ج) E1 – 500J  



  16 – در اثر خنك شدن 5/0 ليتر آب از ‍ْc 55 بهc 18ْ چند ژول گرما آزاد مي شود ؟ ظرفيت گرمايي ويژه آبg.c -1 4/184j-1 مي باشد.

الف)404/77
ب) 77404
ج) 774040
ج)07740/0  



الف) آب
ب) آهن
ج) طلا
د) نقره  


الف) مثبت – مثبت
ب) مثبت – منفي
ج) منفي – منفي
د) منفي – مثبت  



 



 



  پاسخنامه

1 د 11 ج
2 ب 12 الف
3 د 13 ب
4 د 14 د
5 ج 15 الف
6 ب 16 ب
7 الف 17 ج
8 الف 18 الف
9 د 19 د
10 ب 20 ب
 

    

 



 

 

بخش سوم – محلول ها



  1- لخته شدن محلول هاي كلوئيدي دركدام يك از شرايط زير مي تواند صورت بگيرد؟

الف) گرم كردن يا سردكردن محلول
ب) با افزودن برخي تركيب هاي يوني
ج) با سانتريفوژ كردن
د) هر سه مورد درست است  



  2 – كداميك از مواد زير در آب حل مي شوند؟

الف) الكل و نمك طعام
ب) سولفوريك اسيد و نفت
ج) هگزان و پتاسيم كلريد
د) الكل و تتراكليد كربن  



الف) 025/2
ب) 25/20
ج)6/3
د)36/0  



  4 – به مخلوط هاي ناهمگن جامد در مايع ... مي گويند.

الف) محلول
ب) سوسپانسيون
ج) امولسيون
د)كلوئيدي  



  5 – كداميك از گزينه هاي زير درست است؟

الف) افزايش دماي جوش يا كاهش دماي انجماد يك محلول نسبت به حلال خالص بستگي به تعداد ذره هاي ماده ي حل شده در محلول دارد نه به نوع ذره هاي حل شده
ب) رسانايي الكتريكي محلول HCL از آب كمتر است.
ج) مول ماده ي حل شده در يك كيلوگرم حلال را غلظت مولار مي گويند.
د) حل شدن مايع در مايع به كاهش آنتروپي همراه است.  



  6 – كدام مطلب در مورد يك محلول درست نيست؟

الف) خواص محلول در نقاط مختلف آن ، متفاوت است.
ب) محلول شفاف است و نور را پخش نمي كند.
ج) اگر محلول مدتي درجايي ساكن بماند ، تغييري در آن ايجاد نمي شود.
د) از راه صاف كردن نمي توان مواد حل شده را از حلال جدا كرد.  



  7 – ابر و مه را مي توان نوعي كلوئيد دانست كه در آن فاز پراكنده ... و محيط پراكندگي ... است.

الف) جامد – مايع
ب) جامد – گاز
ج) مايع – مايع
د) مايع - گاز  



  8 – كداميك از گزينه هاي زير را نمي توان امولسيون دانست؟

الف) شير و مايونز
ب) كرم هاي بهداشتي
ج) چسب ها و رنگ ها
د) شير و كره  



  9 – امولسيون همان محلول كلوئيدي .... است.

الف) جامد در مايع
ب) مايع در مايع
ج) گاز در مايع
د) گاز در گاز  



  10 – گزينه ي نادرست كدام است؟

الف) اندازه ي ذره ها در كلوئيد بزرگ تر از محلول است.
ب) اندازه ي ذره ها در سوسپانسيون بزرگ تر از كلوئيد است.
ج) محلول ها، كلوئيدها و سوسپانسيون ها نور را پخش مي كنند.
د) اغلب ذره هاي پراكنده كلوئيدي داراي بارالكتريكي هستند.  



  11 – براي تهيه 200 گرم محلول نمك در آب با درصد جرمي ( ) 25 ، چند گرم نمك را بايد در آب حل كنيم؟

الف) 5
ب) 50
ج)25/1
د)5/2  



  12 – 500 ميلي ليتر از محلول NaOH2 مولار توانسته است 125 ميلي ليتر محلول اسيد سولفوريك را خنثي كند. مولاريته اسيدسولفوريك كدام گزينه است ؟

الف) 2
ب) 4
ج) 8
د) 5  



  13 – به اندازه ي ذره هاي كلوئيدي تقريباً چند برابر اندازه هاي ذره هاي محلول است؟

الف) 1 تا 10
ب) 10 تا 100
ج) 1 تا 100
د) 100 تا 1000  



  14 – كدام روش براي جداسازي محلول آب و نمك مناسب تراست؟

الف) تقطير
ب) كروماتوگرافي
ج) تبخير
د) صاف كردن

15 – محلول كداميك از گزينه هاي زير در آب تشكيل الكتروليت ضعيف مي دهد؟

الف) نمك طعام
ب) اسيدسولفوريك
ج) پتاسيم هيدوركسيد
ج) استيك اسيد  



  16 – با افزودن جسم حل شدني به حلال و تشكيل محلول دماي جوش آن ... و دماي انجماد آن .... مي يابد.

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  17 – با افزايش دما انحلال گازها و جامدها در آب به ترتيب چگونه تغيير مي كند؟

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  18 – كدام گزينه نادرست است؟

الف) انحلال نمك در آب گرماگير است.
ب) مواد قطبي در حلال هاي قطبي و مواد غيرقطبي در حلال هاي غيرقطبي حل مي شود.
ج) ميزان انحلال Nacl در آب بيش از Mgcl2 مي باشد.
د) هر چه آنتالپي انحلال منفي تر باشد، حل شونده در حلال بهتر حل مي شود.  



  19 – انحلال پذيري گازها در آب به چه عواملي بستگي دارد؟

الف) دما و فشار
ب) دما ونيروي جاذبه بين مولكول هاي گاز
ج) فشار و نوع گاز
د) دما و فشار و نوع گاز  



  20 – كداميك از محلول هاي زير غيرالكتروليت است؟

الف) الكل در آب
ب) سديم كلريد در آب
ج) NH3 در آب
د) HF در آب  



  پاسخنامه

1 د 11 ب
2 الف 12 ب
3 الف 13 ب
4 ب 14 ج
5 الف 15 د
6 الف 16 ب
7 د 17 د
8 ج 18 ج
9 ب 19 د
10 ج 20 الف

 

منبع شبكه آموزش

    



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 18:44 | نویسنده : عبدلی |

بخش چهارم - تركيب هاي كووالانسي



  1 – كدام يك از مولكول هاي زير ناقطبي است؟



 



  2 – كدام يك از مولكول هاي زير قطبي تر است؟



 



  3 - كدام مولكول داراي شكل هرم با قاعده سه ضلعي است؟



 



  4- فرمول ... چگونگي ارتباط اتم ها با يك ديگر را نشان مي دهد

الف) ساختاري
ب) تجربي
ج) مولكولي
د) شيميايي  



  5 – با توجه به الكترونگاتيوي عنصرها، كدام پيوند زير قطبي تر است؟

الف) k-F
ب) N-F
ج) Ca- Cl
د) N-O  



الف) 30 درجه
ب) 90 درجه
ج) 120 درجه
د) 109 درجه و 28 دقيقه  



  7 – كداميك از گزينه هاي زير درست است؟

الف) زوج الكترون هاي ناپيوندي، نسبت به زوج الكترون هاي پيوندي فضاي بيشتري را اشغال مي كنند.
ب) هنگامي كه دو اتم به هم نزديك مي شوند، بين آنها تنها نيروي جاذبه بوجود مي آيد.
ج) فرمول تجربي نوع و تعداد واقعي اتم ها را در تركيب شيميايي مشخص مي كند.
د) پس از تشكيل پيوند كووالانيس نيروهاي دافعه و جاذبه نابرابر مي شوند.  



  8 – شكل كدام يك از مولكول هاي زير خطي است؟



 



  9- كدام يك از گزينه هاي زير نادرست است؟

الف) هنگام تشكيل پيوند كووالانيس مقداري انرژي آزاد مي شود.
ب) هرچه اختلاف الكترونگاتيويي بين دو اتم بيشتر باشد، پيوند قطبي تري حاصل مي شود.
ج) پيوند كووالانسي هنگامي تشكيل مي شود كه اتم ها به تعداد مساوي الكترون به اشتراك بگذارند.
د) پس از تشكيل پيوند كووالانسي ،‌تراكم ابر الكتروني در ميان دو هسته كاهش مي يابد.  



  10- كدام مولكول زير در ميدان الكتريكي جهت گيري نمي كند؟



 



  11 – كدام مطلب در مورد طول پيوند صحيح است؟

الف) طول پيوند به اندازه ي اتم ها بستگي ندارد.
ب) طول پيوند با انرژي پيوند رابطه مستقيم دارد.
ج) طول پيوند با انرژي پيوند رابطه وارونه دارد.
د) هر چه طول پيوند بلندتر باشد، شكسته شدن آن مشكل تر صورت مي گيرد.  



الف) 60 درجه
ب) 90 درجه
ج) 120 درجه
د) 5/109 درجه  




 

– جفت الكترون هاي پيوندي نسبت به جفت الكترون هاي ناپيوندي .... تحرك دارند و فضاي ........را اشغال مي كنند.

الف) كم تر – كم تري
ب) كم تر – بيش تري
ج) بيش تر – بيش تري
د) بيش تر – كم تري  



  15 – پيوند كلر با كدام يك از اتم هاي زير ناقطبي تر است؟

الف) P
ب) SI
ج) S
د) Al  



  16 – در كدام مورد شكل مولكول درست بيان نشده است؟



 



  پاسخنامه

1

ب

9

د

2

د

10

ج

3

ج

11

ج

4

الف

12

ج

5

الف

13

الف

6

ج

14

الف

7

الف

15

ج

8

ب

16

الف

 


 
 

بخش پنجم – كربن و تركيب هاي آلي



  1 – كداميك از تركيب هاي زير آروماتيك نيست؟

الف) نفتالن
ب) آلكين ها
ج) آلكن ها
د) آروماتيك ها
 



  2 – كدام مورد از ويژگي هاي الماس نيست؟

الف) سخت بودن
ب) نارساناي گرما بودن
ج) شفاف بودن
د) نارساناي الكتريسته بودن
 



  3- كدام مورد در مورد الماس نادرست است؟

الف) هر بلور الماس را مي توان يك مولكول غول آسا دانست.
ب) الماس بسيار سخت است و دماي ذوب و جوش آن بالا است.
ج) الماس از اتم هاي كربن كه به طريقه ي كووالانس از سه طرف به يكديگر متصل شده اند، تشكيل مي شود.
د) چگالي الماس از گرافيت بيش تر است.
 



  4 – كدام ماده زير ساختار لايه اي دارد؟

الف) الماس
ب) بنزن
ج) گرافيت
د) سيليس
 



  5- يكي از كاربردهاي مهم گرافيت ، استفاده از آن در توليد .... است و از كاربردهاي مهم الماس، استفاده از آن در توليد ..... است.

الف)‌مداد – مته هاي شيشه بر
ب) جواهر – سمباده
ج) مداد – الكترود كوره هاي برقي
د) سمباده – الكترود كوره هاي برقي
 



  6 – هيدروكربن هاي سيرنشده با يك پيوند دو گانه ...... نام دارند.

الف) آلكان
ب) آلكين
ج) آلكن
د) سيكلو آلكان
 



  7 - مي توان گفت ..... عنصر اصلي سازنده ي جهان زنده و .... عنصر اصلي سازنده ي جهان غيرزنده است.

الف) اكسيژن – فسفر
ب) كربن – نيتروژن
ج) اكسيژن – هيدورژن
د) كربن – سيليسيم
 



  8 – كدام يك از گزينه هاي زير نادرست است؟



 



  9 - كدام يك از مواد زير توانايي تشكيل پيوند هيدروژني را ندارد؟

الف) آب
ب) آمونياك
ج) الكل
د) استون
 



  10 – ساده ترين آلكن كدام است؟

الف) اتان
ب) اتيلن
ج) متان
د) پروپن
 



  11 – ساده ترين آلكين كدام است؟

الف) اتيلن
ب) پروپيلن
ج) استيلن
د) پروپن
 



  12 – كدام يك از گزينه هاي زير نادرست است؟

الف) نام همه ي آلكان ها به پسوند «اين» ختم مي شود.
ب) نام همه ي آلكن ها به پسوند «-ِن» ختم مي شود.
ج) نام همه ي آلكين ها به پسوند« ين» ختم مي شود.
د) براي هيدوركربن هاي حلقوي از پيشوند «سيكلو» استفاده مي شود.
 



الف) 4
ب) 5
ج) 6
د) 3


 



  14 – اتم كربن تمايل زيادي دارد كه با اتم هاي كربن ديگر پيوند .... ايجاد كند.

الف) يوني
ب) كووالانسي
ج) فلزي
د) هيدروژني


1 ب 8 د
2 ب 9 د
3 ج 10 ب
4 ج 11 ج
5 الف 12 الف
6 ج 13 الف
7 د 14 ب
 



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 18:37 | نویسنده : عبدلی |

 

بخش اول – ساختار اتم



  1 – جرم اتم به كدام ذرات بستگي دارد؟

الف ) پروتون و الكترون
ب ) نوترون و پروتون
ج) نوترون و الكترون
د) پروتون ، الكترون و نوترون  



  2 – جنس پرتوهاي كاتدي چيست؟

الف) الكترون با بار منفي
ب) پروتون با بار مثبت
ج) الكترون بدون بار
د) پروتون بدون بار  



  3 – ذرات خنثي در درون هسته اتم چه نام دارند؟

الف) الكترون
ب) پروتون
ج) نوترون
د) نوكلئون  



  4 – ترتيب پر شدن ترازهاي 3d, 4s,3p به چه صورت است؟

الف) 4s->3d->3p
ب) 3p->4s->3d
ج) 3p->3d->4s
د) 3d->3p->3d  



  5 – ايزوتوپ هاي يك عنصر از چه نظر با هم تفاوت دارند؟

الف) تعداد پروتون ها
ب) تعداد نوترون ها
ج) خواص شيميايي و فيزيكي
د) عدد اتمي  



  6 – حداكثر تعداد الكترون هايي كه يك اوربيتال در تراز فرعي 4f در خود جاي مي دهد، كدام است؟

الف) 2
ب) 6
ج) 10
د) 14  



  7- تفاوت دو ايزوتوپ در كدام ويژگي آن ها است؟

الف) عدد اتمي
ب) جرم اتمي
ج) خواص شيميايي
د) آرايش الكتروني  



الف) عدد جرمي
ب) عدد اتمي
ج) تعداد نوترون ها
د) تعداد الكترون ها  



الف) 30
ب) 26
ج) 4
د) 7  



الف) 36
ب) 37
ج) 38
د) 40  



  11 – تفاوت و تشابه دو ايزوتوپ به ترتيب در كدام موارد زير است؟

الف) عدد اتمي – عدد جرمي
ب) جرم اتمي – تعداد نوترون ها
ج) تعداد پروتون ها – جرم اتمي
د) تعداد نوترون ها – عدد اتمي  



الف) 10
ب) 17
ج) 18
د) 19  



الف) 27-29-63
ب) 29-27-63
ج) 27 – 29 – 34
د) 31-29-34  



  14 – واحد جرم اتمي (amu) چگونه تعريف شده است؟

 

 

15- كوانتوم مقدار انرژي لازم براي جهش الكترون در كدام مورد زير لحاظ شده است؟

الف) از 3s‌به 3p
ب) از 3p به 3d
ج) از L به k
د) از k به L  



  16 – كدام مطلب زير نادرست است؟

الف)‌پايدارترين آرايش الكتروني اتم آرايشي است كه بيشترين تعداد الكترون هاي جفت نشده را با جهت اسپين يكسان داشته باشد.
ب) حالت برانگيخته اتم از نظر انرژي بالاتر از حالت پايه است.
ج) طيف نشري خطي هر عنصر، ويژه آن عنصر است و با عنصرهاي ديگر متفاوت است.
د) با جهش الكترون از تراز بالاتر از پايين تر،‌سطح انرژي افزايش مي يابد.  



  17 – كدام عدد كوانتومي نشان دهنده ي شكل، انرژي و تعداد اوربيتال ها است؟

الف)‌عدد كوانتومي اصلي (n)
ب) عدد كوانتومي اوربيتالي
ج) عدد كوانتومي مغناطيسي
د) عدد كوانتومي اسپين  



الف) 10/79
ب) 50/80
ج) 75/80
د) 90/79  



  19 – با استفاده از شكل اوربيتال كدام مورد زير را مي توان پيش گويي كرد؟

الف) چگونگي حركت الكترون در فضاي اطراف هسته
ب) جهت چرخش الكترون به دور هسته
ج) احتمال حضور الكترون در فضاي اطراف هسته
د) محل دقيق الكترون  



 



 



  پاسخنامه

1

ب

11

د

2

الف

12

د

3

ج

13

ج

4

ب

14

ج

5

ب

15

د

6

الف

16

د

7

ب

17

ب

8

د

18

د

9

د

19

ج

10

د

20

ب

 

بخش دوم – خواص تناوبي



  1 – در هر گروه از جدول تناوبي از بالا به پايين شعاع اتمي ... و الكترونگاتويي .... مي يابد.

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  2 – در هر دوره از جدول تناوبي از چپ به راست شعاع اتمي ... و الكترونگاتيوي .... مي يابد.

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  3 - كدام عنصر به ترتيب بيشترين الكترونگاتيوي و كم ترين الكترونگاتيوي را دارد؟

الف) اكسيژن – سديم
ب) برم – ليتيم
ج) كلر – منيزيم
د) فلوئور – سديم  



  4 – علت مهم افزايش الكترونگاتيوي عنصرها، در هر دوره از چپ به راست ، چيست؟

الف) ثابت ماندن تعداد ترازهاي و افزايش بار الكتريكي هسته
ب) افرايش تعداد الكترون هاي لايه ظرفيت و افزايش شعاع اتمي
ج) ثابت ماندن تعداد ترازهاي فرعي و افزايش بار الكتريكي هسته
د) افزايش تعداد الكترون هاي لايه ظرفيت و كاهش شعاع اتمي  



  5 – عنصرهاي يك گروه جدول تناوبي در كدام مورد با هم تشابه دارند؟

الف) شعاع اتمي
ب) تعداد ترازهاي اشغال شده
ج) تعداد الكترون هاي تراز آخر
د) الكترونگاتيوي  



  6- اتم هاي مقابل را براساس افزايش شعاع اتمي مرتب كنيد. Mg,Br,Na,P,Si

الف ) P>Si>Mg>Na>Br
ب) Br>Na>Mg>Si>p
ج)P>Si>Br>Mg>Na
د)Si>P>Br>Na>Mg  



  7) در بين اتم هاي مقابل كداميك الكترونگاتيوترين است؟ I,k,ca,cl, s

الف) K
ب) S
ج) Cl
د) I  



  8- روند تغييرهاي تناوبي عنصرها، با كدام ويژگي بهتر نشان داده مي شود؟

الف) حجم اتم
ب) جرم اتمي
ج) شعاع اتمي
د) عدد اتمي  



  9 – واكنش پذيرترين فلزها و نافلزها به ترتيب در كدام گروه هاي جدول تناوبي قرار گرفته است؟

الف) قليايي خاكي ها – گروه اكسيژن
ب) قليايي خاكي ها – گروه هالوژن ها
ج) قليايي ها – گروه هالوژن ها
د) فلزات واسطه – گروه اكسيژن  



  10 – فلز واسطه داراي 5 الكترون در اوربيتال 3d است. اين عنصر در كدام تناوب جدول قرار گرفته است؟

الف) تناوب دوم
ب) تناوب سوم
ج) تناوب چهارم
د) تناوب پنجم  



الف) دوره سوم، گروه هفتم
ب) دوره سوم ،‌گروه پانزدهم
ج) دوره چهارم، گروه نهم
د) دوره چهارم، گروه هفتم  



الف) دوره چهارم ، گروه VIIIA
ب)دوره سوم، گروه IVB
ج) دوره چهارم، VIIA
د) دوره چهارم، گروه VIIB  



  13 – انرژي يونش عنصرها در يك گروه از بالا به پايين ... و در يك دوره از چپ به راست ... مي يابد.

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  14 – لانتانيدها و آگتنيدها دوره هاي جدول تناوبي قرار دارند؟

الف) پنجم و چهارم
ب) چهارم و پنجم
ج) پنجم و ششم
د) ششم و پنجم

۱۵ – واكنش پذيري عنصرهاي گروه هاي IIA و VIII به ترتيب از بالا به پايين چگونه تغيير مي كند؟

الف) افزايش – افزايش
ب) افزايش – كاهش
ج) كاهش – كاهش
د) كاهش – افزايش  



  16 – كدام مطلب زير نادرست است؟

الف) عنصرهاي واسط فلزاتي با خواص متنوع هستند كه به گروه هاي IB تا VIIII تعلق دارند.
ب) انرژي يونش نافلزها از فلزها بيش تر است.
ج) به لانتانيدها و آكتانيدها فلزهاي واسطه داخلي نيز مي گويند
د) هر چه فاصله يك الكترون از هسته بيش تر باشد، راحت تر از اتم كنده مي شود.  



  17 – در كدام مورد زير، ترتيب اتم ها بر حسب شعاع اتمي،‌نادرست است؟

الف) Ca>Mg>Be>B>H
ب) Rb>K>Na>Li>H
ج) Rb> Sr>Mg> S> O
د) Br>I>Rb>Sr>In  





 



  19 – با وارد كردن آب يد بر سديم كلريد و با وارد كردن آب برم بر پتاسيم يديد .....

الف) كلر و يد آزاد مي شود.
ب) كلر و يد آزاد نمي شود
ج) فقط كلر آزاد مي شود.
د) فقط يد آزاد مي شود  



  20 – هالوژن ها در لايه ظرفيت داراي چه آرايش الكتروني هستند؟



 



  پاسخنامه

1

ب

11

ج

2

د

12

ج

3

د

13

ج

4

الف

14

الف

5

ج

15

ب

6

ب

16

ب

7

ج

17

د

8

د

18

ج

9

ج

19

د

10

ج

20

ج

 



بخش سوم – تركيب هاي يوني



  1 – اگر تعداد پروتون هاي دو اتم A و B به ترتيب برابر 35 و 11 باشد، فرمول ماده حاصل از تركيب آن در چيست؟



 



  2 – مواد يوني كدام خاصيت زير را ندارند؟

الف) دماي ذوب و جوش زياد
ب) رسانابودن در حالت جامد
ج) خرد شدن بر اثر ضربه
د) داشتن شبكه بلوري  



  3 – بلورهاي سديم كلريد به چه شكل هستند؟

الف) چهاروجهي
ب) شش وجهي
ج) مكعبي
د) هشت وجهي  



  4 – كدام يك از موارد زير در حالت مذاب هادي جريان الكتريسته نيست؟

الف) منيزيم اكسيد
ب) يد
ج) منيزيم كلريد
د) سديم كلريد  



  5 – كدام يك از تركيب هاي زير يوني است؟



 



  6- كدام يك از تركيب هاي زير يوني است؟



 



  7 – در بلورهاي سديم كلريد، هر كاتيون توسط چند آنيون و هر آنيون توسط چند كاتيون احاطه شده است؟

الف) 8-8
ب) 8-6
ج) 6-8
د) 6-6  



  8 – كدام يك از مطلب زير نادرست است؟

الف) ذوب شدن و جوشيدن نمك ها در دماي به نسبت زياد صورت مي گيرد
ب) تركيبات يوني در حالت جامد رساناي جريان الكتريسيته نيستند
ج) در پيوند يوني الكترون از اتمي به اتم ديگر انتقال پيدا مي كند
د) در تركيب يوني تعداد بارهاي مثبت و منفي برابرنيست  



  9 – كدام يك از تركيب هاي زير يوني نيست؟



 



  10 – كدام يك از دو اتم زير، مي توانند با هم تشكيل پيوند يوني بدهند؟

الف)Oو C
ب) Br و Cu
ج) Seو S
د) H و C  



  11 – در كدام يك از پيوندهاي زير،‌الكترون از يك اتم به اتم ديگر انتقال پيدا مي كند؟

الف) كووالانسي
ب) يوني
ج)د اتيو
د) هيدروژني  



  12 – كدام يك از اتم هاي زير در پيوند با هم ، قوي ترين پيوند يوني را تشكيل مي دهند؟ (k,co,cu,o,H,c,s,zn)

الف ) O, K
ب) C, CO
ج) ZN و S
د) CUو O  



  13 – عنصر A در گروه فلزات قليايي خاكي و عنصر B در گروه هالوژن ها قرار دارد. فرمول حاصل از تركيب اين دو عنصر چيست؟



 



  14 – كدام يك از موارد زير نادرست است؟

الف) سديم فلزي سخت و بسيار واكنش پذير است
ب) نقطه ذوب و جوش تركيبات يوني،‌زياد است
ج) منيزيم فلزي بسيار واكنش پذير و از گروه فلزات قليايي خاكي است
د) تركيبات يوني به صورت محلول، هادي جريان برق هستند



  15 – كدام يك از موارد زير از خواص نمك ها نيست؟

الف) رسانا بودن در حالت جامد
ب) حل شدن در آب
ج) دير ذوب بودن
د) دير جوش بودن  



  16 – حركت يون ها در شبكه ي بلوري نمك، چگونه است؟

الف)يون ها داراي حركت دايريه اي در جهات مختلف هستند.
ب) در حالت جامد، يون ها هيچ حركتي ندارند.
ج) يون ها در جاي خود حركت ارتعاشي دارند.
د) يون ها داراي حركات شديد انتقالي هستند.  



  17 – بلورهاي سديم كلريد چه شكلي دارند؟

الف) چهار وجهي
ب) شش وجهي
ج) نامنظم
د) مكعبي  



  18 – كدام يك از گزينه هاي زير نادرست است ؟

الف) تشكيل شبكه ي بلوري يك جامد يوني با جذب انرژي همراه است.
ب) نمك ها تركيب هايي سخت و شكننده هستند.
ج) تركيب هاي يوني از نظر بار الكتريكي خنثي هستند.
د) تركيب هاي يوني نقطه ذوب و جوش بالايي دارند.  



  19 – هرچه شعاع يون هاي سازنده يك نمك .... و بار الكتريكي آن ها ... باشد، مقدار انرژي شبكه ي بلوري آن ها بيش تر است.

الف) بزرگ تر – بيش تر
ب) بزرگ تر – كم تر
ج) كوچك تر – بيش تر
د) كوچك تر – كم تر  



  20 – كداميك از تركيبات زير انرژي شبكه ي بيشتري دارد؟

الف) KI
ب) NaBr
ج) Kcl
د)NaCl  



  پاسخنامه

1

الف

11

ب

2

ب

12

الف

3

ج

13

ب

4

ب

14

الف

5

د

15

الف

6

د

16

ج

7

د

17

د

8

د

18

الف

9

ب

19

ج

10

ب

20

د



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 18:32 | نویسنده : عبدلی |

بخش اول
ساختار اتم

مطالعه روي عنصرها به حدود ۲۵۰۰ سال پيش برمي گردد. دالتون با استفاده از واژه هاي يوناني اتم که به معناي تجزيه ناپذير است ، ذره هاي سازنده عنصرها را توضيح داد. وي نظريه ي خود را در هفت بند بيان کرد. اگر چه امروز مي دانيم که اتمها خود از ذرات کوچکتري تشکيل شده اند اما هنوز باور داريم که اتم کوچکترين ذره اي است که خواص شيميايي و فيزيکي يک عنصر به آن بستگي دارد.  



  الکترون نخستين ذره زير اتمي

اجراي آزمايشهاي بسياري با الکتريسته ، مقدمه اي براي شناخت ساختار دروني اتم بوده است. کشف الکتريسته ساکن، وقوع واکنش شيميايي به هنگام عبور جريان برق از ميان محلول يک ترکيب شيميايي فلزدار (الکتريسته يا برقکانت) ، و آزمايشهاي بسيار روي لوله ي پرتو کاتدي منجر به شناخت الکترون شد. لوله پرتو کاتدي لوله اي شيشه اي است که بيشتر هواي آن خارج شده است.در دو انتهاي اين لوله دو الکترود فلزي نصب شده است . هنگامي که يک ولتاژ قوي بين اين دو الکترود اعمال شود ، پرتوهايي از الکترود منفي (کاتد) به سمت الکترود مثبت (آند) جريان مي يابد که به آن پرتوهاي کاتدي مي گوين. اين پرتوها بر اثر برخورد با يک ماده ي فلوئور سنت نور سبز رنگي ايجاد مي کنند. تامسون موفق شد نسبت بار به جرم الکترون را به کمک اين آزمايشها اندازه گيري کند.
پس از آن رابرت ميليکان توانست مقدار بار الکتريکي الکترون را اندازه بگيرد. به اين ترتيب جرم الکترون نيز با کمک نسبت بدست آمده تامسون محاسبه شد. بار الکترون 1/602 * 10-19 و جرم الکترون 9/109* 10-28 است.  



  پرتو زايي

 

در حالي که تامسون روي پرتوهاي کاتدي آزمايش کرد، هم زمان بکرل فيزيک داني که روي خاصيت فسفر سانس مواد شيميايي کار مي کرد با پديده ي جالبي روبرو شد. اين پديده پرتوزايي و مواد داراي اين خاصيت پرتوزا ناميده شد.

بعد از آن رادرفورد به اين موضوع علاقه مند شد و پس از سالها تلاش فهميد، اين تابش خود ترکيبي از سه نوع تابش مختلف آلفا ، بتا، و لاندا مي باشد.  

 

تامسون پس از کشف الکترون ساختاري براي اتم پيشنهاد کرد که در آن الکترون ها با بار منفي در فضاي ابر گونه با بار مثبت پراکنده اند و جرم اتم را مربوط به جرم الکترون ها مي دانست ، حال آنکه فضاي ابرگونه مثبت را بدو ن جرم مي دانست.  

 

رادرفورد نتوانست تشکيل تابشهاي حاصل از مواد پرتوزا را به کمک مدل اتمي تامسون توجيه کند. و پس از آزمايشهاي بسيار ، نادرست بودن مدل تامسون را اثبات کرد. او در آزمايش خود ورقه نازکي از طلا را با ذرههاي آلفا بمباران کرد، به اميد آنکه همه ي ذره هاي پرانرژي و سنگين آلفا که داراي بار مثبت نيز هستند با کمترين انحراف از اين ورقه نازک طلا عبور کنند. اما مشاهده کرد که تعداد کمي از ذرات منصرف شده خارج مي شوند و تعداد بسيار کمي از آن به طور کامل منحرف شده و به عقب برمي گردند.  

پس نتيجه گرفت که حتماً يک هسته کوچک در مرکز اتم وجود دارد که محل تمرکز بارهاي مثبت است و تقريباً تمام جرم اتم نيز در درون اين هسته است که توانايي به عقب راندن ذره هاي سنگين و پرانرژي آلفا را دارد.
رادرفورد با استفاده از نتايج اين آزمايش مدل «اتم هسته دار» را پيشنهاد کرد.  



  ديگر ذره هاي سازنده اتم

پروتون ذره اي با بار نسبي +۱ و جرمي ۱۸۳۷ با رسنگين تر از جرم الکترون ، دومين ذره ي سازنده اتم است.
نوترون ذره اي است که بار الکتريکي ندارد و جرم آن برابر جرم پروتون است ، سومين ذره ي سازنده اتم است.
عدد اتمي ، عددي است که تعداد پرتون ها را در اتم مشخص مي کند و با Z نشان داده مي شود.
از آنجا که اتم ذره اي خنثي است، بنابر اين تعداد الکترونها و پروتونهاي آن بايد برابر باشد، پس عدد اتمي تعداد الکترونها در يک اتم را نيز مشخص مي کند.  



  عدد جرمي و ايزوتوپها

به مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي يک اتم عدد جرمي مي گويند. عدد جرمي با A نشان داده مي شود. A = Z+ N
اندازه گيري جرم اتمها با کمک دستگاه طيف سنج نشان مي دهد که همه اتمهاي يک عنصر جرم يکساني ندارند. از آنجا که عدد اتمي در واقع تعداد پروتونها در همه اتمهاي يک عنصر يکسان است، پس تفاوت جرم بايد مربوط به تعداد نوترونهاي موجود در هسته ي اتم باشد. اين مطالعات به معرفي مفهوم ايزوتوپ انجاميد. ايزوتوپها اتمهاي يک عنصر هستند که عدد اتمي يکسان و عدد جرمي متفاوت دارند. براي مثال آزمايشها وجود دو ايزوتوپ کلر – ۳۵ (CL۳۵۱۷) و کلر – ۳۷ (CL۳۷۱۷) را به اثبات رسانده است.  



  شيمي دانها اطلاعات هر اتم را بصورت زير مي نويسند:

 



  جرم يک اتم

شيم دانها براي بيان جرم عنصرها بدين صورت عمل کردند که فراوان ترين ايزوتوپ کربن يعني کربن ۱۲ (126C) را بعنوان استاندارد انتخاب کردند و جرم عنصرهاي ديگر را با استفاده از نسبتهايي که در محاسبات آزمايشگاهي بدست آمده بود، بيان کردند.

به عنوان مثال جرم اتم اکسيژن ۱/۳۳ برابر جرم اتم کربن است. با توجه به اينکه جرم اتم کربن ۱۲ مي باشد جرم اتم اکسيژن را محاسبه کرد. در اين مقياس جرم اتم اکسيژن برابر ۱۶/۰۰۰ خواهد شد.

واحد جرم اتمي amu است که کوتاه شده ي عبارت atomic mass unitاست. در اين مقياس جرم پروتون و نوترون lamu است.
با توجه به وجود ايزوتوپها و تفاوت در فراواني آنها، براي گزارش جرم نمونه هاي طبيعي از اتم عنصرهاي مختلف جرم اتمي ميانگين بکار مي رود.  



  طيف نشري خطي

رابرت بونزن شيميدان آلماني دستگاه طيف بين را طراحي کرد. هنگامي که او مقداري از يک ترکيب مس دار مانند کات کبود را در شعله ي مشعل دستگاه قرار داد، مشاهده کرد که شعله از آبي و سبز تغيير رنگ داد. او اين نور سبز رنگ را از يک منشور عبور داد و الگويي مانند شکل ۴ بدست آورد. او اين الگو را طيف نشري خطي ناميد. هر فلز طيف نشري خطي خاص خود را داراست و مانند اثر انگشت مي توان از اين طيف براي شناسايي فلز مورد نظر بهره گرفت.  



  مدل اتمي بور

در سال ۱۹۱۳ نيلز بور دانشمند دانمارکي مدل تازه اي را براي اتم هيدروژن با فرضهاي زير ارائه کرد:
1– الکترو در اتم هيدروژن در مسيري دايره اي شکل به دور هسته گردش مي کند.
2– انرژي الکترون با فاصله ي آن از هسته رابطه مستقيم دارد.
3– اين الکترون فقط مي تواند در فاصله هاي معين و ثابتي پيرامون هسته گردش کند. در واقع الکترون تنها مجاز است که مقادير معيني انرژي را بپذيرد. به هريک از اين مسيرهاي دايره اي، تراز انرژي مي گويند.
4– اين الکترون معمولاً در پائين ترين تراز انرژي ممکن قرار دارد. به اين تراز انرژي حالت پايه مي گويند.
5– با دادن مقدار معيني انرژي به اين الکترون مي توان آن را از حالت پايه (ترازي با انرژي کمتر) به حالت برانگيخته (ترازي با انرژي بالاتر) انتقال داد
6– الکترون در حالت برانگيخته ناپايدار است ، از اين رو همان مقدار انرژي را که پيش از اين گرفته بود از دست مي دهد و به حالت پايه برمي گردد.
به اين گونه انرژي که بصورت يک بسته ي انرژي مبادله مي شود، انرژي کوانتومي يا پيمانه اي مي گويند. بور با کوانتيده در نظر گرفتن ترازهاي انرژي توانست طيف نشري خطي هيدروژن را توجيه کند.  



  مدل کوانتومي اتم

اين مدل در سال ۱۹۲۶ توسط اروين شرودينگر مطرح شد. وي در اين مدل از حضور الکترون در فضايي سه بعدي به نام اوربيتال سخن به ميان آورد. همانگونه که براي مشخص کردن موقعيت يک جسم در فضا به سه عدد (طول ، عرض و ارتفاع) نياز است، براي مشخص کردن هر يک از اوربيتالهاي يک اتم نيز به چنين داده هايي نياز داريم. شرودينگر به اين منظور از سه عدد M1 و L و n استفاده کرد که عددهاي کوانتومي خوانده مي شوند.  



  عدد کوانتومي اصلي (n) :

عددي است که بور براي مشخص کردن ترازهاي انرژي يا همان لايه هاي الکتروني بکار برد. ۱= n پايدارترين لايه انرزي را نشان مي دهد. هر چه n بالاتر رود سطح انرژي لايه هاي الکتروني افزايش مي يابد و فاصله ي آن لايه از هسته دورتر مي شود. لايه هاي الکتروني خود از گروههاي کوچک تر به نام زير لايه تشکيل شده اند.عدد n تعداد زير لايه هاي هر لايه را هم مشخص مي کند. مثلاً در لايه الکتروني ۲= n دو زير لايه وجود دارد.

عدد کوانتومي اوربيتالي (L) نشان دهنده ي شکل ، انرژي و تعداد اوربيتال ها است.
L مي تواند مقادير ۰ تا 1 - n را در بر بگيرد.

1 اوربيتال کردي;    L=0 -> S
اوربيتال دمبلي;   L=1 -> 3P
5 اوربيتال;    L=2 -> D
7 اوربيتال ;   L=3 -> F

عدد کوانتومي مغناطيسي (۱m) :
جهت گيري اوربيتالها را در فضا معين مي کند. ۱m مي تواند مقاديري از L – تا L + دارا باشد. با در نظر گرفتن محورهاي X ، y ، z قرار مي گيرد و به صورت pX ؛ pY ؛ pZ نشان داده مي شود. براي آدرس دادن اوربيتال ها به شيوه ي زير عمل مي شود:

براي مثال2px نشان مي دهد که اين اوربيتال دمبلي شکل در لايه هاي الکتروني دوم و در زير لايه ي p قرار دارد و در راستاي محور Xها جهت گيري کرده است.

عدد کوانتومي مغناطيسي اسپين (MS) : مربوط به جهت حرکت الکترون به دور خودش است. دانشمندان افزون بر حرکت اوربيتالي ، يک حرکت اسپيني نيز به الکترون نسبت داده اند (حرکت الکترون به دور خود MS تنها دو مقدار (½+ براي چرخش در جهت عقربه هاي ساعت و ½- براي چرخش در خلاف جهت حرکت عقربه هاي ساعت) دارد.

طبق اصل پائولي در هر اوربيتال حداکثر دو الکترون آن هم با اسپين مخالف قرار مي گيرند.

اگر براي رسم آرايش الکتروني اتم عنصرهاي ديگر از اتم هيدروژن شروع کنيم و سپس يک به يک بر تعداد پروتونهاي درون هسته بيفزائيم، بدين گونه اتم عنصرهاي سنگين تر از هيدروژن را به ترتيب افزايش عدد اتمي ساخته ايم. به اين شيوه، اصل آفبا مي گويند.

سوالات تشريحي
1- اجزاي اتم 80 122 Hg را مشخص کنيد.
۸۰=تعداد پروتونها = تعداد الکترون ها
۴۲= 80 - 122 = N = A - Z = تعداد نوترونها

2- برم داراي دو ايزوتوپ مقابل است ،
7925BR
50/54%=فراواني
9183 /78=جرم اتمي

8125BR
49/96%=فراواني
9163 /80=جرم اتمي
جرم اتمي متوسط برم چقدر است؟
جرم اتمي متوسط برم (Br)
= ( 50/54 / 100 * 78 /9183 ) + ( 49/96 / 100 * 80/9163 ) = 79/93amu

3- نماد کامل عنصر را بنويسيد:

3530Zn

۴- تفاوت عدد جرمي و جرم اتمي يک عنصر چيست؟
جرم اتمي يک عنصر ميانگين جرم ايزوتوپهاي آن عنصر است. در حالي که عدد جرمي مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي آن است.

۵- آرايش الکتروني اتمهاي زير را به صورت زير لايه اي رسم کنيد
2311na ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _ 3s1
5927na ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _3s2 ; 3p6 _ 3s2 ; 3p6 _4s2 ; 3d7

3517cl ----> 1s2 _ 2s2 ; 2p6 _ 3s2 ; 3p5

۶- نقره داراي دو ايزوتوپ است. يکي 10747Ag با درصد فراواني ۵۱/۸۴ و جرم amu ۱۰۶/۹۰۵ و ديگري 10947Ag با جرم amu ۱۰۸/۹۰۴۷ است. جرم اتمي متوسط نقره را محاسبه کنيد.
51/48 - 100 = 16/ 48 10947Ag درصد فراواني
جرم اتمي متوسط Ag
= ( 51/84 / 100 * 106/9050 ) + ( 48/16 / 100 * 108/9047 ) = 107/87 amu

۷- در هر يک از موارد زير ، لايه هايي را که الکترونهايي با مشخصات داده شده در آن قرار مي گيرند مشخص کنيد.
الف) n=۲ و L= ۰ ---> ۲S
ب) n=۳ و L= ۱ ---> ۳S
ج) n=۵ و L= ۳ ---> ۵ F
د) n=۷ و L= ۰ ---> ۷S

8- کربن داراي دو ايزتوپ است.يکي 126C با جرم اتمي amu ۱۲ و ديگري با جرم اتمي ۱۳/۰۰۳ amu ، جرم اتمي متوسط کربن amu ۱۲/۰۱۱ است. درصد فراواني 126Cرا محاسبه کنيد.
(جرم 136C)(فراواني 136C)+(جرم 126C) (فراواني 126C)= جرم اتمي متوسط کربن
اگر فراواني 126C را X در نظر بگيريم ، (X1- X) فراواني 136C خواهد بود . در نتيجه :
12.011=( ۱۳/۰۰۳ )(X1-X ) +( ۱۲ )( X )
۱۲.۰۱۱=۱۳/۰۰۳ – ۱۳/۰۰۳X + X۱۲
۱/۰۰۳ X = ۰/۹۹۲ ---> X = ۰/۹۸۹
Xدرصد = درصد C126=
0/ ۹۸۹ ×۱۰۰ = %۹۸/۹

9- نماد اتمي را که شامل ۸۰ پروتون و ۱۲۲ نوترون باشد، نمايش دهيد (اتم را با حرف X نمايش دهيد)
80+12280X ----> 20280X

10- با افزايش عدد کوانتومي (n) چه تغعييري در انرژي الکترون ايجاد ميَ شود؟ چرا ؟
مقدار انرژي الکترون بالاتر مي رود ، چون n مربوطه به تراز يا لايه است. و هرچه تراز بالاتر باشد، انرژي الکترون هم بيشتر مي شود.

سوالات چهار گزينه اي
1- تفاوت دو ايزوتوپ از يک عنصر در کدام خاصيت آنهاست؟
الف) تعداد الکترون ها
ب) تعداد پروتونها
ج) عدد اتمي
د) جرم اتمي

2- اعداد کوانتومي n ، L و m1 رت براي پرانرژي ترين الکترون عنصر k مشخص کنيد.

الف) ۴و ۰ و ۰
ب) ۱ و ۰ و ۳
ج) ۴ و ۰ و 1-
د) ۳ و ۰ و ۰

3- اين اصل که مي گويد «هيچ اوربيتالي در يک اتم نمي تواند بيش از دو الکترون در خود جاي دهد» مربوط به کدام دانشمند است.
الف) هوند
ب) تامسون
ج) پائولي
د) رادرفور

4- ترتيب پر شدن ترازهايp ۳، d۳،P ۴،S ۴،S ۳ به چه صورت است.
الف) a 3s --> 3p --> 4s --> 3d --> 4s --> 4p
ب) a 3s --> 3p --> 4s --> 3d --> 4p
ج) a 3d --> 3s --> 3p --> 4s --> 4p
د) a 3s --> 3d --> 3p --> 4s --> 4p

5- در آرايش الکتروني کداميک از عنصرهاي واسطه ي زير تعداد الکترونهاي d ۳ ، p ۳ برابرند؟
الف) mn25
ب)Fe26
ج)co27
د) cu29

6- دو اتم ايزوتوپ در کدام مورد با هم تفاوتي ندارند؟
الف) تعداد الکترونها
ب) تعداد نوترونها
ج) عدد جرمي
د) خواص فيزيکي

7- در يون 5214X6 ، تفاوت تعداد الکترونها و نوترونها چند است ؟
الف) ۸
ب) ۹
ج) ۱۰
د)۱۱

8- تعداد الکترونها، پروتونها ونوترونهاي يون 4822ti2 به ترتيب چند است ؟ ( از چپ به راست)

الف) ۲۲-۲۲-۲۶
ب) ۲۴-۲۲-۲۰
ج) ۲۴-۲۰-۲۲
د)۲۶-۲۲-۲۰

9- واحد جرم اتمي (amu) کدام مورد زير است ؟
الف)1/12 جرم 13C تعريف شده است.
ب) 1/16 جرم 12Cتعريف شده است.
ج) 1/12 جرم 16O تعريف شده است.
د) جرم ۱ اتم 11H تعريف شده است

10- کوانتوم مقدار انرژي لازم براي جهش الکترون در کدام مورد زير است ؟
الف)از 2s به 2p
ب) از 3p به 3d
ج) از 3p به 4s
د) از 3s به ۳P

شماره

الف

ب

ج

د

۱

 

 

 

Ö

۲

Ö

 

 

 

۳

 

 

Ö

 

۴

 

Ö

 

 

۵

 

Ö

 

 

۶

Ö

 

 

 

۷

 

 

Ö

 

۸

 

 

 

Ö

۹

 

Ö

 

 

۱۰

 

 

Ö

 




بخش دوم
خواص تناوبي عنصرها

مندليف پس از سالها مطالعه متوجه شده که اگر عنصرها را بر حسب افزايش تدريجي جرم آنها در رديفهاي کنار يکديگر بگذارد و آنهايي را که خواص فيزيکي و شيميايي نسبتاً مشابه دارند در يک گروه زير يکديگر قرار دهد، عنصرها به ترتيبي سازماندهي مي شوند که خواص آنها با نظم و ترتيب خاص تغيير مي کند. اما در جدول مندليف در چند مورد نيز بي نظمي هايي مشاهده مي شد، زيرا او مجبور بود در مواردي در يک ستون قرار دادن عنصرهايي با خواص مشابه . ترتيب قرار گرفتن عنصرها بر اساس افزايش جرم ناديده بگيرد.  



  جدول تناوبي امروزي عنصرها

هنري موزلي عنصرها را براساس افزايش عدد اتمي مرتب کرد، به اين جدول ، جدول تناوبي عنصرها مي گويند. اين جدول براساس قانون تناوبي عنصرها استوار است. بر طبق اين قانون هر گاه عنصرها را بر حسب افزايش عدد اتمي در کنار يکديگر قرار دهيم خواص شيميايي و فيزيکي آنها بصورت تناوبي تکرار مي شود. مهمترين نکته در جدول تناوبي تشابه آرايش الکتروني عنصرهاي يک خانواده در بسياري از گروههاي اين جدول است .  



  ويژگي هاي گروهي عنصرها
عنصرها به چهار دسته تقسيم مي شوند.

فلزها:
مانند عنصرهاي قليايي ، قليايي خاکي ، واسطه و ... با خواص رسانايي برق و الکتريسته و چکش خواري و شکل پذيري و دارا بودن سطح براق

نافلزها :
بر خلاف فلزات رسانا نيستند و چکش خوار نيستند و شکننده اند مثل گوگرد.
برخي نافلزها مثل اکسيژن و نيتروژن در فشار atm ۱ و دماي اتاق به صورت گاز هستند.

شبه فلزها:
اگر يک عنصر را نتوان جزو فلزها يا نافلزها طبقه بندي کرد ، آن را جزو شبه فلزها قرار مي دهيم مثل سيليسيم.  



  گروهاي عناصر
گروه اول – فلزهاي قليايي

اين عنصرها همگي فلزهايي نرم و واکنش پذير هستند. سطح آنها براق است و در مجاورت هوا به سرعت، با اکسيژن هوا ترکيب مي شوند. اين فلزها داراي خواص شيميايي و فيزيکي مشابه هستند. آرايش الکتروني آنها، بعد از گاز نجيب ماقبلشان به صورت ۱ ns است و بشدت تمايل دارند که تنها الکترون لايه آخرشان را از دست بدهند تا به آرايش گاز نجيب ماقبلشان برسند

Li

Na

K

Rb

CS

Fr

 



  گروه دوم – فلزهاي قليايي خاکي

اين عنصرها نسبت به گروه فلزهاي قليايي سفت تر و چگالتر هستند و نقطه ذوب بالاتري دارند.
واکنش پذيري شيميايي آنها نسبت به فلزهاي قليايي کمتر است. آرايش الکتروني آنها بعد از گاز نجيب ماقبلشان به صورت Ns2 است و تمايل دارند که دو الکترون لايه آخرشان را از دست بدهند تا به آرايش گاز نجيب ماقبلشان برسند.

Be

Ng

Ca

Sr

Ba

Ra

 



  گروههاي سوم تا دوازدهم – عنصرهاي واسطه

اين عنصرها همگي فلز هستند. بجز جيوه ، اين فلزها از فلزهاي قليايي و قليايي خاکي سخت تر ،چگال تر و دير ذوب تر هستند. اوربيتالهاي زير لايه ي d آنها در حال پرشدن است.
دو دسته ديگر از عنصرها که عنصرهاي واسطه داخلي ناميده مي شوند لانتانيدها و آکتينيدها هستند.
لانتانيدها فلزهايي براق با واکنش پذيري بالا هستند. اکتينيدها هسته ي ناپايدار دارند و به اين علت از جمله عنصرهاي پرتوزا بشمار مي روند. مشهورترين اکتنيدها اورانيم است.  



  گروههاي سيزدهم تا هجدهم

اين عنصرها برخي فلزها، نافلزها، شبه فلزها و گازهاي نجيب را شامل مي شود. اوربيتال P در حال پرشدن است. از ميان آنها گروه هفدهم و هجدهم نامهاي اختصاصي هالوژنها و گازهاي نجيب را دارند.
هالوژن ها واکنش پذيرترين نافلزها هستند. آرايش الکتروني آنها به صورت ۵ np است و به شدت تمايل دارند که يک الکترون گرفته و به آرايش گاز نجيب بعد از خودشان برسند. هالوژن در زبان لاتين به معناي نمک ساز است.

F

Ci

Br

I

As


گازهاي نجيب يا گازهاي بي اثر معمولاً در واکنشهاي شيميايي شرکت نمي کنند. همه اوربيتالهاي S و P آنها در لايه ظرفيت پرهستند.

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn


به اين ترتيب مشاهده مي شود که در هر تناوب از چپ به راست خواص فلزي کاهش يافته و خواص نافلزي افزايش مي يابد. در انتهاي هر تناوب نيز يک گاز نجيب وجود دارد.  



  روند تغيير شعاع اتمي در جدول تناوبي عنصرها

با حرکت از بالا به پائين در يک گروه جدول به ازاي هر تناوب يک لايه الکتروني جديد به تعداد لايه هاي الکتروني عنصرها افزوده مي شود. بنابر اين شعاع اتمي در يک گروه از بالا به پائين افزايش مي يابد.

در هر تناوب از چپ به راست شعاع اتمي کاهش پيدا مي کند چون نيروي جاذبه ي هسته ( بار موثر هسته) بر الکترونهاي لايه آخر افزايش مي يابد. در حاليکه به دليل ثابت بودن تعداد لايه هاي الکتروني اثر پوششي الکترون هاي دروني تقريباً ثابت است.  



  روند تناوبي تغيير انرژي يونش عنصرها

در يک گروه از بالا به پائين با افزايش اندازه اتم انرژي يونش کم مي شود. در هر تناوب از چپ به راست انرژي يونش افزايش مي يابد زيرا در اين جهت بار موثر هسته رو به افزايش است.  



  روند تناوبي تغيير الکترو نگاتيوي عنصرها

الکترونگاتيوي يک اتم ميزان تمايل نسبي آن اتم براي کشيدن الکترونهاي يک پيوند کووالانسي به سمت هسته ي خود است. مقادير الکترو نگاتيوي در يک گروه از بالا به پائين کاهش و در يک دوره از چپ به راست افزايش مي يابد. بنابر اين فلوئور بيشترين الکترونگاتيوي و سزيم کمترين الکترونگاتيوي را داراست. (در اين بررسي گازهاي نجيب را در نظر نمي گيريم زيرا اين عنصرها به تعداد کافي ترکيبهاي شيميايي تشکيل نمي دهند)  



  سؤالات
1- در هر يک از موارد زير کدام ذره شعاع بيشتري دارد؟

Cl , Cl ---> -Cl-
Na , Na+ ---> Na
F , -Cl ---> -Cl-
ca2+ , Ga3+ ---> ca2+  



  2- به ترتيب افزايش شعاع مرتب کنيد.
(Na , Mg , P)
(Br- , Ca2+ , K+)

Na > Mg > P
Br- > K+ >Ca  



  3- چرا در دوره دوم جدول تناوبي مندليف فقط ۸ عنصر وجود دارد؟

زيرا در اين عنصرها جمعاً ۸ الکترون وارد زير لايه ها مي شود،2 الکترون در 2s و ۶ الکترون در2p  



  4- عنصرهاي مقابل را بر حسب کاهش انرژي يونش ۱ E مرتب کنيد.
Ne ،F ،Be، C، O

Ne>F>O>C>Be

5- محل دقيق هر يک از اتمهايي را که آرايش الکتروني آنها در زير آمده است مشخص کنيد.

1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 ,3p6 , 4s2 ,3d6

 دوره چهارم ؛ گروه هشتم

1s2 , 2s2 , 2p5

 دوره دوم ، گروه هفدهم

Kr5S2 , 4D10 , 5P6

 دوره پنجم ، گروه هجدهم



6- نماد عنصري با ۹ پروتون ، 10 الکترون و 10 نوترون چيست؟
1s2 /2s2 , 2p5 ---> 199F

7- از بين K ،Na ,،Mg کداميک زودتر الکترون از دست مي دهند؟ چرا؟
K زودتر الکترون از دست مي دهد زيرا الکترو نگاتيو کمتري دارد

8- قانون تناوبي را تعريف کنيد.


سوالات چهار گزينه اي
1- چه گروهي از عناصر در جدول تناوبي داراي آرايش الکتروني d5 (n-1) و۲ ns است؟
الف ) گروه هفتم
ب ) گروه پنجم
ج ) گروه هفدهم
د ) گروه دوم

2- عنصرهاي کدام گروههاي جدول تناوبي مي توانند۲- X و يون ۲+ M تشکيل دهند؟
الف ) هجدهم و شانزدهم
ب ) شانزدهم و دوم
ج ) دوم و هجدهم
د ) دوم و شانزدهم

3- جدول تناوبي امروزي بر چه اساسي درست شده است؟
الف ) عدد اتمي
ب ) جرم اتمي
ج ) الکترونگاتيوي
د ) شعاع اتمي

4- در جدول تناوبي در هر گروه از بالا به پائين شعاع اتمي .... و الکترونگاتيوي .... مي يابد.
الف ) کاهش – کاهش
ب ) افزايش – افزايش
ج ) افزايش – کاهش
د ) کاهش – افزايش

5- در گروه هالوژنها از بالا به پائين ، کدام خاصيت کاسته مي شود؟
الف ) الکترونگاتيوي
ب ) شعاع آنيوني
ج ) نقطه ذوب
د ) شعاع اتمي

6- تعداد عنصرهاي موجود در کدام دوره ، درست بيان نشده است؟
الف) دوره اول - 2 عنصر
ب ) دوره دوم – 8 عنصر
ج ) دوره سوم – 18 عنصر
د ) دوره چهارم – 18 عنصر

7- عنصري با جذب ۴ الکترون به آرايش گاز بي اثر بعد از خود مي رسد، اين عنصر مربوط به کدام گروه جدول تناوبي است ؟
الف ) ۱۳
ب ) ۱۴
ج ) 15
د ) 16

8- کدام فلز زير در نفت نگهداري مي شود؟
الف ) مس
ب ) منيزيم
ج ) آهن
د ) سديم

9- تفاوت خواص بين عنصرهاي جدول تناوبي در يک گروه بيشتر است يا دوره ؟ چرا؟
الف ) گروه ، زيرا آرايش الکترون اتمها متفاوت است.
ب ) گروه ، زيرا تعداد پروتون ها متفاوت است.
ج ) دوره، زيرا تعداد پروتونها متفاوت است.
د ) دوره ، زيرا تعداد الکترونهاي لايه ظرفيت متفاوت است.

10- در يک دوره از چپ به راست الکترونگاتيوي افزايش مي يابد، علت چيست؟
الف ) زياد شدن الکترونهاي لايه ظرفيت و اثر پوششي الکترونها
ب ) زياد شدن ترازهاي فرعي اشغال شده و تعداد الکترونها
ج ) ثابت ماندن تعداد ترازهاي اصلي اشغال شده و افزايش بار موثر هسته
د ) ثابت ماندن تعداد ترازهاي فرعي اشغال شده و افزاش شعاع اتمي




بخش سه
ترکيبهاي يوني

در بخش قبل ملاحظه کرديد که اتمهاي گازهاي نجيب داراي آرايش پايدار هستند زيرا تمام اوربيتالهاي لايه ظرفيت آنها پرشده است ( ns2 - np6) اتمهاي ديگر هم تمايل دارند که خود را به آرايش الکتروني گاز نجيب قبل يا بعد از خودشان برسانند. وقتي اتمي به آرايش هشتايي پايدار مي رسد، از واکنش پذيري آن کاسته مي شود و ديگر تمايلي به تشکيل پيوندهاي ديگر از خود نشان نمي دهد.

مشاهده ها نشان مي دهد که فلزها با از دست دادن الکترونهاي ظرفيت خود به آرامش هشتايي مي رسند و تبديل به کاتيون (يون مثبت) مي شوند. در حالي که نافلزها با گرفتن الکترون به اين آرايش پايدار مي رسند و تبديل به آنيون (يون منفي) مي شوند.



  يونهاي تک اتمي

به هر يوني که از يک اتم آن هم بر اثر گرفتن يا از دست دادن يک يا چند الکترون تشکيل مي شود يون تک اتمي مي گويند.
فلزهاي گروه اول با از دست دادن يک الکترون تبديل به کاتيون با بار +۱ ميشوند مثل Na+
فلزهاي گروه دوم ، با از دست دادن دو الکترون تبديل به کاتيون ۲+ مي شوند مثل ۲+ Mg
نافلزهاي گروه ۶۱ با گرفتن دو الکترون به آنيوني با بار ۲- تبديل مي شوند مثل ۲- O

نافلزهاي گروه ۷۱ با گرفتن دو الکترون به آنيوني با بار ۱- تبديل ميشوند مثل Cl-
بعضي فلزهاي واسطه بدون داشتن آرايش الکتروني گاز نجيب به پايداري مي رسند. برخي از اين عنصرها مي توانند يونهايي با بار متفاوت داشته باشند مثل
+۲ Fe و ۲+ Fe يا ۳+ Mn و۳+ Mn

اين يونها را به ترتيب يون آهن (II ) و يون آهن (III) يا يون منگنز (II) و يون منگنز (III) مي نامند.  



  ترکيبهاي يوني

 

يک مثال متداول براي اين ترکيبها نمک خوراکي (سديم کلريد) است. نمکها از ذره هاي بارداري تشکيل شده اند که در نتيجه ي دادو ستد الکترون بوجود آمده اند. به نيروي جاذبه اي که بين اين ذره هاي باردار، بار ناهمنام وجود دارد پيوند يوني مي گويند. در تمام نمکها اين نوع پيوند وجود دارد. اين نيروي جاذبه محدود به يک کاتيون و يک آنيون نيست بلکه در تمام جهتها و ميان همه ي يونهاي ناهمنام مجاور و در فواصل مختلف وجود دارد . تعداد بسيار زيادي از يونهاي ناهمنام به سمت يکديگر کشيده مي شوند و آرايش منظمي را بوجود مي آورند.

آرايش يونها در نمکها به صورت يک الگوي تکراري است و اين الگو در سراسر بلور تکرار مي شود. به ساختاري که بر اثر چيده شدن ذره هاي سازنده ي يک جسم در سه بعد بوجود مي آيد، شبکه بلور آن جسم مي گويند.
هر ترکيب شيميايي که يونهاي با بار مخالف ذره هاي سازنده آن باشند يک ترکيب يوني يا نمک است.

ترکيبهاي يوني در حالتي که يون ها بتوانند آزادانه حرکت کنند رساناي خوبي براي جريان برق هستند (نمک محلول در آب)
مقدار انرژي آزاد شده به هنگام تشکيل يک مول جامد يوني از يونهاي گازي سازنده آن را انرژي شبکه مي گويند. اين انرژي مي تواند معيار خوبي براي اندازه گيري قدرت پيوند در ترکيبهاي يوني باشد. به عنوان مثال انرژي شبکه سديم کلريد
Kj.mol -۱ ۷۸۷/۵ است .
ترکيبهاي يوني نقطه ذوب و نقطه جوش بالايي دارند چون نيروي جاذبه بين يونهاي آن خيلي قوي است.
بلور نمکها به نسبت سخت و شکننده است. يونها در شبکه ي بلور به صورت منظم قرار گرفته اند. ترکيب يوني سخت است ، زيرا براي شکستن همه ي پيوندهاي ميان يونها انرژي بسيار زيادي لازم است.

در هر حال چنانچه بر اثر ضربه ي چکش يکي از لايه ها اندکي جابجا شود، آنگاه بارهاي ناهمنام کنار هم قرار مي گيرند و به دليل اثر دافعه ميان يونهاي هم نام شبکه بلور به هم مي ريزد و مي شکند.  



  ترکيبهاي يوني دو تايي

به ترکيبهاي يوني متشکل از دو عنصر ترکيبهاي دو تايي مي گويند مثل نمک خوراکي که از دو عنصر سديم و کلر تشکيل شده است. برا ي نمايش ترکيبهاي يوني دو تايي ابتدا نماد شيميايي کاتيون و سپس نماد شيميايي آنيون را مي نويسيم. براي نام گذاري هم نخست نام کاتيون و سپس نام آنيون را مي نويسيم. به عنوان مثال :

پتاسيم کلريد  --> ( K+, cl _) -->  kcl

کلسيم اکسيد   -->  Cao      -->  +O2 (O2-و Ca2+)


فرمول نويسي يک ترکيب يوني دو تايي را مي توان در سه مرحله ملاحظه کرد . براي نمونه به نوشتن فرمول شيميايي آلومينيوم اکسيد توجه کنيد:
۱) در اين اکسيد نماد کاتيون +۳Al و نماد آنيون ۲+ o است .
۲) نخست نماد کاتيون و سپس نماد آنيون را مي نويسيم ۲-Al+۳ o
۳) کوچکترين مضرب مشترک بارهاي اين دو يون برابر ۶ = (۳×۲)است . براي داشتن ۶ بار مثبت بايد ۲ يون +۳Al و براي ۶ بار منفي بايد ۳ يون ۲- o داشته باشيم. از اين رو نسبت o -۲ Al+۳ برابر ۲ به ۳ و فرمول شيميايي اين ترکيب به صورت Al۲ o۳ است.  



  يونهاي چند اتمي

ترکيبهاي يوني مثل سديم سولفات پتاسيم و آمونيوم نيترات وجود دارند که يونهاي سازنده ي آنها از دو يا چند اتم يکسان يا متفاوت تشکيل شده است. به اين يونها چند اتمي مي گويند. براي مثال در آمونيوم نتيرات ، کاتيون +۴ NH و آنيون ۳- NO است. بار کاتيون ۱+ و بار آنيون ۱- است . بنابر اين فرمول شيميايي اين نمک به صورت۳ NO ۴ NH است و نسبت کاتيون به آنيون ۱ به ۱ است.

فرمول يوني يک ترکيب يوني چندتايي را مي توان در دو مرحله خلاصه کرد . به نوشتن فرمول شيميايي آمونيوم کربنات توجه کنيد.
۱- نماد شيميايي يون آمونيوم +۴ NH و کربنات (Co۲- ۳ ) است. ابتدا کاتيون و سپس آنيون را مي نويسيم : ۳ NH۴Co است.
برخي نمکهاي آب تبلور دارند

يونهاي موجود در برخي از نمکها مي توانند با ملکول هاي آب پيوند تشکيل دهند. اين ترکيبها را نمکهاي آبپوشيده مي گويند مانند مس (||) سولفات ۵ آبه، 5H2O ، CUSO4 مشاهده مي کنيد که تعداد مولکوهاي آب تبلور را پس از نوشتن فرمول شيميايي مشخص مي کنند.  



  سوالات
1- يونهاي مثبت و يونهاي منفي ترکيبهاي زير را مشخص کنيد.

Mns

Fe۲o۳

NiBr۲

(Mn2+,S2-)

(Fe3+,O2-)

(Ni2+,Br -)

 



  ۳ – کدام ترکيبها داراي انرژي شبکه بيشتري هستند؟ چرا؟

K2SO4 --> K2SO4 يا Na2So4
kbr ---> kbr يا k
Bao ---> Bao يا BaCl۲
چون هر يوني که اختلاف الکترونگاتيوي بيشتري داشته باشند پيوند يوني قوي تر شکل مي دهند و هر چه پيوند يوني تشکيل شده قويتر باشد، انرژي شبکه بيشتر خواهد بود.  



  ۴ – نام شيميايي ترکيبهاي زير را بنويسيد.

Mgo

منيزيم اکسيد

 

CrI3

 کرم (III) يديد

CUBr2

  مس ( II ) برميد

 

ALCL3

آلومينيوم کلرايد

NiCl2

نيکل ( II  ) کلرايد

 

CSF

سزيم فلوئوريد

 



  ۵ – فرمول شيميايي ترکيبهاي زير را بنويسيد.

PbO

سرب (II ) اکسيد

 

  KH

 پتاسيم هيدريد

SnO

قلع ( II) اکسيد

 

BeI2

بريليم يديد

SrH2

  استرانسيم هيدريد

 

CUS

 مس (II) سولفيد

 



  ۶ – منظور از قاعده اوکتت يا هشتايي چيست؟

گازهاي نجيب در لايه ظرفيت يک آرايش هشتايي دارند ( ns2 و np6) که به آنها يک حالت پايدار داده است. تمام عنصرها ميل دارند که با گرفتن يا از دست دادن الکترون ، آرايش لايه ظرفيتشان را به آرايش گاز نجيب قبل يا بعد از خودشان برسانند ( قاعده هشتايي)  



  7- جدول زير را کامل کنيد.

so2-4

No-3

Br -

Þ آنيون /  ß کاتيون 

Mgso4

Mg(No3)2

MgBr2

Mg2+

(NH4)2So4

NH4No3

NH4Br

NH4+

Fe2(so4)3

Fe(No3)3

Fe(No3)3

Fe3+

 



  8- عبارات زير را تعريف کنيد.

انرژي شبکه – پيوند يوني – نمک – يونهاي چند اتمي – کاتيون – آنيون  



  سوالات چهار گزينه اي
1- باتوجه به فرمول ترکيب يوني MX2 کدام مورد زير درست است؟

الف ) عنصرهاي M و X در يک دوره جدول تناوبي قرار گرفته اند.
ب ) عدد اتمي عنصر X از عنصر M بزرگتر است.
ج) تعداد الکترونهاي عنصر X ۲ برابر عنصر M است .
د) انرژي يونش عنصر X از M بيشتر است.  



  2- يونهاي مثبت و منفي در شبکه ي بلور يک نمک چه نوع حرکتي دارند؟

الف ) حرکت موجي شديد
ب) حرکت انتقالي ضعيف
ج) حرکت ارتعاشي در محلهاي ثابت
د) حرکتي ندارند  



  3- کداميک از خواص ترکيبهاي يوني نيست ؟

الف ) خردشدن بر اثر ضربه
ب) حل شدن در آب
ج) نقطه ي ذوب و جوش بالا
د) رسانا بودن در حالت جامد

4- کدام ماده جزو ترکيبهاي يوني است ؟
الف ) H2SO4
ب) NH4Cl
ج) SiBr4
د) Sio2

5- پيوند بين ذره ها در کدام دو ماده ي زير يوني است ؟
الف ) Nacl و Cao
ب ) So2 و K2S
ج ) MgBr2 و Co2
د) ICl3 و CuSo4

6- پيوند کدام عنصر با برم به صورت يوني است ؟
الف ) Ca
ب ) P
ج) I
د)B

7- کدام فلز زير مي تواند بيش از يک يون تشکيل دهد؟
الف ) سديم
ب) کلسيم
ج) آهن
د) منيزيم

8- کدام يک از جفت اتمهاي مطرح شده ، تشکيل پيوند يوني مي دهند؟
الف ) pوS
ب ) k و H
ج) S و Sr
د) I و Br

9- کاتيون کداميک از اتمهاي زير با ۲- S پيوند يوني قوي تري تشکيل مي دهد؟
الف ) Na
ب) Rb
ج) Cs
د)K

10- نماد کاتيون منيزيم به چه صورت نمايش داده مي شود؟
الف ) +Mg
ب) ۲Mg +
ج) Mg+۲
د)Hg++

شماره

الف

ب

ج

د

۱

 

 

 

Ö

۲

 

 

Ö

 

۳

 

 

 

Ö

۴

 

Ö

 

 

۵

Ö

 

 

 

۶

Ö

 

 

 

۷

 

 

Ö

 

۸

 

 

Ö

 

۹

 

 

Ö

 

۱۰

 

 

Ö

 




بخش چهار
ترکيب کووالانسي

گاه اتمها براي رسيدن به آرايش گاز نجيب (آرايش هشتايي) به جاي از دست دادن يا گرفتن الکترون آنها را ميان خود به اشتراک مي گذارند. در اين حالت ميان دو اتم پيوندي به وجود مي آيد که به آن پيوند کووالانسي مي گويند. به عنوان مثال ترکيبي مانند يد ( ۲I) از به اشتراک گذاشته شدن زوج الکترون پيوندي ميان دو اتم حاصل شده است. به چنين ترکيبهايي که از مولکوهاي جدا از هم تشکيل شده اند، ترکيبهاي مولکولي مي گويند.  



  پيوند کووالانسي نتيجه تاثير نيروهاي جاذبه اي و دافعه اي بر يکديگر است

به عنوان مثال مولکول ۲H را در نظر بگيريد که دو اتم H تشکيل شده است. با نزديک شدن اتم هاي هيدروژن به هم ميان الکترونهاي يک اتم و هسته اتم ديگر نيروي جاذبه و ميان الکترونهاي يک اتم و الکترونهاي اتم ديگر و همچنين ميان هسته هاي آنها نيروي دافعه بوجود مي آيد. اما در هنگام تشکيل پيوند کووالانس اثر نيروي جاذبه بيشتر است و در نتيجه پيوند تشکيل مي شود. پس از تشکيل پيوند نيروهاي جاذبه و دافعه برابر شده و اتمها در فاصله تعادلي نسبت به هم قرار مي گيرند.  



  طول پيوند با انرژي پيوند نسبت عکس دارد

وقتي اتمهاي هيدروژن در فاصله ي معيني از يکديگر قرار مي گيرند، بين آنها پيوند تشکيل مي شود. در اين فاصله ، اتم ها در مولکول در پائين ترين سطح انرژي قرار دارند ( با تشکيل پيوند انرژي آزاد مي شود) اگر اتمها از اين فاصله به هم دورتر يا نزديکتر شوند در وضع ناپايداري قرار خواهند گرفت. در واقع اين فاصله همان فاصله ي ميان دو اتم هيدروژن پس از تشکيل پيوند است که به آن طول پيوند مي گويند. هر چه طول پيوند کمتر باشد، پيوند قوي تر است و انرژي بيشتري براي شکستن آن لازم است و برعکس.  



  پيوندهاي کووالانسي قطبي و ناقطبي

 

هر گاه دو اتم که با هم الکترون به اشتراک گذاشته اند به يک اندازه تمايل داشته باشند که جفت الکترون پيوندي را به سوي خود بکشند، پيوندشان پيوند کووالانسي ناقطبي است. اگر يکي از اتمها الکترونگاتيوتر از ديگري باشد، زوج الکترون پيوندي را بيشتر به سمت خودش مي کشد و پيوندشان پيوند کووالانسي قطبي است. قطب منفي اين پيوند را اتم الکترو نگاتيوتر تشکيل مي دهد.  



  مولکولها را چگونه نمايش مي دهند؟

براي نشان دادن چگونگي اتصال اتمها مي توان الکترونهاي ظرفيتي شرکت کننده در تشکيل پيوند را با استفاده از نقطه نشان داد. به عنوان مثال براي 2 H که از دو اتمH تشکيل شده :
H.+.H --> H:H
و يا براي Cl2 که از دو اتم Cl تشکيل شده است:
اتم Cl در لايه ظرفيت ۷ الکترون دارد و براي رسيدن به قاعده هشتايي به الکترون نياز دارد.

زوج پيوندي Cl..Cl --> . Cl . +Cl

هنگام رسم ستاختارهاي الکترون – نقطه اي مي توان جفت نقطه اي را که نمايان گر جفت الکترون پيوندي است با يک خط کوتاه نشان داد. اين خط کوتاه نمايانگر يک پيوند ساده (يگانه ) است.
به عنوان مثال :
H_H ، H_Cl، Cl_Cl
به اين شيوه نمايش مدل الکترون – نقطه يا ساختار لوويس مي گويند.

مولکولهاي چند اتمي را نيز مي توان با ساختار لوويس نمايش داد.
دو اتم مي توانند بيش از يک جفت الکترون به اشتراک بگذارند و تشکيل پيوند دو گانه ، سه گانه و ... بدهند مثل C2H2 و4 C2H  



  پيوند داتيو

پيوند داتيو هنگامي بوجود مي آيد که دو اتم تشکيل دهنده ي پيوند يکي دست کم داراي يک جفت الکترون ناپيوندي و ديگري داراي دست کم يک اوربيتال خالي باشد مانند کاتيون آمونيوم که از اتصال يک مولکول آمونياک و يک يون هيدروژن بوجود مي آيد.  



  روش نامگذاري با استفاده از پيشوند ، ريشه نام عنصر و پسوند

شيمي دانها اغلب ترکيبهاي مولکولي را با استفاده از پيشوندهاي نوشته شده در جدول نام گذاري مي کنند. پيش وند و پس وند معمولاً به ريشه ي نام عنصرهاي موجود در ترکيب افزوده مي شود.

معمولاً نام عنصري گفته مي شود که الکترونگاتيوي آن کمتر است. اگر فرمول مولکولي مورد نظر تنها يک اتم از عنصر اول داشته باشد، از به کاربردن پيش وند مونو چشم پوشي مي شود مانند کربن دي اکسيد ۲ CO

پيشوند

تعداداتم ها

مونو

1

دي

2

تري

3

تترا

4

پنتا

5

هگزا

6

هپتا

7

اوکتا

8

نونا

9

دکا

10

 



  نام گذاري به روش استفاده از عدد اکسايش

به بار الکتريکي ظاهري نسبت داده شده به هر اتم عدد اکسايش آن اتم مي گويند.
معمولاً عدد اکسايش -2 است.
معمولاً عدد اکسايش +2 است.
معمولاً عدد اکسايش هالوژنها -1 است.

اعداد اکسايش اتمهاي ديگر را مي توان در ترکيبها يا يونهاي چند اتمي محاسبه کرد.
جمع بندي عددهاي اکسايش در يک ترکيب خنثي بايد برابر صفر و در مورد يک يون چند اتمي بايد برابر بار يون باشد.
به عنوان مثال ملکولها ي CO و CO2 در اين روش به ترتيب کربن (II) اکسيد و کربن (Iv) اکسيد ناميده مي شوند.
فرمول تجربي ، فرمول مولکولي و فرمول ساختاري
فرمول تجربي افزون بر نوع و تعداد عنصرهاي سازنده مولکول ، ساده ترين نسبت اتمهاي موجود در آن را مشخص مي کند. حال آنکه فرمول مولکولي نوع و تعداد واقعي اتمها را در مولکولهاي سازنده يک ترکيب مولکولي بدست مي دهد.
فرمول مولکولي = ( فرمول تجربي ) X
فرمول ساختاري اطلاعات زيادي در باره ي موقعيت اتمها در مولکول در اختيار مي گذارد.  



  چگونه مي توان شکل هندسي مولکول را پيش بيني کرد؟

معمولاً بين فرمول مولکولي يک ترکيب و شکل هندسي آن رابطه روشني وجود ندارد. مطابق نظريه نيروي دافعه جفت الکترون هاي لايه ظرفيت ، نيروهاي دافعه الکترو استاتيک ، موجود بين جفت الکترون هاي پيوندي يا ناپيوندي موجود در يک مولکول ، موجب مي شود که اين جفت الکترونها تا آنجا که امکان داشته باشد، از يکديگر فاصله بگيرند. در اين روش براي سادگي به جاي جفت الکترون الکترونهاي پيوندي و ناپيوندي از واژه اي قلمرو الکتروني استفاده مي شود.

چگونه شکل هندسي مولکول ها از روي ساختارهاي لوويس آنها تعيين مي شود؟
براي اين کار به شيوه زير عمل مي شود.
۱ – ساختار لوويس مولکول را رسم کنيد
۲ – تعداد قلمروهاي الکتروني در اطراف اتم مرکزي را معين کنيد
۳ – آرايش هندسي مناسب را نتيجه گيري کنيد
دو قلمرو الکتروني --> ساختار خطي مثل CO2
سه قلمرو الکتروني --> ساختار سه ضلعي سطح مثل SO3
چهار قلمرو الکتروني --> ساختار چهار وجهي مثل CH4

جفت الکترونهاي ناپيوندي نسبت به جفت الکترونهاي پيوندي فضاي بيشتري اشغال مي کنند. در نتيجه نيروي دافعه ي بين جفتهاي ناپيوندي – پيوندي اندکي بيشتر از نيروي دافعه بين جفتهاي پيوندي - پيوندي است. به عنوان مثال در H2O زاويه از ۰۲۱ به ْ ۵/۱۰۴ کاهش يافته است.  



  چه نيرويي مولکولها را کنار يکديگر نگه مي دارد؟

 

نيروي جاذبه ميان هسته ي اتم هاي يک مولکول و الکترون مولکول ديگر سبب مي شود که مولکولها همديگر را بربايند.

در مولکولهاي قطبي ، وجود دو قطب مثبت و منفي بر نيروهاي جاذبه اي موجود ميان مولکول ها، نيروي جاذبه اي قويتر را اضافه مي کند. اما مولکولهاي دو اتمي جور هستند مانند I2 که از جمله مولکول هاي ناقطبي به شمار مي آيند، به همان نيروهاي اوليه اکتفا مي کنند.

پيوندهاي هيدرژني از جمله نيروهاي بين مولکولي قوي به شمار مي آيند.
هنگامي که هيدروژن ، يعني کوچک ترين اتم شناخته شده ، به فلوئور ، اکسيژن يا نيتروژن ( کوچک ترين و الکترونگاتيو ترين اتمها) متصل شود پيوندي بسيار قطبي بوجود مي آيد.

از اين رو يک جاذبه ي دو قطبي – دو قطبي بسيار قوي ميان مولکولهاي داراي اين گونه پيوندها بوجود مي آيد که به خاطر استحکام بيش از اندازه ي آن پيوند هيدروژني ناميده مي شود.

مثلاً وجود پيوند هيدروژني بين مولکولهاي H2O ، باعث بالا بودن نقطه ذوب و جوش آب نسبت به H2S مي باشد.  



  سوالات
1- ترکيبهاي زير را به ترتيب افزايش درصد خصلت يوني مرتب کنيد.
MgBr2. kBr. CsBr .PBr3

CsBr > KBr > MgBr2 > PBr 3  



  2- نام ترکيب هاي زير را بنويسيد.

دي نيتروژن تتراکسيد<--- N2O4
فسفر<---P4O10
فسفر تري کلريد <--- PCl3
گوگرد دي اکسيد <--- SO2
کربن تترا فلوئوريد<---SO3
گوگرد تري اکسيد <--- CF4  



  3- ساختار لوويس گونه هاي زير را رسم کنيد .

C3H8

So3

   No+

 HClo

 



  4- کدام ساختار زير براي NH3O درست مي باشد؟

5- عدد اکسايش اتم نيتروژن را در ترکيبهاي زير مشخص کنيد.
HNO3 +1 + N + (-2*3) = 0 --> N= +5
NOCL N - 2 -1 = 0 --> N = +3
NH4CL N + (4*1) - 1 = 0 --> N = -3
NaN3 1 + (3*N) = 0 --> N = - 1/3
AL(NO2)3 3 + (3*N ) + (-2*2*3) = 0 --> N = +3

6- پيوندهاي مقابل را براساس افزايش قطبيت مرتب کنيد.
H_H و H_Cl و H_O و F_H
اختلاف الکترونگاتيوي هر دو اتم تشکيل دهنده ي پيوند را محاسبه مي کنيم

قطبيت

افزايش

ميابد

O_H    ۳/۵ - ۲/۱ =۱/۴

Cl_H    ۳/۰-۲/۱ = ۰/۹

F_H    ۴ - ۲/۱ = ۱/۹

پيوند کووالانسي

H_H    ۲/۱-۲/۱ = ۰



7- چرا در ترکيب of2 ، اتم اکسيژن را در سمت چپ ولي در ترکيب Br2O آن را در سمت راست فرمول ترکيب مي نويسيم؟
زيرا الکترو نگاتيوي O از F کمتر است و از Br بيشتر است.

8- چرا تشکيل پيوند گرماده و شکستن آن گرماگير است .
زيرا اتمها وقتي با هم پيوند تشکيل مي دهند، حالت پايداري پيدا کرده و به سطح انرژي پائين تري مي رسند. ( در اين حالت انرژي آزاد مي شود) . ولي هنگامي که مي خواهيم اتمهاي يک پيوند را از هم جدا کنيم بايد انرژي مصرف کنيم تا پيوند را بشکنيم ( مقدار اين انرژي برابر با همان انرژي است که در هنگام تشکيل پيوند آزاد شده بود)

9- ساختار لوويس CH3OH (متانول) و C2H5OH (اتانول ) را رسم کنيد.

اتانول

متانول



10- آرايش لوويس مولکول هاي زير را رسم کنيد

  COCl2

N2O2

 O2F2

XeO



سوالات چهار گزينه اي
1- کدام ساختار لوويس COF2 را نشان مي دهد؟

 الف)

 ب)

 ج)

 د)



2- ساختار لوويس يون OH- کدام است :
3- شکل هندسي کداميک چهار وجهي است ؟
الف) CH3+
ب) SO2
ج) H2O
د) NH4+

4- قطبيت ميان پيوند ( ۸O) کدام عنصر بيشتر است ؟
الف) ۷ N
ب) Cl 17
ج) ۹ F
د) 15 P

5- جفت الکترونهاي پيوندي در مقايسه با جفت الکترون هاي ناپيوندي ...
الف ) آزادي و تحرک کمتري دارند ×
ب) فضاي بيشتري را اشغال مي کنند
ج) بار منفي بيشتري دارند
د) يک ديگر را بيشتر مي رانند

6- کدام نام براي ترکيب مربوطه نادرست است ؟
الف CCL4( : کربن تترا کلريد ب ) S2Cl2 : دي سولفيد دي کلريد ج) BCl3 : بور تري کلريد د) BeF2 : بريليم دي فلوئوريد

7- کدام فرمول نوع و تعداد واقعي اتمها را در مولکول نشان مي دهد؟
الف ) تجربي
ب) مولکولي
ج) ساختاري
د) هر سه مورد

8- (CH2O) فرمول تجربي کدام مورد زير است ؟
الف ) فرمالدهيد CH2O
ب ) گلوکوز C6H12O6
ج) اسيد استيک C2H4O2
د) هر سه مورد

9- کدام مولکول زير در ميدان الکتريکي جهت گيري نمي کند؟
الف ) CH4
ب) HBr
ج) HCl
د)H2O

10- به چه علت مولکولها يکديگر را مي ربايند؟
الف ) نيروي جاذبه هسته ي يک اتم و الکترونهايش
ب ) نيروي جاذبه هسته ي يک اتم و الکترون هاي اتم ديگر
ج) نيروي دافعه هسته هاي دو اتم
د) نيروي دافعه ي الکترونهاي دو اتم

شماره

الف

ب

ج

د

1

 

Ö

 

 

2

 

 

Ö

 

3

 

 

 

Ö

4

 

 

 

Ö

5

Ö

 

 

 

6

 

Ö

 

 

7

 

Ö

 

 

8

 

 

 

Ö

9

Ö

 

 

 

10

 

Ö

 

 




بخش پنجم
کربن و ترکيبهاي آلي

کربن عنصري واقع در تناوب دوم و در گروه ۱۴ جدول تناوبي است. بنابر موقعيت کربن در جدول ، اين عنصر براي رسيدن به آرايش اوکتت (هشتايي پايدار) نمي تواند الکترون جذب کرده و يا الکترون از دست بدهد، بلکه بسيار تمايل دارد که چهار الکترون لايه ظرفيت خود را با ديگر اتمها به اشتراک بگذارد. کربن همچنين مي تواند با اتمهاي کربن يا ديگر اتمها پيوند دو گانه و سه گانه تشکيل دهد. همچنين اتم عنصرهاي ديگري چون O ، S ، N ،P و هالوژنها هم با کربن پيوند کووالانسي تشکيل مي دهند به اين ترتيب کربن ترکيبهاي بسيار زيادي را بوجود مي آورد که شکلهاي گوناگون خطي ، حلقوي و ... دارند.



  الماس و گرافيت جامدهايي با شبکه کووالانسي

الماس و گرافيت دو آلوتروپ از عنصر کربن مي باشند. در اين دو ماه شمار بسيار زيادي از اتمهاي کربن با پيوند کووالانسي به هم متصل هستند.
الماس از اتمهاي کربن که به طريقه ي کووالانسي از چهار طرف به هم متصل شده اند تشکيل شده است. الماس ماده اي سخت ، بي رنگ ، شفاف و رساناي گرما است. دماي ذوب بسيار بالايي دارد. رسانايي الکتريکي ندارد.
در جواهر سازي و نوک مته ها براي بريدن شيشه کاربرد دارد.

در گرافيت اتمهاي کربن به صورت لايه هاي تخت و موازي آرايش يافته اند. از اتصال شش اتم کربن شش گوشه هايي ايجاد شده اند که به هم متصل شده صفحه اي مشبک بوجود مي آورند. گرافيت از اتمهاي کربن که به طريقه کووالانس از سه طرف به هم متصل شده اند تشکيل شده است . اين ماده نرم، سياه و درخشنده است. نارساناي گرما و رساناي الکتريسيته است و دماي ذوب بالا دارد.  



  ترکيبهاي آلي و گروههاي عاملي

نام دسته

نام خانوادگي

فرمول ساختاري

نام

ملاحظات

هيدروکربن سير شده

آلکان

اتان

همه اتمهاي کربن با پيوند

يگانه به هم متصل شده اند.

هيدروکربن سير نشده

آلکن

اتن

دست کم يک پيوند دوگانه ي

کربن- کربن در ساختار خود دارند.

آلکين

اتين

دست کم يک پيوند سه گانه ي

کربن- کربن در ساختار خود دارند.


عضوهاي هر خانواده از ترکيب آلي معمولاً يک جزء ساختاري مشترک دارند . اين جزء ساختاري را گروه عاملي مي نامند. گروه عاملي مجموعه اي از اتمهاست که به ترکيب آلي خواص ويژه اي مي بخشد. ترکيبهاي آلي که گروه عاملي يکسان دارند ، خواص فيزيکي و شيميايي مشابه دارند.

نام گروه عاملي

فرمول ساختاري

نام خانواده

مثال

فرمول ساختاري

هيدروکسيل

الکل

اتانول

اتر

اتر

دي متيل اتر

آلدهيد

آلدهيد

استالدهيد

کربونيل

کتون

استون

کربوکسيل

اسيد

استيک اسيد

استر

استر

اتيل استات

 



  نام گذاري هيدروکربنهاي راست زنجير ( آلکان ها)

نام همي آلکانها به پسوند (آن) ختم مي شود. چهار هيدروکربن اوليه ي اين خانواده نامهاي قديمي، متان ، اتان ، پروپان و بوتان را دارا هستند. از چهار کربن به بعد تعداد اتمهاي کربن را به يوناني ذکر کرده و در آخر پسوند «آن» را اضافه مي کنيم. پنتان ، هگزان ، هپتان ، اوکتان ، نونان ، دکان ، آلکانهاي ۵ تا10 کربنه هستند  



  نام گذاري آلکن ها وآلکين ها بر مبناي نام آلکان ها

براي نام گذاري آلکن ها پسوند «آن» در نام آلکان ها را برداشته و به جاي آن پسوند «ان» قرار مي دهند مثل اتن ، پروپن ، بوتن ، پنتن ، هگزن، هپتن ، اوکتن ، ...
براي نام گذاري الکين ها پسوند «آن» در نام آلکانها را برداشته و به جاي آن پسوند «اين» قرار مي دهند مثل اتين ، پروپين، بوتين، پنتين، هگزين، هپتين ، اوکتين و ...  



  نام گذاري هيدروکربهاي شاخه دار

۱ – ابتدا زنجيري را که بيشترين تعداد اتم کربن را داراست به عنوان زنجير اصلي انتخاب مي کنيم . لزومي ندارد که حتماً اتمهاي کربن زنجيره اصلي در روي يک خط مستقيم باشند.

۲ – شماره گذاري زنجير اصلي را از طرفي انجام مي دهيم که به شاخه فرعي نزديکتر باشد يعني به شاخه فرعي عدد کوچکتري تعلق بگيرد.

۳ – اگر به زنجيره اصلي بيش از يک شاخه فرعي متصل باشد، زنجير را از طرفي شماره گذاري مي کنيم که اگر شماره هاي مربوط به اتم کربن داراي شاخه هاي فرعي را با هم جمع کنيم عدد کوچکتري بدست آيد.

۴ – اگر دو شاخه نامشابه مثل متيل و اتيل به زنجير اصلي متصل باشند، ابتدا نام شاخه اي را مي آوريم که از نظر نام تقدم الفبايي دارد. مثلاً اتيل مقدم بر متيل و هر دو مقدم بر پروپيل است . (بنيان هاي حاصل از آلکانها آلکيل ناميده مي شوند مثل متيل واتيل)

۵ – بعد از انتخاب درست زنجيره اصلي و شماره گذاري صحيح کربنها ، ابتدا نام شاخه ها را با ذکر شماره کربني که به آن متصل است مي آوريم و در آخر نام شاخه اصلي را مي آوريم.  



  هيدروکربنهاي حلقوي

ترکيبهايي شناخته شده است که در آنها اتمهاي کربن طوري به هم متصل شده اند که ساختاري حلقوي بوجود آورده اند. سيکلو هگزان نمونه اي از يک هيدروکربن سير شده حلقوي است.
بنزن هيدروکربني سير نشده با فرمول C6H6 است.
بنزن سرگروه خانواده مهمي از هيدروکربن است که ترکيبهاي آروماتيک گفته مي شوند. نفتالن (C10H8) از جمله اين ترکيبهاست.  



  سوالات چهار گزينه اي
1- کدام ويژگي براي الماس نادرست است ؟

الف ) رسانايي الکتريکي
ب ) شفاف بودن
ج) سختي زياد
د) دماي ذوب بالا  



  2- نام ترکيبچيست؟

الف ) ۲ و ۴ متيل هگزان
ب)۳ متيل - 5 متيل - هگزان
ج) ۵ و۳ متيل هگزان
د) ۲ متيل - ۴متيل هگزان  



  3- ساده ترين آلکن کدام است؟

الف ) پروپن
ب) اتان
ج) متان
د) اتن  



  4- به هيدروکربنهايي که حداقل يک پيوند سه گانه دارند ... مي گويند.

الف ) آلکادي ان
ب ) آلکن
ج) الکين
د) آلکان  



  5- کدام ماده زير ساختار لايه اي دارد؟

الف ) آسپرين
ب ) الماس
ج) نفتالن
د) گرافيت  

شماره

الف

ب

ج

د

۱

Ö

 

 

 

۲

Ö

 

 

 

۳

 

 

 

Ö

۴

 

 

Ö

 

۵

 

 

 

Ö

منبع شبكه آموزش



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 18:3 | نویسنده : عبدلی |
شيمي يک


  بخش ۱ – مايعي کمياب در عين فراواني



  منابع آب در طبيعت

آب تنها ماده اي است که در طبيعت به هر سه حالت مايع (آب) جامد (يخ) گاز (بخار آب) يافت مي شود . نزديک به 75 درصد از سطح کره زمين را آب پوشناده است که بخش عمده آن را آب شور درياها و اقيانوس ها تشکيل مي دهد .

در حاليکه مقدار آب شيرين که تمام موجودات زنده و انسانها بايد بر سر آن به رقابت بپردازند حداکثر 0/5 درصد کل منابع مي باشد. که عواملي مانند موقعيت جغرافيايي ، شرايط آب و هوايي و ميزان بارش بر پراکندگي آن موثر است .
 



  تجديد پذيري طبيعي منابع آب

هم آب موجود در طبيعت به نسبت تقريباً ثابتي در ميان منابع آن توزيع مي شود.اين توزيع متناسب ، با به چرخه در آمدن آب در يمان اين منابع انجام مي شود . به اين فرآيند چرخه آب مي گويند . پس از اين طريق مي توان گفت که منابع آب تجديد پذيرند.  



  مصرف آشکار و نهان آب

آبي را که مستقيماً براي آشاميدن يا نظافت و شستشو استفاه مي کنيم مصرف آشکار مي گويند ولي آبي را که براي توليد انرژي (برق ، سوخت و ...) ، آبياري کشتزارها ، صنايع و معادن و امور بازرگاني و خدمات مصرف مي شود و احتمالاً از ديد شما مخفي مانده است را مصرف نهان آب مي گويند .  



  آب مايعي با ويژگي باور نکردني : الف) تغيير حجم غير عادي در اثر انجماد :

آب بر خلاف ساير مايعات وقتي براثر سرما تبديل به يخ مي شود انبساط پيدا مي کند و حجمي از يخ که همان حجم اوليه آب است و يخ روي آب شناور مي ماند . آين ويژگي سبب مي شود که آب از سطح شروع به يخ زدن کند .  



  ب) زياد بودن ظرفيت گرمايي

مي دانيد که ظرفيت گرمايي يک جسم مقدار گرمايي است که بايد به جسم داده شود تا دماي آن ۱ درجه سانتي گراد افزايش يابد . ظرفيت گرمايي ويژه آب حدود 10 برابر ظرفيت گرمايي ويژه آهن است . اين مسئله به متعادل کردن دماي زمين خيلي کمک مي کند چون مقادير زياد آب موجود در سطح زمين مقدار زيادي از انرژي خورشيدي را مي گيرند و صرف بالا بردن دماي آب مي کنند .  



  ج) زياد بودن گرماي تبخير:

براي تبديل مقدار کمي آب به بخار ، گرماي زيادي لازم است . گرماي اضافي بدن ما با تبخير مقدار کمي آب از طريق منفذ پوست (عرق کردن ) کاسته مي شود .  



  د) زياد بودن کشش سطحي آب :

به دليل وجود نيروي جاذبه قوي بين مولکولهاي آب ، پيوستگي زيادي در تمام قسمت هاي آب از جمله مولکولهاي سطح آب وجود دارد . به همين علت است که يک پشه مي تواند روي آب بنشيند يا موري مي تواند به آرامي روي آب قدم بزند .  



  مروري بر آموخته هاي گذشته :

عنصر :
به ماده اي گفته مي شود که از يک نوع اتم ساخته شده باشد مثل ۲O ، Fe

ترکيب :
به ماده اي گفته مي شود که از اتصال دو يا چنداتم عنصرهاي مختلف ساخته شده باشد ، مثل H2O ، HO2 ، Nacl

پيوند هاي شيميايي :
نيرويي قوي است که اتم ها را به هم وصل مي کند . مثلاً دو اتم هيدروژن و يک اتم اکسيژن به هم متصل مي شوند و واحدتازه اي را بوجود مي آورند که به آن مولکول آب مي گويند .

نمادهاي شيميايي :
در زبان جهاني شيمي از حروف براي نشان دادن عناصر استفاده مي کند . به اين حروف نماد هاي شيميايي مي گويند مثل H براي هيدروژن .

فرمول شيميايي :
کلمه هاي اين زبان علمي را فرمول شيميايي مي گويند . هر فرمول شيميايي نمايانگر يک ترکيب شيميايي است مثل H2O براي آب . عددهايي که در سمت راست پائين (به صورت زيروند) نوشته مي شوند . تعداد اتم هاي هر عنصر را در يک مولکول يا واحد سازنده ي آن ماده نشان مي دهد (زيروند ۱ نوشته نمي شود) فرمول H2O نشان مي دهد که مولکول آب از ترکيب ۲ اتم هيدروژن و ۱ اتم اکسيژن ساخته شده است .

معادله شيميايي :
آنچه را که در يک واکنش شيميايي رخ مي دهد به طور خلاصه بيان مي کند . هر واکنش شيميايي شامل شکسته شدن پيوندهاي شيميايي مواد واکنش دهنده (مواد اوليه ) و تشکيل پيوندهاي جديد در فرآورده ها (محصول ها ) است . فرآورده ها در سمت راست و واکنش دهنده ها در سمت چپ نوشته مي شوند. مثل :
۲ H2 +O2 = ۲H2 O
در معادلات شيميايي تعداد کل اتمها در دو طرف معادله يکسان است . به چنين معادله اي موازنه شده مي گويند .
 



  يادآوري خواص الکتريکي ماده

هر اتم از يک قسمت مرکزي به نام هسته تشکيل شده است که در درون آن پروتون ها با بارمثبت و نوترون ها بدون بار الکتريکي قرار گرفته اند . الکترون ها ذرات کوچکتري هستند با بار منفي که در اطراف هسته وجود دارند .

مي دانيدکه اتم ها با کمک پيوندهاي شيميايي به همديگر متصل شده و مولکول ها را بوجود مي آورند . به اين نوع پيوند شيميايي که اتم ها را در کنار هم نگه مي دارد پيوند کووالانسي مي گويند .

پيوندکووالانس به صورت يک خط بين نمادهاي شيميايي نشان داده مي شود . مثال :
 

 

  

به تعداد پيوندهايي که يک اتم مي تواند با اتم هاي ديگر تشکيل دهد ظرفيت مي گويند ، براي مثال در مولکول آب ظرفيت هيدروژن ۱ و ظرفيت اکسيژن ۲ است .

بخش ۱_ قسمت دوم
ساختار خميده ي مولکول آب

اگر يک ميله پلاستيکي را به پارچه ي پشمي بماليد تا داراي بار الکتريکي شود وآن را به باريکه اي از آب نزديک کنيد مي بينيد که آب از مسير خود منحرف شده و به ميله ي پلاستيکي نزديک مي شود . در توجيه اين پديده مي توان گفت که مولکول آب داراي دو سر مثبت و منفي هستند . يعني مولکول آب يک مولکول قطبي است که از سر مثبت خود جذب ميله ي پلاستيکي با بار منفي مي شود .شواهد تجربي نشان مي دهد که مولکول آب شکل خميده اي (V شکل ) دارد و شيميدانان بعد از آزمايشهاي بسيار متوجه شدند که درسمت اکسيژن بار منغي و درسمت هيدروژن بار مثبت وجود دارد .



  به شکل زير توجه کنيد :

 



  توجيه برخي ويژگيهاي غير عادي آب

 

از آنجا که بارهاي الکتريکي نا هم نام يکديگر را مي ربايند ، قطب مثبت يک مولکول آب ، قطب منفي مولکول همسايه اش را جذب مي کند . اين نيروي جاذبه سبب مي شود که مولکول هابتوانند در کنار هم قرار بگيرند ، از اين رو به آن نيروي جاذبه بين مولکولي گفته مي شود . در آب نيروي جاذبه بين مولکولي خيلي زياد است ، چنين بنظر مي رسد که اتم هيدروژن ، مولکولهاي آب را در کنار هم نگه داشته است به همين علت به اين نيروها پيوند هيدروژني مي گويند .بنابراين انرژي بالايي معادل j۲۲۶۰ مورد نياز است که يک گرم آب را تبديل به بخا رکند . هين نيروي قوي جاذبه بين مولکولهاي آب سبب به وجود آمدن کشش سطحي زياد مي شود .  



  آب به عنوان يک حلال

آب به عنوان حلال مي تواند تعداد بسيار زيادي از ترکيبات يوني مانند سديم کلريد را در حوض حل کند . چون مولکول هاي آب قطبي هستند . سديم کلريد در آب تبديل به يون هاي( Na مثبت و Cl منفي ) در بين مولکولهاي آب مي شود . اين محلول رساناي الکتريکي نيز هست . زيرا يون هاي مثبت محلول (کاتيون مثبت Na ) به طرف قطب منفي و يون هاي منفي محلول (آينون منفي Cl) به طرف قطب مثبت حرکت مي کند و جريان برق را انتقال مي دهند .  



  انحلال پذيري مواد جامد در آب

براي حل شدن مواد گوناگون در مقدار معيني آب در دماي اتاق محدوديتي وجود دارد. اين محدوديت را انحلال پذيري يا قابليت حل شدن آن ماده مشخص مي کند . انحلال پذيري وابسته به دما است و مي توان آن را با کمک منحني انحلال پذيري نشان داد . بسته به ميزان ماده حل شده ، محلول را به سه نوع تقسيم مي کنند که عبارتند از محلول هاي سير نشده ، سيرشده و فراسير شده .  



  انحلال پذيري گازها درآ ب

انحلال پذيري گازها در آب هم وابسته به دما است . در دماي پائين تر ميزان بيشتري گاز درآب حل مي شود . به ميزان اکسيژن حل شده در آب DO مي گويند و آن را بر حسب PPm (قسمت در ميليون) بيان مي کنند .  



  آلودگي گرمايي آب

در ماه هاي گرم تابستان رقابت ميان موجودات زنده آبزي براي دسترسي به اکسيژن محلول افزايش مي يابد . با توجه به اينکه در فصل گرم ميزان اکسيژن حل شده در آب کمتر است و از طرفي برخي از کارخانه ها از آب براي سيستم خنک کننده ي خود استفاده مي کنند و مجدداً آب گرم شده را به رودخانه و دريا بر مي گرداند ،دماي آب بالا رفته و ميزان اکسيژن کمتري را درخود حل مي کند . اين مسئله باعث مرگ و مير ماهي ها مي شود.  



  آلودگي اسيدي آب

 

مي دانيم که PH مقياسي براي تعيين خاصيت اسيدي يا قليايي بودن محلول است و محدوده آن از اسيدي ترين تا قليايي ترين محلول به شکل زير است :  

آب باران اندکي اسيدي است ، زيرا مقادير کمي از ۲Co هوا را در داخل خود حل مي کند و کربنبک اسيد رقيق بوجود مي آورد . با جريان يافتن آب باران در بستر جويبارها ممکن است موادي در آن حل شده و ph را بالا ببرند . گاه ممکن است با ورود پساب اسيدي و فاضلاب کارخانه ها به آب هاي طبيعي Ph آب کاهش يابد ، به گونه اي که ماهي توان ادامه زندگي در اين Ph اسيدي را نداشته باشند .  



  آلودگي آب توسط کاتيون هاي سنگين

 

گاه ممکن است کاتيون هاي سنگيني مثل جيوه (Hg+2) ، سرب(Pb+2) و کادميم(Cd+2) از طريق پساب هاي صنعتي به منابع آب وارد شده اند و آب را آلوده کنند . ضريب خطر يون هاي سنگين از اين رابطه بدست مي آيد :140  



  تصفيه طبيعي آبها

آبها به طور طبيعي طي سه فرآيند زير خود به خود تصفيه مي شوند :
۱- جداشدن تقزيباً کامل مواد اوليه حل شده در آب به هنگام تشکيل برف و باران
۲- تجزيه برخي از مواد محلول و شناور به مواد ساده تر تويط باکتريها
۳- جداشدن مواد معلق ازآب به هنگام عبور از ميان سنگ ريزه ها و ماسه ها

بخش ۱_قسمت سوم
آب سخت وروش هاي نرم کردن آن

عبور آبهاي طبيعي داراي گاز دي اکسيد کربن ، روي سنگ هاي آهکي باعث حل شدن تدريجي سنگ هاي آهکي شده و در آن کلسيم کربنات تبديل به کلسيم هيدروژن کربنات مي شود که عامل سختي موقت آب است . سختي موقت با گرم کردن آب از بين مي رود .

اگر آب هاي طبيعي مقدار قابل توجهي يون هاي Ca+2 و (Mg+2 يا Fe+2) داشته باشند ، نمي توان سختي آب را با گرم کردن از بين برد به اين ويژگي سختي دائم مي گويند . سختي دايم با افزودن مقداري سديم کربنات به آب برطرف مي شود.



  تصفيه آب شهري
آب شهري طي مراحي زير تصفيه مي شود :

۱- صاف کردن : اين عمل توسط توري هاي فلزي آشغال گير انجام مي شود و طي آن مواد خارجي درشت مثل چوب ، سنگ و ... جدا مي شود .

۲- کلرزني مقدماتي : کلر که يک گتدزداي قوي است جهت از بين بردن ميکروب هاي بيماري زا به آب افزوده مي شود .

۳- لخته سازي و ته نشين کردن : براي آنکه گل و لاي معلق در آب سريع تر ته نشين شود از عامل لخته کننده (Al3+ و Fe3+ ) استفاده مي شود .

۴- ته نشين شدن در حوضچه هاي آرامش : براي ته نشين شدن ذره هاي شناور در کلوئيدي و کامل شدن فرآيند لخته سازي به آب فرصت بيشتري داده مي شود در اين مرحله تابش نور خورشيد به حوضچه هاي آب به از بين رفتن باکتري ها کمک مي کند .

۵- گذراندن از صافي شني :
مواد ديگري که پيش از اين ته نشين نشده اند با صافي گرفته مي شوند .

۶- گندزدايي پاياني :
در اين مرحله مقدار نهايي کلر در آب طوري تنظيم مي کنند که آب را از اثر باکتري هاي باقيمانده يا باکتريهايي که ممکن است وارد آب شوند در امان نگه دارند.
 



  تصفيه فاظلاب هاي شهري

لازم است که فاظلاب پيش از رها شدن در رودخانه تصفيه شود . تصفيه فاضلاب شامل مراحل زير است :
۱- صاف کردن و جداکردن آشغال ها
۲- ته نشيني اوليه (مواد جامد به صورت لجن رسوب مي کنند )
۳- هوادهي (باکتريهاي هوازي بسياري از مواد را تجزيه مي کنند )
۴- ته نشيني نهايي
۵- گندزدايي با کلر
۶- برخي کارهاي اختياري مانند تنظيم Ph و حذف يون هاي خطرناک
۷- ورود به رودخانه يا دريا
 



  خود آزمايي
۱- کدام ويژگي آب سبب مي شود ، اين مايع به سرعت آلوده شود ؟

الف) کشش سطحي زياد
ب) نقطه جوش بالا
ج) قدرت حل کنندگي زياد
د) ظرفيت گرمايي ويژه اي زياد
 



  ۲- کدام عامل زير ويژگي هاي غيرعادي آب را توجيه ميکند ؟

الف) قطعي بودن مولکول آب
ب) خميده بودن (V شکل) مولکول آب
ج)وجود پيوند کووالانس بين اتم هاي آب
د) غير قطبي بودن مولکول آب
 



  ۳- کداميک از مواد زير عنصر است ؟

الف) ۲O
ب) HCL
ج) Nacl
د) ۳CO ۲H
 



  ۴- چرا يخ روي آب شناور مي ماند ؟

الف) به علت نيروي جاذبه بين يخ و آب
ب) به علت هم جنس بودن يخ و آب
ج) به علت کمتر بودن چگالي يخ از آب
د) به علت پيوند مولکول هاي يخ و آب
 



  ۵- براي از بين بردن سختي موقت و دايم ، کداميک از موارد زير صحيح است ؟

الف) سرد کردن – افزودن سديم کلريد
ب) افزودن سديم کربنات – گرم کردن
ج) افزودن سديم کلريد – سرد کردن
د) گرم کردن – افزودن سديم کربنات
 



  ۶- سختي آب به کداميک از يون هاي زير مربوط است ؟

الف) فقط Ca2+
ب)فقط Fe2+
ج)فقط Mg2+
د) Ca2+ و Mg2+ و Fe2+
 



  ۷- کداميک ا زيون هاي زير باعث آلودگي آب نمي شود ؟

الف) Hg2+
ب) Na+
ج) Cd2+
د) Pb2+
 



  ۸- هر چه دماي مناسب آب براي زندگي يک نوع ماهي کمتر باشد ميزان DO لازم براي زندگي آن ماهي ....................

الف) کمتر است
ب) بيشتر است
ج)فرق نمي کند
د) مناسب است
 



  ۹- نزديک به .......... سطح زمين و .......... جرم بدن ما آب است .

الف) 3/4 ، 1/3
ب) 3/4، 2/3
ج)1/2، 1/3
د) 2/4، 2/3
 



  ۱۰- يک پشه مي تواند روي آب بخوابد ، اين نشانگر کدام ويژگي آب است ؟

الف) ظرفيت گرمايي ويژه زياد
ب) تغيير حجم به هنگام يخ زدن
ج) کشش سطحي زياد
د) پيوند هاي کووالانسي
 



  کليد سئوالات

 

بخش ۱
سئوالات تشريحي

۱- محلول سيرنشده ، سيرشده و فراسيرشده هرکدام به چه معناست ؟ چگونه مي توان آنها را از يکديگر تشخيص داد ؟

۲- باران اسيدي چيست و چه ضرري براي زندگي انسان دارد ؟ توضيح دهيد .

۳- حداقل دماي آب در کف درياها c ْ۴ است و از اين دما پائين تر نمي رود . اين مسئله را چگونه توجيه مي کنيد.

۴- منظور از سختي موقت و دايم آب چيست ؟ اين سختي ها مربوط به کدام يون هاست؟ سختي را چگونه مي توان برطرف کرد ؟ توضيح دهيد .

۵- چه پيوندهايي بين مولکول هاي آب وجود دارد ؟ توضيح دهيد ، اين پيوند ها چه تاثيري د رخواص آب بوجود آورده است ؟

۶- اصطلاح DO به چه معناست ؟ ميزان DO با دما چگونه تغيير مي کند ؟

۷- با چه آزمايشي مي توان فرضيه ي دوقطبي بودن مولکول آب را ثابت کرد ؟

۸- تصفيه آب شامل چه مراحلي است ؟ توضيح دهيد .

۹- منظور از ضريب خطر يون هاي سنگين چيست ؟ از چه رابطه اي به دست مي آيد ؟
واژه هاي زير را تعريف کنيد .
يون – والانس – عنصر – پيوند قطبي – زيست تخريب پذير – DO – انحلال پذيري
 




خش ۲
در پي هوايي پاکيزه

ما درزير پوشش نازکي از هوا زندگي مي کنيم که هواکره ناميده مي شود.99 درصد از هواکره در فاصله ي 30 کيلومتر ي از سطح زمين قرار دارد . هواکره ميز مانند دريا وپوسته زمين ، معدني سرشار از مواد شيميايي است و ظرفي براي دور ريختن مواد زايد به شمار مي رود.



  هوا ، تنفس و ادامه زندگي

يک نقش مهم هواکره ، فراهم آوردن گاز اکسيژن مورد نياز براي تنفس است . در عمل تنفس ، اکسيژن هوا را به ريه ها ي خود مي فرستيم . اين اکسيژن در سلولها مي سوزد و گاز دي اکسيد کربن توليد مي شود . نوع و درصد گازهاي موجود در هواي دم و بازدم به صورت زير است :
 

 CO2

 O2

N2

بخار آب

گازهاي ديگر

هواي دم

%78

%21

%0/03

%0

%0/97

هواي بازدم

%75/5

%14/5

%4/5

%4/56

%0/

 



  هواکره را بهتر بشناسيم

 

بيشترجرم هواي کره در فاصله 10 تا 12 کيلومتري از سطح زمين قرار دارد . اين ناحيه را تروپوسفر مي گويند . اين بخش از هوا کره همان بخشي است که ما در آن زندگي مي کنيم . مخلوط شدن يوسته ي گازها در تروپوسفر موجب پيدايش ترکيب درصد تقريباً يکنواختي مي شود . N2 ، O2 اصلي ترين اجزاء هستند . مقادير جزئي CO2 و A2 در هوا يافت مي شود .  

اصول کار فشار سنج جيوه ايي ، چون ارتفاع ستون جيوه به فشار هوا بستگي دارد .
بنابراين ارتفاع اين ستون معيارخوبي براي اندازه گيري فشار هوا خواهد بود .
 



  مانومتر

 

هر گاز محبوس در يک ظرف بر ديواره هاي آن ظرف فشار وارد مي کند . اين فشار به کمک مانومتر اندازه گيري مي شود . اين وسيله از يک لوله V شکل درست شده که درون آن جيوه ريخته شده و دو سر آن بازاست . در حالت عادي ارتفاع جيوه در لوله ها يکسان است اما وقتي يک سر آن را به ظرفي که درون آن گاز است متصل مي کنيم بسته به فشار گاز درون ظرف ، ارتفاع جيوه تغيير مي کند . از اين تغيير ارتفاع فشار گاز به طرف نقطه مورد نظر مشخص مي شود .  

بخش ۲_قسمت دوم



  قانون بويل

 

در دماي ثابت بين فشارو حجم يک نمونه ي گاز رابطه وارونه وجود دارد ، به طوريکه حاصل ضرب فشار د رحجم مقدار ثابتي است .  



  قانون شارل

 

دما نيز مانند فشار بر حجم گازها موثر است . در فشار ثابت حجم يک نمونه گاز با دماي آن نبت مستقيم دارد بهطوريکه نسبت حجم به دما مقدار ثابتي است .  



  دماي مطلق

لردکلوين دماي c ْ -۲۷۳ را صفر مطلق ناميد زيرا پائين تر رفتن از اين دما را غير ممکن مي دانست . اگر اين دما (c ْ -۲۷۳( را صفر در نر بگيريم و دما را بر مبناي آن بسنجيم ، مقياس تازه اي براي دما بدست مي آيد .
273+T=TC
 



  نظريه جنبش مولکولي گازها

اين نظريه بر چند اصل زير استوار است :
۱- همه گازها از ذره ها يبسيار کوچکي (اتم يا مولکول ) تشکيل شده اند . ذره هايي که مي توان حجم آن ها را در مقايسه ، حجم کل گاز ناديده گرفت .

۲- اتم ها يا ملوکول هاي گاز پيوسته در حرکتند ، آن ها اغلب با يکديگر و با ديواره ظرفشان برخورد مي کنند . فشار يک گاز قوي نتيجه ي برخورد ذره هاي سازنده آن ، با ديوار ظرف است .

۳- ذره هاي يک گاز به هنگام برخورد با يکديگر مي توانند بخشي از انرژي جنبشي خود را از دست بدهد يا به آن بيافزايد اما مقدار کل انرژي جنبشي آنها تغيير نمي کند .

۴- در يک دماي معين ميانگين انرژي جنبشي ذرات سازنده گاز ثابت است .
به گازهايي که رفتار آنها با توچه به نظريه جنبش مولکولي گازها قابل پيش بيني است گازهاي ايده آل مي گويند .
 



  هواکره معدني سرشار از مواد شيميايي

اگر هوا را زير فشار زياد تا -200 C سرد کنيم ، مخلوط بسيار سردي از چند مايع بدست مي آيد که هواي مايه ناميده مي شود . باتقطير جزء به جزء اين مايع مي توان اجزاي سازنده آن را جدا کرد که نيتروژن و اکسيژن و آرگون از مهم ترين فرآورده هاي آن است .  



  اکسيژن ، فراوان ترين عنصر در کره ي زمين

اکسيژن بسيار فراوان است و در هر سه بخش بيروني کره زمين (هواکره ، آب کره و سنگ کره ) يافت مي شود . واکنش هايي را که در آنها اکسيژن به آساني با عنصرهاي ديگر ترکيب مي شود ، واکنش هاي اکسايش مي نامند . در اين واکنش ها ترکيبات اکسيد بوجود مي آيد . برخي از واکنش هاي اکسايش سريع و همراه با شعله است که به آن سوخن يا احتراق مي گويند .  



  نقش هواکره

خورشيد بر سطح زمين مي تابد و آن را گرم مي کند. سطح گرم شده ي زمين نيز هواي روي خود را گرم مي کند . از آن جا که چگالي هواي گرم کمتر است به سمت بالا حرکت مي کند و هواي سرد که چگالي بيشتري دارد به سمت پائين مي آيد . اين جابجايي هواي سرد و گرم عامل تغيير وضعيت آب و هوا در جهان است .  



  اثر گلخانه اي

نور خورشيد مجموعه موج هايي با طول موج ها و انرژي هاي مختلف است . زمين مقداري از پرتوهاي پر انرژي خورشيد را جذب مي کند و گرم مي شود و اين گرمارا به مولکول هاي هوا مي دهد و سبب گرم شدن هوا مي شود . اين پديده يعني به دام انداختن و برگرداندن انرژي تابشي به وسيله ي مولکول ها يکربن و دي اکسيد و گازهاي ديگر موجود در هوا کره را اثر گلخانه ا ي مي نامند . در ضمن گازهايي که به اين رو شباعث گرم شدن زمين مي شوند گازهاي گلخانه اي ناميده مي شوند مثل ، Co2H2o، CH4 .  



  در پناه اوزون

 

اوزون مولکولي سه اتمي با فرمول O3 است . بيش از 90% همه ي اوزون در فاصله ۵ تا 50 کيلومتري سطح زمين جمع شده است . ا.ز.ن تابش فرا بنفش خورشيد را که براي انسان مضر است جذب کرده و آن را تبديل به تابش فرو سرخ مي کند که براي انسان ضرري ندارد.  

CFC ها يا کلرفلو ئوروکربن ها که از آن ها به عنوان پيشران در افشانه ها و گازهاي يخچال استفاده مي شود از عوامل تخريب کننده لايه ي اوزون هستند .  



  آلودگي هوا

امروزه در شهرهاي بزرگ آلودگي هوا بر اثر دود خودروها ، نيروگاه هاي برق يا صنايع و کارخانجات مختلف بوجود آمده است . اين آلودگي ضررهاي زيادي را به سلامتي انسان ، گونه هاي جانوران و فرآورده هاي کشاورزي مي زند و ساختمان و خود روها را مي پوشاند . بسياري از فرآيند هاي طبيعي مثل فوران هاي آتشفشاني ، طوفان هاي صحرايي و گازهاي مرداب ها و باتلاق ها نيز موجب آلودگي هوا مي شوند .همچنين وجود گاز اوزو ن در لايه تروپوسفر يعني بخشي از هواکره که ما در آن زندگي مي کنيم بسيار زيان آور است . اوزون ترپوسفري بر اثر تابش پرتوهاي خورشيدي بر مولکولهاي No2 بوجود مي آيد .  



  باران اسيدي

در شهرهاي بزرگ و صنعتي چون گازهاي Co2 ، So2 ، H2s و Nox در هوا پراکنده اند . وقتي باران مي بارد اين گازها را در خود حل مي کند وآب باران اسيدي مي شود . باران اسيدي به موجودات زنده و ساختمون ها و مجسمه ها و آبزيان آسيب مي رساند .

خش ۲_سوالات تستي و تشريحي



  ۱- با افزايش ارتفاع چگالي هوا .......... و تعداد ذره هاي موجود در آن ......... مي شوند .

الف) زياد- زياد
ب)کم _ کم
ج) کم _ زياد
د) زياد _ کم
 



  ۲- تروپوسفر يا لايه اي از هوا که ما در آن زندگي مي کنيم در چه فاصله اي از سطح زمين قرار گرفته اند ؟

الف) بيشتر از 20 کيلومتر
ب) کمتر از 10
ج) 10 تا 20 کيلومتر
د) 10 تا 12 کيلومتر
 



  ۳- چرا گازها تراکم پذير هستند ؟

الف) چون گازها فشار ثابت دارند .
ب) چون گاز حجم ثابت ندارد .
ج) چون فاصله بين ذرات سازنده آن زياد است .
د) چون گازها دماي ثابت ندارند .
 



  ۴- کداميک از فلزات زير را براي حفاظت در مقابل اکسيد شدن در زير نفت نگهداري مي کنند ؟

الف) Mg
ب) Na
ج) Fe
د) Al
 



  ۵- کداميک از گازهاي زير ، گاز گلخانه اي به شمار مي آيد ؟

الف) H2o
ب) Co2
ج) CH4
د) همه موارد
 



  ۶- در فشار سنج در سطح دريا ، ارتفاع ستون جيوه چقدر است ؟

الف) mm۷۶
ب) mm۷۶۰
ج) Cm۷۶
د) atm ۱
 



  ۷- طبق قانون بويل ، فشار يک نمونه ي گاز با .......... متناسب است .

الف) 1/ حجم
ب) 1/ جرم
ج) حجم
د) جرم
 



  ۸- دماي مطلق يک جسم چيست ؟

الف) دما بر حسب C
ب) دما بر حسب درجه کلوين
ج) صفر مطلق
د) 273-
 



  ۹- کداميک از گازهاي زير مولد اوزون تروپوسفري است ؟

الف) O2
ب) CO2
ج) SO2
د) NO2
 



  ۱۰- ميانگين انرژي جنبشي ذرات تشکيل دهنده ي يک گاز به چه عاملي بستگي دارد ؟

الف) حجم
ب)فشار
ج) دما
د) هيچکدام
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- اوزون تروپوسفري چگونه توليد مي شود و چه ضرري براي زندگي انسانها دارد؟ توضيح دهيد .

۲- CFC ها چگونه به لايه اوزون آسيب مي رسانند ؟ توضيح دهيد .

۳- چه واکنش هاي اکسايشي را مي شناسيد ؟ توضيح دهيد .

۴- گاز نيتروژن را از چه منبعي مي توان تهيه کرد ، چه کاربردهايي از آن را مي شناسيد؟

۵- گاز ايده آل چيست ؟ توضيح دهيد .

۶- گازها تراکم پذير هستند اما مايعات و جامدات تراکم ناپذيرند ، علت چيست ؟

۷- دماي کره زمين چه تفاوتي با ديگ رسيارات منظومه خورشيدي دارد ؟ چرا ؟

۸- چه راههاي براي کنترل آلودگي هوا پيشنهاد مي کنيد ؟

۹- مه دود فوتو شيميايي چيست ؟

۱۰- واژه هاي زير را تعريف کنيد .
اوزون – تروپوسفر – قانون شارل – اکسايش – هواي مايع – احتراق





 

بخش ۳
مصرف دوباره تنها راه ادامه



  منابع طبيعي و منابع شيميايي

منابع طبيعي به دو دسته تجديد پذير مثل آب و خاک تقسيم مي شوند . منابع شيميايي را از هواکره ، آب کره و سنگ کره بدست مي آوريم .  



  قانون بايستگي جرم

دريک واکنش شيميايي جرم نه به وجود مي آيد و نه از بين مي رود و در يک معادله ي شيميايي بايد مجموع جرم واکنش دهنده ها با مجموع جرم فرآورده ها برابر باشد يا واکنش موازنه باشد ، مثلا
C + O2=CO2
تعداد اتم ها در فرآورده ها = تعداد اتمها در واکنش دهنده ها
 



  تعريف مول

به تعداد ۱۰۲۳×۶/۰۲۲اتم يک ول گفته مي شود . جرم يک مول را يک اتم گرم مي گويند و آن را برحسب گرم بيان مي کنند .واحد مول براي ذره هاي ديگر هم بکار مي رود . در واقع يک مول از هر ذره (اتم ، مولکول يا يون ) به تعداد ۱۰۲۳×۶/۰۲۲ از آن ذره است . با توجه به جرم اتمي عناصر مي توان جرم مولي يا مولکول گرم يک ماده را حساب کرد مثلاً جرم مولکولي Co2 مساوي است با مجموع جرم اتمي کربن و دو مولکول اکسيژن :

گرم بر مول ۴۴ = (۱۶×۲) + ۱۲= مولکول گرم Co2
جرم اتمي اکسيژن جرم اتمي کربن
 



  عنصرهاي شيميايي و جدول تناوبي

عنصرها را بر اساس شباهت ها و تفاوت هاي خواص آنها به دو دسته ي فلزها و نافلزها طبقه بند ي مي کنند . تعداد اندکي ا زعنصرها حواصي بين خواص فلزها و نافلزها دارند که به اين عنصرها شبه فلز مي گويند . مندليف دانشمند روسي عناصر را با توجه به خواص آنها در يک جدول طبقه بندي کرد . اين جدول هنوز هم مورد استفاده است . ستون هاي عمودي جدول شامل عناصري است که خواص مشابه دارند ، آن ها را گروه يا خانواده ي عناصر ها مي نامند . مندليف توانست برخي ويژگي هاي مهم يک عنصر را از روي خواص اصلي خانواده اي که در آن قرار دارد پيشگويي کند . براي مثال بعضي ا زخواص يک عنصر را مي توان با ميانگين گرفتن از خواص دو عنصر بالا و پائين آن عنصر تخمين زد . عناصري که در يک خانواده قرار دارند ترکيبات مشابهي را پديد مي آورند . مثلاً اکسيژن و گوگرد در ترکيب با کربن توليد Co2 و So2 مي کنند .
بسياري از خواص عنصرها به تعداد الکترون ها در اتم هاي آن ها و چگونگي آرايش اين الکترون ها در اطراف هسته ي اتم بستگي دارد . هرچي يک ماده سريعتر وارد يک واکنش شيميايي معين شود مي گوئيم واکنش پذيري آن ماده بيشتر است .
 



  زباله هاي شهري و راه هاي دفع آن

بخش عمده اي از زباله هاي شهري مانند پسماند مواد غذايي و کاغد ، زيست تخريب پذيرند ، يعني اين مواد پس از مدفون شدن در خاک ، در غياب هوا ، به وسيله ي موجودات ذره بيني به مواد ساده تري تجزيه مي شوند . از تجزيه ي مواد زيست تخريب پذير ، زيست گاز (بيوگاز) توليد مي شود که به طور عمده متان ، کربن و دي اکسيد است. از سوزاندن زيست گاز مي توان براي توليد انرژي و نيروي برق استفاده کرد . متان و کربن دي اکسيد هر دو گاز گلخانه اي هستند اما اثر متان ۲۵ برابر کربن دي اکسيد است . پس بهتر است به جاي متان موجود در زيست گاز ، محصول احتراق آن يعني کربن دي اکسيد وارد هوا کره شود . يکي از راه هاي دفع زباله هاي شهري سوزاندن آن است و انرژي حاصل از آن براي توليد برق مصرف مي شود .  



  چگونه مي توان عمر منابع تجديد ناپذير را طولاني کرد ؟

۱- بازنگري در مصرف
۲- کاهش ميزان مصرف
۳- باز به کاربردي مواد
۴- بازگرداندن مواد براي باز فرآوري آنها
 



  زباله هاي جامد

عمده زباله هاي جامد در يک کشور پيشرفته صنعتي عبارتند از :
۱- کاغذ و مقوا که يک منبع تجديد پذير وزيست تخريب پذير است .
۲- مواد پلاستيکي که از نفت بدست مي آيند و تجديد ناپذيرند و زيست تخريب شدنشان بسيار کند است .
۳- شيشه و آلومينيوم که تجديد ناپذيرند .
۴- پسماند مواد غذايي
۵- چوب و فلز
و ديگر زباله هاي جامد که از اين مجموعه کاغذ و مقوا و مواد پلاستيکي وشيشه و آلومينيم قابل بازگرداني اند .
 



  زباله هاي پلاستيکي و بازگرداني آنها

زباله هاي پلاستيکي 7% جرمي و 30% حجمي زباله هاي جامد را تشکيل مي دهند که اين مواد يا زيست تخريب پذير نيستند يا تخريب آنها بسيار آهسته است . بازگرداني زباله هاي پلاستيکي از نظر حفظ محيط زيست اهميت زيادي دارد و اين عمل باعث افزايش طول عمر ذخاير نفتي که تجديد ناپذيرند مي شود . از پلاستيک هاي بازيافت شده در ساختمان سازي ، صنايع بسته بندي ، ساخت ظروف لاستيکي ، نيمکت پارک ها ، ميز و صندلي و ... استفاده مي شود .  



  زباله هاي کاغذي و بازگرداني آنها

کاغذ و مقوا از زباله هاي قابل بازگرداني اند . از آنجا که براي توليد هر تن کاغذ حدود 17 درخت تنومند لازم است و 25 سال طول مي کشد که يک نهال رشد کند و درخت بزرگي بشود و ساختن کاغذ انرژي زيادي لازم دارد . بازگرداني کاغذ به صرفه است . در فرآيند بازگرداني کاغذهاي باطله را در آب گرم به صورت خمير در مي آورند و پس از سفيد کردن خمير کاغذ ، از آن براي تهيه کاغذ استفاده مي شود  



  راه هاي ديگر افزايش عمر منابع طبيعي

يکي ا زمهمترين اين راهها جايگزيني است . امروزه در برخي کشورها با توجه به افزايش مصرف ، براي بازگرداني و هم چنين يافتن جايگزين مناسب براي بعضي از کاربردهاي موادي که از منابع تجديد ناپذير بدست مي آيند بالاخره روزي تمام مي شوند بنابراين براي حفظ اين منابع سعي که از بازگرداني و پيداکردن جايگزين مناسب استفاده کنند . پس امروزه از رشته هاي نوري به جاي کابل هاي مسي در شبکه هاي ارتباطي استفاده مي شود.(جايگزيني )

خودآزمايي
۱- اثر گلخانه اي مدام گاز زير بيشتر است ؟

الف) Co2
ب) CH4
ج) O3
د) Ar



  ۲- طلاي کثيف چيست ؟

الف) نفت
ب)خاک
ج) زباله
د) هواي آلوده
 



  ۳- کدام فلز زير رسانايي بالاتري دارد ؟

الف) نقره
ب)طلا
ج) مس
د) آهن
 



  ۴- بيوگاز از چه گازي تشکيل شده است ؟

الف) H2
ب) O2
ج) N2
د) CH4
 



  ۵- ترکيب Cs2 مشابه کداميک از ترکيب هاي زير از نظر ساختاري است ؟

الف) H2s
ب) Co2
ج) C2H2
د) CH4
 



  ۶- يک عنصر ، رساناي الکتريسيته و گرما است و دماي ذوب آن منفي است ، اين عنصر کدام است ؟

الف) C
ب)Mg
ج)Na
د)Hg
 



  ۷- کداميک قابل بازگرداني نيست ؟

الف) چوب
ب) شيشه
ج) فلز
د) کاغذ و مقوا
 



  ۸- واحد جرم مولي چيست ؟

الف)Kg/mol
ب) g/mol
ج) mol/ اتم
د) هيچکدام
 



  ۹- در يک واکنش موازنه شده جرم فرآورده ها و واکنش دهنده ها چگونه است ؟

الف) جرم فرآورده ها بيشتر است .
ب) جرم واکنش دهنده ها بيشتر است .
ج) جرم فرآورده ها و واکنش دهند ها مساوي است .
د) هيچکدام
 



  ۱۰- کداميک از خواص فلزات نيستند ؟

الف) نقطه ذوب جوش بالا
ب) رسانايي
ج) شکنندگي
د) سطح براق و درخشان
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- قانون بايستگي ماده را با مثال شرح دهيد .

۲- زباله هاي جامد شهي شامل چه موادي است وکداميک قابل بازگرداني است ؟

۳- بيوگاز چيست و چگونه مي توان از يک بيو گاز انرژي توليد کرد ؟

۴- يک مول فلز مس (CU) و يک مول گاز اکسيژن (O2) و يک مول آب (H2O) جرمهاي نا مساوي دارند . در حاليکه از تعداد مساوي ذره تشکيل شده اند ، علت را شرح دهيد .

۵- زباله هاي پلاستيکي را چگوه بازگرداني مي کنند ؟ فايده اين عمل چيست ؟

۶- چگونه مي توان خواص بعضي از عناصر را در جدول مندليف پيش بيني کرد ؟

۷- منظور از واکنش پذيري چيست ؟يک مثال بياوريد .

۸- تحول در صنعت بسته بندي چه اثرات مثبت و منفي بر زندگي انسان داشته است؟

۹- چگونه مي توان با جايگزيني به حفظ منابع طبيعي کمک کرد ؟

۱۰- علت آنکه فلز مس را تجديد ناپذير مي ناميم چيست ؟ توضيح دهيد .




بخش ۴
طلاي سياه ، اندوخته روبه پايان

پس از آب ، نفت فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است . نفت يک منبع غني از مواد شيميايي است . حدود 87% هر بشکه نفت براي سوزاندن و 13% براي ساخت بکار مي رود . بي توجهي در مصرف نفت باعث ورود مقادير زيادي Co2 در هوا و آلودگي هوا مي شود .

به زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبيعي ، سوخت هاي فسيلي مي گويند . سوخت هاي فسيلي منابعي تجديد ناپذيرند زيرا تشکيل آنها بسيار آهسته است و سرانجام روزي تمام خواهد شد .



  پالايش نفت خام

نفتي که از چاه بيرون آورده مي شود نفت خام نام دارد . پس از جداکردن نمک ها و اسيد ها ،هيدروکربن هاي باقي مانده را پالايش مي کنند . عمل پالايش با تقطير جزء به جزء نفت خام انجام مي شود . در آغاز نفت خام را در کوره تا Cْ 400 گرم مي کنند سپس آن را با پمپ به پائين برج تقطير که بيش از 30 متر ارتفاع دارد مي فرستند . مولکول هاي کوچکتر و سبکتر و زود جوش تر به سوي بالا ستون تقطير مي روند و مولکول ها يسنگين تر و دير جوش تر به سمت پائين برج مي روند .(مطابق شکل ۴- يک برج تقطير، صفحه 118 کتاب.)

برش گازي نفت شامل ترکيبهايي با نقطه جوش پائين است . مولکول هاي اين گازها از ۱ تا ۴ اتم کربن دارند . برش هاي مايع نفت که شامل بنزين ، نفت و روغن هاي سنگين تر هستند شامل مولکول هاي ۵ تا 20 کربن هستند . برش جامد و روغني که حتي در دماهاي بالا بخار نمي شوند مولکول هايي با بيش از 20 اتم کربن هستند .
 



  شيمي آلي

بخشي از علم شيمي است که درباره مواد آلي گفتگو مي کند . ويژگي آشکار ترکيب هاي آلي وجود اتمهاي کربن در همه آنهاست . از اين رو شيمي آلي را شيم يترکيب هاي کربن نيز مي گويند .  



  هيدروکربن هاي سير شده يا آلکان ها

در يک آلکان ، هر اتم کربن با چهار پيوند به چهار اتم ديگر متصل شده است . اين ، بيش ترين تعداد اتمي است که مي تواند به يک اتم کربن ديگر متصل شود . به اين علت آلکان ها راهيدروکربنهاي سير شده مي گويند . نام اعضاي اين خانواده از دو بخش تشکيل شده است . بخش اول تعداد اتم هاي کربن و بخش دوم لفظ " ان " است. متان نخستين و ساده ترين عضو اين گروه است . متان – اتان – پروپان – بوتان – نپتان - هگزان – هپتان – اوکتان – نونان – دکان – نام آلکان هاي ۱ کربنه تا 10 کربنه است .

آلکان ها مي توانند راست زنجير يا شاخه دار باشند . مولکول هايي که فرم مولکولي يکسان دارند ، اما آرايش اتم ها در آنها متفاوت است . هم پارياايزوم مي نامند . آلکان هايي که چهار يا تعداد بيش تري اتم کربن داشته باشند داراي ايزوم هستند . همه ي آلکان ها ، گازها ، مايع ها يا جامدهايي بي رنگ هستند که با افزايش اعداد کربن به نقطه جوش و گرانوري آنها افزايش مي يابد . همه ي آلکان ها در هوا با شعله زرد – آبي تميزي مي سوزند .
 



  سوختن هيدروکربن ها

انرژي نوراني و گرمايي + آب + گازکربن دي اکسيد = گاز اکسيژن + هيدروژن
معادله بالا ، سوختن کامل يک هيدروکربن را نشان مي دهد . انرژي آزاد شده را مي توان بر حسب KG/mol بيان کرد .

اگر مقدار اکسيژن کافي نباشد ، سوختن ناقص خواهد بود .
در سوختن ناقص ، افزون بر کربن د ياکسيد آب ، مقداري کربن مونوکسيد (Co) نيز تشکيل مي شود و در صورتي که اکسيژن باز هم کمتر شود ، مقداري دوده به عنوان فرآورده هاي مرغي توليد مي شود .
 



  بهبود کيفيت سوخت

در سال ۱۹۱۳ ، شيميدان ها فرآيند کراکينگ را براي شکستن مولکول هاي نفت چراغ به مولکول هاي کوچک تر طراح يمي کردند . در اين فرآيند ، نفت چراغ تا حدود Cْ 700 گرم مي شود . برا ينمونه ممکن است يک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول با ۸ اتم کربن به وجود آيد . در عمل مي توان مولکول هايي را که از ۱ تا 14 يا تعداد بيش تري اتم کربن دارند ، از راه کراکينگ مولکول هاي بزرگ تر بدست آورد . مولکول هاي ۵ تا ۱۲ کربنه براي استفاده در بنزين سودمند هستند . به طور معمول بيش از يک سوم نفت خام کراکينگ مي شود . بازده اين فرآيند را با افزودن کاتاليز گرماي مناسب مانند آلومينيوم اکسيد (AL2O3 ) بالا برده اند . فرايند کراکينگ کاتاليزي از نظر مصرف انرژي کارايي بهتري دارد زيرا به جاي Cْ700 رد دماي Cْ 500 انجام مي شود .  



  عدد اوکتان و روش هاي بالا بردن آن

بنزيني که بيشتر از آلکان هاي راست زنجير مانند هگزان ، هپتان ، و اوکتان تشکيل شده است ، به آساني مي سوزد و موجب کوبش (تق تق کردن ) موتور مي شود .
آلکانهاي شاخ دار در موتور خودروها بهتر از آلکان هاي راست زنجير مي شوند . مثلاً ايزواوکتان که يکي از همپارهاي اوکتان است . بسيار خوش سوز مي باشد .
عدد اوکتان ، عددي براي بيان کردن ميزان خوش سوزي يک هيدروکربن است .هرچي عدد اوکتان بزرگتر باشد خواص ضد کوبش بنزين بيشتر است و بنزين مرغوب تر است . يک راه نسبتاً ارزان براي بالا بردن عدد اوکتان افزودن تترا اتيل سرب pb ئ 4(C2H5) به بنزين است .
 



  هيدروکربن هاي سيرنشده

 

در اين نوع هيدروکربن ها حداقل دو اتم کربن مي توان يافت که به جاي چهار اتم ، تنها با سه يا دو اتم پيوند دارد . آلکن ها و آلکين ها و اتين ساده ترين عضو آلکين هاست .  



  اتن (اتيلن )

 



  اتين (استيلن )

واکنش پذيري هيدروکربن هاي سير نشده ، بيشتر از آلکان ها است .  



  فرآورده هاي پتروشيميايي

امروزه بسياري از اشياء و مواد متداول ساختني هستند که به وسيله صنايع شيميايي از نفت يا گاز طبيعي به دست مي آيند . اين ترکيب ها را فرآورده هاي پتروشيميايي مي نامند .برخي از اين مواد مثل پاک کننده ، حشره کش ها و مواد دارويي و آرايشي به طور مستقيم استفاده مي شوند و ل يبيشتر اين مواد به عنوان ماده اوليه در توليد ترکيب هاي ديگر به ويژه پلاستيک ها بکار مي روند .  



  کاربرد اتن در پتروشيمي

 

يکي از آلکن هاي مهم صنعتي اتن است . واکنش پذيري پيوند ده گانه در اتن بسيار زياد است . از اين رو به آساني مي توان آن را به بسياري از فرآورده ها يسودمند تبديل کرد . براي مثل وقتي که يک مولکول آب با پيوند دوگانه ي يک مولکول اتن واکنش مي دهد اتانول که يک ترکيب سيرشده است و کاربردهاي بسيار زيادي دارد تشکيل مي شود .  



  اتانول (اتين الکل )آباتن (اتيلن )

همچنين از اتن براي تهيه پلاستيک ، پل يتن (پلي اتيلن ) استفاده مي شود که از آن در ساخت کيسه هاي پلاستيکي و ورقه ها يبسته بندي استفاده مي کنند .  



  پلي تن يکي از بسپارهاي (پليمرهاي ) مهم صنعتي است .

بخش ۴_قسمت دوم



  جايگزين نفت

يکي از جايگزين هاي احتمالي نفت ، توليد سوخت مايع از ذغال سنگ است . انرژي هسته اي ، انرژي خورشيدي ، انرژي باد ، انرژي موج هاي دريا و انرژي زمين گرمايي هم مي توانند منابي براي تامين انرژي باشند . همچنين گاز طبيعي که بيشتر CH4 است و به صورت فشرده در مخزن هاي CNG که قابل پر شدن دوباره هستند را مي توان به عنوان سوخت خوردروها جايگزين کرد . براي ساختن هم م يتوان از جايگزين هايي مثل زغال سنگ ، آب و هوا استفاده کرد .  



  خود آزمايي
۱- کدام آلکان زير سريعتر از ليوان بيرون مي ريزد؟

الف) C10H22
ب) C16H34
ج) C8H18
د)C15H32
 



  ۲- فرمول CnH2n+2 مربوط به کدام است ؟

الف) آلکان
ب) آلکن
ج) آلکين
د) همپار
 



  ۳- کدام فرآورده زير در سوختن کامل و ناقص يک آلکان توليد مي شود ؟

الف) C
ب)Co
ج)2Co
د) H2O
 



  ۴- از سوختن يک مول از کدام آلکان هاي زير انرژي گرمايي بيشتري آزاد مي شود ؟

الف) متان
ب) بوتان
ج) اوکتان
د) هپتان
 



  ۵- کداميک کاتاليزگر فرآيند کراکينگ است ؟

الف) SO2
ب) Fe3O4
ج) Fe2O3
د) AL2O3
 



  ۶- کدام هيدروکربن هاي زير در موتور خودروها بهتر مي سوزد ؟

الف) آلکان هاي راست زنجير
ب) آلکن هاي راست زنجير
ج) آلکان ها يشاخه دار
د) هگزان و هپتان
 



  ۷- افزايش تترااتيل سرب چند عدد بر عع اوکتان بنزين اضافه مي کند ؟

الف) يک
ب) دو
ج) سه
د) چهار
 



  ۸- دماي ذوب و جوش آلکان ها با افزايش جرم مولي .......... و گرانوري آنها .......... مي يابد .

الف) کاهش – کاهش
ب) افزايش – افزايش
ج) افزايش – کاهش
د) کاهش افزايش
 



  ۹- وارد شدن عنصرها يديگر در ساختار هيدروکربن ها کدام ويژگي زير را به شدت تغيير مي دهد ؟

الف) دماي جوش
ب) دماي ذوب
ج) گرانوري
د) واکنش پذيري
 



  ۱۰- تفاوت آلکان هاي راست زنجير باهم درکدام است ؟

الف) در تعداد اتم هاي کربن
ب) در تعداد عامل (- CH2 - )
ج) در تعداد اتم هاي هيدروژن
د) هر سه مورد درست است .
 



  کليد سئوالات

 



  سئوالات تشريحي

۱- به نظر شما چگونه مي توان تمام شدن نفت را که يک منبع تمديد ناپذير است به تاخير انداخت ؟

۲- از بنزين ، گازوئيل و قير کداميک سرعيتر جاري مي شود ؟

۳- منظور از برش نفتي چيست ؟ شرح دهيد

۴- عمل کراکنيک چيست و به چه منظور انجام مي شود ؟

۵- چرا متان با اينکه فراوان تر از اتن (اتيلن ) است در صنايع پتروشيميايي بکار نمي رود ؟

۶- انواع سوختن هيدروکربن ها را بنويسيد .

۷- ويژگي مهم آلکان ها چيست ؟

۸- تفاوت هيدروکربن هاي سير شده و سير نشده در چيست ؟

۹- براي ساختن ، چه چيزهايي را مي توان به جاي نفت جايگزين کرد ؟

۱۰- واژه هاي زير را شرح دهيد .
عدد اوکتان – فراورده ها يپتروشيمايي – گرانوري – هم پار – شيمي آلي – آلکان
 

 

 



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 17:49 | نویسنده : عبدلی |
جدول تناوبی عناصر شیمیایی


18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4


3

2

1


VIIIA

VIIA

VIB

VA

IVA

IIIA

IIB

IB

VIIIB

VIIB

VIB

VB

IVB

IIIB

IIA

IA



2


1

1

He

H

10

9

8

7

6

5


4

3

2

Ne

F

O

N

C

B

Be

Li

18

17

16

15

14

13

12

11

3

Ar

Cl

S

P

Si

Al

Mg

Na

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22


21

20

19

4

Kr

Br

Se

As

Ge

Ga

Zn

Cu

Ni

Co

Fe

Mn

Cr

V

Ti

Sc

Ca

K

54

53

52

51

50

49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

5

Xe

I

Te

Sb

Sn

In

Cd

Ag

Pd

Rh

Ru

Tc

Mo

Nb

Zr

Y

Sr

Rb

86

85

84

83

82

81

80

79

78

77

76

75

74

73

72

*

57

56

55

6

Rn

At

Po

Bi

Pb

Tl

Hg

Au

Pt

Ir

Os

Re

W

Ta

Hf

La

Ba

Cs

118


116


114


112

111

110

109

108

107

106

105

104

**

89

88

87

7

Uuo


Uuh


Uuq


Uub

Uuu

Uun

Mt

Hs

Bh

Sg

Db

Rf

Ac

Ra

Fr



71

70

69

68

67

66

65

64

63

62

61

60

59

58

*


Lu

Yb

Tm

Er

Ho

Dy

Tb

Gd

Eu

Sm

Pm

Nd

Pr

Ce

103

102

101

100

99

98

97

96

95

94

93

92

91

90

**

Lr

No

Md

Fm

Es

Cf

Bk

Cm

Am

Pu

Np

U

Pa

Th




تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 17:9 | نویسنده : عبدلی |

 طرز تهیه انواع مختلف معرفهای آزمایشگاهی:



معرف فهلینگ
 
از دو معرف (الف) و (ب) تشکیل شده که همگام مصرف دو محلول را به نسبت مساوی مخلوط کرده مصرف میکنند.
 
معرف (الف): 34.6 گرم سولفات مس آبدار در 500 سی سی آب مقطر 
معرف (ب): 173 گرم تارتارات مضاعف سدیم و پتاسیم و 70 گرم سود در 500 سی سی آب مقطر
 
معرف فوشین (معرف شیف)

نیم گرم فوشین خالص را در 500 سی سی آب مقطر حل نموده و صاف نمائید. سپس 500 سی سی آب مقطر را با انیدرید سولفورو اشباع نموده و با محلول صاف شده فوق مخلوط کنید و یک شبانه روز به حال خود بگذارید. معرف بیرنگ و حساس است.
معرف تولنز (تولنس) (نیترات نقره آمونیاکی) 

در یک لوله آزمایش 1 سی سی نیترات نقره 5% و یک قطره سود 10% اضافه کنید و در حالی که محلول را تکان میدهید چند قطره محلول آمونیاک 2% اضافه نمائید تا فقط رسوب قهوه ای اکسید نقره حل گردد و از مصرف آمونیاک اضافی خودداری کنید. (معرف را کمی قبل از مصرف تهیه کنید زیرا در اثر ماندن تجزیه میشود.) 
معرف بندیکت

173 گرم سیترات سدیم و 100 گرم کربنات سدیم بدون آب را بوسیله حرارت در 80 سی سی آب مقطر حل کنید و سپس 17.3 (هفده ممیز سه) گرم سولفات مس آبدار را نیز در طرف دیگری در 100 سی سی آب مقطر حل نمائید و دو محلول را به یکدیگر اضافه کنید و حجم محلول را با آب مقطر به یک لیتر برسانید.
 
معرف ید در یدور پتاسیم (معرف یدوفرم)

200 گرم یدید پتاسیم را در 100 سی سی آب حل نموده و 10 گرم ید به آن اضافه نمائید و پس از حل شدن حجم محلول را با آب مقطر به 1 لیتر برسانید. 
 
معرف بی سولفیت سدیم 

3 سی سی اتانول را به 12 سی سی محلول بی سولفیت سدیم 30% اضافه نموده و در صورتی که کمی نمک رسوب نمود، باید قبل از مصرف به وسیله صاف نمودن جدا شود.
معرف بیال 

600 میلی گرم اورسینول را در 200 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ حل کنید و 10 قطره کلرور فریک FeCl3 ده درصد اضافه کنید.
 
معرف سلیوانف 

250 میلی گرم رزورسینول را در 500 میلی لیتر اسید کلریدریک 6 نرمال حل کنید.
معرف بارفود
 
66 گرم استات مس ||)) (  ( Cu(CH3COO)2و 10 میلی لیتر استیک اسید گلاسیال را در آب حل کنید و حجم محلول را به یک لیتر برسانید. 
 
معرف مولیش 

8 گرم 1-نفتل را در 202 میلی لیتر اتانول حل کنید.
معرف لوکاس 

یک مول کلرور روی بدون آب را در یک مول اسید کلریدریک غلیظ حل نموده و مخلوط حاصل را سرد کنید. 
 
عرف 2 و 4 دی نیترو فنیل هیدرازین 

3 گرم 2 و 4 دی نیترو فنیل هیدرازین را در 15 سی سی اسید سولفوریک غلیظ حل نموده سپس به محلول 20 سی سی آب مقطر و 70 سی سی اتانول 95% اضافه نمائید و پس از هم زدن صاف کنید.
معرف نیترات آمونیم سریک 

200 گرم نیترات سریک آمونیم را در 500 سی سی اسید نیتریک 2 نرمال حل نمائید (با حرارت سریع تر حل میشود). رنگ معرف زرد مایل به نارنجی میباشد.
 
 
 


تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 17:7 | نویسنده : عبدلی |
طرز تهیه محلولهای بافر(تامپون) :
اقتباس شده از :

Electrolyte solutions, the measurement and interpretation of conductance, chemical potential, and diffusion in solutions of simple electrolytes
ویرایش دوم
تالیف :Robinson, R. A., and Stokes, R. H.

rev. London, Butterworths, 1968.

 




Buffer solutions

A. 50 mL 0.2 M KCl + volume indicated (in mL) 0.2 M HCl
B. 100 mL 0.1 M potassium hydrogen phthalate + volume indicated (in mL) 0.1 M HCl
C. 100 mL 0.1 M potassium hydrogen phthalate + volume indicated (in mL) 0.1 M NaOH
D. 100 mL 0.1 M KH2PO4 + volume indicated (in mL) 0.1 M NaOH
E. 100 mL 0.1 M tris (hydroxymethyl) aminomethane + volume indicated (in mL) 0.1 M HCl
F. 100 mL 0.025 M Na2B4O7.10H2O (borax) + volume indicated (in mL) 0.1 M HCl
G. 100 mL 0.025 M Na2B4O7.10H2O (borax) + volume indicated (in mL) 0.1 M NaOH
H. 100 mL 0.05 M NaHCO3 + volume indicated (in mL) 0.1 M NaOH
I. 100 mL 0.05 M Na2HPO4 + volume indicated (in mL) 0.1 M NaOH
J. 50 mL 0.2 M KCl + volume indicated (in mL) 0.2 M NaOH


 



 
Buffer A
Buffer B
Buffer C
Buffer D
Buffer E
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
1.00
134.0
2.20
99.0
4.10
2.6
5.80
7.2
7.00
93.2
1.10
105.6
2.30
91.6
4.20
6.0
5.90
9.2
7.10
91.4
1.20
85.0
2.40
84.4
4.30
9.4
6.00
11.2
7.20
89.4
1.30
67.2
2.50
77.6
4.40
13.2
6.10
13.6
7.30
86.8
1.40
53.2
2.60
70.8
4.50
17.4
6.20
16.2
7.40
84.0
1.50
41.4
2.70
64.2
4.60
22.2
6.30
19.4
7.50
80.6
1.60
32.4
2.80
57.8
4.70
27.2
6.40
23.2
7.60
77.0
1.70
26.0
2.90
51.4
4.80
33.0
6.50
27.8
7.70
73.2
1.80
20.4
3.00
44.6
4.90
38.8
6.60
32.8
7.80
69.0
1.90
16.2
3.10
37.6
5.00
45.2
6.70
38.6
7.90
64.0
2.00
13.0
3.20
31.4
5.10
51.0
6.80
44.8
8.00
58.4
2.10
10.2
3.30
25.8
5.20
57.6
6.90
51.8
8.l0
52.4
2.20
7.8
3.40
20.8
5.30
63.2
7.00
58.2
8.20
45.8
 
 
3.50
16.4
5.40
68.2
7.10
64.2
8.30
39.8
 
 
3.60
12.6
5.50
73.2
7.20
69.4
8.40
34.4
 
 
3.70
9.0
5.60
77.6
7.30
74.0
8.50
29.4
 
 
3.80
5.8
5.70
81.2
7.40
78.2
8.60
24.4
 
 
3.90
2.8
5.80
84.6
7.50
82.2
8.70
20.6
 
 
4.00
0.2
5.90
87.4
7.60
85.6
8.80
17.0
 
 
 
 
 
 
7.70
88.4
8.90
14.0
 
 
 
 
 
 
7.80
90.6
9.00
11.4
 
 
 
 
 
 
7.90
92.2
 
 
 
 
 
 
 
 
8.00
93.4
 
 
 
Buffer F 
Buffer G
Buffer H
Buffer I
Buffer J 
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
pH
volume
added
8.00
41.0
9.20
1.8
9.60
10.0
10.90
6.6
12.00
12.0
8.10
39.4
9.30
7.2
9.70
12.4
11.00
8.2
12.10
16.0
8.20
37.6
9.40
12.4
9.80
15.2
11.10
10.2
12.20
20.4
8.30
35.4
9.50
17.6
9.90
18.2
11.20
12.6
12.30
25.6
8.40
33.2
9.60
22.2
10.00
21.4
11.30
15.2
12.40
32.4
8.50
30.4
9.70
26.2
10.10
24.4
11.40
18.2
12.50
40.8
8.60
27.0
9.80
30.0
10.20
27.6
11.50
22.2
12.60
51.2
8.70
23.2
9.90
33.4
10.30
30.4
11.60
27.0
12.70
64.4
8.80
19.2
10.00
36.6
10.40
33.0
11.70
32.4
12.80
82.4
8.90
14.2
10.10
39.0
10.50
35.6
11.80
38.8
12.90
106.0
9.00
9.2
10.20
41.0
10.60
38.2
11.90
46.0
13.00
132.0
9.10
4.0
10.30
42.6
10.70
40.4
12.00
53.8
 
 
 
 
10.40
44.2
10.80
42.4
 
 
 
 
 
 
10.50
45.4
10.90
44.0
 
 
 
 
 
 
10.60
46.6
11.00
45.4
 
 
 
 
 
 
10.70
47.6
 
 
 
 
 
 
 
 
10.80
48.5
 
 
 
 
 
 


تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 17:0 | نویسنده : عبدلی |
 استاندارد كردن اسيد كلريدريك 2/0 مولار ابتدا در يك ارلن حدود 2/0 گرم كربنات سديم بريزيد و در حدود 20 يا 30 ميلي ليتر آب مقطر حل كنيد. سپس چند قطره از شناساگر سبز برموكرزول در ارلن بريزيد. بورت را از اسيد كلريدريكي كه بايد استاندارد شود و غلظت حدودي آن 2/0 است پر كرده و تيتراسيون را شروع كنيد تا وقتي رنگ محلول از آبي به سبز تغيير يابد. سپس 2 الي 3 دقيقه ارلن را بجوشانيد. مشاهده ميكنيد كه رنگ محلول دوباره آبي خواهد شد. تيتر را ادامه دهيد تا دوباره رنگ محلول سبز شود كه اين نقطه پاياني تيتراسيون است.
سوال: علت جوشاندن محلول چيست؟ براي پاسخ به اين سوال بايد معادله واكنشي كه انجام ميشود را نوشت. وقتي اسيد با كربنات واكنش نشان ميدهد محصولاتي كه توليد ميكند اسيد كربنيك و نمك است. ميدانيم كه شناساگر سبز برموكرزول در محيط اسيدي سبز ميشود. رنگ سبز اوليه كه ديده ميشود ناشي از تشكيل اسيد كربنيك است و به نقطه پاياني تيتراسيون مربوط نميشود. پس محلول را مي جوشانيم تا اين اسيد به آب و دي اكسيد كربن تجزيه شود.
  استاندارد كردن نيترات نقره 1/0 نرمال 100 ميلي گرم سديم كلرايد خالص كه قبلا در دماي 110 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت خشك شده است را به يك بشر 150 ميلي ريخته و 5 ميلي ليتر آب مقطر به آن اضافه كنيد.سپس 5 ميلي ليتر استيك اسيد غليظ اضافه كنيد. در ادامه 50 ميلي ليتر متانل و به مقدار 5/0 ميلي ليتر شناساگر Eosin Y به محلول اضافه كنيد. محلول را هم بزنيد(ترجيحا با مگنت استيرر) و با نيترات نقره تيتر كرده و نرماليته آنرا محاسبه كنيد. توضيح: براي ساختن شناساگر ائوسین ميتوانيد 50 ميلي گرم از آنرا در 10 ميلي ليتر آب حل كنيد.
  استاندارد كردن پتاسيم هيدروكسايد 1 نرمال: 5 گرم پتاسيم بي فتالات را كه قبلا در دماي 120 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت حرارت ديده است را در 75 ميلي ليتر آب مقطر تازه حل كنيد. سپس 2 قطره فنل فتالئين اضافه كنيد و تا ظهور رنگ صورتي تيتر كنيد. هر 2/204 ميلي گرم پتاسيم بي فتالات با 1 ميلي ليتر از پتاسيم هيدروكسايد 1 نرمال هم ارز است. توضيح: روش استاندارد كردن سديم هيدروكسايد 1 نرمال هم مشابه روش فوق است.
  استاندارد كردن پرمنگنات پتاسيم 1/0 نرمال در ابتدا 200 ميلي گرم سديم اگزالاتي كه قبلا در دماي110 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت در آون حرارت ديده است را وزن كرده و در 250 ميلي ليتر آب مقطر حل كنيد.سپس 7 ميلي ليتر اسيد سولفوريك غليظ به آن اضافه كنيد و تا 80 الي 85 درجه سانتيگراد حرارت دهيد. توصيه ميشود كه دما بالاتر از 85 درجه نرسد.در نهايت تمام اين محلول را با پرمنگنات پتاسيم مورد نظر تيتر كنيد. لازم به ذكر است كه دماي محلول در طي تيتراسيون نبايد به كمتر از 70 درجه سانتيگراد برسد. براي محاسبه نرماليته بايد بدانيد كه هر 7/6 ميلي گرم سديم اگزالات با يك ميلي ليتر پرمنگنات پتاسيم دقيقا 1/0 نرمال هم ارز است.
  استاندارد کردن پتاسیم دی کرومات 1/0 نرمال 25 میلی لیتر از محلول را به یک ارلن دربدار 500 سی سی ریخته و 2 گرم یدید پتاسیم به آن افزوده و با 200 می لیتر آب مقطر آنرا رقیق کنید. به مقدار 5 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ به آن افزوده و به مدت 10 دقیقه آنرا در یک جای تاریک قرار دهید. سپس آنرا با سدیم تیوسولفات 1/0 نرمال تیتر کنید. در نزدیکی نقطه اکی والان 3 میلی لیتر معرف نشاسته به آن اضافه کرده و تا بیرنگ شدن کامل محلول تیتر را ادامه دهید.
استاندارد کردن محلولIodine ۰/۱ نرمال 25 میلی لیتر از محلول ید 1/0 نرمال را به یک ارلن 250 سی سی منتقل کنید و تا حجم 100 میلی لیتر با آب رقیق کنید. یک میلی لیتر اسید کلریدریک 1 نرمال به آن بیفزایید و به آرامی هم بزنید تا مخلوط گردد. سپس با سدیم تیوسولفات 1/0 تیتر کنید. هر وقت رنگ محلول زرد کمرنگ شد به آن 2 میلی لیتر شناساگر نشاسته به آن اضافه کرده و تا بیرنگ شدن کامل محلول تیتر را ادامه دهید. توجه نمایید که محلول ید باید در شیشه های تیره و دربدار نگهداری شود.


منبع : chemestan.com

تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:54 | نویسنده : عبدلی |
پتاسیم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن K و عدد اتمی آن ۱۹ می‌باشد. پتاسیم ، فلز قلیایی سفید مایل به نقره‌ای است که به‌طور طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در آب دریا و دیگر کانی ‌ها یافت می‌شود.

  
 
پتاسیم یکی از عناصر شمیایی جدول تناوبی است که نماد آن K و عدد اتمی آن ۱۹ می‌باشد. پتاسیم ، فلز قلیایی سفید مایل به نقره‌ای است که به‌طور طبیعی به‌صورت ترکیبی با عناصر دیگر در آب دریا و دیگر کانی ‌ها یافت می‌شود. این عنصر به‌سرعت در هوا اکسید شده ، بسیار واکنش پذیر است(مخصوصا در آب ) و از نظر شمیایی همانند سدیم است.

پتاسیم ( انگلیسی ، potash و لاتین ، kalium ) در سال ۱۸۰۷ توسط "Sir Huphry Davy" که آن را از پتاس سوزآور ( KOH )بدست آورد، کشف شد. این فلز قلیایی تنها فلزی بود که توسط عمل الکترولیز از هم جدا شده بود.


این عنصر حدودا ۲.۴% از وزن پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و از نظر فراوانی هفتمین عنصر در آن می‌باشد. بدست آوردن پتاسیم از کانی‌ها بدلیل خاصیت نامحلولی و ماندگاری آن بسیار دشوار است.

 

با این وجود ، مواد معدنی دیگر مانند Carnallite ، Langbeinite ، Polyhalite و Sylvite در بستر دریاها یا دریاچه‌های قدیمی یافت می‌شوند. مواد معدنی بسیار زیاد ته‌نشین شده در این برکه‌ها عمل استخراج پتاسیم و نمک آن را اقتصادی‌تر می‌کند. منابع مهم پتاسیم و پتاس منابعی در کالیفرنیا ، آلمان ، نیومکزیکو ، یوتا و دیگر نقاط زمین می‌باشد. در عمق ۳۰۰۰ فوتی زیر بستر Saskatchewan ، مقادیر عظیمی از پتاس وجود دارد که می‌تواند به‌عنوان یک منبع مهم برای این عنصر در آینده در نظر گرفته شود.


اقیانوسها نیز منابع دیگری برای پتاسیم می‌باشند، اما در مقایسه با سدیم مقدار پتاسیم موجود در یک حجم معین از آب دریا بسیار کم است. پتاسیم در صورت عمل الکترولیز می‌تواند به اجزای هیدروکسیدش تجزیه شود. از روشهای حرارتی نیز برای تولید پتاسیم استفاده می‌شود. پتاسیم هرگز به‌صورت رها شده در طبیعت یافت نمی‌شود. با این وجود ، یونهای +K در ارگانیسمهای زنده برای فیزیولوژی سلولهای تحریکی بسیار مهم هستند.

 

 

● خصوصیات قابل توجه


پتاسیم که دومین فلز سبک می‌باشد، در میان فلزات ، واکنش‌پذیرترین و الکتروپوزیتیوترین است. این فلز ، بسیار نرم بوده ، با چاقو به‌راحتی برش می‌خورد و در سطوح صاف به رنگ نقره‌ای می‌باشد. از آنجا که به در هوا به‌سرعت اکسید می‌شود، باید زیر روغن معدنی یا نفت نگهداری شود. پتاسیم مانند دیگر فلزات قلیایی در آب تجزیه شده و هیدروژن آزاد می‌کند. در آب فورا آتش می‌گیرد و نمک آن هنگامی که در معرض یک شعله قرار بگیرد، رنگ بنفش از خود ساطع می‌کند.


 


● کاربردها  

اکسید پتاسیم که با نام پتاس شناخته شده است، در تولید کود بکار می‌رود. نیترات پتاسیم در ساخت باروت کاربرد دارد.

 

در ساخت شیشه استفاده می‌شود. از NaK که آلیاژ سدیم و پتاسیم است، به‌عنوان رسانه انتقال گرما استفاده می‌شود.

 
پتاسیم ، ماده بنیانی برای رشد گیاهان بوده و در انواع گوناگون خاک یافت می‌شود.

 
یونهای پتاسیم در سلولهای حیوانی موادی حیاتی برای زنده نگه داشتن سلولها می‌باشند.

 

کلرید پتاسیم یک جانشین برای نمک طعام بوده ، برای ایست قلب در اعدامهای توسط تزریق کشنده استفاده می‌شود. بیشتر نمکهای پتاسیم بسیار مهم بوده ، شامل برمید پتاسیم ، کربنات پتاسیم ، کلرات پتاسیم ، کلرید پتاسیم ، کرومات پتاسیم ، سیانید پتاسیم ، دی‌کرومات پتاسیم ، هیدروکسید پتاسیم ، یدید پتاسیم ، نیترات پتاسیم و سولفات پتاسیم می‌باشند.

 

 


● ایزوتوپها

تا کنون ۱۷ ایزوتوپ پتاسیم شناخته شده‌اند. شکل غیر ترکیبی پتاسیم از سه ایزوتوپ تشکیل شده است: ( K۳۹(۹۳.۳%) ، K-۴۰(۰.۰۱% و ( K-۴۱(۶.۷% . باید گفت که K-۴۰ که به‌صورت طبیعی بوجود می‌آید، توسط عمل الکترون‌گیری یا حذف پوزیترون به Ar-۴۰ پایدار تبدیل شده و با خروج نگاترون به ( Ca-۴۰ ( ۸۸.۸% پایدار تبدیل می‌شود. k_۴۰ نیمه عمری ۱.۲۵۰* ۱۰۹ساله دارد.

 

فروپاشی K-۴۰ به Ar-۴۰ معمولا در روش تاریخ‌گذاری بر روی سنگها استفاده می‌شوند. شیوه تاریخ‌گذاری K-Ar به این فرضیه بستگی دارد که سنگها در زمان تشکیل هیچ آرگونی نداشته و تمام آرگون ایجاد شده توسط تششعات مانند آرگون ۴۰ در یک سیستم بسته نگهداری شده‌اند. کانیها توسط میزان تمرکز پتاسیم و مقدار آرگون ایجاد شده توسط تششعات که در آن جمع شده‌اند، تاریخ گذاری می‌شوند. بهترین مواد معدنی که برای انجام عمل تاریخ‌گذاری مناسب هستند، عبارتند از Biotite , Muscovite , Plutonic, hornblende و Feldspar آتشفشانی. تمام نمونه سنگهای آتشفشانی نیز در صورتی که تغییر نکرده باشند، به همین گونه تاریخ‌گذاری می‌شوند.

 

به غیر از تاریخ‌گذاری ایزوتوپهای پتاسیم در مبحث هواشناسی نیز کاربرد وسیعی دارند. ایزوتوپهای پتاسیم همچنین در چرخه تغذیه مطالعه می‌شوند، چرا که پتاسیم یک ماده غذایی لازم برای زندگی است.

 

 

● پتاسیم در بدن

 پتاسیم یک یون مهم در بدن است و از آنجائی که تغییرات جزئی می توانند action potentials را مختل کند که در نتیجه مشکلات عصبی و قلبی ایجاد می‌شود، تجمع آن در خون بدقت تنظیم می‌شود. بسیاری از آنتی‌بیوتیکها ، از جمله آن که توسط باکتری Bacillus brevis تولید می‌شود، کار سلولها را با نشستن بر روی دروازه‌های یون مثبت مختل می‌کنند. در نتیجه یونهای +k و +Na اجازه پیدا می‌کنند از غشاء سلولی عبور کنند و بنابراین action potential به‌طور غیر مجاز از غشاء سلول عبور می‌کند. پتاسیم در پلاسمای خون نسبتا در سطح پائینی قرار دارد ( معمولا ۳.۵ تا ۵.۰ mmol/L ) ، ولی درون سلولها تمرکز زیادی دارد ( در حدود ۱۰۰ mmol/L ). سطوح پائین آن در خون hypokalemia و سطوح بالای آن hyperkalemia نام دارند. هر دو سطح پائین و بالا برای قلب خطرناکند.

 

 

● هشدارها

پتاسیم باآب بسیار واکنش پذیر است و از این رو باید در زیر روغن‌های معدنی مانند پارافین قرار گیرد.

 

 

شناخت محیط رشد: پتاسیم  

ترکیبات این عنصر در اغلب خاکها به اندازه کافی یافت می شود. با وجود اهمیت زیادی که پتاسیم دارد، هنوز نقش اصلی آن در گیاه کاملاً مشخص نیست و هنوز دقیقاً نمی‌دانیم در فتوسنتز و تهیه قند و فعال ساختن آنزیم‌ها چه نقشی ایفا می‌کند. در گیاه ، این عنصر همانند ازت و فسفر قابل انتقال بوده ، بنابراین کمبود آن ابتدا در برگهای پیر مشاهده می‌شود. از علائم کمبود پتاسیم سوختگی کنار برگها می‌باشد. از کودهای پتاسیم می‌توان کلرورپتاسیم ، سولفات پتاسیم و نیترات پتاسیم را نام برد.

 

 

منبع : www.aftab.ir



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:46 | نویسنده : عبدلی |
دستگاههای تصفیه آب خانگی برای حذف یا کاهـش مواد زائد آب آشامیدنی بکار میروند. این پارامترها عمدتا عبارتند از :


الف ) سختی آب
ب ) کلر و ترکیبات بیماریزای کلر
ج ) فلزات سنگین
د ) آلودگی های میکربی


در زیر به بررسی این پارامترها و روشهای تصفیه آن ها می پردازیم :

 

1- مواد زائد آب

الف) سختی آب


املاح موجود در آب موجب بالا رفتن سختی آب می شوند
تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در زمین باعث ورود عوامل سختی در آب ها شده و معمولا آب های زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند.
سختی آب، عملا شاخص میزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب های سخت تر به صابون زیادتری نیاز است. سختی آب به مجموعه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم اطلاق میشود.

 

طبقه بندی آب ها از نظر سختی بشرح زیر میباشد :


آب های سبک 60-0 میلی گرم در لیتر
آب های با سختی متوسط 120-60 میلی گرم در لیتر
آب های سخت 180-120 میلی گرم در لیتر
آب های خیلی سخت بیشتر از 180 میلی گرم در لیتر
آب های سخت در درجه حرارت بالا در جداره کتری و دیگ های بخار رسوبات کربنات کلسیم ایجاد میکند. مطالعات اخیر نشان داده که مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش میدهد.


در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است. علاوه بر این وجود کلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس و رسوب آنها در استخوانها می شود.
در عین حال در نقاطی از روسیه که از آب های نسبتا سخت استفاده می کنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند. این موضوع تقریبا در آب های با سختی 500 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به اثبات رسیده است.
از سوی دیگر در نقاطی که از آب های نرم تر استفاده می شود، به فشار خون، وجود چربی و کلسترول در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل میتواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. به طور کلی میتوان گفت که در نقاطی که آب سخت مصرف می شود امراض قلبی کمتر از نقاطی است که ساکنین آنها آب های سبک تر مصرف می کنند. به علاوه بروز سکته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب کم تر از نقاط با آب های سبک تر است .


ب) کلـر


برای میکرب زدایی، در تصفیه خانه های شهری کلر به آب افزوده میشود
کلر و ترکیبات آن برای ضدعفونی آب آشامیدنی در تصفیه خانه ها به آب اضافه میگردد. در سالهای اخیر تحقیقات بعمل آمده نشان داده اند که مواد آلی موجود در آب با کلر ترکیب شده و ایجاد تری هالومتان ها، کلرات و سایر ترکیبات جانبی مضر و سمی می نمایند که باعث بروز انواع بیماریهای صعب العلاج در انسان میگردند.


ج) فلزات سنگین


فلزات سنگین از طریق نفوذ پساب صنعتی در آب آشامیدنی به انسان منتقل میشوند
فلزات سنگین با توجه به توسعه شهرنشینی و صنایع که منجر به افزایش میزان فاضلاب و پساب تولید گردیده است، عمدتا از طریق دفع نادرست و غیربهداشتی فاضلاب شهری و پساب صنعتی وارد محیط زیست می گردد. مرگ و میرهای آبزیان در اثر تخلیه پساب های محتوی فلزات سنگین در دنیا و ایران بی سابقه نیست. سبزیجات اطراف تهران نیز که با فاضلاب آبیاری میشود از این آلودگی ها بی بهره نمیباشد. فلزات سنگین شامل سرب، جیوه، روی، نیکل، کرم، کادمیوم و غیره میباشد. وجود فلزات سنگین در غلظت بیش از استاندارد در آب شرب باعث عوارض مختلف نظیر مسمومیت، حساسیت شدید، ضایعات کروموزومی، عقب افتادگی ذهنی، فراموشی، پارکینسن، سنگ کلیه، نرمی استخوان و انواع سرطان منجمله سرطان پروستات میگردد. یکی از کارشناسان محیط زیست، آلودگی محیط مخصوصا آب با فلزات سنگین را بعنوان بزرگترین گناهی که بشر در طبیعت انجام میدهد ارزیابی نموده است..


د) میکرواورگانیزم های بیماری زا 2


میکربها از طریق نفوذ فاضلاب انسانی در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شوند
امراض مختلفی بوسیله آب به انسان منتقل می شوند. از جمله این امراض می توان وبا، حصبه، اسهال میکربی و خونی، هپاتیت، سل، دیفتری، انگلهای خونی و کبدی را نام برد. عوامل بروز این بیماریها که شامل تک یاخته ها، ویروس ها، باکتری ها، کرم ها و انگلها می باشند، از طریق نفوذ فاضلاب در آب آشامیدنی به انسان منتقل می شود. بیماری های ناشی از آب آلوده سالانه نزدیک به یک میلیارد انسان را در روی کره زمین مبتلا می کند و باعث مرگ حدود 10 میلیون نفر می شود.

 

2- منشاء آب
آب لـوله کشی


آب تهران که از سدهای کرج، لار و لتیان تامین می گردد دارای کیفیت بالائی بوده و از این نظر معروفیت جهانی دارد. در سالهای اخیر بعلت کافی نبودن آب این سدها، برای تامین آب مورد نیاز تهران چاههای عمیق در سطح و حومه شهر حفر گردیده و آب آن به شبکه شهری اضافه گردیده است. آب این چاهها سختی آب تهران را بالا برده است و در صورتیکه قبل از ورود به شبکه تصفیه و گندزدایی نگردد می تواند از طریق نشت پساب منشاء آلودگی های انگلی و میکروبی و فلزات سنگین شود. از طرف دیگر بالا بودن مقدار کلر تزریقی در تصفیه خانه ها برای مقابله با این آلودگی ها موجب ایجاد آلودگی شیمیایی آب می گردد که علاوه بر طعم و بوی نامطبوع، کلر موجب ایجاد ترکیبات بیماری زای تری هالومتانها می شود. آب های شهری را بایستی قبل از استفاده از وجود میکرب ها و انگل ها و همچنین کلر و ترکیبات آن و در صورت موجود بودن، از فلزات سنگین پاک نمود.


آب
معـدنی


در اکثر کشورهای غربی برای شرب از آب لوله کشی استفاده نشده و بجای آن از آب آشامیدنی بسته بندی شده در بطری استفاده میشود. دلیل این امر بدی کیفیت آب لوله کشی این ممالک که از رودخانه های حاوی فاضلاب تصفیه شده تامین میگردد میباشد.
آبمعدنی در کشورهائی که آب لوله کشی از تصفیه پساب تهیه میشود و فاقد املاح مفید میباشد و یا دسترسی به آب پاک میسر نمی باشد، تنها شیوه مطمئن تامین آب شرب است.
در مورد استفاده از آبمعدنی در کشور ما بایستی به موارد زیر توجه نمود :


همه آبهای بطری شده آبمعدنی نمیباشند. عبارت” آب آشامیدنی “قید شده بر روی بطری ها نشان دهنده آن است که این آبها فاقد املاح معدنی کافی بود و اکثرا از چاههای داخل یا اطراف شهر بدست می آیند.
- منشاء آب ( چشمه یا چاه) میتواند بعلت مجاورت با عوامل آلوده کننده آب مانند چاههای فاضلاب محدوده شهری و ییلاقی، کارخانجات و محل چرای دام و غیره در معرض آلودگی قرار گیرد.
- عدم رعایت مسائل بهداشتی و آلوده بودن احتمالی بطری و درب بطری در خط پرکن آبمعدنی می تواند موجب آلودگی آبمعدنی گردد.
میکرواورگانیزم ها در شرایط مساعد در داخل بطری بسرعت رشد و تکثیر می یابند. از این نظر آبمعدنی را بایستی پیش از گذشت تاریخ مصرف استفاده نموده و قبل از مصرف چند روز در داخل یخچال نگهداری کرد.

 

3- روش های تصفیه آب خانگی

 


متداول ترین روش های تصفیه آب خانگی بشرح زیر میباشد:

رزین های تبادل یون
برای کاهش سختی آب

رزین های تبادل یونی با تبدیل یون های کلسیم و منیزیم محلول در آب به یون های نامحلول ، آنها را جذب و در نتیجه سختی آب را کاهش می دهد. متاسفانه، این رزین ها محیط بسیار مساعدی برای رشد و تکثیر باکتریها میباشند بطوریکه تعداد باکتریها در داخل این فیلترها در کمترین مدتی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
جدیدا برای مقابله با تکثیر میکرواورگانیزم ها در محیط رزینی، فیلترهای رزینی نوع Bacteriostatic تولید گردیده است که تا حدودی مانع تکثیر سریع میکروبها در داخل فیلتر می گردد. با این وجود، قبل وبعد از این نوع فیلتر آب بایستی کاملا ضدعفونی گردد و چون راکد ماندن‌ آب در داخل بستر رزین موجب گندیدگی سریع آب می گردد، باید دقت نمود که آب در داخل این فیلترها همیشه جریان داشته باشد. رزینهای داخل فیلتر پس از مدتی اشباع شده و بایستی تعویض شوند. استفاده از این فیلترها برای آبهای مشکوک و یا آلوده به میکروب و انگل مجاز نمی باشد.


کربن اکتیو (زغال فعال)
برای حذف کلر، رنگ، بو و تری هالومتانها


فیلترهای کربن فعال خاصیت جذب مواد آلی و بعضی فلزات سنگین محلول در آب را دارد و رنگ، بو، کلر و ترکیبات کلر آب را حذف می نماید. مشابه فیلترهای رزین، بستر کربن فعال محیط مساعدی برای تغذیه و تکثیر باکتری ها بشمارمی آیند و پس از آن گندزدایی و تصفیه میکربی ضروری میباشد.


زئولیت
برای حذف فلزات سنگین

زئولیت ها رزین های طبیعی هستند که دارای خاصیت مبادله کاتیونی و حذف فلزات سنگین میباشند. از جمله موارد مهم کاربری زئولیت ها حذف کاتیونهای ارسنیک، تیتان، آلومینیوم کوبالت، کرم، آلومینیوم، سرب، روی و غیره میباشد.


فیلترهای سرامیکی
برای حذف مواد معلق، باکتری ها و انگلها

فیلترهای سرامیکی با منفذهای عبور آب حدود 5/0 میکرون، مانع عبور مواد معلق و کلیه انگلها و میکربها گردیده و با اطمینان کامل آلاینده های بیماری زای آب را حذف می نمایند. حتی آبهای آلوده و مشکوک پس از عبور از این صافی ها کاملا شفاف، بهداشتی و قابل شرب می گردند.
تصفیه با فیلترهای سرامیکی تنها روش غیرشیمیایی میباشد که بدون نیاز به برق، آلودگی های میکربی آب را حذف می نماید.
فیلترهای سرامیک مرغوب، در مواقع شیوع بیماریهای اپیدمی نیز بهترین شیوه تامین آب شرب سالم در محل مصرف میباشند.

 

منبع : www.chemistmag.com



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:43 | نویسنده : عبدلی |

قوانین مکانیک را می توان بطور آماری در دو سطح مختلف به مجموعه ای از اتمها اعمال کرد در سطحی که نظریه جنبشی گازها نامیده می شود. به طریقی کم و بیش فیزیکی و با استفاده از روشهای نسبتا ساده میانگین گیری ریاضی ، عمل می کنیم. برای فهم نظریه جنبشی گاز را در فشار ، دما ، گرمای ویژه و انرژی داخلی این روش را که در سطح بکار برده می شود.

 


● نگاه اجمالی

 


در ترمودینامیک فقط با متغیرهای ماکروسکوپیک ، مانند فشار و دما و حجم سر و کار داریم. قوانین اصلی ترمودینامیک ها بر حسب چنین کمیتهایی بیان می شوند. ابدا درباره این امر که ماده از اتمها ساخته شده است صحبتی نمی کنند. لیکن مکانیک آماری ، که با همان حیطه ای از علم سر و کار دارد که ترمودینامیک از آن بحث می کند و وجود اتمها را از پیش مفروض می داند. قوانین اصلی مکانیک آماری حامی قوانین مکانیک اند که در حدود اتمهای تشکیل دهنده سیسنم بکار می روند.

 

 

● تاریخچه

 


نظریه جنبشی توسط رابرت بویل (Rabert Boyle) (۱۶۲۷ - ۱۶۹۱) ، دانیل بونولی (۱۷۰۰ - ۱۷۸۲) ، جیمز ژول (۱۸۱۸ - ۱۸۸۹) ، کرونیگ (۱۸۲۲ - ۱۸۷۴) ، رودولف کلاوسیوس (۱۸۲۲ - ۱۸۸۸) و کلرک ماکسول ( ۱۸۳۱ - ۱۸۷۹ ) و عده ای دیگر تکوین یافته است. در اینجا نظریه جنبشی را فقط در مورد گازها بکار می بریم، زیرا برهم کنش های بین اتمها ، در گازها به مراتب متغیرترند تا در مایعات. و این امر مشکلات ریاضی را خیلی آسانتر می کند.

 

 

در سطح دیگر می توان قوانین مکانیک را بطور آماری و با استفاده از روشهایی که صوری تر و انتزاعی تر از روشهای نظریه جنبشی هستند بکار برد. این رهیافت که توسط جی ویلارد گیبس (J.willard Gibbs) و لودویگ بولتز مانی (Ludwig Boltz manni) (۱۸۴۴ - ۱۹۰۶) و دیگران تکامل یافته است، مکانیک آماری نامیده می شود، که نظریه جنبشی را به عنوان یکی از شاخه های فرعی در بر می گیرد. با استفاده از این روشها می توان قوانین ترمودینامیک را به دست آورد. بدین ترتیب معلوم می شود که ترمودینامیک شاخه ای از علم مکانیک است.

 

 


● محاسبه فشار بر پایه نظریه جنبشی

 

 

فشار یک گاز ایده آل را با استفاده از نظریه جنبشی محاسبه می کنند. برای ساده کردن مطلب ، گازی را در یک ظرف مکعب شکل با دیواره های کاملا کشسان در نظر می گیریم. فرض می کنیم طول هر ضلع مکعب L باشد. سطحهای عمود بر محور X را که مساحت هر کدام e۲ است. A۱ و A۲ می نامیم. مولکولی را در نظر می گیریم که دارای سرعت V باشد. سرعت V را می توان در راستای یالهای مولفه های Vx و Vy و Vz تجزیه کرد. اگر این ذره با A۱ برخورد کند در بازگشت مولفه X سرعت آن معکوس می شود. این برخورد اثری رو ی مولفه Vy و یا Vy ندارد در نتیجه متغیر اندازه حرکت عبارت خواهد بود :

 


(m Vx - m Vx) = ۲ m Vx - )= اندازه حرکت اولیه - اندازه حرکت نهایی

 


که بر A۱ عمود است. بنابراین اندازه حرکتی e به A۱ داده می شود برابر با m Vx۲ خواهد بود زیرا اندازه حرکت کل پایسته است.

 


زمان لازم برای طی کردن مکعب برابر خواهد بود با Vx/L. در A۲ دوباره مولفه y سرعت معکوس می شود و ذره به طرف A۱ باز می گردد. با این فرض که در این میان برخوردی صورت نمی گیرد مدت رفت و برگشت برابر با ۲ e Vx خواهد بود. به طوری که آهنگ انتقال اندازه حرکت از ذره به A۱ عبارت است: mVx۲/e = Vx/۲e . ۲ mVx ، برای به دست آوردن نیروی کل وارد بر سطح A۱ ، یعنی آهنگ انتقال اندازه حرکتی از طرف تمام مولکولهای گاز به A۱ داده می شود.

 


(P = M/e(Vx۱۲ + Vx۲۲ + Vx۳۲

 


P = ۱/۲eV۲

 

 

● تعبیر دما از دیدگاه نظریه جنبشی

 


با توجه به فرمول RT ۲/۳ = ۱/۲ MV۲ یعنی انرژی کل انتقال هر مول از مولکولهای یک گاز ایده آل ، با دما متناسب است. می توان گفت که این نتیجه با توجه به معادله بالا برای جور در آمدن نظریه جنبشی با معادله حالت یک گاز ایده آل لازم است. و یا اینکه می توان معادله بالا را به عنوان تعریفی از دما بر پایه نظریه جنبشی یا بر مبنای میکروسکوبیک در نظر گرفت. هر دو مورد بینشی از مفهوم دمای گاز به ما می دهد. دمای یک گاز مربوط است به انرژی جنبشی انتقال کل نسبت به مرکز جرم گاز اندازه گیری می شود. انرژی جنبشی مربوط به حرکت مرکز جرم گاز ربطی به دمای گاز ندارد.

 


حرکت کاتوره ای را به عنوان بخشی از تعریف آماری یک گاز ایده آل در نظر گرفت. V۲ را بر این اساس می توان محاسبه کرد. در یک توزیع کاتوره ای سرعتهای مولکولی ، مرکز جرم در حال سکون خواهد بود. بنابراین ما باید چارچوب مرجعی را بکار ببریم که در آن مرکز جرم گاز در حال سکون باشد. در چارچوبهای دیگر ، سرعت هر یک از مولکولها به اندازه U (سرعت مرکز جرم در آن چارچوب) از سرعت آنها در چارچوب مرکز جرم بیشتر است. در اینصورت حرکتها دیگر کتره ای نخواهد بود و برای V۲ مقادیر متفاوتی بدست می آید. پس دمای گاز داخل یک ظرف در یک قطار متحرک افزایش می یابد. می دانیم که M V۲ ۱/۲ میانگین انرژی جنبشی انتقالی هر مولکول است. این کمیت در یک دمای معین که در این مورد صفر درجه سلسیوس است، برای همه گازها مقدار تقریبا یکسانی دارد. پس نتیجه می گیریم که در دمای T ، نسبت جذر میانگین مربعی سرعتهای مولکولهای دو گاز مختلف مساوی است با ریشه دمای عکس نسبت به مربعهای آنها.

T=۲/۳k m۱ V۱۲/۲= ۲/۳k m۲ V۲۲/۲

 

● مسافت آزاد میانگین

 


در فاصله برخوردهای پی درپی ، هر مولکول از گاز با سرعت ثابتی در طول یک خط راست حرکت می کند. فاصله متوسط بین این برخوردهای پی درپی را مسافت آزاد میانگین می نامند. اگر مولکولها به شکل نقطه بودند، اصلا با هم برخورد نمی کردند. و مسافت آزاد میانگین بینهایت می شد. اما مولکولها نقطه ای نیستند و بدین جهت برخوردهایی روی می دهد. اگر تعداد مولکولها آنقدر زیاد بود که می توانستند فضایی را که در اختیار دارند کاملا پر کنند و دیگر جایی برای حرکت انتقالی آنها باقی نمی ماند. آن وقت مسافت آزاد میانگین صفر می شد. بنابراین مسافت آزاد میانگین بستگی دارد به اندازه مولکولها و تعداد واحد آنها در واحد حجم. و به قطر d و مولکولهای گاز به صورت کروی هستند در این صورت مقطع برای برخورد برابر با лd۲ خواهد بود.

 


مولکولی با قطر ۲d را در نظر می گیریم که با سرعت V در داخل گازی از ذرات نقطه ای هم ارز حرکت می کند. این مولکول در مدت t استوانه ای با سطح مقطع лd۲ و طول Vt را می روبد. اگر nv تعداد مولکولها در واحد حجم باشد استوانه شامل (лd۲ Vt ) nv ذره خواهد بود. مسافت آزاد میانگین ، L ، فاصله متوسط بین دو برخورد پی درپی است بنابراین ، L ، عبارت است از کل مسافتی که مولکول در مدت t می پیماید. (Vt) تقسیم بر تعداد برخوردهایی که در این مدت انجام می دهد. یعنی

 

I = Vt/&d۲nv =۱/√۲&nd۲

 

I=۱/√۲&nd۲

 


این میانگین بر مبنای تصویری است که در آن یک مولکول با هدفهای ساکن برخورد می کند. در واقع ، برخوردهای مولکول با هدف دمای متحرک انجام می گیرد در نتیجه تعداد برخورد دما از این مقدار بیشتر است.

 

 

● توزیع سرعتهای مولکولی

 


با توجه به سرعت جذر میانگین مربعی مولکولهای گاز ، اما گستره سرعتهای تک تک مولکولها بسیار وسیع است. بطوری که برای هر گازی منحنی  ای از سرعتها مولکولی وجود دارد که به دما وابسته است. اگر سرعتهای تمام مولکولهای یک گاز یکسان باشند این وضعیت نمی تواند مدت زیاد دوام بیاورد. زیرا سرعتهای مولکولی به علت برخوردها تغییر خواهند کرد. با وجود این انتظار نداریم که سرعت تعداد زیادی از مولکولها بسیار کمتر از V rms (یعنی نزدیک صفر) یا بسیار بیشتر از Vrms ، زیرا وجود چنین سرعتهایی مستلزم آن است که یک رشته برخوردهایی نامحتمل و موجی صورت بگیرد. مسئله محتملترین توزیع سرعتها در مورد تعداد زیادی از مولکولهای یک گاز را ابتدا کلوک ماکسول حل کرد. قانونی که او ارائه کرد در مورد نمونه ای از گاز که N مولکول را شامل می شد چنین است :

 


N(V)=۴&N(m/۲&Kt)۳/۲V۲e-mv۲/۲kt

 


در این معادله N(V)dV تعداد مولکولهایی است که سرعت بین V و V+۳v است، T دمای مطلق ، K ثابت بولتزمن ، m جرم هر مولکول است. تعداد کل مولکولهای گاز (N) را ، با جمع کردن (یعنی انتگرال گیری) تعداد موجود در هر بازه دیفرانسیلی سرعت از صفر تا بینهایت به دست می آید. واحد (N(V می تواند مثلا مولکول برا سانتیمتر بر ثانیه باشد.

 


N =∫∞۰N(V)dv

 

● توزیع سرعتهای مولکولی در مایعات

 


توزیع سرعتهای مولکولی در مایعات شبیه گاز است. اما بعضی از مولکولهای مایع (آنهایی که سریعترند) می توانند در دماهایی کاملا پایینتر از نقطه جوش عادی از سطح مایع بگریزند. (یعنی تبخیر شوند). فقط این مولکولها هستند که می توانند بر جاذبه مولکولهای سطح فائق آیند. و در اثر تبخیر فرار کنند. بنابراین انرژی جنبشی میانگین مولکولهای باقیمانده نیز کاهش می یابد در نتیجه دمای مایع پایین می آید. این امر روشن می کند که چرا تبخیر فرایند سرمایشی است.

 

 

● مثال واقعی در مورد توزیع سرعتهای مولکولی

 


با توجه به فرمول N(V)= &۴۱۰N(M/۲&kT)۳/۲ توزیع سرعتهای مولکولی هم به جرم مولکول و هم به دما بستگی دارد هرچه جرم کمتر باشد نسبت مولکولهای سریع در یک دمای معین بیشتر است. بنابراین احتمال اینکه هیدروژن در ارتفاعات زیاد از جو فرار کند بیشتر است، تا اکسیژن و ازت. کره ماه دارای جو رقیقی است. برای آنکه مولکولهای این جو احتمال زیادی برای فرار از کشش گرانشی ضعیف ماه ، حتی در دماهای پایین آنجا نداشته باشند، انتظار می رود که این مولکولها یا اتمها متعلق به عناصر سنگینتر باشند. طبق شواهدی ، در این جو گازهای بی اثر سنگین مانند کریپتون و گزنون وجود دارند که براثر واپاشی پرتوزا در تاریخ گذشته ماه تولید شده اند. فشار جو ماه در حدود ۱۰ برابر فشار جو زمین است.

 

 

● توزیع ماکسولی

 


ماکسول قانون توزیع سرعتهای مولکولی را در سال ۱۸۵۹ میلادی به دست آورد. در آن زمان بررسی این قانون به کمک اندازه گیری مستقیم ممکن نبود و در حقیقت تا سال ۱۹۲۰ که اولین کوشش جدی در این راه توسط اشترن (Stern) به عمل آمد، هیچ اقدامی صورت نگرفته بود. افراد مختلفی تکنیکهای این کار را به سرعت بهبود بخشیدند. تا اینکه در سال ۱۹۵۵ یک بررسی تجربی بسیار دقیق در تائید این قانون (در مورد مولکولهای گاز توسط میلر (Miller) و کاش (Kusch) از دانشگاه کلمبیا صورت گرفت.

 

 

اسبابی که این دو نفر بکار بردند در مجموعه  ای از آزمایشها مقداری تالیوم در کوره قرار می دادند و دیواره های کوره O را تا دمای یکنواخت ۸۰±۴K گرم کردند. در این دما تالیوم بخار می شود و با فشار ۳.۲x۱۰-۳ میلیمتر جیوه ، کوره را پر می کند. بعضی از مولکولهای بخار تالیوم از شکاف s به فضای کاملا تخلیه شده خارج کوره فرار می کند و روی استوانه چرخان R می افتند در این صورت استوانه که طولش L است تعدادی شیار به صورت مورب تعبیه شده که فقط یکی از آنها را می توان دید. به ازای یک سرعت زاویه ای معین استوانه (W) فقط مولکولهایی که دارای سرعت کاملا مشخص V هستند می توانند بدون برخورد با دیواره ها از شیارها عبور کنند. سرعت V را می توان از رابطه زیر بدست آورد:


 

V=LW/q و L/V= &/W = زمان عبور مولکول از شیار : تغییر مکان زاویه ای بین ورودی و خروجی یک شیار مورب است. استوانه چرخان یک سرعت گزین است، سرعت انتخاب شده با سرعت زاویه ای (قابل کنترل) W متناسب است.

 

 


● نقص توزیع سرعت ماکسولی با نظریه جنبشی

 

 

اگرچه توزیع ماکسولی سرعت برای گازها در شرایط عادی سازگاری بسیار خوبی با مشاهدات دارد. ولی در چگالیهای بالا ، که فرضهای اساسی نظریه جنبشی کلاسیک صادق نیستند. این سازگاری نیز به هم می خورد. در این شرایط باید از توزیعهای سرعت مبتنی بر اصول مکانیک کوانتومی ، یعنی توزیع فرمی - دیراک (Fermi Dirac) بوز - انیشتین (Bose Einstein) استفاده کرد. این توزیعهای کوانتمی در ناحیه کلاسیک ( چگالی کم ) با توزیع ماکسولی توافق نزدیک دارند و در جایی که توزیع کلاسیک با شکست مواجه می شود با نتایج تجربی سازگارند. بنابراین در کاربرد توزیع ماکسولی محدودیتهایی وجود دارد. همانگونه که در واقع برای هر نظریه ای چنین است.

منبع : www.aftab.ir



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:40 | نویسنده : عبدلی |
سلنیوم یک ماده معدنی کمیاب است که در خاک و غذا یافت می‌شود. این ماده یک ضد اکساینده قوی است بنابراین از واکنش ‌های شیمیایی زیان‌آور که در یاخته‌های بدن اتفاق می‌افتد، جلوگیری می‌کند. یاخته‌های حمایت شده بهتر قادرند در مقابل بیماریهایی نظیر بیماری قلبی، سرطان و اختلالات وابسته به سن از خود مقاومت نشان دهند.  
 
  سلنیوم
سلنیوم یک ماده معدنی کمیاب است که در خاک و غذا یافت می‌شود. این ماده یک ضد اکساینده قوی است بنابراین از واکنش‌ های شیمیایی زیان‌آور که در یاخته‌های بدن اتفاق می‌افتد، جلوگیری می‌کند. یاخته‌های حمایت شده بهتر قادرند در مقابل بیماریهایی نظیر بیماری قلبی، سرطان و اختلالات وابسته به سن از خود مقاومت نشان دهند.

 


بیشتر ما سلنیوم کافی از رژیم غذایی دریافت نمی‌کنیم. وقتی که سطح سلنیوم بدن پایین باشد بیشتر در معرض خطر بیماریهای مختلف هستیم زیرا سیستم ایمنی بدن تنبل می‌شود و مواد سمی در خون ساخته می‌شود.

 

 

اگر شما نیاز به اضافه کردن سلنیوم در رژیم غذایی خود دارید، پزشک معالج ترجیح می‌دهد که مکمل سلنیوم را به صورت ترکیب با ویتامین «ای» مصرف کنید. پژوهش نشان داده‌است که مصرف سلنیوم به همراه ویتامین «ای» سلامت عمومی بدن را تقویت می‌کند و در درمان یا پیشگیری بسیاری از بیماریها مؤثر است.

 

 


● کاربردها:

 

سلنیوم در درمان بیماری «کشان» (Keshan) مؤثر است. این بیماری یک اختلال قلبی جدی است که در زنان و بچه‌های چینی در محل‌هایی که زمین‌های کشاورزی فاقد مواد معدنی است، دیده می‌شود. علاوه بر این سلنیوم در درمان بیماریهای شایع دیگر مؤثر و مفید است. این بیماریها شامل موارد زیر است:

 

 

سرطان. سلنیوم خطر سرطان پستان، روده بزرگ، کبد، پوست و شش را کاهش می‌دهد. سلنیوم از طریق کمک به ایجاد سلامتی و مبارزه از طریق سلولهای سفید خون، از رشد یاخته‌های سرطانی جلوگیری می‌کند.

 

 

بیماری قلبی. پژوهشها نشان می‌دهد که سلنیوم از طریق کاهش سطح کلسترول بد بدن (LDL)، از جمله و سکته قلبی جلوگیری می‌کند. سلنیوم همچنین شریان‌ها را از رسوب خطرناک چربی که مسئله مهمی بعد از یک حمله قلبی است، حفظ می‌کند.

 

 

سیستم ایمنی ضعیف شده. سلنیوم در ساختن سلولهای سفید به بدن کمک می‌کند و از این طریق سیستم ایمنی را بر علیه بیماری و عفونت فعال و بیدار نگه می‌دارد.

 

 

‌▪ سلنیوم در موارد زیر مفید و مؤثر است:

 
تقویت تولید مثل، از طریق افزایش باروری مرد و همچنین رشد جنین.

 

به عملکرد طبیعی کبد، تیرویید و پانکراس کمک می‌کند.

 

از پیری زودرس، تشکیل آب مروارید و در حد امکان از سندرم مرگ ناگهانی شیرخوار جلوگیری می‌کند.

 

لوپوس، روماتیسم مفصلی و سیروز الکلی کبد را درمان می‌کند.

 

درمان بیشتر اختلالات پوستی نظیر: فقدان خاصیت ارتجاعی پوست، آکنه، اگزما و پسوریازیس.

 

 


● منابع غذایی :

 

بیشتر سلنیوم مورد نیاز شما از رژیم غذایی تأمین می‌شود. مخمر آبجو و سبوس گندم. کبد، کره، ماهی و ماهی صدف، سیر، غلات، تخم آفتابگردان و آجیل منابع خوبی از سلنیوم هستند. همچنین سلنیوم در یونجه، ریشه باباآدم، دانه رازیانه، جینسنگ، برگ تمشک و بومادران یافت می‌شود.

 

وقتی غذاها به صورت فرآورده غذایی درآیند سلنیوم آنها از بین می‌رود. شما باید سعی کنید انواع مختلفی از غذاها را به صورت اولیه طبیعی و نه فرآورده‌های بخورید. این بدان معنی است که از غذاهای کنسرو شده، فریز شده و آماده پرهیز کنید.

 

 

● اشکال دیگر:

  

پزشک به شما توصیه می‌کند که آیا نیاز به اضافه کردن سلنیوم به رژیم غذایی دارید یا خیر. شما می‌توانید سلنیوم را به صورت مکمل‌های مواد معدنی- ویتامین‌ها استفاده کنید که یک فرمول مغذی ضد اکساینده است و یا اینکه مکمل‌ها را به طور جداگانه مصرف کنید. سلنیوم همچنین در مخمرهای غذایی نیز در دسترس است.

 

 


● نحوه مصرف :

  

برای تأثیر مفید و واقعی، بهتر است روزانه ۵۰ تا ۲۰۰ میکروگرم سلنیوم مصرف کنید. مردان روزانه به حداقل ۷۰ میکروگرم سلنیوم و زنان ۵۵ میکروگرم سلنیومنیاز دارند. خانم‌های حامله و مادران شیرده ۶۵ تا ۷۵ میکروگرم روزانه سلنیوم نیاز دارند. تحقیقات نشان می‌دهد که بییشتر برای مقابله با بیماریها و افزایش سلامتی به بیش از ۱۰۰ میکروگرم مکمل سلنیوم در روز نیاز داریم.

 

مانند مصرف هر دارو یا مکملی قبل از مصرف مکمل‌های سلنیوم در بچه‌ها با پزشک مشورت کنید.

 
برای اثر بهتر سلنیوم را با ویتامین «ای» مصرف کنید. از پزشک بخواهید که مقدار مناسب را برای شما تجویز کند (۱ میلی گرم سلنیوم روزانه همراه با ۲۰۰ واحد از ویتامین «ای» مصرف شود).

 
به همراه سلنیوم، از ویتامین «سی» استفاده نکنید زیرا باعث کاهش اثر سلنیوم و سمیت بیشتر می‌شود.

 

 

● موارد احتیاط :

 
سلنیوم معمولاً باعث مسمومیت نمی‌شود. با اینحال مصرف مقدار زیاد آن (بیش از ۱۰۰۰ میکروگرم از آن در یک روز) به مدت زیاد باعث خستگی، ورم مفاصل، ریزش مو، افتادن ناخن، تنفس مشکل، بوی بدن، اختلالات گوارشی یا تحریک پذیری می‌شود. بررسی‌ها همچنین نشان می‌دهد که مصرف زیاد سلنیوم در بچه‌ها با اختلالات رفتاری همراه است.


 

● تداخل های احتمالی :

 
ویتامین ای به عنوان یک ضد اکساینده اثر سلنیوم را افزایش می‌دهد. وقتی این دو ماده با هم مصرف می‌شوند سلولها به بهترین وجه پشتیبانی می‌شوند.

 

وقتی ویتامین سی به همراه سلنیوم مصرف می‌شود بدن زمان بیشتری برای جذب و استفاده از سلنیوم نیاز دارد. برای جلوگیری از این پیشامد، ویتامین‌ها و مکمل‌های معدنی را در ۲ زمان متفاوت از روز مصرف کنید. به خاطر داشته باشید که مکمل‌ها زمانی که همرا با غذا مصرف شوند بهترین جذب را دارند. در صورتی که شیمی درمانی میشوید به مقدار بیشتری سلنیوم نیاز دارید.

 

 

منبع : www.aftab.ir



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:36 | نویسنده : عبدلی |
 

تاریخچه


واژه غلط انداز " آلی " باقیمانده از روزگاری است که ترکیبهای شیمیایی را ، بسته به این که از چه محلی منشاء گرفته باشند، به دو طبقه غیر آلی و آلی تقسیم می‌کردند. ترکیبهای غیر آلی ، ترکیبهایی بودند که از مواد معدنی بدست می‌آمدند. ترکیبات آلی ، ترکیبهایی بودند که از منابع گیاهی یا حیوانی ، یعنی از مواد تولید شده به وسیله ارگانیسمهای زنده بدست می‌آمدند.

در حقیقت تا حدود سال 1950، بسیاری از شیمیدانها تصور می‌کردند که ترکیبات آلی باید در ارگانیسم های زنده بوجود آیند و در نتیجه ، هرگز نمی‌توان آنها را از مواد غیر آلی تهیه کرد. ترکیبهایی که از منابع آلی بدست می آمدند، یک چیز مشترک داشتند: همه آنها دارای عنصر کربن بودند. حتی بعد از آن که روشن شد این ترکیبها الزاما نباید از منابع زنده به دست آیند، بلکه می‌توان آنها را در آزمایشگاه نیز تهیه کرد.

بهتر آن دیدند که برای توصیف آنها و ترکیبهایی مانند آنها ، همچنان از واژه آلی استفاده کنند. تقسیم ترکیبها به غیر آلی و آلی تا به امروز همچنان محفوظ مانده است.


 
منابع مواد آلی


امروزه گرچه هنوز مناسب‌تر است که بعضی از ترکیبهای کربن را از منابع گیاهی و حیوانی استخراج کنند، ولی بیشتر آنها را می‌سازند. این ترکیبها را گاهی از اجسام غیر آلی مانند کربناتها و سیانیدها می‌سازند، ولی اغلب آنها را از سایر ترکیبهای آلی بدست می‌آورند. دو منبع بزرگ مواد آلی وجود دارد که ترکیبهای آلی ساده از آن بدست می‌آیند:
نفت و زغال سنگ؛ (هر دو منبع به معنی قدیمی خود ، آلی‌اند، زیرا فرآورده های تجزیه و فساد گیاهان و جانوران به شمار می آیند).

این ترکیبهای ساده بعنوان مواد ساختمانی اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند و با کمک آنها می‌توان ترکیبهایی بزرگتر و پیچیده‌تر را تهیه کرد. با نفت و زغال سنگ بعنوان سوختهای فسیلی ، باقیمانده از هزاران سال و تجدید نشدنی ، آشنا هستیم. این منابع ، بویژه نفت ، بمنظور تامین نیازهای پیوسته رو به افزایش ما به انرژی ، با سرعتی نگران‌کننده مصرف می‌شوند.

 

امروزه ، کمتر از ده درصد نفت مصرفی در تهیه مواد شیمیایی ، بکار گرفته می‌شود. بیشتر آن برای تامین انرژی بسادگی سوزانده می‌شود. خوشبختانه ، منابع دیگر انرژی ، مانند خورشیدی ، زمین گرمایی ، باد ، امواج ، جزر و مد ، انرژی هسته‌ای نیز وجود دارد.


زیست توده


چگونه و در کجا می‌توانیم منبع دیگری از مواد اولیه آلی پیدا کنیم؛ بی شک باید به جایی روی آوریم که مبدا اولیه سوختهای فسیلی است، یعنی زیست توده biomass ، ولی این بار بطور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. زیست توده ، تجدید شدنی است، براحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند تا موقعی که بر روی این سیاره زندگی می‌کنیم، تداوم داشته باشد.

در ضمن عقیده بر این است که نفت خیلی گرانبهاتر از آن است که سوزانده شود.


ویژگی ترکیبات کربن


براستی چه ویژگی خاصی در ترکیبهای کربن وجود دارد که لازم است آنها را از ترکیبهای یکصد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی جدا کنیم؟ دست کم ، بخشی از پاسخ چنین است: ترکیبهای بسیار زیادی از کربن وجود دارد و مولکول آنها می‌تواند بسیار بزرگ و بسیار پیچیده باشد. شمار ترکیبهای کربن‌دار ، چندین برابر ترکیبهایی است که کربن ندارند. این ترکیبهای آلی را به خانواده هایی تقسیم می‌کنند که معمولا در ترکیبهای غیرآلی ، همانندی برایشان وجود ندارد.

بعضی از مولکولهای شناخته شده آلی ، هزاران اتم دارند و آرایش اتمها در مولکولهای نسبتا کوچک ممکن است بسیار پیچیده باشد. یکی از دشواریهای اساسی شیمی آلی ، یافتن چگونگی آرایش اتمها در مولکولها ، یعنی تعیین ساختار این ترکیبهاست.
 

واکنشها در شیمی آلی

 

راههای زیادی برای خرد کردن مولکولهای پیچیده یا نوآرایی آنها بمنظور تشکیل مولکولهای تازه وجود دارد. راههای زیادی برای افزودن اتمهای دیگر به این مولکولها یا جانشین کردن اتمهای تازه به جای اتمهای پیشین وجود دارد. بخشی ار شیمی آلی صرف دانستن این مطلب می‌شود که این واکنشها چه واکنشهایی هستند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها در سنتز ترکیبهای مورد نیاز استفاده کرد.


گستره اتصال اتمهای کربن در ترکیبات کربن


اتمهای کربن می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. گستره اتصال آنها به هم ، به اندازه‌ای است که برای اتمهای هیچ یک از عناصر دیگر ممکن نیست. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی به طول هزارها اتم ، یا حلقه‌هایی با ابعاد گوناگون تشکیل دهند. این زنجیرها ممکن است شاخه‌دار و دارای پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن در این زنجیرها و حلقه ها ، اتمهای دیگری بویژه هیدروژن ، همچنین فلوئور ، کلر ، برم ، ید ، اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، فسفر و سایر اتمها متصل می‌شوند. سلولز ، کلروفیل و اکسی توسین مثالهایی از این دستند.

هر آرایش متفاوتی از اتمها با یک ترکیب معین تطبیق می‌کند و هر ترکیب دارای مجموعه ای از ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی مخصوص به خود است. شگفت‌انگیز نیست که امروزه بیش از ده میلیون ترکیب کربن می‌شناسیم و این که بر این تعداد ، همه ساله نیم میلیون افزوده می‌شود. همچنین شگفت انگیز نیست که مطالعه و بررسی شیمی آنها به تخصصی ویژه نیاز دارد.


تکنولوژی و شیمی آلی


شیمی آلی ، زمینه‌ای است که از دیدگاه تکنولوژی اهمیتی فوق‌العاده دارد. شیمی آلی شیمی رنگ و دارو ، کاغذ و مرکب ، رنگینه ها و پلاستیکها ، بنزین و لاستیک چرخ است. شیمی آلی ، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.


زیست شناسی و شیمی آلی


شیمی آلی در زیست شناسی و پزشکی نقش اساسی برعهده دارد. گذشته از آن ، ارگانیسم های زنده ، بیشتر از ترکیبهای آلی ساخته شده اند. مولکولهای "زیست شناسی مولکولی" همان مولکولهای آلی هستند. زیست شناسی در سطح مولکولی ، همان شیمی آلی است.

 

 عصر کربن


اگر بگوییم که در عصر کربن زندگی می کنیم، دور از حقیقت نیست. هر روز ، روزنامه‌ها توجه ما را به ترکیبهای کربن جلب می‌کنند: کلسترولو چربیهای سیرنشده چند عاملی ، هورمونهای رشد و استروئیدها ، حشره کشها و فرومونها ، عوامل سرطانزا و عوامل شیمی‌درمانی ، DNA و ژنها. بر سر نفت ، جنگها در گرفته است.

دو فاجعه اسف‌انگیز ما را تهدید می‌کنند، هر دو از تجمع ترکیبهای کربن در اتمسفر ناشی می‌شوند: از بین رفتن لایه اوزون که بیشتر ناشی از کلرو فلوئورو کربن‌هاست و اثر گلخانه‌ای از متان ، کلروفلوئوروکربن‌ها و بیش از همه ، دی‌اکسید کربن سرچشمه می‌گیرد. شاید کنایه بر همین مطلب است که نشریه علوم ، برای سال 1990، بعنوان مولکول سال ، الماس را که یکی از شکلهای آلوتروپی کربن است، برگزیده.

 

خبر دیگر ، کشف آلوتروپ جدید کربن C60 (باک منیستر فولرن) است که چنین هیجانی در جهان شیمی از زمان " ککوله " تاکنون دیده نشده بود

 

منبع : www.roshd.ir



تاريخ : شنبه یکم خرداد 1389 | 16:34 | نویسنده : عبدلی |