شهلا رحمانی :: انجمن شیمی استان آذربایجان غربی

مدل اتمی شرودینگر(مدل کوانتومی اتم) ( با تأکید بر خصلت موجی):
در سال ١٩٢٦ اروین شرودینگر فیزیکدان مشهور اتریشی بر مبنای رفتار دو گانه ی الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن مدلی برای اتم پیشنهاد داد . وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره ای شکل از حضور الکترون در فضایی سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان آورد. او پس از انجام محاسبات بسیار پیچیدهء ریاضی نتیجه گرفت همان گونه که برای مشخص کردن موقعیت یک جسم در فضا به سه عدد ( طول وعرض و ارتفاع ) نیاز است برای مشخص کردن هر یک ازاوربیتال های یک اتم نیز به چنین داده هایی نیاز داریم . شرودینگر به این منظور از سه عدد n وl و ml استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می شوند.
n که عدد کوانتومی اصلی گفته می شود، همان عددی است که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی در مدل خود به کار برده بود. در مدل کوانتومی به جای ترازهای انرژی از واژهء لایه های الکترونی استفاده می شود و n سطح انرژی را معین می کند. n=1 پایدارترین لایهء الکترونی را نشان می دهد و هر چه n بالاتر رود سطح انرژی لایه ی الکترونی افزایش می یابد. پیرامون هستهء اتم حداکثر هفت لایهء الکترونی مشاهده شده است

اوربیتال:
اوربیتال فضای سه بعدی در اطراف هسته است که احتمال حضورالکترون دراونجا زیاده(بیش از9۰ درصد) پس به مناطقی در اطراف هسته که احتمال حضور الکترون اونجا زیاده میگیم اوربیتال.
اتم ها چندین اوربیتال دارن. ما اگرچه نمیتونیم محل دقیق الکترون ها رو در اطراف هسته بدونیم اما میتونیم بگیم تو کدوم اوربیتال اتم قرار دارن.
همون طور که برای مشخص کردن موقعیت یک شیئ در فضا به سه عدد (طول و عرض و ارتفاع) نیاز داریم. برای مشخص کردن موقعیت هر الکترون در اطراف هسته هم (نشون دادن اوربیتالی که الکترون اون تو قرار داده) به داده هایی نیاز داریم. شرودینگر برای این کار سه عدد n ، l ، ml رو پیشنهاد داد.
در مدل کوانتومی اتم اینطور تصور میکنیم که در اطراف هستهء اتم یک سری "لایه های الکترونی" وجود داره .هر لایهء الکترونی خودش شامل یک یا چندین "زیر لایه" هست و و زیر لایه ها هم از یک یا مجموعه ای از "اوربیتال ها" تشکیل شدن. پس وقتی ما میخوایم آدرس یه الکترون رو مشخص کنیم اول باید بدونیم تو کدوم لایه الکترونی قرار داره بعد بدونیم تو کدوم زیر لایه است و بعد از پیدا کردن زیر لایه مشخص کنیم اوربیتال مورد نظر ما کدوم یک از اوربیتال های داخل اون زیر لایه است.
لایه های الکترونی با عدد n (عدد کوانتومی اصلی) نشون داده میشن.
زیرلایه ها با عدد l (عدد کوانتومی اوربیتالی) نشون داده میشن.
اوربیتال های داخل هر زیر لایه با عددml(عدد کوانتومی مغناطیسی) نشون داده میشن.
الکترون ها هم داخل همین اوربیتال ها قرار دارن!
برای درک بهتر مفهوم لایه و زیر لایه و اوربیتال ها میتونیم اتم رو به یک هتل( از نوع 5 ستاره ) تشبیه کنیم.
هتل ما از چندین طبقه تشکیل شده (مثل اتم که از چندین لایه الکترونی تشکیل شده.)
در هر طبقهء هتل چندین اتاق وجود داره(در هر لایه الکترونی یک یا چندین زیر لایه وجود داره)
در هر اتاق یک یا چند کمد دو نفره(با این دونفره بعدا کار داریم) وجود داره( در هر زیر لایه یک یا چندین اوربیتال وجود داره)
خب وقتی شما بخواید نشونی یکی از کمد های داخل هتل رو به یک نفر بدین باید چی کار کنین؟ به عنوان مثال باید بگید: برو به طبقه 2... داخل اتاق شماره 1... کمد شماره ی 3...
برای مشخص کردن آدرس یک اوربیتال در اتم هم به همین صورت اول باید مشخص کنیم
در کدوم لایه قرار داره (؟=n )
در کدام زیر لایه قرار داره (؟= l )
از بین اوربیتال های اون زیر لایه کدام اوربیتاله(؟=ml)
و حالا اون فرد میتونه بره و توی کمد، یک یا دو لباس پیدا کنه!! (یعنی الکترون ها توی اتم هم توی اوربیتال هایی هستن که ظرفیت شون دو تا الکترونه) البته لازم به ذکر است که طراحی هتل ما کمی همراه با ذوق و سلیقه است!
کمد های طبقه بالا بزرگ تر هستند؛ یعنی اوربیتال های لایه های دارای n بیشتر، بزرگتر از اوربیتالهای دارای n کمتر هستند.
هم چنین باید بدانید که کمد های اتاق های مختلف، شکل های متفاوتی دارند (اوربیتالهای زیرلایه های مختلف، شکل متفاوتی دارند).
و همان طور که گفتیم، اتاق ها دارای تعداد کمد مختلف هستند. بعضی اتاق ها دارای 1 و بعضی دارای 3 و بعضی دیگر دارای 5 و بالاخره بعضی هم دارای 7 کمد هستند! (تعداد اوربیتالها در زیرلایه های مختلف، متفاوت است)

۰ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۲۱

ارديبهشت

کریستال های مایع

از کریستال های مایع چه می دانید ؟

همه ما می دانیم که ماده دارای سه حالت عمومی است؛ جامد، مایع و گاز. مولکولهای جامدات همیشه و در همان محلی که قرار دارند موقعیت خودشان را نسبت به بقیه حفظ می کنند. مولکولهای موجود در مایعات برعکس جامدات هستند و قادرند وضعیت خودشان را تغییر دهند و در یک حالت غیر عادی وجود دارند؛ در صورتی که مواد فراوانی هستند که در یک حالت غیر عادی وجود دارند؛ یعنی به نوعی شبیه به یک مایع و نیز شبیه یک جامد! هستند. زمانی که مواد در این حالت قرار می گیرند، مولکولهایشان گرایش دارند که وضعیت خودشان را حفظ نمایند. شبیه مولکولهای موجود در یک جامد. اما به طرف موقعیت های متفاوت نیز در حرکت خواهند بود.

شبیه مولکولهای موجود در مایع.

🛢بنابراین آیا کریستالهای مایع شبیه جامدات عمل می کنند یا مایعات و یا شبیه چیز دیگری؟

از شواهد برمی آید که کریستالهای مایع به حالت مایع نزدیک تر هستند تا جامد. آنها مقادی متوسطی از گرما را دریافت کرده تا یک ماده مناسب را از یک حالت جامد به کریستال مایع تبدیل کنند و فقط مقدار بیشتری گرما را جهت تبدیل همان کریستال مایع به حالت مایع واقعی دریافت می کنند. به خاطر این که کریستالهای مایع به درجه حرارت بسیار حساس هستند، آنها برای ساختن دماسنجها و ... کاربرد دارند. دلیل اینکه چرا صفحه نمایش یک کامپیوتر لپ تاپ در یک هوای سرد یا در خلال یک روز داغ در کنار ساحل به خوبی نمایش می دهد، به خاطر همین کریستالها می باشد!

همانگونه که انواع زیادی از جامدات و مایعات وجود دارد، انواع زیادی از مواد دارای خاصیت کریستال مایع نیز موجود است. بدلیل حرارت و طبیعت مواد، کریستالهای مایع در چندین حالات متفاوت می توانند باشندh//t.me/

۰ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۰۹

ارديبهشت

PH منفی هم داریم ....

پی اچ منفی هم داریم:

پی اچ یک ماده/محلول، ابزاریست برای اندازه‌گیری میزان اسیدی یا بازی بودن آن ماده/محلول که کاربردهای وسیعی در علوم شیمی، بیوشیمی، خاک، صنایع و موارد دیگر دارد. برای اندازه‌گیری این ابزار هم کافی‌ست که لگاریتم (در مبنای ۱۰) غلظت یون هیدرونیوم موجود را محاسبه کنیم.

محاسبهء چنین لگاریتمی دامنهء محدودی ندارد و این یعنی الزامی نیست که pH بازه‌ای بین ۰ تا ۱۴ را شامل شود. این مسئله که دامنهء pH حتماً باید عددی بین ۰ تا ۱۴ باشد، در کتب مرجع و اصلی بسیاری از جمله‌ دیکشنری علم (نوشته‌ی هاچینسون)، مبانی شیمی تجزیه اسکوگ، شیمی عمومی (نوشته مورگان) و … به غلط آمده‌است.

از طرف دیگر، منابع و مقالات بسیاری هم باتوجه به قوانین ریاضی مربوط به لگاریتم (که در آن ممکن است عدد حاصل از لگاریتم، منفی هم بشود)، به پی اچ منفی اشاره کرده‌اند اما مثالی برای آن نیاورده‌اند؛ شاید به‌این دلیل که ساخت و تهیه‌ی محلولی با پی اچ منفی در محیط آزمایشگاهی، کاری بسیار دشوار است و برای نگهداری از آن‌ها، بافری که بتواند pH<1 را تحمل کند، خیلی سخت به‌دست می‌آید. به همین خاطر است که بسیاری، ترجبح می‌دهند به‌جای گزارش عدد منفی برای پی اچ، مقدار غلظت یون هیدرونیوم در محلول را عددی بین 1 تا 10مول بر لیتر نشان داده و شماتیک دامنهء تغییرات پی اچ را به‌صورت زیر رسم کنند:

مفهوم شکل پایین این است که کران بالا و پایین در دامنهء تغییرات پی

برای جلوگیری از گیج شدن دانش‌آموزان یا دانشجویان در مورد این مسئله، می‌توان از مثال‌هایی هم استفاده کرد. برای نمونه، محلول HCl غلیظی که در اکثر آزمایشگاه‌ها نیز یافت شده و ۳۷% جرمی است، pHی حدوداً برابر با 1/1- و محلولی اشباع از NaOH، دارای pHی حدوداً برابر با 15/0+ است. یا می‌توان گفت که چشمه‌های آب گرم حاصل از آتش‌فشان‌ها (که خود HCl و H2SO4 طبیعی تولید می‌کنند)، دارای پی اچ منفی و برابر با 1/7- و حتی آبی که از چشمه‌های نزدیک به مناطق دارای معادن آهن بیرون می‌آید، دارای pHی برابر با 3/6-است.

۱ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۳۱

فروردين

مجله شیمی

برای دانلود فایل اینجا کلیک کنید .

۰ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۱۵

فروردين

آب فوق خالص

💦آب فوق خالص (Ultrapure Water)💦

به آب‌های خالص تر از آب مقطر که هدایت الکتریکی آنها کمتر از ۲ میکرو زیمنس بر سانتیمتر باشد اطلاق می‌شود. حداکثر خلوص آب ازنظر هدایت الکتریکی تا ۰٫۰۵۶ میکرو زیمنس می‌تواند برسد. غالباً در زمان کنترل آب خالص بجای محاسبه هدایت الکتریکی از واحد مقاومت الکتریکی که بر حسب مگااهم و معکوس میکرو زیمنس است استفاده می‌شود. به این ترتیب مقاومت الکتریکی آب فوق خالص با هدایت الکتریکی ۰٫۰۵۶ میکروزیمنس ۱۸ مگا اهم است.

آب فوق خالص ازطرفی به آب دیونیزه ای گفته می‌شود که در پروسه تولید مراحل حذف ذرات غیر یونی کلوئیدی و باکتری یا ویروس و مواد آلی که به شکل غیر یونی ممکن است در آب اولیه بوده‌اند به وسیله فیلتراسیون از آب اولیه حذف شده باشند.

۰ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۱۵

فروردين

انفجار قطره های آب

انفجار قطره های آب با اشعه ء ایکس :

محققان آزمایشگاه ملی شتاب دهنده “اسلاک” در دانشگاه استنفورد برای درک بهتر انفجار ناشی از اشعه ایکس، از قطرات آب و فیلمبرداری میکروسکوپی استفاده کردند.

این تیم از یک لیزر نوری فوق سریع به عنوان نور و یک میکروسکوپ با وضوح بالا برای عکسبرداری از هر بار تاثیر اشعه ایکس بر روی آب استفاده کردند.آنها سپس این تصاویر را کنار یکدیگر قرار دادند تا چگونگی تکه تکه شدن قطرات آب بوسیله اشعه ایکس را به خوبی نمایش دهند.

دلیل استفاده از قطرات آب برای انجام این آزمایش، قابلیت ویژه مایعات برای گذر اشعه ایکس از مسیر پرتو است. روند تبخیر به اندازه ای سریع اتفاق می افتد که می توان به وضوح در کسری از ثانیه جدا شدن مولکول های آب را مشاهده کرد.

برای انجام این آزمایش از تاثیر قدرتمندترین لیزر اشعه ایکس جهان بر آب استفاده شد.

۰ نظر
۰ ۰

شهلا رحمانی

۱۵

فروردين

چهارمین حالت آب !!!

چهارمین حالت آب کشف شد :

پژوهشگران آزمایشگاه ملی «اوک‌ریج» می‌گویند وقتی آب در فضایی کوچک تحت فشاری عظیم قرار می‌گیرد، رفتارهای کوانتومی نشان می‌دهد و در وضعیت «تونل‌زنی» قرار می‌گیرد. این چهارمین حالت آب پس از حالت‌های جامد، مایع و گاز است.

فیزیک کلاسیک می‌گوید اگر توپی را به دیواری شوت کنید، قطعاً از دیوار برمی‌جهد؛ اما بر‌اساس فیزیک کوانتومی علاوه بر بازگشت توپ، احتمال دارد که توپ تونل زده و در آن‌سوی دیوار پدیدار شود‌ یا همزمان در دو سوی دیوار دیده شود، یا جایی درون دیوار به دام بیفتد. این همان چیزی است که پژوهشگران دیده‌اند.