چند موضوع کوتاه در مورد مطالب درسی
نکته های در مورد مباحث کتابهای درسی برگرفته از کتاب شیمی آلی موریسون و بوید
ساختار اتم – تناوب خواص
- اصل طرد پاولی : هر اوربیتال اتمی فقط به وسیله دو الکترون اشغال می شود و این دو الکترون بایستی دارای اسپین مخالف هم باشند. این دو الکترون با اسپین مخالف به الکترونهای زوج شده موسومند.
- در یک ردیف از جدول تناوبی قدرت اسیدی با افزایش الکترونگاتیوی افزایش می یابد.
- H-CH3 < H-NH2 < H-OH < H-F - H-SH < H-Cl : قدرت اسیدی
- در یک گروه قدرت اسیدی با افزایش اندازه افزایش می یابد.
- H-F < H-Cl < H-Br < H-I - H-OH < H-SH < H-SeH
- در سری ششم عناصر واسطه افزایش 14 الکترون 4f که اثر حفاظتی ناچیزی دارند منتهی به کاهش اندازه ( انقباض لانتانیدی ) و افزایش انرژی یونش می گردد. علت افزایش انرژی یونش عناصر دوره 6 نسبت به عناصر دوره 5 پدیده انقباض لانتانیدی است که موجب کاهش شعاع اتمی می شود.
- اگر تعداد الکترونهای تراز ( n-1 )d , nS لایه ظرفیت عناصر واسطه را با هم جمع کرده و دو واحد از آن کم کنیم عددی که به دست می آید شماره خانه عنصر واسطه است (عدد اتمی عنصر واسطه )
- تعریف پاولینگ از الکترونگاتیوی : الکترونگاتیوی هر عنصر عبارت از میزان تمایل اتم آن به جذب الکترونهای پیوندی به سمت خود در یک مولکول است.
پیوند های شیمیائی :
- توانائی در اسکان دادن زوج الکترون به چند عامل بستگی دارد. الف) الکترونگاتیوی اتم ب) اندازه اتم
- دو عامل خصلت کوالانسی را زیاد می کند. 1- اختلاف کم در الکترونگاتیوی 2- در صورتی که چیزهای دیگر با هم برابر باشند اتم عناصر سبکتر نسبت به اتمهای بزرگتر پیوندهای کوالانسی قویتری می دهند.
- عواملی که بر طول پیوند اثر می گذارند : 1- درصد خصلت اوربیتال S هر چه خصلت S پیوند بیشتر باشد طول پیوند کوتاهتر و قدرت پیوند بیشتر است. 2- مقدار الکترونگاتیوی اتمهای پیوندی هر چه پیوند قطبی تر باشد طول پیوند کوتاهتر است
- در پیوند کوالانسی قطبیت پیوند می تواند به استحکام آن بیفزاید.
- در پیوند کوالانسی اتمهای کوچکتر موثرتر می توانند همپوشانی کنند.
- هالیدهای مربوط به فلز با بالاترین حالت اکسایش بیشترین خصلت کوالانسی را دارند. به همین دلیل نقطه ذوب آنها کمتر است.
- برای عناصر واسطه در هر سری ماکسیمم عدد اکسایش با تعداد کل الکترونهای ( n-1 )d , nS مطابقت می کند.
- ناقطبی ترین مولکولها آنهائی هستند که به صورت A2 می باشند.
- نمکهائی که آنیون آنها یکی و کاتیون آنها مختلف باشد نمکی که کاتیون آن بزرگتر است میل به یونی بودنش به طور نسبی بیشتر می شود. LiF , NaF , Kf
نیروهای بین مولکولی – خواص فیزیکی :
- قطبیت پیوندها در خواص فیزیکی و شیمیائی آنها موثر است. قطبیت پیوند ممکن است باعث قطبیت مولکول شده و در نتیجه بر روی نقطه ذوب، نقطه جوش و حلالیت آنها اثر بگذارد. قطبیت پیوند تعیین کننده نوع واکنش آن پیوند است و حتی ممکن است فعالیت پیوندهای مجاور را نیز تحت تاثیر قرار دهد.
- تعریف ذوب شدن : ذوب شدن تبدیل آرایش بسیار منظم ذرات در یک شبکه بلوری به آرایش نامنظم تر حالت مایع است. ذوب شدن وقتی اتفاق می افتد که دما به حدی برسد تا انرژی گرمائی ذرات بر نیروهای درون بلوری که باعث نگهداری آنها در محلهای مناسب در شبکه است فائق آید.
- تعریف پیوند هیدروژنی : یک نوع جاذبه دو قطبی – دو قطبی قوی پیوند هیدروژنی است که در آن یک اتم هیدروژن به عنوان پلی بین دو اتم الکترونگاتیو عمل می کند که یکی از آنها را با پیوند کوالانسی و دیگری را با نیروی کاملا الکترواستاتیکی نگاه می دارد. وقتی پیوند هیدروژنی اهمیت دارد که اتم الکترونگاتیو حتما از گروه N , O , F باشد. این سه عنصر تاثیر خود را مدیون تراکم بار منفی بر روی اتمهای کوچکشان هستند.
- نیروهای لاندون به سرعت با جرم مولکولی ( حجم مولکول ) و تعداد الکترونهای قطبش پذیر افزایش می یابند.
- جرم مولکولی به خودی خود در تعیین مقدار نیروهای لاندون اهمیتی ندارد. مثلا فلوئورو کربنها به طرز غیر عادی نقطه جوش پایینی دارند. زیرا الکترونهای محکم نگه داشته شده فلوئور قطبش پذیری کمی دارند.
- جامدات بی شکل نقاط انجماد و ذوب معینی ندارند بلکه این تغییر حالتها در محدوده ای از دما صورت می گیرد.
محلولها :
- گرچه در یک مایع ذرات با نظم کمتری آرایش یافته و و آزادانه تر از حالت بلوری می توانند حرکت نمایند. با این حال هر ذره بوسیله تعدادی از ذرات دیگر جذب می شود. جوشیدن متضمن جدا شدن مولکولهای منفرد یا زوج یونهای با بار مخالف از مایع است. جوشیدن هنگامی صورت می پذیرد که در دمای معین انرژی گرمائی ذرات به میزانی برسد تا بر نیروهای چسبنده که آنها را در حالت مایع نگاه می دارد غلبه کند.
- آب امتیاز خود را به عنوان حلال ترکبهای یونی نه تنها مدیون قطبیت و ثابت دی الکتریک بالایش می باشد، بلکه توانائی به تشکیل پیوند هیدروژنی به واسطه داشتن گروه OH- عاملی دیگر می باشد. آب هم آنیونها و هم کاتیونها را حلال پوشی می کند. کاتیونها را در قطب منفی اش ( لزوما از طریق جفت الکترون ناپیوندی ) و آنیونها را از طریق تشکیل پیوند هیدروژنی.
- از نظر لوری – برونستد یک مولکول برای اسیدی بودن باید حاوی هیدروژن باشد. درجه قدرت اسیدی به میزان وسیعی به نوع اتمی که هیدروژن را نگاه می دارد و به خصوص به قابلیت اتم برای اسکان دادن زوج الکترونی که با خارج شدن هیدروژن به جا می ماند بستگی دارد.
- هترولیز ساده یک مولکول خنثی باعث ایجاد یک یون مثبت و یک یون منفی می شود. برای جدا نگه داشتن این ذرات با بار مخالف انرژی زیادی در حدود 420 کیلو ژول بر مول لازم است، که بیشتر از انرژی لازم برای جدا شدن ذرات خنثی می باشد. بنابر این در فاز گازی تفکیک پیوند به طور کلی از راه ساده تر یعنی هومولیز ( شکستن پیوند به صورتی که هر اتم الکترونهای خود را همراه داشته باشد ) صورت می گیرد. از طرف دیگر در یک حلال یونیزه کننده گسستگی به طریق هترولیز مطلوب است. ( هترولیز یعنی شکستن پیوند با تشکیل یون همراه باشد )
- محلولترین نمکها آنهائی هستند که ابعاد یونهایشان بیشترین تفاوت را دارد. مثلا در هالیدهای قلیائی سزیم فلوئورید و لیتیم یدید محلولترین نمکها می باشند.
سینتیک شیمیائی :
- تعریف مکانسیم ( ساز و کار واکنش ) : شرح تفصیلی مرحله به مرحله یک واکنش شیمیائی مکانیسم نامیده می شود. که با وجود اینکه یک فرضیه است ولی برای توجیه حقایق پیشنهاد می گردد.
- تعریف انرژی فعال سازی : حداقل مقدار انرژی که باید در اثر برخورد فراهم شود تا واکنشی انجام گیرد انرژی فعال سازی E act نامیده می شود. منبع آن انرژی جنبشی ذرات در حال حرکت است.
- فرایند گرماگیر : در اثر برخورد دو ذره، انرژی جنبشی ذرات به انرژی پتانسیل تبدیل می شود. با افزایش انرژی پتانسیل واکنش شروع شده و به تپه انرژی صعود می کند. اگر به اندازه کافی انرژی جنبشی تبدیل به انرژی پتانسیل شود، به بالای تپه رسیده و شروع به پایین آمدن می کند. در ضمن نزول انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل می شود تا به سطح انرژی فرآورده ها برسد. انرژی پتانسیل فرآورده ها کمی بیشتر از انرژی پتانسیل واکنش دهنده ها است. با این افزایش در انرژی پتانسیل بایستی به همان نسبت انرژی جنبشی کاهش یابد، ذرات جدید جدا می شوند و از آنجا که آهسته تر از ذراتی حرکت می کنند که از آنها
تشکیل شده اند افتی در دما مشاهده می شود. گرما از محیط گرقته می شود.
- فرکانس برخورد بستگی دارد به : الف) نزدیکی و تجمع ذرات با یکدیگر یعنی غلظت یا فشار ب) اندازه آنها
ج) سرعت حرکت آنها که خود به وزن آنها و دما بستگی دارد.
اندازه و وزن ذرات ( مولکولها ) از ویژگیهای هر واکنش بوده و نمی توان آنها را تغییر داد. هر چه ذره سنگینتر باشد حرکت آن کندتر است بنابر این فرکانس برخورد کمتر می شود. از طرفی یک ذره سنگینتر بزرگتر است و اندازه بزرگتر فرکانس برخورد را افزایش می دهد. بنابر این این دو عامل یکدیگر را خنثی می کنند.
- عامل احتمال بستگی به شکل هندسی ذرات و نوع واکنش دارد.
- عامل انرژی به دما و انرژی فعال سازی واکنش بستگی دارد. دما را می توان کنترل نمود اما انرژی فعال سازی از خصوصیات یک واکنش است.
اسید وباز :
- از نظر لویس برای اینکه مولکولی اسیدی باشد باید کمبود الکترون داشته باشد. بخصوص باید در جستجوی اتمی باشیم که در لایه ظرفیت خود فقط شش الکترون داشته باشد.
- از نظر لوری برونستد یا لویس مولکولی که دارای یک زوج الکترون آماده برای به اشتراک گذاشتن باشد یک باز است. آمادگی این الکترونهای غیر مشترک عمدتا بوسیله الکترونگاتیوی، اندازه و بار اتم نگهدارنده تعیین می شود. در این حالت نقش این عوامل الزاما مغایر با آن چیزی است که در مورد قدرت اسیدی دیدیم. هر چه بهتر زوج الکترون را اسکان دهد، آمادگی آنها برای به اشتراک گذاردن کمتر می شود.
- بر طبق قوانین الکترواستاتیک پایداری یک سیستم باردار با پراکندگی بار افزایش می یابد. از این رو هر عاملی که باعث پراکنده شدن بار اتم و پخش آن بر روی بقیه یون شود آن را پایدار می کند.
- شیمی فیزیک اتکینز :
- 00/7= PH معادل با خنثی بودن در K 298 است. در دمای خون انسان 37 درجه سلسیوس که 68/13= PKw می باشد، خنثی بودن معادل با 84/6= PH است.
شیمی آلی :
- تعریف سری همرده ( هومولوگ ) : یک سری ترکیبها که در آنها هر عضو با عضو بعدی به میزان ثابتی اختلاف دارد یک سری هم رده نامیده می شود. در خانواده آلکانها اختلاف ثابت بین دو عضو متوالی یک CH2 است.
- به جز آلکانهای خیلی کوچک نقطه جوش به ازا افزایش یک کربن به زنجیر 20 تا 30 درجه زیاد می شود. ( نه تنها در مورد آلکانها بلکه در مورد همرده های دیگر نیز درست است )
- افزایش در نقطه ذوب آلکانها کاملا منظم نیست. زیرا نیروهای بین مولکول در یک بلور به دو عامل بستگی دارند. 1- اندازه مولکولها 2- چگونگی قرار گرفتن مولکولها در شبکه بلور.
- تعریف گروه عاملی : یک اتم یا گروهی از اتمها که تعیین کننده ساختمان یک خانواده خاص از ترکیبهای آلی باشند و همچنین خواص آنها را تعیین کنند به گروه عاملی موسومند