تحقیق درباره اتم از نظر فلسفه و شیمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

اتم از نظر فلسفه و شیمی

عقیده یونانیها

فلاسفه قدیم یونان اولین افرادی بودند که درباره طبیعت اجسام فکر می‌کردند، آنها عقیده داشتند که مواد مختلفی که جهان هستی را تشکیل می‌دهند از ترکیب چند عنصر ساده تشکیل شده است.

دیمقراطیس (Democritus) (پنج قرن قبل از میلاد) عقیده داشت که تعداد این عناصر چهارده تا بوده و هر یک از تعداد بیشماری از ذرات بسیار کوچک غیر قابل تجزیه به نام اتم تشکیل شده‌اند. این چهار عنصر اساسی عبارت بودند از: هوا- آب- خاک- آتش.

امروزه می‌دانیم که مواد در گیاهان به وسیله گاز کربنیک (کربن + اکسیژن) از هوا با آبی (اکسیژن + هیدروژن) که از زمین دریافت می کند تولید می‌شود و اشعه خورشید فقط انرژی لازم برای به وجود آوردن مواد مختلط آل از این اجزای ساده را تامین می‌کند.

وزن اتمی و ظرفیت

امروز، مهمترین حقیقت، درباره تشکیل مواد مرکب مختلف از عناصر ساده، تحت قانون نسبتهای ثابت می‌باشد. این قانون می‌گوید هر ترکیب شیمیایی از عناصر ساده وقتی ایجاد می‌شود که عناصر ساده تحت نسبتهای معین با هم ترکیب شوند و در غیر این صورت یا ترکیب صورت نمی‌گیرد و یا مقداری از عناصر زیاد خواهد آمد.

بنابراین هر گاه مخلوط گاز اکسیژن و هیدروژن را در محفظه‌ای با دیوار ضخیم وارد کنیم، با استفاده از یک جرقه الکتریکی می‌توان یک ترکیب نسبتاً شدید شیمیایی (یا انفجار) به وجود آورده و از آنجا آب نتیجه گرفت.

باید دانست که قانون نسبتهای ثابت به وسیله شیمیدان مشهور انگلیسی جان دالتون (John Dalton) پیشنهاد شد و او اولین کسی است که فرضیه اتمی را در مورد ترکیبات شیمیایی ارائه داده است. در این قانون چنانکه دیده می‌شود برای تشکیل یک ترکیب شیمیایی از آمیزش اتمهای عناصر ساده مختلف استفاده می‌شود. برای توضیح بیشتر باید گفت که در آب اکسیژنه یا همان هیدروژن پر اکسید، نسبت هیدروژن به اکسیژن بوده و برای هر اتم اکسیژن یک اتم هیدروژن وجود دارد، و حال آنکه در آب برای هر دو اتم هیدروژن یک اتم اکسیژن در نظر گرفته می‌شود.

طبیعت الکتریکی ماده

یونهای مثبت و منفی

باید گفت که آب مقطر یک هادی بسیار فقیری به حساب می‌آید. اما وقتی در چنین آبی مقداری اسید یا نمک حل کنیم در این صورت قدرت هدایت الکتریکی‌اش را قابل توجه کرده‌ایم.

برعکس هادیهای فلزی، عبور جریان الکتریکی در محلول آب مربوط به یک پدیده شیمیایی است و به طبیعت محلولی که در آن می‌ریزیم بستگی دارد مثلا هر گاه ما جریان الکتریکی را از محلولی که دارای اسید نیتریک (HNO3) است عبور دهیم حبابهای گازی روی دو الکترود تشکیل شده و به تدریج به سمت سطح مایع می‌آیند. این گازها را می‌توان در دو لوله‌ای که در انتهای آن دو شیر وجود دارد جمع‌آوری نمود، چنانکه در شکل نیز دیده می‌شود این لوله‌ها درست روی الکترودها قرار دارند و می‌بایستی قبلا آنها را پر از آب کرده سپس بطور وارونه روی الکترودها قرار داد. (شکل 3a).

حال با کمی دقت می‌بینیم گازی که از قطب منفی ساطع می‌شود گاز هیدروژن می‌باشد و برای مطمئن شدن می‌توان شیر بالای لوله را باز نموده و گاز بیرون آمده را با کبریتی مشتعل کنید، در عمل اشتعال، هیدروژن با اکسیژنهای هوا ترکیب شده و ملکولهای آب را تشکیل می‌دهد.

بد نیست بدانیم که ملکولهای آب (H2O) شدیداً به هم پیوسته بوده و اصلا دوست ندارند که به یونهای مثبت و منفی تجزیه شوند. در حقیقت در درجه حرارت معمولی اتاق از هر 107 ملکول یک ملکول به یونهای (OH-), (H+) تجزیه می‌شود. با این حساب حق داریم بگوییم که آب تقطیر شده هادی بسیار فقیری است. اما در وقتی که از اسید نیتریک به عنوان محلول در آب استفاده می‌کنیم (از بازها و نمکها نیز به همان اندازه می‌توان استفاده نمود) در این صورت ملکولهای آن به آسانی به یونهای (OH3-) , (H+) تجزیه می‌شوند، بنابراین تعداد بیشماری از این یونها در محلول به وجود آمده و وقتی تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار بگیرند جریان الکتریکی قابل ملاحظه‌ای را به وجود می‌آورند.

وقتی یک اختلاف سطح الکتریکی به قطبین آند و کاتد سیستم اعمال کنیم در این صورت یونهای مثبت هیدروژن جذب قطب منفی (کاتد) شده و یونهای منفی (NO3) جذب قطب (آند) می‌گردند. در نتیجه حرکت این یونها جریان الکتریکی در محلول آب ایجاد می‌شود، جریانی که قبلا امکان نداشت در آب خالص جریان پیدا کند. حال وقتی که یونهای (NO3-) , (H+) به الکترودهای مربوطه خود می‌رسند بارهای الکتریکی خود را رها کرده (که جذب فلز الکترودها می‌شود) هیدروژن به صورت حبابهای قشنگی به سطح مایع آمده و (NO3) خنثی طبق فرمول زیر با آب ترکیب شده و اسید نیتریک جدید با مقداری گاز اکسیژن می‌دهد:

2NO3 + H2O → 2HNO3 + O

قانون فاراده

مایکل فاراده که نامش روی مطالعاتی که در میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انجام داده و ثبت شده است، اولین کسی است که در مورد عمل الکترولیز قانون وضع نموده است. او قبل از هر چیز اظهار کرد که برای نمک محلول مقدار ماده‌ای که روی الکترودها (قطبین پیل) می‌نشیند متناسب با شدت جریان عبور داده شده از محلول و مدتی که این جریان از محلول می‌گذرد می‌باشد.

والانس گرم در شیمی نسبت وزن اتمی به ظرفیت را نامند. بنابراین قانون دوم فاراده می‌گوید: وقتی

تحقیق درباره شیمی و روش تهیه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 88

شیمی و روش تهیه:

لایة نازک پلاستیک مذاب در دیوارة فوم ناپایدار است و اگرتثبیت شود این دیوارة نازک پاره شده فرو می ریزد.دو روش برای تثبیت دیوارة سلهای فوم وجود دارد که معمولاَ مورد استفاده قرار می گیرند:

1- افزایش دیسکوزیته/ انجماد Solidification/Viscosity

2- شبکه ای شدن Crosslinking

افزایش دیسکوزیته/ انجماد:

زمانی که از یک مایع و یا گاز به عنوان عامل ایجاد فوم در پلاستیک استفاده می شود، در اصل از تغییرخواص فیزیکی آن عامل برای ایجاد فوم استفاده می شود. برای بروز این تغییر در خواص با حذف عامل فشار (Decompression)سیستم پلیمر + عامل فوم ناپایدار شده و جهت نیل به پایداری عامل فوم تبخیر منسط می شود. تبخیر عامل فوم در اثر مجموعه ای از عوامل زیر باعث افزایش دیسکوزتیة مذاب پلیمر و در نهایت جامد شدن دیوارة سلها قبل از پارگی می شود:

با حذف عامل فشار و ناپایداری ترمودینامیکی حاصل عامل دوم منبسط می شود.

انبساط فرایندی گرماگیر است و بدن وسیله مقداری از انرژی حرارتی دیوارة سلها را جذب می کند.

با نازک تر شدن دیوارة سلها عامل ایجاد فوم از این دیواره عبور کرده و تبخیر می شود. فرایند تبخیر هم فرایندی گرماگیر بوده و افزایش دیسکوزیتة مذاب و انجماد دیوارة سلها را تسریع می نماید.

علاوه بر عوامل فوق تبادل حرارتی به محیط اطراف نیز را می توان بر شمرد.

می بینیم که در این حالت نه تنها حرارتی از بیرون به پلیمر اعمال نمی شود بلکه مجموعة عوامل موثر در فوی شدن، تأثیر خود را به وسیله حذف گرما در سیستم اعمال می کنند. که فاکتور شروع کنندة همگی این عوامل، ایجاد ناپایداری ترمودینامیکی در اثر کاهش فشار است.

شبکه ای شدن:

در این حالت بر خلاف حالت اول که عامل افزایش دیسکوزیته، جذب انرژی گرمائی از سیستم بوده است، به سیستم انرژی حرارتی داده می شود. چرا که عامل افزایش دیسکوزیته ایجاد پیوندهای عرضی در مذاب پلیمر است به بیان دیگر با حرارت دادن / یا با اعمال انرژی از انواع دیگر، اتصالات عرضی شیمیائی بین مولکولهای پلیمر ایجاد می شود و این اتصالات عرضی باعث افزایش سریع دیسکوزیته و در نتیجه مثبت دیوارة سلها می گردند. از طرف دیگر حرارت باعث تجزیة عامل فوم می شود و با ایجاد گاز از عوامل فوم پخش شده در پلیمر مذاب پلیمر شروع به انبساط می کند و به طور همزملن افزایش دیسکوزیته نیز از انبساط سریع در اثر فایل فوم جلوگیر می نماید.

این اتصالات عرضی می تواند به وسیله استفاده از عوامل شیمیایی ایجاد شود. این عوامل شیمیاییشناخته شده مانند پراکسیدها در اثر حرارت تجزیه شده و با ایجاد رادیکالهای آزاد زنجیره های شکسته شدة پلیمر را به هم متصل می کنند. در اثر ایجاد این اتصالات عرضی دیسکوزیتةکششی

(Elongational Viscosity) مذاب پلیمر افزایش یافته و باعث تثبیت دیوارة فوم می گردد. گاهی برای ایجاد

تحقیق در مورد شیمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 12 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

طبق تعریف ، تمام اوربیتالهایی که در یک مولکول در تشکیل پیوند و نهایتا تشکیل مولکول شرکت می‌کنند، دارای انرژی یکسانی می‌باشند. به این علت که اوربیتالهای اتمهای متفاوت باهم همپوشانی می‌کنند و مخلوط می‌شوند و به اصطلاح هیبرید گردیده و باعث ایجاد "اوربیتالهای هیبریدی" می‌شوند.

دید کلی

طبق قانون ، عناصر با تشکیل پیوند با یکدیگر با رسیدن به آرایش هشت تایی گاز نجیب بعد از خود به پایداری می‌رسند. اما ترکیباتی مهم وجود دارند که این قانون را مکررا نقض می‌کنند. در این ترکیبات اتمهایی وجود دارند که تعداد الکترون‌های لایه ظرفیت آنها بیشتر یا کمتر از هشت الکترون است.برای توجیه ارتباط بین آرایش الکترونی حالت اصلی یک اتم و خواص ساختمانی مشاهده شده ترکیبی که این اتم تشکیل می‌دهد، دانشمندان مفهوم هیبرید شدن را مطرح کرده‌اند. هیبرید شدن یک مفهوم نظری است که نواقص ساختمان لوئیس یعنی فقدان ارتباط بین ساختمان لوئیس و ساختار هندسی مولکول را برطرف می‌کند.

بررسی اوربیتالهای مولکول متان با استفاده از نظریه VSEPR

به استثنای مواردی بسیار معدود ، پیش بینی‌هایی که بر اساس نظریه دافعه جفت الکترونی به عمل آمده است، صحیح بوده و با واقعیت انطباق دارند. مثلا نظریه مزبور پیش بینی می‌کند که مولکول متان ، چهار وجهی است، زیرا اتم مرکزی C در پوسته والانس خود چهار جفت الکترون پیوندی دارد.شواهد تجربی بسیار ، درستی این پیش بینی را تائید کرده است. در مولکول متان چهار پیوند C-H از لحاظ طول پیوند و استحکام یکسانند و تمام زوایای پیوندی H-C-H زوایای چهار وجهی '28 ،˚109 است.

توجیه تشکیل پیوند چهار وجهی متان

طبق نظریه پیوند والانس ، هر پیوند کووالانسی ، متشکل از یک جفت الکترون (با اسپینهای مخالف) است که هر دو اتم در آن شرکت دارند. می‌توان تصور کرد پیوند کووالانسی وقتی بوجود می‌آید که یک اوربیتال (حاوی یک الکترون جفت نشده) از یک اتم با اوربیتالی (حاوی یک الکترون جفت نشده) از اتم دیگر همپوشانی می‌کند. اگر قرار باشد در این چهار چوب فکر کنیم، چگونه می‌توانیم تشکیل پیوند چهار وجهی متان توجه کنیم؟آرایش الکترونی حالت پایه کربن است که نشاندهنده تنها دو الکترون جفت نشده است. شاید این نوع آرایش ، این تصور غلط را ایجاد کند که اتم C ، با اتمهای H تنها دو پیوند کووالانسی بوجود می‌آورد، ولی اگر یکی از الکترونهای 2s به اوربیتال خالی 2p ، ارتقا داده شود، اتم برانگیخته کربن () چهار الکترون جفت نشده لازم برای تشکیل چهار پیوند C-H را تامین خواهد کرد. چگونه می‌توان بر پایه این حالت برانگیخته اتم کربن تشکیل پیوند را در توجیه کرد؟فرض می‌کنیم هر اوربیتال پیوندی مولکول ، نتیجه همپوشانی یک اوربیتال اتمی C و یک اوربیتال 1s اتم H است. چون چهار اوربیتال پیوندی چهار وجهی متان هم ارزند، پس چهار اوربیتال اتمی کربن که آنها را بوجود آورده‌اند، نیز باید دقیقا یکسان باشند و محورشان در امتدادی باشد که با یکدیگر زوایای '28،˚109 تشکیل دهد، اما اوربیتال 2s و اوربیتالهای 2p اتم کربن نه یکسان هستند و نه در امتداد گفته شده ، جهت گیری کرده‌اند. بنابراین نمی‌توانیم نحوه تشکیل پیوند را به این صورت ساده تجسم کنیم.

فرآیند هیبریداسیون

در مولکول‌هایی مانند که اتم مرکزی در حالت اصلی ، اوربیتال نیمه پر (الکترون فرد) برای ایجاد پیوند با اتم دیگر در اختیار ندارد، برای تشکیل پیوند باید ابتدا به صورت برانگیخته در آید. به عنوان مثال در حالت برانگیخته اتم یکی از الکترون‌های اوربیتال 2s به تراز بالاتر یعنی 2p انتقال می‌یابد. بنابراین دو الکترون جفت نشده‌ای برای تشکیل دو پیوند در اختیار قرار می‌گیرد. طبق بررسی‌های طیف سنجی هر دو پیوند از نظر طول ، استحکام و انرژی ، هم‌ارز می‌باشند.بنابراین بریلیم در حالت برانگیخته با کلر پیوند برقرار نکرده است، زیرا در این حالت یکی از پیوندها بین اوربیتال 2p کلر با اوربیتال 2s بریلیم و دیگری بین اوربیتال 2p اتم دیگر و اوربیتال 2p بریلیم ایجاد می‌شود و در این صورت پیوندها با هم ، هم‌ارز نخواهند بود. ساختمان این مولکول را می‌توان با این فرض توضیح داد که یک اوربیتال 2s و یک اوربیتال 2p اتم بریلیم با یکدیگر در آمیخته و به صورت دو اوربیتال هیبریدی درمی‌آیند که با یکدیگر هم ارز هستند.سپس اوربیتال 2p هر اتم کلر با هر کدام از این اوربیتال‌های هیبریدی همپوشانی کرده و مولکول کلرید بریلیم ایجاد می‌کنند.

انواع اوربیتال هیبریدی

اوربیتال هیبریدی sp

یک مجموعه اوربیتالهای هیبریدی sp (ناشی از یک اوربیتال s و یک اوربیتال p اتم مرکزی) را می‌توان برای توصیف نحوه تشکیل پیوند مولکولهای خطی که اتم مرکزیشان دو جفت الکترون پیوندی دارد (مثل یا ) بکار برد. تعداد اوربیتالهای هیبریدی در هر مورد برابر تعداد اوربیتالهای اتمی است که در ترکیب ریاضی برای بدست آوردن آن بکار گرفته شده است.

اوربیتال هیبریدی

درگیر شدن تمام اوربیتالهای پوسته والانس اتم مرکزی یک مولکول ، در تشکیل اوربیتالهای هیبریدی ضرورت ندارد. تنها آن تعداد از اوربیتالهای مزبور برای تشکیل اوربیتالهای هیبریدی مورد استفاده قرار می‌گیرد که تعداد پیوند لازم و نیز شکل هندسی مولکول را تامین کند. برای مثال توابع موجی سه اوربیتال هیبرید را می‌توان از ترکیب ریاضی توابع موجی یک اوربیتال s و دو اوربیتال p بدست آورد. یکی از سه اوربیتال p ، در این عمل شرکت نمی‌کند.محورهای سه اوربیتال هیبریدی در یک صفحه قرار دارند و به گونه‌ای به سه گوشه جهت گرفته‌اند که زوایای بین آنها ˚120 باشد. این مجموعه برای توصیف حالت پیوندی مولکولهای مثلثی مسطح که اتم مرکزی آنها سه جفت الکترون غیر پیوندی دارد (مانند ) بکار برده می‌شود.

اوربیتال هیبریدی

هیبریداسیون یک نوع مهم و متداول می‌باشد. این اوربیتال‌ها از هیبرید شدن یک اوربیتال s و 3 اوربیتال p تشکیل می‌شوند. هر 4 اوربیتال هیبریدی هم‌ارز بوده هر کدام ¼ خاصیت s و ¾ خصلت p دارند. اوربیتال‌های هیبریدی به سوی گوشه‌های یک چهار وجهی منتظم جهت گیری می‌کنند. شکل مولکول حاصل از اتم مرکزی دارای اوربیتال ، چهاروجهی بوده و تمام زوایا برابر با ´28 و ˚109 است.

اوربیتال هیبریدی با یک جفت الکترون غیر پیوندی: در مولکول‌هایی مانند می‌توان تصور کرد که اتم نیتروژن از اوربیتال‌های هیبریدی استفاده کرده است، که یکی از آنها توسط یک جفت الکترون غیر مشترک اشغال شده است. اتم‌های مولکول یک هرم مثلثی تشکیل می‌دهند. ولی آرایش 4 اوربیتال N تقریبا به صورت یک 4 وجهی است و زاویه پیوند برابر با ˚ 107 و ´3 می‌باشد.

تحقیق در مورد شیمی و نانو تکنولوژی 22ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 23 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

عنوان صفحه

درباره نانو تکنولوژی 1

انواع رویکردهای نانو تکنولوژی 8

فناوری نانو در آینده نه چندان دور 8

نانو تکنولوژی در ایران 9

کاربردهای نقاط کوانتومی 10

میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی SEM 12

جداسازی مولکول ها از یکدیگر 14

رزین های متداول تبادل یونی 17

انتقال گرما به وسیله نانو سیالات 18

جداسازی ایزوتوپ ها و فناوری نانو 20

غربالی مولکولی 20

غربالی کوانتومی 21

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ 21

منابع 22

درباره نانو تکنولوژی :

در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است . تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد . درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .

اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .

در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند . برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد . با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary )) است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .

هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است . اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند. به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود . اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و

معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم . گفته شیخ اجل سعدی در آینده مصداق واقعی تری خواهد داشت : چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :

این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود .

انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .

نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود . نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .

تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد . کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .

نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادیتری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند . انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود. در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .

تحقیق درباره شیمی و پیوندها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 31

پیوند کووالانسی

پیوند یونی حاصل از ترکیب یک فلز و نا فلز می‌باشد. مواد زیادی وجود دارند که دارای پیوندهای یونی نیستند. پیوند یونی در عناصری که تمام اتم‌های آنها یکسانند، نمی‌تواند تشکیل شود برای مثال یک اتم هیدروژن نمی‌تواند الکترون را به اتم‌ هیدروژن دیگر که الکترود نگاتیوی کاملاَ یکسان دارد منتقل کند. علاوه بر آن، خواص بسیاری از ترکیبات نشان می‌دهد که این ترکیبات از یون تشکیل نشده‌اند. این واقعیت که آب در دمای اتاق مایع است، نشان می‌دهد که این ترکیب یونی نیست. این مسأله با خاصیت دیگری از آب تأیید می‌شود. آب، برخلاف همة ترکیبات یونی در حالت مایع و خالص رسانای الکتریسیته نیست.

نوع پیوندی که در هیدروژن، آب،( و بسیاری از مواد دیگر) وجود دارد پیوند کووالانسی یا پیوند جفت- الکترون نامیده می‌شود. این پیوند از اشتراک یک جفت الکترون میان دو اتم بوجود می‌آید. این الکترونها در بیرونی‌ترین سطح اصلی انرژی قرار دارند و الکترونهای والانس نامیده می‌شود. بطور کلی تشکیل یک پیوند کووالانسی را می‌توانیم به صورت زیر نشان دهیم.

M.N نمایشگر دو اتم هستند. نقطه‌ها نماینده الکترونهای والانس هستند. دو نقطه میان دو اتم در محصولها نماینده الکترونهای به اشتراک گذاشته شده هستند. همچنین، نشان دهنده پیوند کووالانسی هستند که اتم‌ها را به یکدیگر متصل نگاه می‌دارد. معمولاَ پیوند کووالانسی را بجای یک جفت با یک با خط مستقیم نشان می‌دهند. بنابراین می‌توانیم بنویسیم:

خط تیره میان دو اتم نشان دهنده یک جفت الکترون اشتراکی است.

چون تشکیل یک پیوند کووالانسی شامل به اشتراک گذاشتن الکترونهاست، بنابراین، این پیوند وقتی تشکیل می‌شود که دو اتم دارای الکترونگاتیوهای یکسان باشند. عملاَ وقتی دو اتم، غیر فلز باشند، این پیوند بوجود می‌آید. همة عناصر غیر فلزی با خود و با سایر نافلزها( غیر فلزها) پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهند. از اینرو پیوند کووالانسی را در عناصر زیر می‌یابیم:

در گروه 7 جدول تناوبی( همچنین هیدروژن)

در گروه 6

نیتروژن و فسفر در گرو 5

کربن و سیلسیم در گروه 4

بعلاوه ترکیبات حاصل از این عناصر با یکدیگر، پیوند کووالانسی دارند.

همة مولکولها، خواه بصورت عنصر یاترکیب، با پیوند کووالانسی به یکدیگر متصلند.

تشکیل و خواص مواد مولکولی:

روند ترکیب اتمهای مجزا و تشکیل مولکول همیشه گرماده است. برای مثال در نظر بگیرید که هنگام نزدیک شدن دو اتم هیدروژن چه اتفاقی می‌افتد. برای هر مول تولید شده Kcal 104 انرژی آزاد می‌شود.

در این معادله نشان می‌دهد که پیوند کووالانسی نگهدارندة مولکول بسیار قوی است. درواقع به عنوان یک قاعدة کلی می‌توان گفت که قدرت پیوند کووالانسی در حدود قدرت پیوندهای یونی است.

همپوشانی اربیتال

این مطلب که اشتراک یک جفت الکترون میان دو اتم باعث تشکیل یک مولکول پایدار می‌شود مطلبی روشن نیست، در یکی از روشهای ارائه پیوند کووالانسی اثر تشکیل پیوند را برروی ابر الکترونی اطراف هستة یک اتم بررسی می‌کنند. اتم H در اربیتال S دارای یک الکترون است. با نزدیک شدن دو اتم هیدروژن به یکدیگر اربیتالهای 1s اتم‌های هیدروژن هم‌پوشانی می‌کنند

( شکل 1-1). و در این حالت دو الکترون توسط دو هسته جذب می‌شود و بیشتر درمیان دو هسته قرار می‌گیرند تا در دو انتهای مولکول در این شرایط نیروهای جاذبة میان ذرات با بار مخالف ( الکترون – پروتون) بر نیروهای دیگر غلبه می‌کنند. این نیروها از نیروهای دافعه میان ذرات با بار یکسان( الکترون – الکترون و پروتون- پروتون) قویتر است. در نتیجه، مولکول تا حدود پایدار است.

این مدل پیوند کووالانسی از مواد مولکولی آشنا» توضیح می‌دهد«.

براساس این مدل برای تشکیل یک پیوند کووالانسی هر دو اتم شرکت کننده باید یک اربیتال نیمة پر داشته باشند. در صورت درستی این مسأله دو اربیتال( از هر اتم یک اربیتال) همپوشانی می‌کنند و یک پیوند جفت الکترونی پایدار تشکیل می‌دهند. همانطور که دیده شد این همپوشانی هنگامی روی می‌دهد که دو اتم هیدروژن که هر یک دارای اربیتال نیم پر S‌1هستند به یکدیگر نزدیک شوند.