به نام حضرت دوست

1. به نام حضرت دوست ساختار اتم دراین جلسه خواهیم خواند • مشاهده مستقیم و غیرمستقیم • نظریه اتمی دالتون • کشف الکترون

2. داستان پسرک هوشیار در زمان های قدیم، مردی با الاغ خود، باری را برای فروش به شهری دیگر می برد. اما از بد حادثه و پس از عبور از یک مزرعه، الاغ خود را گم کرد او به دنبال الاغ خود می گشت. برای همین از پسری در آن حوالی پرسید: آیا تو الاغ مرا دیده ای؟ پسر گفت : همان الاغی که چشم چپش کور بود همان الاغی که پای چپش می لنگید؟ همان الاغی که بار گندم داشت؟ آن مرد خوشحال شد و گفت آری خودش است.حال بیا برویم و آن را تحویل بده. پسرک گفت: من آن را ندیده ام. مرد تعجب کرد و گفت: دروغ می گویی، تو دزد الاغ من هستی. مرد دست پسر را گرفت و نزد قاضی برد..

3. قاضی بعد از شنیدن ماجرا، رو به پسرک کرد و گفت: شواهد نشان می دهد که تو الاغ را دیده ای و باید آن را تحویل بدهی، مگر جواب قانع کننده ای داشته باشی. پسرک هوشیار گفت: آقای قاضی من با چشم های خودم الاغ را ندیده ام اما با توجه به شواهد زیر نتیجه گیری کردم و ویژگی های الاغ را پیش بینی کردم شاهد(1): در مسیر مزرعه دیدم که کمی از علف های سمت راست جاده خورده شده، ولی علف های سمت چپ جاده دست نخورده مانده است شاهد(2): در مسیر مشاهده کردم که اثر پای چپ الاغ عمیق تر است شاهد(3): دیدم که در کنار مسیر حرکت الاغ، گندم روی زمین ریخته شده است

4. برای بررسی ساختار یک ماده از دو روش استفاده می شود • مشاهده مستقیم در این روش می توان با چشم یا وسیله ی دیگر ساختار ماده را به صورت معینی مشاهده کرد • مشاهده غیر مستقیم در این روش به کمک حواس پنجگانه و آزمایش های تجربی به بررسی ساختار مواد غیرقابل دیدن پرداخته و تلاش می شود اطلاعاتی در مورد ساختار ماده کسب شود هردو روش به عنوان ابزار شناسایی شناخته می شوند و روش مشاهده غیرمستقیم یک روش بسیار مفید و ارزشمند در علوم تجربی، به ویژه برای مطالعه ساختار اتم است

5. اتم اتم از واژه ی یونانی(atomos) به معنی تقسیم ناپذیر گرفته شده است دموکریتووس (دموکریت) 400 سال قبل از میلاد مسیح اولین کسی بود که دیدگاهی اتمی از ماده ارائه داد در نظریه او ماده از ذره های بسیار ریز ساخته شده که در بین آن ها چیزی به جز فضای خالی نیست با این حال ارسطو به عنصرهای چهار گانه اعتقاد داشت و به طور جدی با این نظریه مخالف بود که چیزی به نام هیچ ( همان فضای خالی نظریه دموکریتوس) وجود ندارد نظریه ی اتمی تحت تاثیر این مخالفت ارسطو 2000 سال مسکوت ماند

6. شیمی دان شکاک در سال 1661 با انتشار کتاب ( شیمی دان شکاک) مفهوم تازه ای از عنصر توسط رابرت بویل دانشمند انگلیسی مطرح گردید • وی اعتقاد داشت عنصر ماده ایست که نمی توان آن را به مواد ساده تری تجزیه کرد • بویل شیمی را علم تجربی نامید • بویل پژوهش های عملی را به سه ابزار • مشاهده نمودن • اندیشیدن • نتیجه گیری کردن اضافه نمود

7. نظریه اتمی دالتون • ماده از ذره های تجزیه ناپذیری به نام اتم ساخته شده است • همه اتم های یک عنصر مشابه یکدیگرند • اتم ها نه به وجود می آیند و نه از بین می روند • اتم های عنصر های مختلف جرم و خواص شیمیایی متفاوتی دارند • اتم های عنصرهای مختلف به هم متصل شده و مولکول را به وجود می آورند • در هر مولکول از یک ترکیب معین، همواره نوع و تعداد نسبی اتم های • سازنده ی آن یکسان است • واکنش شیمیایی شامل جابجایی اتم ها یا تغییر درشیوه ی اتصال آن ها در مولکول هاست. • در این واکنش ها اتم ها خود تغییری نمی کنند نکته نظریه اتمی دالتون توجیه کننده بسیاری از پدیده های فیزیکی و شیمیایی مواد همانند ذوب شدن، بخارشدن، انجماد مایع ها، میعان گازها، ترکیب عناصر با یک دیگر به نسبت وزنی معین و... می باشد

8. این بند از نظریه ی اتمی دالتون را نقد کنید: • همه اتم های یک عنصر مشابهند. ایزوتوپ ها اگر چه اتم های یک عنصر هستند،اما متفاوت هستند. این بند از نظریه ی اتمی دالتون را نقد کنید: اتم بوجود نمی آید و از بین نمی رود. در واکنش های هسته ای و مواد پرتوزا اتم می تواندبه اتم دیگر تبدیل شود.

9. این بند از نظریه ی اتمی دالتون را نقد کنید: از اتصال اتم ها مولکول بوجود می آید. درست(البته از اتصال اتم ها بجز مولکول، شبکه یونی نیز می تواند بوجود آید به عنوان نمونه در نمک خوراکی سدیم و کلر شبکه یونی نمک را بوجود می آورند.) اختلاف نظر رابرت بویل با یونانیان در مطالعه ی طبیعت چه بود؟ یونانیان در مشاهده طبیعت فقط از مشاهده، اندیشه و نتیجه گیری استفاده می کردند اما بویل پژوهشهای عملی را نیز لازم می دانست و شیمی را علم تجربی نامید.

10. هریک از جمله های زیر برکدام قسمت از تئوری هفت گانه دالتون منطبق است؟ الف) تمام اتم های گوگرد دارای جرمی معادل 32 واحد جرمی هستند بند 1: همه ی اتم های یک عنصر مشابه اند ب) برای تشکیل مولکول آب باید دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، با یک دیگر ترکیب شوند بند6: در هر مولکول از یک ترکیب معین، همواره نوع و تعداد نسبی اتم های سازنده آن یکسان است پ) مولکول های کربن دی اکسید از اتصال اتم های کربن و اکسیژن به وجود می آید بند5: اتم های عنصرهای مختلف به هم متصل شده و مولکول را به وجود می آورند ت) انجام واکنشA+B AC امکان پذیر نیست بند3: اتم ها نه به وجود می آیند و نه از بین می روند

11. توجه نظریه اتمی دالتون در توجیه برخی پدیده ها مانند برقکافت، الکتریسیته مالشی یا ساکن، خاصیت آهنربایی و وجود ظرفیت برای اتم یک عنصر ناموفق بود نکته الکتریسیته مالشی یا ساکن: نشان دهنده ی وجود بارالکتریکی مثبت و منفی در ماده است برقکافت فرآیندی است که جریان برق از یک محلول یا ترکیب یونی مذاب گذشته و آن را به عناصر سازنده اش تبدیل می کند علت وقوع این پدیده وجود ذراتی با بار مثبت و منفی در محلول است که با اصل تجزیه ناپذیر بودن دالتون سازگار نیست

12. کشف الکترون هامفری دیوی درباره ی ساختار اتم شواهدی به دست آورد او مشاهده کرد در هنگام عبور جریان الکتریکی از برخی مواد این مواد تجزیه می شوند دیوی پنج عنصر( سدیم، پتاسیم، کلسیم، استرانسیم و باریم) را با استفاده از عبور جریان الکتریسیته، هنگام تجزیه ی مواد کشف کرد در نتیجه او به این فرضیه رسید که عنصرهای سازنده ی یک ترکیب شیمیایی با نیروهای الکتریکی در کنار یک دیگر نگه داشته شده اند مایکل فارادی که دانشجوی دیوی بود، رابطه ای کمی بین مقدار الکتریسیته ی مورد استفاده در برقکافت و میزان پیشرفت واکنش شیمیایی برقرار کرد جورج استونی با پیگیری بررسی های فارادی به این نتیجه رسیدکه واحدهای بارالکتریکی با اتم ها مرتبط اند در سال 1891 او نام الکترون را برای این واحدها پیشنهاد کرد

13. آزمایش های تامسون با لوله ی پرتو کاتدی لوله ی پرتو کاتدی - کاتد + 10000ولت آند

14. لوله پرتو کاتدی: • حباب شیشه ایست که بیشتر هوای داخل آن توسط پمپ خلاء خارج شده است. • دردو انتهای لوله یک قطعه فلز نصب شده است که به آن الکترود گفته می شود

15. آزمایش پرتوی کاتدی در این آزمایش دو الکترود در لوله ی شیشه ای بسته ای قرار داده می شود که از گازی با فشار بسیار پایین پرشده است با اعمال یک ولتاژ قوی، جریان برقرار شده و پرتوهای کاتدی از کاتد( الکترود منفی)خارج می شود این پرتوها حرکت می کنند و لکه ای روشن بر دیواره ی روبه روی کاتد ایجاد می کنند نکته رنگ نور حاصل به گاز درون لوله بستگی دارد در صورتی که هوا یا گاز درون شیشه را به وسیله پمپ خلا خارج کرده و فشارگاز را بسیار کم(کم تراز 0/02 میلی متر جیوه) نماییم فقط جدار روبه روی الکترود کاتدی (نزدیک الکترود آند) روشن می شود ( خاصیت فلوئورسانس پیدا می کند)

16. - کاتد Fe + آند - کاتد Cu + آند

17. پرتوی کاتدی به پرتوهایی که از کاتد(الکترود منفی) خارج شده و به سمت آند( الکترود مثبت) جریان می یابند، پرتوی کاتدی می گویند چند نکته مهم • پرتوی کاتدی در میدان الکتریکی به سمت قطب مثبت منحرف شده، • پس دارای بار الکتریکی منفی است • ویژگی این پرتو با تغییر کاتد یا تغییر گاز درون لوله تغییری نمی کند این ذرات الکترون نامیده شدند • تغییر موقعیت آند تاثیری بر مسیر حرکت الکترون ندارد چون این ذرات آن چنان پرانرژی هستند که بدون جذب توسط آند، به طور مستقیم وبا سرعت زیاد پرتاب می شوند

18. + - کاتد _ + آند

19. درخشندگی گاز درون لوله ی پرتو کاتدی به فشار آن بستگی دارد باید توجه داشت: در فشارهای پایین رنگ درخشش لوله ی پرتو کاتدی به نوع گاز وابسته است نکته این درخشندگی به دلیل برانگیختگی ذره های گاز و نشر فوتون، هنگام برگشت به حالت پایه است تخلیه بار الکتریکی یعنی انتقال الکترون (بار) بدون آن که با جسم در تماس مستقیم باشند مانند آن چه در لوله پرتوی کاتدی بین آند و کاتد روی می دهد

20. فلوئورسانس موادی دارای این خاصیت، نور با طول موج معینی را جذب می کنند و به جای آن نور با طول موج بلندتری را منتشر می سازند نکته تابش این نور با قطع شدن منبع نور قطع می شود فلوئورسانس از جمله خواص فیزیکی برخی مواد شیمیایی است برخی از مواد مانند روی سولفید (ZnS) براثر تابش پرتوهای نامرئی(مانند پرتوی کاتدی) نور مرئی تولید می کنند این پدیده فلوئورسانس نامیده شده است فلوئورسنت به موادی که خاصیت فلوئورسانس دارند گفته می شود نکته کاربرد(ZnS) در تولید لامپ تلویزیون ونمایشگرها می باشد

21. فسفرسانس مواد دارای این خاصیت، نور با طول موج معینی را جذب کرده و به جای آن نور با طول موج دیگری را منتشر می کنند، تابش این نور تا مدت کوتاهی پس از قطع شدن منبع نور ادامه می یابد از جمله کاربرد این مواد می توان استفاده در ساعت ها و برخی وسایل شب نما را نام برد تامسون توانست نسبت بار به جرم الکترون را محاسبه کرد رابرت میلیکان موفق شد بعد از تامسون بارالکتریکی الکترون را اندازه بگیرد بار الکترون جرم الکترون

22. تامسون چگونه نسبت بار به جرم الکترون را اندازه گرفت؟ • او هم زمان میدان های الکتریکی و مغناطیسی را بر پرتو های • کاتدی تاثیر داد و نسبت بار به جرم الکترون را -1.76 × 108 C/g • به دست آورد. e m −=-1.76 × 108 C/g تامسون میلیکان e = -1.602 × 10-19 C m = 9.1 × 10-28 g