saeid online

دانستنیهای شیمی‌پایه

۱الف) نیروهای بین‌ملکولی عامل اصلی بروز خواص فیزیکی مانند سختی و نرمی، دانسیته، نقاط ذوب و جوش و ... می‌باشند.
امروزه نیروهای بین‌ملکولی را به صورت عام نیروهای واندر والس و نیروهای بین ملکولهای غیرقطبی را نیروهای لاندن می‌نامند.
انواع نیروهای بین‌ملکولی:
1) نیروهای دوقطبی- دوقطبی بین ملکولهای قطبی وجود دارند. این گونه ملکولها دارای دو قطبیهای همیشگی هستند به طوری که قطب مثبت یک ملکول تا حد امکان به قطب منفی ملکول کناری نزدیک می‌شود که در این شرایط بین ملکولهای مجاور یک نیروی جاذبه الکتروستاتیکی به نام نیروی دوقطبی به وجود می‌آید.
با توجه به الکترونگاتیوی اتم‌ها در یک ملکول دو اتمی می‌توان میزان قطبیت ملکول و جهت‌گیری قطبهای مثبت و منفی را پیش‌بینی کرد، اما پیش‌بینی قطبیت ملکولهای چنداتمی باید مبنی بر شناخت شکل هندسی ملکول و آرایش جفت‌الکترونهای آزاد باشد.
2) نیروهای لاندن (پراکندگی)
ملکولهای غیرقطبی، دوقطبی همیشگی ندارند ولی با وجود این، همه مواد غیر قطبی را می‌توان مایع کرد. از این‌رو، افزون بر نیروی دوقطبی، باید نوع دیگری از نیروی بین‌ملکولی وجود داشته باشد. تصور می‌شود بر اثر بر هم‌کنشهای ملکولهای مجاور، ابر الکترونی یک ملکول به نحوی تغییر شکل می‌دهد که بخشی از ملکول به مقدار بسیار کم منفی‌تر از بخشهای دیگر می‌شود و اندکی بعد، به علت حرکت الکترونها جهت دوقطبی موقت تغییر می‌کند. اثر این دوقطبی‌های موقت یکدیگر را حذف می‌کنند، طوری که ملکول غیرقطبی فاقد دوقطبی همیشگی می‌شود.
ولی دوقطبیهای مواج و موقت یک ملکول، دوقطبیهای مانند خود را در ملکولهای مجاور القا می‌کنند و نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای موقت، نیروی لاندن را تشکیل می‌دهد. نیروی لاندن بین ملکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها نیروی بین‌ملکولی موجود در ملکولهای غیرقطبی است.
قدرت نیروهای لاندن به قطبش‌پذیری ملکولها و قطبش‌پذیری در درجه اول به اندازه ملکول بستگی دارد. با افزایش اندازه و وزن ملکول بر قدرت نیروهای لاندن افزوده می‌شود. از میان دو ملکولی که دارای وزن ملکولی یکسان ولی شکل و اندازه متفاوتی هستند، الکترونهای ملکول کوچکتر آزادی کمتری دارند و دوقطبی موقت به آسانی در آن ایجاد نمی‌شود. بنا بر این نیروی بین‌ملکولی آن ضعیفتر از نیروی بین‌ملکولی ملکول بزرگتر است که الکترونهایش آزادی بیشتری دارند.

۲الف) گاز مرداب در باتلاقها و مردابها تولید مى‌شود و به آن بیوگاز نیز می‌گویند. این گاز بر اثر واکنشهای میکروارگانیسمهای بی‌هوازی در محیطی که مواد آلی در آن وجود دارد تولید می‌شود. بیوگاز مخلوطى از سه گاز متان، دى اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و سوختنی بیوگاز، متان است که تا ۷۰ درصد آن را شامل مى‌شود و به تنهایی بى‌رنگ و بى‌بو است. دو ترکیب دیگر بویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، سمى است. از مزیتهاى مهم متان در برابر دیگر سوختها این است که هنگام سوختن، گاز سمى و خطرناک منوکسید کربن تولید نمى‌کند و مى‌توان از آن به منزله سوخت ایمن و سالم در خانه استفاده کرد.

۳الف) مواد در حالت گازی فقط رسانای گرما هستند و رسانای برق نیستند. تنها گازی که می‌تواند رسانای برق باشد، پلاسماست که مخلوطی از کاتیون و الکترون است و آن را به عنوان حالت چهارم ماده می‌شناسند.

۴الف) اتمهای یک عنصر که عدد اتمی یکسان اما عدد جرمی متفاوت دارند را ایزوتوپ می‌نامند. اختلاف در عدد جرمی نیز از اختلاف در شمار نوترونها ناشی می‌شود. چون شمار الکترونها و پروتونهای یک عنصر تعیین‌کننده خواص شیمیایی آن عنصر است، ایزوتوپها خواص شیمیایی یکسان دارند. برای مثال اختلاف آهن و منگنز و اینکه اتم آهن، آهن است و ویژگیهای منگنز را ندارد، فقط به دلیل اختلاف در شمار الکترونها و پروتونهای آنهاست.
بنا بر این، دو ایزوتوپ به دلیل داشتن الکترونهای برابر، رفتار یکسانی در واکنشهای شیمیایی دارند و اگر یکی با اتم دیگر واکنش دهد، اتم دیگر هم مانند اولی رفتار می‌کند. اما در ویژگیهای فیزیکی کمی متفاوتند، چون نوترون دارای جرم بیشتری نسبت به الکترون است و به همین دلیل گفته می‌شود آن دسته از ویژگیهای فیزیکی ایزوتوپها که به جرم وابسته است با هم فرق دارد اما آن دسته از ویژگیهای فیزیکی که به جرم وابسته نیست مانند رنگ و بو مانند ویژگیهای شیمیایی یکسان می‌باشند.


٥الف) نکات آزمون کارشناسی ارشد:
1) طبق تئوری پیوند، پیوند لیگاند با فلز داتیو است، بنا بر این هر چه اختلاف الکترونگاتیوی بین لیگاند و فلز کمتر باشد، پایداری کمپلکس بیشتر است. از این رو، پایداری کمپلکسهای زیر به این ترتیب است:

R-Li (∆x=1.5) < R-MgX (1.3) < (R)2Cd (1) < R-ZnX (0.8) < Li[Cu(R)2] (0.7)

به عبارت دیگر، هر چه الکترونگاتیوی اتمی که به فلز مرکزی پیوند داده است، بیشتر باشد پایداری کمپلکس کمتر است. چون الکترونگاتیوی O از N و از S بیشتر است، بنا بر این پایداری کمپلکسهای زیر به این ترتیب است:

M-NO2 > M-ONO
M-SCN > M-NCS

2) در واکنش دی‌ان‌دوست با دی‌ان مزدوج، عوامل الکترون‌دهنده روی دی‌ان مزدوج و الکترون‌کشنده روی دی‌ان‌دوست، سرعت واکنش را افزایش می‌دهند.
3) در IR هر چه پیوند قویتر باشد، ثابت نیروی بیشتری دارد و بسامد بالاتری جذب می‌کند. ولی به سادگی نمی‌توان گفت یک پیوند هر چه بسامد بالاتری جذب کند، ثابت نیروی بیشتری دارد و قویتر است.
4) در NMR اختلاف بسامد نسبت به TMS: Si(CH3)4 اندازه‌گیری می‌شود. اثر پوشش الکترونی به جابه‌جایی شیمیایی می‌انجامد و هر چه اثر پوششی بیشتر باشد، هسته اتم بسامد پایینتری در میدان بالا جذب می‌کند. شدت نوار جذبی NMR با افزایش اثر مغناطیسی هسته‌های مجاور، کاهش می‌یابد. پهنای نوار جذبی در NMR به تعداد پروتونهایی که آن نوار را ایجاد کرده‌اند، بستگی دارد. 
5) علل انحراف از قانون Beer (علل غیرخطی بودن رابطه A و C)
الف) انحرافهای شناخته‌نشده ناشی از زیاد بودن C که به کاهش ضریب جذب و شدت جذب می‌انجامند.
ب) انحرافهای شناخته‌شده شامل ب1) محدودیتهای دستگاهی مانند تکفام نبودن تابش و وجود تابشهای هرز و ب2) تجزیه شدن و دیمر شدن ملکولهای نمونه.
6) علل غیرخطی بودن رابطه F و C
الف) خودجذبی: جذب تابش نشری توسط اتمهای دیگر هنگامی که در اتمساز اختلاف دمایی زیاد باشد.
ب) خودخاموشی: انتقال درونی پیش از نشر
7) در تیتراسیون اسیدهای دوعاملی، اگر نسبت K1 به K2 بیشتر از 1000 باشد، دو نقطه پایانی دیده می‌شود. به یاد داشته باشید، ثابت تفکیک کمتر از 12-10 قابل اندازه‌گیری نیست.
8) در تعادل HA = H+ + A- هر چه توانایی آنیون در نگه داشتن بار منفی بیشتر باشد، پایدارتر است و اسید HA قویتر. توانایی آنیون در نگه داشتن بار منفی به الکترونگاتیوی آن بستگی دارد. بنا بر این هر چه الکترونگاتیوی آنیون بیشتر باشد، اسید HA قویتر است. (باز قوی نباید الکترونگاتیوی زیادی داشته باشد.)
9) اتمهای سبک (کوچک) سخت و اتمهای سنگین (بزرگ) نرم‌اند.
10) دو ترکیب با تعداد الکترونهای پیوندی و زوج الکترونهای ناپیوندی یکسان در اطراف اتم مرکزی، می‌توانند ساختار یکسان داشته باشند. (یکسان بودن هیبریداسیون اتم مرکزی کافی نیست.)
11) رابطه ترمهای طیفی و یک آرایش الکترونی این است که تعداد ریزحالتهای هر دو یکسان می‌‌باشد:
برای ترم طیفی:

 (2L+1)(2S+1)

برای آرایش الکترونی:

 (2z)!/q!(2z-q)!

12) یک ترکیب یونی اگر نقص کاتیونی داشته باشد، نیم‌رسانای + و اگر نقص آنیونی داشته باشد، نیم‌رسانای – است.
13) در یک شبکه یونی، هر چه فاصله کاتیون و آنیون کمتر باشد، انرژی شبکه (انرژی آزادشده هنگام تشکیل شبکه) بیشتر است.
14) در نقطه بحرانی، دما بسیار بالاست و امکان تبدیل بخار به مایع وجود ندارد. (ضریب تراکم‌پذیری بی‌نهایت است.) به عبارت دیگر، در نقطه بحرانی دانسیته دو فاز مایع و بخار برابر است.

٦الف) ستاره‌هايی که از خورشيد گرمتر يا سردتر هستند به رنگ‌هاي ديگر (به ترتيب آبي‌تر و قرمزتر) ديده خواهند شد. پس هر چه دما بالاتر رود، بر خلاف تصور عاميانه طول موج به سمت رنگ آبي ميل خواهد کرد.

٧الف) آشنايي با لوزي شناسايي خطر
چون به خاطر سپردن خطرهای مواد شيميايي گوناگون و چگونگي مقابله با آنها براي هر کسی امکان‌پذير نيست، برای سهولت در آگاهي‌بخشی درباره خطرهای هر ماده شيميايي از يک لوزي چهارخانه استفاده مي‌شود تا هر کاربری با توجه به آشنايي قبلي از اين لوزي از خطرهای آن ماده شيميايي آگاه گردد.
لوزي خطر داراي چهار خانه است:
خانه قرمز: خانه بالايي مربوط به اشتعال‌پذیری جسم مي‌‌باشد.      
خانه زرد: خانه‌ سمت راست واکنش‌پذیری (پايداری و انحلال در آب) را نشان مي‌دهد.                                                  
خانه آبي: خانه سمت چپ لوزي خطرهای بهداشتي را نشان مي‌دهد.
خانه سفيد: خانه پاييني که نشان‌دهنده خطرهای خاص مي‌باشد.
هر یک از موارد فوق (اشتعال‌پذیری، واکنش‌پذیری و خطرهای بهداشتي) به پنج درجه تقسيم مي‌شوند: از درجه صفر تا درجه 4. به طوري که درجه صفر نشان‌دهنده بي‌خطري و درجه 4 نشان‌دهنده خطر بسيار شديد مي‌باشد. اين درجه‌بندي برای خطرهای خاص وجود ندارد.
اشتعال‌پذیری
درجه 4: گازها و مايعات بسيار فرار به شدت اشتعال‌پذیر و موادي که در حالت گرد و غبار در هوا مخلوط انفجاري تشکيل مي‌دهند. مانند سولفيد هيدروژن، استالدهيد و اسيد پيکريک.
درجه 3: مايعاتي که تقريبا در دمای معولی مشتعل مي‌شوند. مانند هيدروکسيل آمين، فسفر سفيد و استايرن.
درجه 2: مايعاتي که برای مشتعل شدن بايد مقداري گرم بشوند و جامداتي که بخارهای اشتعال‌پذیر توليد مي‌نمايند. مانند اسيد استيک، نفتالن و فرمالدهيد.
درجه 1: موادي که پیش از اشتعال بايد حرارت ببينند. مانند گليسيرين.
درجه صفر: موادي که مشتعل نمي‌شوند. مانند: اسيد نيتريک، پراکسيد سديم و اسيد سولفوريک.
خطر بهداشتي
درجه 4: موادي که مقدار کمي از بخارات آنها مي‌تواند سبب مرگ شود. مانند هيدروژن سيانيد HCN 
درجه 3: موادي که خطرات فوق‌العاده براي سلامتي دارند. مانند سولفيد هيدروژن H2S  هيدروکسيد سديم NaOH و فسفر سفيد.
درجه 2: موادي که براي سلامتي خطرناک هستند. مانند اکسيد اتيلن C2H4O و نفتالين C10H8
درجه 1: موادي که خطرات کمي براي سلامتي دارند. مانند کلسيم.
درجه صفر: موادي که در شرايط حريق نيز خطري براي سلامتي ندارند. مانند برنز و فسفر قرمز.
واکنش‌پذیری
درجه 4: موادي که در دما و فشار معمولي قادر به تجزيه يا واکنش انفجاري هستند. مانند اسيد پيکريک و تري نيترو تولوئن.
درجه 3: موادي که قادر به تجزيه يا واکنش انفجاري بوده ولي به چاشني يا دمای کافي نياز دارند. مانند فلوئور.
درجه 2: موادي که در حالت عادي ناپايدارند و دستخوش تغيير شيميايي می‌شوند. ولي منفجر نمي‌شوند.
درجه 1: موادي که در حالت عادي پايدارند ولي در دما و فشار بالا ممکن است ناپايدار شوند و در واکنش با آب انرژي آزاد نمايند. مانند روي.
درجه صفر: موادي که در حالت عادي (حتا در شعله) پايدار هستند و با آب واکنش نمي‌دهند. مانند زغال چوب.
خطرهای خاص
خطرهای خاص شامل خطر و اکنش با آب، پلي‌مريزاسیون و يا خطر مواد راديواکتيو می‌باشند.
اگر منظور، خطر استفاده از آب جهت نشاندن آتش باشد مثل خاموش کردن حريق سديم با آب، در خانه پايين يک W که خطی از مرکز آن گذشته است، درج مي‌شود و اگر جسم در شرايطي پلي‌مريزه شود، کلمه پلي‌مريزه در اين خانه درج می‌گردد.

پیوند صفحه