تبلیغات
شیمی 2 و آزمایشگاه - ویژگی های ترکیبات یونی

ویژگی های ترکیبات یونی

سه شنبه 16 فروردین 1390 08:02 ق.ظ

نویسنده : مدیریت

نکات درسی

شیمی 1 - شیمی چیست؟
شیمی یعنی علم ماده ؛ که در باره ساختمان مواد ، خواص مواد ، تغییرات مواد ، ساخت مواد جدید و کاربرد مواد بحث می کند.

ما در یک جهان مادی زندگی می کنیم ، بنابراین آشنایی با علم شیمی ، موجب می شود با مواد اطرافمان بیشتر آشنا شده و بهتر بتوانیم از انها استفاده کنیم . اهمیت علم شیمی بقدری زیاد است که می توان گفت : میزان پیشرفت تکنولوژی یک کشور بطور مستقیم به پیشرفت علم شیمی آن کشور بستگی دارد .


..................................................
شیمی 1 - CFC پیشران در افشانه ها
اسپری ها که به آنها افشانه نیز گفته می شود ، محتوی یک مایع می باشند که با فشردن دکمه بالای آنها ، مایع درون آنها با فشار به بیرون پاشیده می شود . مانند انواع حشره کشها ، خشبو کننده ها ، ادکلنها و ....

در افشانه ها برای اینکه مایع درون آنها به بیرون رانده شود ، در سطح مایع فشار زیادی ایجاد می کنند ، با فشردن دکمه بالای اسپری ، به علت فشار بالای مایع ؛ مایع درون بطری به بیرون رانده شده و بصورت قطرات ریزی پاشیده می شود .

نیروی لازم برای بیرون راندن و پاشیدن مایع در افشانه ها را " پیشران در افشانه ها " می گویند . که از CFC ها استفاده می شده است.


..................................................
شیمی 1 - فریون ها و ساختارشان
فریونها نام تجاری کلروفلوئور کربنها (CFC) می باشند که از اتمهای کربن ؛ فلوئور و کلر تشکیل شده اند . مانند CFCl3 و CF2Cl2 که در آنها اتم کربن به اتمهای فلوئور و کلر پیوند دارد .

این ترکیبات به عنوان پیشران ( عامل ایجاد فشار ) در افشانه ها ( اسپری ها ) مورد استفاده قرار می گرفت که امروزه استفاده از آنها ممنوع شده است .

علت ممنوعیت استفاده از این ترکیبات این است که انها یکی از عوامل مهم در از بین رفتن لایه اوزون هستند . به این ترتیب که در لایه استراتوسفر تحت تاثیر نور فرابنفش خورشید اتم کلر آزاد می کنند . اتم کلر آزاد شده می تواند هزاران مولکول اوزون را از بین ببرد .


..................................................
شیمی 2 - آرایش الکترونی عناصر واسطهکنکوری
- در بین عناصر شماره 1 تا 36 عناصر 21 تا 30 عنصر واسطه بوده و تراز 3d در انها پر می شود و مابقی عنصر اصلی هستند .

- در عناصر واسطه 21 تا 30 ( بجز کروم و مس که آرایش استثنا دارند ) تعداد الکترون تراز 3d برابر با یکان عدد اتمی آنهاست و تراز 4s آنها نیز پرشده است . مثلا آهن با عدد اتمی 26 در تراز 3d خود 6 الکترون و در تراز 4s خود 2 الکترون دارد .
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - جرم اتم بر حسب amu
هر amu جرمی معادل یک نوترون یا تقریبا یک پروتون دارد ، بنابراین جرم هر اتم بر حسب amu تقریبا برابر با عدد جرمی آن اتم است . مثلا عدد جرمی اتم اکسیژن معمولی 16 است و جرم هر اتم آن 16 amu می باشد .

ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - آرایش الکترونی عناصر 31 تا 36کنکوری
این عناصر همگی در بلوک P قرار داشته و جزء عناصر اصلی می باشند . آرایش الکترونی همگی آنها به 4p ختم شده و تراز 3d و 4s انها پرشده است. تعداد الکترون تراز 4p آنها برابر با یکان عدد اتمی آنهاست . مثلا عنصر شماره 35 در تراز 4p خود 5 الکترون دارد .
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - انرژی یونشکنکوری
هر عنصر به تعداد الکترونهایش ( عدد اتمی ) دارای انرژی یونش است .

- انرژی های یونش متوالی یک عنصر همواره در حال افزایش است . ( IEn> ... >IE3>IE2>IE1 )

- در هر گروه از بالا به پایین انرژی نخستین یونش کاهش می یابد .

- در هر دوره از چپ به راست انرژی نخستین یونش افزایش می یابد ، بجز در گروه 13 و 16 که کاهش می یابد .

- در هر دوره جدول فلز قلیایی کمترین انرژی نخستین یونش و گاز نجیب بیشترین انرژی نخستین یونش را دارد .

- در بین تمام عناصر ، هیلم بیشترین انرژی نخستین یونش و سزیم کمترین انرژی نخستین یونش را دارد.
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - ترازهای فرعی هر دوره جدول تناوبیکنکوری
بطور کلی در هر دوره جدول ترازهای فرعی زیر در حال پرشدن می باشند :

ns , (n-2)f , (n-1)d , np

که در آن n شماره دوره جدول است . مثلا در دوره 5 (n=5 ) ترازهای 5s , 4d , 5p به ترتیب پر میشوند . ( چون تراز 3f وجود ندارد آنرا نمینویسیم )
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - پرتوهای رادیواکتیو (آلفا - بتا - گاما )
مواد پرتوزا ، هسته ناپایدار داشته و ضمن متلاشی شدن هسته آنها ، پرتوهایی از خود منتشر می کنند که به آنها پرتوهای رادیواکتیو گفته می شود .



پرتوی آلفا :

هر ذره پرتوی آلفا شامل 2 عدد پروتون و 2 عدد نوترون است ، بنابراین می توان گفت پرتوی آلفا از جنس هسته اتم هلیم ( +He2) است . بار مثبت داشته و در میدان الکتریکی به سمت قطب منفی منحرف می شود .

ذرات آلفا هنگام برخورد به موانع مختلف ، الکترون جذب کرده و تبدیل به اتم هلیم می شوند و بصورت گاز هلیم وارد هوا می گردند.



پرتوی بتا :

پرتوی بتا از جنس الکترون بوده و بار آن منفی است و در میدان الکتریکی جذب قطب مثبت می شود.

ذرات بتا هنگام برخورد با موانع مختلف جذب شده و بصورت الکترون به زمین برمی گردد .



پرتوی گاما :

پرتوی گاما از جنس امواج الکترومغناطیس است که طول موج بسیار کوچکی داشته و بسیار پرانرژی است . بدون بار بوده و در میدان الکتریکی به سمت قطبهای مثبت و منفی منحرف نمی شود .



# هر چند که بار ذرات آلفا از بار ذرات بتا بیشتر است ، ولی چون جرم ذرات آلفا خیلی خیلی بیشتر از جرم ذرات بتا است ( حدود 8000 برابر ) لذا میزان انحراف پرتوی آلفا در میدان الکتریکی کمتر از پرتوی بتا است . در واقع می توان گفت نسبت بار به جرم ذرات بتا از ذرات الفا بیشتر است . ( هرچه نسبت بار به جرم بیشتر باشد انحراف بیشتر است)
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - تغییرات اتم هنگام پرتوزایی
- با خروج هر ذره آلفا از اتم ، 2 پروتون و 2 نوترون از هسته اتم خارج می شود ، بنابراین عدد اتمی 2 واحد و عدد جرمی 4 واحد کاهش می یابد و اتم به اتم عنصر دیگر با هسته سبکتر تبدیل می شود . به عنوان مثال عنصر X با عدد اتمی Z و عدد جرمی A با خارج شدن یک ذره آلفا به عنصر Y با عدد اتمی Z-2 و عدد جرمی A-4 تبدیل می شود .



- با خروج هر ذره بتا از اتم ، تعداد پروتونهای هسته اتم یک واحد افزایش و تعداد نوترونهای هسته اتم یک واحد کاهش می یابد . زیرا هنگام خروج پرتوی بتا ، یک نوترون هسته اتم به پروتون و الکترون تبدیل می شود ، که الکترون تشکیل شده بصورت پرتوی بتا از اتم خارج می شود و پروتون درون هسته باقی می ماند . بنابراین با خروج هر ذره بتا ، عدد اتمی عنصر یک واحد افزایش ولی عدد جرمی آن تغییر نمی کند و عنصر به عنصر بعدی خود در جدول تبدیل می شود . به عنوان مثال عنصر X با عدد اتمی Z و عدد جرمی A با خارج شدن یک ذره بتا به عنصر Y با عدد اتمی Z+1 و عدد جرمی A تبدیل می شود .



- با خروج پرتوی گاما ، عدد اتمی و عدد جرمی عنصر تغییری نمی کند و فقط اتم مقداری از انرژی خود را از دست داده و به سطح انرژی پایین تر می رسد و پایدارتر می شود .
ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - طیف نشری خطی اتم
اگر نور حاصل از التهاب یک ماده را که همان نور منتشر شده از آن است را از یک منشور عبور دهیم و بر صفحۀ حساس عکاسی اثر دهیم تعدادی خطوط جدا از هم روی فیلم ظاهر می شود که به آن طیف نشری خطی اتم گفته می شود هر یک از این خطوط مربوط به سقوط الکترون از یک تراز انرژی به تراز پایین تر است هر خط طول موج معینی دارد و مقدار آن به اختلاف انرژی دو سطحی که الکترون سقوط میکند بستگی دارد به عنوان مثال طیف نشری خطی اتم هیدروژن در ناحیۀ مرئی دارای 4 خط است که مربوط به انتقال الکترونها از ترازهای3، 4، 5 و 6 به تراز 2 = n است.

نکته: اگر الکترونهای برانگیخته شده در اتم هیدروژن به تراز 1 = n سقوط کنند طیف نشری خطی آن در ناحیه فرابنفش خواهد بود.

نکته: طیف نشری خطی هر اتم خاص همان اتم بوده و می توان با استفاده از آن، عنصر را شناسایی کرد زیرا ترازهای انرژی هر اتم خاص همان اتم است و با اتمهای دیگر متفاوت است «بار هستۀ اتمهای مختلف با یکدیگر متفاوت است»

نکته: بونزن دانشمند آلمانی اولین بار دستگاه طیف بین را ساخت و توسط آن توانست طیف نشری اتمهای مختلف را بررسی کند.

نکته: امروزه با جمع آوری نور ستارگان دیگر و بررسی طیف حاصل از آنها تا حدودی به عناصر موجود در دیگر ستارگان پی می بریم.

نکته: در آتش بازی ها با افزودن نمکهای عناصر مختلف به مواد منفجره رنگهای زیبایی ایجاد میکنند به عنوان مثال با افزودن براده های آهن به باروت سیاه جرقه هایی به رنگ نارنجی ایجاد می شود.

ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - تغییرات انرژی نخستین یونش عناصر در یک دوره و گروه
گروه:

در یک گروه از بالا به پایین تعداد لایه های الکترونی افزایش می یابد بنابراین فاصلۀ هسته تا الکترونهای لایه ظرفیت بیشتر شده و جدا کردن الکترون از اتم ساده تر خواهد شد یعنی انرژی یونش کمتر می شود به طور کلی در یک گروه از بالا به پایین انرژی یونش کاهش می یابد.

دوره: در یک دوره تعداد لایه های الکترونی ثابت است ولی از چپ به راست بار هسته (عدد اتمی) افزایش می یابد بنابراین الکترونهای لایۀ ظرفیت با شدت بیشتری توسط هسته جذب می شوند و جدا کردن الکترون سخت تر خواهد شد بنابراین بطورکلی در یک دوره از چپ به راست انرژی نخستین یونش افزایش می یابد.

ولی اندازه گیری های آزمایشگاهی نشان میدهد در عناصر گروههای 13 و 16 انرژی نخستین یونش کاهش می یابد علت آن تقارن اربیتالهای عناصر این گروه است به این ترتیب که در این گروهها با از دست دادن یک الکترون عنصر به حالت متقارنتر میرسد بنابراین راحت تر الکترون از دست میدهد به عنوان مثال B با از دست دادن یک الکترون به حالت متقارن و اکسیژن با از دست دادن یک الکترون به حالت نیمه متقارن میرسد.

نکته: در هر دوره عنصر گروه اول کمترین انرژی نخستین یونش و عنصر گروه 18 (گاز نجیب) بیشترین انرژی نخستین یونش را دارد.

نکته: در بین تمام عناصر هلیم که اولین عنصر گروه 18 است بیشترین IE1 و سزیم Cs که در پایین گروه یک قرار دارد کمترین انرژی نخستین یونش را دارد.

ساختار اتم
..................................................
شیمی 2 - ویژگی های ترکیبات یونی
1- حل شدن در آب: هنگامی که یک ترکیب یونی در آب حل میشود، مولکولهای آب اطراف یونهای مثبت و منفی را احاطه کرده و آنها را از یکدیگر جدا میکنند و یونها توسط مولکولهای آب، آبپوشی میشوند بنابراین در محلول یک ترکیب یونی یونهای مثبت و منفی از یکدیگر جدا بوده و میتوانند درون محلول جا به جا شوند.

به عنوان مثال محلول NaCl ، KCl ، CaCl2 و ....



2- ذوب شدن: چنانچه یک ترکیب یونی را به قدر کافی حرارت دهیم پیوندهای یونی بین یونهای آن ضعیف تر شده و یونها از شبکۀ بلوری خارج میشوند، روی یکدیگر لغزیده و حالت مایع به خود میگیرند و ترکیب یونی ذوب میشود. بنابراین در حالت مذاب (مایع) نیز یونها میتوانند نسبت به یکدیگر جا به جا شوند.



3- رسانایی الکتریکی ترکیبات یونی : ترکیبات یونی در حالت محلول در آب و مذاب (مایع) رسانای جریان الکتریسیته میباشند زیرا در این دو حالت یونها قادر به حرکت و جابه جایی میباشند ولی در حالت جامد رسانای الکتریسیته نمی باشند زیرا یونها قادر به حرکت و جا به جایی نیستند.



4- نقطه ذوب و جوش ترکیبات یونی: در یک ترکیب یونی تمام یونهای مثبت و منفی در یک شبکۀ بلوری سه بعدی کنار یکدیگر قرار میگیرند و بین یونهای ناهمنام مجاور هم پیوند یونی وجود دارد.

وجود این شبکۀ بلوری و پیوند یونی بین یونها موجب شده است تمام ترکیبات یونی نقطۀ ذوب و جوش نسبتاً بالا داشته و همگی آنها در دمای محیط جامد باشند.

نکته: بررسیهای آزمایشگاهی نشان میدهد پیوند بین 2 یون در یک شبکه بلوری قویتر از پیوند بین همان 2 یون به تنهایی است به عنوان مثال اگر قدرت پیوند یونی بین یک یون +Na و –Cl را 1 فرض کنیم در بلور نمک طعام قدرت پیوند یونی 76/1 می باشد.



5- سخت و شکننده میباشند: با توجه به اینکه تمام یونها در یک شبکۀ بلوری سه بعدی کنار یکدیگر قرار گرفته اند و بین آنها پیوندهای قوی یونی وجود دارد لذا ترکیبات یونی بسیار سخت میباشند.

از طرفی ترکیبات یونی شکننده اند زیرا بر اثر ضربه، یونها برای لحظۀ کوتاهی نسبت به هم جا به جا شده و یونهای هم نام مجاور یکدیگر قرار میگیرند که یکدیگر را دفع کرده و بلور میشکند.



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -