صفحه 1:
صفحه 2:
صفحه 3:
6۰ آفریدگار هستی به ما فرصتی به نام زندگی بخشیده است تا برای پر رنگ کردن نقش و
تأثیر خود در این جهان پهناور پیوسته تلاش کنیم. تلاشی آگاهانه و هدفمند برای آفریدن
آثاری جاودانه» آن چنان که آینهای باشد از شکرانه امروز و سرمایهای ارزشمند برای آیندگان.
پویندگان چنین راهی در اين پهنه پیوسته به کشف اسرار میپردازند از جمله آنکه چگونه
شمار بسیاری ماده با رفتارهای گوناگون؛ تنها از شمار معینی اتم با آرایش و چیدمانی نظاممند
يديد آمدهاند. شیمی دانشی است که به ما کمک میکند تا هوشمندانه از مواد در خلق آثاری
هنرمندانه زیبا و ماندگار بهره ببریم.
صفحه 4:
انسان از دير باز مواد ضروری برای زندگی خود را از خوان نعمتهای الهی گسترده شده در
جایجای زمین تأمین کرده و برای رفع نیاز آنها را تغییر داده است. پژوهشها نشان میدهد
که در تغییر این مواد. افزون بر محیط و شیوهُ زندگی» آیینها. آداب و رسوم و حتی ادبیات و
افسانهها نیز نقش داشتهاند. با این توصیف هریک از آثار بهجای مانده ازگذشتگان در جهان
را میتوان نمادی از هنر زمان خویش دانست که افزون بر زیبایی بازتابی از ماندگاری آن |
نیز به شمار میرود (شکل ۱).
ب) سقاليثهاى از يران باستان
شکل( نموندهاى فلزى: سفالى وستكى به جاى ماتده از كذشتكان
صفحه 5:
بدیهی است که مواد اولیه برای ساخت چنین آثاری افزون بر فراوانی و در دسترس بودن»
اد وگ RI » aR داشته باشند. توجه كنيد كه عمر
طولانی این آثان تأییدی بر این ویژگیها است و هر چه عمر یادگار به جا مانده بیشتر باشد.
گفتنیهای بیشتری با خود دارد. گفتنیهایی که اسرار هنر» زیبایی و ماندگاری را فاش
میکند. با رشد و پیشرفت علوم به ویژه شیمی. پرده از این اسرار برداشته شد تا پایه ای برای
ساخت سازهها و بناهای امروزی و در خور ستایش فراهم گردد.
شیمیدانها در گام نخست(295) تاک تتاعتاق و ([فتال[05[5135 80357 آثار بهجا مانده را
بررسی کردند. سپس با بهره گیری از دانش شیمی توانستند به 935898885188 دست يابند.
موادی با 933[6۳5082] که کا[93590۳85# داشتند. برخی بر این باورند که چنین موادی را
میتوان مبنای کار و کلید موفقیت طراحان؛ هنرمندان و مهندسان برای خلق سازههای زیبا
و ماندگار امروزی دانست.
صفحه 6:
خود را بیازمایید » .ص م6
خاک رس مخلوطی از مواد گوناگون است. جدول زیر درصد جرمی! مواد سازندهُ نوعی
خاک رس" را نشان میدهد که از یک معدن طلا استخراج شده است. خرس از سجن »و بر
دنترس بشر یشمار میرود: این
لاسا كين رکه آي سديم اكسيد ر منيزيماكسيد طلا مخلوط به دلیل تفاوت در نوع و
| مادا ,510 ۸۵ 1۲3۷0 فلا ۲۵۵ 0 اه و دیگر مواد مقدار اجزای سازنده بسيار متنوع
أسدته به طيرى که فراو ددهای کی
| درصد چرمی ۰ ۳۷۷۴ ۱۳۲۲ ۱۲۴ عكرت ۰۴۴ AY كسترماى ار أجرتا ظروق جینی.
۱ ۱ را هر بر مکید. سقال سروک
۱- با توجه به دادههای جدول به پرسشهای زیر پاسخ دهید: یه جادوی آب و خاک از کهنترین
آ) نام شیمیایی هر یک از مواد موجود در اين توع خاک را بنویسید. رياه که از
ب) سرخ فام بودن این نوع خاک رس را به وجود کدام ماده نسبت میدهید؟ ۱3919
پ) پیشبینی کتید هنگام پختن سفالینههای تهیه شده از این نوع خاک رس. از جرم کدام
ماده به مقدار بمشتری کاسته میشود؟ چرا؟ آ بر سأختار يونى ناته وبرهم كنش أن ب ديكر ذردها ضعيفتربوده وأسازتر جدا م شود.
صفحه 7:
درصد جرمی هر ماده در یک نمونه, مقدار گرم آن ماده را در صد گرم از نمونه نشان میدهد؛ پس فرمول زیر را داریم:
© رضن ری دز مه در ٠ Sa درمد جرس ملام
گرم آن ماده را در صد گرم از نمونه
نشان میدهد.
اتم ۱ زیروند ات
1001 جرم مولی اتم « زیروند اتم
جرم مولی ترکیب
جرم ماده مورد نظر
100 ۲« سس
جرم كل ترکیب
جرم حل شونده
۰ تست درضد جرمی]
جرم محلول
صفحه 8:
نکته): ترتیب درصد فراوانی درخاک رس به این صورت است
سبليس > ألومينيم اكسيل > أب > سديم اكسبد > أهن ([||) اكسيد > منيزيم اكسيد > طلا و مود دیگر
نكته©: جرم 11,0 كم مىوشود ح> درصد جرمى 11:0 كاهش مىيابد
بر اثر حرارت دادن
خاک رس جرم ساير اكسيدها (مانند ,۰510 درصد جرمی سایر اکسیدها (مانند
۱ و ..) ثابتمی ماند ۸۱۵۰۲ و...) افزایش مییابد
O>Si : فراوانی عنصرها در پوستة جامد زمین
Fe>O>Si : فراوانی عنصرها در کرث زمیر
صفحه 9:
Sole شیمیایی, سه اتم کروم در فرمول شیمیایی خود دارد. اگر 1۳۱/۲ جرم این ماده را کروم تشکیل داده باشد. جرم مولی آن چند
گرم است؟ ( 001 : ۵۲ -6) (سراسری ریافی )٩۷
Yoo "۶۶۰/۷ ۳۳۳/۳ ۵۰۰
جرم مولی اتم 2۴ 2 زیرونداتم 67۶ درفرمول ترکیب جرم ۲) در ترکیب
۱۰۰ حم لكر = اتم 00 در تركيب
Expres ۲ جرم کل ترکیب درصد جرمی انم ادر تركيب
¥xor x 35 0
اوضع ممع عر شک »رم تیب = tc ۱۱
ve
در ۰ کیلو گرمخاک رس چند کیلوگرم SiO, وجود دارد؟
8 : جرم ,510 جرم ,510 7
۷۵5۱0 ۱۳/۸۶ جرم ae => SiO, دواع د SiO, wren See
m9 kgSiO, و
صفحه 10:
در ترکیبی به فرمول ,۸6۱ ۰ ۳۵ درصد جرمی را عنصر ۸ تشکیل داده است. جرم اتصی عنصر ۸را تعیبن
)02۳۵/۵(
aes
جرم اتمی ۸
۸ ج< ۱۰۰« خلت <-درصد جرمی ۳۵-۰ a
FOP” Aly جرم مولى x+¥(YO/O) <> X=VE/T
Ak
در ترکیبی به فرمول ۸,۵ ۸۸/۸۹۰ درصد جرمی را عنصر ۸ تشکیل داده است. درصد جرمی عنصر ۸در
ترکیب ۸0 را تعیین کنید؟ (0-۱۶)
۳
ابتدا بايد جرم اتمى 4 را تعیین کنیم. BT ee ع٠٠١د 2- =9tg.mol_ جد ۰ب جدم اتمی۸ _ oe
OTe ee -درصد جرم
fal أت
درصد ۱۰۰-۸۰« yen جوم نمی _ A
% اصد جرمى
۶۳۹۶ جره مزل 0 ۸
صفحه 11:
تمرین در منزل
درصد جرمی نیتروژن در کدام تر کیب پیشتر است؟ ( ۰0۱۶ 2۱۴ ۱ ,۰0-۱۲ ۱ 11)
NH,NO, (¥ NH,OH () ۳ ۱۷0 ۴ ۳۵۲(
گر بانیم در اکسید ۰۸۸0 درصد جرمی عنصر 18 برابر ۸۷۷/۴ است, در اکسید ......... درصد , _
رصد جرمی M برابر 1۶۹/۶ خواهد بود. (0-1۶)
Mo, ۴ MO, © MOH ۵ ۸
انتظار دارید یک کوزه سفالی ۴۰۰ گرمی پس خروج از کوره چند گرم باشد؟
(فرض کنید تمام آب آن خارج شده )
درصد جرمی آب در سفال< ۱۳/۲۲
صفحه 12:
۲-اگر اجزای اي لوط نز جدا شده | abe ند پیش
کنید ساختار ذره یک 3 مد (به جز ۲ ام
رهای هریک از این اجزا لس و 2 0
حالت خا جا جز ,510) با كدام |
لكوى
زيراهمخواتى دارد؟ جرا؟
صفحه 13:
صفحه 14:
* نيروى بين
موکولی قوى
تر از مايع و
جامد
كر
صفحه 15:
ختاری منظم از بونهای ساختاری حاوی مولکولهای ساختاری به هم بیوسته IF
ساختاری حاوی کانیونهای
فلزدر فضايى ازا لکترونهای متبت و متفی در سه بعد که مجزا که پسته به میزان شبکهای غولآسا از اتمها
ظرفیت که با مدل سادهای به باجاذبههاى الكتروستاتيكى عروی بس مولگولی سک که يا بيوندهلى اشتراكى در
نام دریای الکترونی توصیف در همه فاصلدها آرایش
pe يافته اند
۹
شكليذير و رساتاى برقه عدد كونورديناسيون. جكالى رفتار مولکولها در میدان
تيتانيم فازی فراتر از انعظار بار یونهاو آنعالبی فرو بای الکتریکی براساس تقشه آسخت. شکننده و دیرگداز
= یتاتسیل الكتروستاتيكى
صفحه 16:
س آشنا شدید که مخلوطی از اکسیدها را دربرمیگیرد.
یافتههای تجربی نشان میدهد که 805555
( وا
و ماندگاری سازههای سنگی و نقشکندهای روی آنها شده است. آیا میدانید چه ساختاری
باعث این رفتار ویژه میشود؟ سیلیس, زیبا؛ سخت و ماندگار
سیلیسیم پس از اکسیژن فراوانترین عنصر در پوستةٌ جامد زمین است به طوری که
@ سیلیس خالص به دلیل داشتن تركيبهاى كوناكون اين دوعنصر بيش از* 5 بوستة جامد زمین را تشکیل میدهند از ین
خواص نوری ویژه در ساخت منشورها ره 057]!105775[0712] در اين یه ز سیر ما به شمارمیرود. GB
و عدسىها به کار میرود. جمل نمونهای خالس و ناس از جمله نموههایناخالس سیلیس است
با مواد سازندهٌ نوعی خاک را
ازشیمی۲ بهیاددارید y SiS شبه فلزی از خانواده کربن استا زاین روشاید تصور کنید که
ساخفار سیاجسیم مانتد کرین است وسیلیس ساختاری همان کرین دی اکسیددارد! (شکل ۲):
صفحه 17:
جامد های کووالانسی
ویژگی های عمومی: +جامد های کووالانسی کتاب
0- بالابودن نقطه ذوب و دیرگدازبودن ایس 71 570
9- سخت بودن و مقاومت در برابر خراشیدن 3
2 داشتن شبکه غول آسا انم
<6- نداشتن واحد مجزا به نام مولكول :كرافيت. ©
©- در آب نا محلولند :سيليسيم SA-
1 >" مرتبة بيوند 0 أنتأليى (قدرت) بيوند كووالانسى 0 نقطة ذوب و جوش و سختی جامدهای کووالانسی
طول بيوند
نکته0: گرافیت جامد کووالانسی دو بعدی است اما سایر جامد هاى
کووالانسی سه بعدی هستند.
صفحه 18:
ey
dale ساختار ذره ای یک
که تنها از یک نوع اتم ساخته شده است. کووالانسی(5:0)
مانند الماس () و سیلييم (5) که از چند نوع اتم ساخته شده است
ساختار ذرهاى يك جامد كووالانسى
صفحه 19:
ساختار دو بعدی گرافیت و گرافن
پّوند کووالانسی قوی بين اتم هاى كريين
۱ 5 : ضعيف بين لايه هاى
esa p ۲ واندوالسى ضعيف بين 00
تک Gals 8
* آرایش سه ضلعى مسطح با زاويدى
پیوندی ۱۳۰ در اطراف هر اتم کرین
در گرافیت
ae ثوان جامد کوو نی در
گویند پس گرافن را می توان ج
از گرافیت گرافن می گویند پٍ
نکته: به یک لایه از کرافی
بعدی در نظر گرفت.
صفحه 20:
تعداد بيوتدهاى كووالانسى هر اتم کرین
تعداد اتمهای متصل به هر اتم کربن
ساختار
alt
سهبعدی ۱ دوبعدی و لایهلایه
خیلی نرم
رسانایی الکتریکی ندارد
کاربرد ساخت متهها, ابزار برش شیشه و جواهرات
پایداری
چگالی
طول پوندهای گرین -- گرین
آنتالپی پیوند کربن -- کربن
صفحه 21:
٩:0:6۵(
صفحه 22:
آ) از شیمی ۱ به یاد دارید که مواد مولکولی در ساختار خود مولکولهای مجزا دارند. کدام
ماده جزو مواد مولکولی است؟ 00
باماه کزوالقسی حجموعهای از اتمهای سپارن آننت گام پیوندهای اشع رای دارند:
بر این اساس کدام ماده» کووالانسی است؟ ۳
۲-پیشبینی کنید کدام ماده:
SiO, زیرا وجود و گستردگی پیوندهای اشتراکی در سرتاسرساختار آن. ایجاد خراش (جابهجایی
آ) سختتر است۲ ؟ چرا؟ باجنا ودنانمازسطم) آن سیار دشوار است.
ب) نقطه ذوب یاپینتری دارد؟ چرا؟
(6)» در ساختار آن میان مولکولهای مجزا برهم کنشهای وان در والس وجود دارد که از پیوندهای
اشتراکی ضعیف بر بوده و با صرف انرزی کمتری می بوان مولکولهارا از یکذیکر دور کرد :
صفحه 23:
.اند كد 7610735 ee ne
01900080 کت نت اما موادی مانند لت شامل شمار بسیار زیادی از
اتمهای سیلیسیم و اکسیژن با پیوندهای اشتراکی 51-0-58 بوده و دارای ساختاری به هم
پیوسته و غولآساست. ساختاری که دلیلی بر سختی بالا و دیرگداز بودن چنین موادی است.
از آنجا كه این مواد ذر دما و فشار اتاق به حالت جامد هستند آنها را با نام جامد کووالانسی تیر
میخوانند. یافتههای تجربی نان میهد که عتضرهای اصلی سازنده جامهای کووالاتتلی
در طبیعت: کرین و سیلیسیم هستند؛ دوعنصری که از آنها تاکنون یون تک اتمی در هیچ تر کیبی
شناخته نشده است. FSi GPO EWN; تتعين بيو ماج ERT DSS الکترونی
هشتتایی میرسند.
صفحه 24:
صفحه 25:
plas (j 1۳ جامد كووالانسى با 0 بعدی Lal و کدام Se جامد کووالانسی
اس تا را نشان میدهد ؟(1) حينش دو بعدى (۱) lai, Wl Gay dae ite میدهد.
ب) با توجه به اينكه گرافیت موجود در مغز مداد بر روی کاغل اثر loa میگذارد؛ كدام
ساختار (۲) زیرا ساختار لایهای دا Lag yd boas ارد كه هنكا
ساختا ربا این ويذكما ار (۲) زیرا ساختار لایهای دارد و بين لایههانیروهای ضعیفی وجود دارد که هنگام نوشتن
لفاك اران كا زر نط كاعد ب في
ی ماه وی 0 00
هم مصل ات ای ساحار سحت رو رای رنه ساب ات
پ) چرا در ساخت
ها ات ان مداد یج
كرافيت نسبت به الماس دارای چکالی کمتری است زیرا وجود فاصلهی زیاد بین لایههای رو باعت ایجاد فضا:
نسبتاً بیشتری در شبکهی بلوری گرافیت شده است. بنایراین شمار اتمهای کربن در واحد حجم گرافیت نسبت به الماس کمتر و درنتیجه
چگالی آن نیز کمتر میباشد. گرافیت < الماس . :چگالی
و
صفحه 26:
۲ باتوجه به جدول زیر به پرسشها پاسخ دهید:
]) اگر8999993]9995553555555555555555 بيش بينى كنيد نقطه ذوب
الماس بالاتر است يا سيليسيم؟ جرا؟
سح تسرك و ا
از 0-6 در الماس بلندتر و میانگین آنتالبی آن کمتر است؛ پس نقطه ذوب الماس بیشتر است.
صفحه 27:
(oe آگرا آنتالپی ييوند 51-0 بيشتر از ييوند 51-53 و ساختار (51)5 با (510,)5 مشابه باشد.
توضیح دهید چرا سیلیسیم در طبیعت به حالت خالص یافت نشده و بهطور عمده به شکل
سیلیس یافت میشود؟
سیلیس و سیلیسیم هر دو جامد کوالانسی سهبعدی هستند. اما پیوندهای قویتر 0 -81 در ساختار سیلیس
سبب میشود که اين ماده پایداری بیشتری از سیلیسیم داشته باشد و در طبیعت به میزان بیشتری یافت شود.
صفحه 28:
گرافن. گونهای به ضخامت یک اتم
گرافن. تک لایه ای از گرافیت است که در آن اتمهای کرین با پیوندهای اشترا کی حلقه های
وتات (شکل 0۳. چنین ساختاری با الگویی ماتند کندوی زنبوز عسل؛
استحکام ویژهای دارد به طوری که مقاومت کششی آن حدود ۱۰۰ برابر فولاد است. از آنجا
که ضخامت گراقن به اندازه یک اتم کربن است. میتوان آن را یک گونه شیمیایی دو بعدی
دانست و انتظار میرود شقاف و انعطافپذیر باشد. یافتههای تجربی نیز این ویژگیهای
گزاقن را تأیید میکتتد. یک روش ساده برای تهية گرافن استفاده از گراقیت. و توارچسب
شکل ۴-تهیه گرافن با استقاده از نوار چسپ.
صفحه 29:
در اين روش نخست مقدارى كرد كرافيت را بين دو تکه نوار چسب فشار میدهند.
سپس یکی از نوارچسبها را جدا میکنند. به اين ترتیب لایههایی از گرافیت روی سطح
چسبنده نوارچسب قرار میگيرد. در ادامه؛ این نوارچسب را به سطح چسبنده نوارچسب سوم
چسبانده؛ فشار میدهند و از هم جدا میکنند تا لایه نازکتری از گرافیت روی نوار چسب
سوم باقی بماند. با ادامه این کار لایهای به ضخامت نانومتر در برخی قسمتهای نوار چسب
باقی میماند که همان گرافن است.
صفحه 30:
