سلام کانونی عزیز
در این مطلب مفاهیم و نکات قدر هدایای زمینی را بدانیم ،بخش رفتار عنصر ها و شعاع اتم را مرور میکنیم.
🔵ویژگیهای مطلب🔵
1- درسنامه و نکات فصل اول شیمی دهم
2- 5 تست شناسنامه دار
3-پاسخ تشریحی
| مولف: علیرضا رفتاری رتبه ۱۱ کشوری کنکور ریاضی ۱۴۰۴ |
در ابتدا سوالاتی که از این مبحث در امتحان نهایی آمده است را میبینیم.
🟣حال به سراغ درسنامه میرویم.🟣
مقدمه
گسترش فناوری به میزان دسترسی به مواد مناسب وابسته است، به طوری که کشف و درك خواص مواد جدید، پرچمدار توسعه فناوری است. به همین خاطر است که امروزه رشد و گسترش تمدن بشری را درگرو کشف و شناخت مواد جدید میدانیم. مثلا:
1-گسترش صنعت خودرو مدیون شناخت و دسترسی به فولاد است.
2-پیشرفت صنعت الكترونیك بر اجزایی مبتنی است که از موادی به نام نیمه رساناها ساخته میشوند
انسان های پیشین فقط از برخی مواد طبیعی مانند چوب، سنگ، خاك، پشم و پوست بهره می بردند، اما با گذشت زمان توانستند موادی مانند سفال را تولید و برخی فلز ها را نیز استخراج کنند که خواص مناسبتری داشتند.
با گسترش دانش تجربی، شیمیدان ها دریافتند که گرما دادن به مواد و افزودن آنها به یکدیگر، سبب تغییر و گاهی بهبود خواص میشود.
همه مواد طبیعی و ساختگی از کره زمین به دست میآیند، به طور مثال، برای تهیه یک دوچرخه بر روی موادی که منشا اصلی آنها کره زمین است فراوری هایی انجام شده و اجزای دوچرخه ایجاد می شوند.
موادی که از طبیعت به دست می آوریم، از طریق پسماند ها و زباله ها و یا در ترکیب با اجزای هوا کره و آب کره، به طبیعت باز می گردند.
طبق قانون پایستگی جرم، مجموع جرم کل مواد در کره ی زمین به تقریب ثابت است.
🔴الگو ها و روندها در رفتار مواد و عنصرها 🔴
هدف از انجام تعداد زیادی از بررسی های دانشمندان، یافتن اطلاعات بیشتر و دقیق تر درباره ویژگی ها و خواص مواد است. البته، توجه داریم که برقراری ارتباط میان داده ها و اطلاعات حاصل از آزمایشات و یافتن الگو ها و روندها، گامی مهمتر و مؤثرتر در پیشرفت علم به شمار می آید زیرا بر اساس این روندها، الگو ها و روابط می توان به رمز و راز هستی پی برد
دانشمندان برجسته و بزرگ، دانشمندانی هستند که می توانند با بررسی دقیق اطلاعات و یافته های موجود درباره مواد و پدیده های گوناگون، الگو ها، روندها و روابط بین آنها را درك کنند و توضیح دهند. مندلیف یكی از این افراد است که جدول دوره ای را طراحی کرده است
علم شیمی مطالعه هدفدار، منظم و هوشمندانه رفتار عنصرها و مواد برای یافتن روندها و الگوهای رفتار فیزیكی و شیمیایی آنها است.
عنصرها در جدول دورهای بر اساس بنیادی ترین ویژگی آنها یعنی عدد اتمی(𝑍) در کنار هم چیده شده اند. در این جدول، عنصرهایی که آرایش الكترونی لایه ظرفیت اتم آنها مشابه هم است، در یك گروه(ستون) جای گرفته اند
عنصرها در جدول دورهای بر اساس بنیادی ترین ویژگی آنها یعنی عدد اتمی(𝑍) در کنار هم چیده شده اند. در این جدول، عنصرهایی که آرایش الكترونی لایه ظرفیت اتم آنها مشابه هم است، در یك گروه(ستون) جای گرفته اند
جدول دوره ای امروزی، شامل 7دوره و 18گروه است. تعیین موقعیت(دوره و گروه) یك عنصر در جدول دوره ای، کمك شایانی به پیش بینی خواص و رفتار آن عنصر خواهد کرد
عنصرهایی که آرایش الکترونی لایه ظرفیت اتم آنها مشابه است، در یک گروه جای گرفته اند. (به جز هلیوم)
هلیم با اینكه در گروه 18جدول دورهای عنصرها جای دارد، آرایش الكترونی لایه ظرفیت آن با دیگر گازهای نجیب متفاوت است. توجه داریم که این عنصر، برخلاف دیگر عناصر موجود در گروه گازهای نجیب، در دسته ی 𝑠 جدول دورهای قرار میگیرد.
عنصرهای جدول دورهای را بر اساس رفتار آنها میتوان در سه دسته شامل فلز ها، نا فلز ها و شبه فلز ها جای داد
🔵فلز ، نافلز ، شبه فلز🔵
🟨بیشتر عنصرهای جدول دورهای را فلزها تشكیل می دهند که به طور عمده در سمت چپ و مرکز جدول قراردارند. در نقظه مقابل، نافلزها در سمت راست و بالای جدول چیده شده اند
🟨شبه فلزها همانند مرزی بین فلزها و نافلزها قرار دارند. خواص فیزیكی شبه فلزها بیشتر به فلزها شبیه بوده در حالی که رفتار شیمیایی آنها اغلب همانند نافلزها است
🟨رفتارهای فیزیكی فلزها شامل داشتن جلا، رسانایی الكتریكی و گرمایی، خاصیت چكشخواری و شكلپذیری(مانند قابلیت ورقه و مفتول شدن) است؛ در حالی که رفتار شیمیایی فلزها به میزان توانایی اتم آنها به از دست دادن الكترون و تشكیل کاتیون وابسته است.
🟨هر چه اتم فلزی در شرایط معین آسان تر الكترون از دست بدهد، خصلت فلزی بیشتری داشته و فعالیت شیمیایی آن بیشتر است
🟨خصلت فلزی در یك دوره از چپ به راست کاهش یافته و در یك گروه از بالا به پایین افزایش می یابد. این روند در همه ی گروه ها و دوره ها مشاهده می شود. به عبارت دیگر، خواص فیزیكی و شیمیایی عنصرها به صورت دوره ای تكرار می شود که به قانون دورهای عنصرها معروف است.
🟨نافلزها در واکنش های شیمیایی برخلاف فلزها تمایل دارند با گرفتن الكترون به آنیون تبدیل شوند. برای مثال نافلز های گروه (17هالوژن ها) باگرفتن یك الكترون به آنیون با یک بار منفی(یون هالید) تبدیل می شوند.
🟤گروه 14🟤
🟤دوره سوم🟤
به طور کلی 3نوع(دگرشكل) فسفر وجود دارد که عبارت هستند از:فسفر قرمز که آن را در قسمت سر چوب کبریت می بینیم فسفر سفید که بسیار واکنش پذیر بوده و آن را در زیر آب نگهداری می کنند و در آخر فسفر سیاه
🟡جدول ژانت🟡
همه 118عنصر موجود در جدول دوره ای امروزی توسط آیوپاك تأیید شده است، به طوری که هیچ خانه ای در این جدول خالی نیست. در چنین شرایطی، تنها راه افزایش شمار عنصرها، تهیه و تولید آنها به صورت ساختگی است. ساخت و شناسایی عنصرهایی با عدد اتمی 120یا 121در آزمایشگاه های تحقیقاتی و مدرن انجام شده است. شناسایی عنصرهایی با عدد اتمی بیشتر از ،118سبب شده تا طبقه بندی تازه ای از عنصرها ارائه شود، زیرا در جدول دوره ای امروزی، جایی برای آنها پیشبینی نشده است.
شارل ژانت، با کنار هم چیدن عنصرهای شناخته شده در زمان خود، الگویی ارائه کرد که بر اساس آن می توان عنصرهای با عدد اتمی بزرگتر از 118را نیز طبقه بندی کرد. جدول پیشنهادی شارل ژانت با مدل کوانتومی همخوانی دارد. در دو ردیف جدید جدول ژانت، زیر لایه ی 𝑔 (زیرلایه ای با عدد کوانتومی فرعی(𝑙) برابر با 4) به عنوان زیر لایه پنجم پس از زیر لایه های 𝑠، 𝑝، 𝑑 و 𝑓 پر می شود.
🟡رفتار عنصرها و شعاع اتم 🟡
مطابق مدل کوانتومی، اتم را مانند کرهای در نظر میگیرند که الكترون ها پیرامون هسته و در لایه های الكترونی در حال حرکت هستند. بنابراین، می توان برای هر اتم شعاعی در نظر گرفت و آن را اندازه گیری کرد
در یك گروه با افزایش شماره ی دوره، بخاطر بیشتر شدن تعداد لایه های الكترونی، شعاع اتمی عنصر افزایش پیدا می کند. در یك دوره نیز با افزایش شماره ی گروه عناصر، با افزایش مقدار جاذبه ی هسته بر الكترون ها، شعاع اتمی عناصر کاهش می یابد. نمودار زیر، تغییر شعاع اتمی در دوره سوم جدول دوره ای را نشان می دهد:
بدون در نظر گرفتن گازهای نجیب، در یك گروه و یا یك تناوب، هرچه شعاع اتمی یك عنصر نافلزی کمتر باشد، خاصیت نافلزی آن عنصر نیز بیشتر است، زیرا هرچه شعاع اتمی یك عنصر نافلزی کوچكتر باشد، آن عنصر آسان تر الكترون می گیرد. به عنوان مثال، در هر تناوب، هالوژن ها دارای بیشترین خاصیت نافلزی هستند
در تولید لامپ چراغ های جلوی خودروها، از هالوژن ها استفاده می شود. علاوه بر این، از هالوژون ها برای ساختن تابلوهای تبلیغاتی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، از لامپ نئون برای ایجاد نوشته های سرخ رنگ در تابلوهای تبلیغاتی استفاده می شود.
در جدول زیر، شرایط واکنش هالوژنها با گاز هیدروژن نشان داده شده است :
نمودار زیر، روند کلی تغییر واکنش پذیری عنصرهای دوره دوم جدول دوره ای را نشان می دهد
کمترین واکنش پذیری در دوره ی دوم مربوط به عنصر موجود در گروه 18است. پس از این عنصر، کربن دارای کمترین واکنش پذیری است.
اگرچه همه فلز ها در حالت های كلی رفتارهای مشابهی دارند، اما تفاوت های قابل توجهی میان آنها وجود دارد، به طوری كه هر فلز رفتارهای ویژه خود را دارد. برای نمونه، فلز سدیم نرم است و با چاقو بریده شده و به سرعت در هوا تیره می شود اما آهن فلزی محكم است و از آن برای ساخت در و پنجره فلزی استفاده می شود. این فلز با اكسیژن در هوای مرطوب به كندی واكنش می دهد و به زنگ آهن تبدیل می شود. این در حالی است كه طلا در گذر زمان جلای فلزی خود را حفظ می كند و همچنان خوش رنگ و درخشان باقی می ماند
🟧🟧در ادامه تست هایی از این مبحث را بررسی میکنیم.🟧🟧
🔵عضویت در کانال تلگرام کانون برترها🔵
