بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
اجزاء ماده
وقتی ماشین ات را روشن می کنی، آیا در باره شیمی فکر می کنی؟
احتمالا نه، اما باید فکر کرد!
ماشین شما به دلیل وجود یک باطری سربی شروع به کار می کند.
این باطری چگونه کار می کند؟ و حاوی چه موادی است؟
وقتی یک باطری از کار می افتد، به چه معنی می باشد؟
اگر از سیم رابط دوستی استفاده کنید، می دانستی که باطری می تواند منفجر شود؟
چطور می توان از از واقعه جلوگیری کرد؟
در سوختی که در باک بنزین می ریزید چه وجود دارد؟ و چطور انرژی برای حرکت اتومبیل شما فراهم می کند؟
بخاری که از اگزوز ماشین شما خارج می شود چیست؟
اسلاید 2 :
چرا این گازها موجب آلودگی هوا می شوند؟
کولر ماشین شما ممکن است ماده ای داشته باشد که منجر به تخریب لایه اوزون می شود! ما در این ارتباط چه می کنیم؟ و چرا لایه اوزون اهمیت دارد؟
تمام این سئوال ها را می توان با فهمیدن مقداری شیمی پاسخ داد. در حقیقت، ما جواب تمام این سئوال ها را در این درس می دهیم.
شیمی همیشه با ما همراه است! شما قادرید بخوانید، و جمله های بالا را بفهمید چون که در مغز شما واکنشهای شیمیائی اتفاق می افتد.
غذائی که شما برای صبحانه خورده اید از طریق واکنشهای شیمیائی ایجاد انرژی می کنند.
درختها و چمن ها به دلیل تغییرات شیمیائی رشد می کنند.
اسلاید 3 :
شیمی همچنین در بعضی مکانهای غیر قابل تصور اتفاق می افتد.
زمین شناسی به نام Luis Alvarez در قسمتهای درونی سخره ها عناصر Iridium و Niobium کشف کرد. این عناصر به او کمک کردند علت مرگ دایناسورها را که برای میلیون ها سال بر زمین حکمروائی می کردند را حل کند.
آنها به یک باره 65 میلیون سال پیش بطور ناگهانی از بین رفتند.
شیمی برای تاریخ دانان نیز اهمیت دارد!
نقش فلز سرب در بیماریهای درمان ناپذیر مردم در دوران روم باستان (قبل از میلاد تا قرن دهم بعد از میلاد).
رومی ها شدیدا در معرض سرب بودند. لوله های سربی برای انتقال آب، و یک شربت به نام “Sapa” که حاوی استات سرب بوده است!
اسلاید 4 :
شهر پومپی در ایتالیا
اسلاید 5 :
شیمی همچنین در رفتار انسانها تاثیر دارد. کمبود عناصری در بدن!
Trace elements. کمبود کبالت در انسانهای عصیانگر، نمکهای Li در کنترل افراد Bipolar.
و احتمالا شما در دوره ای از زندگی خود عاشق می شوید.
ارتباط در دنیای حیوانات و نقش Pheromones.
نباید متعجب شوید اگر انسانها هم سیگنالهای شیمیائی نشر می دهند که با سطح هوشیاری ما قابل درک نیست.
هدف اصلی این درس، کمک به درک مفاهیم شیمی است تا شما از دنیای اطرافتان بیشتر لذت ببرید و مهم نیست که در چه رشته ای تحصیل می کنید.
در این فصل شرحی کلی از شیمی و طبیعت علوم به شما می دهیم. هدف اصلی این فصل بررسی پیشرفتهای اولیه در ارتباط با مدل اتمی خواهد بود
اسلاید 6 :
چرا برای بررسی اتمها وقت صرف کنیم؟ و چرا این قدر زود در مورد اتمها حرف بزنیم؟ مشاهدات ما را فورا به اینجا نمی برند که تمام مواد از اتمها درست شده اند.
ما نمی توانیم آنها را مستقیما ببینیم. از اینکه ذرات تشکیل دهنده مواد را بفهمیم چه به دست می آوریم؟
به علوم می توان به صورت یک فرآیند استوانه ای مشاهده، سئوال و نظریه و محک زدن نظریه نگاه کرد.
ما نظریه ها و مدلها را توسعه می دهیم، مانند مدل اتمی ماده، تا بهتر آنچه را که می بینیم توصیف کنیم.
اگر برای مثال کسی نزدیک شما یک شیشه پاک کننده لاک ناخن باز کند، فورا از آن آگاهی پیدا می کنید. چرا؟ برای اینکه شما می توانید آن را بو کنید.
دنیای ماکروسکوپی و میکروسکوپی
اسلاید 8 :
با بررسیهای بیشتر، ما با سئوالهای بیشتری مواجهه می شویم. این چیزی است که در علوم همیشه واقع می شود.
مایع پاک کننده لاک ناخن مجموعه ای از مولکولهای استن می باشد.
همانطور که شیمیدانها یاد گرفته اند، مولکول استن از اتمهای C, H,O تشکیل شده است.
چرا این اتمها به هم متصل می شوند تا یک مولکول استن بوجود آید؟ چرا استن مایع است، ولی مولکولهای متان گاز هستند. چرا استن از آب سریع تر تبخیر می شود؟ استن در هوا آتش می گیرد و CO2 و آب تولید می کند. چگونه این اتفاق می افتد؟
مدل دالتون بعضی سئوالهای ما را در باره استن نمی توانست پاسخ دهد.
مدل دالتون قابل قبول بود زیرا در علوم مدلها همیشه ساده سازی می کنند.
و ما از مدلهای مختلف برای اهداف متفاوت استفاده می کنیم.
اسلاید 9 :
آلبرت انشتین گفته است: ”در حد امکان و تا آنجائی که می توانید همه چیز را ساده کنید، اما نه ساده تر“
همانطور که در این فصل می بینیم، می توانیم از نظریه نسبتا ساده دالتون استفاده کنیم تا یک واکنش شیمیائی را به صورت یک بازآرائی اتمها در نظر بگیریم یا اینکه بفهمیم چرا یک گاز فشار اعمال می کند.
اما سئوال پیچیده تر این است که چرا مولکولها وجود دارند؟ یا چرا بعضی مواد در دمای اتاق جامد هستند، بعضی مایع و سایرین گاز هستند.
ما به یک مدل پیچیده تر نیاز داریم.
علم شیمی کاملا وابسته به خواص اتمها است، یعنی حقیقتا شیمی در باره این است که اتمها چگونه رفتار می کنند.
برای درک مشاهداتمان لازم است که فکر کنیم اتمها و مولکولها چه می کنند- یعنی اتمها چگونه با هم در ارتباط هستند؟
اسلاید 10 :
بعضی اوقات فقط لازم است که یک مدل نسبتا ساده داشته باشیم، و بعضی اوقات نیاز است که مدل پیچیده تر باشد.
سئوالهائی که نیاز است پاسخ دهیم راهنمای ما خواهند بود.
نکته این است که وقتی سعی می کنیم به سئوال هائی از قبیل چرا ما می توانیم بوی استن را احساس کنیم؟ چرا آب تبخیر می شود؟ چرا آهن زنگ می زند؟ و غیره
باید درک کنیم که در وهله اول فهمیدن از فکر کردن در باره اتمها حاصل می شود!
بنابراین ترتیب فصول این درس منعکس کننده این موضوع است که ساختار اتم را در این فصل به طور ساده تر و سپس پیچیده تر مطرح می سازیم.
اما تمام فصلها اغلب با مشاهده و سپس سئوال ها شروع می شود.
اسلاید 11 :
از زمان یونان باستان، مردم در باره پاسخ به این سئوال در تعجب بودند: ”ماده از چه ساخته شده است؟“
زمان زیادی می گذرد که بشر باور کرده که ماده از اتمها تشکیل شده است و طی سه قرن گذشته ما اطلاعات زیادی در تائید این نظر بدست آورده ایم.
برای اولین بار ما می توانیم اتمها را مستقیما ”ببینیم“. البته ما با چشم غیر مسلح نمی توانیم اتمها را ببینیم ولی باید از یک میکروسکوپ مخصوص به نام Scanning Tunneling Microscope (STM) استفاده کرد.
در این میکروسکوپ از یک جریان الکترونی که از نوک یک سوزن خارج می شود برای بررسی سطح ماده استفاده می شود.
اسلاید 13 :
بنابراین در این زمان ما کاملا مطمئن هستیم که مواد از اتمها تشکیل شده اند.
طبیعت این اتمها کاملا پیچیده هستند، و اجزاء اتمها مانند اجسامی که در دنیای مکروسکوپی می بینیم خیلی شبیه رفتار نمی کنند.
Macroscopic World
یکی از مهم ترین کارهای یک محقق علوم غور به دنیای میکروسکوپیک است و اجزاء آن را کشف کند.
یکی از اهداف مهم شیمی این است که ارتباط بین دنیای ماکروسکوپیک که ما تجربه می کنیم را با دنیای میکروسکوپیک اتمها و مولکولها درک کنیم.
برای درک واقعی شیمی، شما باید یاد بگیرید که در مقیاس اتمی فکر کنید.
اسلاید 15 :
سئوال: STM به ما این اجازه را داد که اتمها را ببینیم. به زمان قبل از کشف STM برگردید چه شواهدی می توانید ارائه دهید که این نظریه را تائید کند که ماده از اتمها و مولکولها بوجود آمده اند.
یک چیز خارق العاده در باره جهان ما این است که انواع فراوانی از مواد تنها از 100 نوع اتم مختلف بوجود آمده اند.
در حقیقت این سازماندهی اتمها در یک ترکیب مشخص است که تعیین کننده خواص ماده می باشد. برای مثال، آب معمول ترین و مهمترین ماده روی زمین از دو نوع اتم (O و H) ساخته شده است. دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن به یکدیگر متصل شده اند تا مولکول آب تشکیل شود. چرا؟!!
اسلاید 17 :
روش علمی
Scientific Method
علوم چهارچوبی برای بدست آوردن دانش و سازماندهی آن برای درک جهانی است که در آن زندگی می کنیم.
علوم تنها یک سری حقایق نیستند بلکه یک نقشه راه است. یک روش کار برای فرآوری و درک بعضی از انواع اطلاعات.
تفکر علمی در تمامی جنبه های زندگی مفید می باشد.
اما در این درس ما از آن استفاده می کنیم تا درک کنیم چگونه دنیای شیمی کار می کند.
همیشه به خاطر بسپارید که مدلها کشفیات بشر هستند. آنها تلاشهائی را نشان می دهند که بر پایه تجربیات بشری می خواهند رفتارهای طبیعی مشاهده شده را توضیح دهند.
در حقیقت یک مدل یک حدس حساب شده است. با آزمایش پالایش می شود.
اسلاید 20 :
همانطور که محققین علوم، طبیعت را مشاهده می کنند آنها اغلب می بینند که همان مشاهدات برای بسیاری از سیستم ها کاربرد دارد. برای مثال، مطالعه بسیاری از تغییرات شیمیائی نشان دادند که کل جرم مواد درگیر در یک تغییر شیمیائی قبل و بعد از فرآیند ثابت است.
چنین رفتاری که معمولا مشاهده می گردد در بیانی به نام
A Natural Law
فرموله می شود. برای مثال مشاهده می گردد که جرم کل مواد قبل و بعد از تغییر شیمیائی ثابت می ماند.
Law of Conservation of Mass
توجه داشته باشید که بین یک قانون طبیعی و یک نظریه تفاوت هست.
یک قانون طبیعی خلاصه ای از رفتار مشاهده شده است ونظریه توصیف رفتار.
