به نام خدا                   مهدی محمدیاری ملاصدرا 06          آقای سلامی                               عنوان.نامگذاری آلکن ها و آلکین ها   

آلکن ها:

ترکیبات هیدروکربنی راست زنجیری هستند که در ساختمان آنها یک و تنها یک پیوند دوگانه یافت می شود. این ترکیبات به دلیل داشتن پیوند دوگانه می توانند در واکنشهای مختلفی از جمله واکنشهای افزایشی شرکت نمایند. به همین دلیل در پتروشیمی از اهمیت خاصی برخوردار هستند، هرچند كه مقدار آنها در نفت خام زياد نيست. به آلكن ها لقب اولفين ها را نيز داده اند. كربن هاي شركت كننده در پيوند دوگانه داراي هيبريداسيونsp² بوده و ساير كربن ها هيبريداسيون sp³  مي باشند. بدين ترتيب مي توان گفت كه در ساختمان آلكن ها يك پيوند از نوع

پاي بوده و ساير پيوندها از نوع سيگما مي باشند. فرمول عمومي آلكن ها CnH2n مي باشد.

- نامگذاری آلکن ها:

 برای نامگذاری آلکن ها مانند آلكان ها نام زنجیر اصلی از تعداد کربن ها گرفته می شود، فقط پسوند مربوط به آلكن ها متفاوت است، يعني به جاي "ان" از "اِن" استفاده مي كنيم. آلكن هاي بدون شاخه را به شكل زير نامگذاري مي كنيم:

۱- اگر تعداد كربن ها كمتر از ۴ باشد:

" تعداد كربن با لفظ يوناني + اِن"

مثال:

            پروپن

۲- اگر تعداد كربنها بيشتر يا مساوي با ۴ باشد:

زنجير را از سمت نزديكتر به پيوند دوگانه شماره گذاري نموده، آنگاه به شكل زير عمل مي نماييم:

" شماره كربن بند دوگانه + تعداد كربن ها با لفظ يوناني + اِن"

مثال:

  ۲ - بوتن

   ۲ - بوتن

برای نامگذاری آلکن های شاخه دار به روش زیر عمل می کنیم:

۱- بلندترین زنجیر دارای پیوند دوگانه را به عنوان زنجیر اصلی در نظر می گیریم.

۲- زنجیر اصلی را از سمت نزدیکتر به پیوند دوگانه شماره گذاری می نماییم. اگر پیوند دوگانه درست وسط زنجیر بود از سمت نزدیکتر به شاخه زنجیر اصلی را شماره گذاری می نماییم و در نهایت اگر در این مورد نیز تفاوتی نداشته باشد، شماره گذاري را طوري انجام مي دهيم كه مجموع اعداد به كمترين حالت ممكن برسد. 

۳- زنجير اصلي را مانند آلكن هاي بدون شاخه نامگذاري مي كنيم.

۴- بقيه قواعد مانند قواعد مطرح شده براي آلكان ها مي باشد.

و در نهايت از الگوي زير پيروي مي نماييم:

" شماره كربن محل شاخه + نام شاخه + نام زنجير اصلي"

مثال:

     ۲ - متيل ۱- بوتن

     ۴- اتيل ۳ - اكتن

-  آلکین ها:

ترکیباتی هستند که در ساختمان آنها یک و فقط یک پیوند سه گانه وجود دارد، بدين ترتيب هيبريداسيون كربن هاي شركت كننده در پيوند سه گانه sp بوده و بقيه كربن ها داراي هيبريداسيون  sp³  هستند. در ساختار اين هيدروكربن ها دو پيوند از نوع پيوندهاي پاي بوده و

مابقي پيوندها از نوع سيگما مي باشند. فرمول عمومي آلكين ها CnH2n-2 مي باشد.

- نامگذاري آلكين ها:

تمام قوانين نامگذاري براي آلكين ها در مورد پيوند سه گانه مانند قوانين حاكم بر پيوند دوگانه آلكن ها مي باشد و ساير قوانين نامگذاري مانند آلكان ها مي باشد. در آلكين ها از پسوند "ين" در نامگذاري زنجير اصلي استفاده مي شود.

مثال:

    ۳ و۷ دي متيل ۴ - نونين

به نام خدا  

                            مهدی محمدیاری ملاصدرا 06   

 آقای سلامی 

عنوان گاز های فریون
لایه ازن در استراتوسفر زمین که انسان را از خطرات ناشی از تابش تشعشات فرابنفش خورشید مصون می دارد، بوسیله مواد شیمیایی ساخته دست بشر سریعتر از آنچه که دانشمندان پیش بینی کرده است، در حال نابودی است . بنابراین ، خطر در انتظار آیندة‌ بشر نیست بلکه هم اکنون در حال وقوع است . پژوهشهای انجام شده در اتمسفر ،‌وجود غلظت های بسیار زیادی از منواکسید کربن (CLO) را تایید کرده است .

به نام خدا                                     مهدی محمدیاری ملاصدرا 06      اقای سلامی                             شیمی سبز

 شيمي نقش بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته و جايگاه آن در اقتصاد ، سياست و زندگي روز به روز پر رنگ تر شده است . با اين همه ، شيمي طي روند پيشرفت خود ، كه همواره با سود رساندن به همراه بود ، آسيب هاي چشم گيري نيز به سلامت آدمي و محيط زيست وارد كرده است شيميدانها سالها كوشش و پژوهش ، مواد خاصي از طبيعت برداشت كرده اند .كه با سلامت آدمي و شرايط محيط زيست سازگاري سيار دارند ، و آنها را به مواردي تبديل كرده اند كه سلامت آدمي و محيط زيست را به چالش كشيده اند . همچنين ف اين مواد به سادگي به چرخه ي طبيعي مواد باز نمي گردند و سالهاي زيادي بصورت زباله هاي بسيار آسيب رسان و هميشگي در طبيعت مي ماند .

بارها از آسيب هاي مواد شيميايي به بدن آدمي و محيط زيست شنيده و خئانده ايم . اما چاره ي كار چيست ؟ آيا دوري و پرهيز از بهره گيري از مواد شيميايي مي تواند به ما كمك كند ، تا چه اندازه اي مي توانيم از آنها دوري كنيم ؟ كدام ها را مي توانيم بكار نبريم ؟ كداميك از فراورده هاي شيميايي را مي توان يافت كه با آسيب به سلامت آدمي يا محيط زيست همراه نباشد ؟ داروهايي كه سلامتي ما به آنها بستگي زياد‌‌‌ي را به خود ما آسيب هايي به بدن ما همراهند .. آيا مي توانيم آنها را بكار نبريم ؟ آيا مي توان آب تصفيه شده با مواد شيميايي را  ننوشيم ؟ پيرامون ما را انبوهي از مواد شيميايي گوناگون فراگرفته اند كه در زهرآگين بودن و آسيب رسان بودن بيشتر آن شكي نداريم و از بسياري از آنها نيز نمي توانيم دوري كنيم .

 بي گمان هر اندازه كه بتوانيم از بكارگيري مواد شيميايي در زندگي خود پرهيز كنيم يا از رها شدن اين گونه مواد در طبيعت جلوگيري كنيم ، به سلامت خود و  محيط زيست كمك كرده ايم . اما به نظر مي رسند كه در اين راهكارهاي پيش گيرانه ، كه تا كنون كارآمدي چشم گيري از خود نشان نداده اند ، بايد به راه هايي كارآمدتري نيز بيانديشيم كه دگرگوني در شيوه ي ساختن مواد شيميايي در راستاي كاهش آسيب هاي آنها به آدمي و محيط زيست يكي از اين راهها است . امروزه ، از اين رويكرد نوين با  عنوان شيمي سبز ياد مي شود كه عبارت است از : طراحي فراورده ها و فرايندهاي شيميايي كه بكارگيري و توليد مواد آسيب رسان به سلامت آدمي و محيط زيست را كاهش مي دهند يا از بين مي برند .

در علم شيمي انقلابي سبز در حال شكل گيري است كه نه تنها پايداري محيط و سود بخشي را به ارمغان مي آورد بلكه از خطرات فاجعه هاي صنعتي نيز مي كاهد .

آقاي رابين راجرز (Robin Rogers) پژوهشگر و رئيس مركز توليد صنعتي سبز دانشگاه آلاماها مي گويد : شيمي سبز  عبارت است از ساخت توليد محصولات جديد با استفاده از روشهاي جديدي كه متناسب با اهداف سه گانه محيط زيست پايدار – اقتصاد پايدار – و جامعه پايدار است .

شيميدان سبز كيست؟

شيميدانهايي كه در اين حوزه فعاليت دارند شيميدان سبز ناميده اند . توليد صنعتي اكثر محصولات بر اساس فعل و انفعالات شيمايي صورت مي گيرد . در دهه گذشته بعضي از شيميدانها نگرش جديد خود را متوجه توليد محصولات بدون استفاده از مواد سمي و بدون ايجاد سمپاندهاي سمي نموده اند . شيمي سبز يكنوع شستشوي سبز تكنولوژي قديمي نمي باشد بكله جزء اصلي تكنولوژي هاي جديديست كه كارائي بهتري دارند ، ارزان تمام مي شوند و به انرژي كمتري احتياج دارند . در يك دوره كامل توليد از ماده خام گرفته تا ايجاد محصول نهايي آلودگي كمتري ايجاد مي نمايند و اضافه نمود كه در واقع انقلاب تكنولوژي سبز برابر با انقلاب صنعتي مي باشد .

مزاياي شيمي سبز:

مملکت های پيشرفته و مملکت های در حال رشد از اين تكنولوژي استفاده مي نمايند چون شيمي و تكنولوژي سبز ارزانتر و بهتر مي باشد و خواهند توانست در اقتصاد جهاني رقابت پذيرتر شوند و نيز سهم خود را در بازار افزايش دهند .

دكتر كيت سلان (SeddoN Kenneth) استاد شيمي دانشگاه كوئينز از بلفاست ايرلند اظهار مي دارد كه شميي سبز موضوعي است بين المللي زيرا ، پراكنده شدن آلودگيها و سموم پيامدهاي جهاني دارد بطور مثال نشت بنزين كه در سال 2005 در چين براثر واژگوني كشتي هاي بنزين اتفاق افتاد كه به آب آشاميدني ميليونها نفر را آلوده كرد و اين آب آلوده بطرف شرقي ترين بخش روسيه و رودخانه Songhua  روان شد .

بنا به اظهارات دانشمندان انگيسي ايجاد نكردن آلودگي يكي از دلايلي است كه ممالك در حال رشد به دنبال استفاده از شيمي سبز مي باشند و دليل ديگر عدم توانايي چنين ممالكي در پرداخت روز افزون بهاي گزاف مواد پتروشيمي است .

استفاده از شيمي سبز بطور كلي با كاستن  مخارج همراه است كه كاهش يا حذف كلي مخارج از بين بردن سمپاندهاي شيمي جزئي از آن است و نيز پيامدها و اثرات منفي زيست محيطي را به حداقل ميرساند اين دو عامل ، رقابت پذيري بيشتري براي كمپانيها ايجاد مي نمايد . شيمي سبز كره زمين را تميز تر ، ايمن تر و بهره ورتر مي نمايد . شيمي سبز وجدان علم شيمي و راه آينده است . يك شبكه جهاني از طرفداران محيط زيست و شيميدانهاي سبز بوجود آمده است كه براي شيمي سبز اصولي را مبتني بر 12 اصل مشخص نموده اند .

اصول 12 گانه شيمي سبز

در شماره گذشته با شيمي سبز آشنا شديم ، گفتيم شيمي سبز عبارت است از : طراحي فرآورده ها و فرايندهاي شيميايي كه بكارگيري و توليد مواد آسيب رسان به سلامت آدمي و محيط زيست را كاهش مي دهند يا از بين مي برند .

همچنين گفتم شبكه جهاني كه از طرفداران شيمي سبز به وجود آمده است دوازده اصل را براي شيمي سبز مشخص نموده اند ، اكنون به بيان اين اصول مي پردازيم :

اصل اول : پيشگيري از توليد فراورده هاي بيهوده

بهتر است كه از ساخت و توليد زباله و سمپادهاي سمي جلوگيري شود تا اينكه پس از توليد بفكري ضرر نمودن سمپاندهاي سمي و يا پاك كردن محيط از آنها شد .

اصل دوم : اقتصاد دائم ، افزايش بهره وري از اتم

اقتصاد دائم به اين مفهوم است كه بازده واكنش هاي شيميايي را افزايش دهيم . يعني طراحي واكنش هاي شيميايي به شيوه اي باشند كه فراورده هاي نهايي بيشتري بدست آيد بهتر با كاهش ميزان توليد فراورده هاي بيهوده و مازاد بازده واكنش ها را افزايش دهيم .

اصل سوم : طراحي فرايندهاي شيميايي كم آسيب تر

 شيمي دان ها در جايي كه امكان دارد بايد شيوه ايي را طراحي كنند تا موادي را بكار برد يا توليد كند كه اثرات سود كمتري براي آدمي يا محيط زيست داشته باشند . اغلب براي يك واكنش شيميايي مواد اوليه گوناگوني وجود دارد كه از ميان آن ها
 مي توان مناسب ترين را برگزيد .

 اصل چهارم : طراحي مواد و فراورده هاي شيمايي سالم تر

فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه با وجود كاهش خطر سميت كار خود را به خوبي انجام دهند .

فراورده هاي جديد را مي توان به گونه اي طراحي كرد كه سالم تر باشند و در همان حال ، كار در نظر گرفته شده براي آنها را به خوبي انجام دهند .

اصل پنجم : بهره گيري از حلال ها و شرايط واكنشي سالم تر

بهره گيري از مواد كمكي ( مانند حلال ها و عامل هاي جدا كننده) تا جايي كه امكان دارد به كمترين اندازه برسد و زماني كه بكار مي روند از گونه هاي كم آسيب رسان باشند .

اصل ششم : افزايش بازده انرژي

در فرآيندهاي شيميايي ، روشهاي ساخت و جداسازي تا جايي كه امكان دارد به
گونه ايي طراحي شده اند كه نياز به انرژي را كاهش دهند و در انتهاي واكنش به انرژي بيشتري دست يابيم .

اصل هفتم : بهره گيري از مواد اوليه باز گرداني شدني

واكنشهاي شيميايي بايد به گونه ايي طراحي شوند تا از مواد اوليه ي كه قابليت بازگرداني دارند بهره بگيريم .

اصل هشتم : پرهيز از مشتقهاي شيميايي

مشتق گرفتن ( مانند بهره گيري از گروه هاي محدود كننده يا تغيير هاي شيميايي و فيزيكي گذرا) بايد كاهش يابد ، زيرا چنين مرحله هايي به واكنشگرهاي اضافي نياز دارند كه مي توانند فراورده هاي بيهوده توليد كنند .

اصل نهم : بهره گيري از كاتاليزگرها

كاتاليزگرها گزينشي بودن يك واكنش را افزايش مي دهند ؛ دماي مورد نياز را كاهش مي دهند ، واكنش هاي جانبي را به كمترين اندازه مي رسانند ،ميزان تبديل شدن واكنش گرها به فراورده هاي نهايي را افزايش مي دهند .

اصل دهم : طراحي براي تخريب پذير بودن محصولات

فراورده هاي شيميايي بايد به گونه اي طراحي شوند كه در پايان محصولات به صورتي باشند كه در طبيعت تخريب پذير باشند و در محيط زيست زياد نمانند وهر چه سريعتر تجزيه شوند .

اصل يازدهم : تخمين زمان واقعي يك واكنش براي پيشگيري از آلودگي

بسيار اهميت دارد كه پيشرفت يك واكنش را همواره پي گيري كنيم تا بدانيم چه هنگام واكنش  كامل مي شود زيرا پس از كامل شدن يك واكنش شيميايي
 فراورده هاي ناخواسته جانبي توليد مي شوند .

اصل دوازدهم : كاهش احتمالي روي دادهاي ناگوار

يك راه براي كاهش احتمال رويدادهاي شيميايي ناخواسته بهره گيري از واكنش گرها و حلال هايي است كه احتمال انفجار ، آتش سوزي و رها شدن ناخواسته ي مواد شيميايي را كاهش مي دهند . آسيب هاي مرتبط با اين روي دادها را مي توان به تغيير دادن حالت ( جامد ، مايع ، گاز ) يا تركيب واكنش گرها كاهش داد .

كوشش ها و دستاوردهاي شيمي سبز

شيميدانهاي سبز در پي آن هستند كه روندهاي شيميايي سالم تري را جايگزين روندهاي كنوني كننده يا با جاگزين كردن مواد اوليه ي سالم تر يا انجام دادن
واكنش ها در شرايط ايمن تر ، فراورده هاي سالم تري را به جامعه هديه دهند . برخي از آنها مي كوشند شيمي را به زيست شيمي نزديك كند ، چرا كه واكنش هاي زيست شيميايي طي ميليونها سال رخ داده اند و چه براي آدمي و چه براي محيط زيست ف چالش هاي نگران كننده ي بوجود نياورده اند . بسياري از اين واكنش ها در شرايط طبيعي رخ مي دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند . فراورده هاي آنها نيز به آساني به چرخه ي مواد باز مي گردند و فراورده هاي جانبي آنها براي جانداران سودمند هستند الگو برداري از اين واكنش ها مي تواند چالش هاي بهداشتي و زيست محيطي كنوني را كاهش دهد .

گروه ديگري از شيميدانهاي سبز مي كوشند بهره وري اتمي را افزايش دهند . طي كي واكنش شيميايي شماري اتم آغازگر واكنش هستند و در پايان بيشتر واكنش ها با فراورده هايي روبه رو هستيم كه شمار اتم هاي آن از شمار همه ي اتم هاي آغازين بسيار كم تر است . بي گمان آن اتم ها نابود شده اند ، بلكه در ساختمان فراورده هاي بيهوده و اغلب آسيب رسان به طبيعت رها مي شوند و سلامت آدمي و ديگر جانداران را به چالش مي كشند . هر چه بتوانيم اتم هاي بيشتري در فراورده ها بگنجانيم ، هم به سلامت خود و محيط زيست كمك كرده ايم و هم از هدر رفتن اتم هايي كه بعنوان مواد اوليه براي آنها پول پرداخت كرده ايم جلوگيري مي كنيم .

باز طراحي واكنش هاي شيميايي نيز راه كار سودمند ديگري براي پيشگيري از پيامدهاي ناگوار مواد شيميايي است . در اين باز طراحي ها از مواد آغازگر سالمتر بهره مي گيرند يا روند هايي را طراحي مي كنند كه با واكنش هاي مرحله اي كمتر به فراورده برسند . همچنين روند هايي را طراحي مي كنند كه به مواد كمكي كمتر ، بويژه حلال هاي شيميايي ، نياز دارند . گاهي نيز واكنش هاي زيست شيمي و شيمي را به هم گره مي زنند و روند سالمتر شدن آنها بينجامد و اثرهاي جانبي آن ها بر روندهاي زيست شناختي بدن ، تا جايي كه امكان دارد كاهش دهد .

نمونه هايي از دستاوردهاي شيميدانهاي سبز به شرح زير مي باشد :

1- سوخت هاي جايگزين سوختهاي فسيلي

2- تهيه پلاستيك هاي سبز و تجزيه پذير

3- باز طراحي واكنش هاي شيميايي

4- چند سازه هاي زيستي

نظر به اهميت حفظ محيط زيست از ضايعات مواد پليمري و ضرورت پرداختن به تحقيقات مرتبط با كاهش خطرات زيانبار آلودگي هاي ناشي از اين مواد در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران ، كميته ايي بنام كميته ي سبر در اين پژوهشگاه تاسيس نموده است اهداف كلي خود را به صورت زير تدوين نموده است :

1- پيگيري و اجراي پروژه هاي بازيافت مواد پليمري

2- پيگيري واجزاي پروژ ه هاي پليمرهاي زيست تخريب پذير

3- تقويت نگرش پاسخگو بودن در برابر مسايل زيست محيطي

4- آشنا كردن دانشجويان با مسايل توسعه پايدار و حفاظت محيط زيست

5- بررسي و امكان جايگزيني حلال هاي آلي با آب در محصولات پليمري

6- كمك به تدوين استانداردهاي زيست محيطي

با توجه به اهداف فوق پروژه هاي سبز آغاز شد و با تلاش مستمر و پيگير شيميدانهاي سبز كشورمان به نتايج زير رسيديم اميد آن ميرود كه اين فعاليتها مستمر و مداوم بوده تا در پاكيزگي اين كره خاكي ، زمين قدمي برداشته باشيم .

- بالا بردن استحكام كيسه هاي پلاستيكي تهيه شده از ضايعات

- بازيابي مخلوط ضايعات پلي اتيلن ،پلي پروبيلن وپلي وينيل كلرايد به همراه كاغذ

- بازيابي و ساخت فيلمهاي راديولوژي

- بررسي و جايگزين آزبست (پشم شيشه ) با الياف پلميري در كامپيوزيستهاي سيمان

- بازيافت ضايعات PET ( بطريهاي نوشابه)

- بررسي مهاجرت افزودنيها ، پلاستيكهاي بسته بندي رايج در مواد غذايي دارويي

- بهينه سازي و استخراج و تهيه كينين و كيتوسان از پوست ميگو

- تهيه و ساخت ايميلنت بر پايه مرجان دريايي مورد استفاده در جراحي هاي ارتوپدي

- فرمولاسيون و تهيه پلي اتيلن زيست تخريب پذير بر پايه نشاسته .

باز طراحي و روندهاي شيميايي فرصت هاي تازه و بي شماري براي شيميدانها بوجود آورده است و هر شيميداني مي تواند به طراحي هر يك از واكنش هاي شناخته
 شده اي كه سالها در كارخانه ها يا آزمايشگاه هاي دانشگاه بكار گرفته مي شد ، در راستاي سالم كردن آن و كاهش هزينه ها و افزايش كار آمدي و بازده بپردازد . از اين رو به نظر مي رسد فرصتهايي كه براي شيميدانها طي تاريخ دراز و كهن اين دانش فراهم شده ، اكنون بار ديگر براي شيميدانهاي امروزي فراهم  شده است تا با ويرايش آن چه آنان در تاريخ شيمي به يادگار گذاشته اند ، يادگارهاي سالم تري باري آيندگان بر جاي گذارند .

خورشيد تنها ستاره منظومه شمسي مي باشد كه كرات وسيارات در اطراف آن مي چرخند و از انرژي آن استفاده مي كنند. زمين نيز يكي از كراتي است كه در أطراف خورشيد در حال حركت است. فاصله ميان زمين و خورشيد حدود 149800000كيلومتر مي باشد، كه در اين فاصله، زمين حدود 9^10×95/1 وات انرژي از خورشيد دريافت مي كند كه ما تنها كسري از آن(0000002/0) را استفاده مي كنيم. نور خورشيد 27/8 دقيقه طول مي كشد كه به زمين برسد. از صد در صد نوري كه به زمين مي تابد تنها 30% آن بر اثر ذرات و مولكول هاي موجود در لايه هاي بالايي منعكس مي شوند بقيّه آن ها از لايه ها زمين عبور مي كنند و به زمين مي رسند. در واقع مي توان به جرأت گفت كه حدود99%انرژي كه به زمين مي رسد از خورشيد و بقيه آن از ماه و كرات ديگر مي باشد. نور سفيد خورشيد از ميلياردها ميليارد رنگ تشكيل شده است كه هر كدام از اين رنگ ها داراي طول موج و انرژي مخصوص به خود مي باشند، و ما هنگامي كه اين نور را تفكيك مي كنيم به هفت رنگ تجزيه مي شوند كه هر كدام از اين رنگ ها از ميلياردها رنگ تشكيل شده اند... پرتوهاي فوق بنفش داراي طول موج كوتاه و انرژي زياد مي باشند پرتوهاي فوق بنفش با انرژي زيادي كه دارند براي تمام موجودات زنده خطرناك مي باشند و موجب سرطان پوست يا آفتاب سوختگي مي شوند. خوشبختانه زمين در برابر اين پرتوي خطرناك، محافظي بنام لايه اوزون دارد كه از ورود پرتوهاي خطرناك به سطح زمين جلوگيري مي كند. قبل از آن كه به بحث درباره برخورد پرتوهاي فوق بنفش و مولكول ها اوزون بپردازيم ابتدا به اطلاعاتي درمورد اوزون مي پردازيم.

اوزون چيست؟

دانشمندان لايه ها زمين را به چهار قسمت تقسيم مي كنند:
1) تروپوسفر(كه نسبت به سطح دريا 12تا15 كيلومترارتفاع دارد).
2)استراتوسفر.
3)مزوسفر.
4)تروموسفر(خارجي ترين لايه زمين) مولكول اوزون(o3) از يك مولكول اكسيژن و يك اتم اكسيژن كه ناپايدار و واكنش پذير مي باشد، تشكيل شده است. پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مي باشد و ممكن است با كوچك ترين برخورد از هم جدا و يا با دريافت كوچكترين انرژي به حالت اوليه خود برگردند. لايه اوزون در لايه استراتوسفر زمين قرار دارد. در شب ها به دليل عدم دسترسي به انرژي تابشي خورشيد، ضخامت لايه اوزون كمتر از ضخامت آن در روز ها مي باشد. هنگامي كه پرتوهاي فوق بنفش به مولكول ها اوزون برخورد مي كنند، پرتو هاي فوق ـ بنفش مقدار زيادي از انرژي خود را از دست مي دهند وبه پرتو هاي فرو سرخ تبديل مي شوند، و هم چنين بر اثر اين برخورد، مولكول اوزون به مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن تبديل مي شود و با تابش مجدد نور خورشيد، مولكول اوزون دوباره پديدار مي شود. مولكول هاي اوزون هر چند كه براي ما مفيد هستند اما وجود آن ها در لايه تروپوسفر(لايه اي كه ما در آن زندگي مي كنيم) بسيار خطرناك مي باشند. نيتروژن هاي پراكسيد خارج شده از اگزوز موتورهاي ديزلي بر اثر تابش نور خورشيد(عمل فتو شيميايي) با مولكول هاي اكسيژن واكنش مي دهند و مولكول هاي اوزون را پديدار مي كنند. چون در مولكول هاي اوزون اتم هاي اكسيژن فعال (راديكالي) وجود دارد، تنفس آن، موجب اختلال در دستگاه تنفسي مي شود.
حفره اوزون تا سال 1980ميلادي از سوراخي لايه اوزون خبري نبود؛ اما در سال 1985م، دانشمندان از نازك شدن لايه اوزون در قطب جنوب خبر دادند. در آن زمان با تحقيقات انجام شده علت نابودي مولكول هاي اوزون را، گاز هاي cfc(كلر و فلوئور و كربن) مي دانستند. گاز هاي cfc بعنوان گازهاي خنك كننده در يخچال ها، كولرها و هم چنين در مواد پلاستيكي مورد استفاده قرار مي گيرند. در cfc ها اتم هاي كلر ناپايدار و واكنش پذير مي باشند و هنگامي كه گازهاي cfc به لايه هاي بالا مي روند، در لايه هاي بالا بر اثر برخورد با نور خورشيد، گازهاي كلر آزاد مي شوند. اتم هاي كلر در لايه استراتوسفر با مولكول هاي اوزون واكنش مي دهند.

هر اتم كلر به تنهايي مي تواند 100000 مولكول اوزون را از بين ببرد. به همين دليل در گستره جهاني، در سازمان ملل متحد، در معاهده اي بنام معاهده مونترال كشورها متعهد شدند كه از توليد و فروش گاز هاي cfc خودداري كنند، و هم چنين به كشورهاي فقير اين امكان را بدهند كه بجاي استفاده از گاز هاي cfc، از گاز هاي خنك كننده ديگري استفاده كنند. ما مي دانيم كه بيشترين كشور هاي صنعتي در نيم كره شمالي قرار دارند، پس چرا در قطب جنوب لايه اوزون سوراخ شده است؟! براي پاسخ به اين سوال، پژوهش هاي زيادي انجام شده است كه بعضي از اين پژوهش ها تاكنون در دست تحقيق است. اخيراً دانشمندان علت ايجاد حفره در لايه اوزون را گرداب هاي سنگين، كه در قطب جنوب جريان دارند، مي دانند در زمستان در طول شب هاي قطبي، نور خورشيد در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نيست، به همين دليل در اين قطب در لايه استراتوسفر طوفان هاي سنگيني گسترش مي يابند كه به آن ها 'گرداب قطبي' (polar vortex) مي گويند. گرداب قطبي مي تواند ذرات سازنده هوا را تجزيه كند. اين گرداب ها باعث ايجاد ابرهاي سردي مي شوند كه بر فراز قطب جنوب جريان مي يابند كه به اين ابرها 'ابر استراتوسفر قطبي'(polar stratosphere cloud) مي گويند. اختصار آن psc است. Pscها بسيار سرد هستند و دماي آن ها حدود 80- سيلسيوس است. Psc از نيتريك اسيد تري هيدرات(nitric acid trihydrate) تشكيل شده است و با ابرهايي كه ما آن ها را در آسمان مي بينيم كاملاً متفاوتند. پس اين ابرهاي اسيدي مي توانند لايه اوزون را تخريب كنند. 'بنابراين با استناد به تحقيقات انجام يافته، موارد زير را مي توان از عوامل موثر در تخريب لايه اوزون دانست:
1) محور زمين به گونه اي مي باشد كه نور خورشيد به قطب شمال بيشتر از قطب جنوب مي تابد به همين دليل ضخامت لايه اوزون در قطب شمال بيشتر از ضخامت آن در قطب جنوب مي باشد(زيرا ما گفتيم كه پيوند ميان مولكول اكسيژن و اتم اكسيژن در مولكول اوزون بسيار ضعيف مي باشد و ممكن است با كوچك ترين برخورد از هم جدا ويا با دريافت كوچك ترين انرژي(مانند انرژي تابشي خورشيد) به حالت اوليه خود برگردند).

2) از مورد دوم نتيجه مي گيريم كه هواي قطب جنوب سردتر از هواي قطب شمال مي باشد، بنابراين هواي گرم هنگامي كه بر اثر جريان هايي به قطب جنوب مي روند، چون سبك مي باشند، به سمت بالا مي روند و موجب نابودي لايه هاي اوزون برفراز قطب جنوب مي شوند.

3) در زمستان نور خورشيد كاملاً در تمام سطح قطب جنوب در دسترس نمي باشد، و اين امر باعث كاهش دما و تشكيل ابرهاي psc مي شود.

4) ابرهاي psc اسيدي هستند و به همين دليل آن ها به لايه اوزون آسيب مي رسانند.

مزایای استفاده از گاز نیتروژن

مزایا و مضرّات استفاده از گاز نیتروژن در لاستیک خودرو:
در ابتدااز گاز نیتروژن در تایر هواپیماها و ماشین های سنگین نظامی و بعد از این ها در اتومبیل های مسابقه ای مورد استفاده قرار گرفت. اما در سال های اخیر در خودروهای سواری و سنگین نیز مورد استفاده قرار می گیرد . این تکنولوژی نیز مانند دیگر تکنولوژی ها مزایا و معایب بسیاری به همراه دارد. از مهمترین مزایای استفاده از گاز نیتروژن در تایر خودرو می توان به افزایش عمر لاستیک و رینگ اشاره کرد . هوای معمولی دارای 21% اکسیژن و 78% نیتروژن و 1% گازهایی همچون اوزون،آرگون و نیز مقداری رطوبت است . از آنجا که لاستیک ها از سیم های فولادی تشکیل شده اند و جنس رینگ ها نیز فولادی یا آلمینیومی است ،وجود این رطوبت که به واسطه وجود اکسیژن است منجر به برقراری واکنش شیمیایی با فلزات موجود در رینگ و لاستیک می شود که خوردگی رینگ و لاستیک ها و به دنبال آن کاهش عمر آنها را به همراه دارد .

اما از آنجایی که در تایرهایی که با گاز نیتروژن پر شده اند ، عنصر اکسیژن حذف شده است در نتیجه رطوبت مورد اشاره حذف و رینگ و لاستیک از خوردگی مصون می مانند. از دیگر مزایای استفاده از گاز نیتروژن می توان به بزرگتر بودن مولکول های آن اشاره کرد که حاصل آن خروج کمتر آن ها از تایر است . بنابر تحقیقات 5 درصد هوای درون هر تایر در هر ماه به فضای بیرون منتقل می شود که این خروج هوا به مرور باعث کاهش فشار باد تایر و به دنبال آن برهم خوردن تعادل میان فشار هوای تایر ها می شود . مولکول های نیتروژن نسبت به گاز اکسیژن بزرگتر هستند و از آنجایی که خطر فرار مولکول های بزرگتر کمتر است بنابراین کاهش فشار گاز نیتروژن در تایر کمتر است .

تجارب و مطالعات شرکت میشلین مبنی بر کمتر بودن سرعت کاهش فشار گاز نیتروژن (حدود 3 برابر) نسبت به هوای معمولی خود شاهدی بر این ادعا است . از سوی دیگر می توان به کاهش مصرف سوخت در خودروهایی که تایر آنها با گاز نیتروژن پر شده است اشاره کرد .

از آنجا که نیروی کشش و حرکت خودرو از طریق چرخ هاست ، وزن چرخ نیز تاثیر مستقیم بر میزان کشش و سرعت خودرو دارد . وزن بالاتر چرخ باعث بیشتر گاز خوردن موتور می شود تا تفاوت کشش به وجود آمده جبران شود که خود افزایش مصرف سوخت خودرو را به همراه دارد . اما از آنجا که گاز نیتروژن نسبت به دیگر گازها سبکتر است ، سبکی تایری که با آن پر شده است (به دلیل آنکه گاز نیتروژن باعث کاهش 4 درصدی از وزن هوای درون تایر است ) را نیز به همراه دارد بنابراین مصرف سوخت به دلیل سبک تر بودن چرخ ها کاهش پیدا می کند . اما مهمتر از آن کاهش اصطکاک تایرهای پر شده با نیتروژن نسبت به انواع عادی است که این موضوع نیز تاثیر بسزایی در کاهش مصرف سوخت دارد .

گرمای کمتر ،سایش کمتر مزایایی که تا کنون برای نیتروژن مرور کردیم بیشتر برای خودروهای شهری مناسب است اما نیتروژن به طور گسترده در خودروهای مسابقه ای مورد استفاده قرار می گیرد . این خودروها نیتروژن را نه برای کاهش مصرف سوخت ، بلکه برای مسائلی حیاتی تر در جریان رقابت به کار می گیرند. یکی از مهمترین مزایای استفاده از نیتروژن در تایر خودرو به جای بهره گیری از هوای معمولی کاهش دمای تایر است گاز نیتروژن سریعتر از هوای معمولی گرما را از دست می دهد . این گرما که بر اثر سایش تایر به سطح آسفالت میکند

یافت دمایی برابر با هوای معمولی کمتر افزایش حجم پیدا می کند و منبسط می شود . در زمان کارکرد خودرو در شرایط سخت مانند حرکت بر روی آسفالت بسیار گرم و یا رانندگی پر فشار در پیست های مسابقه تایر هایی که با گاز نیتروژن پر شده اند کمتر دچار افزایش فشار می شوند که همین امر ایمنی این تایر را در مقایسه با تایرهای عادی افزایش می دهد . از دیگر مزایای استفاده از گاز نیتروژن در تایر خودرو و نرم شدن لاستیک ها است . همانطور که می دانید تنها قسمتی از خودرو که در تماس مستقیم با سطح جاده است تایرها می باشند . میزان انعطاف پذیری تایرها در تماس با جاده نرمی خودرو و راحتی سرنشینان را به همراه داد . از سوی دیگر نرمی لاستیک ها منجر به نرم تر شدن و عدم کوبش زیادتر از معمول کمک فنر ها می شود به دلیل آنکه بخشی از تنش موجود توسط تایر بدلیل انعطاف پذیر بودن آن گرفته شده است .

علاوه بر این نرمی لاستیک و بهتر کار کردن کمک فنر ها موجب سالم ماندن جلوبندی خودرو است . این عامل در مرور زمان استهلاک کمتر قطعات جلوبندی خ.درو و کمک فنر ها و در نهایت سالم ماندن اتاق خودرو را به همراه دارد . این دو مزیت نیتروژن باعث شده است استفاده از آن در خودروهایی که به مدت طولانی در جاده های کشور و به خصوص جاده های جنوب ایران رفت و آمد می کنند یک انتخاب ایده آل باشد کهمی تواند ایمنی این خودرو ها را به شکل قابل ملاحظه ای افزایش دهد ضمن آنکه به دلیل افزایش فشار کمتر ، تایرهایی که با این گاز پر شده اند در زمان حرکت بر روی آسفالت گرم ، نرمتر از تایر های معمولی عمل می کنند که این امر به وضوح در زمان راندن در جاده های کشور با تایرهای نیتروژنی از سوی راننده و سرنشینان احساس می شود .

از دیگر مزایای استفاده از گاز نیتروژن در تایر ها افزایش قابلیت ترمز گیری خودرو است . ار آنجا که تایرهایی که با نیتروژن پر شده اند نرم تر هستند فرآیند ترمزگیری خودرو با اطمینان و کاملتر صورت می گیرد . در رانندگی با سرعت بالا مانند پیست های مسابقه و نیز در ترمز گیری های شدید تایر های پر شده با نیتروژن بدلیل نرمی عملکرد بهتری از خود نشان می دهند و بنابر تحقیقات به عمل آمده ترمز گیری خودرو ها با این تایر ها تا 30 درصد افزایش می یابد که رانندگی ایمن تری را به همراه دارد .

روی دیگر سکه :استفاده از گاز نیتروژن برای پر کردن تایرها در کنار مزایای فراوانی که به آن اشاره شد ،مشکلاتی نیز دارد که تا کنون مانع از همه گیر شدن استفاده از آن شده است . از مواردی که جای تامل بسیاری را به همراه دلرد قیمت بالای استفاده کردن از نیتروژن است . تجهیزات تولید نیتروژن در مقایسه با پمپ های تولید هوای فشرده گران قیمت تر هستند و به همین دلیل باد کردن تایر با نیتروژن نیز گران تمام می شود که در کشورمان تا 4500 تومان برای هر تایر نیز می رسد . از طرف دیگر از دیگر مواردی که می بایست مد نظر فرار داد میزان خلوص گاز نیتروژن تزریق شده و اطمینان از صحت درجه خلوص بیان شده است . در اینجا بیان دیدگاههای متفاوت در مورد خلوص گاز نیترئژن در پر کردن تایر ها ، خالی از لطف نیست . تحقیقات شرکت بریجستون خلوص 93 تا 95 درصد را بیان می کند حال آنکه تحقیقات شرکت فورد تفاوتی بین درجه خلوص 96 تا 99 درصد را قایل نمی باشد . در این میان دستگاههای تولید نیتروژن با تکنولوژی بسیار ساده و مفیدی توسط شرکت های تولیدکننده ای تجهیزات ساخته شده اند .

از نکات قابل تامل در مورد این دستگاهها می توان به مواردی چون تولید نیتروژن با خلوص 98 درصد ،زمان کوتاه تخلیه و مکش باد هر لاستیکو زمان باد کردن لاستیک با گاز نیتروژن ،در حدود یک دقیقه اشاره کرد . لازم به ذکر است در این حالت حتی اگر هوای داخل تایر پیش از تزریق نیتروژن بطور کامل تخلیه نشود مشکلی وجود ندارد چون از یک سو این هوا به مرور خود از لاستیک خارج می شود و از سوی دیگر خلوص نزدیک به 90 درصد نیتروژن نیز کارکرد مناسبی دارد . این خلوص در دفعات بعدی باد زدن تایر به حالت ایده آل نزدیک می شود .

ایجاد می شود از یک سو عمر تایر های خودرو را به شدت کاهش می دهد و از سوی دیگر، تایرها را مستعد ترکیدن می کند . در کنار اینها به دلیل آنکه تغییرات حجمی نیتروژن در مقابل گرما بسیار کمتر از هوای معمولی است .

به نام خدا                              مهدی محمدیاری ملاصدرا 06 اقای سلامی 

واژه غلط انداز " آلی " باقیمانده از روزگاری است که ترکیبهای شیمیایی را ، بسته به این که از چه محلی منشاء گرفته باشند، به دو طبقه غیر آلی و آلی تقسیم می‌کردند. ترکیبهای غیر آلی ، ترکیبهایی بودند که از مواد معدنی بدست می‌آمدند. ترکیبات آلی ، ترکیبهایی بودند که از منابع گیاهی یا حیوانی ، یعنی از مواد تولید شده به وسیله ارگانیسمهای زنده بدست می‌آمدند.

در حقیقت تا حدود سال 1950، بسیاری از شیمیدانها تصور می‌کردند که ترکیبات آلی باید در ارگانیسم های زنده بوجود آیند و در نتیجه ، هرگز نمی‌توان آنها را از مواد غیر آلی تهیه کرد. ترکیبهایی که از منابع آلی بدست می آمدند، یک چیز مشترک داشتند: همه آنها دارای عنصر کربن بودند. حتی بعد از آن که روشن شد این ترکیبها الزاما نباید از منابع زنده به دست آیند، بلکه می‌توان آنها را در آزمایشگاه نیز تهیه کرد.

بهتر آن دیدند که برای توصیف آنها و ترکیبهایی مانند آنها ، همچنان از واژه آلی استفاده کنند. تقسیم ترکیبها به غیر آلی و آلی تا به امروز همچنان محفوظ مانده است.

منابع مواد آلی

امروزه گرچه هنوز مناسب‌تر است که بعضی از ترکیبهای کربن را از منابع گیاهی و حیوانی استخراج کنند، ولی بیشتر آنها را می‌سازند. این ترکیبها را گاهی از اجسام غیر آلی مانند کربناتها و سیانیدها می‌سازند، ولی اغلب آنها را از سایر ترکیبهای آلی بدست می‌آورند. دو منبع بزرگ مواد آلی وجود دارد که ترکیبهای آلی ساده از آن بدست می‌آیند:
نفت و زغال سنگ؛ (هر دو منبع به معنی قدیمی خود ، آلی‌اند، زیرا فرآورده های تجزیه و فساد گیاهان و جانوران به شمار می آیند).

این ترکیبهای ساده بعنوان مواد ساختمانی اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند و با کمک آنها می‌توان ترکیبهایی بزرگتر و پیچیده‌تر را تهیه کرد. با نفت و زغال سنگ بعنوان سوختهای فسیلی ، باقیمانده از هزاران سال و تجدید نشدنی ، آشنا هستیم. این منابع ، بویژه نفت ، بمنظور تامین نیازهای پیوسته رو به افزایش ما به انرژی ، با سرعتی نگران‌کننده مصرف می‌شوند.

امروزه ، کمتر از ده درصد نفت مصرفی در تهیه مواد شیمیایی ، بکار گرفته می‌شود. بیشتر آن برای تامین انرژی بسادگی سوزانده می‌شود. خوشبختانه ، منابع دیگر انرژی ، مانند خورشیدی ، زمین گرمایی ، باد ، امواج ، جزر و مد ، انرژی هسته‌ای نیز وجود دارد.

زیست توده

چگونه و در کجا می‌توانیم منبع دیگری از مواد اولیه آلی پیدا کنیم؛ بی شک باید به جایی روی آوریم که مبدا اولیه سوختهای فسیلی است، یعنی زیست توده biomass ، ولی این بار بطور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. زیست توده ، تجدید شدنی است، براحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند تا موقعی که بر روی این سیاره زندگی می‌کنیم، تداوم داشته باشد.

در ضمن عقیده بر این است که نفت خیلی گرانبهاتر از آن است که سوزانده شود.

ویژگی ترکیبات کربن

براستی چه ویژگی خاصی در ترکیبهای کربن وجود دارد که لازم است آنها را از ترکیبهای یکصد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی جدا کنیم؟ دست کم ، بخشی از پاسخ چنین است: ترکیبهای بسیار زیادی از کربن وجود دارد و مولکول آنها می‌تواند بسیار بزرگ و بسیار پیچیده باشد. شمار ترکیبهای کربن‌دار ، چندین برابر ترکیبهایی است که کربن ندارند. این ترکیبهای آلی را به خانواده هایی تقسیم می‌کنند که معمولا در ترکیبهای غیرآلی ، همانندی برایشان وجود ندارد.

بعضی از مولکولهای شناخته شده آلی ، هزاران اتم دارند و آرایش اتمها در مولکولهای نسبتا کوچک ممکن است بسیار پیچیده باشد. یکی از دشواریهای اساسی شیمی آلی ، یافتن چگونگی آرایش اتمها در مولکولها ، یعنی تعیین ساختار این ترکیبهاست.

واکنشها در شیمی آلی

راههای زیادی برای خرد کردن مولکولهای پیچیده یا نوآرایی آنها بمنظور تشکیل مولکولهای تازه وجود دارد. راههای زیادی برای افزودن اتمهای دیگر به این مولکولها یا جانشین کردن اتمهای تازه به جای اتمهای پیشین وجود دارد. بخشی ار شیمی آلی صرف دانستن این مطلب می‌شود که این واکنشها چه واکنشهایی هستند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها در سنتز ترکیبهای مورد نیاز استفاده کرد.

گستره اتصال اتمهای کربن در ترکیبات کربن

اتمهای کربن می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. گستره اتصال آنها به هم ، به اندازه‌ای است که برای اتمهای هیچ یک از عناصر دیگر ممکن نیست. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی به طول هزارها اتم ، یا حلقه‌هایی با ابعاد گوناگون تشکیل دهند. این زنجیرها ممکن است شاخه‌دار و دارای پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن در این زنجیرها و حلقه ها ، اتمهای دیگری بویژه هیدروژن ، همچنین فلوئور ، کلر ، برم ، ید ، اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، فسفر و سایر اتمها متصل می‌شوند. سلولز ، کلروفیل و اکسی توسین مثالهایی از این دستند.

هر آرایش متفاوتی از اتمها با یک ترکیب معین تطبیق می‌کند و هر ترکیب دارای مجموعه ای از ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی مخصوص به خود است. شگفت‌انگیز نیست که امروزه بیش از ده میلیون ترکیب کربن می‌شناسیم و این که بر این تعداد ، همه ساله نیم میلیون افزوده می‌شود. همچنین شگفت انگیز نیست که مطالعه و بررسی شیمی آنها به تخصصی ویژه نیاز دارد.

تکنولوژی و شیمی آلی

شیمی آلی ، زمینه‌ای است که از دیدگاه تکنولوژی اهمیتی فوق‌العاده دارد. شیمی آلی شیمی رنگ و دارو ، کاغذ و مرکب ، رنگینه ها و پلاستیکها ، بنزین و لاستیک چرخ است. شیمی آلی ، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.

زیست شناسی و شیمی آلی

شیمی آلی در زیست شناسی و پزشکی نقش اساسی برعهده دارد. گذشته از آن ، ارگانیسم های زنده ، بیشتر از ترکیبهای آلی ساخته شده اند. مولکولهای "زیست شناسی مولکولی" همان مولکولهای آلی هستند. زیست شناسی در سطح مولکولی ، همان شیمی آلی است.

ساختار آلوتروپ جدید کربن:C60

عصر کربن

اگر بگوییم که در عصر کربن زندگی می کنیم، دور از حقیقت نیست. هر روز ، روزنامه‌ها توجه ما را به ترکیبهای کربن جلب می‌کنند: کلسترولو چربیهای سیرنشده چند عاملی ، هورمونهای رشد و استروئیدها ، حشره کشها و فرومونها ، عوامل سرطانزا و عوامل شیمی‌درمانی ، DNA و ژنها. بر سر نفت ، جنگها در گرفته است.

دو فاجعه اسف‌انگیز ما را تهدید می‌کنند، هر دو از تجمع ترکیبهای کربن در اتمسفر ناشی می‌شوند: از بین رفتن لایه اوزون که بیشتر ناشی از کلرو فلوئورو کربن‌هاست و اثر گلخانه‌ای از متان ، کلروفلوئوروکربن‌ها و بیش از همه ، دی‌اکسید کربن سرچشمه می‌گیرد. شاید کنایه بر همین مطلب است که نشریه علوم ، برای سال 1990، بعنوان مولکول سال ، الماس را که یکی از شکلهای آلوتروپی کربن است، برگزیده.

خبر دیگر ، کشف آلوتروپ جدید کربن C₆₀ (باک منیستر فولرن) است که چنین هیجانی در جهان شیمی از زمان " ککوله " تاکنون دیده نشده بود.

به نام خدا                            مهدی محمد یاری ملاصدرا  06 جناب اقای سلامی           

شیمی و آزمایشگاه

طلای سیاه اندوخته ای رو به پایان

به نام خداوندی که از درخت سبز برای شما آتش پدید آورد و شما از آن آتش می افروزید. (قرآن مجید، سوره ی 36، آیه ی 80)

مقدمه

پس از آب نفت، فراوان ترین مایع در بخش های بالایی پوسته ی زمین است. در جهان امروز و با توجه به گستردگی نیاز های بشر زندگی بدون نفت امکان پذیر نخواهد بود. در حال حاضر نفت نقش پراهمیتی در زندگی روزانه ی ما بازی می کند.نفت یک منبع غنی از مواد شیمیایی است. موادی که می توان از آنها رنگ،دارو، انواع پلاستیک،پارچه،ویتامین های ساختنی و مواد گوناگون بسیاری ساخت. بنابراین برای ساختن آینده ای سبز برای خود و نسل های بعدی باید به طور جدی در چگونگی مصرف نفت بازنگری کنیم.هدف ما در این پروژه این است که اطلاعاتی درباره ی نفت به دست آوریم. باید بدانیم که نفت چیست و چگونه به وجود آمده است اجزای سازنده ی آن چه موادی هستند و چه خواصی دارند و آیا می توان برای نفت جایگزین یافت. برای دستیابی به پاسخ این سوالات با ما همراه باشید.

تاریخچه

طی هزارها سال مقادیر کمی از نفت موجود در جهان مورد استفاده قرار گرفته بود. در آن زمان انسان ها نفت را هنگامی که چون چشمه ای از دل زمین می جوشید و بیرون می آمد یا به طریقی به درون چاه آب راه می یافت، جمع آوری و استفاده می کردند. به طوریکه برای مردمانی که به دنبال حفر چاهی برای تامین آب آشامیدنی خود بودند نفت مایه ی دردسر و آزار نیز بوده است.به هرحال مصریان باستان از نفتی که به این روش بدست می آمد برای مومیایی کردن اجساد مردگان خود و از قیر برای گرفتن درزهای موجود در اهرام بزرگ خویش بهره می گرفتند. بابلی ها آشوری ها و پارسیان از قیر برای روسازی جاده ها و آب بندی پایه ی دیوار ها و ساختمان ها استفاده می کردند. آمده است که حضرت نوح نیز بدنه ی کشتی خود را به نفت آغشته کرد تا آب به درون آن نفوذ نکند.بومیان ساکن آمریکا از نفت به عنوان رنگ،دارو و سوخت بهره می گرفتند. صحرانشینان نفت را برای درمان بیماری کچلی شترها به کار می بردند. پارسیان و سومریان معتقد بودند که نفت ارزش دارویی دارد. این باور تا مدت ها فراگیر بود و حتی تا اواخر سده ی نوزدهم میلادی نیز نفت را به عنوان داروی نیروبخشی که هر فنجان از آن  هر نوع درد یا کسالتی را بر طرف می کند به فروش می رساندند. اگرچه این روغن سیه روی هیچگونه اثر دارویی نداشت، با این حال افرادی که آن را نوشیده اند تنها دریافته اند که نفت خام مزه ی خیلی خوبی ندارد.

نفت از نظر ساختار

نفت پیچیده ترین ترکیب آلی روی زمین است که بیش از 17000 ترکیب شیمیایی در این ماده وجود دارد. نفت خام یک ماده ی یکنواخت نیست هر نفتی طیف متفاوتی از مواد شیمیایی را دارد که روی پایداری و تجزیه پذیری آن تاثیر می گذارد. نفت خام اساسا از هیدروکربن ها ساخته شده است. این هیدروکربن ها که تعداد اتم های کربن آنها بین 1 تا 50 عدد می باشد در سه گروه پارافینی (آلکان ها)، نفتی (سیکلو آلکان ها) و آروماتیک قرار می گیرند. علاوه بر هیدروکربن ها نفت دارای مقدار کمی ترکیبات آلی گوگرد دار، نیتروژن دار و اکسیژن دار و مقدار بسیار جزئی ترکیبات آلی فلزی با پایه ی نیکل، وانادیم و آهن می باشد. نفت از موجودات ریز دریایی به نام پلانکتون ها ساخته می شود که در ادامه تصویر آنها آمده است و در بخش سوخت های فسیلی با آنها بیشتر آشنا می شویم.

از سوی دیگر نفت خام همانند زغال سنگ به طور طبیعی از طریق فرآیندهای حرارت، فساد، تجزیه، فشار شدید در طبیعت و طی گذشت هزاران سال در لایه های زیرین زمین شکل می گیرد. نفت خامی که از زمین استخراج می شود از مواد شیمیایی مختلفی تشکیل شده است.

از نظر تجربی نفت را می توان به چهار جز زیر دسته بندی نمود:

1- هیدروکربن های اشباع

2- هیدروکربن های آروماتیک (حلقوی)

3- مواد قطبی غیر هیدروکربنی مثل رزین

4- آسفالتن

نفت سبک بیشتر از هیدروکربن های اشباع آروماتیک تشکیل شده است و دارای درصد کمی از رزین و آسفالتن می باشد اما نفت سنگین که ناشی از تجزیه ی نفت خام در شرایط بدون اکسیژن در مخازن طبیعی است، هیدروکربن اشباع و آروماتیک کمتری دارد و بیشتر از ترکیبات قطبی، رزین و آسفالتن تشکیل شده است.

نفت یک سوخت فسیلی است

زمین شناسان بر این باورند که نفت و در کل همه ی سوخت های فسیلی از فسیل شدن اجساد و بقایای جانوران و گیاهانی به وجود آمده اند که صدها میلیون سال پیش می زیسته اند.در واقع اجساد این جانوران و گیاهان پس از مرگ زیر رسوب های دریایی مدفون شده و ابتدا در نبود اکسیژن توسط باکتری ها تا حدودی تخریب و سرانجام در فشار و دمای بالای موجود در اعماق زمین، در یک رشته واکنش های شیمیایی پیچیده به مواد خام ارزشمندی تبدیل شده اند. بی تردید هم اکنون نیز مقداری نفت از باقی مانده ی موجودات زنده در حال تشکیل است.

پالایش نفت خام

پس از جداکردن نمک ها و اسید ها هیدروکربن های باقی مانده را پالایش می کنند یعنی به   وسیله ی تقطیر جز به جز به مخلوط هایی با نقطه جوش های تقریبا یکسان جدا می کنند. در آغاز نفت خام را در کوره  تا 400 درجه ی سلسیوس گرم می کنند تا بسیاری از اجزای آن به جوش آیند و به صورت بخار بیرون روند. در جریان تقطیر اول مولکول های کوچکتر بخار می شوند و به سمت بالای ستون تقطیر می روند بعد نفت خام گرم شده در کوره را با پمپ به پایین برج یا ستون تقطیر که معمولا بیش از 30 متر ارتفاع دارد، می فرستند. درون برج تقطیر سینی هایی در فاصله های متفاوت قرار داده شده است. هنگامی که نفت خام داغ به برج تقطیر وارد می شود مولکول های سبک به اندازه ی کافی انرژی گرمایی به دست آورده اند که از نفت مایع بیرون بیایند و به بالا به سوی بخش های سردتر برج تقطیر بروند. به تدریج که این مولکول ها بالا می روند سرد می شوند.برخی از این مولکول ها در حالت گازی باقی می مانند و به سوی بالای برج صعود می کنند. در آنجا به طور جداگانه به عنوان برش گازی نفت جدا می شوند. برخی دیگر از مولکول های نفت با سرد شدن  به حالت مایع برمی گردند و در سینی هایی که در فاصله های متفاوت برج قرار گرفته اند می ریزند

این مواد را که محدوده ی نقطه ی جوش آنها متفاوت است، به عنوان برش های مایع جدا می کنند. در این شرایط در پایین برج تقطیر، موادی که نقطه ی جوش آنها بیشتر از 370 درجه ی سلسیوس است، به گاز تبدیل نمی شوند. این مواد در فرآیند تقطیر هم چنان به صورت مایع در برج باقی می مانند. این مایع های غلیظ را که ته مانده نامیده می شوند از پایین برج تقطیر بیرون می کشند.

به نام خدا

 مهدی محمدیاری ملاصدرا 06 اقای سلامی                           اتمسفر ( هوا کره )

دوشنبه 24 دی 1386   04:01 ق.ظ

نوع مطلب : محیط زیست ( شیمی ۱ ) ،

جو زمین

هوا زمین را احاطه نموده و به طور تصاعدی از سطح زمین به سمت بالا نازک تر می شود. بیشتر انسانها در ارتفاعاتی بلندتر از 3 کیلومتر از سطح دریا دچار مشکل تنفسی می شوند. در ارتفاع حدودا 160 کیلومتری، لایه هوا به قدری نازک است که ماهواره ها تقریبا بدون هیچ مقاومتی در سفرند. با اینحال ذراتی از هوا در ارتفاع 600 کیلومتری سطح زمین شناسایی شده است. اتمسفر یا جو مرز بیرونی مشخصی ندارد بلکه کم کم در فضا محو می شود. نیتروژن 78 درصد و اکسیژن 21 درصد از هوای زمین را تشکیل می دهند. 1 درصد باقیمانده مملو از آرگون و مقادیر اندکی از دیگر گازها می باشد. جو زمین همچنین شامل بخار آب، دی اکسید کربن، قطرات ریز آب و مقدار کمی از گازها و مواد شیمیایی خارج شده از آتشفشانها، آتش، مواد مانده و فعالیت های انسانی می باشد. لایه های پائینی جو، تروپوسفر (troposphere)  نامیده می شود. این لایه در حرکت دائمیست. خورشید سطح زمین و هوای بالای آن را گرم می کند. هوا در اثر گرم شدن بالا می رود. هنگامیکه هوای گرم شده به بالا رفت دچار افت فشار می گردد در نتیجه سرد می شود. هوای سرد از هوای اطراف خود چگال تر و سنگین تر است بنابراین به سمت پائین فرو می آید و چرخه مجددا تکرار می شود. این چرخه دائمی "آب و هوا" را ایجاد می کند. در بالای تروپوسفر، حدودا 48 کیلومتر بالاتر از سطح زمین، لایه ثابتی به نام استراتوسفر (stratosphere) یا "هوا کره" وجود دارد. "هوا کره" شامل لایه ایست که در آنجا پرتوهای فرابنفش تابیده شده از خورشید، با مولکولهای هوا برخورد کرده و گازی به نام "ازون" تولید می گردد. ازون ورود پرتوهای زیانبار فرابنفش به سطح زمین را سد می کند. با اینحال بعضی از این پرتوها به داخل وارد شده و منجر به عوارضی از جمله آفتاب سوختگی و سرطان پوست در بین انسانها می گردد. مقدار اندکی از مواد شیمیایی که انسان تولید می کند، باعث آسیب دیدن ازون شده است. افراد زیادی متوجه نازک شدن لایه ازون و در نتیجه ورود پرتوهای فرابنفش و آسیب های جدی برای انسان و دیگر جانداران شده اند. بخار آب، دی اکسید کربن، متان و دیگر گازهای موجود در جو، باعث گیر افتادن گرما و حرارت خورشید در سطح زمین شده و منجر به گرم ماندن آن می گردند. محبوس شدن گرما به دلیل تاثیرات گلخانه ای ایجاد می شود. بدون تاثیرات گلخانه ای جو، زمین احتمالا برای تشکیل حیات بسیار سرد بود

              به نام خدا              سهیل علی نژاد ملاصدرا 06اقای سلامی                                                                                                                                

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می باشد.

دید کلی

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می شوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود ۵.۶ می باشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظه ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از ۵ باشد، باران اسیدی تلقی می شوند.

تاریخچه

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.

« موتا » و « میلو » در سال ۱۹۸۷ عنوان داشتند که دی اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می بخشند.

عوامل موثر در اسیدیته باران

آب باران هیچگاه ، کاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصیهای آن افزوده شده است. ناخالصی طبیعی باران بطور عمده ناشی از نمکهای دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیت انسان در فرآیند ابرها دخالت می کنند.

آتش سوزی جنگلها نیز ، از جمله عواملی است که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی ، آتشفشانی و فعالیتهای انسان ، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی ، منطقه ای و جهانی در فضا منتشر می کنند. به عنوان مثال ، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی ، مواد خارج شده از دودکشهای کارخانه ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می شوند.

اسیدهای موجود در باران اسیدی

اسیدهای عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک می باشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده های نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود می آیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلاینده ها می باشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده های هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمی شناسد.

               به نام خدا                     شایان نوعی یگانه ملاصدرا 06 اقای سلامی                                خطرها و سودها: خورشيد و جو حيات را در زمين امكان پذير ساخته‌اند. زمين بر اثر حرارت خورشيد گرم مي‌شود و جو بخشي از اين گرما را در خود نگه مي‌دارد و مانع فرار گرماي مزبور به فضاي مي‌شود. ولي تمام انرژي‌يي كه خورشيد توليد مي‌كند بي‌خطر نيستند. پرتو خطر ناكي به نام ماوراي بنفش از خورشيد ساطع مي‌شود كه مي‌تواند به حيات زيان آور باشد.

محافظت از زمين: جو همچون سپري نامرئي زمين را احاطه كرده است. جو از گازهاي مختلفي تشكيل شده است كه محافظ حيات در زمين است. جو اجازه مي‌دهد كه انرژي‌هاي مفيد از درون آن عبور كنند اما از مقدار انرژي‌هاي مضري كه به سطح زمين مي‌رسند مي‌كاهد. در ارتفاع ده تا سي كيلومتري زمين لايه‌اي از جو قرار گرفته است كه حاوي اوزن است. اين لايه مانع رسيدن بخشي از پرتو مضر ماوراي بنفش به زمين مي‌شود.
لايه‌ي اوزن: اوزن نوعي اكسيژن است. بر اثر برخورد پرتو ماوراي بنفش خورشيد با اكسيژن موجود در جو زمين اوزن تشكيل مي‌شود. در جو لايه‌اي از اوزن وجود دارد اين لايه مانع عبور و رسيدن بخش اعضم پرتو ماوراي بنفش به زمين مي‌شود. ولي اوزن بر اثر آلودگي جو به سهولت مي‌تواند نابود شود و اين امر لايه‌ي اوزن را به خطر مي‌اتدازد.

اوزون خواران: گازهايي كه در يخچال‌ها به كار مي‌روند موادي شيميايي به نام كلروفلوئور و كربن (CFC) هستند اين گازها در سطح زمين بي خطرند ولي در جوخطرناك مي‌شوند.هنگامي كه گازهاي سي اف سي به پوشكره مي‌رسند ممكن است درصد سال يا بيبشتر عمر كنندو سپس نابود شوند. اين گازها در پوشكره بر اثر تابش پرتوي ماوراي بنفش به مواد شيميايي ديگري تجزيه مي‌شوند. يكي از اين مواد شيميايي گاز كلر است كه لايه‌ي اوزن را منهدم مي‌كند.

منابع سي اف سي: مواد سي اف سي در فريزرها و دستگاههاي تهويه مطبوع و برخي از اسپري و دستگاههاي آتش نشاني يافت مي‌شود. اسفنج‌هاي پلاستيكي كه در بسته‌بنديها و وسايل منزل به كار مي‌روند نيز ممكن است از مواد سي اف سي ساخته شوند. در كارخانه‌هاي سازنده‌ي ابزارهاي الكترونيكي براي تميز كردن تابلوي مدارهاي داخل تلوزيونها و كامپيوترها از مواد سي اف سي استفاده مي‌كنند. اين مواد به تدريج به داخل جو رانده مي‌شوند.
اثرات ناشي از مواد سي اف سي: اگر ما مانع نازك‌شدن بيش از حد لايه‌ي اوزن نشويم ، مقدار زيادي از پرتو زيانبخش ماوراي بنفش به سطح زمين خواهد رسيد. در آن صورت دانه‌هاي گياهي رشد نخواهد كرد ، رشد گلها متوقف خواهد شد ، و بسياري از گياهان خشك خواهند شد. بدون گياهان انسانها و حيوانات بدون غذا خواهند ماند. حتي صدمه مختصري به لايه‌ي اوزن مي‌تواند به محصولات غذايي زيان برساند.

اوزن در سطح زمين: لايه‌ي اوزن تا هنگامي كه در بالاي آسمان است زمين را از پرتوهاي بسيار مضر خورشيد محافظت مي‌كند. ولي در سطح زمين وجود اوزن نوعي آلودگي خطرناك به‌شمار مي‌رود كه به حيات زيان مي‌رساند. در شهرهاي بزرگ بر اثر تركيب سوخت اتومبيلها با نور خورشيد اوزن توليد مي‌شود. اگر وزش باد وجود نداشته باشد كه اوزن را به طبقات بالاي جو ببرد، اوزن در مجاورت زمين انباشته خواهد شد و مه دود فتوشيميائي خطرناكي به وجود مي‌آورد كه سلامتي را به خطر مي‌اندازد.

حفره اوزن: مدت سي سال است كه دانشمندان لايه‌ي اوزن قطب جنوب را اندازه‌گيري مي‌كنند. آنان در دهه‌ي 1980متوجه شدند كه در هر سال هنگام بهار بخش وسيعي از لايه‌ي اوزن بر فراز قطب جنوب بسيار نازك مي‌شود. تقريباً تمام اوزن اين منطقه بر اثر مواد سي اف سي منهدم مي‌شود.در دهه‌ي 1960 در لايه‌ي اوزن حفرهاي وجود نداشت ، زيرا مواد سي اف سي بسيار كم مصرف مي‌شد. اكنون در بهار هر سال حفره‌اي در لايه اوزن قطب جنوب ايجاد مي‌شود. اين امر ادامه خواهد يافت مگر آنكه ما مصرف سي اف سي را متوقف كنيم.

غني و فقير: در بسياري از كشورهاي توسعه يافته قوانين جديدي وضع شده است كه بر اساس آنها استعمال مواد سي اف سي ممنوع گرديده است. اتومبيل‌ها مي‌بايست به صورت ويژه‌اي طراحي شوند كه خروج دودهاي مضري كه وارد هوا مي‌كنند كاهش يابد. ولي در بسياري از كشورهاي توسعه يافته تحريم مواد سي اف سي چندان آسان نيست. افشان‌ها و يخچالها در شمار وسايل رفاهي جا دارندو مردم اين كشورها مايل نيستند دست از آنها بردارند.

به نام خدا

 مهدی محمدیاری مدرسه ملاصدرا کلاس 06 اقای سلامی                              

جدول تناوبی عناصر شیمیایی

جدول تناوبی عنصرهای شیمیایی‏، نمایشی از عنصرهای شیمیایی شناخته شده‌است که بر اساس ساختار الکترونی مرتب گردیده‌است به‌گونه‌ای که بسیاری از ویژگی‌های شیمیایی عنصرها به صورت منظم در طول جدول تغییر می‌کنند.

جدول اولیه بدون اطلاع از ساختار داخلی اتم‌ها ساخته شد: اگر عناصر را بر حسب جرم اتمی آنها مرتب نمائیم، و آنگاه نمودار خواص معین دیگر آنها را بر حسب جرم اتمی رسم نمائیم، می‌توان نوسان یا تناوب این خواص را بصورت تابعی از جرم اتمی مشاهده نمود. نخستین کسی که توانست این نظم را مشاهده نماید، یک شیمیدان آلمانی به نام یوهان ولفگانگ دوبراینر بود. او متوجه تعدادی تثلیث از عناصر مشابه شد:

و به دنبال او، شیمیدان انگلیسیجان نیولندز متوجه گردید که عناصر از نوع مشابه در فاصله‌های هشت تایی یافت می‌شوند، که آنها را با نت‌های هشتگانه موسیقی شبیه نمود، هرچند که قانون نت‌های او مورد تمسخر معاصرین او قرار گرفت. سرانجام شیمیدان آلمانیلوتار مَیر و شیمیدان روسی دمیتری مندلیف تقریباً بطور هم‌زمان اولین جدول تناوبی را، با مرتب نمودن عناصر بر حسب جرمشان، توسعه دادند (ولی مندلیف تعداد کمی از عناصر را خارج از ترتیب صریح جرمی، برای تطابق بهتر با خواص همسایگانشان رسم نمود – این کار بعدها با کشف ساختار الکترونی عناصر در اواخر سده نوزدهم و آغاز سده بیستم توجیه گردید).

فهرست عناصر بر پایه نام، علامت اختصاری و عدد اتمی موجود است. شکل زیر جدول تناوبی عناصر شناخته شده را نمایش می‌دهد. هر عنصر با عدد اتمی و علامتهای شیمیایی. عناصر در یک ستون («گروه») از لحاظ شیمیایی مشابه می‌باشند.

کد رنگ برای اعداد اتمی:

• عناصر شماره گذاری شده با رنگ آبی ، در دمای اتاق مایع هستند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سبز ، در دمای اتاق بصورت گاز می‌باشند؛
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ سیاه، در دمای اتاق جامد هستند.
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ قرمز ترکیبی بوده و بطور طبیعی یافت نمی‌شوند(همه در دمای اتاق جامد هستند.)
• عناصر شماره گذاری شده با رنگ خاکستری ، هنوز کشف نشده‌اند (و بصورت کم رنگ نشان داده شده‌اند تا گروه شیمیایی را که در آن قرار می‌گیرند، مشخص نماید.(

و می‌توانید دراین کلید واژه جدول تناوبی برای تشدید مغناطیسی را بیابید.

تعداد لایه الکترون در یک اتم تعیین کننده ردیفی است که در آن قرار می‌گیرد. هر لایه به زیرلایه‌های متفاوتی تقسیم می‌شود، که هر اندازه عدد اتمی افزایش می‌یابد، این لایه‌ها به ترتیب زیر:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s 5g 6f 7d 8p ... 

براساس ساختار جدول پر می‌شوند. از آنجائیکه الکترونهای خارجی‌ترین لایه، خواص شیمیایی را تعیین می‌نمایند، این لایه‌ها در میان گروهای یکسان مشابه‌اند.عناصر همجوار با یکدیگر در یک گروه، علیرغم اختلاف مهم در جرم، دارای خواص فیزیکی مشابه هستند. عناصر همجوار با یکدیگر در یک ردیف دارای جرم‌های مشابه ولی خواص متفاوت هستند.

برای مثال، عناصر بسیار نزدیک به نیتروژن (N) در ردیف دوم کربن(C) و اکسیژن(O) هستند. علیرغم تشابه آنها در جرم (که بصورت ناچیزی در واحد جرم اتمی تفاوت دارند)، دارای خواص بینهایت متفاوتی هستند، همانطور که با بررسی فرمهای دیگر