آیا بور با آب واکنش میدهد ؟ با هالوژنها چطور؟

بور در دمای معمولی با آب واکنش نمی دهد ولی  در حالت پودری و   آمورف به آرامی در ۱۰۰درجه سانتیگراد تولید اسید بوریک می کند بور با هالوژنها تولید هالیدهای بور میکند واکنش بور با فلوئور خودبخودی ولی با سایر هالوژنها در دماهای معینی انجام میشود با کلر ،برم وید به ترتیب در دماهای ۴۰۰، ۶۰۰ و ۹۰۰ درجه واکنش انجام می پذیرد.بور چنانچه به قسمت‌های بسیار نازک تقسیم شود به آرامی با آب اکسیژنه، اسید نیتریک و اسید سولفوریک که همگی داغ و غلیظ اند واکنش نشان می‌دهد. همچنین در برابر مخلوطی از اسید سولفوریک و اسید کرومیک داغ نیز همین رفتار را دارد بور می‌تواند با واکنش با یک هالوژن، تری هالید تولید می‌کند:

                                                                                                                         ۲ B + ۳ Br۲ → ۲ BBr۳

اکسیژن گیری بور به میزان تبلور، اندازهٔ دانه‌ها، خلوص و دمایل آن بستگی دارد. بور در دمای اتاق با هوا واکنش نمی‌دهد، اما در دمای بالاتر، می‌سوزد و بور تری اکسید را تولید می‌کند.

۴ B + ۳ O۲ → ۲ B۲O۳

روند تغییرات بار موثر هسته دریک دوره و گروه چگونه تغییر میکند؟

تغییرات  بار موثر هسته اتم  نسبت به عدد اتمی روند تناوبی دارد در طول هر دوره و گروه از جدول تناوبی با افزایش عدد اتمی عناصر مقدار بار موثر هسته اتمها نیز افزایش می یابد

در رابطه با ترکیبات در یک گروه از بالا به پایین فاصله افزایش می یابد و با توجه به رابطه F نیروی کولنی کاهش می یابد. نیرویی که از طرف هسته به e وارد می شود هم به بارموثر بستگی دارد ، هم به فاصله . در گروه از بالا به پایین ،اثر زیاد شدن فاصله از اثر زیادشدن بار موثر بیشتر است.  اثر پوششی کار الکترون های داخلی است، الکترونهای لایه سوم با جاذبه هسته در ارتباط نیستند پس نیروی جاذبه هسته را کاهش میدهند.

 محاسبه بار موثر هسته :

 

چون بار موثر هسته در بسیاری از بررسیها ی کمی به ویژه،تعیین شعاع اتمی و یونی ،انرژی الکترون ،انرژی یونش ،الکترونگاتیوی عناصر ،دخالت داشته ودر روندتغییرات این خواص نقش اساسی دارد.با وجود این برای محاسبه آن روش دقیقی وجود نداردالبته دو روش برای محاسبه آن ارایه شده  است که نتایج حاصل از آنها کم وبیش تقریبی است

الف- روش اسیلتر

  اسلیتر نقش الکترون هایی را که در تراز بالاتر از الکترون قرار دارند و دافعه ای که بر الکترون مورد نظر دارند را نادیده گرفت. اسلیتر فقط عدد کوانتومی اصلی را مورد توجه قرار داد یعنی بین الکترون های زیر لایه های مربوط به یک تراز اصلی انرژی تفاوتی قایل نشد. در روش کلمانتی...ریموند علاوه بر تعداد کل الکترونهای اتم بجز الکترون مورد نظر و عدد کوانتومی اصلی عدد کوانتومی فرعی نیز در محاسبه ثابت پوششی دخالت دارد.

ب - روش کلمانتین

 

در روش کلمانتی علاوه بر الکترونهای داخلی الکترونهای خارجی هم کمی بار مثبت هسته را به خود مشغول می کنند وعدد کوانتومی فرعی نیز در محاسبات موثر است در ضمن بار موثر هسته در مولکولها را هم محاسبه می کند . در این روش ثابت پوششی الکترونهای تراز فرعی ns. np. یکسان در نظر گرفته نمی شود علاوه بر آن الکترونهایی که نسبت به الکترون مورد نظر از هسته دورترند و در تراز بالاتری قرار دارند در اثر پوششی دخالت داده می شوند. مثلا الکترونهای 4p. بر الکترونهای 4s_ اثر پوششی مثبت ولی بر الکترونهای تراز 3d_ اثر پوششی منفی دارند نه الکترونهای بیرونی فقط باعث می شوند مقداری از بار هسته صرف نگهداری انها در اتم شود

در این روش برای الکترون های بیرونی اگر به الکترون مورد نظر نزدیک باشند اثر پوششی مثبت و اگر فاصله زیاد باشد اثر پوششی منفی در نظر میگیرند

برای توضیحات بیش تر اینجا کلیک کنید.

آیا بازچینش اتم ها با استفاده از نانوتکنولوژی سبب ایجاد آلوتروپ های جدید می گردد؟

به طور کلی ذرات هر چه کوچکتر می شوند برهمکنش متفاوتی با نور از خود نشان می دهند با کوچکتر شدن سایز ذره رنگ در رنج ابی تا زرد تغییر می کند وقتی یک نور سفید به ذره می تابد بسته به سایز ذره طول موج مختلفی را جذب می کند هر چه ذره کوچکتر شود طول موج کوتاهتری را جذب میکند. مثلا ساختار جدیدی با رنگ قرمز برای طلا متبلور شده میتواند الوتروپ باشد.تعریف الوتروپ عنصر با شکل های مختلف بلوری و مولکولی است . رنگ طلا همیشه طلایی نیست.در سطح نانو رنگ آن از آبی تا قرمز و نارنجی متغیر است. در مورد طلا هم مثل کربن اگر ساختارهایی با اشکال بلوری ومولکولی متفاوت ایجاد شود الوتروپ جدید داریم وگرنه اگر چینش تغییر نکند فقط تعداد اتم در ذرات نانو تغییر کند این با قوانین جذب و انعکاس نور ارتباط پیدا می کند که ممکن است به الوتروپ ربطی نداشته باشد.  انعکاس نور احتمالا ناشی از چینش جدید اتم های طلا و ایجاد ساختار اتمی جدید(بجای مولکولی) و تولید رنگ سرخ خواهد بود. با این فرض می تواند دگر شکل باشد. در اندازه های نانویی اندازه ذرات کوچک می شود و اندازه سطح به حجم زیاد می شود اما چینش اتم ها به آن معنا که باعث ایجاد ماده جدید و آلوتروپ شود نیست، در ساختارهای نانویی مانند این است که فقط ماده را در اندازه های نانویی برش میزنیم وساختار هندسی وبلوری ان تغیییر نمی کند والوتروپ بوجود نمی آید. در مورد گرافن و فولرن  نمود ظاهری همان نانو ها که قابل دیدن است با ساختار خاصی متبلور شده و با بلور زرد فلزی معمولی غیر نانویی تفاوت خواهد داشت. و احتمال الوتروپ بودن ان هست مانند الوتروپ کربن نانو تیوپ ها (فلورن) با دگر شکل های معمولی الماس و گرافیت که سه الوتروپ محسوب میشود. اگر چینش اتم های طلا بصورت نانو باشد و رنگ قرمز ظاهر شود. طبق تعریف آلوتروپ٬ اگر چینش اتم تغییر کند آلوتروپ جدید بوجود خواهد آمد

آیا همه مواد رادیو اکتیو هر سه پرتو آلفا و بتا و گاما را ساطع می کنند؟

رادیواکتیو (پرتوزایی ) عبارت است از خاصیت تجزیه خود بخود بعضی از اتمها که در آن هسته یک عنصر اشعه آلفا، بتا و گاما صادر می کند . این خاصیت صدور اشعه بدون محرک خارجی است که در آن اتمها یا ایزوتوبهای یک عنصر به اتمهای عنصر یا ایزوتوپ دیگر تبدیل می شوند که این ایزوتوپها یا اتمها ممکن است طبیعی یا مصنوعی باشند . عناصررادیواکتیو طبیعی ایزوتوپهای رادیواکتیوی هستند که درهمان زمان تشکیل عناصر دیگر در هنگام پیدایش کره زمین به وجود آمده اند

آشناترین عنصرهای رادیواکتیو ،اورانیم و توریم هستند .باشکسته شدن پی در پی هسته های اورانیم ،رادیوم بدست می آید که عنصری رادیو اکتیو و دارای هسته ای ناپایدار است ،شکستن هسته ی این عنصر هم تا آنجا ادامه می یابد تاعنصری با هسته ی پایدار به نام سرب ساخته شود که پایدار است.

 

 اما عناصر رادیواکتیو مصنوعی ایزوتوپهایی هستند که در اثر واکنشهای هسته ای که در مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی بوسیله شتاب دهنده های قوی انجام می گیرد کشف گردیده اند

چنانکه یک عنصر با ذره های باردار آلفا یابتا ویاپرتوهای یون ساز بمباران شوند رادیواکتیوساختگی یا مصنوعی بدست می آید مثالی که می توان برای این پدیده زد .بدست آوردن کبالت ۶۰از فلز کبالت ۵۹طبیعی است.برای این کار کبالت ۵۹را در راکتورهسته ای در برابر بمباران نوترونی می گذارند .در اثربمباران کبالت ۵۹بر اثر واکنش هسته ای

باگرفتن یک نوترون به کبالت ۶۰تبدیل می شود.درصنعت از این کبالت برای پرتونگاری و گندزدایی مواد غذایی بهره گیری می کنند.

 

 

 .تشعشعات هسته ای از هسته اتم های رادیواکتیو صادر می شوند ، بدین صورت که هسته در حین تجزیه آنها را منتشر می کند ، که میزان نشر آنها به درجه حرارت یا فشار بستگی ندارد . پس بطور خلاصه پدیده پرتوزایی از اتمهای عناصر با هسته ناپایدار به وجود می آید . اما دانش مندان چه هسته های پایدار و چه هسته های ناپایدار می دانند؟ دانشمندان برای این منظور بطور ساده نسبت تعداد نوترون / پروتون را مد نظر قرار داده اند ، بطوریکه برای هسته های پایدار عناصر سبک این نسبت تعداد برابر عدد یک است و برای عناصر سنگین تر این نسبت 5/1 است ، در این صورت بزرگترین هسته پایدار Bi209 83 است و هسته های بزرگتر از این همگی رادیواکتیو هستند بطور مثال At98/209 85 .

 

باید بدانیم همه مواد رادیواکتیو ممکن نیست همزمان هر سه اشعه آلفا و بتا و گاما نشر کنند بطور نمونه اگر چه هسته های طبیعی و مصنوعی هر دو دچار نشر آلفا می شوند اما این عمل فقط برای هسته هایی که جرم اتمی آنها بیشتر از 209 و عدد اتمی آنها بیشتر از 82 است معمول است .و نشر بتا برای هسته هایی مشاهده می شود که نسبت نوترون / پروتون آنها از نسبتی که برای پایداری لازم است بسیار زیاد تر باشد ، بنابراین منبع اشعه بتا ، ایزوتوپهای رادیواکتیو مصنوعی است و تعداد کمی از عناصر رادیواکتیو طبیعی منبع این اشعه هستند و اشعه گاما اغلب همراه با اشعه آلفا و بتا گسیل می شود .از هسته اتم ناپایدار علاوه بر اشعه آلفا و بتا و گاما ، گسیل پوزیترون ، گیراندازی الکترون و گسیل نوترون رخ می دهد که این پدیده ها را همه عناصر رادیواکتیو از خود نشان نمی دهند .

 

بطور نمونه گسیل یوزیترون 12253 I = 12252 Te +1e و گیراندازی الکترون -1 e +10647 Ag = 10646pd.

آیا ترکیباتی که اتم مرکزی آنها عناصر واسطه اند همگی ترکیباتی کمپلکس به حساب می ایند

موضوع کمپلکس ها دارای سه حالت خنثی و منفی و مثبت وجود دارند در کمپلکس های باردار دو بخش کاتیونی و انیونی داریم که پیوند انها از نوع یونی است ولی ان چیزی که مد نظراست مربوط به اتم عنصر واسطه ای است که در حوزه داخلی کمپلکس قرار میگیرد وپیوند ها از نوع داتیو می باشد چنانچه مولکول های اب تبلور و یا لیگاندهای دهنده الکترون داشته باشیم اتم مرکزی هم یک یون مثبت از عناصر دارای اوربیتال خالی باشد می توانیم کمپلکس داشته باشیم چه عنصراصلی باشد و چه واسطه فرقی نمی کند اما از انجایی که اغلب عناصر واسطه در لایه ظرفیت خود دارای اوربیتال خالی S,P, d هستند می توانند تشکیل کمپلکس بدهند

مثلا یون ^-AlCl4 یک کمپلکس از عنصر اصلی و^2-NiCl4 یک کمپلکس از عناصر واسطه است و همچنین ساختار کامل کمپلکس ها معمولا به شکل یک کروشه می نویسند مثل کمپلکس اهن (||) کلرید شش ابه [Fe ( H2O)6 ]²⁺ Cl2 

کلرها در حوزه خارجی پیوند شان یونی و ابها درحوزه داخلی و پیوندشان داتیو است . بنابراین می توان از اغلب عناصر واسطه تشکیل کمپلکس را انتظار داشت. به عنوان مثال FeCl2 و FeCl3 را می توانیم کمپلکس بحساب بیاوریم و ابها را در حوزه داخلی بگذارید و کلر را در حوزه خارجی و هر دو هشت وجهی هستند. بدون اب نمی توانند پایدار باشند مگر اینکه حرارت بدهید تا ابها خارج شود در این صورت ناپایدار می شوند. مگر لیگاندهایی در محیط واکنش باشد تا جای اب را بگیرند

مثلایون کلرید و یون سدیم را بیافزاییم دراین صورت کمپلکس شش کوردینه اهن با شش یون کلرید در حوزه داخلی و بار سه منفی برای اهن سه و سه یون سدیم در حوزه خارجی خواهیم داشت یعنی حوزه داخلی منفی می شود برعکس موقعی که اب داشتیم ومثبت بود.

چرا با وجود آنکه تشکیل حالت گذار هیچ عامل ترمودینامیکی مساعدی ندارد اما تشکیل می شود

اگر در نظریه حالت گذار بپذیریم که مولکولها در لحظه برخورد در یک لحظه کوتاه کنار هم می مانند ( این دلیل کاهش بی نظمی ) وپس از برخورد برخی پیوندها در حال شکستن ودر حال تشکیل است پس انرژی برخورد هنوز در پیوند های نیمه تشکیل ونیمه شکسته ذخیره شده است ( دلیل افزایش آنتالپی )

در اثر واکنش همه ذرات واکنش دهنده هابر اثر برخورد به پیچیده فعال تبدیل نمی شوند و کسری از آن ها که نسبتا انرژی بالایی دارند به پیچیده فعال تبدیل می شوند. اگر واکنشی از نظر ترمودینامیکی خود بخودی نیست به معنای این نیست که هرگز انجام نمی شود؛ بلکه به معنای این است که به صورت خودبخود انجام نمی شود ولی می توان آن را با دادن انرژی و تغییر اجباری شرایط انجام داد. مثلا:

1- از نظر ترمودینامیکی تجزیه نمک خوراکی دردمای معمولی خودبخودی نیست ولی با دادن انرژی الکتریکی انجام می شود.

2- برای تشکیل اوزون از اکسیژن ، هردو عامل آنتالپی و آنتروپی نامساعدندودرشرایط عادی هم انجام نمی شود ولی در شرایط ویژه انجام می شود (تخلیه الکتریکی)

 پیچیده فعال ناپایدار است و بی نظمی ان هم کمتر از واکنش دهنده ها وفراورده هاست و هر دو عامل نامساعد است ولی برطبق نظریه برخورد مولکولها وقتی برخوردموثر می کنند که انرژی انها برای سست شدن پیوندهای درگیر در واکنش وتشکیل پیوندهای سست در فراورده ها را تامین کند که مقدار این انرژی در نظریه حالت گذار همان انرژی فعالسازی واکنش است و تا مولکولهای برخورد کننده به بالای قله نرسند امکان تولید فراورده نیست پس تشکیل پیچیده فعال گرما گیر و بی نظمی ان هم کاهش می یابد ولی چون این انرژی را ما تامین می کنیم تشکیل می شود واگر انرژی کافی نباشد تشکیل نمی شود. شواهد تجربی وجود انرا در مراحل واسطه تایید می کند ولی قابل جداسازی و نگهداری نیست . رد پای ان در مکانیسم واکنشها دیده می شود ولی خودش دیده نمی شود.

فرض کنید واکنش گرما ده باشد و ما یک مول پیچیده فعال داریم احتمال تجزیه ان دقیقا در هر دو مسیر رفت و برگشت برابر است ولی چون در مسیر رفت به فراورده پایدار می رسیم احتمال برگشت از فراورده به پیچیده فعال کمتر است ولی احتمال تبدیل واکنش دهنده به پیچیده فعال بیشتر واز این رو پس از مدتی مقدار محصول پایدار در ظرف زیاد می شود.

توجیه ویژگی های امینو اسیدها

در مورد آمینو اسیدها با ساختار یون دوقطبی خواصشان قابل توجیه هست. امینو اسیدها را ترکیبات inner ionic می گویند یعنی داخلی یونی یا درون یونی. این ویژگی مثل جامدات یونی مورد نظر همه نمی تواند خیلی نقطه ذوب را بالا ببرد ولی چون نیروهای یون دو قطبی و هیدروژنی هم به کمک ان میاید دمای ذوب گلیسین نسبتا بالاست ولی نمی توانید امینو اسیدها را ترکیبات مولکولی نامید زیرا در اب بیشتر به فرم مولکولی وجود دارند. به خاطر پیوند یونی انتظار است که نقطه ذوب بالا برود ولی با شکستن پیوند های کووالانسی تجزیه می شوند. البته نکته دیگری که باید در نظر گرفت میزان پیشرفت واکنش اسیدی وبازی درون مولکولی انست و میزان بار منفی یون کربوکسیلات و یون مثبت سرالکیل امونیوم ان است و چون بارها کامل نیست جاذبه یونی هم کامل نیست

در اب از هر دو طرف پیوند هیدروژنی می دهد چون سر منفی کربوکسیلات اکسیژنها خیلی منفی هستند با هیدروژن اب پیوند هیدروژنی داده و از سمت امونیوم هیدروژن مثبت ترو با اکسیژن اب پیوند هیدروژنی می دهد. نکته مهم اینست که در حالت جامد فرمهای یونی در مواضع منظم قرار دارند وجاذبه قوی دارند ولی پس از انحلال در اب تعادلات محلول ابی به سمت تشکیل فرم های مولکولی در حالت تعادل با فرم های یونیزه شده است. اگر چه غالبا آمینو اسیدها را طوری نشان می دهند که یک گروه امینی و یک گروه کربوکسیل دارند ولی برخی خواص انها با این ساختار توافق ندارد در واقع امینو اسیدها در شکل خالص به صورت زوج یون یا یون های دو قطبی هستند یعنی باید هیدروژن اسیدی کربوکسیلیک را به قسمت امینی منتقل نمایید یعنی در یک قسمت کربوکسیلات منفی و در قسمت دیگه امونیم مثبت خواهیم داشت این ساختار تمامی ویژگی های امینواسیدها را در جدول کتاب پیش توجیه می کند

از ترکیباتی که دارای نیروهای جاذبه از نوع یونی هستند انتظار دماهای ذوب و جوش بالا میرود انتظار نداریم در محلول های آلی مثل الکل و دی اتیل اتر حل شوند. البته یکی ازدلایل دیگه ای هم که بر این ساختار تاکید می کند این است که ثابت های اسیدی و بازی ان ها خیلی کمتر از کربوکسیلیک اسیدها و امین هاست و خاصیت بازی ان در حدود استات ها و خاصیت اسیدی ان در حدود امونیم است همچنین محلول های انها گشتاور دو قطبی بالایی دارند و مشابه نمک ها می باشد وقتی این ترکیبات در اب حل می شوند بسته بهpH محلول اشکال مختلفی می توانند داشته باشند و در نقطه ایزو الکتریک شکل کتاب را خواهند داشت

علت تفاوت قدرت اسیدی فسفریک اسید،نیترو اسیدو سولفیدریک اسید و.....چیست؟

این سه اسید هر سه ضعیف هستند ولی ترتیب قدرت انها در حلال ابی از فسفریک اسید به نیترو اسید و ئیدروسولفیدریک ضعیفتر می شود زیرا اندازه باز مزدوج از بزرگ به کوچک تبدیل می شود و هر چه بار منفی باز مزدوج بیشتر پخش شود پایداری باز بیشتر یعنی باز مزدوج ضعیف تر واسید بوجود اورنده ان قویتر است .

مقایسه قدرت اسیدی اسیدها

در مقایسه قدرت اسیدی اسیدهای معدنی علاوه بر الکترونگاتیوی( مانند یدیک اسید وبرمیک اسید ) ،شعاع اتم (در هیدروهالیک اسیدها)و بار آنیون (در اسیدهای چند پروتون دار)و تعداد پیوند داتیو(در اسیدهای اکسیژن دار)  ،پایداری آنیون ایجاد شده(باز مزدوج) وجود فرم های رزونانسی، پخش بار بر روی آنیون ایجاد شده را می توان گفت. به طور کلی  عوامل الکترونی سبب می شوند که بار مثبت بر روی هیدروژن اسیدی بیشتر شده و آماده خارج شدن می شود. ولی بعدش پایداری آنیون حاصل و عوامل فضایی خودشان را نشان می دهند

اسیدها را می توان به دو دسته اکسی اسیدها و اسیدهای هیدروژن دار تقسیم کرد در این اسیدها قدرت اسیدی در تناوب افزایش می یابد یعنی

CH4 <NH3 <H2O <HF

و در گروه هاقدرت اسیدی افزایش می یابد

 HF <HCl <HBr <HI

در مورد توضیح در تناوب به افزایش قطبیت پیوند و افزایش قدرت اسیدی یعنی راحت تر جدا شدن یون هیدرونیم اشاره میکنیم ولی در گروه به افزایش پایداری آنیون بعد از جداشدن یون هیدرونیم تاکید می کنیم .اما در مورد اکسی اسیدها مطابق کتاب مورتیمر قاعده

(HO) mXO n اشاره کرده اگر n برابر 3 باشد اسید خیلی قوی است مثل پرکلریک اسید (HO) 1ClO3  اگر n برابر 2 باشد اسید قوی مثل سولفوریک اسید نیتریک اسید و اگر nبرابر1 باشد اسید ضعیف است مثل کربنیک اسید . در مورد علت هم مثل تعداد پیوندهای داتیو با اکسیژن یا عدد اکسایش الکترونگاتیوی رزونانس چگالی بار منفی و..  در مورد هیدرواسیدها در یک گروه می توان به انرژی پیوند هم علاوه بر پایداری آنیون به عنوان یک عامل مهم اشاره کرد

هیدرید هایی که اتم مرکزی بزرگ تری دارد طول پیوند بیشتر بوده انرژی ان کم تر است و ابر الکترونی آن پراکنده تر از هیدریدی می شود که اتم کوچک تری دارد بنابر این راحت تر شکسته شده و هاش مثبت بیش تری آزاد می کند. در رابطه با قدرت اسیدی اکسی اسیدها روال معمول این بوده است که با افزایش تعداد اکسیژنها وبالا رفتن عدد اکسایش قدرت اسیدی افزایش یابد مثل عدد اکسایش اکسی اسیدهای کلر از مثبت یک تا مثبت هفت زیاد می شود و قدرت اسیدی هم زیاد می شود ولی در مورد اکسی اسیدهای فسفر با افزایش عدد اکسایش فسفر از مثبت یک در هیپوفسفرو تا مثبت سه در فسفرو اسید و مثبت پنج در فسفریک اسید قدرت اسیدی تقریبا تغییر چندانی نکرده حتی ضعیف تر هم می شود .علت این امر اینست که در این اکسی اسیدها بار قرار دادی فسفر برای هر سه برابر است و عدد ان در ساختارهای لوئیسی که پیوند داتیو نشان می دهیم مثبت یک است و چون هر سه مثبت یک هستند قدرت اسیدی تغییر چندانی نمی کند در حالیکه بار قرار دادی در اکسی اسیدهای کلر از صفر در مورد هیپوکلرو اسید به مثبت سه در مورد پر کلریک اسید افزایش می یابد .

حال سوال اینست که چرا هیپوفسفرو اسید کمی اسیدی تر از فسفرو اسید و فسفریک اسید است علت در تعداد گروههای OH متصل به فسفر نهفته است در هیپو فسفرو اسید فقط یک عامل OH ولی در فسفریک اسید سه عامل OH به فسفر و اکسیژن داتیو الکترون میدهند پس یک عامل OH قطبیت بیشتری خواهد داشت تا سه عامل از این رو هیدروژن هیپو فسفرو کمی اسیدی تر است

چرا متانول و اتانول به هر نسبتی در آب حل می شوند ولی نمک ها تا حد سیر شدن حل می شوند؟

رسیدن به حداکثر بی نظمی و حداقل انرژی (گرمازا بودن) در مورد متانول و اتانول در حالی که فرآیند حل شدن نمک طعام گرما گیر است.در این نوع سوالات  باید هم پیوندها را در نظر بگیریم و هم عوامل مساعد. درکل پاسخ به این نوع سوالات آسان نیست وباید شرایطی راحتما درنظر گرفت مثلا نمیتوان بطورمطلق بیان کنیم که پیوندهیدروژنی قویتر ازنیروی لاندن است زیرا ید را داریم که درحالت عادی جامد  است اما آب مایع وآمونیاک گاز است. وتوضیح می دهیم درصورتی که جرم مولکولی نزدیک یا برابرباشد پیوند هیدروژنی قویترازلاندن است. اما نیروهای یون-دوقطبی ذاتا نیروهای الکتروستاتیکی قویترازهیدروژنی هستند و تجربه ومحاسبات ترمودینامیکی آن را به اثبات رسانده است.

در مورد اکثر نمک ها هم هر دو عامل انتالپی و آنتروپی می تواند مساعد باشد. در مورد اتانول و متانول ضمن تشکیل پیوندهای هیدروژنی قوی ما بین مولکول ها با افزایش مقدار این حل شدن ها در آب بعد از مقداری مشخص نقش ها عوض شده وابسته حل شونده می شود لذا بحث سیرشدگی دیگر مطرح نیست. متانول و اتانول گروه آلکیل کوچک دارند و در OH با آب مشترک هستند و ساختارها به هم نزدیک هستند. گروههای آلکیل دهنده الکترون هستند پس با بزرگتر شدن این گروه ها قطبیت پیوند اکسیژن با هیدروژن کاهش میابد وممکن است این مطلب در انحلال تاثیر داشته باشد. گروه های آلکیل وقتی بزرگتر باشند آب گریزی بیشتر شده و پیوندهای هیدروژنی را ضعیف تر می کنند. برای مولکولی مانند بوتانول یک سر مولکول تمایل به پیوند هیدروژنی و حلالیت در آب دارد و قسمت آلکیلی تمایل به آب گریزی دارد, پس بین این دو نیرو رقابت پیش میاد و تقویت یکی دیگری را تضعیف می کند. عوامل الکترونی هم تاثیر دارند ولی به نظرم اینجا خیلی سبب تفاوت نمی شوند

 چند نکته را در مورد انحلال ترکیبات یونی

1. انتالپی انحلال مربوط به انحلال نمک در مقدار زیادی حلال است و برای محلول های سیر شده نیست در گذشته بحث مفصلی برای انحلال سود و پتاس شد این فرایندها با افزایش دما همراه هستند اما به هنگام سیر شدن این فرایندها گرماگیر هستند.

2. انحلال تمامی نمک ها در اب همراه با افزایش انتروپی نیستند یونهایی که چگالی بار بالایی دارند گاهی باعث افزایش نظم در اب می شوند و کاهش انتروپی در اب را همراه دارند.

 در مورد اتانول و متانول علاوه بر تشکیل پیوند هیدروژنی که تمام مباحث شکستن و تشکیل پیوندهای هیدروژنی در انتالپی مطرح است و حالا ما بحث انتروپی را هم به آن اضافه می کنیم، در کتاب شیمی عمومی سیلبربرگ نوشته شده در غالب ترکیبات مولکولی نقش انتالپی زیاد نیست و در سال پیش مقاله ای درمجله رشد دیدم که توجه زیادی به انتروپی در انحلال شده بود و حتی حل نشدن برخی ترکیبات را به انتروپی ارتباط داده بود. در مورد انحلال اتانول و متانول در کتاب سیلبربرگ اینگونه نوشته شده است:

برای محلولهای مولکولی افزایش انتروپی پس از حل شدن به طور معمول کوچکتر از محلولهای یونی است واضح است که جامد گلوکز به یون تفکیک نمی شود و یا متانول و اتانول تفکیک شدنی نیست و ساختار بلورین نیز شکسته نمی شود در این الکل های کوچک و در اب خالص پیوندهای هیدروژنی زیادی با یکدیگر برقرار می کنند بنابراین پس از مخلوط اب و الکل ازادی حرکت انها تغییر چندانی نمی کند. افزایش جزیی انتروپی پس از حل کردن متانول یا اتانول در اب به دلیل جدایی مولکولهای یکسان از یکدیگر است.