سلام دوستان .  سال نو و عید باستانی نوروز بر همگی مبارک . آرزو می کنم سال خوبی رو پشت سر گذاشته باشید و سال خیلی بهتری پیش رو داشته باشید . اما در اولین پست امسال میخوام مطلب جالبی رو که مدتها دنبال یه متن فارسی ازش بودم براتون بذارم  . در مورد هارپ .  لینکی که بهتون میدم خودش به اندازه ی کافی گویا هست فقط یه توضیح کوچیک و اون اینکه این تکنولوژی جنگ ستارگانی بیش از اونکه به اندازه ی گفته شده در این مقاله مهم و کاری باشه ظاهرالمهم و دهن پر کنه ! ولی برای اطلاعات عمومی بد نیست . یه فایل وردیه بخونید و اگه عشقتون کشید نظر بدید شاید راهگشا بشه از کجا معلوم ! از نویسنده اش هم که نمی دونم کیه خیلی ممنونم !

علاوه بر جامد، مايع، گاز و پلاسما حالت پنجم ماده چگالش بوز انيشتين است كه به اثرات كوانتومي اين دسته مواد مربوط است. در اين حالت ماده فاقد چسبندگي، كشش سطحي است و مي خواهد خود را در حداكثر سطح بگستراند و از ديواره هاي ظرف خود بالا مي رود؛. ظاهري شبيه مايع دارد ولي كاملاً مانند كاز ايده آل عمل مي كند و اگر آن را به حركت در آوريم تا ابد به حركت خود ادامه ميدهد! هليم ۴ در دماهاي بسيار پايين نمونه اي از آن است.
اتمهای انزواطلب (حالت ششم ماده!) محققان ناسا حالت جديدي از ماده را كشف كردند كه حالت چگاليده فرميوني نام دارد. طي مدت زمان طولاني ماده را به سه حالت مي شناختند كه عبارت بودند از جامد، مايع و گاز. اما امروز مي دانيم كه اين سه حالت تنها نيمي از حالت هاي شناخته شده هستند و حداقل شش حالت براي ماده وجود دارد. اين شش حالت عبارتند از جامد، مايع، گاز، پلاسما، حالت چگاليده، بوز - اينشتين و حالت چگاليده فرميوني.

ادامه مطلب

پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آن را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد.

این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین می‌باشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد. پدیده‌های طبیعی زیادی از جمله آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار می‌گیرند.

ادامه مطلب

پرتوهای ایکس را به وسیله بمباران هدفی فلزی با باریکه ای از الکترونهای سریع تولید می کنند. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد برای گسیل الکترونها و آندی در نقش هدف می باشند، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفته اند. کاتد پیچه ای رشته ای از جنس تنگستن است، این لامپ یک پیچه کانونی جهت جمع کنندگی باریکه الکترونی نیز دارد و در ساختمان آن از پمپ تخلیه نیز استفاده می کنند


نحوه عمل لامپ اشعه ایکس:
• جریان الکتریکی با ولتاژ کم از میان رشته کاتد برای گرم کردن آن و التهاب و تحریک گسیل گرما یونی الکترونها می گذرد. اختلاف پتاسیل الکتریکی زیادی ولتاژ لامپ بین کاتد و هدف آندی ، برای شتابدهی الکترونها در فاصله فضایی بین آن دو وجود دارد. معمولا گستره ولتاژی لامپ اشعه ایکس بین kv50 تا Mv1 است.
• فنجانک متمرکز کننده ای یا پیچه کانونی را نزدیک کاتد قرار می دهند که این پیچه به عنوان عدسی الکترومغناطیسی برای متمرکز کردن گسیل گرما یونی به صورت باریکه ای که به مرکز هدف آندی هدف گیری شده است، عمل می کند. آند از قطعه کوچکی از فلز هدف تشکیل شده است که معمولا از جنس تنگستن است و در پوشش مسی جای گرفته است.


• تنگستن را به عنوان ماده هدف به کار می برند زیرا گسیل کننده بسیار موثر پرتوهای ایکس است و نقطه ذوب فوق العاده بالایی (3380 درجه سانتیگراد) دارد. از این رو دماهای بسیار بالایی را که به وسیله برخورد الکترونهای سریع ایجاد می شود، می تواند تحمل کند. قطعه تنگستن را درون مکعبی مسی که با آب یا روغن خنک می شود جای می دهند. بدین ترتیب انرژی گرمایی تولید شده را با رسانش از طریق مس می توانند به آسانی از بین ببرند.



ادامه مطلب

سلام . در این پست طرز ساخت یک کوه آتشفشان رو یاد می گیرید که هم خیلی شبیه آتشفشان واقعیه هم با وسایل معمولی خونه ساخته میشه . می تونید تو یه مهمونی خونوادگی امتحانش کنید .

مواد مورد نياز: 6 پيمانه آرد ،2 پيمانه نمك ، 4 قاشق غذا خوري روغن ، آب گرم ، يك عدد بطري پلاستيكی ، پودر لباسشويي ، رنگ غذا ،سركه

روش كار:
1نخست مخروط آتش فشان را بسازيم.6 فنجان آرد 2فنجان نمك4 قاشق سوپخوري روغن غذا خوري و2فنجان آب رامخلوط كنيد. مخلوط بدست آمده بايديكنواخت ومحكم باشد(در صورت نياز مي توانيد آب بيشتري اضافه كنيد)

2-بطري پلاستيكي را در ظرف مورد نظر به طور ايستاده قرار دهيدوخمير تهيه شده را در اطراف آن به شكل يك كوه آتش فشان فرم دهيدالبته توجه داشته باشيد كه آن را به طور كامل نپوشانيد قسمت دهانه آن را براي اضافه كردن بقيه مواد خالي نگه داريد.

3-قسمت بيشتر بطري را با آب گرم پر كنيدومقدار كمي از رنگ قرمز غذارا به آن اضافه كنيد
4-6قطره پودر لباسشويي به محتويات بطري اضافه كنيد.
5-2قاشق سوپخوري جوش شيرين به بطري اضافه كنيد
6-به آرامي سركه را به بطري اضافه كنيد.
مراقب باشيد زمان فوران كوه آتش فشان رسيده است.

نكات :
گدازه هايي با رنگ قرمز ملايم در نتيجه واكنش بين جوش شيرين وسركه توليد خواهد شد.

در اين واكنش مانند آتش فشان حقيقي گاز كربن دي اكسيد هم توليد خواهد شد.

به دليل توليد گاز كربن دي اكسيد در بطري پلاستيكي فشاري ايجاد مي شودو ( به علت حضورپودر لباسشويي ) حبابهايي از آتشفشان خارج خواهد شد كه چهره  زيبايي به آزمايش مي دهد .

اگر چند قطره رنگ زرد هم به آن اضافه كنيد گدازه هاي خارج شده رنگ زيبا تر و طبيعي تري پيدا خواهند كرد.

با آب اکسيژنه خيلی کفش سريعتر و قشنگتر ميشه. با دی کرومات هم خوش رنگ ميشه.

                                                                    موفق باشید

با سلام مجدد

دو نرم افزار برای استفاده ی شما عزیزان در این قسمت قابل دسترسی است .

با نرم افزار اول  که  Chemexpert می باشد می توانید کارهای مختلفی از جمله موازنه ی واکنش های شیمیایی را انجام دهید . البته چون نسخه ی ارایه شده trial می باشد محدود بوده و فقط معادلاتی  که حداکثر دارای سه واکنش دهنده و سه فراورده می باشد را می توان با آن موازنه کرد .

البته این نرم افزار کارآیی های بسیار بیشتری دارد که خودتان در حین کار آنها را کشف خواهید کرد .

برای دریافت فایل اینجا کلیک کنید

اما نرم افزار دوم که perlib 18a نام دارد در واقع یک جدول تناوبی فعال می باشد که با کلیک راست روی هر عنصر و انتخاب گزینه ی اول اطلاعات فراوان و جالبی در مورد آن عنصر به دست خواهید آورد .

البته این نرم افزار هم کارآیی های بسیار بیشتری دارد که باز هم خودتان در حین کار آنها را کشف خواهید کرد .

برای دریافت فایل اینجا کلیک کنید

                                                       امیدوارم به دردتان بخورد .

                                                                                بچه هیئتی

سلام . برای تنوع این بار چند بازی ساده ی علمی را تحت عنوان شعبده بازی براتون گذاشتم که فکر کنم از سایت گروه شیمی یزد گرفتم یا یه جای دیگه ! خاطرم نیست . به هر حال جالبه :

● شعبده باز در يك لحظه آب را به نوشابه تبدل مي‌كند!

شعبده‌باز دو ليوان شيشه‌اي روي ميز دارد: يكي پر از آب، و ديگري به ظاهر خالي. او ابتدا يك جرعه از آب ليوان اول مي‌خورد، و بعد ادعا مي‌كند، كه چون دلش نوشابه مي‌خواهد، هم‌اكنون در پيش چشم حاضران، باقي مانده آب را به نوشابه تبديل خواهد كرد! در اين موقع آب موجود در ليوان اول را به ليوان دوم مي‌ريزد، و در اينجا به رنگ نوشابه در مي‌آيد، اين آزمايش چگونه است؟

ليوان اول واقعاً داراي آب خالص است، كه آزمايشگر يك جرعه از آن مي‌خورد، ولي به گودي ته ليوان دوم، از قبل 5 قطره تنتوريد ريخته‌ است كه خشك شده و زياد به چشم نمي‌خورد. و رنگ نوشابه به حل شدن تنتوريد در آب مربوط مي‌شود.

در نمايش فوق مي‌توان نوشابه بدست آمده را مجدداً به آب تبديل كرد. در اين صورت بايستي از قبل در ليوان ديگري مقداري آب ريخت، و در آن ربع گرم هيپوسولفيت سديم حل كرد. اگر اين مايع بيرنگ روي مايع رنگي شبيه نوشابه، كه از حل شدن تنتوريد در آب بدست مي‌آيد، ريخته شود، همديگر را خنثي مي‌كنند و مايع حاصل به طور كامل بيرنگ مي‌شود. دليل آزمايش اخير را مي‌توان چنين توضيح داد، كه وقتي محلول هيپوسولفيت سديم را وارد محلول تنتوريد در آب مي‌كنيم، تتراتيونات سديم و يديد ايجاد مي‌شود، و محلول بيرنگ مي‌گردد.

● با يك ميله شيشه‌اي شمع روشن مي‌شود!

باز هم شعبده‌باز با يك نمايش عجيب و باور نكردني تماشاگران را غرق در شگفتي مي‌سازد. نمايشي كه اجراي آن كاملاً غيرممكن به نظر مي‌رسد. او شمعي را روي ميز قرار مي‌دهد، و نوك يك ميله شيشه خيلي معمولي (همزن) را به فتيله آن مي‌زند. شمع روشن مي‌شود! چرا؟

با آنكه نمايش خيلي خارق‌العاده به نظر مي‌رسد، ولي اجرايش ساده است، به طوري كه شما نيز مي‌توانيد موفق به انجام آن شويد. كافي است كه ابتدا وسايل زير را آماده كنيد: اولاً دو يا سه گرم كلرات پتاسيم، و همان مقدار قند، كه هر دو را به طور مجزا به صورت پودر در آورده‌ايد. ثانياً يك شمع درشت معمولي، كه حتي‌الامكان فتيله آن كمي كلفت‌تر از معمول باشد (اين شمع نبايد قبلاً مورد استفاده قرار گيرد). ثالثاً چند گرم اسيدسولفوريك خيلي غليظ، پس از تهيه اين وسائل، قبلاً فتيله را به كمك يك سوزن، كاملاً از هم باز كنيد، به طوري كه تارهاي آن جدا از هم باشند. سپس كلرات پتاسيم و قند را – كه به طور جداگانه در هاون كوبيده، و به صورت پودر نرم درآورده‌ايد – با هم مخلوط كنيد (اگر اين دو ماده را با هم در هاون خرد كنيد، امكان انفجار وجود دارد). اين مخلوط را از قبل روي فتيله شمع بريزيد، به طوري كه اين ذرات لابه‌لاي تارهاي فتيله را به خوبي پر كنند. و چون اين دو ماده سفيد بوده، و همرنگ فتيله شمع هستند، مسلماً كسي از اين آماده‌سازي آگاه نخواهد بود.

و حالا بدون اينكه كسي مطلع باشد، سر يك همزن شيشه‌اي را در اسيدسولفوريك غليظ فرو ببريد، و بلافاصله به فتيله شمع بزنيد. چون براده قند در مجاورت كلرات پتاسيم است، به كمك اسيد سولفوريك آتش خواهد گرفت، شمع روشن می شود.

● يك تردستي زيبا و دلپذير ديگر مربوط به علم شيمي

نمايش ساده‌اي را كه در اينجا مطرح مي‌كنيم، در نوع خود خيلي تماشايي است. روي ميز نمايش سه ليوان بزرگ محتوي مايعات بيرنگي قرار دارند، كه آزمايشگر آنها را آب معرفي مي‌كند. يك پارچ شيشه‌اي نيز داراي مايع بنفش رنگ است. شعبده‌باز روي هر يك از سه مايع بيرنگ‌، كمي از مايع بنفش مي‌ريزد، مايع اول به رنگ بنفش درمي‌آيد. مايع دوم به رنگ قرمز درمي‌آيد، و مايع سوم سبز رنگ مي‌شود! چگونه اين تردستي انجام مي‌پذيرد؟

مواد لازم براي اجراي اين نمايش شگفت‌انگيز عبارتند از: يك برگ كلم قرمز، 100 سانتيمتر مكعب سركه سفيد، و مقداري سود كه در 100 سانتيمتر مكعب آب حل شده است. روش كار به اين ترتيب است، كه از قبل برگهاي كلم قرمز را به قطعات كوچك ببريد. آنها را در يك كاسه بريزيد، و رويش آب جوش اضافه كنيد، و مدت نيم‌ساعت آن را ساكن نگه داريد. شما مايعي به رنگ بنفش خواهيد داشت. آن را از الك عبور دهيد، و در پارچ بریزید. و اما ليوان اول داراي 100 سانتيمتر مكعب سركه سفيد، و سومي سود حل شده در 100 سانتيمتر مكعب آب است. دليلش را هم به طور خلاصه توضيح مي‌دهيم: مايع بنفش رنگ، كه از برگ كلم قرمز به دست مي‌آيد، اگر در محيط اسيدي قرار گيرد، به رنگ قرمز درمي‌آيد. در محيط قليايي سبز رنگ مي‌شود. و مسلماً در محيط خنثي رنگ خود (بنفش) را حفظ مي‌كند. همين!

● چرا شعله دست شعبده‌باز را نمي‌سوزاند؟

اين بار شعبده‌باز اجراي نمایش را به عهده مي‌گيرد، كه هيچ تماشاگري با ديدن آن نمي‌تواند از تعجب خودداري كند. و آن اينكه شعبده‌باز در حضور مردم مايعي را در گودي دستش مي‌ريزد. و بي‌آنكه به آن كبريت بزند، شعله آتش در كف دستش زبانه مي‌كشد. او در جلو سن قدم مي‌زند، و بدون احساس ناراحتي با تماشاگران صحبت مي‌كند، تا مايع تمام شود، و شعله فروكش كند. سپس دستش را با يك دستمال پاك مي‌كند، و به ادامه برنامه‌اش مي‌پردازد. چگونه اين كار ممكن است؟

در اينجا نيز شعبده‌باز از علم شيمي استفاده مي‌كند، و هرگز از چشم‌بندي و مهارت دست، و وارونه جلوه‌دادن حقايق بهره نمي‌برد. شما نيز اگر علاقمند به اين گونه نمايشات علمي هستيد، كافي است كه ابتدا 12 سانتيمتر مكعب سولفيدكربن و 8 سانتيمتر مكعب تتراكلريدكربن تهيه كنيد. ابتدا آنها را خوب با هم مخلوط كنيد. سپس بدون اينكه كسي متوجه شود، دست خود را روي بخاري نيم‌گرم، و يا آجري كه روي اجاق برقي قرار دارد – و نظاير آن – گرم كنيد، و آنگاه مخلوط را در گودي دست خود بريزيد، در مدتي خيلي كوتاه مايع شروع به شعله كشيدن مي‌كند، البته اين سوختن با بوي خيلي زننده همراه نيست، و حتي مي‌توان در داخل ساختمان نيز به اجراي آن اقدام كرد.

يادآوري مي‌كنيم، در صورتي كه موقعيت مناسب نباشد تا شما قبلاً دستتان را تا آن حد گرم كنيد، مي‌توانيد مايع دست خود را به كمك يك لوله شيشه‌اي مشتعل سازيد. يعني لوله شيشه‌اي را مدت كوتاهي روي شعله اجاق گاز بگيريد و داخل مايع قرار دهيد. اگر مواد تازه و مؤثر باشند، اين روشها براي مشتعل كردن آن كافي خواهد بود. در غير اينصورت كبريت بكشيد، و به فاصله كمي از آن نگه داريد، مايع شعله‌ور خواهد شد، اما دست شما آن‌قدر گرم نمي‌شود، كه غيرقابل تحمل باشد.

● چرا آب از غربال پايين نمي‌ريزد؟

شعبده‌باز يكي صافي مخصوص آشپزخانه به دست دارد، يك ظرف بزرگ شيشه‌اي نيز كه تا نصف محتوي آب است روي ميز قرار دارد، و كنار آن نيز يك پارچ شيشه‌اي پر از آب ديده مي‌شود. نمايشگر مقداري از آب پارچ مي‌خورد، و آنگاه صافي را بالاي ظرف بزرگ نگه داشته، و اظهار مي‌دارد: آب در غربال حمل كردن – برخلاف تصور عموم – كاري ساده است! و در اين موقع شروع به ريختن آب در داخل صافي مي‌كند. همه متوجه مي‌شوند، كه قطره‌اي آب پايين نمي‌ريزد. به اين ترتيب تقريباً نصف آب پارچ را در توي صافي خالي مي‌كند. و پس از اينكه با شك و ترديد تمام، چند لحظه آن را روي ظرفشويي نگه مي‌دارد، به آرامي مقدار كمي آب از لبه صافي توي ظرف بزرگ خالي كرده، و خود صافي را هم داخل آب قرار مي‌دهد. سپس از يك تماشاگر نيز مي‌خواهد، كه وي نيز اين كار را تكرار كند و آن وقت مجدداً صافي را از توي ظرف خارج كرده، و به دست او مي‌دهد، و تماشاچي بقيه آب را در توي صافي مي‌ريزد. مشاهده مي‌گردد، كه قطره‌اي آب در غربال (صافي) باقي نمانده، و همه آن پايين مي‌ريزد، دليل اين تردستي چيست؟

به طور خلي ساده، وقتي شعبده‌باز آب را در صافي مي‌ريزد، توي صافي يك كاسه شيشه‌اي بزرگ – از انواع پيركس – قرار دارد، كه خيلي نازك بوده، و غيرقابل رؤيت است. همچنين ظرف بزرگ شيشه‌اي و روي ميز محتوي آب خالص نيست، بلكه داراي «تتراكلريدكربن» و «بنزين» است. وقتي آب دو مايع به نسبتهاي مساوي با هم مخلوط شوند، ضريب شكست آن با ضريب شكست شيشه پيركس يكسان مي‌شود، و اشياي شيشه‌اي پيركس در داخل آن ديده نمي‌شوند. شعبده‌باز هنگام قرار دادن صافي در داخل مايع مزبور، آن را كمي مي‌چرخاند، تا از صافي خارج شده، و داخل مايع به طور معكوس قرار گيرد. پس اساس شعبده‌بازي از اين قرار است: هنگامي كه شعبده‌باز آب را در صافي مي‌ريزد، كاسه پيركس توي آن قرار دارد، اما هنگامي كه از مايع درمي‌آورد، تا آن را به تماشاگر بسپارد كاسه مزبور را توي مايع باقي مي‌گذارد. كه البته كسي متوجه آن نمي‌شود. و مسلماً آب در نوبت تماشاچي از صافي به پايين مي‌ريزد!

● آيا مي‌توان شير را به نوشابه تبديل كرد؟

شعبده‌باز ظرف نسبتاً بزرگي را كه محتوي شير است. به حاضران نشان مي‌دهد. سپس مقداري از آن را در يك ليوان مي‌ريزد. بلافاصله شير در ليوان به صورت نوشابه درمي‌آيد. اين كار چگونه ممكن است؟

واقعيت اين است كه، شعبده‌باز از قبل، و دور از چشم حاضران، يك ليتر شير در يك ظرف شيشه‌اي ريخته، و به آن يك قاشق غذاخوري سود اضافه كرده، و خوب به هم زده است. و ليوان ديگر هم – كه به ظاهر خالي به نظر مي‌رسد – محتوي سه قطره محلول الكلي فنل فتالئين است، كه رويش چند قطره شربت كارامل نيز افزوده شده است (معمولاً ته اين ليوانها ضخيم بوده، و محفظه كوچكي در آن قسمت ايجاد شده است، و براي اينكه مواد ريخته شده در آنها ديده نشود، در پايين‌ترين قسمت بدنه ليوان، يك حاشيه به رنگ سفيد زده مي‌شود، كه ظاهراً جنبه تزييني دارد).

دليل آزمايش را مي‌توان چنين توضيح داد كه، تغيير اسيديته محيط در ليوان دوم با شناساگر فنل فتالئين، و وجود شربت كارامل، سبب مي‌شود، كه تماشاگر تصور كند، شير به نوشابه تبديل شده است.

 

فقط خیلی احتیاط کنید . کار کردن با مواد شیمیایی چندان هم ساده و بی خطر نیست . به هیچ وجه مواد شیمیایی رو در دسترس بچه ها قرار ندهید و ...

 

سلام دوستان

بالاخره بعد از مدت ها سر و کله ام پیدا شد ! این بار براتون یه کتاب گذاشتم به نام CHEMISTRY TEST که سوالات پنج گزینه ای جالبی داره که البته بیشتر به درد شیمی خوانده ها می خوره نه دانش آموزان . دانلودش کنید بد نیست . لازمه بازم بگم که فایلش با فرمت PDF است یا نه ؟!!

دانلود کتاب chemistry test

البته لازمه از جناب آقای دکتر حذرخانی تشکر کنم که این فایل رو در اختیارم گذاشت .

سلام

 بنا به دستور ! یکی از دوستان کلید واژه های کتاب شیمی ۳ سال سوم دبیرستان را با معادل های انگلیسی آنها استخراج کردم . فایل PDF اون رو براتون میذارم که اگه به دردتون خورد استفاده کنید . فکر کنم برای انجام یه تحقیق اینترنتی دانش آموزی خیلی مفید باشه . میگی نه امتحان کن !!!

دریافت فایل کلید واژه

حتما میدونی که برای باز کردن این فایل به برنامه ی Adobe Acrobat Reader نیاز داری !

سلام

به نظرم اومد که از سوالات تستی المپیادهای شیمی دوره های قبل استقبال خوبی شده لذا بد ندیدم که یک نمونه سوال تشریحی مربوط به مرحله ی دوم چهاردهمین المپیاد شیمی کشور رو براتون بذارم . با این توضیح که چون کیفیت خوبی نداشت مجبور شدم خودم از اول تایپش کنم و به صورت PDF در بیارم تا مناسب تر بشه . یه کمی باهاشون ور برید و از معلم هاتون کمک بگیرید . از کجا معلوم شایدم خدا زد پس کله مون براتون حلش کردیم !!!

سوالات تشریحی المپیاد چهاردهم

                                             موفق باشید

سلام . بالاخره بعد از چند روز پیدام شد ! میدونم که دلتون خیلی برام تنگ شده بود ولی خوب چه میشه کرد ! دل منم برا شما یه ذره شده !

همون طور که دانش آموزهای زبل تر می دونند چن وقت دیگه یعنی اوایل اسفند مرحله ی اول المپیادهای علمی کشور از جمله هیجدهمین المپیاد شیمی برگزار می شود . لذا بی مناسبت ندیدم که نمونه سوالات تستی المپیادهای مراحل ۱۴ تا ۱۷ رو براتون بذارم شاید کسی دید و استفاده کرد !

این فایل ها به صورت PDF است و با برنامه ی Acrobat reader باز میشه . نگید نگفت !!!

آزمون تستی المپیاد چهاردهم

آزمون تستی المپیاد پانزدهم

آزمون تستی المپیاد شانزدهم

آزمون تستی المپیاد هفدهم

پاسخ المپیاد چهاردهم

پاسخ المپیاد پانزدهم

برای همه ی دانش آموزان عزیز آرزوی موفقیت دارم .

همونطور که تو پست فبلی قول داده بودم میخوام در مورد مایع بودن جیوه کمی با هم صحبت کنیم . گفتم که دلیل مایع بودن جیوه هم میتونه خیلی ساده و مختصر بیان بشه هم خیلی پیچیده . من سعی می کنم یه چیزی بین اونها باشه تا نه چندان مشکل و دست نیافتنی باشه و نه چندان آبکی و غیر علمی .

جیوه در دمای اتاق مایع است زیرا " انقباض نسبیتی " اربیتال های اتمی آن باعث می شود الکترون های لایه ی آخر (  6s²) آن به هسته نزدیک تر شده و بار مؤثر بیشتری را احساس کنند . در نتیجه از نظر شیمیایی تقریبا همانند یک گاز نجیب رفتار کرده و علاقه ای به شرکت دادن الکترون هایش در پیوند با سایر اتم ها ، حتی اتم های جیوه ی دیگر ، نداشته باشد ! جالب است بدانید جیوه در فاز گازی ، همانند یک گاز بی اثر ، تک اتمی است .اما به هر حال نباید در این مسئله اغراق کرد زیرا جیوه نه گاز است و نه کاملا بی اثر . در جیوه آنقدر بر همکنش بین الکترون های بیرونی وجود دارد که آن را مایع نگه دارد ( رادون که amu ۲۲ سنگین تر است ، گاز است ) ، الکتریسیته را هدایت کند و در واکنش های شیمیایی معمولی شرکت کند . " اثرات نسبیتی " در واقع بیان کننده ی این هستند که نباید سرعت هایی بیش از سرعت نور را انتظار داشت . هیچ چیز ( حتی الکترونی در یک اتم ) نمی تواند سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشد ، و الکترون های داخلی اتم ها مخصوصا در اتم های سنگین تر نظیر جیوه و طلا با سرعتی برابر کسری از سرعت نور حرکت می کنند .

اینشتین در تئوری نسبیت خاص خود در 1905 این موضوع را مطرح کرد که جرم هر شیئ  متحرک با افزایش سرعت آن افزایش می یابد :

m_rel = m_rest / v/c

( البته مخرج کسر باید زیر رادیکال باشه که نشد تایپش کنم ) که در آن m_rel جرم نسبیتی ، m_rest جرم حالت ساکن ، v سرعت ذره و c سرعت نور است .

طبق محاسبات بور سرعت الکترون 1s اتم هیدروژن در حالت پایه هنگام چرخش در شعاع بور ( 0/53 A ) برابر 1/137 سرعت نور است . این سرعت آنقدر کم است که جرم نسبیتی فقط 00003/1 برابر جرم در حال سکون بوده و قابل صرف نظر کردن است . اما سرعت شعاعی متوسط پیش بینی شده برای الکترون 1s در اتم های سنگین تر از هیدروژن برابر است با :

< v > = ( z/137) c

برای Hg این سرعت برابر با :

(۸۰/137) c = 0.58 c

یا 58 درصد سرعت نور به دست آمده و از آنجا m_rel برابر 1/23 m_rest می شود .به عبارت دیگر شعاع بور حدود 23 درصد کوچک می گردد . بنابراین اربیتال 1s در جیوه خیلی زیاد منقبض می شود و چون تمام اربیتال ها باید نسبت به هم ارتوگونال باشند ، یک انقباض شدید به طور تقریبا مساوی برای تمام اربیتال های 5s,۴s,۳s,۲s و6s به وجود می آید که به آن " انقباض نسبیتی " می گویند . این مسئله باعث می شود که الکترون های 6s به هسته نزدیک تر شده و بار مؤثر بیشتری را احساس کنند و البته در این بین اثر پوششی بسیار ضعیف اربیتال های f هم نقش تعیین کننده ای دارند .

تاثیر اثر پوششی ضعیف الکترون های d و f روی انرژی های نخستین یونش روی ، کادمیم و جیوه . انرژی های دومین یونش هم از همین الگو تبعیت می کنند .

دقیقا همین امر باعث می شود که حالت اکسایش معمولی تالیم 1+ و سرب 2+ باشد ، در حالی که بور و کربن به ترتیب دارای حالت های اکسایش 3+ و 4+ هستند .

توجه داشته باشید که در گروه 12 ( Hg,Cd,Zn ) آخرین لایه ی d درونی کاملا پر است ، اما در جیوه ، هم به خاطر انقباض شدید اربیتال 6s و هم اثر پوششی ضعیف اربیتال های 4f که در دو عنصر دیگر وجود ندارد ، واکنش پذیری شیمیایی بسیار کمتر بوده و لذا الکترون های ظرفیت تمایل بسیار کمتری برای شرکت در پیوند فلزی بین اتم های جیوه از خود نشان می دهند . و بدین خاطر جیوه مایع و در حالت گازی تک اتمی است .

شاهدی که می توان برای پایداری آرایش 6s² جیوه آورد رفتار عناصر کناری جیوه است . طلا ( چون یک الکترون کمتر از جیوه دارد ) و تالیم ( چون یک الکترون بیشتر از جیوه دارد ) نقطه ی ذوبی همانند جیوه  (7/38- درجه سلسیوس) ندارند اما تمایل زیادی به کسب آرایش الکترونی همانند جیوه دارند زیرا :

1 ) همان طور که گفته شد حالت اکسایش پایدار تالیم به جای 3+ ، که بور و آلومینیم نشان می دهند ، 1+ است .

2 ) طلا زرد رنگ است زیرا برای ارتقای الکترون از لایه ی 5d به 6s انرژی کمی لازم است و همچنین الکترونخواهی طلا ، بعد از عناصر الکترونگاتیو، بیشترین مقدار(kj/mol ۲۲۳- ) بوده و حتی بیشتر از گوگرد و تقریبا برابر ید است .

امیدوارم همین مقدار بحث برای جا افتادن مطلب کافی باشد . و یا حد اقل جرقه ای شود برای تحقیق بیشتر شما و رسیدن به جواب قانع کننده ای که این معمای همیشگی را برای شما حل کند .

جيوه (Hg) تنها فلزی است که در دمای اتاق مایع است .ظاهر آن شبه سرب است اما به شکل مایع آن و می توان آن را در دست گرفت ( اما این کار را نکنید چون سمی است ) . چگالی جیوه بسیار بالاست (  g/cm³ ۱۳/۶ ( در واقع آن قدر بالا که اشیایی نظیر توپ ، آجر و قطعات سربی یا آهنی روی آن شناور می شوند . اما طلا اینگونه نیست زیرا طلا در جیوه همانند شکر در چای رفتار می کند . جیوه جذب آهنربا نمی شود و لذا اگر روی فرش یا کف پوش بریزد نمی توان به راحتی آن را برطرف کرد . بخار جیوه دارای تشعشع روشن زیبایی است اما مشکلات تنفسی شدیدی به دنبال دارد . سطح بسیار بازتابنده ی جیوه ، که سابقا به آن نقره ی چابک هم می گفتند ، آن را ماده ی اولیه ی ساخت آیینه نموده است و البته در ساختن دماسنج ها ، فشارسنج ها و وسایل الکتریکی هم کاربرد دارد .اما مشکل اصلی آن ماهیت سمی و تجمعی آن است . جیوه در شکل فلزی خالص آن تقریبا بی اثر بوده و لذا کشنده نیست اما در ترکیباتی نظیر کلرید جیوه (II) ماده ای با علامت جمجمه و دو استخوان ( علامت مرگ ) است !

با این که جیوه مایع است اما خیس کننده نیست ! زیرا دارای ضریب کشش سطحی منفی است ، بدین معنی که در لوله های مویین بر خلاف آب به صورت محدب یا برآمده قرار می گیرد و یا به عبارت دیگر این ماده هیچ گاه به درون مواد جذب نشده و بر عکس همانند جدا شدن آب از بدن اردک از روی مواد می ریزد .

اگر احیانا جیوه از دستتان به زمین ریخت یکی از راههای حذف کامل آن منجمد کردنش با یخ خشک و سپس برداشتن آن با انبر است ( و البته شما راههای دیگری هم می شناسید . نه ؟ ) این راه پاکیزه و مطمئنی است که یکی از کسانی که زیاد با جیوه سر و کار داشته عنوان کرده است .

اما از همه ی این مسائل که بگذریم هر گاه اسم جیوه به میان می آید تنها یک سوال به ذهن متبادر می شود : چرا جیوه مایع است ؟ پاسخ این سوال هم می تواند ساده باشد ، زیرا می توان آن را در چند جمله خلاصه کرد ، و هم پیچیده زیرا برخی از مفاهیم باید توضیح داده شوند و نیاز به فهم نسبتا دقیقی از فیزیک مدرن و شیمی دارد ، که انشاءالله در پست بعدی راجع بهش بحث می کنیم .