ساختار لوویس و رفتار فلزها - شیمی دهم- خلاصه نکات - نوید آرمات

سلام دوستان عزیز 

در این مطلب می خواهیم به خلاصه نکات و حفظیات صفحه 52 تا 62 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 دوم شیمی 1 در کنکور سال های اخیر

اکسیژن

 اکسیژن یکی از مهم ترین گازهای تشکیل دهنده هواکره است که دارای ویژگی های زیر است.

1- در هواکره بیشتر به صورت مولکول های دو اتمی (O2)، در آب کره در ساختار مولکول های آب (H2O) و در سنگ کره به صورت ترکیب با دیگر عنصرها وجود دارد.

2- پس از گاز نیتروژن، فراوان ترین گاز موجود در هواکره است.

3- در ساختار همه ی مولکول های زیستی مانند کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها یافت می شود.

4- هرچه ارتفاع از سطح زمین بیشتر می شود، هواکره رقیق تر شده و غلظت آن کاهش می یابد، بنابراین می توان نتیجه گرفت که با افزایش ارتفاع، غلظت و فشار گاز های هواکره از جمله اکسیژن کمتر می شود. (البته درصد حجمی گازها تغییری نمی کند.)

توجه: به دلیل کمتر بودن فشار گاز اکسیژن در ارتفاع زیاد، کوهنوردان به هنگام صعود به قله های بلند برای آنکه دچار کمبود اکسیژن نشوند از کپسول اکسیژن استفاده می‌کنند. در ضمن هواپیماها نیز با خود اتاقکی از گاز اکسیژن حمل می کنند تا در مواقع نیاز کمبود اکسیژن احساس نشود.

5- واکنش پذیری بسیار زیادی دارد و با اغلب عناصر مواد واکنش می دهد به همین دلیل است که بسیاری از واکنش های شیمیایی مانند فساد مواد غذایی، پوسیدن چوب، فرسایش سنگ و خاک، زنگ زدن وسایل آهنی، سوختن سوخت ها و... روزانه پیرامون ما رخ می دهد.

6- آزاد سازی انرژی شیمیایی ذخیره شده در مواد غذایی، چربی‌ها و قندها در سوخت و ساز یاخته ای نیز به کمک اکسیژن انجام می شود. تا به این ترتیب انرژی لازم برای فعالیت های بدن فراهم شود.

 7- واکنش سوختن یکی از واکنش های مهمی است که در آن یک ماده با اکسیژن به سرعت واکنش می دهد و بخشی از انرژی شیمیایی آن به صورت گرما و نور آزاد می شود؛ به عنوان مثال زغال سنگ در حضور اکسیژن می سوزد و افزون بر تولید گازهای SO2 و CO2 و بخار آب، مقدار زیادی انرژی آزاد می کند.

نکته: انواع فرآورده ها در واکنش سوختن سوخت های فسیلی علاوه بر ماهیت ماده سوختنی به مقدار اکسیژن در دسترس نیز بستگی دارد به طوری که اگر اکسیژن کافی داشته باشد سوختن کامل انجام می گیرد و گاز کربن دی اکسید و بخار آب تولید می شود در این حالت رنگ شعله آبی است اما اگر مقدار اکسیژن کم باشد گاز کربن دی اکسید  و یا دوده نیز به همراه سایر فراورده ها تولید می شود و رنگ شعله زرد رنگ خواهد شد یعنی سوختن ناقص انجام می گیرد.

ترکیب اکسیژن با فلزها و نافلزها

اغلب فلزها در طبیعت به شکل ترکیب (عمدتا به شکل اکسید) وجود دارند. به طور مثال فلزهای آلومینیم و آهن به ترتیب به صورت ترکیب های بوکسیت (Al2O3 به همراه ناخالصی) و هماتیت ( Fe2O3 به همراه ناخالصی) در طبیعت یافت می شوند. 

به واکنش آرام مواد با اکسیژن که با تولید انرژی همراه است، اکسایش می گویند. به طور مثال زنگ زدن آهن نمونه ای از واکنش های اکسایش است که در آن آهن با اکسیژن در هوای مرطوب واکنش میدهد.

زنگ آهن، متخلخل است و باعث می شود بخار آب و اکسیژن به لایه های زیرین فلز آهن هم نفوذ کند و فرایند اکسایش آهن تا تبدیل همه فلز به زنگار، ادامه پیدا کند. این ماده استحکام لازم را ندارد و در اثر ضربه خرد می شود و فرو می ریزد. به ترد و خرد شدن و فروریختن فلزها بر اثر اکسایش، خوردگی گفته میشود. و اگه دقت کرده باشین! واکنش فلز آهن با اکسیژن می تواند از نوع سوختن یا از نوع اکسایش باشد! بیایید به نیم نگاهی به تفاوت ها و شباهت های این دو واکنش بندازیم!

هر چه واکنش پذیری یک فلز بیشتر باشد، سرعت آن با اسید بیشتر شده، در نتیجه در یک بازهء زمانی معین، حباب های گازی بیشتری تولید می شود.

سیم های انتقال برق با ولتاژ بالا (فشار قوی)، علاوع بر داشتن رسانایی الکتریکی زیاد، باید ضخیم باشند و به عبارتی استحکام بالایی داشته باشند.

در برخی از کشورها رشتهء درونی این سیم ها را از فولاد می سازند؛ زیرا فولاد که آلیاژی از آهن است، ارزان تر است و استحکام بالایی دارد. اما همهء این سیم ها را نمی توان از فولاد ساخت؛ چون چگالی فولاد زیاد است و اگر همهء سیم از فولاد ساخته شود، به دلیل جرم زیاد، سیم بین دو دکل برق به سمت پایین انحنا پیدا می کند و به مرور زمان باعث فرسایش سیم و خطوط برق  می شود؛ به همین دلیل روکش این سیم ها را از آلومینیم می سازند؛ به چند دلیل:

1- آلومینیم فلزی سبک است.

2- آلومینیم اکسید ساختاری متراکم و پایدار دارد و از خوردگی رشته های درونی سیم جلوگیری می کند.

3- رسانایی الکتریکی آلومینیم از آهن بیشتر است.

چون آلومینیم خیلی انعطاف پذیر و  فلزی گران قیمت است همهء سیم را از آن نمی سازند.

برخی از فلزها مانند آهن در واکنش با اکسیژن، دو نوع اکسید تولید می کنند. در واقع آهن با اکسیژن ترکیب و ابتدا به FeO تبدیل می شود. سپس این ترکیب با اکسیژن واکنش داده و به Fe2O3 اکسایش می یابد. برای نام گذاری ترکیب های فلزهایی مانند آهن که بیش از یک نوع کاتیون با بار متفاوت دارند، باید بار کاتیون با اعداد رومی داخل پرانتز داده شود.

برای نام گذاری اکسیدهای نافلزی و به طور کلی ترکیب های مولکولی شامل دو نافلز به صورت زیر عمل می کنیم:  

«پسوند یونانی (در صورت لزوم) + نام نافلز سمت چپ + پیوشند یونانی + نام نافلز سمت راست(یا ریشهء آن) + ید»

N2O4: دی نیتروژن تترا اکسید      Cl2O: دی کلرو مونوکسید

اگر در فرمول مولکولی ترکیب مورد نظر، فقط یک اتم از نافلز سمت چپ وجود داشته باشد، از به کار بردن پیشوند «مونو» پیش از نام عنصر چشم پوشی می شود.

NO2: نیتروژن در اکسید                       PCl3: فسفر تری کلرید

رسم ساختار لوویس

برای رسم انواع ساختار لوویس از الگوریتم داده شده استفاده می‌کنیم مراحل باید به ترتیب طی شوند.

1- مجموع تعداد الکترون های ظرفیت اتم های موجود در مولکول را محاسبه کنید.

2- تعداد الکترون های لازم برای هشتایی شدن را به صورت زیر محاسبه کنید.

4- اتمی که در فرمول شیمیایی ترکیب مورد نظر در سمت چپ نوشته می شود را (به جز اتم H) به عنوان اتم مرکزی انتخاب کنید.

5- اتم های اطراف را با استفاده از تعداد پیوند های به دست آمده در مرحله ی سوم به اتم مرکزی متصل کنید.

نکته: اتم های هیدروژن و هالوژن ها با پیوند یگانه به اتم مرکزی وصل می شوند.

نکته: اتم های اکسیژن و گوگرد می توانند در صورت نیاز با پیوند دوگانه به اتم مرکزی متصل شوند.

نکته: اتم نیتروژن می تواند با پیوند سه گانه به اتم مرکزی متصل شود.

6- در اطراف (به جز اتم H) به تعداد مورد نیاز برای هشتایی شدن، الکترون ناپیوندی قرار دهید.

برای بدست آوردن بار یون ها، در صورتی که تعداد ساختار لوویس آن داده شده باشد، می توانید از رابطه مقابل استفاده کنید:

(پیوندی و ناپیوندی) مجموع الکترون های موجود در یون  - مجموع الکترون های ظرفیت اتم ها  = بار یون (q)

رفتار فلزها

رفتار همه فلزها در برابر اکسیژن یکسان نیست. به طور مثال با این که فلز آلومینیم نیز با اکسیژن هوا واکنش می دهد و به آلومینیم اکسید تبدیل می شود، اما در برابر خوردگی مقاوم است و برخلاف آهن، لایه های درونی فلز اکسایش نمی یابد؛ به همین دلیل بیشتر وقتا! در ساختمان سازی به جای در و پنجره های آهنی از در و پنجره های آلومینیمی استفاده می شود. حالا دلیل این اتفاق اینه که هر چند آلومینیم واکنش پذیری بیشتری از آهن دارد و خیلی سریع اکسید می شود، اما آلومینیم اکسید تولیدشده ساختاری متراکم و پایدار دارد که محکم به سطح فلز می چسبد و از نفوذ اکسیژن به لایه های زیرین آلومینیم جلوگیری می کند. این طوری میشه که آلومینیم خورده نمی شود. Al > Zn > Fe :واکنش پذیری

باران اسیدی

 باران طبیعی به دلیل وجود کربن دی اکسید محلول در آن، اندکی اسیدی و دارای pH کمتر از ۷ است، اما برخی آلاینده های هوا مانندNO, SO  که اکسید اسیدی هستند، می توانند با آب و اکسیژن موجود در هوا واکنش دهند و در نهایت به اسیدهای قوی نیتریک اسید HNO_3 و سولفوریک اسید H_2 SO_4 تبدیل شوند. این اسیدها به طور قابل توجهی! بر مقدار اسیدی بودن آب باران اضافه می کنند. به این باران، باران اسیدی می گویند. و باران اسیدی آثار جبران ناپذیری بر جنگل ها، باغهای میوه و زندگی آبزیان دارد. هم چنین آثار زیانبار باران اسیدی بر روی پوست، دستگاه تنفس و چشم ها به سرعت قابل تشخیص است و گاهی خاصیت اسیدی آن باعث خشک شدن و ترک خوردگی پوست بدن می شود.

تست 1:

تست 2:

لینک مطالب گذشته:

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

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