پاورپوینت کامل و جامع با عنوان کمپلکس های فلزی، خصوصیات طیفی، نامگذاری، ایزومری و واکنش های آن ها در 204 اسلاید

دید کلی

در شیمی معدنی ترکیباتی وجود دارند که در آن اتم مرکزی حداقل با یک پیوند داتیو با گروه اتمهای اطراف خود (لیگندها) ارتباط برقرار می‌کند. در‌ این ترکیبات اتم مرکزی گیرنده جفت الکترون می‌باشد، چنین ترکیباتی را کمپلکس یا ترکیبات کئوردیناسیونی می‌نامند. اتم مرکزی در این ترکیبات معمولاً دارای یک حفره الکترونی می‌باشد که می‌تواند الکترونهای جفت نشده لیگند را بگیرد و یک پیوند کووالانسی-کئوردیناسیونی ، (داتیو) تشکیل دهد.

کمپلکسهایی که در آنها انتقال الکترون می‌تواند در تشکیل پیوند نقش بسزایی داشته باشد کمپلکسهای دهنده - گیرنده می‌نامند. اکثر عناصر جدول تناوبی اعم از فلزات گروه اصلی ، فلزات گروه واسطه و غیر فلزات می‌توانند کمپلکس تشکیل دهند.

تاریخچه

تا سال 1913 ساختمان کمپلکسها مشخص نشده بود اما در این سال آلفرد ورنر پدر شیمی کوئوردیناسیونی نظر خود را در مورد ساختمان کمپلکسها اعلام کرد و این در حالی بود که هنوز ساختمان الکترونی اتم مشخص نشده بود. قبل از ورنر دانشمندی به نام یورگنسون برای برخی از کمپلکسها ساختارهایی تعیین کرده بود که با اعلام نظریه ورنر اشتباه بودن این ساختارها مشخص شد.

ورنر به دلیل مطالعاتی که روی کمپلکسهای هشت وجهی ، مسطح مربعی و چهار وجهی انجام داد و بنیانگذار شیمی کوئوردیناسیون شد، جایزه نوبل شیمی را در سال 1913 دریافت کرد.

نظریه ورنر

هر اتم دارای دو ظرفیت می‌باشد. ظرفیت اصلی و ظرفیت والانس فرعی ، بنابراین لزومی ندارد که فقط به اندازه ظرفیت اصلی یک اتم ، اتمهای دیگر به آن وصل شود بلکه بعد از پر شدن ظرفیت اصلی که فضای کئوردیناسیونی داخلی را تشکیل می‌دهد. اتمها می‌توانند به ظرفیت فرعی یا فضای کئوردیناسیون خارجی که نشانگر عدد اکسیداسیون اتم مرکزی است، وارد شوند.

تا قبل از اینکه ورنر این نظریه را اعلام کند دانشمندان در تعیین ساختمان ترکیباتی مانند  اختلاف نظر داشتند. این ترکیب یک ترکیب یونی است و کلرها در آب به راحتی یونیزه می‌شود. اما ها به آسانی جدا نمی‌شوند مگر اینکه ترکیب در اسید قوی جوشانده شود. یورگنسون اولین ساختمان را بر این ترکیب به صورت زیر پیشنهاد کرد. 
عکس پیدا نشد
اما ورنر این ترکیب را یک یک ساختمان هشت وجهی پیشنهاد کرد که اتم کبالت در مرکز و ها با شش پیوند هم اندازه در اطراف و یونهای کلر هم در فضای کئوردیناسیون خارجی حضور داشتند.

لیگند

دسته‌ای از اتمها که باهم هستند و یکی از اتمها می‌تواند جفت الکترونش را در اختیار اتم دیگر قرار دهد. لیگند ممکن است یک ترکیب خنثی یا یک آنیون باشد.

انواع کمپلکسکمپلکسهای ورنر یا کلاسیک

ترکیبات کوئوردیناسیونی که در آنها فلز مرکزی با حالت اکسایش +2 یا بالاتر توسط اتمهای غیرکربن کئوردینه شده‌اند کمپلکسهای ورنر یا کلاسیک نامیده می‌شوند (این نامگذاری به خاطر مطالعات ورنر در شیمی کئوردیناسیون انجام شده است.).

کمپلکسهای آلی فلزی

در این کمپلکسها فلز مستقیماً با کربن پیوند تشکیل می‌دهد. در این ترکیبات فلز در حالت اکسایش پایین خود مانند 2- و 1- و 0 و 1+ می‌باشد.

کمپلکسهای کلاستر یا خوشه‌ای

در این ترکیبات اتم مرکزی گروهی از فلزات می‌باشند که باهم پیوند تشکیل داده‌اند. مانند  که اتمهای آهن در گوشه‌های یک مثلث جای گرفته‌اند و گروههای کربونیل در اطراف آنها پیوند تشکیل می‌دهند.

عدد کوئوردیناسیون

تعداد اتمهایی که اتم مرکزی را در اولین قشر کئوردیناسیون ، کئوردینه کرده‌اند عدد کئوردیناسیون می‌گویند. عدد کئوردیناسیون هر ترکیب مشخص کننده ساختمان آن ترکیب می‌باشد. رایج‌ترین عدد کئوردیناسیون در کمپلکسها عدد 6 و بعد از آن 4 می‌باشد.

عوامل مؤثر درتشکیل کمپلکسلیگند مهمترین عامل در تشکیل کمپلکس می‌باشد. نوع لیگند ، اندازه لیگند و تعداد لیگند در پایداری کمپلکس‌ها تأثیر فراوان دارد.

عامل دوم در تشکیل کمپلکس نوع فلز مرکزی می‌باشد.انواع لیگندلیگندهای یک دندانه:فقط دارای یک اتم کئوردینه کننده است. هالیدها ، نیترات ، انواع آمینها ، سولفات و از مهمترین لیگندهای یک دندانه هستند.

لیگندهای چند دندانه:این لیگندها دارای یک یا چند اتم کئوردینه کننده هستند. این لیگندها کمپلکس‌های پایدارتری ایجاد می‌کنند و به کی سیلت یا شلاته کننده‌ها معروفند. یک کمپلکس می‌تواند به صورت آنیونی ، کاتیونی یا خنثی باشد.

فهرست مطالب:

نامگذاری کمپلکسهای کاتیونی و خنثی

نامگذاری لیگندها

لیگندهای منفی

لیگندهای خنثی

نامگذاری لیگندهای دوسر دندانه ای

مشخص کردن اتم های پیوند دهنده در لیگندهای چنددندانه

نامگذاری کمپلکس های چند هسته ای

نامگذاری کمپلکسهای دارای پیوندهای فلز- فلز

نام اختصاصی برای برخی کمپلکسها

و...

رنگ برخی از کمپلکس ها

انواع طیف های جذبی

طیف های لیگند

طیف های یون مخالف

طیف های انتقال بار

طیف های میدان لیگند

قواعد انتخاب

قاعده انتخاب اسپینی

جفت شدن اسپین اوربیت

قاعده انتخاب لاپورت

علل انجام انتقالات غیر مجاز d-d

قانون بیر- لامبرت

شدت نوارهای جذبی در کمپلکس های 3d

پهنای طیف

اثر یان- تلر در طیف الکترونی

جمله های طیفی ایجاد شده در میدان لیگند

جمله های حاصل از آرایش dn درمیدان های لیگند هشت وجهی و چهاروجهی

ارتباط جمله های طیفی با آرایش الکترونی در میدان هشت وجهی

نمودارهای اورگل

و...

مفهوم ایزومری

ایزومری یونش

ایزومری حلال پوشی

ایزومری اتصال

ایزومری کوئوردیناسیون

ایزومری موقعیت کوئوردیناسیون

ایزومری لیگند

ایزومری بسپارش

ایزومری سیس و ترانس در کمپلکسهای مربعی

ایزومری سیس و ترانس در کمپلکسهای هشت وجهی

ایزومری نوری

شناسایی ایزومرها

و...

کمپلکس های تغییرپذیر و بی اثر

توجیه تغییرپذیری کمپلکس ها با استفاده از نظریه پیوند ظرفیتی

توجیه تغییرپذیری کمپلکس ها توسط تاوبه

واکنش های تبادل لیگند

مکانیزم نوکلئوفیلی تک مولکولی (SN1) یا مکانیزم تفکیکی (D)

مکانیزم نوکلئوفیلی دومولکولی (SN2) یا مکانیزم تجمعی (A)

مکانیزم نوکلئوفیلی تک مولکولی همراه با تشکیل باز مزدوج (SN1cB)

واکنش های آنیون دار شدن

واکنش های انتقال الکترون

مکانیزم لایه خارجی (OSM) یا تونل زنی

مشخصات

مراحل

تقارن اوربیتالهای مولکولی در OSM

واکنش های ردوکس متقاطع

معادله مارکوس- هاش

مکانیزم لایه داخلی

و...

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فیزیک هسته ای 2 در 268 اسلاید

در جهان همه چیز از اتم ساخته شده است. اتمهای مختلف در کنار هم قرار می‌گیرند و مولکول‌های مختلف را تشکیل می‌دهند. هر اتمی که در طبیعت پیدا می‌شود، یکی از 92 نوع اتمی است که به نام عناصر طبیعی شناخته شده اند؛ پس هر چه روی زمین وجود دارد، از فلز، پلاستیک،لباس، شیشه گرفته تا مو و غیره، همه ترکیباتی از 92 عنصر طبیعی هستند.جدول تناوبی عناصر، فهرست عناصری است که می‌توان در طبیعت پیدا کرد به اضافه عناصری که به دست بشر ساخته شده است.

درون هر اتم می‌توان سه ذره ریز پیدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون.

پروتون‎ها در کنار هم قرار می‌گیرند و هسته اتم را تشکیل می‌دهند، در حالی که الکترون‎ها به دور هسته می‌چرخند.

پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف، یکدیگر را جذب می‌کنند، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می‌کنند و همین نیرو، سبب پایدار ماندن الکترون‎ها در حرکت به دور هسته می‌گردد. در اغلب حالت‌ها تعداد پروتون‎ها و الکترون‎های درون اتم یکسان است، بنابراین اتم درحالت عادی و طبیعی، خنثی است.

نوترون، بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته، کنار هم نگاه داشتن پروتون‌های هم بار است.می دانیم که ذرات با بار یکسان یکدیگر را دفع می‌کنند .در نتیجه وظیفه نوترون‌ها این است که با فراهم آوردن شرایط بهتر، پروتون‌ها را کنار هم نگاه دارند. ( این کار توسط نیروی هسته ای قوی صورت می‌گیرد )

تعداد پروتون‌های هسته، نوع اتم را مشخص می‌کند. برای مثال اگر 13 پروتون و 14 نوترون، یک هسته را تشکیل دهند و 13 الکترون هم به دور آن بچرخند، یک اتم آلومینیوم خواهید داشت و اگر یک میلیون میلیارد میلیارد اتم آلومینیوم را در کنار هم قرار دهید، آنگاه نزدیک به پنجاه گرم آلومینیوم خواهید داشت! همه آلومینیوم هایی که در طبیعت یافت می‌شوند،AL27 یا آلومینیوم 27 نامیده می‌شوند. عدد 27 نشان دهنده جرم اتمی است که مجموع تعداد پروتون‎ها و نوترون‌های هسته را نشان می‌دهد.

اگر یک اتم آلومینیوم را درون یک بطری قرار دهید و میلیون‌ها سال بعد برگردید، باز هم همان اتم آلومینیوم را خواهید یافت. بنابراین آلومینیوم 27 یک اتم پایدار نامیده می‌شود.

بسیاری از اتم‌ها در شکل های مختلفی وجود دارند. مثلاً مس دو شکل دارد: مس 63 که 70 درصد کل مس موجود در طبیعت است و مس 65 که 30 درصد بقیه را تشکیل می‌دهد. شکل های مختلف اتم، ایزوتوپ نامیده می‌شوند. هر دو اتم مس 63 و مس 65 دارای 29 پروتون هستند، ولی مس 63 دارای 34 نوترون و مس 65 دارای 36 نوترون است. هر دو ایزوتوپ از لحاظ فیزیکی خصوصیات یکسانی دارند و هر دو پایدارند ولی از لحاظ شیمیایی متفاوتند.

اتم‌های ناپایدار

تا اوایل قرن بیستم، تصور می‌شد تمامی اتم‌ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل مشخص شد برخی عناصر خاص دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند و برخی دیگر، تمام ایزوتوپ هایشان رادیواکتیو است.

رادیواکتیوبدان معنی است که هسته اتم از خود تشعشع ساطع می‌کند.

هیدورژن مثال خوبی برای عنصری است که ایزوتوپ های متعددی دارد و فقط یکی از آن‌ها رادیو اکتیو است.

هیدروژن طبیعی ( همان هیدروژنی که ما می‌شناسیم) در هسته خود دارای یک پروتون است و هیچ نوترونی ندارد. ( البته چون فقط یک پروتون درهسته وجود دارد نیازی به نوترون نیست ) ایزوتوپ دیگر هیدروژن، هیدروژن 2 یا دو تریوم است که یک پروتون و یک نوترون در هسته خود جای داده است. دوتریوم، فقط 015/0 درصد کل هیدروژن را تشکیل می‌دهد و در طبیعت بسیار کمیاب است، با این حال مانند هیدورژن طبیعی رفتار می‌کند. البته از یک جهت با آن تفاوت دارد و آن، سمی بودن دوتریوم در غلظت های بالاست. دوتریوم هم ایزوتوپ پایداری است، ولی ایزوتوپ بعدی که تریتیوم خوانده می‌شود، ناپایدار است.

تریتیوم که هیدروژن 3 نیز خوانده می‌شود، در هسته خود یک پروتون و دو نوترون دارد و طی یک واپاشی رادیواکتیو به هلیوم 3 تبدیل می‌شود. این بدان معنی است که اگر ظرفی پر از تریتیوم داشته باشید و آن را بگذارید و یک میلیون سال بعد برگردید، ظرف شما پر از هلیوم 3 است. هلیوم 3 از 2 پروتون و یک نوترون ساخته شده وعنصری پایدار است ).

در برخی عناصر مشخص، به طور طبیعی همه ایزوتوپ‌ها رادیواکتیو هستند.

اورانیومبهترین مثال برای چنین عناصری است که علاوه بر رادیواکتیویته زیاد سنگین ترین عنصر رادیواکتیو هم هست که به طور طبیعی یافت می‌شود. علاوه بر آن، هشت عنصر رادیواکتیو طبیعی هم وجود دارند که عبارتند از پولوتونیوم، استا تین، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیوم، توریم و پروتاکتسینانیوم. عناصر سنگین تر از اورانیوم که به دست بشر در آزمایشگاه ساخته شده اند، همگی رادیواکتیو هستند.

واپاشی رادیو اکتیو

وحشت نکنید بر خلاف اسمش، این فرایند بسیار ساده است! اتم یک ایزوتوپ رادیواکتیو طی یک واکنش خودبه‎خودی به یک عنصر دیگر تبدیل می‌شود. این واپاشی معمولاً از سه راه زیر انجام می‌شود:

1- واپاشی آلفا

2- واپاشی بتا

3- شکافت خودبه خودی

توضیح تفاوت این سه راه کمی مشکل است اما بدون اینکه بدانید این سه راه چه فرقی با هم می‌کنند هم می‌توانید از ادامه مطلب سر در آورید!

در این فرآیندها چهار نوع تابش رادیواکتیو مختلف تولید می‌شود:

1- پرتو آلفا

2- پرتو بتا

3- پرتو گاما

4- پرتوهای نوترون

برای اینکه بدانید چگونه، اینجا را بخوانید!

تابش های طبیعی خطرناک

درست است که واپاشی رادیواکتیو، یک فرآیند طبیعی است و عناصر رادیواکتیو هم بخشی از طبیعت هستند، ولی این تابش های رادیواکتیو برای موجودات زنده زیان آور هستند. ذرات پر انرژی آلفا، بتا، نوترون‎ها، پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی، همگی به تابش های یون ساز معروفند، بدین معنی که بر همکنش آنها با اتم‌ها منجر به جداسازی الکترون‌ها از لایه ظرفیتشان می‌شود. از دست دادن الکترون‎ها، مشکلات زیادی از جمله مرگ سلول‌ها و جهش های ژنتیکی را برای موجودات زنده به دنبال دارد. جالب است بدانید جهش ژنتیکی عامل بروز سرطان است.

درات آلفا، اندازه بزرگتری دارند و از این رو توانایی نفوذ زیادی در مواد ندارند، مثلاً حتی نمی توانند از یک ورق کاغذ عبور کنند. از این رو تا زمانی که در خارج بدن هستند تأثیری روی افراد ندارند. ولی اگر مواد غذایی آلوده به مواد تابنده ذرات آلفا بخورید، این ذرات می‌توانند آسیب مختصری درون بدن ایجاد کنند.

ذرات بتا توانایی نفوذ بیشتری دارند که البته آن هم خیلی زیاد نیست، ولی در صورت خورده شدن خطر بسیار بیشتری دارند. ذرات بتا را می‌توان با یک ورقه فویل آلومینویم یا پلکسی گلاس متوقف کرد.

پرتوهای گاما همانند اشعه X فقط با لایه های ضخیم سربی متوقف می‌شوند. نوترون‎ها هم به دلیلی بی یار بودن، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارند و فقط با لایه های بسیار ضخیم بتن یا مایعاتی چون آب و نفت متوقف می‌شوند. پرتوهای گاما و پرتوهای نوترون به دلیل همین قدرت نفوذ بالا می‌توانند اثرات بسیار وخیمی بر سلول های موجودات زنده بگذارند، تأثیراتی که گاه تا چند نسل ادامه خواهد داشت.

فهرست مطالب: 

مقدمه

اتم و هسته

ایزوتوپ ها

یکاهای فیزیک هسته ای

جرم های اتمی (u) بعضی از ایزوتوپها

جرم و بار پروتون ، نوترون و الکترون

کاستی جرم و انرژی بستگی

نیروهای هسته ای و ترازهای انرژی

و...

فصل اول: نیروی بین نوکلئون ها

بعضی از خواص نیروی نوکلئون – نوکلئون

دوترون

انرژی بستگی دوترون روش تجزیه فوتونی پتانسیل نوکلئون-نوکلئون گشتاور دوقطبی مغناطیسی دوترون گشتاور چهار قطبی الکتریکی دوترون خواص نیروی هسته ای و... فصل دوم: واکنش های هسته ای طبقه بندی واکنش ها از لحاظ انرژی طبقه بندی واکنش ها از لحاظ نوع ذرات طبقه بندی واکنشها بر اساس سازوکار حاکم بر فرایند مشاهده پذیرها قوانین پایستگی انرژی واکنشهای هسته ای ایزواسپین سطح مقطع های واکنش روش های تجربی پراکندگی کولنی پراکندگی هسته ای و... فصل سوم: شکافت هسته ای کشف و چگونگی آن شکافت اورانیوم 235 متوسط انرژی نوترون های شکافت واکنش زنجیره ای و کنترل آن به وسیله راکتور اورانیوم غنی سازی شده انواع راکتورها راکتورهای قدرت راکتورهای تحقیقاتی راکتور مبدل راکتور آب سبک راکتور آب تحت فشار اجزای راکتور آب تحت فشار راکتور آب جوش و... فصل چهارم: اسپین و گشتاور هسته ای اسپین هسته گشتاور مغناطیسی ساختار فوق ریز شکافتگی ترازهای انرژی برای اثر عادی زیمان و...