پيوندهاي شيميايي

 

1ـ پيوند يوني (الكترو والانسي):

 

پيوندي است كه بر اثر جاذبه ي ميان يون هايي با بار نا هم نام تشكيل مي شود.

اين پيوند معمولا بين يك فلز و يك نافلز به وجود مي آيد. فلز به صورت كاتيون (+) و نافلز به صورت آنيون (-)، يك ديگر را جذب مي كنند.

 

در پيوند يوني به جاي كاتيون فلزي، كاتيون آمونيوم NH4+ نيز مي تواند قرار گيرد.

 

اين جاذبه محدود به يك كاتيون و يك آنيون نيست بلكه در تمام جهت ها و ميان همه ي يون هاي نا هم نام مجاور وجود دارد و به همين دليل يك آرايش منظم از يون ها (شبكه ي بلور) به وجود مي آيد.

 

به آرايش سه بُعدي و منظم اتم ها يا مولكول ها يا يون ها در يك بلور، شبكه ي بلور گفته مي شود. تشكيل شبكه ي بلور با آزاد شدن انرژي همراه است.

 

انرژي شبكه، مقدار انرژي آزاد شده به هنگام تشكيل يك مول جامد يوني از يون هاي گازي سازنده ي آن است.

 

در يك تركيب يوني هر چه انرژي شبكه بيش تر باشد، قدرت پيوند يوني بيش تر است و در نتيجه از نقطه ي ذوب و جوش بالاتري برخوردار است.

 

انرژي شبكه با بار يون رابطه ي مستقيم و با شعاع يون رابطه ي عكس دارد.

 

مثال:

 

از نظر ميزان انرژي شبكه و قدرت پيوند و نقاط ذوب و جوش:

 

    AlF3<MgF2<NaF       و      NaI>NaBr>NaCl>NaF

 

به تعداد نزديك ترين يون هاي نا هم نام موجود در اطراف هر يون عدد كوئورديناسيون گويند.مثلا عدد كوئورديناسيون يون سديم (Na+) در سديم كلريد (NaCl) برابر 6 و عدد كوئورديناسيون يون كلريد (Cl -) نيز درآن 6 مي باشد.

 

مقدار كل بارهاي مثبت و منفي در يك تركيب يوني هميشه با هم برابر است و لذا تركيب يوني (يا نمك) تركيبي خنثي است.

 

تركيب هاي يوني در حالت جامد رسانايي الكتريكي ندارند، چون يون ها در اين حالت نمي توانند آزادانه حركت كنند ولي در حالت مذاب و يا محلول رساناي خوبي براي جريان برق مي باشند.

 

تركيب هاي يوني سخت هستند، زيرا براي شكستن همه ي پيوند هاي ميان يون ها انرژي بسيار زيادي لازم است.

 

تركيب هاي يوني شكننده هستند، زيرا در اثر ضربه، بار هاي هم نام كنار هم قرار مي گيرند و دافعه ي حاصل، موجب در هم ريختن شبكه ي بلور مي گردد.

 

2ـ پيوند كووالانسي:

 

پيوند كووالانسي هنگامي تشكيل مي شود كه اتم ها به تعداد برابر، الكترون به اشتراك بگذارند.

 

اين پيوند معمولا بين دو نافلز به وجود مي آيد.

 

پيوند كووالانسي گاهي مي تواند از پيوند يوني قوي تر باشد ولي اغلب تركيب هاي كووالانسي به صورت مولكول هاي مجزا مي باشند و از آن جا كه نيروهاي جاذبه ي ميان مولكول ها نسبتا ضعيف اند، لذا تركيب هاي كووالانسي (تركيب هاي مولكولي) از نقاط ذوب و جوش پايين تري نسبت به تركيب هاي يوني برخوردارند.

 

تركيب هاي كووالانسي (مولكولي) نه در حالت جامد و نه در حالت مذاب، رسانايي الكتريكي ندارند.

 

در تركيب هاي كووالانسي (مولكولي)، ذره هاي سازنده ي بلور، مولكول هاي بدون بار و مستقل (مجزا) مي باشند.

 

پيوند كووالانسي نتيجه ي تأثير نيروهاي جاذبه اي و دافعه اي بر يك ديگر است. در هنگام تشكيل پيوند كووالانسي، اثر نيروهاي جاذبه اي (ميان هسته ي هر اتم با الكترون هاي اتم ديگر) بسيار بيش تر از مجموع نيروهاي دافعه اي (ميان هسته هاي اتم ها و ميان الكترون هاي اتم ها) است.

 

پس از تشكيل پيوند كووالانسي، نيروهاي جاذبه و دافعه برابر مي شوند و اتم ها در فاصله اي تعادلي (توأم با نوسان فنر مانند) نسبت به هم قرار مي گيرند.

 

به فاصله ي تعادلي ميان هسته هاي دو اتم (در گير در پيوند) طول پيوند گويند.

 

طول پيوند نشان دهنده ي جايگاه اتم ها در پايين ترين سطح انرژي يا پايدارترين حالت است. اگر دو اتم از اين فاصله (طول پيوند) به يك ديگر نزديك تر يا دورتر شوند، در وضعيتي ناپايدار قرار خواهند گرفت.

 

طول پيوند با انرژي پيوند نسبت عكس دارد، لذا هر چه طول يك پيوند بلندتر باشد، انرژي آن پيوند (يا قدرت آن پيوند) كم تر و ضعيف تر مي باشد.

 

به جفت الكترون به اشتراك گذاشته شده در يك پيوند كووالانسي، جفت الكترون پيوندي گويند.

 

به جفت الكتروني كه در تشكيل پيوند كووالانسي شركت نمي كند و فقط به يكي از اتم ها تعلق دارد، جفت الكترون ناپيوندي گويند.

 

پيوند كووالانسي قطبي نوعي پيوند كووالانسي است كه در آن الكترون هاي پيوندي به وسيله ي يكي از اتم هاي متصل به هم، بيش تر جذب مي شود.

 

پيوند كووالانسي ناقطبي نوعي پيوند كووالانسي است كه در آن الكترون هاي پيوندي به طور يكسان بين دو اتم متصل به هم، توزيع شده باشند.

 

پيوند ساده (يگانه) نتيجه ي به اشتراك گذاشتن يك جفت الكترون بين دو اتم است.

 

پيوند دوگانه نتيجه ي به اشتراك گذاشتن دو جفت الكترون بين دو اتم است.

 

پيوند سه گانه نتيجه ي به اشتراك گذاشتن سه جفت الكترون بين دو اتم است.

 

نكته:

 

از نظر طول پيوند:     A º A  >  A = A  >  A – A

بنابراين از نظر انرژي پيوند:     A º A  <  A = A  <  A – A

 

پيوند داتيو (پيوند كووالانسي كوئوردينانسي) نوع خاصي از پيوند كووالانسي است كه در آن، فقط يكي از اتم ها هر دو الكترون پيوندي را به اشتراك مي گذارد و اتم ديگر هيچ الكتروني به اشتراك نمي گذارد. اين نوع پيوند هنگامي به وجود مي آيد كه دو اتم تشكيل دهنده ي پيوند، يكي داراي جفت الكترون ناپيوندي (اضافي) و ديگري داراي اوربيتال خالي باشد.

 

مثال:

 

بين اتم نيتروژن(درNH3:) كه داراي جفت الكترون ناپيوندي است

واتم بور(در□BF3) كه داراي اوربيتال خالي است، يك پيوند داتيو تشكيل مي شود.

 

مثال:

 

بين اتم نيتروژن(درNH3:) كه داراي جفت الكترون ناپيوندي است

و □H+ كه داراي اوربيتال خالي است، يك پيوند داتيو تشكيل مي شود (NH4+).

 نام گذاري و فرمول نويسي تركيب هاي شيميايي

عنصرهاي شيميايي را مي توان به دو دسته ي  فلزها  و  نافلزها  تقسيم نمود. فلزها، داراي ويژگي هايي مانند چكش خواري، رسانايي الكتريكي و گرمايي، چگالي زياد، جلا پذيري و… مي باشند ولي نا فلزها چنين ويژگي هايي را ندارند.

برخي فلزهاي معروف:

Li ليتيم، Na سديم، K پتاسيم، Mg منيزيم، Ca كلسيم، Cr كروم، Mn منگنز، Fe آهن، Coكبالت، Ni نيكل، Pt پلاتين، Cuمس، Ag نقره، Au طلا، Znروي،  Hgجيوه، Al آلومينيم، Sn قلع، Pb سرب و...

 

برخي نافلزهاي معروف:

H هيدروژن،Bبور، C كربن، Si سيليسيم، N نيتروژن،P فسفر،O اكسيژن، S گوگرد،F فلوئور، Cl كلر، Br برم، I يد و…

يون:

يون به ذره هاي باردار گفته مي شود. اتم يا مولكولي كه الكترون از دست بدهد، به يون مثبت (كاتيون) تبديل مي شود.

اتم يا مولكولي كه الكترون بگيرد، به يون منفـي (آنيـون) تبديل مي شود.

نكته:

معمولا فلزها ميل زيادي به از دست دادن الكترون و تبديل شدن به كاتيون(+) دارند ولي اغلب نافلزها ميل زيادي به گرفتن الكترون دارند و به آنيون(-) تبديل مي شوند. هيدروژن با آنكه نافلز است مي تواند مانند فلزها، با از دست دادن  يك الكترون، به كاتيون H+  تبديل شود.

هم چنين تركيبي از دو نافلز نيتروژن و هيدروژن به صورت NH4+ وجود دارد كه شبيه يك كاتيون فلزي يك ظرفيتي است و نام آن، آمونيوم مي باشد.

 

انواع تركيب ها و روش نام گذاري آن ها:

 

بطور كلي مي توان تركيب هاي شيميايي را (از نظر نام گذاري) به 5 دسته ي زير تقسيم نمود :

1 ـ نمك ها

2 ـ بازها

3 ـ اسيدها

4 ـ اكسيدها

5 ـ تركيب نافلز با نافلز

 

1ـ نمك ها

 

نمك ها از 2 بخش «كاتيون و آنيون» تشكيل مي شوند و در فرمول آن ها، كاتيون (+) در سمت چپ و آنيون (- ) در سمت راست نوشته مي شود.

مثال :از كنار هم قرار گرفتن يك كاتيون سديم (Na+) و يك آنيون كلريد (Cl-)، نمك NaCl حاصل مي شود.

 

توجه:

 

در نمك ها، كاتيون مورد نظر نبايد هيدروژنH+  و آنيون مورد نظر نبايد اكسيد O2-و هيدروكسيد  OH-  باشد.

هم چنين در نمك ها ، تعداد كاتيون ها و تعداد آنيون ها بايد طوري انتخاب شوند كه كاملاً (ازنظر باري) يكديگر را خنثي كنند.

 

مثال:

 

براي خنثي شدن يك كاتيون كلسيم Ca2+، نياز به 2 تا آنيون كلريد Cl- مي باشد، تا نمك CaCl2 حاصل گردد.

 

مثال:

 

براي آن كه بتوانيم كاتيون منيزيم  Mg2+  را در كنار آنيون نيتريد N3-  قرار دهيم، بايد 3 تا كاتيون Mg2+ و 2 تا آنيون N3-  انتخاب كنيم تا ميزان بار مثبت آنها با ميزان بار منفي آنها برابر شود (يعني 6 تا بار مثبت در مقابل 6تا بار منفي قرار گيرد تا كاملاً يكديگر را خنثي كنند): Mg3N2 .

 

روش نام گذاري نمك ها:

 

ابتدا نام كاتيون و سپس نام آنيون را مي آوريم.

مثال : نام NaCl  «سديم كلريد» و نام CaCl2  «كلسيم كلريد» و نام  Mg3N2  «منيزيم نيتريد» مي باشد.

 

2ـ بازها

 

بازها نيز از 2 بخش «كاتيون و آنيون» تشكيل مي شوند و در فرمول آن ها ، كاتيون (+) در سمت چپ و آنيون (-) كه هميشه در بازها بصورت (OH-) هيدروكسيد  است، در سمت راست نوشته مي شود.

 

توجه:

 

در بازها، كاتيون مورد نظر، نبايد كاتيون هيدروژن H+ باشد.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون سديم (Na+)  و آنيون هيدروكسيد((OH-، باز NaOH  حاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون منيزيم (Mg2+) و آنيون هيدروكسيد (OH-)، باز Mg(OH)2 حاصل مي شود.

 

روش نام گذاري بازها:

 

ابتدا نام كاتيون و سپس كلمه ي «هيدروكسيد» را مي آوريم.

مثال : نام  NaOH «سديم هيدروكسيد» و نام  Mg(OH)2  «منيزيم هيدروكسيد» مي باشد.

3ـ اسيدها

 

اسيدها از كنار هم قرار گرفتن يك كاتيون هيدروژن H+ و يك آنيون (-) حاصل مي شوند.

 

توجه:

 

در اسيدها ، آنيون نبايد  H-، OH-، O2-، N3-، P3-، C4- باشد.

اسيدها را نمي توان تركيبات يوني دانست، زيرا كاتيون و آنيون در آن ها به صورت مجزا وجود ندارد و فقط در آب (يا حلال هاي مناسب ديگر) مي توانند به صورت يوني تفكيك شوند و كاتيون H+  در محلول توليد كنند.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون هيدروژن (H+)  و آنيون كلريد  (Cl-)، اسيد  HCl حاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون هيدروژن (H+)  و آنيون نيتريت (NO2-)، اسيد HNO2 حاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون هيدروژن (H+)  و آنيون كربنات (CO32-)، اسيد H2CO3 حاصل مي شود.

 

روش نام گذاري اسيدها:

 

اگر نام آنيون آن به  « يد»  ختم شده باشد:

1) هيدرو     2) نام آنيون بدون « يد»     3) پسوند« يك»     4) اسيد

 

اگر نام آنيون آن به « يت» ختم شده باشد:

1) نام آنيون بدون « يت»   2) پسوند« و»     3) اسيد

 

اگر نام آنيون آن به « ا ت» ختم شده باشد:

1) نام آنيون بدون «ا ت»   2) پسوند« يك»    3) اسيد

 

مثال:

 

نام  HCl «هيدرو كلريك اسيد» و نام  HNO2 «نيترو اسيد» و نام H2CO3«كربنيك اسيد» مي باشد.

 

توجه:

 

اگر نام آنيون مربوطه «سولفيت يا سولفات» باشد و بخواهيم «يت يا ا ت» را از آن حذف كنيم ، باقي مانده را بايد به صورت «سولفور» بنويسيم ( نه به صورت «سولف» ). اگر نام آنيون مربوطه «فسفيت يا فسفات» باشد و بخواهيم «يت يا ا ت» را از آن حذف كنيم،  باقي مانده را بايد به صورت «فسفر» بنويسيم ( نه به صورت «فسف» ).

 

4 ـ اكسيدها

 

بطور كلي مي توان اكسيدها را به 2 دسته ي «اكسيدهاي فلزي» و «اكسيدهاي نا فلزي» تقسيم نمود.

 

آ) اكسيدهاي فلزي

 

اكسيدهاي فلزي نيز از 2 بخش «كاتيون و آنيون»  تشكيل مي شوند و در فرمول آن ها، كاتيون (+) در سمت چپ و آنيون (-) كه هميشه در اكسيدهاي فلزي بصورت اكسيد O2-مي باشد در سمت راست نوشته مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون سديم (Na+) و آنيون اكسيد ( (O2-  ، اكسيد فلزي  Na2Oحاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن كاتيون منيزيم (Mg2+) و آنيون اكسيد ((O2- ، اكسيد فلزي MgO حاصل مي شود.

 

روش نام گذاري اكسيدهاي فلزي:

 

ابتدا نام كاتيون و سپس كلمه ي «اكسيد» را مي آوريم.

 

مثال:

 

نام Na2O  «سديم اكسيد»  و نام MgO  «منيزيم اكسيد» مي باشد.

ب) اكسيدهاي نافلزي

 

بر خلاف تركيبات قبلي، اكسيد هاي نافلزي از كاتيون و آنيون تشكيل نمي شوند، بلكه از دو بخش «نافلز» و «اكسيژن» تشكيل مي گردند.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن نافلز «كربن» و عنصر «اكسيژن»، اكسيدهاي نافلزي CO و CO2 حاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن نافلز «گوگرد» و عنصر «اكسيژن»، اكسيدهاي نافلزي SO2 و SO3حاصل مي شود.

 

روش نام گذاري اكسيدهاي نافلزي:

1) تعداد نافلز «با اعداد يوناني» (به جز حالت «منو»)

2) نام نافلز

3) تعداد اكسيژن «با اعداد يوناني»

4) كلمه ي «اكسيد»

 

اعداد يوناني:

منو (يك)، دي (دو)، تري (سه)، تترا (چهار)، پنتا (پنج)، هگزا (شش)، هپتا (هفت)

 

مثال:

 

نام CO «كربن منو اكسيد»  و نام  CO2 «كربن دي اكسيد»  و نام SO2 «گوگرد دي اكسيد» و نام SO3 «گوگرد تري اكسيد» مي باشد.

 

5 ـ تركيب نافلز با نافلز

 

اين تركيبات نيز از كاتيون و آنيون  تشكيل نمي شوند، بلكه  از كنار هم قرار گرفتن  عناصر نافلزي، حاصل مي گردند.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن نافلز «كربن» و نافلز «كلر»، تركيب  CCl4حاصل مي شود.

 

مثال:

 

از كنار هم قرار گرفتن نافلز «سيليسيم» و نافلز «فلوئور»، تركيب SiF4حاصل مي شود.

 

روش نام گذاري تركيبات نافلز با نافلز:

1) تعداد نافلز سمت چپي «با اعداد يوناني» (به جز حالت «منو»)

 دانشمندان و مدل هاي اتمي

1ـ دموكريت: تشكيل مواد از ذره هاي كوچك و تجزيه ناپذير به نام اتم.

2ـ تالس: معرفي آب به عنوان عنصر اصلي سازنده ي جهان.

3ـ ارسطو: افزودن 3 عنصر هوا ، خاك و آتش در كنار آب.

4ـ بويل: معرفي عنصر (ماده ي غير قابل تبديل به مواد ساده تر)

 5ـ دالتون: ارائه ي نظريه ي اتمي در 7 بند:

-------------------------------------------------------

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

2) همه ي اتم هاي يك عنصر مشابه يكديگرند.

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

4) اتم عنصرهاي مختلف، جرم و خواص شيميايي متفاوتي دارند.

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

6) در هر مولكول همواره نوع و تعداد نسبي اتم هاي سازنده ي آن يكسان است.

7) واكنش شيميايي ، جابه جايي يا تغيير در اتصال اتم ها در مولكول هاست.

-------------------------------------------------------

6ـ فارادي: وقوع واكنش به هنگام برقكافت (زمينه ي كشف الكترون).

7ـ تامسون: آزمايش بر روي لوله پرتوي كاتدي و 3 نتيجه گيري:

1) پرتوهاي كاتدي به خط راست حركت مي كنند.

2) پرتوهاي كاتدي داراي بار الكتريكي منفي هستند.

3) همه ي مواد داراي الكترون هستند.

هم چنين اندازه گيري نسبت بار به جرم الكترون.

8ـ ميليكان: اندازه گيري مقدار بار الكترون.

9ـ رونتگن: كشف پرتوهاي ايكس X .

10ـ بكرل: كار روي خاصيت فسفرسانس و كشف خاصيت پرتوزايي.

11ـ ماري كوري: كار روي مواد پرتوزا وكشف عنصر راديم.

12ـ تامسون: ارائه ي مدل اتمي هندوانه أي با 4 ويژگي:

-------------------------------------------------------

1) الكترون ها (با بار منفي) درون ابري كروي (با بار مثبت) پراكنده شده اند.

2) اتم در مجموع خنثي است (مساوي بودن مقدار بار مثبت با منفي در اتم).

3) ابر كروي مثبت ، جرم ندارد و جرم اتم به تعداد الكترون هاي آن بستگي دارد.

4) جرم زياد اتم ، از وجود تعداد بسيار زياد الكترون در آن ناشي مي شود.

-------------------------------------------------------

13ـ رادرفورد: انجام 2 آزمايش مهم و كشف عدد اتمي.

آزمايش اول) عبور  پرتوهاي  مواد پرتوزا (راديو اكتيو)

از ميان صفحه هاي باردار  وجداسازي 3 پرتو

آلفا (با بار +) ، بتا (با بار -) و گاما (خنثي).

آزمايش دوم) بمباران ورقه ي نازكي از طلا با ذره هاي آلفا

و مشاهده ي عبور بخش عمده ي آن ها (بدون انحراف)

و انحراف تعداد زيادي از آن ها با زاويه ي كم

و بازگشت (انحراف با زاويه ي بيش از 90 درجه) تعداد بسيار اندكي از آن ها

(زمينه ي كشف پروتون)

هم چنين ارائه مدل اتمي هسته دار (بر اساس آزمايش دوم):

-------------------------------------------------------

1) بيش تر حجم اتم را فضاي خالي تشكيل مي دهد.

2) يك ميدان الكتريكي قوي در اتم وجود دارد.

3) اتم ها هسته أي بسيار كوچك با جرم بسيار زياد دارند.

-------------------------------------------------------

14ـ چادويك: كشف نوترون (ذره ي خنثي در هسته ي اتم).

15ـ موزلي: مطالعه روي توليد پرتوهاي ايكس X .

16ـ بونزن: اختراع چراغ بونزن، دستگاه طيف بين، طيف نشري خطي.

17ـ آنگستروم: كشف 4 خط طيف نشري هيدروژن و طول موج آنها.

18ـ بور: ارائه ي مدل اتمي سياره اي براي اتم هيدروژن، با 6 ويژگي:

-------------------------------------------------------

1) الكترون در اتم هيدروژن در مسيري دايره أي به دور هسته گردش مي كند.

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

3) اين الكترون فقط مي تواند در فاصله هاي معيني به دور هسته گردش كند و تعداد كمي از اين مدارهاي مجاز (ترازهاي انرژي) در اتم موجود است.

4) اين الكترون معمولاً در پايين ترين تراز انرژي ممكن (حالت پايه) قرار دارد.

5) مقدار معيني انرژي، اين الكترون را به تراز بالاتر (حالت برانگيخته) مي فرستد.

6) الكترون درحالت برانگيخته ناپايدارست وبادادن انرژي به حالت پايه برمي گردد.

-------------------------------------------------------

19ـ شرودينگر: ارائه ي مدل اتمي كوانتمي با ويژگي هاي زير:

-------------------------------------------------------

1) مبناي اين مدل، رفتار دوگانه ي الكترون (با تأكيد بر رفتار موجي) مي باشد.

2) الكترون در فضايي 3بعدي به نام اوربيتال (به جاي مدار دايره أي) حضور دارد.

3) هر اوربيتال در اتم با سه عدد كوانتمي   n  و  l  و  ml  مشخص مي شود.

4)دراين مدل واژه ي لايه هاي الكتروني به جاي ترازهاي انرژي به كارمي رود.

-------------------------------------------------------

20ـ پائولي: ارائه ي اصلي معروف به اصل طرد پائولي:

هيچ اوربيتالي در اتم نمي تواند بيش از دو الكترون در خود جاي دهد يا در يك اتم، دو الكترون نمي توان يافت كه هر چهار عدد كوانتمي آنها برابر باشد.

21ـ هوند: ارائه ي قاعده أي معروف به قاعده ي هوند:

يك زيرلايه ، ابتدا نيمه پر مي شود و سپس شروع به كامل شدن مي نمايد.

 ترکیبات یونی و تاریخچه کشف این ترکیبات
 

در مورد تاریخچه باید گفت که همواره انسان از نمک که متداولترین ترکیب یونی است استفاده می کرده و تاریخی نمی توان برای آن ذکر کرد اما اینکه چه زمانی نام ترکیبات یونی برای این دست از مواد برگزیده شد، این نامگذاری و نامگذاری دیگر ترکیبات به عنوان کووالانسی و فلزی ... به بعد از نظریه شرودینگر یعنی کمتر از 100 سال قبل برمی گردد که لایه های الکترونی و اوربیتالها و ... برای اتمها تعریف شد اما در مورد ترکیبات یونی بسیاری از بلورها ، بلور یونی هستند یعنی ذرات تشکیل دهنده ی بلور آنها از نوع یونهای غیرهمنام می باشند.

بلور به ساختاری سه بعدی و منظم از آرایش اتمها گفته می شود. یعنی یك ساختار سه بعدی مانند مكعب را در نظر بگیرید، كه میلیاردها مكعب كنار یكدیگر قرار داده شود، در این صورت یك شبكه ی بلور به دست می آید. پس هر بلور از یك واحد ساختمانی به وجود آمده است. هفت نوع سلول واحد وجود دارد. انواع این واحدها عبارتند از واحد (سلول) مكعبی. حال این مكعب می تواند ساده باشد، یعنی تنها در هر گوشه ی این مكعب یك یون قرار گرفته باشد، یا مكعب مركز پر باشد، یعنی علاوه بر گوشه ها، یك یون نیز در مركز قرار گرفته باشد، یا مراكز وجوه پر باشد، یعنی علاوه بر گوشه ها، در مركز هر وجه نیز یك یون قرار گرفته باشد.

انوع دیگر سلولهای واحد عبارتند از شش گوشه ای، لوزوجهی، راستگوشه، تك شیب، سه شیب و چهار گوشه. در انواع مختلف این سلولها، زاویه بین محورهای سلول واحد و نیز طول محورهای سلول واحد با یكدیگر فرق دارند. هر یك از اینها نیز می توانند ساده، مركز پر یا مراكز وجوه پر باشند.

به عنوان مثال سدیم كلرید NaCl , MgO, SrO, MgS, CaS و ده ها تركیب دیگر در سیستم مكعبی مركز و مراكز وجوه پر متبلور می شود.

سزیم كلرید CsCl , CsBr, CsI, NH4Cl, NH4Br,در سیستم مكعبی ساده متبلور می شود.

ورتزیت روی سولفید ZnS در سیستم هگزاگونال یا شش گوشه ای متبلور می شود.

تیتان دی اكسید یا روتیل TiO2 در سیستم چهار گوشه متبلور می شود.

جامدهای یونی خواص مشترک و متمایزی از انواع دیگر جامدهای بلوری (جامدهای فلزی، جامدهای کووالانسی، جامدهای مولکولی) دارند که مهمترین آنها عبارت است از:

1) در شرایط معمولی همگی جامدند و از ترکیب یک فلز و یک نافلز به وجود می آیند. البته نافلز مورد استفاده در جامدهای یونی، نافلزی از گروههای هفتم، ششم و تا حدی نیتروژن می باشد. در این دسته از جامدها، واحدهای مجزایی به صورت مولکول یا جفتهای یونی مثلاٌ در مورد سدیم کلرید، واحدهایی به صورت NaCl وجود ندارد، بلکه یونها با آرایش فضایی خاصی، شبکه ی عظیم توده یونی را به وجود می آورند.

2) جامدهای یونی در حالت جامد رسانای جریان برق نیستند و ولی در حالت مذاب و یا به صورت محلول، قابلیت رسانای الکترکی دارند.

3) دارای نقطه های ذوب و جوش نسبتاٌ بالایی هستند. زیرا نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی بسیار قوی بین ذرات تشکیل دهنده بلور آنها اعمال می شود.

4) جامدهای یونی جزء مواد بسیار سخت هستند. این سختی را می توان به قدرت پیوند یونی (نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی) و انرژی شبکه بلور که نسبتاٌ زیاد است ، نسبت داد.

در مورد سختی جامدهای یونی می توان سه قاعده ی زیر را بیان کرد:

آ) در مورد جامدهای یونی که ساختار بلوری یکسان دارند و بار یونهای آنها برابر است، هر چه فاصله بین یونها کمتر باشد، بر میزان سختی بلور افزوده می شود

ب) در مورد جامدهای یونی که ساختار یکسان و فاصله ی بین یونی نزدیک به هم دارند، با افزایش بار آنیون و کاتیون، سختی بلور افزایش می یابد.

ت) جامدهای یونی که که در آنها یونها دارای آرایش گاز بی اثرباشند، نسبت به جامدهای یونی دیگر که در آنها یونها دارای آرایش گاز بی اثر نیستند، در صورتی که عوامل موثر دیگر (بار، فاصله ی بین یونی، ساختار بلوری) یکسان باشد، درجه سختی بالاتر است.

5) جامدهای یونی برخلاف جامدهای فلزی و کووالانسی، ترد و شکننده هستند. یعنی بر اثر وارد شدن ضربه یا فشار می شکنند و یا خرد می شوند. علت را می توان اینگونه توجیه کرد که بر اثر فشار یا ضربه، یونها در بلور جابجا می شوند و یونهای همنام در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند و بر اثر دافعه ی شدید بین آنها، موجب پاشیده شدن ساختار بلور و یا گسستن پیوند بین ذرات می شود.

جامدهای یونی در حلالهای قطبی به ویژه در آب به خوبی حل می شوند ولی در حلالهای غیر قطبی حل نمی شوند.

از جامدهای یونی به طور وسیع در زندگی و صنعت استفاده می گردد. بارزترین آنها نمک سدیم کلرید است که برای حیات انسان و موجودات ضروری است. در زیر به چند ترکیب یونی و طرز تهیه و کاربرد آنها اشاره شده است:

آمونیوم نیترات NH4NO3 یكی از تركیبات یونی چند تایی است. این ماده از اثر نیتریك اسید بر گاز آمونیاك تولید می شود. فرمول این واكنش به صورت زیر می باشد:

HNO3 + NH3 --> NH4NO3

این ماده یك كود شیمیایی مهم است.

این ماده در ساختن مواد منفجره و وسایل آتش بازی نیز به كار می رود.

در مورد ترکیبات یونی می توانید به تمام کتب شیمی عمومی، شیمی معدنی و به طور تخصصی تر برخی کتب که در مورد ترکیبات یونی نگارش شده اند، مراجعه نمایید.

لامپ های نئون به صورت لوله های شیشه ای محتوی گاز نئون ساخته می شوند که در دو سر آن مفتول یا میله ی آهنی وجود دارد و به شکل مختلف خم می شود، فشار گاز نئون در داخل این لوله ها فوق العاده کم است (حدود یک میلی متر جیوه)، اگر در سر این لوله ها ولتاژ کافی ایجاد شود، لوله های مذکور با نور قرمز روشن می شوند.

گازها در حالت عادی عایق هستند ولی در اثر فشار الکتریکی بعضی از اتمها آن به یونهای مثبت و منفی تبدیل شده و به طرف قطبهای مخالفشان کشیده می شوند در اثر این یونیزه شدن جریان از لامپ عبور کرده و آن را نورانی می کند. قطر لوله های نئون که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد 18 میلی متر است، طول این لوله ها بر حسب احتیاج ممکن است از چند سانتی متر تا چندین متر باشد

برای مشاهده ی ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه فرمایید

  حالت کوانتمی n=6 , l=۴ ,m=1 

انطباق حالت های انرژی

انطباق حالت های انرژی

انطباق حالت های انرژی

ذره زیراتمی به بخشی از ذرات بنیادی و ذرات ترکیبی گفته می‌شود که کوچکتر از اتم هستند.فیزیک ذرات و فیزیک هسته‌ای بخشی از فیزیک هستند که به مطالعه این ذرات می‌پردازند.

معروفترین ذرات زیر اتمی الکترونهاپروتونها و نوترونها هستند. پروتون و نوترون ذرات ترکیبی هستند که از کوارک تشکیل شده‌اند. یک پرتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل شده است، ولی نوترون از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین تشکیل شده است؛ کوارک‌ها به وسیله گلوئون به هم می‌چسبند. شش نوع کوارک متفاوت داریم('بالا'، 'پایین'، 'سر'، 'ته'، 'افسون'شگفت)، دیگر ذراتا زیراتمی فوتون و نوترینو هستند که توسط خورشید ایجاد می‌شود. بیشتر ذرات زیر اتمی از طریق بررسی پرتو کیهانی کشف شدند. از آنها در شتابدهنده‌ها استفاده می‌شود.

معرفی ذرات زیر اتمی

هادرون – باریون – بوزون – فرمیون – لپتون – بوزون های شاخص – گلوئن – نوترینوها – موئون – مزون – کوارک – پیون و .... ذرات زیر اتمی نام دارند که در این مقاله به معرفی برخی از آنها می پردازیم:

هادرون ها (Hadrons):

ذرات زیراتمی ای هستند که از فرمیون هایی چون کوارک و آنتی کوارک و بوزون هایی چون گلوئن تشکیل شده اند. این ذرات نیروی قوی هسته ای اعمال می کنند.

هادرون ها مانند دیگر ذرات دارای عدد کوانتومی هستند. این ذرات ممکن است در دما یا فشار بسیار پایین خود به خود از بین بروند.

باریون (Baryon):

ذراتی هستند که از کوارک تشکیل شده اند. برای مثال پروتون از دو کوارک بالا (u) و یک کوارک پایین (d) تشکیل شده و یا نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده اند.

انواع باریون طبق مدل استاندارد (SM) به صورت زیر است: باریون

بوزون (Boson):

ذراتی هستند که داری اسپین صحیح هستند. اکثر بوزون ها می توانند ترکیبی باشند اما گروه بوزون های شاخص (Gauge Bosons) از نوع ترکیبی نیستند.

در مدل استاندارد بوزون ها ذراتی برای انتقال نیرو هستند که شامل فوتون ها (انتقال دهنده ی الکترومغناطیس) و گراویتون (انتقال دهنده ی گرانش) نیز می شوند.

اتم ها نیز می توانند بوزون باشند. برای مثال هلیم – ۴ یک بوزون با اسپین گویا است.

در کل تفاوت زیادی بین استاتیک فرمیونی (اسپین نیمه صحیح) و بوزونی وجود ندارد مگر در مورد اجرام با چگالی بالا که این مورد نیز پیرو استاتیک ماکسول – بولتزمن می باشد.

بر همین مبنا هم بوزون ها و هم فرمیون ها ذراتی کلاسیک شناخته می شوند.

بوزون های شاخص (Gauge Bosons):

ذرات بوزونی می باشند که حامل نیروهای بنیادین طبیعت می باشند. بوزون های شاخص خود ۳ دسته اند: فوتون ها – بوزون W&Z (بوزون هایی که بدون بار الکتریکی هستند را با Z نشان می دهیم و آن دسته ای را نیروهای ضعیف هسته ای دارند با W نشان می دهیم) و گلوئن ها.

گلوئن (Gluon):

ذراتی بدون جرم و خنثی از خانواده ی بوزون های شاخص هستند و دارای اسپین ۱ هستند.

این ذرات زیراتمی باعث پایدار بودن کوارک ها در هسته ی اتم (پروتون ها و نوترون ها) در کنار همدیگر می شوند. البته جرم این ذرات از آنجاییکه بسیار کم است (MeV) از آن صرف نظر می شود

بوزون های W&Z:

جرم بوزون های Z در حدود ۹۱.۱۸۷۶ (GeV/C۲) و نوع W آن ۸۰.۴۰۳ (GeV/C۲) می باشد. هردوی آنها دارای اسپین ۱ هستند و واکنش آنها از نوع ضعیف می باشد. این بوزون ها از خانواده ی بوزون های شاخص هستند.

نوترینو (Neutrino):

این ذرات از خانواده‌ی فرمیون‌ها و گروه لپتون‌ها هستند و اسپین ۰.۵ دارند. نوترینوها اغلب تنها توسط نیروهای ضعیف و گرانش واکنش انجام می‌دهند.

مدل استاندارد پیش بینی کرده که نوترینوها بدون جرم باشند. اما در آزمایشات جرم نوترینو را گرچه بسیار کوچک اما اندازه‌گیری کرده‌اند.

نوترینوها اغلب به صورت ذرات منفرد دیده نمی‌شوند و در قالب الکترون نوترینو (۲.۲ eV) یا میون نوترینو (۱۷۰ KeV) و تاو نوترینو (۱۵.۵ MeV) دیده می‌شوند.

هرچند دانشمندان هنوز یکی بودن پادنوترینو و نوترینو را تایید نکرده‌اند، اما آزمایشات به روشنی این مطلب را اثبات می‌کنند. به همین دلیل در مدل استاندارد پاد این ذرات نیز تعریف شده است. (برای مثال الکترون پادنوترینو).

موئون (Muon):

این ذرات نیز از خانواده ی فرمیون ها و گروه لپتون ها هستند و دارای اسپین ۰.۵ می باشند.

باز این ذرات همانند الکترون است و جرمشان ۱۰۵.۶۵۸۳ (MeV/C۲) می باشد.

اعمال واکنش در این ذرات به صورت نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی و همچنین نیروهای ضعیف هسته ای است. این ذرات دارای پاد نیز می باشند.

عمر این ذرات اغلب بیش از ۲.۲ میکروثانیه نیست که همین گونه نیز از دیگر لپتون ها و مزون ها عمر بیشتری دارند.

موئون با جذب الکترون می تواند اتم موئونیم (Muonium) را بسازد که شعاع آن تقریبا برابر با هیدروژن است. به همین دلیل تا به حال این ذرات در اتم دیده نشده اند.

مزون (Meson):

مزون نوعی هادرون با اسپین صحیح می باشد. مزون ها اصولا ترکیبی هستند به صورتیکه در آنها کوارک و آنتی کوارک هم دیده می شود!

مزون ها شامل ۳ دسته ی اصلی منفی – مثبت و صفر می باشند:

مزون صفر سنگین (B۰) – مزون مثبت یا پیون (?+) - مزون منفی یا کائون (K-) – مزون صفر سبک یا اتا (C?) و مزون های مثبت سنگین یا رو (+?). مزون

پیون (Pion):

نوعی از مزون ها هستند که دارای بار واحد (هم مثبت و هم منفی) می باشند. پیون ها از آن جهت مهم هستند که دارای اسپین صفر می باشند و سبک ترین مزون ها هستند.

جرم آنها ?۰ = ۱۳۴.۹۷۶ (MeV/C۲) و ?± = ۱۳۹.۵۷۰ (MeV/C۲) می باشد.

کوارک ها (Quarks): کوآرک

این ذرات شامل ۶ نوع می شوند:

کوارک های بالا (بار ۳/۲ و جرم ۰.۰۰۳) – Up (u)

کوارک های پایین (بار ۳/۱- و جرم ۰.۰۰۶) – Down (d)

کوارک های ربایشی (بار ۳/۲ و جرم ۱.۳) – Charm (c)

کوارک های غیر ربایشی (بار ۳/۱- و جرم ۰.۱) – Strange (s)

کوارک های زیر (بار ۳/۲ و جرم ۱۷۵) – Bottom (b)

کوارک های فوق ( باز ۳/۱- و جرم ۴.۳) – Top (t)

دایون (Dyon):

ذراتی فرضی که هم بار الکتریکی دارند و هم بار مغناطیسی و اگر در شرایطی بار الکتریکی انها سفر باشد تک قطبی خواهند بود. به این شرایط خاص شرایط کوانتیده شدن دیراک – اشوانزیگر – اشوینگر می گویند.

گراویتون (Graviton):

ذراتی فرضی هستند که دارای جرم و بار صفر و اسپین ۲ می باشند.

این ذرات بیشتر در تئوری های کوانتومی به عنوان نتیجه ای از نسبیت مطرح می شود.

به طوریکه QCD نیز از آنها نام می برد.

چنین ذراتی (بدون جرم) تا به حالا دیده نشده اند. بنابراین حرف زدن در مورد ویژگی های آنها بسیار سخت است. (مگر از طریق ریاضی که این مقاله جایگاه آن نیست).

محقق : محمد امین ایزددوست کلاس دوم ریاضی دبیرستان شهید رجایی 1

زندگی او

تالس پدر فلسفه یونان باستان است چون او اولین کسی بود که این نظریه را پروراندکه جوهر مادی ، همه ی پدیده های طبیعت را تبیین می کند ، . در حدود 624 ق.م. در میلتوس به دنیا آمد، و او را پدر مکتب ایونی که مکتب میلتوسی نیز نامیده می شود ، می دانند .تالس گردشگر مشتاقی بود . چنانکه هیروفومورس اهل رودس در گزارشش اشاره می کند که تالس با سایه اهرام ارتفاع اهرام را به دست اورد . تالس مشاهده کرد زمانی که سایه ما برابر با طول قد ماست سایه اهرام برابر ارتفاع اهرام است .برای حکمای قرن ششم یونان باستان ( مثلا ، سولون، ر.ک. تیمائوس ) مرسوم بود که از یونان باستان بازدید و منابع سنتی را مطالعه کنند . پروکلس درشرح اقلیدس ذکر می کند که" تالس مصر را ترک کرد و به یونان رفت تا مطالعه هندسی اش را ادامه دهد "(1).  هم چنین تالس به عنوان یکی از حکمای هفتگانه یونان باستان مطرح است .او در سن پیری وقتی که مسابقه های پهلوانی را تماشا می کرد در اثر گرمازدگی در گذشت . سنگی که بر روی قبر او نهاده اند بر آ ن این جمله حک شده است . :" اینجا در قبر تنگ تالس بزرگ قرار دارد . اما شهرتش به خاطر حکمت به آسمان ها می رسد ".(1)

آب به عنوان نخستین اصل

تالس اولین فیلسوف یونانی بود که در باره ی عنصر اولیه  ی مادی ی همه ی چیز ها و پدیده های کیهانی اندیشه  کرد ،و آن را آب می دانست . احتمالا دلیل عقلی ای که تالس را به این نتیجه رساند اهمیت آب در زندگی و طبیعت بود . در اسطوره شناسی اورفه ای و کیهان شناسی، ما آب و زمین را یکی از اولین عناصر کیهانی آفرینش کیهان می یابیم .داماسیوس در" اصول" می نویسد" الاهیات اورفه ای که گفته می شود مطابق با هیروتیموس و هلانیکوس ( اگر در حقیقت او همان شخص نباشد ) است به قرار زیر می باشد : آب از آغاز موجود بود، و ماده ای است که زمین منجمد شده آن است ."(1) آب، هوا، آتش یا هر اصل دیگری در دوره ی پیشا- سقراطی اصل زندگی ، روح و عمومانیروی طبیعت زندگی بودند .یونانی های باستان این نیرو را فیسته نامیدند. اسطوره شناسی و الاهیات اورفه ای بر اساس یاداشت های داماسیوس است .

ستاره شناسی و ریاضیات

تالس نه تنها یک فیلسوف بزرگ بلکه یک ستاره شناس و ریاضی دان بزرگی هم بود .هراکلیتوس می گوید که " تالس اولین کسی بود که به نتایج ستاره شناسی دست یافت ". تالس پس از یک سری مشاهدات تجربی طولانی خورشید گرفتگی 585ق.م.را پیش بینی کرد، و شعر مقفای حماسی در باره ی کره ی کیهانی سرود . دیو گنس لائرتیوس در کتابش زندگی ها و عقاید فیلسوفان برجسته می نویسد " بعضی ،از جمله کوئریلوس،اظهار کردند که او اولین کسی بود که ازجاودانگی روح حمایت کرد.او اولین کسی بود که مسیر خورشید را از انقلاب تا انقلاب تعیین کرد ، و مطابق با نظر بعضی اولین کسی بود که اعلام کرد اندازه ی خورشیدباید یک هفتصد وبیستم دایره ی خورشیدباشد ، و اندازه ی ماه همان کسر از دایره ی ماه .....می گویند او فصول سال را کشف نمود و آن را به 365روز تقسیم کرد"(5). افلاطون در ته تتوس ((174داستان جالبی را در باره ی تالس می نویسد ."دختر خدمتکار شوخ و زیبای تراکیایی تالس هنگامی که او ستارگان بالای سر خود را خیره نگاه می کرد و در گودال افتاد، به به او باریشخند گفت: او مشتاق است که در باره ی چیز هایی که در آسمان است بداند اما از پشت سر و جلوی پای خود غافل است .تالس به عنوان یک ریاضی دان به خاطر قضیه اش مشهور است پروکلس سه  قضیه را به تالس نسبت می دهد قطر دایره را به دو قسمت تقسیم می کند ؛زوایا در قاعده ی مثلث متساوی الساقین برابر هستند ؛ زوایای متقابل به راس مساوی هستند .هرودوت سند مهمی در مورد فعالیت های سیاسی و مهندسی تالس ارائه می دهد . او می نویسد " وقتی که او به رودخانه هلیس آمد ، سپس، آن طور که من می گویم ، کراسوس ارتشش را از روی پل هایی که وجود داشت عبور داد ، اما مطابق گزارش عمومی یونانی ها ، تالس میلتوسی ارتش او را از رودخانه عبور داد "(1)

نوشته های او

دیوگنس لائرتیوس می نویسد " بر طبق نظر بعضی او کتابی از خودبر جای نگذاشت؛ زیرا" ستاره - راهنمای دریایی" منسوب به اوست و گفته می شود اثر فوکوس اهل سامیان است . کالیماخوس او را کاشف دب اصغر می داند ،و در باره ی آن می نویسد ..........بر طبق نظر بعضی او تنها دو کتاب نوشته است در باره ی انقلاب و در باره ی اعتدال و بقیه را نا مفهوم باقی گذاشت (1) پاره ای از قطعات فلسفی تالس راما می توانیم در آثار شاگردانش و متون فیلسوفان بعدی هم چون ارسطو( در باره ی نفس) بیابیم.

متن ها

دیوگنس لائرتیوس در نخستین کتابش " زندگی هاو عقاید فیلسوفان برجسته " (4) و (5)

(1) ازمیان همه ی چیز هایی که وجود دارند ، قدیمیترین آنها خداست، زیرا اوآفریده نشده است .

(2) کیهان زیبا ترین است ، چون آن عمل خدااست.

(3) فضا بزرگتر است چون همه چیز را در بر می گیرد.

(4) چابکترین ذهن است چون هر جایی به سرعت می رود.

(5) نیرو مند ترین ضرورت است زیرا ماده ی همه ی چیز هاست .

(6) عاقلترین زمان است چون هر چیزی را به روشنایی می آورد .

(7) هر چیزی که شما به پدر و مادر خود می دهید،باید منتظر باشید که همان را از فرزندانتان در یافت می کنید .

(8) فرقی بین مرگ و زندگی وجود ندارد.

(9) خودت را بشناس.

(10) شخصی از او می پرسد کدام پیرتر هستند ، شب یا روز ، و او پاسخ می دهد " شب یک روز پیر تر است ".

(11) شخصی از او می پرسد خوش بخت ترین انسان کیست و او جواب می دهد " کسی که بدنی سالم ، ذهنی مبتکر و طبیعتی سر به راه دارد ".

ارسطو در متافیزیک می نویسد.1) 983b)

".....زیرا باید جوهر طبیعی ای باشد ، خواه یکی باشد یا بیشتر از یکی ، به نحوی که چیز های دیگر از آن به وجود می آیند در حالی که خود آن حفظ شده است .اما در باره ی تعداد و شکل این نوع اصل آنها با هم موافق نیستند . اما تالس که بنیانگذار این نوع از فلسفه است ، می گوید که آن آب است ..."

ارسطو در در باره ی نفس می نویسد.(1)

دیگران می گویند که زمین بر روی آب است . زیرا این قدیمی ترین گزارشی است که ما دریافت کرده ایم. آن ها می گویند تالس اهل میلتوس آن را گفته است ، زمین مانند یک کنده یا همانند آن شناور روی آب می ماند . (زیرا هیچ یک از اینها طبیعت شان نیست که در هوا بمانند مگر روی آب)-اگر چه که همان استدلال برای آبی که نگه دارنده زمین است و نه خود زمین بکار نمی رود  "

هراکلیتوس می نویسد .(1)

"چون جوهر طبیعی مرطوب ، خو می گیردو دست خوش تغیرات گوناگون می شود زیرا آن به آسانی به شکل هر چیز متفاوتی در می آید : قسمتی از آن که بیرون می آید هوا را می سازد .و قسمت دیگر آن از هوا در اتر بر افروخته می شود ، زمانی که آب در هم فشرده می شودو به لجن و گل تغییر می یابد ، زمین درست می شود .بنابر این تالس اظهار کرد که ازچهارعنصرآب از همه فعالتر  است، ،و آن همچون یک علت است."

سنکا می نویسد.(1)

" زیرا او[تالس]  گفت که جهان بر آب ایستاده و مانند یک کشتی بر آب سواراست و وقتی که گفته شود به لرزش درا ، به خاطر حرکت آب واقعا تکان می خورد "

ارسطو می نویسد(1)

" و بعضی می گویند که روح همانند عقل ممزوج در جهان است ، شاید تالس به همین خاطر فکر می کرد که همه ی چیز ها پر از خدایان است ."

دیوگنس لائرتیوس می نویسد (1)

"بر طبق نظر تالس روح جاویدان است ."

اتیوس می نویسد (1)

"تالس گفت که جهان ذهن خداست ، و این که مقداری از چیز ها دارای روح و پر از شیاطین است درست از طریق رطوبت اصلی  آنجا در قدرت الهی نفوذ می کند و آنرا حرکت می دهد.

  کالیماخوس می نویسد   (1)

" ....چون پیروزی از آن تالس است

کسی که در قضاوت باهوش بود

ونه کمترین زیرا می گویند او ستارگان کوچک دب اصغر را اندازه گیری کرد

که از طریق آن فینیقی ها دریا نوردی می کردند ."

نئون

نئون عنصری گازی باظواهر فیزیکی بی بو ، بی رنگ که تحت تاثیر ولتاژبالا ،رنگ قرمز روشن دارد .این عنصر در سال 1898 توسط شیمیست اسکاتلندی William ramsay کشف گردید . نئون عنصر بسیار ساکنی است وبه شکل هیروژن ناپایدار است.در فضای خالی لوله ، نئون با رنگ نارنجی مایل به قرمز می تابد .نئون از گازهای نادر است .نئون در اتمسفر به نسبت 1در 6500جزء وجود دارد و جدایش ان از هوا انجام می شود.

عنصر نئون جز عناصر کمیاب است و میزان فراوانی آن در اتمسفر حدود 1 در 65000 است. این عنصر را از مایع شدن هوا و جداسازی گازهای موجود در هوا توسط عمل تقطیر جز به جز به دست می آوردند.
نئون طبیعی مخلوطی از سه ایزوتوپ است. 6 ایزوتوپ ناپایدار از این عنصر نیز شناخته شده است. 
نئون عنصری بی اثر است و میلی به واکنش ندارد تنها ترکیب این عنصر با عنصر فلوئور گزارش شده است. یونهای Ne+, (NeAr)+, (NeH)+, (HeNe+) توسط مطالعات طیف سنجی و نوری شناخته شده اند. نئون همچنین ترکیب ناپایدار هیدراته دارد. 
نئون برای روشن تابلوهای تبلیغاتی بزرگ همچنین در لوله های موج سنج و تیوپهای تلویزیون و فشارسنجهای ولتاژ بالا کاربرد دارد. نئون و هلیوم برای ساخت لیزرهای گازی مورد استفاده قرار می گیرند. نئون به صورت مایع در بازارهای تجاری در دسترس است و در صنایع برودتی و یخچال سازی نیز کاربرد دارد. 

برای مشاهده ی ادامه ی مطلب بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

مواج الکترومغناطیس شامل محدوده وسیعی از طول موج ها هستند که تنها بخش کوچکی از آن توسط چشم ما قابل دیدن است. این امواج از طول موجهای بسیار کوتاه با انرژی های بسیار بزرگ مانند اشعه گاما تا طول موج های بسیار بلند باانرژی های بسیار کم مانند امواج رادیویی را در برمیگیرند . از این بین تنها بخش کوچکی از امواج توسط چشم ماقابل دیدن می باشد. وقتی شعاعی از تابش الکترومغناطیس از یک منشور میگذرد ، شکسته می شود . درجه شکست بستگی به طول موج آن شعاع دارد طول موج های کوتاه بیش از طول موج های بلند شکسته میشوند بنابراین برای تجزیه یک شعاع تابش متشکل از طول موجهای مختلف به طول موج های تشکیل دهنده آن می توان از منشور استفاده کرد. طیف پیوسته و خطی چون نور سفید ترکیبی از تمامی رنگهاست و تمامی طول موجهای محدوده مرئی راشامل میشود پس اگر از منشور عبور کند نوار عریضی از رنگها را شامل میشود که مانند رنگین کمان پیوسته ای است که در آن کناره هر نوار رنگی به کناره نوار مجاوردر هم می آمیزد مثلا بنفش در آبیو آبی در سبز و .... به این طیف، طیف پیوسته میگویند زیرا تمامی طول موج ها در بر می گیرد. ولی اگر شعاعی که از منشور میگذرد همه طول موج ها نداشته باشد طیف حاصله یک طیفی است که طیف خطی نامیده میشود طیف خطی فقط شامل طول موجهای معینی بوده و در بین خطوط مربوط به طول موجهای خاص نوار های تاریک دیده میشود . از دیدگاهی دیگر طیف ها را می توان به دو نوع جذبی و نشری تقسیم کرد: طیف جذبی : وقتی به یک ماده نوری را میتابانیم ماده قسمتی از نور تابیده شده را جذب کرده وباقی را عبور دهد اگر نور عبور کرده را از یک منشور عبور دهیم به طیف حاصله طیف جذبی میگویند . طیف جذبی میتواند خطی یا پیوسته باشد. طیف نشری : اگر یک ماده را از طریق حرارت دادن ویا قوس الکتریکی و یا یه هر طریق دیگر به شدت گرم کنیم ماده از خود نور تابش میکند ( پدیده نشر ) در صورتیکه تابش نشرشده را از یک منشور عبور دهیم به طیف حاصله طیف نشری گفته میشود طیف نشری هم میتواند خطی یا پیوسته باشد طیف نشری خطی طیف نشری خطی اتم ها : هرگاه بخار یك عنصر شیمیایی تحت اثر انرژیهای مختلف از جمله شعله، اختلاف پتانسیل، قوس الكتریكی و یا امواج الكترومغناطیس قرار گیرد از خود نور نشر خواهد نمود. اگر نور منتشره را از یك منشور عبور دهیم، با توجه به اینكه شكست پرتوهای نورانی در منشور به طول موج آنها بستگی دارد، نور منتشر شده به خطوطی تقسیم می‌شود كه به آن طیف نشری می‌گویند. این طیف متشكل از تعداد محدودی خطوط رنگین است كه هر خط نشان دهنده طول موج متفاوتی از نور است. طیف خطی هر عنصر منحصر به فرد است. مثلاً هرگاه در یك لامپ تخلیه الكتریكی گاز هیدروژن را در فشارهای خیلی پایین و تحت ولتاژهای بالا قرار دهیم، نور بنفش صورتی رنگ در لامپ آشكار می‌گردد. بدین ترتیب كه بمباران مولكولهای گاز به وسیله الكترونهای منتشره از كاتد در داخل محفظه شیشه‌ای، مولكول هیدروژن را تجزیه كرده و تولید اتم هیدروژن می‌نماید. عده‌ای از این اتمها مقداری انرژی جذب كرده و بلافاصله به صورت پرتوهای نورانی انرژی اضافی خود را دفع می‌كنند (از ماوراء بنفش تا مادون قرمز). نورهای عبور كرده به منشور تابیده و در آنجا تفكیك شده، و هر دسته از نورها برحسب فركانس خود به صورت خطوطی به شیشه حساس عكاسی می‌تابند. در مورد هیدروژن فقط چهار خط درخشنده قرمز، سبز، بنفش و نیلی دیده می‌شود كه هر یك معادل با فركانس و انرژی كاملاً مشخص است. میان این خطوط روشن را فضای "تاریك" اشغال می‌كند. هرگاه به جای هیدروژن از گاز نئون استفاده كنیم، می‌بینیم كه نور قرمزی پدید می‌آورد (نور قرمز چراغهای تبلیغاتی) كه آن هم در طیف نما به چند خط نوری مشخص و منفصل تجزیه می‌شود. معمای بزرگ دانشمندان این بود كه چرا هر اتم خطوط طیفی ویژه و با انرژی معین دارد؟ مهمترین روشها برای بر انگیختن اتم (یا مولكول) جهت طیف نشری عبارتند از: 1-قرار دادن جسم در شعله (طیف شعله) كه در مورد نمكها متداول است. 2-ایجاد تخلیه الكتریكی درون گازها (طیف تخلیه) كه در موردمواد گازی شكل متداول است. 3- افزایش دمای جسم جامد تا حالت التهاب، كه در مورد فلزات و مواد جامد متداول است (طیف جسم ملتهب). 4- قرار دادن جسم در گرمای حاصل از یك كمان الكتریكی كه در مورد فلزات قلیایی و قلیایی خاكی و تركیبات آنها متداول است (طیف كمان و یا طیف جرقه). بنابراین می توان نتیجه گرفت هرچه تفاوت انرژی دو لایه بیشتر باشد انرژی نور نشری بیشتر و طول موج آن کوتاه تر است . در شکل زیر کلیه انتقالات الکترونی اتم هیدروژن نشان داده شده اند چنانچه روشن است در انتقالات اتم هیدروژن چدین سری دیده میشود : ا) سری لیمان : ( ni→n1 ) چون در این انتقالات برگشت به تراز اول صورت میگیرد . انرژی نور حاصله بسیار بالا بوده و طول موج ان به قدری کوتاه است که در منطفه فرا بنفش قرار می گیرد . از این رو سری لیمان طیف قابل دیدن ندارد. 2) سری بالمر ( ni→n2 ) : در این سری ، الکترون برانگیخته به تراز دوم بر میگردد . انرژی وطول موج مربوط به این انتقالات در محدوده مرئی بوده و طیف آن قابل دیدن است. 4 طیف مرئی در سری بالمر ناشی از انتقالات زیر هستند : ( n6→n2 ) به رنگ بنفش با طول موج ۴۱۰ نانومتر ( n5→n2 ) به رنگ آبی با طول موج ۴34 نانومتر ( n4→n2 ) به رنگ سبزبا طول موج 486 نانومتر ( n3→n2 ) به رنگ قرمز با طول موج۶۵۶ نانومتر 3) سری پاشن ( ni→n3 ) : بر گشت الکترون به تراز سوم میابشد . اختلاف انرژی در تراز های بالاتر کمتراست بنابراین در سری پاشن اختلاف انرژی به قدر کافی کم وطول موج به اندازه کافی بزرگ است که این انتقالات در محدوده فروسرخ قرار بگیرند از این روطیف سری پاشن هم قابل رویت نیست 4) سری براکت ( ni→n4 ): برگشت به تراز چهارم است و مانند سری لیمان در محدوده فروسرخ قرار گرفته از این رو سری براکت نیز طیف مرئی ندارد. نکته 1. هم در طیف نشری و هم در طیف جذبی هر عنصر ، طول موجهای معینی وجود دارد كه از ویژگیهای مشخصه آن عنصر است. یعنی طیفهای نشری و جذبی هیچ دو عنصری مثل هم نیست. 2. اتم هر عنصر دقیقا همان طول موجهایی از نور سفید را جذب می‌كند كه اگر دمای آن به اندازه كافی بالا رود و یا به هر صورت دیگر بر انگیخته شود، آنها را تابش می‌كند.

 مدل اتمی بور

مدل اتمی بور یکی از مدل‌هایی است که برای توضیح ساختمان اتم ارائه شد.

نیلز بورفیزیک‌دان دانمارکی در زمینه چگونگی طیف نشری خطی اتم عناصر با پذیرفتن مدل اتمی رادرفوردچنین پیشنهاد داد که الکترون‌ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی قرار دارند و در این سطوح به دور هسته اتم در حال چرخش هستند. انرژی الکترون‌هایی که در سطوح انرژی پایین تر به هسته نزدیک‌تر هستند، نسبت به الکترون‌هایی که از هسته دورند، انرژی کمتری دارند. پس برای انتقال الکترون از سطح انرژی پایین به سطح انرژی بالا، باید انرژی معادل اختلاف انرژی بین آن دو سطح را به آن الکترون بدهیم. پس انرژی الکترون‌ها در یک اتم کوانتیده گسسته است.

مدل اتمی بور نشان داد که طیف نشر خطی که از اتم عناصر گسیل می‌شود، بر اثر انتقال الکترون‌هااز سطوح انرژی بالا به سطوح انرژی پایین است، که در این انتقال انرژی الکترون کاهش می‌یابد و به صورت نور و گرما آزاد می‌شود. اگر نور آزاد شده را از منشور عبور دهیم طیف نشری آن مشخص می‌شود. بور مدل اتمی خود را بر اساس آزمایش‌هایی که با اتم‌های هیدروژنو هلیم انجام شده بود مطرح می‌ساخت به همین دلیل مدل اتمی او که به مدل منظومه شمسی معروف است برای اتم‌های سنگینی مانند اورانیوم، آهن و ... صدق نمی‌کرد. به همین دلیل مدل اتمی کوانتمی یا ابر الکترونیبا همکاری بسیاری از دانشمندان مانند هایزنبرگ، پلانکو شرودینگرمطرح شد. البته اینشتینبا ارائه فرمول‌های خود نیز توانست به این مدل اتمی کمک کند .

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

-----------------------------------------------------------------------------------------------

انرژی یونش مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یک اتم در حالت گازی و تبدیل آن به یون مثبت (کاتیون) در حالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می‌گویند. که اولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی یونش گویند. و به همین صورت سومین، چهارمین، و... انرژی یونش تعریف می‌شود عوامل موثر به مقدار انرژی یونش عبارت‌اند از:

۱) n یا عددکوانتومی اصلی ۲) با موثر هسته (B)

انرژی نخستین یونش کمتر از انرژی یونش بعدی است و به همین صورت تا آخر.

انرژی یونش پیاپی عناصر گروه سوم بر حسب Kj/Mol برابر است با 96.485Kj/Mol

 محقق : محمد کرمی دوم ریاضی دبیرستان شهید رجایی 1

مواد پرتوزا و تابش های هسته ای

مقدمه

این مقاله شامل سه بخش كلی می باشد كه به ترتیب خاصی و به صورت تدریجی كنار یكدیگر قرارگرفته اند، قسمت اول تاریخچه كوتاهی را از كشف رادیواكتیویته بیان می كند كه با معرفی چهاردانشمند با نام های هانری بكرل، ماری كوری، ارنست رادرفورد و پل اوریچ ویلارد همراه است، در قسمت اول تحقیق(تاریخچه) ارنست رادرفورد بیش تر مورد توجه و بوده و قسمتی از زندگی وی و تحقیقات او بیان شده است.

قسمت دوم این تحقیق به معرفی مواد پرتوزا، اصطلاحات راجع به این موضوع، ماهیت پرتوهای آلفا، بتا و گاما، واپاشی و قانون سدی می پردازد كه سعی شده است درمورد همه مفاهیم و مباحث جزیی بحث و نتیجه گیری شود و بلاخره در قسمت سوم گفتار حاضر از تریتیم به عنوان یك عنصر رادیواكتیو نام برده شده، آن را معرفی كرده ایم، میزان خطرات آن و روش اندازه گیری خطرات را نیز بیان نموده ایم تا به عنوان یك مثال همه مفاهیم روی آن كار شود.

برای مشاهده ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه فرمایید

فُسفُرسانس از جمله خواص فیزیکی برخی مواد شیمیایی از قبیل فسفر، باریم سولفید و کلسیم سولفید است. این مواد نور با طول موج معینی را جذب کرده، آن را به صورت تابش با طول موج بلندتر نشر می‌کنند .

-----------------------------------------------------------------------------------------------

نوع نحوه‌ برانگیختگی

 گونه‌های تابناکی (لومینسانس)

نورتابناکی فتولومینسانس (فلورسانس ، فسفرسانس ، فلورسانس تاخیری)

جذب نور فوتون‌ها

پرتوتابناکی رادیولومینسانس

تابش‌های یوننده (پرتو ایکس ، پرتو آلفا ، پرتو بتا ، پرتو گام)ا

کاتدتابناکی(کاتدلومینسانس(

پرتو کاتدی(پرتو الکترونی(

برق‌تابناکی(الکترولومینسانس(

میدان الکتریکی

گرماتابناکی(ترمولومینسانس(

گرم کردن پس از ذخیرهٔ انرژی اولیه

شیمی‌تابناکی(کمولومینسانس(

فرآیندهای شیمیایی (مانند اکسایش(

زیست‌تابناکی(بیولومینسانس(

فرآیندهای زیست‌شیمیایی

تریبولومینسانس

نیروهای اصطکاکی و الکترواستاتیکی

صوت‌تابناکی (سونولومینسانس(

امواج فراصوت

--------------------------------------------------------------

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

نظریه اتمی

نظریهٔ اتم، سنگ بنای شیمی جدید است. درک ساختار اتمی و بر‌هم‌کنش اتم‌ها، محور درک شیمی است. بیان نخستین نظریه‌ی اتمی را معمولاً به یونانیان باستان نسبت می‌دهند، اما ریشهٔ این مفهوم حتی ممکن است در تمدن‌های کهن تر باشد. بر اساس نظریه‌ی اتمی لیوکیپوس و دموکریتوس، تقسیم مستمر ماده، درنهایت، اتم‌ها را به دست می‌دهد که قابلیت تجزیه شدن آن‌ها ممکن نبود.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

 ماری کوری کاشف اورانیوم

ماری کوری در هفتم نوامبر سال 1867 در ورشو پایتخت لهستان متولد شد. پدر و مادر کوری از روستائیان لهستان بودند. اما بعد از مدتی کار کشاورزی را رها کردند و به علم و تحصیل روی آوردند. ماری در سن ده سالگی مادرش را از دست داد، پدرش هم در آن زمان شغلش را از دست داد. ماری مجبور بود کار کند تا خرج برادر و خواهرش را بدهد. او در سال 1891 برای ادامه تحصیل با پس انداز خود راهی پاریس شد. زندگی دانشجویی در پاریس برای او آن قدر سخت بود که یک بار در کلاس از گرسنگی ضعف کرد. اما سختی ها و مشکلات او را از ادامه ی تحصیل بازنداشت.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

آزمایش بار الکترون توسط میلیکان و پیدا کردن عدد e

زمانی که یک قطره روغن بدون بار در هوا سقوط می‌کند، سه نیروی وزن ، ارشمیدس ، چسبندگی (با ویسکوزیته) بر آن وارد می‌شود. دو نیروی وزن و ارشمیدس مقدار ثابتی دارند و مستقل از سرعت قطره می‌باشند، اما نیروی چسبندگی ثابت نبوده و مقدار آن بستگی به سرعت دارد. بنابراین در هنگام سقوط قطره مقدار نیروی چسبندگی افزایش یافته و بالاخره زمانی می‌رسد که برآیند نیروهای وارد بر قطره صفر شود. در این حالت حرکت قطره یکنواخت بوده و سرعت آن مقدار نهایی و ثابت خواهد شد. در این حالت می‌توان شعاع قطره روغن را از شرط صفر شدن برآیند نیروهای وارد بر قطره بدست آورد.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

جزوه‌های آموزش بخش اول و دوم و سوم شیمی ۲ که دوست عزیز آقای فرشاد میرزائی ولدی، مدرس شیمی

شهرستان صومعه سرا (استان گیلان)، تهیه نموده اند، شامل درس‌نامه، مثال و تمرین، تست و آزمون

می‌باشد.با تشکر از همکاری ایشان،

*دانلود جزوه شیمی 2 بخش اول*

*دانلود جزوه شیمی 2 بخش دوم*

*دانلود جزوه شیمی 2 بخش سوم*

منبع : شیمی یزد

کتاب شيمي (2) و آزمايشگاه بخش اول صفحه‌ي (1-5)

جلسه‌ي دوم آموزش

عنوان: ساختار اتم

ادامه مطلب را ببینید