آموزش فصل اول شیمی یازدهم قدر هدایای زمینی را بدانیم

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | نقش مواد در زندگی ما

زمین منبع عظیمی از هدایای ارزشمند و ضروری برای زندگی ما انسان‌ها است. دانش شیمی به ما کمک می‌کند تا ساختار دقیق، رفتار آن‌ها و بهره‌برداری درست از این مواد را بیاموزیم. در درس اول شیمی یازدهم می‌فهمیم که رشد و گسترش تمدن بشری به کشف و دسترسی انسان‌ها به مواد جدید بستگی دارد.

گسترش فناوری به میزان دسترسی انسان‌ها به مواد مناسب وابسته است؛ برای مثال گسترش صنعت خودرو مدیون شناخت و دسترسی به فولاد است یا مثلاَ پیشرفت صنعت الکترونیک به اجزایی بستگی دارد که از موادی بنام نیمه‌رسانا‌ها ساخته می‌شود.

انسان‌های پیشین تنها با برخی از مواد طبیعی مانند چوب، سنگ، خاک، پشم و پوست نیاز‌های خود را برآورده می‌کردند و پس از مدتی توانستند برخی از فلزات را از طبیعت استخراج کنند و موادی مانند سفال را تولید کنند که خواص مناسبتری داشته باشند.

اما با گذشت زمان و رشد چشمگیر دانش بشری و بخصوص دانش شیمی، شیمیدان‌ها به یک‌سری از موارد دست یافتند از جمله:

رابطه میان خواص مواد با عنصر‌های سازنده آن

گرما دادن به مواد و افزودن آن‌ها به یکدیگر سبب تغییر و گاهی بهبود خواص می‌شود.

توانایی انتخاب مناسب‌ترین ماده برای یک کاربرد معین

طراحی مواد نو با ویژگی‌های منحصر بفرد و دلخواه

در جزوه شیمی یازدهم این نکته را ذکر کنیم که زمین همانند انباری از منابع ارزشمند است که بدون هیچ منتی در دسترس انسان‌ها قرار داده شده و از آن بهره می‌برند هر چند که این منابع به طور یکسان پخش نشده‌اند.

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | الگو‌ها و روند‌ها در رفتار مواد و عنصر‌ها

هر دانشی یک‌سری الگو‌ها و روند‌هایی دارد که با شناخت و دست یافتن به آن‌ها می‌توان به اسرار و رمز و راز هستی پی برد. اما در دانش شیمی چگونه است؟ ابتدا بیایید تا دانش شیمی را تعریف کنیم؛ در درس 1 شیمی یازدهم به این صورت تعریف شده است که علم شیمی را می‌توان مطالعه هدفدار، منظم و هوشمندانه رفتار عنصر‌ها و مواد برای یافتن روند‌ها و الگو‌های رفتار فیزیکی و شیمیایی آن‌ها دانست.

برخی عنصرهای گروه 14

عنصرهای دوره سوم و ویژگی آن ها

اما به نظر شما شیمیدان‌ها به وسیله چه چیزی رفتار و الگو‌های پنهان در عنصر‌ها را آشکار می‌سازند؟

جدول دوره‌ای عنصر‌ها که نمایش بی‌نظیر از چیدمان عنصر‌ها بوده و مانند یک نقشه راهنما در سازمان‌دهی و تجزیه و تحلیل داده‌ها به شیمیدان‌ها کمک می‌کند. شاید در آموزش شیمی دهم به گوشتان خورده باشد اما در درس اول شیمی یازدهم به طور کامل‌تری با آن آشنا می‌شویم. در آموزش فصل اول شیمی دهم آموختید که بنیادی‌ترین ویژگی عنصر‌ها همان عدد اتمی (Z) آن‌ها بوده که بر اساس آن در جدول دوره‌ای مرتب و چیده شده‌اند.

در این جدول، عنصر‌هایی که لایه ظرفیت اتم آن‌ها مشابه است، در یک گروه جای گرفته‌اند. خب این جمله یعنی: (عناصری که در ستون‌های عمودی زیر هم قرار گرفته‌اند و تعداد الکترون لایه ظرفیت آن‌ها با هم برار است، در یک گروه قرار می‌گیرند).

نکته: عناصر هم‌گروه خواص فیزیکی و شیمیایی مشابه به هم را دارند.

تا این‌جا باید فهمیده باشید که جدول دوره‌ای عنصر‌ها شامل 7 دوره(ردیف) و 18 گروه (ستون) است. و همچنین دریافتید که تعیین موقیت هر یک عنصر در جدول تناوبی، کمک شایانی به پیش‌بینی خواص و رفتار آن عنصر خواهد کرد. بر اساس این دسته‌بندی عنصر‌های جدول تناوبی در 3 دسته فلز، نافلز و شبه‌فلز طبقه‌بندی می‌شوند.

نکات خیلی مهم:

جدول تناوبی امروزی بر اساس قانون تناوبی عنصر‌ها استوار است. بر طبق این قانون هرگاه عنصر‌ها را بر حسب افزایش عدد اتمی در کنار یکدیگر قرار دهیم، به طور معمول خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها به طور تناوبی تکرار می‌شود.

عنصر‌هایی که تعداد الکترون‌های موجود در بیرونی‌ترین لایه الکترونی اتم آن‌ها برابر است‌، در یک گروه (ستون) قرار می‌گیرند.

عناصری که در یک ردیف یا دوره بر حسب افزایش تدریجی عدد اتمی کنار هم قرار می‌گیرند، خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت از هم را دارند.

با نگاه کردن به جدول دوره‌ای عنصر‌ها در فصل 1 شیمی یازدهم درمی‌یابیم که بیشتر عنصر‌های جدول دوره‌ای را فلز‌ها تشکیل می‌دهند که به‌طور عمده در قسمت چپ و مرکز جدول قرار دارند. اما نافلز‌ها در سمت راست و بالای جدول قرار دارند. شبه فلز‌ها نیز همانند مرزی بین فلز‌ها و نافلز‌ها قرار گرفته‌اند.

نکته: خواص فیزیکی شبه‌فلز‌ها بیشتر به فلز‌ها و خواص شیمیایی آن‌ها بیشتر به نافلز‌ها شبیه است.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر‌ها به‌صورت دوره‌ای تکرار می‌شود که به قانون دوره‌ای عنصر‌ها معروف است. این را توجه داشته باشیم که در جدول دوره‌ای بعضی از خواص از چپ به راست کاهش می‌یابد و در یک گروه از بالا به پایین افزایش می‌یابد. تصویر زیر را خوب نگاه کنید و آن را در ذهن خود داشته باشید.

آموزش فصل 1 شیمی یازدهم | رفتار عنصر‌ها و شعاع اتم

در جزوه آموزشی فصل اول شیمی یازدهم می‌رسیم به مبحث رفتار عنصر‌ها و ویژگی‌های‌های آن‌ها که باعث شده هر عنصری متمایز از دیگری باشد. در پاراگراف قبل آموزش درس 1 شیمی یازدهم گفتیم که عنصر‌ها از نظر نحوه رفتار به سه دسته فلز، نافلز و شبه فلز تقسیم می‌شوند، حالا تصویر زیر را نگاه کنید تا ویژگی‌های این سه دسته را به خوبی بفهمید.

نکته: شبه‌فلز‌ها نیر برخی از خواص فیزیکی فلز‌ها و نافلز‌ها را داند اما بیشتر به فلز‌ها شبیه‌اند. خواص شیمیایی شبه‌فلز‌ها مانند فلزهاست.

شعاع اتمی یکی دیگر از ویژگی‌های عنصر‌ها می‌باشد که هرچه شعاع یک اتم بیشتر باشد، اندازه آن اتم نیز بزرگتر می‌باشد. در یک ستون از بالا به پایین شعاع اتمی افزایش می‌یابد که با خصلت فلزی رابطه مستقیم دارد. برای مثال در یک ستون پتاسیم که پایین‌تر از لیتیم قرار دارد، شعاع اتمی بیشتری دارد. زیرا تعداد لایه‌های الکترونی بیشتر می‌شود. درحالی که در یک دوره، شعاع اتمی عنصر‌ها از چپ به راست کاهش می‌یابد، زیرا در یک دوره تعداد لایه‌های الکترونی ثابت می‌ماند درحالی که تعداد پروتون‌های هسته افزایش می‌یابد. با افزایش تعداد پروتون‌ها، نیروی جاذبه‌ای که هسته به الکترون‌ها وارد می‌کند، افزایش یافته و به این ترتیب شعاع اتم کاهش می‌یابد. در تصویر پاراگراف قبل جزوه شیمی یازدهم نیز این ویژگی را مشاهده می‌کنید.

گفتیم که نافز‌ها برخلاف فلز‌ها تمایل به گرفتن الکترون دارند که با گرفتن الکترون به آنیون تبدیل می‌شوند. برای مثال نافلز‌های گروه 17 با گرفتن یک الکترون به به آنیون با یک بار منفی (یون هالید) تبدیل می‌شوند.

در این بخش از آموزش فصل 1 شیمی یازدهم با برخی از ویژگی و رفتار فلز‌ها آشنا شدیم، دیدیم که در حالت کلی رفتار‌های مشابهی دارند اما تفاوت‌های قابل توجهی میان آن‌ها وجود دارد، به طوری که هر فلز رفتار‌های ویژه‌ای دارد؛ مثلا فلز سدیم فلزی نرم است که به راحتی با چاقو بریده می‌شود و به سرعت در هوا تیره می‌شود درحالی که آهن فلزی محکم است و در ساخت در و پنجره فلزی از آن استفاده می‌کنند. از واکنش آن با اکسیژن هوا که به کندی صورت می‌گیرد زنگ آهن به وجود می‌آید. این درحالی است که طلا در گذر زمان همچنان درخشان و خوشرنگ باقی می‌ماند.

دوستان در این بخش از جزوه شیمی یازدهم می‌خواهم شما را با دسته‌ی جدیدی از عنصر‌ها آشنا کنم. به نظر شما کدام دسته از عنصر‌ها رفتارشان شبیه عنصر‌های دسته s و p است؟

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | دنیایی رنگی با عنصر‌های دسته d

به این فکر کرده‌اید که چه چیزی باعث سرخی یاقوت یا رنگ سبز در زمرد شده است؟ یا رنگ زیبا و خوش‌رنگ فیروزه به چه دلیل است؟ جواب این سوال‌ها به وجود برخی از ترکیبات رنگی در عنصر‌های دسته d یا همان فلز‌های واسطه بستگی دارد. در تصویر زیر برخی از ویژگی‌های عنصر‌های واسطه را مشاهده می‌کنید.

حالا می‌رسیم به آرایش الکترونی یون‌ها که یکی از آن‌ها یون Fe می‌باشد. گفتیم که فلز‌های دسته d هنگام تشکیل کاتیون الکترون‌های بیرونی‌ترین زیرلایه خود را از دست می‌دهند. که آرایش الکترونی آهن که یکی از این فلزهاست به صورت زیر می‌باشد:

آرایش الکترونی یون‌های Fe2+ و Fe3+ شبیه آرایش الکترونی هیچ گاز نجیبی نیست.

کاتیون‌های آن Fe2+ و Fe3+ است.

در طبیعت بیشتر به صورت FeO و Fe2O3 (زنگ آهن یا هماتیت) وجود دارد.

در آخر این موضوع از جزوه شیمی یازدهم این نکته را ذکر کنم که اتم‌های اغلب فلز‌های واسطه با تشکیل کاتیون به آرایش گاز نجیب دست نمی‌یابند، مانند روی (20Zn) که آرایش الکترونی آن شبیه هیچ گاز نجیبی نیست. این درحالی است که کاتیون حاصل از فلز‌های اصلی (s و p) اغلب به آرایش پایدار گاز نجیب می‌رسند. مانند لیتیم (3Li) و آلومینیم (13Al).

آموزش درس 1 شیمی یازهم | عنصر‌ها به چه شکلی در طبیعت یافت می‌شوند؟

بعد از مطالعه رفتار و ویژگی عنصر‌ها شاید این سوال را از خود بپرسید که جواب آن را من به شما می‌گویم. اغلب عنصر‌ها در طبیعت به شکل ترکیب یافت می‌شوند اما من این را نمی‌گویم: ) یافته‌ها اینطور نشان می‌دهند. هرچند برخی از نافلز‌ها مانند اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و … به شکل آزاد در طبیعت وجود دارند و وجود نمونه‌هایی از فلز‌های نقره، مس و پلاتین نیز در طبیعت گزارش شده است. این نکته را در نظر داشته باشید که در میان فلز‌ها تنها طلا به شکل کلوخه‌ها یا رگه‌های زرد لابه‌لای خاک یافت می‌شود.

به طور کلی در هر واکنش شیمیایی که به طور طبیعی انجام می‌شود، واکنش‌پذیری فراورده‌ها از واکنش‌دهنده‌ها کم‌تر است. واکنش‌پذیری هر عنصر به معنای تمایل اتم آن به انجام واکنش شیمیایی است. هرچه واکنش‌پذیری اتم‌های عنصری بیش‌تر باشد، در شرایط یکسان تمایل آن برای تبدیل شدن به ترکیب بیشتر است. هرچه فلز فعال‌تر باشد، میل بیشتری به ایجاد ترکیب دارد و ترکیب‌هایش پایدار‌تر از خودش است، از این رو هرچه واکنش‌پذیری فلزی بیش‌تر باشد، استخراج آن فلز دشوار‌تر است.

فلز‌ها از جمله هدایای زمینی هستند که اغلب در طبیعت به شکل سنگ معدن یافت می‌شوند. در کشور ما فولاد مبارکه، مس سرچشمه، آلومینیم اراک و منیزیم خراسان جنوبی از جمله مجتمع‌های صنعتی هستند که برای استخراج فلز‌ها بنا شدهاند.

حالا فولاد که این همه کاربرد دارد چه‌طوری استخراج می‌شود؟ فولاد را می‌توانیم از واکنش Fe2O3 با سدیم یا کربن به‌دست آورد اما از آن‌جا که دسترسی به کربن آسان‌تر است و صرفه اقتصادی بیشتری دارد طی واکنش زیر فولاد را از ترکیب آهن (Fe2O3) استخراج می‌کنند.

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | درصد خلوص ماده

همانطور که می‌دانیم بخشی از فصل 1 شیمی یازدهم شامل آموزش مسائل درصد خلوص و بازده درصدی واکنش است. ما هم در این قسمت از آموزش فصل اول شیمی یازدهم به حل نمونه سوال درصد خلوص آموزش آن می‌پردازیم.

شیمی‌دان‌ها برای بیان میزان خالص بودن یک ماده از درصد خلوص استفاده می‌کنند. درصد خلوص مقدار گرم ماده خالص موجود در 100 گرم ماده ماده ناخالص را مشخص می‌کند.که در زیر فرمول درصد خلوص را مشاهده می‌کنید.

حالا به مثال حل شده زیر دقت کنید تا خوب متوجه که مسائل درصد خلوص به چه شکلی می‌آیند.

مثال: در 200 گرم از یک نمونه سدیم هیدروکسید با درصد خلوص %60 چند مول NaOH وجود دارد؟ (Na=23, O=16, H=1:g/mol)

پاسخ:

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | بازده درصدی واکنش و مسائل آن

متاسفانه در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی به دلیل مواردی مثل ناخالص بودن واکنش‌دهنده‌ها، انجام واکنش‌های ناخواسته و کامل انجام نشدن واکنش، مقدار فراورده به دست آمده کم‌تر از مقدار مورد انتظار است. شیمی‌دان‌ها برای محاسبه مقدار واقعی فراورده تولید شده در یک واکنش از مفهومی به نام بازده درصدی استفاده می‌کنند.

در این‌جا می‌خواهیم با حل چند مثال از مسائل بازده درصدی این موضوع را بهتر به شما یاد بدهیم.

به مقدار فراورده موردنظر از محاسبه‌های استکیومتری، مقدار نظری و به مقدار فراورده‌ای که در عمل به دست می‌آید، مقدار عملی می‌گویند.

نکته: با توجه به این‌که مقدار عملی فراورده‌ها کم‌تر از مقدار نظری آن‌ها است، بازده درصدی واکنش‌های شیمیایی از صد کم‌تر است.

مثال: اگر طبق واکنش زیر 0/5 مول فلز آهن با هیدروکلریک اسید، 10 لیتر فراورده گازی در شرایطی که حجم مولی گازها برابر 24 لیتر است، به دست آید، بازده درصدی واکنش را به دست آورید.

مثال: اگر برای تهیه فلز تیتانیم طبق واکنش زیر در کارخانه‌ای، 3/8 ×107 گرم تیتانیم (IV) کلرید با منیزیم مذاب واکنش دهد و6 ^ 10 × 2/7 گرم فلز تیتانیم به دست آید. بازده درصدی واکنش را حساب کنید. (Ti=48، Cl=35/5: g/mol)

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | نفت، هدیه‌ای شگفت‌انگیز

آیا تا حالا اسم طلای سیاه به گوشتان خورده است؟ منظور از طلای سیاه همان نفت خام است. حالا تصویر زیر را نگاه کنید تا کلی اطلاعات راجب طلای سیاه بدانید.

برخی موارد استفاده از نفت خام

حدود نیمی از نفتی که از چاه‌های نفت بیرون کشیده می‌شود به عنوان سوخت در وسایل نقلیه استفاده می‌شود.

بخش اعظم نیم دیگر آن برای تأمین گرما و انرژی الکتریکی موردنیاز ما به کار می‌رود.

کمتر از ده درصد از نفت خام مصرفی در دنیا برای تولید الیاف و پارچه، شوینده‌ها، مواد آرایشی و بهداشتی، رنگ، پلاستیک، مواد منفجره و لاستیک به کار می‌رود.

نکته: هر بشکه نفت خام هم ارز 159 لیتر است. و روزانه بیش از 80 میلیون بشکه نفت خام در دنیا به شکل‌های گوناگون مصرف می‌شود، که تقریباً 13 در صد آن برای ساختن و 87 درصد باقی مانده برای سوختن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آموزش فصل اول شیمی یازدهم | کربن، اساس استخوان‌بندی هیدروکربن‌ها

در فصل اول کتاب درسی شیمی یازدهم عنصر کربن یک عنوان جداگانه را به خود اختصاص داده است که این نشان از مهم بودن آن است. آن طور که پیداست عنصر کربن نقش بسزایی در زندگی روزمره ما دارد. کربن چون در ساختار تمام زیست مولکول‌ها که اساس هستی را پایه‌ریزی کرده‌اند و ادامۀ زندگی را ممکن ساخته‌اند، یافت می‌شود به آن عنصر جهان زنده نیز می‌گویند.

علت رفتارهای‌های منحصر به فرد عنصر کربن و تنوع ترکیب‌های آن چیست؟

اتم‌های کربن می‌توانند پیوند‌های کووالانسی یگانه، دو‌گانه و سه‌گانه با یکدیگر‌ زده و دگرشکل‌هایی مانند الماس و گرافیت تولید کنند. با دگرشکل‌های دیگر کربن در آموزش شیمی دوازدهم آشنا می‌شوید.

اتم کربن می‌تواند با اتم عنصر‌های هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و فسفر و هالوژن‌ها به شیوه‌های گوناگون متصل شده و مولکول شمار زیادی از مواد مانند کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها، آمینو اسید‌ها، آنزیم‌ها، پروتئین‌ها و … را بسازد.

اتم کربن می‌تواند الکترون‌هایش را با اتم‌های دیگر به اشتراک بگذارد و با رسیدن به آرایش هشت‌تایی، پایدار شود.

کربن همچنین توانایی تشکیل زنجیر و حلقه‌های کربنی را دارد، به دیگر سخن اتم‌های کربن می‌توانند با پیوند اشتراکی به یکدیگر متصل شوند و زنجیر‌ها و حلقه‌هایی در اندازه‌های گوناگون بسازند.

در پاراگراف قبل از جزوه فصل 1 شیمی یازدهم درباره کربن که نوعی هیدروکربن است توضیحاتی ارائه دادم اما لازم به ذکر است که هیدروکربن‌ها انواع مختلفی دارند تصویر زیر را نگاه کنید تا بفهمید به چه شکلی دسته‌بندی می‌شوند.

آموزش فصل 1 شیمی یازدهم | آلکان‌ها، هیدروکربن‌هایی با پیوند‌های یگانه

چرا می‌گویند آلکان هیدروکربنی با پیوند یگانه؟ چون در ساختار خودشان هر چند پیوند اشتراکی هم داشته باشند، همه پیوند‌هایشان یگانه است. و اگر پیوند دوگانه یا سه‌گانه باشد، بحث فرق می‌کند که در همین آموزش فصل 1 شیمی یازدهم به آن خواهیم رسید. آلکان‌ها ویژگی‌های مختلفی دارند که در موارد زیر آن‌ها را مشاهده می‌کنید.

ویژگی‌های آلکان‌ها

آلکان‌ها هیدرو کربن‌های زنجیری هستند که در آن‌ها هر اتم کربن با چهار پیوند یگانه به اتم‌های مجاور متصل است به عبارتی سیر شده هستند.

فرمول عمومی آن‌ها CnH2n+2 است. و ساده‌ترین هیدروکربن و ساده‌ترین آلکان، متان (CH4) می‌باشد.

با بزرگ‌تر شدن اندازه مولکول آن‌ها، نقطه جوش وگرانروی افزایش ولی فراریت آن‌ها کاهش می‌یابد.

گشتاور دوقطبی آن‌ها صفر است پس مولکول آن‌ها ناقطبی و نیروی بین مولکولی آن‌ها از نوع نیروی واندروالسی است.

چون ناقطبی‌اند پس در آب نامحلول‌اند. به همین دلیل فلزات را با آن‌ها اندود کرده (پوشانده) تا از نفوذ آب به فلز وخوردگی آن جلوگیری کنند. به عنوان نمونه‌ گریس با فرمول تقریبی C18H38 یا وازلین با فرمول تقریبیC25H52 این ویژگی را دارند.

تمام پیوند آن‌ها یگانه است پس تمایل چندانی به شرکت در واکنش‌های شیمیایی ندارند.

چون واکنش‌پذیری آن‌ها کم است این ویژگی سبب می‌شود تا نسب به آلکن‌ها و آلکین‌ها میزان سمی بودن آن‌ها کمتر شده و استنشاق آن‌ها بر شش‌ها و بدن تأثیر چندانی نداشته باشد و تنها سبب کاهش مقدار اکسیژن در هوای دم می‌شوند.

آلکان‌های سبک تا 4 کربن در دمای 25 درجه گازی شکل می‌باشند.

آلکان‌ها می‌توانند راست زنجیر یا شاخه‌دار باشند:

آلکان‌های راست زنجیر، آلکان‌هایی هستند که در آن‌ها همه اتم‌های کربن زنجیروار به هم متصل‌اند.

آلکان‌های شاخه دار، آلکان‌هایی هستند که در زنجیر اصلی آن‌ها چند شاخه وجود دارد.

نام‌گذاری آلکان‌ها

خب در این‌جا می‌رسیم به نام‌گذاری آلکان‌ها که باید بدانیم چگونه می‌توان آن‌ها را به درستی نام‌گذاری کرد. دوستان اگر نام‌گذاری آلکان‌ها را به درستی یاد بگیرید برای آلکن‌ها و آلکین‌ها هم هیچ مشکلی نخواهید داشت پس خوب دقت کنید.

در آلکان‌های راست زنجیر، 4 تای اول نام اختصاصی دارند. (CH4 متان، C2H6 اتان، C3H8 پروپان، C4H10 بوتان) اما برای آلکان با 5 کربن به بالا، شمار اتم‌های کربن را به لفظ یونانی گفته و پسوند (ان) به آن اضافه می‌کنیم. که در جدول زیر آن را مشاهده می‌کنید.

اما دوستان در آلکان های شاخه‌دار قضیه فرق می‌کند. برای نام‌گذاری آلکان‌های شاخه‌دار مراحل زیر را انجام دهید، مطمئن باشید مشکلی نخواهید داشت.

انتخاب زنجیر اصلی (بیشترین تعداد کربن که به‌دنبال یکدیگر قرار داده‌شده‌اند را زنجیر اصلی می‌گویند. )

از طرفی که به شاخه‌های فرعی نزدیک‌تر باشد(شماره کوچکتر تعلق گیرد)، زنجیر اصلی را شماره‌گذاری می‌کنیم.

شماره کربن محل شاخه‌های فرعی + تعداد (پیشوند یونانی) ونام شاخه‌های فرعی به ترتیب الفبای لاتین + نام زنجیر اصلی

خب به مثال‌های زیر دقت کنید تا بهتر متوجه شوید.

خب دوستان حالا نوبت شماست مثال‌های زیر را خودتان نام گذاری کنید و ببینید که تا چه اندازه خوب یادگرفته‌اید.

برای مشاهده نمونه سوالات بیش‌تر در سایت بخون به نمونه سوال شیمی یازدهم سر بزنید. همچنین جواب همه تمرینات و فعالیت‌های کتاب درسی را می‌توانید از لینک گام به گام شیمی یازدهم پیدا کنید.

آموزش درس 1 شیمی یازدهم | آلکن‌ها، هیدروکربن‌هایی با یک پیوند دوگانه

خب در این بخش از آموزش فصل اول شیمی یازدهم می‌رسیم به بحث آلکن‌ها که پیش‌تر‌تر نیز با آن‌ها کمی آشنا شدیم. به هیدروکربن‌های سیر نشده‌ای که دارای حداقل یک پیوند دوگانه کربن-کربن هستند، و فرمول کلی (CnH2n) دارند، آلکن می‌گویند. اما بیایید به‌طور کامل بررسی کنیم که آلکن‌ها چه ویژگی‌هایی دارند.

آلکن‌ها سیرنشده‌تر از آلکان‌ها هستند. و چون سیر نشده هستند واکنش‌پذیری بیشتری نسبت به آلکان‌ها دارند.

اتن نخستین عضو خانواده آلکن‌ها

ویژگی‌های اتن:

ساده‌ترین عضو خانواده آلکن‌ها، اتن یا اتیلن است.

موز و گوجه فرنگی رسیده، گاز اتن آزاد کرده و سبب رسیدن میوه‌های نارس می‌شوند.

در کشاورزی، از گاز اتن به عنوان عمل آورنده استفاده می‌شود.

اتن سنگ بنای صنایع پتروشیمی است.

نام‌گذاری آلکن‌ها نیز همانند آلکان‌ها است فقط به جای پسوند ان از پسوند ( ِ ن) استفاده می‌کنیم. این نکته را توجه داشته باشید که شماره‌گذاری در آلکن‌های راست زنجیر از 4 کربن به بالا انجام می‌شود.

فراورده‌های پتروشیمیایی به چه فراورده‌هایی می‌گویند؟

به ترکیب‌ها، مواد و وسایل گوناگون که ازنفت یا گاز طبیعی به دست می‌آیند. فراورده‌های پتروشیمیایی می‌گویند. آمونیاک، سولفوریک اسید، پلاستیک‌ها، حشره کش‌ها، مواد دارویی وآرایشی و … از این نوع‌اند.

آموزش فصل 1 شیمی یازدهم | آلکین‌ها سیر نشده‌تر از آلکن‌ها

همانند آلکان‌ها و آلکن‌ها، آلکین‌ها هم یک‌سری ویژگی‌هایی دارند که در زیر برایتان آورده‌ام:

به هیدروکربن‌های سیر نشده زنجیری با دارای حداقل یک پیوند سه گانۀ کربن-کربن، و دارای فرمول عمومی (CnH2n-2) باشند، آلکین گفته می‌شود.

اتین با فرمول مولکولی C2H2 ساده‌ترین آلکین و پروپین دومین عضو خانوادۀ آلکین‌ها است.

واکنش‌پذیری زیادی داشته و با موادشیمیایی مختلف واکنش می‌دهند.

با سوزاندن گاز اتین و افزایش دما در جوشکاری و برشکاری فلزات استفاده می‌شود. (جوش کاربیدی)

قبل از اینکه سراغ هیدروکربن‌های حلقوی برویم برایتان یک مقایسه کلی از آلکان‌ها، آلکن‌ها و آلکین‌ها در شکل زیر آورده‌ام.

آموزش فصل 1 شیمی یازدهم | هیدروکربن‌های حلقوی

تا این‌جا درباره برخی از هیدروکربن‌ها که به شکل راست زنجیر بودند فهمیدیم اما می‌خواهیم با نوعی دیگر از آن‌ها که حلقوی هستند آشنا شویم. در این نوع هیدروکربن‌ها اتم‌های کربن نوعی به هم متصل‌اند که ساختار حلقوی ایجاد می‌کند. هیدروکربن‌های حلقوی در کتاب شیمی یازدهم به دو دسته تقسیم می‌شوند:

سیکلوآلکان‌ها: سیکلو به معنای حلقوی می‌باشد. تمام پیوند‌های کربن – کربن در سیکلوآلکان‌ها آن‌ها یگانه می‌باشد. از فرمول عمومی CnH2n به دست می‌آیند. در شکل‌های زیر چند نوع از سیکلوآلکان‌ها را مشاهده می‌کنید.

ترکیبات آروماتیک: در این ترکیبات پیوند‌های دوگانه به صورت یک درمیان درون حلقه قرار گرفته‌اند که ساختاری حلقوی به خود می‌گیرند. همچنین این ترکیبات سیر نشده هستند. یکی از آن‌ها نفتالن است که از آن به عنوان ضد بید استفاده می‌کردند. فرمول مولکولی آن به شکل C10H8 است.

نفتالن

آموزش فصل 1 شیمی یازدهم | نفت ماده‌ای که اقتصاد جهان را دگرگون ساخت!

قبلاَ گفتیم که نفت را به طلای سیاه می‌شناسیم اما ببینیم نفت چگونه اقتصاد جهان را دگرگون کرده‌است، چرا نفت اینقدر ارزشمند است؟ مورد‌های زیر برخی از ویژگی‌های نفت است.

نفت خام مخلوطی از هیدروکربن‌های گوناگون ( به ویژه آلکان‌ها)، برخی نمک‌ها، اسید‌ها (به مقدار کم)، آب و … است.

چون بخش عمده نفت خام را آلکان‌ها تشکیل می‌دهند و این مواد واکنش‌پذیری کم دارند پس بیش‌تر به عنوان سوخت از آن‌ها استفاده می‌کنند. به همین دلیل تقریباً 90 درصد هر بشکه نفت خام جهت سوختن و تأمین انرژی به کار می‌رود.

تقریباً 10 درصد هر بشکه نفت خام به عنوان خوراک پتروشیمی جهت ساختن مواد مختلف استفاده می‌شود.

بعد از جدا کردن نمک و اسید موجود درنفت خام هیدروکربن‌های موجود در آن را به کمک برج تقطیر و از روش تقطیر جزء به جزء جدا می‌کنند. که به این فرایند پالایش نفت خام می‌گویند. پالایش نفت خام را در زیر برایتان توضیح داده‌ام.

پالایش نفت خام

بعد از جدا کردن نمک و اسید موجود در نفت خام از تقطیر جزء به جزء، هیدروکربن‌های آن را به صورت مخلوط‌هایی با نقطۀ جوش نزدیک به هم جدا می‌کنند. برای این کار، نفت خام را درون محفظه‌ای بزرگ گرما می‌دهند و آن را به برج تقطیر هدایت می‌کنند. برجی که در آن از پایین به بالا دما کاهش می‌یابد. هنگامی که نفت خام داغ به قسمت پایین برج وارد می‌شود، مولکول‌های سبک‌تر و فرّارتر از جمله مواد پتروشیمیایی، از مایع بیرون آمده و به سوی بالای برج حرکت می‌کنند. به تدریج که این مولکول‌ها بالاتر ‌می‌روند، سرد شده و به مایع تبدیل می‌شوند و در سینی‌هایی که در فاصله‌های گوناگون برج قرار دارند وارد شده و از برج خارج می‌شوند. بدین ترتیب مخلوط‌هایی با نقطۀ جوش نزدیک به هم از نفت خام جداسازی می‌شوند.

زغال سنگ

یکی از سوخت‌های فسیلی است.

برآورد‌ها نشان می‌دهد که طول عمر ذخایر زغال سنگ به 500 سال می‌رسد. از این رو زغال سنگ می‌تواند به عنوان سوخت، جایگزین نفت شود.

جایگزینی نفت با زغال سنگ سبب ورود مقدار بیشتری از انواع آلاینده‌ها به هواکره شده و تشدید اثر گلخانه‌ای می‌شود.

این ماده، پراکندگی نسبی مناسبی در سراسر جهان دارد و تقریباً در همه کشور‌ها یافت می‌شود.

زغال سنگ، مخلوطی از ترکیب‌های گوناگون است که به مقدار قابل توجهی عنصر‌های دیگری مانند گوگرد، نیتروژن و اکسیژن نیز دارد.

فرمول کلی آن را به صورت C135H96O9NS برآورد می‌کنند.

شرایط استخراج آن دشوار است.

مقایسه بنزین و زغال سنگ

روش‌های بهبود کارایی زغال سنگ

شست وشوی زغال سنگ به منظور حذف گوگرد و ناخالصی‌های دیگر آن.

به دام انداختن گاز گوگرد دی اکسید خارج شده از نیروگاه‌ها با عبور گاز‌های خروجی از روی کلسیم اکسید و تبدیل آن به کلسیم سولفیت.

---

ارائه شده توسط : حسین ایزدی

در وب سایت : جم نما