آموزش شیمی دو ---- فصل اول (ساختار اتم) --- بخش دوم

سرگذشت جدولعناصر

· اولين دسته بندي توسط لاوازيه صورت گرفت. لاوازيه عناصر را به دو دسته فلز ونافلز تقسيم كرد.

· دوبراينردانشمند ديگري كه عناصر در دسته هاي سه تايي به جدول زير تقسيم بندي كرد.

نيوزلندبراساس قانون اكتاو (گام هاي موسيقي) هفت عنصر را در هفت دسته هفت تايي دستهبندي كرد.در اين دسته بندي خواص فيزيكي و شيميايي در عنصر هشتم تكرار مي شد.(طبقجدول زير)

اولين دانشمندي كه عناصر را طبقه بندي كردمندليفروسي بود.

مندليف به تغييرات خواص عناصر توجه نمود. او با بيان قانون تناوبي جدول خودرا عرضه كرد.

مندليف در تنظيم جدول دو اصل را رعايت كرد.

1- اصل تشابه خواص عناصر (قرار گرفتن عناصر باخاصيت هاي مشابه در زير هم در يك ستون)

2- افزايش تدريجي جرم اتميعناصر در رديف هايكنار هم (تغيير تدريجي خواص)

مندليف عناصر شناخته شده زمان خود را در چند رديف (دوره ـ تناوب) براساسافزايش جرم اتمي از چپ به راست منظم نمود. به گونه اي كه عناصر با خواص مشابه زيريكديگر در يك ستون قرار بگيرند.

اين كار باعث شد خانه هاي خالي متعددي از عناصر كه در زمان مندليف كشف نشدهبود پيش بيني شود در نتيجه قدم بزرگ در راه كشف اين عناصر توسط محققين برداشتهشود.

ايراد جدول مندليف: چند مورد بي نظمي ديده مي شدو آن اين بود كه براي رعايت اصول تشابه مجبور شد عناصر سنگين تر را قبل از عناصرسبك تر قرار دهد.

قانون تناوبي مندليف: اگر عنصرها به ترتيبافزايش جرم اتمي در كنار هم در رديف قرار گيرند خواص فيزيكي و شيمياييآنها به طورتناوبي تكرار مي شود.

ا موزلي با كشف عدد اتمي تعداد پروتون هاي هسته نشان داد كه عدد اتمي معيارمناسب تري براي تنظيم عناصر در جدول تناوبي است.بر همين اساس موزلي معيار تنظيمعناصر در جدول را تغيير داد. به طور كه در

جدول تناوبي امروزي عناصر بر مبناي عدد اتمي (نه جرم اتمي) تنظيم شدهاند.

قانون تناوبي جدول امروزي:براساس كار موزلي ـقانون تناوبي عناصر ـ هر گاه عناصر را براساس افزايش عدد اتمي در كنار يكديگر قراردهيم خواص فيزيكي و شيميايي آنها به طور تناوبي تكرار مي شود.

سه مورد بينظمي جدول تناوبي مندليف:

در جدول پيشنهادي مندليف نيكل بعد از كبالت و يد نيز بعد از تلور آمده است. (لازم به ذكر است كه آرگون و پتاسيم هم جزء اين بي نظمي ها قرار مي گيرد اما بايددانست كه در زمان مندليف هنوز گازهاي نجيب كشف نشده بود.) مندليف نه (9 ) مورد خواصو محل عنصر را پيش بيني كرد كه هشت مورد آن درست بود.سه مورد آن به ترتيب اكاسيلسيم(همان ژرمانيم) ـ اكابور (همان اسكانديم) ـ اكاآلومينيم (همان گاليم) بودند.

جدول تناوبي عناصر: جدول داراي 18 گروه و 7 دوره مي باشد.

در دوره اول تا ششم به ترتيب

عنصر وجود دارد.

دوره هفتم كه ناقص است و امروزه شامل 23 عنصر مي باشد.

ويژگيهاي عناصر

شماره دوره تعدادلايه ها اصلي و شماره گروه تعداد الكترون هاي لايه آخر يا لايه ظرفيت و شماره خانهتعداد كل الكترون ها يا پروتون ها را نشان مي دهد.

جدول داراي 8 گروه اصلي (A) و 10 گروه فرعي (B) مي باشد. (البته 10 گروه (ستون) به 8 گروه فرعي (B) تقسيم شده است.

از يك ديدگاه مي توان عناصر جدول را به دسته هاي فلز و نافلز و شبه فلز وگاز نجيب تقسيم كرد.

فلز:عناصري كه در لايه آخر (لايه ظرفيت) كمتر از سهالكترون دارند. تمايل به از دست دادن الكترون دارند. بيش از 80% عناصر جدول فلزهستند كه به جزء جيوه همگي جامدند و ويژگي هاي مشترك زير دارند.

1- رساناي خوب گرما و برق هستند.

2- سطح براق دارند.

3- قابليت چكش خواري و شكل پذيري دارند.

نافلز:عناصري كه در لايه ظرفيت بيشتر از چهارالكترون (پنج ـ شش ـ هفت) دارند. تمايل به گرفتن الكترون دارند. بيشتر به حالت گازهستند (بجزء برم) و آن نافلزاتي كه جامدند ويژگي هاي زير را داراست.

1- رساناي خوبي براي گرما و برق نيستند.

2- سطح براق ندارند.

3- شكننده بوده و قابليت چكش خواري و مفتول شدن ندارند.

گازنجيب:

عناصري هستند كه به دليل آرايش الكتروني خاص (لايه ظرفيت آنها پر و پايداراست.) و واكنش پذيري بسيار كمي دارند.

جدول تناوبيامروزي عنصرها:

متداول ترين شكل جدول تناوبي در حال حاضر توسط شيميدان ها مورد استفاده قرارمي گيرد براساس قانون تناوبي عنصرها استوار است. بر طبق اين قانون هر گاه عنصرها رابراساس افزايش عدد اتمي در كنار يك ديگر قرار دهيم خواص فيزيكي و شيميايي آن ها بهصورت تناوبي تكرار مي شود.

مهمترين نكته در جدول تناوبي تشابه آرايش الكتروني عنصرهاي يك خانواده دربسياري از گروه هاي اين جدول است. بنابراين با نگاهي به اين جدول تناوبي متوجه ميشويم كه خواص شيميايي عنصرهاي همگروه به اين دليل مشابهند كه آرايش الكتروني آن هابه يكديگر شبيه است. پس مكان خاصي را در جدول تناوبي به خود اختصاص مي دهد.

معرفي گروههاي جدولتناوبي:

گروه (فلزهاي قليايي) IA

گروه 2 (فلزهاي قليايي خاكي) IIA

گروه هاي 3 تا 2 (عناصر واسطه) (I-VIII)B

گروه هاي 13 تا 18 IIIA-VIIIA

هيدروژن خانواده تك عنصري

1ـويژگي هاي گروه فلزهاي قليايي: IA

همگي فلزهايي نرم و با چاقو بريده مي شوند (بجزء ليتيم) و بسيار

واكنش پذيرند و به همين علت در طبيعت بصورت آزاد يافت نمي شود.

از بالا به پايين در اين گروه بر شدت واكنش پذيري آنها افزوده مي گردد.

سطح براق آن ها به سرعت با اكسيژن هوا وارد واكنش شده و تيره مي گردد.

همگي با آب سرد واكنش نشان مي دهند.

در زير نفت نگهداري مي شود تا از اكسيژن هوا و رطوبت محافظت شود.

محلول آنها در آب خاصيت قليايي از خود نشان مي دهد بنابراين مي تواند چربيها

را در خود حل كند.

فرمول اكسيد فلزهاي اين گروه M2O مي باشد.

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

اين فلزهاي فعال با آب محلول بازي (قليايي) توليد مي كند.

همگي آرايش الكتروني ns1 [گاز نجيب] دارند و لايه ظرفيت آن ها ns1 است و تمايلدارند الكترون لايه آخر خود از دست بدهند تا به آرايش گاز نجيب پيش از خودبرسند.

در اين گروه از بالا به پايين چگالي و شعاع اتمي و شعاع يوني افزايش

نقطه ذوب و جوش و انرژي نخستين يونش كاهش مي يابد.

اولين جهش بزرگ انرژي اين عناصر در IE2 آن ها اتفاق مي افتد

گروه فلزهاي قليايي خاكي : IIA

a- اين گروه سخت و چگال تر از گروه اول هستند و واكنش پذيري كمتري نسبت بهگروه اول دارند. با اين وجود در طبيعت بصورت آزاد يافت نمي شود.

b- با آب محلول قليايي مي دهد. (بجزء برليم)

c- فرمول اكسيد آن ها MO است.

d- از بالا به پايين فعاليت شيميايي آن ها بيشتر مي شود.

e- همگي آرايش الكتروني ns2[گاز نجيب] دارند و لايه ظرفيت آن ns2 است

f- و تمايل دارند كه اين الكترون هاي ظرفيتي را از دست بدهند تا به آرايشگاز نجيب برسند. (البته تمايل كمتر اين عناصر براي واكنش براي اين است كه برايرسيدن به آرايش گاز نجيب بايد دو الكترون از دست بدهد.)

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Ra

g- در اين گروه از بالا به پايين چگالي و شعاع اتمي و شعاع يوني افزايش و نقطهذوب و جوش و انرژي نخستين يونش كاهش مي يابد.

h- اولين جهش بزرگ اين عناصر در IE3 آن ها اتفاق مي افتد.

i- واژه خاكي براي اين مطلب بوده كه بسياري از تركيب هاي اين عناصر در آب حلنمي شوند و در خاك باقي مي مانند.

در توضيح چگال تر بودن گروه دوم مي توان گفت كه جرم اين فلزات بيشتر شده حجم نيزكوچك تر شده (هر چه از سمت چپ جدول به سمت راست برويم شعاع اتم كوچك تر شده درنتيجه حجم اتم كوچك تر مي شود.) بنابراين چگالي زياد مي شود. در گروه اول و دومجدول نيز هر چه از بالا به پايين بياييم عناصر چگالتر مي شوند زيرا با افزايش حجماتم جرم اتم نيز زياد مي شود. (اما نه چندان زياد)

در توضيح افزايش شعاع در هر دو گروه (همچنين در هر گروه ديگر از جدول) مي توانگفت شعاع به دو دليل زياد مي شود: 1ـ در هر گروه از بالا به پايين به ازاي هر تناوبيك لايه الكتروني به تعداد لايه الكتروني افزوده مي شود. پس با زياد شدن تعداد لايهشعاع اتم زياد مي شود. 2ـ دليل دوم با افزايش عدد اتمي در يك گروه تعداد اوربيتالهاي پر شده بين هسته و لايه ي الكتروني بيروني اتم افزايش مي يابد وجود الكترون هادر اوربيتال هاي دروني از تأثير نيروي جاذبه ي هسته بر الكترون هاي موجود در لايهبيروني مي كاهند پس شعاع افزايش مي يابد. به اين پديده اثر پوششي الكترون هاي درونيگفته مي شود.

بار مؤثر هسته: به بار الكتريكي مثبتي كه از طرف هسته بر اين الكترون ها وارد ميشود بار مؤثر هسته مي گويند.

گروه هاي سوم تادوازدهم ـ عنصرهاي واسطه: (1-8B)

1. همگي فلز معمولي هستند و در صنعت و زندگي كاربرد دارند. اما واكنش پذيريشيميايي آن ها كمتر از گروه فلزهاي اول و دوم (فلزهاي فعال) است.

2. نسبت به فلزهاي گروه اول و دوم (فلزهاي فعال) چگال تر و دير ذوب ترهستند.

3. آرايش الكتروني آن ها بي نظم است و در لايه ظرفيت اين عناصر تعداد الكترون هامتغير است. پس ظرفيت آن ها گوناگون است. و نمكهاي اين دسته رنگين است. (برخلاف گروهاول و دوم كه همگي آن ها نمك هاي بيرنگ و سفيد دارند.)

4. در اين عناصر زير لايه d در حال پر شدن است.

5. از چپ به راست روند شعاع آن ها نامنظم است.

6. اين عناصر (عناصر گروههاي B) در بين دو گروه اصلي IIA و IIIA قراردارد.

7. به دو دسته تقسيم مي شوند:

عناصر واسطه (خارجي) و عناصر واسطه داخلي .

كه خود اين عناصر به دو دسته لانتانيدها و اکتينيدهاتقسيم مي شوند.

لانتانيدها:

همه فلزهايي براقهستند و واكنش پذيري قابل توجهي دارند. و شبيه به عنصر لانتان La57 مي باشد. ومتعلق به خانه ي 57 جدول مي باشد لانتانيدها عنصرهاي 57 تا 71 را تشكيل مي دهند. جزء بلوك (دسته) f مي باشد. وf4 آن ها در حال پر شدن است و در يك رديف 14 تاييقرار دارند و متعلق به دوره ششم جدول مي باشد. اين فلزهاي طبيعي كمياب هستند.

اكتينيدها:

همه فلزپرتوزا (هسته ناپايدار) مي باشند. و شبيه به عنصر اكتينيم Ac 89 است. و متعلق بهخانه 89 مي باشد. در اين گروه نيز همانند گروه لانتانيدها زير لايه f در حال پر شدناست. در اين عنصرها ساختار هسته نسبت به آرايش الكتروني از اهميت بيشتري برخورداراست. اوربيتال f5 آنها در حال پر شدن است و در يك رديف 14 تايي در بيرون جدول قراردارند (اين دو سري چهارده تاي به علت اين كه اوربيتال داخلي f در حال پر شدن است كهمربوط به تراز انرژي داخلي تر مي باشد. واسطه داخلي گفته مي شود.)

عنصرهاي گروه هاي 13 تا 18 جدولتناوبي:

اين گروه ها دسته ي P جدول هستند زيرا در آنها اوربيتال هاي زير لايه P درحال پر شدن است .

F

Cl

Br

I

As

در اين دسته عنصرهاي فلزي ـ نافلزي ـ شبه فلزي و گاز نجيب ديده مي شود. دوگروه مهم در اين دسته گروه 17 يا گروه هفتم اصلي يا گروه هالوژن مي باشد. و گروهمهم ديگر گروه 18 يا هشتم اصلي يا گاز نجيب مي باشد.

ويژگي هالوژن ها:

1- با فلزها به آساني واكنش مي دهند و نمك ها را مي سازند (هالوژن در زبانلاتين به معني نمك ساز است.)

2- نافلزترين گروه جدول است. از بالا به پايين از ميزان فعاليت آنها كاستهمي شود.

3- آرايش لايه آخر آن ها با گرفتن يك الكترون به آرايش گاز نجيب پس ازخود

مي رسند.

4- از بالا به پايين در اين گروه نقطه ذوب و جوش افزايش مي يابد.

5- در طبيعت به صورت آزاد يافت نمي شود (به علت واكنش پذيري زياد) و ملكولهاي آن دو اتمي است.

ويژگي هاي گازهاي نجيب يا بي اثر: گروه 18

1- لايه آخر آن ها پر است.

2- واكنش پذيري بسيبار كم اين گازها نتيجه ي پايداري به خاطر

3- آرايش ويژه مي باشد.

4- تك اتمي هستند. و نادر و كمياب در طبيعت مي باشند.

5- از بالا به پايين در اين گروه واكنش پذيري بيشتر مي شود. امروزه بي اثربودن گازهاي نجيب ديگر مطرح نيست چون از كريپتون و زنون و رادون با واكنش پذيري كمچند تركيب ساخته اند. اما هنوز از هليم و نئون و آرگون هيچ تركيبي نساختهاند.

هيدروژن ـ يك خانواده تكعضوي:

1- اين عنصر فراوان ترين در جهان است ولي در روي كره زمين نهمين عنصر فراواناست.

2- تنهاست چون به هيچ عنصري شباهت ندارد.

3- با فلزهاي فعال (گروه 1 و 2) واكنش مي دهد (نقش يون منفي (آنيون) مي گيردو تشكيل هيدريد مي دهد مثل (NaH)

4- با نافلزها نيز واكنش مي دهد (مثل HcL)

5- آرايش الكتروني لايه ظرفيت آن s1 است.

6- بيشتر پيوند كووالانس تشكيل مي دهد (آب فراوان ترين ملكول از هيدروژن باپيوند كووالانس مي باشد.)

7- آن را در طبيعت آزاد نمي توان يافت. اما تركيبات فراواني از آن مانندچربي ها و پروتئين ها و هيدرات كربن مثل قند و نشاسته را مي توان يافت.

شعاعاتمي:

چون الكترون ها در محدوده هايي حركت مي كنند كه شبيه به ابر به نظر مي رسند. با اين تشبيه مي توان تصور كرد كه تا چه اندازه اندازه گيري ابعاد اتم ها دشواراست. زيرا مرزهاي يك توده ابر مانند نامشخص و متغير است.

اندازه يك اتم به وسيله ي شعاع آن تعيين مي شود.

شيميدان هاشعاع اتم را با روش هاي گوناگون اندازه مي گيرند.

1- نصف فاصله ي بين هسته اي دو اتم مشابه در يك ملكول دو اتمي (جور هسته باپيوند يگانه (ساده) به اين كميت اندازه گيري شده شعاع كووالانسي گويند.

براي اين كه طول پيوند شعاع اتمي محسوب شود بايستي پيوند ساده و اتم جورهسته باشد.

2- در اين روش از طول پيوند به هنگامي كه دو اتم (گاز نجيب) و دو ملكول مجاور راكه نسبت به هم به حالت مماس قرار گرفته اند استفاده مي شود. به نصف اين فاصله شعاعو اندر والسي مي گويند.

از روش هاي ديگر نيز مي توان به دست آورد به طور مثال براي به دست آوردنشعاع اتمي (كووالانسي) گازهاي نجيب از برون يابي از روي نمودار از منحني شعاع بهشماره گروه بدست آورد چون گازهاي نجيب پيوند انجام نمي دهند معمولاً شعاع و اندروالسي در نظر مي گيرند.

نكته: هميشه شعاع و اندروالسي از شعاع كووالانسي بزرگتر است. به دليل تنوع درروش هاي اندازه گيري شعاع جدول مربوط به اين مقادير معمولاً با هم متفاوت است.

الكترونگاتيوي:ميزان تمايل نسبي يك اتمبراي كشيدن الكترون هاي يك پيوند كووالانسي به سمت هسته خود را گويند. قويترينالكترونگاتيوي جدول فلوئور (F) مي باشد كه عدد 4 را به آن نسبت مي دهند. و ضعيفترين الكترونگاتيو جدول (قويترين الكتروپوزتيو) نيز عنصر سزيم (Cs)است.

دو عامل در الكتونگاتيوي مؤثر است: 1ـبار مؤثر هسته 2ـشعاع اتمي

نكته: دو عامل در انرژي يونش مؤثر است: 1ـشعاع 2ـ پايداريآرايش الكتروني

روندها و نظام هاي حاكم برجدول:
 
لازم به ذكر است تمام نظام ها و قاعده ها وروندهاتقريبي است.

نكات:

1- در هر گروه: از بالا به پايين شعاع افزايش مي يابد.

2- در هر گروه: از بالا به پايين خاصيت فلزي افزايش مي يابد.

3- در هر گروه: از بالا به پايين الكترونگاتيوي كاهش مي يابد.

4- در هر گروه: از بالا به پايين نافلزي كاهش مي يابد.

5- در هر گروه: از بالا به پايين انرژي يونش كاهش مي يابد.

6- در هر تناوب: از چپ به راست شعاع كاهش مي يابد.

7- هر تناوب: از چپ به راست خاصيت فلزي كاهش مي يابد.

8- در هر تناوب: از چپ به راست الكترونگاتيوي افزايش مي يابد.

9- در هر تناوب: از چپ به راست نافلزي افزايش مي يابد.

10- در هر تناوب: از چپ به راست انرژي يونش افزايش مي يابد.

نكات: 91 عنصر در جدول در طبيعت وجوددارد.

از عنصر 92 به بعد به طور ساختگي مي باشد.

* سر گروه سوم ـ عنصر بور موارد استفاده زيادي دارد از جمله در پزشكي به عنوانداروي ضدعفوني كننده و در صنعت در تهيه ظرف هاي پيركس مورد استفاده قرار ميگيرد.

*ليتيم سر گروه ـ گروه اول به عنوان داروي ضد افسردگي مصرف مي شود.

كلسيم عنصري از گروه دوم براي تأمين كلسيم استخوان هاي بدن مي باشد.

دو عنصر مايع جدول به ترتيب جيوه (فلز) و برم (نافلز) و حال سومين عنصر مايعبا نيمه عمر كوتاه تنها از طريق برون يابي به نقطه ذوب آن مي توان دست يافت.

عنصر ها يا يک حرفي يا دو حرفي ياسه حرفي هستند.

نامگذاريعناصر سه حرفي جدولرا با يك مثال بيان مي كنيم. عنصر 104 دو مدعيكشف در جهان دارد براي رفع اين مشكل IUAC براي نامگذاري اين عنصر از ريشه لاتين ويوناني استفاده كرده است.

سيستمي كه آيوپاك براي نامگذاري عناصر شماره 104 و بعد از آن طرح كرده، سادهاست. نام اين عنصر مستقيماً از عدد اتمي آن، با استفاده از ريشه هاي لاتيني ويوناني مشتق مي شود. اين ريشه ها بر حسب ارقام عدد اتمي با پسوند ـ ايم ium كه بهمنظور كامل كردن نام عنصر افزوده مي شود ـ تنظيم مي گردد. بنابراين، نام عنصر 104اونيل كواديم مي شود كه لفظ به لفظ يك , صفر, چهار معين مي دهد. نماد شيميايي عنصردر اين سيستم، از حرفهاي اول ريشه هاي ارقامي كه نام آن را مي سازند، تشكيل ميشود.

Oct

8

hex

6

guad

4

bi

2

nil

0

Enn

9

sept

7

pent

5

tri

3

un

1

1- دريك گروه با افزايش عدد اتمي شعاع اتمي افزايش مييابد. و در هر دوره با افزايش عدد اتمي

(به طور كلي و بدون در نظر گرفتن استثنائات) شعاع اتمي كاهش مي يابد.

2-اگر نمودار شعاع اتمي بر حسب عدد اتمي مطابق نمودار مقابل را ملاحظه کنيد, ماكزيمم شعاع اتمي متعلق به فلزات قليايي و مينيمم شعاع اتمي متعلق به هالوژن هااست.

نکته: انرژي يونش گروه دوم به علت پر بودن اوربيتال s از گروه سوم و گروهپنجم به علت نيمه پر بودن اوربيتال هاي p آن از گروه ششم بيشتر است.

3-در هر گروه از بالا به پايين با افزايش شعاع اتمي الكترونگاتيوي كاهش از چپ بهراست با كاهش شعاع اتمي الكترونگاتيوي افزايش مي يابد به طوري كه در هر دوره كمترينالكترونگاتيوي مربوط به فلز قليايي و بيشترين الكترونگاتيوي مربوط به هالوژناست.

4. تعييندوره و گروه عناصر:

اگر آرايش لايه طبيعت بصورت آزاد يافت نمي شود.آخر عنصري به ns1 ختم شود. متعلق به گروه اول اصلي (IA) مي باشد. اين گروه فقط كاتيون يك بار مثبت توليد ميكند.

مثال:3s1 يعني گروه اول اگر آرايش لايه آخر عنصري به ns2ختم شود. متعلق به گروهدوم اصلي (IIA)مي باشد. اين گروه فقط كاتيون دو بار مثبت ايجاد مي كند.

مثال:5s2 يعني گروه دوم اگر به ns2npx ختم شود 2+x گروه محسوب مي شود.

مثال:ns2np3 در گروه پنجم اصلي (VIIB) مي باشد.

اگر در عناصر واسطه لايه آخر به nsx(n-1)dyختم شود جمعx+y گروه مربوطه خواهدشد .

مثال :4s23d5گروه ((VII B) مي باشد .

نكته: طبق ايوپاك شماره گروه مجموعه الكترون هاي تراز s+p+(n-1)d مي باشد.

مثال: (براي عناصر دسته P)

5s25p54d10گروه 17 ايوپاك يا گروه هفت اصلي VIIA

5. هنگام رسم آرايش الكتروني يون ها ابتدا آرايش الكتروني اتم را در حالت خنثيرسم كنيد. به اندازه بار مثبت از تعداد الكترون ها كم كنيد و به اندازه بار منفي برتعداد الكترون ها بيافزايد.توجه داشته باشيد كه درعناصر واسطه ابتدا nsخالي مي شودوبعدd (n-1)

چرا اتم ها با هم پيوند انجام مي دهند؟

چرا در طبيعت مواد بيشتر به صورت تركيب يافت مي شود

چرا گازهاي نجيب در طبيعت به صورت اتمي وجود دارند.

اين ها سؤال هايي كه به دنبال پاسخ آن هستيم. حال به دنبال پاسخ خود جواباين سؤال را در ويژگي اتم ها بايد يافت.

گازهاي نجيب در لايه اخر (لايه ظرفيت) خود همگي داراي هشت الكترون مي باشند (به جزء هليم) يعني لايه آخر آن ها پر و تكميل است پس ميلي به انجام واكنش ندارنداما اتم هاي ديگر به علت نقص درآرايش لايه آخرخود ميل به انجام واكنش دارند تا لايهآخر خود را پر و تكميل نمايند و پايدار شوند (يعني شبيه گازهاي نجيب شوند)

قاعده اكتت: عناصر تمايل دارند لايه آخر آن ها هشتايي شود. به نظر مي رسداين حالت عناصر را به پايداري مي رساند. فلزها و نافلزها هر كدام به روش اين كارانجام مي دهند فلزها با از دست دادن و نافلزها با كسب الكترون به آرايش پايدار گازنجيب مي رسند و اين امكان ندارد مگر بين فلز و نافلز با رد و بدل كردن الكترونپيوند انجام دهند و اين نوعي پيوند به نام پيوند يوني است. به طور مثال:

اما آيا تمامي اتم ها فقط به اين طريق مي توانند اكتت شوند و به آرايش دلخواهخود برسند؟ پاسخ منفي است پس راه هاي ديگري نيز وجود دارد. پس انواع مختلفپيوندهايي كه اتم ها مي توانند انجام دهند آن ها را مي توانند به پايداري برساند. پس تشكيل پيوند راهي است براي رسيدن اتم ها به پايداري.

پيوند: يعني اتصال اتم ها

دو نوع پيوند اتم ها براي رسيدن به پايداري:

1.پيوند يوني

2. پيوند كووالانسي (در فصل چهارم درباره آنصحبت خواهد شد)

پيونديوني: هر گاه اتم فلزي الكترون از دست بدهد و اتم نافلزي الكترونبگيرد اتم فلزي به كاتيون و اتم نافلزي به آنيون تبديل مي شود چون بار اين دو يونمخالف است همديگر جذب مي كنند و پيوندي به نام پيوند يوني بوجود مي آيد و اين چنينتركيبات را تركيبات يوني گويند.

به طور مثال سديم و كلر چه شرايطي برايشان پيش آيد تا به آرايش گاز نجيببرسد درست است سديم به عنوان يك فلز با از دست دادن و كلر به عنوان يك نافلز باگرفتن الكترون مي توانند به آرايش مطلوب گاز نجيب برسند. پس سديم به كاتيون و كلربه آنيون تبديل مي شود.

اگر در طبيعت جستجو كنيم اين تركيب را كه همان نمك طعام مي باشد به فراوانيپيدا مي كنيم كه از كاتيون سديم و آنيون كلر درست شده است.

حال نمك طعام را به عنوان يك تركيب يوني از لحاظ ساختار مورد بررسي قرار ميدهيم.

هر گاه يك قطعه بلور نمك طعام كه شبيه يك مكعب است از دست ما به زمين بيفتدتكه هاي مكعبي كوچكي را مشاهده مي كنيم به نظر مي رسد كه بلور نمك طعام از تعدادبسيار زيادي مكعب كوچك درست شده است اين مكعب هاي كوچك نيز از مكعب هاي كوچكتريدرست شده است. (البته كوچكترين مكعب را كه سلول واحد مي نامند كه قابل ديدننيست.)

سلول واحد:كوچكترين واحد تكراري ساختار بلور را سلولواحد گويند.

البته بايد دانست كه ساختار بلورها به وسيله ي دستگاهي به نام پراش سنجپرتوي x و روش بلور نگاري پرتوي x نام دارد، انجام مي شود بيشتر اطلاعات مربوط بهساختار بلورها به وسيله ي پراش پرتوي x به دست آمده است.

· نكته مهم: در واقع به وسيله پرتوي x، پرتو هنگام عبور از يك بلور به وسيلهي آرايش منظم اتم ها يا ملكول ها يا يون ها پراكنده مي شود و الگويي از ساختار رابه دست مي دهد.

· پس با پراش پرتوي Xسه مطلب مشخص مي شود 1ـ آرايش ذرات و بلور و نحوه چيدنذرات 2ـ فاصله ذرات

بلور:تمام جامدها ساختار بلوري دارند. حال بايدپرسيد بلور چيست؟

به ساختاري كه از منظم چيده شدن ذرات (اتم يون يا مولكول) به وجود مي آيدشبكه بلور مي نامند در واقع بلور، يك شكل هندسي دارد.(كلاً هفت نوع دستگاه بلوري وچهارده سلول واحد داريم).

جامدات كه همه بلوري اند به هفت شكل متبلور مي شوند يك نوع ساختار بلوري آن كهمتداول تر است مكعبي است به سه صورت است:

1ـمكعب ساده

2ـ مكعب مركز پر

3ـ مكعب مراكز وجوه پر