نکات کنکوری شیمی دهم

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

​

سیر تکاملی نظریه های ساختار اتم ار دالتون تا نظریه کوانتومی

دالتون اتم را بصورت گوی در نظر گرفته بود که تجزیه ناپذیر بود، در نهایت مدل کوانتومی هم به همان گوی رسید ولی داخل گوی ذرات زیراتمی قرار گرفته بودند که پروتون و نوترون در مرکز قرار گرفته و الکترونها در لایه ها حرکت می کنند.

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

نافلزات و رسیدن به پایداری

✔الکترونهای ظرفیتی نافلزات بسته به شماره گروه بیش از ۴ است.

✔تعداد الکترونهای ظرفیتی نافلزات برابر با شماره یکان گروه آنهاست (بجز هلیم).

✔عناصر گروه ۱۷ (هالوژنها) ۷ الکترون در لایه ظرفیت داشته و با گرفتن یک الکترون به هشتایی رسیده و آنیون یکبار منفی (هالید) تشکیل می دهند.

✔نافلزات گروه ۱۶، ۶ الکترون در لایه ظرفیت داشته و با گرفتن دو الکترون به هشتایی رسیده و آنیون دوبار منفی تشکیل می دهند.

✔نافلزات گروه ۱۵، ۵ الکترون در لایه ظرفیت داشته و با گرفتن سه الکترون به هشتایی رسیده و آنیون سه بار منفی تشکیل می دهند.

✔نافلزات گروه ۱۵، ۱۶ و ۱۷ علاوه بر تشکیل آنیون، با اشتراک گذاری الکترون و تشکیل پیوند کووالانسی هم به هشتایی رسیده و پایدار می شوند.

✔تنها نافلز گروه ۱۴، کربن ۴ الکترون در لایه ظرفیت داشته و برای پایداری توانایی از دست دادن و گرفتن ۴ الکترون ندارد و نمیتواند به یون تبدیل شود. فقط الکترونهای خود را به اشتراک گذاشته و به هشتایی می رسد.

✔هیدروژن تنها نافلز سمت چپ جدول تناوبی توانایی تبدیل به کاتیون، آنیون و تشکیل پیوند کوالانسی را دارد.

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

تبدیل اتمها به مولکول

✔بعضی از اتمها برای رسیدن هشتایی پایدار علاوه بر دادوستد الکترون، می توانند الکترون به اشتراک بگذارند.

✔پیوندی که از ظریق به اشتراک گذاشتن الکترون حاضل می شود پیوند کووالانسی و ترکیب حاصل ترکیب مولکولی خواهد بود.

✔بعضی از نافلزات مثل کربن و سیلیسیم، بور ... برای رسیدن به هشتایی فقط الکترون به اشتراک می گذارند.

✔اکثر نافلزات مثل هالوژنها، O، S، P و ... برای رسیدن به هشتایی می توانند هم الکترون گرفته آنیون تشکیل دهند هم الکترون به اشتراک گذاشته و پیوند کووالانسی تشکیل دهند.

✔فراموش نکنید: گازهای نجیب نافلزهای هستند که تمایلی برای هیچ کدام از شیوه های پایداری ندارند هر چند آنهایی که عدد اتمی بالایی دارند ترکیباتی بوجود آورده اند مثلا از زنون مولکول XeF4 و ...

✔اکثر فلزات برای رسیدن به پایداری الکترون از دست داده و کاتیون و ترکیب یونی تشکیل می دهند.

✔بعضی از فلزات می توانند الکترون به اشتراک گذاشته و پیوند کووالانسی نیز تشکیل دهند مثل بریلیم، آلومینیوم و ..

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

چرا بعضی از ایزوتوپها ناپایدار هستند؟

دو قاعده کلی و نسبی درباره ناپایداری ایزوتوپها وجود دارد:

1-قاعده اول: نسبت نوترون به پروتون. طبق این قاعده اگر در ایزوتوپی نسبت نوترون به پروتون مساوی یا بزرگتر از ۱/۵ باشد آن ایزوتوپ اغلب ناپایدار خواهد بود. البته تعدادی استثنا برای این قاعده وجود دارد مثلا در تکنسیم نسبت نوترون به پروتون زیر ۱/۵ بوده ولی ناپایدار است همچنین در ایزوتوپ ۱۹۵ پلاتین این نسبت بالای ۱/۵ بوده ولی پایدار است.

2-قاعده دوم: عدد اتمی. همۀ هسته هایی که ۸۴ یا بیش از این تعداد، پروتون دارند، ناپایدار هستند. اتم بیسموت با عدد اتمی ۸۳ به عنوان مرز در نظر گرفته می شود. عناصر با عدد اتمی بالاتر از بیسموت ناپایدار در نظر گرفته می شوند البته سه ایزوتوپ قبل از بیسموت (ایزوتوپ ۳ هیدروژن، Tc و Pm) هم ناپایدار هستند.

از مجموع این دو قاعده می توان نتیجه گرفت با افزایش تعداد پروتون و نوترون در هسته، آن هسته ناپایدار می شود اما علت چیست؟ می توان به این صورت پاسخ داد:
در هسته دو نیرو بین ذرات وجود دارد: اولی نیروی رانش کولنی که پروتونها با بار مثبت را از همدیگر می راند این نیرو ضعیف ولی بلندبرد است.
دومی نیروی ربایش هسته ای که میان همهٔ سازنده های هسته حتی پروتون ها و
نوترون ها وجود دارد. از دیدگاه نیروی هسته ای تفاوتی میان پروتون و نوترون وجود ندارد، این نیرو بسیار قوی ولی کوتاه برد است.
در اتمها با عدد اتمی کوچکتر، نیروی ربایش هسته ای بر نیروی رانش کولنی غلبه می کند چون ذرات نوترون و پروتون به همدیگر نزدیک هستند، با افزایش عدد اتمی و تعداد نوترونها، این ذرات از همدیگر فاصله می گیرند در نتیجه نیروی ربایش هسته ای ضعیفتر شده (به دلیل کوتاه برد بودن) ولی نیروی رانش به دلیل بلندبرد بودن همچنان دافعه ایجاد می کند و در نهایت نیروی رانش بر نیروی هسته ای غلبه کرده و هسته ناپایدار می شود.
ایزوتوپ هایی که هستهٔ ناپایدار دارند با گذشت زمان واپاشیده شده و سرانجام به هسته ها یا ایزوتوپ های پایدارتر تبدیل می شوند.

*دکتر قهرمانی فرد*​

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

چند نکته در رسم آرایش لوویس

✔اتمهای هیدروژن و فلوئور همواره اتم کناری هستند و اتم مرکزی قرار نمیگیرند.

✔اگر اتمهای هالوژن ها، اتم کناری باشند یک پیوند می دهند.

✔اتم اکسیژن می تواند یک یا دو پیوند بدهد. استثنا: اکسیژن در CO، NO+ ، O3 و +H3O سه پیوند می دهد.

✔اتم کربن همواره چهار پیوند می دهد استثنا: به جز در CO که سه پیوند دارد

✔اتم نیتروژن هیچگاه پنج پیوند نمی دهد.

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل اول*

نکات مهمی از جدول تناوبی که قبل از کنکور باید مرور شود:

▪همه دوره های جدول تناوبی دارای فلز، نافلز و شبه فلز هستند به جز دوره اول و هفتم

▪گروههای 14 و 15 هر سه نوع عنصر فلز، نافلز و شبه فلز را دارند.

▪نافلزات با هر سه نوع حالت فیزیکی گاز، مابع و جامد وجود دارند.

▪تمامی فلزات جامد نیستند (جیوه به حالت مایع می باشد)

▪شبه فلزات تماما جامد می باشند.

▪همه عناصر سمت چپ جدول فلز نیستند.

▪همه عناصر سمت راست جدول، دسته p نیستند.

▪استاتین شبه فلزی است که هالوژن (در گروه 17) می باشد.

▪لانتانیدها از عدد اتمی 57 تا 70 می باشند. خود عنصر لانتان جزو لانتانیدها می باشد.

▪اکتینیدها از عدد اتمی 89 تا 102 می باشند، خود عنصر اکتینیم جزو اکتینیدها می باشد.

▪در لانتانیدها زیرلایه 4f و در اکتینیدها زیرلایه 5f در حال پرشدن است.

▪جیوه در گروه 12 (2فرعی) و دوره 6 قرار گرفته و مایع است (هم گروه فلز Zn ).

▪فلزات قلع و سرب جزوه عناصر اصلی دسته p بوده (گروه 14 و همگروه کربن) و دارای چند توع عدد اکسایش و ظرفیت می باشند.

▪اختلاف عدد اتمی عناصر گروه 2 و 13 در دوره دوم و سوم فقط یک واحد است.

▪پلاتین، طلا و جیوه هم دوره بوده (دوره 6) و در کنار همدیگر جای گرفته اند

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل دوم*

مقدمه ای بر هواکره زمین

✔️زمین تنها سیاره خورشید است که اتمسفر (هواکره) دارد.

✔️لایه فیروزه ای پیرامون زمین، اتمسفر یا هواکره است که اغلب به آن هوا گفته می شود.

✔️اتمسفر زمین مخلوطی از گازهای گوناگون است که تا فاصله ۵۰۰ کیلومتر از سطح زمین امتداد یافته است.

✔️جاذبه زمین عاملی برای نگهداری گازها در اطراف زمین است و مانع از خروج گازها از اتمسفر زمین می شود.

✔️انرژی گرمایی مولکولها سبب می شود تا پیوسته گازها در حال جنبش باشند و در سرتاسر هواکره توزیع شوند.

✔️اغلب گازها نامرئی هستند بطوری که ما هوا را نمی بینیم (همه گازها نامرئی نیستند، گازهایی مثل NO2 رنگ دارند)

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل دوم*

اولین لایه هواکره: تروپوسفر

✔پایین ترین لایه هواکره بوده که از سطح زمین تا ارتفاع ۱۰ الی ۱۲ کیلومتر را شامل می شود.

✔۷۵ درصد جرم کل هواکره در این لایه قرار دارد.

✔در این لایه با افزایش ارتفاع دمای هوا کاهش می یابد(به ازای هر کیلومتر = ۶ درجه)

✔محدوده دمایی این لایه ۱۴+ تا ۵۵- درجه سلسیوس است.

✔با افزایش ارتفاع فشار هوا کاهش می یابد چون چگالی هوا کمتر می شود.

✔گونه های شیمیایی موجود در این لایه: N2، O2، CO2، H2O و O3 و گازهای دیگر


دومین لایه هواکره: استراتوسفر

✔از ارتفاع ۱۲ تا تقریبا ۵۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد (مرز دقیقی بین لایه ها وجود ندارد و ممکن است ارتفاع نهایی بیش از این هم شود)

✔مهمترین مشخصه این لایه افزایش دما با افزایش ارتفاع از سطح زمین است (برخلاف تروپوسفر) دما از ۵۵- تا ۷+ در انتهای این لایه می رسد.

✔علت افزایش دما در این لایه برخورد پرتوهای پرانرژی خورشید به مولکولهای اوزون و ایجاد پرتوهای فروسرخ است.

✔در این لایه بخش عمده اوزون متمرکز شده است که آن را با اسم لایه اوزون می شناسیم و از ورود اشعه پرانرژی و خطرناک فرابنفش جلوگیری می کند.

✔از گونه های شیمیایی موجود در این لایه می توان به O2، O3، N2 و CO2 اشاره کرد.

✔برخلاف لایه تروپوسفر در این لایه بخار آب وجود ندارد.

سومین لایه هواکره: مزوسفر

✔این لایه از ارتفاع تقریبی ۵۰ تا ۷۵ کیلومتر از سطح زمین قرار دارد.

✔در این لایه با افزایش ارتفاع دمای هوا کاهش می یابد (همانند تروپوسفر).

✔دمای هوا از ۷+ تا ۸۷- درجه سلسیوس می رسد.

✔ترکیب شیمیایی این لایه همانند استراتوسفر است (بخار آب و گونه های باردار در این لایه وجود ندارد).

چهارمین لایه هواکره: ترموسفر

✔️این لایه از ارتفاع تقریبی ۸۰ تا ۵۰۰ کیلومتر از سطح زمین است.

✔️در این لایه با افزایش ارتفاع دمای هوا افزایش می یابد.

✔️بارزترین مشخصه این لایه وجود اتم های آزاد و کاتیونها علاوه بر گازهای اکسیژن و نیتروژن است گونه هایی مثل +N2، O، O2+

✔️مولکولهای اوزون در این لایه وچود ندارد.

✔️علت وجود کاتیونها و اتمهای آزاد، برخورد پرتوهای پرانرژی خورشید به مولکولهای این لایه است.

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل دوم*

گاز آرگون و کاربردهای مهم آن

آرگون از گازهای نجیب گروه ۱۸ و دوره ۳ جدول تناوبی است.

این گاز نیز به علت واکنش پذیری ناچیز بصورت تک اتمی یافت می شود. واژه آرگون هم به معنای "تنبل" بعلت واکنش پذیری ناچیز آن گرفته شده است.

آرگون گازی بی رنگ، بی بو و غیرسمی است.

در ایران گاز آرگون با درصد خلوص بالا از تقطیر جزءبه جزء هوای مایع در پتروشیمی شیراز تهیه می شود.

این گاز در جوشکاری و برشکاری فلزات بکار می رود چون محیط بی اثر ایجاد می کند. محیط بی اثر باعث می شود قسمت داغ شده فلز از اکسیژن دور مانده و واکنش ندهد که استحکام و طول عمر آن قسمت افزایش می یابد.

در ساخت لامپهای رشته ای نیز از گاز آرگون استفاده می شود چون رشته های داغ و ملتهب داخل لامپ با آرگون واکنش نمی دهند.

 

[Angel of Fate]

*شیمی دهم فصل دوم*

کاربردهای مهم گاز هلیم

۱- خنک کردن قطعات الکترونیکی در دستگاههای تصویربرداری مانند MRI

علت استفاده: دمای جوش هلیم خیلی پایین است بدون اینکه به مایع تبدیل شود می توان تا دماهای نزدیک صفرکلوین سرد کرد و این گاز سرد برای خنک کاری استفاده می شود.

۲ پرکردن بالنهای هواشناسی، تفریحی و تبلیغاتی

علت استفاده: جرم مولی هلیم پایین است و این سبب می شود چگالی این گاز کمتر از هوا باشد و در هوا به راحتی بالا رود.

۳- جوشکاری

علت استفاده: هلیم گازی نجیب است و با ایجاد محیط بی اثر از واکنش اکسیژن با قسمت داغ شده جلوگیری می کند.

۴- کپسول غواصی

علت استفاده: هلیم به علت سبک و واکنش ناپذیر بودن به عنوان کاهش دهنده غلظت اکسیژن و جلوگیری از تشکیل حباب در خون غواصان استفاده می شود.