نمونه سوال شیمی 1 خرداد 87

ردیف

 با نام و یاد خدا لطفا به سوالات خوش خط  و خوانا پاسخ دهید .

بارم

1

 

هر یک از عبارت های زیر را با کلمات مناسب کامل کنید .

الف ) موادی که از دو یا چند نوع اتم ساخته شده اند ................ نام دارند .

ب ) به مقدار گرمایی که می تواند دمای جسمی را  1 درجه سلسیوس افزایش دهد ..............می گوییم .

ج) فشار استاندارد برابر با  ........................ میلی متر جیوه  است .

د ) بیشترین جرم هواکره در ............................. قرار دارد .

ه ) دریک اتم خنثی تعداد ......................... با تعداد الکترون ها برابر است .

 د) انحلال پذیری اکسیژن در آب با ................... رابطه وارونه دارد .

5/1

2

به سوالات زیر پاسخ کوتاه دهید .

الف ) گازهای گلخانه ای را نام ببرید ؟

ب) علت بالا بودن گرمای تبخیر آب چیست ؟

ج) کدام کاتیون ها باعث سختی دائم آب می شوند؟

د)صفر مطلق چیست ؟

2

3

پاسخ صحیح را انتخاب کنید:

1-PH  آب آشامیدنی سالم چقدر است ؟

الف) 5/6 تا 5/8                         ب)  5 تا 9                             ج)7 تا 14                           د) 7

2- دورترین لایه هواکره (از نظر تغییرات دمایی) به زمین کدام است ؟

الف ) استراتوسفر                       ب ) مزوسفر                           ج ) تروپوسفر                       د)  ترموسفر  

5/0

4اصطال

اصطلاحات زیر را تعریف کنید.

ملکول قطبی :

انحلال پذیری :

کاتیون :

اکسایش :

اثر گلخانه ای :

5

5

با توجه به یون های مقابل به سوالات پاسخ دهید .                  (  Fe3+        Ca2+        F-       Hg2+             Na+       Cu2+  )

الف ) کدام یون برای لخته سازی در تصفیه آب مناسب است ؟

ب ) کدام یون از پوسیدگی دندان جلو گیری می کند؟

ج) کدام یو ن یا یونها برای بدن انسان مضر است؟

د ) از کدام یون برای جلوگیری از رشد  جلبک در آب استفاده می کنند ؟

1

6

با توجه به معادله شیمیایی مقابل به سوالات پاسخ دهید .              گرما و نور زیاد +   2 Mg     +    O2     à   2 MgO 

آ ) واکنش دهندها و فراوردها را مشخص کنید ؟

ب ) تعداد و نوع اتم های محصول را بنویسید ؟

ج ) این واکنش سوختن است یا زنگ زدن . چرا ؟

5/1

7

با توجه به شکل به سوالات پاسخ دهید

آ ) نام وسیله های مقابل چیست ؟

ب ) فشار هوای محیط چقدر است ؟

ج ) با توجه به اینکه دو وسیله در یک محل قرار دارند

فشار گازداخل بالن A چقدر است ؟

د ) اگر دمای هوا 20 درجه سلسیوس باشد مقدار

 درجه کلوین هوا چقدر است ؟

 

2

8

نمودار مقابل بیانگر کدام قانون گازها است آن را تعریف کنید ؟

 

 

 

 

 

1

9

علت علمی پدیده های زیر چیست ؟

آ ) در یک شب زمستانی که سطح زمین را برف پوشانده و هوا صاف است دمای هوا به شدت پایین می آید .

 

ب ) آب دریاچه ها بر خلاف بسیاری از مایعات همیشه از سطح شروع به انجماد می کند .

 

5/1

10

چرا بالون های پر از هوای داغ در هواکره بالا می روند؟

75/0

11

مقدار کلر جهت گند زدایی در تصفیه آب چه اهمیتی دارد. توضیح دهید ؟

75/0

12

الف ) با توجه به جدول مقابل چه مقدار گرما لازم است 5 گرم آب تبخیر شود؟

نام ماده

گرمای تبخیر (j/g)

الکل

860

کلروفرم

250

آب

2260

ب) علت بالا بودن گرمای تبخیر آب چیست ؟

 

ج) کدام مایع زودتر به جوش می آید؟چرا؟

1

13

اسیدی یا بازی بودن ترکیبات زیر را مشخص کنید ؟

آ )  H2CO3                 ب ) KOH                      ج ) HCl                       

 

75/0

14

چرا دانشمندان فتوسنتز و تنفس را مکمل یکدیگر می دانند ؟

75/0

 

                                                                 "  موفق و پیروز باشید   "                                            جمع نمره

20

نمونه سوال نوبت اول دی 87 شیمی 2

ردیف

 با نام و یاد خدا    لطفا به سوالات خوش خط و خوانا پاسخ دهید .

بارم

1

 

جمله های زیر را با کلمات مناسب  کامل کنید .

آ) به فضای سه بعدی در اطراف هسته اتم که احتمال حضور الکترون در آنجا بیش از سایر قسمت ها است ......................می گویند .

ب) پرتوهای آلفا دارای بار الکتریکی ........................هستند .

ج) به عنصرهای گروه 17 جدول تناوبی ............................ می گویند.

د )دریک گروه جدول تناوبی، الکترونگاتیوی از بالا به پایین ......................... می یابد .

ه) به ساختاری که بر اثر چیده شدن ذره های یک جسم در سه بعد به وجود می آید .................. آن جسم می گویند .

25/1

2

به سوالات زیر پاسخ کوتاه دهید .

آ) پرتوهای  تابیده شده از مواد رادیواکتیو را نام ببرید ؟

ب) عنصرهای واسطه داخلی به چند دسته تقسیم می شوند ؟ نام ببربد؟

ج)  یون تک اتمی چیست ؟

د) حرکت اسپینی را تعریف کنید ؟

2

3

گزینه صحیح را انتخاب کنید .

1) شکل اوربیتال های p  وs به ترتیب چگونه است ؟

آ - کروی دمبلی                         ب- دمبلی - کروی                ج دایره ای-دمبلی                    د- چهاروجهی - کروی

2) از کدام گاز در ساخت تابلوهای تبلیغاتی و لیزر های گازی استفاده می شود .

آ- کریپتون                                  ب- کلر                               ج نئون                                د آرگون

3) در یک اتم حد اکثر چند اتم با اعداد کوانتومی  3 n=  ,   2 L=  و    2/1+  ms=   وجود دارد ؟

آ)1                                            ب) 3                                ج )5                                       د) 10

4) فلزهای واسطه از فلزهای گروه اول و دوم جدول تناوبی سخت تر و چگالتر و دیرذوب تر اند به جزء:

آ) آهن                                   ب)جیوه                              ج )نقره                                     د )کروم              

1

4

مفاهیم و اصطلاحات زیر را تعریف کنید .

اصل طرد پائولی :

پرتو کاتدی :

انرژی شبکه :

بارموثر هسته :

4

5

کلر دارای دو ایزوتوب Cl35  و Cl37  به ترتیب با فراوانی 75و 25 درصد است جرم اتمی میانگین آن چقدر است  ؟

 

1

6

از میان عنصر های زیر کدام کمترین انرژی نخستین یونش را دارد  . چرا؟

Na   11     P 15      S16

1

7

آ) آرایش الکترونی اتم ها و یون های زیر را بنویسید .

 ب) تعداد پروتون و الکترون و نوترون  Fe را مشخص کنید ؟عدد جرمی آهن 56 است .

ج) کدام ذره آنیون و کدام ذره کاتیون است ؟                                                                                                                                    Fe26

-2O8 

+2Ca20

75/2

8

از میان اتم های هر گروه کدام بیشترین شعاع اتمی را دارد ؟ چرا

گروه الف : F9         O8       N7   

گروه ب :Na11    K19      Li3

1

9

نام زیر لایه

تعداد اوربیتال های زیرلایه

گنجایش الکترونی زیر لایه

عدد کوانتومی اوربیتال( l)

 

3

 

1

d

 

 

2

f

 

14

 

 

الف ) جدول مقابل را کامل کنید.

 

ب) عدد کوانتومی مغناطیسی چه مقادیری می تواند داشته باشد؟

 

5/1

10

چرا در یک تناوب جدول تناوبی از چپ به راست انرژی نخستین یونش در حال افزایش است ؟

1

11

آ) ویژگی های عمومی فلزات چیست  ؟(3مورد)

 

ب) تفاوت فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در چیست ؟(3مورد)

 

ج)چرا هیدروژن در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی شود؟

2

12

آ) ترکیبات یونی زیر را نام گذاری کنید

  (            ) MnO (             ) CaCl2 (         ) CsBr     

 

ب) فرمول شیمیایی ترکیبات زیر را بنویسید ؟

منیزیم سولفید                                        پتاسیم یدید                                                آلومینیم اکسید

5/1

 

"پیروز و سربلند باشید"        عسگری                                                                                                                  جمع نمره

20

دانلود سوالات کنکور 92

 

ضمن عرض سلام شما می توانید سوالات کنکور ۹۲ در تمامی رشته ها را از طریق لینک زیر دانلود کنید .

 

 

لینک دانلود سوالات کنکور 92

1- واكنش زير را در نظر بگيريد

2NO (g)   +   F2 (g)   →   2NOF(g)

سازوكار دو مرحله اي زير براي اين واكنش پيشنهاد شده است.

             

  1.    NO   +   F2   →    ONF   +   F

   2.    NO   +   F    →    ONF                                                                                            

آ) ذره حدواسط اين واكنش كدام است؟

ب)مرحله تعيين كننده سرعت را با دكر دليل مشخص كنيد؟

پ)ساختار پيچيده فعال هر مرحله را رسم كنيد.

 

 


2 - ثابت تعادل زير در دماي 480 درجه ي سلسيوس برابر L/mol 889 است. اگر از گونه هاي HCl و O2  و Cl2 و H2O به ترتيب، 030/0، 020/0، 080/0 و 070/0 مول در ظرف يك ليتري وارد كنيم، واكنش در چه جهتي پيش خواهد رفت؟

 

4 HCl (g) + O2 (g)                2 Cl2 (g) + 2 H2O (g)


 

3- کاهش فشار بر کدام یک از واکنش های تعادلی مؤثر است ؟ چرا؟ 

 


                    1 -  CaCO3( s)                   CaO (s)     +   CO2 (g)                                                            

                 2- 3Fe(s)    +  4H2O (g)          Fe3 O4 (s)     +   4H2 (g)                                                  


4- ابطه سرعت متوسط يك واكنش با سرعت متوسط واكنش دهنده وفراورده ها به صورت زير است:

معادله موازنه شده واكنش را بنويسيد.

بدون ذكر علت به موارد زير پاسخ دهيد

آ- با توجه به واكنشهاي زير و با مراجعه به جدول پتانسيل كاهشي استاندارد جنس فلز M  کدامیک از چهار فلز    Pt ، Cu    Mn ،  Neمی باشد .

واكنش انجام پذيرنيست M  +  H+             

M   +   2Ag+          M2+   +   2Ag

ب- از بين يون هاي H+ و Ag+ و M2+  كداميك اكسنده ي قوي تري مي باشد؟

پ- از بين H  و Agو M كداميك كاهنده بهتري است؟

نمونه سوال شیمی1

1- با توجه به نمودار مقابل به موارد خواسته شده پاسخ دهيد.

آ- نمودار مقابل كدام قانون گاز ها را نشان مي دهد ؟آن را در يك

جمله تعريف كنيد .

ب- به كدام دما صفر مطلق مي گويند؟

پ- دماي 90درجه سلسيوس چند درجه كلوين است؟

 (با محاسبه )


با توجه به نمودار مقابل به موارد خواسته شده پاسخ دهيد .

آ- انحلال پذيري كدام ماده به دما بستگي بيشتري دارد؟ چرا؟

ب- نقطه A  جه نوع محلولي نسبت به B نشان مي دهد؟

پ- بر اثر تكان خوردن محلولنقطه A چند گرم Bرسوب مي كند؟

 


3- شكل زير محدوده PH چند محلول را نشان مي دهد. با توجه به شكل به پرسش ها پاسخ دهيد. 

آ- كدام محلول (A,B,C,D,E) مي تواند محلول غليظ سديم هيدروكسيد (NaOH)باشد؟

ب- كدام محلول( B  يا C) كاغذ تورنسل را به رنگ آبي در مي آورد ؟چرا؟

پ- كدام محلول مي تواند آب باران باشد؟ چرا؟


4-در مولكول (NH4)2SO4  تعداد اتم هاي نيترو‍ن ...................،هيدرو‍ن .................تعداد عناصر .......... و تعداد كل اتم ها ............است.

-كاتيون و آنيون را با ذكر مثال توضيح دهيد.


۵-در يك كيلو گرم از يك نمونه آب رودخانه 6 ميلي گرم اكسي‍ژن حل شده است  آيا در اين آب يك ماهي با DO=5ppm  زنده مي ماند ؟ با محاسبه نشان دهيد


 ۶- باتوجه به شكل مقابل به سوالات پاسخ دهيد.

آ) شكل مقابل چه مجتمعي را نشان مي دهد ؟

ب) در كدام مرحله لخته سازي انجام مي شود؟

و مواد لخته كننده داراي  چه يونهايي هستند.؟

پ)علت افزايش يون فلوئوريد در مرحله آخر چيست ؟

ت)علت كلر زني در مرحله 6 چيست ؟ و مقدار آن چه اهميتي

دارد؟

 

تبریک

سال تحصیلی جدید مبارک باد

نمونه سوالات شیمی فصل اول - شیمی سوم

 نمونه سوالات شیمی فصل اول - شیمی سوم

 

1-:برای تهیه 2/1 مول گاز اکسیزن چند گرم پتاسیم کلرات تجزیه کنیم ؟

 

2-1/8 گرم آلومینیوم راداخل محلول سولفوریک رقیق می ریزیم چنانچه تمام ان حل شود چند گرم گاز هیدروزن تولید می شود؟

 

3-برای تهیه 6/9 گرم مس به چه مقدار آلو میمیوم احتیاج داریم تا داخل محلول کات کبود بریزیم/

 

4-برای تهیه 60 گرم برم از محلول پتاسیم برمید به چند گرم گاز کلر احتیاج داریم؟

 

5-برای تهیه 6 مول منیزیم هیدروکسید به صورت محلول چند گرم منیزیم را با آب داغ حل کنیم؟

 

6-برای تهیه     1۰۲۲  * 022/6 مولکول گاز اکسیزن به چند گرم منیزیم کلرات احتیاج داریم؟

 

7- بر اثر انحلال 05/0 مول فسفر پنج اکسید چند گرم فسفریک اسید به صورت محلول تولید می شود؟

 

8-06/62% کربن& 34/10% هیدروزن در ترکیب اسید آلی وجود دارد .فرمول تجربی و مولکولی آن را بنویسید ؟

 

9-75/36 گرم پتاسیم کلرات را حرارت دادیم چند لیتر گاز اکسیزن تولید می شود چنانکه چگالی گاز اکسیزن 63/1 گرم بر لیتر باشد ؟

 

10- 8/16 گرم جوش شیرین را بطور کامل تجزیه می کنیم . اگر چگالی گاز کربن دی اکسید 4/1 گرم بر لیتر باشد. چند میلی لیتر کربن دی اکسید تولید می شود؟

 

11- بر اثر حرارت دادن 12 گرم سنگ آهک 4/4 گرم گاز کربن دی اکسید تولید شده است. درصد خلوص سنگ آهک را بدست آورید ؟

 

12-بر اثر حرارت دادن 12 گرم سنگ اهک با خلوص 80% چند میلی لیتر گاز کربن دی اکسید به چگالی 4/1 گرم بر لیتر بدست می آید ؟

 

13- 3 لیتر گاز تیتروزن با چه حجمی از گاز اکسیزن با خلوص 80% بطور کامل بسوزد و گاز دی نیتروزن پنتا اکسید را تولید کند؟

 

14- برای تهیه 6/5 لیتر آمونیاک چه مقدار گاز ازت با خلوص 80% با مقدار کافی هیدروزن تر کیب کنیم؟

 

15- برای تهیه 6/5 لیتر گاز اکسیزن در شرایط استاندارد به چند گرم پتاسیم کلرات با خلوص 80% احتیاج داریم؟

 

16-2/14 گرم گاز کلر را با چند میلی لیتر گاز اکسیزن با خلوص 90% با بیشترین عدد اکسایش می توانیم بسوزانیم ؟

 

17- 2/5 گرم بلور ید ناخالص را با اکسیزن ترکیب کردیم  اگر مقدار اکسیزن مصرف شده در شرایط استاندارد 373/0 لیتر گاز اکسیزن مصرف شده است در صد خلوص ید را بدست آورید؟

 

18- 5 گرم گوگرد ناخالص را بطور کامل می سوزانیم در صورتی که درصد خلوص گوگرد 60% باشد مقدار گاز اکسیزن مصرف شده رابر حسب سی سی در شرایط استاندارد بدست اورید؟

19- 6/5 لیتر گاز گوگرد تیری اکسید چند گرم است؟

 

 20- 112  میلی لیتر گاز کلر 7 اکسید در شرایط استاندارد چند گرم است؟

 

21-  2/14 گرم گاز کلر در شرایط استاندارد چند لیتر است؟

 

22- بر اثر انحلال 9/6 گرم فلز سدیم در آب سرد چند لیتر گاز هیدروزن در شرایط استاندارد متصاعد می شود ؟

 

23- 4/6 گرم گوگرد را می سوزانیم و تولید گوگرد دی اکسید در شرایط استاندارد می شود حجم آن را به دست اورید؟

 

24-6/5گاز تیری اکسید گوگرد را در اب حل می کنیم چند گرم سولفوریک اسید تولید می شود ؟

 

25-12 لیتر گاز فسفر 5 اکسید را در شرایط استاندارد را در آب حل می کنیم . در صورتی که جرم فسفریک اسید تولید شده. 5/24 گرم باشد درصد خلوص گاز فسفر 5 اکسید را به دست آورید ؟

 

26- 112 میلی لیتر گاز نیتروزن 5 اکسید را در شرایط استاندارد در آب حل می کنیم جرم نیتریک اسید تولید شده را بدست آورید ؟

 

27-6/1 گرم سود سوز آور رادر اب حل می کنیم و حجم محلول را به 100 میلی لیتر می رسانیم غلظت معمولی و مولی آن را بدست آورید ؟

 

28- 6/4 گرم سدیم را در اب می اندازیم محلول سود تشکیل می شود اگر حجم محلول 100 میلی لیتر باشد غلظت معمولی و مولاریته آن را بدست آورید؟

 

29- 6/5 لیتر گاز فسفر 5 اکسید را در آب حل می کنیم در شرایط استاندارد اگر حجم محلول فسفریک اسید را به 250 سی سی برسانیم مولاریته محلول اسید را بدست آورید؟

 

30- 100 میلی لیتر محلول 5/0 مولار سولفوریک اسید با چند گرم سود سوز آور خنثی می شود ؟

 

31- برای تهیه 200 میلی تر محلول 45/0 مولار سولفوریک اسید چند مول از این اسید لازم است؟

 

32- در250 میلی لیتر محلول منیزیم نیترات 40 گرم  منیزیم نیترات وجود دارد غلظت معمولی این محلول را محاسبه کنید؟

 

33-برای تهیه 200 میلی لیتر محلول رقیق 25/0مولار پتاس با استفاده از محلول غلیظ پتاس 5 مولار چند میلی لیتر از محلول غلیظ پتاس را با چند میلی لیتر آب مقطر باید رقیق نماییم ؟

 

34- بر روی 25 میلی لیتر محلول سدیم هیدروکسید با غلظت 2/0 مول بر لیتر 75 آب می افزاییم . غلظت مولی محلول رقیق شده چقدر است؟

 

35-56 میلی لیتر گاز هیدروزن کلرید در شرایط استاندارد و حجم محلول را به 100 میلی لیتر می رسانیم مولاریته محلول هیدروکلریک اسید را به دست آورید؟

36-در واکنش زیر از گرم کردن 5/1 سدیم هیدروزن کربنات چند میلی لیتر گاز کربن دی اکسید آزاد می شود؟

 

        2NaHCO(S)------------àH O(g)  +NaCO(s)   +CO(g)

                                            3                               2                      2        3                     2

37- چند گرم پتاسیم کلرات ناخالص با در صد خلوص 80% برای تهیه 6/5 لیترگاز ا کسیزن در شرایط استاندارد برای تهیه6/5لیترگاز اکسیزن در شرایط  استاندارد موردنیاز می باشد؟

 

38-برای تهیه 250 میلی لیترسود 2/0مولار چند گرم سدیم هیدروکسید80%لازم است ؟   

  

 

39-غلظت نیتریک ا سید70%خالص به جرم حجمی 2/1گرم بر لیتر چه مقدار است ؟

 

40-در اثر واکنش 7/9 گرم ید با 5/2 گرم روی واکنش دهنده محدود کننده را و مقدار فراورده آن چند گرم است ؟  

تاریخچه عناصر شیمیایی

 
"ارسطو" (384-322 پیش از میلاد) که نفوذ زیادی در سایر فلاسفه بعدی خود داشت، معتقد بود که تمام مواد از عناصری ساخته شده‌اند که این عناصر ، ازلی و قدیم‌اند، نه از عدم بوجود می‌آیند و نه معدوم می‌شوند و کمیت آنها در طبیعت تغییر ناپذیر است. به عقیده او ماده اولیه دارای چهار خاصیت است که دو به دو در برابر هم و به صورت زوج متضاد قرار گرفته‌اند. این چهار ماده عبارتند از: گرمی ، سردی ، خشکی و رطوبت. تفاوت مواد ، وابسته به مقدار ترکیبی آن از هر یک از این چهار عنصر و نسبت آنها می‌باشد. ترکیب دو زوج خاصیت توسط ارسطو ، او را سرانجام با امپیدوکل در مکتب چهار عنصر همراه ساخت که خاک ، آب ، آتش و هوا باشد.

در قرون وسطی ، کیمیاگران روشی را برای تشخیص عناصر ساده از اجسام پیچیده نداشتند و تنها چند
فلز را می‌شناختند، مانند آرسنیک ، قلع و غیره. کیمیاگران سده‌های میانی ، شمار عناصر را برابر با 7 سیاره می‌دانستند: مس ، آهن ، نقره ، طلا ، قلع ، سرب ، گوگرد و جیوه. گوگرد را پدر عناصر و جیوه را مادر آنها می‌دانستند.

با پیشرفت دانش در سده‌های اخیر ، کم‌کم ماهیت عناصر روشن گردید، مواد گوناگون در دست
تجزیه و ترکیب قرار گرفت و عناصر شیمیایی ، ابتدا بطور مجزا و جدا از هم مورد مطالعه قرار گرفتند و سپس بعدها پیوند و بستگی کامل آنها در جدول پریود ( جدول مندلیف ) منعکس گردید. با پیشرفت علم ، نحوه پیوستگی این جدول نیز کاملتر و دقیق‌تر شد که در ذیل به شرح آنها می‌پردازیم.

اولین طبقه بندی عناصر شیمیایی

در 1829 ، شیمیدان آلمانی "دوبراینر" ، نتیجه مطالعات خود را در طبقه‌بندی عناصر برحسب خواص شیمیایی مشابه آنها منتشر کرد و استنباط کرد که می‌توان عناصری را که دارای خواص مشابه هستند، به دسته‌های سه‌تایی تقسیم کرد که در این صورت وزن اتمی یکی از آنها معدل وزنهای اتمی دو تای دیگر است. مثلا وزن اتمی لیتیم ، سدیم و پتاسیم ، به‌ترتیب 7 ، 23 و 39 است. از روی وزن اتمی لیتیم و پتاسیم می‌توان وزن اتمی سدیم را به صورت زیر بدست آورد:



دوبراینر ، این گروهها را تریاد یا گروههای سه گانه نامید. لیکن در میان همه عناصری که در آن زمان شناخته شده بود، وی تنها به کشف چهار گروه سه گانه یا چهار تریاد موفق گردید.

مطالعات و بررسیهای انجام شده پیش از مندلیف

در سال 1862 ، "Dechancourtoi" ،‌ عناصر را به ترتیب وزن اتمی ، بوسیله نقاطی روی یک مارپیچ نمایش داد. بطوری‌که اختلاف اوزان اتمی برای دو نقطه که فاصله یک حلقه روی مارپیچ داشتند، 16 بود و سعی کرد که تشابه خواص یک گروه را از روی ارتباط هندسی بین نقاط مارپیچ نمایش دهد. مثلا کلر ، برم و ید ، بوسیله نقاط واقع در یک خط نمایش داده شدند؛ ولی متاسفانه کارش مورد توجه واقع نگردید.

در سال 1863 ، "نیولندز" ، دانشمند انگلیسی ، عناصر را به ترتیب افزایش وزن اتمی تنظیم کرد و بدین نکته پی برد که هر هشت عنصر از هر کجا که شروع می‌شود، مانند نت هشتم در موسیقی تقریبا خواص عنصر نخستین را تکرار می‌کند. این رابطه را قانون اکتاوها نامید. سه اکتاو نخستین نیولندز برای نشان دادن سیستم او در زیر آورده می‌شود:

O N C B Be Li H
S P Si Al Mg Na F
Fe Mn Ti Cr Ca K Cl

این سیستم ، تناقضات زیادی را دربر داشت، لیکن بر پایه این فرضیه صحیح نهاده شده بود که خواص عناصر برحسب پریودی معین ، با افزایش وزن اتمی تغییر می‌کنند.

سال بعد ، "Lother- Mayer" جدول شامل بعضی عناصر شیمیایی که برحسب ظرفیت آنها به شش گروه تقسیم شده بود، منتشر کرد. Mayer با توجه به اینکه اختلاف میان وزن اتمی عناصر متوالی در هر گروه ، پایداری معینی را نشان می‌دهد، نوشته خود را بدین مضمون پایان داد: « شکی نیست که میان ارزش عددی و وزنهای اتمی رابطه معینی وجود دارد. » لیکن مایر نتیجه‌های قطعی‌تری درباره ماهیت و اهمیت این رابطه بدست نیاورد.

"مندلیف" (Dmitri Mandeleew) روی جدول تنظیمی خود 20 سال کار کرد تا توانست در سال 1868 آنرا عرضه کند و در مارس 1869 اولین گزارش مختصر خود راجع به قانون پریود به انجمن شیمی _ فیزیک پترزبورگ تقدیم داشت.

قانون تناوبی مندلیف

کشف مهم مندلیف که شاهکار تحقیقات علمی اوست، این بود که متوجه شد خواص قابل اندازه گیری عناصر با افزایش اوزان اتمی ترقی یا تنزل نمی‌کند، بلکه این تغییرات ، تناوب دارد و بطور متناوب گاهی صعودی و گاهی نزولی است. مندلیف برای اینکه عناصر مشابه را زیر یکدیگر قرار دهد، ناچار شد برای برخی عناصر کشف نشده در آن زمان ، در جدول خود جای خالی بگذارد و او توانست خواص سه عنصر ناشناخته را پیش بینی نماید.

با کشف
گالیم در سال 1875 توسط "de.Bosibaudran" فرانسوی ، اسکاندیم توسط Larnilson سوئدی در سال 1879 و ژرمانیم توسط Clemenswinkler آلمانی در سال 1885 ، پیشگویی‌های مندلیف تائید گردید و سیستم تناوبی ، جایگاهی مناسب یافت. مندلیف وجود گازهای نجیب (Ra , Xe , Kr , Ar , Ne , He ) را پیش بینی نکرد، اما در هر حال پس از کشف این عناصر در سالهای 1898-1892 ، عناصر مزبور به سهولت در گروه خود در جدول جا داده شدند.

درست ماندن جدول تناوبی ایجاب می‌کرد که سه عنصر I , Ni , K در محلی غیر از آنکه ترتیب افزایش وزن اتمی حکم می‌کرد، قرار داده شوند. مثلا
ید ، بر اساس وزن اتمی باید عنصر شماره 52 باشد، اما برای قرار گرفتن در گروه عناصر به لحاظ شیمیایی ، مشابه Br , Cl , F ، عنصر شماره 53 در نظر گرفته شد. مطالعه بعدی طبقه‌بندی تناوبی ، بسیاری از شیمیدانها را متقاعد ساخت که خاصیت بنیادی دیگر جز وزن اتمی موجب پیدایش خاصیت مشهود تناوبی است. پیشنهاد شد که این خاصیت بنیادی به نحوی با عدد اتمی مرتبط است.

شایان ذکر است که در زمان مندلیف ، تنها 62 عنصر شناخته شده بود و اوزان اتمی آنها با روشهای غیر دقیق تعیین گردیده بود و از خواص آنها اطلاعات کمتری در دست قرار داشت و در چنین شرایطی ، مندلیف توانست رابطه و تشابه بین گروهی از عناصر مختلف را درک کند.

قانون تناوبی موزلی

"هنری موزلی" Henry G.J.Mosley در سالهای 1913 و 1914 مشکل فوق را حل کرد؛ او توانست با بررسی طیف پرتو ایکس عناصر ، اهمیت عدد اتمی را نشان دهد و طیف پرتو ایکس سی و هشت عنصر را که اعداد اتمی آنها بین 13 (Al) و 79 (Au) بود، مورد بررسی قرار داد و دریافت که وقتی عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی مرتب شده باشند، ریشه دوم فرکانس خط طیفی از عنصری به عنصر دیگر همیشه به مقدار ثابتی افزایش می‌یابد.

بنابراین موزلی موفق شد که بر پایه طیف خطی پرتو ایکس هر عنصر ، عدد اتمی صحیح آن را تعیین کند و به این ترتیب توانست مشکل طبقه بندی عناصری را حل کند که بر اساس وزن اتمی در جای درست خود قرار نمی‌گرفتند. او همچنین ابراز داشت که بین 58Ce تا 71Lu باید چهارده عنصر وجود وجود داشته باشد و ثابت کرد که این عناصر باید در جدول تناوبی به دنبال
لانتان قرار گیرند.

در آن زمان هنوز خانه‌های 43 ، 61 ، 72 ، 75 ، 85 و 87 خالی مانده بود و وجود عناصر احتمالی را که هنوز کشف نشده بود، نشان می‌داد. در سال 1922 ، Hafnium کشف شد که خانه 72 را اشغال کرد. سپس در سال 1925 خانه 75 توسط عنصر Rhenium پر گردید. درباره چهار عنصر باقیمانده باید گفت که با اظهار نظرهای چندی درباره کشف آنها هنوز دلیل قابل اطمینانی بر وجود این عناصر در طبیعت در دست نیست و هر چهار عنصر اخیرا بطور مصنوعی تهیه شده‌اند و این عناصر را
Francium ، Astatine ، Promerhiam ، Technetium نامیدند.

سنجش رقمهای اتمی عناصر ، بوسیله طیف اشعه ایکس از نظر دیگر نیز بسیار اهمیت داشته است. این کار تعیین عدد کلی خانه‌ها را در جدول بین
هیدروژن با عدد اتمی یک و اورانیوم با عدد اتمی 92 که در آن زمان آخرین عضو جدول تناوبی تصور می‌شد، ممکن ساخت و به این ترتیب جدول تناوبی تکامل یافت و با کشف عناصر جدید به تعداد عناصر شناخته شده افزوده گردید تا اینکه جدول تناوبی عناصر به صورت کنونی درآمده است.

 

طبقه بندی عناصر تصویر
 

در جدول تناوبی طبقه بندی عناصر عناصر نماینده

این عناصر گروههای A جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و شامل فلزات و نافلزات هستند. خواص شیمیایی این عناصر بسیار متنوع است. بعضی از آنها دیامغناطیس و برخی دیگر پارامغناطیس هستند، ولی ترکیبات این عناصر معمولا دیامغناطیس و بی‌رنگ‌اند. در این عناصر الکترون متمایز کننده ، الکترون s یا p است که به روش بناگذاری به آخرین پوسته الکترونی افزوده می‌شود.

عناصر واسطه

این عناصر در گروههای B جدول تناوبی دیده می‌شود. تمام این عناصر فلز بوده ، بیشتر آنها پارامغناطیس‌اند و ترکیبات شدیدا رنگین و پارامغناطیس بوجود می‌آورند. در این عناصر الکترون متمایز کننده که به روش بناگذاری به عنصر پیشین اضافه می‌شود، الکترون d است و به پوسته ماقبل آخر افزوده می‌شود. در عناصر واسطه ، الکترونهای دو پوسته آخری در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عناصر واسطه داخلی

این عناصر در پایین جدول تناوبی دیده می‌شوند، اما در واقع باید در تناوبهای ششم و هفتم به دنبال عناصر گروه IIIB قرار گیرند. 14 عنصری که در تناوب ششم بعد از لانتان قرار دارند، سری لانتانیدها نامیده می‌شوند. در تناوب هفتم ، دسته‌ای که به دنبال اکتنیم قرار می‌گیرند، سری اکتینیدها خوانده شده‌اند. در این دسته از عناصر ، الکترونهای متمایز کننده از نوع f بوده ، در پوسته فرعی f واقع در پوسته زیر ماقبل آخر قرار می‌گیرند. تمام عناصر واسطه درونی ، فلز هستند. این عناصر پارامغناطیس‌اند و ترکیبات آنها نیز رنگین و پارامغناطیس می‌باشند.

گازهای نجیب

در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر تناوب جای دارند. این عناصر گازهای بی‌رنگ ، تک اتمی ، دیامغناطیس و از نظر شیمیایی غیر فعال‌اند. بجز هلیم (که آرایش الکترونی دارد) ، تمام گازهای نجیب آرایش الکترونی بیرونی که نظمی بسیار پایدار است، دارند

قانون اول ترمودینامیک

قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید که حالت تعادل ماکروسکوپی یک سیستم با کمیتی به نام انرژی درونی (U) بیان می‌شود. انرژی درونی دارای خاصیتی است که برای یک سیستم منزوی (ایزوله) داریم:

U=مقدار ثابت

اگر به سیستم اجازهٔ برهم‌کنش با محیط داده شود، سیستم از حالت ماکروسکوپی اولیهٔ خود به حالت ماکروسکوپی دیگری منتقل می‌شود که تغییر انرژی درونی را برای این تحول (فرآیند) می‌توان به شکل زیر نشان داد:

ΔU = Q + W

که در این فرمول W، کار ماکروسکوپی انجام شده توسط سیستم در برابر نیروی خارجی و Q مقدار گرمای جذب شده توسط سیستم در طی این فرآیند است.

 نمادگذاری

شمیی و فیزیک

چون در شیمی و فیزیک سیستم مورد توجه‌است، گرما و کاری که به سیتم داده می‌شود مورد نظر ماست و انرژی درونی را Q+W در نظر می‌گیریم. (سیستم را بسته، در حالت سکون و در غیاب میدان‌ها در نظر می‌گیریم)

\mathrm{d}U=\delta Q+\delta W\,,


که در آن

dU یک افزایش بی‌اندازه کوچک در انرژی درونی سیستم است.,
δQ یک مقدار بی‌اندازه کوچک از گرما که به سیستم افزوده می‌شود,
δW یک کار بی‌اندازه کوچک که بر روی سیستم انجام می‌شود و
δ نماد دیفرانسیل است.

در واقع تعریف قانون اول چنین است : اگر به سیستمی گرما داده شود و یا از آن گرما گرفته شود، انرژی درونی سیستم تغییر خواهد نمود که حاصل آن کار انجامشده توسط سیستم و یا کار مورد نیاز سیستم برای تغییر انرژی درونی خواهد بود .

نمونه سوال شیمی اول

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سوالات صفحه 1

ردیف

 

با استفاده از واژه های داخل کادر عبارتهای زیر را کامل کنید:

 

آهن- روان کننده- آلومینیم- کربن دی اکسید – ته مانده – بازگردانی – کربن منو کسید – چند سازه -

 

آ) در سوختن کامل آلکانها ............ و آب تنها فرآورده واکنش به شمار می آیند.

ب) در پایین برج تقطیر نفت خام موادی که نقطه جوش آنها بیش تر از 370 درجه است , به صورت مایع های غلیظی به نام............... باقی می مانند.

پ)وجود نشانه ی ........... روی هر کالا نشان می دهد که کالای یاد شده دور انداختنی نیست.

ت) فراوانترین فلز در پوسته زمین ................ است .

 

 1

 

با حذف واژه های نادرست , عبارت درست را بنویسید:

 

 آ) کاغذ و مقوا یک منبع (تجدیدپذیر- تجدید ناپذیر)  و زیست تخریب پذیر هستند.

 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد . این ناحیه را تروپوسفر می نامند. ب)  بیش تر جرم هوا کره در فاصله  

 

پ) در سدیم کلرید , اتم سدیم یک الکترون (می گیرد – از دست می دهد )و به یک یون (مثبت – منفی) تبدیل می شود.

 

ت) یک راه نسبتا ارزان برای بالا بردن عدد اوکتان بنزین ( افزودن تترااتیل سرب – شاخه دار کردن بنزین ) می باشد.

 

2

 

با توجه به شکل روبرو به سوالات مربوطه پاسخ دهید :

 


آ) معادله واکنش مربوطه را بنویسید:                                                                      +            +

C                    O2                                                                                                                                      

ب) آیا قانون پایستگی جرم در آن رعایت شده است ؟ چرا؟

                                                                          

                                                              

3

با توجه به شکل روبرو به سوالات مربوطه پاسخ دهید :

 


آ) معادله واکنش مربوطه را بنویسید:                                                                      +            +

C                    O2                                                                                                                                      

ب) آیا قانون پایستگی جرم در آن رعایت شده است ؟ چرا؟

 

 

4

 

 بارم

     

 

 

 

سوالات صفحه 2

ردیف

 

با توجه به جدول زیرکه گوشه ای از جدول تناوبی است, به پرسش های مطرح شده پاسخ دهید:

 

B

C

N

O

x

Ne

y

Si

P

S

Cl

z

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

 

فلز و کدام نافلزند؟   کدام X , Y , Z آ)  در بین عناصر مجهول

 

 را بنویسید ؟Y , Xب) فرمول ترکیب عنصر

 

پ) در بین عناصر مجهول داده شده کدام یک گاز نادر است ؟

 

ت) شبه فلزات موجود در این جدول رامعلوم کنید :

 

5

 

درستی یا نادرستی هر یک از عبارتهای زیر را تعیین کنید و در صورت نادرست بودن علت آن را هم بنویسید :

 

آ) وجود کلسیم هیدروژن کربنات محلول در آب , باعث سختی موقت آن می شود.

 

ب) سولفورو اسید معروف به جوهر گوگرد است و در باتری ماشین کاربرد دارد.

 

پ) انحلال پذیری گازها در آب با کاهش دما کاهش می یابد .

 

ت)گازهای کربن دی اکسید و متان و بخار آب گازهای گلخانه ای نامیده می شوند.

 

 

6

 

  معادله واکنش های زیر را با نوشتن فرمول شیمیایی مواد مناسب کامل کنید . و اگر به موازنه احتیاج بود آنها را موازنه کنید :

 

n ………………                        (-CH2  -   CH2  - )n

 

……………..               C8H16     +   C8H18        

 

Fe    +     O2                  ………….

 

7

 

فرمول و نام ترکیبات حاصل از دو عنصر داده شده در هر قسمت را بنویسید :

 

F ,  Na                   -                  Al , O                  -      S , Ca

 

 

 

 

 

8

 

بارم

 

 

 

 

سوالات صفحه 3

ردیف

 

به سوالات زیر پاسخ دهید :

 

آ) نیرو های بین مولکولی در آب و یخ چه نام دارند ؟

 

  آب آشامیدنی سالم را در چه گستره ای در نظر گرفتند؟PHب)سازمان های جهانی حفاظت از محیط زیست حدود

 

 

پ) این جمله بیانگر چه قانونی است ؟ (( گازها اگر فشرده شوند حجم کمتری اشغال می کنند ))

 

 

ت) به میانگین فشار هوا در سطح دریا چه می گویند ؟

 

9

 

در مورد چرخه زیر به سوالات پاسخ دهید :

O3                                               O2                                                                                                 

                                                                                                                    

 

O2                                           Oآ) نام این چرخه چیست ؟                                                                     

 

 

ب) اتم های کلر از شکسته شدن کدام مولکول ها (مواد) حاصل می شوند ؟و چه تابشی در استراتوسفر باعث شکسته شدن این مولکولها می شود ؟

 

 

10

 

 

هر کدام از اصطلاحات زیر را توضیح دهید :

 

 

برش نفتی –

 

 

-         CNG

 

 

زیست گاز –

 

 

آلوتروپ –

 

 

 

 

11

 

 بارم

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 نمره

 

سوالات صفحه 4

ردیف

 

در کنار هر یک از موارد ستون اول  , شماره مناسب را در ستون دوم  که با آن ارتباط دارد , بنویسید :

 

 

ستون دوم

ستون اول

1) اوزون تروپوسفری

آ) یک آلاینده نوع اول

2) پسماند مواد غذایی

ب) از خواص فلز ها

3)عایق برق و گرما

پ)زیست تخریب پذیر

4)بازنگری

ت) اصلاح عادت ها در استفاده از مواد

5)گوگرد دی اکسید

 

6)معمولا نقطه ذوب و جوش بالایی دارند

 

7) باز به کار بردن

 

 

 

 

12

 

اگر یک گرم اوکتان را بسوزانیم 8/47 کیلوژول گرما آزاد می شود .با سوزاندن 5 گرم اوکتان چه مقدار گرما آزاد می شود ؟

 

 

 

 

 

 

13

 

(Zn = 651020  *  011/3  اتم روی , چند مول و چند گرم روی را شامل می شود ؟ ( 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

نمونه سوال شیمی اول دبیرستان

1- DO برای ماهیها چقدر است؟    الف) 4       ب) 004/0      ج) 1        د) ۰۰۱/۰   

                    

 2- سرکه و محلول سدیم هیدروکسید هر کدام با تورنسل به چه رنگی در می آیند؟

الف) هردو فرمز                                              ب) هردو آبی          

   ج) سرکه قرمز  -  سدیم هیدروکسید آبی        د) سرکه آبی -  سدیم هیدروکسید قرمز

 

5- کدامیک در باطری های قلیایی کاربرد دارد؟  

 الف) سولفوریک اسید ب) پتاسیم هیدروکسید  ج) کلسیم هیدروکسد   د) فسفریک اسید

 

6- فرمول شیمیایی ماده A برابر Fe(OH) 2  و ماده B برابر HBr   است . کدام گزینه درست است؟

الف) A بازوB اسید است  ب) Aاسید وB باز است  ج) هردو اسید است  د) هردو باز است

 

7- کدام خنثی است؟   الف) CCl4    ب) KOH    ج) H2SO4      د) HClO3 

 

8 - PH کدام از 7 بیشتر است  ؟

 الف) سرکه      ب) نوشابه گازدا    ج) آب دریا      د) آب باران 

  

9- PHمناسب برای آب آشامیدنی چقدر است؟

 الف) 5/6  تا 2/8         ب) 5/6 تا 5/8        ج) 5 تا 9     د) 7/6 تا ۶/۷

 

10 -  کدام جزء کاتیونهای فلزات سنگین است؟ 

  الف) Ca2+  ( کلسیم )      ب) Al3+ (آلومینیوم)   ج) K+(پتاسیم)   د) Pb2+(سرب)

 

11- کدام یون به سیستم عصبی کلیه و کبد آسیب می رساند؟ 

   الف)Ca2+ (کلسیم)      ب) Cd2+ (کادمیم)       ج) Mg2+        د) Fe2+

 

12- کدام یون برای فعالیتهای زیستی مفید است؟  

   الف) Ca2+ (کلسیم)    ب)Cd2+ (کادمیم)   ج) Hg2+ (جیوه)   د) Pb2+ (سرب)

 

13- عامل سختی موقت آب کدام یون است؟    

  الف) کلسیم          ب) منیزیم          ج) آهن              د)کلسیم هیدروژن کربنات

 

14- صابون در کدام آب به خوبی کف می کند؟

 الف) آب نرم ب)آب سخت ج) آبی که یونهای Mg2+دارد  د)آبی که یونهایFe2+دارد

 

15- کدام یون لخته کننده است؟            

  الف) Mg2+          ب) Fe2+                   ج) Al3+                د) Cd2+  

 

16- کدام یون از پوسیدگی دندان جلوگیری می کند؟  

   الف) K+(پتاسم)        ب)Na+ (سدیم)           ج) Cl-(کلرید)            د) F-(فلئورید)

 

17-  افزایش دما چه تاثیری در فعالیت آبزیان و غلظت اکسیزن محلول در آب دارد؟

 

18- 015/0 گرم کلسیم در 500 گرم آب حل شده است غلظت کلسیم در آب چند ppm است؟

 

19- حد مجاز غلظت یک ماده در آب 4/0 ppm  است اگر غلظت این ماده در نمونه ای از آب 6/0 ppm  باشد :

الف- ضریب خطر این ماده را حساب کنید.

ب) آیا می توان از این نمونه آب استفاده کرد؟

 

20- سه بیماری که از طریق آبهای آلوده منتقل  می شود نام ببرید.

 

21- چرا انسان نباید به فرایندهای تصفیه ی طبیعی آب اکتفا کند؟

 

22- معادله را کامل کنید.                       

                     2Na+ + کلسیم کربنات           <--                ................. + Ca2+  .

23- مراحل تصفیه ی فاضلاب را بنویسید.

24- چرا برخی از ذرات گل و لای آبهای طبیعی به راحتی ته نشین نمی شوند؟

متا پریدات پتاسیم

تهيه متاپريدات پتاسيم

تهيه پتاسیم متاپريدات و تعيين درصد خلوص آن

 

هدف از اين آزمايش تهيه پتاسیم متاپريدات با استفاده از پتاسیم يدات، پتاسیم پرسولفات، پتاسیم هيدروکسيد و نيتريک اسيد غليظ 1:1 و تعيين درجه خلوص آن با استفاده از سنجش مقدار I2 به وسيله پتاسیم تيوسولفات با نرماليته مشخص می باشد.

اکسی اسيدهای هالوژن دار فراوانی از قبيل HIO ، HIO3 ، HIO4 ، H5IO6 و H4I2O  وجود دارند. پريدات ها را از اکسايش يدات ها به وسيله هيپوکلريت در محلول های غليظ سديم هيدروکسيد تهيه می کنند و دی سديم پاراپريدات که انحلال پذيری بسيار کمی دارد و رسوب می کند.

 

2 Na+ + IO3- + OCl- + OH- + H2O  →  Na2H3IO6 + Cl-

 

پريديک اسید در محلول آبی به صورت يون چهار وجهی IO4- و همچنين به چندين شکل آب پوشيده وجود دارد. تعادل های اصلی در محلول های اسيدی عبارتند از:

 

H5IO6  →  H+  +  H4IO6-

 

H4IO6-  →  H+  +  H3IO6

 

H4IO6-  →  IO4-  +  2 H2O

 

در محلول های آبی پريديک اسید به صورت H5IO6 وجود دارد. بخش قابل توجهی از آنيون های يک ظرفيتی منفی، آب از دست داده و به شکل متا، يعنی IO4- در می آيد. نمونه های آب پوشيده اصطلاحاً اُرتوپريدات ناميده می شود. تعادل هايی که به pH بستگی دارند به سرعت برقرار می شوند.

 

متاپريديک اسيد را می توان در فلوئوريدريک اسيد بی آب، فلوئور دار کرد و فلوئور و پريديک به دست آورد.

 

HIO4 + F2  →  IO3F + HF + ½ O2

 

تترايدنانو اکسيد (I4O9) از واکنش بين ارتو فسفريک اسيد و يديک اسيد به دست می آيد و در اثر هيدروليز، به HIO3 و I2 تبديل می شود.

 

5 I4O9 + 9 H2O  →  18 HIO3 + I2

 

می توان گفت که ترکيب بايد به صورت يد(III) يدات، I(IO3)3 ، فرمول بندی شود. دی يدوپنتو اکسيد، I2O5 را می توان با گرم کردن يديک اسيد تا 20 °C تهيه کرد.

2 HIO3  →  H2O + I2O5

 

اين ترکيب غير فرّار بلورين می باشد و تا دمای 300 °C تجزيه نمی گردد. اين ترکيب عامل اکسنده قوی است و در تعيين کربن منو اکسيد در مخلوط های گازی به کار می رود.

I2O5 + 5 CO  →  I2 + 5 CO2

 

واکنش در دمای 70 °C کمی است و يد توليد شده را با روش های حجم سنجی استاندارد کنيد. I2O5 با آب و قليا واکنش می دهد و يون يدات (IO3)- توليد می کند. در حالت جامد، شواهد يک اتم اکسيژن به صورت پلی بين دو گروه IO2 را تائيد می کند.

 

 

ساختار H5IO6

H5IO6

 

H5IO6 در اثر گرما، آب از دست داده و ابتدا به پيروپريديک اسيد (H4I2O9) و سپس به پريديک اسيد (HIO4) و سرانجام به يديک اسيد تجزيه می شود.

 

2 H5IO6     →     H4I2O9     →     2 HIO4     →     2 HIO3 + O2

 

در محلول های قليايی پريدات دیمِر (دوپار) می شود.

 

2IO4- + 2OH-  →  H2I2O104-

 

پريديک اسيد اکسيدکننده قوی است. بنابراين برای اکسايش يون منگانو به پرمنگنات مناسب است. در واکنش، ممکن است اوزون آزاد شود ولی هيدروژن پراکسيد تشکيل نمی شود.

 

وسايل مورد نياز:

قيف، بشر 250 ml، ارلن 250 ml، بورت 250 ml، پيپت 10 ml، حمام آبی، استوانه مدرج، کاغذ تورنسل، ترازو، هیتر، کاغذ صافی، هم زن

 

مواد مورد نياز:

پتاسيم يدات (KIO3)، پتاسيم پرسولفات، پتاسيم هيدروکسيد (KOH)، نیتریک اسيد 1:1 (HNO3)، بوريک اسيد (H3BO3)، پتاسيم يديد (KI)، سدیم تيوسولفات 0.1 N (Na2S2O3)، کلريدريک اسید غليظ (HCl)، محلول چسب نشاسته، یخ

 

روش کار

1.25 gr پتاسيم يدات (KIO3) را در 15 ml آب مقطر گرم در يک بشر 250 ml حل کنيد. به آن 2 gr آمونیوم پرسولفات اضافه کنيد. 2.5 gr پتاسيم هیدروکسید دانه ای را دانه دانه اضافه کنيد و به آرامی هم بزنید. مخلوط را به مدت 20 min در حمام آب گرم قرار دهيد رسوب تشکيل شده (پتاسيم سولفات) را با افزایش 15 ml آب حل کرده و محلول را به دمای محیط (25-30°C) می رسانیم. پتاسیم دی فروپريدات به فرمول K4I2O9 تشکيل می شود. در صورت وجود مواد نامحلول، محلول را صاف کنيد.

 

محلول را در حمام يخ قرار دهيد و ضمن به هم زدن از طریق یک بورت به آن قطره-قطره نيتريک اسید 1:1 می افزاییم. (برای تهیه نیتریک اسید 1:1 حدود 10 ml آب مقطر و 10 ml نیتریک اسید را با هم ترکیب می کنیم). ادامه می دهیم تا رنگ کاغذ تورنسل قرمز شود.

سپس دوباره 1 ml از محلول نیتریک اسید اضافه کرده و رسوب سفید، پتاسیم متاپريدات (KIO4)، را به کمک قيف بوخنر جدا کنيد. پس از شستشو با کم ترین مقدار آب مقطرِ سرد، آن را در هوا خشک کنيد.

 

تعیین درصد خلوص پتاسیم متاپریدات

اسید های پریدیک جزء اکسنده های قوی و فعال می باشند. با استفاده از این خاصیت می توان میزان خلوص اسید تهیه شده را تعیین کرد. پریدیک اسید (HIO4) در محیط اسیدی بر اساس واکنش زیر تجزیه می شود:

 

IO4-  +  2 H+  +  2 I-  →  I2  +  IO3-  H2O

 

ید آزاد شده در واکنش را می توان با استفاده از یون سدیم تیوسولفات (Na2S2O3) سنجید. در محیط اسیدی یدات ایجاد شده مطابق واکنش زیر تجزیه می شود:

 

IO3-  +  5 I-  +  6 H+  →  3 I2  +  3 H2O

 

در این مرحله نیز می توان ید آزاد شده در واکنش را با استفاده از یون سدیم تیوسولفات (Na2S2O3) سنجید.

واکنش ید با تیوسولفات را می توان به صورت زیر در نظر گرفت:

 

2 S2O32-  +  I2  →  2I-  +  S4O62-

 

روش کار

دقیقاً 0.1 gr از نمک خشک، پتاسیم متاپریدات (KIO4)، را در ارلن مایر 250 ml در 100 ml آب مقطر حل کنيد. به آن 2 gr بوراکس (Na2B4O7) اضافه و بعد از حل شدنِ بوراکس، تا حد اشباع بوريک اسيد (H3BO3) اضافه کنيد. سپس 3 gr پتاسیم يديد (KI) افزوده و مجموعه را به مدت 5 min به حال خود بگذاريد. در اين مرحله پريدات به يدات و يديد به ید تبديل می شود. يد آزاد شده را به وسيله محلول تيوسولفات 0.1 N تیتر کنید تا آخرین نشانه رنگ زرد از بین برود. حجم تيوسولفات مصرف شده را يادداشت کنيد(v1).

برای کامل شدن واکنش به اين محلول 1 ml کلريدريک اسید غليظ اضافه کنيد تا يدات با يديد و کلريدريک اسيد ترکيب شده و يد آزاد شود. يد آزاد شده را مجدداً به وسيله محلول تيوسولفات 0.1 N بسنجيد. تيتراسيون را ادامه دهيد تا رنگ زرد از بين برود. حجم دوم را يادداشت کنيد(v2).

برای تيتراسيون از محلول چسب نشاسته به عنوان معرف استفاده کنيد.

با استفاده از حجم محلول تیوسولفات مصرف شده (V = v1 + v2) مقدار پتاسیم پریدات به دست می آید.

تاریخچه جدول تناوبی عناصر

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

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

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

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

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

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

سوالات شیمی سوم دبیرستان فصل 2

نمونه سوالات فصل دوم شیمی 3

١ تغيير آنتالپي يك واکنش به کدام يك از عوامل زير بستگي ندارد؟

الف) حالت فيزيكي مواد واکنش دهنده و فرآورده ها

ب) مقدار مواد واکنش دهنده ها و فرآورده ها

ج) دما و فشار

د) تابع حالت

٢ – کداميك از گزينه هاي زير صحيح است؟

الف) فرآيند تشكيل يك پيوند معمولاً فرآيندي گرماگير است.

ب) تغيير آنتالپي يك واکنش که از چپ به راست نوشته مي شود از لحاظ مقدار معادل تغيير

آنتالپي واکنش برگشت مي باشد ولي علامت آن مخالف است.

ج) تغيير آنتالپي يك واکنش به شرايط انجام واکنش بستگي ندارد.

د) هنگامي که 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

٣ در تغييرهايي که خود به خود انجام مي شود، کدام مورد صحيح است؟

٤- کدام ويژگي زير تابع حالت نيست؟

الف) انرژي دروني           ج)کار

ب) آنتروپي                    د)آنتالپی

٥– کار انبساطي با کدام نماد نشان داده مي شود؟

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

الف) گرماگير افزایش ج) گرماده افزایش

ب) گرماگير – کاهش د) گرماده –کاهش

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

الف) آنتالپي                     ج) انرژي دروني

ب) آنتروپي                   د)هر سه مورد

 

۸ - کدام گزينه درست است؟

الف) گرما همواره از جسم سردتر به جسم گرم تر منتقل مي شود.

ب) هنگامي که جسم سرد مي شود، انرژي ذره هاي تشكيل دهنده آن افزایش مي یابد.

ج) گرما نوعي انرژي است که به نوع پيوندهاي درون ماده بستگي دارد.

د) دما معياري از گرمي یك جسم مي باشد

 

نمونه سوال شیمی سوم دبیرستان

سوال تستی شیمی ۳

۱-كدام گزینه در مورد انتالپی تشكیل نادرست است؟

الف.تغییر انتالپی درواكنش تشكیل یك مول ماده از عناصر سازنده ی ان     است .

ب.گرمای استاندارد تشكیل بسیاری از مواد منفی است .

ج.گرمای استاندارد تشكیل عنصرها به حالت ازاد صفر است .

د.الماس به عنوان حالت استاندارد كربن برای گرمای استاندارد تشكیل میباشد .

 

2.اگردر شرایط مساوی واكنش سوختن اوكتان در ظرف سر باز انجام شود و یا اینكه این سوختن در موتور خودرو انجام شود كدام كمیت یا كمیت ها در دو حالت یكسان است ؟

الف. انرژی درونی و گرما        ب.گرما وكار       ج.كار        د.انرژی درونی

 

3.گرماسنج بمبی برای اندازه گیری گرمای یك واكنش در ... ثابت استفاده می شودكه ... همان ... سیستم است .

الف . حجم ثابت. انرژی درونی                           ب. فشار ثابت . انتالپی

ج. حجم   ثابت . انتالپی                                      د. فشار ثابت. انرژی درونی

.

4. انتالپی تبخیر كدام بیشتر است ؟

الف .ارگون           ب.متان             ج. دی اتیل بنزن                د. آب

 

5. با توجه به اینكه گرمای تشكیل گازهای گوگرد دی اكسید و گوگرد تری اكسید بر حسب كیلو ژول بر مول به ترتیب برابر 8/296- و 2/395- است . آنتالپی واكنش زیر چند كیلوژول است؟

            SO2+0/5O2    -->          SO3

 الف . 692-                 ب.4/98-                 ج. 8/196-               د .346+

 

6.پایدارترین دگرشكل كربن  ...  است كه انتالپی تشكیل آن ...

الف. گرافیت . مقدارمنفی است                        ب . الماس .  مقدار منفی است    

ج. گرافیت . برابرصفر است                           د. الماس . برابر صفر است .

 

7رمقایسه تحت كدام شرایط زیر از سوختن پروپان گرمای بیشتری آزاد می شود ؟

1)  C3H8(g)+5O2(g)        -->      3CO2(g)+4H2O(L)          

  ۲ )C3H8(g)+5O2(g)       -->          3CO2(g)+4H2O(g)

3)2C3H8(g)+10O2(g)       -->        6CO2(g)+8H2O(L)

4) 2C3H8(g)+10O2(g)   -->          6CO2(g)+8H2O

 

8.گرمای تبخیر مولی آب 7/40كیلو ژول بر مول است برای تبدیل 2گرم آب100درجه سانتیگراد به 2گرم بخار آب 100درجه سانتیگراد چند كیلو ژول گرما لازم است؟

)H2O=18)

 

الف.35/20        ب.52/4       ج.4/81              د.26/2

 

9.معادلات شیمیایی زیر را موازنه كنید.

1)NaOH+H3PO4    -->            Na3PO4+H2O

 

2)Mg3N2+H2O       -->          NH3+Mg(OH)2

 

10.به سؤالات زیر پاسخ دهید

 الف)واكنش جا به جایی دوگانه را تعریف كنید.

 ب)در جای خالی واكنشگر یا فراوردهمناسب قرار دهید.

1)   2NaHCO3(s)      -->             …….+……..  + H2O     

2)      ………..              <--   ( 2KNO2+O2(g

11.نوع واكنش های زیر را مشخص كنید.

 

1)N2+3H2     -->             2NH3

 

2)H2S2O7+H2O       -->         2H2SO4

 

3)H2SO4+2NaOH            -->     Na2SO4+2H2O

 

4)2K+2H2O   -->          H2+2KOH

 

12مكانیسم پر شدن كیسه های هوا در اتومبیل را با نوشتن معادلات مربوطه توضیح دهید. 

13سیلیكون تترا كلرید    SiCL4 را میتوان با حرارت دادن Siدر گاز كلر به دست آورد.

Si(s)+2cl2(g)     -->          SiCL4(L)

 

در واكنشی 5/0مولSiCL4 تهیه شده است.

الف)چند مول گاز كلر در واكنش مصرف شده است ؟

ب)اگر مقدار 12گرم SiCL4تولید شود چند گرم Si مصرف شده است؟     (Si=28g,cl=35g)

.14مول گاز مو نوكسید كربن را با 7مول گاز اكسیژن وارد واكنش می كنیم تا دی اكسید كربن بدست آید .كدام واكنش دهنده محدود كننده است؟چرا؟چند مول از كدام ماده اضافی است؟

 

15با 100گرم هیدروكسید سدیم جامد وبا خلوص %80چند لیترمحلول 0/2مولار می سازید.  NaOH=40

 

16. واكنش 2 مول دی نیتروژن پنتا اكسید با آب چند گرم اسید نیتریك بدست می آید .

 

اسید نیتریك          <--    آب+نیتروژن پنتاكسید

 

H=1     O=16      N=14

 

17 -مطابق واكنش زیرازگرم كردن ۱/۵ گرم سدیم هیدروژن كربنات چندمیلی لیترگازCO2آزاد

می شود؟چگالی CO2برابر 1/1گرم بر لیتر است.

2NaHCO3(s)         -->       H2O(L)+Na2CO3(s)+CO2(g)

 18.برای تهیه 10میلی لیتر محلول HCL,0/2مولار به چند میلی لیتر از محلول 2مولار آن نیاز داریم.

 

19.چند گرم سیلیسیم خالص از واكنش كامل 225گرمSiCL4و225كرم منیزیم بدست می آید. 

SiCL4(L)+2Mg(s)     -->              Si(s)+2MgCL2 

Si=28              Mg=24               CL=35

 

12.FeTiO3در واكنش با اسید سولفوریك تولید TiO2كه یك ماده سفید رنگ است می كند.این ماده به دلیل شفاف بودن به عنوان عامل رنگ كننده به كار می رود. 

FeTiO3+H2SO4             -->       TiO2+FeSO4+H2O

 

۲۰)دریك آزمایش هشت ضرب در ده به توان سه كیلو گرم FeTiO3تولید سه ممیز شصت وهفت ضرب در ده به توان سه TiO2می كند.بازده درصدی واكنش را حساب كنید.

(Ti=48   )         (O=16)     (Fe=56)

۲۱) جه حجمی از گاز H2Sدر شرایط STPمی تواند از واكنش K2Sاضافی با 1/6Lمحلول HCL 5/0 مولار بدست آید

2HCL+K2S         -->        H2S+2KCL

ساختار هسته اتم

ساختار هسته اتم

هسته مجموعه‌ای از ذرات باردار با بار مثبت می‌باشد که در یک حجم فوق‌العاده کوچک تمرکز یافته‌اند و با نیروی بسیار قوی و برد کوتاه (نیروی برهمکنش قوی هسته‌ای) بهم مقید شده‌اند که این مجموعه متراکم ، کل جرم اتم را در خود دارد و الکترون‌ها در اوربیتال‌هایی ، حول این نقطه چگال مرکزی در حال دوران هستند.

img/daneshnameh_up/e/ec/hhhh.jpg

اجزای اصلی هسته

ذرات اساسی که کلیه هسته‌ها از آنها ترکیب شده است، عبارتند از:


خواص اساسی هسته

این خواص بر دونوع است که عبارتند از :


جرم و بار هسته

جرم هسته را می‌توان با این فرمول زیر پیدا کرد : M=Z×Mh + N×Mn که در آن ، M جرم هسته ، Mh جرم یک اتم هیدروژن یا جرم پروتون و Mn جرم نوترون می‌باشند.
img/daneshnameh_up/a/ac/atom.jpg

شعاع هسته

آزمایش‌های دقیق‌تر با بهره‌گیری از پراگندگی ذرات هسته‌ای دیگر و الکترون‌ها نشان داده‌اند. شعاعی که در آن ، آثار هسته‌ای ظاهر می‌شود، از رابطه زیر بدست می‌آید:


R=R0 A1/3
که در آن ، R0 ثابت شعاع دارای این مقادیر است:R0=1.2 F , 1.4 F که در آن F نماد فرمی ، واحد طول هسته‌ای است و A جرم اتمی می‌باشند.

خواص دینامیکی هسته

نمونه سوال

موازنه کنید :

1

H2 + O2     =>     H2O

2

H3PO4 + KOH     =>    K3PO4 + H2O

3

K + B2O3      =>      K2O + B

4

HCl + NaOH => NaCl + H2O

5

Na + NaNO3 => Na2O + N2

6

C + S8 => CS2

7

Na + O2 => Na2O2

8

N2 + O2 => N2O5

9

H3PO4 + Mg(OH)2 => Mg3(PO4)2 + H2O

10

NaOH + H2CO3 => Na2CO3 + H2O

11

KOH + HBr => KBr + H2O

12

H2 + O2 => H2O2

13

Na + O2 => Na2O

14

Al(OH)3 + H2CO3 => Al2(CO3)3 + H2O

15

Al + S8 => Al2S3

16

Cs + N2 => Cs3N

17

Mg + Cl2 => MgCl2

18

Rb + RbNO3 => Rb2O + N2

19

C6H6 + O2 => CO2 + H2O

20

N2 + H2 => NH3

21

C10H22 + O2 => CO2 + H2O

22

Al(OH)3 + HBr => AlBr3 + H2O

23

CH3CH2CH2CH3 + O2 => CO2 + H2O

24

C + O2 => CO2

25

C3H8 + O2 => CO2 + H2O

26

Li + AlCl3 => LiCl + Al

27

C2H6 + O2 => CO2 + H2O

28

NH4OH + H3PO4 => (NH4)3PO4 + H2O

29

Rb + P => Rb3P

30

CH4 + O2 => CO2 + H2O

31

Al(OH)3 + H2SO4 => Al2(SO4)3 + H2O

32

Na + Cl2 => NaCl

33

Rb + S8 => Rb2S

34

H3PO4 + Ca(OH)2 => Ca3(PO4)2 + H2O

35

NH3 + HCl => NH4Cl

36

Li + H2O => LiOH + H2

37

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C => CaSiO3 + CO + P

38

NH3 + O2 => N2 + H2O

39

FeS2 + O2 => Fe2O3 + SO2

40

C + SO2 => CS2 + CO

نمونه سوالات تستی و تشریحی شیمی سال دوم دبیرستان  

به نام خدا

 

نمونه سوالات تستی و تشریحی شیمی سال دوم دبیرستان  


1- جنس اشعه آلفا و اشعه بتا چيست؟

1) آلفا الکترون و بتا پروتون

 2) آلفا هسته هليم و بتا الکترون

3) آلفا هليم دو بار مثبت و بتا پروتون

4) آلفا امواج الکترو مغناطيسي وبتا الکترون


2- اوربيتال ۱s اتمهاي هيدروژن و هليم از چه نظر با هم تفاوت ندارد؟

1) اندازه شعاع 2) تراکم ابر الکتروني 3) تعداد الکترون 4) شکل ابر الکتروني

3- عدد جرمي عنصري 45 و تفاوت تعداد نوترون و پروتون هاي هسته آن برابر 3 است اين عنصر در کدام دوره از جدول تناوبي جاي دارد؟ 1) دوم 2) سوم 3) چهارم 4) پنجم


4- کدام عدد اتمي به عنصري مربوط است که تعداد الکترون هاي آخرين لايه آن بيشتر است؟


1) 13 2           ) 14                  3) 15                 4) 19


5- عدد جرمي عنصري 32 است اگر تعداد پروتون و نوترون آن برابر باشد عدد اتمي آن کدام است؟


1) 16           ۲) 32                  ۳) 15                  4) 17


6- Cl داراي دو ايزوتوپ است که عدد جرمي آنها 32 و 37 مي باشد ايزوتوپ سنگين چند نوترون دارد؟


1) 17             2) 20                   3) 18                  4)37


7- يون M دو بار مثبت در لايه M خود 8 الکترون دارد عدد اتمي عنصر M کدام است؟


1) 16               2) 12                  3) 20                    4) 8


8- کدام يک از مدل هاي اتمي زير طرح کاملتري را براي ساختار اتم وآرايش الکتروني آن ارائه مي دهد؟


1) دالتون             2) بور                 3) رادرفورد             4) اوربيتالي


9- ناحيه معيني از فضاي اطراف هسته که بيشترين احتمال حضور الکترون را دارد چه ناميده مي شود؟


1) لايه الکتروني       2) سطح مرزي     ۳) تراز انرژي             4) اوربيتال اتمي


10- در مدل اتمي بور ، در مداري که با n=4 مشخص مي شود حداکثر چه تعداد الکترون به دور هسته در حال گردش است؟


1) 2                    2) 8                  3)  18                    4) 32


11- کدام مطلب در مورد تراز انرژي d3 نادرست است؟


1) با 10 الکترون کاملا پر مي شود              2) در اتم Fe26 قبل از تراز S4 پر مي شود


3) در اتم K19 سطح آن از تراز S4 بالاتر است              4) داراي پنج اوربيتال


12- يون x سه بار منفي در لايه M خود 8 الکترون دارد عدد اتمي عنصر x کدام است ؟


1) 16                    2) 12                3) 20                    4) 15


13- آرايش الکتروني لايه ظرفيت عنصر Sn 50 کدام است؟


1) 5S2; 5P2 2) 5S2; 5P1 3) 4d10, 5S۲4)  4d3 ; 5S2


14- در کدام دو عنصرآخرين تراز الکتروني اشغال شده نيمه پر است؟


29Cu,27Co(4 27Co,25Mn (3 30Zn,25Mn(2 25Mn,24Cr(1


15- کدام گزينه با مدل اتمي بوهر سازگار نيست؟


1) در اتم هسته اي وجود دارد با بار مثبت 2) مدار دوم حداکثر 8 الکترون دارد


3) الکترونها در مدارهاي مشخص بدور هسته در حال گردشند 4) الکترونها در گردش بدور هسته ايجاد ابر الکتروني مي کنند


16- حداکثر تعداد الکترونهايي که يک اوربيتال در زير لايه d3 در خود جاي مي دهد کدام است؟


1) 2 2) 10 3) 5 4) 1


17- پس از پر شدن تراز s4، الکترون اضافي اتم ها در کدام تراز فرعي انرژي آن ها جاي مي گيرد؟


2) 4P 3) 4d 4) 4f 1) 3d


18- کتاب شيمي دان شکاک از چه دانشمندي است؟


1) جان دالتون 2) ارسطو 3) رابرت بويل 4) جوزف تامسون


19- تالس فيلسوف يوناني کدام مورد زير را عنصر اصلي سازنده جهان هستي مي دانست؟


1) آتش 2) آب 3) خاک 4) باد


20- کداميک از عناصر اربعه ارسطو نمي باشد؟ 1) آتش 2) هوا 3) باد 4) خاک


21- مطابق نظريه اتمي تامسون جرم اتم به تعداد ………. آن بستگي دارد؟ 1) پروتون 2) نوترون 3) هسته 4) الکترون


22- کدام پرتو زير مي تواند از ورقه آلومينيومي عبور کند؟ 1) آلفا 2) بتا 3) گاما 4) کاتدي


23- تعداد جهش هاي بزرگ در انرژي هاي يونش متوالي کدام دو عنصر يکسان است؟


17C, 11D (4 17C,9A(3 20B,17C(2 20B,9A(1


24- سومين انرژي يونش کدام يک از عناصر زير بيشتر است؟


1) B5 2) Be 4 3) Na 11 4) Ba 56


25- لايه هاي الکتروني M و L در کدام مورد زير مانند يکديگرند؟


1) تعداد اوربيتال 2) تعداد اوربيتال هاي S و P 3) داشتن تراز d 4)سطح انرژي


26- در بين 36 عنصر اول جدول تناوبي چند عنصر با آرايش اوربيتاليnS1 وجود دارد؟


1) 3 2) 4 3) 5 4) 6


27- آرايش الکتروني لايه ظرفيت عنصري به5 p 5ختم مي شود عدد اتمي اين عنصر کدام است؟


1) 53 2) 35 3) 85 4) 25


28- تعداد اوربيتال نيمه پر در اتم کدام عنصر در حالت پايه بيشتر است ؟


1) A 24 2) B25 3) 33D 4) E 35


29- در عنصر شماره 56 جدول تناوبي کدام تراز فرعي در حالت عادي فاقد الکترون است؟


1) 6s 2) 4f 3) 4d 4) 5P



30- آرايش الکتروني A دوبارمثبت به d83 ختم مي شود آرايش الکتروني عنصر بعد از آن چگونه است؟


1) 3d10; 4S 2 2)3d8; 4S 2 3) 3d9; 4S 2 4) 3d10; 4S 1


31- عدد جرمي عنصري (2z+3) است. تعداد نوترونهاي آن کدام است؟( Z = عدد اتمي )


1)Z+1 2) Z + 2 3) Z + 3 4) Z – 3


32- مطالعه روي پرتو ............ عنصرهاي گوناگون باعث کشف عدد اتمي شد.


1) x 2) گاما 3) بتا 4) آلفا


33- نوترون توسط کدام دانشمند کشف شد؟ 1) تامسون 2) رادرفورد 3) چادويک 4) بونزن


34- طيف بين از طراحي کدام دانشمند است؟


1) بونزن 2) بوهر 3) چادويک 4) دالتون


35- شکل اوربيتال تعيين کننده کدام ويژگي الکترون در فضاي اطراف هسته است؟


1 ) سرعت الکترون 2) جهت حرکت الکترون 3) اسپين الکترون 4) احتمال حضور


36- وقتي تعدادي اوربيتال با انرژي ...... موجود باشد درابتدا هر يک از اين اوربيتالها به وسيله .... الکترون با اسپين ..... اشغال مي گردد. 1) متفاوت – دو – همسو 2) يکسان – دو – ناهمسو


3) يکسان – يک – همسو 4) متفاوت – يک – ناهمسو


37- کدام مقايسه زير در مورد حد اکثر گنجايش يک اوربيتال در لايه هاي s,p,d,f صحيح است؟


1) f > d > p > s 2) f < d < p < s 3) f = d = p = 7S 4) f = d = p =s


38- کدام دو پرتو داراي بار الکتريکي همنام مي باشند؟ 1) آلفا و بتا 2) بتا و گاما 3) آلفا و کاتدي 4) بتا و کاتدي


39- هدف رادرفورد در آزمايش بمباران ورقه نازک طلا با ذره هاي آلفا کداميک از موارد زير است؟


1) بررسي خواص اشعه کاتدي 2) بررسي خواص اشعه راديو اکتيو


3) تعيين موقعيت بارهاي مثبت و منفي در اتم 4) بررسي انحرافهاي يونهاي مثبت در ميدان مغناطيسي


40- ايزوتوپهاي يک عنصر در کدام مورد زير متفاوتند؟ 1) تعداد الکترون 2) عدد اتمي 3) تعداد نوترون 4) تعداد پروتون


41- کداميک از موارد زير جزء نظريه اتمي دالتون نمي باشد؟


1) اتمها غير قابل تجزيه هستند و از بين نمي روند 2) اتمهاي هر عنصر يکسان بوده و جرم يکسان دارند


3) از متصل شدن اتمهاي عناصر مختلف به هم مولکول بوجود مي آيد


4) اتمهاي عناصر گوناگون ظرفيت هاي متفاوت دارند



مجموعه سوالات تستي شيمي 2




1)جنس اشعه آلفا و اشعه بتا چيست؟


1) آلفا الکترون و بتا پروتون 2) آلفا هسته هليم و بتا الکترون


3) آلفا هليم دو بارمثبت و بتا پروتون 4) آلفا امواج الکترومغناطيسي و بتا الکترون


2- اوربيتال S1در اتمهاي هيدروژن و هليم از چه نظر با هم تفاوت ندارند؟


1) اندازه شعاع 2) تراکم ابر الکتروني 3)تعداد الکترون 4) شکل ابر الکتروني


131 126 131 132


3- کداميک از اتمهاي A و B و D و E ايزوتوپ يکدگرند؟


Z Z-1 Z-1 Z+11)A,D 2) B,D 3) C,E 4) A,B


4- عدد جرمي عنصري 45 و تفاوت تعداد نوترون و پروتون ها هسته آن برابر 3 است اين عنصر در کدام دوره از جدول تناوبي جاي دارد؟ 1) دوم 2) پنجم 3) سوم 4) چهارم


5- اگر اتم X هم رديف اتمي با آرايش الکتروني S4 و هم ستون اتمي باآرايش الکتروني P2باشد اتم X چيست؟


1)AL 2) As 3) Ga 4) P


13 32 31 15


6- اگر آخرين تراز انرژي اتم يک عنصر P24باشد عنصر به کدام گروه و تناوب تعلق دارد؟


1) گروه 14 تناوب 2 2) گروه 2 تناوب 4 3) گروه 14 تناوب 4 4) گروه 6 تناوب 2


7- کدام عدد اتمي به عنصري مربوط است که تعداد الکترونهاي آخرين لايه آن بيشتر است؟


1) 13 2) 14 3) 15 4) 19


8- عنصر ژرمانيم با عدد اتمي 32 با کدام عنصر هم گروه است؟


1)AL 2) Cl 3) S 4) Si


13 17 16 14


9- عدد جرمي عنصري 32 است اگر تعداد پروتونو نوترون آن برابر باشد عدد اتمي آن کدام است؟


1) 16 2) 32 3) 15 4) 17 17


10- Cl داراي دو ايزوتوپ است که عدد جرمي آنها 35 و 37 مي باشد ايزوتوپ سنگين چند نوترون دارد؟


1) 17 2) 20 3) 18 4) 37 +2


11- يون M در لايه M خود 8 الکترون دارد عدد اتمي عنصر M کدام است؟ 1) 16 2) 12 3) 20 4) 8


12- کدام يک از مدل هاي اتمي زير طرح کامل تري را براي ساختار اتم و آرايش الکتروني آن ارائه مي دهد؟


1) لايه الکتروني 2) سطح مرزي 3) تراز انرژي 4) اوربيتال اتمي


3- در مدل اتمي بور ، در مداري که با n = 4 مشخص مي شود و حد اکثر چه تعداد الکترون به دور هسته در حال گردش است؟


1) 2 2) 8 3) 18 4) 32


14- کدام مطلب در مورد تراز انرژي <span dir="LTR



سوالات تشريحي وتستي بخش 4 پيوند کووالانسي



1-رسانايي الکتريکي بسيار کم آب خالص نشان دهندة چيست؟


2-پيوند کووالانسي چگونه تشکيل مي شود؟


3-چرا وقتي بين دو اتم هيدروژن بوجود مي آيد انرژي آزاد مي شود؟


4-پيوند کووالانسي قطبي و غير قطبي را تعريف کنيد.


5-ساختار لوويس را تعريف کرده وبراي هر يک از گونه هاي زير آن را رسم کنيد.


1) lcl 2) AsF 3) PF 4) BrF


6-پيوند هاي قطبي و غير قطبي را درپيوند هاي زير مشخص کنيد. 1) Cl_Cl 2) H_Cl


7_در هر يک ازپيوند هاي زير راستا و جهت قطبيت پيوند چگونه است؟ 1) l_Cl 2) S_O


8_کدام يک از پيوندهاي زير قطبي تر است؟ 1) O_F 2) S_F


9_شکل هندسي مولکول COو SO را باتوجه به ساختار لوويس آن تعيين کنيد.


10-شکل هندسي مولکول CH را تعيين کنيد.


11_چرا زاوية پيوند در مورد SO به جاي 120 درجه برابر 5/119 درجه مي باشد؟


12-شکل هندسي مولکولهاي NH و H O را پيش بيني کنيد.


13_پيوند هاي هيدروژني چه هنگامي تشکيلمي شوند؟


14_شکل فضايي مولکول هاي زير را پيش بيني کنيد. 1) PF 2) COCl


15-فرمول تجربي يا فرمول مولکولي کداميک تصوير بهتر از مولکول در اختيار مي گذارد؟

 


تست شيمي (2) فصل دوم خواص تناوبي عنصرها


1 – اگر آخرين تراز انرژي اتم يک عنصر 2P4 باشد عنصر به کدام گروه و تناوب تعلق دارد ؟


1) 14 و 2 2 ) 2 و 4 3 ) 14 و 4 4 ) 6 و 2


2 – کدام دسته سه تائي از عنصرها در يک دوره جدول تناوبي قرار دارند ؟


35Br , 23V , 19K (2 24Cr , 19K , 18Ar (1


16S , 12Mg ,8O (4 19K , 11Na , 3Li (3


3 – عنصر ژرمانيم با عدد اتمي 32 با کدام عنصر هم گروه است ؟


14Si (4 16S (3 17Cl (2 13Al (1


4 – اگر عنصري به دوره چهارم وگروه 11 تعلق داشته باشد آرايش الکتروني اتم آن به کدام گزينه ختم مي شود ؟


4S2,4P6 ,4d1 (4 4S2 , 3d9 (3 3d1 , 4S2 , 4P6 (2 3d10 , 4S1 (1


5 – در مورد عنصري که عدد اتمي 21 دارد کدام گزينه درست است ؟


1 ) آخرين لايه آن سه الکتروني است 2 ) آخرين لايه آن يک الکتروني است


3 ) آخرين الکترونآن در d3 وارد مي شود 4 ) از دسته لانتانيدها است


6- اختلاف تعداد عناصري که در دوره چهارم داراي تراز d کامل با تعداد عناصري که در اين دوره داراي آرايش الکتروني S4 مي باشد کدام است؟ 1) 8 2) 6 3)10 4)5


7- عنصري از جدول تناوبي که تعداد الکترونهاي لايه اصلي M آن دو برابر تعداد الکترونهاي لايه اصلي N آن است در کدام گروه از جدول تناوبي قرار دارد؟ 1) 11 2) 3 3) 1 4) 13


8- اگر آرايش الکتروني A دو بار منفي و D دوبار مثبت به P6 3 ختم شود کدام مطلب درست است؟


1) اتم D به دوره چهارم و اتم A به دوره سوم تعلق دارد. 2) اتم A به گروه چهارم و اتم D به گروه دوم تعلق دارد.


3) D اتم عنصر واسطه و A اتم عنصر اصلي است. 4) تفاوت تعداد الکترونهاي A و D برابر 12 است.


9- لانتانيدها در ........ و اکتنيدها در .......... جدول تناوبي قرار گرفته اند؟


1) تناوب ششم گروه 3 – تناوب هفتم گروه 3 2) تناوب ششم گروه 3 – تناوب هفتم گروه 11


3) تناوب هشتم گروه 11- تناوب ششم گروه 11 4) تناوب هفتم گروه 3 – تناوب ششم گروه 3


10- لايه اصلي چهارم گنجايش چند الکترون را دارد و در عناصر تناوب چهارم حداکثر چند الکترون در اين لايه وارد مي شود ؟


1) 32 و 16 2) 32 و 32 3) 18 و 8 4) 32 و 8


11- کدام گفته زير در مورد فلزات قليائي درست نيست؟


1) حتي با آب سرد به سرعت واکنش مي دهند. 2) آرايش الکتروني آخرين لايه آنها nS1


3) تفاوت اندازه شعاع اتمي و يوني آنها زياد است 4) با افزايش عدد اتمي دماي ذوب آنها افزايش مي يابد


12- کلسيم(Ca20) نسبت به پتاسيم (K19) ..........


1) اتمهاي بزرگتري دارد 2) چگالي کمتري دارد 3) آسانتر واکنش مي دهد 4) شعاع اتمي کوچکتري دارد


13- در اتم عناصر دوره پنجم جدول تناوبي کدام دسته از ترازهاي فرعي زير در حال پرشدن هستند؟


1) 5S,5P,5d,5f 2) 4d,5S,5P,5d 3) 5S,5P,5d 4) 5S,4d,5P


14- عنصر A در گروه يک و در تناوب سوم و عنصر B در گروه 13 و در تناوب 4 قرار دارد . اختلاف عده پروتونهاي اين دو عنصر کدام است؟ 4) 25 3) 15 2)20 1)10


15- در جدول تناوبي چند عنصر شبه فلز با عدد اتمي کمتر از 30 وجود دارد و تناوب چهارم چند شبه فلز دارد؟


4) 1,3 3) 2, 4 2) 2,3 1) 2,2


16- هر اتم عنصر شماره ........ با سه اتم هيدروژن تشکيل يک مولکول مي دهد؟ 4) 32 3) 15 2) 17 1) 16


17- عنصري که تعداد الکترون در ترازهايS4 و P4آن در حالت عادي برابر است در کدام گروه از جدول تناوبي قرار دارد و عدد اتمي آن کدام است؟ 4) 22,14 3) 22,12 2 ) 32,14 1) 32,12


18- تنها عنصر شبه فلز مربوط به تناوب دوم جدول تناوبي به کدام گروه تعلق دارد ؟ 4) 15 3) 14 2) 13 1) 2


19- چند عنصر در جدول تناوبي وجود دارد که در حالت پايه تراز P در لايه ظرفيت اتم آن نيمه پر مي باشد؟


4)16 3) 7 2) 6 1) 5


20- عنصري در گروه 14 و دوره 5 قرار دارد عدد اتمي آن کدام است؟ 4)33 3) 50 2) 40 1)64


21- آرايش الکتروني لايه ظرفيت اتم عنصري در حالت بر انگيخته 3S 3P 3d است اين عنصر به کدام دوره و گروه جدول تناوبي تعلق دارد؟ 4)11,4 3) 15,4 2) 11,3 1) 15,3


22- در گروه فلزات قليائي همگام با زياد شدن عدد اتمي انرژي نخستين يونش کم مي شود زيرا در اين جهت


1) الکترونگاتيوي کم مي شود 2) تعداد پروتونها زياد مي شود 3) شعاع اتمي کم مي شود 4) تعداد لايه هاي الکتروني زياد مي شود


3- کداميک از 4 مورد زير عدد اتمي لانتانيدها مي باشد؟


4) 47 3) 65 2) 103 1) 89


4- گروه 15 از جدول تناوبي شامل .......... عنصر و ........... نافلز است. 4) 2,6 3) 3,5 2) 4,6 1) 2,5


25- مندليف در برخي موارد براي نجات جدول تناوبي از فروپاشي کدام اصل را ناديده گرفته است؟


1) تشابه خواص فيزيکي در يک گروه 2) تشابه خواص شيميائي در يک گروه


3) تشابه خواص شيميائي در يک دوره تناوب 4) افزايش تدريجي جرم اتمي


26- در آرايش عادي الکتروني عنصري تعداد الکترونهاي ترازهاي d3 و P3 برابر است. کدام گزينه درباره اين عنصر درست است؟


1) در تناوب سوم قرار دارد 2) در لايه ظرفيت اتم آن 4 اوربيتال نيمه پر وجود دارد


3) به گروه 6 تعلق دارد 4) به گروه 15 تعلق دارد


27- يونهاي A يک بار مثبت و B دو بار مثبت و D دو بار منفي و E يک بار منفي آرايش الکتروني گاز نجيب Ar18 را دارند . شعاع کدام يون کوچکتر است؟ 1) A يک بار مثبت 2) B دو بار مثبت 3) D دو بار منفي 4) E يک بار منفي



28- کدام دسته از عناصر زير همگي پرتوزا مي باشند؟


1) لانتانيدها 2) اکتنيدها 3) فلزهاي قليائي 4) فلزهاي قليائي خاکي

مطالب  فصل 1 شیمی 2 در یک نگاه

فهرست مطالب فصل یک شیمی ۲

ساختار اتم

تالس آب را عنصر اصلي سازنده ي جهان هستي مي دانست.

ارسطو پس از تالس  ,  سه عنصر هوا و خاك و آتش را به آب اضافه كرد. در آن زمان چهار عنصر، عناصر كاينات تصور مي شد.

بويل مفهوم تازه اي از عنصر را ارائه داد (تعريف دو دانشمند يعني تالس و ارسطو از عنصر درست نبود) به اين معني كه ماده اي كه نمي توان آن را به مواد ساده تري تبديل كرد و شيمي را علمي تجربي و عملي دانست (سه ابزار يونانيان يعني مشاهده و انديشيدن و نتيجه گيري را كافي ندانست.)

نظريه ي اتمي دالتون:

دالتون نظريه اتمي خود را با اجراي آزمايش در هفت بند بيان كرد.

1- ماده از ذره هاي تجزيه ناپذيري به نام اتم ساخته شده است.

2- همه ي اتم ها يك عنصر , مشابه يكديگرند.

3- اتم ها نه به وجود مي آيند و نه از بين مي روند.

4- همه ي اتم هاي يك عنصر جرم يكسان و خواص شيميايي يكسان دارند.

5- اتم هاي عنصرهاي مختلف به هم متصل مي شوند و مولكول ها را به وجود مي آورند.

6- در هر مولكول از يك تركيب معين , همواره نوع و تعداد نسبي اتم هاي سازنده ي آن يكسان است.

7- واكنش هاي شيميايي شامل جابه جايي اتم ها و يا تغيير در شيوه ي اتصال آن ها است.

 

ادامه نوشته

اتم کهکشان شگفتی ها

   تاریخچه ساختار اتم

 تمام مواد و اجسام اطراف ما از ذرات بسيار ريزي به نام اتم تشكيل شده اند . تئوري اتمي بيش از 2500 سال دستخوش تغيير و تحول بوده است . نظريه اتمي براي نخستين بار توسط دموكريتوس مطرح شد . وي معتقد بود كه مواد از ذرات بسيار ريز و تقسيم ناپذير تشكيل شده است و به همين دليل اين ذرات را اتم ناميد . وي مي پنداشت كه اتم هاي مايع ، نرم ولطيف اند اما اتم هاي جامد ، سخت هستند . نقطه مقابل نظريه دموكريتوس ، نظريه ارسطو بود ، وي معتقد بود كه مواد يكپارچه و پيوسته هستند كه او اين پكپارچگي را هالي ناميد . مطابق اين نظريه ، هالي آن قدر تقسيم پذير است كه در تجزيه آن ديگر چيزي بنام اتم باقي نمي ماند .

نظريه ارسطو تا به قرن هاي شانزدهم طرفدار داشت . در اين بازه زماني ، نظريه اتمي طرفداراني نيز داشت .

بويل با تكيه بر انديشه ذرات گاز و رفتار آن ها و همچنين در صحنه شيمي ، آنتوان لاو وازيه با انجام آزمايش هايي ، نظريه اتمي را تقويت كردند .

در اين هنگام جان دالتون ، با استناد به آزمايش هاي خود ، نظريه اتمي خود را مطرح ساخت . به موجب اين نظريه :

1 - تمام مواد از ذرات بسيار ريزي به نام اتم تشكيل شده اند .

2 - اتم هاي يك عنصر از نظر جرم و نوع يكسان هستند اما اتم هاي عناصر مختلف از نظر جرم و نوع كاملاً متفاوت هستند .

3 - اتم تقسيم ناپذير است .

اين نظريه توانست به بسياري از شيمي دانان در انجام آزمايش هاي خود كمك كند . با استناد به اين نظريه ، شيمي دان ها توانستند تركيبات مولكولي مواد را كشف كنند و همچنين قانون پايستگي جرم را در واكنش هاي شيميايي بكار ببرند .

در اواسط قرن نوزدهم ، عده از دانشمندان با انجام آزمايش هايي ، تقسيم ناپذير بودن اتم را رد كردند و پي بردند كه اتم از ذرات بسيار ريزي تشكيل شده است . كه به ذرات سازنده اتم ، زير اتمي مي گويند .

براي نخستين بار جان تامسون ، با استفاده از لامپ پرتو كاتدي ، به ماهيت زير اتمي ها پي برد . وي به دو سر الكترود مثبت و منفي لامپ ، اختلاف پتانسيل الكتريكي وصل كرد ، و مشاهده كرد كه پرتو كاتدي از الكترود منفي ( كاتد ) به الكترود مثبت ( آند ) مي رود . سپس در مسير پرتو كاتدي ميدان مغناطيسي قرار داد و مشاهده كرد كه پرتو كاتدي به سمت قطب مثبت منحرف مي شود . و همچنين در اين مسير ، توربين پرّه دار قرار داد و بر اثر برخورد پرتو به توربين ، توربين شروع به حركت مي كرد .

وي با تكيه بر آزمايش هاي خود به اين نتيجه رسيد كه ذرات سازنده پرتو كاتدي داراي بارالكتريكي منفي هستند و همچنين علاوه بر ماهيت موجي كه پرتو دارد ، ماهيت ذره اي نيز از حود نشان مي دهد . تامسون اين ذرات منفي را ، الكترون ناميد .

و بعد ها وي دريافت كه ذرات سازنده پرتو كاتدي در تمام مواد وجود دارند . وي با استناد بر استنتاج هاي خود نظريه اتمي خود را مطرح ساخت . مطابق اين مدل ، اتم از بار الكتريكي منفي ( الكترون ) و بار الكتريكي مثبت تشكيل شده است كه به صورت يكنواخت در سراسر اتم پخش شده است .

اما دو سه سال بعد از آن رادرفورد با انجام آزمايشي ، مدل اتمي تامسون را رد كرد . او در آزمايش خود ، پرتو آلفا را ، كه داراي بار الكتريكي منفي است ، به ورقه نازك طلا گسيل داد ، بر اثر اين برخورد ، بخش عظيمي از پرتو از ورقه عبور كرد ، اما قسمت ناچيزي از آن ، بر اثر بر خورد ، منعكس و يا منحرف شد . وي با تكيه بر اين استنتاج ، مدل اتمي خود را در صحنه رقابت مطرح ساخت . بخش عظيمي از فضا اتم خالي است و به همين دليل بخش عظيمي از پرتو آلفا بدون انحراف از اتم عبور مي كند ، اما قسمت ناچيزي از اتم توپر و متراكم است كه داراي بار الكتريكي مثبت است و هنگامي كه پرتو آلفا به آن برخورد مي كند منعكس مي شود و يا هنگامي كه از نزديكي آن عبور مي كند منحرف مي شود . در اطراف اين منطقه توپر (هسته اتم ) الكترون ها پراكنده شده اند . و علت آنكه چرا هنگامي كه پرتو آلفا از فضاي اطراف هسته عبور مي كند و از كنار الكترون ها بدون هيچ انحرافي به مسير خود ادامه مي دهد آن است ، كه در يك اتم اندازه بارالكتريكي مثبت هسته با مجموع اندازه بار الكتريكي منفي الكترون هاي اطراف آن برابر است . پس مطابق مدل اتمي رادرفورد ، اتم از هسته كه داراي بار الكتريكي مثبت است و در مركز اتم قرار دارد و همچنين الكترون كه در اطراف هسته قرار دارد ، تشكيل شده است .

با پذيرفتن مدل اتمي رادرفورد اين سوال براي دانشمندان پيش آمد ، كه طيف نشري خطي اتم عناصر ، حاصل از چيست ؟

در اين هنگام نيلس بور با پذيرفتن مدل اتمي رادرفورد چنين پيشنهاد داد كه الكترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژي مشخصي قرار دارند و در اين سطوح به دور هسته اتم در حال چرخيدن هستند . انرژي الكترون هايي كه در سطوح انرژي پايين تر به هسته نزديك تر هستند ، نسبت به الكترون هايي كه از هسته دورند ، انرژي كمتري دارند . پس براي انتقال الكترون از سطح انرژي پايين به سطح انرژي بالا ، بايد انرژي معادل اختلاف انرژي بين آن دو سطح ، را به آن الكترون بدهيم . پس انرژي الكترون ها در يك اتم كوانتيده است .

مدل اتمي بور توانست به ما نشان دهد كه طيف نشر خطي كه از اتم عناصر گسيل مي شود ، بر اثر انتقال الكترون ها از سطوح انرژي بالا به سطوح انرژي پايين است ، كه در اين انتقال انرژي الكترون كاهش و به صورت نور و گرما آزاد مي شود . كه اگر اين نور آزاد شده را از منشور عبور دهيم طيف نشري آن مشخص مي شود . بور ، بيشتر مدل اتمي خود را بر اساس آزمايش هايي كه با اتم هاي هيدروژن و هيليم انجام داده بود مطرح مي ساخت به همين دليل مدل اتمي او ( كه به مدل منظومه شمسي معروف است ) براي اتم هاي سنگيني مانند اورانيم ، آهن و ... صدق نمي كرد . در اين هنگام مدل اتمي كوانتمي (يا ابر الكتروني ) به همكاري بسياري از دانشمندان به در عرصه رقابت مطرح شد . از جمله دانشمنداني كه در اين مدل اتمي سهم چشمگيري داشتند ، هايزنبگ ، پلانك و شرودينگر را مي توان نام برد . البته انيشتين با ارائه فرمول هاي خود نيز توانست به اين مدل اتمي كمك كند .

طبق اين مدل اتمي اتم از هسته و الكترون تشكيل شده است ، كه هسته در مركز اتم قرار دارد و الكترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژي مشخصي حركت مي كنند ( در اينجا بايد توجه داشت كه همه الكترون ها به دور هسته نمي چرخند بلكه در اطراف آن در حال حركت هستند ) ، اما تعيين دقيق مكان (موضع ) و سرعت ( نوع حركت ) الكترون ها به طور هم زمان و در يك لحظه امكان پذير نيست . الكترون ها در اطراف هسته اتم در فضاي مشخصي حركت مي كنند ، كه به اين فضاي اطراف اتم كه بيشترين احتمال وجود اتم را دارد ، اوربيتال مي گويند . اوربيتال ها در واقع تراز انرژي الكترون ها را مشخص مي كنند . هر كدام از اين اوربيتال ها به چند زير لايه تقسيم مي شوند كه الكترون هاي زير لايه هاي يك اوربيتال ، داراي انرژي يكساني هستند .

در مدل اتمي كوانتمي ، تجسم اتم بسيار مشكل است . به همين دليل بعضي از افراد براي مطالعه دگرگوني هاي اتم در يك واكنش از مدل اتمي بور استفاده مي كنند .

البته مدل كوانتمي را در صفحه هاي سه بعدي (رايانه ) نشان مي دهند .

ورنر هايزنبرگ ، دانشمند آلماني ، خاطر نشان ساخت كه تعيين دقيق الكترون ( موضع ومكان آن ) و همچنين اندازه سرعت آن (نوع حركت ) در يك لحظه امكان پذير نيست .

براي ديدن جسمي وهمچنين تشخيص محل آن كافيست يك فوتون را به سطح آن گسيل كنيم و با انعكاس آن فوتون از سطح و بازگشتش به حسگر هاي مجازي يا حقيقي ( چشم يا هر نوع حسگر مجازي كه رادار ها را دريافت مي كند ) ، موقعيت آن جسم را بازگو مي كند . طبق قوانين پلانك در مورد امواج ، فوتون داراي طول موج و همچنين انرژي مي باشد ، به همين دليل هنگامي كه به سطح جسم برخورد مي كند ، مقداري از انرژي خود را به سطح جسم مقابل منتقل مي كند . اما ممكن است تاثيري بر آن نداشته باشد . ( مانند برخورد نور به سطح آينه وانعكاس آن ) اما اگر بخواهيم موقعيت يا جايگاه احتمالي الكترون ها را در اطراف هسته اتم بيابيم و يك فوتون به الكترون بتابانيم ، الكترون با دريافت مقداري انرژي از فوتون ، سرعتش افزايش مي يابد ، و در نتيجه مي توانيم از جايگاه و محل حركت الكترون مطلع شويم ، اما نمي توانيم از حركت و سرعت آن سخني بگوييم و اگر با انجام آزمايش هايي (از جمله استفاده از ميدان مغناطيسي ) بتوانيم سرعت الكترون را ثبت كنيم ، در اينجا نمي توانيم به طور دقيق محل حركت الكترون را مشخص كنيم . اين بيان به عنوان عدم قطعيت هايزنبرگ شناخته شده است . پس ما در واقع اشكال اوربيتال ها را بر اساس امواجي كه از الكترون ها ساطع مي شود ، مجسم مي كنيم .

منابع :

فيزيك پايه جلد چهارم نوشته فرانك بلت

شيمي عمومي نوشته مورتيمر

خلاصه مطالب بخش اول شیمی سال دوم دبیرستان

بخش اول   : ساختار اتم

1.           عنصر : حدود 2500 سال پيش : تالس آب   و ارسطو  آب ، آتش ، هوا و خاك  را عنصر معرفي كردند.رابرت بويل در كتاب شيميدان شكاك  عنصر را ماده اي معرفي نمود كه به مواد ساده تر تبديل نمي شود .

2.           اتم : دالتون با استفاده از واژه هاي يوناني اتم كه به معناي تجزيه ناپذير است ، ذره هاي سازنده عنصرها را توضيح داد. وي نظريه ي خود را در هفت بند بيان كرد. اگر چه امروز مي دانيم كه اتمها خود از ذرات كوچكتري تشكيل شده اند اما هنوز باور داريم كه اتم كوچكترين ذره اي است كه خواص شيميايي و فيزيكي يك عنصر به آن بستگي دارد.

3.          

الكترون نخستين ذره زير اتمي  : اجراي آزمايشهاي بسياري با الكتريسته ، مقدمه اي براي شناخت ساختار دروني اتم بوده است. كشف الكتريسته ساكن، بررسي وقوع واكنش شيميايي به هنگام عبور جريان برق از ميان محلول يك تركيب شيميايي فلزدار (الكتريسته يا برقكانت) توسط فارادي ، و آزمايشهاي بسيار روي لوله ي پرتو كاتدي منجر به شناخت الكترون شد.

4.           لوله پرتو كاتدي لوله اي شيشه اي است كه بيشتر هواي آن خارج شده است.در دو انتهاي اين لوله دو الكترود فلزي نصب شده است . هنگامي كه يك ولتاژ قوي بين اين دو الكترود اعمال شود ، پرتوهايي از الكترود منفي (كاتد) به سمت الكترود مثبت (آند) جريان مي يابد كه به آن پرتوهاي كاتدي مي گويند. اين پرتوها بر اثر برخورد با يك ماده ي فلوئور سنت نور سبز رنگي ايجاد مي كنند. تامسون موفق شد نسبت بار به جرم الكترون را به كمك اين آزمايشها اندازه گيري كند.

5.           با تغيير كاتد از آهن به مس  نشان داد همه مواد داراي الكترون هستند . با قرار دادن ميدان اكتريكي و انحراف پرتو به طرف قطب مثبت  نشان داد بار الكترون مني است .

?     بار الكترون را 1-  در نظر مي گيرند و مقدار بار الكتريكي ذرات اتم را با آن مي سنجند .

?     فلوئور سنت : به ماده اي با خاصيت فلوئور سانس گفته مي شود .

?     فلوئور سانس و فسفر سانس : خاصيتي از ماده كه در آن ماده نور با طول موج معيني را جذب مي كنند و به جاي  آن نور با   طول موج ديگري را منتشر مي سازند .

?     تابش نور در فسفر سانس پس از قطع شدن منبع نور ادامه دارد و لي در فلوئور سانس قطع  مي شود .

?     روي سولفيد ZnS از جمله مهم ترين مواد فلوئور سنت است كه در توليد لامپ تلوزيون كاربرد دارد.

?      CRT كوتاه شده عبارت Cathode Rays Tu be به معناي لوله پرتوهاي كاتدي است .

6.            جرم الكترون بار الكترون: رابرت ميليكان توانست مقدار بار الكتريكي الكترون را اندازه بگيرد. به اين ترتيب جرم الكترون نيز با كمك نسبت بدست آمده محاسبه شد. بار الكترون  19 -10* 6/1 و جرم الكترون   28 -10* 6/1  است.

?      پرتو هاي X در سال 1895 توسط ويلهم رونگن فيزيك دان آلماني كشف شد  وي پرتو ها را با تاباندن پرتو هاي كاتدي روي يك آند فلزي به دست آورد.

?     از پرتو هاي X  در پزشكي براي عكس برداري از استخوان و برخي اندام هاي دروني بدن استفاده مي شود . 

7.           پرتو زايي :در حالي كه تامسون روي پرتوهاي كاتدي آزمايش كرد، هم زمان بكرل فيزيك داني كه روي خاصيت فسفر سانس مواد شيميايي كار مي كرد با پديده ي جالبي روبرو شد. اين پديده پرتوزايي و مواد داراي اين خاصيت پرتوزا ناميده شد.

8.           رادرفورد  :پس از سالها تلاش فهميد، اين تابش خود تركيبي از سه نوع تابش مختلف آلفا ، بتا، و لاندا مي باشد.

9.           تامسون: پس از كشف الكترون ساختاري براي اتم پيشنهاد كرد كه در آن الكترون ها با بار منفي در فضاي ابر گونه با بار مثبت پراكنده اند و جرم اتم را مربوط به جرم الكترون ها مي دانست ، حال آنكه فضاي ابرگونه مثبت را بدو ن جرم مي دانست.

10.              رادرفورد: نتوانست تشكيل تابشهاي حاصل از مواد پرتوزا را به كمك مدل اتمي تامسون توجيه كند. و پس از آزمايشهاي بسيار ، نادرست بودن مدل تامسون را اثبات كرد. او در آزمايش خود ورقه نازكي از طلا را با ذرههاي آلفا بمباران كرد، به اميد آنكه همه ي ذره هاي پرانرژي و سنگين آلفا كه داراي بار مثبت نيز هستند با كمترين انحراف از اين ورقه نازك طلا عبور كنند. اما مشاهده كرد كه تعداد كمي از ذرات منصرف شده خارج مي شوند و تعداد بسيار كمي از آن به طور كامل منحرف شده و به عقب برمي گردند.

11.              نتيجه گرفت : كه حتماً يك هسته كوچك در مركز اتم وجود دارد كه محل تمركز بارهاي مثبت است و تقريباً تمام جرم اتم نيز در درون اين هسته است كه توانايي به عقب راندن ذره هاي سنگين و پرانرژي آلفا را دارد.

12.              رادرفورد: با استفاده از نتايج اين آزمايش مدل «اتم هسته دار» را پيشنهاد كرد.

?     قطر اتم طلا  :رادرفورد قطر اتم طلا  و قطر هسته ي اتم را به طور تقريبي به ترتيب8- 10   و13- 10  محاسبه كرد .

?     مادام كوري :نشان داد كه واكنش هاي شيميايي توانايي مواد پرتو زا را به نشر پرتو هاي پر انرژي تغيير نمي دهد .

13.              پروتون ذره اي با بار نسبي 1+ و جرمي 1837 با رسنگين تر از جرم الكترون ، دومين ذره ي سازنده اتم است.

14.              نوترون ذره اي است كه بار الكتريكي ندارد و جرم آن برابر جرم پروتون است ، سومين ذره ي سازنده اتم است.

?          Nucleon  به پروتون يا نوترون نوكلئون يا ذره ي سازنده ي هسته نيز مي گويند .

15.              عدد اتمي : عددي است كه تعداد پروتون ها را در اتم مشخص مي كند و با Z نشان داده مي شود.

16.              از آنجا كه اتم ذره اي خنثي است، بنابر اين تعداد الكترونها و پروتونهاي آن بايد برابر باشد، پس عدد اتمي تعداد الكترونها در يك اتم را نيز مشخص مي كند.

17.              عدد جرمي : به مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي يك اتم  مي گويند. عدد جرمي با A نشان داده مي شود. A = Z+ N

ايزوتوپها:  اتمهاي يك عنصر هستند كه عدد اتمي يكسان و عدد جرمي متفاوت دارند. در ايزوتوپهاي يك عنصر تعداد پروتون برابر و تعداد نوترون ها نا برابر است .

18.              موزلي در دستگاه توليد كننده ي پرتو ي X  با قرار دادن آندهايي كه از فلز هاي مختلف ساخته شده بود ،فركانس پرتو هاي X حاصل را اندازه گيري كرد.

19.              فركانس پرتو هاي X  با افزايش جرم اتم افزايش مي يابد

20.              رادرفورد نشان داد بين بار  مثبت هسته و فركانس پرتو هاي X  يك رابطه مستقيم وجود دارد .

21.             

رادرفورد بار مثبت هسته را بر مقداربار الكتريكي پروتون تقسيم كرد و عدد هاي صحيح به دست آورد و آن را عدد اتمي ناميد.

?          هر عنصري يك و تنها يك عدد اتمي دارد اما ممكن است يك عنصر داراي چند عدد جرمي باشد .

1.                مفهوم ايزوتوپ : ايزوتوپها ، اتمهايي با عدد اتمي مساوي ولي عدد جرمي يا همان وزن اتمي متفاوتند . اختلاف ايزوتوپها در تعداد نوترونهاي موجود در هسته‌هاي آنهاست .

?         اغلب عناصر بيش از يك ايزوتوپ دارند . مثلا قلع داراي ده ايزوتوپ است . فلوئور ، فسفر  و آلومينيم تنها يك ايزوتوپ دارند .

?        ايزوتوپها از نظر خواص شيميايي بسيار به هم شبيه هستند ، چونكه خواص شيميايي را تعداد الكترونهاي هر اتم مشخص مي‌كند  و ايزوتوپها داراي تعداد الكترونهاي برابر هستند . اما عدد اتمي به تعداد پروتونهاي هسته بستگي دارد و وقتي تعداد پروتونها و در نتيجه تعداد الكترونها تغيير كند ، خواص شيميايي عنصر نيز تغيير مي‌كند و اصلا اتم به يك اتم ديگر تبديل مي‌شود .

?       ايزوتوپ هاي هيدروژن :  پروتيم  H1 1  ، دوتريم يا هيدروژن سنگين  D1 1    و تريتيم يا هيدروژن پرتو زا T1 1  

?     پايداري ايزوتوپ ها به تعداد  پروتون ها و نوترون ها ي درون هسته بستگي دارد . هسته هاي بيش از 84 پروتون ناپايدار هستند .

?      اگر نسبت تعداد نوترون ها به پروتون ها 5/1 يا بيشتر باشد بر اثر واكنش هاي تلاشي به هسته پايدارتر تبديل مي شود .

?      هر ساعت 15 ميليون اتم پرتو زاي پتاسيم 40 در بدن انسان به اتم كلسيم (90% ) و اتم آرگون (10%) تبديل مي شود.

22.              جرم يك اتم : شيميدانها براي بيان جرم عنصرها بدين صورت عمل كردند كه فراوان ترين ايزوتوپ كربن يعني كربن 12 را بعنوان استاندارد انتخاب كردند و جرم عنصرهاي ديگر را با استفاده از نسبتهايي كه در محاسبات آزمايشگاهي بدست آمده بود، بيان كردند.

?         طي يك صدو پنجاه سال گذشته شيمي دان ها ابتدا هيدروژن و سپس اكسيژن را به عنوان استاندارد انتخاب كردند .

به عنوان مثال جرم اتم اكسيژن 33/1 برابر جرم اتم كربن است. با توجه به اينكه جرم اتم كربن 000/12 مي باشد جرم اتم اكسيژن را محاسبه كرد. در اين مقياس جرم اتم اكسيژن برابر 000/16 خواهد شد.

واحد جرم اتمي : amu است كه كوتاه 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 بكار مي رود.

?         جرم اتمي يك عنصر ميانگين جرم ايزوتوپهاي آن عنصر است. در حالي كه عدد جرمي مجموع تعداد پروتونها و نوترونهاي آن است.

23.              تعداد كل  / مجموع (جرم اتمي گونه ديگر )(فراواني گونه ديگر )+(جرم  اتمي يك گونه ) (فراواني يك گونه )= جرم اتمي ميانگين

1.                 100  / مجموع (جرم اتمي ديگر )( درصدفراواني ديگر )+(جرم  اتمي يك گونه ) (در صد فراواني يك گونه )= جرم اتمي ميانگين

?         تا كنون بيش از 2300 ايزوتوپ مختلف شناخته شده است كه فقط 279 ايزوتوپ پايدار وجود دارد .

2.                

طيف نشري خطي :رابرت بونزن شيميدان آلماني دستگاه طيف بين را طراحي كرد. هنگامي كه او مقداري از يك تركيب مس دار مانند كات كبود را در شعله ي مشعل دستگاه قرار داد، مشاهده كرد كه شعله از آبي و سبز تغيير رنگ داد. او اين نور سبز رنگ را از يك منشور عبور داد و الگويي بدست آورد. او اين الگو را طيف نشري خطي ناميد.

3.                  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.

?          در سال 1666 نيوتون اعلام كرد كه نور به هنگام عبور از يك منشور شكافته مي شود و طيفي پيوسته از رنگ هايي شبيه رنگين كمان به وجود مي آورد ( طيف طول موج هاي مرئي ) .

?     نوري كه ما  را قادر به ديدن  مي كند طول موجي بين 400 تا 700 نانومتر دارد .

?         طول موج طيف نورسفيد :

موجهاي راديويي

ريز موج ها

فرو سرخ (مادون قرمز )

پرتوهاي مرئي

پرتو هاي فرا بنفش

پرتو هاي X

پرتو هاي گاما

100

 

 

 

 

 

 

?     عنصر هاي روبيديم (سرخ ) و سزيم (آبي) در حين بررسي طيف يك سنگ معدني ليتيم دار توسط بونزن و همكارانش كشف شدند.

?     كاربرد طيف هاي نشري خطي ازبرخي جنبه ها مانند خط نماد (bar code)  روي كالا ها است كه توسط رايانه خوانده مي شوند.

?     طيف نشري خطي هيدروژن : هنگامي كه بر يك لوله ي تخليه الكتريكي داراي گاز هيدروژن با فشار كم ،ولتاژ بالايي اعمال شود ،بر اثر تخليه الكتريكي ،گاز درون لوله با رنگ صورتي روشن به التهاب در مي آيد .با عبور نور حاصل از يك منشور طيف نشري خطي هيدروژن به دست مي آيد.

?     خطوط طيف نشري هيدروژن : از ناحيه فرابنفش تا فروسزخ را در برمي گيرد .

?     نخستين بار آنگستروم فيزيكدان سوئدي در سال 1862 چهار خط طيف نشري هيدروژن را يافت و نه سال بعد طول موج دقيق آن  را

4.                 مدل اتمي بور  :در سال 1913 نيلز بور دانشمند دانماركي مدل تازه اي را براي اتم هيدروژن با فرضهاي زير ارائه كرد:

1– الكترون در اتم هيدروژن در مسيري دايره اي شكل به دور هسته گردش مي كند.

2– انرژي الكترون با فاصله ي آن از هسته رابطه مستقيم دارد.

3– اين الكترون فقط مي تواند در فاصله هاي معين و ثابتي پيرامون هسته گردش كند. در واقع الكترون تنها مجاز است كه مقادير معيني انرژي را بپذيرد. به هريك از اين مسيرهاي دايره اي، تراز انرژي مي گويند.

4– اين الكترون معمولاً در پائين ترين تراز انرژي ممكن قرار دارد. به اين تراز انرژي حالت پايه مي گويند.

5– با دادن مقدار معيني انرژي به اين الكترون مي توان آن را از حالت پايه (ترازي با انرژي كمتر) به حالت برانگيخته (ترازي با انرژي بالاتر) انتقال داد

6– الكترون در حالت برانگيخته ناپايدار است ، از اين رو همان مقدار انرژي را كه پيش از اين گرفته بود از دست مي دهد و به حالت پايه برمي گردد.

به اين گونه انرژي كه بصورت يك بسته ي انرژي مبادله مي شود، انرژي كوانتومي يا پيمانه اي مي گويند. بور با كوانتيده در نظر گرفتن ترازهاي انرژي توانست طيف نشري خطي هيدروژن را توجيه كند.

?     بور به هر يك از تراز هاي انرژي كوانتيده ،عدد خاصي را نسبت داد آن را عدد كوانتومي اصلي ناميد و با حرف n نمايش داد.

?     يونش : هنگامي كه الكترون باگرفتن مقدار زيادي انرژي به تراز انرژي به نهايت انتقال يابد ،از ميدان جاذبه ي هسته خارج مي شود دراين اتم الكترون خود را از دست داده است .

?     كوانتيده : به معناي تكه تكه شده است . تكه هايي كه همگي با هم برابر ند .

?     نقص مدل بور : بور نتوانست طيف نشري خطي اتم هاي ديگر را را بامدل پيشنهادي خود براي اتم توجيه كند .

مدل كوانتومي اتم  :اين مدل در سال 1936 توسط اروين شرودينگر مطرح شد. وي در اين مدل از حضور الكترون در فضايي سه بعدي به نام اوربيتال سخن به ميان آورد. همانگونه كه براي مشخص كردن موقعيت يك جسم در فضا به سه عدد (طول ، عرض و ارتفاع) نياز است، براي مشخص كردن هر يك از اوربيتالهاي يك اتم نيز به چنين داده هايي نياز داريم. شرودينگر به اين منظور از سه عدد m1 و l و n استفاده كرد كه عددهاي كوانتومي خوانده مي شوند.

يك آدرس هستند، آدرسي كه مي خواهد مكان يك الكترون را به ما نشان دهد .

عدد كوانتومي اصلي (n) : عددي است كه بور براي مشخص كردن ترازهاي انرژي يا همان لايه هاي الكتروني بكار برد. 1= n پايدارترين لايه انرزي را نشان مي دهد. هر چه n بالاتر رود سطح انرژي لايه هاي الكتروني افزايش مي يابد و فاصله ي آن لايه از هسته دورتر مي شود. لايه هاي الكتروني خود از گروههاي كوچك تر به نام زير لايه تشكيل شده اند.عدد n تعداد زير لايه هاي هر لايه را هم مشخص مي كند. مثلاً در لايه الكتروني 2= n دو زير لايه وجود دارد.

عدد كوانتومي اوربيتالي (l) : نشان دهنده ي شكل ، انرژي و تعداد اوربيتال ها است.

L مي تواند مقادير 0 تا 1 - n را در بر بگيرد.

1 اوربيتال كروي      L=0      S

3  اوربيتال دمبلي  L=1       P

5 اوربيتال             L=2       d

7 اوربيتال          L=3          f

عدد كوانتومي مغناطيسي ml )) : جهت گيري اوربيتالها را در فضا معين مي كند. ml 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.

 Px2 نشان مي دهد كه اين اوربيتال دمبلي شكل در لايه هاي الكتروني دوم و در زير لايه ي p قرار دارد و در راستاي محور Xها جهت گيري كرده است.

    مقادير ml    :    Px =+1  ؛=0  Py ؛ = -1  Pz

عدد كوانتومي مغناطيسي اسپين (mS) : مربوط به جهت حركت الكترون به دور خودش است. دانشمندان افزون بر حركت اوربيتالي ، يك حركت اسپيني نيز به الكترون نسبت داده اند (حركت الكترون به دور خودs m تنها دو مقدار (½+ براي چرخش در جهت عقربه هاي ساعت و ½- براي چرخش در خلاف جهت حركت عقربه هاي ساعت) دارد.

طبق اصل پائولي : اصل طرد پائولي بيان مي كند كه در يك اتم هيچ دو الكتروني نمي توان يافت كه هر چار عدد كوانتومي آنها: n, l, ml, ms آنها يكسان باشد. به عبارت ديگر در هر اوربيتال حداكثر دو الكترون آن هم با اسپين مخالف قرار مي گيرند.

اصل آفبا :اگر براي رسم آرايش الكتروني اتم عنصرهاي ديگر از اتم هيدروژن شروع كنيم و سپس يك به يك 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.

 

مدل اتمی نیلز بور

دید کلی

در سال 1913، نیلز بور ، نظریه‌ای را برای ساختار الکترونی اتم هیدروژن ارائه کرد که طیف خطی این عنصر را توجیه می کرد. غالب پیوندهای میان اتمهای عناصر سبک را می توان با به کار گرفتن مدار های بور توضیح داد. توضیح شکل مولکولها و آرایش اتمها نسبت به یکدیگر با جفت شدن و دفع شدن الکترونها امکانپذیر است.

نظریه بور

نظریه بور، نکات زیر را در بر می گیرد :

  • الکترون‌ها مانند سیارات که به دور خورشید می‌گردند، در مدارهای معینی به نام تراز به دور هسته می گردند. او عبارت ریاضی کلاسیک برای نیرویی که الکترون را در یک خط مستقیم نگاه می‌دارد و نیرویی که الکترون را به درون می‌کشاند معادلاتی به وجود آورد. هر تراز با یک حروف الفبایی (O ، N ، M ، L ، K ،...) یا یک عدد (1 ،2 ، 3 ، 4 ، 5 ،...) مشخص می‌شود.

  • الکترون‌ها در مدار نسبتا پایدار می‌مانند و در یک اتم معین ، انرژی‌های معینی می‌توانند داشته باشند. بنا به نظریه بور ، یک الکترون می‌تواند برای مدتی طولانی در یک مدار حرکت کند یا در مداری دیگر به فاصله دورتر برای مدتی طولانی سیر کند ولی نمی‌تواند در زمانی قابل اندازه گیری میان دو مدار بماند. بنابر تئوری بور ، وقتی یک الکترون از مداری به مدار دیگر برود، انرژی آن به مقدار معینی تغییر می‌کند که آن را یک کوانتوم انرژی می‌گویند.

  • برای جدا کردن اجسامی که جذب یکدیگر شده‌اند انرژی لازم است. برای جابه جا شدنالکترون از یک تراز انرژی به تراز دیگر مقدار انرژی کاملا معین و خاصی لازم است. انرژی لازم برای آنکه یک الکترون از هسته دور شود در سیستم به صورت انرژی پتانسیل ذخیره می‌شود. وقتی الکترون‌های یک اتم تا حد امکان به هسته نزدیک باشد اتم در حداقل انرژی که حالت پایه است، قرار گرفته است. اگر اتمها در قوس الکتریکی یا شعله چراغ گاز گرم شوند، انرژی جذب کرده و الکترون به تراز بیرونی‌تری که انرژی بیشتری دارد می‌جهد، اتم در این شرایط در حالت برانگیخته است.

  • هرگاه الکترون از مدار بالاتر (برانگیخته) به مدار یا تراز یا بیشتر فرو افتد مقدار انرژی معینی از اتم تابش می کند که معمولا این اختلاف انرژی اتم بین دو حالت برانگیخته و پایه به صورت انرژی نوری کوانتوم نور) است.

طیف نمایی بور

بور با این تصور که الکترونها در ترازهای انرژی مربوط به مدارها بالا یا پائین می‌روند و حرکت الکترون میان دو مدار خاص مستلزم کوانتوم معینی انرژی است، توانست علت وجود خط‌های طیف نشری خط روشن هیدروژن را توضیح دهد و نیز طول موج‌های مورد انتظار برای این خطها را حساب کرد. بور با استفاده از خطوط مشاهده پذیر طیف هیدروژن اوضاع درون اتم را برسی کند.

ساختمان اتم با استفاده از مدل بور

دانستیم که مدارها با اعداد صحیح شماره گذاری می‌شوند. عدد 1 نزدیکترین مدار به هسته است و حداکثر عده الکترونها در یک مدار 2n2 است که n شماره مدار است.

یک قائده کلی برای پیشگویی عده الکترونها این است که مدار خارجی نمی‌تواند بیش از هشت الکترون داشته باشد. نخستین مدار حداکثر می‌تواند دو الکترون داشته باشد که هیدروژن با عدد واقعی یک که الکترون دارد و هلیم در این مدار قرار می‌گیرند.

ساختار اتم

هندسه دوجيني و ساختار اتم





ابتدا بايد بدانيم كه مفهوم عبارات ( اصطلاحات ) زير در فيزيك چيست ؟




1- طيف اتمي :

همانطور كه مي‌دانيم نيوتن با گذراندن نور خورشيد از منشور ، طيف نور سفيد را تجزيه كرد . نيوتن نشان داد كه نور سفيد آميزه‌اي از رنگهاي مختلف است . گستره طول موج اين رنگها از 0.4 ميكرون ( بنفش مريي ) تا 0.7 ميكرون ( قرمز مريي ) ميباشد . طيف نور سفيد يك طيف پيوسته است . به همين ترتيب مي‌توان طيف هر نوري را توسط پاشندگي در منشور شناسايي كرد . طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصري را طيف اتمي آن عنصر مي‌نامند . طيف اتمي عناصر مختلف با هم تفاوت دارد . اما علت اينكه در طيف اتمي خطوط مختلفي ديده مي‌شود چيست ؟







تصوير فوق تجزيه نور سفيد را نشان مي‌دهد






2- خطوط طيفي :

طيف اتمي ، مستقيما به ترازهاي انرژي اتم نسبت داده مي‌شود . هر خط طيفي متناظر يك گذار خاص بين دو تراز انرژي يك اتم است . پس آنچه در طيف نمايي داراي اهميت است ، تعيين ترازهاي انرژي يك اتم به كمك اندازه گيري طول موج‌هاي طيف خطي گسيل شده از اتم‌ها است . پايين‌ترين تراز انرژي ، حالت پايه است و همه ترازهاي بالاتر ، حالت‌هاي برانگيخته ناميده مي‌شوند . طبق تعاريف فعلي موقعي كه يك اتم از حالت برانگيخته بالاتر به يك حالت برانگيخته پايين‌تر گذر كند ، موج الكترومغناطيس ( يك طيف نور حامل انرژي ) متناظر به يك خط طيفي گسيل مي‌شود . البته بعدا توضيح خواهيم داد كه برعكس اين قضيه نيز صادق است يعني با جذب انرژي توسط ترازهاي انرژي ، اتم به يك حالت برانگيخته بالاتر صعود و با دفع انرژي به يك حالت پايين‌تر انرژي نزول ( گذر ) مي‌كند .







تصوير فوق طيف نشري خطي عنصر آهن را نشان مي‌دهد






3 - طيف نشري

اگر جسمي نور توليد كند و نور توليد شده را از منشوري عبور دهيم ، طيفي به دست مي‌آيد كه طيف نشري ناميده مي‌شود . اگر رنگ‌هاي طيف حاصل به هم متصل باشند ، طيف نشري اتصالي و اگر بين آنها فاصله‌اي باشد ، طيف نشري را انفصالي يا خطي مي‌نامند . به عنوان مثال لامپ حاوي بخار يا گاز بسيار رقيق را در نظر بگيريد . اين لامپ به صورت لوله باريك شيشه‌اي است كه درون آن يك گاز رقيق در فشار كم وجود دارد . دو الكترود به نام‌هاي كاتد و آند در دو انتهاي لوله قرار دارند . اگر بين اين دو الكترود ، ولتاژ بالايي برقرار شود ، اتم‌هاي گاز درون لامپ شروع به گسيل نور مي‌كنند . اگر اين گاز مربوط به هليم باشد ، به رنگ زرد مايل به سبز روشن است كه اگر آن را از منشور بگذرانيم ، مي‌بينيم كه اين طيف پيوسته نيست . بلكه تنها از چند خط رنگي جدا از هم با طول موج‌هاي معين تشكيل شده است . يعني تصوير زير :










4- طيف جذبي

در سال 1814 فرانهوفر كشف كرد كه اگر به دقت طيف خورشيد را برسي كنيم ، خط‌هاي تاريكي در طيف پيوسته آن مشاهده خواهيم كرد . اين مطلب نشان مي‌دهد كه بعضي از طول موج‌ها در نوري كه از خورشيد به زمين مي‌رسد ، وجود ندارد و به جاي آنها ، در طيف پيوسته نور خورشيد خط‌هاي تاريك ( سياه ) ديده مي‌شود . اكنون مي‌دانيم كه گازهاي عناصر موجود در جو خورشيد ، بعضي از طول موج‌هاي گسيل شده از خورشيد را جذب مي‌كنند و نبود آنها در طيف پيوسته خورشيد به صورت خط‌هاي تاريك ظاهر مي‌شود . در اواسط قرن نوزدهم معلوم شد كه اگر نور سفيد از داخل بخار عنصري عبور كند و سپس طيف آن تشكيل شود ، در طيف حاصل خطوط تاريكي ظاهر مي‌شود . اين خطوط توسط اتم‌هاي بخار جذب شده‌اند .







در واقع هم در طيف گسيلي و هم در طيف جذبي هر عنصر ، طول موج‌هاي معيني وجود دارد كه از ويژگي‌هاي مشخصه آن عنصر است . طيف‌هاي گسيلي و جذبي هيچ دو عنصري مثل هم نيست . اتم هر عنصر دقيقا همان طول موج‌هايي را جذب مي‌كند كه اگر دماي آن به اندازه كافي بالا رود و يا به‌هر صورت ديگر برانگيخته شود ، آنها را تابش مي‌كند .

اين طيفهاي جذبي و نشري همگي مربوط به ترازهاي انرژي و يا بهتر است بگوييم به لايه‌ها و زير لايه‌هاي اتم عناصر مربوط ميشود زيرا در هندسه فضايي همانگونه كه براي مشخص كردن مكان يك شي در فضاي سه بعدي به سه پارامتر طول ، عرض و ارتفاع ( x y z ) نياز داريم ، براي مشخص كردن هريك از اوربيتالهاي يك اتم نيز به اين چنين پارامترهايي نياز داريم . به اين منظور از سه عدد m1 , l , n استفاده شده است كه اينها به اعداد كوانتومي مشهورند .

n عدد كوانتومي اصلي ناميده ميشود ، در مدل كوانتومي به جاي ترازهاي انرژي از واژه لايه‌هاي الكتروني استفاده ميشود و n سطح انرژي آنها را معين مي‌كند . n=1 پايدارترين لايه الكتروني را نشان ميدهد و هر چه مقدار n بالاتر رود سطح انرژي لايه الكتروني افزايش مي‌يابد ( يعني براي بالا بردن الكترونها در لايه‌ها ، مرحله به مرحله به انرژي بيشتري نياز داريم ) . اطراف هسته اتم حداكثر هفت لايه الكتروني شناخته و شناسايي شده است كه همگي منطبق با تناسبات موجود در مدارها و ميان مدارهاي رسم شده در شكل توسعه يافته ستاره داوود مي‌باشند .









البته ما بايد اين موضوع را همواره در نظر بگيريم كه الكترونها در لايه‌ها و زير لايه‌ها ( داخل اتم ) نسبت به يكديگر جاذبه و دافعه داشته و مي‌تواند وضعيت آنها كمي متفاوت با شكل ترسيمي فوق باشد . ولي به هر حال ساختار كلي و پايه‌اي در اتم‌ها ، همين تناسبات موجود در رسم ستاره داوود توسعه يافته است .








شكل فوق طيف نشري خطي عنصر كربن را نشان مي‌دهد







با مقايسه طيف نشري خطي كربن با مدارها و ميان مدارهاي شكل توسعه يافته‌ ستاره داوود ، متوجه تشابه تناسبات موجود ميشويم كه اين موضوع دال بر اين واقعيت است كه اتم‌ها در ساختار فيزيكي خود از شكل توسعه يافته ستاره داوود و تناسبات موجود در آن تبعيت مي‌كنند . دليل اين موضوع چيست و چه ميتواند باشد ؟ در مطالب بعدي در اين رابطه توضيح خواهيم داد !










همانطور كه مي‌دانيم طبق تعريف در يك اتم چند الكتروني ، بار منفي هر الكترون ، مقداري از بار مثبت هسته آن اتم را خنثي كرده و از تاثير تمامي بار مثبت آن بر الكترونهاي ديگر ، به ميزان معيني مي كاهد . عمل جلوگيري كردن الكترونها از تاثير تمامي بار مثبت هسته بر الكترون مورد نظر در يك اتم ، اصطلاحاً اثر پوششي آن الكترونها ناميده مي شود . البته اين در صورتي خواهد بود كه ما ميادين الكتريكي در داخل اتم را به صورت خطي ( مستقيم ) فرض كنيم . اينك اين سوال مطرح ميشود كه اگر اتمي يونيزه شود ، در حالت اول اگر الكترون از دست بدهد مي‌بايست تعادل و موازنه الكتريكي در اتم به هم خورده و ساير الكترونها به طرف هسته سقوط كنند كه در اين مورد اينگونه مطرح ميشود كه با نزديك شدن الكترونها به هسته به سرعت زاويه‌اي ( دوران آنها حول هسته ) افزوده شده و نيروي گريز از مركز باعث ماندن الكترونها در مدار ميشود ، علي‌رغم اينكه اين نگرش يك ديد كلاسيك به فيزيك هسته‌اي است برعكس اين اتفاق هم روي مي‌دهد ، يعني در حالت دوم اگر اتم ، الكترون اضافي داشته باشد الكترونها از هسته دور شده و ميبايست از سرعت زاويه‌اي خود بكاهند تا از اتم به طرف بيرون پرتاب نشوند . ولي براي اين پديده ميتوان يك توجيه جديد و نو ارايه داد يعني همانطور كه در مبحث ( وارونگي ميادين الكتريكي ، توجيهي جديد براي توليد زوج ماده - پاد ماده . بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده يكديگر را نابود نمي‌كنند ) به آدرس http://www.ki2100.com/physics/rotation-of-electrical-fields.htm مطرح شد ذرات باردار همچنين هسته اتمها دوران ( اسپين ) دارند و با اين اسپين آنها پديده دوران ميادين الكتريكي روي مي‌دهد ، يعني خطوط ميدان الكتريكي از خط راست تبديل به دايره‌‌هاي بسته و نيمه باز ميشوند كه ذرات الكتريكي با بار مخالف و سبك تر مجبورند در داخل اين ميادين انحنا يافته تا بينهايت دوران داشته باشند و به بار مخالف هم نرسند . در اين حالت نيروي گريز از مركز الكترونها مطرح نيست بلكه بجاي اينكه نيروي الكتريكي مابين هسته و الكترونها آنهم به صورت خطي راست تعيين كننده قطر اتم باشد ، نيروي دافعه الكتريكي مابين الكترونها و زوج الكترونها در مدارهاي دايره‌اي شكل تعيين كننده قطر اتم خواهد بود . يعني دو الكترون با هم پيوند داشته و تشكيل زوج داده و يك اوربيتال را تشكيل مي‌دهند و روي مدارهاي پيرامون هسته ميچرخند . اينك اگر از تعداد آنها كاسته شود نيروي دافعه مابين الكترونها و زوج الكترونها در مدارها كاسته خواهد شد ، پس لايه‌ها و زير لايه‌ها به هسته نزديك خواهند شد و برعكس اگر تعداد زوج الكترونها و الكترونها افرايش يابد دافعه الكتريكي در مدارها افزايش يافته و مدارها از هسته فاصله مي‌گيرند و البته اين در صورتي خواهد بود كه تعداد پروتونهاي هسته ثابت باشد . به هر حال علت چرخش الكترونها پيرامون هسته ، به استناد قوانيني نيست كه مكانيك كلاسيك و يا مكانيك كوانتوم مطرح ميكند و علت آن فقط ميتواند دوران ميادين الكتريكي باشد . در دوران ميادين الكتريكي پيرامون هسته مناطقي بوجود مي‌آيد كه بگونه‌اي خلاء الكتريكي در آنها حاكم شده است كه الكترونها در آنها حضور نخواهند داشت و اين مسئله باعث پديدار شدن لايه‌ها و زير لايه‌ها ميشود . با توجه به نظريه اثر پوششي الكترونها ، لايه‌هاي بيروني‌تر اتم ميبايست فاصله بيشتري از يكديگر داشته باشند ، در صورتي كه لايه‌هاي بيروني به يكديگر نزديكتر هستند و اين پديده را شكل هندسي ستاره داوود توسعه يافته ميتواند توجيه ‌كند ، براي اينكه مدارهاي 1 و 2 و 3 همچنين مدارهاي 5 و 6 و 7 و 8 به هم نزديكند و تراكم الكترونها در اين مناطق زيادتر از مكانهاي ديگر خواهد بود و اين مسئله فعلا توجيه هندسي دارد ولي در آينده ، انشا الله پي به ماهيت و مفهوم اين ترسيمات هندسي خواهيم برد ، به طور مثال اينها ميتوانند برآيند نيروهاي ناشناخته‌اي براي ما باشند . چيزي كه فعلا به ما كمك خواهد كرد هندسه است و ترسيمات آن ، چرا كه ستاره داوود توسعه يافته ميتواند ساختار اتمها و ..... توجيه كرده و يا اينكه پيشگويي و نشان دهد .


ساختار هسته اتم


تصویر

اجزای اصلی هسته

ذراتی که تمامی هسته‌ها از آنها ترکیب یافته‌اند پروتونها و نوترونها هستند. در حالت کلی به این ذرات نوکلئون می‌‌گویند. خواص نوکلئونها

بار

پروتون هسته اتم H (ایزوتوپ سبک اتم هیدروژن) است. پروتون دارای یک بارمثبت است که از نظر بزرگی با بار الکترون برابر است. نوترون دارای بار e 10-13 (10-18 برابر بار الکترون است) ولی چون خیلی کوچک است آن را خنثی می‌‌گیریم و لذا در برهمکنشی با الکترون نیروی ضعیفی از خود نشان می‌‌دهد.

جرم

پروتون و نوترون دارای جرم تقریباً یکسان هستند، جرم نوترون از جرم پروتون اندکی (کوچکتراز 0.1 درصد) بیشتراست. این ذرات هر دو دارای انرژی سکون حدود یک گیگا الکترون ولت هستند.



img/daneshnameh_up/7/79/C3_quant_04.JPG

اسپین

یک ویژگی مهم پروتون و نوترون اندازه حرکت زاویه‌ای ذاتی ، یا به اصطلاح اسپین هسته‌ای آنها است. اعداد کوانتومی اسپین هسته‌ای پروتون و نوترون هردو برابر ½ هستند.

گشتاور مغناطیسی هسته‌ای

گشتاور مغناطیسی پروتون در همان راستای اسپین هسته‌ای آن است، بزرگی گشتاور هسته‌ای ، مؤلفه گشتاور مغناطیسی پروتون را در امتداد راستای کوانتش فضایی برحسب مگنتون هسته‌ای به دست می‌‌دهد. گشتاور مغناطیسی نوترون درخلاف راستای اندازه حرکت زاویه‌ای آن است. گشتاور مغناطیسی غیر صفر نوترون حاکی از آن است که ، با وجود صفر بودن بار کل ، یک توزیع غیر یکنواخت بار در داخل آن وجود دارد.

نیروهای هسته‌ای

از آنجا که پروتونها در داخل هسته در فاصله کمی از همدیگر قرار دارند، نیروی رانشی کولنی بین آنها خیلی بزرگ است. برای آنکه هسته در حالت تعادل قرار گیرد، این نیرو را باید یک نیروی ربایشی دیگر (نیروی هسته‌ای) خنثی کند. این نیرو در قوی‌ترین حالت خود ، از نیروی کولنی خیلی قوی‌تر است. ولی ، نیروی هسته‌ای فقط در گستره محدودی قوی است. از جنبه‌های مهم نیروی هسته‌ای ، استقلال آن از بار است. نیروی مؤثر بین دو نوکلئون ، از اینکه دو پروتون ، دو نوترون و یا یک پروتون و یک نوترون باشند، متشکل است. نیروی بین دو نوکلئون با اسپین موازی نسبت به نیروی بین دو نوکلئون با اسپین پادموازی قویتر است.



img/daneshnameh_up/a/ac/atom.jpg

پتانسیل یوکاوا

بر خلاف نیروی کولنی ، که بستگی به فاصله آن به صورت ساده r2/1 است، نیروی هسته‌ای بطور خیلی پیچیده‌ای به فاصله وابسته است. پتانسیل حاصل از این نیرو را پتانسیل یوکاوا گویند. پتانسیل تابع نمایی از فاصله هسته‌ای است. به علت این رفتار نمایی ، پتانسیل و نیرو سریعا با افزایش فاصله به صفر میل می‌‌کند.

شعاع هسته‌ای

شعاع هسته‌ای بطور تقریبی از نتایج آزمایشهای پراکندگی ذره آلفا محاسبه می‌‌شود. اگر چه توزیع این ذرات پراکنده تنها با برهمکنش کولنی برای فواصل بزرگتر از 14-10 متر توجیه می‌‌شود، اما وقتی ذرات آلفا تقریباً در این فاصله از مرکز هسته قرار می‌‌گیرند از قانون کولن تبعیت نمی‌‌کنند. در این حالت ، شعاع هسته‌ای را می‌‌توان به صورت آن فاصله‌ای از مرکز هسته تعریف کرد که در آن نیروی هسته‌ای از اهمیت برخوردار است. نتایج به دست آمده از پراکندگی نوترونی برای شعاع هسته بیانگر تابعیت شعاع هسته‌ای از عدد جرمی‌‌ هسته‌ای (A) است. که شعاع هسته با ریشه سوم عدد جرمی متناسب است.

مباحث مرتبط باعنوان

جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون رااندازه گيري كرد؟

آزمايش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون ) 

در آزمايش تامسون از اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي استفاده شده است. دستگاهي كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

الف ) اطاق يونش كه در حقيقت چشمه تهيه الكترون با سرعت معين مي باشد بين كاتد و آند قرار گرفته است. در اين قسمت در اثر تخليه الكتريكي درون گاز ذرات كاتدي ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت مي كنند و با سرعت معيني از منفذي كه روي آند تعبيه شده گذشته وارد قسمت دوم مي شود. اگر بار الكتريكي q  تحت تاثير يك ميدان الكتريكي بشدت E  قرار گيرد، نيروييكه از طرف ميدان بر اين بار الكتريكي وارد مي شود برابر است با:      

F= q.E

 در آزمايش تامسون چون ذرات الكترون مي باشند q = -e بنابراين:

F= -eE  

از طرف ديگر چون شدت ميدان E  در جهت پتانسيلهاي نزولي يعني از قطب مثبت بطرف قطب منفي است بنابراين جهت نيروي  در خلاف جهت يعني از قطب منفي بطرف قطب مثبت مي باشد. اگرx  فاصله بين آند و كاتد باشد كار نيروي F در اين فاصله برابر است با تغييرات انرژي جنبشي ذرات . از آنجاييكه كار انجام شده در اين فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسيل موجود بين كاتد وآند بنابراين خواهيم داشت

ev0 =½m0v2

كه در آن  v0    اختلاف پتانسيل بين كاتد و آند e  بار الكترون  v  سرعت الكترون و  m0  جرم آن مي باشد. بديهي است اگر v0  زياد نباشد يعني تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق مي كند يعني سرعت الكترون مقداري خواهد بود كه مي توان از تغييرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراين سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v0/ m0)

 

ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكتروني با سرعت v وارد آن مي شود شامل قسمتهاي زير است :

 

 

1- يك خازن مسطح كه از دو جوشن  A  وB  تشكيل شده است اختلاف پتانسيل بين دو جوشن حدود دويست تا سيصد ولت مي باشد اگر پتانسيل بين دو جوشن را به v1   و فاصله دو جوشن را به d   نمايش دهيم شدت ميدان الكتريكي درون اين خازن E = v1/d   خواهد بود كه در جهت پتانسيلهاي نزولي است.

 

2- يك آهنربا كه در دو طرف حباب شيشه اي قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: يك ميدان مغناطيسي با شدت B  ايجاد مي نمايد . آهنربا را طوري قرار دهيد كه ميدان مغناطيسي حاصل بر امتداد ox   امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد ميدان الكتريكي - عمود باشد.

 

پ) قسمت سوم دستگاه سطح دروني آن به روي سولفيد آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص مي كند.

وقتي الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي تاثير ننمايند نيرويي بر آنها وارد نمي شود لذا مسير ذرات يعني پرتو الكتروني مستقيم و در امتداد ox   امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p يعني نقطه  p0 اثر نوراني ظاهر مي سازد.

اگر بين دو جوشن خازن اختلاف پتانسيلv1 را برقرار كنيم شدت ميدان الكتريكي داراي مقدار معين E خواهد بود و نيروي وارد از طرف چنين ميداني بر الكترون برابر است با   FE = e E  اين نيرو در امتداد  oy و در خلاف جهت ميدان يعني از بالا به پايين است.

ميدان مغناطيسي B  را طوري قرار مي دهند كه برسرعتv   عمود باشد . الكترون در عين حال در ميدان مغناطيسي هم قرار مي گيرد و نيرويي از طرف اين ميدان بر آن وارد مي شود كه عمود بر سرعت و بر ميدان خواهد بود . اگر اين نيرو را بصورت حاصلضرب برداري نشان دهيم برابر است با:

  

FM = q.(VXB)

در اينجا q = e    پس:

FM = q.(VXB)

و مقدار عددي اين نيرو مساوي است با  F = e v B   زيرا ميدان B   بر سرعت v   عمود است يعني زاويه بين آنها 90 درجه و سينوس آن برابر واحد است. اگر ميدان B     عمود بر صفحه تصوير و جهت آن بجلوي صفحه تصوير باشد امتداد و جهت نيروي FM در  جهت  oy يعني در خلاف جهت FE خواهد بود. حال ميدان مغناطيسي B  را طوري تنظيم مي نمايند كهFE = FM  گردد و اين دو نيرو همديگر را خنثي نمايند. اين حالت وقتي دست مي دهد كه اثر پرتو الكتروني روي پرده بي تغيير بماند پس در اين صورت خواهيم داشت:

         FM = FE

        e.v.B = e E

        v = E/ B

چون مقدار E و B  معلوم است لذا از اين رابطه مقدار سرعت الكترون در لحظه ورودي به خازن بدست مي ايد . حال كه سرعت الكترون بدست آمد ميدان مغناطيسي B  را حذف مي كنيم تا ميدان الكتريكي به تنهاي بر الكترون تاثير نمايد . از آنجاييكه در جهت ox  نيرويي بر الكترون وارد نمي شود و فقط نيروي FE  بطور دائم آنرا بطرف پايين مي كشد لذا حركت الكترون در داخل خازن مشابه حركت پرتابي يك گلوله در امتداد افقي مي باشد و چون سرعت الكترون را نسبتا كوچك در نظر مي گيريم معادلات حركت الكترون ( پرتو الكتروني ) در دو جهت ox و oy  معادلات ديفرانسيل بوده و عبارت خواهد بود از  

m0(d2x /dt2)/span>=0     در امتداox 

  m0d2y /dt2)=e. E      در امتداoy

با توجه به اينكه مبدا حركت را نقطه ورود به خازن فرض مي كنيم اگر از معادلات فوق انتگرال بگيريم خواهيم داشت:

y=(1/2)(e.E)t2/m0

x=v.t

 معادلات فوق نشان مي دهد  كه مسير حركت يك سهمي است و مقدار انحراف پرتو الكتروني از امتداد اوليه (ox  )  در نقطه خروج از خازن مقدار  y  در اين لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L  نمايش دهيم x = L    زمان لازم براي سيدن به انتهاي خازن عبارت خواهد بود از t = L / v  اگر اين مقدار  t  را در معادله y   قرار دهيم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست مي آيد:

     Y =  ½ e( E/m0) ( L/ v )2

     e/ m0 = ( 2y/ E ) ( v/ L )2

كه در آن v سرعت الكترون كه قبلا بدست آمده است. L و E بترتيب طول خازن و شدت ميدان الكتريكي كه هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگيريم بار ويژه يا e/m0  محاسبه مي شود.

 پس از خروج الكترون از خازن ديگر هيچ نيرويي بر آن وارد نمي شود بنابراين از آن لحظه به بعد حركت ذره مستقيم الخط خواهد بود و مسير آن مماس بر سهمي در نقطه خروج از خازن است . اگر a  فاصله پرده از خازن يعني D P0 باشد مي توانيم بنويسيم:

P0P1 = y + DP0 tgθ

tgθعبارتست از ضريب زاويه مماس بر منحني مسير در نقطه خروج از خازن و بنابراين مقدار يست معلوم پس بايد با اندازه گرفتن فاصله اثر روي پرده( P0 P1)به مقدار y رسيد و در نتيجه مي توانيم e/ m0 را محاسبه نماييم.

مقداري كه در آزمايشات اوليه بدست آمده بود 108×7/1 كولن بر گرم بود مقداريكه امروزه مورد قبول است و دقيقتر از مقدار قبلي است برابر 108×7589/1 كولن بر گرم است.

علاوه بر تامسون، ميليكان نيز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشي متفاوت به اندازه گيري بار الكترون پرداخت.

برندگان جایزه نوبل شیمی

سال نام شیمیدان ملیت عنوان پژوهش
1901 یاکابوس هنریکوس وانت هوف (1922ـ1852) هلند کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلولها
1902 هرمان امیل فیشر (1919ـ1852) آلمان برای آزمایشهای سنتزیاش درباره شکر و گروههای مواد پورین
1903 سوانته آگوست آرنیوس (1927ـ1859) سوئد برای نظریه الکترولیتیاش درباره تجزیه
1904 ویلیام رامزی (1916ـ1852) بریتانیای کبیر کشف عناصر گازی کمیاب در هوا و تعیین محلشان در جدول تناوبی
1905 یوهان فردریک ویلهلم آدولف فون بایر (1917ـ1853) آلمان پژوهشها درباره رنگهای آلی و ترکیبات آروماتیک هیدروکربنی
1906 هانری موآسان (1907ـ1852) فرانسه برای تحقیقات درباره فلوئور و جداسازی آن و همچنین برای کارش در زمینه کوره الکتریکی موآسان
1907 دوارد بوخنز (1917ـ1860) آلمان برای پژوهشهای زیست شیمیاییاش و کشف تخمیر مستقل از یاخته
1908 ارنست رادرفورد (1937ـ1871) بریتانیای کبیر برای تحقیقات در زمینه فروپاشی عناصر و شیمی مواد پرتوزا
1909 ویلهلم استوالد (1932ـ1853) آلمان برای تحقیقات درباره کاتالیز و برای پژوهشهایش در زمینه اصول بنیادی تعادلهای شیمیایی و سرعتهای واکنش
1910 اتو والاخ (1931ـ1847) آلمان برای پژوهش پیشگامانهاش در زمینه ترکیبات چرخهای آلی
1911 ماری اسکلودوسکا کوری فرانسه برای کشف رادیوم و پولونیوم و برای جداسازی و مطالعه رادیوم

1912
ویکتور گرینیار (1935ـ1871)
پاول ساباتیه (1941ـ1854)
فرانسه
برای کشف واکنشگر گرینیار که در پیشرفت شیمی آلی بسیار موثر بود.
برای هیدروژندار کردن ترکیبات آلی در حضور فلزات خردشده نرم ، که در شیمی آلی پیشرفت فوق العادهای پدید آورد.
1913 آلفرد ورنر (1919ـ1866) سوئیس برای کارش درباره اتصال اتمها در مولکولها
1914 تیودور ویلیام ریچاردز (1928ـ1868) ایالات متحده آمریکا برای تعیین دقیق جرم اتمی بسیاری از عناصر شیمیایی
1915 ریچارد مارتین ویلستاتر (1942ـ1872) آلمان برای تحقیقات درباره رنگدانه گیاهان و به ویژه کلروفیل
1918 فریتس هابر (1934ـ1868) آلمان برای سنتز آمونیاک با استفاده از عناصر آن
1920 والتر هرمان نرنست (1941ـ1864) آلمان برای پژوهشها در گرما شیمی
1921 فردریک سدی (1945ـ1877) بریتانیای کبیر برای مطالعه اجسام پرتوزا و تحقیقاتی درباره منشا و ماهیت ایزوتوپها
1922 فرانسیس ویلیام آستون (1945ـ1877) بریتانیای کبیر برای کشف ایزوتوپها در تعداد زیادی از عناصر ناپرتوزا که با استفاده از طیف نگار جرمی ساخت خودش صورت پذیرفت، و برای اعلام قاعده عدد صحیح
1923 فریتس پرگل (1930ـ1869) اتریش برای ابداع روش میکروآنالیز برای مواد آلی
1925 ریچارد آدولف زیگموندی (1929ـ1865) آلمان برای نشان دادن ماهیت ناهمگن محلولهای کلوئیدی
1926 تیودور سوید برگ (1971ـ1884) سوئد برای کارش درباره سیستم پراکنده
1927 هاینریس اتو ویلاند (1957ـ1877) آلمان برای بررسی درباره اجزای سازنده اسیدهای صفراوی و مواد وابسته
1928 آدولف اتو راینهولد واینداوس (1959ـ1876) آلمان برای تحقیقات درباره اجزای سازنده استرولها و ارتباط آنها با ویتامینها

1929
آرتور هاردن (1940ـ1865)
هانس کارل آگوست سیمون فون اویلر چلپین (1964 1873)
بریتانیای کبیر
سوید
برای بررسی تخمیر شکر و آنزیمهای تخمیر کننده
برای بررسی تخمیر شکر و آنزیمهای تخمیر کننده
1930 هانس فیشر (1945ـ1881) آلمان برای تحقیقات در ساختار همین و کلروفیل و به ویژه برای سنتز همین

1931
کارل بوش (1940ـ1874)
فردریک برگیبوس (1949ـ1884)
آلمان
برای ابداع و توسعه روشهای شیمیایی با فشار زیاد
1932 ایروینگ لانگمیور (1957ـ1881) ایالات متحده آمریکا برای کشفها و بررسیهایش در زمینه شیمی سطح
1934 هارولد کلی تون اوری (1981ـ1893) ایالات متحده آمریکا برای کشف هیدروژن سنگین

1935
فردریک ژولیو (1958ـ1900)
ایرن ژولیو ـ کوری (1956ـ1897)
فرانسه
برای سنتز عناصر جدید پرتوزا
1936 پتروس پیتر یوسفوس ویلهلموس دبای (1964ـ1884) هلند برای پژوهش درباره گشتاور دوقطبی مولکولها و پراش اشعه ایکس و الکترون در گازها

1937
والتر نورمن هاورث (1950ـ1883)
پاول کارر (1971ـ1889)
بریتانیای کبیر
سوئیس
برای تحقیقاتش درباره کربوهیدراتها و ویتامین C
برای پژوهشهایش درباره کاروتنوییدها ، فلاوینها ، و ویتامینهای A و 2B
1938 ریچار کوهن (1967ـ1900) آلمان برای پژوهش درباره کاروتنوییدها و ویتامینها

1939
آدولف فردریک یوهان بوتنانت ( -1903)
لیوپولد روژیکا (1976ـ1887)
آلمان
سوئیس
برای کار درباره هورمونهای جنسی پستانداران
برای کارهایش درباره پلی متیلنها و پلی ترپینهای بالاتر
1943 گیورگ دوهوسی (1966ـ1885) مجارستان پژوهش درباره کاربرد ایزوتوپها به عنوان ردیاب در مطالعه فرایندهای شیمیایی
1944 اتوهان (1968ـ1879) آلمان برای کشف شکافت در هستههای سنگین
1945 آرتوری ایلماری ویرتانن (1973ـ1895) فنلاند برای تحقیقات و کشف در زمینه شیمی کشاورزی و تغذیه بویژه روش نگهداری علوفه حیوانات


1946
جیمز باچلر سامنر (1955ـ1887)
جان هاوارد نورتراپ (1987ـ1891)
وندل مردیث استانلی (1971ـ1904)
ایالات متحده آمریکا

برای کشف امکان تبلور آنزیمها
برای تهیه آنزیمها و پروتیینهای ویروسی به صورت خالص
1947 رابرت راینسون (1975ـ1886) بریتانیای کبیر برای تحقیق در زمینه محصولات گیاهی با اهمیت زیست شناختی ، به ویژه آلکالوییدها
1948 آرنه ویلهلم کاورین تیسلیوس (1971ـ1902) سوئد تحقیق درباره الکتروفورز و تجزیه از طریق جذب ، و به ویژه برای کشفیاتش درباره ماهیت ناهمگن پروتیینهای سروم
1949 ویلیام فرانسیس گیاک (1982ـ1895) ایالات متحده آمریکا پژوهش در زمینه ترمودینامیک شیمیایی ، و به ویژه بررسی رفتار اجسام در دماهای بسیار پایین

1950
اتو پاول هرمان دیلس (1954ـ1876)
کورت الدر (1958ـ1902)
آلمان
برای کشف دیانهای مصنوعی

1951
آدوین ماتیسون مک میلان (1991ـ1907)
کلن تیودور سیلورگ ( ـ1912)
ایالات متحده آمریکا
برای کشف در شیمی عناصر فرا اورانیوم

1952
آرچرجانپورترمارتین ( ـ1910)
ریچارد لارنس میلینگتون سینج ( 1914)
بریتانیای کبیر
برای ابداع کروماتوگرافی پارشی
1953 هرمان استادینگر (1965ـ1881) آلمان برای کشفها در زمینه شیمی ماکرومولکولها
1954 لینوس کارل پاولینگ (1994-1901) ایالات متحده آمریکا برای تحقیقات درباره ماهیت پیوند شیمیایی و کاربرد آن برای ساختار

آشنایی با عناصر

*زندگی نامه اکسیژن
  1. نام (نام عنصر) : اکسیژن
  2. نام خانوادگی (شهرت در زبانهای مختلف) : اکسیژن
  3. شماره شناسنامه (عدد اتمی) : 8
  4. نام پدر (کاشف) : "پریستلی" ، "شیل" و "لاوازیه"
  5. تاریخ تولد (تاریخ کشف) : 1774 میلادی
  6. محل تولد (محل کشف) : انگلستان ، سوئد و فرانسه
  7. مشخصه‌های ظاهری:
  • رنگ پوست (رنگ ظاهری) : بی‌رنگ
  • وزن (جرم اتمی) : 15,9994 گرم
  • جنسیت (نوع عنصر) : غیر فلز

پیوند سیگما

پیوند سیگما

اطلاعات اولیه

اوربیتال S به شکل کره است و مرکز آن در هسته اتم قرار دارد. برای تشکیل پیوند ، دو هسته باید به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند تا همپوشانی مولکولهای اوربیتال‌های اتمی صورت پذیرد. نشان دادن اوربیتال‌های اتمی با حروف (P , S , ...) مرسوم است. اوبیتال‌های مولکولی نیز با حروف یونانی σ (سیگما) ، п (پی) و غیره نشانه‌گذاری می‌شوند.

img/daneshnameh_up/5/57/CH_P_S2.jpg

تشکیل پیوند سیگما

اوربیتال‌های مولکولی (H2)، از همپوشانی دو اوربیتال (S) از دو اتم هیدروژن حاصل شده‌اند. اگر همپوشانی طوری بین دو اوربیتال صورت پذیرد که ابر الکترونی بین دو هسته ، همدیگر را تقویت کنند، چگالی الکترونی در ناحیه بین دو هسته زیاد خواهد بود. جاذبه دو هسته با بار مثبت نسبت به ابر الکترونی اضافه با بار منفی ، مولکول را به هم نگه می‌دارد و مولکول پایدارتر از اتم‌های هیدروژن می‌شود.

اوربیتال‌های پیوندی یا اوربیتال مولکولی حاصل را ، اوربیتال‌های سیگما و این پیوندها را پیوندهای سیگما می‌نامند و با نماد (σ) نشان داده می‌شوند.

تشکیل اوربیتال ضد پیوندی سیگما

چون دو اوربیتال اتمی با یکدیگر ترکیب شده‌اند، باید دو اوربیتال مولکولی بدست آید. اوربیتال مولکولی دیگر حاصل از ترکیب که در آن ابر الکترونی بین دو هسته ، همدیگر را تضعیف کنند. در این حالت چگالی الکترونی در ناحیه بین دو هسته خیلی کم است. چون دو هسته مثبت همدیگر را دفع می‌کنند و در فاصله بین آنها چگالی کم الکترونی قادر به جبران این دافعه با ایجاد جاذبه‌ای قوی نیست، لذا نزدیک نگاه داشتن دو هسته در این حالت نیازمند انرژی است. این اوربیتال مولکولی را اوربیتال ضد پیوندی سیگما ( با نشان (*σ) می‌نامند. چون نه تنها در به هم نگه داشتن دو اتم کمک نمی‌کند، بلکه عمل آن در جهت دور کردن دو اتم از یکدیگر است.

تقارن اوربیتال‌های سیگما

اوربیتال‌های سیگما ( σ و *σ هر دو)، به دور محوری که دو هسته را به یکدیگر متصل می‌کند، تقارن استوانه‌ای دارند و چرخش مولکول دور این محور ، تغییر قابل مشاهده‌ای در شکل اوربیتال به وجود نمی‌آورد.
img/daneshnameh_up/4/44/H2.jpg

انرژی اوربیتال‌های سیگما

انرژی اوربیتال پیوندی (σ) از انرژی هر یک از اوبیتال‌های اتمی که آن را بوجود آورده‌اند کمتر است، در حالی که انرژی اوربیتال ضد پیوندی (*σ) بالاتر است. وقتی دو اوربیتال اتمی ترکیب می‌شوند، اوربیتال مولکولی پیوندی نشان دهنده کاهش انرژی سیستم و اوربیتال مولکولی ضد پیوندی نشان دهنده افزایش انرژی سیستم است.

مرتبه پیوند

هر اوربیتال ( اتمی یا مولکولی ) می‌تواند دو الکترون با اسپین مخالف را در خود جای دهد. در مولکول هیدروژن دو الکترون ( با اسپین‌های جفت شده ) اوربیتال ( σ1S) را که اوربیتالی در دسترس با حداقل انرژی است اشغال می‌کنند. اوربیتال (1S *σ) اشغال شده است. تعداد پیوند یا مرتبه پیوند ، در هر مولکول عبارت است از نصف الکترون های ضد پیوندی از الکترون های پیوندی است که برای (H2) مرتبه پیوند 1 و برای (He) صفر است .

بررسی اوربیتال (2S)

ترکیب دو اوربیتال (2S) ، اوربیتال‌های مولکولی (2S σ) و( *σ 2S ) را بوجود می‌آورد که با اوربیتال‌های (σ) و (*σ) ناشی از ترکیب دو اوربیتال (1S) مشابه‌اند

مقاله در مورد شیمی آلی

شیمی آلی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

پرش به: ناوبری, جستجو

شیمی آلی بخشی از دانش شیمی است که به بررسی هیدروکربن‌ها می‌‌پردازد. به همین دلیل به آن شیمی ترکیبات کربن نیز گفته می‌شود.

پسوند «آلی» یادگار روزهایی است که مواد شیمیایی را بسته به این که از چه منبعی به دست می‌آمدند، به دو دسته معدنی و آلی تقسیم می‌کردند. مواد معدنی آنهایی بودند که از معادن استخراج می‌شدند و مواد آلی آنهایی که از منابع گیاهی یا حیوانی یعنی از موادی که توسط موجودات زنده تولید می‌شدند، به دست می‌آمدند. در واقع تا پیرامون سال ۱۸۵۰ بسیاری از شیمیدانان معتقد بودند که خاستگاه مواد آلی باید موجودات زنده باشند و در نتیجه این مواد را هرگز نمی‌توان از مواد معدنی سنتز نمود.

حتی پس از آن که مشخص شد این مواد لزوماً نبایستی از منابع زنده به دست آیند و می‌توان آنها را در آزمایشگاه سنتز کرد، باز هم مناسبت داشت تا نام آلی برای توصیف آنها و موادی همانند آنها حفظ شود. این تقسیم‌بندی بین مواد معدنی و آلی تا به امروز حفظ شده است.

[ویرایش] شیمی کربن

موادی که از منابع آلی به دست می‌آیند، در یک خصوصیت مشترکند: همه آنها دارای عنصر کربن هستند.

امروزه اگر چه هنوز بسیاری از ترکیبات کربن به آسانی از منابع گیاهی و جانوری بدست می‌آیند، ولیکن بسیاری از آنها نیز سنتز می‌شوند. از ترکیبات گاهی از مواد معدنی مانند کربناتها و سیانیدها سنتز می‌شوند ولی غالباً از سایر مواد آلی تهیه می‌گردند.

دو منبع بزرگ مواد آلی که از آنها مواد آلی ساده تأمین می‌شوند، نفت و ذغال سنگ است. (هر دو اینها از مفهوم قدیمی «آلی» بوده و فراورده تجزیه (کافت) گیاهان و جانوران هستند). این ترکیبات ساده به عنوان مصالح ساختمانی در ساختن ترکیبات بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مصرف می‌شوند.

نفت و زغال سنگ سوختهای فسیلی هستند که در طی هزاران سال بر روی هم انباشته شده وغیر قابل جایگزینی هستند. این مواد، بویژه نفت، جهت رفع نیازهای انرژی که به طور دائم در حال افزایش است، با سرعت خطرناکی مصرف می‌گردند. امروزه کمتر از ۱۰٪ نفت برای ساختن مواد شیمیائی مصرف می‌شود و قسمت اعظم آن برای تولید انرژی سوزانده می‌شود. خوشبختانه منابع دیگری برای ایجاد نیرو از قبیل منبع خورشیدی، گرمای زمین، باد، امواج، جزر و مد و انرژی هسته‌ای وجود دارد.

اما چگونه می‌توان منبع دیگری به جای مواد آلی پیدا نمود؟ البته در نهایت باید به جایی که سوختهای سنگواره‌ای از آنجا ناشی می‌شوند یعنی توده زیستی برگشت، اما این بار به طور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. توده زیستی قابل تجدید است و چنانچه به طور مناسب مصرف شود، تا زمانی که ما بر روی این سیاره بتوانیم وجود داشته باشیم آن هم باقی می‌ماند. در ضمن می‌گویند که نفت با ارزش‌تر از آن است که سوزانده شود.

چه خصوصیتی در ترکیبات کربن وجود دارد که آنها را از ترکیبات مربوط به صد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی متمایز می‌سازد؟ لااقل قسمتی از این جواب به نظر می‌رسد که چنین باشد: تعداد بسیار زیادی از ترکیبات کربن وجود دارند که مولکولهای آنها می‌توانند بسیار بزرگ و پیچیده باشد.

تعداد ترکیباتی که دارای کربن هستند چندین برابر بیشتر از تعداد ترکیبات بدون کربن است. این مواد آلی در خانواده‌های مختلف قرار می‌گیرند، و معمولاً در بین مواد معدنی، همتایی ندارند.

مولکولهای آلی شامل هزاران اتم شناخته شده‌اند، و ترتیب قرار گرفتن اتمها حتی در مولکولهای نسبتاً کوچک بسیار پیچیده است. یکی از مسایل اصلی در شیمی آلی، آگاهی از طرز قرار گرفتن اتمها در مولکولها و یا تعیین ساختمان ترکیبات است.

راه‌های زیادی برای شکستن این مولکولهای پیچیده و یا نوآرایی آنها برای ایجاد مولکولهای جدید وجود دارد؛ روشهای مختلفی برای اضافه نمودن اتمهای جدید به این مولکولها و یا جایگزین نمودن اتمهای جدید به جای اتمهای قدیم وجود دارد. بخش کلان شیمی آلی به پژوهش در مورد این واکنشها اختصاص دارد، یعنی تشخیص این که این واکنشها کدامند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها برای سنتز یک ترکیب دلخواه استفاده نمود.

اتمهای کربن می‌توانند به میزانی که برای اتم هیچ عنصر دیگری مقدور نیست، به یکدیگر بپیوندند. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی شامل هزاران اتم و یا حلقه‌هایی با اندازه‌های متفاوت ایجاد نمایند؛ زنجیرها و حلقه‌ها می‌توانند دارای شاخه و پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن این زنجیرها و حلقه‌ها، اتمهای دیگری که عمدتاً هیدروژن و همچنین فلوئور، کلر، برم، ید، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر و سایر اتمهای گوناگون میپیوندد.

هر آرایش مختلف از اتمها مربوط به ترکیب متفاوتی است، و هر ترکیب یک رشته ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی ویژه خود را دارد. از این رو غیرمنتظره نیست که امروزه بیشتر از ده میلیون ترکیب شناخته شده کربن وجود داشته باشد و هر سال به این تعداد نیم میلیون ترکیب تازه افزوده گردد. تعجب‌آور نیست که بررسی این ترکیبات، رشته ویژه‌ای را در شیمی به خود اختصاص دهد.

شیمی آلی اهمیت فوق‌العاده زیادی در تکنولوژی دارد و در واقع، شیمی رنگدانه‌ها و داروها، کاغذ و جوهر، رنگهای نقاشی و پلاستیکها، بنزین و تایرهای لاستیکی است؛ همچنین، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.

شیمی آلی شالوده زیست‌شناسی و پزشکی است. ساختمان موجودات زنده، به غیر از آب، عمدتاً از مواد آلی ساخته شده‌اند؛ مولکولهای مورد بحث در زیست‌شناسی مولکولی همان مولکولهای آلی هستند. زیست‌شناسی در مقیاس مولکولی همان شیمی آلی است.

شاید دور از انتظار نباشد که بگوئیم ما در عصر کربن زندگی می‌کنیم. هر روزه، روزنامه‌ها ذهن ما را متوجه ترکیبات کربن نظیر کلسترول و چربیهای اشباع نشده، هورمونها و استروئیدها، حشره‌کشها و فرومونها، عوامل سرطانزا و شیمی درمانی، DNA و ژنها می‌نمایند. به خاطر نفت، جنگها به راه افتاده است.

وقوع دو فاجعه بشریت را تهدید می‌کند و هر دو ناشی از تجمع ترکیبات کربن در جو است؛ یکی نازک شدن لایه ازن که عمدتاً به واسطه وجود کلروفلوئورو کربنها است و دیگری پدیده گلخانه که به خاطر حضور متان، کلروفلوئور و کربنها و سرآمد همه کربن دی‌اکسید است.

شاید به همین مناسبت بوده است که مجله Science در سال ۱۹۹۰، الماس را که یکی از فرمهای آلوتروپی کربن است به عنوان مولکول سال انتخاب کرده است. و مولکول آلوتروپ تازه‌یاب فولرن باکمینستر کربن ۶۰ (buckminsterfullerene-C۶۰) است که هیجان بسیاری را در دنیای شیمی ایجاد کرده است، هیجانی که از زمان ککوله تاکنون دیده نشده است.

دوره های پیشرفت شیمی

جدول تناوبی شاهکار علم شیمی*علم شیمی به ۵ قسمت اصلی تقسیم می شود 

۱-(از دوره باستان تا ۶۰۰ قبل از میلاد) در این دوره علوم تنها به صورت تجربی بود

۲-(۶۰۰ قبل از میلاد تا۳۰۰ قبل از میلاد)در این دوره نظریه های یونانی مطرح شد

۳-(۳۰۰قبل از میلاد تا ۱۶۵۰ میلادی)در این دوره کمیاگری حاکم بود

۴ـ(۱۶۵۰میلادی  تا ۱۷۵۰ میلادی) در این زمان نظریهی فلوژیستون* مطرح بود

۵ـ(۱۷۵۰ میلادی تا ......) به این دوره , دوره شیمی جدید گویند