شبكه شيمي

آرايش الكتروني اتمها

chemnet — Sun, 26 Jul 2009 21:44:18 GMT

آرایش الکترونی اتم ها

به کمک آرایش الکترونی یک اتم می توان خواص فیزیکی وشیمیایی آن عنصررا پیش بینی نمود.

الکترون هابه ترتیب افزایش انرژی دراوربیتال هاقرارمی گیرند.(طبق اصل آفبا = اصل بناگذاری ).

دیاگرام زیراوربیتال ها رابه ترتیب انرژی نشان می دهد. هرچه الکترون به هسته نزدیک تر

می شود درسطح انرژی کمتری قرار می گیرد. به عبارتی برای جدا سازی آن ازاتم انرژی بیشتری

نیاز است.( طبق تعریف مقدار انرژی اتم منفی است)

هسته

انرژی یک اوربیتال تحت تاثیر عوامل زیر قرارمی گیرد.

1- اثر بار هسته : باافزایش پروتون ( Z ) در هسته جاذبه بین الکترون وهسته افزایش می یابد .

2- اثر پوششي : الکترون های درونی که بین هسته والکترون های بیرونی قرار می گیرند به طور

نسبی اثر جاذبه هسته بر روی این الکترون هارا کاهش می دهند. وهم چنین الکترون هایی که

در یک زیر لایه قرار می گیرند تا حدودی حایل یکدیگر بوده واز جاذبه هسته می کاهند به طور

کلی باتوجه به اثر حائلی ٬باری که هر اتم ازطرف هسته احساس می کند بار موثر هسته ( *Z)

می نامند. که مسلما همیشه کمتر از بار هسته ( Z ) می باشد.

3- اثر الکترون اضافی : الکترون دوم انرژی اوربیتال را٬ افزایش می دهد به مثال زیر توجه نمایید.

انرژی اوربیتال H= -1311kj mol-1 1s

انرژی اوربیتال He = -2372 kj mol-1 1s

انرژی اوربیتال He += -5250 kj mol-1 1s

4- اثر شکل اوربیتال : قدرت نفوذ الکترون در اوربیتال s > p > d > f می باشد . اوربیتال s بعلت شکل کروی که

دارد تا نزدیکی هسته می تواند نفوذ کند ودرنتیجه جاذبه هسته برروی

الکترون های این اوربیتال بیشتراست درحالی که سایر اوربیتال ها دارای صفحه گرهی می باشند

که چگالی الکترون درآن صفر است والکترون هرگز به اندازه الکترون s نمی تواند به هسته

نزدیک شود. درنتیجه این اثر٬ سطح انرژی اصلی به دو یاچند زیر لایه (اوربیتال های d ٬ p ٬ f )

شکافته می شود. مثلا لایه سوم( 3= n ) دارای زیر لایه های 3s و 3p و 3dمی باشد .

s که کروی است دارای فقط یک اوربیتال و p که دمبلی شکل است . درسه جهت محورمختصات

گسترش می یابد .ودارای سه اوربیتال( px ٬ py ٬ pz ) می باشد.

d که دربین محورهای مختصات نیز نفوذ می کند دارای پنچ اوربیتال وبه همین ترتیب f دارای

هفت اوربیتال می باشد.

طبق اصل آفبا آرایش الکترونی اتم ها را به طریق زیر رسم می نماییم :

1- ازپایین ترین سطح انرژی الکترون ها را دراوربیتال ها قرار می دهیم . 1H: 1s1

2- طبق اصل طرد پائولی در هر اوربیتال دوالکترون بااسپین مخالف جای می گیرد. 2He:1s2

طبق اصل پائولی تعداد اوربیتال ها درهر تراز اصلی از رابطه ( n 2 ) که درآن n شماره تراز

اصلی است به دست می آید.

3- طبق اصل هوند اوربیتال های هم انرژی هنگامی زوج می شوند که هرکدام یک الکترون داشته

باشند.

5B : 1S2 2S2 2Px1

6C : 1S2 2S2 2Px1 2Py1

7N: 1S2 2S2 2Px1 2Py1 2Pz1

8O : 1S2 2S2 2Px2 2Py1 2Pz1

ّ9F: 1S2 2S2 2Px2 2Py2 2Pz1

10Ne : 1S2 2S2 2Px2 2Py2 2Pz2

4- به طور کلی اوربیتال هایی ابتدا الکترون می پذیرند که مجموع شماره ترازاصلی و عدد

سمتی کوچکتری ( n+l ) داشته باشند وچنانچه مجموع این دو عدد٬ در دو اوربیتال برابر

باشد اوربیتالی ابتدا الکترون می پذیرد که شماره ترازاصلی انرژی درآن ( n ) کوچکترباشد.

مثال :

3s: n+l = 3+ 0= 3

3P: n+l = 3+ 1= 4

3d: n+1 = 3+ 2= 5

4s: n+l = 4+ 0= 4

4P: n+l = 4+ 1=5

ترتیب پر شدن دراین چند اوربیتال به این ترتیب خواهد بود .

4P <------ 3d < ------ 4s <----- 3P <----- 3s

اوربیتال ها را معمولا به شکل دایره ویا مربع نشان می دهند .حال اگر اوربیتال ها را به ترتیب

پر شدن درکنار هم قرار دهیم.جدولی نظیر جدول زیر به وجود خواهد آمد. که همان جدول تناوبی

عناصر است.

طبق این قاعده می توان آرایش الکترونی بیشتر اتم ها را درحالت پایه به دست آورد.ولی لازم به

تذکر است این قاعده تقریبی بوده زیرا برمبنای فرضی استوارشده است که همیشه درست نیست. در

بعضی ازعناصر که عدداتمی بالایی دارند ترازهای فرعی به طور منظم پر نمی شوند.وچند مورد

استثنایی مشاهده می شود.

باکلیک در اینجا وانتخاب عنصر مورد نظر خود به چگونگی آرایش الکترون ها درآن اتم دست

خواهید یافت.

منابع :

http://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/elstructs.html

شیمی عمومی تالیف اسمیت اسموت پرایس

ساختار اتم هاومولکول ها دکتر منصور عابدینی

آب

chemnet — Sun, 26 Jul 2009 19:02:18 GMT

به پيشنهاد يكي از دوستان تصميم گرفتم پيرامون موضوعات كتابهاي درسي مطالبي بنويسم .منتظر نظرات شما هم هستم .

آب حياتي ترين سرمايه زندگي و بدون جايگزين مي باشد . ماده اي است بي رنگ ، بي بو، بي طعم ، در حالت خالص داراي PH تقريباً 7 ، چگالي تقريباً 1g/cm ٬ در دماي 25 درجه سانتيگراد و فشار 1 اتمسفر ، در 100 درجه سانتيگراد به جوش مي آيد و در 4 درجه كاهش چگالي مي دهد و در صفر درجه يخ مي بندد.

آب در كره زمين بطور مدام به صورت باران و تبخير در جريان بوده و از يك چرخه بسته اي تبعيت مي كند . مقدار آب از ابتداي تشكيل كره زمين تاكنون همواره ثابت بوده است .

درهر مولكول آب يك اتم اكسيژن دو الكترون جفت نشده لايه ظرفيت خودرا با الكترون لايه ظرفيت دو اتم هيدروژن به اشتراك مي گذارد . اين اتم ها توسط پيوند كووالانس به هم متصل مي شوند . فرمول شيميايي مولكول آب H2O است . اتم هاي هيدروژن داراي بار مثبت دردو طرف اكسيژن با زاويه اي نزديك به 105 درجه قرارگرفته اند. و در دو طرف ديگر دوجفت الكترون هاي نا پيوندي اكسيژن قرار دارند. اين وضعيت حالتي قطبي به مولكول مي دهد .به علت قطبي بودن ٬ مولكول ها مي توانند مولكول هاي ديگر رابه سوي خود جذب نمايند. هرمولكول آب حداكثر به چهار مولكول آب ديگر توسط پيوند هيدورژني متصل مي شود .

پيوند هيدروژني نيروي ضعيفي بين اتم H و اتم الكترونگاتيو مانند N ,O ,F ازمولكول ديگر مي باشد.دراين تركيب ها اتم الگترونگاتيو جاذبه شديدي بر الكترون هاي پيوندي اعمال مي كند درنتيجه هيدروژن متصل به آن ها بارجزيي مثبت ( + δ)واتم الكترونگاتيو بار جزيي منفي (- δ ) قابل ملاحظه ايي كسب مي نمايد . كاهش ابر الكتروني روي اتم هيدروژن سبب مي شود كه اين اتم تمايل زيادي به جذب الكترون داشته باشد .ازطرفي افزايش تراكم ابر الكتروني روي عنصر الكترونگاتيو و وجود جفت الكترون هاي ناپيوندي روي آن سبب مي شود كه اين اتم تمايل به دادن الكترون ناپيوندي خود داشته باشد .

ازاين رو هنگامي كه اين مولكول ها در كنار يكديگر قرار مي گيرند اتم هيدروژن يك مولكول جفت الكترون ناپيوندي مولكول ديگر را به سوي خود مي كشد .جاذبه ايي به وجود مي آيد .( انتقال الكترون ويا اشتراك الكترون صورت نمي گيرد.)كه به آن نيروي هيدروژني مي گويند.تركيب هايي كه بين مولكول هاي آن نيروي هيدروژني وجود دارد٬ نسبت به تركيب هاي مشابه خود خواص غير عادي نشان مي دهند.

مولكول هاي آب درحالت مايع درحال حركت نامنظم هستند . به اين ترتيب كه مرتبا پيوند هاي هيدروژني بين آن ها درحال تغيير وتبديل مي باشد. تعداد پيوند هاي هيدروژني هر مولكول آب به دما بستگي دارد . انرژي جنبشي مولكول ها با افزايش دما افزايش مي يابد .هرچه دما بيشتر شود ٬ ازتعداد پيوند هاي هيدروژني نيز كاسته مي شود. فقط درحالت جامد( يخ) كه انرژي جنبشي مولكول ها به حداقل خود مي رسد بين مولكولها ي آب چهار پيوند هيدروژني وجود دارد. ومولكول ها درشبكه كريستالي ثابتي و به شكل تتراهدرال قرارمي گيرند .

تشكيل پيوند هيدروژني بين مولكول هاي آب به اين مولكول خواص ويژه ايي مي بخشد كه آن را ازمولكول هاي مشابه متمايز مي كند. بعضي از اين خواص عبارتند از

1- آب ظرفيت گرمايي بالايي دارد. به عبارتي ديگر مي‌تواند گرماي زيادي را جذب كند يا از دست بدهد بدون اينكه درجه حرارت تغيير كند. هرچه نيروي بين مولكول هاي جسمي قويتر باشد جنب وجوش مولكول ها كمتر بوده وبراي افزايش دما به گرما ي بيشتري نياز دارد.
«ظرفيت گرمايي» يک جسم ، گرماي مورد نياز براي افزايش دماي آن به اندازه يک درجه سلسيوس است.

«ظرفيت گرمايي مولي » مقدار گرماي لازم براي افزايش دماي يک مول از يک ماده به اندازه يک درجه سلسيوس درفشار ثابت ويا درحجم ثابت است و يکاي آن -1 C ْ-1 j.mol مي باشد

«ظرفيت گرمايي ويژه» گرماي مورد نياز براي افزايش دماي يک گرم از جسمي به اندازه ي يک درجه سلسيوس است.يکاي ظرفيت گرمايي j . C-1 . g -1 و يا j g-۱ . K-۱ است.

( θt تغيير دما × m جرم جسم ) / q مقدار گرماي مبادله شده = C ظرفيت گرمايي ويژه

2- آب گرماي نهان بالايي دارد. گرماي نهان٬ انرژيي است كه مقدار معيني ( يك گرم ويا يك مول ) از جسم مي گيرد . و بدون تغيير دما از حالتي به حالت ديگرتبديل مي شود .

3-آب در حالت جامد كم چگالتر از مايع مي‌باشد، به علت تشكيل حفره هاي توخالي در شبكه كريستالي يخ ٬ حجم درحالت جامد افزايش مي يابد . به همين علت يخ سبكتر از آب درحالت مايع است .

4- آب يك حلال مناسب نه تنها براي تركيب هاي قطبي و يوني مي باشد. بلكه بعضي مواد را به كمك پيوند هيدروژني درخود حل مي نمايد .همچنين گازهايي نظير اكسيژن و دي اكسيد كربن نيزدرحفره هاي به وجودآمده درنتيجه پيوند هيدروژني به دام مي اندازد. ودرنتيجه اثر القايي درخود نگه مي دارد .يكي از عللي كه در دماهاي پايين تر ميزان انحلال گاز ها در آب افزايش مي يابد.٬ همين علت است.

5- آب داراي كشش سطحي است. نیروی هیدروژنی بین مولکول های آب درسطح مایع مانند یک پوسته نازک عمل می نمایند به طوری که این اجازه رابه آب می دهند که بتواند اجسام نازک مانند یک تیغ ریش تراشی ویاگرد موادی نظیر کربن ویا یک پشه را علیرغم جرم حجمی بیشتر درسطح خودنگه دارند.

6- آب ويسكوزيته يا غلظت دارد. مقاومت بين لايه‌ها ی مایع را ويسكوزيته (گرانروی ) يا غلظت ناميده مي‌شود .

آب خالص خنثی و PH آن برابر باهفت است . مولکول های آب به مقدار جزیی یونش می یابند ( تقریبا ازهر 555 میلیون مولکول دوعدد ودریک زمان بسیار کوتاه ) . اما از آنجا که تعداد مول هایعنی غلظت + OH - , H باهم برابر است . آب خالص خنثی خواهد ماند. لازم بتذکر است که یون + H به دلیل کوچکی بیش از حدو تراکم زیاد بار الکتریکی درآن جاذبه شدیدی برجفت الکترون ناپیوندی مولکول آب وارد می کند و در محلول آبی آبپوشیده می شود وبهمین علت حداقل بایک مولکول آب دیگر پیوندداده وبه صورت یون + H3O درمی آید .

معادله تفکیک یونی آب را غالبا به صورت زیر نشان می دهند .

( H2O ( l ) + H2O ( l ) <=====> H3O+ ( aq ) + OH - (aq

14- 10 ×1 = [- KW = [H3O+].[OH

شواهد نشان می دهد . که بابیش از یک مولکول آب می تواند پیوند هیدروژنی برقرار نموده و یون های +H5O2 و +H7O3 و +H9O4 را تشکیل دهد.

باکلیک در اینجافلش زیبایی درمورد آب خواهید دید که اطلاعات خوبی درباره چگونگی تشکیل آب نحوه نمایش این مولکول و پیوند هیدروژنی و محاسبه PH ...... به شما می دهد .امیدوارم خوشتون بیاد.

فنون وشگرد هاي مطالعه

chemnet — Mon, 13 Jul 2009 16:07:18 GMT

براي اشنايي با چگونگي موفقيت در فراگيري درس ها اين مقاله را بخوانيد.

چگونگی تشکیل پیوند کووالانس وانرژی پیوند

chemnet — Thu, 02 Jul 2009 16:06:18 GMT

اتم هاخود به خود بایکدیگر ترکیب می شوند .مولکول ها را می سازند .به عبارتی دیگر مولکول ها پایدارتر از اتم ها هستند. درهرفرایند خود بخودی انرژی آزاد گیبس منفی است ودرانجام آن دوعامل حداکثر بی نظمی وحداقل انرژی موثر هستند. ازآن جایی که درتشکیل مولکول ها ازاتم ها همیشه بی نظمی کاهش می یابد ٬ بی نظمی عامل مساعد نیست ودراین رابطه کاهش انرژی نقش موثر دارد.

هراتم علاوه برانرژی های جنبشی مقداری انرژی پتانسیل نیز دارد ٬ که درمجموع محتوای انرژی آن اتم را تشکیل می دهند . انرژی پتانسیل یک اتم شامل دافعه های لایه های الکترونی ونیروی گریز از مرکز وجاذبه بین هسته - الکترون ها می باشد.

در اکثر ترکیبات ویون های چند اتمی ٬ پیوند کووالانسی وجوددارد . این پیوند بین دواتم نا فلز که اختلاف الکترونگاتیوی کمی دارند تشکیل می شود . وبا اشتراک الکترون بین دوعنصر ٬ لایه ظرفیت هر دواتم شرکت کننده در پیوند کامل می شود.

ساده ترین مثال دراین رابطه تشکیل پیوند بین دواتم هیدروژن است .

هنگامی که دواتم درفاصله دوراز هم قراردارند اثری برهم نمی گذارند وجاذبه بین آن دو صفراست . اما هنگامی که به هم نزدیک می شوند جاذبه مغناطیسی حاصل از اسپین الکترونی بردافعه الکترونی غلبه نموده وآن دو رابه هم نزدیک می نماید .

قرارگرفتن الکترون بین دوهسته سبب جذب پروتون هامی شود وانرژی پتانسیل کاهش می یابد. هرچه این نیروی کولمبی بین دو ذره بیشتر٬ پیوند حاصل قوی تر وپایدارتر وانرژی کل سیستم کمترخواهدبود .

براثرجاذبه هسته هراتم ٬ بر ابرالکترونی اتم دیگر٬ اتم ها رفته رفته به هم نزدیک می شوند وبه این ترتیب مرتبا انرژی پتانسیل دواتم کاهش یافته وبه یک مینیمم می رسد.( چاه پتانسیل) اما همزمان بانزدیک شدن هسته دواتم به یکدیگر دافعه بین هسته ها ( دافعه کولمبی )ازشدت وسرعت نزدیک شدن دواتم جلوگیری می نماید درمینیمم انرژی پتانسیل درواقع جاذبه ودافعه هابین دواتم به تعادل می رسند ٬ به طوری که اگردواتم ازهم دورشوند جاذبه آن هارا به هم نزدیک می نماید واگر دوهسته به هم نزدیک شوند دراین صورت دافعه بین انها به شدت انرژی پتانسیل را افزایش داده ودواتم اجبارا دریک فاصله مینیمم مناسب با حداقل انرژی پتانسیل درکنارهم قرارمی گیرند . دراین حالت احتمال حضور الکترون های پیوندی درفضای بین دوهسته بیشتر است .

البته الکترونهای پیوندی ازفضای بین دوهسته نیز خارج می شود وبا سرعت زیادی که دارند ( درحدود یک صدم سرعت نور ) درداخل اتم ها ومولکول ها حرکت می نماید اما بیشتر اوقات خود را در فضای بین دوهسته (مثلا زمان 90% - 80 % ) سپری می کند.

مفهوم پیوند شیمیایی راازنظر کیفی می توان تمرکز الکترون درفضای بین دو هسته دانست. البته الکترون می تواند بین بیش از دوهسته نیز قرار گیرد ( رزونانس )

وقتی دو یا چند اتم باپیوند کووالانسی به یکدیگر متصل می شوند ذره حاصل مولکول نامیده می شود . خطی فرضی ٬ که هسته دواتم را درپیوند به هم متصل می کند محور پیوند می نامند .

فاصله بین دوهسته درامتداد محور پیوند طول پیوند نامیده می شود. این طول درواقع ثابت نیست .زیرا پیوند ها مانند یک فنر سفت بین دو هسته اتم قرارگرفته اند به طوری که اتم ها نسبت به هم درحال ارتعاش اند و پیوند مرتبا بلند وکوتاه می شود.

انرژی پیوند به میزان برتری نیروی های جاذبه برنیروی دافعه بستگی دارد .انرژی که درهنگام تشکیل پیوند آزاد می گردد برابراست با مقدارانرژی لازم برای غلبه برجاذبه خالص است وبه صورت تغییر انتالپی استاندارد برای شکستن پیوند٬ دریک مول ازمولکول های گازی تعریف می شود. وفرایندی گرماگیر است پس همواره طبق قرارداد مثبت است.

انرژی پیوند بستگی به شعاع اتم های شرکت کننده درپیوند والکترونگاتیوی آن ها دارد .هرچه طول پیوند کوتاه تر والکترونگاتیوی اتم ها بیشتر باشد انرژی پیوند بیشتر است .

بیشتراطلاعات درباره مولکول ها ازطیف بینی زیر قرمز وریز موج به دست می آید.

www.avon-chemistry.com

كشف شيوه اي براي جداسازي سرب از خون

chemnet — Mon, 01 Jun 2009 15:56:23 GMT

دانشمندان كره اي موفق به كشف روشي براي جدا كردن فلزات سنگين خطرناك موجود در خود مانند سرب با استفاده از آهن رباهايي مخصوص شدند. نتايج تحقيقات اين تيم از كره جنوبي كه در يك مجله معتبر علم شيمي چاپ شده، نشان مي دهد اين روش تقريباً مشابه انجام دياليز است كه خون از بدن خارج شده و به اتاقكي هدايت مي شود كه دربردارنده اين ذرات مغناطيسي غير مضر هستند. سپس با استفاده از ميدان هاي مغناطيسي، اين ذرات از خون خارج مي شوند و خون تصفيه شده از دستگاه خارج مي گردد. سرب، فلزي سنگين و خطرناك به ويژه براي كودكان است كه روندي ايمن و موثر براي تصفيه خون از وجود اين فلز، بسيار مهم و حياتي مي باشد. براساس اين گزارش، اين تيم پزشكي از دپارتمان شيمي دانشگاه ملي گايئونگ سانگ كره جنوبي با استفاده از اين روش موفق به برداشتن 96 درصد يون هاي سربي از نمونه هاي خون شده اند.وجود سرب در خون در كشورهاي توسعه يافته اكثراً نتيجه خطرهاي موجود در شغل افراد است كه مي تواند از سرب موجود در رنگ تا سرب موجود در بنزين متفاوت باشد. جداي از موقعيت شغلي، كودكان نيز گاهي اوقات دچار مسموميت سرب مي شوند.
روزنامه جام جم > شماره 2465 10/10/87 > صفحه 5 (سلامت)

ساختمان باتري

chemnet — Mon, 01 Jun 2009 15:51:08 GMT

عملکرد کلیه باتری‌ها تقریبا مشابه یکدیگر است. پس با فهم آنچه درون یکی از آنها رخ می‌دهد، می‌توان به درک مناسبی از شیوه کار کلیه باتری‌ها دست یافت. ما طرز کار یک باتری روی - کربن را تشریح می‌کنیم. این باتری یکی از ساده ترین باتری هایی است که می‌توان ساخت و گاهی آن را "باتری استاندارد کربنی" نیز می‌نامند.
فرض کنید ظرفی حاوی اسید سولفوریک داریم. اگر میله ای از جنس روی را در این محلول قرار دهید، اسید شروع به خوردن روی می‌کند. حبابهای هیدروژن بر روی میله ظاهر می‌شود و محلول در اثر حرارت حاصل از واکنش شیمیایی گرم خواهد شد. آنچه روی می‌دهد، تقریبا به ترتیب زیر است:
• مولکولهای اسید به سه یون تفکیک می‌شوند: دو یون +H و یک یون SO42- .
• اتمهای روی دو الکترون از دست می‌دهند و به یونهای Zn2+ تبدیل می‌شوند.
• یونهایZn2+ با یونهایSO42- ترکیب شده و به صورت ZnSO4 درمی آید، که در اسید حل می‌شود.
• یونهای هیدروژن الکترونهایی را که اتمهای روی از دست داده اند، جذب می‌کنند و به صورت مولکول H2 ( گاز هیدروژن ) در می‌آیند. این همان حبابهایی است که روی میله ظاهر می‌شود. حال اگر میله ای از جنس کربن نیز در محلول قرار دهید ( اسید بر روی این میله اثری ندارد. ) و آن را با سیم به میله اول متصل کنید، شرایط تغییر می‌کند و به صورت زیر درمی آید:
• الکترونها از طریق سیم به سمت میله کربنی می‌روند و در آن جا جذب یونهای هیدروژن می‌شوند. این بار حبابهای گاز هیدروژن بر روی میله کربنی تشکیل می‌شود.
• در این حالت گرمای کمتری آزاد می‌شود، زیرا بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از واکنش صرف جریان الکترونها شده است؛ یعنی در حالت اول انرژی شیمیایی فقط به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود، ولی در حالت دوم بخشی از آن به انرژی الکتریکی و بخشی دیگر به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود.

با گذشت زمان، میله روی کم کم در اسید حل می‌شود و یونهای هیدروژن موجود در محلول نیز به تدریج مصرف می‌شوند، تا اینکه سرانجام باتری تمام می‌شود. به دو میله به کار رفته در باتری، اصطلاحا " الکترود " می‌گویند.
محلول حاوی یون ( در مثال بالا اسید سولفوریک ) نیز " الکترولیت " نامیده می‌شود.
در باتری ای که شما ساخته اید اتفاقاتی که روی می‌دهد بسیار شبیه مراحل بالاست. این مراحل در شکلهای زیر نشان داده شده است.

اگر مایلید تا در مورد ساختمان باتری اطلاعات بیشتری کسب کنید، می‌توانید به سایتهای زیر مراجعه کنید:

http://www.tebyan.net/vs/learning/dabirestan/Electricity/dynamic/FelectJ2.htm
http://www.funsci.com/fun3_en/electro/electro.htm
http://www.pbs.org/weta/roughscience/challenges/battery
http://www.hilaroad.com/camp/projects/lemon/lemon_battery.html

سال نو مبارك

chemnet — Sat, 21 Mar 2009 17:57:18 GMT

سال نو مبارك

مسابقات آزمايشگاهي

chemnet — Sat, 07 Feb 2009 05:34:18 GMT

با سلام به همه همكاران ارجمند و دانش آموزان علاقمند به مسابقات آزمايشگاهي شيمي نكات مهم دستورالعمل برگزاري دهمين مسابقات آزمايشگا هي درسال تحصيلي ۸۸ -۸۷ را بر اساس بخشنامه رسيده به مدارس و تجربيات سالهاي گذشته به اطلاعتان مي رسانم.

اهداف:

۱-ايجاد زمينه براي رشد توانمنديهاي دانش آموزان

۲- تفاوت مهارتهاي ذهني وروان -حركتي

۳- ايجاد انگيزه جهت مطالعه ،تحقيق و تفكر بيشتر در دانش آموزان وتقويت بنيه علمي آنها

۴- ترويج فعاليت هاي آزمايشگاهي وكار عملي

شرايط شركت كنندگان :

دانش آموزان مشغول به تحصيل در پايه سوم متوسطه كه شيمي ۱و۲ را با موفقيت گذرانده اند.

شيوه اجرا وزمان برگزاري:

اين مسابقه در چهار مرحله ،

آموزشگاهي حداكثر تا تاريخ ۱۰/۱۱/۸۷

منطقه اي حداكثر تا تاريخ ۲۰/۱۲/۸۷

استاني : مرحله تئوري ،فروردين ماه ۱۳۸۸ و مرحله عملي ،ارديبهشت ۱۳۸۸

وكشوري ،در تابستان ۸۸برگزار خواهد شد

مهارت هاي آزمايشگاهي بخش شيمي در چهار مرحله مسابقات آزمايشگاهي شامل:

1- طراحي آزمايش

2- اجراي آزمايش

3- مشاهده ثبت يافته ها و تفسير داده ها

4- تفسير نتايج آزمايش

5- ارايه گزارش

در هر مرحله مي توان از مهارت هاي آزمايشگاهي به صورت اجراي آزمايش از كتاب شيمي 2 و آزمايشگاه و طراحي آزمايش از كتاب شيمي 1 و آزمايشگاه آزمون علمي و عملي به عمل آورد .

در مرحله كشوري و استاني از تمامي آزمايش هاي موجود در كتاب شيمي 2 و آزمايشگاه و در مرحله آموزشگاه و منطقه فقط از آزمايشهاي مربوط به مباحث نيم سال اول ارزش يابي انجام گيرد .

در هر چهار مرحله مي توان از نمونه هايي شبيه به مهارت هاي طراحي آزمايش ، مشاهده ثبت يافته ها و تفسير داده هاي موجود در كتاب شيمي (1) و آزمايشگاه در آزمون كتبي استفاده نمود . به عنوان مثال :

فكر كنيد ـ فعاليت هاي همچون دانشمندان صفحه ي 27 ، شناسايي با گل ها صفحه ي 31 ، هوا قوي تر است يا زمين ؟ صفحه ي 54 ، چه آينده اي در انتظار ماست ؟ صفحه 68 ، فكر كنيد صفحه ي 24 و صفحه ي 78 ، اندازه گيري سختي آب ، اندازه گيري فشار هوا و …

فهرست عناوين آزمايشگاهي پيشنهادي بخش شيمي

1- مباني كار عملي

· قوانين و مقررات ايمني آزمايشگاه

· گزارش نويسي

· آشنايي با وسايل آزمايشگاهي و روش استفاده از آنها

مباحث كتاب شيمي و زندگي

2- محلولها

· خواص غير عادي آب

· كشش سطحي

· مقايسه چگالي آب و يخ

· حلاليت

· اسيد و باز

· شناساگرها

· PH

· رسانايي الكتريكي محلولها (الكتروليت)

3- گـازها

· اجزاء هوا

· خواص گاز اكسيژن

· طراحي آزمايش قوانين گازها (قانون شارل ، قانون بويل )

مباحث کتاب شيمي ۲ و آزمايشها

4- نظريه هاي اتمي (تجزيه وتحليل آزمايشهاي طراحي شده در تاريخچه پيشرفت نظريه ي اتمي )

· تخليه الكتريكي در گازها ( لوله هاي كروكس )

· خواص اشعه كاتدي

· آزمون شعله و طيف نشري عناصر

5- بررسي ويژگيهاي عناصر

· بررسي عناصر گروه يك ІA ، دو II A ، هفدهم VII A

· بررسي دوره اي عناصر ( روند تغييرات در عناصر رديف دوم و سوم جدول تناوبي )

6- ويژگيهاي مواد يوني

· اندازه گيري آب تبلور

مباحث كتاب شيمي سه و آزمايشها ( نيم سال اول)

۷- انواع واكنش هاي شيميايي

· طراحي آزمايشهايي براي تشخيص انواع واكنش ها

· بررسي آزمايشهاي كوه آتشفشان

· طراحي آزمايشهايي براي شناسايي كاتيونها (Pb ²⁺ , Ag⁺ , Ba ²⁺)

· طراحي آزمايشهايي براي شناسايي آنيونها (Cl ^- , CrO₄^2- , SO₄ ^2-)

8- غلظت

· مباحث غلظت ( غلظت معمولي ، مولاريته ، ….)

· تهيه محلول با غلظت معين

· رقيق كردن محلولها

· حجم سنجي (تيتراسيون)

مباحث كتاب شيمي سه و آزمايشها ( نيم سال دوم )

9- گرماسنجي ( كالريمتري)

· تعيين ارزش گرمايي گرماسنج

· تعيين آنتالپي فرايندهايي نظير( انحلال ، سوختن ، ذوب و تبخير )

10- واكنش هاي خودبخودي و غيرخود بخودي

11- حلاليت

· تعيين قابليت انحلال مواد

· رسم نمودار انحلال

· تهيه محلولهاي سيرشده و فراسير شده

12- خواص فيزيكي محلولها

· اندازه گيري نقطه جوش مايع خالص

· تأثير ناخالصي در دماي جوش

13- مقايسه ويژگيهاي محلولها ، كلوئيد ها ، مخلوط ها

14- روشهاي جداسازي مخلوط ها

· تقطير

· كروماتوگرافي

اهداف :

انتظار مي رود دانش آموز :

1- فرضيه قابل آزمون بسازد و يا از بين چند فرضيه ، فرضيه قابل آزمون را تشخيص بدهد .

2- طرح قابل اجرايي را براي انجام آزمايش پيشنهاد كند .

3- با اجراي دقيق آزمايش و رعايت نكات ايمني نتايج و داده ها را تفسير كند .

معيار :

1- روش ارايه شده براي آزمايش قابل اجرا باشد .

2- از وسايل و مواد براي دست ورزي و كنترل متغيرها به طور مناسب استفاده كند .

3- از داده هاي به دست آمده نتيجه گيري مناسب كند .

4- به كمك نمودارهاي و ثبت داده ها ، ترتيب رويدادها و مراحل انجام آزمايش را به طور مناسب توصيف كند .

( با توجه به اينكه برخي از همكاران در رابطه با رايانه نيز سوالاتي پرسيده بودند اضافه ميكنم)

بخش رايانه :

در ارزشگذاري مسابقه دانش آموزي ( مرحله كارگاهي ) ، معيارهاي ارزشيابي زير مي تواند لحاظ شود :

1- توجه به مباني شناخت مسأله و بكارگيري شيوه هاي تفكر جانبي و مكاشفه اي در نوشتن برنامه ها

2- مستند سازي برنامه جهت بررسي سريع آن .

3- نوآوري در بكارگيري توانائي كامپيوتر و انجام ابتكارات در حل مسئله

4- توجه به ويژگيهاي يك برنامه خوب ، ساخت يافته و استفاده كمتر از دستور انتقال كنترل Go to .

5- فهم درست از صورت مسأله و استفاده بهينه از عملكردهاي منطقي و مقايسه اي در نوشتن برنامه .

6- جمع زمان صرف شده براي آزمون .

7- تعميم پذيري برنامه .

آب سنگين

chemnet — Sat, 07 Feb 2009 05:15:18 GMT

دانستني هايي در مورد آب سنگين
والتر راسل در سال 1926 وجود دو تريم را پيش بيني كرد و هارولد يوري آن را در سال 1931 كشف كرد. درسال 1933 گيلبرت لوويس اولين نمونه ي خالص آب سنگين را با روش الكتروليز تهيه نمود. در سال 1934، هوسي و هافر با استفاده از آب سنگين و با انجام اولين آزمون هاي رديابي زيست شناختي به بررسي سرعت گردش آب در بدن انسان پرداختند.
آب سنگني به طور طبيعي در آب هاي كره ي زمين يافت مي شود اما بسيار كم. در واقع به ازاي هر 6000 ليترآب معمولي ، يك ليترآب سنگين بيش تريافت نمي شود. آب سنگين به روش هاي مختلفي توليد مي شود كه رايج ترين آن ها روش تقطير ويا روش الكتروليز است. در فرايند تقطير، آب را وارد برج هاي تقطير شبيه برج تقطير نفت خام مي كنند. آب سنگين به علت بيشتر بودن جرم مولي در دماي بالاتر از آب معمولي مي جوشد. با كنترل گرما در نقطه جوش آب معمولي ، آب سبك تبديل به بخار شده و از آب سنگين جدا مي شود. در فرايند الكتروليز با عبور جريان برق از آب ، آن را به اكسيژن و هيدروژن تبديل مي كنند. اما در ولتاژ تعيين شده ، D2O نمي تواند تجزيه شود . پس مقدار D2O در نمونه افزايش مي يابد. از آنجائي كه استفاده از روش هاي تقطير والكتروليزنياز به دستگاه هاي پيچيده و مقدار زيادي هزينه و انرژي دارد، به همين دليل بيش تر از روش هاي شيميايي براي تهيه ي آب سنگين استفاده مي كنند. اولين كارخانه ي آب سنگين در كشور نروژ احداث شد و در حال حاضر كشورهاي كانادا، هند، پاكستان ، نروژ، آرژانتين و روماني بزرگ ترين توليد كنندگان آب سنگين هستند كه در اين ميان كانادا مقام اول را دارد.

كاربردهاي آب سنگين
(1) در اوايل دهه ي 1930 مشخص شد كه از گرافيك وآب سنگين دو محيط تعديل كننده مي توان به وجود آورد. در يك كوره ي اتمي از آب سنگن براي كاهش سرعت نوترون ها و توليد thermal newtron استفاده مي شود. نوترون هاي آزاد شده در محيط پس از برخورد با هسته ي آب سنگين از سرعتشان كاسته شده و سپس جذب هسته ي اورانيوم مي شوند (نوترون هاي سريع به خوبي جذب نمي شوند) بر اثر برخورد اين نوترون ها ، هسته ي اورانيوم شكسته شده و علاوه بر توليد انرژي گرمايي فوق العاده كه بخار توليد مي كند و توربين هاي توليد برق را به حركت در مي آورد معمولاً دو نوترون نيز آزاد مي شود كه فرايند ذكر شده را تكرار كرده و فعل و انفعالات به صورت زنجيره اي انجام مي شوند. البته از آب معمولي نيز مي توان به عنوان كند كننده استفاده كرد، اما از آنجائي كه آب سنگين نوترون هاي حرارتي را هم جذب مي كند در راكتورهاي آب معمولي بايد اورانيوم غني شده با خلوص زياد استفاده كنند. اما در راكتور آب سنگين مي توان از اورانيوم معمولي يا غني نشده هم استفاده كرد.
(2) توليد تري تيم: هنگامي كه دو تريم راكتور آب سنگين يك نوترون به دست مي آورد، به تري تيم تبديل مي شود تري تيم درساخت نيروگاه هاي گرما هسته اي به كار مي رود.
(3) آزمون هاي سوخت وساز در بدن: از مخلوط آب سنگين با H2O18¬ ¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬) نه ( براي انجام آزمايش اندازه گيري سرعت سوخت و ساز بدن حيوانات انسان استفاده مي شود كه آزمون آب دو بار نشان دار شده مي نامند.
(4) طيف سنجي NMR: در اين طيف سنجي هنگامي كه هسته ي مورد نظر هيدروژن وحلال آب باشد، از آب سنگين استفاده مي كنند. در اين صورت چون سيگنال هاي اتم هيدروژن مورد نظر با سيگنال هاي اتم هيدروژن آب معمولي تداخل مي كند ميتوان از آب سنگين استفاده كرد. زيرا خواص مغناطيسي دوتريم و هيدروژن متفاوت از يكديگرند و و سيگنال هاي دو تريم با سيگنال هاي هيدروژن تداخل نمي كنند.
(5) آشكارسازي نوترينو: آشكار ساز نوترينو در كانادا و در يك معدن قديمي در اعماق زمين كار گذاشته شده است تا پرتوهاي كيهاني به آن نرسد. هدف از اين دستگاه آن است كه آيا نوترينوهاي الكترون كه از هم جوشي در خورشيد توليد مي شوند، در مسير رسيدن به زمين به انواع ديگر نوترينوها تبديل مي شوند يا نه؟ وجود آب سنگين در اين آزمايش ها ضروري است زيرا دوتريم لازم براي آشكار سازي انواع نوترينوها را فراهم مي كند.

حالت استاندارد ترموديناميكي

chemnet — Thu, 29 Jan 2009 16:44:18 GMT

حالت استاندارد ترمودینامیکی

حالت استاندارد ترمودینامیکی ، پایدارترین شکل ماده خالص در فشار یک اتمسفر و دمایی مشخص ( معمولا دمای اتاق 25 ) تعریف می شود . با ذکر چند مثال این تعریف را بیشتر بررسی می کنیم .
حالت استاندارد برای گازهای نجیب ، حالت گازی مولکول تک اتمی آنها می باشد . مثل Ar(g) , He(g) .
حالت استاندارد برای مولکولهای گازی دو اتمی مثل هیدروژن ، اکسیژن و کلر ، همان مولکول دو اتمی آنها می باشد . مثل H2(g) . Cl2(g)
حالت استاندارد برای عنصرهایی که دارای چند آلوتروپ ( دگر شکل ) می باشند ، پایدارترین دگرشکل آنها خواهد بود . به عنوان مثال از بین دگر شکل های کربن در طبیعت ، گرافیت به عنوان حالت استاندارد کربن در نظر گرفته می شود چون پایداری آن از سایر دگر شکل های کربن بیشتر است . به همین ترتیب بین اکسیژن O2(g) و اوزون O3(g) ، اکسیژن و بین دگر شکل های فسفر ، فسفر سفید حالت استاندارد آن در نظر گرفته می شوند . همچنین از بین دگر شکل های گوگرد ، گوگرد هشت وجهی به عنوان حالت استاندارد در نظر گرفته می شود .
برای یک ماده در حالت محلول ، حالت استاندارد ترمودینامیکی غلظت یک مول بر لیتر ( mol/L 1 ) در شرایط استاندارد ترمودینامیکی ( فشار یک انمسفر و دمای 25 ) در نظر گرفته می شود .
برای مشخص کردن شرایط استاندارد علامت " o " را بالای نماد کمیتی قرار می دهند که در آن شرایط اندازه گیری می شود . برای مثال گرمای تشکیل استاندارد آب به حالت مایع به صورت ∆Ho = - 286 KJ ، نشان داده می شود .