آلکانها

آلکانها، هیدروکربن‌هایی هستند که در آنها هر اتم کربن با ۴ پیوند به ۴ اتم هیدروژن یا کربن می‌چسبند. در واقع پیوند دو یا سه گانه بین اتمها وجود ندارد. فرمول کلی آلکان‌ها C_nH_۲n+۲ است. ساده‌ترین آلکان، متان (CH۴) است که بخش عمده گاز طبیعی را تشکیل می‌دهد. اتان (C۲H۶)، پروپان (C۳H۸) و بوتان (C۴H۱۰) دیگر آلکان‌های گازی هستند. پنتان (C۵H۱۲)، هگزان (C۶H۱۴)، هپتان (C۷H۱۶) و اکتان (C۸H۱۸) مهم‌ترین آلکان‌های مایع هستند.

نامگذاری آلکانها را موسسه آیوپاک انجام می‌دهد.

ویژگی‌های آلکان‌ها

آلکان‌ها می‌توانند راست زنجیر یا شاخه دار باشند . مولکول‌هایی که فرم مولکولی یکسان دارند ، اما آرایش اتم‌ها در آنها متفاوت است . هم پاریاایزوم می‌نامند . آلکان‌هایی که چهار یا تعداد بیش تری اتم کربن داشته باشند دارای ایزوم هستند . همهٔ آلکان‌ها ، گازها ، مایع‌ها یا جامدهایی بی رنگ هستند که با افزایش اعداد کربن به نقطه جوش و گرانوری آنها افزایش می‌یابد . همهٔ آلکان‌ها در هوا با شعله زرد – آبی تمیزی می‌سوزند .

 خواص فیزیکی آلکانها

خواص فیزیکی آلکانها از همان الگوی خواص فیزیکی متان پیروی می‌کند و با ساختار آلکانها سازگار است. یک مولکول آلکان فقط به‌وسیله پیوندهای کووالانسی برپا نگه داشته شده‌است. این پیوندها یا دو اتم از یک نوع را بهم متصل می‌کنند و در نتیجه ، غیر قطبی‌اند، یا دو اتم را که تفاوت الکترونگاتیوی آنها بسیار کم است، به یکدیگر ربط می‌دهند و در نتیجه قطبیت آنها کم است. به علاوه ، این پیوندها به طریقی بسیار متقارن جهت گرفته‌اند، بطوری که این قطبیهای پیوندی نیز یکدیگر را خنثی می‌کنند.

در نتیجه یک مولکول آلکان یا غیر قطبی است یا قطبیت بسیار ضعیفی دارد. نیروهایی که مولکولهای غیر قطبی را گرد هم نگه می‌دارند (نیروهای واندروالسی) ضعیف هستند و گستره بسیار محدودی دارند. این نیروها فقط بین بخش‌هایی از مولکولهای مختلف که با یکدیگر در تماس نزدیک باشند، یعنی بین سطوح مولکولها ، عمل می‌کنند. بنابراین در یک خانوداه معین ، انتظار داریم که هر اندازه مولکول بزرگ‌تر و شود در نتیجه سطح تماس آنها بیشتر شود ، نیروهای بین مولکولی نیز قوی‌تر می شوند.

دمای جوش و ذوب با افزایش شمار اتمهای کربن ، زیاد می‌شود. فرایند جوشیدن و ذوب شدن ، مستلزم فایق آمدن بر نیروهای بین مولکولی در یک مایع و یک جامد است. دمای جوش و دمای ذوب بالا می‌رود، زیرا این نیروهای بین مولکولی با بزرگ شدن مولکولها افزایش می‌یابند.

آلکین‌ها

آلکین‌ها هیدروکربن‌هایی هستند که دست کم یک پیوند سه‌گانه بین دو اتم کربن دارند. از آن‌جا که کوچک‌ترین آلکین که نام آیوپاک آن اتین (C₂H₂) است، پیشتر به نام استیلن شناخته می‌شده است؛ آلکین‌ها به نام استیلن‌ها یا گروه اسیتیلنی نیز نامیده می‌شوند.

نامگذاری آلکین‌ها

روش سنتی

• در نامگذاری معمولی ، آلکین‌ها به عنوان مشتقات استیلنی نامگذاری می‌شوند. معمولاً برای نامگذاری استیلن‌های کوچک از این روش بهره گرفته می‌شود.

روش آیوپاک

روش جامع برای نامگذاری آلکین‌ها روش آیوپاک(IUPAC) است و اصول آن ، مشابه نامگذاری آلکنهاست و با رعایت نکات زیر انجام می‌شود:

• درازترین زنجیری را که پیوند سه گانه در آن قرار دارد، مشخص و کربنهای زنجیر اصلی را از طرفی شماره گذاری می‌کنیم که اولین کربن پیوند سه‌گانه شماره کوچک‌تری را داشته باشد.
• نام گروه‌ها و شماره کربن محل آنها را معین و به ترتیب الفبای انگلیسی مرتب می‌کنیم.
• با ذکر شماره کربن محل پیوند سه‌گانه و تغییر نام آخر زنجیر از ane به yne نامگذاری به پایان می‌رسد.

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی آلکینها ، مشابه آلکنهای هم کربن است. آلکین‌ها ، ترکیباتی با قطبیت بیشتر هستند که در حلالهای با قطبیت کمتر مثل تتراکلرید کربن ، بنزن و اترها بخوبی حل می‌شوند، ولی در آب نامحلولند. همانند سایر هیدروکربنها سبکتر از آب هستند. بررسی و مقایسه نقطه ذوب و نقطه جوش این مواد نشان می‌دهد که با افزایش تعداد کربن نقطه جوش افزایش می‌یابد و با شاخه‌دار شدن کاهش می‌یابد.

 فرآوری

به طور کلی دو روش زیر برای فرآوری آلکین‌ها به کار می‌رود:

1. تبدیل یک آلکین به آلکینهای دیگر است که با تغییر و بزرگ کردن آلکین‌های کوچک امکان‌پذیر می‌باشد.
2. به وجودآوردن پیوند سه‌گانه کربن-کربن در مولکول می‌باشد که با انجام واکنشهای شیمیایی مناسب انجام پذیر می‌باشد

الکترونگاتیوی

 الکترونگاتیوییا الکترونگاتیویته یک اتم میزان تمایل نسبی آن اتم برای کشیدن الکترونهای یک پیوند کووالانسی به سمت هسته خود است. اتم وقتی در لایه ظرفیت خود الکترون کمتری داشته باشد تمایلش به گرفتن و یا دادن الکترون بیشتر می‌شود. هرچه عنصری تمایل بیشتری به گرفتن الکترون داشته باشد الکترونگاتیوتر است.

الکترونگاتیوی بایک مقیاس نسبی سنجیده می شود. دراین مقیاس برای اجتناب از درج اعداد منفی،به اتم فلوئور به عنوان الکترونگاتیوترین عنصر،الکترونگاتیوی ۴ نسبت داده شده است و مقادیر الکترونگاتیوی برای عنصرهای دیگر نسبت به این مقدار محاسبه می شود. در این محاسبات،گازهای نجیب را در نظر نمی گیرند، زیرا این عناصربه تعداد کافی ترکیب های شیمیایی تشکیل نمی دهند. به طور کلی مقادیر الکترونگانیوی در یک گروه از عناصراز بالا به پایین کاهش و در یک دوره از جدول تناوبی از چپ به راست افزایش می یابد. بنابراین کم ترین مقدار الکترونگاتیوی را می توان سزیم در پایین و سمت چپ جدول و بیش ترین مقدار الکترونگاتیوی (با چشم پوشی از گازهای نجیب) را به اتم فلوئور در بالا و سمت راست جدول نسبت داد. الکترونگاتیوی عنصرهای اصلی جدول تناوبی:

سدیم

سُدیم یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Na و عدد اتمی آن 11 است. سدیم یک فلز واکنش دهنده نرم و مومی شکل است که به گروه فلزات قلیایی میباشد که از نظر ترکیبات طبیعی فراوان هستند(بویژه آب نمک وهالید ها تعلق دارد. این عنصر بسیار واکنش دهنده است و با شعله زرد رنگی میسوزد در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسید می‌شود و به شدت با آب واکنش می‌دهد از این رو باید همیشه در زیر نفت و یا روغن نگهداری شود.

آرایش اتمی سدیم:
ویژگیهای مهم:
سدیم مانند دیگر فلزات قلیایی نرم سبک وزن سفید مایل به نقره‌ای و واکنش دهنده است و از این جهت هرگز به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. سدیم در آب غوطه ور شده و آن را تجزیه کرده هیدروژن آزاد می‌کند و هیدرواکسید می‌‌سازد. سدیم در آب فوراً آتش می‌گیرد ولی در آزمایش‌های مربوط به هوای معمولی در دمای زیر ۳۸۸ کلوین آتش نمیگیرد.

کاربردها
سدیم در حالت فلزی عنصر لازم برای ساختن استرها و ترکیبات آلی است. این عنصر قلیایی بوجودآورنده کلرید سدیم NaCl که برای زندگی حیاتی است نیز است. کاربردهای دیگر عبارت‌اند از:
استفاده در برخی از آلیاژها برای بهبودی ساختارشان استفاده در ساخت صابون و ترکیبش با اسیدهای چرب NaK سدیم و پتاسیم یک ماده مهم منتقل کننده حرارت است.
تاریخچه
مدت زمان زیادی است که سدیم (soda) بصورت ترکیبی شناخته شده است. این عنصر در سال 1807توسط Sir Humphry Davy از طریق عمل الکترولیز هیدروکسید سدیم جدا شد. در اروپای قرون وسطی ترکیبی از سدیم با نام لاتین Sodanum برای تسکین سردرد استفاده می‌شد. نماد جدید سدیم Na از لاتین جدید Natrium که در زبان یونانی که نوعی نمک طبیعی است می‌‌آید گرفته شده است.

پیدایش
سدیم در ستارگان فراوان است و این فراوانی در خطوط طیفی D در نور ستارگان مشهود تر است. سدیم حدودا 2.6% از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است که چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته زمین و فروانترین فلز قلیایی است. این عنصر هم اکنون به صورت اقتصادی از عمل برقکافت (الکترولیز) کلرید سدیم تولید می‌شود. این روش ارزان تر از روش برقکافت هیدرواکسید سدیم است. قیمت هر پوند سدیم فلزی حدودا 15 تا 20 سنت (در سال ۱۹۹۷) است. ولی هر پوند سدیم ACS آزمایشگاهی حدودا 35 دلار قیمت دارد که از نظر حجمی ارزان‌ترین فلز است.

ترکیبات
نمک طعام یا کلرید سدیم معمول‌ترین ترکیب سدیم است. اما سدیم در کانی‌های بسیار دیگری از قبیل هالیت , soda niter زئولیت و ... بوجود می‌‌آید. ترکیبات سدیم برای صنایع شمیایی شیشه سازی فلزی ساخت کاغذ صنعت نفت ساخت صابون و نساجی کاربرد دارد. صابون معمولاً یک نمک سدیم از اسیدهای چرب است.
سدیم کلراید (نمک طعام) محلول در آب است. هر 39 گرم از آن در دمای صد درجه در 100 لیتر آب حل می‌‌شود. اگر محلول آب نمک را برقکافت (الکترولیز) کنیم از قطب مثبت Cl و از قطب منفی NaOH خارج می‌‌شود.
ترکیبات سدیم که برای صنایع گوناگون بسیار مهم هستند عبارت‌اند از: (NaCl), خاکستر سود (Na2CO3), سدیم خوراکی (NaH))CO3), سود سوز اور(NaOH), Chile saltpeter (Na((NO3), di- and tri-سدیم فسفات, sodium thiosulfate (hypo, Na2S))2O3 * 5H2Oو پوره(Na2((B4O7 * 10H2O).


ایزوتوپها
برای این عنصر ۱3 ایزوتوپشناسایی شده است که تنها ایزوتوپ پایدار آن Na-23 است. سدیم همچنین دو ایزوتوپ پرتو زا (رادیواکتیو) نیز دارد که عبارت‌اند از: Na22 با نیمه عمر 2.605 سال و Na24 با نیمه عمر ۱۵ ساعت.

هشدارها
سدیم در حالت پودر در آب خاصیت انفجاری خواهد داشت و با عناصر دیگر به راحتی تجزیه و ترکیب می‌شود. همیشه باید با ان عنصر با مراقبت کامل کار کرد.

برگرفته: از دانشنامه رشد

حالت چهارم ماده (پلاسما)

---

امروزه ماده رابه شش حالت تقسیم بندی می کنندکه شامل:
1.جامد 2.مایع 3.گاز4.پلاسما 5.چگال بوز(باس)انیشتین6.چگال فرمیونی
جامد , مایع وگاز سه حالت کاملا آشنا برای ماست اما در مورد سه حالت دیگه آشنایی نداریم.البته مورد آخر تازه کشف شده است .
==============
پلاسما
حالت چهارم ماده پلاسما شبیه به گاز است وازاتمهایی تشکیل شده که تمام یا تعدادی از الکترون های خود را از دست داده اند.در تعریف کلی از پلاسما باید گفت که حالتی است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد ومجبور شده آن را حالت مستقلی به حساب آورد .این ماده با ماهیت محیط یونیزه ترکیبی از یونهای مثبت والکترون با غلظت معین می با شد که مقدار الکترونها ویونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است وحالت پلاسمای مواد تقریبا حالت شبه خنثایی دارد پدیده های زیادی در طبیعت از جمله آتش خورشید ستارگان بخش خارجی جو کره زمین شفقهای قطبی شمالی و...در رده ی حالت پلاسما قرار می گیرند
=============
بد نیست بدانید که دانش امروزی حا لات دیگری ازجمله بر هم کنش ضعیف وقوی هسته ای را دردسته بندیها به عنوان حا لات دیگر به حساب می اورند که از این حالات در توجیه خواص نوکلئونهای هسته. نیروهای هسته .واکنش های هسته ای ودر کل فیزیک ذرات بنیادی استفاده می شود.