مهمترین گروه از پروتئینها هستند که انجام واکنشهای بیوشیمیایی و سرعت بخشیدن به آنها را بر عهده دارند و به همین دلیل این ترکیبات کاتالیزگرهای زیستی نامیده می‌شوند که به عنوان کاتالیزگرهای یاخته‌ای نیز معروفند. آنزیم ها  ترکیباتی هستند که می‌توانند سرعت واکنش را تا حدود 10⁷ برابر افزایش دهند.

 

ادامه مطلب

تحقیقات نشان می دهد که تزریق مصنوعی سولفور به استراتوسفر، می تواند منجر به خنک شدن کره زمین شود. به گفته دانشمندان می توان گرم شدن جهان در نتیجه تولید دی اکسید کربن و سایر گاز های گلخانه ای را تا اندازه ای به وسیله انعکاس نور خورشید به کمک ذرات معلق تشکیل شده از سولفور، کاهش داد. با این روش، اگر آلودگی سولفور، که منجر به باران های اسیدی می شود، کاهش یابد ،می تواند یک اثر سرد کننده هم داشته باشد. انفجار کوه پیناتوبو در سال 1991 در فیلیپین، یک مثال طبیعی برای قدرت سرد کنندگی ذرات معلق در هواست. شش ماه بعد از انفجار، گزارش شد که شش بیلیون کیلوگرم از سولفور به شکل ذرات معلق در استراتوسفر باقی مانده است که در نتیجه این اتفاق در آن سال، 5/0 درجه سیلیوس سطح زمین سردتر شد. شیمی دان ها به دنبال سنتز گاز حاوی سولفور هستند که پایداری کمی دارد و در اتمسفر واکنش داده و SO2 یا سایر گازهای حاوی سولفید را که منشأ ذرات معلق هستند، تولید کند. بیشتر بدانید

ای خوشا قدری طلا از پای تا سر داشتن

اندکی الماس حتی قدر یک مول داشتن

همچو سدیم از برای عشق ید پرپر شدن

چون کلر در سر هوای هاش مثبت داشتن

سخت ماندن در قبال مشکلات زندگی

نی چون آلکان ها هوای شعله در سر داشتن

دوستی با دیگران چون عنصر خوب نهم

نی چون آرگون منزوی و گوشه گیری داشتن

پایدار و مستقیم همچون سیلیس اندر جهان

همچو گوگرد تورومبیک استقامت داشتن

نیکنامی و نجابت چون گروه هشتمین

 همچو آهن در سر خود فکر مثبت داشتن

راست بودن هرکجا ، در هر مقام و جایگاه

نی چو (Al) چهره ای نحس و منافق داشتن

همچو همپوشانی سیگما که خیلی محکم است

در رسیدن در هدف تصمیم راسخ داشتن

الغرض گفتم من این ابیات را از بهر این

برلب هر فرد لبخند ملیحی کاشتن

"از کتاب مقالات برگزید چهارمین کنفرانس شیمی-سال ۷۹"

در آب ذرات داراي حركات انتقالي و ارتعاشي هستند. در حاليكه در يخ مولكول ها فقط حركت ارتعاشي دارند و حركت انتقالي ندارند به همين دليل براي بالا بردن شدت اين حركات ، آب در مقايسه با يخ به گرماي بيشتري نياز دارد. از طرف ديگر در يخ مولكول ها داراي ساختار كريستالي نزديك به هم بوده وانتقال گرما در آ ن ها نسبت به آب را حت تر صورت مي گيرد. واما در مورد بخار آب به علت عدم حضور پيوند هاي بين مولكولي نياز به انرژي براي شكستن اين پيوند ها نيست.به همين دليل گرماي ويژه بخار آب نيز از آب كمتر است. ضمنا یکی از دوستان این دلیل را هم به دلایل ما اضافه کردند يخ در واقع دو فاز است. يكي فاز جامد و ديگري فاز گاز و ظرفيت گرمايي آن ميانگين اين دو فاز است و چون ظرفيت گرمايي ويژه حالت گاز به علت نبودن جاذبه هاي قابل توجه كم است ، پس ظرفيت گرمايي يخ هم كم مي شود .

 

---

همه كودكان به ويژه كودكاني كه پا به مرحله رشد مي گذارند بايد از آزادي و استقلال نسبي برخوردار باشند. ولي آنچه كه آنان بايد بدانند اين است كه در اين جهان افرادي زندگي مي كنند كه ممكن است به آنان صدمه بزنند و آنچه كه والدين انجام مي دهند به منظور حفظ آنان از دست اين افراد است. فراموش نكنيد كه التيام احساسات سركوب شده دوران كودكي به ويژه كودك بزهكار مشكل و سخت است. حكمفرما كردن انضباط در خانواده كاري بس مشكل است. تنظيم قوانين منصفانه و به كار بستن آنها به طور منطقي مي تواند مهارت هاي هر پدر و مادري را آزمايش كند. مهم نيست كه شما چه حد و حدودي را در مورد كودكانتان به كار مي بريد زيرا آنان همواره در جستجوي راه هايي براي شكستن اين حد و حدود هستند. اين امر طبيعي است. ولي كودكاني كه از قوانين و حد و حدود آن تبعيت مي كنند، احساس مهم بودن مي كنند. مهم نيست كه تا چه اندازه آنان ممكن است از خود مقاومت نشان دهند. تقويت عزت نفس كودكان مي گويند كودكان بزهكار به توجه، محبت و پذيرش بيشتري نياز دارند. اغلب آنان احساس انزوا و جدايي مي كنند كه اين امر آسيب پذيري آنان را نيز افزايش مي دهد. به عبارت ديگر كودكاني كه داراي حس خود ارزشي هستند كمتر دچار بزهكاري مي شوند. بنابراين براي تقويت عزت نفس در کودکان چه بايد كرد؟ براي انجام اين مهم چهار ركن وجود دارد: محبت ، زمان ، انضباط ، پذيرش. - بيشتر اوقات دوست داشتن كودكان خيلي ساده و آسان است و در برخي مواقع مشكل. - ابراز محبت به كودكي كه پيوسته بي تربيت، ناسازگار و بدخلق است، همچون بيشتر كودكاني كه دوران بلوغ را سپري مي كنند، سخت است. - جالب است بدانيم در اين زمان او به محبت بيشتري نياز دارد. والديني كه هم در دوران سركشي و ستيز كودكان و هم در دوراني كه كودكان نوپا مي باشند و از شيريني خاصي برخوردارند به آنان توجه مي كنند در واقع پايه عزت نفس كودكانشان را مي سازند. تا آنجايي كه مي توانيد وقت زيادي را با كودكتان بگذرانيد. اگر شما بيش از يك فرزند داريد سعي كنيد طوري وقت خود را تقسيم كنيد كه به هر يك از فرزندانتان زمان كافي اختصاص يابد. گرچه تنظيم زمان بندي بدين شكل مشكل است، ولي اين مسئله براي رشد كودك ضروري است حتي اگر لازم باشد از فعاليت هاي ديگر زندگي خود صرف نظر كنيد. وقتي را كه با كودكتان مي گذرانيد يكي ديگر از مواردي است كه براي تقويت عزت نفس او مهم است. كودكان به زمان با كيفيت نياز دارند. آنان به شما نياز دارند تا در حياط مدرسه و بازي و حتي در برخي زمان هاي معمولي در كنارشان باشيد. اين بدين معنا نيست كه شما بايد كاملاً در همه احوال مراقب كودكانتان باشيد. اغلب براي بيشتر كودكان فقط حضور والدين در خانواده كافي است. گاهي اوقات مشغله كاري در بيرون از خانه به قدري زياد است كه مجبوريم زمان خيلي كمي را با كودكانمان بگذرانيم هيچ چيز مشكل تر از اين نيست كه براي بودن با كودك زمان كافي پيدا كنيم، ولي بايد بدانيم كه اين زمان براي رشد كودك اهميت دارد. حكمفرما كردن انضباط در خانواده كاري بس مشكل است. تنظيم قوانين منصفانه و به كار بستن آنها به طور منطقي مي تواند مهارت هاي هر پدر و مادري را آزمايش كند. مهم نيست كه شما چه حد و حدودي را در مورد كودكانتان به كار مي بريد زيرا آنان همواره در جستجوي راه هايي براي شكستن اين حد و حدود هستند. اين امر طبيعي است. ولي كودكاني كه از قوانين و حد و حدود آن تبعيت مي كنند، احساس مهم بودن مي كنند. مهم نيست كه تا چه اندازه آنان ممكن است از خود مقاومت نشان دهند. يكي ديگر از اركان عزت نفس در كودكان «پذيرش» است كه انجام آن دشوار است. براي والدين طبيعي است كه نسبت به كودكانشان اميدواري زيادي داشته باشند. همه ما دوست داريم كه كودكانمان داراي تحصيلات دانشگاهي بوده و يا بهترين شاگرد در كلاس درس باشند. ما از كودكانمان انتظارات زيادي داريم ولي آنان بيشتر انتظارات ما را برآورده نمي كنند. يكي از روش هاي مهم تقويت عزت نفس، پذيرش كودكان در همه شرايط است. هر كودكي داراي مشخصه منحصر به فرد خويش است و از نقاط ضعف و قوت برخوردار است. به طور يقين ما بايد انتظار داشته باشيم كه كودكانمان تا آنجا كه مي توانند تلاش كنند. در هر صورت چه آنان در كاري به راحتي موفق شوند يا به سختي در انجام آن موفق شوند، تشويق كارهايشان و تصديق قوه خود ارزشي براي آنان بسيار ضروري است. تا آنجايي كه مي توانيد وقت زيادي را با كودكتان بگذرانيد. اگر شما بيش از يك فرزند داريد سعي كنيد طوري وقت خود را تقسيم كنيد كه به هر يك از فرزندانتان زمان كافي اختصاص يابد. گرچه تنظيم زمان بندي بدين شكل مشكل است، ولي اين مسئله براي رشد كودك ضروري است حتي اگر لازم باشد از فعاليت هاي ديگر زندگي خود صرف نظر كنيد. هميشه سعي كنيد در لحظه هاي مهم زندگي فرزندانتان حاضر باشيد. حضور در بازي هاي مدرسه اي، مراسم اعطاي جوايز و… لحظات مهمي هستند كه طبيعتاً كودكان دوست دارند با شما سهيم شوند. به كودكان خود اميدوار باشيد. به جاي نصيحت كردن آنان براي انتخاب هاي بد، انتخاب خود آنان را مورد تمجيد قرار دهيد. همه كودكان دچار اشتباه مي شوند. به كودكان كمك كنيد كه از اشتباهات خود پلي براي موفقيت بسازند. به احساسات كودكانتان احترام بگذاريد. هرگز نسبت به ترديدها، ترس ها، عقايد و افكار آنان بي اهميت نباشيد. قوانين روشني را تنظيم كنيد و آنان را اجرا كنيد. سعي نكنيد در اجراي آن از تنبيه هاي مختلف استفاده كنيد. كودكان اشتباه خواهند كرد و هيچكس هميشه از تمام قوانين پيروي نخواهد كرد. محدوديت ها را استوار ولي دوستانه اجرا كنيد. به كودكان خود اميدوار باشيد. به جاي نصيحت كردن آنان براي انتخاب هاي بد، انتخاب خود آنان را مورد تمجيد قرار دهيد. همه كودكان دچار اشتباه مي شوند. به كودكان كمك كنيد كه از اشتباهات خود پلي براي موفقيت بسازند. به احساسات كودكانتان احترام بگذاريد. هرگز نسبت به ترديدها، ترس ها، عقايد و افكار آنان بي اهميت نباشيد. پيشرفت كودكانتان را ارج نهيد. كودكانتان بايد بدانند كه شما از آنان انتظار تلاش فراوان داريد ولي ظرفيت هاي آنان را نيز مي شناسيد. پيشرفت هاي آنان را تمجيد كنيد و هرگز آنها را به خاطر اشتباهاتشان شرمسار نكنيد. عقايد و ارزش هاي خود را با كودكانتان در ميان بگذاريد. با آنان صحبت كنيد و به صحبتهايشان گوش فرا دهيد تا بدين وسيله به آنها اعتماد به نفس بدهيد.

 نقل از: سايت اطلاع رسانی مدرسه امت و ريحانه پارس آباد

---

بسياري از معلمان ارجمند پيرامون فکر کنيد صفحه‌ي 22‏‎ ‎کتاب شيمي 2 و آزمايشگاه پرسش‌هايي مطرح ‏کرده‌اند و خواستار توضيح ارتباط ميان دو‎ ‎بند اين فکر کنيد با يک ديگر و با متن درس شده‌اند. براي رفع ابهام ‏و کمک به تدريس‎ ‎بهتر مفهوم مورد نظر توجه شما را به موارد زير جلب مي‌کند‎. ‎1- ‎اين فکر کنيد در‎ ‎بحث "مدل کوانتومي اتم" و بعد از توضيح عدد کوانتومي اصلي‎ (n) ‎آمده است. اشاره به‎ ‎رابطه‌ي‎ n ‎و سطح انرژي لايه‌هاي الکتروني در دو سطر پاياني، مقدمه‌اي براي طرح‎ ‎فعاليتي ذهني فراهم ‏آورده است که ضمن تقويت مهارت‌هاي ذهني دانش‌آموزان امکان يافت‎ ‎تصويري دقيق‌تر و کامل‌تر از ساختار ‏اتم را به وجود آورد‎. ‎2-‎در متن اين فعاليت‎ ‎ضمن معرفي مفهوم "انرژي يونش" مقدمه‌ي طرح دو پرسش فراهم شده است. در ‏پرسش‌ «آ‎» ‎نموداري برگرفته از داده‌هاي تجربي ارايه شده است که روند افزايشي سطح انرژي لايه‌ي‎ ‎الکتروني را که پيش از اين در متن اشاره شده بود تأييد مي‌کند، اما از آن‌جايي که‎ ‎سطح انرژي لايه‌هاي ‏الکتروني با کمک جداسازي الکترون‌هاي موجود در لايه‌ مشخص شده‏‎ ‎است دو نوع روند افزايش در نمودار ‏قابل توضيح است؛ روند افزايش انرژي به دليل تغيير‎ ‎لايه‌ي الکتروني و روند افزايش انرژي در هر لايه به دليل ‏تغيير بار الکتريکي ذره‌اي‎ ‎که الکترون از آن خارج مي‌شود. آن چه که در اين بند از فکر کنيد اهميت بيش‌تري ‏دارد‎ ‎جلب توجه دانش‌آموزان به لايه‌هاي الکتروني و گنجايش هر لايه است . توجه به ميزان‏‎ ‎تغيير انرژي ‏پياپي و اشاره به منشأ احتمالي آن راهگشاي تدريس اين بند است. در پايان‎ ‎اين مرحله از تدريس ممکن ‏است اين سؤال به ذهن برسد که اگر بخواهيم با اين سه‎ ‎لايه‌اي که پيرامون هسته‌ي اتم شناخته‌ايم يک ‏اتم بسازيم چه اتم‌هايي را مي‌توان‎ ‎ساخت؟‎ بند "ب" زمينه براي پاسخ به اين پرسش ذهني دانش‌‌آموزان را فراهم مي‌کند‎. ‎3-‎در بند «آ» فلز منيزيم با عدد اتمي 12 انتخاب شده تا به کمک يونش پياپي آن‏‎ ‎وجود لايه‌هاي الکتروني به ‏اثبات برسد. اما در بند «ب» با انتخاب دوازده عنصر نخست‎ ‎جدول تناوبي تلاش شده است اين بار به جاي ‏خارج کردن الکترون، با وارد کردن الکترون‎ ‎در همان لايه‌هاي الکتروني بار ديگر وجود آن‌ها را به اثبات رساند، ‏ضمن آن که‎ ‎اطلاعات بيش‌تري را نيز در اختيار دانش‌آموزان قرار مي‌دهد. در واقع نمودار «ب‎» ‎تداعي کننده‌ي ‏اصل آفبا است و مقصود مؤلف نيز اين بوده است که دانش‌آموزان با‎ ‎شناختي که از لايه‌هاي الکتروني پيدا ‏کرده‌اند بتوانند اتم بسازند‎. در بحث بند‎ "‎ب" در کلاس بهتر است پيش از جلب نظر دانش‌آموزان به نمودار اين بند از طريق پرسش و‎ ‎پاسخ از آن‌ها بخواهيم گام به گام به پرسش‌هاي زير و مانند آن‌ها پاسخ دهند‎: ‎1- ‎اتم هيدروژن با عدد اتمي يک را در نظر بگيريد. فکر کنيد تک الکترون اين اتم در کدام‎ ‎لايه‌ي الکتروني ‏قرارمي‌گيرد؟‎ ‎2- ‎اتم هليم با عدد اتمي دو را در نظر بگيريد. دو‎ ‎الکترون اين اتم بايد در کدام لايه يا لايه‌هاي الکتروني قرار ‏بگيرند؟‎ ‎3- ‎اگر‎ ‎کار ساختن اتم‌ها را اتم منيزيم با عدد اتمي 12 ادامه دهيم انتظار داريد که‏‎ ‎دوازدهمين الکتروني که ‏به منيزيم اضافه مي‌شود به کدام لايه‌ي الکتروني وارد ‌شود؟‎ پس از طرح اين پرسش‌ها توجه دانش‌آموزان را به نمودار جلب کنيد و از آن‌ها‎ ‎بخواهيد تفاوت‌ها و ‏شباهت‌هاي دو نمودار را بيان کنند. بي ترديد مشاهده‌ي سه لايه‌ي‎ ‎الکتروني با تعداد مشابه نقطه (اتم يا ‏الکترون) در هر بخشي از نمودار از جمله‎ ‎مهم‌ترين شباهت‌ها و تغيير شکل روند تغيير انرژي براي نقطه‌هاي ‏سوم تا دهم مهم‌ترين‎ ‎تفاوت است. وجود شباهت‌(ها) با توجه به روش تدريس گفته شده قابل انتظار است ‏ولي‎ ‎تفاوت بيان شده پرسش برانگيز خواهد بود. اين پرسش مقدمه‌اي است براي معرفي بحث بعدي‎ ‎که ‏مفهوم زيرلايه است و در دو سطر نخست صفحه‌ي 23 معرفي مي‌شود. وجود گروه‌هاي‎ ‎کوچک‌تر در هر ‏لايه‌ي الکتروني به خوبي در ميانه‌ي نمودار بند «ب» قابل مشاهده است‎. البته اين موضوع که در نمودار «آ» الکترون‌ها از يون‌هاي مثبت جدا مي‌شود در‎ ‎حالي که در نمودار «ب» ‏الکترون‌ها از اتم خنثي بيرون کشيده شده‌اند نيز از جمله‎ ‎تفاوت‌هاست. توجه داشته‌ باشيد که تفاوت ‏مقياس انرژي نيز روي محورهاي عمودي دو‎ ‎نمودار سبب شده است که در نمودار «آ» وجود زير لايه‌ها به ‏دليل کوچک‌تر بودن تفاوت‎ ‎انرژي آن‌ها در مقايسه با لايه‌ها ديده نشود‎. ‎

علیرغم پیشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته ای در طول نیم قرن گذشته، هنوز این تکنولوژی در اذهان عمومی ناشناخته مانده است. وقتی صحبت از انرژی اتمی به میان می آید، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمی و یا راکتورهای اتمی برای تولید برق را در ذهن خود مجسم می کنند و کمتر کسی را می توان یافت که بداند چگونه جنبه های دیگری از علوم هسته ای در طول نیم قرن گذشته زندگی روزمره او را دچار تحول نموده است. اما حقیقت در این است که در طول این مدت در نتیجه تلاش پیگیر پژوهشگران و مهندسین هسته ای، این تکنولوژی نقش مهمی را در ارتقاء سطح زندگی مردم، رشد صنعت و کشاورزی و ارائه خدمات پزشکی ایفاء نموده است. موارد زیر از مهمترین استفاده های صلح آمیز از علوم و تکنولوژی هسته ای می باشند:
1- استفاده از انرژی حاصل از فرآیند شکافت هسته اورانیوم یا پلوتونیوم در راکتورهای اتمی جهت تولید برق و یا شیرین کردن آب دریاها.
2-استفاده از رادیوایزوتوپها در پزشکی، صنعت و کشاورزی
3- استفاده از پرتوهای ناشی از فرآیندهای هسته ای در پزشکی، صنعت و کشاورزی
ایزوتوپهای یک عنصر، هسته هایی شامل تعداد پروتونهای یکسان و تعداد نوترونهای متفاوت می باشند.
یکسان بودن عدد اتمی در ایزوتوپها باعث گشته که خواص شیمیایی و بعضا فیزیکی یکسان داشته باشند اما در عین حال خواص هسته ای متفاوتی دارند. در حالیکه بطور طبیعی اکثر ایزوتوپهای موجود از پایداری نسبی برخوردار هستند، اما ایزوتوپهای ساخته دست انسان، عمدتا غیرپایدار می باشند. پایداری یک ایزوتوپ توسط نیمه عمر آن تعیین می گردد و نیمه عمر زمانی است که مقدار یک ایزوتوپ از طریق تلاشی به نصف می رسد.

نیمه عمرها می توانند از کسری از ثانیه تا صدها میلیون سال تغییر یابند. ایزوتوپهای رادیواکتیو(رادیوایزوتوپها) زمانیکه متلاشی می گردند سه نوع تابش را منتشر می سازند:
1- ذرات آلفا که دارای بار مثبت بوده و مرکب از دو پروتون و دو نوترون هستند(++4He)
2- ذرات بتا که الکترونهای انرژتیک با بار منفی یا پوزیترونها با بار مثبت می باشند
3- تابشهای گاما که بدون بار بوده و بسیار نافذ هستند.
برخی از عناصر رادیواکتیو مثل رادیوم و یا ایزوتوپهای رادیواکتوی مثل 235-U در طبیعت یافت می شوند ولی اکثر آنها در راکتورهای اتمی و یا بوسیله شتابدهنده ها تولید می گردند. 82-Br و58- Co و131-Iو32-Pو42-Kو111-Agو64-Cuو38-Cl  از مهمترین رادیو ایزوتوپهای تولید شده در راکتورهای اتمی می باشند و از آن طرف رادیو ایزوتوپهای 7-Beو206-Biو18-Fو132-I  د ر شتابدهنده ها ساخته می شوند. امروزه از رادیو ایزوتوپها و پرتوهای ناشی از فرایندهای هسته ای جهت بهبود محصولات غذایی، نگهداری مواد غذایی، تعیین منابع آبهای زیرزمینی، استرلیزه کردن منابع و تولیدات پزشکی، آنالیز هورمونها، کنترل فرایندهای صنعتی و بررسی آلودگی محیط زیست استفاده فراوانی به عمل می آید.

تولید گونه هایی از محصولات غذایی دارای حاصلخیزی بیشتر، تولید گونه های مقاوم نسبت به آفات و کم آبی، استفاده موثر تر از منابع آبی و جمع آوری آنها، کنترل نابودی آفات، جلوگیری از فساد محصولات در هنگام نگهداری، از مهمترین موارد استفاده از علوم و تکنولوژی هسته ای در کشاورزی است. کاربرد روشهای هسته ای در علوم پزشکی نسبت به سایر بخشها معروفتر و عمومی تر است. بیش از 100 سال است که دانشمندان با خواص اشعه ایکس آشنا شده اند و از آن برای تشخیص پزشکی استفاده می کنند. تصویربرداری، تشخیص، پیش بینی و درمان برخی بیماریها در نتیجه استفاده از پرتودهی و رادیوایزوتوپها حاصل می گردد. بطور مثال ید 131(131-I) برای تشخیص محل و مکان تومورهای مغزی مورد استفاده قراز می گیرد و یا از آن برای تعیین فعالیت غده تیروئید و کبد استفاده می شود. کرم -51(51-Cr ) برای تحقیقات خون شناسی، 75-Se برای بررسی لوزالمعده، 57- Co برای تشخیص کم خونی، 14-C برای تحقیقات بیولوژیکی و داروسازی، 137- Cs جهت درمان غدد سرطانی، 67-Cu برای از بین بردن غدد سرطانی از رایج ترین رادیوداروها در امر پزشکی می باشند. استفاده از پرتو گاما تولید شده از کبالت -60(60-Co ) از موثرترین و مقرون به صرفه ترین روشها در زمینه سترون نمودن وسایل، ابزار آلات و تولیدات پزشکی است.
طی نیم قرن گذشته، تکنولوژی هسته ای کاربردهای گسترده ای در صنعت یافته است. تسهیل عملیات اکتشاف و استخراج معادن زیرزمینی نفت و گاز، تشخیص محل نشت سیالات در لوله ها و مخازن، تعیین میزان خوردگی فلزات، اندازه گیری دقیق قطرسنجی، ضخامت سنجی و سطح سنجی، تعیین فرسودگی غشاء داخلی کوره های صنعتی، استفاده از اثرات متقابل پرتوها با مواد جهت بهینه سازی عملکرد آنها در صنعت و... تماما از مهمترین استفاده های صنعت از علوم و فنون هسته ای است. در این زمینه بطور مثال 241- Am  جهت تعیین محل حفاری چاههای نفت، 109- Cd جهت آزمایش عیار فلزات، 14- C برای تحقیقات باستان شناسی، 85- Kr جهت اندازه گیری ضخامت صفحات و الیاف بکار می روند

برق هسته ای

از مهمترین منابع استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی، ساخت راکتورهای هسته ای جهت تولید برق می باشد. راکتورهسته ای وسیله ای است که در آن فرایند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام می گیرد. در طی این فرایند انرژی زیاد آزاد می گردد به نحوی که مثلا در اثر شکافت نیم کیلوگرم اورانیوم انرژی معادل بیش از 1500 تن زغال سنگ بدست می آید. هم اکنون در سراسر جهان، راکتورهای متعددی در حال کار وجود دارند که بسیاری از آنها برای تولید قدرت و به منظور تبدیل آن به انرژی الکتریکی، پاره ای برای راندن کشتیها و زیردریائیها، برخی برای تولید رادیو ایزوتوپوپها و تحقیقات علمی و گونه هایی نیز برای مقاصد آزمایشی و آموزشی مورد استفاده قرار می گیرند. در راکتورهای هسته ای که برای نیروگاههای اتمی طراحی شده اند (راکتورهای قدرت)، اتمهای اورانیوم و پلوتونیم توسط نوترونها شکافته می شوند و انرژی آزاد شده گرمای لازم را برای تولید بخار ایجاد کرده و بخار حاصله برای چرخاندن توربینهای مولد برق بکار گرفته می شوند.

اين حقيقت است كه آبي كه امروزه مورد استفاده قرار مي دهيم، صدها ميليون سال است كه وجود دارد و مقدار آن خيلي تغيير نكرده است. آب در سرتاسر دنيا حركت مي كند، شكل آن تغيير مي كند، توسط گياهان و جانوران جذب مي شود اما هرگز ناپديد نشده و از بين نمي رود. آب چرخه اي عظيم و دائمي را طي مي كند كه آن را چرخه آب مي ناميم(هيدرو به معني آب است).
فرآيندهاي متعددي با هم در كارند و سبب مي شوند كه آبهاي زمين به صورت چرخه دائما در حركت باشند. در چرخه آب پنج فرآيند دخيلند: تراكم، بارش، نفوذ، روان آب و تبخيرو تعريق. اين فرآيندها همزمان بوده و به غير از بارش، بقيه دائمي مي باشند.
اين پنج فرآيند، تراكم، بارش، نفوذ، روان آب و تبخيرو تعريق، با هم چرخه آب را مي سازند. بخار آب متراكم شده و ابرها را تشكيل مي دهدكه در شرايط مناسب منجر به بارش مي شود. باران به سطح فرو مي ريزد و به خاك نفوذ مي كند يا به صورت روان آب جريان مي يابد. آب سطحي(مثل درياچه ها، رودخانه ها، اقيانوسها و غيره) تبخير شده و به صورت رطوبت به جو بر مي گردند در حاليكه گياهان طي فرآيند تعريق، آب را به جو برمي گردانند.
تراكم فرآيندي است كه طي آن آب از حالت بخار به حالت مايع تبديل مي شود. غالبا بخار آب موجود در هوا،‌ در اثر همرفت به سمت بالا مي رود. يعني هواي گرم و مرطوب بالا رفته و هواي سرد به سمت پايين حركت مي كند. همانطور كه هواي گرمتر بالا مي رود، بخار آب انرژي خود را از دست داده و حرارت آن افت مي كند. در نتيجه،‌ بخار آب به حالت مايع يا يخ در مي آيد.
مي توانيد در عمل،‌فرآيند تراكم را مشاهده كنيد، هنگاميكه بطري ليموناد سردي را از يخچال برداشته و آن را در هواي اتاق قرار مي دهيد. دقت كنيد كه ليموناد چگونه خارج مي شود. آب نمي تواند از داخل بطري خارج شود بلكه به صورت بخار آب به هوا وارد مي شود. همانطور كه هواي اطراف سرد مي شود، آب به صورت قطره در مي آيد.
بارش، آبي است كه به صورت باران، تگرگ يا برف از ابرها مي بارد. بارش وقتي آغاز مي شودكه بخار آب متراكم شده و در اتمسفر سنگين شود. در نتيجه نمي تواند در جريان هواي اتمسفر باقي بماند و فرو مي ريزد. در بعضي موارد، آب بارش،‌ قبل از اينكه به سطح برسد، تبخير مي شود. اگرچه در اكثر موارد،‌آب بارش به سطح زمين مي رسد و در سطح جريان مي يابد، علاوه بر آن آب سطحي دررودخانه ها و درياچه ها هم جمع مي شود يا با نفوذ به خاك، آب زيرزميني را تشكيل مي دهد.
بخشي از بارش كه به سطح زمين مي رسد‌، طي فرآيند نفوذ به داخل زمين مي رود. ميزان آبي كه به زمين نفوذ مي كند بسته به درجه شيب زمين، ميزان و نوع پوشش گياهي، نوع خاك و سنگ و ميزان اشباع شدگي خاك، متفاوت است. وجود سوراخهاي بيشتر(تركها، حفره ها، درزه ها)،‌ ميزان نفوذ را افزايش مي دهد. آبي كه به خاك نفوذ نكند، در سطح به صورت روان آب جاري مي شود.س
بارشي كه به سطح زمين مي رسد اما به خاك نفوذ نمي كند روان آب ناميده مي شود. روان آب در نتيجه ذوب برف و يخ هم به وجود مي آيد.
هنگامي كه ميزان بارش زياد است، خاكها از آب اشباع مي شوند. با افزايش بارش، آب اضافي نمي تواند به خاك وارد شود. روان آب به رودخانه ها و رودها وارد شده و مقدار زيادي از آب اضافي جريان مي يابد. آب سطحي هميشه به سمت پايينترين نقطه ممكن، معمولا اقيانوسها، حركت مي كند. در طول اين مسير، بخشي از آب تبخير مي شود، بخشي به زمين نفوذ كرده يا براي مقاصد كشاورزي يا صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد.
تبخير و تعريق،‌ آبي است كه از زمين تبخير شده و يا توسط گياهان تعريق مي شود. تبخير و تعريق، راهي براي ورود مجدد بخار آب به هواست.
تبخير، ‌هنگامي رخ مي دهد كه انرژي تابشي خورشيد، آب راگرم كرده و سبب مي شود كه ملكولهاي آب فعال شوند در نتيجه بخشي از آنها، به صورت بخار وارد اتمسفر مي شوند.
تعريق، هنگامي رخ مي دهد كه گياهان آب را توسط ريشه جذب كرده و آن را از طريق برگها پس مي دهند كه اين فرآيند به علت حذف و انتقال آلاينده ها، آب را تميز مي كند.
همانطور كه ديديد، فرآيندهاي بسياري در جريان هستند تا آب مورد نياز شما تامين شود. اين فرآيندها هميشه در جريان هستند. اگر قطب جنوب يخ زده است، به آن معنا نيست كه در آن تبخير رخ نمي دهد(يخ مي تواند مستقيما، طي فرآيندي كه تصعيد ناميده مي شود، به بخار تبديل شود و اگر بيابان ساهارا بسيار داغ است، به آن معنا نيست كه در آن بارندگي صورت نمي گيرد(بارش قبل از اين كه به زمين برسد، تبخير مي شود).
بنابراين، آبي كه شما امروزه مي نوشيد، هنگامي كه دايناسورها به زمين حكمفرمايي مي كردند، وجود داشته است.

 

در سال 1920 رادرفورد اظهار داشت که پروتون درون هسته ممکن است داراي يک الکترون باشد .در چنين صورتي اين الکترون چنان محکم به آن بسته شده است که يک ذره ي خنثي ايجاد کرده است. رادرفورد حتي براي اين ذره‌ي فرضي نام نوترون (به معناي خنثي) راپيشنهاد کرد . تحقيق در يافتن نوترون تا سال 1932 به دو دليل نامؤفق ماند .اول آنکه دانشمندان نمي توانستند ماده ي طبيعي بيابند که گسيل کننده ي نوترون باشد و ديگر آنکه روش هايي که براي آشکارسازي ذرات اتمي به کار برده مي شد ، همگي به آثار بار الکتريکي ذرات بستگي داشت.

در سال 1930 بث و بکر دريافتند که وقتي نمونه هايي از بور يا بريليم با ذرات آلفا بمباران شوند، تابش هايي از آنها گسيل مي شود که در آن وقت به نظر مي رسيد که از نوع پرتوهاي گاما هستند زيرا اين پرتوها فاقد بار الکتريکي بودند . فردريک ژوليو و ايرن کوري به بررسي جذب تابش مذکور در پارافين پرداختند(پارافين ماده ي غني از هيدروژن است) . آنها دريافتند که تابش حاصل ا زبريليم وقتي به پارافين برخورد مي کند، تعداد بسياري هسته ي هيدروژن (پروتون) از پارافين مي راند .چادويک به مطالعه ي انرژي پروتون هاي رانده شده پرداخت و بر اساس قوانين پايستگي و اندازه حرکت در فيزيک کلاسيک ، اين فرض را بنا نهاد که ماهيت تابش حاصل از بمباران بريليم نوتروني است که بار صفر و جرم برابر يک دارد . به عبارت ديگر وقتي بريليم با ذره ي آلفا بمباران شود ، واکنش هسته اي صورت مي گيرد و نوترون توليد مي‌شود:

وقتي نوترون ها به درون پارافين راه مي يابند، گاه و بي گاه با هسته هاي هيدروژن برخوردهاي رودرو پيدا مي کنند و به دليل يونشي که ايجاد مي کنند پروتون هايي پس زده مشاهده مي شود . چنين نوترون هايي بنا به فرض چادويک به علت آنکه بار الکتريکي ندارند مي توانند در اجزاي ماده ي متراکمي همچون سرب نفوذ کنند بدون آنکه انرژي خود را از دست بدهند .

از سال 1932 به بعد درباره ي خواص و برهم کنش بين نوترون ها و اتم ها پژوهش هاي بسياري به عمل آمده و شاخه اي به نام فيزيک نوتروني بوجود آمد . فيزيک نوتروني با توليد نوترون ها ، آشکارسازي آنها و برهم کنش آنها با هسته هاي اتمي و با ماده ي توده اي سروکار دارد .اين پژوهش ها در ميان پژوهش هاي ديگر به کشف شکافت هسته اي انجاميد .

  جایگاه الکترون                 

 سطوح انرژی دراتم کوانتومی (پله٬ پله ) است .هر الکترون ترازانرژی خاصی را اشغال می کند.موقعیت و  ویژگی های اوربیتالی که توسط هر الکترون اشغال می شودباچهار عددکوانتومی منحصر به فرد مشخص می شود.به عبارتی  دوالکترون دریک اتم حتما دریکی ازاعدادکوانتومی متفاوت خواهند بود. درواقع این اعداد حالت های متفاوت انرژی الکترون را به نمایش می گذارند.

n عددکوانتومی اصلی٬اندازه نسبی ابرالکترونی را نشان می دهند و بیانگر شماره لایه های  اصلی الکترونی است( 7-1). که درضمن همان شماره تناوب عنصر درجدول تناوبی نیزمی باشد. هرچه n بزرگتر باشد اندازه ابرالکترونی بیشتر والکترون ازهسته دورترخواهد بود .

بیشترین احتمال حضورالکترون درفضای اطراف هسته  را اوربیتال  می نامند.

هرتراز اصلی انرژی می تواندچند ترازفرعی انرژی نزدیک به هم داشته باشد (  s  ٬p ٬ d ٬ f) .

l عدد کوانتومی فرعی ٬ بیانگرنوع وشکل اوربیتال  می باشد. ومی تواند ازصفر تا   1- n تغییر کند .   

                            l=0                     l=1                 l=2                 l=3    عددفرعی

                              s                         p                     d                    f    نوع اوربیتال         

جهت گیری  اوربیتال هادرفضا درامتداد محور های مختصات٬ با عدد کوانتومی m معین می شود. 

(   p_x  ٬ p_y   ٬ p_z  ) ومی تواند اعداد صحیح از l - تا l+ راداشته باشد .

اوربیتال هایی که همشکل وازنظر اندازه یکسان هستندو فقط جهت متفاوتی دارند هم انرژی بوده  و همتراز می نامند

عدد کوانتومی چهارم  s ٬ حرکت الکترون را به دورخودش (حرکت اسپینی)  توصیف می کند که درجهت عقربه ساعت ویا خلاف آن می باشد.حرکت الکترون به دورخودش میدان مغناطیسی ایجاد می کند . مقدار آن ½ + یا ½ - می باشد.  اگر جهت چرخش الکترونی به دورخودش عکس چرخش الکترونی دیگر باشد قطب های مغناطیسی آن دو وارونه خواهد بود به این طریق ربایش مغناطیسی بین آن دو این اجازه را می دهد که دوالکترون دریک ناحیه ازفضای اطراف هسته و دریک اوربیتال جای گیرند.  

                      

 

 بیشتر واکنش های شیمیایی  برگشت پذیریا دو طرفه می باشند.درواقع ابتدا سرعت واکنش رفت( مستقیم )یا واکنش برگشت (معکوس)بیشتراز دیگری می باشد. ولی با گذشت زمان سرعت واکنش رفت برابر سرعت واکنش برگشت می شود دراین زمان دو واکنش باسرعت یکسان اما دردو جهت عکس صورت می گیرد بنابراین تعادل برقرار می شود به طوری که غلظت های مواد مو جود تغییر نمی نماید درحالی که واکنش هادرحال انجام هستند.یعنی این گونه تعادل ها پویا می باشند.

                                       سرعت واکنش برگشت = سرعت واکنش رفت

لازم بتذکر است تعادل دریک سیستم بسته تشکیل می شود به این معنی که هیچ یک از  مواد موثردرواکنش  به سامانه وارد ویا از آن خارج  نشود.

میزان پیشرفت  یک واکنش شیمیایی درلحظه تعادل ، تابع نوع واکنش ونوع مواد وبرخی شرایط حاکم برآن می باشد. 

بین غلظت های اجزای شرکت کننده درتعادل رابطه ساده ایی برقراراست .که به آن قانون تعادل شیمیایی ( قانون اثرجرم ) می گویند.

                     

  

                     αA   +   β B     <═>       γC     +   γ D                                        

                                                      [ A]^α  [B ] ^β    

                                     K=       ــــــــــــــــــــــــــــــ              

                                                    C ] ^γ  [ D ]^δ  ]   

                                                          

به  K ثابت تعادل  و به تساوي فوق عبارت    تعادل گويند. مقدار K  براي هر واكنش شيميايي در دماي ثابت مقداري ثابت وازواكنشي به واكنش ديگر فرق مي كند .

 

عوامل مؤثر برتعادل وثابت آن

 

اصل لوشاتليه " هرگاه عاملي باعث به هم خوردن يك تعادل شود ، سامانه درجهتي جابه جا مي شود كه اثر آن عامل راكاهش دهد.

 

آ) اثردما ، بالا بردن دما  انرژي گرمايي مولكول ها درمخلوط تعادلي افزايش داده  وبرخورد هاي مولكولي نيز بيشتر مي شود درنتيجه سرعت واكنش رفت وبرگشت را افزايش مي يابد . اما ميزان افزايش درآنها يكسان نيست و آزمايش هاي گوناگون نشان مي دهند  افزايش دما سرعت واكنش گرماگيررا افزايش بيشتري مي دهد . به اينترتيب درتعادل جديد غلظت ها ي مواد موجود درتعادل تغیير مي كنند يعني تعادل جابه جا شده بنابر اين مقدار  Kc  نيز تغيير مي نمايد.

ب) اثر غلظت و فشار،هرگاه غلظت يكي ازواكنش دهنده هارا افزايش دهيم ،تعداد برخورد ميان ذره هاي  واكنش دهنده ها افزايش يافته و واكنش رفت سرعت بيشتري به خود مي گيرد به اين ترتيب پس از مدتي غلظت فرآورده نيز افزوده مي شود وسرعت برگشت افزايش مي يابدتا اين كه اين دو سرعت برابر شده اما اين سرعت ها وهم چنين غلظت هاي مواد موجود درتعادل جديد با سرعت هاي نظير وغلظت هاي تعادل قبلي متفاوت خواهد بود يعني تعادل جابه جاشده اما اين تغيير طوري صورت مي گيرد كه مقدار ثابت تعادل ثابت باقي مي ماند.

درمورد مشابه تغيير فشار همانند تغيير غلظت مي باشد لازم به تذكر است كه تغيير فشاربرسيستم هاي تعادلي اثردارد كه تعداد مولهاي گاز دردوطرف معادله شيميايي موازنه شده يكسان نباشد.

کروماتوگرافی  روش جزء به جزء کردن یک مخلوط  براساس قطبیت مولکول ها می باشد.کروماتوگرافی شامل  یک فاز متحرک(مخلوط)  می باشد که می خواهیم جداسازی نماییم واین مخلوط دریک مایع ویا گاز حل شده است و ازروی یک فاز  ساکن  عبور می نماید  اجسام موجود در مخلوط به علت قطبیت متفاوت با سرعت های مختلف ازروی فاز ساکن می گذرند .

سرعت حرکت هر جزء درمخلوط به چند عامل قطبیت بستگی دارد که مهمترین آنها یک جسم قطبی هم به حلال وهم به فازساکن جاذبه دارد جسمی که کندتر حرکت می کند بیشترین جاذبه رانسبت به فاز ساکن دارد.

کروماتوگرافی انواع گوناگون دارد ازجمله :

 1- کروماتوگرافی ستونی :که برای جداسازی های فوق العاده حساس مانند جداسازی ویتامین ها ٬ پروتئین ها ٬ وهورمون هابه کار می رود. که باروش های دیگربه آسانی جدا سازی نمی شوند. در این روش فاز ساکن شامل  یک ستون شیشه ای یاپلاستیکی است. که باماده ای نظیر آلومینیم اکسید ٬ کلسیم کربنات٬  منیزیم کربنات٬ زغال فعال شده٬ خاک رس٬ ژل ها و یا بسیاری ازترکیبات آلی دیگر  پر شده است. اندازه ذرات فازساکن درگستره(  150 تا 200μm ) می باشد. فاز متحرک شامل مخلوط همراه بایک حلال مناسب است که ازبالای ستون اضافه می شود .

2-کروماتوگرافی یونی : دراین مورد ستون رااز رزین تبادل یون پر می کنند. بابه کاربردن رزین مناسب می توان یون های مثبت ویون های منفی راازهم جدانمود .

3- کروماتوگرافی کاغذی : دراین روش به جای ستون شیشه ای از نوارهای کاغذی درظرف سربسته استفاده می شود قطره ای ازمخلوط رابرروی کاغذ گذاشته وانتهای کاغذرادرحلال مناسب قرار می دهند حلال براساس خاصیت موئینگی درکاغذ نفوذ نموده وباعث جداسازی اجزاء مخلوط می شود ۴- کروماتوگرافی لایه نازک: این تکنیک که غالبا درجداسازی مخلوطهای مواد زیست شناختی مختلف به کار می رود بعضی ازتکنیک واصول به کاررفته درکروماتوگرافی ستونی وکاغذی باهم تلفیق شده است .

5- کروماتوگرافی گازی :  یک تکنیک کروماتوگرافی برای تجزیه مایعات فرارومخلوط هایی ازگازهاو بخارات می باشد .گازهای   که باید تفکیک  شوند همراه با یک گاز بی اثر نظیر هلیم درفاز متحرک حمل می شود. 

 

تصوری که امروزه ازساختاراتم در ذهن ما می باشد نتيجه فرضيه ها وآزمايش هايی است که رادرفورد ويارانش ازجمله نيلز بور و هانس گايگر وارنست مارسدن انجام داده اند .

آنها ورقه بسيارنازکی از طلا رادرمعرض عبور اشعه آلفا ( ⁺He² )قراردادند . نتايج زيربه دست آمد.

۱ـ اکثر ذرات آلفا مستقيم ازورقه عبور نمود .آنها نتیجه گرفتند  که بايد بيشتر حجم اتم خالی باشد ۰ (شعاع اکثر اتم ها بين   ۵۰ و۲۵۰ پيکومتر  وشعاع هسته اتم ها بين  ^۳-۱۰ ×۱.۲ و

 ^۳ -۱۰ × ۷.۵ پيکومتر تغيير می کند  )

۲ـ تعدادکمی ازذرات بازوايای بزرگ منحرف شدند.نتيجه آن که بايد ازکنار ذره ايی بابار مثبت عبورکرده باشند.

۳ـ تعداداندکی درخلاف جهت وبه عقب بازگشتند .رادرفورد دراين باره توضيح داد که اتم دارای هسته  بسيار کوچکی است که  بيشترين جرم رادرخودجا داده است.

 گاز یا بخار مواد شیمیایی راتوسط یک قوس الکتریکی  یا جرقه الکتریکی ویاشعله چراغ بونزن گرم کنیم  نور ازآنها منتشر می شود .اگر شعاعی ازاین نور راتوسط منشور تجزیه کنیم  یک طیف خطی به دست می اید

این طیف بیوسته نیست، بلکه مرکب از خطوطی بارنگ های مختلف است که هر خط نشان دهنده طول موج با انرژی معینی است.  هرعنصر دارای طیف خطی ویژه ای است.

اگر چه بین طیف های خطی عناصر مختلف شباهت هایی وجوددارد ، ولی هرطیف منحصر به فرداست (مانند اثر انگشت اشخاص).

براساس نظریه بوهر، طیف نشری اتم ها مورد مطالعه ناشی از انتقالات الکترونی دراتم است. انتقال الکترون ازیک حالت انرژی بالا به یک حالت انرژی پایین تر منجر به آن می شود ، که این اختلاف انرژی به صورت یک کوانتوم نور صادر شود.

برطبق نظر بوهر الکترون هیدروژن فقط درمدارهای کروی معین که به طور متحدالمرکز دور هسته قرار دارند حرکت می کند. این مدارها تابع یک محدودیت کوانتومی است، بدین معنی که اندازه حرکت (مومنتوم mvr  )  زاویه ایی یک الکترون دریک مدار ) که درآن  mجرم الکترون و vسرعت الکترون وr شعاع مدار است ) باید مضرب صحیحی از مقدار  h/2η باشد.

 N= 1  2  3  4   ….                         .                    η mvr=nh/2

بنابراین یک الکترون درهر مداری که حرکت می کند . دارای انرژی معینی است که ازمشخصات آن مدار است .تا زمانی که الکترون روی مدار معینی است نه انرژی می گیرد ونه انرژی می دهد.