Follow us Youtube Rss Twitter Facebook
التميز خلال 24 ساعة
العضو المميز الموضوع المميز المشرف المميز
قريبا 'العودة من الأبدية
بقلم : أحمد العربي
أميرة

الإهداءات


العودة   ملتقى الكلمة الحرة > ~*¤*~الملتقى العلمي ~*¤*~ > المنتدى العلمي

إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
قديم 03-15-2011   #1
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي موسوعة الكيمياء

الاتحادات الكيمياوية (قوانين -)
تتحد المواد اتحاداً كيمياوياً chemical combination فتتحوّل نتيجة لذلك إلى مواد أخرى جديدة ذات خواص مختلفة، ووجد أن هذه التفاعلات تخضع لسلسلة من القوانين تتعلق بكتل المواد المتفاعلة والناتجة وبحجومها. وتبيَّن فيما بعد أنه يمكن استنتاج هذه القوانين بسهولة من النظرية الذرية. وهذه القوانين هي:
قانون حفظ سجل لمشاهدة الروابط

ويبيِّن أنه لا تخلق المادة ولا تفنى في أثناء التفاعل الكيمياوي، وبعبارة أخرى لا تحدث للكتلة خسارة ولا اكتساب وإنما يمكن تحويل المادة من شكل إلى آخر، وقد استنتج هذا القانون العالم الروسي م.ف.لومونوسف M.V Lomonosov. عام 1756 بعد إجراء الآلاف من التجارب المضنية. إلا أن الكيميائي الفرنسي لافوازيه Antoine Lavoisier [ر] هو الذي أقنع المجتمع العلمي عام 1783 بقبول مفهوم حفظ سجل لمشاهدة الروابط الذي استنتجه، منفرداً، من تجاربه المتعلقة بالعلاقات الكمية بين سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط من جهة وبين الأكسيد الناتج من اتحادهما من جهة أخرى. فعند تسخين 100 غرام مثلاً من أكسيد الزئبق، كمادة متفاعلة، ينتج 92.6 غرام من سجل لمشاهدة الروابط و7.4 غرام من الأكسجين، أي إن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة. إلا أن أوزان المتفاعلات والمنتجات غير متساوية بصورة مطلقة. ففي التفاعل الكيمياوي الناشر للحرارة يتحول قسم ضئيل جداً من المادة إلى طاقة، ويحدث العكس في التفاعل الماص للحرارة إذ إن سجل لمشاهدة الروابط تتحول إلى طاقة وفق علاقة أيْنشتين المشهورة
E = mc2 حيث E هي سجل لمشاهدة الروابط المنتشرة وm نقصان سجل لمشاهدة الروابط وc سرعة سجل لمشاهدة الروابط في سجل لمشاهدة الروابط. وفي الواقع فإن التغير الموافق في سجل لمشاهدة الروابط في أمثال هذه التفاعلات غير النووية، وهو من رتبة 10-8غرام، لا يمكن كشفه بأشد الموازين حساسية، وتفسِّر هذه المعادلة سجل لمشاهدة الروابط الهائلة الناتجة عن نقصان المادة في التفاعلات النووية، فسجل لمشاهدة الروابط الناتجة عن تحوّل مكروغرام (10-6غرام) من المادة إلى طاقة هي 2.5×10 9حريرة (كالوري).
قانون التركيب الثابت
ويطلق عليه اسم قانون النسب الثابتة أو قانون بروست J.L Proust الذي وضعه عام 1081. وهو يبيِّن أن نسبة كتل العناصر في المركب النقي ثابتة. وبعبارة أخرى، عندما يتعين تركيب مادة نقية، فمن المؤكد معرفة تركيب أية عينة نقية أخرى من هذه المادة نفسها بصرف النظر عن مصدر هذه العينة أو طريقة تحضيرها. فعلى سبيل المثال، يدل تحليل ملح الطعام، كلوريد الصوديوم، النقي على أنه يحوي 39.34 بالمئة وزناً من سجل لمشاهدة الروابط و60.66 بالمئة من سجل لمشاهدة الروابط. أي:
كتلة سجل لمشاهدة الروابط
=39.34
=
ثابت
كتلة سجل لمشاهدة الروابط
60.66



ويستنتج من ذلك أن العناصر تتحد بنسب كتلية ثابتة لتكوين المركبات الكيمياوية.
وقد بقي قانون النسب الثابتة معمولاً به في القرن الثامن عشر على الرغم من الجدل الحاد الذي أثاره هذا القانون. وكان أكبر معارضيه الفرنسي برتوليه Berthollet [ر] الذي اعتمد على تجارب قام بها غيره في المختبر، وكان يعتقد أن تركيب المركب يتوقف على ظروف تحضيره. وقد دحض بروست أفكار برتوليه معتمداً على أمرين:
1- إن برتوليه لم يستعمل في تجاربه، في أكثر الأحيان، مواد نقية بل استعمل محاليل أو أشابات أو مزائج أخرى.
2- إن النظرية الذرية التي وضعها دَلْتون John Daltin [ر] أيدت نتائج بروست التجريبية. وبقي قانون النسب الثابتة مقبولاً من دون نقاش مدة تزيد على القرن. ولكن من المعروف، في الوقت الحاضر، أن تركيب كثير من المواد الصلبة ليس ثابتاً بل يمكن أن يتغير ضمن مجال ضيق تبعاً لطريقة التحضير: ففي مركب كبريتيد الحديد مثلاً تراوح نسبة الحديد المئوية في التركيب بين 63.5 و60.1 ويعزى نقص الحديد في الجسم الصلب إلى الفراغات الشبكية في البلورات lattice vacancies وللغالبية العظمى من المركبات تركيب محدَّد، ويطلق على هذه المواد اسم الدَلْتونيدات daltonides نسبة إلى دَلْتون، ولبعض المركبات في الحالة الصلبة تركيب غير ثابت نوعاً ما، ولها أهمية خاصة وتدعى بروتوليدات berthollides نسبة إلى برتوليه.
قانون النسب المضاعفة

اكتشفه دَلْتون عام 1803 ويبين أنه عندما يتحد عنصران A وb في ظروف مختلفة لتكوين أكثر من مركب (ABوAB2 مثلاً) فإن النسبة بين كتل أحد العناصر B التي تتحد مع كتلة ثابتة من العنصر الآخر A هي نسبة عددية بسيطة. فسجل لمشاهدة الروابط مثلاً يحترق بوجود زيادة من سجل لمشاهدة الروابط مكوِّناً غازاً كثيفاً غير سام لا يشتعل noncombustible ويكوّن، بوجود كمية محددة من الأكسجين، غازاً ساماً قابلاً للاشتعال. وتبيّن من تحليل هذين المركبين أن لكل من هذين الغازين تركيباً محدّداً. ففي سجل لمشاهدة الروابط الأول الذي يشتعل يتحد غرام واحد من سجل لمشاهدة الروابط مع 2.67 غرام من الأكسجين، أما في سجل لمشاهدة الروابط الثاني فيتحد غرام واحد من سجل لمشاهدة الروابط مع 1.33 غرام من الأكسجين، أي إن نسبة كتلتي سجل لمشاهدة الروابط الذي يتحد مع سجل لمشاهدة الروابط نفسها من سجل لمشاهدة الروابط هي:
2.67=2
وهي نسبة بسيطة
1.331
وتتحد المعادن metals، كسجل لمشاهدة الروابط والحديد وسجل لمشاهدة الروابط مع سجل لمشاهدة الروابط مكوِّنة أكاسيد مختلفة. يبيِّن الجدول التالي بعضها مع بيان كتلة سجل لمشاهدة الروابط (مقدرة بالغرام) المتحدة مع 100 غرام من سجل لمشاهدة الروابط.
ويلاحظ من الجدول أن النسبة بين كتلتي سجل لمشاهدة الروابط المتحدتين مع كتلة ثابتة من العنصر المعدني نسبة عددية بسيطة.
قانون الأعداد المتناسبة أو قانون النسب المتكافئة.
وينسب إلى الكيمياوي الألماني رختر Jeremias Benjamin Richter (1762-1807). إذا تفاعلت المادتان A وB (عناصر أو مركبات) إحداهما مع الأخرى وأمكن أن تتفاعل كل منهما مع مادة ثالثة C، فكمية معينة من C ستتفاعل مع كميتين مختلفتين من A وB وتكون نسبة كمية A المتفاعلة مع C إلى كمية B المتفاعلة مع C عدداً ما لا يكون عادة عدداً صحيحاً، ولتكن هذه النسبة ب. ولتكن بَ نسبة كمية A إلى كمية B عندما تتفاعلان مباشرة. فقانون الأعداد المتناسبة أو قانون النسب المتكافئة equivalent proportions يبيّن أن بَ تساوي ب أو أنها مضاعف بسيط لها أو جزء بسيط منها، أي بَ = ع ب، حيث ع عدد بسيط أو هو نسبة عددين صحيحين. فسجل لمشاهدة الروابط (A) وسجل لمشاهدة الروابط (B) يتحدان مع سجل لمشاهدة الروابط كل على حدة ويكوِّن أولهما سجل لمشاهدة الروابط (NH3) ويكوِّن الثاني سجل لمشاهدة الروابط (H2O). ويتحد غرام واحد من الهيدروجين مع 4.66 غرام من سجل لمشاهدة الروابط لتكوين النشادر، ومع 8.0 غرامات من سجل لمشاهدة الروابط لتكوين سجل لمشاهدة الروابط.
فالنسبة ب تساوي
4.66=0.5838.00
أما سجل لمشاهدة الروابط فيتحد مع الأكسدين ويكوِّن عدة أكاسيد، منها N0 على سبيل المثال، وتكون قيمة بَ وهي نسبة كتلة سجل لمشاهدة الروابط في هذا الناتج إلى كتلة سجل لمشاهدة الروابط مساوية.
28=0.87532
وينتج وفق قانون الأعداد المتناسبة أن: 0.875 = 0.583ع حيث (ع) عدد صحيح أو نسبة عددين صحيحين، وتكون قيمة (ع) في هذه الحالة:
0.875=30.583
2

أما من أجل مركبات سجل لمشاهدة الروابط الأخرى مع النتروجين، فتكون قيم (ع) مختلفة ولكنها جمعيها تساوي نسبة عددين صحيحين.
المعدن
الأكاسيد
كتلة سجل لمشاهدة الروابط (غرام)
النسبة بين كتلتي الأكسجين
تحويل النسبة إلى نسبة أصغر عددين صحيحين
سجل لمشاهدة الروابطPb
PbO
1.80
1.00
1
PbO2
3.60
2.00
2
الحديد Fe
FeO
29.6
1.00
2
Fe2O3
44.2
1.50
3
سجل لمشاهدة الروابطCu
Cu2O
12.6
0.500
1
CuO
25.2
1.00
2
قانون غاي -لوساك Gay - Laussac أو قانون الحجوم المتحدة
وقد وُضع عام 1808، وهو يبين أن حجوم الغازات المتفاعلة أو الناتجة من هذا التفاعل تؤلف فيما بينها نسباً عددية بسيطة، على أن تقاس هذه الحجوم في الظروف نفسها من سجل لمشاهدة الروابط والضغط. فعلى سبيل المثال، يتفاعل حجمان من سجل لمشاهدة الروابط مع حجم واحد من سجل لمشاهدة الروابط لتكوين الماء، وعندما يتفاعل حجم واحد من H2 مع حجم واحد من Cl2 ينتج حجمان من غاز كلوريد سجل لمشاهدة الروابط HCl ويتفاعل ثلاثة حجوم من سجل لمشاهدة الروابط مع حجم واحد من سجل لمشاهدة الروابط لتكوين حجمين من غاز سجل لمشاهدة الروابط NH3.
وقد بيَّن هذا القانون بكل وضوح أن الغازات تتبع نظاماً خاصاً في اتحادها أو تفككها. ولم يمكن تفسير هذا السلوك إلا بالفرضية التي وضعها الفيزيائي الإيطالي أفوغدرو [ر] Amadeo Avogadro عام 1811 إذ افترض أن حجوماً متساوية (في الظروف نفسها من سجل لمشاهدة الروابط والضغط) تحوي العدد نفسه من الجزيئات، وأن جزيئات العناصر الغازية قد تحوي أكثر من ذرة واحدة. وقد أمكن التأكد من صحة هذه الفرضية بإجراء كثير من التجارب، وتعرف الفرضية اليوم بقانون أفوغدرو الذي أمكن به تفسير تجارب غاي -لوساك.
وبناء على قانون أفوغدرو فإن سجل لمشاهدة الروابط (الجزيء الغرامي ) mole الواحد من أي غاز يشغل الحجم نفسه في ضغط ودرجة حرارة محددين، وهذا الحجم يساوي 22.4 لتر في الظروف المعيارية من الضغط وسجل لمشاهدة الروابط (ضغط جوي واحد ودرجة حرارة صفر سلسيوس) ويسمى الحجم المولي (الجزيئي).
هيام بيرقدار












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #2
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

البنية الكيمياوية

يقصد بالبنية الكيمياوية structure chimique ترتيب الذرات أو الجزيئات أو الإيونات في المركبات الكيمياوية في مختلف حالاتها الفيزيائية.
ويقتصر وصف بنية الغازات المكوَّنة من جزيئات دائمة الحركة العشوائية على بنية تلك الجزيئات، وينطبق ذلك أيضاً على السوائل بوجه عام مع أن حركات جزيئاتها أقل اتساعاً مما هي عليه في الغازات. أما الأجسام الصلبة فالجسيمات التي تتكون منها سواء كانت ذرات أو جزيئات أو أيونات تشغل مواضع متوسطة محدَّدة، وينتج من هذا أنه ينبغي النظر في بنية الجسم الصلب من دون الاهتمام بمكوناته. فالجسم الصلب المتبلور هو وحده الذي يتميز بترتيب جسيماته ترتيباً منظَّماً ومحدَّداً، أما الجسم الصلب شبه الزجاجي (اللابلوري) الذي ينتج من ازدياد لزوجته ازدياداً كبيراً فما هو إلا امتداد للحالة السائلة من دون ترتيب نوعي للأجزاء التي يتكون منها.
سجل لمشاهدة الصور
بنية الجزيئات والإيونات المتعددة الذرات
إن الروابط الداخلية بين الذرات ذات طبيعة تساهمية (مشتركة) ، فإذا كان الجزيء أو الأيون ثنائي الذرة مثل ClO-,HCl فالمعلومات الوحيدة عن بنيته هي المسافة بين النوى. أما إذا كان الجزيء أو سجل لمشاهدة الروابط يتألف من ثلاث ذرات على الأقل فإن وصفه يتطلب معلوماتٍ زاويَّة، لأن واحدة على الأقل من ذراته تتبادل عدة روابط تساهمية ينبغي أخذ اتجاهاتها المتبادلة بالحسبان، ويبين الشكل ـ1 أمثلة على ذلك:
تنتظم الجزيئات أو الإيونات أو الذرات في كثيرٍ من الأجسام الصلبة بترتيب هندسي دقيق يؤلف ما يسمى بالبلورات[ر: البلورات (علم)]. ويعود عددٌ كبير من خواص هذه البلورات إلى هذا الترتيب. وقد أظهر انعراج الأشعة السينية في البلورات، الذي تُعزى فكرته إلى الفيزيائي الألماني ماكس فون لاوي Laue في عام 1912[ر. البلورات بالتصوير الشعاعي (دراسة ـ)]، أن مادة البلورة تنتظم على شكل شبكة ثلاثية الأبعاد تشغل الذرات أو الإيونات أو الجزيئات العُقّد فيها. ويكون لكل بلورة شكل متوازي السطوح عنصري يدعى الخلية الأولية، وفي داخل كل خلية أولية مجموعة مميَّزة من الجسيمات هي العقيدات، التي يولّد تكرارُها وفق المحاور الثلاثة الشبكة البلورية. وترتبط الجسيمات داخل البلورة فيما بينها بقوى الروابط الكيمياوية التي تتعلق أنماطها بأنماط البلورات نفسها، كما يؤدي وصف كل نمط منها إلى الاقتراب من البنية الحقيقية.
بنية البلورات الإيونية
تتكون الجسيمات من إيونات متعاكسة الشحنة، مثل الإيون الموجب Na+ وسجل لمشاهدة الروابط السالب Cl+ في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط NaCl، وتضمن اتحادها فيما بينها قوى ذات طبيعة كهربائية ساكنة أو روابط إيونية، وتحقق هذه القوى التوازنَ في البلورة فتبدو معتدلة تماماً. ويدعى عدد الإيونات الأعظمي الذي يتجمع حول إيونٍ محدَّد «العدد التساندي أو التناسقي» nombre de coordination لهذا الإيون، ويساوي هذا العدد 6 في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط NaCl، و8 في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط CsCl، لأن Cs+ أكبر من Na+. وتقود الكيفية التي يتم وفقها تَجمع الإيونات إلى تشكيل أنماط مختلفة من البلورات الإيونية كما يبين الشكل 2.
سجل لمشاهدة الصور

إن سجل لمشاهدة الروابط الشبكية لبلورة إيونية التي تنطلق عند تشكُّل بلورةٍ ما بدءاً من إيوناتها المنفصلة، هي أساساً ذات طبيعة كهربائية ساكنة وهي طاقة كبيرة من مرتبة 180 كيلو كالوري/مول في حالة NaCl، مما يجعل درجة انصهار البلورات الإيونية عالية.
وقد مكَّنت معرفة المسافات بين الإيونات في البلورات، بافتراض أن الإيونات كروية، من حساب نصف قطر إيوني مميَّز لكل إيون معين ومستقل عن نوعية البلورة التي ينتمي إليها الأيون. وقد وجد أن ْNa+= 0.95 Aْ؛ وCl -=1.81Aْ؛ و ْCs+=1.69A؛ (: أنغستروم).
بنية البلورات الذرية
سجل لمشاهدة الصور
تكون الجسيمات في هذه البلورات ذرات معتدلة مرتبطة بروابط تساهمية (مشتركة)، والرابطة التساهمية، على عكس الرابطة الإيونية، رابطة موجّهة ومحدودة العدد بدءاً من ذرةٍ ما. وليست بنية البلورات الذرية متراصة تراص بنية البلورات الإيونية، بل إنها غالباً ما تكون ذات فجوات. وعلى العكس فإن الرابطة التساهمية تكون محددة الموضع، صلدة، قصيرة وقوية: فالبلورات الذرية تتصف بأنها عازلة كهربائياً وقاسية وقليلة سجل لمشاهدة الروابط. ومنها مثلاً بلورات سجل لمشاهدة الروابط (الماس) والسيليكون Si والجرمانيوم Ge، والكربورنْدَم CSi، والكوارتز SiO2، وغيرها ويمكن وصف بنية الماس بأنها مكونة من شبكتين، من ذرات سجل لمشاهدة الروابط تنزاح إحداهما عن الأخرى بمقدار ربع قطر العقدة المكعبية، وهذا يؤدي إلى تكون ذرة كربون موجودة في مركز رباعي الوجوه المنتظم تشغل رؤوسه ذرات الكربون الأربع الأكثر قرباً من الأولى بحيث تساوي المسافة كربون ـ كربون 1.54ْ A، وهي المسافة عينها بين ذرات سجل لمشاهدة الروابط في السلاسل الكربونية الأليفاتية aliphatique.
بنية البلورات الجزيئية
الجسيمات هنا هي جزيئات المادة وترتبط الذرات داخل هذه الجزيئات بروابط تساهمية، ويتضمن التماسكَ بين الجزيئات في البلورات قوى تجاذب تسمى قوى فانْ دِرْفالْس Van derwaals وهي القوى نفسها التي تقوم بإبعاد الغازات الحقيقية عن الحالة الكاملة.وهي قوى ضعيفة فلاتستطيع الحفاظ على تماسك البلورة إلا إذا كان الهيجان الحراري ضئيلاً، مما يجعل البلورات الجزيئية لينة ودرجات انصهارها منخفضة: فدرجة انصهار بلورات كلٍ من سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط نحو 120ْس، والبنزِن 5.4ْسbenzene، ودرجات انصهار بلورات سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط أقل كثيراً من سجل لمشاهدة الروابط العادية.
ومن البلورات الجزيئية الجليد وفيه يتم التماسك بروابط هدروجينية، ويشبه ترتيب ذرتي سجل لمشاهدة الروابط فيه ترتيب ذرتي سجل لمشاهدة الروابط في الماس إلا أن تناظر البلورة سداسي (الشكل 4) وتؤلف المجموعةُ شبكةً كثيرة الفجوات، ويؤدي سجل لمشاهدة الروابط بتحطيم روابطها الهدروجينية إلى انهيار بنية الجليد وازديادٍ كتلته الحجمية.
سجل لمشاهدة الصور

بنية البلورات المعدنية
تتصف البلورات المعدنية بأنها شديدة التراص، وأكثرها شيوعاً:
ـ الشبكة المكعبة ذات الكثافة العظمى المركزية الوجوه وتُحاط كل ذرة فيها باثنتي عشرة ذرة مثل (سجل لمشاهدة الروابطAl وسجل لمشاهدة الروابط Ag وسجل لمشاهدة الروابط Cu وسجل لمشاهدة الروابط Ni وسجل لمشاهدة الروابط Au ...).
ـ الشبكة السداسية المتراصة تراصَّ الشبكة السابقة مثل (سجل لمشاهدة الروابطMg والكادميوم Cd والزنك Zn، ...)، وهناك بعض المعادن القلوية، والحديد Fe في الدرجة العادية من الحرارة يكون لها شبكة مكعبة مركزية وأقل تراصاً مما هي عليه في المعادن السابقة.
وتشغل ذرات سجل لمشاهدة الروابط العقد في الشبكة المعدنية، وتشترك فيما بينها بإلكترون تساهمي واحد على الأقل، وهذه الإلكترونات هي التي تضمن تماسك البلورة كما تضمن الناقلية الحرارية والناقلية الكهربائية. أما الخواص الميكانيكية كقابلية التصفيح والسحب والطرق فإنها تنتج من إمكان انزلاق الذرات بعضها فوق بعض وتختلف هذه الخواص تبعاً لنمط البنية.
إن بنية الخلائط المكونة من اتحاد معادن بعضها ببعض أو بذرة لا معدنية، تشبه بنية المعادن النقية في أن الرابطة المعدنية فيها هي أيضاً التي تضمن تماسكها، ولكن يمكن أن يطرأ على ترتيب الذرات تعديلات بحسب تركيب الخليطة، ويمكن من وجهة النظر هذه أن يميز في حالة الخلائط الثنائية ما يلي:
ـ المحاليل الصلبة لمعدنين مثل سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابطAg-Au، سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط Cu-Ni في الحالة التي تكون فيها شبكات المعادن النقية من نمط واحد والخلايا الأولية البلورية ذات أبعاد متقاربة. ولا يلاحظ في هذه الحالة إلا تغير مستمر في أبعاد الخلايا الأولية وذلك حسب تركيب الخليطة المعدنية.
ـ المحاليل الصلبة التوغلية: وتكون فيها بعض الذرات فقط ذات أبعاد صغيرة صغراً يمكنها من أن تتوغل في سجل لمشاهدة الروابط البلوري لشبكة بعض المعادن مولِّدة فيها فقط تشوهاً طفيفاً. وهذه هي حالة سجل لمشاهدة الروابط أو سجل لمشاهدة الروابط في شبكة الحديد البلورية، وكذلك حالة سجل لمشاهدة الروابط في شبكة سجل لمشاهدة الروابط.
ـ المركبات بين المعادن: وفيها يكون للمعادن التي تكونها بُنى بلورية مختلفة. في هذه الحالة يُظهر التغير التدريجي لتركيب الخليطة الكيمياوي عدة أطوار متعاقبة a، b، g، e، h ذات بنى بلورية مختلفة ويتفق كل طور منها مع بنية إلكترونية محدَّدة وأحياناً معقدة. وهذه هي حالة خلائط الشبه (سجل لمشاهدة الروابط الأصفر)
ß (CuZn)و( ε (CuZn3)، γ (Cu5Zn3.
بنية الجزيئات الضخمة والإيونات الضخمة
يصادف في سجل لمشاهدة الروابط عضوية كانت أو لا عضوية جزيئات ضخمة وإيونات ضخمة، وتعتمد معرفة بنيتها أولاً على بنية القاعدة أو العقيدة وتكرارها ثم على بنية البلورة عند اللزوم، ويتميز من هذه الجزيئات والإيونات اعتماداً على بنيتها ما يلي:
ـ الجزيئات الضخمة والأيونات الضخمة الخيطية الشكل filiforme أو وحيدة البعدunidimentionnel وتتألف على العموم من ارتباط أعداد كبيرة من المجموعات الذرية المتماثلة (اللازمة motif) تراوح بين 100 و1000، ومن الجزيئات الخيطية الشكل الكبريت ومتعدد الإتيلين والسليلوز، وغيرها، ومن الإيونات الخيطية الشكل مثل سيليكات ثنائي سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط (الشكل 5).
سجل لمشاهدة الصور

وتعد الجزيئات الضخمة الخيطية الشكل أساس الصناعات اللدائنية. وتقدم السيلكات ثنائيات سجل لمشاهدة الروابط مثالاً على الشوارد الضخمة (Si4O11)n6n.
ـ الجزيئات الضخمة والأيونات الضخمة الصفيحية lamellaires أو الثنائية البعد، كسجل لمشاهدة الروابط (الشكل 6) ، وفيها تكون ذرات سجل لمشاهدة الروابط منضَّدة في مستويات متوازية بحسب شكل سداسي منتظم، بحيث يتشكل في كل مستوٍ جزيءٌ ضخم ثنائي البعد، ترتبط فيه كل ذرة كربون بجاراتها القريبة التي تبعد عنها 1.42Aْ بثلاث روابط تساهمية موجهة بـ 210ْ ناتجة عن التهجين المثلثي sp2.
سجل لمشاهدة الصور
وتكون المسافة في هذه الحالة بين مستو وآخر أكبر مما هي عليه في المستوي إذ تقارب ْ3.4A ويكون الارتباط أضعف مما يُكسب سجل لمشاهدة الروابط ملمساً دهنياً وخواص تزليقية.
ويشاهد الشيءُ نفسه في السيليكات، كالتالك، وفي ألُمينات السيليكون كالميكا السهلة التصفيح، والأرجيلات (الغضاريات) Argiles المكونة من أيونات موجبة ضخمة[Al(OH)4]n2n++ وسالبة ضخمة (SiO5)n2n- متوضعة في صفائح متوازية ومتناوبة تدخل فيما بينها جزيئات الماء وتؤدي إلى انتفاخها ومرونتها.
ـ الجزيئات الضخمة والإيونات الضخمة الثلاثية البعد: من الأمثلة عليها الماس وهو بلورة ذرية تكون فيها كل الروابط متماثلة، وكذلك سجل لمشاهدة الروابطSilice المتبلور منه وغير المتبلور. ومن الأيونات الضخمة ثلاثية البعد الفِلْدِسْبات feldspaths والزيوليت Zéolites وألمينات السيليكون: ويمكن تمثيل بنية إيون الزيوليت بأن هناك في سجل لمشاهدة الروابط عدداً من الذرات 14Si حل محلها من دون أي تشويه يذكر عددٌ مماثل من الذرات 13Al التي تقل شحنة نواتها عن شحنة نواة السيليكون بشحنة موجبة واحدة. وبذلك تكون شحنة المجموعة سالبة، أي يتكون أنيون ضخم ثلاثي البعد من ألمينات السيليكون Macronion. ويتم التعادل الكهربائي بواساطة كاتيونات أصغرية Microcations مثل K+ أو Ca2+ أو غيرهما سهلة التبادل. ويفسِّر هذا استعمال الزيئوليت في تحلية المياه الطبيعية.
فايز فلوح













التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #3
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

البنية الكيمياوية

يقصد بالبنية الكيمياوية structure chimique ترتيب الذرات أو الجزيئات أو الإيونات في المركبات الكيمياوية في مختلف حالاتها الفيزيائية.
ويقتصر وصف بنية الغازات المكوَّنة من جزيئات دائمة الحركة العشوائية على بنية تلك الجزيئات، وينطبق ذلك أيضاً على السوائل بوجه عام مع أن حركات جزيئاتها أقل اتساعاً مما هي عليه في الغازات. أما الأجسام الصلبة فالجسيمات التي تتكون منها سواء كانت ذرات أو جزيئات أو أيونات تشغل مواضع متوسطة محدَّدة، وينتج من هذا أنه ينبغي النظر في بنية الجسم الصلب من دون الاهتمام بمكوناته. فالجسم الصلب المتبلور هو وحده الذي يتميز بترتيب جسيماته ترتيباً منظَّماً ومحدَّداً، أما الجسم الصلب شبه الزجاجي (اللابلوري) الذي ينتج من ازدياد لزوجته ازدياداً كبيراً فما هو إلا امتداد للحالة السائلة من دون ترتيب نوعي للأجزاء التي يتكون منها.
سجل لمشاهدة الصور
بنية الجزيئات والإيونات المتعددة الذرات
إن الروابط الداخلية بين الذرات ذات طبيعة تساهمية (مشتركة) ، فإذا كان الجزيء أو الأيون ثنائي الذرة مثل ClO-,HCl فالمعلومات الوحيدة عن بنيته هي المسافة بين النوى. أما إذا كان الجزيء أو سجل لمشاهدة الروابط يتألف من ثلاث ذرات على الأقل فإن وصفه يتطلب معلوماتٍ زاويَّة، لأن واحدة على الأقل من ذراته تتبادل عدة روابط تساهمية ينبغي أخذ اتجاهاتها المتبادلة بالحسبان، ويبين الشكل ـ1 أمثلة على ذلك:
تنتظم الجزيئات أو الإيونات أو الذرات في كثيرٍ من الأجسام الصلبة بترتيب هندسي دقيق يؤلف ما يسمى بالبلورات[ر: البلورات (علم)]. ويعود عددٌ كبير من خواص هذه البلورات إلى هذا الترتيب. وقد أظهر انعراج الأشعة السينية في البلورات، الذي تُعزى فكرته إلى الفيزيائي الألماني ماكس فون لاوي Laue في عام 1912[ر. البلورات بالتصوير الشعاعي (دراسة ـ)]، أن مادة البلورة تنتظم على شكل شبكة ثلاثية الأبعاد تشغل الذرات أو الإيونات أو الجزيئات العُقّد فيها. ويكون لكل بلورة شكل متوازي السطوح عنصري يدعى الخلية الأولية، وفي داخل كل خلية أولية مجموعة مميَّزة من الجسيمات هي العقيدات، التي يولّد تكرارُها وفق المحاور الثلاثة الشبكة البلورية. وترتبط الجسيمات داخل البلورة فيما بينها بقوى الروابط الكيمياوية التي تتعلق أنماطها بأنماط البلورات نفسها، كما يؤدي وصف كل نمط منها إلى الاقتراب من البنية الحقيقية.
بنية البلورات الإيونية
تتكون الجسيمات من إيونات متعاكسة الشحنة، مثل الإيون الموجب Na+ وسجل لمشاهدة الروابط السالب Cl+ في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط NaCl، وتضمن اتحادها فيما بينها قوى ذات طبيعة كهربائية ساكنة أو روابط إيونية، وتحقق هذه القوى التوازنَ في البلورة فتبدو معتدلة تماماً. ويدعى عدد الإيونات الأعظمي الذي يتجمع حول إيونٍ محدَّد «العدد التساندي أو التناسقي» nombre de coordination لهذا الإيون، ويساوي هذا العدد 6 في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط NaCl، و8 في بلورة كلور سجل لمشاهدة الروابط CsCl، لأن Cs+ أكبر من Na+. وتقود الكيفية التي يتم وفقها تَجمع الإيونات إلى تشكيل أنماط مختلفة من البلورات الإيونية كما يبين الشكل 2.
سجل لمشاهدة الصور

إن سجل لمشاهدة الروابط الشبكية لبلورة إيونية التي تنطلق عند تشكُّل بلورةٍ ما بدءاً من إيوناتها المنفصلة، هي أساساً ذات طبيعة كهربائية ساكنة وهي طاقة كبيرة من مرتبة 180 كيلو كالوري/مول في حالة NaCl، مما يجعل درجة انصهار البلورات الإيونية عالية.
وقد مكَّنت معرفة المسافات بين الإيونات في البلورات، بافتراض أن الإيونات كروية، من حساب نصف قطر إيوني مميَّز لكل إيون معين ومستقل عن نوعية البلورة التي ينتمي إليها الأيون. وقد وجد أن ْNa+= 0.95 Aْ؛ وCl -=1.81Aْ؛ و ْCs+=1.69A؛ (: أنغستروم).
بنية البلورات الذرية
سجل لمشاهدة الصور
تكون الجسيمات في هذه البلورات ذرات معتدلة مرتبطة بروابط تساهمية (مشتركة)، والرابطة التساهمية، على عكس الرابطة الإيونية، رابطة موجّهة ومحدودة العدد بدءاً من ذرةٍ ما. وليست بنية البلورات الذرية متراصة تراص بنية البلورات الإيونية، بل إنها غالباً ما تكون ذات فجوات. وعلى العكس فإن الرابطة التساهمية تكون محددة الموضع، صلدة، قصيرة وقوية: فالبلورات الذرية تتصف بأنها عازلة كهربائياً وقاسية وقليلة سجل لمشاهدة الروابط. ومنها مثلاً بلورات سجل لمشاهدة الروابط (الماس) والسيليكون Si والجرمانيوم Ge، والكربورنْدَم CSi، والكوارتز SiO2، وغيرها ويمكن وصف بنية الماس بأنها مكونة من شبكتين، من ذرات سجل لمشاهدة الروابط تنزاح إحداهما عن الأخرى بمقدار ربع قطر العقدة المكعبية، وهذا يؤدي إلى تكون ذرة كربون موجودة في مركز رباعي الوجوه المنتظم تشغل رؤوسه ذرات الكربون الأربع الأكثر قرباً من الأولى بحيث تساوي المسافة كربون ـ كربون 1.54ْ A، وهي المسافة عينها بين ذرات سجل لمشاهدة الروابط في السلاسل الكربونية الأليفاتية aliphatique.
بنية البلورات الجزيئية
الجسيمات هنا هي جزيئات المادة وترتبط الذرات داخل هذه الجزيئات بروابط تساهمية، ويتضمن التماسكَ بين الجزيئات في البلورات قوى تجاذب تسمى قوى فانْ دِرْفالْس Van derwaals وهي القوى نفسها التي تقوم بإبعاد الغازات الحقيقية عن الحالة الكاملة.وهي قوى ضعيفة فلاتستطيع الحفاظ على تماسك البلورة إلا إذا كان الهيجان الحراري ضئيلاً، مما يجعل البلورات الجزيئية لينة ودرجات انصهارها منخفضة: فدرجة انصهار بلورات كلٍ من سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط نحو 120ْس، والبنزِن 5.4ْسbenzene، ودرجات انصهار بلورات سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط أقل كثيراً من سجل لمشاهدة الروابط العادية.
ومن البلورات الجزيئية الجليد وفيه يتم التماسك بروابط هدروجينية، ويشبه ترتيب ذرتي سجل لمشاهدة الروابط فيه ترتيب ذرتي سجل لمشاهدة الروابط في الماس إلا أن تناظر البلورة سداسي (الشكل 4) وتؤلف المجموعةُ شبكةً كثيرة الفجوات، ويؤدي سجل لمشاهدة الروابط بتحطيم روابطها الهدروجينية إلى انهيار بنية الجليد وازديادٍ كتلته الحجمية.
سجل لمشاهدة الصور

بنية البلورات المعدنية
تتصف البلورات المعدنية بأنها شديدة التراص، وأكثرها شيوعاً:
ـ الشبكة المكعبة ذات الكثافة العظمى المركزية الوجوه وتُحاط كل ذرة فيها باثنتي عشرة ذرة مثل (سجل لمشاهدة الروابطAl وسجل لمشاهدة الروابط Ag وسجل لمشاهدة الروابط Cu وسجل لمشاهدة الروابط Ni وسجل لمشاهدة الروابط Au ...).
ـ الشبكة السداسية المتراصة تراصَّ الشبكة السابقة مثل (سجل لمشاهدة الروابطMg والكادميوم Cd والزنك Zn، ...)، وهناك بعض المعادن القلوية، والحديد Fe في الدرجة العادية من الحرارة يكون لها شبكة مكعبة مركزية وأقل تراصاً مما هي عليه في المعادن السابقة.
وتشغل ذرات سجل لمشاهدة الروابط العقد في الشبكة المعدنية، وتشترك فيما بينها بإلكترون تساهمي واحد على الأقل، وهذه الإلكترونات هي التي تضمن تماسك البلورة كما تضمن الناقلية الحرارية والناقلية الكهربائية. أما الخواص الميكانيكية كقابلية التصفيح والسحب والطرق فإنها تنتج من إمكان انزلاق الذرات بعضها فوق بعض وتختلف هذه الخواص تبعاً لنمط البنية.
إن بنية الخلائط المكونة من اتحاد معادن بعضها ببعض أو بذرة لا معدنية، تشبه بنية المعادن النقية في أن الرابطة المعدنية فيها هي أيضاً التي تضمن تماسكها، ولكن يمكن أن يطرأ على ترتيب الذرات تعديلات بحسب تركيب الخليطة، ويمكن من وجهة النظر هذه أن يميز في حالة الخلائط الثنائية ما يلي:
ـ المحاليل الصلبة لمعدنين مثل سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابطAg-Au، سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط Cu-Ni في الحالة التي تكون فيها شبكات المعادن النقية من نمط واحد والخلايا الأولية البلورية ذات أبعاد متقاربة. ولا يلاحظ في هذه الحالة إلا تغير مستمر في أبعاد الخلايا الأولية وذلك حسب تركيب الخليطة المعدنية.
ـ المحاليل الصلبة التوغلية: وتكون فيها بعض الذرات فقط ذات أبعاد صغيرة صغراً يمكنها من أن تتوغل في سجل لمشاهدة الروابط البلوري لشبكة بعض المعادن مولِّدة فيها فقط تشوهاً طفيفاً. وهذه هي حالة سجل لمشاهدة الروابط أو سجل لمشاهدة الروابط في شبكة الحديد البلورية، وكذلك حالة سجل لمشاهدة الروابط في شبكة سجل لمشاهدة الروابط.
ـ المركبات بين المعادن: وفيها يكون للمعادن التي تكونها بُنى بلورية مختلفة. في هذه الحالة يُظهر التغير التدريجي لتركيب الخليطة الكيمياوي عدة أطوار متعاقبة a، b، g، e، h ذات بنى بلورية مختلفة ويتفق كل طور منها مع بنية إلكترونية محدَّدة وأحياناً معقدة. وهذه هي حالة خلائط الشبه (سجل لمشاهدة الروابط الأصفر)
ß (CuZn)و( ε (CuZn3)، γ (Cu5Zn3.
بنية الجزيئات الضخمة والإيونات الضخمة
يصادف في سجل لمشاهدة الروابط عضوية كانت أو لا عضوية جزيئات ضخمة وإيونات ضخمة، وتعتمد معرفة بنيتها أولاً على بنية القاعدة أو العقيدة وتكرارها ثم على بنية البلورة عند اللزوم، ويتميز من هذه الجزيئات والإيونات اعتماداً على بنيتها ما يلي:
ـ الجزيئات الضخمة والأيونات الضخمة الخيطية الشكل filiforme أو وحيدة البعدunidimentionnel وتتألف على العموم من ارتباط أعداد كبيرة من المجموعات الذرية المتماثلة (اللازمة motif) تراوح بين 100 و1000، ومن الجزيئات الخيطية الشكل الكبريت ومتعدد الإتيلين والسليلوز، وغيرها، ومن الإيونات الخيطية الشكل مثل سيليكات ثنائي سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط (الشكل 5).
سجل لمشاهدة الصور

وتعد الجزيئات الضخمة الخيطية الشكل أساس الصناعات اللدائنية. وتقدم السيلكات ثنائيات سجل لمشاهدة الروابط مثالاً على الشوارد الضخمة (Si4O11)n6n.
ـ الجزيئات الضخمة والأيونات الضخمة الصفيحية lamellaires أو الثنائية البعد، كسجل لمشاهدة الروابط (الشكل 6) ، وفيها تكون ذرات سجل لمشاهدة الروابط منضَّدة في مستويات متوازية بحسب شكل سداسي منتظم، بحيث يتشكل في كل مستوٍ جزيءٌ ضخم ثنائي البعد، ترتبط فيه كل ذرة كربون بجاراتها القريبة التي تبعد عنها 1.42Aْ بثلاث روابط تساهمية موجهة بـ 210ْ ناتجة عن التهجين المثلثي sp2.
سجل لمشاهدة الصور
وتكون المسافة في هذه الحالة بين مستو وآخر أكبر مما هي عليه في المستوي إذ تقارب ْ3.4A ويكون الارتباط أضعف مما يُكسب سجل لمشاهدة الروابط ملمساً دهنياً وخواص تزليقية.
ويشاهد الشيءُ نفسه في السيليكات، كالتالك، وفي ألُمينات السيليكون كالميكا السهلة التصفيح، والأرجيلات (الغضاريات) Argiles المكونة من أيونات موجبة ضخمة[Al(OH)4]n2n++ وسالبة ضخمة (SiO5)n2n- متوضعة في صفائح متوازية ومتناوبة تدخل فيما بينها جزيئات الماء وتؤدي إلى انتفاخها ومرونتها.
ـ الجزيئات الضخمة والإيونات الضخمة الثلاثية البعد: من الأمثلة عليها الماس وهو بلورة ذرية تكون فيها كل الروابط متماثلة، وكذلك سجل لمشاهدة الروابطSilice المتبلور منه وغير المتبلور. ومن الأيونات الضخمة ثلاثية البعد الفِلْدِسْبات feldspaths والزيوليت Zéolites وألمينات السيليكون: ويمكن تمثيل بنية إيون الزيوليت بأن هناك في سجل لمشاهدة الروابط عدداً من الذرات 14Si حل محلها من دون أي تشويه يذكر عددٌ مماثل من الذرات 13Al التي تقل شحنة نواتها عن شحنة نواة السيليكون بشحنة موجبة واحدة. وبذلك تكون شحنة المجموعة سالبة، أي يتكون أنيون ضخم ثلاثي البعد من ألمينات السيليكون Macronion. ويتم التعادل الكهربائي بواساطة كاتيونات أصغرية Microcations مثل K+ أو Ca2+ أو غيرهما سهلة التبادل. ويفسِّر هذا استعمال الزيئوليت في تحلية المياه الطبيعية.
فايز فلوح













التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #4
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

التفاعل الكيميائي

التفاعل الكيميائي chemical reaction هو عملية كيميائية أساسية، تتحول فيها المواد إلى مواد أخرى جديدة ذات خواص مختلفة ويحدث في أثناء التفاعل الكيميائي كسر للروابط الكيميائية التي تربط ذرات العنصر الواحد أو التي تربط ذرات العناصر في المركبات ثم تكوين روابط كيميائية جديدة وبالتالي مركبات جديدة. ويميز التفاعل الكيميائي نظام تحول ترموديناميكي يتبادل سجل لمشاهدة الروابط مع الوسط الخارجي، ويكون لهذه سجل لمشاهدة الروابط أشكال متعددة كالحرارة والعمل وسجل لمشاهدة الروابط الكهربائية وسجل لمشاهدة الروابط الإلكترونية، ويشكل هذا التبادل الحراري جزءاً من علم التحريك الحراري [ر] (الترموديناميك). قد يكون التفاعل ناشراً أو ماصاً للحرارة وهناك تفاعلات لاتنشر ولا تمتص حرارة.
يتحول المزيج الكيميائي في التفاعل الكيميائي من مواد داخلة في التفاعل إلى نواتج، ويمكن أن تختفي في المزيج الكيميائي أحد المواد الداخلة في التفاعل وهذا هو التفاعل التام، كما هي الحال في الكثير من تفاعلات الاحتراق.
سجل لمشاهدة الصور
ويتوقف التفاعل الكيميائي وتبقى بعض المواد الداخلة في التفاعل في حالات أخرى وهذا هو التفاعل غير التام الذي يصل إلى حالة التوازن.
سجل لمشاهدة الصور
يحدث التوازن الكيميائي في محلول حمض الخل عندما يتشرد (يتأين) جزء صغير منه، وتكون درجة التفكك صغيرة، ويظل القسم الأعظم من جزيئات حمض الخل غير متفكك.
يختلف زمن التفاعل الكيميائي من بدء التفاعل حتى نهايته (بحسب شروط الحرارة والضغط والحفاز)، وهذا ما يعبر عنه بسرعة التفاعل وتكون هذه السرعة كبيرة جداً في بعض الحالات فيبدو التفاعل آنياً كما في الانفجار، ويجب لفهم التفاعل معرفة طبيعة المواد الداخلة ونسبها في التفاعل والنواتج كما في المعادلة الآتية:
سجل لمشاهدة الصور
تعبر المعادلة السابقة عن تساوي الطرفين وتعطي فكرة عن التحولات الظاهرية macroscopic ولا تعطي معلومات عن آلية التفاعلات. تظهر آلية التفاعل عند انفصال الذرات أو الشوارد أو اجتماعها. وتُميّز من أنواع التفاعلات الكيميائية:
تفاعلات سجل لمشاهدة الروابط ]ر[: وتترافق بانتقال إلكترون أو أكثر من ذرة عنصر إلى ذرات عنصر آخر لتشكيل مركبات جديدة. وتُعرّف الأكسدة بفقدان سجل لمشاهدة الروابط ويعرف الإرجاع باكتساب سجل لمشاهدة الروابط وتتم عمليتا الأكسدة والإرجاع في وقت واحد، ومثال ذلك:

سجل لمشاهدة الصور

إذ تشير الأرقام إلى تكافؤ المعدنين Mn وFe.
تفاعلات التعديل acid-base reaction: وهي التفاعلات الأساسية والحمضية وتشمل تحركات سجل لمشاهدة الروابط أو الثنائية الإلكترونية، فسجل لمشاهدة الروابط تتفاعل مع الأسس لتعطي ملحاً وماءً والمثال النموذجي هو تفاعل تعديل حمض كلور سجل لمشاهدة الروابط مع هيدوكسيد الصوديوم:
سجل لمشاهدة الصور
ويكون سجل لمشاهدة الروابط هو النتيجة النهائية لتفاعل الحموض وسجل لمشاهدة الروابط مع بعضها في المحلول، يتشكل سجل لمشاهدة الروابط عندما تنضم شوارد سجل لمشاهدة الروابط إلى شوارد الهدروكسيل.
تفاعلات سجل لمشاهدة الروابطpolymerization: يدعى تفاعل ارتباط جزيئين لتشكيل جزيء جديد تفاعل سجل لمشاهدة الروابط ويتم هذا الارتباط بوجود الخفاز. والمثال النموذجي تبلمر الأستلين الذي يعطي فينيل أستلين المركب المهم في تحضير الإيزوبرين isoproene والبوتاديين butadiene المركبات المستعملة في صناعة المطاط.
وتفاعل سجل لمشاهدة الروابط يدعى تفاعل ارتباط الجزيئات الصغيرة المتماثلة monomerالذي يؤدي إلى تشكيل جزيئات ضخمة، ذات وزن جزيئي مرتفع، ولا يختلف محتواها العنصري عن تركيب الجزيئة الصغيرة تفاعل سجل لمشاهدة الروابط. والمرحلة الأساسية فيها المبادرة ثم نمو السلسلة وأخيراً توقف النمو باختفاء الجزيئة الفعالة في التفاعل. ومن التفاعلات الأخرى تفاعل التكاثف. بين الجزيئات المشبعة الحاوية على زمر وظيفية ويترافق التكاثف بحذف جزيئة ماء. إضافة إلى تفاعلات التكسير والاصطناع والاستبدال والإضافة والحذف.
هيفاء العظمة













التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #5
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

التكافؤ

التكافؤ Valencyهو مفهوم يستعمل، بوجه عام، في سجل لمشاهدة الروابط لتعيين القيمة الاتحادية لذرة أو مجموعة ذرات أو أيون بسيط أو معقد.
استُخدم مفهوم التكافؤ في القرن الماضي استخداماً بسيطاً جداً، إذ أخذ سجل لمشاهدة الروابط عنصراً للمقارنة، فكان تكافؤ عنصر غير معدني هو قيمته الاتحادية مع الهدروجين، وكان تكافؤ عنصر معدني هو عدد ذراته التي تحل محل سجل لمشاهدة الروابط في مركب ما. فعلى سبيل المثال: يكون تكافؤ سجل لمشاهدة الروابطCl واحداً في HCl وتكافؤ سجل لمشاهدة الروابط O اثنين في H2O، وتكافؤ سجل لمشاهدة الروابط N ثلاثة في NH3؛ كما أن تكافؤ سجل لمشاهدة الروابط Na واحد في NaCl، وتكافؤ سجل لمشاهدة الروابط Ca اثنان في CaCl2، وتكافؤ سجل لمشاهدة الروابط Al ثلاثة في AlCl3.
كذلك اتُّخذ سجل لمشاهدة الروابط عنصراً للمقارنة في المركبات الأكسجينية، مثل: N2O، CO، SiO2، SO3،.. حيث يُرى أن تكافؤ سجل لمشاهدة الروابط يساوي واحداً وتكافؤ الكربون يساوي اثنين، وتكافؤ السيليسيوم أربعة وتكافؤ سجل لمشاهدة الروابط ستة بافتراض أن تكافؤ سجل لمشاهدة الروابط اثنان.
وتظهر الخاصية الدورية لصفات العناصر واضحة أكثر الوضوح في قيم تكافؤ العناصر الممثَّلة في المجموعات (الفصائل) A؛ فالتكافؤ الاعتيادي الأكثر شيوعاً للعنصر في كلٍ من المجموعات الأولى A حتى المجموعة A الرابعة يساوي رقم المجموعة، أما تكافؤ العنصر في كلٍ من المجموعات A الخامسة والسادسة والسابعة فيساوي حاصل طرح رقم المجموعة من العدد A. فالليثيوم Li من المجموعة الأولىA أحادي التكافؤ في مركبه LiCl، وسجل لمشاهدة الروابط Ba من المجموعة سجل لمشاهدة الروابط A ثنائي التكافؤ في BaO، وسجل لمشاهدة الروابط Al من المجموعة الثالثة A ثلاثي التكافؤ في AlCl3، والفسفورP من المجموعة الخامسة A ثلاثي التكافؤ في PCl3، وسجل لمشاهدة الروابط A من المجموعة السادسة A ثنائي التكافؤ في H2S.
ولكن كل ما سبق ذكره لا يخضع لأية مبادئ نظرية في طبيعة الرابطة الكيمياوية، فمعظم العناصر في مركباتها المختلفة تظهر تكافؤات مختلفة، ولا يمكن الجزم بتحديد تكافؤ عنصر ما بقيمة واحدة. وقد أدى تطور نظريات الرابطة الكيمياوية[ر] إلى وضع أساس نظري لمفهوم التكافؤ وإلى التمييز بين التكافؤ الكهربائي electrovalence والتكافؤ المشترك cooalence والتكافؤ التساندي coordinence.
فالتكافؤ الكهربائي أو التكافؤ الإيوني هو العدد الصحيح الذي يعبِّر عن شحنة سجل لمشاهدة الروابط إذا أُخذت شحنة سجل لمشاهدة الروابط واحدة للشحنة. فالذرة التي فقدت أحد إلكتروناتها السطحية تكون موجبة الشحنة، أما الذرة التي اكتسبت إلكتروناً فتكون سالبة الشحنة، وتكون قوى الجذب بين هذه الأيونات المتعاكسة شديدة، ويتدخل هذا التكافؤ في قوانين فارادي وفي تكوين المركبات الأيونية.
التكافؤ المشترك
يتزاوج أحد إلكترونات الطبقة السطحية لذرة مع أحد إلكترونات الطبقة السطحية لذرة أخرى ويصبح زوج الإلكترونات هذا من نصيب كلتا النواتين، وتكون السوية السطحية لكلتا الذرتين المكوِّنتين للجزيء محققة قاعدة الثمانية.
وترتبط عادة نواتا ذرتين وزوج أو زوجان أو ثلاثة أزواج من الإلكترونات في الروابط المشتركة، وتكون الرابطة أحادية في Cl:Cl وثنائية في O::O، وثلاثية في N:::N.
أمَّا التكافؤ التساندي فهو نوع من أنواع المشترك، إذ تُسهم إحدى الذرتين بكلا الإلكترونين وهي الذرة المانحة، ويتم اقتسام زوج الإلكترونات بين هاتين الذرتين لتشكيل الرابطة التساندية التي تُميَّز بسهم يتجه من الذرة المانحة. ويقوم التكافؤ التساندي بدور هام في تصنيف المركبات المعقدة ودراستها.
مروان البحرة













التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #6
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

التوازن الكيمياوي
يقال عن جملة مؤلفة من مادة واحدة أو عدد من المواد إنها في حالة توازن كيميائي chemical equilibrium إذا لم تكن قادرة على القيام بأي تحول تلقائي في البنية الداخلية (حدوث تفاعل كيميائي[ر]) أو القيام بنقل المادة من جزء ما إلى أي جزء آخر منها (الانتشار في المحاليل).
ويكون سجل لمشاهدة الروابط عكوساً reversible إذا جرى وفق اتجاهين متعاكسين، ويمكن أن تُعد جميع التفاعلات الكيميائية عكوسة، بيد أن هناك الكثير من التفاعلات يكون مدى التفاعل العكسي فيها من الصغر إلى حد يمكن إهماله، وبذلك تُعد هذه التفاعلات تامة، أي تحدث في اتجاه واحد. فإذا تفاعل، مثلاً، مزيج مؤلف من جزأين من الهيدروجين وجزء من سجل لمشاهدة الروابط في درجة الحرارة العادية بوساطة شرارة كهربائية كانت النتيجة تحول المزيج الغازي بكامله إلى ماء من دون بقاء أي كمية يمكن كشفها من سجل لمشاهدة الروابط أو الأكسجين، لذلك فتفاعل سجل لمشاهدة الروابط مع سجل لمشاهدة الروابط تفاعل تام في الشروط النظامية من الحرارة. ويمكن إعطاء كثير من الأمثلة على تفاعلات كيميائية مشابهة في السلوك للتفاعل السابق مثل تفاعلات الاحتراق وتفاعلات التعديل (حمض + أساس) وتفاعلات المعادن مع سجل لمشاهدة الروابط وغيرها؛ أما إذا سمحت الشروط لكل من التفاعل الأمامي (المباشر) forward reaction والتفاعل الخلفي (الرجعي) backward reaction بالحدوث بمقدار محسوس، فإن العملية تُعد تفاعلاً عكوساً. وهكذا ما أن يبدأ التفاعل الأمامي بالحدوث حتى تتجمع المواد الناتجة وتبدأ بالتفاعل عاكسة العملية الأمامية ومعطية المواد المتفاعلة من جديد، ومن ثم لايمكن لأي من التفاعلين الأمامي أو الخلفي أن يحدث بصورة تامة. وقد وجد أنه بعد مضي وقت كاف تصل جميع التفاعلات العكوسة إلى حالة توازن كيميائي، أي إلى حالة لا يحدث فيها أي تغير في تكوين المزيج المتفاعل مع مرور الزمن شريطة عدم تغير سجل لمشاهدة الروابط والضغط. ويمكن إذا ما اختيرت الشروط اختياراً مناسباً الوصول إلى حالة التوازن ذاتها بغض النظر عن الجهة التي يبدأ منها بإجراء التفاعل العكوس. وتُعد أسترة سجل لمشاهدة الروابط بوساطة حمض كربوكسيلي مثالاً تاريخياً على التفاعلات العكوسة التي أجراها برتوليه[ر] Berthelot ول. بيان دو سان جيل L. Pean de Saint-Gilles عام 1861. يلاحظ عند مزج مول واحد من الإيتانول (سجل لمشاهدة الروابط الإيتيلي) مع مول واحد من حمض الخل أن تفاعل الأسترة الذي يحدث في الدرجة 100س يتوقف عند بقاء سجل لمشاهدة الصور مول من الحمض وسجل لمشاهدة الروابط المتفاعلين مع سجل لمشاهدة الصور مول من خلات الإيتيل وسجل لمشاهدة الروابط الناتجين. ومن جهة أخرى، إذا تفاعل في سجل لمشاهدة الروابط السابقة ذاتها مول واحد من خلات الإيتيل مع مول واحد من سجل لمشاهدة الروابط فإن تفاعل سجل لمشاهدة الروابط يتوقف عند تكوين للمزيج يوافق تماماً التكوين المذكور سابقاً. وهكذا يعد تفاعلا الأسترة وسجل لمشاهدة الروابط عكوسين، ويعد مزيج المواد الأربع ذو التكوين السابق متوازناً كيميائياً. وبما أن تكوين الجملة المتوازنة لا يعاني أي تغير إذا لم يتغير الضغط وسجل لمشاهدة الروابط لذلك يكون هناك احتمالان: الأول هو أن سجل لمشاهدة الروابط قد توقف تماماً؛ والثاني هو أن التفاعل الأمامي والتفاعل الخلفي يحدثان في الوقت ذاته وبالسرعة نفسها. إن الاحتمال الثاني هو الاحتمال المقبول علمياً، لذلك يقال إن الجملة موجودة في حالة توازن تحريكي dynamic equilibrium.
يستخدم للدلالة على المساواة بين جزيئات أو ذرات المواد المتفاعلة والناتجة في سجل لمشاهدة الروابط التام سهم واحد كما في المثال الآتي:
سجل لمشاهدة الصور

في حين يستعمل في سجل لمشاهدة الروابط العكوس سهمان متعاكسان كالآتي:
سجل لمشاهدة الصور

وتجدر الإشارة إلى أن هناك تفاعلات مثل تفاعل احتراق سجل لمشاهدة الروابط في سجل لمشاهدة الروابط تكون تامة عندما تحدث في سجل لمشاهدة الروابط العادية وتصبح عكوسة في درجات مرتفعة من الحرارة.
قانون فعل الكتلة
توفر فرضية التوازن الحركي طريقة بسيطة لتعيين العلاقة بين كميات المواد المتفاعلة والمواد الناتجة الموجودة في حالة توازن. تدعى هذه العلاقة قانون فعل الكتلةlaw of mass action، وقد توصل إليه الكيميائيان النرويجيان س.كلدبرغ C.Guldberg وب.واغ P.Waage عام 1864. فقد بحث هذان العالمان تأثير تركيز المواد المتفاعلة على سرعة التفاعل فوجدا أن سرعة سجل لمشاهدة الروابط تتناسب طرداً مع التراكيز الموليَة لهذه المواد. فإذا ما أخذ بالحسبان تفاعل عكوس عام تقوم فيه a مولاً من المادة A بالتفاعل مع b مولاً من المادة B منتجة c مولاً من المادة C وd مولاً من المادة D وفق الآتي:
سجل لمشاهدة الصور

ينتج أن سرعة التفاعل الأمامي تتناسب مع التراكيز الموليَة للمادتين A وB، فإذا فرض أن ثابت التناسب هو k أمكن عندئذ كتابة المعادلة التالية:
سرعة التفاعل الأمامي سجل لمشاهدة الصور
حيث يرمز [A] و[B] إلى التركيز الموليَ للمادتين A وB. وتكتب بصورة مشابهة المعادلة الآتية للتفاعل الخلفي الذي تتناسب سرعته مع التركيزين الموليَين للمادتين C وD وترمز k لثابت التناسب الجديد:
سرعة التفاعل الخلفي سجل لمشاهدة الصور
وتكون سرعة التفاعل الأمامي في حالة التوازن مساوية سرعة التفاعل الخلفي، لذلك يكتب:
سجل لمشاهدة الصور

وتجدر الإشارة إلى أن التراكيز المبينة في المعادلة السابقة هي التراكيز المقيسة في حالة التوازن. وتكتب المعادلة السابقة عادة على النحو الآتي:
سجل لمشاهدة الصور

تدعى العلاقة (2) قانون فعل الكتلة، ويدعى Kc ثابت توازن سجل لمشاهدة الروابط (1) وهو ثابت لا يتعلق إلا بدرجة الحرارة، ويبين الدليل c أن الثابت يتعلق بحساب تركيز المواد بدلالة سجل لمشاهدة الروابط في اللَتر. أما إذا أخذت الضغوط الجزئية للدلالة على التركيز فيكتب قانون فعل سجل لمشاهدة الروابط على النحو:
سجل لمشاهدة الصور
وتكون العلاقة بين Kc وKp كما يأتي:
سجل لمشاهدة الصور

حيث يرمز R إلى ثابت سجل لمشاهدة الروابط الكامل وT إلى درجة حرارة التفاعل المطلقة وn إلى الفرق بين مجموع عدد مولات المواد الموجودة إلى يمين التفاعل والمواد الموجودة إلى يساره، كما تبينه المعادلة الكيميائية الممثلة للتفاعل. وتبين المعادلة (4) أن ثابت التوازن Kp كالثابت Kc يتعلق فقط بسجل لمشاهدة الروابط. كما يتضح من المعادلة (2) أو من المعادلة (3) أنه عندما تكون قيمة ثابت التوازن صغيرة جداً 1>>K(KcأوKp) فإن صورة (بسط) عبارة فعل سجل لمشاهدة الروابط تكون أصغر من المخرج (المقام) وهذا يعني أنه عند استتباب التوازن يكون تركيز إحدى المواد (على الأقل) الموجودة إلى يمين المعادلة الكيميائية (1)صغيراً، أي إن القيمة الصغيرة لثابت التوازن تدل على أن التفاعل لا يجري بدرجة كبيرة من اليسار إلى اليمين، وبعبارة أخرى يمكن القول إن مزج A مع B لايعطي الكثير من C وD. أما إذا كان ثابت التوازن في درجة حرارة معينة كبيراً 1<<K فإنه يمكن أن يستنتج وفقاً لما سبق أن التفاعل في هذه الحالة يسير من اليسار إلى اليمين بصورة تامة تقريباً، أي إن مزج A مع B يؤدي عملياً إلى تحول كبير إلى C وD.
تتجلى أهمية الاستنتاجات السابقة في كونها تقود إلى علاقة محددة بين تراكيز الأجسام المتفاعلة وتراكيز الأجسام الناتجة في تفاعل عكوس بعد استتباب التوازن، فيلاحظ أنه مهما كانت الكميات الأولية للأصناف المتفاعلة A، B و...الخ. وأنه سواء أكانت كل المواد الناتجة C، D و...الخ.. موجودة أو غير موجودة في بداية التفاعل، فإن التراكيز في حالة التوازن يجب أن يرتبط بعضها مع بعضها الآخر بطريقة تكون فيها العلاقة (2) محققة. فإذا عرفت قيمة ثابت التوازن بإجراء تجربة واحدة في درجة حرارة معينة أصبح بالإمكان معرفة تكوين الجملة المدروسة في حالة التوازن من أجل أي حالة أولية في درجة الحرارة نفسها. وكذلك يمكن بمعرفة تابعية ثابت التوازن لسجل لمشاهدة الروابط حساب قيمة هذا الثابت في أي درجة حرارة مطلوبة إذا ما عرفت قيمته في درجة حرارة معينة. تعطى هذه التابعية بعلاقة سجل لمشاهدة الروابط Van’t Hoff الآتية:
سجل لمشاهدة الصور

تشتق هذه المعادلة من المفهومات الترموديناميكية وتمثل ΔH الفرق بين مجموع إنطلبية المواد الناتجة عن التفاعل والمواد الداخلة فيه وتدعى حرارة التفاعل heat of reaction وتكون موجبة عندما يكون التفاعل ماصاً للحرارة endothermic وسالبة حين يكون التفاعل ناشراً للحرارة exothermic. ويمكن مكاملة المعادلة (5) في الحالة الخاصة التي لا تتغير فيها ΔH إلا تغيراً بسيطاً حين تتغير درجة الحرارة، فينتج:
سجل لمشاهدة الصور

وكذلك يمكن مكاملة علاقة سجل لمشاهدة الروابط بسهولة عندما تكون ΔH تابعة لسجل لمشاهدة الروابط بمعرفة السعات الحرارية heat capacities للمواد الكيميائية الموجودة في المزيج المتوازن.
قانون انزياح التوازن
تبين التجربة كما يبين قانون فعل سجل لمشاهدة الروابط أن تكوين المزيج المتوازن لتفاعل عكوس يتأثر بتغير تركيز المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة والضغط والحجم. لايكون للمتحولين الأخيرين أي تأثير في حالة التفاعلات التي يكون فيها مجموع عدد مولات المواد الناتجة مساوياً مجموع عدد مولات المواد المتفاعلة كالتفاعل:
سجل لمشاهدة الصور

ويمكن حساب تأثير العوامل السابقة في تكوين المزيج المتفاعل المتوازن بصورة كمية استناداً إلى قوانين التحريك الحراري[ر] (الترموديناميك)، إلا أن هناك قاعدة ذات أساس ترموديناميكي سهلة التطبيق تعرف بمبدأ لوشاتوليه Le Chatelier تقود إلى استنتاجات كيفية فيما يتعلق بالجهة التي ينزاح إليها التفاعل إذا ما تغير أحد العوامل التي لها تأثير فيه. تنص هذه القاعدة على أنه «إذا حدث أي تغير في أحد العوامل التي تحدد توازن جملة متوازنة فإن هذه الجملة تميل إلى تعديل نفسها فتخفف بقدر الإمكان من تأثير هذا التغير». تتوضح هذه القاعدة بدراسة التأثيرات المختلفة على المثال الآتي (الناشر للحرارة):
سجل لمشاهدة الصور

أ - تأثير تغيير كمية أحد المكوناتيجعل في هذه الحالة حجم الجملة ودرجة حرارتها ثابتين، ويضاف إلى الجملة المتوازنة كمية زائدة من سجل لمشاهدة الروابط مثلاً: تبين قاعدة لوشاتوليه أن زيادة سجل لمشاهدة الروابط تؤدي إلى انزياح التوازن في الاتجاه الذي يخفف من هذه الزيادة، أي تعدل الجملة نفسها بامتصاص تأثير سجل لمشاهدة الروابط المضاف، ويكون ذلك عن طريق اتحاد جزيئات سجل لمشاهدة الروابط مع سجل لمشاهدة الروابط وإنتاج الأمونيا، وهكذا ينزاح التوازن من اليسار إلى اليمين. أما في حالة إضافة كمية جديدة من الأمونيا إلى المزيج المتوازن فإن التوازن ينزاح من اليمين إلى اليسار.
ويحدث الأمر ذاته إذا أُنقصت مثلاً كمية الأمونيا في المزيج المتوازن إذ ينزاح التوازن عندئذ في الاتجاه الذي يخفف من تأثير نقصان الأمونيا، ويتم ذلك بإنتاج كمية جديدة من سجل لمشاهدة الروابط عن طريق اتحاد سجل لمشاهدة الروابط مع الهدروجين، أي ينزاح التوازن من اليسار إلى اليمين.
ب - تأثير تغير حجم الجملة أو ضغطها:
يُميز في هذه الحالة نوعان من التفاعلات، الأول هو التفاعلات التي يكون فيها مجموع عدد الجزيئات في يمين المعادلة الكيميائية مساوياً مجموع عدد الجزيئات في يسارها كالتفاعل (7)، إذ يلاحظ أن تغير حجم الجملة أو ضغطها لا تأثير له في تكوين المزيج المتفاعل المتوازن. أما النوع الثاني فيختلف فيه مجموع عدد الجزيئات في اليمين عن عددها في اليسار ومن ثم يكون لحجم الجملة أو ضغطها تأثير في التكوين.
وتفسر قاعدة لوشاتوليه هذه الظاهرة، بالقول إنه إذا ما أنقص حجم تفاعل متوازن، أدى ذلك إلى ازدحام الجزيئات في الحجم الجديد فينزاح التوازن إلى الجهة التي تخفف من الازدحام، أي الجهة التي تنقص عدد جزيئات الجملة بأكملها. ويتم ذلك في حالة التفاعل (8) عن طريق تكوين الأمونيا، لأن تكوُّن جزيئين من سجل لمشاهدة الروابط يستهلك أربعة جزيئات من سجل لمشاهدة الروابط والآزوت، ولذلك ينزاح التوازن من اليسار إلى اليمين. أما في التفاعل (7) فلا يكون هناك اتجاه يخفف من تأثير الازدحام ولذلك يبقى تكوين المزيج المتوازن ثابتاً لدى إنقاص الحجم.
أما تأثير الضغط فيكون معاكساً لتأثير الحجم، ولذلك يكتفى عادة بدراسة أحدهما، ويمكن القول إن زيادة الصغط تزيح التوازن بالاتجاه الذي يتكون فيه عدد أقل من جزيئات الغاز، ويحدث العكس إذا انخفض الضغط.
جـ - تأثير درجة الحرارة
يتبين من التفاعل (8) أن التفاعل الأمامي ينشر كمية من الحرارة قدرها كيلو حريرة نتيجة تكون مولين من سجل لمشاهدة الروابط بدءاً من مول واحد من سجل لمشاهدة الروابط وثلاثة مولات من سجل لمشاهدة الروابط. أما التفاعل الخلفي فيمتص الكمية نفسها من الحرارة نتيجة تفكك المقدار نفسه من سجل لمشاهدة الروابط إلى آزوت وهدروجين. وتبين قاعدة لوشاتوليه أنه إذا ارتفعت درجة حرارة تلك الجملة المتوازنة فإنها تعدل نفسها بالإنقاص من مقدار هذا الارتفاع، ويتحقق ذلك بامتصاص الحرارة أي بانزياح التوازن من اليمين إلى اليسار.
غدير زيزفون












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #7
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

توازن الحمض مع الأساس

توازن الحمض مع الأساسAcido - Basic Equilibrium هوالنسبة الثابتة بين سجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط في العضوية، ويتحدد التوازن حمض ـ أساس للوسط الداخلي الضروري للحياة بتركيز أيونات الهيدروجين. ويعبر عن هذا التركيز بالقيمة اللغريتمية السالبة لتركيز هذه الأيونات أي الباهاءPH]، لوجود علاقة ثابتة بين تركيزي أيونات الهيدروجين +H، وأيونات الهيدروكسيلOH-، وهي: [OH-] [H+] د=10-14، فإن الـPH يعبر أيضاً عن تركيز أيونات الهيدروكسيل، ويكون تركيزا أيونات الهيدروجين والهدروكسيل متساوييْن في الوسط المعتدل ويساويان 10 -7(أي أن PHد=7) ويراوح PH الوسط الداخلي للعضوية عادة بين (7.35 و7.40)، فيحدث الحُماض (acidose) عندما يكون الـPH أقل من 7.35، والقلاء (alcalose) عندما يكون أعلى من7.40، ولا تكون الحياة ممكنة إلا إذا بقي الـPH بين القيمتين 7و7.8. وتملك العضوية للمحافظة على قيمة الـPH ضمن المجال المذكور نظماً موقية Les systemes tampons وعضوين منظمين هما الرئة والكلية.
تنظيم التوازن حمض ـ أساس
يتألف النظام الموقِّي عادة من مزيج حمض ضعيف وملحه، ويكون مسؤولاً عن تخفيف خطر حدوث تبدل مفاجىء في PH الوسط إذا ما دخلته كمية زائدة من حمض قوي أو أساس قوي. ويتم ذلك عن طريق تحويل هذه الزيادة إلى حمض ضعيف أو أساس ضعيف وفق المعادلة:
سجل لمشاهدة الصور

ويتناسب تركيز شوارد سجل لمشاهدة الروابط في سجل لمشاهدة الروابط الموقي مع نسبة تركيز الحمض Ca إلى تركيز الملح Cs كما تُبين معادلة هندرسون ـ هاسلباخ الآتية:
سجل لمشاهدة الصور

حيث يمثل Ka ثابت تأين الحمض، ويعد النظام الموقي الذي تمتلكه المصوَّرة Plasma من أكثر النظم المعروفة الآلية. ويتألف هذا النظام من حمض سجل لمشاهدة الروابط وملحه بيكربونات سجل لمشاهدة الروابط. وتتم المحافظة على تركيز ثابت من هذين المركبين بطرح أي فائض من حمض سجل لمشاهدة الروابط عن طريق الرئة وأي فائض من بيكربونات سجل لمشاهدة الروابط عن طريق الكلية، ويدل على كمية البيكربونات المتوافرة لتعديل خطر حدوث الحماض بالميلّي مكافىء في اللترm Eq/L وتمثل هذه الكمية أكثر من نصف كمية أنيونات محاليل المصورة الموقية.
تشخيص اضطرابات التوازن حمض ـ أساس ومعالجتها
لا توجد أعراض واضحة لاضطرابات التوازن حمض ـ أساس، ولذلك يعتمد التشخيص على دراسة النظام بيكربونات ـ حمض سجل لمشاهدة الروابط. ويمكن أن تتم دراسة التوازن حمض ـ أساس باستخدام معادلة هندرسون ـ هاسلباخ التي يمكن بوساطتها حساب أحد المعاملات الثلاثة بعد قياس المعاملين الآخرين. وهكذا يمكن تعيين الـPH وتركيز CO2 الكلي وضغط CO2. وتكون البيكربونات مسؤولة عن الاضطراب الاستقلابي، أما القلاء والحماض الغازيين فيتعلقان بتركيز H2CO3. ويؤدي الخلل إلى تركيز أيٍ من هذين المركبين إلى اضطرابات سريرية وبيولوجية محددة تعتمد معالجتها على التحميض أو القلونة حسب الحال.
غدير زيزفون












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #8
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

الترميز الكيمياوي

الترميز الكيمياوي Chemical symbology نظام منهجي مترابط لتمثيل الأنواع الكيمياوية.
لمحة تاريخية
يعود الترميز الكيمياوي في أصوله إلى السيميائيين الذين استعملوا علامات خاصة لتمثيل شتى أنواع المادة، فقد بدأ السيميائيون بتمثيل «العناصر» الأربعة التي قالت بها نظرية أمبدقلس Empedocle (التراب وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط والنار) فكانت رموزها كما يأتي:
سجل لمشاهدة الصور

وذلك وفق علاقتها بالرموز المتعلقة بعلم التنجيم، وبقي هذا الترميز الذي امتد إلى العديد من المواد، وإلى عمليات الكيمياء المهمة، قائماً حتى عصر لافوازيه Lavoisier. وقد اقترح لافوازيه، بدعمٍ من بعض الكيميائيين، تسميات كيمياوية جديدة لا يزال بعضها قائماً حتى اليوم مصحوبة بترميز اختزالي نوعاً ما لمختلف المركبات، وهما التسمية والترميز اللذان استعملهما لافوازيه في كتابه الشهير: «مبادئ سجل لمشاهدة الروابط Traité élémentaire de chimie» عام 1789.
وكان لِدَلْتُن Dalton الذي وضع عام 1803 النظرية الذرية ـ ترميزٌ كيمياوي يعتمد على وجود ذرات الأجسام البسيطة وبقائها؛ وقد مثلها نتيجة لشكلها الكروي بدوائر تحمل في داخلها علامةً مميزة كنقطة وخط، وصليب والحرف الأول من اسم الجسم البسيط الخاص بكل ذرة. وقرن دَلْتُن، في الوقت نفسه، كلاً من هذه الرموز ـ أي كل ذرة من جسم بسيط ـ بوزن نسبي هو عدد محدد بالنسبة إلى سجل لمشاهدة الروابط ذو الوزن الاصطلاحي المساوي للواحدة؛ وهو مفهوم أساسي في الترميز الكيمياوي الحديث الذي كان أصل هذه الفكرة.
وجاء برزيليوس Berzelius فعمّم استعمال الحروف الأولية في الرمز على سائر العناصر حاذفاً دوائر دلتن، ويعود إليه الفضل أيضاً في استعمال أسٍ أو دليلٍ لكل عنصر، في صيغ المركبات على نحو قريب من الصيغ الحالية.
وفي الوقت نفسه سهَّل اكتشافُ القوانين العامة للاتحادات، كما سهلت التقدمات المستمرة للتحليل الكيمياوي وضْعَ جداول للأوزان الذرية التي كانت دقتها تزداد دائماً، وقد نشر برزيليوس العديد منها آخذاً سجل لمشاهدة الروابط الذي هو «مرتكز الكيمياء» ذرةً مرجعية. ومن هنا أخذ صرح الترميز الكيمياوي يعلو تدريجياً، وقد ازدادت دقته ونجوعه ونموه في النصف الثاني من القرن التاسع عشر بعد مجادلات عنيفة.
الترميز الحالي
الترميز الحالي ترميز ذو صفة ذرية وطَّد النصر النهائي لأفكار دلتن وحدّدها تحديداً دقيقاً ومغيراً فيها بعض الشيء، وهو يتلخص بما يلي:
1 ـ يُمَثَّّلُ كل عنصر برمز يتألّف من الحرف الأول من اسم العنصر أو من حرفين. ولما كان الكثير من العناصر موجوداً في الطبيعة في حالة خليط ثابت التركيب من سجل لمشاهدة الروابط فقد ارتبط رمز العنصر بهذا الخليط مبدئياً. أما في الحالة التي ينظر فيها إلى أحد سجل لمشاهدة الروابط فقط فإن الرمز يسبق عندئذ بعدد سجل لمشاهدة الروابط الموافق (مثلاً 16O)، أو كما في نظائر سجل لمشاهدة الروابط الثلاثة: البروتيوم 1H، الدوتريوم D=2H، سجل لمشاهدة الروابط T=3H.
2 ـ يختص كل عنصر بوزن ذري نسبي؛ وقد حددت نسبة ذرة العنصر ووزنها (أو الوسط الوزني للأوزان الذرية في حالة خليط من النظائر) إلى وزن ذرة مرجعية تحديداً أقرب ما يكون إلى الدقة. وقد اعتمد منذ عام 1961 اعتماداً قطعياً استعمالُ ذرة النظير 12C لعنصر سجل لمشاهدة الروابط ذرة مرجعية واعتمد كسرها سجل لمشاهدة الصور).
وغدا تعريف الوزن الذري لعنصر في الترميز الحالي بأنه نسبة الوزن الحقيقي (أو سجل لمشاهدة الروابط الحقيقية) لذرة العنصر إلى وزن سجل لمشاهدة الصور من الوزن الحقيقي (سجل لمشاهدة الروابط الحقيقية) للذرة 12C، فالوزن الذي هو والحالة هذه عدد لا أبعاد له، مستقل عن واحدة الوزن (أو الكتلة) المختارة.
ويتبين مباشرة أن التعريف يضفي على النظير 12C لعنصر سجل لمشاهدة الروابط وزناً ذرياً مساوياً 12 تماماً؛ ويقال إن 12C =12 هو قاعدة الترميز الحالي.
فإذا اعتُبرت من كل عنصر كميةٌ من مادته تساوي كتلتها مقدرة بالغرام عددياً الوزنَ الذري للعنصر فيكون هناك في هذه الكمية من المادة ـ مهما كان العنصر المعتبر ـ عدد من الذرات يساوي تماماً العدد الموجود في 12غ من النظير 12C، أي N=6.00225×2310 (عدد أفوغدرو)؛ ويطلق على هذه الكمية من المادة اسم مول Mole، وللمول أهمية كبرى في سجل لمشاهدة الروابط لغةً وحساباتٍ.
إن اختيار سجل لمشاهدة الروابط 12 ليكون قاعدةً أمرٌ يستدعي ملاحظةً ذات أهمية تاريخية، وهي أن دلتن كان قد اختار سجل لمشاهدة الروابط قاعدة واعتبره واحدة الوزن، أما برزيليوس فقد اختار سجل لمشاهدة الروابط جاعلاً O= 100؛ ثم عادت بعد ذلك مع جان سرفيه ستاس Jean Servais Stas إلى سجل لمشاهدة الروابط وH =1، وبعد أن تحسنت دقة التحاليل تبين أن من الأيسر والأسهل العودة إلى سجل لمشاهدة الروابط وO= 16 وبذلك غدا H=1.008.
لقد أرضى هذا النظام الكيميائيين إلا أنه لم يرض الفيزيائيين الذين يُعْنَوْن بشتى سجل لمشاهدة الروابط أكثر من عنايتهم بِعُنصر الكيميائيين؛ ومن هنا نشأ نظام الفيزيائيين المختلف قليلاً وفيه 16O =16؛ وتم الاتفاق أخيراً بين الفيزيائيين والكيميائيين على القاعدة 12C= 12.
3 ـ يُخَصُّ كل نوع كيمياوي بسيط أو مركب بصيغة تتألف من رموز العناصر المكونة تعبر في جميع الحالات عن التركيب الكيمياوي النسبي للعنصر الكيمياوي بمساعدة أُس تام لكل رمز. كما تعبر الصيغة أيضاً عن التركيب الوزني أخذاً بالحسبان قيم الأوزان الذرية للعناصر، وهكذا تشير الصيغة NaNo3 لنترات سجل لمشاهدة الروابط إلى أن هناك 3 ذرات أكسجين مقابل ذرة من سجل لمشاهدة الروابط وذرة من الآزوت، وأن هذا المركب يشتمل على 3×16= 48غ من الأكسجين، و1×23=23غ من الصوديوم، و1×14=14غ من سجل لمشاهدة الروابط. أما إذا كان الجسم البسيط أو المركب ذا بنية جزيئية كسجل لمشاهدة الروابط والآزوت وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وحمض الخل... فتكون الصيغة C2H4O2 ,H2O ,CL2 ,H2، وتعرف عندئذ بالصيغة الجزيئية، وهي أيضاً صورة مكثفة للجزيء، ولكنها صورة أمينة. ويشكل N=6.00225×2310 جزيئاً كميةَ مولٍ واحد من المادة، ويحصل على كتلة هذا سجل لمشاهدة الروابط التي يرمز لها بـM والمسماة «سجل لمشاهدة الروابط المولية» بدءاً من الصيغة الجزيئية ومن قيم الأوزان الذرية للعناصر المكونة، وهكذا تكون سجل لمشاهدة الروابط المولية لحمض الخل:
M = 2× 12+4×1+2×16 غ/مول.
ويمكن القول أيضاً إن النتيجة العددية للعملية السابقة (بالقيمة المطلقة) هي الوزن الجزيئي (النسبي) للنوع الكيمياوي ذي البنية الجزيئية أو نسبة وزن الجزيء إلى سجل لمشاهدة الصور من وزن ذرة النظير 12C
تحديد الأوزان الذرية واختيار الصيغ
تعد الذرات والجزيئات حقيقة فيزيائية حاليـاً. وهناك في المتنـاول أجهزة دقيقة وأمينة لوزن الذرات كسجل لمشاهدة الروابط. وقد بلغت الدقة في تحديد الأوزان الذرية لعدد من العناصر (سجل لمشاهدة الروابطH، سجل لمشاهدة الروابط Li، سجل لمشاهدة الروابط B، سجل لمشاهدة الروابط C، سجل لمشاهدة الروابط O، السيليسيوم Si، الأرغون A، سجل لمشاهدة الروابط Cu، سجل لمشاهدة الروابط Pb) درجة لا يمكن معها إضافة مزيد من التحسين على قيمة الوزن الذري، بسبب التغيرات المعروفة على التركيب النظائري للعينات الطبيعية وفق منشئها وقد أضيف إلى ذلك تصنيف العناصر وفق تكافؤاتها[ر]، ودخولها في التركيبات الكيمياوية في جدول يعرف بالجدول الدوري[ر] أو جدول مندلييف. لقد مكنت الطرائق الفيزيائية من معرفة التركيب الذري للأجسام الجزيئية أو غير الجزيئية وعدد الذرات في الجزيئات والمسافات بينها وبين توضعها الفراغي، وعُرفت معرفة موثوقة، وكذلك الحال مع الصيغ التي لا يرقى إليها الشك.
لقد نتجت الصيغ ذات سجل لمشاهدة الروابط (الأدلة) التامة والصغيرة من اختيار الأوزان الذرية في جملة من الأعداد المتناسبة التي حددتها التحاليل الكيماوية. وكان كل من هذه الأعداد - بعد اختيار القاعدة - محدداً بتقريب مضاعف بسيط. وبرز فريقان متعارضان بقيا كذلك سنين طويلة هما الذريّون والتكافئيون. فالتكافئيون أقاموا ترميزهم على مبدأ البساطة وعلى مفهوم المكافئ، أي الوزن من العنصر الذي يتحد مع مكافئ واحد من سجل لمشاهدة الروابط لتكوين الأكسيد على الأقل أكسجيناً لهذا الجسم، وهكذا وضعوا الصيغ، فمثلاً كانت صيغة سجل لمشاهدة الروابطHO. أما الذريون ومنهم برزليوس وميثرليش Mitscherlich فقد أرادوا التعبير بالصيغ عن التماثلات الكيمياوية أو البلورية، فوضعوا لكل جسم ـ دون أن يتخلّوا عن مبدأ البساطةـ صيغة تعبر بأسلوب أوضح عن أكبر عدد من الخاصيات الكيماوية للجسم. وأتيح للنظرية الذرية أن تفرض نفسها باستعمال قانون أفوغدرو في المركبات الغازية عام 1850 بدفع من جرهارد Gerhardt، ثم كانيزارو Cannizzaro بعد أن أدت إليه جودة فهم مفهوم الجزيء.
صلاح يحياوي












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #9
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

الحموض

الحموض acids مركبات، لاعضوية أو عضوية، طبيعية أو اصطناعية، تتميز بطعم حامض.
التعريف
إن تعريف الحمض بحسب (برونشتد) و (آرينيوس) واحد من الناحية العملية.
فالحمض بحسب برونشتد هو كل مركب قادر على تحرير بروتون (H+)في الوسط عندما يكون مذاباً في سجل لمشاهدة الروابط المقطر أو في مذيب قلوي في وسط لا مائي.
ويمكن إعطاء الجزيء الحمضي الصيغتين الآتيتين:AH أو AH+.
قوة الحمض
يتشرد الجزيء الحمضي في الوسط بحسب المعادلة الآتية:
سجل لمشاهدة الصور
أي يؤدي تشرده الى حالة من التوازن. فإذا طبقنا قانون فعل سجل لمشاهدة الروابط على المعادلة السابقة يمكننا أن نكتب وفي درجة ثابتة من الحرارة:
سجل لمشاهدة الصور
حيث:
(H+)تركيز البروتونات في الوسط مول/ليتر
(A-)تركيز جزيئات الحمض المتشردة مول/ليتر
(AH)تركيز جزيئات الحمض غير المتشردة مول/ليتر
Ka ثابت تشرد الحمض وهو في الوقت نفسه ثابت توازن التفاعل القلوب
ويلاحظ من المعادلة السابقة أن(H+)يكون كبيراً كلما كان (Ka) كبيراً وأن (Ka) يكون كبيراً كلما كان (AH)صغيراً.
يعبر عملياً عن Ka الجزيء الحمضي بالصيغة Pka والتي تعطى بالعلاقة: Pka = - log10 (ka)
وهكذا في هذه الحالة يكون الحمض أشد ضعفاً كلما كان Pka كبيراً والعكس بالعكس، وفي الجدول (1) توضيح لذلك:
الحمض
Ka
Pkaحمض كلور الماء
+¥
صفر
سجل لمشاهدة الروابط ( سجل لمشاهدة الروابط الثانية)
10-2
2
حمض النمل
1.86×10-5
3.73
حمض الخل الثلجي
1.75 × 10-2
4.76
حمض البور
5.8 × 10-10
9.23
الجدول (1)
إن تركيز شوارد سجل لمشاهدة الروابط في الوسط هو الذي يعبر عن سجل لمشاهدة الروابط الحقيقية والتي تدعى بالحموضة الشاردية، ويعبر عن سجل لمشاهدة الروابط الشاردية بمفهوم الـ pH الذي اقترحه سورنزن[ر].
إن الـ pH (البا هاء) في الحقيقة هو ناقص اللغـارتـم العشــري لتركيز شوارد سجل لمشاهدة الروابط في الوسط عندما يوضع هذا التركيز على الشــكل:
10-X
حيث:X في الحقيقة هي درجة الـ pH.
إن محلول حمض الخل بتركيز مول/ليتر (ذا pH قدره 2.35) تعادل حموضته حموضة الخل المستخدم في تحضير الأغذية، في حين أن محلول حمض كلور سجل لمشاهدة الروابط بتركيز 1مول/ليتر (ذا pH قدره صفر) محلول حارق مخرش جداً للمعدة والجلد.
أنماط الحموض
يدعى الجذر (A) في الجزيء الحمضي بجذر الحمض ويمكن أن يكون:
أ ـ عنصراً أو شاردة عنصرية سالبة مثل:
1 ـ الحموض الهالوجينية الهدروجينية (حمض كلور سجل لمشاهدة الروابطHCl)
2 ـ حمض كبريت سجل لمشاهدة الروابطH2S
ب ـ شاردة معقدة لاعضوية لا أكسجينية سالبة مثل:
1ـ حمض آزوت ماء HN3
2حموض الحاوية على سجل لمشاهدة الروابطCN كسجل لمشاهدة الروابط HCN وماشابهه.
ج ـ شاردة معقدة سالبة لا عضوية أكسجينية مثل:
1ـ الحموض الهالوجينية والتي تشمل حموض: تحت هالو - هالو - فوق هالو (حمض تحت كلوري HOCl- حمض سجل لمشاهدة الروابط HO3Cl- حمض فوق سجل لمشاهدة الروابط HO4Cl).
2ـ الحموض غير هالوجينية:
2ـ1ـ كبريتية (سجل لمشاهدة الروابطH2SO4)
2ـ2ـ سيلينية (حمض السيليني H2SeO3)
2ـ3ـ تللورية (حمض التللوري H2TeO3)
2ـ4ـ نتروجينية (سجل لمشاهدة الروابطHNO3)
2ـ5ـ فوسفورية (حمض الفوسفور H3PO4)
2ـ6ـ زرنيخية (حمض سجل لمشاهدة الروابطH3ASO4)
2ـ7ـ أنتموانية (حمض الأنتموان H3SbO4)
2ـ8ـ كربونية (حمض سجل لمشاهدة الروابطH2SO3)
2ـ9ـ حموض لعناصر أخرى كسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط والتوتياء وسجل لمشاهدة الروابط وسجل لمشاهدة الروابط والموليبدنيوم والتنغستين.
د ـ جذر ألكيلي (R)(ALKYL) أو جذر أريلي (Ar)(ARYL)ويكون الجذر متصلاً بـ:
A ـ زمرة كاربوكسيل (-COOH) [حموض عضوية كاربوكسيلية[ر]]:
1ـ وهي في حالة (R): حموض عضوية كاربوكسيلية مفتوحة (حمض الخل CH3COOH)
2ـ وفي حالة (Ar)حموض عضوية كاربوكسيلية مغلقة (حمض الجاوي)
سجل لمشاهدة الصور
3 - في حالة (ArR)حموض عضوية كاربوكسيلية مختلطة (حمض فينيل البيروفي)
سجل لمشاهدة الصور
B - زمرة سلفو (-SO3H):
- سلفو حمض الخل (HO3S-CH2 -COOH)
- حمض سلفو البنزين
سجل لمشاهدة الصور

III- زمرة إيتينيل (ETHENYL) سجل لمشاهدة الصور
IV- حاوياً على مجموعة لا كتايمية: (حمض البول)سجل لمشاهدة الصور
هـ -جذر الكوكسيل (RO-) سجل لمشاهدة الروابط المتيلي (CH3 - OH)
و - جذر أريلوكسيل (ArO-)(الفينول)
سجل لمشاهدة الصور
ز - الكان ـ الكه ن ـ الكين
أهم مشتقات الحموض
أ - أملاح لا عضوية وعضوية
ب - مشتقات هالوجينية عضوية
ت - إيستيرات (بما فيها اللاكتونات)
ث - الأميدات
ج - كلور الحمض
ح - بلا ماء الحمض
طرق الحصول على الحموض
أ - الاستخلاص
ب - تحويل المركبات بعضها إلى بعضها الآخر
ج - الاختمارات السكرية
د - الاصطناع الكيميائي
تطبيقات الحموض واستخداماتها
أ ـ في المجال التحليلي:
1- تحضير محاليل حامضة عيارية تُستخدم في معايرة المواد القلوية اعتماداً على خاصة تعديلها بالحموض.
2- تحضير مشعرات سجل لمشاهدة الروابط والقلوية: إن هذه المشعرات من النمط (Ar-R) غالباً وهي حموض ضعيفة حيث يكون لون الجزيء الكامل غير المتشرد من لون يختلف عن لون سجل لمشاهدة الروابط السالبة (A-)، وتستخدم هذه المشعرات في كشف سجل لمشاهدة الروابط والقلوية ومعايرتها.
3- تحضير الوقاءات buffers: إن كلمة وقاء أو دارئ يطلق على مزيج محلول حمض ضعيف (حمض الخل) مع محلول ملح صودي لهذا الحمض الضعيف (خلات الصوديوم). إن الوقاءات ضرورية لعمل الأنزيمات في الخلية الحية وفي أعمال سجل لمشاهدة الروابط بصورة عامة.
ب ـ في المجال الصناعي:
هناك جملة واسعة من الحموض المستخدمة في الصناعة عالمياً والتي تقدر بمئات آلاف الأطنان سنوياً وتُذكر بعض الأمثلة على ذلك:
1 - الصناعات البتروكيميائية
2 - صناعة الطلاءات والدهانات
3 - صناعة الأنسجة والحرير الصناعي
4 - صناعة الأسمدة
5 - صناعة المواد البلاستيكية ومبادلات الشوارد
6 - صناعة المبيدات الحشرية والعشبية والفطرية
7 - صناعة الصوابين والمنظفات
8 - صناعة العطور
ج ـ في المجال الدوائي:
1 - اصطناع السلفاميدات المضادة للإنتان والخافضة لسكر الدم
2 - اصطناع الصادات
3 - اصطناع المنومات الباربيتورية
4 - عدد كبير من المركبات الدوائية الأخرى
د ـ في المجال الغذائي:
ومن بينها:
1 - تحضير العصارات النباتية الحامضة وتحضير العصارات الحامضة الاصطناعية
2 - استخدام الحموض في صناعة الألبان والأجبان
3 - استخدام الحموض في حفظ المواد الغذائية
4 - استعمالات أخرى متعددة
محمود دلول












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
قديم 03-15-2011   #10
أحمد العربي
الإدارة
 
الصورة الرمزية أحمد العربي
 
تاريخ التسجيل: Apr 2010
الدولة: بلاد العرب اوطاني
المشاركات: 21,877
افتراضي

الرابطة الكيمياوية

ترتبط الذرات ببعضها لتكوِّن جزيئات بفضل روابط bonds تؤلِّف بينها. يؤثر على الطريقة التي تتحد فيها ذرتان وعلى طبيعة الروابط بينهما عدد كبير من العوامل أهمها شحنة كل من النواتين، وتوزع الإلكترونات في مختلف الطبقات، وأنصاف أقطار الذرات المتحدة مع بعضها.
ويعود السبب الذي يجعل الذرات تتحد مع بعضها وتشكِّل المركبات الكيمياوية إلى أن طاقة الجملة المؤلفة من هذه الذرات تنخفض عندما تقترب من بعضها وتفعل كل منها في الذرات الأخرى، عما كانت عليه طاقة هذه الذرات وهي منفصلة. ويمكن القول أن هنالك رابطة كيمياوية بين ذرتين أو مجموعة ذرات في حالة كون القوى التي بين هاتين الذرتين كافية لتشكيل تجمُّع ثابت يمكن عدّه وحدة قائمة بذاتها.
هناك عدة أنواع أساسية من الروابط الكيمياوية: الرابطة الشاردية (الأيونية) ionic bond، والرابطة المشتركة covalent bond والرابطة المعدنية metallic bond وهناك روابط أخرى، ضعيفة أو قوية، تربط الجزيئات إلى بعضها بعضاً.
تتطلب النظرية الكاملة لفهم الروابط الكيمياوية كمياً تطبيقاً معمَّقاً للميكانيك الكوانتي quantum mechanics. ويكتفي الكيميائيون، عادة، بتطبيق مفاهيم سجل لمشاهدة الروابط الكوانتي كيفياً، وذلك لفهم الحقائق التجريبية المختلفة مثل أطوال الروابط وطاقاتها، وخواصها سجل لمشاهدة الروابط والكهربائية، والزوايا الكائنة بينها.
الرابطة الشاردية
يرافق ارتباط الذرات ببعضها تغير في التركيب الإلكتروني لكل من هذه الذرات. فإذا انتقل إلكترون أو أكثر من الذرة الأولى انتقالاً كاملاً إلى الذرة سجل لمشاهدة الروابط سميت الرابطة شاردية. تكون الرابطة شاردية عندما ترتبط ذرتان إحداهما ذات كمون تشرد منخفض بأخرى ذات ألفة إلكترونية عالية. مثال ذلك ترابط سجل لمشاهدة الروابط مع الصوديوم، حيث ذرة سجل لمشاهدة الروابطNa ذات كمون تشرد منخفض، والكلور ذو أُلفة إلكترونية عالية. فعندما تقترب الذرتان من بعضهما تتخلى ذرة سجل لمشاهدة الروابط عن إلكترونها الموجود في الطبقة السطحية، إلى ذرة سجل لمشاهدة الروابط التي ترغب بضم هذا الإلكترون إلى طبقتها السطحية كي تمتلئ تلك الطبقة بثمانية إلكترونات. ونتيجة لذلك تصبح ذرة سجل لمشاهدة الروابط شاردة (أيوناً) موجباً Na+ وتغدو ذرة سجل لمشاهدة الروابط شاردة سالبة Cl- ويؤدي تجاذبهما إلى تشكيل رابطة شاردية.
(1) e + (غاز) Na®Na+(غاز)
(2) (غاز)Cl + e ® Cl- (غاز)
(3) (صلب)NaCl® (غاز) Cl- + Na+ (غاز)
تحتاج المرحلة (1) إلى كمية من سجل لمشاهدة الروابط تساوي كمون تشرد الصوديوم، أما المرحلة (2) فتتحرر أثناءها كمية من سجل لمشاهدة الروابط تساوي الألفة الإلكترونية للكلور. كما تتحرر أثناء المرحلة (3) كمية من سجل لمشاهدة الروابط بسبب التجاذب بين الشحنتين المتعاكستين وتدعى سجل لمشاهدة الروابط الشبكية (أو البلورية). وعندما يكون مجموع الطاقتين المتحررتين في (2) و(3) أكبر من سجل لمشاهدة الروابط الممتصة في (1) تتكون الرابطة الشاردية.
تمسك الشوارد المتعاكسة الشحنة بعضها مع بعض بالتجاذب الكهربائي الساكن غير الموجَّه، وتنتظم الشوارد في شبكة بلورية محددة (كما أثبتت طيوف أشعة رونتجن). وبما أن قوى التجاذب الكهرساكن غير موجهة، فإن الترابط الأيوني غير موجّه أيضاً، ويعتمد الشكل البلوري على شحنة الشوارد ونسبة حجمها. ولا يمكن عزل جزيء واحد من المركب، وإنما يمثل المركب الشاردي بأبسط صيغة تدل على نسبة الشوارد في المركب مثل NaCl، CsF، K2S.
وهنالك عدة أنماط تصطف وفقها الشوارد في البلورة بحيث لا يحصل تماس بين الشوارد متماثلة الشحنة، ومن هذه الأنماط النمط المكعبي الذي يتبع له كلوريد سجل لمشاهدة الروابط وكلوريد السيزيوم وفلوريد سجل لمشاهدة الروابط كما في (الشكل -1).
سجل لمشاهدة الصور
الشكل (1) البنى البلورية لكلوريد سجل لمشاهدة الروابط وكلوريد سجل لمشاهدة الروابط وفلوريد الكلسيوم
ويتبين من الشكل (1) أن كل شاردة تلامس في الواقع الشوارد الست التي تجاورها في الاتجاهات الثلاثة وتعاكسها في الشحنة.
الرابطة المشتركة
لا يمكن في معظم المركبات تفسير الرابطة الموجودة بين الذرات بانتقال الإلكترونات من ذرة إلى أخرى. ففي حالة جزيء الهدروجين، على سبيل المثال، لا يمكن تفسير ارتباط الذرتين ببعضهما عن طريق انتقال سجل لمشاهدة الروابط من ذرة إلى أخرى وذلك لأنهما تبقيان متماثلتين بعد الارتباط. يفرض في أحوال كهذه أن هنالك اشتراكاً بالإلكترونات بين الذرات المترابطة. وتسمى الرابطة الحاصلة الرابطة المشتركة، وتوجد هذه الرابطة في المركبات العضوية جميعها تقريباً، وفي معظم الأجسام الغازية والسائلة في درجة الحرارة العادية، كما أنها تصادف في بعض المركبات اللاعضوية الصلبة.
وضع لويس Lewis ولانغميير عام 1916 نظرية مفادها أن الرابطة المشتركة تنتج من اشتراك الإلكترونات العزباء بين الذرات المرتبطة، بحيث تشكل هذه الإلكترونات ثنائية إلكترونية يلف كل منهما حول نفسه باتجاه معاكس للآخر بصورة يصبح التشكيل الإلكتروني حول كل ذرة في الجزيء مماثلاً للغاز الخامل ns2np6 أي مثمناً إلكترونياً. وأطلق على هذه النظرية اسم قاعدة الثمانية octet rule أو قاعدة المثمن المنيع.
تنتمي الثنائية الإلكترونية لذرة ما بالقدر نفسه الذي تنتمي فيه للذرة الأخرى المشتركة معها، وتتوضع بين الذرات. والرابطة المشتركة تتوجه وفق محور النواتين للذرتين A وB المشتركتين مثلاً (على خلاف الرابطة الشاردية). يقال إن الرابطة المشتركة بسيطة إذا كان بين الذرتين ثنائية واحدة، وتكون الرابطة ثنائية (مضاعفة) عند ارتباط الذرتين بثنائيتين إلكترونيتين، وقد تكون ثلاثية عند وجود ثلاث ثنائيات إلكترونية بين الذرتين المرتبطتين. إن الرابطة الأحادية بين الذرتين A وB أطول وأضعف من الرابطة الثنائية بينهما، وهذه بدورها أطول وأضعف من الرابطة الثلاثية بينهما.
تتحقق صحة قاعدة المثمَّن المنيع، كما في الصيغ المفصلة في الشكل (2) للجزيئات HCl وNH3 وCH4 من أجل الذرات ذات العدد الذري الذي لا يختلف إلا قليلاً عن العدد الذري للغاز النادر، وفي جزيء سجل لمشاهدة الروابط H2 تتمتع كل ذرة ببنية غاز الهيليوم. ويرمز للرابطة الأحادية في الصيغة المفصّلة إما بثنائية إلكترونية أو بخط.
إن الإلكترونات في الطبقة السطحية فقط هي التي تشترك في تشكيل الرابطة ولذا تدعى هذه الإلكترونات، إلكترونات التكافؤ، ويشار إليها بنقاط توضع حول رمز العنصر.
سجل لمشاهدة الصور
الشكل (2) الصيغ المفصلةللجزيئات HCl وNH3 وCH4
طرحت هذه المفاهيم حول الرابطة المشتركة قبل ولوج سجل لمشاهدة الروابط الموجي الذي سمح بالتحقق منها، كما أنه فسر الحالات التي لاتنطبق عليها قاعدة المثمن الإلكتروني مثل فلوريد سجل لمشاهدة الروابط AlF3 الذي لا يضم فيه محيط سجل لمشاهدة الروابط سوى ستة إلكترونات فقط، وكذلك تضم ذرة سجل لمشاهدة الروابط عشرة إلكترونات في خماسي كلوريد الفوسفور PCl5.
سجل لمشاهدة الصور
وغير ذلك من الحالات التي يكون فيها العدد الكلي للإلكترونات فردياً:
سجل لمشاهدة الصور
أو غير ذلك من الحالات التي وقفت فيها نظرية لويس عاجزة عن تفسير الظواهر التجريبية. مثال ذلك جزيء سجل لمشاهدة الروابط ذو الصيغة المفصلة :Ö: :Ö: التي لا تتفق مع خواص الجزيء سجل لمشاهدة الروابط. إذ دلت هذه الخواص على وجود إلكترونين فرديين (غير متزاوجين).
يعتمد المفهوم الحديث للرابطة المشتركة على نظريتين أساسيتين هما نظرية رابطة سجل لمشاهدة الروابطvalence bond theory ونظرية المدارات الجزيئية molecular orbital theory وهما تعتمدان على سجل لمشاهدة الروابط الموجي. وتنتج الرابطة في هاتين الطريقتين من تراكب overlap المدارات الذرية الموافقة للذرات المرتبطة.
تعتبر نظرية المدارات الجزيئية الجزيء وحدة، بحيث أن الإلكترونات تقع تحت تأثير جميع النوى والإلكترونات الأخرى. وتسمى المدارات التي تحتلها الإلكترونات في الجزيء المتشكل مدارات جزيئية وهي مشابهة للمدارات الذرية، ولكل من هذه المدارات سوية طاقة معينة.
وبحسب نظرية رابطة سجل لمشاهدة الروابط تفقد الإلكترونات الرابطة هويتها الفردية، وتتوضع بين الذرات المؤلفة للرابطة المشتركة المتشكلة بين الذرتين A وB على سبيل المثال. وتبقى المدارات الذرية التي تحوي الإلكترونات التي لا تسهم في الرابطة بتاتاً على حالها.
وتدرس هذه النظرية كل ثنائية إلكترونية بصورة مستقلة عن باقي الجزيء. وبعبارة أخرى، عندما تتشكل الرابطة المشتركة فإن أحد إلكتروناتها العائد لكل ذرة يفقد شخصيته، ويتوضَّع في المدارات الذرية الخارجية للذرتين المؤلِّفتين.
تتغير سويات سجل لمشاهدة الروابط لمعظم الإلكترونات في الذرة عندما تشترك الذرة في تشكيل جزيء ما، مما يجعل طريقة المدارات الجزيئية أدق من طريقة رابطة سجل لمشاهدة الروابط التي تتميز ببساطتها.
فجزيء سجل لمشاهدة الروابطH2، وهو أبسط جزيء، مؤلف وفقاً لنظرية المدارات الجزيئية من بروتونين يبعدان عن بعضهما مسافة معينة، وإلكترونين يحتلان مكاناً لهما حول البروتونين يتعين بتأثير الجزيء بكامله. أما حسب الطريقة الثانية، فالجزيء مؤلف من ذرتين قريبتين من بعضهما، بحيث يتداخل المدار s1s من الذرة الأولى مع مدار s1s من الذرة سجل لمشاهدة الروابط كما جرى في الطريقة الأولى تماماً، ولكن تبقى كل ذرة محتفظة بمدارها كما لو كانت وحدها والثنائية الإلكترونية متوضِّعة بين الذرتين، وكلا المدارين s1s يمكن أن يحوي إلكترونين معاً لبعض الوقت.
وقد وجد تجريبياً أن النواتين تبعدان عن بعضهما بمقدار 0.74 أنغستروم. إن نصف قطر ذرة سجل لمشاهدة الروابط في سوية سجل لمشاهدة الروابط الأصغرية يساوي 0.54 أنغستروم، فهذا يدل على أن هناك تداخلاً بين الغمامتين الإلكترونيتين التابعتين لذرتي سجل لمشاهدة الروابط مما يؤدي إلى منطقة إلكترونية كثيفة نسبياً بين النواتين. تُضعِف هذه الكثافة الإلكترونية التنافرَ بين النواتين، كما تؤدي بسبب جذبها المشترك من النواتين في الوقت ذاته إلى تكوين رابطة موجَّهة وفق الخط الذي يصل بين هاتين النواتين. يضاف إلى ذلك أن اللف الذاتي spin لزوج الإلكترونات متعاكس مما يؤدي إلى تجاذب مغنطيسي بينهما يفوق التنافر الكهربائي، وهو السبب نفسه الذي يجعل مداراً ما يتسع إلى إلكترونين شريطة أن يكون لفاهما الذاتيان متعاكسين.
قطبية الروابط
يؤدي اختلاف جذب الذرات المختلفة للإلكترونات المشتركة بين الذرتين في الجزيء المعتدل إلى أن تكون بعض الروابط قطبية polar وبعضها الآخر غير قطبية nonpolar. ففي حالة الجزيئات التي يتألف كل منها من ذرتين، تكون الرابطة غير قطبية إذا كانت الذرتان متماثلتين، وتكون قطبية إذا كانت الذرتان مختلفتين. ففي جزيء الهدروجين، مثلاً، يكون التشارك بالزوج الإلكتروني متساوياً.
أما في حالة HCl فلا ينطبق مركز الشحنة الموجبة على مركز الشحنة السالبة الذي هو أقرب إلى نواة ذرة سجل لمشاهدة الروابط منه إلى نواة ذرة سجل لمشاهدة الروابط. وهكذا تبدو ذرة سجل لمشاهدة الروابط بالنتيجة وكأنها مشحونة بشحنة موجبة جزئية تساوي بالقيمة المطلقة الشحنة السالبة الكائنة على ذرة الكلور، علماً بأن الجزيء ككل لا يزال معتدلاً كهربائياً.
الكهرسلبية
وجد أنه من الممكن التعبير عددياً عن ميل ذرة ما لجذب الإلكترونات نحوها في الجزيء المعتدل عندما تكون طرفاً في رابطة مشتركة مع غيرها من ذرات العناصر الأخرى. يدعى العدد الذي يعبر عن هذه الخاصة كهرسلبية electronegativity العنصر. وتقوم أبسط الطرق المقترحة للتعبير عن هذه الخاصة على أساس أن كهرسلبية عنصر تساوي الوسط الحسابي لكمون تشرده وألفته الإلكترونية.
قاعدة بولنغ في تحديد نوع الرابطة
إن العامل الرئيس في تحديد نوع الرابطة الموجودة في جزيء ما هو كهرسلبية الذرات التي يحويها ذلك الجزيء. وقد وجد العالم بولنغ Pauling الذي درس الرابطة الكيمياوية دراسة مستفيضة أنه كلما ازداد الفرق في الكهرسلبية بين العنصرين المترابطين ازدادت الصفة الشاردية في المركب الناتج. وبصورة عامة، إذا كان الفرق في الكهرسلبية بين العنصرين يتعدى 1.7 كان المركَّب شاردياً أكثر منه مشتركاً، وإذا كان أصغر من 1.7 غلبت على المركَّب الصفة المشتركة، وإذا قارب الفرق 1.7 كان المركب 50% شاردياً.
وبحسب هذه القاعدة الإجمالية تكون مركبات المعادن الكهرجابية مع اللامعادن مركبات تغلب عليها الصفة الشاردية.
الرابطة المشتركة التساندية
الرابطة المشتركة التساندية coordinate covalent bond هي رابطة مشتركة إلا أن إحدى الذرتين فقط تقدم ثنائية إلكترونية وتقدم الذرة الأخرى مداراً فارغاً، ففي جزيء أكسيد سجل لمشاهدة الروابط CO، يوجد في ذرة سجل لمشاهدة الروابط O ستة إلكترونات تكافئية وذرة سجل لمشاهدة الروابط أربعة إلكترونات تكافئية، تشارك الذرتان بثنائيتين إلكترونيتين وتتشكل رابطة مشتركة مضاعفة فيصبح حول سجل لمشاهدة الروابط ثمانية إلكترونات وحول سجل لمشاهدة الروابط ستة إلكترونات فقط ويبقى في سجل لمشاهدة الروابط مدار ذري فارغ، لذلك تمنح ذرة O ثنائيةً إلكترونية إلى ذرة C فيصبح حول C أيضاً ثمانية إلكترونات. يُرمَز لهذه الرابطة عادة بسهم يتجه من الذرة المانحة donor إلى الذرة المستقبِلة:
سجل لمشاهدة الصور
تصادف الرابطة التساندية في زمرة كبيرة من المركَّبات تدعى المركبات المعقدة complex أو التساندية coordinate مثل شاردة سجل لمشاهدة الروابط النشادرية سجل لمشاهدة الصور وشاردة سجل لمشاهدة الروابط المميهة سجل لمشاهدة الصور.
وفي جميع هذه الأحوال يمنح الجزيء المعتدل NH3)أو (H2O زوج الإلكترونات بينما تقوم سجل لمشاهدة الروابط المعدنية بدور الآخذ acceptor.
أشكال الجزيئات
تستعمل النقاط والخطوط والصيغ الإلكترونية لتمثيل الجزيئات المختلفة، ولكن ذلك لا يعطي أي فكرة عن التوزيع الفراغي للغمامات الإلكترونية وبالتالي لا يدل على شكل الجزيء، فالجزيئات التي تحوي ذرتين فقط خطية دون شك، أما الجزيئات التي تحوي أكثر من ذرتين فأمرها ليس بتلك البساطة. والمعطيات الرئيسة لهذا الأمر هي أشكال الغمامات الإلكترونية للذرات التي تترابط مع بعضها لتشكيل الجزيء. ففي جزيء سجل لمشاهدة الروابط مثلاً H2O الزاوية HOHتبلغ31َ 104ْ، والميثان CH4 له شكل رباعي وجوه tetrahedron يحتل سجل لمشاهدة الروابط مركزه بينما تقع ذرات سجل لمشاهدة الروابط في رؤوسه الأربعة، والزاوية HCH تبلغ َ28 109 ْ.
ولكل مركَّب كيمياوي شكل بنيوي معين يتوقف على نوع الرابطة التي تربط بين ذراته وخواص هذه الذرات. وتختلف المركبات الشاردية بصورة رئيسة عن المركبات المشتركة. فالبناء في الأولى عبارة عن شوارد تصطف وفق نظام معين ويحصل الترابط عن طريق التجاذب الكهربائي، بحيث لا يكون هنالك اتجاه معين ترتبط وفقه سجل لمشاهدة الروابط. أما في المركبات المشتركة، فالرابطة موجهة أي ذات اتجاه معين في سجل لمشاهدة الروابط إذ إنه يوجد زوايا معينة ومميزة بين الروابط المختلفة في الجزيء نفسه.
المدارات الهجينة
تعتمد نظريات الرابطة المشتركة على التزاوج الإلكتروني ولا تأخذ بالاعتبار تماثل الروابط الناتجة من حيث المتانة والطول. فعند تشكل BeCl2، على سبيل المثال، تنشأ رابطتان بين ذرة بريليوم وذرتي كلور وذلك نتيجة تحرض إلكترون من s2s 2إلىp2pليصبح تركيبها التكافئيs2s1p2p1 ، وهذه تشكل رابطتين مع مداري2p لذرتي كلور، وهنا يبرز السؤال هل الارتباط بين s 2s وp2p يكافئ الارتباط بين ,s2p وp3p. وبما أن شكل المدار s يختلف عن شكل المدار p فإن الرابطتين يجب أن تكونا مختلفتين عن بعضهما من حيث طاقة الرابطة وطولها. إلا أن التجربة أثبتت أن الرابطتين Be−Cl متماثلتان تماماً. لذلك كان لابد من إضافة مفهوم جديد عن الرابطة المشتركة. وقد أدخل سليتر Slater وبولنغ نظرية المدارات الذرية الهجينة لتفسير التماثل في الروابط. تعتمد هذه النظرية على جمع المدارات الذرية أو التوابع الموجية الممثلة لها جمعاً جبرياً فينتج مدارات جديدة متماثلة تدعى المدارات الهجينة، وتسمى العملية نفسها بعملية التهجين hybridization. تتشكل عند اندماج المدارات الذرية التكافئية بعضها مع بعض مدارات هجينة متماثلة يساوي عددها عدد المدارات المندمجة للذرة ذاتها، وتتوزع الإلكترونات التكافئية على المدارات الهجينة كما هي الحال عند توزعها على المدارات الذرية، وتتماثل كافة المدارات الهجينة فيما بينها وتختلف بتوجهها الفراغي الذي تحدده المدارات الموجهة p وd، ويجب أن يكون التنافر بينها أصغرياً أو التباعد بين الإلكترونات التي ستملأ المدارات الهجينة أعظمياً.
يمكن تشبيه عملية التهجين في BeCl2 بصورة تقريبية بمزج علبة من الدهان الأسود مع علبة من الدهان الأبيض بحيث تنتج علبتان من الدهان الذي لا هو أبيض ولا هو أسود وإنما رمادي.
يلجأ إلى عملية التهجين في كثير من المركبات المشتركة، كما يمكن أن يشترك في عملية التهجين عدد مختلف من المدارات يراوح بين الاثنين، كما في BeCl2 والثمانية. ويتوقف الشكل الفراغي للجزيء على نمط التهجين الحاصل فيه.
مقارنة بين صفات المركبات الشاردية والمركبات المشتركة
ـ إن الوحدات البنائية في المركبات الشاردية هي الشوارد أما في المركبات المشتركة فوحدة البناء هي الجزيء نفسه.
ـ إن الترابط بين الوحدات البنائية في المركب الشاردي أقوى بكثير من الترابط بين الوحدات في المركب المشترك. فالترابط الأول شاردي أما الثاني فمن نوع الرابطة الهدروجينية أو التجاذب الكهربائي القطبي أو رابطة فان درفالس. ولذلك فإن المركبات الشاردية هي أجسام صلبة في سجل لمشاهدة الروابط العادية. أما المركبات المشتركة فسوائل أو غازات وقد تكون صلبة ولكن بنيتها تكون هشة ضعيفة، مثال ذلك الزيوت النباتية المهدرجة.
ـ تنقل المركبات الشاردية سجل لمشاهدة الروابط عندما تكون في الحالة المصهورة أو في حالة محلول، لأن الشوارد تصبح قادرة على الحركة، وبالمقابل فإن المركبات المشتركة نواقل ضعيفة جداً في الحالة المصهورة.
ـ تنحل المركبات الشاردية في سجل لمشاهدة الروابط إلا عندما تكون الرابطة الشاردية قوية جداً بحيث لايستطيع جزيء سجل لمشاهدة الروابط القطبي أن يكسرها. المركبات المشتركة غير القطبية (مثل CH4) ضعيفة الانحلال، بصورة عامة في الماء، والمركبات القطبية (مثل HCl) تنحل في سجل لمشاهدة الروابط في معظم الأحيان.
الرابطة المعدنية
هناك نموذجان لتفسير الرابطة المعدنية metallic bond يسمى الأول نموذج سجل لمشاهدة الروابط الحر ويسمى الثاني نظرية الحزم أو العصائب band theory.
نظرية سجل لمشاهدة الروابط الحر
تستند هذه النظرية إلى أن المعادن الواقعة إلى اليسار من سجل لمشاهدة الروابط تحتوي على واحد أو اثنين من إلكترونات سجل لمشاهدة الروابط خارج طبقاتها الممتلئة. ولهذا تصبح الطبقة الممتلئة حاجزاً بين النواة الموجبة الشحنة وإلكترونات التكافؤ، وبهذا تصبح عملية فقدان هذه الذرات لإلكترونات سجل لمشاهدة الروابط أسهل، وعند تقارب ذرتي معدن كسجل لمشاهدة الروابط (عدده الذري 11) من بعضهما فإن إلكترونات s3s تبدأ بسجل لمشاهدة الروابط على مسافة بينية واسعة نسبياً، فإذا كان اللفان الذاتيان للإلكترونين متعاكسين، أدى هذا سجل لمشاهدة الروابط إلى تشكيل رابطة مشتركة أحادية تحتوي على زوج إلكتروني، وعند اقتراب ذرة صوديوم ثالثة تحتوي على إلكترون ss3s من الذرتين السابقتين فإن هذه الذرة سوف تُرفَض لأن مدار s3s مشبع سلفاً. لذلك يتم تحفيز (رفع) سجل لمشاهدة الروابط الثالث إلى مستوى طاقة أعلى، أي إلى p3p مثلاً. وعليه فإن سجل لمشاهدة الروابط الثالث يحتل مداراً مختلفاً عن الاثنين الآخرين وذلك بموجب متطلبات مبدأ باولي Pauli exclusion principle. وبإمكان الإلكترون الثالث في هذا المدار تكوين رابطة مشتركة جديدة مع أي واحد من إلكترونات التكافؤ للذرتين الأوليتين. وبالطريقة نفسها، يتمكن عدد أكبر من الذرات إحاطة ذرة صوديوم واحدة، حيث يتناوب إلكترون الذرة المركزية مع إلكترونات الذرات المحيطة لتكوين رابطة مشتركة، أي زوج إلكتروني مشترك. إن رابطة الزوج الإلكتروني في هذه الحالة ستكون أصغر من رابطة الزوج الإلكتروني الاعتيادية. يمكن وصف هذه الرابطة بكونها رابطة مشتركة غير مشبَعة.
يعطي هذا الشرح الصورة الآتية لنظرية سجل لمشاهدة الروابط الحر: تصبح الذرات بعد أن تتجرد من إلكترونات تكافئها أيونات موجبة محاطة «ببحر» من الإلكترونات. وهذه الإلكترونات تشكل «غمامة» إلكترونية تتخلل الترتيب الدوري المنتظم للأيونات الموجبة. وهذا الترتيب الكلي يكون مقيداً بقوى التجاذب الكهراكدة الموجودة بين الأيونات المعدنية الموجبة وسجل لمشاهدة الروابط الإلكتروني السالب. تعتبر هذه النظرية الرابطةَ المعدنية رابطة مشتركة غير مشبعة ومشابهة تقريباً للرابطة الشاردية، ولكنها أضعف من كليهما.
نجحت نظرية سجل لمشاهدة الروابط الحر في تفسير الخواص الفيزيائية للمعادن، إلا أنها أخفقت في تعليل الخواص المعدنية لبعض البلورات غير المعدنية من دون غيرها من البلورات غير المعدنية الأخرى، كما أنها أخفقت في تعليل بساطة البنية البلورية للمعادن. إذ ثبت بوساطة أشعة رونتجن أن للمعادن بنية متراصة بحيث تلامس كل ذرة ثماني ذرات أو اثنتي عشرة ذرة، أي هي من نوع المكعب أو سداسي الوجوه دون غيرها من البنى البلورية.
نظرية الحزم أو العصائب
تعتمد هذه النظرية على نظرية المدارات الجزيئية، حيث تتداخل المدارات الذرية مع بعضها متحولة إلى مدارات جزيئية تخص البلورة بكاملها. وتدعى هذه المدارات الجزيئية «المشاعة» الحزم الإلكترونية، وهي تابعة إلى البلورة بكاملها وليس إلى الذرات. تتميز ذرات المعادن باحتوائها على مدارات كثيرة وإلكترونات تكافؤ قليلة، لذلك ستكون هذه المدارات الجزيئية الناتجة عن سجل لمشاهدة الروابط مملوءة جزئياً بالإلكترونات، وبالتالي تكون هذه الإلكترونات سهلة الحركة مما يفسر الناقلية الكهربائية للمعادن.
إن المدارات الخارجية في سجل لمشاهدة الروابط وإلكتروناته في هذه المدارات هي التي تسلك السلوك السابق. أما الإلكترونات في الطبقات الداخلية بذرات سجل لمشاهدة الروابط المختلفة فتبقى متوضِّعة في أماكنها في المدارات الذرية. ويمكن النظر إلى البلورة المعدنية، وكأنها اصطفاف هندسي لأيونات سجل لمشاهدة الروابط الموجبة في بحر من الإلكترونات المشاعة. وقد نجحت هذه النظرية في تفسير الخواص المعدنية الفيزيائية جميعها.
ترابط الجزيئات
إن وجود الجزيئات قريبة بعضها من بعض يجعلها عرضة للتجمع الجزيئي. ويندر أن يوجد، في درجة الحرارة العادية، جزيء معزول عزلاً تاماً دون أي ارتباط بالجزيئات الأخرى المجاورة. هذه الروابط الموجودة بين الجزيئات أو بين الشوارد والجزيئات، هي من طبيعة كهربائية، وهي أضعف بكثير من الروابط الموجودة بين الذرات سواء كانت هذه الروابط شاردية أو مشتركة، لأنه لا يوجد في سجل لمشاهدة الروابط العادية جزيئات شاردية منعزلة بل توجد بلورة تنتظم فيها الشوارد وفق ترتيب معين.
ثمة أنواع عدة للترابط الجزيئي أهمها الرابطة الهدروجينية ورابطة فان درفالس.
الرابطة الهدروجينية
توصف هذه الرابطة بالجسر الهدروجيني، وتصادف غالباً بين الجزيئات السائلة أو الصلبة، وهي عبارة عن ثنائي قطب - ثنائي قطب، وتنشأ بين الجزيئات التي تحتوي على سجل لمشاهدة الروابط وعنصر آخر شديد الكهرسلبية مثل الآزوت، والأكسجين، وسجل لمشاهدة الروابط. ويعبَّر عن هذه الرابطة بين ذرتين A وB بالشكل المنقط A−H…B، فالرابطة بين الذرة A وH من طبيعة مشتركة بينما هي بين B وH هدروجينية.
ففي فلوريد الهدروجين، على سبيل المثال، الرابطة الهدروجينية واضحة وموجودة حتى بالحالة الغازية، وقد وجد أن غاز فلوريد سجل لمشاهدة الروابط يتألف من H2F2, H3F3, H4F4, H5F5, H6F6. وهي عبارة عن سلاسل تتناوب فيها شوارد سجل لمشاهدة الروابط وشوارد سجل لمشاهدة الروابط.
توجد هذه الرابطة أيضاً في المركبات العضوية التي تحوي زمرة الهدروكسيل كما توجد في سجل لمشاهدة الروابط. وقد وجد أن حمض الخل وكذلك حمض النمل يوجدان في الحالة السائلة على شكل وحدات تتألف كل منها من جزيئين من الحمض بسبب تلك الرابطة:
سجل لمشاهدة الصور
تؤثر الرابطة الهدروجينية تأثيراً واضحاً في الصفات الفيزيائية للمواد التي توجد فيها. ويمكن ملاحظة ذلك من مقارنة درجات غليان المركبات الهدروجينية للفصيلتين VIA وVIIA(الفصيلتين الرئيستين السادسة والسابعة في الجدول الدوري) ودرجات انصهارها (الجدول1).
مركبات هدروجينية لعناصر الفصيلة VIAدرجة سجل لمشاهدة الروابط (سْ)درجة سجل لمشاهدة الروابط (سْ)مركبات هدروجينية لعناصر الفصيلة VIIA
درجة سجل لمشاهدة الروابط (سْ)درجة سجل لمشاهدة الروابط (سْ)H2O0100HF-8319H2S-85-61HCl-111-85H2Se-60-42HBr-87-67H2Te-50-2HI-51-35الجدول (1)
يتضح من الجدول أن درجات غليان المركبات الهدروجينية لكل من عناصر الفصيلتين VIA وVIIA، ودرجات انصهار هذه المركبات تتناقص بالتدريج بتناقص الوزن الجزيئي، ولكنها ترتفع فجأة بشدة في بداية كل من الفصيلتين بسبب الرابطة الهدروجينية القوية في كل من سجل لمشاهدة الروابط وفلوريد سجل لمشاهدة الروابط. فدرجة غليان HF هي 19 ْس بدلاً من -100 ْس التي هي درجة سجل لمشاهدة الروابط المتوقعة لولا الرابطة الهدروجينية، وكذلك حالة سجل لمشاهدة الروابط الذي يتوقع أن تكون درجة غليانه -80 ْ س لولا وجود الرابطة الهدروجينية. تؤدي هذه الرابطة إلى ترابط الجزيئات مع بعضها، الأمر الذي يتطلب طاقة حرارية إضافية لكسر هذا الترابط.
رابطة فان درفالس
وجد أن جميع الجزيئات تتجاذب مع بعضها تجاذباً ضعيفاً نتيجة الفعل المتبادل بين النوى والإلكترونات. ويعود انحراف الغازات الحقيقية عند ضغطها عن قوانين الغازات الكاملة إلى التجاذب الضعيف بين جزيئات هذه الغازات أو ذراتها. وتوجد هذه القوى في السوائل والأجسام الصلبة أيضاً. ويطلق على هذه القوى اسم قوى فان درفالس Van der Waals. فمن الممكن أن تكون الذرة أو الجزيء متناظرة كهربائياً، إلا أن حركة الإلكترونات السريعة والمستمرة يولّد فيها في لحظة معينة ثنائي قطب يتغير مع الزمن في قيمته واتجاهه بحيث تكون محصلته في الذرة الحرة أو الجزيء الحر مساوية الصفر. فإذا وجد جزيئان (أو ذرتا غاز خامل) A وB قريبين من بعضهما، في هذه الحال هنالك عدة قوى تجاذب وتنافر تعمل بين هذين الجزيئين: تنافر بين إلكترونات A وB، تجاذب بين إلكترونات A ونوى أو نواة B، تجاذب بين إلكترونات B ونوى أو نواة A، وأخيراً تنافر بين نوى أو نواة A ونوى أو نواة B. تتوقف شدة هذه القوى على المسافة بين A وB، وقد وجد أن محصلتها هي قوة تجاذب ضعيف عندما تلامس هذه الجزيئات بعضها بعضاً، أما إذا اقتربت أكثر من ذلك فيحصل تنافر بسبب اقتراب الغمامات الإلكترونية للجزيئين من بعضها.
تمكّن هذه القوى الضعيفة من تمييع غاز أو تجميده في درجات منخفضة من الحرارة. وليست درجة سجل لمشاهدة الروابط إلا مقياساً للطاقة التي يجب بذلها للتغلب على هذه القوى كي ينطلق الجسم على شكل جزيئات منفردة في معظم الأحيان. وهذا يدل على أن درجة سجل لمشاهدة الروابط تزداد بازدياد قوى فان درفالس السائدة بين جزيئات المادة. وبما أن هذه القوى تزداد بازدياد عدد الإلكترونات الموجودة في الجزيء وبالتالي بازدياد الوزن الجزيئي للمادة، فهذا يعني أنه إذا كانت هذه القوى هي الوحيدة التي تربط الجزيئات ببعضها، فإن درجة سجل لمشاهدة الروابط تزداد بازدياد الوزن الجزيئي. وقد وجد أن هذه النتيجة صحيحة في كثير من الأحوال خصوصاً في حالة المركِّبات غير القطبية. وقد درس لندن London هذه القوى وفق قوانين نظرية الكم بشكل مفصّل.
نصوح علايا












التوقيع

الخائفون لا يصنعون الحرية ...والمترددون لن تقوى أيديهم المرتعشة على البناء
أحمد العربي متواجد حالياً   رد مع اقتباس
إضافة رد

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع


الساعة الآن 03:28 PM بتوقيت مسقط


Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.