فلش های متنوع شیمی

 

انیمیشن های متنوع شیمی

 

انیمیشن های متنوع شیمی

 

انواع نیروهای واندروالسی

انواع نیروهای واندروالسی
1- نیروهای دوقطبی - دوقطبی
این نیروها بین مولکول های قطبی دیده می‌شوند. این مولکولها دارای دوقطبی های دائمی هستند و تمایل به قرار گرفتن در راستای میدان الکتریکی دارند. پایدارترین حالت زمانی است که قطب مثبت یک مولکول تا حد امکان به قطب منفی مولکول مجاور نزدیک باشد. در این شرایط بین مولکولهای مجاور یک نیروی جاذبه الکتروستاتیکی به نام نیروی دوقطبی بوجود می‌آید.
با توجه به مقادیر الکترونگاتیوی اتم‌ها در یک مولکول دو اتمی می‌توان میزان قطبیت مولکول و جهت‌گیری قطبهای مثبت و منفی را پیش بینی کرد، اما پیش بینی قطبیت مولکولهای چند اتمی باید مبتنی بر شناخت شکل هندسی مولکول و آرایش جفت الکترونهای غیر مشترک باشد.
نیروی لاندن(نیروی پراکندگی)
برای اینکه ترکیبی به صورت جامد یا مایع باشد. باید نیروهایی ، مولکولهای آن ترکیب را کنار هم نگه دارد. در ترکیبات قطبی به علت وجود اختلاف الکترونگاتیوی بین دو اتم ، دو بار جزئی مثبت و منفی در دو سر مولکول حاصل می‌شود و این نیروی دوقطبی ، مولکولها را کنار هم نگه می‌دارد. برای توجیه حالت مایع و جامد مواد غیرقطبی مانند برم و ید نیز ، نیروی جاذبه دیگری باید وجود داشته باشد.

چون نقاط ذوب و جوش مواد غیرقطبی با افزایش جرم مولکولی بالا می‌رود، نتیجه می‌گیریم که مقدار این نیرو نیز با جرم و اندازه مولکول زیاد می‌شود. این واقعیت که فراریت مولکولهای قطبی مانند مولکولهای غیرقطبی با افزایش وزن مولکولی کم می‌شود، نشان می‌دهد که این نوع نیروی بین مولکولی باید برای همه مواد مولکولی متداول باشد.
اهمیت نیروی لاندن
از میان نیروهای بین مولکولی ، نیروی لاندن از همه مهم‌تر می‌باشد. این نیرو تنها نیروی جاذبه میان مولکولهای غیر قطبی است. حتی تخمین زده شده است که 85 درصد از کل نیروهای میان مولکولی در مولکول قطبی HCl ناشی از نیروی لاندن می‌باشد. فقط در مولکولهایی که پیوند هیدروژنی دارند، این نیروها نقش فرعی را ایفا می‌کنند.

برای مثال حدود 80 درصد از نیروهای جاذبه بین مولکولی در آب ، متعلق به پیوند هیدروژنی است و فقط 20 درصد بقیه مربوط به نیروهای پراکندگی (لاندن( می‌باشد. قویترین نیروهای لاندن بین مولکولهای کمپلکس و بزرگ دیده می‌شوند که ابر الکترونی بزرگی دارند که به آسانی تغییر شکل داده و قطبی می‌شوند، این ترکیبات نقاط ذوب و جوش نسبتا بالايی دارند.
ماهیت نیروهای لاندن
منشا و دلیل بوجود آمدن این نیروی بین مولکولی در سال 1930، توسط "فرتیز لاندن" توضیح داده شد. این نیرو همانند سایر نیروهای بین مولکولی (دوقطبی - دوقطبی و پیوند هیدروژنی ( ماهیت الکتریکی دارد. اما برخلاف آنها که از قطبیت دائم مولکولها بوجود می‌آیند، نیروی لاندن (یا پراکندگی) از جدایی بار موقتی و لحظه‌ای در درون یک مولکول حاصل می‌شود.
مولکول‌های غیرقطبی ، دوقطبی دائمی ندارند ولی با وجود این ، تمام مواد غیرقطبی را می‌توان مایع کرد. از این‌رو ، علاوه بر نیروی دوقطبی - دوقطبی ، باید نوع دیگری از نیروی بین مولکولی وجود داشته باشد. وجود نیروهای پراکندگی در مولکول‌ها بعنوان یک اصل پذیرفته شده‌است. تصور می‌شود این نیروها ناشی از حرکت الکترونها باشد. در یک لحظه از زمان ، ابر الکترونی یک مولکول بنحوی تغییر شکل می‌دهد که یک دوقطبی لحظه‌ای بوجود می‌آید که در آن ، قسمتی از مولکول به مقدار بسیار کم منفی‌تر از قسمت های دیگر است و در لحظه بعد ، بعلت حرکت الکترون ها جهت دوقطبی لحظه‌ای تغییر می‌کند.
اثر این دوقطبی های لحظه‌ای در طول زمان بسیار کوتاه ، یکدیگر را حذف می‌کنند، بصورتی که مولکول غیر قطبی فاقد دوقطبی دائمی می‌شود. ولی دوقطبی های مواج لحظه‌ای یک مولکول ، دوقطبی های نظیر خود را در مولکول‌های مجاور القا می‌کنند و حرکت همزمان الکترون های مولکول‌های مجاور باعث ایجاد نیروی جاذبه بین این دو قطبی های لحظه‌ای ، نیروی لاندن را تشکیل می‌دهند. نیروی لاندن بین مولکول های قطبی هم وجود دارد، اما تنها نیروی بین مولکولی موجود در مولکول های غیرقطبی است.
منشأ ایجاد این نیروها ، حرکت الکترون ها می‌باشد. الکترونها در مولکول های غیرقطبی مانند H2 بطور متوسط به هر اندازه که به یک هسته نزدیک باشند، به همان اندازه به هسته دیگر نزدیکند. اما در یک لحظه ابر الکترونی می‌تواند در یک انتهای مولکول متمرکز شود و در لحظه بعد این ابر الکترونی در انتهای دیگر مولکول باشد.
چگالی لحظه‌ای الکترون ها در یک طرف مولکول و قسمت دیگر آن یک دوقطبی موقت در مولکول H2 بوجود می‌آورد. این موضوع به نوبه خود یک دوقطبی مشابه در مولکول مجاور القا می‌کند. این دوقطبی‌های موقت که هر دو در یک مسیر جهت‌یابی شده‌اند، نیروی جاذبه‌ای میان مولکول ها ایجاد می‌کنند که به نیروی پراکندگی یا لاندن معروف است.
عوامل موثر در ایجاد نیروهای لاندن
قدرت نیروهای لاندن به این بستگی دارد که وقتی یک دوقطبی موقت در مجاورت یک مولکول برقرار می‌شود، با چه سهولتی می‌تواند توزیع الکترونی آن مولکول را قطبیده کند. سهولت قطبی شدن در درجه اول به اندازه مولکول بستگی دارد. دوقطبی شدن مولکول های بزرگ که الکترون ها دورتر از هسته می‌باشند، آسان تر از مولکولهای کوچک که الکترون ها به هسته نزدیک هستند صورت می‌گیرد. با افزایش اندازه مولکول و وزن مولکول بر قدرت نیروهای لاندن افزوده می‌شود.
البته نیروهای لاندن بیشتر به اندازه و شکل مولکول بستگی دارند تا به جرم آن. از میان دو مولکولی که دارای وزن مولکولی یکسان ولی شکل و اندازه مختلفی هستند، الکترون های مولکول کوچکتر و فشرده ‌تر آزادی کمتری دارند و دوقطبی لحظه‌ای براحتی در مولکول ایجاد نمی‌شود. بنابراین نیروی بین مولکولی آنها ضعیف‌تر از نیروی بین مولکولی مولکول بزرگتر می‌باشد که الکترونهایش آزادی عمل بیشتری دارند.
بنابراین نیروهای لاندن در مولکولهای فشرده و متقارن ، ضعیف تر از مولکول های با اتم های سبک ، طویل و استوانه‌ای شکل (سطح زیاد مولکول) می‌باشد و به همان علت نقاط ذوب و جوش این ترکیبات فشرده کمتر از مولکولهای بزرگ می‌باشد، هرچند که جرم مولکولی یکسانی داشته باشند.
نيروي واندروالسي به چه عواملي بستگي دارد؟
1- هر چه جرم مولكولي بيشتر باشد نيروي واندروالس بين مولكولها بيشتر است. و هر چه نيروي واندوالسي بيشتر باشد يعني مولكولها سفت تر هم را چسبيده اند پس نقطه ي جوش و ذوب بالاتر است.
2- هر چه تعداد اتمها در ساختار يك مولكول بيشتر باشد نيروي واندروالس بين دو مولكول بيشتر است و بنابر اين نقطه ي ذوب و جوش بالاتر است. مثلا S8 نيروي واندروالس بيش از P4 دارد.

نقل از: وبلاگ شیمی جهانتاب

ادامه نوشته

فلش های متنوع شیمی

 

فلش های متنوع شیمی

دانه های برف

گرچه برخی از دانشمندان این گفته را قبول ندارند که "هیچ دو دانه برفی شبیه هم نیستند" اما اغلب پژوهشگران با آن موافق هستند.
یک دانه برف به صورت یک بلور به شکل  منشور شش‌وجهی شروع به تشکیل‌شدن می‌کند.

در حالیکه دانه برف به سمت زمین می‌آید، در معرض مجموعه‌ای از شرایط منحصر به فرد قرار می‌گیرد که شکل آن را تغییر می‌دهند

در حالیکه دانه برف به سمت زمین می‌آید، در معرض مجموعه‌ای از شرایط منحصر به فرد قرار می‌گیرد که شکل آن را تغییر می‌دهند. پژوهشگران دانشگاه توکیو در دهه 1970 کشف کردند که رطوبت، درجه حرارت و فشار هوا شکل دانه‌های برف را تعیین می‌کنند.

گرچه هیچ دو بلور برف نهایتاً هنگامی که به زمین می‌رسند، دقیقاً مشابه هم نیستند، شش بازوی هر بلور منفرد که همراه هم هستند، همزمان با هم رشد می‌کنند و در نتیجه به دانه برف شکل بلوری پیچیده و منحصر به فردی می‌دهند که دارای تقارن مشخصی است.

ماده سحر آمیز

چندی پیش در منطقه فینیکس واقع در آریزونا در کشور آمریکا، کشاورزی بنام دیوید هادسون به ماده ی سفید رنگی که در سرتاسر زمینهای زراعی اش گسترده بود مشکوک شد و مقداری از آنرا به آزمایشگاههای معتبر سپرد تا به او بگویند که این ماده سفید رنگ متشکل از چه مواد اولیه ای است. اما در عین ناباوری، پاسخ آزمایشگاه این بود:You Have Pure Nothing یعنی شما یک ماده ای دردست دارید که خالصاً هیچ چیز مشخصی که در جدول عناصر تعریف شده باشد در آن به چشم نمی خورد!
اما پس از چندی یک آزمایشگاه روسی به روش آزمایش آمریکاییها شک کرد و روش جدیدی را برای آنالیز این ماده ی عجیب پیش رو گذاشت که صحیح تر بود و بلاخره پرده ی جادویی کنار رفت و عنصر تشکیل دهنده رخ نمود.
این ماده شکل دیگری از اتم های طلا بود که بصورت یک نانو رشته (رشته ای از الکترونها که از پی هم قرار می گیرند و شکل یک تسبیح نخ شده را دارد) در آمده بود. نام علمی آن ORME یا ORMUS مخفف Orbitally Rearranged Monotomic Element می باشد.
آزمایشات بعدی، اما، حیرت آورتر بودند. برای وزن کردن آن، یک پیمانه ی خالی را ابتدا وزن کردند و سپس مقدار مشخصی از این گرد سفید رنگ را درون پیمانه ریخته مجدداً وزن کردند و در عین ناباوری در تمام این توزینها، همواره وزن پیمانه+وزن گرد سفید رنگ از وزن پیمانه ی خالی “کمتر” بود! آزمایشی که چندین بار تکرار شد و همواره یک پاسخ را ارائه می داد. گویی که 40 درصد از جرم این ماده در جهان ما و 60 درصد دیگر آن در جهانی موازی با جهان ما سیر می کند.
نکته ی مهم زمانی به چشم آمد که محققان، پیمانه ی لبریز از ماده سفید رنگ را حرارت دادند و مشاهده کردند کهدر حرارت بسیار بالا وزن پیمانه به سمت صفر گرم سوق پیدا کرد. یعنی “با حرارت دادن به این ماده، می توان جاذبه را دفع نمود”.
ناسا با بهره گیری از این ترکیب جدید طلای بسیار ناب (The Pure Gold) توانست ماده ی جدیدی اختراع کند با نام آیروژل (AeroGel) که به خودی خود از هوا سبک تر است و فرم خالص آن می تواند در هوا شناور باشد و همچنین با حرارت دادن به آیروژل، این ماده می تواند وزنهایی بیش از وزن خود را نیز در هوا معلق نگاه دارد. ناسا از این ژل در تحقیقات گسترده ای بهره می برد. (در ویکیپدیا جستجو کنیدAeroGel )
اما چندی پیش، در “صحرای سینا” (علاقه مندان به آثار سیچین توجه فرمایند) معبدی متعلق به راهبان مصر باستان کشف شد که درون آن آکنده بود از پودری سفید رنگ! آزمایش این ماده نشان داد که شباهت زیادی بین این پودر تازه کشف شده با نانو رشته ی طلا وجود دارد. مصریان باستان به این ماده “مفکات” می گفتند و راز تهیه آن در دست راهبان مقدس بوده است.ترکیب مفکات با حرارت می توانسته بی وزنی را بهمراه آورد و شاید راز چگونگی ساخته شدن اهرام عظیم مصر در همینجا نهفته باشد.
به این نکته توجه کنید: نام تمام اشکال هندسی (چه به فارسی و چه به لاتین) مستقیما به شکل هندسی آنها اشاره می کند. مثلاً دایره از دوار بودن می گوید، مثلث از سه ضلعی بودن. اما در این بین نامی که برای شکل هندسی “هرم” در نظر گرفته شده یک استثنای عجیب است. هرم در لاتین Pyramid ترجمه شده که از ترکیب دو کلمه ی Pyro بمعنی “آتش” و Amid بمعنی “گرفته شده” تشکیل شده است. بنابراین Pyramid یعنی Fire Begotten یا از آتش گرفته شده!!! حتی اسم عربیِ “هِرم” نیز از ریشه هُرم بمعنی حرارت و داغی گرفته شده و اشاره ای به شکل هندسی آن ندارد

علاقه مندان به پیگیری این مطلب می توانند به آدرس graal.co.uk/whitepowdergold.html مراجعه و یا در گوگل White Powder Gold را جستجو نمایند

 

ارسال توسط درویشی دبیرستان تربیت۲

کامل‌ترین مایع جهان کشف شد

تحقیقات فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی ویتنام نشان می‌دهد، کوارک گلوئون پلاسما با گرانروی بسیار کم احتمالا کامل‌ترین مایع جهان است

به گزارش ایسنا، مایعات چگونه می توانند مایع باشند؟ این سوالی است که فیزیکدانان دانشگاه تکنولوژی ویتنام در تلاش برای یافتن پاسخی به این سوال هستند.

نتایج تحقیقات صورت گرفته نشان می‌دهد، حالت چسبندگی کوارک گلوئون پلاسما بسیار کمتر از مقداری است که در تئوری‌های قبلی مطرح شده بود.

مایعات با قدرت چسبندگی بسیار بالا مانند عسل از اصطکاک داخلی قوی برخوردار هستند و مایعات کوانتومی مانند سوپر هلیوم مایع از گرانروی (ویسکوزیته) بسیار پایینی برخوردار است.

در سال 2004 میلادی نظریه پردازان مدعی شدند که در نظریه کوانتومی، ویسکوزیته پایین‌تری برای مایعات در نظر گرفته شده است. با استفاده از شیوه‌های نظریه استرینگ، پایین‌ترین نسبت ممکن گرانروی (ویسکوزیته) اعلام شد که سوپر هلیوم مایع بسیار بالاتر از این آستانه قرار داشت.

اندازه گیری‌های صورت گرفته در سال 2005 نشان داد که گرانروی کوارک گلوئون پلاسما به ندرت بالاتر از حد اعلام شده است.

گرانروی کوارک گلوئون پلاسما را نمی‌توان به طور مستقیم محاسبه کرد و این مساله به چند شاخص فیزیکی دیگر بستگی دارد. رفتار این مایع چنان پیچیده است که باید از روش‌های مختلف برای سنجش گرانروی آن استفاده کرد. با استفاده از نظریه استرینگ محققان دریافتند که نظریه میدان کوانتومی کوارک گلوئون پلاسما در ابعاد بالاتر به فیزیک سیاه چاله‌ها مربوط می‌شود.

با این حال «دومینیک اشتاین ادر» از محققان موسسه فیزیک نظری وین معتقد است، رکورد گرانروی بسیار پایین این مایع ممکن است در آینده شکسته شود.

کوارک گلوئون پلاسما بسیار داغ توسط شتاب دهنده یون سنگین در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) تولید شده است.

این برخورد دهنده پر انرژی‌ترین شتاب دهنده ذرات جهان است که توسط سازمان تحقیقات هسته‌یی اروپا (CERN) در نزدیکی شهر ژنو سوئیس ساخته شده است.