|
شیمی |
||||||||||||||||||
      |
||||||||||||||||||
|
|
|
 |
||||||||||||||||
 انرژی تفکیک پیوند- هومولیز(تفکیک جور) و هترولیز(تفکیک ناجور) نوشته شده در یکشنبه نوزدهم اسفند 1386 ساعت 20:8 به هنگام ترکیب اتمها با یکدیگر و تشکیل مولکول، انرژی آزاد می شود. برای شکستن مولکول به اتمهای سازنده ی آن، همین مقدار انرژی باید مصرف شود.مقدار انرژی مصرف شده یا آزاد شده به هنگام شکستن یا تشکیل یک پیوند را انرژی تفکیک پیوند، می نامند.این انرژی از ویژگیهای هر پیوند است.این انرژیها از پیوندهای ضعیف تا پیوندهای قوی بسیار تغییر میکنند.گرچه مقادیر پذیرفته شده ممکن است با بهبود کیفیت روشهای تجربی تغییر کنند، راستای تغییر آنها بسیار مشخص است. یک مولکول با شکستن به دو اتم یا یک اتم تبدیل میشود به این ترتیب هر یک از دو الکترون تشکیل دهنده ی پیوند کووالانسی بر روی یکی از تکه ها منتقل میشود؛ این نوع شکستن پیوند را هومولیز یا تفکیک جور می نامند.به واکنشهایی که در آنها شکستن پیوند به گونه ای متفاوت صورت میگیرد هترولیز یا تفکیک ناجور میگویند. در هترولیز هر دو الکترون پیوندی بر روی یک تکه منتقل میشوند. . هترولیز: هر دو الکترون بر روی یک تکه A:B A + :B نوشته شده توسط
فاطمه | پیوند کووالانسی نوشته شده در سه شنبه چهاردهم اسفند 1386 ساعت 21:9 برای تشخیص یک پیوند کووالانسی دو اتم را بیاد در وضعیتی قرار داد که اوربیتال یکی با اوربیتال دیگری همپوشانی کند؛ هر اوربیتال باید یک الکترون داشته باشد. وقتی این کار انجام می شود؛ دو اوربیتل اتمی در هم می آمیزند و یک اوربیتال پیوندی که به وسیله ی هر دو الکترون اشغال می شود, تشکیل می شوند. دو الکترونی که یک اوربیتال پیوندی را اشغال می کنند, باید داری اسپینهای مخالف باشند, یعنی باید جفت شده باشند. هر الکترون بیاد به تنهایی تمام اوربیتال پیوندی را در اختیارمی گیرد و بنابراین, می توان تصور کرد که به هر دو هسته "تعلق" دارد. این نوع آرایش الکترونها و هسته ها انرژی کمتری دارد-یعنی, پایدارر از آرایش الکترونها و تمها در اتمها مجزاست؛ در نتیجه, تشکیل پیوند با آزاد شدن انرژی همراه است. مقدار انرژی آزاد شده ( به ازاء هر مول) به هنگام تشکیل یک پیوند ( یا مقدار انرژی لازم برای شکستن این یپوند) را انرژی تفکیک پیوند می نامند. در مورد یک جفت اتم معین, هر اندازه همپوشانی اوربیتالهای اتمی بیشتر باشد , پیوند تشکیل شده محکم تر است. استحکام پیوند کووالانسی افزایش جاذبه ی الکترواستاتیکی سر چشمه می گیرد . در اتمهی مجزا, هر الکترون بوسیله ی یک هسته ی مثبت جذب یم شود- و آن را جذب می کند ؛ در ملکول, هر الکترون بوسیله ی دو هسته ی مثبت جذب می شود. این مفهوم "همپوشانی" بین اوربیتالهای اتمی و اوربیتالهای پیوندی یک پل تخیلی به وجود می آورد. همپوشانی اوربیتال های اتمی به این معنی است که اوربیتال پیوندی همان محدوده ای را در فضا اشغال می کند که پیش از این بوسیله ی هر دو اوربیتال اتمی اشغال شده بود . در نتیجه, یک الکترون از یک اتم می تواندذ , تا اندازه یا قابل توجه, در همان محل مناسب پیشین, نسبت به هسته ی "خود" باقی بماند و در عین حال , محل نسبتا مناسبی را نیز نسبت به هسته ی دوم اشغال کند؛ البته این مطلب در مورد الکترون دیگر نیز درست است. اصل همپوشانی بیشینه, که برای نخستین بار در سال 1931 به وسیله ی لینوس پولینگ (linus pauling) (در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا) عنوان شد, از نظر اهمیت در فهم ساختار مولکولی, فقط کمی پایین تر از اصل طرد رده بندی شده است. هر پیوند کووالانسی دارای طول و استحکام مشخصی است.
نوشته شده توسط
فاطمه | اوربیتالهای مولکولی نوشته شده در دوشنبه سیزدهم اسفند 1386 ساعت 8:39 در مولکولها، مانند اتمهای مجزا، الکترونها اوربیتال ها را بر طبق همان قواعد پیشین میکنند. این اوربیتال های مولکولی را به صورت متمرکز در اطراف چندین هسته و شاید در بر گیرنده ی تمامی مولکول، در نظر میگیرند؛ توزیع هسته ها و الکترونها به صورتی است که پایدارترین مولکول ممکن از آن نتیجه شود. برای آنکه معادله های پیچیده ی ریاضی بیشتر قابل استفاده باشند، معمولاً از دو فرض ساده کننده بهره میگیرند:(الف)هر جفت الکترون اساساً در نزدیکی دو هسته مستقرمی شود، و(ب) شکل این اوربیتال های مولکولی مستقر و موضع آنها نسبت به یکدیگر، به صورت ساده، وابسته به شکل و موضع اوربیتال های اتمی در اتمهای سازنده است. تصور اوربیتالهای مستقر- یا آنچه که ما آن را اوربیتالهای پیوندی می نامیم- ظاهراً فکر بدی نیست زیرا این روش تقریب، از دیدگاه ریاضی، در مورد بیشتر مولکولها (ولی نه همه ی آنها) موفقیت آمیز است. افزون بر این این تصور همردیف با مفهوم کلاسیک شیمیدانها در مورد پیوند به عنوان نیرویی که بین دو اتم وجود دارد و تقریباً مستقل از باقی مانده مولکول عمل میکند، قرار میگیرد؛ تصادفی نیست که این مفهوم به گونه ای شگفت انگیز به مدت یک سال کارایی مطلوب داشته است. نهایتاً مولکولهایی که بطور استثنایی، فرمولهای کلاسیک در مورد آنها کارایی ندارد، همان مولکولهایی هستند که روش اوربیتال مولکولی مستقر نیز در مورد آنها کارایی ندارد. فرض دوم بسیار منطقی است. این فرض به اندازه ای سودمند بوده که هر زمان لازم باشد، اوربیتالهای اتمی از انواع معین اختراع می شود تا این فرض همچنان معتبر باقی بماند. نوشته شده توسط
فاطمه | آرایش الکترونی- اصل طرد پائولی نوشته شده در یکشنبه دوازدهم اسفند 1386 ساعت 22:55 تعدادی قاعده وجود دارد که چگونگی توزیع الکترونها را در یک اتم تعیین می کند، یعنی تعیین کننده ی آرایش الکترونی یک اتم است. اساسی ترین این قواعد اصل طرد پائولی است: فقط دو الکترون می توانند یک اوربیتال اتمی را اشغال کنند و برای این منظور، این دو الکترون باید اسپین های مخالف داشته باشند. میگویند این دو الکترون، با اسپین های مخالف، جفت شده اند. الکترونهای با اسپین یکسان تمایل دارند، تا آنجا که امکان داشته باشد، از یکدیگر فاصله بگیرند. این تمایل مهمترین عامل در تعیین شکل و خواص مولکولهاست. اصل طرد در سال 1925 بوسیله ی ولف گانگ پائولی(از انستیتو فیزیک تئوری،هامبورگ، آلمان) پیشنهاد شد و آن را بنای شیمی لقب داده اند. نوشته شده توسط
فاطمه | مکانیک کوانتومی-اوربیتال های اتمی نوشته شده در یکشنبه دوازدهم اسفند 1386 ساعت 22:50 در سال 1926، تئوری مشهور به مکانیک کوانتومی پا به عرصه ی ظهور گذاشت و به صورتی که برای شیمیدان ها مؤثر باشد، بوسیله ی اروین شرودینگر(از دانشگاه زوریخ) بسط داده شد. او عبارت های ریاضی را برای توصیف حرکت یک الکترون، با تکیه بر انرژی آن، حل کرد. این عبارتهای ریاضی را معادله های موج می نامند، زیرا بر این مفهوم که الکترون ها خواصی نه فقط ذره ای، بلکه موجی نیز از خود بروز می دهند، تکیه دارند. یک معادله موج، یک سری راه حل دارد که تابع های موج نامیده می شوندو هریک با یک تراز انرژی متفاوت برای الکترون تطبیق می کند. اجرای عملیات ریاضی، حتی برای ساده ترین سیستم ها، به اندازه ای وقت گیر است، که در حال حاضر فقط راه حل های تقریبی را می توان به دست آورد- البته کامپیوترهای فوق سریع روزی این واقعیت را تغییر خواهند داد. حتی در شرایط موجود،مکانیک کوانتومی پاسخ هایی به دست می دهد که با واقعیت ها به خوبی سازگارند و امروزه به عنوان سودمندترین روش برای درک ساختار اتمی و مولکولی پذیرفته شده است. «مکانیک موجی با عمیق ترین سطح ممکن، به ما نشان داده است که چه رخ می دهد...مکانیک موجی از افکار شیمیدان تجربی سوده برده- افکار تراوش کرده از ذهن کسانی که عمر خود را در آزمایشگاه ها سپری کرده اند و به ذهن خود اجازه داده اند بر واقعیت هایی که یافته اند، فعالانه تکیه داشته باشند- و نشان داده است که چگونه این واقعیت ها با هم جور در می آیند. چگونه همگی از منطقی واحد پیروی می کنند؛و چگونه می توان این رابطه پنهانی موجود میان آنها را آشکار کرد.»سی.ا.کولسون C.A.Coulson ، لندن،1951. و اما به این مطلب توجه کنیم: اوربیتال های اتمی یک معادله موج دقیقاً نمی تواند به ما بگوید که یک الکترون د یک لحظه ی معین در کجاست، یا با چه سرعتی حرکت می کند؛ این معادله به ما امکان نمی دهد که مدار مشخص و دقیقی برای الکترون در اطراف هسته رسم کنیم. بجای آن، احتمال یافتن الکترون را در یک مکان معین به ما میگوید. ناحیه ای از فضا را که احتمال یافتن الکترون وجود دارد، اوربیتال می نامند. انواع گوناگونی از اوربیتال وجود دارد که شکل و اندازه های متفاوتی دارند و به شکل های ویژه در اطراف هسته آرایش می گیرند. نوع اوربیتالی که یک الکترون اشغال میکند، به انرژی الکترون بستگی دارد. شکل این اوربیتال ها و آرایش آنها نسبت به یکدیگر برای ما اهمیت ویژه ای دارد زیرا شکل و آرایش اوربیتال ها آرایش فضایی اتم ها را در یک مولکول تعیین می کند- یا دقیقتر، می توان تصور کرد که تعیین کننده است- و حتی رفتار شیمیایی آن را زیر کنترل دارند. بهتر است الکترون را به صورت لکه ای که ابر تشکیل می دهد،تصویر کنیم. تصور ما از این ابر مانند نوعی عکس مات است که از حرکت سریع الکترون گرفته شده باشد. شکل این ابرهمان شکل اوربیتال است. این ابریکنواخت نیست، بلکه در منطقه هاییی که احتمال یافتن الکترون در آنها بیشتر است، یعنی در مناطقی که درآنجا میانگین بار منفی، یا چگالی الکترونی یبشتر است، متراکمتر است.
نوشته شده توسط
فاطمه | اثر گلخانه ای نوشته شده در یکشنبه دوازدهم اسفند 1386 ساعت 8:28 در دهه ی 1980 دنیا متوجه خطر گرم شدن کره ی زمین ناشی از اثر گلخانه ای شد .در اینجا مقصر اصلی یک فرآورده جانبی زیان آور نیست بلکه یک فرآورده اجتناب ناپذیر از سوختن هیدروکربن یعنی : کربن دی اکسید است. اتمسفر زمین دارای چندین گاز است که مانند شیشه در گلخانه عمل میکند.این گازها در برابر نور مرئی خورشی شفاف اند و اجازه میدهند نور از آنها عبور کند و در پایین به زمین برسند,ولی نور فرابنفش منتشر شده به سوی زمین را بدام می اندازد و به گرما تولید میکند ."گازهای گلخانهای" اصلی عبارتند از cfc ,کلروفلوئورو کربنها,متان و از همه مهم تر کربن دیو اکسید ,امروزه غلظت کازهای کلخانه ای به دو علت در حال زیاد شدن است و هر دو علت از تکنولوژی پیشرفته ناشی میشود : ساخت کلرو فلوئورو کربنها که هرگز پیش از این روی سیاره ی ما سابقه نداشته است ,و سوزندن سوخت هی فسیلی با سرعتی سرسام آور که باز هم رو به افزایش است .اگر این روند متوقف نشود,پیش بینی میشود که دمای کره ی زمین همچنان بالا و بالاتر رود. گرم شدن کره ی زمین ممکن است تغییراتی شدید در وضع آب و هوا با نتایجی ویرانگر نظیر :تغییر جهت باد های فصلی,به وجود آمدن وگسترش صحرا ها ,دگرگون شدن رودن براداشت فرآورده های کشاورزی؛ رشد جمعیت و گرسنگی ؛ذوب شدن دماغه های یخی قطبها؛ بالا آمدن سطح آب دریاها و زیر اب رفتم مناطق وسیعی از زمین و بسیاری از شهر های بزرگ و پر اهمیت را به دنبال داشته باشد.را حل مسئله کلروفلوئوروکربنها-در اصل,ولی نه در عمل- ساده است: توقف ساخت آنها . (دلایل قانع کننده تر دیگری نیز برای انجام این کار وجود دارد: موضوع از بین رفتن لایه ی اوزون)ولی نمیتوان ترکیب های کربن را سوزاند بدون آنکه کربن دی اکسید تولید شود و روش زندگی ما بر سوزاندن هیدروکربنها متمرکز شده است . روشن است که باید در جستجوی منبع تولید انرژی دیگری باشم.  نوشته شده توسط
فاطمه | نظریه ساختاری نوشته شده در شنبه یازدهم اسفند 1386 ساعت 11:22 تئوری ساختاری چهار چوب افکاری است که نشان می دهد چگونه اتم ها کنار هم جمع میشوند و مولکول ها را می سازند. تئوری ساختاری درباره ی چگونگی ترتیب اتصال اتمها به یکدیگر، و درباره ی الکترونهایی که اتمها را به یکدیگر متصل نگه می دارد، بحث می کند. تئوری ساختاری درباره ی شکل و اندازه ی مولکول هایی که از این اتمها تشکیل می شود و درباره ی چگونگی توزیع الکترون ها بر روی آنها بحث می کند. یک مولکول را اغلب با یک تصویر یا یک الگو- و گاهی با چندین تصویر و چندین الگو- نمایش می دهند. هسته های اتمی را با حروف یا گلوله های پلاستیکی و الکترون های پیوند دهنده ی آنها را با خطوط یا نقطه یا رابط های پلاستیکی نشان می دهند. این تصاویر و الگوهای خام هنگامی سود مندند که آنچه را که میخواهند به ما بگویند، بفهمیم. اگر این تصاویر والگوها، با تکیه بر تئوری ساختاری تبیین شوند، اطلاعات زیادی درباره ی ترکیبی که مولکول هایش به وسیله آنها نمایش داده می شوند، در اختیار می گذارند. نوشته شده توسط
فاطمه | شیمی آلی نوشته شده در پنجشنبه نهم اسفند 1386 ساعت 19:40 شیمی آلی،شیمی ترکیب های کربن است. واژه ی غلط انداز آلی باقی مانده از روزگاریست که ترکیب ها ی شیمیایی را بسته به اینکه از چه محلی منشا گرفته باشند، به دو طبقه آلی و غیر آلی تقسیم می کردند. ترکیب های غیر آلی ترکیب هایی بودند که از منابع گیاهی یا حیوانی،یعنی از مواد تولید شده بوسیله اورگانیسم ها یزنده به دست می آمدند. در حقیقت تا حدود سال 1950،بسیاری از شیمی دانها تصور می کردند که ترکیبهای آلی باید از اورگانیسم های زنده بوجود آیند و در نتیجه هرگز نمی توان آنها را از مواد غیر آلی تهیه کرد. ترکیبهایی که از منابع آلی به دست می آمدند، یک چیز مشترک داشتند:همه ی آنها دارای عنصر کربن بودند.حتی بعد از آنکه روشن شد این ترکیبها الزاماً نباید از منابع زنده بدست آیند، بلکه می توان آنها را در آزمایشگاه نیز تهیه کرد،بهتر آن دیدند که برای توصیف آنها و ترکیب هایی مانند آنها، همچنان از واژه ی آلی استفاده کنند.تقسیم ترکیبها به غیر آلی و آلی تا به امروز همچنان محفوظمانده است. شمار ترکیبهای کربن دارچندین برابر کربن هاییست که کربن ندارند. این ترکیب های آلی را به خانواده هایی تقسیم می کنند که معمولاًدر ترکیبهای غیر آلی، همانندی برایشان وجود ندارد. بعضی از مولکول های شناخته شده ی آلی هزاران اتم دارند و آراتیش اتم ها حتی در مولکول های نسبتاً کوچک ممکن است بسیار پیچیده باشد. یکی از دشواری های اساسی شیمی آلی، یافتن چگونگی آرایش اتم ها در مولکول ها یعنی تعیین ساختار این ترکیب هاست. در سال 1854 اگوست ککوله وقتی در لندن سوار بر اتوبوس بود دریافت که در کربن ویژگی خاصی وجود دارد که میتواند ترکیبهای زیادب تشکیل دهد: «در یک شب زیبای تابستان، طبق معمول با آخرین اتوبوس از طریق خیابان های سوت و کور شهر که در ساعت ها یدیگر پر از جنب و جوشند از بیرون به خانه بازمی گشتم. در عالم خیال احساس کردم که اتم ها در برابر چشمانم جست و خیز می کنند...بارها دیدم که چگونه دو اتم کوچک به یکدیگر پیوند می خورند و یک جفت تشکیل می دهند، چگونه یک اتم بزرکتر دو اتم کوچک تر را به خود میگیرد؛ چگونه اتم های باز هم بزرگتر سه یا چهار اتم کوچکتر را نگه می دارند؛ و این مجمو عه ها در رقص گیج آور می چرخیدند. می دیدم که چگونه اتم های بزرگ تر زنجیر تشکیل می دهند...بخشی از شب را برای انتقال دست کم خلاصه این شکل های خیالی به روی کاغذ سپری کردند»-اگوست ککوله، 1890 شیمی آلی در زیست شناسی و پزشکی نقش اساسی دارد. گذشته از آب، اورگانیسم های زنده بیشتر از ترکیب های آلی ساخته شده اند؛ مولکول های «زیست شناسی مولکولی » همان مولکول های آلی هستند. زیست شناسی، در سطح مولکولی همان شیمی آلی است. نوشته شده توسط
فاطمه | |
|
|||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
