loading...
shimisanat
farshad بازدید : 43 سه شنبه 22 مهر 1399 نظرات (0)

محققان قدیمی ترین فسیل دوسوئیان را با قدمتی 550 میلیون ساله بر روی زمین پیدا کرده اند. این فسیل که با نام ایکاریا واریوتیا شناخته میشود میتواند به عنوان فسیل جد انسان در نظر گرفته شود.

علت اینکه محققان ایکاریا واریوتیا (Ikaria Wariootia) را به عنوان جد انسان معرفی می کنند شباهت انسان به دوسوئیان است. آنها موجوداتی با یک دهان و یک مقعد بوده اند که دو سر آن روده قرار داشته است و انسان نیز به این موجودات شباهت دارد. تاریخ شناسی زمین نشان می دهد که عموم موجودات در دوره ادیاکاران (Ediacaran) یک حیات بدوی و بسیار شبیه به لوله داشته اند.

حدود ۵۳۹ میلیون سال در زمین موجوداتی بوده اند که بواسطه ظاهر لوله مانند خود جانورانی با نام دوسوئیان را تشکیل داده اند. این جانوران کوچک از یک دهان، یک سیستم گوارش و یک خروجی (مقعد) تشکیل شده بودند. فسیل های پیدا شده از نوع قدیمی ترین دوسوئیان محسوب میشوند که در جنوب استرالیا پیدا شده اند.

در مقاله ای که در مورد کشف این فسیل چاپ شده می خوانیم: ایکاریا واریوتیا یا همان فسیل کشف شده شباهت زیادی به هم نوعان قیلی خود دارد و یکی از قدیمی ترین موجودا عصر خود به حساب می آید. فسیل های کشف شده در جنوب ایترالیا تنها به این نمونه ها محدود نمی شود. فسیل هایی از دوران فانروزوئیک نیز در این منطقه پیدا شده که دو دوره حیاتی ادیاکاران و کامبرین را به هم متصل می کند.

جهت مشاهده ی بیشتر مقالات و جدیدترین اخبار در زمینه علم شیمی روی  لینک زیر کلیک کنید :

shimisanat/news

farshad بازدید : 45 پنجشنبه 22 خرداد 1399 نظرات (0)

توسعه فناری ها جدید سبب شده تا مواد مضری که در فرآیندهای قدیمی تولید می شده است، اکنون به موادی سودمند تبدیل شود.

دانشمندان مرکز علوم و فناوری اولسان در کره جنوبی موفق به ساخت سیستم جدیدی شدند که می تواند با استفاده از گازهای مضر گلخانه ای (CO2)، انرژی پاک برق و هیدروژن تولید کند.

همانطور که می دانید، سالهاست که تبدیل گاز گلخانه ای به گازهای سودمند (یا حداقل موادی که برای محیط زیست مضر نباشند)، دغدغه جمع کثیری از محققان در سراسر دنیا بوده است.

تبدیل گاز گلخانه ای به انرژی پاک

تبدیل گاز گلخانه ای به انرژی پاک

 

به گزارش کمولوژی و به نقل از Science Daily، این سامانه قادر است با استفاده از کربن دی اکسید موجود در یک محلول آبپوشی شده، گاز گلخانه ای یاد شده را به صورت کاملا پایدار به انرژی الکتریکی تبدیل کند؛ آن هم با حداکثر توان ممکن.

این فناوری توسعه داده شده می تواند از طریق یک سازوکار تجزیه شیمیایی، مولکول های پایدار کربن دی اکسید را به سایر مولکول ها تبدیل کند.

سیستم مذکور که با نام Hybrid Na-CO2 شناخته می شود، عملکردی مشابه با سلول های سوختی دارد که با یک کاتد، یک آند و نیز یک تفکیک کننده ساخته شده است.

در این سیستم همچون انواع باتری ها، کاتالیزورها در داخل آب حل شده و به کمک یک سیم اصلی به کاتد مرتبط شده اند.

زمانی که کربن دی اکسید به آب تزریق می شود، واکنش شیمیایی آغاز شده و CO2 تجزیه می گردد. به این ترتیب در پایان واکنش، می توان انتظار تولید جریان الکتریکی و گاز هیدروژن را داشت.

سرعت بازده تبدیل کربن دی اکسید در این سامانه در حد بسیار بالایی است.

میزان ۵۰ درصد برای چنین سیستمی، کاملا مناسب بوده و حتی می توان امید داشت که در آینده به اعداد بالاتری دست یافت.

این سیستم پایدار بوده و قادر است به مدت ۱۰۰۰ ساعت بدون تخریب الکترودها کار کند.

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

 

www.shimisanat.com

farshad بازدید : 52 پنجشنبه 22 خرداد 1399 نظرات (0)

در زمانه ای زندگی می کنیم که ربات ها، پا به پای انسان ها در حال رشد هستند. اکنون با ساخت پوست مصنوعی هوشمند، این پیشرفت بیشتر هم خواهد شد.

پوست مصنوعی هوشمند با حساسیتی بیشتر از پوست انسان

پوست مصنوعی هوشمند با حساسیتی بیشتر از پوست انسان

در بازارهای Hi-Tech امروزی پوست های الکترونیکی انعطاف پذیری وجود دارند که می توانند به اندام های مصنوعی و ربات ها، حس تماس ببخشند.

دانشمندان دانشگاه تگزاس اما خبر از توسعه یک پوست مصنوعی هوشمند می دهند که حساسیتی به مراتب بیشتر از پوست انسان ها دارد.

این پوست دارای میلیون حسگر منعطف ریز است که با نانو ذرات اکسید روی با قطر ۰/۲ میکرون ساخته شده است.

اگر بخواهیم درک نسبی ای از این قطر داشته باشیم، باید آن را با موی انسان مقایسه کنیم. قطر هر موی انسان در حدود ۴۰ تا ۵۰ میکرون است.

حسگرهایی که در این پوست گنجانده شده است، به شکل کاملا مستقل عمل کرده و نیازی به منبع تغذیه یا ولتاژ خارجی ندارند.

میلیون ها حسگر که چنین دقتی برایشان در نظر گرفته شده، در لایه ای کشسان از مواد پلیمری موسوم به پلی آمیدها که مقاوم در برابر رطوبت هستند، دسته بندی شده اند.

بنابراین در این نوع طراحی، شاهد پوستی محکم، انعطاف پذیر و همراه با خاصیت ضد نفوذ پذیری آب هستیم.

اگر فشار بسیار کمی به پلی آمید وارد کنیم، حسگرهای تولید شده در ابعاد نانو می توانند به واسطه خمش آن را تشخیص دهند.

نکته جالب دیگری که باید به آن اشاره کرد، حساسیت فوق العاده این پوست مصنوعی هوشمند در برابر لرزش ها است؛ در عین حال که قابلیت تشخیص تغییرات دما را نیز دارد.

از جمله کاربردهای این ماده می تواند بازوهای رباتیک، انگشت های پروتز دست و یا صدها دستگاه مبتنی بر حسگر باشد.

یکی از پژوهشگران این پروژه، «چلیک باتلر» است که از حساسیت های بسیار بالای این sensor ها می گوید:

«این حسگرها آنقدر حساس اند که اگر با بخشی از انگشت تان آنها را بخارانید، این فناوری می تواند کمک کند تا هویت آن فرد شناسایی شود.

تصور جالبی است! با استفاده از این ربات که دانشجویان من ربات های مودار خطابشان می کنند، افراد قادر به تشخیص هویت فرد باشند.»

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

 

www.shimisanat.com

farshad بازدید : 40 سه شنبه 20 خرداد 1399 نظرات (0)

هر روز از گوشه و کنار دنیا خبرهایی مبنی بر تولید یا استفاده از انرژی های پاک می شنویم. تولید آب شیرین از هوا نیز یکی از همین خبرهاست که می تواند بسیار هیجان انگیز باشد.

محققان آمریکا توانستند سیستمی ابداع کنند که با انرژی خورشیدی کار می کند. این سیستم می توان با جذب رطوبت از هوا، به تولید آب شیرین بپردازد.

به گزارش کمولوژی و به نقل از ایسنا، دانشمندان دانشگاه تگزاس ایالات متحده موفق به ابداع یک ابزار مبتنی بر انرژی خورشیدی شده اند که قادر است رطوبت هوا را جذب کرده و آن را به صورت آب شیرین، ارائه نماید.

آنچه که این ایده خلاقانه را اجرایی کرده است، نوعی فناوری به نام ابر اسفنج می باشد. ابر اسفنج ها، موادی متشکل از پلیمر ژلاتین و هیدروژل هستند که برای نگهداری مقادیر زیادی آب ساخته شده اند. این هیدروژل ها در اثر گرم شدن، می توانند آب ذخیره شده را آزاد نمایند.

یکی از نویسندگان این پروژه، فی ژائو (Fei Zhao) است که می گوید:

«ما یک سیستم از پایه طراحی کرده ایم که برای استفاده از آن، فقط کافی است تا هیدروژل را در فضای باز گذاشت تا به جمع آوری آب بپردازد. آب جمع شده تا پیش از قرار گرفتن در برابر نور خورشید در هیدروژل باقی مانده و پس از حرارت دیدن، آزاد می شود.»

این سیستم جدید مبتنی بر فناوری غیر منتظره ای است که در سال ۲۰۱۸ توسط همین گروه تحقیقاتی ابداع شده بود. یک سیستم تصفیه آب مبنی بر انرژی خورشید که می توانست آب حاصل از هر منبعی را پاکسازی کند؛ اما سیستم جدید که اخیرا ابداع شده، می تواند رطوبت محیط را جذب کند.

تولید آب شیرین از هوا در دانشگاه تگزاس

تولید آب شیرین از هوا در دانشگاه تگزاس

استادیار علوم مواد و مهندسی مکانیک دانشگاه تگزاس، گوهویا یو (Guihua Yu) است که سرپرست این پروژه نیز می باشد. او درباره این دستاورد گفت:

«ماده یاد شده به گونه ای طراحی شده است که بدون مصرف بالای انرژی، هم رطوبت هوا را جذب می کند و هم در زمان قرار گرفتن کنار منبع حرارتی (مثل خورشید)، تولید آب شیرین خواهد داشت.»

باید متذکر شد جمع آوری رطوبت هوا، اگرچه کار تازه ای نیست و فناوری های بسیاری برای این امر ساخته شده اند اما تفاوت این سیستم جدید با سامانه های قبلی در استفاده از منبعی دائمی و پاک، یعنی انرژی خورشیدی است.

این سیستم با اینکه فشرده است اما انرژی لازم برای تولید آب روزانه را دارد و می تواند با به کار بردن هر کیلوگرم هیدروژل، ۵۰ لیتر آب شیرین تولید کند.

ابداع این فناوری برای تولید آب شیرین از هوا می تواند کاربردهای فراوانی در نواحی فقیرنشین یا کشورهای در حال توسعه داشته باشد اما لزوما این توانایی ها محدود این حیطه نیست.

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

www.shimisanat.com

farshad بازدید : 42 سه شنبه 02 اردیبهشت 1399 نظرات (0)

 همه ی ما در مدرسه و کتاب های درسی مباحثی همچون نظریه نسبیت انیشتین، جدول تناوبی و همانند سازی دی‌ان‌ای را آموخته‌ایم؛ اما بسیاری مباحث مهم بوده‌اند که هیچ‌گاه وارد کتاب درسی نشده‌اند!

دانشی که ما در دوره‌ی مدرسه فرا می‌گیریم، پایه‌ای برای تمام رشته‌ها و مباحث جالب‌توجهی‌اند که می‌خوانیم (یا در رشته‌های مرتبط به آن) تحصیل می‌کنیم و به آن علاقه‌مند می‌شویم. اما قطعا علم در همان دوره‌ برای ما تمام نمی‌شود. وقتی ما به حد خاصی از دانش می‌رسیم، در واقع به سطحی رسیده‌ایم که همه چیز واقعا برایمان به طرز دلچسبی لذت‌بخش و هیجان‌انگیز می شود.

اما بسیاری از مباحث جالب هستند که در کتاب‌های درسی نیامده‌اند، اما این‌ها واقعیت‌های باورنکردنی هستند که واقعا نبودشان نقصان زیادی برای کتاب های درسی محسوب می‌شود. شاید اگر معلمان شما هم در آن دوره، توجه خاصی به مباحثی این چنین می‌کردند، زندگی شما هم مسیر دیگری را طی می‌کرد.

اگر حقایقی که در ادامه ذکر می‌شوند، برایتان آشناست و در موردشان خوانده‌اید و می‌دانید، حتما سعی کنید به آموزگاران و معلمانی که می شناسید؛ انتقال دهید و اگر خودتان آموزگار هستید، حتما از گفتنی‌های زیادی برای کلاس درس بعدی‌تان دارید.

۱- آب می‌تواند همزمان جوش بزند و منجمد شود

این حالت که «نقطه سه گانه» نام دارد، زمانی رخ می‌دهد که درجه حرارت و فشار معینی برای سه حالت (گاز، مایع و جامد) یک ماده پدید بیاید که در آن تعادل ترمودینامیکی برقرار شود. برای انجام این آزمایش که در ویدئوی زیر مشاهده می‌کنید، یک شیشه حاوی مایع سیکلوکسان، به وسیله یک پمپ توربو مولکلالی به فشار بسیار کم آورده می‌شود. کاهش سریع فشار منجر به کاهش سریع دما می‌شود که باعث می‌شود ماده به طور موقت منجمد شود.

۲- لیزر در آبشار به دام می‌افتد

 شاید تعجب کرده باشید، اما چنین امکانی وجود دارد، در واقع این یک نمونه‌ی باورنکردنی از پدیده اپتیکی موسوم به «بازتاب کلی داخلی» است.در این پدیده‌ی اپتیکی، ساختار متناوب نور دائما شکسته و بازتاب پیدا می‌کند. در واقع هنگامی که چند لایه شیشه و هوا پشت سر هم قرار بگیرند، آنگاه نور نمی‌تواند از این ساختار عبور کند. در این مورد، ساختار فوق متشکل از ذرات ریز آب است که می‌توانند نور را بشکنند و بازتاب آن را به دام بیاندازند.

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

 

3- ناسا واقعا یک فضاپیما را با سرعتی بالا به لبه بیرونی منظومه خورشیدی فرستاده است

همه‌ی ما می‌دانیم که راکت‌ها سریع هستند و فضا هم بی‌انتها است. اما گاهی اوقات هنگامی که در مورد اینکه چقدر طول می‌کشد تا فضاپیماهای ما به بخش‌های بسیار دور یا همان لبه‌های بیرونی منظومه‌ی شمسی برسند، دچار اشتباه می‌شویم. به عنوان مثال، همه‌ی ما می‌دانیم که سفر به مریخ دست کم بین ۶ ماه تا ۸ ماه (بسته به موقعیت گردشی مریخ به دور خورشید) به طول می‌انجامد. به همین جهت، به نظر می‌رسد که فضاپیماهای زمینی به آهستگی حرکت می‌کنند تا به مقصد خود برسند، اما این‌طور نیست.

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

 

تصویر متحرکی که در ادامه می‌بینید، این باور کلی را کاملا نقض می‌کند. در این گیف، سرعت فضاپیمای نیوهورایزنز ناسا با هواپیماهای لاکهید اس‌آر-۷۱ بلک‌برد و بوئینگ ۷۴۷ مقایسه شده است.

 

4- تخم مرغ در زیر دریا به شکل یک عروس دریایی درمی‌آید

یک تخم مرغ که پوسته‌اش شکسته باشد و روی زمین ریخته باشد، منظره‌ی چندان جالبی نیست. اما در ارتفاع ۱۸ متری زیر سطح اقیانوس، فشاری حدود ۲.۸ برابر فشار سطحی جو به تخم مرغ وارد می‌شود، چیزی که می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید. در این حالت پوسته‌ی تخم مرغ تقریبا محو شده و محتوای آن که همان زرده و سفیده تخم مرغ است، به شکل یک عروس دریایی درآمده است.

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

 

5- شما هم می‌توانید قضیه فیثاغورس را با مایعات ثابت کنید

احتمالا معلم ریاضی شما هم فرمول قضیه فیثاغورس را برایتان شرح داده باشد. در این رابطه‌ی هندسی ریاضیاتی، مساحت مربع روی وتر مثلث مساوی با مجموعه مساحت دو مربع دیگر است. فرمول ریاضی قضیه فیثاغورس به این شکل نوشته می‌شود:

a2 + b2 = c2

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

واقعیت های علمی خارق العاده ای که نمیدانید!

 

6- به لطف قوانین فیزیک، گربه‌ها همیشه روی پای خود فرود می‌آیند

گربه‌ها همیشه روی دو پای خود فرود می‌آیند. احتمالا به این مسئله برخورده باشید. گربه‌ها از دو قسمت از بدن خود برای تنظیم سرعت چرخش بدن خود استفاده می‌کنند. در این ویدئوی دیدنی به صورت اسلومویشن فرود یک گربه روی زمین نشان داده می‌شود.

7- احتمالا زنده ماندن شما از انفجار یک نارنجک در زمین بیشتر از زیر آب است

اگر یک نارنجک دستی در نزدیکی شما در آب منفجر شود، می‌تواند به ریه‌هایتان آسیب جدی وارد کند. می‌توانید، نمونه عملی این آزمایش را تماشا کنید.

8-  اگر توپی را بچرخانید و به زمین پرتاب کنید، توپ در هوا پرواز می‌کند

 چنین چیزی با وجود پدیده‌ای به نام «اثر مگنوس» اتفاق می‌افتد. اثر ماگنوس، اثری است که عموما در یک توپ در حال چرخش دیده می‌شود که این توپ چرخان را از مسیر معمول خود به صورت حرکت منحنی‌وار منحرف می‌کند.

شاید این فهرست کامل و نهایی از جالب‌ترین حقایق ناگفته در کتاب‌های درسی نباشد؛ اما همیشه به‌خاطر داشته باشید که بهترین بخش علم، این است که هر روز چیزهای جدیدی کشف می‌شوند، بنابراین هیچ‌وقت دست از یاد گرفتن نکشید!

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

www.shimisanat.com

farshad بازدید : 40 جمعه 29 فروردین 1399 نظرات (0)

اخیرا کشف‌های بسیاری در زمینه‌ی شیمی صورت گرفته است که با دانش معمول ما متفاوت است. به تازگی دانشمندان توانسته‌اند ترکیبی جدید از هلیوم بسازند.

اگر شیمی دبیرستان را به یاد داشته باشید، می‌دانید که هلیوم گازی نجیب است، کم‌ترین میزان واکنش‌پذیری را در جدول تناوبی دارد و چون بیرونی‌ترین لایه‌ی الکترونی آن پر است، با دیگر عنصرها واکنش نمی‌دهد تا ترکیب‌های پایدار ایجاد کند.

دیگر گازهای نجیب تحت فشار زیاد ترکیباتی را ایجاد کرده‌اند؛ اما تاکنون هلیوم ترکیب پایداری ایجاد نکرده بود. دانشمندان گزارش داده‌اند که ترکیبی ساخته‌اند که به نظر می‌رسد ترکیب پایداری از هلیوم و سدیم باشد. ساخت این ترکیب بسیاری از فرضیات اساسی شیمی مدرن را زیر سوال می‌برد.

آدام پاپاو از دانشگاه یوتا و از اعضای تیم می‌گوید:

وقتی فشارهای بالا را اعمال می‌کنید، شیمی تغییر می‌کند. این فشارهای بالا در داخل زمین و در سیاره‌های متفاوتی مانند زحل قابل دستیابی است. اما این پژوهش بسیاری از معادلات را به هم می‌زند.

هلیوم دومین عنصر فراوان در جهان است و در بالای گروه شش عضوی گازهای نجیب قرار گرفته است. آخرین لایه‌ی الکترونی این عنصرها که عامل واکنش‌پذیری آن‌ها هم است، پر است؛ بنابراین این گازها با دیگر عنصرها واکنش نمی‌دهند و ترکیبی ایجاد نمی‌کنند.

این گازها از این جهت نجیب نامیده می‌شوند که با عنصرهای دیگر واکنش نمی‌دهند. البته در شرایط ویژه می‌توانید نشانه‌هایی از واکنش‌پذیری آن‌ها را مشاهده کنید. گازهای نجیب به دو دسته تقسیم می‌شوند: گروه اول شامل کریپتون، زنون و رادون تا حدودی واکنش‌پذیر شناخته می‌شوند؛ گروه دیگر شامل آرگون، نئون و هلیوم کاملا واکنش‌ناپذیر محسوب می‌شوند.

پژوهشگران راه‌هایی برای اتصال هلیوم به دیگر عنصرها یافته بودند؛ اما تاکنون نتایج ناپایدار بودند. از برهم‌کنش‌های هلیوم با دیگر عنصرها می‌توان به پیوند وان‌دروالس اشاره کرد. نیروی وان‌دروالس، جزو نیروهای جاذبه یا دافعه است که بدون نیاز به پیوند کووالانسی یا یونی شکل می‌گیرد. در واقع پیوند کووالانسی یا یونی، با اشتراک‌گذاری الکترون‌ها بین اتم‌ها شکل می‌گیرد تا یک مولکول ایجاد شود. اما پیوند وان‌دروالسی، نیروی ضعیف‌تری است که بین مولکول‌ها یا اتم‌های منفرد شکل می‌گیرد، بی آنکه مولکولی ایجاد کند.

پیوند وان‌دروالس بین هلیوم و دیگر اتم‌ها وجود دارد. در دماهای بسیار پایین، هلیوم می‌تواند “مولکول‌های واندروالسی” ایجاد کند. مولکول‌های واندروالسی خوشه‌هایی از اتم‌ها یا مولکول‌ها هستند که نیروی اتصال دهنده‌ی آن‌ها بسیار ضعیف بوده و ناپایدار نیز هستند.

هلیوم واکنش پذیر نیست؛ زیرا آرایش الکترونی لایه‌ی بیرونی آن کامل است. در واقع آرایش الکترونی لایه‌ی آخر آن جایی برای به اشتراک‌گذاری الکترون با دیگر اتم‌ها ندارد تا پیوند ایجاد شود. اما این شرایط روی سطح زمین برقرار هستند.

هلیوم یکی از فراوان‌ترین عنصرهای هستی است و در شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌های غول‌پیکر نقش دارد. هلیوم در فضا و در هسته‌ی زمین، بسیار متفاوت عمل می‌کند. اکنون پژوهشگران موفق شده‌اند تا نخستین شواهد از این رفتار عجیب را بیابند.

آلکس بولدروف، یکی از اعضای تیم از ایالت یوتا می‌گوید:

فشارهای خیلی بالا، مثل فشار مرکز کره‌ی زمین یا فشار سیاره‌های گازی همسایه کاملا شیمی هلیوم را تغییر می‌دهد.

پژوهشگران از یک مدل کامپیوتری پیش‌بینی‌کننده‌ی ساختار کریستال استفاده کردند تا پیش‌بینی کنند که آیا در فشارهای خیلی بالا، ترکیب پایدار هلیوم-سدیم می‌تواند شکل بگیرد یا خیر. آن‌ها سپس این ترکیب، یعنی Na2He را در یک سندان الماس ساختند.

این سندان الماس امکان دستیابی به فشار ۱.۱ میلیون برابر فشار اتمسفری زمین را ممکن می‌سازد. بولدروف می‌گوید که این نتایج غیر قابل انتظار بودند و آن‌ها بیش از دو سال تلاش کردند تا بازخوان‌ها و سردبیران ساینس را متقاعد کنند که نتایج آن‌ها را چاپ کنند.

تیم با توجه به این نتایج پیش‌بینی می‌کند که تحت شرایط فشار ۱۰ میلیون برابر فشاری که آن‌ها به آن دست یافته اند، سدیم به راحتی با گاز هلیوم ترکیب می‌شود و ترکیب Na2He را ایجاد می‌کند. عجیب است که این ترکیب بدون هیچ پیوند شیمیایی که آن‌ها را در کنار هم نگاه دارد، ایجاد می‌شود.

ژائو دانگ از دانشگاه نانکای در چین در بیانیه‌ای گفته است:

ترکیبی که یافته‌ایم، بسیار ویژه است: اتم‌های هلیوم پیوند شیمیایی تشکیل نداده‌اند؛ اما حضور آن‌ها برهم‌کنش‌های شیمایی بین اتم‌های سدیم را تغییر داده و الکترون‌ها را داخل حفره‌های ساختار مکعبی مستقر کرده است.

در تصویر زیر، ساختار کریستالی Na2He را می‌بینید. اتم‌های سدیم به رنگ بنفش و اتم‌های هلیوم سبز هستند. الکترون‌ها فضاهای قرمز بین آن‌ها هستند.

ساخت ترکیب پایداری از هلیوم توسط دانشمندان شیمی

ساخت ترکیب پایداری از هلیوم توسط دانشمندان شیمی

 

پاپوف می‌گوید که پیوند تشکیل شده، پیوندی واقعی مانند پیوندهای یونی یا کووالانسی نیست؛ اما این هلیوم است که ساختار را پایدار کرده است. اگر اتم‌های هلیوم را حذف کنید، این ساختار پایدار نخواهد بود. در اینجا چند بازنمود دیگر از این ترکیب را می‌بینید. در تصویر سمت چپ، سدیم صورتی و هلیوم سفید است. در تصویر سمت راست، مکعب‌های سدیم و هلیوم خاکستری و الکترون‌ها قرمز هستند:

ساخت ترکیب پایداری از هلیوم توسط دانشمندان شیمی

ساخت ترکیب پایداری از هلیوم توسط دانشمندان شیمی

اخیرا شیمی دان‌ها اکتشافات خارج از قاعده‌ی زیادی انجام داده‌اند. تیم‌های جداگانه‌ای نخستین نمونه از هیدروژن فلزی و مولکول کربنی با ۶ پیوند (و نه چهارپیوند) را ساخته‌اند؛ اما چون این نتایج با عقل سلیم مطابقت ندارند، با شک بسیاری با آن‌ها برخورد می‌شود و معمولا کسی به سراغ تکرار آزمایش نمی‌رود. نتایج این مطالعه به نظر معتبر می‌رسند؛ بنابراین منتظر نتایج جالب آزمایش‌های بعدی خواهیم ماند.

هنری رپا، از کالج امپریال لندن، در این مطالعه شرکت نداشته است. او با مقایسه‌ی کشف هیدروژن فلزی و پیوندهای هلیوم می‌گوید:

این پژوهش علمی‌تر است. ترکیب هلیوم می‌تواند پیشرفتی بزرگ در علم باشد.

باید آزمایش‌های بیشتری انجام شوند تا اطلاعات بیشتری به دست بیاوریم. تا به اینجا به نظر می‌رسد که سال ۲۰۱۷ سالی است که بسیاری از باورهای شیمی قدیمی ما را به چالش کشیده است و نمی‌توان منتظر بود و دید که دیگر چه اکتشافاتی صورت خواهد پذیرفت.

farshad بازدید : 55 پنجشنبه 21 فروردین 1399 نظرات (0)

پژوهشگران دانشگاه هاروارد سردترین واکنش شیمیایی در جهان شناخته‌شده را انجام دادند که نویدبخش نوآوری‌هایی در زمینه‌های مختلف است.

دانشمندان سردترین واکنش شیمیایی را انجام دادند

ماهیت بسیار سرد این مجموعه مهم است، از آن‌جایی که در این محدوده‌های دمایی حرکت مولکول‌ها تقریبا تا حد توقف، آهسته می‌شود. اگر بخواهید یک واکنش شیمیایی اتفاق افتد، معمولا مولکول‌های کم‌سرعت چیزی نیستند که به دنبالشان باشید. اما در این مورد، کاهش دما و سرعت موجب شد پژوهشگران دانشگاه هاروارد چیزی را ببینند که تا پیش از این هرگز مشاهده نشده بود: لحظه‌ای که در آن دو مولکول به هم می‌رسند و مولکول ‌های جدید را تشکیل می‌دهند.

مینگ گوآنگ هو، فیزیکدان دانشگاه هاروارد می‌گوید:

احتمالا طی چند سال آینده، ما تنها آزمایشگاهی هستیم که می‌توانیم این کار را انجام دهیم.

واکنش‌های شیمیایی طی یک پیکوثانیه (یک تریلیونم ثانیه) رخ می‌دهند که این امر موجب می‌شود دیدن آنچه در این بازه‌ی زمای رخ می‌دهد، بسیار دشوار شود. حتی لیزرهای فوق سریع که به‌عنوان دوربین عمل می‌کنند، تنها می‌توانند آغاز و پایان واکنش را ثبت کنند اما چیزی که در میانه‌ی واکنش رخ می‌دهد، از دید آن‌ها نیز پنهان می‌ماند. بنابراین کاهش سرعت واکنش در دمای بسیار سرد راه‌حلی عالی برای دیدن واکنش شیمیایی است.

سردترین دمای مطلق در جهان، صفر مطلق است، اما دستیابی به آن غیرممکن است، زیرا در این شرایط اتم‌ها کاملا از حرکت باز می‌ایستند. البته ما می‌توانیم به این دما نزدیک شویم. درجه حرارت بسیار کم به‌معنای انرژی بسیار کم است که به نوبه‌ی خود به واکنش بسیار کندتر تعبیر می‌شود: دو مولکول پتاسیم روبیدیوم به‌خاطر انعطاف‌پذیری انتخاب شدند و سرعت واکنش بین آن‌ها کاهش داده شد. سپس از تکنیکی که یونش نوری نامیده می‌شود برای مشاهد‌ه‌ی چیزی که در میان این دو مولکول در حال اتفاق افتادن بود، استفاده شد. به این ترتیب، برای دانشمندان داده‌های واقعی مهیا شد تا آن‌ها بتوانند مدل‌ها و فرضیه‌های خود را تکمیل کنند.

توانایی مشاهده‌ی واکنش‌های شیمیایی در چنین سطوح بنیادی فرصتی برای طراحی واکنش‌های جدید نیز ایجاد می‌کند و تعداد نامحدودی از ترکیبات قابل تصور هستند که در هر زمینه‌ای از ساخت مواد گرفته تا محاسبات کوانتومی می‌توانند مفید باشند. این مسیری است که کانگ کئون نی، پژوهشگر دانشگاه هاروارد، سال‌ها است در آن قرار دارد و از مدت‌ها پیش به مطالعه در مقیاس‌های کوچک مشغول بوده است تا آنچه را در هنگام واکنش مواد شیمیایی رخ می‌دهد، مشاهده و کنترل کند. اکنون، پژوهشگران درحال بررسی راه‌هایی هستند که در آن برای تغییر واکنش‌های شیمیایی، مواد یا انرژی را قبل یا در حین واکنش دستکاری کنند. هو می‌گوید:

اکنون با ابزاری که ما در دست داریم، می‌توانیم درمورد تغییر و کنترل واکنش‌ها فکر کنیم. بدون این تکنیک، بدون این مقاله، ما حتی نمی‌توانیم در این باره فکر کنیم.

farshad بازدید : 53 پنجشنبه 21 فروردین 1399 نظرات (0)

 دانستن مفهوم انتروپی کمک زیادی به درک بسیاری از پدیده‌های زندگی روزمره می‌کند و رویکردی جدید در توجیه پدیده‌ها خلق می‌کند.

انتروپی یک مفهوم بسیار حیاتی در علم فیزیک و شیمی است و پدیده‌های بسیاری را توضیح می‌دهد. برای مثال، حل شدن رنگ در آب، ذوب شدن یخ و خارج شدن هوا از سوراخ لاستیک خودرو را در نظر بگیرید. توضیح تمام این وقایع ریشه در مفهوم انتروپی دارند؛ با این حال، فهم انتروپی چندان هم ساده نیست و گاهی گیج‌کننده به نظر می‌رسد.

در دوران مدرسه و دانشگاه، کتاب‌های درسی ما، انتروپی را به‌عنوان معیاری برای سنجش بی‌نظمی معرفی کرده‌اند و این جمله‌ی معروف را بارها شنیده‌اید که انتروپی و بی‌نظمی جهان رو به افزایش است. البته چنین تعریفی نادرست نیست؛ اما درک خاصی از انتروپی به ما نمی‌دهد.

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

 

در واقع، انتروپی مفهومی است که به انرژی معنا می‌دهد؛ زیرا انرژی زمانی قابل استفاده است که قابلیت پخش شدن داشته باشد. انتروپی همان میزان تمایل، به پخش و انتشار یک انرژی انباشته شده است. در بسیاری از کتاب‌های درسی برای معرفی انتروپی از تمثیل اتاق مرتب و اتاق نامرتب استفاده می‌کنند و این‌طور نتیجه‌گیری می‌کنند که اتاق نامرتب انتروپی بیشتری از اتاق مرتب دارد. در صورتی که این نتیجه‌گیری دقیق نیست.  بی‌نظمی انتروپی از جنس بی‌نظمی تعریف شده در ذهن ما نیست. سیستمی که حجم بیشتری دارد، مکان‌های بیشتری هم برای حضور مولکول‌ها خواهد داشت و مولکول‌ها موقعیت‌های بیشتری برای جابه‌جایی دارند؛ پس در مقایسه ی این دو اتاق، انتروپی اتاقی بیشتر است که فضای بیشتری داشته باشد.

اهمیت انتروپی

برای درک بهتر مفهوم انتروپی می‌توان گریزی به تاریخ زد. اینکه چرا بحث انتروپی مطرح شد؟ و شناخت انتروپی قرار بود کدام نیاز بشر را رفع کند؟

شاید اهمیت کاربردی انتروپی به دوران انقلاب صنعتی برگردد. دورانی که موتورها و ماشین‌آلات مورد توجه عموم قرار گرفت؛ با این حال ماشین‌های بخار آن دوران توان تقریبی معادل ۱۰ اسب‌بخار! داشتند و نخستین موتورهای طراحی شده، با راندمانی کم‌تر از ۲ درصد کار می‌کردند.

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

 

به‌دنبال آن مهندسان به طراحی و ساخت موتورهای پربازده‌تر علاقه‌مند شدند. در همین دوران بود که رودلف کلاوزیوس، فیزیکدان آلمانی مفهوم انتروپی را به جهان معرفی کرد

قطعات یک موتور زمانی شروع به حرکت می‌کنند که سوخت وارده به آن، ایجاد گرما کند. در واقع در اینجا انرژی تمایل به انتشار خود از طریق آزاد کردن گرما را دارد. مشکلی که در خصوص راندمان موتورهای اولیه وجود داشت، این بود که گرمای آزاد شده به‌صورت متمرکز ایجاد نمی‌شد و همین باعث هدررفت انرژی و کاهش راندمان این دستگاه‌ها می‌شد. بنابراین درک انتروپی به ساخت موتورهایی با پخش انرژی متمرکزتر و راندمان بالاتر کمک کرد. در این برهه از تاریخ بود، که انتروپی جان گرفت!

انتروپی: یک پدیده‌ی آماری

فرض کنید یک زلزله‌ی شدید اتفاق می‌افتد و کل اتاق شما زیر و رو می‌شود! در این حالت انتظار دارید که کتاب‌های داخل قفسه‌ی کتابخانه‌تان در اطراف پراکنده شوند یا به‌صورت مرتب روی میز مطالعه‌تان قرار بگیرند؟ طبیعتا احتمال اول بر مبنای شهود شدنی‌تر است و احتمال دوم، حتی ممکن است احمقانه به نظر برسد!

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

 

پیش از این گفته شد که انتروپی شاخصی برای اندازه‌گیری میزان پخش و انتشار انرژی است. یک انرژی انباشته راه‌های زیادی برای آزاد شدن دارد. یک فنجان چای داغ را در نظر بگیرید که در معرض دمای اتاق قرار گرفته است. اگر یک لحظه قانون دوم ترمودینامیک را فراموش کنید، می‌توانید این احتمال را بپذیرید که امکان داغ‌تر شدن چای داخل فنجان هم وجود دارد!

از نظر ترمودینامیک آماری، یک فنجان چای داغ در هوای اتاق می‌تواند داغ‌تر هم بشود! اما احتمال آن بسیار کم است

در واقع از نقطه نظر آماری انرژی ناشی از برخوردهای مولکولی داخل فنجان می‌تواند متمرکز شده و چای را داغ‌تر کند. اما این احتمال عددی یک روی چند تریلیارد است! زیرا راه‌های آزاد شدن انرژی بیشتر از متمرکز شدن آن است.خودتان را به‌عنوان بخشی از این سیستم در نظر بگیرید. تمایل‌تان به خواندن یک کتاب بیشتر است یا تماشای یک ویدیوی کوتاه در اینستاگرام؟ در حالت طبیعی و خود به خود، انرژی شما متمایل به آزاد شدن طی یک مسیر ساده‌تر را دارد از این رو گزینه‌ی دوم محتمل‌تر است. گزینه‌ی اول هم بعید نیست اما نیاز به تمرکز انرژی دارد که از نظر آماری احتمال وقوع آن کم‌تر است.

در یک تحلیل آماری می‌توان ثابت کرد  که تعداد حالت‌‌های بی‌نظمی یک سیستم بسیار بیشتر از حالت‌های منظم آن است؛ بنابراین هیچ نیروی مرموزی، سیستم‌ها را به سمت انتروپی بیشتر سوق نمی‌دهد. بنابراین افزایش انتروپی تنها از دید آماری محتمل‌تر است. به همین دلیل، انتروپی پیکان زمان نامیده می‌شود و شاخصی برای تشخیص گذشت زمان است.

چرا انتروپی همیشه در حال افزایش است؟

برای درک بهتر این موضوع دو کمیت انرژی و انتروپی را با هم مقایسه می‌کنیم. انتروپی از جنس انرژی نیست. در ابتدای مطلب گفته شد که انتروپی شاخصی برای اندازه‌گیری تمایل انرژی به انتشار است؛ این واقعیت را طور دیگری هم می‌توان بیان کرد. انتروپی، فعالیت‌های تصادفی در یک سیستم را اندازه‌گیری می‌کند. در اینجا، منظور از تصادفی، وحشی بودن انرژی است که خود به خود مهار نشده و به کار فیزیکی تبدیل نمی‌شود. در واقع، انتروپی معیاری برای اندازه‌گیری انرژی تلف شده است! اندازه‌گیری بخشی از انرژی که به کار تبدیل نمی‌شود. ضمن اینکه انتروپی چگونگی توزیع و انتشار انرژی را در جهان مشخص می‌کند.

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

انتروپی و ارائه مفهوم آن به زبان ساده

 

مقدار انرژی جهان بدون هیچ کم و زیاد شدنی، ثابت است؛ اما مسیرهایی که این انرژی آزاد می‌شود، در حال تغییر است. آزاد شدن انرژی‌های انباشته معادل افزایش انتروپی خواهد بود. در جهان، انرژی‌های انباشته‌ی زیادی وجود دارد که هنوز دست بشر به آن‌ها نرسیده است. در کنار سوخت‌های فسیلی که جزو انرژی‌های تجدیدناپذیر طبیعت هستند، منابع انرژی عظیمی در جهان وجود دارد که هنوز آن‌ها را به کار نگرفته‌ایم و امکان استفاده از آن‌ها وجود دارد. جدا از تمایل انرژی به آزاد شدن، گذر زمان با آزاد شدن حجم بالاتری از انرژی‌ همراه خواهد بود که باعث روند رو به افزایش انتروپی خواهد شد.

 انتروپی و قانون دوم ترمودینامیک

قانون دوم ترمودینامیک‌ با تمام هیاهویش فقط یک جمله دارد: انتروپی جهان در حال افزایش است!  این قانون با تمام خلاصه و مختصر بودنش، معنای عمیقی دارد و کمک بزرگی به درک ما از نحوه‌ی عملکرد فرآیندها در جهان هستی می‌کند. برای مثال این قانون به ما توضیح می‌دهد، چرا یک قابلمه‌ی داغ پس از مدتی سرد می‌شود، چرا بدن ما حتی در هوای سرد هم گرم باقی می‌ماند، چرا بنزین خودروی ما را راه می اندازد و پرسش‌های بی‌شماری که به‌صورت روزمره درگیر آن‌ها هستیم.  در واقع، قانون دوم ترمودینامیک، اصل اساسی صنایع شیمیایی است که در نیمی از قرن گذشته، مردم دنیا را از گرسنگی نجات داده است؛ تولید دارو، کودهای شیمیایی و تولیدات دیگری که به بقای طولانی‌تر بشر در زمین کمک کرده‌اند.

قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید که انرژی در جهان مادی، به هر شکلی که باشد، یا پراکنده می‌شود یا گسترش پیدا خواهد کرد.  بنابراین انتروپی میزان خود به خود بودن فرآیندها را به‌صورت کمی اندازه‌گیری می‌کند و مشخص می‌کند که در یک دمای به‌خصوص، چه مقدار انرژی، آزاد شده است. به بیان دیگر، قانون دوم ترمودینامیک بیان می‌کند که هر فرایند در جهتی پیش می‌رود که انتروپی آن در سیستم افزایش پیدا کند.

عوامل مؤثر بر انتروپی

موارد مختلفی می‌توانند بر انتروپی یک سیستم تأثیرگذار باشند. در حالت کلی انتروپی تابعی از حجم و دما است و افزایش هر دوی این‌ها باعث افزایش انتروپی خواهد شد.با دادن گرما به یک سیستم، (برای مثال یک محفظه‌هوا) دمای آن افزایش پیدا می‌کند و به‌دنبال افزایش دما، تحرک یا همان انرژی جنبشی مولکول‌های سیستم هم بیشتر خواهد شد؛ بنابراین تعداد برخوردهای مولکولی افزایش پیدا کرده و آمادگی سیستم برای انتشار انرژی‌اش بیشتر می‌شود؛ در این حالت می‌توان، انتظار کار هم از سیستم داشت. چنانچه یک پیستون به سیستم متصل باشد، انرژی حرارتی می‌تواند باعث حرکت آن شود. (جرقه‌ی انقلاب صنعتی!)

با این حال، فقط بخشی از این گرما باعث حرکت پیستون می‌شود و قسمت عمده‌ی آن صرف افزایش برخوردهای مولکولی خواهد شد. حجم سیستم  هم یکی از عوامل تأثیرگذار بر افزایش انتروپی است. همان‌طور که در مثال اتاق مرتب و اتاق نامرتب گفته شد، سیستمی که حجم بیشتری دارد، مکان‌های بیشتری هم برای حضور مولکول‌ها خواهد داشت و مولکول‌ها موقعیت‌های بیشتری برای جابه‌جایی دارند؛ در نتیجه افزایش حجم یک سیستم به افزایش انتروپی منجر خواهد شد.

تغییر فاز مواد هم یکی از عوامل مؤثر بر انتروپی است. گذار از یک فاز به یک فاز دیگر می‌تواند با افزایش یا کاهش انتروپی همراه باشد. برای مثال فرایند ذوب نوعی تغییر فاز از جامد به مایع است. در فاز مایع، فضای مولکولی نسبت به جامد آزادتر است بنابرین در ذوب انتروپی افزایش پیدا می‌کند. در فرآیندی مانند چگالش که گاز به جامد تبدیل می‌شود، فضای مولکولی محدودتر شده و با کاهش انتروپی مواجه خواهیم بود.

انتروپی و پیکان زمان

زمان همواره در حال جریان است و فقط یک جهت رو به جلو دارد. به این ترتیب، هر آینده‌ای را به سمت گذشته می‌برد. آرتور ادینگتون، ستاره شناس بریتانیایی، این رفتار زمان را پیکان زمان نامیده است؛ در واقع همین حرکت نامتقارن زمان است که دنیای ما را به سمت تکامل سوق می‌دهد؛ به‌این ترتیب، از آغاز آفرینش تا بیگ‌بنگ و پایان جهان، روالی قابل توجیه است.

از قانون دوم ترمودینامیک برای توضیح بهتر این رفتار زمان استفاده می‌شود؛ انتروپی جهان، از آغاز بیگ‌بنگ تا به امروز روند رو به افزایش داشته است. به همین دلیل، جهان به سمتی پیش می‌رود که بین توزیع جرم و انرژی، تعادل برقرار کند؛ از این رو، در طول این فرایند، ستارگانی متولد می‌شوند، کهکشان‌هایی شکل می‌گیرند و واکنش‌های شیمیایی مختلفی به وقوع می‌پیوندند. در کنار این‌ها، مرگ و متلاشی شدن هم اتفاق می‌افتاد تا این تعادل حفظ شود.

اگر روال هستی به این شکل نبود، طبیعتا جهان به شکلی که اکنون می‌شناسیم، وجود نداشت. بدون پیکان زمان، از هیچ کهکشان و حیاتی خبری نبود. ضمن اینکه مرگ و نابودی هم وجود نداشت؛ زیرا دیگر جرم و انرژی در حال تبادل نبودند. از این رو، مفهوم انتروپی و کاربرد آن در قانون دوم ترمودینامیک، جالب توجه است؛ زیرا این مفهوم می‌تواند بین گذشته و آینده تمایز ایجاد کرده و جهت زمان را مشخص کند.

می‌دانیم، مقدار انرژی انباشته شده و پخش شده در جهان، محدود است و در نهایت این دو مقدار به یک تعادل خواهند رسید. در یک حالت تعادل کامل، تمام انرژی انباشته شده به انرژی آزاده شده تبدیل می‌شود و هیچ انرژی دیگری وجود ندارد؛ بنابراین در این شرایط، ستاره‌ای تشکیل نمی‌شود، واکنشی روی نمی‌دهد و حیاتی شکل نمی‌گیرد. به این ترتیب آنچه باقی می‌ماند، یک جهان سوت و کور خواهد بود! بنابراین، شاید بد نباشد توجه ویژه‌تری به انرژی‌های زندگی خود کنیم.

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

www.shimisanat.com

farshad بازدید : 55 سه شنبه 19 فروردین 1399 نظرات (0)

شیمی اساسا علمی است که به مطالعه و بررسی همه چیز می‌پردازد. در واقع، علم شیمی آنقدر مهم است که اغلب “علم پایه ” نامیده می‌شود زیرا رشته‌ای است که همه علوم دیگر را به هم وصل می‌کند. هر کسی که تا به حال سریال تلویزیونی بریکینگ بد را تماشا کرده باشد می‌داند چقدر شیمی می‌تواند جذاب و جالب باشد. اما شاید حتی بسیاری از جمله بازیگران آن چیزی درباره‌ی شیمی ندانند. به همین خاطر در ادامه و برای آشنایی بیشتر شما می‌خواهیم به 20 حقیقت جالب و جذاب درباره شیمی اشاره کنیم.

1. هر انسانی حدود 150 وات گرما در یک زمان مشخص تولید می‌کند

به همین دلیل است که برگزاری مهمانی و جشن خانوادگی در خانه، راه بسیار خوبی برای صرفه جویی در هزینه‌های گرمایشی است.

2. هلیوم 14.5 برابر سبک تر از هوا است

به همین دلیل است که بالن‌های هلیوم در هوا شناور و معلق می‌مانند.

3. به طور میانگین، 60 درصد بدن هر انسانی از آب تشکیل شده است

بدن نوزادانی که تازه به دنیا آمده‌اند از آب بسیار بیشتری (حدود 80 درصد) تشکیل شده است. با این حال، یک سال بعد از تولد این مقدار در همان حجم 60 درصد تثبیت می‌شود.

4. اصابت رعد و برق به هر چیزی می‌تواند گرمایی به اندازه 54000 درجه فارنهایت داشته باشد

بنابراین، قبل از اینکه در یک طوفان تندری و در نزدیکی رعد و برق رانندگی کنید، کمی فکر کنید.

5. الماس به یک دلیل یخ نامیده می‌شود!

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

در یک سطح شیمیایی، الماس‌ها از یک ساختار بلوری سه بعدی منحصر به فرد تشکیل شده‌اند که به راحتی گرما را منتقل می‌کنند و سطح خارجی این جواهر گرانبها را سرد می‌کنند.

6. یک اینچ آب برابر با 10 اینچ آب در دمای 30 درجه فارنهایت است

اما علت چیست؟ زیرا اکثر مواد در سرما فشرده شده و کوچکتر می‌شوند. آب آنقدر انرژی زیادی دارد که می‌تواند آن را به مواد دیگری داده و گسترش یابد.

7. جدول مندلیف در اصل در یک برگه تقلب در آخرین لحظه ایجاد شد

در دانشگاه ایالتی سنت پترزبورگ به استادی به نام دیمیتری مندلیف مهلت محدودی داده شد تا توضیحی از تمام عناصر شناخته شده‌ی آن زمان را ارائه دهد و بنابراین میانبری تحت عنوان جدول مندلیف خلق شد.

8. صدا با سرعت 4.3 برابر  بیشتر  از هوا از آب عبور می‌کند

ذرات آب نسبت به ذرات اکسیژن به یکدیگر بسیار بیشتر نزدیک هستند و این یعنی اینکه عبور صدا از یک ذره به ذره دیگر در آب بسیار راحت‌تر بوده و بنابراین صدا سریعتر منتقل می‌شود.

9. مس به طور طبیعی عنصری ضد باکتریایی است

مصرف دوز کمی از این ماده مغذی برای انسان‌ها و باکتری‌ها مفید و ضروری است اما در دوزهای بالا، باکتری‌ها را از بین می‌برد. مس تنها عنصر شناخته شده‌ای است که به این نحو عمل می‌کند.

10. قبل از هر چیزی دیگری در جهان هیدروژن وجود داشت

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

در اولین روزهای آفرینش جهان تنها عنصر موجود، هیدروژن بود. اتم‌های هیدروژن به هلیوم پیوند می‌خورند و به کربن تبدیل می‌شوند و از آنجا به ایجاد انواع عناصر پیچیده‌تر ادامه می‌دهند و جهان را به شکلی که  امروز می‌بینیم شکل می‌دهند.

11. اولین عنصر تقریبا مصنوعی که به جدول تناوبی اضافه شد، تکنسیوم بود

تکنسیوم نیز یکی از سبک‌ترین عناصر شیمیایی بوده و به طور کامل از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو ناپایدار تشکیل شده است. نام تکنسیوم از واژه یونانی “مصنوعی” گرفته شده است.

12. بدن انسان آنقدر گرافیت دارد که حدود 9000 مداد را تولید کند

اما گرافیت چه چیزی است؟ گرافیت یک شکل کریستالی از عنصر کربن است که در دماهای بالا به الماس تبدیل می‌شود.

13. گچ از هزاران تن پلانکتون فسیلی ساخته شده است

این فسیل‎ها در نهایت به سنگ آهک تبدیل می‌شوند؛ سنگ آهک ماده‌ای است که بیشتر از کربنات کلسیم تشکیل شده است. شاید همین توضیح کوتاه، به این سوال که چرا گچ مزه بدی دارد جواب خوبی بدهد.

14. بوی تازه‌ای که بعد از یک طوفان رعد و برق به مشام می‌رسد در واقع بوی اوزون است

هنگامی که رعد و برق اتفاق می‌افتد واکنش شیمیایی در سطح زمین ایجاد می‌شود که ازن، همان ترکیب اکسیژنی که از جو محافظت می‌کند را به وجود می‌آورد. بنابراین، این ازن است که بوی منحصر به فرد را پس از یک رعد و برق ایجاد می‌کند.

15. بیشتر عناصر شیمیایی فلزی هستند

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

حقایقی جذاب و جالب درباره ی علم شیمی

تقریبا سه چهارم تمام عناصر شیمیایی شناخته شده فلز هستند.

16. DNA در برابر شعله مقاوم است

محققان به این نتیجه رسیده‌اند که وقتی نمونه‌هایی از بلوک‌های ژنتیکی را به پارچه اضافه می‌کنند، قابلیت اشتعال کاهش می‌یابد.

17. اوگانسون، یکی دیگر از عناصر مصنوعی، سنگین‌ترین عنصر در جهان است

اوگانسون عنصر بسیار جدیدی است و در سال 2016 رسما شناخته شد. نام آن از فیزیکدان هسته‌ای معروفی به نام یوری اوگانسیان گرفته شده است.

18. شیشه به لحاظ فنی مایع و جامد نیست

شیشه در واقع از مولکول‌های جاری و فراوان تشکیل شده است. نکته اینجا است که جریان مولکول‌ها آنقدر کند است که نمی‌توان آن را مایع در نظر گرفت و همچنین از لحاظ فنی آنقدر سریع است که نمی‌توان آن را جامد دانست. بنابراین، شیشه را باید در دسته‌ی جامدات آمورف قرار داد.

19. آمازون به طور مستقیم تقریبا 20 درصد کل اکسیژن جهان را تامین می‌کند

شاید به همین خاطر بهتر است به جنگل‌های بارانی آمازون بیش از قبل بها داده و از آن‌ها محاقظت شود.

20. تا 5 میلیارد سال دیگر خورشید به ابرستاره‌ای سرخ تبدیل می‌شود و سیاره عطارد و زهره را می‌بلعد

ابرستاره‌های سرخ، آخرین مرحله تکامل ستاره‌ها هستند که رنگ خاص خود را از فرایند خنک‌سازی و توسعه آن می‌گیرند و این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که هیدروژن جهان تمام شده باشد.

farshad بازدید : 68 شنبه 03 اسفند 1398 نظرات (0)

واکنشی که منجر به ایجاد پیوندهای کربن-کربن می‌شود، بیش از ۱۲۰ سال است که کشف شده؛ اما تاکنون دانشمندان به چگونگی انجام آن شناخت پیدا نکرده بودند.

 ۱۲۰ سال پیش بود که “واکنش گرینیارد”(Grignard reaction) برای اولین بار اجازه شکل‌گیری مناسب پیوندهای کربن-کربن را داد.

وقتی صحبت از معادلات مربوط به ساخت مولکول‌های جدید می‌شود، هیچ‌کدام از واکنش “گرینیارد” مهم‌تر یا پیچیده‌تر نیستند. این واکنش برای سنتز پیوندهای کربن-کربن استفاده می‌شود.

واکنش گرینیارد (Grignard reaction) یک واکنش شیمیایی در شیمی آلی فلزی است که در آن آلکیل، آلیل، وینیل یا آریل یک منیزیم هالید (واکنش‌گر گرینیارد) به یک گروه کربونیل در آلدهید یا کتون اضافه می‌شود. این واکنش برای تشکیل پیوندهای کربن-کربن مهم است. واکنش یک هالید آلی با منیزیم، واکنش گرینیارد نیست، اما یک واکنش‌گر گرینیارد فراهم می‌کند.

واکنش‌ها و واکنش‌گر گرینیارد توسط شیمیدان فرانسوی “ویکتور گرینیارد” از دانشگاه نانسی فرانسه کشف و به نام وی نام‌گذاری شد. گرینیارد نخستین بار این واکنش را در سال ۱۹۰۰ “واکنش‌گر ناب” نام گذاشت و به خاطر این کار جایزه نوبل شیمی سال ۱۹۱۲ را از آن خود کرد.

معمای پیوند کربن-کربن بعد از 120 سال پیدا شد

با این وجود، یافتن مواد کم‌هزینه و حداقل منابع انرژی برای این واکنش بیش از ۱۰۰ سال است که مورد توجه قرار گرفته است و دلیل آن، این است که نحوه عملکرد دقیق واکنش گرینیارد ناشناخته بود.

اکنون پس از ۱۲۰ سال همه چیز تغییر کرده است، زیرا دانشمندان موفق به دستیابی به درک چگونگی عملکرد واکنش گرینیارد شده‌اند و از آنجایی که در نهایت با آن آشنا شده‌ایم، ممکن است راه‌های بهبود آن را نیز کشف کنیم.

۱۲۰ سال پیش بود که واکنش گرینیارد برای اولین بار اجازه شکل‌گیری مناسب پیوندهای کربن-کربن را داد. واکنشی که از آن زمان مورد مطالعه قرار گرفته است، اما تاکنون هرگز کاملاً درک نشده بود.

پنج سال پیش پروفسور “اودیل آیزنشتاین” و پروفسور “میشل کاسلا” تصمیم گرفتند با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، نگاه دقیق‌تری به این واکنش داشته باشند و این مشکل را برطرف کنند.

آنها در مدل‌سازی واکنش‌گر ناب و حلال، قادر به شناسایی گونه‌های شیمیایی متعدد در طول “تعادل شلنک”(Schlenk equilibrium) شدند.

“تعادل شلنک” که به احترام کاشف آن “ویلهلم شلنک” نام‌گذاری شده است، یک تعادل شیمیایی است که در محلول‌های واکنش‌گر ناب‌های گرینیارد و پایه‌های “هازر”(Hauser) اتفاق می‌افتد.

“تعادل شیمیایی”(Chemical equilibrium) نیز به حالتی گفته می‌شود که در آن فعالیت شیمیایی و در نتیجه غلظت واکنش‌گرها و محصولات در واکنش شیمیایی با گذشت زمان تغییر نکند. معمولاً این تعادل در شرایطی حاصل می‌شود که سرعت واکنشِ رفت با برگشت برابر باشد.

واکنش‌گر ناب(Reagent) به ماده یا ترکیبی گفته می‌شود که آن را به یک سامانه اضافه می‌کنند تا یک ترکیب شیمیایی روی دهد یا آن را به یک سامانه اضافه می‌کنند تا ببینند آیا واکنش شیمیایی امکان‌پذیر است یا خیر. تفاوت واکنش‌گر با واکنش‌گر ناب در این است که واکنش‌گر، خود در جریان واکنش شیمیایی مصرف می‌شود، ولی واکنش‌گر ناب چنین نیست. حلال‌ها و آسان‌گرها با اینکه در متن واکنش درگیر هستند، اما هرگز از آنها به عنوان واکنش‌گر یاد نمی‌شود. در شیمی آلی، واکنش‌گرهای ناب به صورت ترکیب یا مخلوط هستند و معمولاً از مواد غیرآلی یا مولکول‌های کوچک آلی تشکیل شده‌اند.

همچنین به ماده‌ای که بخش عمده یک محلول را تشکیل می‌دهد، حلال می‌گویند.

محققان دریافتند که کل فرآیند گرینیارد توسط مولکول‌های حلال که از اتم‌های منیزیم جدا می‌شوند یا با آنها جمع می‌شوند، تعیین می‌شود.

با کشف اینکه واکنش‌گر ناب گرینیارد یک ترکیب کاملاً تعریف نشده نیست، بلکه یک رقصنده همیشه در حال تغییر است، اکنون می‌توان به این واکنش نگاه کرد.

“کاسلا” گفت: یکی از مزایای یک مطالعه محاسباتی این است که شما محدود به واقعیت فیزیکی نیستید، می‌توانید چندین فرضیه را به طور سیستماتیک آزمایش کنید و تعیین کنید که بهترین حالت کدام است.

با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای همراه با داده‌های شیمی کوانتومی سطح بالا، مجموعه‌ای از نکات کلیدی ایجاد شد. “کاسلا” توضیح داد: آنچه که همیشه به عنوان واکنش گرینیارد شناخته شده است، در واقع گروهی از واکنش‌هایی است که همزمان در همان نمونه اتفاق می‌افتند و این تازه شروع کار ما است.

“آیزنشتاین” گفت: ما تازه به پوسته رسیده‌ایم. از مدت‌ها قبل شناخته شده بود که با وجود افزودنی‌های زیادی مانند نمک، مشتقات سایر ترکیبات فلزی و غیره می‌توان واکنش‌های ارگانیک را افزایش داد، با این وجود افزودنی‌ها می‌توانند سریعتر و تمیزتر شوند، اما با این وجود هیچ کس واقعاً نمی‌دانست که این واکنش چگونه کار می‌کند. اکنون که درک کافی از واکنش گرینیارد داریم، می‌توانیم از آن استفاده کنیم. وقتی می‌دانیم چگونه یک کیک بپزیم، می‌توانیم آن را خوشمزه‌تر و زیباتر کنیم. به عبارت دیگر می‌توانیم نقش مواد افزودنی را درک کنیم و امیدوارم موارد جدیدی پیدا شود.

جهت مشاهده ی بیشتر مطالب روی لینک زیز کلیک کنید

www.shimisanat.com

اطلاعات کاربری
  • فراموشی رمز عبور؟
  • آرشیو
    آمار سایت
  • کل مطالب : 77
  • کل نظرات : 0
  • افراد آنلاین : 1
  • تعداد اعضا : 0
  • آی پی امروز : 11
  • آی پی دیروز : 27
  • بازدید امروز : 43
  • باردید دیروز : 45
  • گوگل امروز : 0
  • گوگل دیروز : 1
  • بازدید هفته : 219
  • بازدید ماه : 484
  • بازدید سال : 10,581
  • بازدید کلی : 21,486