آرایش الکترونی یون هاومولکول ها-شیمی دهم-خلاصه نکات-نوید آرمات

سلام دوستان عزیز 

در این مطلب میخواهیم نکته ها و حفظیات صفحات 39 تا 52 شیمی دهم مطابق با بودجه بندی آزمون 24 دی که برای پاسخگویی به سوالات آزمون باید به آن‌ها مسلط باشید، بپردازیم.

برای ارتباط بیشتر با برترها و رزرو پشتیبان ویژه، پیج کانون برترها را دنبال کنید، همچنین میتونید با شماره ۰۲۱۸۴۵۱ داخلی ۳۱۲۳ تماس بگیرید. 

بودجه بندی فصل اول شیمی 1 در کنکور سال های اخیر

آرایش الکترونی یون ها

برای نوشتن آرایش یون مثبت، بعد از نوشتن آرایش الکترونی اتم، به تعداد بار یون از آخرین زیر لایه (زیر لایه دارای n بزرگتر) الکترون ها را جدا کنید و اگر زیر لایه آخر الکترون کافی نداشت، از زیر لایه ما قبل آخر الکترون جدا کنید.

اگر آرایش الکترونی کاتیونی داده شود و بخواهیم آن را به آرایش الکترونی اتم تبدیل کنیم، کافی است که به تعداد بار و به ترتیب پرشدن زیرلایه ها، به آن الکترون اضافه کنیم.

توجه: در اینجا حواستان باشه، یهو 3 الکترون به زیرلایه اضافه نکنید و به بگید آرایش الکترونی  X می شود:

می دانیم که اول زیر لایهء 4s پر می شود بعد زیر لایه 3d بنابراین در اینجا باید دو الکترون به زیر لایه 4s و یک الکترون به زیرلایهء 3d اضافه کنیم؛ یعنی به صورت زیر:    

برای نوشتن آرایش یون منفی، ابتدا آرایش الکترونی اتم مورد نظر را نوشته و سپس به تعداد بار یون به آخرین زیر لایه موجود الکترون اضافه کنید.

اگر آرایش الکترونی آنیونی داده شود و آرایش الکترونی اتم خنثی را بخواهید، کافی است به تعداد بار آنیون، از آخرین زیر لایه موجود در آنیون الکترون کم کنید.

* همهء یون های منفی (آنیون ها) به آرایش پایدار گاز نجیب می رسند، ولی در کاتیون ها، فقط کاتیون های پایدار فلزهای گروه 1، 2 و 3 و آلومینیم به آرایش گاز نجیب می رسند.

توجه: اغلب کاتیون های عنصرهای دستهء d برخلاف عنصرهای دستهء S، بدون رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب به پایداری می رسند. به طور مثال آهن می تواند یون +Fe2 تسکیل دهد، اما این یون به آرایش گاز نجیب نمی رسد. البته عنصرهای گروه 3 که به دستهء d تعلق دارند، می توانند با تشکیل یون +3 به آرایش الکترونی گاز نجیب دورهء قبل از خود برسند.

* از آن جا که اتم ها می توانند با از دست  دادن یا گرفتن الکترون به آرایش الکترونی گازهای نجیب برسند، نتیجه می گیریم که: 

1- آرایش الکترونی ns2 np6 می توانند مربوط به اتم گاز نجیب، یک کاتیون پایدار و یا یک آنیون پایدار باشد.

2- آرایش الکترونی 1s2  می توانند مربوط به آرایش یک اتم خنثی (هلیم)، یک یون مثبت (+Li) و یا یک یون منفی (-Li) باشد.

* اگر در یک آرایش الکترونی، زیرلایهء 3d وجود داشته باشد ولی زیرلایهء 4s وجود نداشته باشد، آن آرایش الکترونی فقط می تواند، مربوط به یک یون مثبت (کاتیون) باشد. 

ترکیب های یونی

دو نوع اتم که در شرایط مناسب در کنار هم قرار می گیرند، با هم الکترون داد و ستد میکنند، یه طوری که یکی به یون مثبت و دیگری به یون منفی تبدیل می شود. در این مواقع میان یون های تولید شده به دلیل وجود بارهای الکتریکی ناهم نام، نیروی جاذبهء بسیار قوی برقرار می شود که به آن پیوند یونی و به ترکیب حاصل، ترکسی یونی می گویند.

مثال: هرگاه اتم های سدیم و کلر کنار یکدیگر قرار گیرند، اتم سدیم یا از دست دادن یک الکترون به یون سدیم (+Na) و اتم کلر با گرفتن یک الکترون به یون کلرید (-Cl) تبدیل و در این واکنش، ترکیب یونی سدیم کلرید (نمک خوراکی) تشکیل می شود.

با توجه به شکل زیر کشف خواهیم کرد: 

1- فلز سدیم بسیار نرم است؛ به طوری که با چاقو بریده می شود.

2- گاز کلر، گازی زرد رنگ است.

3-اندازهء (شعاع) یون +Na  از اتم Na کوچک تر و اندازهء ( شعاع) یون -Cl از اتم Cl  بزرگ تر است.

•ترکیب های یونی شامل تعداد بسیار زیادی یون با آرایشی منظم هستندکه در ساختار آن ها مولکولی وجود ندارد؛ از این رو به کار بردن واژهء مولکول برای آن ها غلطه!

•به کاتیون یا آنیونی که تنها از یک اتم تشکیل شده باشد، یون تک اتمی می گویند؛ مانند -Na+، Cl-، N3 و ....

•توجه: هر یونی که از یک نوع اتم تشکیل شده باشد، لزوما تک اتمی نیست؛ به طور مثال یون پرکسید تنها از یک نوع اتم (O) تشکیل شده است، ولی تک اتمی به شمار نمی آید؛ زیرا دارای دو نوع اتم می باشد.

•برای نام گذاری کاتیون های تک اتمی ( که تنها یک نوع بار دارند)، پیش از نام عنصر، کلمهء یون را اضافه می کنیم:        یون روی : +Zn2    ، یون کلسیم : +Ca2

•برای نام گذاری آنیون های تک اتمی، علاوه بر به کار بردن کلمهء یون قبل از نام آنیون، به انتهای نام نافلز (یا ریشهء نام آن) پسوند «ید» اضافه می کنیم. یون نیترید:-N3      و    یون سولفید: -S2    و  یون فلوئورید: -F

•به ترکیب های یونی که تنها از دو عنصر (دو نوع اتم) ساخته اند، مانند NaCl، Al2O3  و ... ترکیب یونی دوتایی می گویند. برای فرمول نویسی ترکیب های یونی دوتایی به صورت زیر عمل می کنیم:

 مرحله اول – در سمت چپ، فرمول کاتیون و در سمت راست، فرمول آنیون را می نویسیم.

 مرحله دوم – بار کاتیون را به عنوان زیروند آنیون و بار آنیون را به عنوان زیروند کاتیون قرار می دهیم.

مرحله سوم – زیروندها را تا آن جا که ممکن است ساده می کنیم و از نوشتن زیروند 1 خودداری می کنیم.

•برای نام گذاری ترکیب های یونی دوتایی، ابتدا نام کاتیون ( بدون ذکر واژهء یون) و سپس نام آنیون (بدون ذکر واژهء یون) را می نویسیم.

        آلومینیم فلوئورید: AlF3

•هر ترکیب یونی از لحاظ بار الکتریکی خنثی است؛زیرا مجموع بار الکتریکی کاتیون ها با مجموع بار الکتریکی آنیون ها برابر است.

تبدیل اتم ها به مولکول ها

همان طور که قبلا گفتیم، یکی از روش های رسیدن به آرایش پایدار گاز نجیب، به اشتراک گذاشتن الکترون است. پیوندی که ناشی از به اشتراک گذاشتن الكترون بین دو اتم است، پیوند اشتراکی یا کووالانسی نامیده میشود. در مولکول ها به جای این که الکترون دادوستد شود، الکترون به اشتراک گذاشته می شود.

مثال: گاز کلر که خاصیت رنگ بری و گندزدایی دارد، از مولکولهای دواتمی  Cl2تشکیل شده است.

 در آرایش الکترون - نقطه ای اتم کلر، یک الکترون جفت نشده وجود دارد؛ بنابراین هر اتم کلر به دنبال آن است که تک الکترون خود را با تک الکترون اتم کلر دیگر به اشتراک بگذارد تا هر دو به آرایش هشت تایی برسند. با تشکیل مولکول Cl2، دو الکترون موجود بین دو اتم، به هر دوی آنها تعلق دارد. به این جفت الکترون اشتراکی، پیوند اشتراکی (کووالانسی) می گویند.

1- به مواد شیمیایی که در ساختار خود مولکول دارند، مواد مولکولی می گویند. این مواد مولکولی هم می توانند به صورت عنصر باشند، مثل Cl2 ,O2و .... و هم به صورت ترکیب، مثل H2O ، HCl و ...  

2- پیوند اشتراکی (کووالانسی) معمولا بین اتمهای نافلز تشکیل می شود؛ به طور مثال پیوند بین N و O  از نوع اشتراکی است؛ یعنی این دو اتم با هم، ترکیب مولکولی تشکیل میدهند. در حالی که قبلا دیدیم از واکنش یک فلز و یک نافلز، ترکیب یونی تشکیل می شود.

3- هر اتم هیدروژن در لایه ظرفیت خود یک الکترون دارد و نیاز به یک الکترون دیگر دارد تا به آرایش پایدار دوتایی (شبیه هلیم) برسد؛ بنابراین اتم هیدروژن تنها می تواند یک پیوند اشتراکی تشکیل دهد.

4- به پیوند کووالانسی که در نتیجه به اشتراک گذاشتن دو جفت الکترون میان دو اتم تشکیل می شود، پیوند دوگانه می گویند. در پیوند دوگانه (=)، هر خط معادل ۲ الكترون و این پیوند در مجموع معادل ۴ الكترون اشتراکی است.

5- به پیوند کووالانسی که در نتیجه به اشتراک گذاشتن ۳ جفت الکترون میان دو اتم تشکیل می شود، پیوند سه گانه می گویند. این پیوند (≡) در مجموع معادل ۶ الكترون اشتراکی (6=3×2) است. 

با توجه به آرایش الکترون - نقطه ای اتم ها، به راحتی می توان آرایش الکترون - نقطهای مولکول های ساده را رسم کرد. آرایش الکترون - نقطه ای همه مولکولهایی که شما در این فصل باید بلد باشید، به این صورت است.

به فرمول شیمیایی مولکلول ها که علاوه بر نوع عنصرهای سازنده، شمار اتم های هر عنصر را نشان می دهد، فرمول مولکولی می گویند؛ به طور مثال فرمول مولکولی آب و آمونیاک به صورتH2O,NH3   می باشد.

فصل 2

هوا کره

روند تغییر دمای هواکره در محدوه های مختلف متفاوت است. که این امر نشان از لایه ای بودن هواکره است.

* هواکره دارای 4 لایه متفاوت است که به ترتیب از سطح زمین تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر نامیده می شوند. که در کتاب درسی تنها 3 تای اول نام برده شده است. 

1- در لایه ی اول (تروپوسفر) که نزدیک ترین لایه ی هواکره به سطح زمین است، با افزایش ارتفاع و فاصله از سطح زمین، دما کاهش می یابد. در این لایه با افزایش ارتفاع به ازای هر کیلومتر، دما 6°C کاهش می یابد. به طوری که از  11 درجه سانتی گراد به 55- درجه سانتی گراد  می رسد.

2- در لایه ی دوم (استراتوسفر) با افزایش ارتفاع، دما افزایش می یابد به طوری که از 55- درجه سانتی گراد  به حدود 7درجه سانتی گراد  می رسد، که این امر به دلیل جذب تابش های فرابنفش توسط مولکول های اوزون قرار گرفته در این لایه است.

3- در لایه ی سوم (مزوسفر) با افزایش ارتفاع، دما کاهش می یابد و از 7درجه سانتی گراد  به حدود 87-درجه سانتی گراد  می رسد.

تغییرات آب و هوایی در لایه ی تروپوسفر یعنی از سطح زمین تا ارتفاع 10- 12 کیلومتری سطح آن اتفاق می افتد.

هواکره به دلیل داشتن گازهای گوناگون، فشار دارد! با افزایش ارتفاع در هواکره (در همه لایه ها) هواکره رقیق تر می شود؛ از این رو با فاصله گرفتن از زمین، چگالی و همین طور فشار هوا کاهش می یاید.

* میزان کاهش فشار در ارتفاع های پایین تر بیشتر است.

1- بخش عمده هواکره را به ترتیب گازهای نیتروژن و اکسیژن تشکیل میدهد. گاز آرگون در میان اجزای هواکره رتبه سوم را دارد. در صنعت این سه گاز را از تقطیر جزء به جزء هوای مایع تهیه می کنند.

2- چهارمین گاز فراوان هواکره، کربن دی اکسید بوده که یک ترکیب است.

توجه: نیتروژن، اکسیژن و کربن دی اکسید از جمله گازهای هواکره هستند که در زندگی روزانه، نقش حیاتی دارند؛ به طور مثال، گیاهان با بهره گیری از نور خورشید و مصرف کربن دی اکسید هواکره، اکسیژن مورد نیاز جانداران را تولید می کنند. جانداران ذره بینی هم، گاز نیتروژن هواکره را برای مصرف گیاهان در خاک تثبیت می کنند.

کاربرد های گاز نیتروژن

1- بسته بندی برخی مواد خوراکی    2- پرکردن تایر خودرو    3- صنعت سرماسازی برای انجماد مواد غذایی   

4- نگه داری نمونه های بیولوژیک که در پزشکی استفاده می شود.

فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع

1- هوا را از صافی عبور می دهند تا گرد و غبار آن گرفته شود.

2- با استفاده از تغییر فشار زیاد، دمای هوا را تا دمای نزدیک به (200 – درجه سانتی گراد ) کاهش می دهند.

3- با کاهش دمای هوا تا (0درجه سانتی گراد ) ابتدا رطوبت موجود در هوا به صورت یخ از آن جدا می شود. سپس در دمای (78 – درجه سانتی گراد )

گاز CO2 به حالت جامد درآمده و از مخلوط سایر گازها   جدا می شود. سایر گازها در دمای (200 – درجه سانتی گراد ) به صورت مایع در می آیند و سپس با توجه به نقطه جوششان از مخلوط جدا می شوند.

کاربرد های هلیم

1-  پر کردن بالن های هواشناسی، تفریحی و تبلیغاتی 

2- جوشکاری

3- کپسول غواصی

4- برای خنک کردن قطعات الکترونیکی در دستگاه های تصویربرداری مانندMRI  استفاده می شود.

مقدار گازهای نجیب هلیم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون در هواکره بسیار کم است. از این رو به گازهای کم یاب معروف هستند.

 توجه: برخی از کاربردها و ویژگی های هلیم به صورت زیر است:

1- به عنوان سبک ترین گاز نجیب، بی رنگ، بی بو و بی مزه است.

2- در کره ی زمین به مقدار خیلی کم یافت می شود، به طوری که مقدار ناچیزی از آن در هوا و مقدار بیشتری در لایه های زیرین پوسته زمین وجود دارد. به همین دلیل منابع زمینی آن از هواکره سرشارتر و برای تولید هلیم در مقیاس صنعتی مناسب ترند.

3- هلیم از واکنش های هسته ای در اعماق زمین تولید می شوند. این گاز پس از نفوذ به لایه های زمین وارد میدان های گازی می شوند.

4- بر اساس یافته های تجربی حدود 7 درصد حجمی مخلوط گاز طبیعی را هلیم تشکیل می دهد. البته مقدار هلیم در میدان های گازی گوناگون متفاوت است.

5- هلیم را می توان از تقطیر جز به جز گاز طبیعی به دست آورد که تهیه ی آن از این روش نسبت به تقطیر جز به جز هوای مایع مقرون به صرفه تر است. هر چند در کشور ما این تکنولوژی وجود ندارد و گاز هلیم وارد می شود.

6- هلیم موجود در گاز طبیعی به همراه سایر فرآورده های سوختی بدون مصرف وارد هواکره می شوند.

توجه: برخی از ویژگی ها و کاربردهای آرگون به صورت زیر است:

1- گاز نجیب، بی رنگ، بی بو و غیر سمی که در بین گازهای تشکیل دهنده هوای پاک خشک رتبه ی سوم را پس از نیتروژن و اکسیژن (از لحاظ درصد حجمی) از آن خود کرده است. برای تهیه ی آن از تقطیر جز به جز هوای مایع استفاده می شود. که با خلوص بسیار زیاد تولید می شود.

2- این واژه (آرگون) به معنای تنبل است، زیرا واکنش پذیری آن بسیار ناچیز بوده و در واقع واکنش ناپذیر است به همین دلیل در لامپ های رشته ای به کار می رود.

3- از این گاز برای ایجاد محیط بی اثر در هنگام جوشکاری و برش فلزات استفاده می شود تا از ترکیب شدن فلزات با اکسیژن هوا در دمای بالای جوشکاری جلوگیری شود و استحکام و طول عمر فلزات افزایش یابد.

4- به دلیل رسانایی گرمایی کم، از آن در فضای میان پنجره های چند جداره استفاده می شود.

تست 1:

تست 2:

تست 3:

تست 4:

تست 5:

لینک مطالب گذشته:

ساختار اتم و رفتار آن - شیمی دهم - خلاصه نکات - نوید آرمات

دوستان عزیز می توانید برای دسترسی به نسخه کامل خلاصه نکات به همراه پاسخ فایل پی دی اف زیر را دانلود کنید!

فراموش نکنید اگر سوالی در رابطه با این مبحث داشتید می توانید به راحتی در کامنت ها سوال خود را برای ما بنویسید.

دوستان عزیزم؛ برای ارتباط با رتبه برترها صفحه اینستاگرام زیر رو دنبال کنید.

با آرزوی موفقیت و کامیابی