از جمله مفاهیم اساسی در شیمی GCSE که باید در آن تجدید نظر کنید، ساختار اتمی و آرایش عناصر در جدول تناوبی است. این مقاله دستورالعمل ها و نکاتی را در مورد چگونگی درک مؤثر این موضوع مهم در آمادگی برای آزمون GCSE ارائه می دهد. پیوندهایی به منابع خارجی برای بازبینی عمیق تر ارائه شده است.

اتم ها، عناصر و ترکیبات

تمام مواد طبیعی که با آنها روبرو می شویم، اندازه گیری می کنیم، مشاهده می کنیم و دستکاری می کنیم – از جمله اتم های بدن خودمان – ماده باریونی است. باریون یک ذره زیر اتمی است که از تعداد فرد کوارک ظرفیتی تشکیل شده است. باریون‌ها نه تنها در خانواده ذرات هادرون طبقه‌بندی می‌شوند، بلکه بر اساس اسپین نیمه صحیح خود به عنوان فرمیون نیز طبقه‌بندی می‌شوند. در حالی که این یک نوع ماده شناخته شده است، اما در واقع کم فراوان ترین ماده سازمان یافته است.

باریون ها چیزی هستند که ماده تاریک از آن تشکیل شده است. تمام ستارگان، سیارات، گازهای بین ستاره ای و سیاهچاله های کیهان کمتر از 5 درصد کل جرم قابل اندازه گیری کیهان هستند. در مقایسه، ماده تاریک حدود 27 درصد را تشکیل می دهد از جهان قابل مشاهده اگرچه این حقایق مربوط به استان شیمی نیست، یا مستقیماً به مدرک شیمی مربوط نمی شود، مهم است که بدانیم که شیمی در مورد ماده عادی است. یا ماده باریونی

اتم ها چیست؟

اتم ها ذرات باریونی اساسی هستند که خواص عناصر و ترکیبات را مشخص می کنند. عدد اتمی، که تعداد پروتون‌هایی است که یک اتم در خود دارد، به عنوان هویت یک عنصر عمل می‌کند. به عنوان مثال، ساده ترین عنصر، هیدروژن، دارای عدد اتمی یک است. در همین حال، سنگین ترین عنصر طبیعی، اورانیوم، دارای 92 پروتون و به نوبه خود عدد اتمی 92 است.

وقتی اتم ها سنگین تر می شوند چه اتفاقی می افتد؟

با سنگین‌تر شدن عناصر، پایداری آن‌ها کاهش می‌یابد و رادیواکتیو می‌شوند. برخی از عناصری که اعداد اتمی کمتری دارند، ایزوتوپ های رادیواکتیو نیز دارند، مانند کربن 14.

ایزوتوپ ها چیست؟

ایزوتوپ یک عنصر به دلیل وجود یا عدم وجود نوترون اضافی، سنگین‌تر یا سبک‌تر است. همه عناصر جدول تناوبی بین 1 (هیدروژن) و 82 (سرب) حداقل یک ایزوتوپ پایدار دارند، به استثنای دو عنصر: تکنسیم (43) و پرومتیم (61).

آیا عناصر به طور طبیعی به شکل خالص وجود دارند؟

بیشتر عناصر به شکل خالص در طبیعت وجود ندارند: آنها با عناصر دیگر ترکیب می شوند تا ترکیباتی را تشکیل دهند. با این حال، گازهای نجیب، یعنی گازهای بی اثر، به راحتی با عناصر دیگر ترکیب نمی شوند. گازهای نجیب عبارتند از:

• هلیوم (او)
• نئون (Ne)
• آرگون (Ar)
• کریپتون (Kr)
• زنون (Xe)
• رادون (Rn)

از آنجا که آنها به خوبی با عناصر دیگر ترکیب نمی شوند، این گازها به طور طبیعی به عنوان عناصر خالص وجود دارند.

اینجا یک است راهنمای جامع در مورد موضوعات مورد بازنگری در مورد اتم ها، عناصر و ترکیبات. این شامل فرمول های شیمیایی عناصر، یون ها، برخی از ترکیبات رایج و معادلات شیمیایی متعادل است. همچنین ممکن است بخواهید به سوالات مربوط به ترکیبات پاسخ دهید اینجا.

مخلوط ها

مخلوط ها ترکیب فیزیکی دو یا چند ماده مختلف هستند. آنها یا همگن (جایی که مخلوط در سراسر یکنواخت است) یا ناهمگن (غیر یکنواخت) هستند. خواص شیمیایی مواد حفظ می شود. محیط پراکندگی مخلوط ها که فاز مخلوط نیز نامیده می شود، می تواند گاز، مایع یا جامد باشد. به عنوان مثال، نمک خوراکی (جامد) را می توان در آب حل کرد، که به عنوان محیط پراکندگی عمل می کند.

مخلوط ها به سه دسته تقسیم می شوند:

1. راه حل: این نوعی مخلوط است که در آن یک یا چند املاح در یک حلال حل می‌شوند تا یک ماده همگن تشکیل دهند. مقدار املاح معمولاً در مقایسه با حلال کمتر است. هر محلول دارای یک نقطه اشباع است که حدی است که در آن مقدار بیشتری از املاح نمی تواند در حلال حل شود.

2. کلوئید: این یک نوع مخلوط فاز جدا شده است که در آن ذرات نامحلول یا محلول به صورت میکروسکوپی در سراسر ماده دیگر پراکنده می شوند. مخلوط های کلوئیدی شامل ژل ها و امولسیون ها هستند. ذرات در مخلوط های کلوئیدی ته نشین نمی شوند و نمی توان آنها را از طریق فیلتراسیون معمولی یا سانتریفیوژ جدا کرد.

3. تعلیق: این یک مخلوط ناهمگن است که در آن ذرات به اندازه کافی بزرگ هستند که با فیلتراسیون یا سانتریفیوژ جدا شوند. وقتی برای مدتی باقی می‌مانند، ذرات در کف محیط پخش می‌نشینند، مانند گل معلق در آب.

اینها را بررسی کنید سوالات تجدید نظر در مورد مخلوط ها برای کمک به شما برای آماده شدن برای امتحان شیمی GCSE.

ساختار اتمی

ساختار اتمی به نحوه چیدمان ذرات زیراتمی متشکل از یک اتم اشاره دارد. شاید برای شما مفید باشد که تاریخچه چگونگی دانشمندان جان دالتون و جی جی تامسون را مرور کنید ساختار اتم را نظریه پردازی کرد. دانستن منشا اتم به شما کمک می کند تا بفهمید که چگونه این ایده از اکتشافات در مورد پروتون ها، نوترون ها و آرایش الکترون ها شکل گرفته است. همچنین باید آزمایش‌های مختلف بورس و رادرفورد و نحوه محاسبات را برای رسیدن به این ایده که الکترون‌ها به دور هسته در پوسته می‌چرخند، تجدید نظر کنید.

مدرن مدل مکانیکی کوانتومی اتم الکترون ها را در ابرهای احتمالی قرار می دهد که در آنجا به صورت ذرات موجی وجود دارند و مناطقی به نام اوربیتال را اشغال می کنند. الکترون‌ها در این مدل کوانتیزه می‌شوند و به آنها اجازه می‌دهد فقط در سطوح انرژی خاصی وجود داشته باشند و نه در بین آن‌ها.

جدول تناوبی

حتی قبل از اینکه دیمیتری مندلیف عناصر شیمیایی شناخته شده را در جدولی منظم در سال 1869 چیدمان کند، پیش از این برخی تصورات وجود داشت که عناصر از الگوها و گروه بندی های خاصی پیروی می کنند. نمونه ای از نوع الگوها و گروه هایی که عناصر از آنها پیروی می کنند گازهای نجیب هستند: اینها همه بی اثر هستند و در شرایط معمولی به راحتی با عناصر دیگر ترکیب نمی شوند.

در جدول تناوبی عناصر صرفاً چیدمان منطقی عناصر بر اساس خواص آنهاست. فقط مرتب کردن عناصر شیمیایی با استفاده از اعداد اتمی آنها کافی نیست. ستون ها و ردیف ها عناصر را به دسته ها و انتقال ها طبقه بندی می کنند. به عنوان مثال، ستون اول یا گروه هیدروژن، فلزات قلیایی هستند. هنگامی که با آب واکنش می دهند، مواد قلیایی تشکیل می دهند.

رجوع به نمونه سوالات در این صفحه تا خود را در جدول تناوبی عناصر آزمایش کنید.

گروه ها در جدول تناوبی

جدول تناوبی عناصر دارای 18 گروه است که مربوط به هر ستون است. هر گروه با عنصر بالای ستون نشان داده می شود که خواص فیزیکی و/یا شیمیایی مشابهی با سایر عناصر گروه دارد. این عمدتا به دلیل لایه های الکترونی اتم های آنها است. باید به یاد داشته باشید که واکنش پذیری و تمایلات پیوند عناصر عمدتاً توسط مکان مداری بیرونی ترین الکترون تعیین می شود.

فلزات واسطه

فلزات واسطه عناصری هستند که درست در وسط جدول تناوبی عناصر یافت می شوند. به طور خاص، آنها به گروه های 3 تا 12 تعلق دارند. آنها عناصری هستند که به جای یک لایه، الکترون های ظرفیتی در دو لایه جداگانه دارند. این از نظر نحوه ترکیب آنها با سایر عناصر متعلق به گروه های دیگر قابل توجه است.
مراجعه کنید به این منبع برای اطلاعات بیشتر و نمونه سوالات GCSE در مورد فلزات واسطه.

درباره آموزش شیمی در مرکز منابع آموزشی شیمی ما اطلاعات بیشتری کسب کنید.