شناخت عناصر و مهم تر از آن تسلط بر روی نوع دسته بندی و علم به مکان آنها در جدول تناوبی کمک می کند تا بتوان مشخصات و ویژگی های آنها را حدس زد و  به خوبی از آنها استفاده کرد .

 دسته بندی های کلی ای را برای جدول سحر آمیز مندلیف آورده اند که از جالب ترین دسته هایی که  نیز خواصی جالب دارند می توان به گروه 17 یا همان هالوژن ها اشاره کرد. ابتدا در این قسمت به  دسته بندی عناصر بر اساس آرایش الکترونی می پردازیم سپس به خواص عمومی هالوژنها اشاره می کنیم بعد از آن به سراغ آشنایی کامل از عناصر تشکیل دهنده ی این گروه می رویم.

 عناصر را می توان بر اساس آرایش الکترونی آنها طبقه بندی کرد:

1.گازهای نجیب: در جدول تناوبی ، گازهای نجیب در انتهای هر تناوب در گروه 0 (صفر) جای دارند. این عناصر گازهای بی رنگ، تک اتمی ، دیا مغناطیسی و از نظر شیمیایی غیر فعالند. بجز هلیم (که آرایش الکترونی 1s2 دارند) تمام گازهای نجیب آرایش الکترونی ns2np6 که نظمی بسیار پایدار است، دارند.

2. عناصر نماینده: این عناصر گروههای A جدول تناوبی را تشکیل می دهند و شامل فلزات و نافلزات هستند . خواص شیمیایی این عناصر بسیار متنوع است . بعضی از آنها دیامغناطیس و بعضی دیگر پارامغناطیس هستند. ولی ترکیبات این عناصر دیا مغناطیس و بی رنگ اند. پوسته های الکترونی درونی تمام این عناصر ، کامل یا پایدارند(ns2np6). اما بیرونی ترین پوسته در این عناصر ، از عنصری به عنصر بعدی در حال افزایش الکترون و پر شدن است. این پوسته بیرونی پوسته والانس و الکترونهای آن، الکترونهای والانس نامیده می شوند. تعداد الکترونهای والانس هر اتم ، برابر شماره گروه است که عنصر در آن قرار گرفته است. خواص شیمیایی این عناصر به الکترونهای والانس آنها بستگی دارد.

 3.عناصر واسطه: این عناصر در گروههای B جدول تناوبی دیده می شوند. از ویژگیهای این عناصر درون سازی آنهاست. یعنی الکترون متمایز کننده در آنها ، به روش نامگذاری، یک الکترون d درونی است. در عناصر واسطه ، الکترونهای دو پوسته ی آخری در واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. تمام این عناصر فلز بوده ، بیشتر آنها پارا مغناطیس اند و ترکیبات شدیداً رنگین و پارا مغناطیس به وجود می آورند.

4.عناصر واسطه درونی : این عناصر در پائین جدول تناوبی دیده می شوند، اما در واقع باید در تناوب های ششم و هفتم به دنبال عناصر گروه III B قرار گیرند. 14 عنصری که در تناوب ششم بعد از لانتان قرار دارند، سری لانتانید ها نامید می شوند. در تناوب هفتم ، دسته ای که به دنبال آکتینیم قرار می گیرند، سری آکتینیدها خوانده شده اند. در این دسته از عناصر، الکترون متمایز کننده از نوع f است و در پوسته فرعی f واقع در پوسته زیر ماقبل آخر قرار می گیرد. بنابر این، در شیمی این عناصر ممکن است سه پوسته بیرونی، دخالت داشته باشد. تمام عناصر واسطه درونی فلز هستند. این عناصر پارامغناطیس اند و ترکیبات آنها نیز رنگین و پارا مغناطیس است.

  فلزات و نافلزات:

 گروه های 1 IA)) ) و IIA) 2 ) جدول تناوبی ، فعالترین فلزات را در بر می گیرند. چون عناصر یک گروه دارای ویژگیهای یکسان می باشند، یک گروه را گاهی یک خانواده می نامند. بسیاری از گروه ها دارای نامهای خانوادگی اند. گروه1 به استثنای هیدروژن ، خانواده ی فلزات قلیایی نامیده می شود. گروه 2 را خانواده ی فلزات قلیایی خاکی می نامند.

 نا فلزات در سوی دیگر جدول ، در گروه هایVIA) 16 ، (VIIA) 17 و (VIIIA) 18 قرار گرفته اند . گروه (VIA) 16 را خانواده ی کالوژن می نامند. گروه (VIIA) 17 را به نام خانواده ی هالوژنها می شناسند. عناصر گروه (VIIIA) 18 ، گازهای نجیب نام دارند.

 به طور کلی ، فلزات ، سخت، درخشنده و رسانای خوب گرما و الکتریسیته اند. نافلزات و بالاخص هالوژنها در دمای  معمولی گاز یا جامدهای شکننده اند. اگر جامد باشند، سطح آنها تیره است و نارسانا به شمار می آیند.

  نافلزها:

 همانطور که گفته شد در گروه های چهارم، پنجم، ششم و هفتم (هالوژن ها) جدول تناوبی عناصری قرار دارند که اغلب خواص غیر فلزی دارند این عناصر یا گازی شکلند یا جامد که حالت شکننده دارند و هادی جریان برق و حرارت نیستند . غیر فلزها در ترکیب با فلزها اغلب پیوند یونی تشکیل می دهند و با یکدیگر الکترون به اشتراک می گذارند که به هر صورت به آرایش الکترونی گاز بی اثر دوره خود می رسند از گروه چهارم تا هفتم خواص غیرفلزی شدید دارند و با فلزات ترکیب شده تشکیل نمک می دهند به همین دلیل آنها را هالوژن (نمک زا) می گویند.

عناصر گروه هفتم (اصلی) هالوژنها:

 عناصر این گروه به ترتیب عبارتند از : فلوئور F ، کلر Cl، برم Br ، ید I  ، استانین At. شعاع اتمی این عناصر با افزایش عدد اتمی (از بالا به پائین) زیاد می شود انرژی یونیزاسیون کم شده الکترونگاتیوی نیز کم می شود نقاط ذوب و جوش بیشتر شده. پتانسیل اکسیداسیون آنها به ترتیب کاهش می یابد و هر کدام در لایه آخر 7 الکترون (s2p5) دارند، با فلزات میل ترکیبی شدید دارند و مولکول حاصل از آنها اغلب خصلت یونی دارد مانند NaF و KCl و BaI2 . با هیدروژن هالدیدئیدروژن می دهند که پس از حل شدن در آب محلول اسید به وجود می آورند مانند HCl و HI. از بالا به پائین خواص غیر فلزی ضعیف تر می شود غیر فلز بالاتر می تواند غیر فلز پائین تر را از نمکش بیرون کرده و هالوژن آزاد نماید . مثلاً:                     

                                      KCl +  Br --------> عملی نیست

  ولی از تأثیر کلر بر نمک Br، برم حاصل می شود: 

                                       2KBr + Cl₂ ----------->2 KCl + Br₂ 

 بنابراین از لحاظ فعالیت شیمیایی ترتیب زیر برقراراست:

 F_۲>Cl_۲>Br_۲>I_۲>As

 فلوئور و کلرگازی شکلند، برم مایع و ید جامد است که خیلی زود به حالت بخار در می آیند به همین دلیل آنها را به صورت  F₂, Cl₂,Br₂,I₂  نشان می دهند. 

 فلوئور در تمام ترکیبات یک ظرفیتی است ولی سایر هالوژنها می توانند ظرفیت های مختلف در ترکیبات داشته باشن زیرا در فلوئور فقط یک الکترون منفرد در اوربیتال 2p وجود دارد و به هیچ وجه نمی تواند حالت برانگیخته پیدا کند ولی در سایر هالوژنها ، الکترونها حالت برانگیخته پیدا می کنند و الکترونهای منفرد زیاد تر ایجاد می گردد. مثلاً: اتم کلر 17Cl در ترکیب با فلوئور 9F  ممکن است CLF و ClF3 و ClF5 و ClF7 بدهد در هر ترکیب حالت برانگیخته الکترونها را در اوربیتال 3d می توان توجیه کرد.

 هالوژنها چون میل ترکیبی زیادی با عناصر دیگری دارند در طبیعت به حالت آزاد وجود ندارد ولی به صورت ترکیب فراوان هستند این عناصر اغلب سمی و خطرناکند در حالیکه ترکیبات آنها بسیار مفید و با ارزش هستند و کاربرد آنها در صنایع مختلف زیاد است مانند گاز فریون CF2Cl2 که در یخسازی به کار می رود پی وی سی  و د.د.ت (دی کلر ـ دی فنیل تری کلرواتان)، کلروفرم ، .... سایر ترکیبات فلوئور برم و ید که در انواع داروها و ترکیبات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

 برای تهیه ی هالوژنها از نمک های آنها استفاده می کنند فقط فلوئور را از الکترولیز KHF2 یا (KF.HF)  بدست می آورند. بقیه هالیدها با اسید سولفوریک و دی اکسید منگنز هالوژن می دهند مثلاً: طرز تهیه ید از یدید سدیم:

 2NaI + H₂SO₄ + MnO₂ -------> MnSO₄ + 2NaHSO₄ + I₂ + 2H₂O

از تاثیر گاز کلر بر یدیدها نیز می توان ید بدست آورد یا از تاثیر گاز کلر بر برمیدها برم حاصل می شود. فلوئور اکسید کننده ایست شدید و کلر نیز اکسید کننده است برم و ید هم خاصیت اکسید کنندگی و هم خاصیت احیا کنندگی دارند مثال:

 2KI + Cl₂ ------> 2KCl + I₂

3I₂ + 2Al ------> 2AlI₃

 که در اولی ید اکسید شده و در دومی ید احیاء شده است.

 یدومتری:

 به واکنش هایی که در آن ید اکسید می گردد یعنی از محلول یدیدها ید آزاد می گردد یدومتری گویند.

 2KI + H₂O₂ + H₂SO₄ -------> I₂ + K₂SO₄ + H₂O 

تذکر: ارزش حجمی آب اکسیژنه (پر اکسید هیدروژن) از رابطه a=N.Ev  بدست می آید که a ارزش حجمی N نرمالیته  Ev ای کی والان حجمی معادل 6/5 است.

  ئیدراسیدها (هالیدها هیدروژن):

 هالیدهای ئیدروژن به ترتیب عبارتند از HF و HCl و HBr و HI که برای تهیه ی آنها از تاثیر اسید سولفوریک بر هالیدهای فلزی استفاده می کنند. 

این مواد در آب حل شده تولید اسید می نمایند. فلوئوریدئیدرژن به علت داشتن پیوند ئیدروژنی استثنائاً نقطه ی جوش بالاتر دارد و در حالت عادی مایع است بقیه هالیدهای ئیدروژن با افزایش جرم مولکولی نقطه ی جوش بالاتر دارند به همین دلیل فلوئورید ئیدرژن به صورت H2F2  و همین ها به صورت زیروند 3 تا آخر وجود دارد. 

ئیدرواسید ها بر اغلب فلزات، ا کسیدها، بازها، کربناتها اثر کرده و نمک می دهند.

اسید فلوئوریدریک بر شیشه اثر می کند یعنی سیلیس SiO2 را در خود حل می نماید.

اکسی اسیدهای هالوژنه:

 غیر از فلوئور، هالوژنها اکسی اسید (اسید اکسیژن دار) نیز تولید می کنند مانند KClO4 پر کلرات پتاسیم NaIO3 یدات سدیم NaBrO هیپو برومیت سدیم. هرچه تعداد اکسیژن در اکسی اسیدهای هالوژن بیشتر باشد، خاصیت اسیدی آن زیاد تر است زیرا اکسیژن از هالوژن الکترونگاتیوتر می باشد و زوج الکترونهای مشترک بین Cl و O را به طرف خود می کشد در نتیجه خروج الکترون مشترک بین H و O متوجه اکسیژن پیوندی هیدروژن و اکسیژن کاسته می گردد و پروتون (+H) آسانتر آزاد می گردد.

 بنابر این از لحاظ اسیدی می توان گفت که:

 HClO₄ > HClO₃ > HClO₂ > HClO

عدد اکسیداسیون کلر در این ترکیبات به ترتیب 1،3،5،7 است و نمکهای این اسیدها به ترتیب هیپوکلریتها، کلریتها، کلراتها و پر کلراتها می باشند.

 طرز تشخیص هالیدهای محلول (آنیون هالید X-):

 برای تشخیص یون فلوئور از یون Ca²⁺ و برای تشخیص یون کلرید از یون Ag⁺ استفاده می کنند:

 Ca²⁺ + 2F^- -----> CaF₂

Ag⁺ + Cl^- -------> AgCl

 (یدیدها با کلرید و برمیدها با کلر. برم می دهند که قبلا گفته شد)

 تذکر :

۱.  اسیدهای هالوژنه با افزایش جرم مولکولی خاصیت اسیدی بیشتری پیدا می کنند و درجه تفکیک یونی آنها زیادتر است یعنی:

HI > HBr > HCl > HF

 2. هالوژنها در آب حل می شوند و محلول رنگی بوجود می آورند (ید در حلالهای آلی حل می شود)

 رنگ محلول بستگی به نوع هالوژن و نوع حلال دارد مثلا در تترا کلرید کربن ید بنفش، برم قرمز و کلر زرد می شود.

 3. جدول مشخصات هالوژنها نشان می دهد که با کاهش عدد اتمی از ید تا کلر بر مقدار انرژی الکترون خواهی افزوده می شود ولی در مورد فلوئور از انرژی الکترون خواهی کاسته می گردد(به علت کوچک بودن حجم آن)

 4. استاتین آخرین عنصر گروه هفتم از بمباران کردن بیسموت با اشعه آلفا بدست می آید که ایزوتوپهای زیادی دارد.

استوکیومتری

فرمول شیمیایی مواد

اگر ماده مرکب ازمولکولها ساخته شده باشد، فرمول مولکولی ، عده دقیق هر نوعاتم موجود در یک مولکول را بدست می‌دهد. اگر ماده مرکب از یونها ساخته شده باشد، فرمول با استفاده از ساده‌ترین نسبت عدد صحیح یونهای موجود در یک بلور ماده مرکب نوشته می‌شود. بعضی از عناصر و مواد نیز وجود دارند که نه مولکولی‌اند و نه یونی هستند؛ مثلا در الماس ، تعداد زیادی اتمهای کربندر یک الگوی بلوریسه‌ بعدی ، با شبکه ای ازپیوندهایمشابهبا پیوندهایی که در مولکولها یافت می‌شوند، به هم متصل شده‌اند و همچنینفلزات، ساختارهایی دارند کهدر آنها تعداد زیادی اتم با پیوندهایی به نام پیوندهای فلزی به هم متصل شده‌اند.

اصول استوکیومتری

اصول استوکیومتری درباره واکنشهای شیمیایی از معادلاتشیمیایی واکنشها استخراج می‌شوند. معادلات شیمیایی نماینگر واکنشهای شیمیایی هستندبا نمادها و فرمولهای عناصر و مواد مرکبی که در این واکنشها در گیرند. تفسیراستوکیومتری یک معادله شیمیایی بر مبنای مول استوار است.

مول

یک مول از یک عنصر شامل عدد آووگادرو اتم از آن عنصر است و جرمی باوزن اتمی آن عنصر بر حسب گرم دارد و مقدار عدد آووگادرو عبارت از:6,02 * 10²³
یک مول از یک ماده مرکب شامل عدد آووگادرو و واحد فرمولی از آنماده مرکب است و جرمی برابر با وزن فرمولی ( یا اگر ماده مرکب مولکولی است، برابربا وزن مولکولی ) آن ماده مرکب بر حسب گرم دارد. با تفسیر فرمولهای مرکب بر حسب مول، ترکیب درصد مواد مرکب را می‌توان بدست آورد و دیگر مسائل استوکیومتری را حل کرد.

ترکیب درصد مواد مرکب

ترکیب درصد یک ماده مرکب از روی فرمول آن ماده مرکببه‌آسانی محاسبه می‌شود. زیروندهای فرمول ، عده مولهای هر عنصر در یک مول ماده مرکبرا بدست می‌دهد. از این اطلاعات و از وزنهای اتمی عناصر ، می‌توانیم عده گرمهای هرعنصر موجود در یک مول ماده مرکب را بدست آوریم. درصد یک عنصر معین ، 100 برابر جرمآن عنصر تقسیم بر جرم مول ماده مرکب است. ترکیب درصد یک ماده مرکب در بسیاری مواقعبوسیله تجزیه شیمیایی معین می‌شود. سپس این داده‌ها می‌تواند برای یافتن فرمولتجربی یک ماده مرکب بکار آید.

فرمول تجربی و فرمول مولکولی

اگر ترکیب درصد یک ماده مرکب با آزمایش معینشود، یعنی تجزیه شیمیایی ، نسبتهای جرمی عناصری که یک ماده را می‌سازند، بدست دهد،فرمول تجربی یک ماده مرکب بدست می‌آید. فرمول تجربی ، نسبتهای اتمی یک ماده مرکب ،یعنی تعداد نسبی اتمهای گوناگونی که آن ماده مرکب را می‌سازند، مشخصمی‌کند.

فرمول مولکولی ، ترکیب اتمی واقعی مولکول را بدست می‌دهد و می‌توانآنرا با استفاده از فرمول تجربی بدست آورد، در صورتی که وزن مولکولی ماده مرکبمعلوم باشد. برای مثال ، فرمول مولکولیهیدروژنپراکسید،H₂O₂، نشان می‌دهد که دو اتمهیدروژنو دو اتماکسیژندریک مولکول هیدروژن پراکسید وجود دارد. اما فرمول تجربی آن ، ساده‌ترین نسبت عددصحیح یعنیHOمی باشد و برای بعضی از مواد مرکب مولکولی ، فرمولهای مولکولیو تجربی یکسان‌اند نمونه‌هایی از این مواد عبارتند از: H₂O -H₂SO₄ - CO₂ - NH₃ .
زیروندهای این فرمولها را نمی‌توان به هیچ نسبت ساده‌تری کاهش داد، امابرای بسیاری از مواد مرکب مولکولی فرمولهای مولکولی و تجربی متفاوت‌اند.

وزن مولکولی

وزن فرمولی یک ماده خالص ، مجموع وزنهای اتمی همه اتمهایموجود در فرمول آن ماده است. اگر فرمول مورد نظر ، مربوط به یک ماده مولکولی وبنابراین یک فرمول مولکولی باشد، وزن فرمولی مربوط به آن نیز ، وزن مولکولی نامیدهمی‌شود. وزن مولکولی مجموع وزنهای اتمی ، اتمهایی است که یک مولکول را می‌سازند،بنابراین وزن فرمولی H₂O ، وزن مولکولی این ماده نیز هست.

معادلات شیمیایی

یک معادله شیمیایی را با استفاده از فرمولهای درست واکنشدهنده‌ها و محصول‌ها می‌نویسیم و با ضرایبی که عده واحدهای فرمولی را مشخص می‌کند،موازنه می‌کنیم. اگر پیش از یک فرمو.ل ضریبی نباشد، به منزله آن است که ضریب آنفرمول 1 است. ضرایب یک معادله شیمیایی موازنه شده برای بدست آوردن نسبت مولی میانهر دو ماده که در معادله نشان داده شده است، بکار می‌آید. این نسبتهای مولی ، اساسمحاسبات استوکیومتری است. با استفاده از این نسبتها می‌توان کمیت نظری یک واکنشدهنده لازم برای واکنش و همچنین کمیت محصول بدست آمده را محاسبه کرد.

استوکیومتری واکنشها در محلول

بسیاری از واکنشها در محلول انجام می‌شوند. محاسبات استوکیومتری برای این گونه واکنشها بر مبنای حجمهای محلولهای بکار رفته وغلظت این محلولها صورت می گیرد. غلظت این محلول ‌، مقدار ماده حل شده در مقدارمعینی حلال ، یا مقدار ماده حل شده موجود در مقدار معینی از محلول است. چند روشبرای بیان غلظت محلولها بکار می‌رود؛ (مانند نرمالیته ، مولاریته ، مولالیته). مولاریته معمول‌ترین روشی است که برای مطالعه واکنشهای استوکیومتری انجام شده درمحلولها بکار می‌رود و مولاریته M یک محلول ، عده مولهای ماده حل شده در یک لیترمحلول است، یعنی یک محلول M₃ شامل 3 مول ماده حل شده در1لیترمحلول است.

استوکیومتری و حجم گازها

مسائل استوکیومتری را می‌توان بر اساسی حجمگازهای در گیر در یک واکنش شیمیایی بنا نهاد. از قانون ترکیب حجمی گیلوساک برای حلمسائل مربوط به حجم دو گاز استفاده می‌شود. برخی مسائل ، به رابطه بین حجم یک گاز وجرم یک ماده دیگر مربوط می‌شود. طبق معمول ، کلید حل این مسائل ، مول است.

  ترمودینامیک

واژه ترمودینامیک از دو واژه یونانی ترمو به معنی گرما و دینامیک به معنی پویایی وقدرت تشکیل شده است . کلمه دینامیک در واژه این علم به معنی این است که ترمودینامیک علم بررسی انرژی در حرکت و پویایی اجسام و سیستمها است ، به همین دلیل واژه معادل فارسی ترمودینامیک ، گرماپویایی است . در این علم تمام جنبه های انرژی و تبدیلات آن از قبیل تولید قدرت ، تبرید و سرمایش توصیف می شوند .
ترمودینامیک علم بررسی رفتار مواد در برابر

کار و انرژی (معمولاً به شکل گرما) است. در ترمودینامیک درمورد روش‌های تبدیل انرژی و تغییرات خواص ماده در اثر تبدیل انرژی، تغییر فاز و یا تماس با ماده دیگر بحث می‌ شود. این تعریف بسیارکلی است و در واقع هنگامی می‌توان این تعریف را واقعاً درک کرد که با جوانب کاربردی آن آشنا شده باشیم.
تعریف دقیق ترمودینامیک درهمه کتابهای ترمودینامیک و جزوات درسی دانشجویان موجود است که آن را علم کار و حرارت یا دانش انرژی و انتروپی خوانده اند .

می دانیم که ماده از تعداد زیادی ذرات به نام مولکول تشکیل شده است که خواص یک ماده بطور طبیعی به رفتار این ذرات وابسته است . مثلا برای تعریف فشار یک گاز از برخورد مولکوها و انتقال اندازه حرکت آنها کمک می گیریم ؛ حال با دانستن این موضوع به این نکته اشاره می کنیم که برای تعیین فشار داخل یک محفظه لازم نیست که از رفتار ذرات گاز اطلاع دقیق داشته باشیم و با اتصال یک فشار سنج به آن محفظه نیز می توان فشارآن را یافت .
در ترمودینامیک ،این روش که یک دید کلی و باز یا به عبارتی یک دید ماکروسکوپی به رفتار اجسام است و نیاز به اطلاع از رفتار ذرات ندارد ، ترمودینامیک کلاسیک نام دارد .

درمقابل اگر با یک دید دقیق و میکروسکوپی به رفتار اجسام بنگریم و مبنای عمل ، میانگین رفتار گروههای بزرگ ذرات باشد در علم ترمودینامیک آماری به سر می بریم .

ترمودینامیک نیز مانند تمام علوم ، یک علم آزمایشگاهی و تجربی است که بنیان آن بر اساس چند اصل ساده و بسیلر مهم شکل گرفته است که به قوانین ترمودینامیک موسوم هستند که این قوانین نیز برگرفته از مشاهدات تجربی است .
بسیاری ازتجهیزات مهندسی شامل دستگاههای تاسیساتی ، تجهیزات نیروگاهی ، توربین های گاز ، موتورهای احتراق داخلی ، یخچال ها وبسیاری از دیگر اختراعات بشر بر پایه علم ترمودینامیک شکل گرفته است .

مشهود ترین کاربردهای ترمودینامیک در سیکلهای توان ( قدرت ) و سیکلهای تبرید ( سرمایش ) یافت می شوند.

ازاین میان می توان به سه مثال خوب از دستگاههای ترمودینامیکی اشاره کرد :

نیروگاه ساده بخار
موتورهای احتراق داخلی
یخچال ساده ومعمولی

 
تاریخچه ی ترمودینامیک

سیر تاریخی علم ترمودینامیک بصورت زیر می‌باشد (کلیه تاریخ‌ها میلادی می‌باشند):

۱۷۹۸- کنت رامفورد (بنجامین تامسون) مطالعه تبدیل کار به گرما را طی آزمایش مشهور مته و تخته آغاز نمود.

۱۷۹۹- سرهامفری دیوی تبدیل کار به حرارت را با آزمایش سابیدن یخ مطالعه نمود.

۱۸۲۴-  کارنو تئوری مشهور خود «بازتابی بر نیروی محرک آتش» منتشر نمود که در برگیرنده اصل جدیدی در باره تعریف چرخه و اصلی که توضیف کننده آن بود که چرخه بازگشت پذیر بین دو منبع حرارتی تنها به دمای منابع بستگی دارد و نه به موادکاری

۱۸۴۲- مایر اصل بقا انرژی را ارائه نمود.

۱۸۴۷- هلمهولتز اصل بقا انرژی را بصورت مستقل از مایر فروموله نمود.

۱۸۴۳-۱۸۴۸- جیمز پریسکات ژول با ترتیب دادن آزمایشاتی چهارچوب تجربی قانون اول ترمودینامیک را بنیان نهاد. امروزه به پاس این دانشمند بزرگ حرف J برای نمایش معادل مکانیکی کار استفاده می‌شود.

۱۸۴۸- لرد کلوین (ویلیام تامسون) واحد درجه حرارت مطلق را بر مبنای چرخه کارنو تعریف نمود.

۱۸۵۰- رودلف کلاوزیوس احتمالا به عنوان اولین کسی که به وجود دو قانون اساسی ترمودینامیک: قانون اول و قانون دوم ترمودینامیک پی برد.

۱۸۶۵- کلاوزیوس قوانین اول و دوم ترمودینامیک را در دو خط بیان نمود:
انرژی جهان دارای مقدار ثابتی است.
آنتروپی جهان تمایل به بیشینه شدن دارد.

۱۸۷۵- جوسایا ویلارد گیبز گزارش سرنوشت ساز خود «در برابری مواد ناهمگون» را که ترمودینامیک را به سیستم‌های ناهمگون و واکنش‌های شیمیایی بسط داد منتشر نمود. این گزارش اصل مهم پتانسیل شیمیایی را توصیف می‌نمود.

۱۸۹۷- ماکس پلانک قانون دوم ترمودینامیک را به صورت: «غیرممکن است بتوان موتوری ساخت که در یک چرخه کامل کار نموده و اثر دیگری غیر از بالا بردن وزنه و خنک نمودن یک منبع حرارتی داشته باشد.» بیان نمود.

۱۹۰۹- کاراتئودوری ساختار جدیدی از ترمودینامیک را بر مبنای جدیدی که کاملا فرم ریاضی داشت منتشر نمود.

 
سوال های مربوط به ظرفیت گرمایی

1) مقدار گرمای لازم برای افزایش یک گرم آب به اندازه ی یک درجه ی سلسیوس را محاسبه کنید.

2) برای افزایش دمای 75 گرم سرب به میزان 10 درجه سانتی گراد به 96 ژول گرما نیاز  می باشد . ظرفیت گرمایی ویژه وظرفیت گرمایی مولی سرب را محاسبه کنید .

3)برای کاهش دمای 500 گرم آمونیاک از دمای 25 درجه سلسیوس به دمای 5 درجه سلسیوس چه مقدار گرما باید از آن گرفته شود ؟

 

4)  هرگاه  100   گرم آب    83.68   کیلوژول انرژی از دست بدهد دمای آن چند درجه تغییر می کند ؟

5)  50 گرم از فلز فرضی X  به مقدار   260  ژول انرژی نیاز دارد تا دمایش به اندازه  4   درجه افزایش پیدا کند . ظرفیت گرمایی ویژه فلز X چقدر است ؟

6)   یک فنجان چای چند ژول انرژی باید از دست بدهد تا دمای آن از  60  درجه به دمای بدن  37  درجه سلسیوس کاهش یابد ؟ (فرض کنید که فنجان  250  میلی لیتر چایی دارد . چگالی چای را g  / mL 1 فرض کرده و گرمای ویژه چای همان گرمای ویژه آب است . )

7) الف) هرگاه بخواهیم دمای   350   گرم آب را از   25   درجه به  3   درجه سلسیوس کاهش دهیم چقدر گرما باید از آن بگیریم ؟

ب) اگر برای افزایش دمای سرب به جرم 38 گرم به اندازه ی 5درجه سلسیوس   به  48  ژول گرما نیاز باشد ظرفیت گرمایی ویژه و ظرفیت گرمایی مولی سرب را محاسبه کنید .

8)  با توجه به جدول زیر بادادن گرمای معین به هر کدام از مواد جدول دمای کدامیک بیشتر تغییرمی کند ؟

 

نام ماده
    

طلا
    

کربن
    

چوب

گرمای ویژه (Jg-1˚C-1)
    

0.012
    

0.720
    

1.76

 
فشار

تعریف فشار : نیروی عمودی وارد بر واحد سطح

یکا های فشار

1) پاسکال    Pa

2) اتمسفر     atm

3) میلی متر جیوه    mmHg

4) سانتی متر جیوه    CmHg

5) تور  Torr

6) بار   bar

1atm = 101.325K Pa

1bar = 100KPa

1Torr = 1mmHg

1atm = 760 mmHg = 760 Torr

1CmHg = 10 mmHg

 
 انرژی

تعریف انرژی : توانایی انجام کار

یکاهای انرژی :

1) ژول  ( J )

2)کالری ( cal )

3) کیلوکالری  ( Kcal  )

4) کالری رژیم غذایی  ( Cal  )

1cal=4.184J


1Kcal = 1000 cal = 4184 J

 
1Cal =1000 cal =1 Kcal

تعریف کالری : مقدار گرمای لازم برای افزایش  دمای یک گرم آب خالص   به اندازه ی یک درجه ی سلسیوس  ( از 14.5 درجه به 15.5 درجه )

تعریف کالری رژیم غذایی : مقدار انرژی حاصل از یک مقدار معین ( 100 گرم ) مواد غذایی در بدن

 
یکاهای SI

یکا های اصلی (پایه ) :

یکا                        نماد یکا                      کمیت

1) کیلوگرم                  Kg                            جرم

2) متر                       m                            طول

3) ثانیه                     s                             زمان

4) کلوین                   K                             دما

5) مول                    mol                         مقدار ماده

6) آمپر                      A                          شدت جریان

7) شمع                    cd                          شدت نور

یکا های فرعی :

1)  ژول                       J                           انرژی

2) پاسکال                   Pa                          فشار

3) نیوتن                  N                          وزن

 
ظرفیت گرمایی

تعریف ظرفیت گرمایی : گرمای لازم برای افزایش دمای ماده به اندازه ی یک درجه ی سانتی گراد .

یکای ظرفیت گرمایی :          J/ ॰c

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

تعریف ظرفیت گرمایی ویژه : گرمای لازم برای افزایش دمای یک کیلوگرم ( یا یک گرم ) ماده به اندازه ی یک درجه ی سانتی گراد

یکای ظرفیت گرمایی ویژه :   <st

گازهای نجیب بی رنگ و بی بو بوده و در گروه A8 جدول مندلیف قرار دارند. این گروه گازها شامل هلیم ، نیون ، آرگون ، کریپتون ، زنون و رادون است. به استثنای هلیم ، تمام گازهای نجیب دارای آرایش الکترونی خارجی ns2 np6 هستند که آرایش‌های بسیار پایدارند. تا سال 1960، تصور می شد که این گازها به علت داشتن عدد اکسیداسیون صفر بی اثر بوده و تمایل به تشکیل ترکیب ندارند. تمامی گازهای نجیب ماکزیمم تعداد الکترون را در لایه بیرونی(آخر) الکترونی خود دارا بوده ( گاز هلیم 2 و بقیه گازها 8 الکترون) و تمایلی خیلی اندکی به گرفتن یا از دست دادن الکترون دارند که همین خاصیت موجب پایداری آنها شده است. در مورد گازهای هلیم، نئون و آرگون ترکیبی شناخته شده ای ثبت نشده ولی کریپتون در واکنش با فلوئورین تشکیل جامد بی رنگ می دهد. زنون هم تشکیل ترکیبات زیادی با اکسیژن و فلوئورین می دهد. ﺧﻮﺍﺹ ﻭ ﺗﺮﻛﻴﺒﻬﺎ ﺗﺎ ﺳﺎﻝ 1962 ﺗﺼﻮﺭ ﻣﻲﺭﻓﺖ ﻛﻪ ﺍﻳﻦ ﮔﺎﺯﻫﺎ ﺩﺭ ﻭﺍﻗﻊ ﺍﺯ ﻧﻈﺮ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑـﻲﺍﺛﺮﻧـﺪ ﻭﻟـﻲ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺳﺎﻝ ﺑﺎﺭﺗﻠﺖ، ﺑﺎ ﺗﻬﻴﻪ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ ﺑﻪ ﻓﺮﻣﻮﻝ O2PtF6 (ﺑﻠﻮﺭﻫﺎﻱ ﻗﺮﻣﺰ ﻧﺎﺭﻧﺠﻲ) ﻭ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻨﻜﻪ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﻳﻮﻧﺶ Xe , O2 ﺑﻬﻢ ﻧﺰﺩﻳﻚ ﺍﺳﺖ (ﺣﺪﻭﺩ 279 ﻛﻴﻠﻮﻛﺎﻟﺮﻱ ﺑﺮ ﻣﻮﻝ) ﺑﻪ ﻓﻜﺮ ﺗﻬﻴﻪ O2PtF6 ﺍﻓﺘﺎﺩ ﻭ ﺳﺮﺍﻧﺠﺎﻡ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺑﻠﻮﺭﻫﺎﻱ ﺯﺭﺩ ﺭﻧﮓ ﺑﺪﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ. ﺑﻪ ﺗﺪﺭﻳﺞ ﺗﺮﻛﻴﺒﻬﺎﻱ ﺩﻳﮕﺮﻱ ﺍﺯ Xe ﺑﺪﺳﺖ ﺁﻣﺪ ﻛﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺁﻧﻬﺎ ﺭﺍ می توان از XeF6 (ﻛﻪ ﺧﻮﺩ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺳﺎﻳﺮ ﻓﻠﻮﺋﻮﺭﻳﺪﻫﺎﻱ ﺯﻧﻮﻥ ﺍﺯ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻱ ﻗـﻮﺱ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜـﻲﺣﺎﺻﻞ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ) ﺑﺪﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ. ﻓﺮﻣﻮﻝ ﻭ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﺑﺮﺧﻲ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﺗﺮﻛﻴﺒﻬﺎ ﺩﺭ ﺟﺪﻭﻝ ﺯﻳﺮ ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. منبع اصلی گازهای نجیب اتمسفری تئوری های فعلی پیشنهاد می کنند گاز آرگون موجود در اطراف زمیت از ماگماهای آتش فشانی تولید شده است، اما دانشمندان موسسه ی پلی تکنیک رنسلیر نیویورک که نتایج بررسی های خود را در مجله ی نیچر منتشر کرده اند، تحقیقات جدیدی را در این خصوص انجام داده اند.محققان فرضیه ای را مطرح کردند مبنی بر این که این گاز می تواند از پوسته ی اقیانوسی آزاد شده باشد. در حقیقت پوسته ی اقیانوسی برعکس پوسته ی زمینی از کانی هایی ساخته شده است که غنی از آرگون هستند. ﺭﻭﺵ ﺗﻬﻴﻪ ﺁﺭﮔﻮﻥ، ﻧﺌﻮﻥ، ﻛﺮﻳﭙﺘﻮﻥ ﻭ ﺯﻧﻮﻥ ﺍﻭﻟﻴﻦ ﺑﺎﺭ ﺑﻴﻦ ﺳـﺎﻟﻬﺎﻱ 1894 ﺗـﺎ 1898 ﺗﻮﺳـﻂ ﺭﺍﻣـﺴﻲ، ﺭﺍﻳﻠـﻪ ﻭ ﺗﺮﺍﻭﺭﺱ ﺍﺯ ﺭﺍﻩ ﺗﻘﻄﻴﺮ ﺟﺰﺀ ﺑﻪ ﺟﺰﺀ ﻫﻮﺍﻱ ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺪﺳﺖ ﺁﻣﺪﻧﺪ. ﺭﺍﺩﻭﻥ ﺍﺯ ﺭﺍﻩ ﻭﺍﻛﻨﺸﻬﺎﻱ ﻭﺍﭘﺎﺷﻲ ﺭﺍﺩﻳﻮﺍﻛﺘﻴـﻮﻱ ﺗﻮﺭﻳﻢ ﻭ ﺭﺍﺩﻳﻢ ﺗﻮﺳﻂ ﺩﻭﺭﻥ ﺩﺭ 1900 ﻛﺸﻒ ﺷﺪ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎﻱ ﻣﻬﻢ • ﺩﺭ ﺗﻬﻴﻪ ﺗﺎﺑﻠﻮﻫﺎﻱ ﻧﺌﻮﻥ (ﻫﻠﻴﻢ: ﺯﺭﺩ، ﻧﺌﻮﻥ: ﻗﺮﻣﺰ، ﺁﺭﮔﻮﻥ: ﻗﺮﻣﺰ ﻳﺎ ﺁﺑﻲ، ﻛﺮﻳﭙﺘﻮﻥ: ﺳﺒﺰ ﻣﺎﻳﻞ ﺑﻪ ﺁﺑﻲ ﻭ ﺯﻧﻮﻥ: ﺁﺑﻲ ﻣﺘﻤﺎﻳﻞ ﺑﻪ ﺳﺒﺰ). • ﺗﻬﻴﻪ ﻫﻮﺍﻱ ﺗﻨﻔﺴﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﻏﻮﺍﺻﻲ، ﺭﻗﻴﻖ ﻛﺮﺩﻥ ﺍﻛﺴﻴﮋﻥ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﻨﻔﺲ ﺑﻴﻤﺎﺭﺍﻥ ﻣﺒﺘﻼ ﺑﻪ ﺁﺳـﻢ ﻭ ﺟﻮﺷﻜﺎﺭﻱ. • ﺗﻬﻴﻪ ﻻﻣﭙﻬﺎﻱ ﻓﻠﻮﺭﺳﺎﻥ ﻭ ﻻﻣﭙﻬﺎﻱ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ...

همان طور كه می ‏دانید دادن گرما به جسم باعث افزایش دمای آن می ‏شود اما سؤال این است كه:

افزایش دما چه رابطه ‏ای با مقدار گرمای داده شده دارد؟

یا میزان افزایش دما به چه عواملی بستگی دارد؟

اجازه دهید سؤال فوق را به شكل دیگری مطرح كنیم:

   1ـ ظرف آبی را روی اجاق گاز روشن قرار دهید. آیا زمان لازم برای رساندن دمای آب از30 درجه به 40 درجه با زمان لازم برای رساندن دمای آب از  30 درجه به 90 درجه یكسان است؟

 

2ـ آیا زمان لازم برای به جوش آوردن یك لیوان آب توسط یك اجاق گاز با زمان لازم برای جوش آوردن یك پارچ آب یكسان است؟

 

   3ـ آیا زمان لازم برای رساندن دمای یك كیلوگرم آب از 30 به 40 با زمان لازم برای رساندن دمای یك كیلوگرم روغن یا یك كیلوگرم آهن از 30 به 40 یكی است؟
 

با یك بررسی ساده می ‏توان دید كه زمان های گفته شده در تمام موارد بالا یكسان نخواهد بود.

با توجّه به اینكه توان حرارتی (مقدار گرمای تولید شده در واحد زمان) اجاق گاز یا گرمكن برقی تغییر قابل توجّهی نمی كند، با برابر نبودن زمان های مثال های فوق می ‏توان نتیجه گرفت كه گرمای مصرف شده در موارد بالا (برای تغییرات گفته شده) یكسان نیست. بنابراین می ‏توان گفت:

   1- گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یك جسم به میزان افزایش دما جسم بستگی دارد.

   2- گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یك جسم به مقدار جرم آن بستگی دارد.

   3- گرمای مورد نیاز برای افزایش دما یك جسم به جنس جسم نیز بستگی دارد.

 
به نظر شما چگونه می ‏توان رابطه بین گرما (Q) با جرم (m)، دما (q) و جنس را به دست آورد؟

معمولاً اثر جنس را در روابط فیزیكی به صورت یك ضریب ثابت نشان می‏ دهند. بنابراین می ‏بایست رابطه را بین گرما (Q)، جرم (m) و دما (q) بیابیم برای این منظور یك كمیت را ثابت نگه می ‏داریم و رابطه را بین دو كمیت دیگر پیدا می ‏كنیم و در نهایت اثر كمیت سوّم را نیز به رابطه اضافه كنیم. به آزمایش های زیر توجّه كنید.

آزمایش کنید.

در این آزمایش در صدد به دست آوردن رابطه بین گرما (Q) و دما (q) هستیم، بنابراین جرم (m) را ثابت نگه می ‏داریم.

مقداری آب را در ظرفی ریخته و روی اجاق گاز یا گرمكن برقی قرار دهید. یك دماسنج درون آب قرار داده و اجاق گاز یا گرمكن برقی را روشن كنید. وقتی دمای آب به 35 رسید زمان سنج را بكار اندازید و به ازای هر 5 افزایش دما، زمان را یادداشت كنید.



نمودار زمان بر حسب  دما را رسم كنید تا بتوانید داده ‏ها را بهتر تجزیه و تحلیل كنید. با توجّه به نمودار چه نتیجه‏ای می‏ توان گرفت؟

اگر از آزمایش (نمودار) بالا بتوان نتیجه گرفت كه افزایش دما با زمان متناسب است، آیا می ‏توان این نتیجه را هم گرفت كه گرما افزایش دما با (Q) متناسب است؟

آزمایش کنید.

در این آزمایش رابطه بین گرما (Q) و جرم (m) را به دست می ‏آوریم. در این حالت، تغییر دما را ثابت نگه می ‏داریم.

یك لیوان آب را داخل ظرفی ریخته و ظرف را روی اجاق گاز یا گرمكن برقی قرار دهید. سپس دماسنجی در آب قرار داده و زمان لازم برای افزایش دمای آب از 40 به 50 را اندازه بگیرید.

 حال همین كار را برای دو لیوان، سه لیوان،... ده لیوان آب تكرار كنید.

نمودار زمان بر حسب تعداد لیوان ها را رسم كنید. با توجّه به نمودار چه نتیجه‏ ای می ‏توان گرفت؟

(دقت كنید كه تعداد لیوان ها نماینده جرم و زمان نماینده گرما است.)

 

برای اینكه آزمایش ‏های بالا دقیق ‏تر انجام شود بایستی ظرف آب عایق بندی شود تا اتلاف گرما نداشته باشیم. بهتر است برای گرم كردن آب از یك مقاومت الكتریكی یا المنت برقی استفاده شود تا بتوانیم گرمای داده شده به آب را محاسبه كنیم.



 در مدل سازی زیر این موارد رعایت شده است.

 بنابراین با توجّه به موارد گفته شده و آزمایش ‏ها خواهیم داشت:


 
در این رابطه c ضریب تناسب است كه بستگی به جنس جسم دارد و به آن ظرفیت گرمایی ویژه گفته می ‏شود.

ظرفیت گرمایی ویژه یك جسم مقدار گرمایی است كه دمای واحد جرم جسم را یك درجه سلسیوس افزایش دهد.

اما مقدار ظرفیت گرمایی ویژه (c) یك جسم چگونه به دست می‏آید؟

مقدار گرمایی (Q) كه باعث می‏شود دمای جسمی به جرم (m) به اندازه معینی افزایش یابدرا اندازه گرفته و با استفاده از رابطه می‏توان مقدار c را به دست آورد.

 به عنوان مثال آزمایش نشان می ‏دهد كه اگر 4200j گرما به یك لیتر آب با دمای5/15 درجه سانتیگراد داده شود، دمای آب به 5/16 درجه سانتیگراد می ‏رسد بنابراین داریم:

 

البته در دماهای دیگر ظرفیت گرمایی ویژه آب كمی متفاوت است ولی در مسائلی كه در پیش رو داریم آنرا ثابت و برابر4200 فرض می‏كنیم.

در جدول زیر ظرفیت گرمایی چند جسم بر حسب  آمده است.

ویژگیهای قابل توجه

کاربرد

سرعت واکنش :

عبارت از تغییر غلظت هر یک از مواد اولیه یا مواد حاصل نسبت به زمان انجام واکنش است

1- اندازه گیری سرعت واکنش بین ید و استون:

2- بررسی بعضی از عوامل مؤثر  بر سرعت واکنشهای شیمیایی: مانند غلظت و کاتالیزور

سرعت واکنش؟

کمیتی مثبت است که میزان تغییر غلظت یکی از واکنش دهنده ها یا محصول واکنش را نسبت به واحد زمان (ثانیه، دقیقه، ساعت و ... ) نشان می دهد.

عوامل مؤثر بر سرعت واکنش:

1- نوع واکنش دهنده

2- غلظت واکنش دهنده ( با افزایش غلظت، سرعت افزایش می یابد )

3- دما (افزایش دما باعث افزایش سرعت می شود ،گاهی با افزایش 10 درجه،  سرعت 2 تا 3 برابر می شود )  دما روی k تاثیر دارد ، روی سرعت هم تاثیر می گذارد.

K= ثابت سرعت ؛ A= فاکتور فرکانس؛  = انرژی فعالسازی

R= ثابت جهانی گازها؛ T= دما ( کلوین )

4-کاتالیزور ( در وجود کاتالیزور واکنش با سرعت بیشتری انجام می گیرد )

مثالهایی از واکنش های فوق سریع :

تشکیل رسوب نقره کلرید به هنگام مخلوط شدن محلولهای حاوی یون های کلرید و نقره

تشکیل آب به محض مخلوط شدن محلول های اسید و باز در معادله ی شماره ی(2)   و   نشانه ی غلظت مولی واکنش دهنده های A  و B است.

K ثابت سرعت واکنش (rate constant ) نامیده می شود.

m و n مرتبه ی واکنش نسبت به واکنش دهنده های A  و B است.

 انرژی فعالسازی واکنش :

حداقل انرژی لازم برای فراهم کردن کمترین تحرک واکنش دهنده ها در شروع واکنش است.  رابطه ی بین K ( ثابت سرعت ) ،   ( انرژی فعالسازی )  و T ( دما به

 درجه ی کلوین ):

(3)اگر R ( ثابت گازها ) را برابر 8.314

 J/mol .k در معادله ی (3) قرار دهیم،   بر حسب J/mol  محاسبه خواهد شد. در عمل با اندازه گیری k یک واکنش در دماهای مختلف  می توان    آن واکنش را از روی منحنی به دست آورد.

در این آزمایش سرعت واکنش بین ید و استون ( واکنش 1 ) را اندازه گیری می کنیم.  سرعت این واکنش علاوه بر غلظت ید و استون به غلظت یون هیدروژن نیز بستگی دارد. بر طبق معادله ی (2)  رابطه ی سرعت برای این واکنش عبارت است از :

m و n و p مرتبه ی واکنش نسبت به استون، ید و یون هیدروژن است.

مرتبه ی کل واکنش = m + n + p

سرعت این واکنش از تغییرات غلظت    به مدت زمان تغییر غلظت   به دست می آید.

اگر t زمان لازم باشد تا رنگ محلول مربوط به غلظت اولیه ناپدید شود، سرعت واکنش با استفاده از معادله ی (5) برابر خواهد شد با :

  غلظت اولیه ی ید است.

می توان سرعت واکنش را  با تغییر دادن غلظت موارد اولیه تغییر داد.

برای مثال اگر غلظت اولیه ی استون را نسبت به مخلوط شماره ی (I) دو برابر کنیم، اما غلظت ید و   را ثابت نگهداریم، معادله ی سرعت برای مخلوط شماره ی (II) تغییر خواهد کرد. معادله ی (7ب ) معادله ی سرعت را برای مخلوط شماره ی (II) نشان می دهد :

تاثیر سرعت روی غلظت با استفاده از روابط ریاضی:       

از تقسیم دو رابطه ی (7) بر یکدیگر می توان m ( مرتبه ی واکنش نسبت به استون ) را بدست آورد :

با اندازه گیری سرعت واکنش در مخلوط های (I) و (II)  می توان نسبت سرعت ها را که مساوی   است پیدا کنیم. سپس معادله را برای  محاسبه ی m از طریق لگاریتم حل می کنیم. اگر نسبت عددی   را برابر Y فرض کنیم، جواب آن بدین شکل است :

به روش مشابه نیز می توانیم مرتبه ی واکنش را نسبت به غلظت یون   و   تعیین کنیم. سپس با داشتن مرتبه ی هر واکنش دهنده، غلظت آنها و سرعت واکنش و K را بدست آوریم.

می دانیم هرچه زغال نیم افروخته رابیش تر باد بزنیم بر شدت سوختن آن می افزاییم همچنین اگر تکه ای از فلز روی را در اسید هیدرو کلریک 6 مولار حل کنیم واکنش انحلال سریعتر از زمانی رخ میدهد که همین مقدار روی را در اسید هیدروکلریک 1 مولار حل نماییم این ها نمایانگراثر غلظت بر سرعت واکنش هستند وقتی غلظت یکی از واکنش دهنده ها را زیاد می کنیم تجمع مولکولها در واحد حجم بیشتر می شودو عده کل برخورد ها در واحد زمان افزایش می یابد در نتیجه سرعت واکنش زیاد می سود واکنش  A  +   B -----> C  +  D      را  در نظر بگیرید . اگر فرض کنیم این واکنش بنیادی بوده ودر یک مرحله صورت می گیرد می توان گفت سرعت واکنش هم با غلظت واکنش دهنده    A  و هم با غلظت واکنش دهنده  B   رابطه مستقیم دارد یعنی :

 سرعت     é  [ A  ]

 سرعت     é   [ B  ]

اگر این دو عبارت را در یک عبارت خلاصه کنیم

سرعت     é  [ A ] . [ B ]

با ضرب در یک عدد ثابت این تناسب به تساوی تبدیل می شود

ثابت تناسب K ثابت سرعت نامیده میشود

 به طور مشابه واکنش زیر را در نظر بگیرید

بنابراین میتوان نتیجه گرفت ضریب یک ماده در معادله موازنه شده یک واکنش بنیادی در عبارت سرعت توان قرار می گیرد

عبارت سرعت برابر است با   aA  +  bB ----> cC   +  dD پس برای واکنش

 سرعت  = K . [ A ]a . [ B ]b 

 از جهتی دیگر وبراساس احتمال برخورد های مولکولی نیز همین نتیجه قابل دستیابی است .

 واکنس های غیر بنیادی واکنش هایی هستند که در یک مرحله صورت نمی گیرند واز جمع چند واکنش بنیادی حاصل می آیند به طور مثال اگر واکنش A  +  B -----> C  +  D   بنیادی نباشد می توان مکانیسم انجام آن را مطابق زیر فرض کرد :

 واکنش های دو یا چند مرحله ای به طور معمول با سرعت برابر انجام نمی شوند و معمولا یکی از آنها کند و بقیه سریع صورت میگیرند . بنابراین در این نوع واکنش ها ، واکنش کند تعیین کننده سرعت واکنش است. از این رو در این نوع واکنش ها تنها غلظت واکنش دهنده هایی که در مرحله کند مشارکت دارند در سرعت واکنش موثر است و غلطت سایرواکنش دهند ها تاثیر آنقدر کمی دارد که به طور تقریبی می توان تاثیر آنها را ناچیز گرفت . هرچه اختلاف انرژی فعالسازی مرحله کند با انرژی فعالسازی مرحله یا مرحله های سریع بیشتر باشد تاثیر غلظت واکنش دهنده های مرحله های سریع در سرعت کلی واکنش کمتر می شود

 پس در حالت کلی برای  واکنش  aA  +  bB -----> cC   +  dD باید

عبارت سرعت را چنین نوشت :

 = K . [ A ]m . [ B ]n سرعت 

اگر m=a    و  n=b   باشد به احتمال زیاد واکنش بنیادی است ولی نمی توان مطمئن بود چون ممکن است واکنش غیر بنیادی باشد ولی در مرحله کند واکنش دهنده های واکنش اصلی با همان ضرایب مشارکت داشته باشند مانند واکنش فرضی زیر :

 ولی اگر m # a   و یا n # b   باشد می توان مطمئن بود که واکنش بنیادی یا چند مرحله ای است

بدیهی است که  m   و  n   می توانند صفر باشند مثلا اگر m   صفر باشد به این معنااست که سرعت واکنش نسبت به تغییر غلظت A تغییر نمی کند به عبارت بهتر در مرحله کند یا مرحله تعیین کننده واکنش گر

Aهیچ نقشی ندارد

یعنی سرعت واکنش نسبت به A   از مرتبه 1 و نسبت به B   از مرتبه صفر است  مرتبه کلی واکنش برابر مجموع توانهای غلظت مواد در عبارت سرعت است مثلا اگر عبارت سرعت یک واکنش مطابق زیر باشد :

     = K . [ A ]m . [ B ]n سرعت

 سرعت نسبت به A از درجه mو نسبت به B  از درجه n   بوده و مرتبه کلی واکنش برابر  m+n  است

 در عمل برای آنکه معین کنند سرعت یک واکنش به غلظت واکنش دهنده ها از مرتبه چند وابسته است آزمایش انجام میدهند به این صورت که طی چند مرحله آزمایش غلظت واکنش دهنده ها را تغیر داده واز روی تغییرات سرعت به چگونگی تاثیرواکنش دهنده ها پی می برند  به طور مثال برای واکنش زیر طی چند مرحله آزمایش نتایج زیر حاصل شده است

روش کار :

ابتدا درهرمرحله مقدارپتاسیم یدات وآب مقطر رادرارلن بریزید،سپس بااضافه کردن مقدار سولفیت سدیم(نشاسته)کرنومترراآغاز وباکدر شدن محلول(نشانه پایان واکنش)کرنومتررامتوقف وزمان رایادداشت کنید.این کاررابرای مراحل با غتظت های متفاوت پتاسیم یدات انجام دهید ونتایج رایادداشت کنید

مندلیف حدود 3۰ خانه از جدول را خالی گذاشت و 6۴ عنصر کشف شده تا آن زمان را در جدول تناوبی خود جای داد. اما مجموع این عناصر با هم 9۴ عنصر می شود. در صورتیکه تاکنون با احتساب عناصری که نیمه عمر بسیار کمی دارند، شمار عناصر شناخته شده به 116 رسیده است.اما نبوغ مندلیف به خاطر این بود که عناصر زیادی هم بودند که هنوز شناخته نشده بودند و مندلیف هم هیچ جایی برای آنها در نظر نگرفته بود، اما جدول طوری تنظیم شده بود که افزودن خانه های بعدی به جدول به راحتی امکان پذیر شد.مندلیف هنگام تنظیم جدول تناوبی خود بعضی از خانه ها را خالی گذاشت وادعا كرد این خانه های خالی متعلق به عناصری است كه هنوز كشف نشده است . او حتی خواص این عناصر را پیشگویی كرد مندلیف هنگام تنظیم جدول خود اصل تشابه (( خواص عنصر ها در یك گروه )) را بر اصل افزایش تدریجی جرم اتمی برتری داد ینعی اگر عنصر هایی كه بر اساس افزایش تدریجی جرم اتمی باید زیر هم در یك گروه قرار می گرفتند از لحاظ خواص شیمیایی با یكدیگر تفاوت داشتند مندلیف جای عنصر را در جدول خالی گذاشته و عنصر با جرم اتمی بیشتر را در گروهی قرار می داد كه خواص شیمیایی آن ها متشابه بود . همچنین در بعضی موارد مندلیف مجبور شد ، برای رعایت اصل تشابه خواص در یك گروه اصل افزایش تدریجی جرم اتمی را نادیده گرفته و اتم سبك تر را جلوتر از اتم سنگین تر قرار دهد . به عنوان مثال در جدول تناوبی عنصر كبالت (( با جرم اتمی بیشتر )) جلوتر از عنصر نیكل (( با جرم اتمی كمتر )) آمده بود و یا عنصر تلوریم (( با جرم اتمی بیشتر )) جلوتر از عنصر ید ((با جرم اتمی كمتر)) آمده بود. مندلیف این استثنا ها را به خطای اندازه گیری در محاسبه ی جرم اتمی عنصر ها نسبت داد. همچنین در زمان تنظیم جدول تناوبی مندلیف ، هنوز گازهای بی اث یا نادر شناخته نشده بود. از این رو، در متن جدول اصلی مندلیف نیز جایی برای آنها پیش بینی نشده بود. اما با توجه به نبوغ مندلیف در تنظیم جدول، این امر اشکالی به وجود نیاورده بود. به طوری که هنگامی که رامسی و رایلی در سال 1894 گاز آرگون را کشف کردند و تا سال 1908 گازهای بی اثر دیگر نیز کشف شد، ابتدا آنها را پیش از فلزهای قلیایی در ستون جداگانه ای به نام گروه صفر قرار دادند و بعد از کشف ساختار اتم و با توجه به آرایش الکترونی اتمها، آنها را به آخر جدول منتقل کردند. اما سه عنصر معروف که مندلیف جای و حتی خواص شیمیایی آنها را پیش بینی کرد، همان گالیم و اسکانیدم و ژرمانیم است که مندلیف آنها را به ترتیب اکا آلومینیم، اکابور و اکاسیلیسم نامیده بود.

ثابت تعادل یعنی فعالیت فرآورده به توان استوکیومتری تقسیم بر فعالیت واکنش دهنده به توان استوکیومتریش می باشد و از آنجا که فعالیت یعنی غلظت بر غلظت استاندارد(در فاز محلول ) وبرای گازها فشار بر فشار استاندارد پس فعالیت واحد ندارد و در نتیجه ثابت تعادل واحد ندارد ، تعادل شیمیایی‏ به حالتی گفته

می‌شود که در آن فعالیت شیمیایی واکنشگرها و محصولات در واکنش شیمیایی با گذشت زمان تغییر نکند. معمولاً این تعادل در شرایطی حاصل می‌شود که سرعت واکنش رفت با برگشت برابر باشد.

از دیدگاه ترمودینامیکی تغییرات انرژی آزاد گیبس واکنش در تعادل شیمیایی صفر است. کاهش سطح انرژی و افزایش انتروپی (بی‌نظمی) آن را در دو جهت رفت (مستقیم) و برگشت (معکوس) به طور همزمان پیش می‌برند.

در تعادل‌های شیمیایی هیچ یک از دو عامل کاهش سطح انرژی و افزایش انتروپی بر دیگری برتری ندارد و به این دلیل تا زمانی که تغییری در شرایط مرزی سیستم رخ ندهد در تعادل خواهد ماند. تغییر دما و حجم و فشار سامانه می‌تواند آن را از تعادل خارج کند و در این حالت واکنش در جهتی که بتواند تاثیر تغییرات اعمال شده را کاهش دهد، سرعت بیشتری نسبت به دیگری پیدا می‌کند. ثابت تعادل یک واکنش با قرار دادن غلظت‌مولی یا مولاریته گونه‌های یک واکنش، تقریبی از ثابت تعادلی آن واکنش با قرار دادن فعالیت شیمیایی آنهاست. بنابراین در محاسبات دقیق ثابت تعادلی به جای غلظت‌مولی گونه‌ها از فعالیت شیمیایی آنها استفاده می‌کنند. فعالیت شیمیایی با غلظت فرق می‌کند و این تفاوت را در محاسبات ثابت تعادل درنظر می‌گیرند. ثابت تعادل به غلظت مواد شرکت کننده در تعادل و ... وابسته نیست . بلکه به دما وابسته است. چ اگر ثابت تعادل بسیار کوچک باشد(کمتر از 10 به توان 10-) انگاه واکنش عملا غیر ممکن است اگر این عدد کوچک باشد(کمتر از یک) تعادل در سمت چپ است. یعنی مقدار بسیار کمی از واکنش دهنده ها به فراورده تبدیل میشوند. اگر بسیار بزرگ باشد یعنی واکنش کامل است. اگر بزرگ باشد تعال در سمت راست است و مقدار قابل توجهی از واکنش دهنده ها به فراورده تبدیل میشوند.

سدیم یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن ۱۱ است. سدیم یک فلز واکنش‌دهنده نرم و مومی‌شکل است

که به گروه فلزات قلیایی که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند (بویژه آب نمک و هالیدها) تعلق دارد.

این عنصر بسیار واکنش‌دهنده‌است و با شعله زرد رنگی می‌سوزد در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسید می‌شود

و به شدت با آب واکنش می‌دهد از این رو باید همیشه در زیر نفتیا روغن نگهداری شود.

سدیم در دمای معمولی اتاق انقدر نرم است که با چاقو بریده می‌شود.رنگ سدیم سفید مایل به نقره‌ای است و درهوای آزاد

واکنش داده و تیره رنگ می‌شود. سدیم عنصری بسیار واکنش دهنده‌است و از این جهت هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه ور شده و آن را تجزیه کرده هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌سازد. سدیم در آب فوراً آتش می‌گیرد ولی در آزمایش‌های مربوط به هوای معمولی در دمای زیر ۳۸۸ کلوین آتش نمی‌گیرد.رنگ سدیم در فشار بالا تغییر می‌کند، در فشار ۱/۵بارسیاه رنگ، در فشار ۱/۹بار به یک ماده قرمز شفاف تبدیل می‌شود و پیش بینی می‌شود برای تبدیل شدن به ماده ای کاملا شفاف به فشار ۳ باری نیاز است. دگرشکلیسدیم در فشار بسیار بالا اتفاق می افتد سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کردو باید در نفت نگهداری نمود. در سال  ۱۸۷۹از مخلوط کردن نیترات سدیم و دیگر مواد به ژلاتین انفجاری مواد منفجره ضعیف‌تر به دست آمد. انواع زیادی از مواد منفجره بر این اساس ساخته شده‌اند.

برم نام عنصری با عدد اتمی ۳۵است.در سال ۱۸۲۶ بالار کشف جدید ی را اعلام کرد، مایعی بود به رنگ سرخ تیره، با بویی بسیار زننده که از تأثیر کلر بر آبهای شور مونت پلیه به دست می‌آمد. در این ناحیه قبلاً نمک را نخستین بار استخراج کرده بودند مایع ای قهوه‌ای متمایل به سرخ، تیره رنگ، دود کننده با بوی زننده و خفقان آور، دود آن محرک و سوزش آور است.در حلالهای آلی معمولی حل می‌شود؛ بسیار جزئی در آب حل می‌شود. از هالوژنها ست و بر بیشتر فلزها مانند پلاتین و پالادیم اثر می‌گذارد؛ با آلومینیوم به شدت واکنش می‌دهد و واکنش آن با پتاسیم انفجاری است. برم خشک بر سرب، نیکل، منیزیوم، تانتالیم، آهن، روی و سدیم در زیر ۳۰۰ درجه سانتی گراد اثر نمی‌کند. نقطه جوش : ۵۸٫۸ درجه سانتی گراد؛ نقطه انجماد : ۷٫۳- درجه سانتی گراد؛ چگالی: ۳٫۱۱ گرم بر سانتیمتر مکعب؛ گرمای ویژه : ۰٫۱۰۷ کالری بر گرم؛ ضریب شکست : ۱٫۶۴۷؛ ثابت دی الکتریک: ۳٫۲ است. بلع و تنفس آن به شدت سمی است؛ سوزش بسیار شدید پوستی ایجاد می‌کند؛ و مجاورت آن با پوست سبب تاولهای شدیدی می‌شود. خورنده آن ۰٫۱ ppm در هوا.

منفی بزرگی بر منابع آب و محيطهاي وابسته به اين منابع مي گذارد که عموماً در برخي سالها خسارات جبران ناپذيری را سبب می گردد؛ اين خسارات در مناطق خشک که از ديدگاه اقتصادی  ساختار شکننده تری قرار دارند، نمود بيشتری يافته و اثرات منفي ماندگاری را از جهات مختلف بر جای می­گذارند. در اين ميان خشکسالي هواشناسي را مي توان سيگنال ظهور ديگر انواع خشکسالي تعريف نمود. پروژه حاضر به عنوان يک رسالت ملي در برداشتن گامي به سمت مديريت اين پديده در ايران است.

سازمان ملل متحد هشدار داده است که اگر جهان به ميزان فعلي به مصرف آب ادامه دهد، تا سال 2025 بيش از دو ميليارد و 700 ميليون نفر در جهان با کمبود آب مواجه خواهند شد.گزارشي که به مناسبت "روز جهاني آب" 22 مارس سال گذشته منتشر شد، همچنين هشدار مي دهد که 2 ميليارد و 500 ميليون نفر ديگر نيز در نقاطي زندگي خواهند کرد که يافتن آب شيرين براي برطرف کردن نيازهاي روزمره دشوار خواهد بود.

براساس گزارش سازمان ملل در آينده اى نزديك ۳۱ كشور جهان با كمبود آب مواجه خواهند شد و نام ايران به عنوانيكى از بحراني ترين كشورهاى درگير كمبود آب در آينده برده مى شود.
انتظار مى رود تا سال ۲۰۲۵ بيش از دو سوم جمعيت جهان در شرايط كمبود جدى آب قرار بگيرند ويك سوم بقيه در شرايط كميابى آب زندگى كنند. ۵۰ سال ديگر عربستان كاملاً از آب تهى خواهد شد.
طليعه بحران هم اينك در چين، آفريقا، هند، تايلند، مكزيك، مصر و ايران نمايان شده است. رودخانه هاى اصلى دنيا شامل نيل در مصر، گنگ در جنوب آسيا، رود خانه زرد چين و كلرادوى آمريكا به شدت تهديد مى شوند. حتى ۳۳ رودخانه اصلى انگليس اكنون كمتر ازيك سوم آب دارند. كاهش آب رود دانوب نيز به صنعت گردشگرى و ماهى گيرى صدمه زده است. تحقيقات سازمان ملل حاكى از آن است كه منابع قابل استفاده آب ايران از ۲۰۰ ميلياردمتر مكعب و در سال ۱۹۹۰ به ۷۲۶ تا ۸۶۰ ميلياردمتر مكعب در سال ۲۰۲۵ كاهش خواهديافت.

كشور ايران در منطقه خاور ميانه واقع شده است كه از نظر بارش جزو مناطق كم بارش محسوب مي شود. آبهاي ورودي به ايران بطور سطحي و زيرسطحي ناچيزند و  منبع اصلى آب بارش است كه به طور طبيعى ارتفاع سالانه ۲۵0 ميلى متريا بطور حجمي ۴۱0 ميليارد متر مكعب است. اين ميزانيك سوم متوسط جهان (۸۳۱ ميلى متر) ويك سوم آسيا ( ۷۳۲ ميلى متر) است. حدود ۳۰  درصد بارش به شكل برف و بقيه به شكل باران است. به اين ترتيب در حالى كه يك درصد جمعيت جهان در ايران زندگى مى كنند، سهم ايران از منابع آب تجديد پذير فقط ۳۶ صدم درصد است. از ۴۱۳ متر مكعب بارش سالانه ۲۶۹ متر مكعب به اشكال مختلف از دست مى رود. ۹۳‎/۲ درصد از آب باقى مانده صرف مصارف كشاورزى البته به شكلى غير اصولى مى شود. ۱‎/۷ درصد به صنعت و معدن اختصاص مىيابد و بقيه به مصارف ديگر مى رسد.  سازمان هاى بين المللى هشدار مى دهند كه با افزايش جمعيت در ايران اين كشور در سال ۲۰۲۵ درگير بحران جدى آب خواهد بود.  همه اين قياسها به يكطرف عدم توزيع پراكنش زماني و مكاني بارش هم به طرف ديگر. در بخش شمالى كشور بارش باران به ۸۵۰ ميلى متريعنى ميزانى بالاتر از متوسط جهانى بالغ مى شود. در حالى كه در بخشى از كشور اين ميزان به كمتر از ۵۰ ميلى متر مى رسد.

در واقع خشكسالي نيز جزئي از توزيع نامناسب زماني بارشيا انحراف از وضعيت نرمال محسوب مي شود. برداشتهاي بيرويه از منابع آبي كشور و خشكسالي هاي پرتكرار منجر به چيزي شبيه فاجعه در كشور را تداعي مي كند. در حال حاضر بسياري از دشتهاي كشور ممنوعه شده اند.

          خشكسالي پديده اي است كه  بصورت نامرئي و خيلي بطئي و بدون سر و صدا و هياهو خود را نشان مي دهد و به همين دليل به آن بلاي خزنده هم گفته مي شود. ممكن است هفته ها ويا ماها طول بكشدتا شما واقعا خشكسالي تشخص داده شود. اين معضل به تدريج شروع  به پيشرفت كرده و در تمام اركان جوامع مختلف نفوذ و پيشروي مي نمايد و اثرات آن تابعي است از ميزان و مدت خشكسالي كه در بعضي مواقع قادر خواهد بودحيات در طبيعت را به كام خود فرو برده و در سطوح ملي تاثير گذار باشد . خشكسالي حالتي نرمال و مستمر از اقليم است . اين پديده تقريباً در تمامي مناطق اقليمي رخ مي دهد. ساير فاكتورهاي اقليمي نظير دماي بالا ، باد شديد و رطوبت نسبي پايين غالباً در بسياري از نقاط جهان با اين پديده همراه شده و مي توانند به طرز قابل ملاحظه بر شدت آن بيفزايند .

ارتباط خشكسالي با هواشناسي امري بديهي است اما خشكسالييك پديده مطلق نبوده بلكه كمبود نسبي رطوبت مي باشد.خشكسالي را بايد در ارتباط با هدف مورد مطالعه ديد. همچنان كه در تعاريف خشكسالي خواهد آمد ما به دنبال شناسائي اثرات كمبود رطوبت بر موضوع هدف هستيم. به همين دليل شناسائي رخداد خشكسالي خود به تنهائييافته اي با اهميت است كه به سادگي امكانپذير نمي باشد. هدف اين تحقيق ايجاد ابزاري اينچنين در دست مديران آب و مصرف كنندگان اين كالاي حياتي است.

در اينجا هدف پروژه ايجاد بستري براي بررسي خشكسالي اقليمي در كشور به شكل پويا است.  بر صد البته اين تحقيق بدنبال حل تمام مشكلات مرتبط با خشكسالي نيست. فعاليتهاي انسان به شدت اثرات خشكسالي را تحت تاثير قرار مي دهد. محصول اين تحقيق در واقعيك زنگ بيدارباش براي تصميم سازان در شرايط خشكسالي اقليمي است.

در بند 7 ماده 3 برنامه چهارم توسعه دولت مكلف شده است، منابع آب كشور را با نگرش مديريت جامع و توأماً عرضه و تقاضا در كل چرخه آب با رويكرد توسعه پايدار در واحدهاي طبيعي حوزه‌هاي آبريز مديريت نمايد و مطابق  بندي همان بند  برنامه‌هاي اجرايي مديريت خشكسالي را تهيه و تدوين نمايد.

بانك جهاني درگزارش سالانه سال 2000، پيش بيني كرده تا سال 2050 ميلادي ميزان بارندگي ساليانه در ايران از ميزان فعلي آن بطور چشمگيري كاهش خواديافت. در اين شرايط طبق اين پيش بيني تغيير ميزان بارندگي روزانه بين صفر تا 5/0 ميليمتر كاهش نشان خواهد داد. در صورت صحت محاسبات فوق كه در اثر معدل گيري نتايج  حاصل از 4 مدل پيش‌بيني تغييرات بارندگي صورت گرفته است ميزان بارندگي در طي 50 سال آينده در ايران به حدود 165 ميليمتر در سال كاهش خواهديافت.

در حال حاضر نيز خسارات خشكسالي در ايران كم نبوده و بر اساس اطلاعات ستاد حوادث غير مترقبه وزارت كشور خسارات خشكسالي در سال آبي 76-75 برابر 280 ميليارد تومان برآورد شده است. در سال 1380 تامين آب آشاميدني 278 شهر و 105 روستا با مشكل جدي روبرو شد. در سال 1379 در اثر خشكسالي درياچه بختگان و ارژن در استان فارس خشك شد. مجموع خسارات خشكسالي سال 1378 و 1379 حدود 4000ميليارد تومان بوده است. نماينده سازمان ملل در تهران خسارت خشكسالي سال 1379 را 6/2 ميليارد دلار برآورد كرد. هنوز آمار مدوني از خسارات خشكسالي سال جاري در دست نيست.

 طبق شواهد موجود به علت رخداد خشكسالي در چهار سال اخير در اكثر استان هاي كشور، دولت بيش از دهها ميليارد ريال جهت جبران خسارت هاي وارده هزينه متحمل شده است. لذا شناسايي، پايش و پيش آگاهي خشكسالي در كشور ايران كه جز مناطق خشك و نيمه خشك جهان محسوب مي شود از اهميت ويژه اي برخوردار مي باشد (وفاخواه و رجبي، 1383).

آشگر(1382)  مي نويسد در دهه‌هاي اخير از ميان حوادث طبيعي كه زندگي انسان را بر روي كره خاكي تحت تاثير قرار داده است، فراواني خشكسالي بيش از ساير حوادث مي‌باشد. به طوري كه تعداد كل آسيب ديدگان از خشكسالي طي سالهاي 1966 تا 1988 بالغ بريك و نيم ميليارد نفر برآورد شده است كه 52 درصد آسيب ديدگان از كل بالاياي طبيعي را تشكيل مي‌دهد.

همانطور كه پيشتر گفته شد خشكسالي پديده اي خزنده است و به اشكال مختلفي انسان را متاثر مي كند. نظامي و خارا (1384) بيان داشتند از جمله اثرات خشکسالي سالهاي 1377 تا1379، کاهش عمق آب، کاهش اکسيژن محلول آب، افزايش دماي آب، کاهش ميزان غذاو افزايش ميزان تغذيه توسط ماهيان را بر روي موجودات کفزي تالاب امير کلايه مي باشد.

ناظم السادات(1380) اظهار مي دارد درصد فراواني وقوع خشكسالي و شدت آن در كشور بسيار بالا بوده كه بيشترين فراواني با 50 درصد متعلق به منطقه بندرعباس مي باشد. پس ازآن به ترتيب، زابل 7/46%، زاهدان 43%،يزد 42%، ايرانشهر 40% ،‌كرمان 27%، داراي خشكسالي مي باشند كه همگي جزو مناطق خشك ايران محسوب مي شوند.

شاه محمدي (1380) خشكسالي ها و تر سالي ها را در ايستگاه هاي بوشهر، مشهد، تهران، اصفهان و جاسك با استفاده از آمار دراز مدت بررسي نمود. اين تحليل نشان مي دهد كه احتمال وقوع خشكسالي در ايستگاه هاي بوشهر، اصفهان، مشهد، تهران و جاسك بترتيب برابر 47، 37، 48، 39 و 45 درصد است. بنابراين مي توان گفت احتمال اينكه در هر منطقه خشكسالي اتفاق بيفتد حدود 50 درصد است كه اين اهميت بررسي و شناخت دقيقتر اين پديده رايادآوري مي كند.

بداق جمالي و همكاران (1382) در مقاله خود تحت عنوان ضرورت پايش وضعيت رطوبت خاك در افزايش بهره‌وري آب كشاورزي به اين نتيجه رسيدند كه پايش مستمر رطوبت خاك و آناليز داده‌هاي آن به‌صورت نقطه‌اي به‌منظور شناخت شرايط محيطي ضروري است. براي استفاده از فن‌آوري جديد تصاوير ماهواره‌اي، اندازه‌گيري همزمان رطوبت خاك جهت تصحيح و كاليبره نمودن اين تصاوير ضرورت دارد. بر اساس اطلاعات مستقيم رطوبت خاك مي‌توان شاخص معتبري براي پايش خشكسالي تعريف نمود كه محدوده‌هاي اساسي در اين شاخص، رطوبت خاك در نقطه پژمردگي و ظرفيت زراعي خواهند بود.

رضيئي و همكاران (1382) خشكسالي را با استفاده از شاخص SPI در حوزه مركزي ايران بررسي نمودند. در اين بررسي مشخص شد كه SPI با مقياس زماني كوتاه مدت براي مناطق خشك و نيمه خشك مناسب نيست و SPI  طولاني مدت ( 6 و 12 و 24 ماهه) براي اين مناطق براي پايش خشكسالي مناسب تر است.  آنان همچنين نشان دادند که پديده خشکسالي از غرب به شرق ازيک روند تقريباً افزايشي پيروي نموده و در حاشيه شرقي استانيزد شدت خشکساليها به حد اکثر مي رسد.

كاراموز و همكاران (1385) در تحقيق ديگري با استفاده از شبكه عصبي انواع خشكسالي هاي كشاورزي، هيدرولوژي و زراعي را در حوضه گاوخوني در استان اصفهان پيش بيني كردند.

ابريشم چي و همكاران (1385) با استفاده از مدل تلفيقي غير خطي مبتني بر شبكه عصبي، خشكسالي را در حوضه زاينده رود پيش بيني كردند.

آشگر طوسي شادي، علي زاده امين، جوانمرد سهيلا (1382)اظهار داشتند درسال زراعي 79-78، به علت کاهش بارندگي و نباريدن برف و نبوديخبندان کافي، ذخاير آبهاي سطحي استان خراسان  به شدت کاهش يافت و توليد مزارع را که از منابع فوق آبياري مي شوند، تحت تأثير قرار داد، به طوريکه خسارتهاي ناشي از عوامل نامساعد جوي در بخش زراعت، معادل 4/682 ميليارد دلار برآورد گرديد. در بخش قناتهاي کشاورزي نيز با توجه به کاهش 53 درصدي ميزان بارندگي به منظور جبران خسارتهاي خشکسالي و اثرهاي نامطلوب آن بر تعداد 6792 رشته در بخشهاي مرکزي و جنوبي استان به طول 7948 کيلومتر، حداقل معادل 68 ميليارد ريال اعتبار اختصاص يافت.

در خبرنامه اقليم،  1378 آمده است كه طي سال‌هاي آبي 79-1378 تا 81-1380يك خشكسالي بلند مدت‌ و شديد بر 25 استان بزرگ كشور استيلا پيدا كرد كه موجب افت شديد آب‌هاي سطحي و زيرزميني و كاهش توليدات كشاورزي گرديد. اين خشكسالي كه در استان‌هاي كرمان، خراسان، فارس و سيستان و بلوچستان از شدت و بزرگي بيشتري برخوردار بود، بيش از نيمي از جميعت كشور را با بحران آب و غذا روبرو كرد. بر اساس گزارش وزارت كشور در تيرماه 1381 منابع ذخيره آب كشور نسبت به نرمال اقليمي در حدود 45 درصد افت نشان داد. در خلال اين سال‌ها 8/2 ميليون تن گندم و 280 هزار تن جو از بين رفت و 800 هزار رأس دام در اثر تشنگي و گرسنگي تلف شد و بسياري نيز به كشتارگاه‌ها فرستاده شدند.

درخشکسالي سال 78-1377 متوسط بارش ساليانه ايران 26 درصد کمتر از بارش متوسط دوره سي ساله و درمقايسه با بارش سال قبل (77-1376) حدود 41 درصد کمتر بود، در نتيجه دراين خشکسالي 70 درصد محصولات ديم و 10 درصد محصولات آبي صدمه ديده و توليد گندم 4/2ميليون تن و توليد برنج حدود چهارصد هزار تن کاهش يافت (7).

با توجه به امكان مطالعه و شناسايي احتمال وقوع خشكسالي در مناطق مختلف توجه به بيمه محصولات مي تواند كمك شايان توجهي به امنيت زراعي نمايد و كشاورز با طيب خاطر بتواند فعاليت هاي خود را انجام دهد و در شرايط وقوع جشكسالي امكان جبران خسارت ها از طريق شركت هاي بيمه امكان پذير باشد(فرج زاده،  1376).

 عزتيان و راستگو (1387) مي نويسند" در فصل بهار دوره هاي خشکسالي روي کمربند نيمه خشک جهان معمولأ طوفان هاي حامل غبار از روي صحاري بزرگ جهان خيزش نموده و کيفيت هواي کشورهاي مستقر در اين محدوده را تحت تأثير قرار مي دهند. موقعيت جغرافيايي کشور ايران به گونه اي است که در مسير حرکت ابرهاي غبارات آسيايي  و طوفان هاي شن واقع شده است و اين امر سبب نامطلوب شدن کيفيت هوا در بسياري از روزهاي سال است. با توجه به اينکه صحاري مرکزي ايران نيز خاستگاه غبارات مي باشد و اين غبارات اگر از ميزان خاصي تجاوز نمايند بر سلامتي عموم تأثير نامطلوب داشته و با کاهش ديد سبب مخاطراتي در ترابري زميني و هوايي مي گردند. از طرفي با کاهش دريافت تابش توسط سطح زمين کيفيت محصولات زراعي را تحت تأ ثير قرار مي دهند. در اين پژوهش با استفاده از تصاوير ماهواره اي خاستگاه غبارات آسيايي تعيين و برخي اثرات نامطلوب آن بر بهداشت و محيط زيست مورد بررسي قرار گرفته است."

آب سخت

هيچکدام از ما در پاکي تميزي آب باران شک نداريم ، آبي که تمام مواد آن محلول و معلق آنطی تشکيل ابر جدا شده حين نزول بصورت باران مقداری از CO₂ هوا را در خود حل ميکند و بصورت يک اسيد ضعيف که pH آن از 7 کمتر است در مي­آيد.اين آب هنگام عبور از سنگهاي زيرزمينی يونهايي مانند Ca²⁺، Mg²⁺ و Fe²⁺ را درخود حل می­کند که باعث آلوده شدن طبيعی آب ميشود. وجود املاح گفته شده در آب باعث مي­شود صابون معمولي در آن کف نکند ، از اينرو اينآب ها را آب سخت نامگذاری کردند.

سختی موقت و سختی دايم

تا به حال به ستونهای آهکي ايجاد شده درون غارها دقت کرديد؟ میدانيد علت تشکيل اين ستون ها که به استالاکتيت و استالاگميت معروف هستند، چيست؟ اگر همان آب سختي که در بالا صحبتش را کرديم کمی گرم تر شود يون های کلسيم خود رابصورت کربنات کلسيم رسوب مي دهد. اين دقيقاً همان رسوبي است که در کتري خانه خودمشاهده می نماييد. و ممکن است آب گرمکن يا شوفاژ منزل شما را برای مدتی از کار بياندازد. این رسوبات در واقع سختي آب هستند که با گرما از آب خارج ميشوند. در واقع واکنشی که آب باران با سنگهای آهکی زيرزمينی انجام گرفته و منجر به سختي آب شده با گرم شدن آب سخت برگشت می­پذيرد و سختی آن گرفته ميشود. از اينرو به اين سختی، سختی موقت آبمی­گويند.

کلسيم هيدروژن کربنات(محلول)    آب باران همراه با CO­₂+ سنگ آهک (نامحلول)در شرايط مناسب و گرماي کافي عکس واکنش بالا صورت می­گيردآب + CO₂     +   کلسيم کربنات (نامحلول)    کلسيم هيدروژن کربنات(محلول)

اگر آبهای طبيعي مقدار قابل توجهي يونهای Ca²⁺، Mg²⁺ و Fe²⁺ داشته باشند، نمي­توانسختي آن ها را با گرم کردن از بين برد. آب با اين ويژگي داراي سختی دايم است. برای ازبين بردن سختي دايم آب کافي است يونهای عامل سختی را بگونه­اي ته نشين کرد. واکنش سديم کربنات با يونهای کلسيم رسوبات نا محلول کلسيم کربنات را به همراه خواهدداشت. آيا با افزودن سديم کربنات، آب سختی دايم خود را از دست مي­دهد؟

2Na⁺+کلسيم کربنات (نامحلول) سديم کربنات + Ca²⁺ (عامل سختی دايم)

نرم کردن آب سخت

با توجه به زيانهای آب سخت در زندگی روزمره و تاثيرات سوء آن بر اندامهای حياتي، انسان همواره به دنبال روشهايي بوده که سختی آب را کاهش دهد. همانطور که گفته شد سختی موقت آب با گرم کردن آن از بين مي رود، اما آنچه مهم است سختي دايم آب هاست که براحتی از بين نمي­رود. استفاده از سديم کربنات با وجود ارزاني آن به دليل وقت گير بودن و وسيع بودن امکانات آن در منازل و مراکز صنعتي کوچک به صرفه نيست، از اينرو برای نرم کردن آب ازدستگاهي به نام تبادلگر يوني استفاده مي­کنند. در اين دستگاه آب سخت با عبور از روی بستري که حاوي يونهای سديم است کاتيونهای عامل سختي خود را با کاتين سديم جايگزين مي کند

پیدایش

این گاز از طرِیق تجزیه هوای مایع جدا می‌شود، چون اتمسفر ، حاوی تنها 94 درصد آرگون است.
ویژگیهای قابل توجه

آرگون 2.5 مرتبه حل شدنی‌تر از  نیتروژن در آب  است و تقریبا قابلیت حل شدن آن شبیه اکسیژن است. این عنصر شیمیایی ساکن ، در هر دو حالت گاز و مایع خود بی‌اثر است. هیچگونه ترکیب واقعی که شامل آرگون باشد، شناخته نشده است.

کاربردها

چون آرگون با افروزه داخل لامپ حتی در حرات بالا واکنش نشان نمی‌دهد، از آن ، در لامپ روشنایی استفاده می‌شود و در موارد دیگری که از نیتروژن دو اتمی بعنوان گازی نیمه ساکن نمی‌توان استفاده کرد.

سایر کاربردها

1.بعنوان حفاظ گاز ساکن در جوشکاری برقی و برش

2. بعنوان پوششی بدون واکنش در تولید  تیتانیوم و سایر عناصر واکنشی

3. بعنوان محیطی محافظ برای تشکیل بلورهای ژرمانیوم و سیلیکون

4. Ice coring و تخمین آبهای زیرزمینی

5. در سیستم تنفسی زیر آب غواصی

 
آلودگی آب

باران اسیدی آب موضوعات ویژه شیمی آب سخت آب معدنی بهره برداری از منابع آب خطرات و نکات ایمنی در کار با هیدرازین آب زیرزمینی و محیط زیست حفاظت در برابر مواد پرتوزا کنترل انواع فاضلاب اکسیژن محلول در آب بهسازی فاضلاب هیدروکربن‌های آروماتیک چند هسته‌ای نقش نیترات در آلودگی آبها فاضلاب انعقاد آب آب زیرزمینی کاربرد کانیها در بخش زیست محیطی جایگاه انسان در تغییرات زمین هشدارهای زیست محیطی منابع تامین آب ضرورت مطالعه انرژی املاح محلول در آب بهداشت و زیست شناسی آلودگیهای زیست محیطی ایران حفاظت محیط زیست آلودگی محیط زیست شیمی محیط زیست سم شناسی

آلودگی آب (Water Pollution)

دید کلی

آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله ، مجله و کتاب تجاوز می‌کند.

بنظر شما چه کسانی مشکل آلودگی آب را بوجود می‌آورند؟

چه کسانی بهای تمیز کردن آب را خواهند پرداخت؟

زباله های انباشته شده

فاضلابها تعادل حیات در اب دریاها را

به هم می زنند . حتی بعد از تصفیه

کردن فاضلابها آب بدست آمده

می تواند حاوی مواد

شیمیایی مسموم باشد.

تاریخچه

در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین ، تمام آبزیان از شهر بال سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سالهای اخیر با غرق شدن تانکرهای بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیبهایی به حیات دریایی وارد آمد.

در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالات متحده تخلیه شده است.

تعریف آلودگی آب

در سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدرا هر معرف اعم از شیمیایی ، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود.

عوامل آلوده کننده آب

آب یکی از مهمترین و بنیادی‌ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می‌باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون‌اند و می‌توانند هم منابع آبهای زیرزمینی و هم آبهای سطحی را آلوده کنند.

 

عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی :

کانیهای موجود در معادن سطحی که در اثر تغییر و تبدیل به عامل آلوده کننده مبدل می‌شود. مثلا آب جاری سطحی ( حاصل از باران و …) هنگام عبور از معادن زغال سنگ ، دی‌سولفید آهن « II» ( پیریت ) همراه با زغال سنگ را در خود حل کرده و سپس در اثر واکنش ، هوا آنرا به اسید سولفوریک تبدیل می‌کند. اسید حاصل ضمن عبور از لایه‌های مختلف مخازن زیرزمینی ، موجب آلوده شده آن می‌شود.

جمع شدن فاضلابهای شهری بویژه اگر در یک حوزه آهکی و یا شنی وارد شوند از آن که در معرض باکتریها قرار گیرند و تجزیه شوند، مستقیما و براحتی به مخازن زیرزمینی نفوذ پیدا کرده و موجب آلوده شدن آنها می‌شود.

ضایعات رادیواکتیوی : یکی از عوامل آلوده کننده مهم منابع آبی زیرزمینی است که امروزه یکی از راههای رفع آنها که در حقیقت مشکل بزرگی برای صاحبان تکنولوژی هسته‌ای نیز به شمار می‌رود دفن آنها در زیر زمین است علاوه بر دفن ضایعات رادیواکتیو در زیر زمین ، همه انفجار های هسته‌ای زیر زمینی نیز موجب آلوده شدن آبهای زیر زمینی می‌شود.

عوامل آلوده کننده آبهای سطحی:

آلوده کننده‌های صنعتی:

بسیاری از ضایعات صنعتی به آبزیان زیانهای جدی می‌رسانند. این ضایعات برای خنثی شدن مقدار زیادی از اکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانیده و موجب کاهش اکسیژن مورد نیاز برای آبزیان می‌شود و تهدید به مرگ می‌کنند.

واکنش فوق از جمله واکنش هایی است که منجر به تولید کف می شود .  این واکنش بین جوش شیرین ( سدیم بی کربنات یا سدیم هیدروژن کربنات ) با آلومینیوم سولفات انجام می شود که به مقدار زیاد گاز کربن دی اکسید تولید می کند از این واکنش برای خاموش کردن آتش استفاده می شود.

اطلاعاتی خواندنی در مورد جدول تناوبی

مندلیف و لوتار میردر موردخواص عنصرهاو ارتباط انها بررسی های دقیق تری انجام دادند ودر سال 1869 به این نتیجه رسیدند که خواص عنصرها تابعی تناوبی از جرم انهاست. به این معنا که اگر عنصرها را به ترتیب افزایش جرم اتمی مرتب شوند نوعی تناوب در انها اشکار میگرددوپس ازتعداد معینی از عنصرها عنصرهایی با خواص مشابه خواص پیشین تکرار می شوند .

مندلیف در سال 1869 بر پایه ی قانون تناوب جدولی از 63 عنصر شناخته شده ی زمان خود منتشر کرد.

در فاصله ی بین سالهای 1869 تا 1871م مندلیف هم مانند لوتار میر با بررسی خواص عنصرها و ترکیب های انها متوجه شد که تغییرهای خواص شیمیا یی عنصرها مانند خواص فیزیکی انها نسبت به جرم اتمی روند تناوبی دارد.از این رو جدول جدیدی در 8 ستون و12سطر تنظیم کرد.او با توجه به نارسایی های جدول نیو لندز ولوتار میر و حتی جدول قبلی خود جدولی تقریبابدون نقص ارایه دادکه فراگیر وماندنی شد.
شاهکارهای مندلیف در ساخت شهرک عناصر:
روابط همسایگی:دانشمندان پیش از مندلیف در طبقه بندی عناصر هر یک را جداگانه و بدون
وابستگی به سایر عناصر در نظر می گرفتند.اما مندلیف خاصیتی را کشف کرد که روابط بین عنصرها را به درستی نشان میدادو ان را پایه تنظیم عناصر قرار داد.
وسواس وی:او برخی از عناصر را دوباره بررسی کرد تا هر نوع ایرادی را که به نادرست بودن جرم اتمی از بین ببرد.در برخی موارد به حکم ضرورت اصل تشابه خواص در گروهها را بر قاعده افزایش جرم اتمی مقدم شمرد.
واحدهای خالی:در برخی موارد در جدول جای خالی منظور کردیعنی هر جا که بر حسب افزایش جرم اتمی عناصر باید در زیر عنصر دیگری جای می گرفت که در خواص به ان شباهتی نداشت ان مکان را خالی می گذاشتو ان عنصر را در جایی که تشابه خواص رعایت میشد جای داد.این خود به پیش بینی تعدادی ا زعنصرهای ناشناخته منتهی شد.
استقبال از ساکنان بعدی:مندلیف با توجه به موقعیت عنصرهای کشف نشده و با بهره گیری از طبقه بندی دوبرایزتوانستخواص انها را پیش بینی کند.برای نمونه مندلیف در جدولی که در سال 1869 تنظیم کرده بودمس و نقره وطلا را مانند فلزی قلیایی در ستون نخست جا داده بود اما کمی بعد عناصر این ستون را به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم کرد.سپس دوره های نخست و دوم و سوم هر یک شامل یک سطر و هر یک از دوره های چهارم به بعد شامل دو سطر شده وبه ترتیب از دوره های چهارم به بعد دو خانه اول وشش خانه اخر از سطر دوم مربوط به عناصر اصلی ان دوره و هشت خانه باقی مانده ی سطر اول و دو خانه اول سطر دوم مربوط به عناصر فرعی بود
ساخت واحد مسکونی هشتم:مندلیف با توجه به این که عناصراهن وکبالت ونیکل وروتینیم ورودیم وپالادیم واسمیم وایریدیم وپلاتینخواص نسبتا با یکدیگر دارند این عناصر را در سه ردیف سه تایی و در ستون جداگانه ای جای دادو به جدول پیشین خود گروه هشتم ا هم افزود
در ان زمان گازهای نجیب شناخته نشده بوداز این رودر متن جدول اصلی مندلیف جایی برای این عناصر پیش بینی نشد. پس از ان رامسی و رایله در سال 1894 گاز ارگون را کشف کردند و تا سا ل 1908 م گازهای نجیب دیگرکشف شد و ظرفیت شیمیایی انها 0 در نظر گرفته شدو به گازهای بی اثر شهرت یافتند
اسانسور مندلیفبه سوی اسمان شیمی :جدول مندلیف در تنظیم و پایدار کردن جرم اتمی بسیاری از موارد مندلیفنادرست بودن جرم اتمی برخی از عناصر را ثابت و برخی دیگر را درست کرد .جدول تناوبی نه تنها به کشف عنصرهای ناشناخته کمک کرد بلکه در گسترش و کامل کردن نظریه ی اتمی نقش بزرگی بر عهده داشت و سبب اسان شدن بررسی عناصر و ترکیب های انها شد.
مجتمع نیمه تمام:جدول تناوبی با نارسایی هایی همراه بود که عبارتند از :
1-جای هیدروژن در جدول بطور دقیق مشخص نبود .گاهی ان را بالا ی گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه های گروه هالوژن ها جا میداد.
2-در نیکل و کبالت که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با پایه قانون تناوبی ناسازگاری دارد.
3-کبالت را پیش از نیکل و همچنین تلور را پیش از ید جای داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی هم خوانی نداشت .با پیش رفت پژوهش ها و با کشف پرتوایکس و عنصرهاو بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد و عناصر بر حسب افزایش عدد اتمی مرتب و
نار سایی های جزیی موجود در جدول مندلیف از بین رفت .زیرا تغییرات خواص عناصر نسبت به عدد اتمی از نظم بیشتری برخوردارست تا جرم اتمی انها .
4سال پس از نشر جدول مندلیف بوابو در ات به روش طیف نگاری اکا الومینیوم را کشف کرد و گالیم نامید و 4 سال بعد نیلسون اکا بور را کشف کرد و اسکاندیم نامید و هفت سال بعد ونیکلر هم اکا سیلسیم را از راه تجربه طیفی کشف کرد و ان را ژرمانیم نامید.

تغییرات خواص عناصر در دوره ها و گروههای جدول:
1-تغییرات شعاع اتمی :در هر گروه با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی افزایش می یابد ودر هر دوره با افزایش عدد اتمی شعاع اتمی به تدریج کوچکتر می گردد.
2-تغییرات شعاع یونی :شعاع یون کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است.به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییرات شعاع اتمی است.
3-تغییرات انرژی یونش: در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی یونش افزایش
می یابد و در هر گروه با افزایش لایه های الکترونی انرژی یونش کاهش می یابد.
4-تغییرات الکترون خواهی :در هر دوره با افزایش عدد اتمی انرژی الکترونخواهی افزایش می یابدودر هر گروه با افزایش عدد اتمی اصولا انرژی الکترون خواهی از بالا به پایین کم می شود .
5-تغییرات الکترونگاتیوی:در هر دوره به علت افزایش نسبتا زیا د شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر کم میشود و در هر دوره به علت کاهش شعاع اتمی الکترونگاتیوی عناصر افزایش می یابد .
6-تغییرتعدادالکترونهای لایه ظرفیتوعدد اکسایش:در هر دوره از عنصری به عنصر دیگریک واحد به تعداد الکترون ها ی ظرفیت افزوده میشود و تعداد این الکترونها و عدد اکسایش در عنصرهای هر گروه با هم برابرند.
7-تغییرات پتانسیل الکترودی :در ازای هردوره با افزایش عدد اتمی توانایی کاهندگی عنصرها کاهش می یابد و توانایی اکسیدکنندگی انها افزایش می یابد .از این روفلزهایی که در سمت چپ دوره ها جای دارندخاصیت کاهندگی ونا فلزهایی که در سمت راست دوره ها جای دارندتوانایی اکسید کنندگی دارند.در موردعناصر یک گروه توانایی اکسید –کنندگی با افزایش عدد اتمی وپتانسیل کاهش می یابد.
8-تغییرات توانایی بازی هیدروکسید:توانایی بازی هیدروکسیدعناصر در گروهها ازبالا به پایین افزایش می یابد اما در دوره از سمت چپ به راست رو به کاهش است.
9-تغییرات دما وذوب یا جو ش:در هر دوره دمای ذوب و جوش تا اندازه ای به طورتناوبی تغییر می کند ولی این روندمنظم نیست و در موردعناصرگروهها نیز روندواحدی وجود ندارد