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.

نظريه هاي دالتون نارسايي ها و ايرادهايي دارد و اما آغازي مهم بود.

مواردي كه نظريه ي دالتون نمي توانست توجيه كند:

1- پديده ي برقكافت (الكتروليز) و نتايج مربوط به آن

2- پيوند يوني ـ فرق يون با اتم خنثي

3- پرتو كاتدي

4- پرتوزايي و واكنش هاي هسته اي

5- مفهوم ظرفيت در عناصر گوناگون

6- پديده ي ايزوتوپي

قسمت اول نظريه ي دالتون تأييد فيلسوف يوناني (دموكريت) بود.

نظريه ي دالتون از سه قسمت اصلي (قانون بقاي جرم ـ قانون نسبت ها معين ـ قانون نسبت هاي چندگانه) مي باشد.

مطالعه ي اتم ها و ذرات ريزتر فقط به صورت غيرمستقيم و از روي رفتار (خواص) امكان پذير است.

اولين ذره ي زيراتمي شناخته شده الكترون است. ذرات زير اتمي شامل:

1ـ الكترون 2ـ پروتون 3ـ نوترون

مواردي كه به كشف و شناخت الكترون منجر شد:

1- الكتريسيته ي ساكن يا مالشي

2- پديده ي الكتروليز (برقكافت)

3- پرتو كاتدي

4- پديده ي پرتوزايي

الكتروليز(برقکافت):

يعني تجزيه ي یک ترکیب به وسيله ي عبور جريان برق

فيزيكداني (استوني) براي الكتريسيته ذره اي بنيادي به نام الكترون پيشنهاد كرد ولي هيچ رابطه اي ميان اتم و الكترون پيدا نكرد.

فارادي در هنگام الكتروليز به رابطة ماده و الكترون پي برد. (او مشاهده كرد هنگام عبور جريان برق از يك محلول يا مذاب ماده مركب فلزدار واكنش شيميايي رخ مي دهد).

پرتو كاتدي:

    طبق شكل زیر هر گاه فشار گاز درون لوله را كم كنيم (حدود 0/01 atm) و يك ولتاژ بسيار قوي بين اين دو الكترود اعمال شود پرتوهايي از الكترود منفي (كاتد) به سمت الكترود مثبت (آند) جريان

ميابد. از اين رو به آن پرتو كاتدي گويند. حال اگر نوع گاز درون لوله را تغيير دهيم گاز ملتهب به رنگ خاصي كه مربوط به نوع گاز است خود را نشان خواهد داد (به طور مثال اگر هيدروژن باشد رنگ آن صورتي مي شود).

 حال اگر فشار گاز درون لوله خيلي كمتر از atm  شود (به علت فشار بسيار پايين يا خلاء نسبي) در صورت برخورد با شيشه مي تواند (نوع شيشه و ماده فلوئورسنتي كه در آن به كار رفته) رنگ خاصي را از خود نشان دهد (شكل زیر)

    گازها عايق و نارسانا هستند پس در لوله پرتو كاتدي بايد فشار گاز درون لوله را پايين بياوريم تا رسانا شود. براي توليد اشعة كاتدي دو شرط لازم است: 1ـ ولتاژ را بالا ببريم. 2ـ فشار گاز درون لوله را كم كنيم.

ويژگي پرتو كاتدي:

1- پرتو كاتدي به خط راست حركت مي كند.

2- پرتو كاتدي داراي بار الكتريكي منفي است.

3- پرتو كاتدي به جنس گاز درون شيشه بستگي ندارد.

4- پرتو كاتدي به جنس كاتد بستگي ندارد.

5- پرتو كاتدي به هنگام عبور، گاز رقيق درون لوله را ملتهب مي كند.

6- پرتو كاتدي در برخورد با مادة فلورسنت باعث درخشش مي شود.

7- پرتو كاتدي داراي انرژي است.

8- پرتو كاتدي همواره از كاتد به آند حركت مي كند.

9- پرتو كاتدي در ميدان الكتريكي به سمت صفحه مثبت منحرف مي شود.

10-پرتو كاتدي در ميدان مقناطيسي به سمت N منحرف مي شود.

11-پرتو كاتدي اشعه نامرئي است.

12- پرتو كاتدي همان الكترونها است.

كار تامسون:محاسبة نسبت بار به جرم e/m

آزمايش تامسون

روش كار تامسون:

اشعه كاتدي در ميدان الكتريكي منحرف مي شود. (C)

اشعه كاتدي در ميدان مغناطيسي نيز منحرف مي شود. (A)

تامسون شدت دو ميدان مغناطيسي و الكتريكي را كه همزمان و عمود بر هم، در اطراف لوله اشعه كاتدي برقرار شده بود، به نحوي تنظيم كرد كه اشعه كاتدي هيچگونه انحرافي نداشته باشد (B).

از برابر قرار دادن اين دو ميدان و انجام محاسبات لازم نسبت e/m را به دست آورد.

****كار ميليكان (آزمايش قطره روغن):

ميليكان با آزمايش و انجام محاسبات ابتدا مقدار بار الكتريكي و سپس با كمك اين نسبت (e/m) جرم الكترون را بدست آورد.   

جرم الكترون                                (بار الكترون)

مواد لومينانس شامل دو حالت فلوئورسانس و فسفرسانس است .

لومينانس (تابناكي) پديده نورافشاني جسمي پس از قرار گرفتن در معرض اشعه .

هانري بكرل بطور تصادفي به پديده پرتوزايي پي برد.

1- فلوئورسانس: خاصيت فيزيكي برخي مواد كه با قطع منبع نور تابش قطع مي شود.

2- فسفرسانس: خاصيت فيزيكي برخي مواد كه با قطع منبع نور تا مدتي تابش ادامه دارد.

3- توليد اشعه X : رونگتن (كاشف اشعه X) با تاباندن اشعه كاتدي روي يك آند فلزي توانست اشعه X را

4- توليد كند.

مواد راديو اكتيو يا پرتوزا: موادي هستند كه به طور طبيعي و خود به خود (بدون دخالت عوامل خارجي) از خود اشعه (پرتو) ساطع مي كنند. به پرتو تابيده شده از سوي اين مواد اشعه راديو اكتيو و اين پديده را پديده راديواكتيويتي يا پرتوزايي مي گويند.

    فرق لومينانس با پديده راديواكتيويتي: لومينانس يا پديده تابناكي، با جذب نور تابناك مي شود و نور مي دهد اما پديده راديواكتيويتي بدون جذب نور و خود به خود انجام مي شود.

    علت پرتوزايي مواد، ناپايداري هسته هاي مواد راديواكتيو مي باشد. اين تغييرات در هسته اتم اتفاق مي افتد. اين مواد (مواد راديواكتيو) هنگامي كه از خود اشعه يا ذره يا هر دو را تابش مي كنند تا حدي پايدار مي شوند.

مواد راديواكتيو سه نوع تابش دارند. آلفا ، بتا  و گاما

هر گاه از يك منبع راديواكتيو يك باريكه پرتو را از ميان دو صفحه باردار عبور دهيم باريكه پرتو به سه تابش گفته شده تقسيم مي شود.

ويژگي اشعه آلفا: از جنس هسته هليم  مي باشد و جذب صفحه منفي مي شود. قدرت نفوذ كمتري از بتا و گاما دارد و بار آن مثبت است.

هليم اتمي است كه 2 الكترون، 2 پروتون و 2 نوترون دارد.

(هسته هليوم فقط دو پروتون و دو نوترون دارد).

ويژگي اشعه بتا: از جنس الكترون و داراي بار منفي است و جذب صفحه مثبت مي شود. قدرت نفوذ آن از آلفا بيشتر و از گاما كمتر است.

    ويژگي اشعه گاما: بار ندارد. در صفحه هاي باردار منحرف نمي شود، از جنس اشعه X بوده و و ماهيت الكترومغناطيسي دارد و به علت پرانرژي بودن از قدرت نفوذ بالاتري برخوردار است.

·        با كشف الكترون تامسون مدلي براي اتم ارائه داد.