دوره: دوره جامع شیمی دهم فصل اول : کیهان زادگاه عنصرها

جلسه 2 از 4

از جدول دوره‌ای تا طیف نشری

رفتن به محتوای درس ۲۰درس‹شیمی دهم‹فصل ۱‹از جدول دوره‌ای تا طیف نشری ⚗️ شیمی دهم فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها کنکور + امتحان نهایی از جدول دوره‌ای تا طیف نشری…

متن و HTML 1 ساعت و 50 دقیقه

محتوای آموزشی

⚗️ شیمی دهم فصل ۱: کیهان زادگاه عنصرها کنکور + امتحان نهایی

از جدول دوره‌ای تا طیف نشری

ادامه‌ی پیوسته‌ی فصل اول از «طبقه‌بندی عنصرها» تا پایان «طیف نشری خطی»، پیش از ورود به مبحث ساختار اتم؛ شامل جدول دوره‌ای، جرم اتمی، جرم اتمی میانگین، شمارش ذره‌ها، مول و عدد آووگادرو، عامل تبدیل، نور و گستره‌ی الکترومغناطیسی، رنگ شعله و طیف نشری خطی.
شروع مطالعه
پیشرفت مطالعه۰ از ۱۵ صفحه اصلی کامل شده

نقشه‌ی این درس

بخش ۱

جدول دوره‌ای

عدد اتمی، دوره، گروه، اطلاعات خانه‌ی عنصر و شباهت خواص اعضای یک گروه.
بخش ۲

جرم اتمی و میانگین وزنی

یکای جرم اتمی، جرم ذره‌های زیراتمی و ارتباط درصد فراوانی ایزوتوپ‌ها با جرم اتمی میانگین.
بخش ۳

مول و شمار ذره‌ها

عدد آووگادرو، جرم مولی و تبدیل جرم، مول و تعداد ذره با عامل تبدیل.
بخش ۴

نور و طیف

طول موج، انرژی پرتوها، رنگ شعله، نشر نور و طیف نشری خطی به‌عنوان اثر انگشت عنصر.

مرز دقیق این جلسه

این جلسه از تیتر «طبقه‌بندی عنصرها» در صفحه چاپی ۹ شروع می‌شود و با «طیف نشری خطی» در صفحه چاپی ۲۳ پایان می‌یابد. مبحث «ساختار اتم» صفحه ۲۴ در جلسه بعد است.

روش مطالعه پیشنهادی

این بخش سه جنس سؤال دارد: مفهومی از جدول و طیف، محاسباتی از جرم اتمی و مول و تحلیلی از شکل‌ها. برای کنکور، فرمول را حفظ نکن؛ مسیر تبدیل و معنای هر کمیت را بفهم.
صفحه ۹ کتاب

طبقه‌بندی عنصرها؛ چرا جدول لازم شد؟

سازمان‌دهی ۱۱۸ عنصر برای دسترسی سریع و پیش‌بینی رفتار.
صفحه چاپی ۹PDF: ۱۹
طبقه‌بندی یعنی داده‌های پراکنده را بر اساس یک معیار مشخص کنار هم قرار دهیم تا مقایسه، تحلیل و پیش‌بینی آسان شود. شیمی‌دان‌ها ۱۱۸ عنصر شناخته‌شده را در جدولی با چیدمان ویژه سازمان‌دهی کرده‌اند؛ جدولی که فقط فهرست عنصرها نیست، بلکه از جایگاه هر عنصر می‌توان اطلاعاتی درباره‌ی رفتار آن به‌دست آورد.

سه کار اصلی جدول دوره‌ای

۱
سازمان‌دهی
قرار دادن عنصرها در یک الگوی منظم.
۲
مقایسه
دیدن شباهت‌ها و تفاوت‌های عنصرها.
۳
پیش‌بینی
حدس رفتار شیمیایی بر اساس جایگاه عنصر.

نکته‌ی کنکوری

در ادامه خواهیم دید معیار اصلی نظم جدول امروزی افزایش عدد اتمی است، نه جرم اتمی. همچنین شباهت رفتاری مهم‌تر در ستون‌ها یا گروه‌ها دیده می‌شود.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: رادون و مواد پرتوزای طبیعی پیرامون ما
فعالیت تشخیص توده‌ی سرطانی که در بالای همین صفحه دیده می‌شود، مربوط به انتهای جلسه‌ی قبلی «عنصرها و ایزوتوپ‌ها» است و در این جلسه دوباره تکرار نشده است.
صفحه ۱۰ کتاب

نماد عنصرها و نمای کلی جدول دوره‌ای

نماد یک یا دو حرفی و جایگاه عنصرها در جدول.
صفحه چاپی ۱۰PDF: ۲۰
هر عنصر با یک نماد شیمیایی یک یا دو حرفی نمایش داده می‌شود. حرف اول نماد همیشه بزرگ نوشته می‌شود و اگر حرف دوم وجود داشته باشد، کوچک است؛ مانند Al، Ar و Au.

دام رایج

CO با Co یکسان نیست. بزرگ و کوچک بودن حروف بخشی از نماد شیمیایی است.

چیزی که باید از شکل بزرگ جدول بگیری

لازم نیست در این مرحله همه‌ی ۱۱۸ عنصر را حفظ کنی. باید بتوانی با جدول کار کنی: عدد اتمی را پیدا کنی، گروه و دوره را تشخیص بدهی و از هم‌گروهی عنصرها برای پیش‌بینی رفتار استفاده کنی.
1H
2He
3Li
4Be
5B
6C
7N
8O
9F
10Ne
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
19K
20Ca
21Sc
25Mn
26Fe
34Se
صفحه ۱۱ کتاب

هر خانه‌ی جدول چه می‌گوید؟

عدد اتمی، نماد، نام و جرم اتمی میانگین.
صفحه چاپی ۱۱PDF: ۲۱

نمونه: هیدروژن

1
H
1.008
  • ۱ = عدد اتمی
  • H = نماد شیمیایی
  • هیدروژن = نام عنصر
  • 1.008 = جرم اتمی میانگین

دو عددی که نباید قاطی شوند

عدد اتمی یک عدد صحیح و شناسه‌ی عنصر است؛ اما جرم اتمی میانگین غالباً اعشاری است، چون میانگین وزنی جرم ایزوتوپ‌های طبیعی عنصر است.
در دو صفحه‌ی بزرگ جدول کتاب، شماره‌های کناره‌ها نیز شماره‌ی گروه‌ها و دوره‌ها را مشخص می‌کنند. در سؤال‌های کتاب لازم است بتوانی خانه‌ی عنصر را پیدا و موقعیتش را گزارش کنی.
صفحه ۱۲ کتاب

دوره و گروه؛ زبان موقعیت در جدول

چیدمان بر اساس افزایش عدد اتمی و تکرار دوره‌ای خواص.
صفحه چاپی ۱۲PDF: ۲۲

معیار چیدمان

عنصرها با افزایش عدد اتمی Z مرتب شده‌اند؛ از H با Z=1 تا عنصر 118.

دوره

هر ردیف افقی یک دوره است. جدول ۷ دوره دارد.

گروه

هر ستون عمودی یک گروه است. جدول ۱۸ گروه دارد و اعضای یک گروه خواص شیمیایی مشابه دارند.

چرا «دوره‌ای»؟

با حرکت در جدول، الگوهای خواص شیمیایی پس از یک فاصله دوباره تکرار می‌شوند. همین تکرار منظم، دلیل نام «جدول دوره‌ای یا تناوبی» است.

دام

عنصرهای یک دوره لزوماً خواص شیمیایی مشابه ندارند. شباهت برجسته‌ی شیمیایی مربوط به عنصرهای یک گروه است.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: نقش مندلیف در شکل‌گیری دسته‌بندی دوره‌ای عنصرها
صفحه ۱۳ کتاب

کار با جدول دوره‌ای + ورود به جرم اتمی

تمرین گروه و دوره و پیش‌بینی رفتار هم‌گروه‌ها.
صفحه چاپی ۱۳PDF: ۲۳
فقط عنوان «در میان تارمناها»: دسته‌بندی عنصرها به روش‌های دیگر — خارج از محدوده آزمون‌های نهایی و کنکور
خود را بیازمایید — سؤال ۱: تعیین دوره و گروه
صورت سؤال: با استفاده از جدول دوره‌ای، موقعیت (دوره و گروه) عنصرهای آلومینیم (Al، عدد اتمی ۱۳)، کلسیم (Ca، عدد اتمی ۲۰)، منگنز (Mn، عدد اتمی ۲۵) و سلنیم (Se، عدد اتمی ۳۴) را تعیین کنید.

پاسخ

عنصردورهگروه
Al۳۱۳
Ca۴۲
Mn۴۷
Se۴۱۶
خود را بیازمایید — سؤال ۲: رفتار مشابه هلیم
صورت سؤال: هلیم (He، عدد اتمی ۲) تمایل به انجام واکنش شیمیایی ندارد. کدام عنصر رفتار مشابه دارد؟ Ar، C یا S؟ چرا؟

پاسخ

Ar؛ زیرا هلیم و آرگون هر دو در گروه ۱۸ جدول قرار دارند. اعضای یک گروه خواص شیمیایی مشابه دارند.
خود را بیازمایید — سؤال ۳: آنیون مشابه فلوئورید
صورت سؤال: اتم فلوئور در ترکیب با فلزها به یون فلوئورید F− تبدیل می‌شود. اتم کدام‌یک از Rb، Br یا P می‌تواند آنیونی با بار همانند فلوئورید تشکیل دهد؟ چرا؟

پاسخ

Br؛ چون برم و فلوئور در گروه ۱۷ هستند و رفتار شیمیایی مشابه دارند؛ در ترکیب‌های یونی معمولاً یون یک‌بار منفی تشکیل می‌دهند.
خود را بیازمایید — سؤال ۴: کاتیون مشابه آلومینیم
صورت سؤال: از اتم آلومینیم یون پایدار Al3+ شناخته شده است. کدام‌یک از K، Ga یا N می‌تواند به کاتیونی مشابه تبدیل شود؟

پاسخ

Ga؛ چون گالیم و آلومینیم در گروه ۱۳ قرار دارند و می‌توانند رفتار شیمیایی مشابه نشان دهند.

پل به مبحث بعد

عدد اتمی جایگاه عنصر را مشخص می‌کند، اما عدد اعشاری پایین خانه‌ی عنصر چیست؟ پاسخ: جرم اتمی میانگین. از همین‌جا کتاب وارد بحث جرم اتم‌ها می‌شود.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: آیوپاک و استانداردهای جهانی نمادها، نام‌گذاری و جدول دوره‌ای
صفحه ۱۴ کتاب

یکای جرم اتمی؛ amu یا u

چرا برای اتم‌ها به مقیاس جرم نسبی نیاز داریم؟
صفحه چاپی ۱۴PDF: ۲۴
اتم‌ها آن‌قدر کوچک‌اند که اندازه‌گیری مستقیم جرم یک اتم با ترازوهای معمولی عملی نیست. بنابراین دانشمندان یک مقیاس نسبی تعریف کردند: یک دوازدهم جرم یک اتم کربن-۱۲ برابر با یک یکای جرم اتمی است.
1 amu = 1/12 × mass of one 12C atomیا1 u
پروتونتقریباً 1 amu
نوترونتقریباً 1 amu
الکترونبسیار کوچک؛ حدود 1/2000 amu

نتیجه‌ی کاربردی

برای برآورد سریع جرم یک اتم، سهم پروتون‌ها و نوترون‌ها مهم است و جرم الکترون در مقایسه با آن‌ها ناچیز به حساب می‌آید.

جرم اتمی ≠ عدد جرمی

عدد جرمی یک ایزوتوپ، عدد صحیحِ پروتون + نوترون است؛ اما عددی که در جدول دوره‌ای می‌بینی جرم اتمی میانگین نمونه طبیعی و معمولاً اعشاری است.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: نمایش یکای جرم اتمی با نماد u
صفحه ۱۵ کتاب

جرم ذره‌های زیراتمی و جرم اتمی میانگین

میانگین وزنی، نه میانگین ساده.
صفحه چاپی ۱۵PDF: ۲۵
ذرهجرم تقریبی (amu)بار نسبی
الکترون0.0005−1
پروتون1.0073+1
نوترون1.00870

چرا جرم لیتیم در جدول 6.94 است، نه 7؟

نمونه‌ی طبیعی لیتیم مخلوطی از ایزوتوپ‌هاست. چون فراوانی لیتیم-۷ بسیار بیشتر از لیتیم-۶ است، جرم میانگین به ۷ نزدیک‌تر می‌شود اما دقیقاً ۷ نیست.
Average atomic mass=Σ (isotope mass × fractional abundance)
با هم بیندیشیم — لیتیم
صورت سؤال: شکل کتاب نشان می‌دهد نمونه طبیعی لیتیم تقریباً شامل ۶٪ لیتیم-۶ و ۹۴٪ لیتیم-۷ است. جدول را کامل کنید و رابطه‌ی بین جرم اتمی میانگین، درصد فراوانی و جرم ایزوتوپ‌ها را بنویسید.

پاسخ

برای 6Li: عدد جرمی ۶ و فراوانی ۶٪. برای 7Li: عدد جرمی ۷ و فراوانی ۹۴٪.

(6×0.06) + (7×0.94) = 6.94 amu

پس جرم اتمی میانگین برابر مجموع «جرم هر ایزوتوپ × فراوانی کسری همان ایزوتوپ» است.
با هم بیندیشیم — ایزوتوپ‌های کلر
صورت سؤال: کلر طبیعی شامل حدود ۷۵٫۸٪ کلر-۳۵ و ۲۴٫۲٪ کلر-۳۷ است. جرم اتمی میانگین را حساب کنید و با مقدار جدول مقایسه کنید.

پاسخ

(35×0.758) + (37×0.242) = 35.484 amu

این مقدار تقریباً با عدد جدول دوره‌ای (حدود 35.45) سازگار است. اختلاف جزئی به این دلیل است که در محاسبه‌ی ساده، جرم ایزوتوپ‌ها را برابر عدد جرمی ۳۵ و ۳۷ و درصدها را گرد شده در نظر گرفته‌ایم؛ جرم واقعی ایزوتوپ‌ها دقیقاً عدد صحیح نیست.

نکته‌ی طلایی میانگین

جرم اتمی میانگین باید بین جرم سبک‌ترین و سنگین‌ترین ایزوتوپ باشد و به جرم ایزوتوپ فراوان‌تر نزدیک‌تر است. این قاعده راه سریع کنترل جواب تستی است.
صفحه ۱۶ کتاب

شمارش ذره‌ها از روی جرم

وقتی شمردن مستقیم ممکن نیست، از جرم متوسط کمک می‌گیریم.
صفحه چاپی ۱۶PDF: ۲۶
جرم تعداد زیادی ذره←جرم متوسط یک ذره←تعداد ذره‌ها
با هم بیندیشیم — تکمیل جدول جرم
صورت سؤال: جرم ۱۰۰۰ عدد کاغذ A4، عدس، برنج و خاکشیر به‌ترتیب ۴۵۰۰، ۵۶، ۲۲ و ۲ گرم است. جرم ۵۰ عدد و جرم متوسط یک عدد از هرکدام را حساب کنید.

پاسخ

مادهجرم ۱۰۰۰ عدد (g)جرم ۵۰ عدد (g)جرم متوسط ۱ عدد (g)
کاغذ A445002254.5
عدس562.80.056
برنج221.10.022
خاکشیر20.10.002
با هم بیندیشیم — پرسش‌های مفهومی
ب) جرم یک عدد از کدام ماده را می‌توان با ترازوی دیجیتالی اندازه گرفت؟ چرا؟ پ) روشی برای اندازه‌گیری جرم یک دانه خاکشیر ارائه کنید. ت) آیا جرم هر دانه برنج دقیقاً با مقدار متوسط جدول برابر است؟

پاسخ

ب) اصل پاسخ به دقت ترازو بستگی دارد. کاغذ A4 به‌راحتی قابل اندازه‌گیری است. با ترازوی دارای دقت 0.01 g، جرم عدس و تقریباً برنج نیز قابل برآورد است، اما جرم یک دانه خاکشیر (حدود 0.002 g) پایین‌تر از دقت چنین ترازویی است.پ) تعداد زیادی دانه، مثلاً ۱۰۰۰ دانه، را با هم وزن می‌کنیم و جرم کل را بر تعداد دانه‌ها تقسیم می‌کنیم.ت) خیر. عدد ستون آخر جرم متوسط است؛ دانه‌های واقعی اندازه و جرم دقیقاً یکسان ندارند.
برآورد کن — کیسه ۴۰ کیلویی برنج
اگر جرم متوسط هر دانه برنج 0.022 g باشد، در یک کیسه ۴۰ kg برنج تقریباً چند دانه وجود دارد؟

پاسخ

40000 g ÷ 0.022 g/grain ≈ 1.82×106 grains

یعنی حدود ۱٫۸ میلیون دانه برنج.
برآورد کن — شمار مهره‌ها
جرم ظرف پر 1895.76 g، جرم ظرف خالی 450.03 g و جرم متوسط هر مهره 4.29 g است. چند مهره در ظرف وجود دارد؟

پاسخ

(1895.76 − 450.03) ÷ 4.29 = 337

در ظرف تقریباً ۳۳۷ مهره وجود دارد.
صفحه ۱۷ کتاب

عدد آووگادرو و تعریف مول

واحد شمارش شیمی برای تعداد بسیار بزرگ ذره‌ها.
صفحه چاپی ۱۷PDF: ۲۷
6.02×1023عدد آووگادرو، NA

یک مول یعنی چه؟

شیمی‌دان‌ها به 6.02×1023 عدد از هر ذره، یک مول از آن ذره می‌گویند. ذره می‌تواند اتم، مولکول، یون و ... باشد.جرم یک مول ماده بر حسب گرم را جرم مولی می‌نامیم.
پیوند با ریاضی — سؤال ۱
اگر جرم متوسط هر اتم هیدروژن تقریباً 1.66×10−24 g باشد، نمونه‌ی یک‌گرمی هیدروژن چند اتم دارد؟

پاسخ

1 g ÷ 1.66×10−24 g/atom ≈ 6.02×1023 atoms

همین عدد مبنای معرفی عدد آووگادرو در این بخش است.
پیوند با ریاضی — سؤال ۲
اگر NA اتم هیدروژن در یک نمونه باشد، جرم نمونه چند گرم است؟

پاسخ

با داده‌ی همین فعالیت، NA اتم هیدروژن تقریباً ۱ گرم جرم دارد؛ یعنی تقریباً یک مول اتم H.

سه هم‌ارزی مهم

1 mol = 6.02×1023 particles و برای یک عنصر، 1 mol = molar mass in g. این دو پل، بیشتر تبدیل‌های این فصل را می‌سازند.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: آووگادرو و نام‌گذاری عدد آووگادرو
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: طیف‌سنج جرمی و اندازه‌گیری دقیق جرم اتم‌ها
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: برآورد شمار ستاره‌های جهان بر حسب مول
صفحه ۱۸ کتاب

عامل تبدیل؛ مسیر امن حل مسائل مول

هم‌ارزی‌ها را به کسر تبدیل کن تا یکاها حذف شوند.
صفحه چاپی ۱۸PDF: ۲۸
جرم (g)با جرم مولی
⇄
مول (mol)مرکز تبدیل‌ها
⇄
تعداد ذرهبا NA
عامل تبدیل یک کسر برابر ۱ است که صورت و مخرج آن دو کمیت هم‌ارز دارند. جهت کسر را طوری انتخاب کن که یکای اضافی حذف شود و یکای هدف باقی بماند.

مثال کتاب: 0.6 گرم کربن چند مول است؟

0.6 g C × (1 mol C / 12.01 g C) ≈ 0.050 mol C

دام مهم

در روش عامل تبدیل، عددها را جدا از یکا ننویس. اگر یکاها درست حذف نشوند، حتی جواب عددی ظاهراً معقول می‌تواند اشتباه باشد.

مول‌یار — تمرین تعاملی

یک تبدیل را انتخاب و مقدار را وارد کن.
این ابزار برای تمرین است؛ در آزمون حتماً مسیر عامل تبدیل را روی کاغذ بنویس.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: بزرگی عدد آووگادرو با مثال دانه‌های برف
صفحه ۱۹ کتاب

تمرین مول + نور، کلید شناخت جهان

جمع‌بندی محاسبات و شروع مبحث طیف.
صفحه چاپی ۱۹PDF: ۲۹
خود را بیازمایید — سؤال ۱
الف) با 1 mol Al = 27 g، پنج مول آلومینیم چند گرم است؟ ب) با 1 mol S = 32 g، 0.08 گرم گوگرد چند مول است؟

پاسخ

5 mol Al × 27 g/mol = 135 g

0.08 g S ÷ 32 g/mol = 0.0025 mol S

خود را بیازمایید — سؤال ۲
برای تعیین شمار اتم‌های موجود در 0.2 mol فلز روی، جاهای خالی محاسبه را کامل کنید.

پاسخ

0.2 mol Zn × (6.02×1023 atom Zn / 1 mol Zn) = 1.204×1023 atom Zn

خود را بیازمایید — سؤال ۳
9.03×1020 اتم مس چند مول و چند گرم مس است؟

پاسخ

9.03×1020 ÷ 6.02×1023 = 1.50×10−3 mol Cu

1.50×10−3 mol × 63.55 g/mol ≈ 0.0953 g Cu


نور چه اطلاعاتی می‌دهد؟

برای اجرام بسیار دور یا بسیار داغ، اندازه‌گیری مستقیم دشوار یا ناممکن است. نوری که از ستاره یا جسم داغ به ما می‌رسد، حامل اطلاعاتی درباره‌ی دما و مواد سازنده آن است. دانشمندان با طیف‌سنج پرتوهای گسیل‌شده از مواد را بررسی می‌کنند.

پیام اصلی

نور فقط برای «دیدن» نیست؛ در شیمی یک ابزار شناسایی است. از الگوی نور می‌توان به هویت ماده پی برد.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: نور به‌عنوان کلید شناخت جهان
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: تاریخچه‌ی استخراج مس از سنگ معدن
صفحه ۲۰ کتاب

گستره‌ی مرئی و پرتوهای الکترومغناطیسی

طول موج کوتاه‌تر یعنی انرژی بیشتر.
صفحه چاپی ۲۰PDF: ۳۰
نور سفید خورشید با تجزیه، گستره‌ای پیوسته از رنگ‌ها ایجاد می‌کند. چشم ما فقط بخش کوچکی از کل پرتوهای الکترومغناطیسی را می‌بیند که گستره‌ی مرئی نام دارد.
گاماایکسفرابنفشمرئیفروسرخریزموجرادیویی

رابطه‌ی جهت‌دار

طول موج کمتر ← انرژی بیشتر. پس در گستره‌ی مرئی، نور آبی/بنفش از نور سرخ پرانرژی‌تر است.

طول موج λ چیست؟

فاصله‌ی بین دو نقطه‌ی هم‌وضعیت متوالی موج، مثلاً فاصله‌ی دو قله‌ی پیاپی. نماد آن λ است.
پرسش شکل ۱۵ — تعریف طول موج
یکی از ویژگی‌های موج، طول موج است که با λ نشان می‌دهند. با توجه به شکل، آن را تعریف کنید.

پاسخ

طول موج فاصله‌ی دو نقطه‌ی متناظر و متوالی روی موج است؛ برای نمونه فاصله‌ی یک قله تا قله‌ی بعدی یا یک دره تا دره‌ی بعدی.
صفحه ۲۱ کتاب

رنگ، دما و دیدن پرتو فروسرخ

از رنگ تابش جسم داغ می‌توان درباره‌ی دمایش نتیجه گرفت.
صفحه چاپی ۲۱PDF: ۳۱
حدود 800°Cسرخ‌فام؛ کم‌دما‌تر
حدود 1750°Cزرد/روشن‌تر
حدود 2750°Cآبی؛ داغ‌تر
خود را بیازمایید — تطبیق دماها با تصاویر
دماهای 1750°C، 2750°C و 800°C را به سه تصویر شعله/جسم داغ صفحه نسبت دهید و دلیل بیاورید.

پاسخ

تصویر آبی مربوط به بیشترین دما، یعنی حدود 2750°C است؛ تصویر زرد حدود 1750°C و جسم سرخ‌فام حدود 800°C. در این مقایسه، تابش با طول موج کوتاه‌تر (آبی‌تر) نشان‌دهنده‌ی دمای بالاتر است.
کاوش کنید — آیا پرتوهای نامرئی را می‌توان مشاهده کرد؟
۱) هنگام نگاه مستقیم به چشمی کنترل تلویزیون و فشردن دکمه چه می‌بینید؟ ۲) اگر همان کار را با دوربین موبایل انجام دهید چه می‌بینید؟ ۳) با فشردن دکمه‌های مختلف چه تفاوتی دیده می‌شود؟ ۴) نتیجه چیست؟

پاسخ و نتیجه

۱) معمولاً با چشم غیرمسلح نور قابل مشاهده‌ای دیده نمی‌شود، چون کنترل از پرتو فروسرخ استفاده می‌کند که خارج از گستره‌ی مرئی چشم است.۲) در بسیاری از دوربین‌های موبایل، نور چشمک‌زن روشن/بنفش‌مانندی از LED کنترل دیده می‌شود؛ حسگر دوربین می‌تواند بخشی از فروسرخ را ثبت کند.۳) با دکمه‌های مختلف، الگوی چشمک‌زدن می‌تواند متفاوت باشد؛ چون فرمان‌ها به شکل کدهای پالسی متفاوت ارسال می‌شوند.۴) نامرئی بودن برای چشم به معنی «وجود نداشتن» نیست. می‌توان پرتوهای نامرئی را با آشکارساز مناسب ثبت کرد.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: دماسنج فروسرخ و اندازه‌گیری دمای جسم بدون تماس
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: رنگ ستاره‌های صورت فلکی شکارچی و تفاوت دمای سطح آن‌ها
صفحه ۲۲ کتاب

نشر نور و رنگ شعله

هر فلز می‌تواند رنگ مشخصی در شعله ایجاد کند.
صفحه چاپی ۲۲PDF: ۳۲
وقتی بعضی فلزها یا نمک‌های آن‌ها در شعله قرار می‌گیرند، نور رنگی مشخصی تولید می‌شود. در نمونه‌های کتاب، رنگ شعله‌ی فلز و ترکیب‌های مختلف همان فلز مشابه است؛ یعنی جزء فلزی می‌تواند سرنخ شناسایی باشد.
لیتیم — سرخ
فلز لیتیم و نمک‌های لیتیم
سدیم — زرد
فلز سدیم و نمک‌های سدیم
مس — سبز
فلز مس و ترکیب‌های مس

نکته‌ی تستی

در جدول کتاب، تغییر آنیون نمک (نیترات، کلرید، سولفات) رنگ مشخصه‌ی فلز را عوض نمی‌کند. برای مثال ترکیب‌های سدیم همچنان شعله‌ی زرد نشان می‌دهند.

نشر یعنی چه؟

وقتی ماده انرژی جذب می‌کند و سپس پرتو الکترومغناطیسی گسیل می‌کند، این فرایند را نشر می‌نامیم. صفحه بعد نشان می‌دهد این نور اگر با طیف‌سنج تفکیک شود، الگوی خطی ویژه‌ای می‌دهد.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: کاربرد بخار سدیم در چراغ‌های زرد خیابانی
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: لامپ نئون و تابلوهای نورانی سرخ‌فام
صفحه ۲۳ کتاب

طیف نشری خطی؛ اثر انگشت عنصر

هر عنصر، مجموعه‌ای ویژه از طول موج‌های نشرشده دارد.
صفحه چاپی ۲۳PDF: ۳۳
اگر نور نشرشده از یک ماده از منشور یا دستگاه طیف‌سنج عبور کند، ممکن است به‌جای یک نوار پیوسته، چند خط رنگی جداگانه دیده شود. به این الگو طیف نشری خطی می‌گویند.
هر خط نشان‌دهنده‌ی نوری با طول موج و انرژی معین است.

چرا برای شناسایی عنصر مناسب است؟

مکان خط‌ها برای هر عنصر الگوی ویژه‌ای دارد. مثل اثر انگشت یا بارکد، تطابق جای خط‌ها می‌تواند هویت عنصر را آشکار کند.

طیف خطی با طیف پیوسته فرق دارد

نور سفید خورشید در شکل رنگین‌کمان یک گستره‌ی پیوسته می‌دهد، اما طیف نشری اتمی شامل خط‌های جداگانه در طول موج‌های مشخص است.

مقایسه‌ی آموزشی طیف‌ها

نمونه
H
He
Na
خود را بیازمایید — شناسایی عنصر از روی طیف
طیف نشری خطی مجهول را با طیف‌های H، He و Na مقایسه کنید. طیف مجهول متعلق به کدام عنصر است؟ چرا؟

پاسخ

هیدروژن (H)؛ چون جای خط‌های رنگی طیف مجهول با خط‌های طیف هیدروژن تطابق دارد. معیار شناسایی، تعداد و مهم‌تر از آن موقعیت طول موجی خط‌ها است.
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: کشف هلیم از بررسی خطوط طیفی خورشید و سپس شناسایی آن روی زمین
فقط عنوان «آیا می‌دانید»: شباهت کاربرد طیف نشری خطی با بارکد کالاها

پایان این جلسه

از صفحه‌ی بعد کتاب، بحث ساختار اتم و مدل لایه‌ای شروع می‌شود. همان‌جا علت ایجاد خط‌های طیفی به ساختار انرژی الکترون‌ها وصل خواهد شد.

جمع‌بندی کنکوری در یک نگاه

جدول

  • ترتیب جدول: افزایش عدد اتمی.
  • ۷ دوره و ۱۸ گروه.
  • اعضای یک گروه: خواص شیمیایی مشابه.
  • عدد اعشاری خانه: جرم اتمی میانگین.

جرم و مول

  • 1 amu = یک‌دوازدهم جرم کربن-۱۲.
  • جرم میانگین = مجموع جرم ایزوتوپ × فراوانی کسری.
  • 1 mol = 6.02×1023 ذره.
  • جرم ↔ مول با جرم مولی؛ مول ↔ ذره با NA.

نور

  • گستره مرئی حدود 400 تا 700 nm.
  • λ کمتر → انرژی بیشتر.
  • آبی پرانرژی‌تر از سرخ.
  • پرتو فروسرخ برای چشم نامرئی است.

طیف

  • Li سرخ، Na زرد، Cu سبز.
  • نشر: گسیل پرتو پس از جذب انرژی.
  • هر عنصر طیف خطی ویژه دارد.
  • طیف خطی مانند اثر انگشت برای شناسایی عنصر است.

آزمون سریع داخل درس

این آزمون برای بازخورد فوری است؛ آزمونک رسمی این جلسه نیز به‌صورت Entity امتحان در بسته Import قرار دارد.

۱) جدول دوره‌ای امروزی بر چه اساسی مرتب شده است؟
۲) کدام عبارت درباره گروه درست است؟
۳) جرم اتمی میانگین یک عنصر طبیعی بیشتر تحت تأثیر کدام عامل است؟
۴) 0.5 mol اتم چند اتم دارد؟
۵) با کاهش طول موج پرتو چه اتفاقی برای انرژی می‌افتد؟
۶) کدام تطبیق رنگ شعله صحیح است؟
۷) مهم‌ترین ویژگی طیف نشری خطی برای شناسایی عنصر چیست؟
۸) اگر یک عنصر دو ایزوتوپ با جرم‌های ۲۰ و ۲۲ داشته باشد و جرم میانگین ۲۰٫۲ باشد، کدام نتیجه منطقی‌تر است؟

چک‌لیست تسلط

رفع ابهام‌های پرتکرار

چرا جرم اتمی جدول اعشاری است؟چون جرم اتمی جدول معمولاً میانگین وزنی جرم ایزوتوپ‌های طبیعی عنصر است، نه عدد جرمی یک ایزوتوپ خاص.
آیا اعضای یک دوره خواص مشابه دارند؟نه. کتاب شباهت خواص شیمیایی را برای اعضای یک گروه بیان می‌کند. در یک دوره، خواص در طول ردیف تغییر می‌کنند.
برای تبدیل تعداد ذره به گرم چه کنم؟دو مرحله: ذره → مول با عدد آووگادرو، سپس مول → گرم با جرم مولی.
آیا هر نور رنگی یک طیف خطی است؟نه. طیف خطی یعنی پس از تجزیه‌ی نور، فقط طول موج‌های مشخص به صورت خط‌های جدا دیده شوند.
چرا دوربین موبایل نور کنترل را می‌بیند اما چشم نه؟چون LED کنترل عمدتاً فروسرخ گسیل می‌کند و چشم انسان به آن حساس نیست، اما حسگر بسیاری از دوربین‌ها می‌تواند بخشی از آن را ثبت کند.
منبع پایه‌ی این جلسه: کتاب شیمی (۱) پایه دهم، چاپ ۱۴۰۴، صفحات چاپی ۹ تا ۲۳ (صفحات ۱۹ تا ۳۳ فایل PDF). مطالب «آیا می‌دانید» و «در میان تارمناها» طبق دستور دوره فقط به‌صورت عنوان آورده شده‌اند. توضیحات معلم و تمرین‌های تألیفی برای روشن‌تر شدن مفهوم اضافه شده‌اند.
 

پیشرفت این جلسه را ذخیره کنید

برای ثبت زمان مطالعه و تکمیل جلسه، ابتدا وارد حساب کاربری شوید.

ورود به حساب کاربری