پاورپوینت تعریف ساختار های ماده

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

تعریف ساختار های ماده

عنصر (element): ساده ترین نوع ماده با خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد. یک عنصر شامل فقط یک نوع اتم است. عنصر با هر روش شیمیایی و فیزیکی به شکل ساده تر ماده شکسته نمی شود. (Ar و Na) اتم های سیلیکون یا مس

مولکول (molecule): ساختاری است مستقل که شامل دو یا تعداد بیشتری اتم است که به طور شیمیایی به هم پیوند شده اند و بنابراین به صورت یک جز مستقل رفتار می کند. (O2) اکسیژن عنصری در هوا به صورت مولکوهای دو اتمی است.

Components of Matter
تعداد کمی از عناصر به صورت اتمی و بسیاری از آنها مولکولی هستند.

اسلاید 3 :

ترکیب (compound): ماده ای است که از دو یا چند عنصر متفاوت تشکیل شده که به طور شیمیایی به هم پیوند شده اند و در آن عناصر با نسبت های جرمی ثابت حضور دارند. (H2O و NH3)
مخلوط (Mixture): گروهی متشکل از دو یا چند ماده (عنصر و ترکیب) که به طور فیزیکی در هم آمیخته اند. و در آن عناصر می توانند با نسبت های جرمی متفاوت حضوریابند.
مخلوط یک ماده نیست.
Definitions for Components of Matter

اسلاید 4 :

مخلوط:
با استفاده از روش های فیزیکی جدا می شوند. (مثلا با استفاده از یک مگنت)
نسبت اجزا سازنده متغیر است.
به خواص سازنده بستگی دارد.
گرمای ناچیزی در حین تشکیل ایجاد می شود (مخلوط اسید سولفوریک در آب گرمی زیادی تولید می نماید).

ترکیب:
با استفاده از روش های فیزیکی جدا نمی شود.
نسبت اجزا سازنده ثابت است.
به خواص اجزاء سازنده بستگی ندارد.
معمولا گرمای قابل توجهی در حین تشکیل، ایجاد می شود. (گاهی با جذب گرما توام است).
تفاوت بین مخلوط و ترکیب
S2-
Fe2+

اسلاید 5 :

در ترکیب خواص یک ترکیب از خواص اجزا تشکیل دهنده آن متفاوت است.
برخی از خواص سدیم، کلر، و کلرید سدیم
نقطه ذوب
نقطه جوش
رنگ
دانسیته
رفتار در آب
نقره ای
زرد-سبز
بی رنگ
واکنش می دهد
به طور جزیی حل می شود
به آسانی حل می شود
کلرید سدیم = کلر + سدیم

اسلاید 6 :

قوانین بقای جرم
قانون بقاء جرم
قانون اجزاء متشکله معین (نسبت های معین)
قانون نسبت های چندگانه
مشاهداتی که منجر به دیدگاه اتمی ماده شد
نظریه اتمی دالتون این قوانین را توضیح می دهد.

اسلاید 7 :

antoine Lavoisier
1743-1794
مشاهداتی غیر قابل توصیف برای جرم ؟؟
در سوختن نوار منیزیم= جرم محصولات بیشتر از مواد اولیه
در سوختن چوب = جرم مواد اولیه بیشتر از محصولات
History of the Law of the Conservation of Mass. The ancient Greeks first proposed the idea that the total amount of matter in the universe is constant. However, Antoine Lavoisier described the law of conservation of mass (or the principle of mass/matter conservation) as a fundamental principle of physics in 1789.
در ظرف سربسته
جرم کل مواد قبل از واکنش= جرم کل مواد بعد از واکنش
چوب = آب و CO2 و خاکستر
منیزیم و O2= MgO

اسلاید 8 :

در طی یک واکنش شیمیایی جرم کل مواد تغییر نمی کند. (جرم نه به وجود می آید و نه ازبین می رود.)
اما در واکنش های هسته ای جرم تغییر می کند.
واکنشگر 1 + واکنشگر 2
محصول
56.08g + 44.00g
100.08g
قانون بقای جرم
product
reactant
Law of Mass Conservation

اسلاید 9 :

در 1799 گزارش شد که همیشه از 100 پوند مس که در اسید نیتریک یا اسید سولفوریک حل می شود و محصول با کربنات سدیم رسوب داده می شود 180 پوند کربنات سبز رنگ (به مقدار ثابت و غیر قابل تغییر ) بدست می آید.
از آزمایشات مشابه نیز همین نتیجه گزارش شد.
نمونه A
درصد جرمی
نمونه B
10.00 g

1.119 g

8.881 g
27.00 g

3.021 g

23.979 g
%H 11/19 %

%O 88.81 %
ترکیب آب از اتم های H و O که به ازای هر اتم اکسیژن دو اتم هیدروژن داریم.
ایده قانون نسبت های معین

اسلاید 10 :

یک ترکیب خالص بدون توجه به منبع تهیه آن از عناصر یکسان با نسبت های یکسان جرمی تشکیل شده است.
کربنات کلسیم
آنالیز جرمی
(grams/20.0g)
جزء جرمی
(parts/1.00 part)
درصد جرمی
(parts/100 parts)
قانون اجزاء متشکله معین (نسبت های معین)
Ca
جزء جرمی بخشی از جرم ترکیب است که هر عنصر در آن سهیم است.
Law of Definite (or Constant) Composition:
همواره درصد جرمی کربنات کلسیم خالص اعداد بدست آمده است

اسلاید 11 :

جرم اکسید اورانیم (kg)
مثال: محاسبه جرم یک عنصر در ترکیب
اکسید اورانیم سیاه (pitchblende ) تجاری ترین ترکیب اورانیم است. آنالیز نشان می دهد که g 84/2 آن حاوی g 71/4 اورانیم است چند گرم اورانیم از kg 102 اکسید اورانیم می توان بدست آورد؟
راه حل:
نسبت جرمی اورانیوم به اکسید اورانیم همواره بدون در نظر گرفتن منبع تهیه آن ثابت است. (اصل نسبت های معین)
جرم اورانیم (kg)
جرم اورانیم (g)
= 86.5 kg uranium
= 102 kg pitchblende x
× جرم اکسید اورانیم (kg)
= جرم اورانیم (kg)
86.5 kg uranium x
= 8.65 x 104g uranium

اسلاید 12 :

اگر عناصر A و B با هم واکنش داده و دو ترکیب متفاوت تشکیل دهند جرم های متفاوت B که با جرم های ثابت A ترکیب می شود را می توان به صورت نسبت دو عدد صحیح بیان داشت. (برگرفته از اصل 4 نظریه دالتون)
مثال: اکسید های کربن I و II
: 57.1% O --- 42.9% C
: 72.7% O ----27.3% C
فرض: از هر ترکیب 100 گرم داریم:
در هر 100 گرم از هر ترکیب: مقدار اکسیژن برای اکسید I برابر 57.1 g و برای اکسید II برابر 72.7 g
قانون نسبت های چندگانه
اکسید های کربن I
اکسید های کربن II
Law of Multiple Proportions:
ترکیب II دو برابر ترکیب I اکسیژن دارد.

اسلاید 13 :

ساختار اتم
نظریه اتمی دالتون
پیشرفت علم شیمی
کمّی کردن جرم نسبی اتم ها
تبیین سه قانون جرم در شیمی

اسلاید 14 :

نظریه اتمی دالتون

1- تمامي مواد از ذرات ريز تفکیک ناپذیر و غير قابل رويت به نام اتم ساخته شده اند. واكنشهاي شيميايي شامل نو آرائي اتمها (تفکیک و اتحاد اتم ها) بوده، نه اتم جديدي توليد و نه اتمي از بين مي رود.

2- اتم های یک عنصر به اتم های عنصر دیگر تبدیل نمی شود.

3-اتمهاي يك عنصر در جرم و خواص دیگر يكسان و با اتمهاي عناصر مختلف متفاوتند.

4- یک ترکیب شیمیایی نتیجه ترکیب اتم های دو یا چند عنصر است.
نوع اتم های موجود در یک ترکیب و نسبت آنها همیشه ثابت است.

فرضیات
دالتون با نسبت دادن جرم های نسبی به اتم های عناصر گوناگون به مفهوم نظریه اتمی صورت کمی داد.
میلادی 1844-1766
Dalton’s Atomic Theory
2Mg + O2 = 2MgO

اسلاید 15 :

چگونه این نظریه قوانین جرم را توضیح می دهد؟
بقا جرم
اتم ها نمی توانند خلق شوند و یا از بین روند.
و یا به یک نوع اتم دیگر تبدیل شوند.
فرضیه 1
فرضیه 2
با توجه به این که هر اتم جرم ثابتی دارد.
در طی یک واکنش شیمیایی اتم ها به صورت مختلف با هم ترکیب می شوند و در نتیجه هیچ تغییر جرم کلی وجود ندارد.
فرضیه 3
نظریه اتمی دالتون

اسلاید 16 :

اجزا متشکله معین
اتم ها در ترکیبات با نسبت های متفاوتی ترکیب می شوند.
و هر اتم جرم مخصوص خودش را دارد.
بنابراین هر عنصر کسر ثابتی از جرم کل را در ترکیب دارد.
نظریه اتمی دالتون
فرضیه 4
فرضیه 3
نسبت های چندگانه
اتم های یک عنصر جرم یکسان دارند. (؟)
و اتم ها تقسیم ناپذیرند. (؟)
بنابراین وقتی تعداد متفاوتی از اتم های عناصر با هم ترکیب می شوند نسبت عددی صحیح کوچکی بین اتم ها وجو دارد.
فرضیه 3
فرضیه 1
مثال: کربن و اکسیژن دو ترکیب شیمیایی تشکیل می دهند. CO، CO2
در CO نسبت اتم کربن به اکسیژن 1:1 است ولی در CO2 این نسبت 1:2 است.

اسلاید 17 :

نظریه اتمی دالتون در مفهوم کلی هنوز معتبر است، اما نخستین اصل و اصل سوم باید اصلاح شود.

دالتون بر این باور بود که تمام اتم های یک عنصر تفکیک ناپذیرند و همچنین دارای جرم اتمی یکسان هستند. امروزه می دانیم که اتمها از ذرات بنیادی تشکیل شده و بسیاری از این عناصر شامل چندین نوع اتم هستند که از لحاظ جرم متفاوت هستند(بحث ایزوتوپها)
کربن-12 و کربن-13
دالتون جنبه های کمی نظریه خود را از دو قانون استخراج کرد:
قانون بقای جرم و قانون نسبت های معین
بر اساس این نظریه، دالتون توانست قانون سوم ترکیب شیمیایی یعنی قانون نسبت چندگانه را بیان کند. بر مبنای این قانون هنگامی که دو عنصر Aو B بیش از یک جسم تشکیل دهند، نسبت مقادیری از A که در این اجسام با مقدار ثابتی از B ترکیب شده است عددهای صحیح و کوچکی خواهد بود.

اسلاید 18 :

الکترون ها و دیگر مشخصات فیزیکی اتم
تصورات از ساختار میکروسکوپی اتم ناشی از آزمایشاتی بود که انجام شده بود و بر این اساس دالتون اتم را کوچکترین جز ممکن ماده در نظر گرفت.
آزمایش های الکتریسیته و مغناطیس منجر به نظریه امروزی اتم شد.
همه اشیا از ذرات باردار ساخته شده اند. از نظر الکتریکی اشیا خنثی هستند. (تعداد بارمثبت= تعداد بار منفی)- مالیدن اجسام روی هم مانند شانه کردن موی سر، بار الکتریکی ساکن ایجاد می کند. عبور بار از میدان مغناطیسی باعث انحراف بار از خط مستقیم و حرکت در جهت عمود بر میدان می شود.

کشف الکترون:
در سال 1807-1808 (Davy): با استفاده از جریان الکتریسیته برای تجزیه اجسام، 5 عنصر (K, Na, Ca, Sr, Ba) کشف شد و نتیجه گرفته شد که نیروی جاذبه نگهدارنده عناصر در اجسام دارای ماهیت الکتریکی است.
1832-1833 (Faraday): با آزمایشهای الکتروشیمیایی که ترکیبات توسط جریان الکتریسیته تجزیه می شدند مشخص کرد که رابطه ای بین مقدار الکتریسیته مصرف شده با مقدار ترکیب تجزیه شده وجود دارد. (قوانین الکترولیز)
1874 (Stoney): بر مبنای قوانین فاراده کفت واحدهایی از بار الکتریکی به اتم ها وابسته اند.
این واحدها در سال 1891 الکترون نامیده شدند. (وجود الکترون از راه تجربی ثابت شد.)

اسلاید 19 :

نیروی جاذبه نگهدارنده عناصر در اجسام دارای ماهیت الکتریکی است.
سال 1807-1808 (Davy): با استفاده از جریان الکتریسیته برای تجزیه اجسام، 5 عنصر (K, Na, Ca, Sr, Ba) کشف شد
رابطه ای بین مقدار الکتریسیته مصرف شده با مقدار ترکیب تجزیه شده وجود دارد. (قوانین الکترولیز)
1832-1833 (Faraday): با آزمایشهای الکتروشیمیایی ترکیبات توسط جریان الکتریسیته تجزیه شدند.
گفته شد که واحدهایی از بار الکتریکی به اتم ها وابسته اند.

1874 (Stoney):
بر مبنای قوانین فاراده
این واحدها در سال 1891 الکترون نامیده شدند.
تاریخچه کشف الکترون
قسمت عمده اطلاعات موجود درباره الکترون از مطالعه اشعه کاتدی به دست آمد.

اسلاید 20 :

آزمایش اشعه کاتدی
Cathode Rays tube (CRT)
تلاش برای عبور جریان الکتریسیته از خلاء
لامپ اشعه کاتدی قلب مانیتورهای کامپیوتر و تلویزیون ها در گذشته بود.
در اثر عبور جریان الکتریکی از یک محفظه شیشه ای که با خلاء پر شده یک نوع تابش از الکترود منفی (کاتد) به سمت الکترود مثبت (آند) نشر می کند که به آن اشعه کاتدی گویند.
Cathode Rays tube (CRT)
liquid crystal display (LCD)