ایزومر هندسی -محدودیت چرخش بدور پیوندها

اگر دو اتم بوسیله یک پیوند دوگانه به یکدیگر متصل شده باشند چرخش آزاد بدور آن غیر ممکن خواهد بود درنتیجه امکان ایزومری هندسی یا ایزومر سیس وترانس بوجود میایددر این حالت اتم هایی که با پیوند دوگانه به یکدیگر متصل شده اند و همچنین اتم هایی که مستقیم با آنها در ارتباطند همگی بر روی یک صفحه قرار می گیرند .درترکیب های حلقوی نیز چرخش آزاد بدور پیوندهای ساده محدود شده است به ویژه اگر بزرگی حلقه از حد معینی تجاوز نکند.

بطور کلی ایزومر های هندسی را میتوان بصورت زیر طبقه بندی کرد:

۱-ایزومری هندسی که در ترکیبهایی که پیوند دوگانه دارند: 

الف-پیوند دوگانه کربن -کربن(اولفینها) 

ب -پیوندهای دوگانه کربن -نیتروژن(اوکسینها وغیره) 

پ -پیوندهای دوگانه نیتروژن -نیتروژن(،ترکیبهای آزو وغیره) 

۲-ایزومرهای هندسی در ترکیبهای حلقوی

ایزومرهای هندسی در ترکیبات تا پنج کربن برای ترکیبات حلقوی کربن دار بویژه سیکلو الکان و برای ترکیبات زنجیری کربنی حداقل چهار کربن.

تعداد کربن یک تر کیب حلقوی مانعی بر سر راه ایزومر سیس و ترانس ان نیست چون این حلقه ها با افزایش تعداد کربن چین خورده می شوند و به کنفورماسیون های خود تبدیل میشوند. سیکلو الکان چهار کربنه سیس و ترانس است به شرطی که روی دو کربن ان دو گروه مختلف باشد مثلا در ۱ و ۲-دی کلرو سیکلو بوتان ایزومر سیس و ترانس دارد.

خلاصه شرط داشتن ایزومر هندسی برای هیدرو کربن های شاخه داراز نوع الکیلی یا بی شاخه این است که

1 ) الکن حداقل با چهار کربن و جای پیوند دوگانه هم روی کربن دومی باشد کهنمونه بارز آن  2-بوتن است.

 2 )سیکلو الکان حد اقل با پنج کربن و کوچکترین آن 1و2- دی متیل پروپان

مولکول ها یا یونهایی با فرمول عمومی A2B2 در چه مواقعی می توانند دارای ایزومر هندسی باشند ؟

اولین شرط در این خصوص  به تعداد قلمروهای اطراف دو اتم مرکزیA  بستگی دارد مثلاC2H2 که تعداد قلمروها2 است اصلا ایزمر هندسی نخواهیم داشت چون مولکول خطی است ولی اگر تعداد قلمرو دو اتم مرکزی 3 باشد و بین دو اتم وسطی پیوند دو گانه باشد که امکان چرخش حول آن وجود نداشته باشد مثل N2F2می توان ایزمر هندسی نوشت در حالتی که تعدادقلمرو بیش از 3باشد معمولا بین دو اتم مرکزی پیوند دو گانه نخواهیم داشت که در این صورت ایزومر هندسی نداریم مثل H2O2

 به طور کلی می توان گفت یکی از شرایط داشتن ایزومر سیس و ترانس داشتن ساختار مسطح برای ترکیب ، یعنی اتم مرکزی سه قلمرو الکترونی پیوندی داشته باشد مثل N2F2 . ولی در اتمهای مرکزی که چهار قلمرو الکترونی دارند و شکل فضایی مسطح ندارند فاقد ایزومر هندسی سیس و ترانس هستند مانندS2cL2 , H2O2

جوش شیرین را در مبحث هیدرولیز چه نوع نمکی درنظر می گیرید?

جوش شیرین یا سدیم بی‌کربنات با فرمول NaHCO3 یکی از نمک‌های سدیم هیدروکسید در ترکیب با کربنیک اسید است که تنها یک هیدروژن اسیدی این اسید با سدیم جایگزین شده‌است. این ترکیب، بی‌بو و بی‌طعم است که کمی دارای خاصیت بازی است و به صورت پودر سپید یا بلورین است. بی‌کربنات جاذب رطوبت و بوگیر است. نان های دارای جوش شیرین بر دستگاه گوارشی تاثیر نامطلوب دارد . PH معده در حدود 5/1  و این عدد بیانگر غلظت ئیدروکلریک اسید مترشحه توسط سلول های جدار معده می باشد وجوش شیرین چون کمی قلیایی است این تعادل را بر هم می زند. در مواردی به اشخاصی که معده ی آنها ترش می کند ( ریفلاکس معده دارند) پیشنهاد می شود ،برای خنثی کردن اسید معده کمی جوش شیرین در آب حل کرده و بخورند.

آیا اثر افزایش فشار بر افزایش غلظت برای تمام گونه های در تعادل اولیه وتعادل جدید به یک نسبت است ؟

در لحظه افزایش فشار یا کاهش حجم، غلظت ها و فشار و سرعت واکنش رفت و برگشت نسبت به تعادل اولیه بیشتر می شود. در کتاب شیمی پیش در شکل واکنش تعادلی   2SO2 (g) + O2 (g).......    2SO3 (g) راکه بر اثر افزایش ده برابری فشار حجم ظرف از ده لیتر به یک لیتر کاهش یافته را نشان میدهد .

 

انجایی که وزنه گذاشته کاملا واضح است. اگر تعادل به راست رفته باشد افزایش غلظت اجزاء سمت راست بیشتر از انتظار و افزایش غلظت سمت چپ کمتر از انتظار حاصل از کاهش حجم میباشد، در لحظه اعمال تغییر فشار افزایش غلظت یکسان میباشدولی سپس با توجه به جابجایی تعادل غلظت گونه ها بر حسب مسیر جابجایی تغییر می کند مثلا در شکل فوق با جابجایی تعادل به راست غلظت گونه SO3 بیشتر از انچه در لحظه تغییر فشار بود میشود و غلظت  گونه های SO2  و O2 کمتر از آن خواهد بود.مثال دیگر اثر فشار بر تعادل 2NO2 (g) ....... N2O4 (g)    می باشد که بر اثر تغییر فشار ابتدا شدت رنگ خرمایی افزایش و سپس با جابجایی تعادل به راست از شدت آن کاسته میشود ولی با توچه به اینکه حجم کاهش یافته غلظت هر دو گونه افزایش می یابد و رنگ خرمایی پر رنگ تر از اغاز بررسی است و در تعادل جدید هنوز غلظت نیتروژن دی اکسید بیشتر از تعادل قبلی است .  

کدام عوامل بر ولتاژ سلول گالوانی موثرند؟

جریان الکتریکی تولید شده در یک سلول ولتایی ، نتیجه نیروی محرکه الکتریکی (emf)سلول است که برحسب ولت اندازه گیری می‌شود. هر چه تمایل وقوع واکنش سلول بیشتر باشد، نیوری محرکه الکتریکی آن بیشتر خواهد بود. emf استاندارد، ˚ε ، مربوط به نیروی محرکه سلولی است که در آن تمام واکنش دهنده‌ها و محصولات واکنش در حالت استاندارد خود باشند. مقادیر ˚ε معمولا برای اندازه گیری‌هایی که در ˚25C به عمل آمده است، معین شده است. یک محلول الکترولیتی حامل جریان الکتریسیته بوده و می توان قانون اهم را (E=IR) در مورد آن به کار برد .I شدت جریان عبور کرده از محلول بر حسب آمپر ، E اختلاف پتانسیل اعمال شده بر حسب ولت و و Rمقاومت محلول بر حسب اهم می باشد . هدایت (conductance)محلول ، معکوس مقاومت محلول تعریف شده و با علامت c نشان داده می شود . C = 1/R هدایت محلول بستگی به ابعاد الکترود هایی داردکه جریان الکتریسیته از آن عبور می کند هدایت محلول متناسب با معکوس فاصله بین دو الکترود (L ) و هم چنین متناسب با مساحت سطح مقطع الکترود(A)می باشد . C = K A/L ثابت K هدایت مخصوص (specific conductance ) نامیده می شود و واحد آن ) ohm-1 (cm-1 می باشد . نسبت l/A که اندازه ای از ابعاد سل محتوی الکترولیت می باشد ، ثابت سل نامیده می شود و با علامت θنشان داده می شود : = L/A θ بدیهی است که ثابت θ می تواند cm-1 باشد . معادله C = K A/L می تواند به صورت زیر بازنویسی شود : C = K / θ  به عبارت دیگر حاصل ضرب هدایت محلول در ثابت سل ، هدایت مخصوص محلول را می دهد. بطور کلی ولتاژ سلول به عوامل زیر بستگی دارد:

۱-‌جنس آند وکاتد

الکترودها هر چه در جدول پتانسیل الکترودی از هم دورتر باشند ولتاژ بیشتر و نزدیکتر باشند ولتاژ کمتر است

۲-غلظت محلولهای الکترولیت

غلظت محلول کاتد هر چه بیشتر و غلظت محلول اند هر چه کمتر باشد ولتاژ سلول بیشتر است

۳-دما

دما در معادله نرنست باعث تغییر پتانسیل های الکترودی می شود و پتانسیل سلول را تغییر می دهد.

۴- فاصله آند وکاتد از یکدیگر 

 مقاومت الکتریکی محلول به سطح فاصله انها از هم بستگی دارد که می تواند به صورت غیر مستقیم روی ولتاژ تاثیر داشته باشد

۵-لایه پلاریزه ی ایجاد شده در اطراف آند وکاتد

تولید گاز در اطراف اند و کاتد نیز باعث کاهش تماس یونهای کاتد و اند با سطح الکترود می شود و ولتاژ را تغییر می دهد. وهمچنین هر واکنش جانبی در محلولها روی پتانسیل سلول تاثیر می گذارد مثلا در کاتد اگر PH محلول کمی قلیایی شود یونهای مس به صورت رسوب در می اید و کمتر در واکنش شرکت می کنند و یا اگر کمپلکس محلولی تشکیل شود پتانسیل الکترودی کمپلکس با یون ازاد متفاوت می شود. ولی در سلول الکتروشیمیایی باعث کاهش سطح تماس و افزایش مقاومت الکتریکی سلول میشود و ولتاژ کم می شود. غلظت با فعالیت یونها رابطه عکس دارد یعنی در غلظت کم فعالیت یونها به واحد نزدیکتر است و در غلظت بالا فعالیت از واحد کمتر می شود پس اوپتیموم غلظت را باید به صورت تجربی پیدا کرد.

۶-سطح الکترودها

سطح الکترودها افزایش یابد اثر معکوس با کاهش غلظت دارد یعنی سطح فعال که زیاد شود در واحد زمان تعداد بیشتری یون در حال واکنش هستند یعنی انگار غلظت زیاد ش یکدیگر

در زنگ زدن و فرایند خوردگی آهن ، رسوب در کاتد تشکیل می شود یا در آند؟

آزمایش نشان می دهد که آهن در آبی که کاملا فاقد آثار هوای حل شده است ویا در هوای خشک زنگ نمیزند. بنابراین چنین بنظر میرسد که هم اکسیژن وهم آب برای زنگ زدن ضروری هستند. مکانیسم خوردگی وزنگ زدن آهن در محیط مرطوب پیچیده است و ظاهرا بر حسب تنوع شرایط ،متفاوت است. بررسی های دقیق نشان می دهد که آهن جامد ساختار کاملا متجانس ندارد .بلکه شامل میکروکریستالهایی است که پیوستگی و ارتباط اتمهای آهن آنها در مناطق مرزی و محل تماس این میکرو کریستالها نسبتا ضعیف است. هنگامی که سطح فلز در معرض رطوبت و اکسیژن هواقرار می گیرد این گونه اتمها به آسانی می توانند الکترون از دست بدهند و وارد فاز محلول (آب) بشوند. بنابراین چنین نقاطی از آهن نقش آندهای میکروسکوپی را بازی می کنند که اتمهای آهن در آنها به یون آهن دومثبت اکسید می شوندیونهای آهن دو مثبت می توانند با اندک آب موجود در لایه رطوبت ،به نقاط دورتر مهاجرت کنند در این نقاط جدید ،احتمالا برخی مولکولهای اکسیژن هوا وجود دارند که در آب محلولند ،در نتیجه در کاتد اکسیژن کاهیده می شود .در مرحله دوم از پیشرفت واکنش در نقاط کاتدی ،اکسیژن هوا مجددا نقش دیگری ایفا می کند وآن اکسید کردن یونهای آهن دومثبت وتبدیل آن به آهن سه مثبت است. نتیجه اینکه آهن در نقاطی که نقش آندی دارند دچار خوردگی منی شوند درصورتیکه نقاط کاتدی که بیشترین امکان دسترسی به اکسیژن هوا را دارند ،محل مناسبی برای تراکم یونهای هیدروکسید و برخورد بعدی آنها با یونهای آهن سه مثبت است .در این نقاط آهن سه هیدروکسید رسوب کرده و زنگ آهن پدید می آید. در اشیای آهنی معمولی ،مناطق آندی وکاتدی ،اغلب به اندازه ای به هم نزدیک هستند که نمی توان آنها را با چشم غیر مسلح روپت کرد .در نتیجه چنین به نظر می رسد که زنگ آهن در همه نقاط سطح مرطوب آهن پدید می آید.

‌چرا آلومینیم در مقایسه با آهن در مجاورت هوا خورده نمی شود؟

 فلز آلومینیم فعالتر از آهن است ونسبت به آهن سریعتر اکسید شده و در سطح آن آلومینیم اکسید تشکیل می شود.ولی از آنجاییکه ضریب انبساط حرارتی آلومینیم اکسید به ضریب انبساطی خود فلزنزدیکتر است، این ماده در اثر تغییرات دما برخلاف آهن ترک برنمی دارد.

لامپ پرتوی کاتدی

لامپ پرتوی کاتدی شامل یک تفنگ الکترونیکی (منبعی از الکترون) و صفحه‌ای از فلورسنت با ابزار داخلی و خارجی برای شتاب‌دادن و منکسر کردن اشعهٔ الکترون است که می‌تواند تصویری بر روی صفحهٔ فلورسنتی نمایش دهد. برای دیدن ادامه مطلب فایل زیر را دانلود کنید.

پرتو کاتدی

کدام یک ظرفیت گرمایی بیشتری دارد؟ آب مایع یا آمونیاک مایع؟چرا؟

ظرفیت گرمایی آمونیاک 7/4 و ظرفیت گرمایی آب 18/4

درجات آزادی و ظرفیت گرمایی
ابتدا لازم است ، انواع حرکت های ممکن برای یک مولکول را بررسی نماییم:
یک مولکول می تواند دارای حرکت های زیر اشد:
1- انتقالی : (translation) عبارت از حرکت مرکز جرم مولکول است .
2- دورانی یا چرخشی :(rotation) عبارت از حرکت دورانی مولکول حول محوری که از مرکز جرم آن می گذرد.
3- ارتعاشی :(vibration) شامل نوسان اتم های مولکول به نحوی که مجموعا تاثیری در حرکت مرکز جرم یا دوران حول این مرکز نداشته باشد.

 

برای دیدن ادامه مطلب این فایل را دانلود کنید.
 

چرا زاویه و طول پیوند در اب اکسیژنه در فازهای مختلف متفاوت است؟

در فاز گازی نیروهای جاذبه بین مولکولی که در این ترکیب شامل پیوند هیدروژنی است وجود ندارد در صورتی که در فاز مایع جفت الکترون ناپیوندی در گیر پیوند هیدروژنی می شود لذا که فضای کمتری نسبت به جفت الکترون ناپیوندی در فاز گازی داشته باشد به همین علت O-O-H که همان زاویه بین صفحه هاست افزایش می یابد.

چنین فرایندی در مولکول های آب به هنگام انجماد و تغییر فاز مشاهده می شود زاوبه پیوندی در آب حدود 104 درجه است که به هنگام انجماد به حدود 109 درجه تغییر می یابد.