جزوه شیمی دهم
تهیه و تنظیم: رقیه ژاله باغی
فصل1
نمای فصل1
* عناصر چگونه پدید آمدند
* مهبانگ
* ایزوتوپ ها
* تکنسیم نخستین عنصر ساخت بشر و کاربرد رادیوایزوتوپ ها
* جدول تناوبی عناصر
* جرم اتمی و یکای آن
* مفهوم مول
* روابط جرمی- مولی
* نور
* نشر نور وطیف نشری
* مدل کوانتومی اتم
* آرایش الکترونی عناصر
* آرایش الکترونی فشرده(یا خلاصه با استفاده از گاز نجیب)
* لایه ظرفیت- الکترونهای ظرفیتی
* تعیین شماره دوره و گروه از طریق آرایش الکترونی
* دسته عناصر
* تمایل به ایجاد یون در عناصر
* پیوند یونی
* ترکیبات یونی(رسم انتقال الکترون در تشکیل ترکیب یونی)
* پیوند کوالانسی
* ترکیبات مولکولی
* رسم ساختار لوویس عناصر
* رسم ساختار لوویس مولکولها
نکات :
1) انسان همواره در پی پاسخی برای چگونگی شکل گیری جهان و علت پدیده ها بوده است
2) نوری که از آسمان به زمین میرسد میتواند اطلاعاتی در باره :گذشته کره زمین -ذره های سازنده جهان -فرایندهای ایجاد این ذرات به ما بدهد.
3) تلاش دانشمندان باعث شده که ما به اطلاعاتی درباره کیهان و منشا آن -مسافرت به فضا-یافتن زندگی در کرات دیگر- مسافرت به مریخ به دست آوریم
4) شواهد تاریخی که از سنگ نبشته ها و نقاشی های دیوار غارها بدست امده نشان میدهد که انسان اولیه با نگاه به آسمان و مشاهده ستارگان در پی فهم نظام و قانونمندی در آسمان بوده است .
5) هدف سفر فضا پیمای وویجر : شناخت بیشتر سامانه خورشیدی
6) فضا پیمای وویجر : هنگام عبور از کنار سیاره های مشتری ، زحل ،اورانوس و نپتون شناسنامه فیزیکی و شیمیایی آنها را تهیه کنند و بفرستند.
7) شناسنامه سیارات میتواند حاوی اطلاعاتی چون نوع عناصر ،ترکیبات شیمیایی موجود در اتمسفر و درصد این عناصر باشد
8) اطلاعاتی که عبدالرحمن صوفی دانشمند ایرانی ارائه داد: گزارشی در مورد کهکشان آندرومیا (نزدیکترین همسایه سامانه خورشیدی ) -موقعیت ستاره ها-اندازه و رنگ ستاره ها در صورتهای فلکی
نکات:
اختر شیمی یکی از رشته های جذاب شیمی که به مطالعه مولکولهایی که بین فضای ستاره ها یافت میشود میپردازد
1) با بررسی نوع و مقدار عناصر سازنده برخی سیاره ها ی سامانه خورشیدی و مقایسه آن با عنصرهای سازنده خورشید میتوان به درک بهتری از چگونگی تشکیل عناصر دست یافت.
2) روند تشکیل عناصر بصورت زیر است
3)
4) عناصر تشکیل دهنده مشتری و زمین :
5) سیاره ها عموما به دو دسته کلی تقسیم میشوند 1-غولهای گازی پر چگالی و کم چگالی(مشتری-کیوان -اورانوس -نپتون) 2-سیاره های کوچکتر سنگی(تیر-ناهید-زمین -بهرام)
6) دمای سطح خورشید 6000℃ و دمای درون آن 10000000℃ است و در هر ثانیه 5میلیون تن در اثر تبدیل هیدروژن به هلیم ، از جرم خورشید کاسته میشود.
-این نظریه بیان میکند که گیتی از وضعیتی بسیار چگال (متراکم) نخستین با انفجاری مهیب آغاز شده و ذره های زیر اتمی الکترون و پروتون و نوترون و سپس اتمهای هیدروژن و هلیم تشکیل یافته اند.
1) با گذشت زمان و و کاهش دما گازهای هیدروژن و هلیم تولید شده ، متراکم شده ومجموعه های گازی به نام سحابی ایجاد کردند. بعد ها این سحابی ها محل زایش ستاره ها و کهکشانها شدند .
2) سحابی عقاب یکی از مکانهای زایش ستاره هاست
3) سحابی بوم رنگ سردترین مکان شناخته شده در جهان هستی :دمای آن -272℃ فاصله از زمین :5000 سال نوری محل قرار گرفتن: در صورت فلکی سنتا روس یا قنطورس
4) درون ستاره ها همانند خورشید در دماهای بسیار بالا و ویژه ، واکنش های هسته ای رخ میدهد واکنشهایی که در آن عناصر سنگین تر از عناصر سبک تر ،ایجاد میشوند .
5) دما و اندازه هر ستاره تعیین کننده عناصری است که در ان ایجاد میشود بطوریکه هر چه دما بیشتر باشد شرایط ایجاد عناصر سنگین تر فراهم میشود .
6) ستاره ها را میتوان کارخانه تولید عناصر دانست زیرا دمای آنها بالاست در نتیجه در اثر واکنش های هسته ای در آنها عناصر سنگین تر از عناصر سبک تر، پدید میآیند و پس ازچنندین میلیون سال نور افشانی پایداری خود را از دست داده و در انفجاری مهیب متلاشی شده واتم های سنگین درون آن ها در سرتاسر گیتی پراکنده شده است .
سوال : جمله های زیر را کامل کنید ؟
ماموریت فضا پیمای وویجر این بود که هنگام عبور از کنار سیاره های ………… ، …………. ،اورانوس و نپتون شناسنامه فیزیکی و شیمیایی آنها را تهیه کنند و بفرستند.
شناسنامه سیارات میتواند حاوی اطلاعاتی چون ………….. ، ترکیبات شیمیایی موجود در اتمسفر و …………………..باشد.
سوال : درستی یا نادرستی هر یک از موارد زیر را تعیین کنید.
a) کهکشان آندرومیا نزدیکترین همسایه سامانه خورشیدی است.
b) اورانوس و ناهید جزو سیاره های سنگی و کوچک هستند .
c) در شناسنامه ارسالی وویجر دما و فشار هسته ای زحل نیز تعیین شده است .
d) سیاره های نزدیکتر به خورشید کوچکتر و بیشتر از جنس سنگ هستند
e) زمین و مشتری به ترتیب سومین و پنجمین سیاره سامانه خورشیدی هستند.
f) در نظریه مهبانگ ذره های زیر اتمی و برخی اتمهای سبک مانند هیدروژن و هلیم و لیتیم ساخته شده اند
* عدد جرمی و ایزوتوپ ها
مثال: ایزوتوپهای هیدروژن و نکات مربوط به آن:
نکته: پایداری ایزوتوپها به تعداد پروتون و نوترون های درون هسته بستگی دارد .اگر برای هسته ای نسبت تعداد نوترون به پروتون ها 1.5 یا بیشتر باشد ، هسته اتم ناپایدار خواهد بود . همه هسته هایی که 84 پروتون یا بیشتر دارند ناپایدارند . این گونه هسته ها براثر واکنش های تلاشی هسته ای به هسته های پایدار تبدیل میشوند .
ایزوتوپ کربن 14: خاصیت پرتو زایی دارد و برای تخمین سن اشیای قدیمی به کار میرود
سوال: اگر تفاوت شمار الکترون و نوترون ها در یون تک اتمی 207_(M^(2+) ) برابر 45 باشد تعداد ذرات زیر اتمی M را تعیین کنید
سوال : اگر تفاوت شمار نوترون ها و عدد اتمی در 80_A برابر با 10 باشد تعداد ذرات زیر اتمی را در آن مشخص کنید .
سوال: اگر جرم نوترون به تقریب 1.0012 برابر پروتون باشد ،تفاوت جرم نوترونها و پروتونها در اتم (_3^7)Li چند گرم است؟
سوال: درستی یا نادرستی هریک از موارد زیر را بررسی کرده و علت نادرستی موارد ناردست را بیان کنید.
a) در یون (_^63)X^(2+) که تفاوت تعداد الکترون و پروتون 7 است، نسبت تعدادالکترون به مجموع پروتون ونوترون برابر با3/7 است.
b) در یون 85_(X^+ ) که اختلاف تعداد نوترون والکترون برابر با 12 است ، عدداتمی برابر با 52 است .
c) اگر تعداد نوترونها ی یون A^(2-) از تعداد الکترونهایش 2 تا کمتر باشد و عدد جرمی این یون 96 باشد ، عدد اتمی آن 48 است.
d) در (_Z^A)X^- اگر تعداد الکترون و نوترون برابر باشد در نتیجه A=2Z+2
سوال: نسبت تعداد نوترونها در یون (_27^59)〖Co〗^(2+) به اختلاف شمار نوترون والکترون در یون (_37^85)〖Rb〗^+ چند است ؟
سوال: نسبت تعداد نوترون در یون (_26^56)〖Fe〗^(3+) به تعداد الکترون در یون (_16^32)S^(2-) چند است
سوال: در یون مربوط به اتم A تفاوت الکترون ونوترون برابر 2 است آگر تعداد نوترونها32% و تعدادالکترونها 36% ذره های زیر اتمی باشد عدد اتمی عنصر را تعیین کنید و بار یون چند است؟
سوال :در کدام دو ذره تفاوت الکترون و نوترون برابر است
a)(_30^60)A^(2+) b)(_16^32)B^(2-) c)(_29^61)C^+ d)(_30^61)D
1)a,b 2)a, d 3)b, c 4)b,d
سوال : اگر تمام ذرات موجود در هسته اتم M دو برابر تعداد کل ذرات باردار اتم (_20^40)A باشد عدد جرمی عنصر M را تعیین کنید .
سوال: در گونه های چند اتمی زیر تفاوت شمار نوترون والکترون را تعیین کنید
سوال : برای واکنش هسته ای زیر عدد جرمی و عدد اتمی A را تعیین کنید
* تکنسیم نخستین عنصر ساخت بشر
نکات:
1) از 118 عنصر شناخته شده 92 عنصر در طبیعت وجود دارد و 26 عنصر جدول بصورت مصنوعی ساخته شده است.
2) (_43^99)Tc نخستین عنصر ساخت بشر در واکنشگاه یا راکتور هسته ای است.
3) از تکنسیم برای تصویر برداری غده تیروئید استفاده میشود زیرا یون یدید با یونی که دارای تکنسیم است اندازه مشابهی دارندو غده تیروئید هنگام جذب یدید، این یون را نیز جذب میکند و با افزایش مقدار ان در غده تیروئید امکان تصویر برداری فراهم میشود.
4) همه تکنسیم جهان بصورت مصنوعی ساخته میشود.
5) سبکترین عنصری که هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد.
6) نیمه عمر آن 6.01 ساعت است.
7) ساخت این عنصر دشوار نیست و با صرف هزینه کم قابل تهیه است .
8) نیاز به ساخت و ذخیره سازی این عنصر نیست و در موارد لازم با یک مولد هسته ای ساخته و مورد استفاده قرار میگیرد.
9) اگر چه رادیو ایزوتوپ ها خطرناک هستند ولی بشر با پیشرفت علم موفق به مهار و بهره گیری از ان شده است.
10) کاربرد رادیو ایزوتوپ ها در پزشکی، کشاورزی، راکتورهای اتمی میباشد.
11) اورانیوم شناخته شده ترین فلز پرتوزایی است که ایزوتوپهای آن اغلب بعنوان سوخت در راکتورهای اتمی به کار میرود.
12) یکی از کاربردهای مواد پرتوزا در تولید انرژی الکتریکی است.
13) غنی سازی اورانیوم عملی است که به واسطه آن در یک توده اورانیوم طبیعی مقدار ایزوتوپ 〖۲۳۵〗_U بیشتر شود و مقدار ایزوتوپ 〖۲۳۸〗_U کم تر گردد. غنی سازی اورانیوم یکی از مراحل چرخه سوخت هسته ای است.
14) اورانیوم طبیعی (که به شکل اکسید اورانیوم است) شامل ۹۹٫۳ ٪ از ایزوتوپ ۲۳۸U و ۰٫۷ ٪ از ۲۳۵U است. ایزوتوپ ۲۳۵U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای بمب ها و نیروگاه های هسته ای است.
15) پسماند راکتورهای اتمی خاصیت پرتوزایی دارند و خطرناکنداز این رو دفع آنها از چالشهای صنایع هسته ای است.
16) توده های سرطانی: یاخته هایی که رشد غیز عادی و سریع دارند .
17) به گلوکز حاوی اتم پرتوزا ، گلوکز نشاندار میگویند
18) اتم یک رادیو ایزوتوپ است که برای تصویر برداری از دستگاه گردش خون استفاده میشود زیرا یونهای آن در ساختار هموگلوبین وجود دارند
19) یکی از فراوان ترین مواد پرتوزا که در زندگی ما یافت میشود رادون (_86^222)Rnاست
20) رادون یک گاز بی رنگ، بی بو، بدون مزه و سنگین ترین گاز نجیب موجود در طبیعت است
21) گاز رادون در لایه های زیر زمین در واکنش های هسته ای تولید میشود و به دلیل دما و فشار زیاد در آن لایه ها، به منافذ و ترک های موجود در سنگ ها ی سازنده پوسته زمین میرسد .
بیشتر بدانید :
روش متداول غنی سازی اورانیوم سانتریفیوژ گاز است در این روش اورانیوم هگزا فلورید (کیک زرد )را در یک محفظه استوانه ای با سرعت بالا رد شرایط گریز از مرکز قرار میدهند و اینکار باعث جدا شدن ایزوتوپ های با جرم حجمی بیشتر از اورانیوم 235 میشود
خلاصه چگونگی تشخیص سرطان با رادیو ایزوتوپها:
خاصیت سلول سرطانی، تکثیر است و سلولی که می خواهد تکثیر زیادی داشته باشد، به سوخت نیاز دارد که گلوکز است. رادیو داروها به روش های مختلف وارد بدن میشوند وقتی گلوکز را با رادیواکتیو نشان دار می کنید، سلولی که خیلی سوخت و ساز داشته باشد، گلوکز نشان دار درآن عضو جمع میشود . رادیو داروها مدت زمان معینی در همان محل باقی مانده و با انتشار پرتو ماموریت خود را انجام میدهند . این پرتوهای منتشر شده توسط دستگاه آشکار ساز نمایان میشود و سپس توسط پزشک معالج مورد بررسی قرار میگیرد . در انتها مواد باقیمانده ی حاصل از رادیو داروها یا از کار می افتند یا از بدن دفع میشوند.
سوال:کدام گزینه در مورد تکنسیم صحیح نیست؟
a) یون یدید با یون تکنسیم اندازه مشابهی دارد .
b) تکنسیم از شکافت 235_U در راکتور هسته ای بدست میآید
c) سبکترین عنصری که هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد.
d) ساخت این عنصر دشوار نیست و با صرف هزینه کم قابل تهیه است
سوال: چند مورد از موارد زیر در مورد صحیح است:
a) گاز رادون در لایه های زیر زمین در واکنش های هسته ای تولید می شود این گاز در دمای پایین ایجاد میشود و از طریق منافذ سنگها به سطح زمین میرسد
b) رادون یک گاز بی رنگ، بی بو، بدون مزه و سنگین ترین گاز نجیب موجود در طبیعت است
c) نیمه عمرتکنسیم 99 برابر با 6.01 ساعت است
d) شمار نوترونهای تکنسیم 99 برابر با 57 است
e) ایزوتوپ 238_U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای بمب ها و نیروگاه های هسته ای است و مقدار آن 7 درصد اورانیوم در طبیعت است
سوال : کدام مقایسه برای ماندگاری ایزوتوپهای هیدروژن صحیح است
سوال: جاهای خالی را با کلمات مناسب پر کنید
a) یکی از ایزوتوپهای هیدروژن که پرتوزاست و در طبیعت وجود دارد………………..میباشد و برای آن………… ایزوتوپ ساختگی وجود دارد که در بین آنها ……………..پایداری بیشتری دارد .
b) یکی از فراوان ترین مواد پرتوزا که در زندگی ما یافت میشود ………………..است
a) جدولی شامل 118 عنصر که در جدولی بترتیب افزایش عدد اتمی کنار هم قرار گرفته اند و عناصر با خواص شیمیایی مشابه زیر هم قرار میگیرند
b) به هر ستون عمودی در این جدول گروه و به هر ردیف افقی دوره تناوب گفته میشود.
c) جدولی که شامل 18 گروه و 7دوره تناوب می باشد
d) عناصر موجود در یک گروه خواص شیمیایی مشابهی دارند .
e) علت نامگذاری جدول به نام جدول دوره ای عناصر :با پیمایش هر دوره خواص عناصر بطور مشابه تکرار میشود .
f) عناصر یک گروه اغلب یون با بار یکسان ایجاد میکنند .
g) ویژگیهایی که در هر خانه جدول ارائه میشود بصورت زیر است .
توجه اطلاعاتی که از جدول میتوان دریافت نمود بصورت زیر است:
h) تعداد عناصر هر دوره به صورت زیر است
دوره 1 تعداد 2 عنصر هر 2نافلز
دوره 2 تعداد 8عنصر ……تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
دوره 3 تعداد 8عنصر ……تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
دوره 4 تعداد 18عنصر . …..تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
دوره 5 تعداد 18 عنصر ……تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
دوره 6 تعداد 32عنصر ……تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
دوره 7 تعداد 32 عنصر ……تا فلز ………عنصر شبه فلز………… عنصر نافلز که از عدد اتمی……… تا…………. قرار دارند
نکته گروهای 1-2-17-18 نام اختصاصی دارند .نامهای آنها به صورت
سوال :شماره دوره و گروه هر یک از عناصر را در جدول تعیین کنید
1) عنصر با عدد اتمی 37
2) عنصر با عدد اتمی 16
3) عنصر با عدد اتمی 52
4) عنصر باعدد اتمی 30
سوال: عدد اتمی عناصر زیر را تعیین کنید
1) عنصری که در دوره دوم و گروه 13 قرار گرفته است
2) عنصری که در دوره سوم و گروه 15 قرار گرفته است
3) عنصری که در دوره سوم و گروه 1 قرار گرفته است
4) عنصری که در دوره پنجم و گروه 17 قرار گرفته است
سوال:درستی یا نادرستی موارد زیر را با بیان دلیل تعیین کنید
1) عنصر با عدد اتمی 15 با عنصر با عدد اتمی 51 خواص مشابهی دارد.
2) عنصر شماره 25 با عنصر شماره 35 همدوره اند
3) عدد جرمی عنصری که در دوره ششم و گروه 16 قرار دارد و 124 نوترون دارد برابر با 207 است.
1) جرم اجسام گوناگون با توجه به اندازه و نوع آنها با ترازوهای متفاوتی اندازه گیری میشود
مثال: جرم یک کامیون با باسکول اندازه گیری میشود و یکای آن تن است وجرم یک هندوانه با ترازوی معولی و یکای گیلوگرم و جرم طلا با ترازوی دقیق تر و یکای گرم بیان میشود .
2)شیمی دانها برای جرم یک اتم یا جرم اتمی ، amu را به عنوان یکای جرم اتمی معرفی کردند.
3)تعریف amu : 1/12 اتم کربن -12 را amu می نامند.
محاسبه جرم اتمی میانگین در ایزوتوپها:
مثال: عنصرA دارای سه ایزوتوپ 88〖A ,〗^86 〖A ,〗^84 A است اگر درصد فراوانی سبکترین ایزوتوپ آن 20% باشد و جرم اتمی میانگین آن 86.4 باشد درصد فراوانی دو ایزوتوپ دیگر را محاسبه کنید .
فرمول کنکوری (برای دو ایزوتوپ):
(درصد فراوانی ایزوتوپ سنگین تر ×تفاوت جرم دو ایزوتوپ)+جرم ایزوتوپ سبکتر =جرم اتمی میانگین
سوال: کلر در طبیعت دارای دو ایزوتوپ با جرم اتمی 35amu و 37amu و کربن دارای دو ایزوتوپ با جرم اتمی 12amu و 13amu است . تفاوت جرم مولکولی سبک ترین و سنگین ترین مولکول کربن تترا کلرید چند amu است ؟
مفهوم مول
به تعداد 6.023×10^23 ذره (اتم ، مولکول، یون ) از هر ماده مول میگویند.
نکته: جرم یک اتم مقدار بسیار کوچکی است و عملا کار با ان امکان پذیر نیست و لی با استفاده از مول ذرات میتوان مقدار آنها بر حسب گرم بیان کرد . در آزمایشگاه از یکای گرم برای جرم استفاده میکنیم.
مزیت استفاده ازمول: 1- از طریق مول میتوان جرم مواد برحسب را به گرم بیان کرد
2-کمتر از عدد آووگادرو استفاده میکنیم
توجه : هر کهکشان در جهان هستی در حدود 400 میلیارد ستاره در خود دارد و تعداد کهکشان های جهان هستی 130میلیارد برآورد شده در این صورت در جهان هستی حدود 0.08 مول ستاره وجود دارد.
توجه:
1 اتم آهن 56 جرم دارد 1 مول اتم آهن 56 گرم جرم دارد
1 اتم گوگرد 32 جرم دارد 1 مول گوگرد 32 گرم جرم دارد
1مولکول آب 18 جرم دارد 1 مول مولکول آب 18 گرم جرم دارد
توجه:
1 مول اتم آهن ≡ 022/6 اتم آهن × 10^23 ≡ 56 گرم
1 مول آب≡ 022/6 مولکول آب ×10^23 ≡18 گرم
تعیین جرم مولی:
جرم مولی هر ماده= مجموع حاصل ضرب جرم اتم ها در تعداد آنها (در فرمول یک ماده)
جرم مولی مواد زیر را تعیین کنید
—
* روابط جرمی- مولی
تبدیل جرم یک ماده به مول آن و برعکس بوسیله کسرهای تبدیل انجام میشود
تبدیل مولA به گرم A ?grA= amolA×(M gA)/1molA
مثال:10 مول کربن چند چند گرم از آن است؟
مثال: 0.5 مول کربن دی اکسید〖CO〗_2 چند گرم جرم دارد؟
مثال:10 مول سولفوریک اسید چند گرم جرم دارد؟ و چند مولکول سولفوریک اسید دارد؟ چند اتم هیدروژن دارد؟
مثال: تعداد اتم ها در 10 گرم سدیم با تعداد اتم ها در چند گرم آهن برابر است ؟
تبدیل گرم ماده به مول آن
مثال :5.6 گرم آهن چند مول از آن است؟
مثال:31.8 گرم سدیم کربنات چند مول از آن است ؟
مثال: 32 گرم گوگرد دی اکسیدSO_2 چند مول از آن است؟ و چند مولکول گوگرد دی اکسید دارد؟
نکته: مس در سنگهای معدن آن وجود دارد که با گرم کردن این سنگها به همراه ذغال سنگ میتوان مس را بصورت مذاب تهیه کرد.(ترکیبات سنگ معدن میتواند بصورت 〖Cu〗_2 O-〖Cu〗_2 S-CuFeS_2-………. )
درستی یا نادرستی هر یک از عبارات زیر را با بیان علت نادرستی موارد نادرست تعیین کنید
a) تعداد مولکولهای 0.5 مول آمونیاک بیشتر از 1گرم گاز هیدروژن است
b) جرم 2مول کربن دی سولفید بیشتر از 3مول آب است.
c) تعداد مولهای 48 گرم سولفوریک اسید برابر با 14 گرم گاز نیتروژن است.
d) شمار هیدروژنها در یک گرم آمونیاک بیشتر ازدو گرم آب است .
* نور
نکات:
1) نور کلیدی است که با آن میتوان رازهای آفرینش را رمز گشایی کرد.
2) دمای اجسام بسیار داغ با دماسنج تعیین نمیشود.
3) دانشمندان بوسیله دستگاه طیف سنج و پرتوهای رسیده از مواد اطلاعاتی در مورد آنها کسب میکنند
4) نور خورشید اگر چه سفید به نظر میرسد هنگام عبور از منشور تجزیه میشود و طول موج های رنگهای قرمز-نارنجی -سبز-آبی- نیلی -بنفش را در بر میگیرد
5)
6) در رنگین کمان نیز پدیده تجزیه نور بوسیله قطره های اب مشاهده میشود
7) چشم انسان قادر به دیدن گستره ی محدودی از نور است که به ان گستره مرئی میگویند که طول موج آنها در گستره ی 400 تا 700 نانومتر میباشد
8) ترتیب طول موج پرتوها بصورت زیر است
9) : گاما پرتوهای >پرتوهای ایکس>پرتوهای فرابنفش> نور مرئی> پرتوهای فروسرخ> ریز موجها > امواج رادیویی
ترتیب طول موج نور مرئی: قرمز < نارنجی < زرد < سبز< آبی< نیلی< بنفش
10) طول موج با انرژی موج و اندازه شکست نور رابطه عکس دارد بطوریکه ترتیب انرژی موجها ومیزان شکشت آنها معکوس ترتیب بالاست
11) در صورت فلکی شکارچی ستاره سمت چپ و بالا به رنگ سرخ و دمای سطح آن کم تر از دمای سطح خورشید است ، اما ستاره سمت راست و پایین به رنگ آبی و دمای سطح آن بیشتر از دمای سطح خورشید است
12) امروزه برای اندازگیری دمای اجسام داغ میتوان از دماسنج هایی استفاده کرد که بدون تماس با جسم دمای آن را تعیین میکنند یکی از این دماسنج ها ،دماسنج فروسرخ است
13) دماسنج فروسرخ با جذب امواج فروسرخ تابش شده از سطح جسم داغ ، دمای آن را مشخص میکند
* نشر نور وطیف نشری
1) نور زرد چراغهای آزاد راه ها و خیابان ها به دلیل وجود بخار سدیم در آنهاست .
2) هر یک از نورهای زیبای آتش بازی مربوط یه مواد شیمیایی خاصی در آنهاست
3) کاربرد لامپ نئون : در ساخت تابلوهای تبلیغاتی بر ای ایجاد نوشته های سرخ فام
4) بسیاری از نمکها شعله رنگی دارند بطوریکه اگرمقداری محلول نمک را با افشانه به شعله بپاشیم ، رنگ شعله تغییر میکند .
5) شعله ترکیبات یونی رنگ مخصوص خود را دارند که نور نشر شده از هر یک فقط باریکه ی بسیار کوتاهی از گستره ی نور مرئی را در بر میگیرد
6) رنگ شعله برخی ترکیبات:
7) نکته : رنگ شعله مربوط به کاتیون میباشد بنابر این برای نمکهای یک فلز رنگ یکسانی مشاهده میشود
8) نشر : فرایندی که در آن یک ماده شیمیایی با جذب انرژی ازخود پرتوهای الکترومغناطیسی گسیل میدارد
9) طیف نشری خطی: اگر نور نشر شده از یک ترکیب یونی در شعله را بوسیله منشور تجزیه کنیم دسته ای از خطوط رنگی برای هر فلز موجود در ترکیب بدست میآید که به این خطوط طیف نشری خطی میگویند
10) هر فلز طیف نشری خطی مخصوص به خود دارد و مانند اثر انگشت برای شناسایی فلز از آن میتوان استفاده کرد.
11) دانشمندان با ثبت طیف خورشید و مقایسه ان با طیف عناصر ی که در آزمایشگاه به دست آورده اند عناصر سازنده خورشید را مشخص نمودند
12) در سال 1868 میلادی با بررسی طیف نشری هنگام خورشید گرفتگی ، منجر به کشف هلیم شد .
13) در سال 1894 میلادی ویلیام رامسی شیمیدان اسکاتلندی پس از جداسازی N_2 و O_2 توانست از باقیمانده هوا ،آرگون را به عنوان نخستین گاز نجیب در سیاره ی زمین کشف کند .رامسی 1 سال بعد گاز هلیم را در نمونه های معدنی اورانیوم یافت و گاز هلیم در زمین کشف شد
کشف ساختار اتم :
مدل اتمی بور که به مدل سیاره ای نیز معروف استدارای ویژگیهای زیر است :
1) نیلز بور با مطالعه طیف نشری هیدروژن و با کمک طول موج خط های مشاهده شده در ناحیه مرئی این عنصر ، توانست در زمان خود یکی از بهترین مدل ها را برای اتم ارائه دهد
2) در مدل بور برای حرکت الکترون مدارهای دایره ای شکل در نظر گرفته شد
3) مدارهای دایره ای شکل دارای مقدار معینی انرژی میباشد که الکترون با قرار گرفتن در هریک باید مقدار انرژی آن را بپذیرد
4) انرژی مدارهابا افزایش فاصله از هسته بیشتر میشود
5) الکترون در حالت عادی در پایین ترین مدار (یا کمترین تراز انرژی ) قرار میگیرد
6) ولی وقتی به اتم انرژی داده شود الکترون با گرفتن این انرژی به مدارهای بالاتر می رود (حالت برانگیخته)
7) حالت برانگیخته ناپایدار است هنگام بازگشت الکترون به مدارهای پایین تر ازخود اختلاف انرژی دو مدار را بصورت نور تابش میکند
نکته: چون فاصله مدارها در اتمهای مختلف متفاوت است طول موجهای ایجاد شده و نورهای تابش شده برای اتمهای مختلف ، متفاوت است(در طیف نشری خطی)
ایراد مدل اتمی بور : این مدل فقط طیف نشری هیدروپن را با موفقیت توجیه کرد و برای عناصر دیگر کاربرد نداشت ولی توانست زمینه ساز مدل کاملتری برای اتم به نام مدل کوانتومی اتم شود .
مدل کوانتومی اتم : در مدل کوانتومی اتم هسته در مرکز قرار دارد و الکترون ها در لایه هایی پیرامون هسته توزیع میشوند
1) نکات:شماره هر لایه با n نشان داده میشود که عدد کوانتومی اصلی نامیده میشود
مقادیر مجاز برای
2) الکترونهای مربوط بی هرلایه بیشتر وقت خود را در فضای مربوط به آن لایه سپری میکنند (یعنی احتمال حضور الکترون در آن فضا بیشتر است)
3) الکترونها در هر لایه انرژی معینی دارند و با فاصله از هسته ، انرژی لایه ها بیشتر میشود .
4) در مدل کوانتومی ، داد و ستد انرژی هنگام انتقال از یک لایه به لایه دیگر انجام میشود . در واقع الکترون هنگام انتقال از یک لایه به لایه دیگر انرژی را بصورت پیمانه ای یا بسته ای مبادله میکند( جذب یا نشر می دهد)قطعا هنگام رفتن به لایه های بالاتر (اختلاف) انرژی جذب میشود و برعکس هنگام بازگشت الکترون از لایه بالاتر به پایین تر انرژی از دست میدهد که این از دست دادن انرژی بصورت نشر نور میباشد
5) طول موج تابش ها با انرژی آنها رابطه عکس دارد با توجه به شکل زیر:
در شکل زیر حالت پایه – حالت برانگیخته – بازگشت الکترون به حالت پایه را مشاهده میکنید
در طیف نشری خطی هیدروژن نکات زیر وجود دارد
1) تفاوت انرژی لایه ها با دور شدن از هسته کمتر میشود یعنی اختلاف انرژی لایه های 1و2 بیشتر از اختلاف انرژی بین لایه های 2و3 است
2) هر خط در طیف نشری خطی مربوط به نوری است که در نتیجه بازگشت الکترون از یک لایه بالاتر به لایه پایین تر(لایه دوم ) نشر می یابد .
3) چون تفاوت انرژی در بین لایها در اتم ها مختلف یکسان نیست بنابر این هر اتم طیف خطی نشری مربوط به خود را دارد که با طیف عناصر دیگر متفاوت است .
4) چهار خط در طیف خطی نشری هیدروژن مربوط به الکترون از لایه های بالاتر به لایه دوم است
نکته: آیا بازگشت الکترون به لایه های دیگر در هیدروژن انجام نمیشود؟
چرا این بازگشت الکترون در طیف خطی نشری هیدروژن مشاهده نمی شود ؟
توزیع الکترون در لایه ها وزیر لایه ها :
نکات مربوط به عدد کوانتومی اصلی ( )
1) مقادیر مجاز :
2) نشاندهنده شماره لایه
3) نشاندهنده تعداد زیر لایه موجود در هر لایه زیرلایه تعداد=n
4) نشاندهنده گنجایش هر لایه برای الکترون لایه هر الکترون گنجایش=〖2n〗^2
نکات مربوط به عدد کوانتومی فرعی ( )
1) مقادیر مجاز :
2) نشاندهنده شماره زیر لایه
3) نشاندهنده نام زیر لایه
4) نشاندهنده گنجایش زیر لایه
سوال:
ترتیب پر شدن زیر لایه ها
آرایش الکترونی فشرده(یا خلاصه با استفاده از گاز نجیب)
در این آرایش نماد شیمیایی گاز نجیب دوره پیش را به جای قسمتی از آرایش قرار میدهیم . مثال:
* لایه ظرفیت- الکترونهای ظرفیتی
جدول زیر را کامل کنید:
تعداد الکترون ظرفیتی
دسته
آرایش فشرده
آرایش الکترونی نوشتاری
1H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
مثال :در اتم چند لایه از الکترون اشغال شده و چند الکترون با n=3 وجود دارد؟
مثال: در اتم چند الکترون با وجود دارد
مثال : در اتم چند الکترون با وجود دارد
مثال: در اتم چند زیر لایه با وجود دارد
مثال: نسبت شمار الکترون با در اتم به تعداد الکترون با در اتم چند است
دسته عناصر وتعیین شماره دوره و گروه از طریق آرایش الکترونی
آرایش لایه ظرفیت در هر گروه بصورت:
سوال : با توجه به جدول داده شده چنند مورد از جملات زیر صحیح است؟
a) آرایش Z به 〖2p〗^4 ختم شده است
b) فلوئورو D تعداد الکترون ظرفیتی یکسانی دارند
c) زیر لایه s در منیزیم مانند A دارای یک الکترون است
d) مس با X هم گروه است .
e) سطح انرژی آخرین زیر لایه در D بیشتر از Z است
1)2 2)3 3)4 5)5
ساختار لوویس یا مدل الکترون نقطهای
در این ساختار، هسته و الکترونهای لایههای درونی به وسیله نماد شیمیایی عنصر، پیوند کووالانسی به وسیلهی جفت نقطه یا خط کوتاه و جفت الکترون ناپیوندی به وسیله جفت نقطههایی کنار نماد عنصر نشان داده میشوند.
1)در رسم ساختار لوویس در صورت امکان هیچ اتمی نباید الکترون منفرد داشته باشد.
2)در ساختارهای لوویس در صورت امکان باید عنصرها در لایهی ظرفیت خود آرایش پایدار هشتایی گاز نجیب داشته باشند به جز هیدروژن.
رسم ساختا لوویس اتمها:
*1) نماد شیمیایی اتم را مینویسیم
*2) تعداد الکترونهای ظرفیتی اتم را بصورت نقطه هایی در چهار سمت نماد اتم قرار می دهیم
گروه 1 تمایل به ایجاد یون یکبار مثبت
ترکیبات یونی اغلب بین فلزات و نافلزات ایجاد میشود .
(رسم انتقال الکترون در تشکیل ترکیب یونی)
مثال:
انتقال الکترون در ترکیب بین عناصر زیر را با رسم شکل نشان دهید
1) آلومینیوم واکسیژن
2) لیتیم و فلوئور
3) سدیم و اکسیژن
4) پتاسیم وگوگرد
* نامگذاری یونها وترکیبات یونی
فرمول نویسی ترکیبات یونی:
1-ابتدا نماد کاتیون را نوشته و سپس نماد آنیون را مینویسیم
2-بار کاتیون و آنیون را بدون علامت بصورد ضربدری به زیروند کاتیون و آنیون منتقل میکنیم
3- در صورت ساده شدن زیروندها، آنها را ساده میکنیم
مثال:
نامگذاری ترکیبات یونی:
ابتدا نام کاتیون و سپس نام آنیون رامینویسیم. مثال:
تمرین1 : ترکیبات یونی زیررا نامگذاری کنید:
—–
–
تمرین 2 : فرمول ترکیبات زیر را بنویسید.
سدیم کلرات کلسیم هیدروژن فسفات استانو فسفید کوپریک نیتریت
سدیم آزید لیتیم پراکسید کبالت اکسید
سوال : در کدام گزینه هر سه یون به آرایش یکسانی رسیده اند؟
پیوند کوالانسی
تعریف: پیوند کوالانسی پیوندی که از به اشتراک گذاشتن الکترون بین دو اتم ایجاد میشود
– این پیوند معمولا بین دو نافلز ایجاد میشود اما برخی فلزات مانندآلومینیم و بور و بریلیم نیز قادر به تشکیل این پیوند میباشند.
* ترکیبات مولکولی
* رسم ساختار لوویس عناصر
برای رسم ساختار لوویس مولکولها به ترتیب زیر عمل میکنیم*:
*1)اتم مرکزی را تشخیص داده و مدل الکترون – نقطه ای آنرا رسم می کنیم.
*2)اتم های کناری را در پیرامون اتم مرکزی قرار میدهیم و مدل الکترون – نقطه ای آنرا رسم می کنیم (برای سهولت رسم ساختار لوویس ، مدل الکترون – نقطه ای اتم های کناری را طوری رسم میکنیم که الکترونهای منفرد آنها به سمت اتم مرکزی باشد)
*3)الکترون های منفرد اتم های کناری را به الکترون های منفرد اتم مرکزی وصل میکنیم و تا حد امکان سعی میکنیم هیچ اتمی الکترون منفرد نداشته باشد.
*4) به همه اتم ها توجه میشود که به آرایش هشت تایی برسند به جز هیدروژن که به ارایش دوتایی هلیم میرسد.
برای مثال میخواهیم ساختار لوویس مولکول CH3I یدومتان (متیل یدید) را رسم کنیم:
کربن گروه 4 اصلی، ید گروه 7 اصلی و هیدروژن گروه یک اصلی است.
1) اتم مرکزی کربن و اتمهای کناری 3 هیدروژن و1 اتم ید را در اطراف کربن قرار میدهیم و ساختار لوویس آنها را رسم میکنیم
2) الکترونهای منفرد اتمهای کناری را به کربن وصل میکنیم
3) نشان دادن هر جفت نقطه (نمایانگر یک پیوند) با یک خط کوتاه
4) بررسی دوباره قاعده هشتایی در مورد تمام اتمها به استثنای هیدروژن.
=4+(1×3) +7=14 مجموع الکترونهای ظرفیتی
(2×8)+(3×2)=22 = مجموع الکترونها برای رسیدن به آرایش گاز نجیب
تعدادپیوند=(نجیب گاز آرایش به رسیدن برای الکترونهای مجموع-ظرفیتی الکترونهای مجموع)/۲
تعدادپیوند=(22-14)/2=4
اتم مرکزی در مولکولهای چند اتمی
1 – معمولا اتمی است که تعداد آن کمتر از بقیه باشد برای مثال در OF2 اتم مرکزی اکسیژن و در H2SO4 اتم مرکزی S است. 2- اگر تعداد دو عنصر برابر بود آنگاه عنصری که الکترونگاتیوی کمتری دارد یا تعداد اتصال بیشتری با آن میتوان ایجاد کرد به عنوان اتم مرکزی در نظر گرفته میشود. اتم هیدروژن که فقط یک پیوند کووالانسی برقرار میکند هیچگاه نمیتواند اتم مرکزی باشد.
جفت الکترونهای پیوندی:جفت الکترونهایی که در تشکیل پیوندکوالانسی شرکت کرده اند. این الکترونها در فضای بین دو هسته قرار میگیرند و اجازه خروج از این فضا را ندارند ، چون تحت جاذبه هسته های دو اتم هستند آزادی عمل کمتری دارندو فضای کمتری اشغال میکنند.
جفت الکترونهای ناپیوندی یا آزاد:این جفت الکترونه در پیوند کوالانسی شرکت نکرده اند و تحت جاذبه هسته اتم مربوط به خود می باشند پس آزادی عمل بیشتری دارند و فضای بیشتری اشغال میکنند.
پیوند کوالانسی داتیو یا کئوردینانسی: پیوند ی که الکترونهای به اشتراک گذاشته شده از سوی یکی از اتمها تامین شود و اتم دیگر اوربیتال خالی برای پیوند داشته باشد. این نوع پیوند حالت خاصی از پیوند کوالانسی است
نکته:در رسم ساختار لوویس مولکولها مختلف ابتدا پیوند کوالانسی معمولی رسم میشود و سپس در صورت عدم امکان رسم پیوند بصورت کوالانسی معمولی میتوان پیوند داتیو را بین اتمها در نظر گرفت
* رسم ساختار لوویس مولکولها
نکات مربوط به رسم ساختار لوویس:
1-مولکولهایی که در آنها اتمها به آرایش گاز نجیب می رسند :
مثال:
2- مولکولهایی که در آنها اتم مرکزی به آرایش کمتر از هشت تایی میرسد
مثال:
نکته: بریلیم از گروه 2 با تشکیل دو پیوند کوالانسی بدون رسیدن به آرایش هشت تایی ترکیب پایدار ایجاد می کنند.
نکته: اتمهای بور و آلومینیوم از گروه 13 با تشکیل سه پیوند و بدون رسیدن به آرایش هشت تایی ترکیب پایدار ایجاد میکنند.
نکته:در برخی مولکولها اتم مرکزی تعدادپیوند کوالانسی بیشتری نسبت به اوربیتالهای تک الکترونی خود دارند، مثلا در بریلیم اوربیتال تک الکترونی وجود نداردولی مولکول را داریم. برای توجیه ساختار این مولکول میتوان چنین فرض کرد که
این اتمها با گرفتن انرژی برخی الکترونهای جفت خود را در همان تراز انرژی به اوربیتالهلی خالی میفرستند، به این حالت برانگیختگه شدن میگویند
3-مولکولهایی که اتم مرکزی به آرایش بیش از هشت تایی می رسد.
مثال:
نکته : در تمام این مولکولها برانگیختگی اتفاق افتاده است زیرا تعداد اتمهای کناری بیشتر از تعداداوربیتالهای تک الکترونی است.
4- مولکولهایی که دارای تک الکترون روی اتمها هستند.
مثال:
نکته: تعداد پیوند های کوالانسی در حالت معمولی برای گروهها بصورت زیر است:
گروه 13 سه پیوندکوالانسی
گروه 14 چهارپیوند کوالانسی
گروه 15 سه پیوند کوالانسی
گروه 16 دو پیوند کوالانسی
گروه 17 یک پیوند کوالانسی
ساختار لوویس
فرمول
ساختار لوویس
فرمول
39