صفحه 1:
به نام خدا
جامدات. مابعات و کازها
تهیه کننده:
صفحه 2:
یونانیان باستان, عالم را متشکل از چهار عنصر آتش, خاک, آب و هوا میدانستند.
آمروژة 5أنشمتدآن به کمی. ین عتاضر,تمآم آخزاق نتگزل:نهتته:خمان را آن نظور
که هست, توضیح میدهند. آتش بیانگر انرژی بوده و سه عنصر دیگر نشان دهنده
سه حالت از ماده جامد, مایع و گاز میباشند. بر طبق اين تقسیم بندی, مواد جامد
دارای شکل و ابعاد مشخصی بوده و همچنین جرم, حجم و وزن مشخصی دارند.
صفحه 3:
جامدات
جامدات: جامد سخت ترین حالت هر ماده است. در این حالت اتمها در مکان
های مشخصی قرار گرفته و فقط میتوانند در حول نقطهی تعادل خود در شبکه
glug کنند. جآهد خچم وسکل نابتدارد وفابت: آست:وخاضیت آرتجاغعی و
کشسانی بسیار کمی دارد. مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت no کنند و
آن ها سفت و شکننده هستند.
صفحه 4:
جامدات
برای درک چگونگی این موضوع می توان جامدات را این گونه تعریف کنیم. در حالت
جامد, نیروهای بین مولکولی, به قدری قوی تر از انرژی جنبشی هستند که باعث
سخت شدن جسم در ol vw syle prs ari میگردند. در جامدات فاصلهی
مولکول ها مانند فاصلهی آن ها در مایع است. جامدات نمی توانند مانند وضعیتی که
حالات مایع و گاز دارند. آزادانه به اطراف حرکت کنند. بلکه در جامد, مولکول ها در
مکان های خاصی قرار میگیرند و فقط می توانند در اطراف این مکان ها حرکت
نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند. این حرکت نوسانی, به خصوص در
#مدات بلورین: کاربردهای صتعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دتبال
صفحه 5:
جامدات
مواد جامد را از لحاظ خواص میتوان به شکل زیر طبقهبندی کرد:
ل فلرات و آلیاژها
7 جامدات آلی(پلیمرها)
ل سرامیکها
1" کامپوزیتها
صفحه 6:
جامدات
جامدات بهطور کلی به دودسته جامدات بی شکل وجامدات بلوری تقسیم
میشوند.
ل جامدات بی شکل:
در جامدهای بیشکل, ذرات, نظم مشخصی ندارند؛ و ذرات همان بی نظمی که
در حالت مایع داشتند را به خود میگیرند. در واقع جامدات بیشکل معمولا زمانی
, ایجاد میشوند که مایع به سرعت سرد شود در اين صورت ذرات فرصت بيدا
نمیکنند که به صورت منظم مرتب شوند, در نتیجه به همان صورت نامنظم
میشوند. از مثالهای جامدات بیشکل میتوان به شیشهها اشاره کرد.
صفحه 7:
جامدات
جامدات بلوری:
در جامدات بلوری ارایه ای متقارن از اتمهاء یونها, یا ملکولها با آرایش aw
بعدی والگویی تکراری آرایش یافتهاند. تقارن یک بلور را میتوان براساس
شبکه بلوری توصیف کرد. یک شبکه بلوری را میتوان با جایگزین کردن
مراکز واحد ماده با نقطههای شبکه بدست آورد, یک شبکه بلوری را میتوان
٠ 7 به بخشهای مساوی موسوم به سلول واحد تقسیم کرد که از لجاظ نظری
0 اگر سلولهای واحد را در سه بعد در کنار هم بچینیم یک شبکه بلوری پدید
مىايد.
صفحه 8:
۱ جامدات
جامدات بلوری را میتوان در چهار دسته زیر طبقهبندی کرد:
۴ جامدات کوالانسی
۴ جامدات مولکولی
۴ جامدات فلزی
* جامدات یونی
صفحه 9:
جامدات
> جامدات کوالانسی
جامدات کوالانسی شبکه هایی از اتم های متصل به هم با پيوندهاي كووالانسي
هستنه بتقاوت جاینداب:کووالانسی با جاهدات مولگولی,این آسببنکه جاندات
, . مولكولي متشکل از مولکول هاي مجزا از هم اند که معمولاً هر مولکول از تعداد
مجدود و کمن لنم گیل شده آسته در حالیکه در جامدات کووالانسی معمولاً
کلیه اتم هاي ماده (بعنوان مثال در حد عدد آووگادرو تا اتم) بصورت پیوسته با
/ پيوندهاي كووالانسي به همدیگر متصلند و در واقع کل يك تکه جامد كووالانسي
بصورت يك مولکول غول پیکر است که تمام اتم ها را شامل مي شود.
صفحه 10:
جامدات
لیاف SUVS
از اين رو مواد پليمري را مي توان حد واسط مواد مولكولي و مواد کووالانسي
در نظر گرفت که با افزایش مقدار پليمري شدن و اندازه مولکول هاي پلیمر,
ماده پلیمر به تدریج از يك ماده مولكولي به يك ماده كووالانسي تغییر ماهیت
پا مي دهد. از جامدات گووالانسيمي توان یه العاس: گرافیت: کوازیر (502):
سیلیسیم, ژرمانیم. بورنیترید (8۱), کربوراندوم یا سیلیسیم کربید (5[6) و ...
/ اشاره کرد که ساختار برخي از آنها را در ادامه بررسي مي کنیم.
صفحه 11:
جامدات
لیاف SUVS
الماس يك جامد كووالانسي و يكي از آلوتروپ هاي عنصر کرپن است که
در آن هر اتم کرین با چهار پیوند ساده يا یگانه به چهار اتم کرین دیگر
متصل است.
صفحه 12:
جامدات
لیاف SUVS
گرافیت يكي دیگر از آلوتروپ هاي عنصر کرین است که بصورت يك جامد
کووالانسي در نظر گرفته مي شود. گراقیث ساختار للیه لایه دارد که هر a
شبيه كندوي زنبورعسل متشکل از شش ضلعي هايي است که اتمهاي کربن
در رأس هاي شش ضلعي ها واقع شده اند. براي هر اتم کرین در اين شش
ضلعي ها مي توان دو پیوند یگانه و يك دوگانه یا سه پیوند سیگما و يك پیوند
پاي در نظر گرفت.
صفحه 13:
جامدات
لیاف SUVS
Graphite vs Diamond
Graphite Diamond
1 2
Dutt, opaque, soft, common Brilliant, transparent, hard, rare
صفحه 14:
جامدات
لیاف SUVS
sly تشکیل پيوندهاي پاي, هر اتم کرین يك اوربیتال 0 عمود بر لایه یا
همان صفحه شش صلعیها میآورد که کلیه این اوربیتال هاي ۵ بصورت
جانبي با هم همپوشاني مي کنند و الکترون هاي پاي را در خود جاي مي
| دهند و يك سیستم پيوندي پاي گسترده بر روي کل لایه را بوجود مي
آورند. بنابراین در گرافیت الکترون هاي پيوندي پاي آزادي حرکت دارند و
sly هر سه پیوند يك اتم کرین با اتم هاي کرین مجاورش مي توان مرتبه
پیوند یکسان برابر چهار سوم در نظر گرفت.
صفحه 15:
جامدات
لیاف SUVS
سیستم پيوندي پای گسترده گرافیت این امکان را براي الکترون ها فراهم
مي سازد که در فضاي همپوشاني جانبي اوربيتالهاي ۵ حرکت کنند و از يك
سمت لایه به سمت دیگر آن جابجا شوند. در نتیجه گرافیت در جهت لایه ها
مقاتیرفی بزاي اسعال ناز با جزان الکنزگي دازددو رسانايبرق آست: :ور
جهت عمود بر لایه ها چنین امكاني وجود ندارد و گرافیت نارساناي برق
محسوب مي شود.
صفحه 16:
جامدات
لیاف SUVS
فاصله بین لایه ها در گرافیت برابر 335 پیکومتر و طول پيوندهاي ساده کرین- کرین
برابر154 پیکومتر است (طول پيوندهاي کرین- کربن در گرافیت بعلت خصلت دوگانه
آنها برابر 142 پیکومتر است). بنابراین لایه هاي گرافیت دورتر از آنند که بتوانند با هم
پیوند کووالانسي تشکیل بدهند. از این بابت بین لایهها تنها پيوندهاي لاندن در نظر
گرفته ميشود. جابجايي يك a نسبت به لایه هاي دیگر در راستاي موازي لایه ها
نیازمند غلبه بر نيروهاي قوياي نیست و از اين رو در گرافیت لایه ها براحتي نسبت به
"هم مي توانند بلغزند و گرافیت در جهت لایه ها مقاوم نیست. درحالیکه در جهت
عمود بر لايه ها اینگونه نیست و گرافیت در جهت عمود بر لایه ها مقاوم است.
صفحه 17:
جامدات
لیاف SUVS
آلوتروپی یا آلوتروپیسم از ویژگی های برخی از عناصر است که در دو یا چند فرم
که آلوتروپ های عنصر نامیده می شوند, وجود دارند. نحوه پیوند دادن اتم های یک
عنصر در آلوتروپ های مختلف آن متفاوت است. بعنوان مثال گرافیت و الماس از
| آلوتروپ های عنصر کربن هستند. آلوتروبی به فرم های مختلف امکان پذیر برای
یک عنصر در یک فاز و نه در فازهای مختلف اشاره دارد. همچنین آلوتروپی برای
عناصر و نه مواد مركب بکار می رود. واژه عمومی تر پلی مورفیسم است که
' / بیانگر اینست که یک ماده جامد ساختارهای کریستالی متفاوتی می تواند داشته
پاشد.
صفحه 18:
جامدات
لیاف SUVS
از آنجاتیکه پيوندهاي كووالانسي قوي هستند. دماي ذوب و جوش جامدات
كووالانسي بالا است. جامدات كووالانسي معمولاً دماي ذوب و جوش بسیار
نزديك بهمي دارند یا بدون مذاب شدن مستقیماً تصعید ميشوند.
| جامدات گووالانسي معمولاً در حلال ها حل نمي شوند. چرا کة برهم کتش
هاي حل شونده- حلال معمولاً نمي توانند انرژٍي مورد نیاز براي شکسته شدن
پيوندهاي کووالانسي قوي در جامد كووالانسي را تأمین نمایند.
صفحه 19:
جامدات
لیاف SUVS
معمولاً جامدات كووالانسي برخلاف گرافیت مكانيزمي براي انتقال جریان
الكتريكي ندارند و نارساناي برق هستند. بعلت اتصال اتمها با پيوندهاي کووالانسي
قوي حساس به فاصله و جهت جنب و جوش هاي گرمايي يك اتم براحتي و به
سرعت به اتم هاي ديكر منتقل مي شود. از اين رو كرما براحتي از يك سر جامد
به سر ديكر آن منتقل مي شود و جامدات كووالانسي معمولا رساناي خوب كرما
هستند. در اين راستا مي توان جامدات كووالائسي را شبيه مجموعهاي از كره
/هاي متصل بهم با فنرهاي قوي در نظر كرفت كه ارتعاش يك كره توسط فنرها به
سرعت به کره هاي دیگر منتقل مي شود.
صفحه 20:
جامدات
لیاف SUVS
جامدات کووالانسي معمولاً سخت, ترد و شکننده اند. اين جامدات معمولاً
تحمل ضریه بالايي دارند. اما انعطاف پذیر نیستند و در صورت اعمال يك
ضربه سنگین تر از حد تحمل آنها معمولاً تفییر شکل نمیدهند و از هم
پاشیده شده و خرد مي شوند.
صفحه 21:
جامدات
لیاف SUVS
جامدات کوالانسی دارای ۴ ویژگی عمده میباشند:
* دمای ذوب و جوش بالایی دارند
۴ در حالت جامد و مذاب رسانای جریان برق نيستند
* سخت میباشند
> شکننده هستر
صفحه 22:
جامدات
۶ جامدات مولکولی:
جامدات مولكولي متشکل از مولکول های مجزا از هم هستند. بعنوان مثال
مي توان آب. شکر و الکل اتانول را در نظر گرفت که به ترتیب متشکل از
مولکول هاي مجزا از هم ۲20 و 66۲1206 و 62۳150۷ هستند. در
حالت خالص برهم کنش هاي بين مولکول ها مي تواند لاندن, قطبي يا
هيدروژني یا تركيبي از اين ها باشد.
صفحه 23:
جامدات
رات رین
بعنوان مثال در ماده مولكولي ید (۱2) تنها بر هم کنش هاي لاندن داریم. در
ماده مولكولي گوگرد تترافلوئورید (5۳۴4) هم برهم کنش هاي لاندن و هم
برهم کنش هاي دوقطبي - دوقطبي داریم و در ماده مولكولي آب (۳20) هر
سه نوع برهم كنش لاندن, قطبي و هيدروژني مشاهده مي شود.
شکل ساختار ید (۱2)
صفحه 24:
جامدات
رات رین
با افزايش اندازه مولکول ها نيروهاي لاندن قوي تر مي شوند و اندازه
نيروهاي بين مولكولي و دماي ذوب و جوش افزایش مییابد. قطبیت بالاي
مولکول و قابلیت تشکیل پیوند هيدروژني نیز اثر مشابهي روي قدرت
نيروهاي بین مولكولي و دماي ذوب و جوش ماده مولكولي دارد.
٩۲
صفحه 25:
جامدات
رات رین
متقارن تر شدن مولکولها باعث جفت و جور شدن راحت تر مولکولها با
همدیگر در حالت جامد و در نتیجه نزديك تر شدن مولکولها به همدیگر و
افزایش نيروهاي بین مولكولي مي شود. به همین علت وجود تقارن باعث
افزايش دماي ذوب مي شود. در دماهاي بالاتر به علت افزایش جنب و جوش
هاي نامنظم مولكولي و دورتر شدن مولکولها از همدیگر قابلیت نزديك تر
شدن مولکول ها به همدیگر به علت وجود تقارن اهمیت خود را از دست مي
' /دهد و به همین جهت تقارن بر دماي جوش تأثیرگذار نیست.
صفحه 26:
جامدات
رات رین
در مورد مواد مولكولي بايستي بخاطر داشت که نيروهاي بین مولکولی و نه
نيروهاي درون مولكولي در تعیین دماي ذوب و جوش مهم هستند. این مطلب از
آنجا ناشي مي شود که دور شدن مولکول ها از همدیگر معمولاً نيروهاي درون
مولكولي را تحت تأثیر قرار نمي دهد و نيروهاي درون مولكولي مقاومتي در برابر
دور شدن مولکولها از هم نشان roi دهند. بعنوان مثال مي توان ماده مولكولي
هیدروژژن را در نظر گرفت که بعلت نيروهاي ضعيف لاندن بين مولکول هاي
کوچك هیدروژن دماي جوش فوق العاده پائيني ( در حدود بیست کلوین) دارد و
پيوندهاي کووالانسي قوي ۲۱ -۱اکه بصورت نيروهاي درون مولكولي هستند. تأثيري
فز ین ادن تداززند.
صفحه 27:
جامدات
رات رین
مواد مولكولي در مقایسه با دیگر مواد (يوني, كووالانسي و فلزي) معمولاً
دماي ذوب و جوش بسیار پايينتري دارند. مثلاً ماده مولكولي آب در صفر
درچه نانتیگراه دوب في "شود در تحالیکه ماده يوني سدیم گلرید در 0اق
۱ درجه سانتیگراد ذوب مي شود. افزایش دماي ذوب و جوش مواد مولكولي
با افزایش اندازه مولکول ها توسط دمايي که پيوندهاي كووالانسي درون
مولکول ها شروع به شکسته شدن مي کنند. محدود مي شود.
صفحه 28:
جامدات
رات رین
بعنوان مثال مي توان در شيمي آلي مواد مولكولي با هر اندازه دلخواهي
براي مولکولها سنتز یا تهیه نمود, اما پيوندهاي کووالانسي ساده کربن-
گرین این فواد در دماهاي 400-306 درجه سانتیگراد نشروعية نشنکنته
شدن مي كنند و بنابراين اين مواد در جنين دماهايي تجزیه مي شوند و
نمي توان براي آن ها دماهاي ذوب یا جوش بالايي مشاهده کرد.
صفحه 29:
جامدات
رات رین
مواد مولكولي را معمولاً مي توان براحتي در حلالهاي مناسب حل نمود.
مثلاً اتانول بخوبي در حلال آب و ید بخوبي در حلال تتراکلرید کربن حل
مي شود. مواد مولكولي قطيي در حلال هاي قطبي و مواد مولكولي
غيرقطبي در حلال هاي غيرقطيي بخوبي حل مي شود که این مطلب
بصورت «قاعده همجنس در همجنس حل مي شود» نیز بیان مي گردد.
صفحه 30:
جامدات
رات رین
مواد مولكولي چه در حالت جامد و چه در حالت مایع معمولاً رسانايي
الكتريکي بسیار ضعيفي دارند و نارساناي جریان الكتريكي محسوب مي
شوند. همچنین اين مواد معمولاً رساناهاي خوبي براي گرما نیستند. بعنوان
| مثال مي توان مقداري یخ در يك لوله آزمایش ریخت و تكهاي توري سيمي
\ روي آنها انداخت و سپس به لوله آزمایش آب اضافه نمود و تنها قسمت بالاي
0٠ / لوله آزمایش و آب مجاور آن را حرارت داد. خواهیم دید که آب بالاي لوله
/بجوش مي آید درحالیکه بخ واقع در پایین لوله همچنان ذوب نشده است.
صفحه 31:
جامدات
رات رین
این مشاهده براساس رسانايي گرمايي ضعیف آب که يك ماده مولكولي
است, مي تواند توجیه شوذ. جامدات مولكولي بعلت برهم کنش هاي ضعیف
تر بین ذرات سازنده در مقایسه با دیگر جامدات تحت اثر ضربه راحت تر از
هم مي پاشند و خرد مي شوند.
این مواد به طوره عمده دارای ویژگیهای زیر هستند:
۶ دمای ذوب و جوش پایینی دارند
۴ در هیچ حالتی رسانای جریان برق نیستند
۲ < معمولاً نرم هستند
صفحه 32:
جامدات
* جامدات فلزی :
اتم هاي فلزات که در مقایسه با اتمهاي شبه فلزات و نافلزات راحت تر
الکترون از دست مي دهند, دستهاي از مواد به نام مواد فلزي را بوجود
\ مي آورند که مشخصه بازر آنها پیوند فلزي است. براي توجیه پیوند فلزي
wo توان از نظریه درياي الکترون آزاد استفاده نمود. نظریه درياي الکترون
آزاد ساده و تقريبي بوده, با این وجود بسياري از خصوصیات كلي فلزات
را توجیه مي کند.
صفحه 33:
جامدات
لیات فرع
در نظریه درياي الکترون آزاد فرض مي شود که اتم هاي فلزي الکترون هاي
والانس خود را از دست مي دهند و به صورت یون هاي مثبت در مي آیند.
تيسن أزن تون های یر درزایی آز الکتروی,های آزاد بوجود آنده فوظه.
ور مي شوند و جاذبه یون هاي مثبت و الکترون هاي آزاد منفي اساس كنار
هم قرار گرفتن اتم هاي فلزات و تشکیل پيوندي به نام پیوند فلزي است.
صفحه 34:
جامدات
جامدات فلزی
پیوند فلزي پیوند قوي است و بنابراین دماي ذوب و جوش مواد فلزي
معمولاً بالاست. برخلاف جامدات کووالانسي اختلاف دماي ذوب و جوش
جامدات فلزي معمولاً زیاد است.
۱ الکترون هاي آزاد مواد فلزي تحت تأثیر میدان هاي الكتريکي خارجي به
راحتي مي توانند جابجا شوند و به همین جهت فلزات هم در حالت جامد و
هم در حالت مایع رساناي خوب جریان الكتريكي هستند.
صفحه 35:
جامدات
لیات فرع
جنب و جوش هاي نامنظم كرمايي بعلت دافعه يون هاي مثبت باهم, بيوند
فلزي قوي و وجود الكترون هاي آزاد براحتي از يك سرفلز به سر ديكر آن
منتقل مي شود. به همين جهت فلزات رساناي خوب كرما نيز هستند.
فلزات انعطاف يذير هستند و در اثر ضربه معمولاً خرد نمي شوند بلكه
تغيير شكل مي دهند و از اين رو خاصيت جكش خواري و ورق كاري دارند.
صفحه 36:
جامدات
جامدات فلزی
فلزات معمولاً در حلال هاي معمولي حل نمي شوند. البته گاهي اوقات
فلزات بخاطر واکنش شيميايي با حلال در حلال حل مي شوند که بحث
جداگانه خود را دارد. مثلاً فلز سدیم با آب واکنش مي دهد و محلول سدیم
هیدروکسید و گاز هیدروژین تولید مي نماید. فلزات مي توانند با هم محلول
جامد در جامد تشکیل بدهند که آلیاژ نامیده مي شود.
صفحه 37:
جامدات
لیات فرع
آلیاژها از نظر برخي ويژتگي هاي فيزيكي یا شيميايي مي توانند با فلزات
alls شأزنده تفاوت.هأي فابل نوجهيداننتة بانشتة وبشيارق از مقایب
فلزات خالص براي کاربرد در صنابع و زندگي روزمره را از بین ببرند. از
اين رو است که آلیاژها كاربردهاي وسيعي در دنياي امروزه ما دارند.
صفحه 38:
v
3
جامدات
جامدات فلزى
آلیاژها بهطور عمده دارای ویژگیهای زیر هستند:
وماى وت کف متوسط وبالایی دازند
برخی نرم و برخی سرد هستند
زسانای:جزیان بزق در حالت جامد و :مقاب هستند
خاصیت ورقه ورقه شدن دارند
خاصیت مفتول شدن دارند
چکش خوار هستند
جلاپذیر میباشند
صفحه 39:
جامدات
۴ جامدات یونی:
همانطور که از نامشان نیز پیداست, جامدات يوني از یونها تشکیل شده
اند و داراي پیوند يوني هستند.
از آنجائیکه پیوند پوني جزء قوبترین پیوندهاست و به حالت مذاب یا بخار
در آوردن جامدات يوني نیازمند غلبه بر اين پیوند است. جامدات يوني
۰ معمولاً دماي ذوب و جوش بالايي دارند. اختلاف دماي ذوب و جوش
جامدات يوني مشابه جامدات فلزي معمولاً بالاست.
صفحه 40:
جامدات
جامدات یونی
در حالت جامد یون ها آزادي حرکت انتقالي ندارند (ذرات تشکیل دهنده
ساختار يك جامد معمولاً فقط آزادي حرکت ارتعاشي دارند) و به همین
علت مواد يوني در حالت جامد نارساناي جریان الكتريکي هستند. برخلاف
عالت جامد دز حالت:مذاب مواديوتي یونها هي توانتد آرادلبه از تک
مکان به مکان دیگر جابجا شوند, به همین علت مذاب مواد يوني رساناي
جریان الكتريكي است. 5
صفحه 41:
جامدات
جامدات یونی
با توجه به قوي بودن پیوند يوني و قرارگيري یون ها در فواصل نزديك نسبت
به همدیگر, ارتعاشات گرمايي یون ها از يك سر جامد براحتي به سر دیگر آن
منتقل مي شود و بر همین اساس, جامدات يوني رساناي خوب گرما هستند.
جامدات يوني معمولاً شکننده هستند و مشابه فلزات انعطاف پذیر نیستند. در
اثر ضربه و جابجايي لایه هاي یون ها نسبت به همدیگر, یون ها با بار همنام
در مجاورت همدیگر قرار مي گيیرند و دافعه هاي آنها باعث از هم پاشیده
٠ / شدن و قطعه قطعه شدن جامد يوني مي شود.
صفحه 42:
جامدات
جامدات یونی
جامداسببوی عفگن است در حلال.هایقطی با قطمس با هل لب جل
شوند. در موقع حل شدن آن ها انرزي لازم براي شکستن پيوندهاي يوني
قوي, با انرژزي آزاد شده به خاطر تشكيل جندين بيوند يون- دوقطبي
ضعيف ترء براي هر يون جبران مي شود.
صفحه 43:
جامدات
جامدات یونی
براي جامدات يوني, انرژي شبکه بلور يوني به صورت مقدار انرژي لازم
براي تبديل جامد يوني به يونهاي گازي شکل جدا از هم تعریف مي شود و
با لا یا بصورت خلاصه تري بالا نمایش داده مي شود.
| * تغییر آنتالبي تشکیل شبکه بلور: تغییر آنتالبي واكنشي است که در آن
يونهاي سازنده بلور در حالت گازي با هم ترکیب شده و شبکه بلور
جامد را بوجود مي آورند. بنابراین واضح است که بايستي انرژٍي شبکه
و تغییر آنتاليي تشکیل شبکه قرینه یکدیگر باشند.
صفحه 44:
جامدات
جامدات یونی
به طوركلي انرژي شبکه بلورهاي يوني رابطه مستقیم با حاصلضرب بار
یون ها و رابطه معکوس با مجموع شعاعهاي يوني دارد و همچنین تحت
تأثیر نوع شبكه بلور (نحوه چیدمان یونها در کنار همدیگر) و به مقدار کمتر
جنس یون ها قرار دارد.
صفحه 45:
جامدات
جامدات یونی
بالاتر بودن انرژٍي شبکه معمولاً به معناي قویتر بودن پیوند يوني و درنتيجه
دمايي ذوب و جوش بیشتر و استحکام بالاتر جامد يوني است. البته براي
مقایسه پايداري ترموديناميکي جامدات يوني تغییر آنتالبي تشکیل معیار
بهتر و دقیق تري از انرژي شبکه است.
صفحه 46:
جامدات
جامدات یونی
این جامدات به صورت WS دارای ویژگیهای زير هستند:
* دمای ذوب وجوش بالایی دارند (به دلیل قوی بودن پیوند یونی)
* سخت وشکننده هستند (به علت حرکت صفحه ای از یونها روی صفحه
دیگر بارهای همنام در کنار یکدیگر قرار میگیرند)
۴ در حالت جامد رسانای جریان برق نیستند اما در حالت مذاب و محلول
در آب رسانا میباشند.
صفحه 47:
جامدات
۴ نفوذ در جامدات
نفوذ (به انگلیسی: ۴۵510۳؟01) به معنی جابجایی جرم در اثر انتقال
اتم هاست يا به قولی دیگر عبارت است از پدیده جابجایی ماده در
انتقال اتمی.
بهطور کلی دو نوع نفوذ وجود دارد. نفوذ در سیالات (مایعات و
گازها) که بر اساش حرکت تصادفی براوتین اتفاق میافتد و نفوذ در
جامدات که بر اساس اتفاقات دیگری انجام می شود.
حركت eS > Gaal تضاذفی ذرات متعلق چه:یک سیال زک گاز با
یک مایع) از برخورد سریع اتمها و مولکول هایشان در سیال گفته
شده حاصل میشود.
صفحه 48:
جامدات
نفوذ در جامدات
نفوذ در جامدات بر اساس حرکات اتمهای عناصر در یکدیگر اتفاق
میافتد. در ابعاد اتمی, نفوذ تشبیهی به مهاجرت و جابجایی اتمها از مکانی
در شبکه بلور به مکانی دیگر است. اين حرکت دائماً در حال انجام است.
مانند برخی از مسائل فیزیکی مانند تبخیر سطحی یا جنبش مولکولی,
کسری از اتمها قادر به نفوذ میباشند که البته با افزایش دما كه منجر به
افزايش انرژی جنبشی میشود و افزايش فشار این کسر بزرگتر میشود.
صفحه 49:
جامدات
نفوذ در جامدات
به عنوان مثال اگر دو قطعه مسی و نیکلی (نیکل و مس کاملاً در یکدیگر
قابلیت انحلال دارند و حدی برای قابلیت انحلال قائل نیستیم) کاملاً در
تماس با یکدیگر قرار گیرند. در لحظة اول تا قبل از فصل مشترک غلظت
مس ۱۰۰/ و غلظت نیکل ۸۰ است. اگر زمان به اندازه کافی به اين دو
قطعه بدهیم و مدت کافی حرارت داده و سپس خنک کنیم, بعد از مدت
خاصن در قصل مشترک, نقوذ انفاق مىافتد. غلظت ناكهانى تغيير نم ىكند
و مقداری از نیکل در قطعه مس نفوذ کردهاست و بالعکس. در دو انتهای
میله مس و نیکل خالص و در منطقه وسط آلیاژی از هر دو میباشد.
صفحه 50:
مابعات
مایع یکی از حالاتی است که ماده میتواند به آن شکل وجود داشته باشد.
ذرات تشکیل دهندمی مایع (اتم/مولکول) میتوانند تغییر مکان بدهند اما
نیروهای بینملکولی کماکان آن ها را در کنار هم نگه میدارد. بنابراین
, مایعات (برخلاف جامدات) شکل ثابتی ندارند. چون فاصلهی ذرات در حالت
مایع قابل تغییر نیست., بنابراین نمیتوان آن ها را فشرده کرد و
(برخلاف گازها) حجم ثابتی دارند.
همهی مواد را میتوان با بالا بردن (يا پایین آوردن) دما به مایع تبدیل کرد.
صفحه 51:
مابعات
* مشخصه مایع:
حجم ثابت دارد ولی شکل ثابت ندارد و سیال است. در حالت مایع, مولکول ها
به هم نزدیک تر بوده, به طوری که نیروهای بین آن ها قوی تر از انرژی جنبشی
آنان می باشد. از طرف دیگر, نیروها آن قدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از
حرکت مولکول ها گردند. از این روست که جریان ملیع از ظرفی به ظرف دیگر
شدنی است., اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از
قبیل روغن ها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری
اشدن, میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن,(یعنی ویسکوزیتهی آن)
انده می شود.
صفحه 52:
مایعات
مشخضه ماع
بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند. فاصلهی مولکول ها در
مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است. در مایعات مولکول ها به
اطراف خود حرکت می کنند و به سهولت روی هم می لغزند و راحت
جریان پیدا می کنند. مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن در
شبکه های ریز کاربردهای زیادی در صنعت پیدا کرده اند.
یک ویژگی دیگر مایعات این است که به سختی فشرده می شوند. فشرده
کردن یعنی اینکه چیزی را فشار بدهید و مجبورش کنید که فضای کمتری
صفحه 53:
مایعات
< اثر فشار:
تغییر فشار, تقریبا تاثیری بر حجم مایعات ندارد, زیرا فضای آزاد بین مولکولهای
مایع کم است. اما با افزايش دما حجم اغلب مایعات به مقدار جزئی زیاد
| میشود و در نتیجه . چگالی آنها کاهش میابد. با اقزایش دمای مایع . انرژی
جنبشی مولکولهای آن زیاد میشود و این افزايش حرکت مولکولی برخلاف
نیروهای جاذبه عمل کرده , سبب انبساط مایع میگردد. ولی انبساط در مایعات
بهمراتب کمتر از آن است که در گازها مشاهده میشود, زیرا اثر نیروی جاذبه در
گازها ناچیز است.
صفحه 54:
مابعات
* فرایند نفوذ در مایعات
دو مایع که در یکدیگر حل میشوند, وقتی به هم میرسند, در یکدیگر نفوذ
میکنند. اگر مایعی را با دقت کافی روی مایع دیگر که چگالی بیشتر دارد
بريزیم. مرز مشخصی بین آنها مشاهده میکنیم. این مرز همچنانکه
مولکولهای دو مایع در هم میآميزند, بهتدریج نامشخصتر و پس از مدتی
بکلی ناپدید میشود.
صفحه 55:
مایعات
فرایند توذ در مانغات
فرایند نفوذ در مایعات خیلی آهستهتر از گازهاست. در مایعات, چون
مولکول ها نسبتا به یکدیگر نزدیکند, تعداد برخوردهای هر مولکول در یک
فاضله زمانی مغین. بسیار. زیاد است. منتافت آزاذ مياكين (يعتى فاضلة
۱ میانگینی که بین برخوردها طی میشود) برای مولکول یک guile خیلی
کوتاهتر از مسافت آزاد میانگین برای مولکول یک گاز است و از اين روء
گازها خیلی سریعتر از مایعات نفوذ میکنند.
صفحه 56:
مابعات
* گرانروی در مایعات:
هر مایعی در برابر جریان از خود مقاومت نشان میدهد. اين
خصلت, گرانروی(ویسکوزیته) نامیده میشود یکی از روش های تعیین
گرانروی, اندازهگیری زمان لازم برای عبور مقدار معینی از مایع تحت فشار
ضعین ار داحل لوله ای نازگ استه عفاومت دز بزاین جزیان: بیش بهجاذبه
بين مولکولها مربوط است و اندازهگیری گرانروی مایع تخمین ساده ای از
قدرت جاذبه ها را بدست میدهد.
صفحه 57:
مایعات
بهطور کلی, با افزايش دمای uso توانایی نیروهای چسبندگی برای
مقابله با جنبش مولکولی کمتر شده, در نتیجه گرانروی کاهش مییابد.
ولی ازدیاد فشار معمولا سبب افزايش گرانروی میشود.
صفحه 58:
مایعات
* کشش سطحی:
یکی دیگر از خواص مایعات که از نیروهای جاذبه بین مولکولی ناشی
میشود, کشش سطحی است. مولکول واقع در مرکز مایع در تمام جهات
\ و بهطور یکسان توسط مولکول های اطراف خود جذب میشود. ولی
مولکولهایی که در سطح مایع قرار دارند. تنها به طرف درون مایع جذب
میشوند. بنابراین. مولکولهای سطحی به درون مایع کشیده میشوند و
مساحت سطح مایع به کمترین مقدار میل میکند.
صفحه 59:
مایعات
کروی بودن قطرات مایع با توجه به این خاصیت توجیه میشود. کشش
سطحی معیاری از اين نیروی کشش است که از درون بر سطح مایع وارد
میشود. نیرویی که باید به آن غلبه شود تا مساحت سطح مایع گسترش
یابد. کشش سطحی یک مایع با افزایش دما کاهش مییابد. زیرا افزایش
جنبش مولکولی سبب کاهش تاثیر نیروهای جاذبه بین مولکولی میشود.
صفحه 60:
گازها
كاز حالتی از ماده است که در آن نیروهای موجود بین مولکولها
بمراتب ضعیفتر از انرژٍی جنبشی آن است بنابراین مولکول های گاز
سریعا پخش شده و هر ظرفی را که اشغال کنند پر میکنند.
گاز یکی از حالتهای وجود ماده است. وابستگی
حرکت اتمها یا مولکولهای ماده از یکدیگر در حالت گاز بسیار کمتر از
حالتهای. جاشد. و چا عایع. اننت. در این حالته از ماده :قواقل
مولکولها از یکدیگر بسیار زیاد بوده و به همین دلیل نیروهای برهم
رکنش مولکولی در آن بسیار اندک هستند.
صفحه 61:
" گازها
در حالت گازی نیز مولکولها بهصورت کاتورهای حرکت میکنند اما از آن
جا که فواصل آن ها از یکدیگر زیاد است تعداد برخوردهای میان آنها
بسیار کمتر از حالتهای ديكر ماده است. گازها نیز
مانند مایغات و.پلاسما از هارهها هستند.
صفحه 62:
گازها
به طور کلی می توانیم گازها را اینگونه تعریف کنیم؛ گاز ها ساده متراکم
no شوند (در اصطلاح میگوییم کم چگالند) و نه تنها شکل ظرف خود را
می گیرند بلکه آن قدر منبسط می شوند تا ظرف را کاملا پر کنند.
\ اما اگر بخواهیم گازها را بهتر بشناسیم می توانیم بگوییم که؛ حالت
فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجمی حرارت طبیعی, بستگی به
اندازهی مولکولی و نیروهای بین آن دارد.
صفحه 63:
گازها
اگر مقدار کمی از یک گاز, در یک تانک نسبتا بزرگ قرار گیرد. مولکول
Lol sb سرعت در سرتاسر تانک پخش می شوند. پخش سریع مولکول
های گاز به این معنی است که نیروهای موجود بین مولکول ها, بسیار
ضعیف تر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار
کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود. نشان دهندمی آن است که
مولکول های گاز باید نسبتا از هم فاصله گرفته باشند.
صفحه 64:
گازها
بنابراین گازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای
دارند. در حالت گازی, مولکول ها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با
یکدیگر و نیز با دیوارمی ظرف برخورد میکنند. فاصلهی مولکول ها در
حالت گاری درجه ها بزابه قاهلهی آزها جر سالت مان و جاهد آبت:
صفحه 65:
گازها
گازها در هر ظرفی که وارد شوند, در تمام حجم آن پخش می گردند. گاز
معطری که در اتاقی رها می شود, به زودی در تمام قسمت slo آن اتاق قابل
تشخیص است. پخش شدن گازها با قبول حرکت دائمی و سریع مولکول های
پا كان قابل جوجیه است. علاؤه ب اين مولكولهاى كار صسن حركت تاميطم حود
به جدار ظرف برخورد مى كنند و اين برخوردهاى بى شمارء بيانكر اين واقعيت
aS cul گازها به دیواره هاى ظرف خود فشار وارد مى كنند.
صفحه 66:
گازها
* خواص گازها
برای مطالعه گازها بایستی خواص آن مورد بررسی قرار گیرد چهار متغیر
لازم برای بیان حالت یک نمونه گاز عبارت از حجم, فشار, دما و مقدار گاز
است.
صفحه 67:
۳
گازها
خواص گاز
فشار ( ۴ ): فشار به عنوان نیرو بر واحد سطح تعریف میشود. فشار یک
گاز برابر با نیرویی است که گاز به واحد سطح دیواره ظرف خود وارد
میکند. واحد فشار در دستگاه ا5 پاسکال ( 8۵ ) است. یک پاسکال یک
۱ نیوتن بر متر مریع میباشد.
اندازهگیری فشار گاز: شیمیدانها معمولا فشار گاز را در ارتباط با فشار جو
اندازهگیری میکنند. برای اینکار از وسیلهای بنام فشار سنج استفاده
میشود.
صفحه 68:
گازها
خواص گاز
حجم: گازها در ظرفی که وارد میشوند در تمام حجم آن پخش میشوند.
بنابراین گازها از مولکول هایی که در فضا کاملا جدا از هم هستند تشکیل
یافته است و حجم واقعی مولکول ها در مقلبل حجم کل گاز ناچیز است.
حجم ( ۷ ) معمولا بر حسب لیتر ( ۱ ) بیان میشود. حجم یک مول از گاز
در دما و فشار استاندارد22/414 لیتر است.
صفحه 69:
گازها
خواص گاز
دما ( ۲ ): مفهوم دما از لین واقعیت ناشی میشود که انرژی در اثر تماس
میتواند از یک ماده به ماده دیگر جریان پیدا کند ( مانند موقعی که یک
ميله داغ را در آب فرو میبریم ) دما خاصیتی است که جهت جریان انرژی
را مشخص میسازد. دمای گاز برحسب کلوین ( ) بیان میشود که با
افزودن 273/15 به دمای سیلسیوس بدست میآید.
صفحه 70:
گازها
* قوانین گازها
قانون ساده گازها رابطه بین دو متغیر از چهار متغیر را وقتی که دو متغیر
دیگر ثابت باشند بیان میکند.
۲ قانون بویل: حجم یک نمونه از گاز در دمای ثابت, به نسبت عکس فشار
7" قانون شارل: در فشار ثابت, حجم یک نمونه گاز با دمای مطلق ( دمای
کلوین ) نسبت مستقیم دارد.
" قانون آمونتون: تغبیرات فشار یک گاز در حجم ثابت با تغییرات دمای
ق نسبت مستقیم دارد.
صفحه 71:
گازها
قوانین گازها
۲ قانون گازهای ایدهال: در دما و فشار ثابت, حجم یک گاز با تعداد
مولهای آن بطور مستقیم تغییر میکند.
iN تعداد مول هایبک گاز است معادله حالتب رای گاز لیدهآال
( :۳۷۱۷ ) رلبطه بینچهار متفییر را بیانمیند که در آن8, ثابت
گاز ایدم [بامیده موشود.
صفحه 72:
گازها
قوانین گازها
۲ قانون فشارهای جزئی دالتون:
فشار کل مخلوطی از گازها برابر مجموع فشارهای جزئی هریک از آن
گازها است.
فشار جزتی: فشاری که یک جز از یک مخلوط اگر به تنهایی در حجم مورد
نظر میبود اعمال میکرد.
7 قانون نفوذ مولکولی گراهام:
نفوذ مولکولی: اگر در ظرفی حاوی گاز, منفذی بسیار کوچک تعبیه شود
مولکولهای گاز از آن منفذ فرار میکنند.
قانون نفوذ گراهام: سرعت نفوذ یک گاز با جذر چگالی یا جذر وزن آن گاز
نسبت معکوس دارد.
صفحه 73:
گازها
قوانین گازها
" قانون ترکیب حجمی گیلوساک و اصل آووگادرو:
حجم گازهای مصرف شده با تولید شده در یک واکنش شیمیایی, در فشار
و دمای ثابت, با نسبت های اعداد صحیح کوچک بیان میشود. اصل
آووگادرو توضیحی بریا قانون گیلوساک ارائه میکند.
" اصل آووگادرو: حجم های مساوی از تمام گازها, در دما و فشار یکسان,
دارای عده مولکول های مساویاند.
صفحه 74:
گازها
* مقایسه گازهای ایدهآل و حقیقی
نظریه جنبشی گازها, رفتار گازهای ایدهآل را بر حسبت مول بیان میکند
طبق این نظر گازها از مولکول هایی که در فضا کاملا جدا از هم هستند
تشکیل یافته است. حجم واقعی این مولکول ها در مقایسه با حجم کل
گاز, ناچیز است. مولکول ها حرکت مداوم دارند و نیروهای جاذبه بین آن
ها ناچیز است و انرژی جنبشی مولکول ها به دما بستگی دارد.
صفحه 75:
گازها
مقایسه گازهای JI ox! و حقیقی
رفتار یک گاز حقیقی از رفتاری که توسط گازهای ایدهآل بیان میشود
منحرف میگردد. زیرا مولکول های گاز حقیقی حجم های معین دارند و
ow آنها نیروهای جاذبه اعمال میشود. انحرافی که یک گاز حقیقی از
حالت ایدهآل نشان میدهد در فشارهای بالا و دماهای پایین مشخصتر
است زیرا در اين شرایط, مولکول های گاز به یکدیگر نزدیک میشوند و
انرژی جنبشی آنها پایین است و در نهایت این شرایط: گازها مایع
میشوند.
صفحه 76:
