آشنایی با ساختار اتم - قسمت اول

ساختار ماده

1.      مقدمه :

 گرچه در زمان بسيار قديم بعضي معتقد به فرضيه اتمي بودند ولي دليلي براي آن ارائه نشد .
با توجه به اين كه مواد در يك وتكنش فقط به نسبت خاصي تركيب مي شوند  فرضيه اتمي را تايد مي كند

2.       فرضيه اتمي دالتون

‌أ-        يك ماده از ذرات ريزي به نام اتم ( تقسيم ناپذير ) تشكيل شده است كه تقسيم نا پذير است

‌ب-    در يك واكنش نه اتمي توليد و نه از بين مي رود بلكه ترتيب پيوند خوردن آن ها تغيير مي كند

‌ج-     اتم هاي يك ماده همگي يكسانند و تفاوتي ندارند

‌د-      تركيب اتم ها براي توليد يك ماده به نسبت هاي خاص امكان پذير است

ارزيابي : اين فرضيه قادر است اصل بقاي جرم و قانون نسبت هاي حجمي را توضيح دهد

گرچه اتم به عنوان كوچك ترين واحد تشكيل دهنده نيست و خود از ذرات ريزتري تشكيا شده است و ممكن است دو اتم براي تشكيل تركيبات مختلفي با نسبت هاي متفاوتي تركيب شوند ( مانند NO,N₂O,NO₂....) و در ضمن اتم هاي يك عنصر ممكن است از لحاظ جرمي متفاوت باشند .

3- اجزا تشكيل دهنده اتم
الف) از آزمايش لوله تخليه الكتريكي با اعمال ولتاژ كافي لامپ روشن مي شود مشخص شده است كه اولا اين ذرات در ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي منحرف مي شوند و ثانيا" اين ذرات به نوع الكترود بستگي ندارد پس همه اتم ها شامل اين ذرات ( الكترون ها ) هستند.

ب) اگر شدت ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي را طوري انتخاب كنيم كه مسير حركت ذرات تغير نكند مي توان نسبت زير را براي آن ها به دست آورد :

4- آزمايش ميليكان : اگر از سقوط در غياب ميدان الكتريكي و تابش جرم قطرات روغن را تعين كنيم و در آزمايش بعد با تابش اشعه ايكس و اعمال ميدان الكتريكي سرعت سقوط ذرات را وقتي كه حركت يكنواخت مي شود را به دست آوريم مي توان نشان داد كه بار روي قطرات روغن مضرب صحيحي از 10^-19 C  e = - 106  است كه در نتيجه  

5- از آزمايش مشابهي روي اتم هاي H⁺  مي توان ويژگي پروتون هارا محاسبه كرد :

    

     

اطلاعات راجع به نوترون ها را از واكنش هاي هسته اي به دست مي آورند كه   :

6- آزمايش راتر فورد : تعيين وضعيت ذرات در اتم :

در اثر تابش اشعه  ( ذرات سنگين و با بار مثبت ) بر روي صفحه بسيار نازكي از طلا مشخص شده كه بيش از 99% ذرات  مسير قبلي خود را ادامه مي دهند ، بقيه يا انحرف نشان مي دهند يا منعكس مي شوند در نتيجه تقريبا" كل جرم ( پروتون ها و نوترون ها ) در فضاي كوچك هستند و الكترون ها در كره اي با شعاع 10⁶ توزيع شده اند

 

برای ترجمه (14)

Hydrogen's noble heavyweight collaboration

A new approach to storing large volumes of hydrogen gas has been discovered, which might take us one step closer to a so-called hydrogen economy. When compressed at high pressure with the relatively unreactive noble gas xenon, molecular hydrogen forms a previously unknown solid, according to Maddury Somayazulu of the Carnegie Institution's Geophysical Laboratory. The novel material forms at 41000 atmospheres in a diamond anvil device and is stable with xenon pair distances close to those seen in dense metallic xenon. Xenon is actually too heavy and expensive for practical applications, but the insights the team is gaining into the behaviour of hydrogen under such conditions may lead them to a less dense and cheaper alternative.  

برای ترجمه (13)Ancient oceanic oxygen

Ancient oceanic oxygen
New research from geoscientists at the University of California, Riverside, corroborates recent evidence about the Great Oxidation Event. It has thus helped solve some outstanding questions surrounding the theory that the Earth's atmosphere underwent a dramatic rise in oxygen 2.4 billion years ago. An analysis of 2.5 billion-year-old black shales from Western Australia add to the evidence that oxygen production began in the Earth's oceans at least 100 million years before the GOE. The findings, which bring to light sulfidic conditions, could also have implications for understanding other geologic periods.

برای ترجمه (12)

Chemistry Of Cooking
A Biochemist Explains The Chemistry Of Cooking

January 1, 2009 — A biochemist and cook explains that cooking is all about chemistry and knowing some facts can help chefs understand why recipes go wrong. Because cooking is essentially a series of chemical reactions, it is helpful to know some basics. For example, plunging asparagus into boiling water causes the cells to pop and result in a brighter green. Longer cooking, however, causes the plant's cell walls to shrink and releases an acid. This turns the asparagus an unappetizing shade of grey.

برندگان جایزه نوبل شیمی از سال 1901 تا کنون

2009 - Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, Ada E. Yonath

2008 - Osamu Shimomura, Martin Chalfie, Roger Y. Tsien

2007 - Gerhard Ertl

2006 - Roger D. Kornberg

2005 - Yves Chauvin, Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock

2004 - Aaron Ciechanover, Avram Hershko, Irwin Rose

2003 - Peter Agre, Roderick MacKinnon

2002 - John B. Fenn, Koichi Tanaka, Kurt Wüthrich

2001 - William S. Knowles, Ryoji Noyori, K. Barry Sharpless

2000 - Alan Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa

1999 - Ahmed Zewail

1998 - Walter Kohn, John Pople

1997 - Paul D. Boyer, John E. Walker, Jens C. Skou

1996 - Robert F. Curl Jr., Sir Harold Kroto, Richard E. Smalley

1995 - Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland

1994 - George A. Olah

1993 - Kary B. Mullis, Michael Smith

1992 - Rudolph A. Marcus

1991 - Richard R. Ernst

1990 - Elias James Corey

1989 - Sidney Altman, Thomas R. Cech

1988 - Johann Deisenhofer, Robert Huber, Hartmut Michel

1987 - Donald J. Cram, Jean-Marie Lehn, Charles J. Pedersen

1986 - Dudley R. Herschbach, Yuan T. Lee, John C. Polanyi

1985 - Herbert A. Hauptman, Jerome Karle

1984 - Bruce Merrifield

1983 - Henry Taube

1982 - Aaron Klug

1981 - Kenichi Fukui, Roald Hoffmann

1980 - Paul Berg, Walter Gilbert, Frederick Sanger

1979 - Herbert C. Brown, Georg Wittig

1978 - Peter Mitchell

1977 - Ilya Prigogine

1976 - William Lipscomb

1975 - John Cornforth, Vladimir Prelog

1974 - Paul J. Flory

1973 - Ernst Otto Fischer, Geoffrey Wilkinson

1972 - Christian Anfinsen, Stanford Moore, William H. Stein

1971 - Gerhard Herzberg

1970 - Luis Leloir

1969 - Derek Barton, Odd Hassel

1968 - Lars Onsager

1967 - Manfred Eigen, Ronald G.W. Norrish, George Porter

1966 - Robert S. Mulliken

1965 - Robert B. Woodward

1964 - Dorothy Crowfoot Hodgkin

1963 - Karl Ziegler, Giulio Natta

1962 - Max F. Perutz, John C. Kendrew

1961 - Melvin Calvin

1960 - Willard F. Libby

1959 - Jaroslav Heyrovsky

1958 - Frederick Sanger

1957 - Lord Todd

1956 - Sir Cyril Hinshelwood, Nikolay Semenov

1955 - Vincent du Vigneaud

1954 - Linus Pauling

1953 - Hermann Staudinger

1952 - Archer J.P. Martin, Richard L.M. Synge

1951 - Edwin M. McMillan, Glenn T. Seaborg

1950 - Otto Diels, Kurt Alder

1949 - William F. Giauque

1948 - Arne Tiselius

1947 - Sir Robert Robinson

1946 - James B. Sumner, John H. Northrop, Wendell M. Stanley

1945 - Artturi Virtanen

1944 - Otto Hahn

1943 - George de Hevesy

1942 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section

1941 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section

1940 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section

1939 - Adolf Butenandt, Leopold Ruzicka

1938 - Richard Kuhn

1937 - Norman Haworth, Paul Karrer

1936 - Peter Debye

1935 - Frédéric Joliot, Irène Joliot-Curie

1934 - Harold C. Urey

1933 - The prize money was with 1/3 allocated to the Main Fund and with 2/3 to the Special Fund of this prize section

1932 - Irving Langmuir

1931 - Carl Bosch, Friedrich Bergius

1930 - Hans Fischer

1929 - Arthur Harden, Hans von Euler-Chelpin

1928 - Adolf Windaus

1927 - Heinrich Wieland

1926 - The Svedberg

1925 - Richard Zsigmondy

1924 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section

1923 - Fritz Pregl

1922 - Francis W. Aston

1921 - Frederick Soddy

1920 - Walther Nernst

1919 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section

1918 - Fritz Haber

1917 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section

1916 - The prize money was allocated to the Special Fund of this prize section

1915 - Richard Willstätter

1914 - Theodore W. Richards

1913 - Alfred Werner

1912 - Victor Grignard, Paul Sabatier

1911 - Marie Curie

1910 - Otto Wallach

1909 - Wilhelm Ostwald

1908 - Ernest Rutherford

1907 - Eduard Buchner

1906 - Henri Moissan

1905 - Adolf von Baeyer

1904 - Sir William Ramsay

1903 - Svante Arrhenius

1902 - Emil Fischer

1901 - Jacobus H. van 't Hoff

جایزه ی نوبل شیمی 2009

7 October 2009

The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2009 jointly to

Venkatraman Ramakrishnan
MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, United Kingdom

Thomas A. Steitz
Yale University, New Haven, CT, USA

Ada E. Yonath
Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel

The ribosome translates the DNA code into life

The Nobel Prize in Chemistry for 2009 awards studies of one of life's core processes: the ribosome's translation of DNA information into life. Ribosomes produce proteins, which in turn control the chemistry in all living organisms. As ribosomes are crucial to life, they are also a major target for new antibiotics.

This year's Nobel Prize in Chemistry awards Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz and Ada E. Yonath for having showed what the ribosome looks like and how it functions at the atomic level. All three have used a method called X-ray crystallography to map the position for each and every one of the hundreds of thousands of atoms that make up the ribosome.

Inside every cell in all organisms, there are DNA molecules. They contain the blueprints for how a human being, a plant or a bacterium, looks and functions. But the DNA molecule is passive. If there was nothing else, there would be no life.

The blueprints become transformed into living matter through the work of ribosomes. Based upon the information in DNA, ribosomes make proteins: oxygen-transporting haemoglobin, antibodies of the immune system, hormones such as insulin, the collagen of the skin, or enzymes that break down sugar. There are tens of thousands of proteins in the body and they all have different forms and functions. They build and control life at the chemical level.

An understanding of the ribosome's innermost workings is important for a scientific understanding of life. This knowledge can be put to a practical and immediate use; many of today's antibiotics cure various diseases by blocking the function of bacterial ribosomes. Without functional ribosomes, bacteria cannot survive. This is why ribosomes are such an important target for new antibiotics.

This year's three Laureates have all generated 3D models that show how different antibiotics bind to the ribosome. These models are now used by scientists in order to develop new antibiotics, directly assisting the saving of lives and decreasing humanity's suffering.

The Prize amount: SEK 10 million to be shared equally between the Laureates

برای ترجمه (11)

Water on the moon
At the time of writing, NASA was on the verge of colliding a spacecraft with a crater of the moon in order to analyze the chemistry of matter at the darkest depths of the surface. But, earlier, scientists had studied data from India's Chandrayaan-1 probe and the Deep Impact and Cassini missions to see if they could spot water on the moon. The researchers, in India and the US, analyzed the reflectance spectra to determine the content of minerals in the thin layer of upper soil on the surface of the moon. The data revealed the presence of chemical bonds between hydrogen and oxygen atoms, which they say are indicative of hydroxy ions, which in the presence of protons from the solar wind are likely to form water molecules in situ.

حذف هیدرو}ن سولفید از گازها

سولفيران، فرايندي سبز براي حذف سولفيد هيدروژن از گازها

سولفيران فرايندي است كه سولفيد هيدروژن را از جريان گازي حذف و به صورت مستقيم و در يك مرحله توسط يك كاتاليست هموژن حاوي محلول كمپلكس از نمك آهن معروف به كيلات آهن به گوگرد عنصري تبديل مي كند. در طي اين فرايند، سولفيران هيدوژن به طور سريع و كاملا انتخابي توسط محلول كيلات آهن، جذب مي شود و سپس در اثر واكنش اكسيداسيون احيا، تبديل به گوگرد مي شود به اين نوع فرايندها در صنعت پالايش گاز، فرايندهاي Liquid Redox  اطلاق مي شود.

سولفيران فرايندي است كه براي حذف گاز سولفيد هيدروژن از جريانات گازي كاربرد دارد. گاز سولفيد هيدروژن توسط يك محلول كاتاليستي در يك مرحله و بطور مستقيم به گوگرد عنصري تبديل مي شود. يعني برخلاف سيستم هاي آمين كه حذف و تبديل گاز سولفيد هيدروژن در دو مرحله انجام مي شود. در فرآيند سولفيران حذف و تبديل سولفيد هيدروژن به گوگرد عنصري همزمان اتفاق مي افتد اين فن آوري اولين بار است كه با اين ماهيت در ايران و در پژوهشگاه صنعت نفت ابداع شده و با استفاده از آن مي توان بسياري از گازهاي ترش را با توجه به جنبه هاي اقتصادي تصفيه كرد. سولفيران مي تواند سولفيد هيدروژن را بصورت 100در صد از گاز حذف نمايد.

اين فرآيند براي حذف سولفيد هيدروژن با غلظت متوسط ازتمامي گازها قابل استفاده مي باشد. تصفيه گاز طبيعي، تصفيه   Fuel gas‌‌، تصفيه اسيد گاز واحدهاي آمين، تصفيه Tail gas واحد كلاوس و گازهاي همراه از كاربردهاي رايج اين نوع فرايند در صنايع مختلف نفت، گاز و پتروشيمي است. سولفيران مي تواند بصورت 100 درصد سولفيد هيدروژن را از گاز حذف كند. وقتي سولفيران اقتصادي است كه مقدار گوگرد موجود در گاز بين 200 كيلوگرم تا 20 تن در روز باشد. اگر مقدار گوگرد كمتر از 200 كيلوگرم در روز باشد. اسكا ونجرهاي شيميائي استفاده مي شوند و اگر بيشتر از 20 تن در روز باشد واحد كلاوس )Claus( معمولاً اقتصادي است. اما Tail gas واحدهاي كلاوس نيز بايد تصفيه شوند بنابراين فرايند سولفيران مي تواند براي اصلاح واحد كلاوس يعني تصفيه Tail gas‌‌آن نيز بكار برده شود. اگر غلظت هيدروژن سولفيد كمتر از 20 درصد در اسيد گاز ورودي به واحد كلاوس باشد واحد كلاوس با مشكل مواجه مي شود سولفيران براي تصفيه اين نوع اسيد گاز ورودي به واحد كلاوس مفيد است.

يكي از كاركردهاي مهم اين فرايند در زمينه زيست محيطي است. گازهايي كه حاوي هيدروژن سولفيد بوده و به آتمسفر فرستاده مي شوند بدليل مشكلات زيست محيطي، باران هاي اسيدي و آلودگي هوا و آب و خاك كه از عوارض نشت اين گاز مضر به محيط زيست است، با اين فرايند تصفيه شده و از اين منظر فرايند سولفيران يك فرايند سبز است.

ترجمه کتاب شیمی حالت جامد

مقدمه مترجم:

کتابی که با نام شیمی حالت جامد ترجمه شده است، ترجمه کتاب :

Solid State Chemistry

است. به منظور استفاده بهتر دانشجویان از این کتاب و آشنایی با نکات مهمتر هر فصل، تغییرات جزئی در ترجمه آن صورت گرفته است. به اعتقاد اینجانب، همان طوری که در مقدمه مؤلف نیز آمده است از مزایای بسیار خوب این کتاب، شروع مباحث از پایه است به طوری که خواننده به صورت خودخوان می تواند مطالب آن را فراگیرد. چنانچه خواننده در برخی از مفاهیم و معادلات ریاضی یا شیمی فیزیکی مشکلی داشته باشد به آسانی می تواند با مراجعه به بخش خواندنیهای پیشنهادی و پیوستهای آخر هر فصل دانش خود را در آن زمینه تقویت نماید. از نکات برجسته دیگر این کتاب ارائه پرسشهای آخر هر فصل است که دانشجو می تواند میزان برداشت خود از مطالب ارائه شده در هر فصل را بسنجد. ویژگی دیگر این کتاب آن است که مؤلف خود از پیشتازان دانش شیمی حالت جامد است و در زمینه های مختلف نظری و تجربی مربوط به این رشته صاحب نظر است، این کتاب را به زبان بسیار ساده با حفظ پیوستگی مطالب آن نگارش نموده است. مترجم تلاش کرده است از واژه های علمی رایج بین شیمیدانها در کشور استفاده نماید و به منظور آگاهی از اصطلاحات علمی و تقویت دامنه لغات تخصصی دانشجویان هر جا که ضرورت داشته است در پاورقی ها اصل لغت یا اصطلاح علمی آورده شده است. مترجم مفتخر است با گشاده رویی و امتنان از تمام نقدها، پیشنهادات  و نظرات همکاران عزیز دانشگاهی استقبال نماید و مصمم است از تمام آنها در ویرایشهای بعدی و کتابهای دیگر استفاده نماید. در پایان برخود لازم می دانم تا از کوششهای صبورانه همسر عزیزم سرکار خانم ناهید زمانی که با حوصله فراوان نسخه تایپ شده این کتاب را مطالعه و کامل نمودند، سپاسگزاری کنم. همچنین از تلاشهای فراوان سرپرست محترم دانشگاه پیام نور گناباد جناب آقای کاظم گلباف و معاونت محترم آموزشی جناب آقای جواد مؤمنی در این زمینه تشکر نمایم. با این امید که این اثر گامی در جهت اعتلای علمی و پژوهشی میهن اسلامی عزیزمان باشد.

محمد ایزدیار

واكنش‌هاي Retro-ene

واكنش‌هاي Retro-ene

جهت معكوس يك واكنش ene، انتقال درون ملكولي اتم هيدروژن  به يك مركز غيراشباع بر اساس تشكيل حالت گذار حلقوي شش عضوي است كه معمولاً بر اثر گرما انجام مي‌شود،
واكنش Retro-ene ناميده مي‌شود (شماي 1).

 اگرچه ماهيت concerted اين فرايند بصورت تجربي تاييد شده است ]30[ ولي برخي مشاهدات و مطالعات تجربي ديگر در فاز گاز وجود مكانيسم راديكالي براي اين فرايند را نشان مي‌دهند
]31[. پيوندهاي  واكنش‌پذير براي واكنش Retro-ene شامل الفين‌ها، استيلني‌ها، آلنها، سيكلوپروپيل، پيوند كربن با هترواتم (C=O و C=S و C=Si) و پيوند هترواتم- هترواتم
(N=N) مي‌باشد ]35-32[.

مطالعات سينتيكي در فاز گاز نشان مي‌دهد كه ساختار هندسي ارجح براي حالت گذار تركيبات الفيني، ساختار حلقوي است ]36[ ولي ساختار هندسي ارجح براي تركيبات استيلني، حالت گذار مسطح است ]37[.

واكنشهاي Retro-ene براي تركيبات الفيني تحت شرايط يكسان نسبت به تركيبات استيلني، راحت‌تر انجام مي‌شود ]38[. سرعت اين واكنشها، با اثرات فضايي تغيير مي‌كند. به عنوان مثال ممانعت فضايي بين متيل شماره (8) و گروه آريل آز و در تركيب الف، مانع چرخش آزاد آن مي‌شود. بنابراين يك كنفورماسيون ثابت ايجاد شده و واكنش از طريق واكنشهاي Retro-ene پيش مي‌رود ]39[. در غياب گروه متيل شماره (8)، مكانيسم راديكال آزاد، هدايت‌كننده واكنش است. اثر ممانعت فضايي در سري واكنشهاي (ب) روي سرعت واكنش Retro-ene بررسي شده است ]40[.