نظریه اتمی دالتون

نظریه اتمی دالتون

اسلاید 1: نظریه اتمی دالتون1

اسلاید 2: نظریه اتمی دالتوندر زمان دالتون می دانستند که آب از اکسيژن و هيدروژن تشکيل شده است و به ازاء هر 8 گرم اکسيژن 1 گرم هيدروژن مصرف می شود.بنابراين بر پايه اين فرض که طبيعت در حد امکان ساده است او جرم هيدروژن را 1 و جرم اکسيژن را 8 فرض کرد.بر پايه همين استدلال برای ترکيب های ديگر اولين جدول جرمهای اتمی را تهيه کرد.بعداً مشخص شد که جرمهای بسياری از اتمها اشتباه است اما تهيه اولين جدول جرمها يک مرحله به جلو بود.اگر چه تا سالها نظر دالتون پذيرفته نشد، اما کليد تعيين فرمول مشخص ترکيبها با کار تجربی شيميدان فرانسوی J. Gaylussac (1778-1850) و با فرضيه يک شيميدان ايتاليايی به نام A. Avogadro (1776-1856) فراهم شد.

اسلاید 3: نظریه اتمی دالتوندر سال 1809 گيلوساک آزمايش هايی انجام داد که در آنها او (در شرایط دما و فشار يکسان) حجم گازهايی که با يکديگر واکنش می دهند را اندازه گيری کرد.در سال 1811 آووگادرو اين نتايج را اينگونه تفسير کرد که در يک دما و فشار، حجم های مساوی از گازهای مختلف شامل همان تعداد ذره هستند. اين فرض (که فرضیه آووگادرو ناميده شد) منطقی می نمود اگر فاصله بين ذرات در يک گاز در مقايسه با اندازه ذرات بسيار بيشتر باشد. متأسفانه تفسيرهای آووگادرو مورد قبول اکثر شيمیدانها واقع نشد، و نصف قرن گيجی بر جامعه شيميدانها حاکم بود که در آنها فرض های مختلفی برای توجيه واقعيات ارائه می شد.3

اسلاید 4: اندازه گیری حجم گازها4

اسلاید 5: فرضیه آووگادرو5

اسلاید 6: نظریه اتمی دالتوندر جريان قرن نوزدهم، اندازه گيری های دقیقی روی جرم عناصر مختلف انجام شد که منجر به ترکيبهای مختلف می شد. از روی اين آزمايشها ليستی از جرم های اتمی نسبی می توانست بدست آيد .يکی از شيميدانهای درگيردر اين قضيه J. J. Brezelius (1779-1848) بود که عناصر Ce، Se، Si و Th را کشف کرد و سمبل های جديدی برای عناصر استفاده شده در نوشتن فرمول ترکيبها را توسعه داد.تمرین های 1 و 2 را حل کنید.6

اسلاید 7: جرمهای اتمی برزیلیوس7

اسلاید 8: آزمایشهای اولیه برای توصیف اتم8اساس کار دالتون، گيلوساک، آووگادرو و سايرين شيمی داشت احساس می شد! مفهوم اتمها کاملاً ايده خوبی بود. بدون ترديد محققينی شروع کردند که به طبيعت اتمها فکر کنند يک اتم از چه ساخته شده است و چگونه اتمهای عناصر مختلف فرق دارند؟اولين آزمايشهای مهمی که منجر به درک اجزاء اتم شد آزمايش محقق انگليسی J.J. Thamson بود.

اسلاید 9: لوله اشعه کاتدی9

اسلاید 10: لوله اشعه کاتدی10

اسلاید 11: لوله اشعه کاتدی11

اسلاید 12: لوله اشعه کاتدیتامسون فرض کرد که تابش، جريانی از ذرات با بار منفی می باشد که حالا الکترون ناميده می شود.- او استدلال کرد که چون الکترونها می توانند از الکترودهايی که از انواع فلزات تهيه می شوند، ساطع شود لذا تمام اتمها بايد دارای الکترون باشند. چون اتمها از لحاظ الکتريکی خنثی بودند تامسون فرض کرد که اتمها بايد دارای مقداری بار مثبت باشند.12

اسلاید 13: اولین مدل اتمی13

اسلاید 14: 14اولین مدل اتمی

اسلاید 15: 15

اسلاید 16: 16

اسلاید 17: 17

اسلاید 18: راديواکتيويته18در اواخر قرن نوزدهم محققين علوم کشف کردند که بعضی عناصر تابش های پرانرژی توليد می کنند. برای مثال در سال 1896 محقق فرانسوی H. Beqeuerel بطور تصادفی کشف کرد که يک قطعه سنگ معدن حاوی اورانيم می تواند تصويرش را روی صفحه عکاسی در عدم حضور نور ظاهر کند.او اين پديده را به يک بشر تابش خودبخودی توسط اورانيم نسبت داد که او آن را راديو اکتيوتيه ناميد.مطالعات اوايل قرن بيستم سه نوع بشر راديو را نشان دادند:تابش گاما (ɣ ) ، ذرات بتا ( β) و ذرات آلفا ( α )يک پرتو گاما، ”نور“ پرانرژی است؛ يک ذره β يک الکترون پر سرعت می باشد؛ و يک ذره α دارای بار +2 می باشد.جرم يک ذره α، 7300 برابر جرم يک الکترون می باشد.

اسلاید 19: هسته اتم19

اسلاید 20: هسته اتم20

اسلاید 21: هسته اتم21

اسلاید 22: نگاه جدید به ساختار اتمدر فکر راترفورد اين نتايج تنها می توانست برحسب يک هسته اتمی توضيح داده شود.ساده ترين تصوير از اتم اين است که آن شامل يک هسته کوچک (با قطر حدود 10-13 cm) و الکترونها که در اطراف هسته با يک فاصله تقريبی 10-8 cmاز آن حرکت می کنند.22

اسلاید 23: نگاه جدید به ساختار اتم23

اسلاید 24: نگاه جدید به ساختار اتم24

اسلاید 25: نگاه جدید به ساختار اتم25همانطور که در آينده نشان خواهيم داد، شيمی يک اتم عمدتاً ناشی از الکترونهای آن می باشد. به همين دليل می توان با يک مدل هسته ای نسبتاً نيم بند هم دل بست.فرض می شود که هسته شامل پروتونها که يک باز مصبت مساوی با بار منفی الکترون دارند و نوترونها که اساساً جرمی برابر با پروتون دارند ولی بار ندارند. دانسيته بسيار زياد هسته را می توان اينگونه تعريف کرد که در حقيقت يک قطعه از هسته ماده با اندازه حدود يک پسته جرمی در حدود 25 ميليون تن دارد.سئوالی که در اینجا می توان مطرح کرد اين است که اگر تمام اتمها از چنين اجزايي درست شده اند چرا اتمهای مختلف خواص شيميايی متفاوتی دارند؟

اسلاید 26: اتمهای مختلف26جواب به این سئوال به تعداد و آرایش الکترونها تکیه دارد.الکترونها عمده حجم اتمی را تشکیل می دهند و به همین دلیل آنها آن قسمتهائی هستند که وقتی اتمها برای تشکیل مولکولها به هم نزدیک می شوند با یکدیگر ”درمی آمیزند“!بنابراین تعداد الکترونهائی که یک اتم دارد شدیدا روی توانائی آن برای کنش با اتمهای دیگر تاثیر می گذارد.در نتیجه، اتمهای عناصر مختلف، که دارای تعداد متفاوتی پروتون و الکترون هستند رفتار شیمیائی متفاوتی نشان می دهند.

اسلاید 27: اتمهای مختلف27

اسلاید 28: روش علمی28

اسلاید 29: روش علمی29

اسلاید 30: 30

اسلاید 31: ایزوتوپهای عناصر و طیف سنج جرمی31

اسلاید 32: جرم اتمی عناصر32اجازه دهید ببینیم چگونه از داده های بدست آمده ازدستگاه طیف سنج جرمی اطلاعات کلیدی بگیریم.با استفاده از یک دستگاه طیف سنج جرمی ما نسبت جرمی مثلا 28Si را نسبت به 12C به دست آوریم.

اسلاید 33: جرم اتمی عناصر33

اسلاید 34: جرم اتمی میانگین34

اسلاید 35: تعیین ترکیب در صد ایزوتوپی35

اسلاید 36: اولین نگاه به جدول تناوبی36

اسلاید 37: ترکیب ها و آشنائی با پیوند37

اسلاید 38: قدرت پیوند یونی38

اسلاید 39: پیش بینی یونی که یک عنصر ایجاد می کند39

اسلاید 40: تشکیل یک پیوند کووالانسی40

اسلاید 41: عناصری که به صورت مولکول هستند41

اسلاید 42: مثالی از ترکیبی که پیوندهای یونی و کووالانس دارد42

اسلاید 43: انواع فرمولهای شیمیائی43

اسلاید 44: نام و فرمول ترکیبهای یونی44

اسلاید 45: تمرینها45

اسلاید 46: بعضی یونهای معمول46

اسلاید 47: تمرینها47

اسلاید 48: یونهای چند ظرفیتی48

اسلاید 49: تمرینها49

اسلاید 50: اکسی آنیونها50

اسلاید 51: یونهای پلی اتمی51

اسلاید 52: ترکیبهای یونی هیدراته52

اسلاید 53: 53

اسلاید 54: تمرینها 3 و 4:54

اسلاید 55: 55

اسلاید 56: 56

اسلاید 57: 57

اسلاید 58: 58

اسلاید 59: 59

اسلاید 60: 60