نظریات و تعاریف در شیمی - آکا

در این مقاله از سایت آکاایران مطلبی در مورد نظریات و تعاریف در شیمی ارائه شده است ، همچنین برای مشاهده مقالات بیشتر در دسته از سایت علمی آکاایران مقالات بیشتری را مشاهده نمایید

علم شیمی چیست؟

علم شیمی در واقع مطالعه رابطه میان ساختار وخواص ماده است و ماده یعنی همه چیز. علم شیمی به تحقیق در باره تغییرات ماده نیز می پردازد مثلاًسوختن چوب یک تغییر کاملاًشناخته شده در ماده است وقتی چوب در اکسی c می سوزد کربن دی اکسید واب تولید می شود و به همراه ان انرژی به صورت گرما و نور بوجود می آید . بیشتر انچه که درباره ی علم شیمی صورت می گیرد به تولید و مصرف انرc حاصل ازتغییرات شیمیایی مربوط می شود .

چگالی

اندازه گیری علمی متداول دیگر چگالی است . چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم است . برای اندازه گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم وهم حجم آن را اندازه گیری کنیم . حجم یک جسم جامد را می توانیم با ترازو اندازه کنیم . حجم یک جسم جامد را می توانیم به راه های گوناگون اندازه بگیریم . مثلاً برای بدست آوردن حجم یک مکعب اندازه یک ضلع ان را به توان 3 می رسانیم . برای تعیین حجم یک مکعب اندازه یک ضلع آن را . طول – عرض و ارتفاع ان را در هم ضرب می کنیم . عرض وارتفاع صرفاً نا م های دیگری برای طول است . حجم یک مایع را می توانیم با ظروف شفاف مدرجی که واحد های حجم را نشان می دهد اندازه بگیریم . در ازمایشگاه معمولاً برای اندازه کیری حجم مایعات از استوانه مدرجی استفاده می کنند . برای اندازه گیری چگالی مایعات و جامدات حجم معمولاً بر حسب سانتی متر مکعب اندازه گیری می شود در این صورت چگالی بر حسب گرم به سانتی متر مکعب بیان می شود . بنا بر این واحدهاییکه برای بیان چگالی به کار می رود واحدهای فرعی هستند.

مردم گاهی می گویند سرب سنگین تر از پراست. اماد یک گونی بزرگ پر از پر سنگین تر از یک ساچمه سربی است . برای بیان دقیق باید بگوئیم چگالی سرب بیشتر از چگالی پر است . تغییرات دما سبب تغحم جسم می شود بنا بر این با تغییر دما چگالی یک ماده تغییر می کند .

اندازه گیری تغییرات انر‍ژی

گرما سنج وسیله ای است که برای اندازه گیری گر مای آزاد شده یا جذب شده در تغییرات فیزیکی و شیمیایی به کار می رود چند نوع گرما سنج وجود دارد . غالباً برای اندازه گیری گرمای ازاد شده یا گرمای جذب شده در یک واکنش شیمیایی از نوع گرما سنج حاوی آب استفاده می شود .گرمای حاصل از واکنش شیمیایی در اتاقک گرما سنج سبب تغییر دمای آب موجود در گرما سنج می شود . تغییر دمای آب برای اندازه گیری گرمای جذب شده یا آزاد شده در واکنش به کار می رود.

انرژی

تغییرات فیزیکی و شیمیایی همیشه با انتقال انرژی بین یک سیستم و محیط آن همراه است خواه بصورت کار باشد یا بصورت گرما . انرژی بر حسب ژول اندازه گیری می شود در وا کنش گرما گیر انرژی جذب و در واکنش گرما زا انرژی آزاد می شود . در گرمای ویژه یک ماده خالص مقدار گرمایی است که دمای g از آن ماده را سانتی گراد بالا ببرد گرمای ویژه ی آب j1g 4.184 است . انرژی انتقال یافته به هنگام تغییر دمای ماده با معادله (Cp) ( ) (m) =g محاسبه می شود.

ساختار سلولی اتم

در کوشش هایی که برای بهبود مدل اتمی به عمل می آورید خواهید دید که مرز بین ماده و انرژی زیاد روشن نیست . معلوم شده است که انرژی تابشی بسیاری از خواص ذرات را دارد و ذرات کوچک ماده نیز ویژگی های حرکت موجی از خود آشکار
می سازد.

اندازه حرکت

حاصلضرب جرم در سرعت یک جسم اندازه حرکت ان جسم است که معادله آن به صورت MV=P است . M جرم Vسرعت وp نماد اندازه حرکت است . توجه کنید که سرعت نه تنها تندی بلکه جهت حرک را نیز شامل می شود زیرا سرعت یک کمیت برداری است .

تئوری کوانتومی

لحضه ای در باره ی رفتار شیمیایی گاز نئونبا عدد اتمی 10 وفلز سدیم با عدد اتمی 11بیندیشید . گاز نئون با آب یا با اکسیژن هوا واکنش نمی دهدولی فلز سدیم با آب وهمچنین اکسی..ن هوا به شدت واکنش می دهد . رفتار اتم سدیم تغییر یافته بر اثرواکنش شیمیایی بیشتر به گاز نئون شباهت دارد تا به فلز سدیم . کلید فهم این رفتار در این واقعیت نهفته است که رفتار شیمیایی یک اتم از روی تعداد و آرایش الکترونها دراطراف هسته اتم تعیین می شود . تعداد و آرایش الکترونها در سدیمی که دچار تغییر شیمیایی شده مانند نئون است . بنا براین ادامه اصلاح فهم ما از ساختار اتمی حائز اهمیت است .

هیدرات ها

مواد مرکب بسیاری وجود دارند که از یک محلول آبی متبلور می شوند و به هنگام تبلور تعدادی ملوکول آب به یونها یا مو لکول های آنها می چسبند و جزئی از بلور
می شوند . این مواد را هیدرات می نامند . معمولاًدر هیدرات ها مقدار آب به مقدار مادهی مرکب خاصی دارد . برای نوشتن فرمول هید راتها تعداد مولکولهای آب متصل به ماده مرکب را به دنبال فرمول عادی ماده مرکب پس از گذاشتن یک نقطه می نویسد . مثلاً 5H2O . 4cuso فرمول هیدرات مس (I I) سولفات پنج مولوکول آب دارد . نام این ماده مرکب مس (I I) سولفات پنتاهیدرات است .

نام این گونه مواد مرکب درست مانند مواد مرکب معمولی است با این تفاوت که عده ی مولوکولهای آب را شامل می شود یعنی بدنبال نام معمولی واژه ی هیدرات با پیشوندی می آید که نسبت به مولی آب و ماده مرکب را مشخص میکند .
شعاع اتم

چنان چه به جدول تناوبی از بالا به پایین نگاه کنیم هر تناوب عدد کوانتومی اصلی جدید و بالاتر را نشان می دهد با افزایش عدد کوانتومی اصلی اندازه ابرالکترونی افزایش می یابد . بنا بر این اندازه اتم ها در هر گروه از بالا به پایین در جدول افزایش می یابد . شیمیدانان را با شعاع آنها بیان می کند . شعاع یک اتم بدون توجه به اتم های اطراف آن شعاع اتمی نامیده می شود . در طول جدول تناوبی عدد کوانتومی اصلی تمام اتم ها در یک تناوب یکسان است . با توجه به این موضوع ممکن است انتظار داشه باشید که تمام اتم ها در یک تناوب دارای اندازه مشابهی باشند . اما بار مثبت هسته در یک تناوب برای هر عنصر نسبت به عنصر قبلی به اندازه یک پروتون افزایش می یاند . در نتیجه ابر الکترون بیرونی اندکی بیشتر به سمت هسته کشید. می شود از این رو اندازه اتم ها عمدتاً از چپ به راست در طول یک تناوب اندکی کاهش می یابد.

شعاع های یون ها

به طور کلی وقتی اتم ها با یکدیگر متحد می شوند وماده مرکب تشکیل میدهند این ماده این ماده مرکب از اتم های مجزا پدیدارتر است . واکنش بین سدیم و کلر را در نظر بگیرید . اتصال الکترون بیرونی S 3 را در اتم سدیم سست است . وقتی اتم های کلر و سدیم با هم واکنش میدهند اتم کلر الکترون بیرونی بیرونی اتم سدیم را می گیرد . یون سدیم به دست آمده اکنون یازده پروتون وده الکترون دارد بنا بر این بارآن 1+ است . دو دلیل وجود دارد که که چرا یون سدیم کوچکتر از اتم سدیم است نخست این که هسته ی بار دار مثبت تعداد الکترونهای کمتری را جذب

می کند دوم اینکه با جدا شدن الکترون 3S یون حاصل اکنون دورتر از الکترونی دارد در حالی که در اتم سدیم سه تراز الکترونی وجود داشت . یون سدیم تراز بیرونی جدیدی ( 6P3 S22 ) دارد که همانند تراز بیرونی گاز بخیت نئون است . یاد آور
می شود که آرایش الکترونی گاز بخیت پلیداری خاصی دارد زیرا در گازهای بخیت تراز انرژی بیرونی کامل است.

تمایلات واکنشها

می دانیم که وقتی اتم ها ترکیبات شیمیایی تشکیل می دهند پاره ای از آنها تمایل دارند الکترون از دست بدهند وبه یون مثبت تبدیل می شوند. در حالی که پاره ی دیگر تمایل به گرفتن الکترون وتشکیل یون منفی دارند صیر واکنشها وخواص محصولات به طور عمده به تمایلات اتم های واکنش دهنده برای بدست آوردن یا از دست دادن الکترون بستگی دارد .اکنون می خواهیم ماهیت تناوبی این تمایلات اتمی را برسی کنیم در فصل های بعد جاذبه یک اتم نسبت به الکترون ها را بعنوان عامل تعیین کننده در نوع پیوندی که بین اتم ها در یک مادهی مرکب تشکیل میشود برسی خواهیم کرد.

انرژی نخستین یونش

انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یک اتم می نامیم . مدلی که از اتم ارائه دادیم تا حدی روی اندازه گیری انرژی برای جدا کردن سست کردن الکترون از یک اتم توسعه یافته است . این انرژی انرژی نخستین یونش ان عنصر نامیده می شود و برحسب کیلوژول برمول (KJ/MOL)اندازه گیری می شود.انرژی نخستین یونش هشتادوهفت عنصر در شکل 6-10 به صورت نمودار نشان داده شده است. توجه کنید که انرژی نخستین یونش مانند بسیاری از خواص دیگر عناصر یک خاصیت تناوبی است . در واقع انرژی های نسبی نخستین یونش دو عنصر را

می توان با توجه به مکان های آنهادر جدول تناوبی پیش گویی کرد به طور کلی انرژی نخستین یونش در هر ردیف افقی یا تناوب با افزایش عدد افقی افزایش

می یابد درهرستون یا گروه انرژی نخستین یونش با افزایش عدد اتمی به تدریج کاهش می یابد . برای مثال به کاهش تدریجی انرژی نخستین یونش در خوانوار فلزات قلیایی از لیتیم تا توجه کنید همین نظام در خانواده گازهای بخیت مشاهده

می شود

انرژی های یونش چند گانه

با جدا شدن الکترون های بیشتری از یک اتم می توانیم سایر انرژی های یونش یک اتم را اندازه بگیریم . این اندازه گیری ها همان مدرکی ی را برای ساختار اتم بدست
می دهند که با انرژی نخستین بدست آوریم برای مثال انرژی دومین یونش آلمینیوم حدود 3 برابر انرژی نخستین یونش آن است . انرژی سومین یونش حدود یک و نیم برابر انرژی دومین یونش است . الکترونهای دوم و سوم هردو در یک تراز فرعی هستند با این همه انرژی یونش الکترون سوم بیشتر است زیرا با برداشتن الکترون ها بار مثبت هسته ثابت می ماند در نتیجه الکترون های باقی مانده در اتم آلمینیوم اتصال محکم تری پیدا می کند . انرژی چهارمین یونش حدود چهار برابر یونش سوم است.


آموزش و پرورش خراسان

نظریات و تعاریف در شیمی گردآوری توسط بخش مقالات شیمی سایت آکاایران

اخبار اکاایران

اخرین مطالب آکاایران

تبلیغات