منو
 صفحه های تصادفی
افکار و اعتقادات صهیونیسم
زندگینامه پرسیوال لوئل
قطب شمال
فرهنگ استان کهکیلویه و بویر احمد
بانک تخصصی یا توسعه ای
نبوت
منشا آزادى چیست ؟
لباس خوب
جامعه شناسی از نگاهی دیگر
هسته
 کاربر Online
552 کاربر online

دوره ششم

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)



این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


دوره ششم جدول تناوبي (سومين دوره بلند)


اين دوره بلند شامل سومين سري از عناصر واسطه مي‌باشد كه با فلز سزيم آغاز مي‌گردد و با گاز نجيب و راديو اكتيو رادون پايان مي‌يابد. بعد از عنصر نجيب زنون وابسته به دوره قبلي، اوربيتالهاي آماده براي ورود الكترونها، خواهند بود. قابليت نفوذ اوربيتالهاي در قشر مياني به اندازه‌اي كم است كه به اشكال مي‌توانند به پايداري برسند. در صورتي كه نفوذپذيري ترازهاي بيشتر است، به همين دليل، مي‌بينيم كه در آغاز دوره ششم، الكترون بعدي در وارد مي‌شود و مجدداً يك فلز قليايي به نام سزيم، و سپس يك فلز قليايي خاكي به نام باريم پديد مي‌آيد.
ولي در عناصر بعدي الكترونها اوربيتال را كه انرژي كمتري از اوربيتالهايدارند پر مي‌كنند و همانطور كه قبلاً گفته شد به ازاي نام اوربيتال بوده و مي‌دانيم 7 اوربيتال وجود خواهد داشت كه با 14 الكترون پر شده و بنابراين، به ازاي 14 عنصر بترتيب اين اوربيتالها تكميل مي‌گردند. در لانتان يك الكترون در اوربيتال اضافه مي‌شود نه در اوربيتال و اين استثنائي است. در عناصر بعدي الكترونها اوربيتالهاي را پر مي‌كنند، در عنصر لوتيسم اوربيتالهاي كاملاً پر و يك الكترون نيز در اوربيتال دارد. اين دسته عناصر را كه از نظر ساختمان الكتروني قشرهاي خارجي كاملاً مشابه هستند خاكهاي نادر گويند. بعد از عنصر لوتيسم در عناصر بعدي بترتيب اوربيتالهاي تكميل مي‌گردد و در اينجا نيز عيناً مانند تناوبهاي قبل ده عنصر حد واسط وجود خواهد داشت كه از هافنيم شروع و به جيوه ختم مي‌شود.
چون انرژي اوربيتالهاي كمتر از اوربيتالهاي است لذا عنصر تاليم يك الكترون در اوربيتال خواهد داشت و بدين ترتيب به ازاي شش عنصر اوربيتالهاي تكميل مي‌شوند كه آخرين عنصر باز يك گاز نادر است كه رادون نام داشته و آرايش الكتروني آن به صورت زير مي‌باشد.
آرايش الكتروني
فلز جيوه كه در خانه 80 قرار دارد، ساختمان داشته و فقط الكترونهاي آن رسماً در واكنشهاي شيميايي اين عنصر مشاركت مي‌كنند. بنابراين رسماً مشابه دو عنصر در نظر گرفته مي‌شود. ولي يك چشم تيزبين ممكن است تفاوت مهمي را كشف كند و آن مايع بودن اين عنصر است.


كاربرد روش تحقيق ساده پيشنهادي در حل يك معما


تلاشي براي پاسخ به اين سؤال كه چرا فلز جيوه در شرايط معمولي مايع است؟
با وجود جستجوي زياد در كتابها و مآخذ متعدد تحت دسترس، متأسفانه نگارنده به پاسخ مستقيم يا توجيه عميقي براي اين سؤال برخورد نكرده است.
در نتيجه و به منظور ارائه نمونه ديگري از كاربرد روش علمي در انجام يك تحقيق شيميايي ساده، از داده‌ها و ساير خواص فيزيكي - شيميايي مجموعه عناصر واسطه پيرامون جيوه مطابق جدول زير استفاده كرده است.

img/daneshnameh_up/d/d4/mch0084a.jpg

img/daneshnameh_up/8/80/mch0084b.jpg


مقايسه داده‌هاي طبقه بندي شده و كشف برخي نظامهاي سودمند


1.عناصر ستون اول با آرايش الكترونهاي ظرفيتي، دماهاي ذوب و جوش خيلي بالا دارند.
2.عناصر ستون دوم با آرايش الكترونهاي ظرفيتي، دماهاي ذوب و جوش پايين دارند.
3.رسانايي الكتريكي و گرمايي عناصر ستون اول زياد و عناصرستون دوم كم است.
4.روند كاهش دماهاي ذوب در رديفهاي اول و دوم كه اوربيتالهاي آنها خالي است، تقريباً منظم مي‌باشد، به طوريكه:
الف.كاهش دماي ذوب در رديف اول از مس به روي برابر 5/663 و در رديف دوم از نقره به كادميم 8/639 درجه است.
ب.كاهش دماي ذوب در ستون اول از مس به نقره برابر 2/122 و در ستون دوم از روي به كادميم 5/98 درجه است.
در عناصر رديف سوم كه شامل 14 الكترون در اوربيتالهاي است، به دو تحول زير برخورد مي‌كنيم:
الف.دماي ذوب طلا به جاي تبعيت از روند كاهش، در حدود 100 درجه افزايش پيدا مي‌كند.
ب.دماي ذوب جيوه دچار كاهش بسيار بزرگ مي‌شود كه وضع كاملاً غيرعادي را نشان مي‌دهد. رسانايي الكتريكي و گرمايي آن نيز به طور چشمگيري كاهش مي‌يابد.
تفسيرهاي زير را در سطح شيمي پيشرفته به زبان ساده، پيشنهاد مي‌كنيم:
1.اوربيتال خارجي چه در عناصر ستون اول و چه در عناصر ستون دوم، در تشكيل پيوند فلزي كه عامل مهمي براي رسانايي الكتريكي و گرمايي است، نقش اساسي دارد.
2.الكترونهاي در عناصر ستون اول (مس، نقره و طلا‌)، نقش فعالتري در تشكيل پيوند فلزي دارند. اين نقش در افزايش استحكام و بالا بردن دماهاي ذوب مشهود است. در صورتيكه پيوند فلزي در عناصر ستون دوم (كه دماهاي ذوب خيلي پايين‌تري دارند)، احتمالاً بيشتر مربوط به اوربيتالخارجي است. به ياد داشته باشيم كه اين دو فلز معمولاً يك نوع عدد اكسيداسيون +2 داشته و تركيبات آنها بي‌رنگ است. اين ويژگيها نشانه‌اي از عدم شركت اوربيتالهاي در شيمي آنها به شمار مي‌رود.
3.مطابق اطلاعات قبلي ارائه شده در اين كتاب، اوربيتالهاي سمت راست سريهاي عناصر واسطه به تدريج به اعماق نفوذ كرده به طوريكه كم و بيش جزء قشر مياني محسوب مي‌شوند. به همين دليل، بيشترين سهم پيوند فلزي در عناصر ستون دوم بايد به اوربيتالهاي واگذار شود. و اين خود عامل مهمي در ضعيف شدن پيوند فلزي و كاهش دماهاي ذوب و جوش، همچنين كاهش گرماي تبخير مولي ‌آنهاست.
4.پايداري بيش از حد زوج الكترون موجود در اوربيتالجيوه، در بالا رفتن انرژي يونيزاسيون اين عنصر منعكس است. به عبارتي، در اينجا، اثر جذب هسته بر الكترونهاي سطح خارجي مشهود است. بنابراين امكانات برانگيخته شدن يك الكترون از اوربيتال به اوربيتال تراز بالاتر و تشكيل حالت كمتر فراهم مي‌گردد.
از اين‌رو احتمالات تشكيل پيوندهاي محكمتر ميان اتمهاي جيوه كم است. در صورتيكه اين احتمال در دو فلز بالايي روي و كادميم بيشتر است.
متأسفانه مقادير انرژي لازم براي برانگيخته شدن الكترون از اوربيتالهاي به در عناصر ستون دوم در اختيار نيست تا قضاوت قاطعانه‌تري بشود.
5.بالاخره نبايد از اين نكته غافل بود كه طرح ساختماني جيوه در حالت جامد به صورت 8 وجهي است. در صورتيكه طرح ساختماني فلزهاي بالايي و قبلي، از نظام ديگري تبعيت مي‌كنند. مي‌دانيم كه طرح ساختماني هر بلور فلزي نيز نقشي در انباشتگي و استحكام آن دارد.
جمع‌بندي ما از بررسيهاي فوق مي‌تواند چنين باشد كه شايد جيوه فقط به ميزان كمي از اوربيتالهاي براي همپوشاني و تشكيل پيوند فلزي ضعيف استفاده مي‌كند و اين خود نتيجه‌اي از بالا بودن انرژي يونيزاسيون و پايداري و استقرار نسبي زوج الكترونهاي در آن است. افزون بر اين، اين احتمال وجود دارد كه در اين شرايط از ضعف پيوند فلزي، نيروهاي واندروالسي نقش مشخص‌تري ايفا مي‌نمايند. به طوريكه در صدد هستند كه طرح ساختماني " نيمچه فلزي" را به سوي آرايشهاي اتمي يا مجموعه‌هاي كوچك اتمي بكشانند كه ميان آنها نيروهاي واندروالسي برقرار است. گرماي تبخير كم جيوه كه به راحتي اين نيروها را درهم مي‌شكند، احتمال مزبور را تقويت مي‌كند. در عين حال رسانايي الكتريكي و گرمايي كم جيوه، خواص فلزي ضعيف آن را تأييد مي‌كند. بالاخره پايداري شيميايي جيوه در مقابل اسيدها، بازها و ساير عوامل ديگر، تمايل ناچيز الكترونهاي را براي برانگيخته شدن و شركت در واكنشهاي شيميايي نشان مي‌دهد.
در پايان يادآور مي‌شويم كه هدف نخستين اين بررسي، ارائه روش تحقيق ساده براي نشان دادن چگونگي استفاده از ارقام و اعداد مربوط به مشخصات فيزيكي عناصر است. هدف دوم بيان كيفيت استفاده از مفاهيم علمي و ساده قبلي براي برخورد با معماها و انجام برخي مشكل گشائيهاست.
اميد است كه هر دو هدف تا حدود زيادي به طور صحيح و دور از اشتباه تحقق پذيرفته باشد.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0154.pdf






تعداد بازدید ها: 13272


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..