فصل ا ّول: کیهان زادگاه عناصر
در ادامه، مجموعه‌ای از فلش‌کارت‌های آموزشی از گفتار اول شیمی دهم (فصل اول – کیهان زادگاه الفبای هستی) تهیه شده‌اند. این فلش‌کارت‌ها شامل مفاهیم کلیدی، سؤالات مفهومی، تحلیل تصاویر، تمرین‌ها، خودارزیابی‌ها و فعالیت‌ها همراه با پاسخ هستند. این کارت‌ها برای آمادگی در امتحان نهایی و کنکور تجربی بسیار مفیدند.
🔹 فلش‌کارت‌های مفهومی و متنی:
فلش‌کارت 1
سؤال: چرا آسمان شب برای انسان‌ها از دیرباز جذاب بوده است؟
پاسخ: چون آسمان شب سرشار از پرسش‌هایی دربارهٔ منشأ هستی، چگونگی تشکیل ماده، ستارگان و کیهان بوده که ذهن کنجکاو بشر را به خود مشغول کرده است.
فلش‌کارت 2
سؤال: چرا زمین را می‌توان یک آزمایشگاه کوچک برای شناخت کیهان دانست؟
پاسخ: چون دانشمندان با انجام آزمایش‌های گوناگون روی زمین، به شناخت بیشتر دربارهٔ ماده، واکنش‌ها و سازوکارهای جهان دست پیدا می‌کنند.
فلش‌کارت 3
سؤال: نخستین پرسش بنیادی دربارهٔ هستی چیست و چگونه به آن پاسخ داده می‌شود؟
پاسخ: «هستی چگونه پدید آمده است؟»؛ پاسخ به این پرسش در قلمرو علم تجربی نمی‌گنجد و با بینش عقلانی و آموزه‌های الهی داده می‌شود.
فلش‌کارت 4
سؤال: اخترشیمی چیست؟
پاسخ: شاخه‌ای از شیمی است که به مطالعهٔ مولکول‌های موجود در فضاهای بین‌ستاره‌ای می‌پردازد.
فلش‌کارت 5
سؤال: منظور از «ستارگان کارخانه‌های تولید عنصر» چیست؟
پاسخ: در ستاره‌ها طی واکنش‌های هسته‌ای، عنصرهای سنگین‌تر از عنصرهای سبک‌تر تولید می‌شوند و با مرگ ستاره‌ها این عناصر در فضا پخش می‌شوند.
🔹 فلش‌کارت‌های تحلیلی بر اساس تصاویر و نمودارها:
فلش‌کارت 6
سؤال: فراوان‌ترین عنصر در زمین و مشتری چیست؟
پاسخ: زمین: اکسیژن (O)، مشتری: هیدروژن (H)
فلش‌کارت 7
سؤال: عنصرهای مشترک بین زمین و مشتری را نام ببرید.
پاسخ: گوگرد (S) و اکسیژن (O)
فلش‌کارت 8
سؤال: کدام سیاره فاقد عنصر فلزی است؟
پاسخ: مشتری؛ چون فقط شامل گازهایی مانند H و He است.
فلش‌کارت 9
سؤال: آیا مشتری بیشتر از جنس سنگ است یا گاز؟ چرا؟
پاسخ: گاز؛ چون دارای هیدروژن و هلیم به عنوان عناصر اصلی است.
فلش‌کارت 10
سؤال: آیا به‌جز عناصر نشان‌داده‌شده در تصویر، عناصر دیگری در زمین یافت می‌شود؟
پاسخ: بله؛ مانند کربن، نیتروژن، آلومینیوم، آهن و …
🔹 فلش‌کارت‌های عددی و تمرینی:
فلش‌کارت 11
سؤال: اگر عدد اتمی آهن 26 و عدد نوترون آن 30 باشد، عدد جرمی آن چیست؟
پاسخ: عدد جرمی = تعداد پروتون + نوترون = 26 + 30 = 56
فلش‌کارت 12
سؤال: Z و A در نماد شیمیایی چه چیزی را نشان می‌دهند؟
پاسخ: Z: عدد اتمی (تعداد پروتون)، A: عدد جرمی (پروتون + نوترون)
فلش‌کارت 13
سؤال: درصد فراوانی ایزوتوپ‌های لیتیم را محاسبه کنید اگر 63Li و 73Li به‌ترتیب 75 و 25 عدد داشته باشند.
پاسخ:
63Li: (75/100)×100 = 75%
73Li: (25/100)×100 = 25%
🔹 فلش‌کارت‌های پرتوزایی و ایزوتوپ‌ها:
فلش‌کارت 14
سؤال: چند ایزوتوپ هیدروژن پرتوزا هستند؟
پاسخ: پنج ایزوتوپ (3H تا 7H) پرتوزا هستند.
فلش‌کارت 15
سؤال: کدام ایزوتوپ هیدروژن ناپایدارتر است؟
پاسخ: 7H، چون کمترین نیم‌عمر را دارد (10^-23 ثانیه)
فلش‌کارت 16
سؤال: درصد فراوانی ایزوتوپ‌های پایدار هیدروژن را نام ببرید.
پاسخ:
1H: 99.9885%
2H (دوتریم): 0.0114%
🔹 فلش‌کارت‌های فرمولی و علمی:
فلش‌کارت 17
سؤال: در رابطهٔ E = mc²، منظور از m، c و E چیست؟
پاسخ:
m: جرم ماده (kg)
c: سرعت نور (3×10⁸ m/s)
E: انرژی آزاد شده (J)
فلش‌کارت 18
سؤال: اگر در یک واکنش هسته‌ای 0.0024 گرم ماده به انرژی تبدیل شود، انرژی تولید شده چقدر است؟
پاسخ:
با استفاده از فرمول E = mc²:
E = 0.0000024 kg × (3×10⁸ m/s)² = 2.16 × 10¹¹ J
🔹 فلش‌کارت‌های دانستنی‌ها (آیا می‌دانید؟):
فلش‌کارت 19
سؤال: عبدالرحمن صوفی چه کشفی در اخترشناسی داشت؟
پاسخ: برای اولین بار کهکشان آندرومدا را معرفی کرد.
فلش‌کارت 20
سؤال: سردترین مکان شناخته‌شده در جهان کجاست؟
پاسخ: سحابی بومرنگ، با دمای 272- درجه سلسیوس در صورت فلکی قنطورس
فلش‌کارت 21
سؤال: کارکرد تلسکوپ جیمز وب چیست؟
پاسخ: بررسی آغاز جهان، شکل‌گیری کهکشان‌ها و یافتن مولکول‌ها و سیارات قابل‌زیست در فضا با استفاده از پرتوهای فروسرخ.
- جدول تناوبی و موقعیت عناصر
- جرم اتمی و ایزوتوپ‌ها
- مفهوم یکای جرم اتمی (amu)
- عدد آووگادرو و مول
- طیف نور و طول موج
- دماسنج فروسرخ و کاربرد نور در شیمی
در ادامه فلش‌کارت‌های مهم همراه با پاسخ را از متن، فعالیت‌ها، خودارزیابی‌ها و تمرین‌ها تهیه کردم.
فلش‌کارت ۱
سؤال: آلومینیوم (۱۳Al)، کلسیم (۲۰Ca)، منگنز (۲۵Mn) و سلنیم (۳۴Se) در جدول تناوبی در کدام دوره و گروه قرار دارند؟
جواب:
- آلومینیوم: دوره ۳، گروه ۱۳
- کلسیم: دوره ۴، گروه ۲
- منگنز: دوره ۴، گروه ۷
- سلنیم: دوره ۴، گروه ۱۶
فلش‌کارت ۲
سؤال: هلیم (۲He) تمایل به واکنش شیمیایی ندارد. کدام عنصر رفتاری مشابه دارد و چرا؟
جواب:
عنصرهای گروه ۱۸ (گازهای نجیب) مانند آرگون (۱۸Ar) رفتار مشابهی دارند چون لایه‌ی الکترونی آنها کامل است و تمایل به واکنش ندارند.
فلش‌کارت ۳
سؤال: کدام عنصر می‌تواند کاتیون مشابه +Al³ تشکیل دهد؟ (گزینه‌ها: ۱۹K، ۳۱Ga، ۷N)
جواب:
۳۱Ga (گالیم) چون در همان گروه آلومینیوم است و عدد اکسایش +3 دارد.
فلش‌کارت ۴
سؤال: اتم فلوئور (F) در ترکیب با فلزات به یون فلوئورید (-F) تبدیل می‌شود. اتم کدام عنصرهای زیر می‌تواند آنیونی با بار مشابه تشکیل دهد؟ (گزینه‌ها: ۳۷Rb، ۳۵Br، ۱۵P)
جواب:
۳۵Br (برم) زیرا از گروه هالوژن‌هاست و مشابه فلوئور آنیون با بار -۱ می‌دهد.
فلش‌کارت ۵
سؤال: جرم اتمی چیست و چگونه تعیین می‌شود؟
جواب:
جرم اتمی جرم نسبی اتم‌ها است که بر اساس جرم ایزوتوپ کربن-۱۲ (که ۱۲ واحد جرم اتمی دارد) تعیین می‌شود. یک واحد جرم اتمی (amu) برابر یک دوازدهم جرم ایزوتوپ کربن-۱۲ است.
فلش‌کارت ۶
سؤال: جرم پروتون، نوترون و الکترون به ترتیب چند amu است؟
جواب:
- پروتون: تقریباً ۱ amu
- نوترون: تقریباً ۱ amu
- الکترون: تقریباً 0.0005 amu (ناچیز)
فلش‌کارت ۷
سؤال: جرم اتمی میانگین چگونه محاسبه می‌شود؟
جواب:
جرم اتمی میانگین برابر است با مجموع حاصل‌ضرب درصد فراوانی هر ایزوتوپ در جرم آن ایزوتوپ.
فلش‌کارت ۸
سؤال: عدد آووگادرو چیست؟
جواب:
عدد آووگادرو (NA) تعداد ذرات (اتم، مولکول یا یون) موجود در یک مول ماده است و مقدار آن تقریباً ۶.۰۲ × ۱۰²³ است.
فلش‌کارت ۹
سؤال: مول چیست؟
جواب:
مول واحدی است که تعداد ۶.۰۲ × ۱۰²³ ذره (اتم، مولکول، یون و…) را شامل می‌شود.
فلش‌کارت ۱۰
سؤال: چگونه می‌توان جرم یک نمونه از عنصر را به تعداد اتم‌ها تبدیل کرد؟
جواب:
ابتدا جرم نمونه را بر جرم مولی عنصر تقسیم می‌کنیم تا تعداد مول‌های آن به دست آید. سپس تعداد مول‌ها را در عدد آووگادرو ضرب می‌کنیم تا تعداد اتم‌ها محاسبه شود.
فلش‌کارت ۱۱
سؤال: طیف مرئی چیست و چه رنگ‌هایی را شامل می‌شود؟
جواب:
طیف مرئی بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که چشم انسان قادر به دیدن آن است و شامل رنگ‌های سرخ، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش می‌باشد.
فلش‌کارت ۱۲
سؤال: طول موج چیست؟
جواب:
طول موج فاصله بین دو نقطه مشابه در یک موج است، معمولاً فاصله بین دو قله یا دو دره متوالی موج، که با λ نشان داده می‌شود.
فلش‌کارت ۱۳
سؤال: چرا طول موج کوتاه‌تر به معنی انرژی بیشتر موج است؟
جواب:
زیرا انرژی موج با فرکانس آن رابطه مستقیم دارد و فرکانس با طول موج رابطه عکس دارد؛ پس هر چه طول موج کوتاه‌تر باشد، فرکانس و در نتیجه انرژی موج بیشتر است.
فلش‌کارت ۱۴
سؤال: دماسنج فروسرخ چگونه دمای اجسام داغ را اندازه‌گیری می‌کند؟
جواب:
این دماسنج با جذب پرتوهای فروسرخ نشر شده از جسم داغ، دمای آن را بدون تماس مستقیم با جسم مشخص می‌کند.
فلش‌کارت ۱۵
سؤال: چگونه می‌توان جرم دانه‌های کوچک مثل دانه‌های خاكشیر را اندازه‌گیری کرد؟
جواب:
با اندازه‌گیری جرم کل تعداد زیادی دانه و تقسیم آن بر تعداد دانه‌ها، جرم یک دانه به دست می‌آید.
فلش‌کارت ۱۶
سؤال: رابطه بین جرم اتمی میانگین، درصد فراوانی و جرم ایزوتوپ‌ها چیست؟
جواب:
جرم اتمی میانگین = Σ (درصد فراوانی هر ایزوتوپ × جرم آن ایزوتوپ)
فلش‌کارت ۱۷
سؤال: اگر جرم 1 مول هیدروژن 1.008 گرم باشد، چند اتم در 1 گرم هیدروژن وجود دارد؟
جواب:
1 گرم هیدروژن حدود 0.992 مول است (1 ÷ 1.008) و تعداد اتم‌ها برابر است با 0.992 × 6.02×10²³ ≈ 6 × 10²³ اتم.
فلش کارت‌های شیمی دهم — توزیع الکترون‌ها در لایه‌ها و زیرلایه‌ها
سؤال 1: جدول دوره‌ای عناصر بر چه اساسی چیده شده است؟
جواب: بر اساس عدد اتمی یا شمار الکترون‌های اتم هر عنصر، به طوری که هر عنصر نسبت به عنصر قبل یک الکترون بیشتر دارد.
سؤال 2: لایه اول الکترونی چند الکترون گنجایش دارد و چرا فقط ۲ عنصر در دوره اول وجود دارد؟
جواب: لایه اول می‌تواند حداکثر ۲ الکترون داشته باشد، به همین دلیل دوره اول جدول فقط شامل ۲ عنصر (هیدروژن و هلیم) است.
سؤال 3: لایه دوم الکترونی چند الکترون گنجایش دارد و چند عنصر در دوره دوم جدول قرار دارند؟
جواب: لایه دوم حداکثر ۸ الکترون گنجایش دارد و دوره دوم شامل ۸ عنصر است.
سؤال 4: آیا لایه الکترونی دوم یکپارچه است یا از چند بخش تشکیل شده است؟
جواب: لایه دوم از چند بخش یا زیرلایه تشکیل شده است.
سؤال 5: چه زیرلایه‌هایی در لایه اول، دوم و سوم وجود دارند و گنجایش هر زیرلایه چقدر است؟
جواب:
- لایه اول: فقط زیرلایه s با ظرفیت ۲ الکترون
- لایه دوم: زیرلایه‌های s (2 الکترون) و p (6 الکترون)
- لایه سوم: زیرلایه‌های s (2 الکترون)، p (6 الکترون) و d (10 الکترون)
سؤال 6: عدد کوانتومی فرعی (l) چه مقادیری می‌تواند داشته باشد و چه زیرلایه‌هایی را نشان می‌دهد؟
جواب:
- l=0 → زیرلایه s
- l=1 → زیرلایه p
- l=2 → زیرلایه d
- l=3 → زیرلایه f
سؤال 7: قاعده آفبا چیست و چه نقشی در توزیع الکترون‌ها دارد؟
جواب: قاعده آفبا تعیین می‌کند که الکترون‌ها ابتدا زیرلایه‌هایی با انرژی کمتر را پر می‌کنند و سپس به سراغ زیرلایه‌های با انرژی بالاتر می‌روند.
سؤال 8: ترتیب پر شدن زیرلایه‌ها بر اساس مقدار انرژی چگونه است؟ (مثلاً 1s، 2s، 2p و غیره)
جواب: ابتدا 1s، سپس 2s، بعد 2p، 3s، 3p، 4s، 3d، 4p و به همین ترتیب ادامه می‌یابد. ترتیب انرژی زیرلایه‌ها بر اساس n+l تعیین می‌شود.
سؤال 9: آرایش الکترونی اتم سدیم (Na) چگونه است؟
جواب: ۱s² ۲s² ۲p⁶ ۳s¹ یا به صورت فشرده [Ne] 3s¹
سؤال 10: آرایش الکترونی اتم فسفر (P) چگونه است؟
جواب: ۱s² ۲s² ۲p⁶ ۳s² ۳p³
سؤال 11: آرایش الکترونی اتم کلسیم (Ca) چگونه است؟
جواب: ۱s² ۲s² ۲p⁶ ۳s² ۳p⁶ ۴s²
سؤال 12: آرایش الکترونی اتم تیتانیم (Ti) چگونه است؟
جواب: ۱s² ۲s² ۲p⁶ ۳s² ۳p⁶ ۳d² ۴s²
سؤال 13: مفهوم آرایش الکترونی فشرده چیست؟
جواب: آرایش الکترونی که بخش‌هایی مشابه آرایش یک گاز نجیب را با نماد آن گاز جایگزین می‌کند، برای مثال:
Na = [Ne] 3s¹
سؤال 14: الکترون‌های ظرفیت اتم چیستند و چرا اهمیت دارند؟
جواب: الکترون‌هایی که در لایه ظرفیت (بیرونی‌ترین لایه الکترونی) قرار دارند و رفتار شیمیایی اتم را تعیین می‌کنند.
سؤال 15: رابطه بین شماره دوره، شماره گروه و الکترون‌های ظرفیت در عناصر چگونه است؟
جواب:
- شماره دوره برابر با شماره لایه ظرفیت است.
- در عناصر گروه s و p، شماره گروه برابر با تعداد الکترون‌های ظرفیت است.
- در عناصر گروه d این رابطه متفاوت است.
سؤال 16: چه تفاوتی در آرایش الکترونی کروم و مس وجود دارد که از قاعده آفبا پیروی نمی‌کند؟
جواب: در کروم و مس، الکترون‌های زیرلایه‌های بیرونی به صورت استثنایی توزیع شده‌اند (مثلاً کروم 4s¹ 3d⁵ به جای 4s² 3d⁴) که باعث پایداری بیشتر اتم می‌شود.
سؤال 17: چهار دسته اصلی عناصر در جدول دوره‌ای کدام‌اند و اساس این دسته‌بندی چیست؟
جواب:
- دسته s
- دسته p
- دسته d
- دسته f
بر اساس نوع زیرلایه‌ای که الکترون‌های ظرفیت در آن قرار دارند دسته‌بندی شده‌اند.
سؤال 18: گازهای نجیب به چه شکل در طبیعت یافت می‌شوند؟
جواب: به صورت تک‌اتمی یافت می‌شوند.
سؤال 19: قانون پر شدن الکترون‌ها در زیرلایه‌ها به چه شکل است؟ (قاعده آفبا)
جواب: الکترون‌ها ابتدا به زیرلایه‌ای با کمترین مقدار n+l پر می‌شوند، اگر n+l برابر بود، زیرلایه با مقدار n کمتر زودتر پر می‌شود.
سؤال 20: ظرفیت زیرلایه f چقدر است؟
جواب: ۱۴ الکترون.
سؤال 21: ظرفیت زیرلایه d چقدر است؟
جواب: ۱۰ الکترون.
سؤال 22: ظرفیت زیرلایه p چقدر است؟
جواب: ۶ الکترون.
سؤال 23: ظرفیت زیرلایه s چقدر است؟
جواب: ۲ الکترون.
سؤال 24: برای هر زیرلایه، عدد کوانتومی فرعی l چه مقدار می‌تواند باشد؟
جواب:
- s: l=0
- p: l=1
- d: l=2
- f: l=3
سؤال 25: در چه دوره‌ای زیرلایه 3d شروع به پر شدن می‌کند؟
جواب: زیرلایه 3d در دوره چهارم شروع به پر شدن می‌کند.
فلش کارت‌ها: شیمی دهم (مبحث آرایش الکترونی و ترکیب یونی و کووالانسی)
فلش کارت 1:
سؤال:
عنصرهای جدول تناوبی را به چند دسته تقسیم می‌کنند؟ هر دسته شامل چه نوع عنصرهایی است؟
جواب:
چهار دسته:
- دستۀ s (فلزات قلیایی و قلیایی خاکی)
- دستۀ d (فلزات واسطه)
- دستۀ f (فلزات کمیاب و لانتانوئیدها و اکتینوئیدها)
- دستۀ p (فلزات، نافلزات و گازهای نجیب)
فلش کارت 2:
سؤال:
چرا گازهای نجیب به صورت تک اتمی در طبیعت یافت می‌شوند و واکنش‌پذیری کمی دارند؟
جواب:
چون آرایش الکترونی لایه ظرفیت آنها کامل است (اکثراً هشت‌تایی و هلیم دو الکترونی دارد) و این پایداری باعث واکنش‌ناپذیری آنها می‌شود.
فلش کارت 3:
سؤال:
آرایش الکترونی یک اتم چگونه بر واکنش‌پذیری آن تأثیر می‌گذارد؟
جواب:
اگر لایه ظرفیت اتم کامل و مانند گاز نجیب باشد (هشت‌تایی)، اتم پایدار و واکنش‌ناپذیر است؛ اگر کامل نباشد واکنش‌پذیر است.
فلش کارت 4:
سؤال:
آرایش الکترون ـ نقطه‌ای (لوویس) چیست؟
جواب:
نمایش الکترون‌های ظرفیت هر اتم با نقاطی پیرامون نماد شیمیایی آن، برای پیش‌بینی رفتار شیمیایی.
فلش کارت 5:
سؤال:
چگونه آرایش الکترون ـ نقطه‌ای یک اتم رسم می‌شود؟
جواب:
نقاط از یک سمت نماد شیمیایی شروع شده و به ترتیب در زیر، چپ، بالا قرار می‌گیرند، از الکترون پنجم به بعد نقاط به صورت جفت کنار هم گذاشته می‌شوند.
فلش کارت 6:
سؤال:
آرایش الکترون ـ نقطه‌ای اتم‌های یک گروه جدول تناوبی چه شباهتی دارد؟
جواب:
تعداد و آرایش الکترون‌های ظرفیت آنها مشابه است، به همین دلیل خواص شیمیایی مشابه دارند.
فلش کارت 7:
سؤال:
رابطه شمارۀ گروه و تعداد الکترون‌های ظرفیت در آرایش الکترون ـ نقطه‌ای چیست؟
جواب:
شماره گروه (در گروه‌های اصلی) برابر با تعداد الکترون‌های ظرفیت است.
فلش کارت 8:
سؤال:
چرا اتم سدیم در واکنش با کلر الکترون می‌دهد و اتم کلر الکترون می‌گیرد؟
جواب:
سدیم فلز است و تمایل دارد الکترون از دست بدهد تا به آرایش پایدار گاز نجیب قبلی برسد؛ کلر نافلز است و تمایل دارد الکترون بگیرد تا آرایش گاز نجیب هم‌دوره‌ای خود را پیدا کند.
فلش کارت 9:
سؤال:
پیوند یونی چیست؟
جواب:
نیروی جاذبه بین یون‌های با بار مخالف که باعث اتصال فلز و نافلز در ترکیبات یونی می‌شود.
فلش کارت 10:
سؤال:
چگونه فرمول شیمیایی ترکیبات یونی دوتایی نوشته می‌شود؟
جواب:
بارهای یون‌ها را طوری تنظیم می‌کنیم که مجموع بارها صفر شود و سپس نسبت اتم‌ها را در فرمول مینویسیم؛ مثلاً CaCl2 به این معنی است که یک کاتیون کلسیم (+2) با دو آنیون کلرید (-1) ترکیب شده.
فلش کارت 11:
سؤال:
آیا همه ترکیبات شیمیایی دارای یون هستند؟
جواب:
خیر، برخی ترکیبات به صورت مولکولی هستند که اتم‌ها با پیوند کووالانسی (اشتراک الکترون) به هم متصل شده‌اند.
فلش کارت 12:
سؤال:
مولکول کلر (Cl2) چگونه تشکیل می‌شود؟
جواب:
دو اتم کلر هر کدام یک الکترون ظرفیت خود را به اشتراک می‌گذارند و یک پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهند تا هر دو به آرایش هشت‌تایی برسند.
فلش کارت 13:
سؤال:
پیوند کووالانسی چیست؟
جواب:
اشتراک یک یا چند جفت الکترون بین دو اتم نافلز که منجر به تشکیل مولکول می‌شود.
فلش کارت 14:
سؤال:
فرمول مولکولی چیست؟
جواب:
فرمولی که نوع و تعداد اتم‌های سازنده یک مولکول را نشان می‌دهد، مثل H2O یا NH3.
فلش کارت 15:
سؤال:
نحوه نامگذاری ترکیبات یونی دوتایی چگونه است؟
جواب:
نام کاتیون (فلز) اول و سپس نام آنیون (نافلز) با پسوند «-ید» می‌آید، مثلاً سدیم کلرید (NaCl).
فلش کارت 16:
سؤال:
آرایش الکترونی اتم آهن (Fe) را رسم کنید و موقعیت آن را در جدول تناوبی مشخص کنید.
جواب:
آرایش الکترونی: [Ar] 3d^6 4s^2
موقعیت: دوره 4، گروه 8، دسته d (فلز واسطه)
فلش کارت 17:
سؤال:
آیا ایزوتوپ‌های مختلف یک عنصر آرایش الکترونی متفاوتی دارند؟ چرا؟
جواب:
خیر، چون تعداد پروتون و الکترون‌ها برابر است؛ ایزوتوپ‌ها فقط در تعداد نوترون تفاوت دارند.
فلش کارت 18:
سؤال:
برای ترکیب یونی بین Ca و O فرمول شیمیایی و یون‌های سازنده را بنویسید.
جواب:
Ca^2+ و O^2-
فرمول ترکیب: CaO
فلش کارت 19:
سؤال:
چرا ترکیبات یونی همیشه از لحاظ بار الکتریکی خنثی هستند؟
جواب:
زیرا مجموع بار کاتیون‌ها و آنیون‌ها برابر است و بارها خنثی می‌شوند.
فلش کارت 20:
سؤال:
در ترکیب یونی Na2S نسبت کاتیون به آنیون چگونه است؟
جواب:
2 کاتیون Na^+ به ازای هر 1 آنیون S^2-.
فلش کارت 21:
سؤال:
آرایش الکترونی نقطه‌ای مولکول آمونیاک (NH3) را رسم کنید.
جواب:
N با 5 نقطه در اطراف نماد، سه نقطه برای سه پیوند با H و یک جفت نقطه تنها.
فلش کارت 22:
سؤال:
جرم مولی آب را چگونه محاسبه می‌کنیم؟
جواب:
جرم مولی = مجموع جرم اتمی‌ها = 2 × 1.008 + 16.00 = 18.016 g/mol
فلش کارت 23:
سؤال:
هم‌مکانی (ایزوتوپ) چیست؟
جواب:
ایزوتوپ‌ها اتم‌هایی از یک عنصر با تعداد پروتون یکسان ولی تعداد نوترون متفاوت هستند.
فلش کارت 24:
سؤال:
پیش‌بینی کنید اتم باریم (Ba) و ید (I) به چه یونی تبدیل می‌شوند؟
جواب:
Ba به Ba^2+ (دو الکترون از دست می‌دهد) و I به I^- (یک الکترون می‌گیرد).
فلش کارت 25:
سؤال:
فرمول ترکیب یونی بین باریم و ید چیست؟
جواب:
BaI2
فصل دوم: ر ِّد پای گازها در زندگی
فلش‌کارت‌ها: فصل گازها و هواکره (شیمی دهم)
فلش‌کارت 1:
سؤال: هواکره چیست و تا چه ارتفاعی از سطح زمین ادامه دارد؟
جواب: هواکره یا اتمسفر، مخلوطی از گازهاست که تا حدود 500 کیلومتری از سطح زمین امتداد دارد.
فلش‌کارت 2:
سؤال: چرا هواکره به دور زمین باقی می‌ماند؟
جواب: به دلیل نیروی جاذبه زمین که گازها را پیرامون خود نگه می‌دارد و مانع خروج آنها می‌شود.
فلش‌کارت 3:
سؤال: میانگین درصد حجمی گاز نیتروژن و اکسیژن در هوای خشک چقدر است؟
جواب: نیتروژن حدود 78% و اکسیژن حدود 21% از حجم هوا را تشکیل می‌دهند.
فلش‌کارت 4:
سؤال: چرا هوا به صورت مایع تبدیل می‌شود و اجزای آن چگونه جداسازی می‌شوند؟
جواب: با کاهش دمای هوا تا حدود 200- درجه سانتی‌گراد، هوا مایع می‌شود و سپس با تقطیر جزء به جزء اجزای آن (نیتروژن، اکسیژن، آرگون) از هم جدا می‌شوند.
فلش‌کارت 5:
سؤال: چرا در صنعت برای افزایش ماندگاری مواد غذایی از گاز نیتروژن استفاده می‌شود؟
جواب: چون نیتروژن گازی بی‌اثر است و مانع فساد و اکسیداسیون مواد غذایی می‌شود.
فلش‌کارت 6:
سؤال: چرا فشار هوا با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد؟
جواب: چون تعداد مولکول‌های هوا در واحد حجم کمتر می‌شود و به همین دلیل فشار کمتر می‌شود.
فلش‌کارت 7:
سؤال: لایه تروپوسفر چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
جواب: تروپوسفر نزدیک‌ترین لایه به زمین است که تا ارتفاع حدود 12 کیلومتر ادامه دارد و تغییرات دما و آب‌وهوا در این لایه رخ می‌دهد.
فلش‌کارت 8:
سؤال: چرا کوهنوردان هنگام صعود به ارتفاعات کپسول اکسیژن حمل می‌کنند؟
جواب: به دلیل کاهش فشار و غلظت اکسیژن در ارتفاعات، هوا دارای اکسیژن کافی نیست و نیاز به اکسیژن اضافی دارند.
فلش‌کارت 9:
سؤال: هلیم در زمین بیشتر از کجا استخراج می‌شود؟
جواب: هلیم عمدتاً از میدان‌های گازی طبیعی زیر زمین استخراج می‌شود و در هوا به مقدار خیلی کم وجود دارد.
فلش‌کارت 10:
سؤال: اکسیدها چیستند و چرا آهن چند نوع اکسید دارد؟
جواب: اکسیدها ترکیباتی هستند که در آنها اکسیژن با فلز یا نافلز ترکیب شده است. آهن می‌تواند چند نوع اکسید مانند FeO و Fe2O3 تشکیل دهد، چون دارای چند حالت اکسیداسیون مختلف است.
فلش‌کارت 11:
سؤال: چرا تهیۀ اکسیژن صددرصد خالص از هوای مایع دشوار است؟
جواب: زیرا اکسیژن ممکن است همراه با دیگر گازهای مانند آرگون که نقطه جوش مشابهی دارند، باقی بماند و جداسازی کامل آن دشوار است.
فلش‌کارت 12:
سؤال: در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع، ترتیب جداسازی گازها چگونه است؟
جواب: ابتدا هلیم (نقطه جوش پایین‌تر)، سپس نیتروژن، بعد آرگون و در آخر اکسیژن (نقطه جوش بالاتر) جدا می‌شوند.
فلش‌کارت 13:
سؤال: واکنش اکسیژن با فلزات چه تأثیری دارد؟
جواب: اکسیژن با فلزات واکنش می‌دهد و اکسیدهای فلزی مانند Fe2O3 و Al2O3 تشکیل می‌دهد که در طبیعت به شکل سنگ معدن یافت می‌شوند.
فلش‌کارت 14:
سؤال: نقش اکسیژن در زندگی چیست؟
جواب: اکسیژن برای تنفس موجودات زنده ضروری است و در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی مثل زنگ زدن و فساد نقش دارد.
فلش‌کارت 15:
سؤال: چرا گاز آرگون «گاز بی‌اثر» نامیده می‌شود؟
جواب: چون واکنش‌پذیری بسیار کمی دارد و در جوشکاری و ساخت لامپ‌های رشته‌ای به عنوان محیط محافظ استفاده می‌شود.
فلش کارت‌ها از متن و فعالیت‌ها
فلش کارت 1
سؤال:
چرا بیشتر مرگ و میرهای ناشی از گازگرفتگی اتفاق می‌افتد و روش‌های استاندارد جلوگیری از آن چیست؟
جواب:
بیشتر مرگ و میرها به دلیل رعایت نکردن اصول ایمنی هنگام استفاده از وسایل گرمایشی است. روش استاندارد جلوگیری شامل انتقال صحیح گازهای حاصل از سوختن به بیرون از خانه با استفاده از دودکش مناسب، تهویه کافی و استفاده از دستگاه‌های هشدار نشت گاز کربن مونوکسید است.
فلش کارت 2
سؤال:
دستگاه حسگر کربن مونوکسید چگونه کار می‌کند؟
جواب:
این دستگاه با تشخیص میزان گاز کربن مونوکسید در هوا، وقتی که این گاز از حد مجاز فراتر رود، هشدار می‌دهد تا افراد به موقع اقدامات ایمنی را انجام دهند.
فلش کارت 3
سؤال:
آرگون در جوشکاری چه نقشی دارد و استفاده از آن چه تأثیری بر استحکام فلز جوشکاری شده دارد؟
جواب:
آرگون به عنوان گاز بی‌اثر در جوشکاری استفاده می‌شود تا واکنش‌های ناخواسته با اکسیژن یا نیتروژن کاهش یابد و محیط جوشکاری بی‌اثر شود. این باعث افزایش استحکام و طول عمر فلز جوشکاری شده می‌شود.
فلش کارت 4
سؤال:
اثر افزودن کلسیماکسید (آهک) به خاک چیست؟
جواب:
کلسیماکسید به خاک اضافه می‌شود تا میزان اسیدیته خاک کاهش یابد و مواد معدنی بیشتری در دسترس گیاهان قرار بگیرد، که باعث افزایش بهره‌وری کشاورزی می‌شود.
فلش کارت 5
سؤال:
چرا افزایش کربن دی‌اکسید در آب دریاچه‌ها باعث نابودی مرجان‌ها می‌شود؟
جواب:
افزایش CO2 محلول در آب باعث افزایش اسیدیته آب شده و محیط برای مرجان‌ها نامناسب می‌شود؛ در نتیجه مرجان‌ها از بین می‌روند.
فلش کارت 6
سؤال:
نتیجه آزمایش افزودن آهک به آب و آزمایش pH آن چیست؟
جواب:
آب آهک‌دار به دلیل حضور کلسیماکسید بازی است و pH آن بالاتر از 7 است، در حالی که آب گازدار اسیدی است و pH آن کمتر از 7 می‌شود.
فلش کارت 7
سؤال:
اکسیدهای فلزی و نافلزی چه تفاوتی در رفتار شیمیایی دارند؟
جواب:
اکسیدهای فلزی معمولاً بازی هستند (باز تولید می‌کنند) و اکسیدهای نافلزی معمولاً اسیدی هستند (اسید تولید می‌کنند).
فلش کارت 8
سؤال:
قانون پایستگی جرم در واکنش‌های شیمیایی به چه معناست؟
جواب:
در هر واکنش شیمیایی، جرم واکنش‌دهنده‌ها برابر با جرم محصولات است؛ یعنی هیچ اتمی از بین نمی‌رود یا اضافه نمی‌شود، بلکه فقط ترکیب اتم‌ها تغییر می‌کند.
فلش کارت 9
سؤال:
چگونه معادله شیمیایی سوختن متان را موازنه می‌کنیم؟
جواب:
معادله اولیه: CH4 + O2 → CO2 + H2O
با موازنه: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
ضریب‌ها را طوری تنظیم می‌کنیم که تعداد اتم‌های هر عنصر در دو طرف برابر شود.
فلش کارت 10
سؤال:
روش موازنه معادله شیمیایی به روش وارسی چگونه است؟
جواب:
ابتدا به ترکیب با بیشترین تعداد اتم‌ها ضریب 1 می‌دهیم، سپس بر اساس تعداد اتم‌ها ضریب سایر مواد را تعیین می‌کنیم تا تعداد اتم‌ها در دو طرف معادله برابر شود.
فلش کارت 11
سؤال:
تأثیر سبک زندگی انسان بر هواکره چیست؟
جواب:
فعالیت‌های روزمره مثل مصرف انرژی، حمل و نقل، استفاده از وسایل گرمایشی باعث افزایش تولید کربن دی‌اکسید و آلاینده‌ها می‌شوند که اثر منفی روی هوا و محیط زیست دارند.
فلش کارت 12
سؤال:
ردپای کربن دی‌اکسید چیست و چرا اهمیت دارد؟
جواب:
ردپا به مقدار کربن دی‌اکسید تولید شده در اثر یک فعالیت یا تولید محصول گفته می‌شود و اهمیت آن به این دلیل است که نشان‌دهنده میزان تأثیر ما بر تغییرات اقلیمی و گرم شدن زمین است.
فلش کارت 13
سؤال:
یک درخت تنومند سالانه چند کیلوگرم کربن دی‌اکسید مصرف می‌کند؟
جواب:
حدود 50 کیلوگرم.
فلش کارت 14
سؤال:
چرا میزان تولید کربن دی‌اکسید از منابع مختلف انرژی متفاوت است؟
جواب:
زیرا نوع سوخت و نحوه تولید انرژی متفاوت است؛ سوخت‌های فسیلی مثل زغال سنگ و نفت خام کربن بیشتری تولید می‌کنند، اما انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید تولید کمتری دارند.
فلش کارت 15
سؤال:
ارتباط افزایش غلظت کربن دی‌اکسید با تغییرات دمای زمین و سطح آب‌ها چیست؟
جواب:
افزایش CO2 باعث گرم شدن کره زمین (اثر گلخانه‌ای) می‌شود که موجب ذوب شدن برف‌ها، بالا آمدن سطح آب دریاها و تغییرات آب و هوایی می‌گردد.
فلش کارت 1
سؤال: شیمی سبز چیست و هدف آن کدام است؟
جواب: شیمی سبز مجموعه‌ای از اصول و روش‌ها است با هدف کاهش استفاده و تولید مواد خطرناک در واکنش‌های شیمیایی. هدف آن حفظ محیط زیست پایدار، اقتصاد پایدار و جامعه پایدار است.
فلش کارت 2
سؤال: مفهوم “اقتصاد اتمی” در شیمی سبز چیست؟
جواب: اقتصاد اتمی به کاهش پسماندهای ناشی از واکنش‌های شیمیایی اشاره دارد که باعث کاهش هزینه‌های اقتصادی و زیست‌محیطی می‌شود و بازده واکنش‌ها را افزایش می‌دهد.
فلش کارت 3
سؤال: چرا در برخی کشورها پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر تولید می‌کنند در حالی که پلاستیک‌های نفتی ارزان‌تر هستند؟
جواب: چون پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر ملاحظات زیست‌محیطی و اجتماعی را رعایت می‌کنند و به توسعه پایدار کمک می‌کنند، حتی اگر هزینه تولید آنها بیشتر باشد.
فلش کارت 4
سؤال: چرا تولید موتورهای خودرو و هواپیما با انتشار کم CO2 اهمیت دارد؟
جواب: به دلیل کاهش آلودگی هوا، حفظ محیط زیست و کمک به توسعه پایدار، کاهش انتشار CO2 در این موتورها بسیار مهم است.
فلش کارت 5
سؤال: اوزون چیست و کجا یافت می‌شود؟
جواب: اوزون گازی با مولکول سه اتمی اکسیژن (O3) است که در لایه استراتوسفر هواکره یافت می‌شود و نقش محافظتی در برابر تابش فرابنفش خورشید دارد.
فلش کارت 6
سؤال: تفاوت ساختار و خواص اکسیژن (O2) و اوزون (O3) چیست؟
جواب: اکسیژن مولکولی دو اتمی (O2) است، نقطه جوش پایین‌تر و جرم مولی کمتر دارد. اوزون سه اتمی (O3) است، نقطه جوش بالاتر و واکنش‌پذیری بیشتری دارد.
فلش کارت 7
سؤال: چرا اوزون نسبت به اکسیژن واکنش‌پذیرتر است؟
جواب: چون مولکول اوزون ساختار ناپایدارتری دارد و تابش فرابنفش باعث شکستن پیوندهای آن می‌شود که منجر به تولید اتم اکسیژن واکنش‌پذیر می‌گردد.
فلش کارت 8
سؤال: واکنش‌های لایه اوزون را با معادله بنویسید و نقش آن در جذب تابش فرابنفش را توضیح دهید.
جواب:
2O3 (g) ⇌ 3O2 (g)
واکنش رفت شکستن اوزون و تولید اکسیژن، واکنش برگشت تشکیل اوزون است. این چرخه با جذب تابش فرابنفش باعث محافظت از زمین می‌شود.
فلش کارت 9
سؤال: واکنش برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر را تعریف کنید و مثال بزنید.
جواب:
- برگشت‌پذیر: واکنشی که هم واکنش رفت و هم برگشت اتفاق می‌افتد (مثال: تبدیل اوزون و اکسیژن در استراتوسفر).
- برگشت‌ناپذیر: واکنشی که فقط در یک جهت انجام می‌شود (مثال: سوختن چوب).
فلش کارت 10
سؤال: اوزون تروپوسفری چگونه تشکیل می‌شود و چه تأثیری دارد؟
جواب: در حضور نور خورشید و اکسیدهای نیتروژن تولید شده از وسایل نقلیه، اوزون تروپوسفری شکل می‌گیرد که آلاینده و مضر برای تنفس است.
فلش کارت 11
سؤال: ویژگی‌های گازها را نام ببرید.
جواب: گازها شکل و حجم مشخص ندارند، حجم آنها برابر با حجم ظرف محتوی است، تراکم‌پذیرند و با تغییر دما و فشار حجم آنها تغییر می‌کند.
فلش کارت 12
سؤال: قانون آووگادرو چیست؟
جواب: در دما و فشار یکسان، حجم یک مول از گازهای مختلف برابر است (22.4 لیتر در شرایط استاندارد STP).
فلش کارت 13
سؤال: واکنش موازنه شده تبدیل SO2 به SO3 چیست و نسبت مولی گازها چگونه است؟
جواب:
2SO2 (g) + O2 (g) → 2SO3 (g)
نسبت مولی O2 به SO3 برابر 1 به 2 است.
فلش کارت 14
سؤال: رابطه بین حجم، دما و فشار گاز را شرح دهید.
جواب: حجم گاز با دما رابطه مستقیم و با فشار رابطه معکوس دارد؛ افزایش دما حجم را افزایش و افزایش فشار حجم را کاهش می‌دهد.
فلش کارت 15
سؤال: استوکیومتری چیست؟
جواب: علمی است که به روابط کمی میان مواد شرکت‌کننده در واکنش‌ها می‌پردازد تا مقدار لازم هر واکنش‌دهنده و مقدار تولیدات را مشخص کند.
فلش کارت 16
سؤال: معادله واکنش اکسایش گلوکز در بدن چیست و مقدار اکسیژن مصرفی برای 2.5 مول گلوکز چقدر است؟
جواب:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
برای 2.5 مول گلوکز، 15 مول اکسیژن مصرف می‌شود.
فلش کارت 17
سؤال: چرا در استراتوسفر اوزون مفید و در تروپوسفر مضر است؟
جواب: در استراتوسفر اوزون از زمین در برابر تابش فرابنفش محافظت می‌کند؛ در تروپوسفر به دلیل واکنش‌پذیری زیاد باعث آلودگی و آسیب به ریه‌ها می‌شود.
فلش کارت 18
سؤال: معادله واکنش تولید فسفر تری کلرید و نحوه موازنه آن را بنویسید.
جواب:
P4 + Cl2 → PCl3
موازنه شده: P4 + 6Cl2 → 4PCl3
فلش کارت 19
سؤال: چه عواملی باید برای توصیف دقیق نمونه‌ای از گاز مشخص شوند؟
جواب: مقدار (مول)، دما و فشار گاز.
فلش کارت 20
سؤال: چرا در هوای آلوده شهرهای بزرگ اکسیدهای نیتروژن وجود دارد؟
جواب: به دلیل دمای بالای موتور خودروها و واکنش نیتروژن و اکسیژن در موتورهای احتراقی.
فصل سوم: آب، آهنگ زندگی
فلش کارت 1
سؤال: چرا زمین از فضا به رنگ آبی دیده می‌شود؟
جواب: زیرا حدود 75 درصد سطح زمین را آب پوشانده است که عمدتاً اقیانوس‌ها و دریاها هستند و این آب‌ها باعث می‌شوند زمین از فضا آبی رنگ دیده شود.
فلش کارت 2
سؤال: جرم کل آب‌های روی کرۀ زمین چقدر برآورد شده است؟
جواب: حدود 1.5 × 10^18 تن.
فلش کارت 3
سؤال: بیشتر آب کره زمین در کدام بخش‌ها توزیع شده است؟
جواب: عمدتاً در اقیانوس‌ها و دریاها.
فلش کارت 4
سؤال: چرا آب اقیانوس‌ها معمولاً شور است؟
جواب: چون مقدار قابل توجهی از نمک‌های مختلف در آن حل شده است.
فلش کارت 5
سؤال: زمین را از نظر شیمیایی به چند بخش تقسیم می‌کنند؟ نام ببرید.
جواب: چهار بخش: هواکره، آبکره، سنگکره و زیستکره.
فلش کارت 6
سؤال: چرا گفته می‌شود «زمین از دیدگاه شیمیایی پویاست»؟
جواب: چون بخش‌های مختلف زمین مانند هواکره، آبکره، سنگکره و زیستکره دائماً با یکدیگر واکنش‌ها و مبادلات شیمیایی و فیزیکی دارند.
فلش کارت 7
سؤال: چرخه آب سالانه چه میزان آب را در کرۀ زمین جابه‌جا می‌کند؟
جواب: حدود 4.2 × 10^14 تن.
فلش کارت 8
سؤال: چند نمونه از یون‌های محلول در آب دریا را نام ببرید.
جواب: سدیم (Na⁺)، کلرید (Cl⁻)، منیزیم (Mg²⁺)، کلسیم (Ca²⁺)، سولفات (SO₄²⁻)، پتاسیم (K⁺)، برمید (Br⁻)، کربنات (CO₃²⁻).
فلش کارت 9
سؤال: مقدار کدام آنیون در آب دریا بیشتر از دیگر آنیون‌هاست؟
جواب: کلرید (Cl⁻).
فلش کارت 10
سؤال: مقدار کدام کاتیون در آب دریا بیشتر از دیگر کاتیون‌هاست؟
جواب: سدیم (Na⁺).
فلش کارت 11
سؤال: نام و فرمول چند ترکیب دوتایی که باعث ورود یون‌های کلرید و سدیم به آب دریا می‌شوند را بنویسید.
جواب: سدیم کلرید (NaCl)، پتاسیم کلرید (KCl).
فلش کارت 12
سؤال: چرا باوجود اینکه 75 درصد سطح زمین را آب پوشانده، نیمی از جمعیت جهان با کم‌آبی روبرو هستند؟
جواب: چون بیشتر آب‌ها شور هستند و قابل استفاده مستقیم برای کشاورزی و شرب نیستند و همچنین توزیع منابع آب شیرین نابرابر است.
فلش کارت 13
سؤال: آب باران نسبت به آب‌های سطحی چه ویژگی دارد؟
جواب: تقریباً خالص است زیرا در تشکیل برف و باران، اکثر مواد حل شده از آن جدا می‌شوند.
فلش کارت 14
سؤال: واکنش بین نقره نیترات و سدیم کلرید در آب چگونه است؟ معادله شیمیایی آن را بنویسید.
جواب: تشکیل رسوب سفید نقره کلرید:
AgNO₃ (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO₃ (aq)
فلش کارت 15
سؤال: یون چند اتمی چیست و چند نمونه از آن را بگویید.
جواب: یون‌هایی که از اتصال چند اتم ساخته شده‌اند، مانند نیترات (NO₃⁻)، سولفات (SO₄²⁻)، کربنات (CO₃²⁻)، هیدروکسید (OH⁻).
فلش کارت 16
سؤال: فرمول شیمیایی پتاسیم سولفات را بنویسید و اجزای آن را نام ببرید.
جواب: K₂SO₄ که شامل دو یون پتاسیم (K⁺) و یک یون سولفات (SO₄²⁻) است.
فلش کارت 17
سؤال: تفاوت آب آشامیدنی و دیگر آب‌ها در چیست؟
جواب: نوع و مقدار یون‌های حل شده در آنها متفاوت است.
فلش کارت 18
سؤال: در محلول آمونیوم سولفات، از انحلال هر واحد چند یون تولید می‌شود؟
جواب: از انحلال یک مول آمونیوم سولفات ۳ یون تولید می‌شود: ۲ یون NH₄⁺ و ۱ یون SO₄²⁻.
فلش کارت 19
سؤال: محلول چیست؟
جواب: مخلوطی همگن از دو یا چند ماده است که حالت فیزیکی و ترکیب شیمیایی آن در سراسر محلول یکسان است.
فلش کارت 20
سؤال: چرا آب دریای مرده محلول غلیظی از نمک‌هاست؟
جواب: چون در هر 100 گرم از آب آن حدود 27 گرم نمک حل شده است.
فلش کارت‌ها: غلظت مولی (مولار) و انحلال‌پذیری
سؤال 1:
غلظت مولی (مولار) یک محلول چیست و چگونه تعریف می‌شود؟
جواب:
غلظت مولی (مولار) غلظتی است که برحسب تعداد مول‌های ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول بیان می‌شود.
یعنی:
M=مول ماده حل‌شوندهحجم محلول (لیتر)M = \frac{\text{مول ماده حل‌شونده}}{\text{حجم محلول (لیتر)}}
سؤال 2:
غلظت مولی محلول 1 مولار سدیم هیدروکسید نشان‌دهنده چیست؟
جواب:
در هر لیتر از این محلول، 1 مول سدیم هیدروکسید حل شده است.
سؤال 3:
اگر 0.1 لیتر از محلول 1 مولار سدیم هیدروکسید داشته باشیم، چند مول NaOH در آن است؟
جواب:
0.1 لیتر × 1 مول/لیتر = 0.1 مول NaOH
سؤال 4:
چرا در آزمایشگاه اندازه‌گیری حجم محلول آسان‌تر از اندازه‌گیری جرم آن است؟
جواب:
زیرا حجم مایع را می‌توان با وسایل دقیق مثل پیپت و استوانه مدرج اندازه‌گیری کرد ولی تعیین دقیق جرم محلول به تجهیزات حساس‌تر و زمان بیشتری نیاز دارد.
سؤال 5:
اگر در شکل زیر هر ذره حل‌شونده معادل 0.001 مول باشد، نسبت مول‌های حل‌شونده به حجم محلول (لیتر) برای دو محلول 150 میلی‌لیتری و 50 میلی‌لیتری را محاسبه کنید.
(تصویر یا توضیح شکل فرضی)
جواب:
- 150 mL = 0.15 L
- تعداد ذرات = مثلا x ذره × 0.001 مول
فرض x برای 150 mL برابر n باشد:
غلظت مولی = n×0.0010.15\frac{n \times 0.001}{0.15} مول بر لیتر
برای 50 mL مشابه.
سؤال 6:
تعریف انحلال‌پذیری چیست؟
جواب:
انحلال‌پذیری بیشترین مقدار از یک حل‌شونده است که در 100 گرم حلال (آب) در دمای معین حل می‌شود، یعنی محلولی که دیگر قادر به حل کردن ماده بیشتر نیست (محلول سیرشده).
سؤال 7:
چه عواملی در تشکیل سنگ کلیه مرتبط با انحلال‌پذیری نمک‌ها هستند؟
جواب:
- تغذیه نامناسب
- مصرف زیاد نمک خوراکی
- کم‌آبی
- اختلالات هورمونی
این عوامل باعث می‌شوند نمک‌های کلسیم‌دار بیشتر از انحلال‌پذیری‌شان در ادرار تجمع پیدا کرده و رسوب کنند.
سؤال 8:
در دمای 25 درجه سلسیوس، چه مقدار سدیم نیترات در 200 گرم آب می‌تواند حل شود تا محلول سیرشده تشکیل شود؟ (با توجه به انحلال‌پذیری 92 گرم در 100 گرم آب)
جواب:
در 200 گرم آب:
92×2=18492 \times 2 = 184 گرم سدیم نیترات می‌تواند حل شود.
سؤال 9:
نمودار انحلال‌پذیری-دما چه اطلاعاتی به ما می‌دهد؟
جواب:
نشان می‌دهد چگونه انحلال‌پذیری یک ماده (گرم حل‌شونده در 100 گرم آب) با تغییر دما تغییر می‌کند؛ برای بیشتر نمک‌ها انحلال‌پذیری با افزایش دما افزایش می‌یابد ولی بعضی‌ها کاهش می‌یابند.
سؤال 10:
مولکول‌های آب در میدان الکتریکی چگونه رفتار می‌کنند؟
جواب:
مولکول‌های آب قطبی هستند و در میدان الکتریکی جهت‌گیری می‌کنند؛ سر منفی اتم اکسیژن و سر مثبت اتم‌های هیدروژن به سمت میدان الکتریکی جهت می‌گیرند.
سؤال 11:
تفاوت مولکول‌های قطبی و ناقطبی در میدان الکتریکی چیست؟
جواب:
- مولکول‌های قطبی (مثل آب، HCl) در میدان الکتریکی جهت‌گیری می‌کنند.
- مولکول‌های ناقطبی (مثل O2، CO2، CH4) در میدان الکتریکی جهت‌گیری ندارند.
سؤال 12:
چرا نقطه جوش H2O بسیار بالاتر از H2S است، با وجود اینکه هر دو مولکول قطبی و خمیده هستند؟
جواب:
نیروهای بین‌مولکولی آب (پیوند هیدروژنی) بسیار قوی‌تر از H2S است، که باعث افزایش نقطه جوش آب می‌شود.
سؤال 13:
نیروهای بین مولکولی چه تأثیری در حالت فیزیکی مواد دارند؟
جواب:
نیروهای بین مولکولی قوی‌تر باعث می‌شود ماده در دمای معمول به صورت جامد یا مایع باشد؛ ضعیف‌تر باعث می‌شود ماده به حالت گاز باشد.
سؤال 14:
جرم مولی و نیروهای بین مولکولی چگونه بر نقطه جوش مواد مولکولی تأثیر می‌گذارند؟
جواب:
- افزایش جرم مولی معمولاً باعث افزایش نقطه جوش به دلیل افزایش نیروهای لندن می‌شود.
- مولکول‌های قطبی نقطه جوش بالاتری نسبت به مولکول‌های ناقطبی با جرم مشابه دارند.
سؤال 15:
فرمول کلی برای محاسبه تعداد مول حل شونده در یک محلول مولار چیست؟
جواب:
n=M×Vn = M \times V
که nn تعداد مول، MM غلظت مولار (مول بر لیتر) و VV حجم محلول (لیتر) است.
فلش کارت‌های فصل: پیوندهای هیدروژنی و حالت‌های فیزیکی آب
سؤال 1:
مولکول‌های آب در حالت بخار چه وضعیتی دارند؟ پیوندهای هیدروژنی در این حالت چگونه‌اند؟
جواب:
در حالت بخار، مولکول‌های آب جدا از هم هستند و پیوندهای هیدروژنی میان آنها وجود ندارد. مولکول‌ها آزادانه و نامنظم حرکت می‌کنند.
سؤال 2:
تفاوت مولکول‌های آب در حالت مایع و یخ چیست؟
جواب:
در حالت مایع، مولکول‌ها با پیوندهای هیدروژنی قوی اما قابل لغزش و جابه‌جایی هستند. در حالت یخ، مولکول‌ها ساختار منظم و ثابت دارند، به‌طوری که هر اتم اکسیژن به دو اتم هیدروژن با پیوند اشتراکی و به دو اتم هیدروژن دیگر با پیوند هیدروژنی متصل است.
سؤال 3:
ساختار یخ چگونه است و چه تأثیری بر چگالی آن دارد؟
جواب:
در ساختار یخ، مولکول‌های آب آرایش منظم در قالب حلقه‌های شش‌ضلعی دارند که شبکه‌ای سه‌بعدی با فضاهای خالی ایجاد می‌کند. این ساختار منظم و دارای فضای خالی باعث می‌شود چگالی یخ کمتر از آب باشد.
سؤال 4:
چرا چگالی یخ کمتر از آب است؟
جواب:
چون ساختار یخ شبکه‌ای منظم و باز با فضای خالی است، مولکول‌ها از هم فاصله دارند و حجم بیشتری اشغال می‌کنند، در نتیجه چگالی آن کمتر است.
سؤال 5:
چرا دیواره یاخته‌ها در بافت کلم هنگام یخ زدن تخریب می‌شود؟
جواب:
یخ زدن آب داخل یاخته باعث افزایش حجم می‌شود که فشار وارد می‌کند و به دیواره سلول آسیب می‌زند و آن را تخریب می‌کند.
فلش کارت‌های فصل: حلال‌ها و محلول‌ها
سؤال 6:
آب به‌عنوان حلال چرا اهمیت دارد؟
جواب:
آب فراوان‌ترین و رایج‌ترین حلال در طبیعت و آزمایشگاه است، زیرا بسیاری از ترکیبات یونی و مولکولی را حل می‌کند و نقش حیاتی در زندگی جانداران دارد.
سؤال 7:
محلول‌های غیرآبی چیستند؟ مثال بزنید.
جواب:
محلول‌هایی که حلال آنها ترکیبات آلی است، مانند استون و هگزان، محلول‌های غیرآبی نامیده می‌شوند. به عنوان مثال، محلول ید در هگزان.
سؤال 8:
چرا اتانول و استون به هر نسبتی در آب حل می‌شوند؟
جواب:
زیرا هر دو قطبی هستند و نیروهای جاذبه بین مولکولی قوی‌ای با مولکول‌های آب دارند، بنابراین «شبیه، شبیه را حل می‌کند».
سؤال 9:
آیا آب و هگزان محلول تشکیل می‌دهند؟ چرا؟
جواب:
خیر، چون آب قطبی و هگزان ناقطبی است، نیروهای جاذبه بین مولکولی ضعیف بوده و مخلوط ناهمگن تشکیل می‌دهند.
سؤال 10:
فرایند انحلال یونی چگونه است؟ مثالی بزنید.
جواب:
در انحلال یونی، ترکیب یونی مانند سدیم کلرید در آب یون‌های آن تفکیک می‌شوند و یون‌های آزاد در محلول پراکنده می‌شوند، مثلاً NaCl در آب به Na⁺ و Cl⁻ جدا می‌شود.
فلش کارت‌های فصل: انحلال‌پذیری گازها در آب
سؤال 11:
چه عواملی بر انحلال‌پذیری گازها در آب تأثیر می‌گذارند؟
جواب:
دمای آب و فشار گاز مهم‌ترین عوامل هستند. انحلال‌پذیری گازها با افزایش دما کاهش و با افزایش فشار افزایش می‌یابد.
سؤال 12:
قانون هنری در مورد انحلال گازها چیست؟
جواب:
انحلال‌پذیری یک گاز در مایع متناسب با فشار گاز بالای مایع است.
سؤال 13:
چرا ماهی‌ها در هوای گرم به سطح آب می‌آیند؟
جواب:
چون در دمای بالا انحلال‌پذیری اکسیژن در آب کم می‌شود و ماهی‌ها برای دریافت اکسیژن بیشتر به سطح آب نزدیک می‌شوند.
سؤال 14:
چرا در غواصی سریع باید آهسته به سطح آب بازگشت؟
جواب:
زیرا فشار زیاد زیر آب باعث حل شدن زیاد گاز نیتروژن در خون می‌شود و بازگشت سریع به سطح باعث آزاد شدن حباب‌های نیتروژن در خون می‌شود که خطرناک است.
فلش کارت‌های فصل: آب و بدن انسان
سؤال 15:
چرا نوشیدن آب و محلول‌های حاوی یون‌ها پس از ورزش ضروری است؟
جواب:
زیرا در طول فعالیت بدنی، یون‌های ضروری بدن مانند Na⁺ و K⁺ از دست می‌روند و باید جایگزین شوند تا عملکرد عصبی و سایر فعالیت‌های بدن حفظ شود.
سؤال 16:
نقش یون پتاسیم (+K) در بدن چیست؟
جواب:
یون پتاسیم برای تنظیم عملکرد دستگاه عصبی و انتقال پیام‌های عصبی ضروری است و کمبود آن می‌تواند منجر به اختلالات شدید شود.
سؤال 17:
ردپای آب چیست؟
جواب:
ردپای آب مقدار آبی است که یک فرد در تولید کالاها و فعالیت‌های روزانه خود مصرف می‌کند، نه فقط آبی که می‌نوشد.
سؤال 18:
چرا یخ کمتر از آب چگالی دارد؟ (با اشاره به ساختار شبکه‌ای)
جواب:
چون مولکول‌های آب در یخ در ساختار شبکه‌ای منظم قرار می‌گیرند که فضای خالی بین مولکول‌ها زیاد است و باعث افزایش حجم و کاهش چگالی می‌شود.
فلش کارت‌های فعالیت و خودارزیابی
سؤال 19:
در آزمایش با قرص جوشان در آب سرد و گرم، کدام آزمایش حجم بیشتری گاز تولید می‌کند؟ چرا؟
جواب:
در آب سرد حجم گاز بیشتری جمع می‌شود زیرا گاز در دمای پایین بیشتر در آب حل می‌شود (انحلال‌پذیری گاز در آب با کاهش دما افزایش می‌یابد).
سؤال 20:
چرا در محلول اتانول در آب، نیروهای جاذبه میان مولکول‌ها قوی‌تر از میانگین نیروهای جاذبه حلال و حل‌شونده جداگانه است؟
جواب:
زیرا مولکول‌های قطبی اتانول و آب نیروهای جاذبه دوقطبی-دوقطبی و هیدروژنی قوی بین هم ایجاد می‌کنند که از مجموع نیروهای جاذبه جداگانه قوی‌تر است.