خانه شیمی اردبیل دبیرستان کنکور دانشگاهی

khaneashimiardabil تدریس شیمی در اردبیل برای دانش آموزان دوره متوسطه و داوطلبان کنکور تدریس شیمی برای دانشجویان رشته های مختلف تدریس نانو

۲ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «ساختار» ثبت شده است

اجسام یونی

اگر چه اکثر اجسام مولکولی هستند، ولی بقیه از یونها تشکیل شده اند. یک یون یک ذره باردار است که از یک اتم یا گروهی از اتمهای متصل شده شیمیایی با اضافه شدن یا حذف الکترون بدست آمده است. سدیم کلرید جسم ساخته شده از یونها است.

گر چه اتمهای مجزا بطور عادی الکتریکی خنثی هستند و بنابراین تعداد مساوی از بارهای مثبت و منفی دارند، در موقع تشکیل ترکیبات معین اتمها می توانند یون بشوند. اتمهای فلزات تمایل بدست دادن الکترونها دارند، در حالیکه نا فلزات تمایل به گرفتن الکترون را دارند. وقتی یک اتم فلز نظیر سدیم و یک اتم نافلز نظیر کلر به یکدیگر نزدیک می شوند، یک الکترون می توانداز اتم فلز به اتم نا فلز برای تشکیل یونها منتقل می شود.

یک اتم که یک الکترون بیرونی را می گیرد یک یون با بار منفی می شود، که آنیون نامیده می شود. یک اتم که یک الکترون را می دهد یک یون با بار مثبت می شود، که کاتیون نامیده می شود. بطور مثال، اتم سدیم برای تشکیل کاتیون سدیم (Na+) می تواند یک الکترون بدهد. یک اتم کلر برای تشکیل آنیون کلرید (-Cl) می تواند یک الکترون بگیرد. یک اتم کلسیم می تواند برای تشکیل کاتیون کلسیم Ca2+ دو الکترون بدهد. توجه شود که دو بار مثبت روی یون با بالا نویس +2 نشان داده شده است.

بعضی از یونها دو یا چند اتم متصل شده شیمیایی دارند اما دارای زیادی یا کمبود الکترون هستند، در نتیجه واحد بار الکتریکی دارد. یک مثال، یون سولفات، SO42- است. بالا نویس -2 دو الکترون اضافی را روی گروه اتمها را نشان می دهد.

یک ترکیب یونی ترکیب تشکیل شده از کاتیونها و آنیونها است. سدیم کلرید تعداد مساوی از یونهای، Na+، و یونهای کلرید، -Cl، را دارد. نیروی جاذبه بین بارهای منفی و مثبت یونها را باهم با ارایش منظم در فضا کنار هم نگه می دارد. برای مثال، در سدیم کلرید، هر یون Na+، با شش یون Cl و هر یون Cl با شش یون Na+، احاطه شده است. نتیجه، یک بلور است، که نوعی جامد دارای آرایش سه بعدی منظم از اتمها، مولکولها، یا (در مورد سدیم کلرید) یونها است. شکل 1 بلورهای سدیم کلرید و دو نوع مدل استفاده شده برای نشان دادن آرایش یونها در بلور را نشان می دهد. تعداد یونها در بلور سدیم منحصر بفرد اندازه بلور را تعیین می کند.

فرمول ترکیب یونی با مشخص کردن کوچکترین عدد صحیح ممکن یونهای مختلف در جسم ، با حذف بار یونها است، بنابراین فرمولها فقط اتمهای موجود را نشان می دهد. برای مثال، سدیم کلرید تعداد مساوی از یونهای Na+  و Cl را دارد. فرمول NaCl (نه Cl Na+ ) نوشته می شود. آهن(III) سولفات ترکیبی است از یونهای آهن(III+Fe3، و یونهای سولفات، SO42-، به نسبت 2:3 است. فرمول به صورت Fe2(SO4)3 است، که پرانتزها فرمول یک ترکیب یونی بیش از یک اتم (بعلاوه بار یونها حذف شده است) را در برمی گیرد؛ پرانتزها فقط وقتی که دو یا چند تا یون این چنینی وجود دارد نیاز است.

 

 

 

شکل

بلور سدیم کلرید

چپ: تصاویر نشان دهنده بلورهای سدیم کلرید. وسط: مدل بخشی از بلور با آرایش منظم یونهای سدیم و یونهای کلرید. هر یون سدیم با شش یون کلرید، و هر یون کلرید با شش یون سدیم احاطه شده است. راست: مدل مشخصی از آرایش یونهای سدیم و کلرید در بلور سدیم کلرید جامد

گر چه اجسام یونی مولکول ندارند، ما می توانیم ما از کوچکترین واحد چنین جسمی صحبت بکنیم. واحد فرمولی یک جسم گروهی از اتمها یا یونها که بطور روشنی در فرمول نمادینه شده است. برای مثال، واحد فرمولی آب، H2O، مولکول H2O است. واحد فرمولی آهن(III) سولفات، Fe2(SO4)3 شامل دو یون +Fe3 و سه یون SO42- می شود. واحد فرمولی کوچکترین واحد چنین جسمی است.

 

 

همه اجسام، شامل ترکیبات یونی، از نظر الکتریکی خنثی هستند. شما از این واقعیت می توانید برای بدست آوردن فرمول ترکیب یونی، با توجه به فرمول یونها را بدست آورید. در مثال ذیل این مطلب نشان داده شده است.

 

http://khaneashimiardabil.ir

 

۰۲ اسفند ۹۸ ، ۱۲:۴۰ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
سعید ملکی آقاباقر

ساختار اتم

با وجود اینکه دالتون فرض نموده بود که اتم ها ذرات تفکیک ناپذیری هستند، آزمایشهای انجام شده اوایل قرن گذشته نشان دادکه اتم ها خودشان شامل ذرات هستند. این آزمایشها نشان دادکه یک اتم حاوی دو نوع ذره است: یک هسته، هسته مرکزی اتم، که بار مثبت و بیشتر جرم اتم را دارد، و دیگری یک یا چند الکترون است. یک الکترون یک ذره بار منفی، خیلی سبک است که در ناحیه اطراف هسته بار مثبت اتم مرکزی وجود دارد.

 


کشف الکترون


در 1897 فیزیکدان بریتانیایی جی. جی. تامسون (شکل 1) با انجام یک سری آزمایشها نشان داد که اتم ها ذرات تفکیک ناپذیر نیستند. شکل 2 یک دستگاه آزمایش مشابه استفاده شده توسط تامسون را نشان می دهد. در این دستگاه، دو الکترود با منبع ولتاژ بالا به یک لوله شیشه ای خالی از هوا چسبیده است. الکترود منفی کاتد و الکترود مثبت آند نامیده شده اند. وقتی جریان ولتاژ-بالا روشن شده است، لوله شیشه ای نور سبز را منتشر می کند. آزمایشها نشان داد که این نور سبز با بر همکنش شیشه با اشعه های کاتدی، که اشعه های بوجود آمده از کاتد هستند، ایجاد شده است.


 
شکل 1
 ژوزف جان تامسون
توانایی علمی جی. جی. تامسون زود با انتصابش به عنوان پروفسور آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج وقتی که وی هنوز 28 سالش نبود، تشخیص داده شد. بلافاصله پس از این انتصاب، تامسون تحقیق روی تخلیه الکتریکی گازها را شروع کرد. این کار با کشف الکترون در 1897 به اوج رسید. تامسون در 1909 برنده جایزه نوبل در فیزیک شد.


بعد از اینکه اشعه کاتدی، الکترود منفی را ترک کرد، و بسوی آند حرکت کرد، مقداری از اشعه از روزنه برای تشکیل پرتو عبور می کند (شکل 2). این پرتو از صفحه بار منفی دور و به طرف صفحه دارای بار مثبت خم  می شود. (اشعه کاتدی بطور مستقیم مرئی نیست، ولی مواد معینی نظیر روی سولفید باعث تابش آن شده و در نتیجه شما می توانید آن را ببینید.) شکل 2  یک آزمایش مشابه را نشان می دهد، که اشعه کاتدی به صورت خمیده دیده می شود وقتی که یک آهنربا بسوی آن برده می شود. تامسون نشان داد که خصوصیات اشعه کاتدی از نوع جنس ماده سازنده کاتد مستقل است. با چنین سندی، او نتیجه گیری کرد که اشعه کاتدی شامل پرتوی از ذرات باردار منفی (یا الکترون ها) می شود و الکترون ها جز اصلی همه مواد هستند.
یک لوله تلویزیون از انحراف اشعه کاتدی با میدان مغناطیسی استفاده می کند. پرتوی از اشعه کاتدی به صفحه پوشش داده شده روی جلوی لوله، جاییکه با تغییر دادن مغناطیس تولید شده با سیم پیچ های الکترومغناطیسی هدایت می شود، پرتو تصویر درخشان را ترسیم می کند.


 
شکل 2
 تشکیل اشعه کاتدی
اشعه کاتدی، کاتد یا الکترود منفی را ترک می کند، و بسوی آند یا بار مثبت شتاب گرفته است. مقداری از اشعه از روزنه آند برای تشکیل پرتو عبور کرده، در نهایت با صفحات الکتریکی در لوله منحرف شده است.


تامسون همچنین از آزمایشش توانست نسبت جرم الکترون، me، به بار الکتریکی الکترون، e را حساب کند. گر چه وی نتوانست هم جرم و هم بار را بطور جداگانه ای بدست بیاورد. در 1909 فیزیکدان ایالات متحده رابرت ملیکان با یک سری آزمایشهای مبتکرانه توانست بار الکترون را با مشاهده چگونگی پایین آمدن قطره روغن باردار در حضور یا عدم حضور میدان الکتریکی (شکل 3) بدست آورد. از این نوع آزمایش، بار الکترون 19-10×1/602 کولن (کولن، مخففش C، واحد بار الکتریکی است) بدست آمد. اگر شما از این با مقدار اخیر نسبت جرم به بار الکترون استفاده نمایید، شما جرم یک الکترون را k 9/109 × 10-31 kg  بدست می آورید، که 1800 برابر کوچکتر از سبکترین اتم (هیدروژن) است. این خیلی واضح نشان می دهد که الکترون در حقیقت یک ذره زیر اتمی است.
 


 
شکل3
انحراف اشعه کاتدی با آهنربا
چ
پ: پرتو اشعه کاتدی از راست به چپ می رود. پرتو وقتی روی سطح سولفید روی می افتد مرئی است. وسط: اشعه ذرات منفی بسوی قطب جنوب آهنربای نزدیک شده به آن خم می شود. راست: وقتی آهنربا تغییر جهت می دهد پرتو در جهت مخالف خم می شود.


 
شکل 4
آزمایش قطره-روغن میلیکان

یک عطر پاش، یا بطری اسپری مه خالصی از قطرات روغن را وارد اتاق سربی بالایی می کند. قطرات متعدد بوجود آمده از طریق روزنه کوچک به اتاق سربی پایین افتاده، محلی که آزمایش با تعقیب حرکت قطره با میکروسکوپ ادامه می یابد. تعدادی از این قطرات در اثر اصطکاک با عطر پاش دارای یک یا چند الکترون و بار منفی هستند. قطره با بار منفی به سمت بالا جذب خواهد شد اگر آزمایش کننده جریان الکتریکی بین صفحات را روشن کند. سرعت بالا رفتن قطره (بدست آمده از زمان بالا رفتنش) بستگی به نسبت جرم به بار آن دارد، وشما می توانید بار الکترون را حساب کنید.

http://khaneashimiardabi.ir

 

۱۱ بهمن ۹۸ ، ۲۱:۳۲ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
سعید ملکی آقاباقر
/a>