کلیه قواعد موجود در شیمی

[Miss.aysoo]

کلیه قواعد موجود در شیمی
قاعده هشتایی لوویس (

قاعده ای که توسط گیلبرت نیوتن لوویس در سال 1916 درباره فعالیت شیمیایی عنصرها و تمایل

آنها به کسب آرایش الکترونی اتمهای گازهای کمیاب در ترکیبها و پایداری آنها، وضع شده است :

" در ترکیب عنصرها با یکدیگر، اتمهای آنها با تبادل تعداد معینی از الکترون های لایه خارجی خود

به آرایش الکترونی گاز نجیب میرسند ، یعنی دارای لایه خارجی 8 الکترونی میشوند که پایداری

قابل توجهی دارند."





قاعده های هوند ( Hund’s Rules)

هوند چند قاعده در زمینه آرایش الکترونی اتم ها در حالت پایه ( غیر برانگیخته یا اصلی ) و تعیین

ترم طیفی حالت پایه به شرح زیر بیان داشت:

" قاعده هوند درباره آرایش الکترونی :

هرگاه در یک اتم یا یون در حالت پایه ، الکترونهای چند اربیتال همتراز،در اختیار داشته باشند،

نخست هر الکترون یکی از آن اربیتالها را اشغال می کند و پس از نیمه پر شدن تراز، الکترونهای

باقیمانده اربیتالهای نیمه پر را یکی پس از دیگری پر می کنند.


قاعده هوند درباره تعیین نماد ترم حالت پایه ( اصلی ) :

قاعده اول :

هرگاه در مورد یک آرایش الکترونی، چند ترم طیفی وجود داشته باشد ، آن ترم طیفی به حالت پایه

( پایدارترین حالت ) مربوط است که چندگانگی اسپین در نماد آن ، عدد بزرگتر باشد.


قاعده دوم :

هرگا در مورد یک آرایش الکترونی ، چند ترم طیفی بتوان در نظر گرفت که در بین آنها دو یا چند ترم

دارای بالاترین چندگانگی باشند، آن ترم طیفی به حالت پایه مربوط است که مقدار عدد کوانتومی

اربیتالی آن بزرگتر باشد.





قاعده منع اسپین ( Spin Forbiden

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

)

یکی از قاعده های انتخاب است که در مورد جهشهای مجاز الکترونی بین حالتهای متفاوت انرژی ،

بویژه در ترکیب های کمپلکس فلزهای واسطه وضع شده و چنین بیان می شود:


" جهش های الکترونی از یک حالت پایه به حالت های برانگیخته، در صورتی مجاز است و به پیدایی

نوارهای جذبی شدید در طیف منتهی می شود که چندگانگی اسپین حالت های پایه و برانگیخته

برابر باشد. به بیان دیگر در عدد کوانتومی کل اسپینی الکترونها تغییری داده نشود، یعنی Δs = 0 "






قاعده مارکوف نیکوف ، قاعده مارکونیکوف (Markovnikov )

قاعده ای که در ارتباط با واکنش افزایشی آلکن های نامتقارن با واکنشگرهایی که مولکول ناجور

هسته HAدارند ، توسط مارکونیکوف کشف شده و بصورت زیر بیان می شود:






قاعده لاپورتLappor ) ، قاعده منع لاپورت (Lapport Forbiden


"در واکنشهای افزایشی ترکیابت ناجورهسته HA با آلکنهای نامتقارن، همواره اتم هیدروژن این نوع

مولکولها به آن اتم کربن متصل به پیوند دوگانه افزوده میشود که از پیش، تعداد بیشتری از اتمهای

هیدروژن به ان پیوند دارند."

یکی از قاعده های انتخاب است که درباره جهش های مجاز الکترون بین ترازهای فرعی متعلق به

دو تراز اصلی انرژی ، وضع شد و چنین بیان می شود:

" الکترونها در صورتی می توانند بین دو تراز فرعی انرژی متعلق به دو تراز اصلی انرژی در یک اتم ،

جهش یا سقوط کنند ، که تفاوت اعداد کوانتومی فرعی ( اربیتالی ) آن دو تراز فرعی l1 و l2 مخالف

صفر و برابر +1 یا -1 باشد."

Δl = +/- 1






قاعده کلچکووسکی (Klechkovskii )

قاعده ای که درباره تعیین پایداری نسبی ( ترتیب پایداری) ترازهای انرژی دراتم ها،وضع شده است

و بصورت زیر بیان می شود:


" برای تعیین پایداری نسبی ترازهای انرژی در اتمها ، کافیست مقدارهای مربوط به n (عدد کوانتومی

اصلی) و l ( عدد کوانتومی اربیتالی ) هر یک از آنها را با هم جمع کنیم و در آن صورت دو وضع پیش

خواهد آمد:

الف ) چنانچه مجموع (n+l) برای ترازی، کوچکترین مقدار باشد، آن تراز از همه پایدارتر است.

ب ) اگر مجموع (n+l) در مورد دو یا چند تراز برابر باشد ، ترازی که به n کوچکتر مربوط است ، پایدارتر

و ترازی که به n بزرگتر مربوط است، ناپایدارتر است."

 

[Miss.aysoo]

قاعده فازها (Phase Rule )

قاعده ای که در سال 1876 توسط گیبس، در مورد رابـ ـطه تعداد درجه آزادی یک سیستم با تعداد

اجزای آن، وضع شده است و بصورت زیر بیان می شود:

"برای بدست آوردن تعداد درجه های آزادی (F) یک سیستم کافیست که تعداد فازهای موجود

در آن سیستم (P) را از تعداد اجزای مستقل تشکیل دهنده آن (C) کم کرده، حاصل را با 2 جمع

کنیم. یعنی می توان نوشت :

F = (C-p) + 2

این قاعده اهمیت زیادی در بررسی و شناسیایی تعادل فازها در سیستمهای پیچیده دارد. اما تنها

در مورد سیستمهای شیمیایی معمولی (سیستمهایی که در آنها میدانهای الکتریکی،مغناطیسی

و یا نور دخالتی نداشته باشد) صادق است."






قاعده های فاجانس ( Fajans Rules)

قاعده هایی که در مورد قطبیت پذیری آنیونها و قدرت قطبی کنندگی کاتیونها ، تاثیر آن در کاهش

خصلت یونی پیوند،پیدایش و افزایش خصلت کووالانسی در ترکیبهای یونی توسط فاجانز وضع شده

است و چنین بیان می شوند:

قاعده ی اول :

هرچه پتانسیل یونی کاتیون (یعنی نسبت بار الکتریکی به شعاع آن )بیشتر باشد با قدرت بیشتر

میتواند آنیون را قطبی کند. یعنی ابر الکترونی آنرا که کروی فرض می شود، تغییر شکل داده به

سمت خود بکشد.

قاعده ی دوم :

هرچه آنیون نرم تر ، یعنی بار الکتریکی منفی آن بیشتر و یا شعاع آن بزرگتر باشد ، بهتر می تواند

بوسیله کاتیون قطبی شود.

قاعده ی سوم :

هرچه بار موثر هسته کاتیون بیشتر باشد، چون جاذبه هسته را بر لایه ظرفیت آن افزایش می دهد،

سبب می شود که کاتیون بتواند آنیون را بیشتر قطبی کند و خصلت کووالانسی پیوند را افزایش دهد.





قاعده تروتون (Trouton’s Rule )

قاعده ای که توسط تروتون در ارتباط با آنتالپی تبخیر مایعات با دمای جوش آنها ، وضع شد و چنین

بیان می شود:

" در بسیاری از مایعات غیر قطبی، نسبت آنتالپی تبخیر مولی (دردمای جوش نرمال آن ) به دمای

جوش نرمال آن ( برحسب کلوین) مقدار ثابتی حدود cal/K.mol 21 است. "






قاعده بنت (Bent Rule )

این قاعده درباره ارتباط الکترونگاتیوی اتمها و گروههای اتمی با تمایل آنها در همپوشانی اربیتالهای

هیبریدی،در اطراف اتم مرکزی (آرایش هندسی مولکولها و یونها ) وضع شده است و چنین بیان

می شود:

"به هنگام تشکیل پیوندهای شیمیایی و پیدایش مولکول یا یون،اتمها و گروههای الکترونگاتیوتر ،

آن اربیتالهای هیبریدی اتم مرکزی را که دارای خصلت s کمتری است برای همپوشانی ترجیح میدهند.

و اتمها و گروههای الکتروپوزیتیوتر ،آن اربیتالهای هیبریدی اتم مرکزی را که دارای خصلت s بیشتری

است، برای همپوشانی ترجیح می دهند."





قاعده های انگل – بروئر ( The Engle – Breuer Rules )

قاعده هایی که در رابـ ـطه با انرژی پیوند در فلزها و ساختار بلورهای فلزی در سال 1963 توسط انگل

و بروئر وضع شده است.

قاعده ی اول :

انرژی پیوندی یک فلز یا یک آلیاژ ، به میانگین تعداد الکترونهای جفت نشده ی آنها به ازای هر اتم

شرکت کننده در پیوند بستگی دارد.

قاعده ی دوم :ساختار بلور فلزها ، به میانگین تعداد اربیتالهای s و p اتمهای درگیر در پیوند، یعنی

به تعداد الکترونهای جفت نشده از ترازهای s و p اتمهایی که برای تشکیل پیوند به کار می روند،

بستگی دارد.

هرگاه میانگین تعداد این الکترونها کمتر از 5/1 باشد، ساختار بلوری از نوع مکعبی مرکز پر (BCC)

یا انباشته ی مکعبی (CCP) خواهد بود.هرگاه این میانگین حدود 4 باشد، فلز دارای ساختار مشبک

مشابه ساختار الماس خواهد بود.






قاعده های انتخاب ( Selection Rules)

قاعده هایی که درباره امکان جهش های الکترونی بین ترازهای انرژی دو اتم و یا حالت های انرژی

در مولکولها و یونها به منظور انطباق نتایج تجربی با پیشگویی های نظری ، ارائه شده است.

لازم به توضیح است که اصولاٌ هر خط طیفی، در یک طیف نشری اتم و یا هر نوار جذبی در طیف جذب

الکترونی یک ترکیب ، به جهش الکترون بین دو تراز انرژی متمایز مربوط می شود.

در بسیاری از نمونه ها از روی تعداد ترازهای انرژی ای که الکترون در اختیار دارد و می تواند به آنها

جهش کند، وجود تعداد معینی خط طیفی یا نوار جذبی پیشگویی می شود.

اما تجربه (مشاهده خطهای طیفی یا نوارها در طیف نگار) تشکیل همه آنها را تائید نمی کند.

از اینرو قاعده هایی که به قاعده های انتخاب معروفند وضع شدند که سازگاری بین داده های تجربی

و دیدگاههای نظری مربوط را امکان پذیر می سازند. مانند قاعده ی منع لاپورت ، قاعده ی منع اسپین

و ...

 

[Miss.aysoo]

قاعده اسلیتر ( Slater Rule )

قاعده ای که توسط اسلیتر در مورد روش محاسبه مقدار ثابت پوششی الکترونها و بار موثر هسته وضع

شده است:


الف - الکترونی که می خواهیم بار موثر هسته را درباره آن حساب کنیم در ترازهای s و p جای دارد:

در اینحالت ، مقدار ثابت پوششی برای هر الکترونی که تراز بالاتر از الکترون مورد نظر جای دارد، برابر

صفر و برای هر الکترونی که در همان تراز اصلی الکترون مورد نظر قرار دارد برابر 35/0 .

برای هر الکترونی که در تراز اصلی ماقبل آن قرار دارد برابر 85/0 و برای هر الکترونی که در تراز های

درونی جای دارد برابر 1 در نظر گرفته می شود.


ب - الکترونی که می خواهیم بار موثر هسته را برای آن حساب کنیم، در تراز های f یا d قرار دارد :

در اینصورت مقدار ثابت پوششی برای هر الکترونی که در تراز بالاتر از الکترون مورد نظر قرار دارد، برابر

0 ، برای هر الکترونی که در همان تراز فرعی الکترون مورد نظر قرار دارد، برابر 35/0 و برای هر الکترون

باقیمانده دیگر برابر 1 در نظر گرفته می شود.





قاعده ارلن مایر ( Erlenmeyer's Rule )

در الـ*کـل هایی که چند عاملی الکلی هیدروکسیل دارند به هر اتم کربن باید تنها یک عامل هیدروکسیل

متصل باشد. در غیر اینصورت آن الـ*کـل ناپایدار خواهد بود و به علت تاثیر دو عامل OH بر یکدیگر تجزیه می

شود.






قاعده آروماتیک بودن هوکل ( Huckel Aromatic Rule )

سیستم های حلقوی مسطح یک یا چند حلقه ای که همه ی حلقه های آنها در یک صفحه قرار داشته

باشند، چنانچه شامل (4n+2) الکترون پی باشن ، خصلت آروماتیکی خواهند داشت. در اینصورت آرایش

الکترونی آنها نسبتا پایدار است.

( n تعداد حلقه هاست )

 

[Miss.aysoo]

قواعد کان - اینگولد - پرلوگ

قاعده ای برای تعیین شماره اولویت گروه وصل شده به کربن کایرال.


•برای اتم با عدد اتمی بالاتر اولویت بالا تعیین میشود.

• اگر اتمهای وصل شده اولویت یکسان داشته باشند به اتمهای بعدی همراه زنجیر نگاه میکنیم.

•پیوندهای دوگانه و سه گانه مثل آن است اتم ها به دو یا سه اتم دیگر وصل شده اند.



قاعده فیشر (Fisher)

قاعده ای برای رسم مولکول سه بعدی روی کاغذ.


•یک کربن کایرال در محل تقاطع خطوط افقی و عمودی قرار دارد.

•خطوط افقی جلو هستند- خارج از صفحه.

•خطوط عمودی پشت صفحه هستند.

•زنجیر کربن در خط عمودی قرار گیرد.

•کربن با بالاترین درجه کسید اسیون درراس قرارگیرد چرخش مولکول در صفحه به اندازه 180مجاز

است.

•میتوان یک گروه را ثابت و بقیه را در جهت یا خلاف جهت عقربه های ساعت چرخاند.

•چرخش90 درجه مجاز نیست!

 

[Miss.aysoo]

انون هیتورف

وقتی جریانی از داخل محلولی بگذرد تغییرات غلظت محلول در حوالی الکترود ها مستقیماً متناسب با سرعت یون های

مربوط می باشد.


هرگاه سرعت یون ها یکسان باشد کاهش غلظت کاتیون ها به علت مهاجرت از منطقه آندی برابر با کاهش آنیون ها به

علت مهاجرت در ناحیه کاتدی است.

از طرف دیگر وقتی نقصان غلظت کاتیون ها در منطقه آندی به علت مهاجرت سه برابر نقصان آنیونها در قسمت کاتدی

میباشد تشابه بین غلظت و سرعت یون در مهاجرت از نواحی آندی و کاتدی موجب پیدایش

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

هیتورف گردید.


قاعده تعادل شیمیایی (قانون اثر جرم)

بیشتر واکنش های شیمیایی برگشت پذیریا دو طرفه می باشند.

درواقع ابتدا سرعت واکنش رفت( مستقیم ) بیشترازواکنش برگشت (معکوس) می باشد. ولی با کم شدن مواد واکنش دهنده از سرعت

واکنش رفت کاسته شده و با تولید و افزایش غلظت فرآورده کم کم بر سرعت واکنش برگشت افزوده می شود تا آنجاکه سرعت واکنش

رفت برابر سرعت واکنش برگشت می شود.

دراین زمان دو واکنش با سرعت یکسان اما در دو جهت عکس صورت می گیرد بنابراین تعادل برقرار می شود به طوری که غلظتهای مواد

مو جود تغییر نمی نماید درحالی که واکنش ها در حال انجام هستند.یعنی این گونه تعادل ها پویا می باشند.

سرعت واکنش برگشت = سرعت واکنش رفت

لازم بتذکر است تعادل در یک سیستم بسته تشکیل می شود به این معنی که هیچ یک از مواد موثر در واکنش به سامانه وارد و یا از آن

خارج نشود.

میزان پیشرفت یک واکنش شیمیایی در لحظه تعادل ، تابع نوع واکنش و نوع مواد و برخی شرایط حاکم بر آن می باشد.

بین غلظتهای اجزای شرکت کننده در تعادل رابـ ـطه ساده ایی برقرار است که به آن

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

تعادل شیمیایی (

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

اثر جرم ) می گویند.



αA + β B <═> γC + γ D

A]α β]
ــــــــــــــــــــ = Kc
C]γ [D]δ]


به Kc ثابت تعادل و به تساوي فوق عبارت تعادل گويند. مقدار Kc براي هر واكنش شيميايي در دماي ثابت مقداري ثابت و از واكنشي

به واكنش ديگر فرق مي كند .


عوامل مؤثر بر تعادل و ثابت آن:

طبق اصل لوشاتليه هرگاه عاملي باعث بهم خوردن يك تعادل شود، سامانه درجهتي جابه جا ميشود كه اثر آن عامل راكاهش دهد.

آ) اثردما :

بالابردن دما انرژي گرمايي مولكولها درمخلوط تعادلي افزايش داده وبرخوردهاي مولكولي نيز بيشتر ميشود در نتيجه سرعت واكنش

رفت و برگشت را افزايش مي يابد.اما ميزان افزايش در آنها يكسان نيست و آزمايشهاي گوناگون نشان ميدهندافزايش دما سرعت

واكنش گرماگير را افزايش بيشتري مي دهد. به اين ترتيب در تعادل جديد غلظتهاي مواد موجود در تعادل تغیير مي كنند يعني تعادل

جابه جا شده بنابر اين مقدار Kc نيز تغيير مي نمايد.


ب) اثر غلظت و فشار:

هرگاه غلظت يكي از واكنش دهنده ها را افزايش دهيم ،تعداد برخورد ميان ذره هاي واكنش دهنده ها افزايش يافته و واكنش رفت

سرعت بيشتري به خود مي گيرد به اين ترتيب پس از مدتي غلظت فرآورده نيز افزوده مي شود وسرعت برگشت افزايش مي يابد

تا اين كه اين دو سرعت برابر شده اما اين سرعت ها و هم چنين غلظت هاي مواد موجود درتعادل جديد با سرعتهاي نظير وغلظت-

هاي تعادل قبلي متفاوت خواهد بود يعني تعادل جابه جاشده اما اين تغيير طوري صورت مي گيرد كه مقدار ثابت تعادل ثابت باقي

مي ماند.

درمورد مشابه تغيير فشار همانند تغيير غلظت مي باشد لازم به تذكر است كه تغيير فشار بر سيستمهاي تعادلي اثردارد كه تعداد

مولهاي گاز دردوطرف معادله شيميايي موازنه شده يكسان نباشد.


پ) اثر كاتاليزگر:

كاتاليزگر سرعت واكنش رفت و برگشت را به يك اندازه افزايش مي دهد پس Kc و غلظت ها تغييري نمي يابد يعني كاتاليزگر بر

تعادل و ثابت آن تاثير نمي گذارد.