جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول (رایگان و جامع) + حل نمونه سوال

در این مطلب آموزشی گسترش اندیشه پویا، با این مفهوم امنیتی آشنا می‌شویم:

در فصل اول شیمی یازدهم، به مفاهیمی پایه و کلیدی مانند رفتار مواد و عناصر در جدول تناوبی، عدد اتمی، انواع عناصر و شعاع اتم، درصد خلوص مواد و خواص ترکیبات آلی مانند آلکان‌ها، آلکن‌ها، آلکین‌ها و هیدروکربن‌های حلقوی پرداخته می‌شود. در این مطلب از مجله به جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول پرداخته و مهم‌ترین نکات آن را مرور می‌کنیم.

با جدول تناوبی، انواع عناصر و آرایش الکترونی آشنا می‌شوید.روند تغییر شعاع اتمی، خصلت فلزی و فعالیت شیمیایی عناصر را یاد می‌گیرید.می‌توانید مسائل درصد خلوص و بازده درصدی را حل کنید.با انواع هیدروکربن‌ها مانند آلکان، آلکن و آلکین آشنا می‌شوید.نحوه نام‌گذاری هیدروکربن‌ها را به‌صورت ساده یاد می‌گیرید.واکنش‌پذیری هیدروکربن‌ها و مفهوم نفت خام را می‌شناسید.

در ابتدای این مطلب به بررسی انواع ماده می‌پردازیم. سپس جدول تناوبی و نکات آن مانند شعاع اتمی، قانون دوره‌ای عناصر و خصلت فلزی را بررسی می‌کنیم. در نهایت به بررسی هیدروکربن‌ها و خواص آن‌ها می‌پردازیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به جمع بندی کامل شیمی یازدهم فصل اول دسترسی داشته باشید.

جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول

جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول به بررسی نکاتی مهم در شیمی می‌پردازد که پایه درک بسیاری از پدیده‌های شیمیایی هستند. در این فصل نکات کلیدی جدول تناوبی، انواع عناصر، قانون دوره‌ای عناصر، درصد خلوص و بازده واکنش و انواع هیدروکربن‌ها بررسی می‌شود. در ادامه این نکات و مفاهیم را با توجه به دسته‌بندی و حوزه آن‌ها توضیح می‌دهیم.

لیست نکات ارائه شده در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول در ادامه آورده شده است.

انواع مواد: مواد طبیعی و مصنوعینکات جدول تناوبی: قانون دوره‌ای عناصر، شعاع اتمی، انواع عناصر، خصلت فلزی و نافلزیاستوکیومتری: درصد خلوص و بازده درصدیهیدروکربن‌ها: آلکان، آلکن، آلکین و هیدروکربن‌های حلقوی

اولین مبحث در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، انواع مواد است. مواد به‌طور کلی می‌توانند به دسته بندی‌های مختلفی تقسیم شوند. یکی از مهم ترین این دسته بندی‌هامواد طبیعی و مواد مصنوعیهستند. مواد نقش اساسی در زندگی روزمره و پیشرفت جوامع انسانی دارند و تقریبا تمام وسایل و سازه‌هایی که پیرامون ما وجود دارند از انواع مختلف مواد ساخته شده‌اند. از گذشته تا امروز، انسان همواره از مواد گوناگون برای تامین نیازهای خود استفاده کرده و با توسعه علم و فناوری، توانسته است مواد جدیدی با ویژگی‌های مطلوب تولید کند.

شناخت انواع مواد و ویژگی‌های آن‌ها اهمیت زیادی دارد، زیرا انتخاب ماده مناسب می‌تواند بر کیفیت، دوام، کارایی و حتی اثرات زیست محیطی یک محصول تاثیر بگذارد. به طور کلی، مواد مورد استفاده در صنایع و زندگی روزمره به دو گروه اصلی طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند که هر کدام دارای ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای خاص خود هستند.

تعریف مواد طبیعی و مصنوعی

مواد مورد استفاده در زندگی روزمره را می‌توان به دو دسته اصلی مواد طبیعی و مواد مصنوعی تقسیم کرد. مواد طبیعی به طور مستقیم از طبیعت به دست می‌آیند و معمولا بدون تغییر زیاد یا با فرآوری اندک مورد استفاده قرار می‌گیرند. چوب، پنبه، سنگ، ابریشم و چرم از نمونه‌های شناخته شده مواد طبیعی هستند. این مواد به دلیل تجدیدپذیر بودن، زیست‌تخریب‌پذیری و سازگاری بیشتر با محیط زیست، اهمیت زیادی دارند. همچنین بسیاری از آن‌ها از نظر ظاهری جذاب بوده و به دلیل بافت و ویژگی‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلفی مانند ساختمان‌سازی، پوشاک و دکوراسیون کاربرد گسترده‌ای دارند.

اگر تا این قسمت از مطلب را مطالعه کرده‌اید با یکی از مفاهیم در جمع بندی شیمی دوازدهم فصل اول آشنا شده‌اید. در ادامه مطلب نیز به بررسی بیشتر این مفاهیم و موضوعات می‌پردازیم.

برای دسترسی همیشگی و رایگان به مطالبه مجله در موبایل خود، پیشنهاد می‌کنیم اپلیکیشنرایگانمجله را نصب کنید.

براینصب اپلیکیشنرایگانمجله کلیک کنید.

در مقابل، مواد مصنوعی به وسیله انسان و از طریق فرایندهای شیمیایی و صنعتی تولید می‌شوند. این مواد در طبیعت به شکل اولیه خود وجود ندارند و برای دستیابی به ویژگی‌های خاص طراحی می‌شوند. پلاستیک‌ها، نایلون، پلی‌استر، لاستیک مصنوعی و مواد کامپوزیتی از مهم‌ترین نمونه‌های مواد مصنوعی هستند. یکی از مزیت‌های اصلی این مواد، امکان کنترل و تنظیم خواص آن‌ها است. به همین دلیل می‌توان موادی با استحکام، انعطاف‌پذیری، مقاومت حرارتی یا مقاومت شیمیایی بالا تولید کرد که در بسیاری از کاربردهای صنعتی و فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایا و معایب انواع مواد

هر یک از این دو گروه دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود هستند. مواد طبیعی معمولا دوستدار محیط زیست بوده و پس از مصرف راحت‌تر تجزیه می‌شوند، اما ممکن است از نظر کیفیت و ویژگی‌ها یکنواخت نباشند. در مقابل، مواد مصنوعی از دوام بالا، قابلیت تولید انبوه و هزینه کمتر در بسیاری از موارد برخوردارند، اما برخی از آن‌ها به سختی تجزیه می‌شوند و می‌توانند مشکلات زیست‌محیطی ایجاد کنند. به همین دلیل انتخاب میان این دو نوع ماده به شرایط استفاده، هزینه، دوام مورد نیاز و ملاحظات زیست‌محیطی بستگی دارد.

امروزه در بسیاری از صنایع از ترکیب مواد طبیعی و مصنوعی استفاده می‌شود تا از مزایای هر دو بهره گرفته شود. برای مثال، در معماری نوین ممکن است چوب طبیعی در کنار مواد کامپوزیتی بازیافتی به کار رود تا علاوه بر زیبایی ظاهری، استحکام و دوام سازه نیز افزایش یابد. بنابراین هیچ یک از این دو گروه را نمی‌توان به طور مطلق بر دیگری برتر دانست و انتخاب مناسب به نوع کاربرد، نیازهای فنی و اهداف اقتصادی و زیست‌محیطی بستگی دارد.

فلش کارت مزایا و معایب انواع مواد

در ادامه می‌توانید مزایا و معایب هر یک از این دسته بندی‌ها در قالب فلش‌کارت ارائه شده است. با کلیک بر روی هر تصویر می‌توانید نکات کلیدی مربوطه را مشاهده کنید.

یادگیری شیمی یازدهم با

برای درک بهتر نکات ارائه شده در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، نیاز است ابتدا با مفاهیمی چوننام عناصر جدول تناوبی، گروه‌های جدول تناوبی،هالوژن‌ها،گازهای نجیب، اصل آفبا، الکترون ظرفیت و نام گذاری هیدروکربن‌ها آشنا شویم. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری این مفاهیم، به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه یازدهم، بخش شیمی مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مفاهیم می‌پردازد.

همچنین، با مراجعه به فیلم‌های آموزش که در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه جمع بندی شیمی یازدهم دسترسی داشته باشید.

فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم و گواهینامه فرادرسفیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم بخش شیمی فرادرسفیلم آموزش شیمی عمومی ۱ و ۲ مرور و حل مساله فرادرس

یکی دیگر از مباحث مهمی که در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول بررسی می‌شود، جدول تناوبی و نکات آن است. در این قسمت از جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول به بررسی مفهوم جدول تناوبی، انواع عناصر، عناصر دسته d، خصلت فلزی و خصلت نافلزی می‌پردازیم.

این مفاهیم در ادامه توضیح داده می‌شوند. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با جدول تناوبی عناصر و نکات آن، فیلمآموزش جدول تناوبی و خواص عناصر جدول مندلیف به زبان سادهکه لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

عناصر شیمیاییدرجدول تناوبیمرتب شده‌اند که یکی از مهم‌ترین ابزارهای یادگیری شیمی به شمار می‌رود. این جدول حجم زیادی از اطلاعات مربوط به عناصر را به شکلی منظم نمایش می‌دهد و به کمک آن می‌توان بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی عناصر و نحوه واکنش آن‌ها را پیش‌بینی کرد. عناصر بر اساسعدد اتمیاز چپ به راست و از بالا به پایین در جدول قرار گرفته‌اند.

جدول تناوبی از هفت ردیف افقی تشکیل شده است که به آن‌هادورهگفته می‌شود و با اعداد ۱ تا ۷ شماره‌گذاری می‌شوند. همچنین عناصر در هجده ستون عمودی قرار دارند که به آن‌ها گروه می‌گویند. عناصر موجود در یک گروه معمولا خواص شیمیایی مشابهی دارند، زیرا تعدادالکترون‌های لایه ظرفیتآن‌ها یکسان یا نزدیک به هم است.

گروه‌های ۱، ۲ و ۱۳ تا ۱۸ را عناصر گروه اصلی می‌نامند. گروه‌های ۳ تا ۱۲ در مرکز جدول قرار دارند و به نام عناصر واسطه شناخته می‌شوند. در پایین جدول نیز دو ردیف جداگانه دیده می‌شود که شامللانتانیدها و اکتینیدهاهستند. این دو دسته در واقع بخشی از دوره‌های ششم و هفتم محسوب می‌شوند، اما برای جلوگیری از بزرگ شدن بیش از حد جدول، در قسمت پایین آن نمایش داده می‌شوند.

در جدول تناوبی در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، یک خط زیگزاگ موربانواع عناصررا به سه دسته کلی فلزها، نافلزها و شبه فلزها تقسیم می‌کند. فلزها در سمت چپ و پایین این خط قرار دارند، نافلزها در سمت راست و بالای آن دیده می‌شوند و عناصری که روی این خط قرار گرفته‌اند شبه فلز نام دارند. شبه فلزها برخی ویژگی‌های فلزها و برخی ویژگی‌های نافلزها را به طور همزمان نشان می‌دهند و از این نظر رفتاری میان این دو گروه دارند.

فلزهامعمولا رسانای خوب گرما و جریان برق هستند و به دلیل داشتن الکترون‌های آزاد، انرژی را به راحتی منتقل می‌کنند. همچنین بیشتر فلزها براق هستند، می‌توان آن‌ها را به سیم تبدیل کرد (شکل پذیری کششی) و به ورقه‌های نازک تبدیل نمود (چکش خواری). تقریبا بیشتر عناصر شناخته شده فلز هستند. در شرایط معمول، همه فلزها جامد هستند و تنها جیوه به صورت مایع یافت می‌شود.

در مقابل،نافلزهامعمولا رسانایی ضعیفی برای گرما و برق دارند و سطح آن‌ها براق نیست. نافلزها می‌توانند در حالت‌های مختلف ماده وجود داشته باشند. برای مثال، کلر یک گاز، برم یک مایع و ید یک جامد است. نافلزهای جامد اغلب شکننده هستند و در اثر ضربه به راحتی خرد می‌شوند و برخلاف فلزها قابلیت تبدیل شدن به سیم یا ورقه را ندارند.

شبه فلزهاخواصی بین فلزها و نافلزها دارند. این عناصر نه به اندازه فلزها رسانای خوب و نه مانند نافلزها کاملا نارسانا هستند. به همین دلیل از برخی شبه فلزها مانند سیلیسیم و ژرمانیم در ساخت قطعات الکترونیکی و نیمه رساناها استفاده می‌شود.

فلش کارت انواع عناصر

در ادامه، خواص انواع عناصر در قالب فلش‌کارت ارائه شده است. با کلیک بر روی هر تصویر می‌توانید نکات کلیدی مربوطه را مشاهده کنید.

آرایش الکترونی عناصر

آرایش الکترونیبه نحوه قرار گرفتن الکترون‌ها در اطراف هسته یک اتم گفته می‌شود. این آرایش نشان می‌دهد الکترون‌ها در چه ترازهای انرژی، زیرلایه‌ها و اوربیتال‌ها قرار دارند و به ما کمک می‌کند رفتار شیمیایی عناصر و جایگاه آن‌ها در جدول تناوبی را بهتر درک کنیم.

دو ستون سمت چپ که به آن‌ها بلوک s گفته می‌شود شامل عناصری هستند که اوربیتال‌های ns در آن‌ها در حال پر شدن است. شش ستون سمت راست بلوک p را تشکیل می‌دهند که در آن‌ها اوربیتال‌های np پر می‌شوند. در میان آن‌ها، ۱۰ ستون بلوک d قرار دارد که مربوط به پر شدن اوربیتال‌های (n−1)d است. در پایین جدول نیز ۱۴ ستون بلوک f قرار دارد که مربوط به پر شدن اوربیتال‌های (n−2)f هستند. از آنجا که هر اوربیتال حداکثر دو الکترون را در خود جای می‌دهد، تعداد ستون‌ها در هر بلوک برابر با ظرفیت الکترونی آن زیرلایه است. همچنین در هر ستون، عناصر آرایش الکترونی لایه ظرفیت مشابهی دارند و همین موضوع باعث شباهت رفتار شیمیایی آن‌ها می‌شود.

جایگاه هیدروژن و هلیوم تا حدی قراردادی است. هیدروژن با وجود اینکه فلز قلیایی نیست، به دلیل آرایش الکترونی شباهت‌هایی با لیتیوم و سایر عناصر گروه اول دارد. هلیوم نیز با داشتن زیرلایه کامل از نظر آرایش الکترونی باید شبیه عناصر گروه دوم باشد، اما کامل بودن لایه اول باعث می‌شود رفتار شیمیایی آن بسیار پایدار باشد، به همین دلیل در بالای نئون در سمت راست جدول قرار می‌گیرد.

نحوه نوشتن آرایش الکترونی عناصر

برای نوشتن آرایش الکترونی عناصر در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، باید ازاصل آفبااستفاده کنیم. طبق این اصل، الکترون‌های اتم‌ها ابتدا سطوح انرژی پایین‌تر را اشغال می‌کنند. ترتیب پر شدن زیرلایه‌های الکترونی طبق اصل آفبا مطابق زیر است.

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p61s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^65s^24d^{10}5p^66s^24f^{14}5d^{10}6p^67s^25f^{14}6d^{10}7p^61s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6

بدین ترتیب، با داشتن عدد اتمی عنصر می‌توانیم آرایش الکترونی عناصر را بنویسیم. برای مثال، آرایش الکترونی چند عنصر در ادامه آورده شده است.

H:1s1\mathrm{H:}\ 1s^1H:1s1

C:1s22s22p2\mathrm{C:}\ 1s^22s^22p^2C:1s22s22p2

Na:1s22s22p63s1\mathrm{Na:}\ 1s^22s^22p^63s^1Na:1s22s22p63s1

Fe:1s22s22p63s23p64s23d6\mathrm{Fe:}\ 1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^6Fe:1s22s22p63s23p64s23d6

همچنین می‌توان برای جلوگیری از طولانی شدن آرایش الکترونی عناصر، شکل فشرده آن‌ها را نوشت. برای نوشتن آرایش الکترونی فشرده، آن قسمتی از آرایش الکترونی که مربوط به گاز نجیب دوره قبل از عنصر است را در نماد کروشه نوشته و ادامه آرایش الکترونی را می‌نویسیم. برای مثال، چند آرایش الکترونی فشرده در ادامه آورده شده است.

Na:1s22s22p63s1;[Ne]3s1\mathrm{Na:}\ 1s^22s^22p^63s^1 \quad ; \quad [Ne]3s^1Na:1s22s22p63s1;[Ne]3s1

Cl:1s22s22p63s23p5;[Ne]3s23p5\mathrm{Cl:}\ 1s^22s^22p^63s^23p^5 \quad ; \quad [Ne]3s^23p^5Cl:1s22s22p63s23p5;[Ne]3s23p5

Ca:1s22s22p63s23p64s2;[Ar]4s2\mathrm{Ca:}\ 1s^22s^22p^63s^23p^64s^2 \quad ; \quad [Ar]4s^2Ca:1s22s22p63s23p64s2;[Ar]4s2

آرایش الکترونی فلزات واسطه

در نگارش آرایش الکترونی فلزات واسطه باید به این نکته توجه داشت که آرایش‌های الکترونیd9d^9d9وd4d^4d4برای این عناصر ممنوع است. بدین ترتیب، اگر آرایش الکترونی یک عنصر باs2d4s^2d^4s2d4تمام شود، به شکلs1d5s^1d^5s1d5نوشته می‌شود. به همین ترتیب، آرایش الکترونیs2d9s^2d^9s2d9به شکلs1d10s^1d^10s1d10نوشته می‌شود. این پدیده به دلیل پایداری بیشتر زیرلایه d پر و نیمه‌پر است. برای مثال، به آرایش الکترونی دو عنصر زیر دقت کنید.

Cr:[Ar]4s23d4→[Ar]4s13d5\mathrm{Cr:}\ [Ar]4s^23d^4 \;\rightarrow\; [Ar]4s^13d^5Cr:[Ar]4s23d4→[Ar]4s13d5

Cu:[Ar]4s23d9→[Ar]4s13d10\mathrm{Cu:}\ [Ar]4s^23d^9 \;\rightarrow\; [Ar]4s^13d^{10}Cu:[Ar]4s23d9→[Ar]4s13d10

فلش کارت آرایش الکترونی عناصر

آرایش الکترونی چند عنصر در ادامه در قالب فلش کارت ارائه شده است. با کلیک بر روی هر تصویر می‌توانید آرایش الکترونی هر عنصر را مشاهده کنید.

قانون دوره ای عنصرها

قانون دوره ای عناصردر جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، بیان می‌کند که هنگامی که عناصر بر اساس افزایش عدد اتمی مرتب شوند، خواص شیمیایی و فیزیکی آن‌ها به صورت دوره‌ای تکرار می‌شود. نتیجه این تکرار منظم، جدول تناوبی امروزی است. هر ردیف افقی جدید در جدول تناوبی نشان‌دهنده آغاز یک دوره جدید است، زیرا یک تراز اصلی انرژی جدید با الکترون‌ها در حال پر شدن است. عناصری که خواص شیمیایی مشابهی دارند، در فواصل منظم و در ستون‌های عمودی جدول که گروه نامیده می‌شوند، قرار می‌گیرند.

این قانون به ما کمک می‌کند بفهمیم چرا عناصر جدول تناوبی الگوی منظمی دارند و چرا بعضی عناصر رفتار شیمیایی مشابهی از خود نشان می‌دهند. در واقع با دانستن عدد اتمی یک عنصر، می‌توانیم حدس بزنیم آن عنصر در چه گروهی قرار می‌گیرد و چه ویژگی‌هایی مثل واکنش‌پذیری، نوع پیوند و رفتار شیمیایی خواهد داشت. به همین دلیل جدول تناوبی یک ابزار بسیار مهم برای پیش‌بینی خواص عناصر است.

همچنین این قانون نشان می‌دهد که خواص عناصر به صورت تصادفی تغییر نمی‌کنند، بلکه به آرایش الکترونی آن‌ها وابسته هستند. وقتی الکترون‌ها در لایه‌های انرژی مشابهی قرار می‌گیرند، عناصر ویژگی‌های مشابهی پیدا می‌کنند. به همین دلیل است که عناصر یک گروه رفتار شیمیایی نزدیک به هم دارند و می‌توان از روی جایگاه یک عنصر در جدول، رفتار کلی آن را تا حد زیادی پیش‌بینی کرد.

فلش کارت قانون دوره ای عنصرها

در ادامه این مطلب جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، روند دوره‌ای تغییر برخی از خواص عناصر، به شکل فلش کارت ارائه شده است. با کلیک بر روی هر تصویر می‌توانید روند تغییر خاصیت را در هر دوره و گروه جدول تناوبی مشاهده کنید.

رفتار عنصر ها و شعاع اتمی

اندازه اتم‌ها برای توضیح رفتار اتم‌ها و ترکیب‌ها اهمیت زیادی دارد. یکی از روش‌های بیان اندازه اتم‌ها استفاده ازشعاع اتمیاست. این داده به ما کمک می‌کند بفهمیم چرا برخی مولکول‌ها به خوبی در کنار هم قرار می‌گیرند و چرا در برخی شرایط، بخش‌هایی از مولکول‌ها بیش از حد فشرده می‌شوند.

اندازه یک اتم به طور کلی با مرز اوربیتال آن تعریف می‌شود، اما مرز اوربیتال‌ها دقیق و ثابت نیست و در شرایط مختلف تغییر می‌کند. برای استاندارد کردن اندازه‌گیری شعاع اتمی، فاصله بین هسته‌های دو اتم یکسان که به هم متصل شده‌اند اندازه‌گیری می‌شود. شعاع اتمی با نصف فاصله بین هسته‌های دو اتم یکسان در یک پیوند برابر است.

روند تغییر شعاع اتمی در جدول تناوبی

روند تغییر شعاع اتمی در جدول تناوبیبدین شکل است که شعاع اتمی در یک دوره از چپ به راست به طور کلی کاهش می‌یابد. در این مسیر تعداد پروتون‌ها در هسته افزایش می‌یابد و الکترون‌ها نیز به همان تراز اصلی انرژی اضافه می‌شوند. به دلیل افزایش بار مثبت هسته، الکترون‌ها بیشتر به سمت هسته کشیده می‌شوند و فاصله آن‌ها کاهش پیدا می‌کند، در نتیجه اندازه اتم کوچک‌تر می‌شود.

شعاع اتمی در یک گروه از بالا به پایین افزایش می‌یابد. با افزایش عدد اتمی در یک گروه، بار هسته نیز بیشتر می‌شود، اما همزمان تعداد ترازهای اصلی انرژی اشغال‌شده نیز افزایش می‌یابد. الکترون‌های لایه‌های بالاتر در فاصله دورتری از هسته قرار دارند و در اربیتال‌های بزرگ‌تری قرار می‌گیرند. بنابراین اثر افزایش تعداد لایه‌های الکترونی بر افزایش بار هسته غلبه می‌کند و در نتیجه اندازه اتم از بالا به پایین بزرگ‌تر می‌شود.

فعالیت شیمیایی عناصر

واکنش‌پذیری و فعالیت شیمیایی معیاری است برای اینکه یک عنصر تا چه حد به راحتی با عناصر دیگر ترکیب می‌شود و ترکیب تشکیل می‌دهد. برخی عناصر کم‌واکنش هستند و برای انجام واکنش به انرژی نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر به صورت خودبه‌خودی و به آسانی واکنش می‌دهند.

اندازه و قدرت هسته نقش مهمی در تعیین واکنش‌پذیری شیمیایی دارد، زیرا توانایی هسته در نگه داشتن الکترون‌ها و جذب الکترون‌های جدید را مشخص می‌کند. الگوهای واکنش‌پذیری به اندازه هسته، تعداد الکترون‌ها و تعداد لایه‌های الکترونی بستگی دارند.به طور کلی نافلزها تمایل دارند الکترون جذب کنند، در حالی که فلزها تمایل دارند الکترون از دست بدهند.

برای فلزها، واکنش‌پذیری با حرکت از بالا به پایین در یک گروه افزایش می‌یابد و همچنین از راست به چپ در یک دوره بیشتر می‌شود. برای نافلزها، واکنش‌پذیری با حرکت از پایین به بالا در یک گروه افزایش می‌یابد و همچنین از چپ به راست در یک دوره بیشتر می‌شود. این روند به این دلیل است که اتم‌ها تلاش می‌کنند با از دست دادن یا گرفتن الکترون‌ها به آرایش الکترونی پایدار برسند. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این خاصیت، مطلبمقایسه واکنش‌پذیری فلزاتمجله را مطالعه کنید.

خصلت فلزیبه میزان تمایل یک فلز برای شرکت در واکنش‌های شیمیایی گفته می‌شود. فلزها در واکنش‌های شیمیایی تمایل دارند الکترون از دست بدهند که این موضوع با انرژی یونش پایین آن‌ها ارتباط دارد. همچنین اتم‌های فلزی در ترکیب‌ها جاذبه نسبتا کمی برای جذب الکترون دارند که این ویژگی با الکترونگاتیوی پایین آن‌ها نشان داده می‌شود.

با توجه به روندهای جدول تناوبی، فعال‌ترین فلزها در بخش پایین و سمت چپ جدول قرار دارند. سزیم واکنش‌پذیرترین فلز شناخته شده است، اما به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. این عنصر با آب به شدت و به صورت انفجاری واکنش می‌دهد و در تماس با هوا نیز می‌تواند به طور خودبه‌خود آتش بگیرد.

نافلزها در واکنش‌های شیمیایی تمایل دارند الکترون جذب کنند و در ترکیب‌ها جاذبه زیادی برای الکترون‌ها دارند. فعال‌ترین نافلزها در بخش بالایی و سمت راست جدول تناوبی قرار گرفته‌اند. از آنجا که گازهای نجیب به دلیل واکنش‌ناپذیری بسیار کم، گروهی ویژه محسوب می‌شوند، فلوئور واکنش‌پذیرترین نافلز به شمار می‌آید. فلوئور به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود. گاز فلوئور با بسیاری از عناصر و ترکیب‌ها به صورت انفجاری واکنش می‌دهد و یکی از خطرناک‌ترین مواد شناخته شده محسوب می‌شود.

توجه داشته باشید که مرز مشخص و کاملا دقیقی میان خصلت فلزی وخصلت نافلزیوجود ندارد. با حرکت از چپ به راست در جدول تناوبی، تمایل اتم‌ها به پذیرش الکترون افزایش می‌یابد و در نتیجه خصلت نافلزی بیشتر می‌شود. در مقابل، تمایل اتم‌ها به از دست دادن یک یا چند الکترون کاهش می‌یابد و خصلت فلزی کمتر می‌شود.

فلش کارت خصلت فلزی و نافلزی

در این قسمت از جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، روند تغییر خصلت فلزی و نافلزی در جدول تناوبی در ادامه در قالب فلش‌کارت ارائه شده است.

فلزات گروه اول و دوم

فلزهای قلیاییشامل لیتیم، سدیم، پتاسیم، روبیدیوم، سزیم و فرانسیم هستند. هیدروژن جایگاه ویژه‌ای دارد، زیرا اگرچه معمولا در گروه ۱ جدول تناوبی قرار می‌گیرد، اما یک فلز نیست. ترکیبات فلزهای قلیایی در طبیعت و زندگی روزمره رایج هستند. یکی از نمونه‌های آن، نمک خوراکی (سدیم کلرید) است. همچنین ترکیبات لیتیم در گریس‌ها، باتری‌ها و داروهای مورد استفاده برای درمان افراد مبتلا به اختلال دوقطبی به کار می‌روند. اگرچه لیتیم، روبیدیوم و سزیم در طبیعت نسبتا کمیاب هستند و فرانسیم به دلیل ناپایداری و پرتوزایی بسیار زیاد تنها به مقدار ناچیز وجود دارد، سدیم و پتاسیم به ترتیب هفتمین و هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین هستند.

فلزهای قلیایی خاکیشامل بریلیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیم، باریم و رادیم هستند. بریلیم، استرانسیم و باریم نسبتا کمیاب هستند و رادیم عنصری ناپایدار و بسیار پرتوزا است. در مقابل، کلسیم و منیزیم به ترتیب پنجمین و ششمین عنصر فراوان در زمین هستند و در ذخایر عظیم سنگ آهک و سایر کانی‌ها یافت می‌شوند.

پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این دو گروه‌ و سایر گروه‌ها، مطلبگروه‌های جدول تناوبیرا مطالعه کنید.

عناصر واسطه، عناصری هستند که در گروه‌های ۳ تا ۱۲ جدول تناوبی (گروه‌های قدیمی IIIA تا IIB) قرار دارند. این نام به این دلیل به آن‌ها داده شده است که زیرلایه d که در حال پر شدن است، در تراز اصلی انرژی پایین‌تری نسبت به زیرلایه s قرار دارد که پیش از آن پر شده است. برای مثال، آرایش الکترونی ادیم، نخستین عنصر واسطه، به صورت زیر است:

Sc:[Ar]4s23d1\mathrm{Sc:[Ar]\ 4s^2\ 3d^1}Sc:[Ar]4s23d1

به خاطر داشته باشید که آرایش الکترونی با ترتیب پر شدن زیرلایه‌ها متفاوت است. زیرلایه 4s پیش از آغاز پر شدن 3d پر می‌شود. از آنجا که همه عناصر واسطه فلز هستند، اغلب به آن‌ها فلزهای واسطه گفته می‌شود. این عناصر به عنوان یک گروه، ویژگی‌های معمول فلزها را نشان می‌دهند و نسبت به فلزهای گروه‌های ۱ و ۲ واکنش‌پذیری کمتری دارند. برخی از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها آن‌قدر کم‌واکنش هستند که در طبیعت به صورت آزاد یا ترکیب‌نشده یافت می‌شوند. از جمله این عناصر می‌توان به پلاتین، طلا و نقره اشاره کرد. به دلیل همین الگوی ویژه پر شدن الکترون‌ها، عناصر واسطه را اغلب عناصر بلوک d نیز می‌نامند.

ترکیبات بسیاری از عناصر واسطه به دلیل داشتن رنگ‌های متنوع و درخشان شناخته شده‌اند. هنگامی که نور مرئی از محلول یک ترکیب فلز واسطه عبور می‌کند، اوربیتال‌های d بخشی از نور با انرژی‌های مختلف را جذب می‌کنند. نوری که جذب نمی‌شود، رنگ مشخصی را برای محلول ایجاد می‌کند.

درصد خلوص و بازده درصدی

درصد خلوصیک واکنش شیمیایی میزان واقعی واکنش‌دهنده خالص مصرف شده را در یک واکنش نمایش می‌دهد. در واقع بسیاری از ترکیبات شیمیایی در عمل و به صورت طبیعی خالص نیستند و مقداری مواد ناخالص نیز در ترکیب آن‌ها وجود دارد. درصد خلوص مواد با استفاده از میزان فراورده تولیدی واقعی این خلوص را نمایش می‌دهد. فرمول درصد خلوص که یکی از مهم‌ترین فرمول‌های جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول است، در ادامه آورده شده است.

بازده درصدیمیزان واکنش دهنده خالص مصرف شده برای تولید فرآورده را به صورت درصد بیان می‌کند. در واقع، واکنش‌های شیمیایی نمی‌توانند با بازده ۱۰۰ درصد انجام شوند. همواره مواردی مانند شرایط واکنش، ز دست رفتن واکنش دهنده یا فرآورده، خروج مواد گازی و... از واکنش می‌تواند میزان بازده واکنش را کاهش دهد. بازده درصدی میزان واقعی واکنش دهنده مصرف شده را به نسبت مقداری که به صورت تئوری و با محاسبات محاسبه میشود را مشخص می‌کند.

نمونه سوال درصد خلوص و بازده درصدی

یکی از مهم‌ترین مفاهیم در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول،نمونه سوالات درصد خلوصو بازده درصدی هستند. در این سوالات، حجم نمونه خالص باید از طریق محاسبات استوکیومتری به دست آمده و سپس بر حجم نمونه کل تقسیم شود تا درصد خلوص به دست آید. همچنین، برای به دست آوردن بازده درصدی، میزان بازده تئوری با به دست آوردن فرآورده واکنش با استفاده از روابط و کسرهای تبدیل استوکیومتری محاسبه می‌شود.

برای آشنایی بیشتر با این سوالات، به نمونه سوالات زیر دقت کنید.

نمونه‌ای از سنگ آهک ناخالص به جرم ۲۵ گرم دارای کربنات کلسیم است. اگر در واکنش کامل آن، ۸٫۸ گرم گاز دی‌اکسید کربن تولید شود، درصد خلوص کربنات کلسیم را حساب کنید.

ابتدا با استفاده از جرم دی‌اکسید کربن، جرم واقعی کربنات کلسیم را از طریق نسبت‌های استوکیومتری به دست می‌آوریم. سپس جرم ماده خالص را بر جرم کل نمونه تقسیم می‌کنیم تا درصد خلوص محاسبه شود.

mCaCO3=8.8×1molCO244gCO2×1molCaCO31molCO2×100gCaCO31molCaCO3m_{CaCO_3}=8.8\times\frac{1mol\,CO_2}{44g\,CO_2}\times\frac{1mol\,CaCO_3}{1mol\,CO_2}\times\frac{100g\,CaCO_3}{1mol\,CaCO_3}mCaCO3​​=8.8×44gCO2​1molCO2​​×1molCO2​1molCaCO3​​×1molCaCO3​100gCaCO3​​

mCaCO3=20gm_{CaCO_3}=20gmCaCO3​​=20g

%Purity=2025×100=80%\%Purity=\frac{20}{25}\times100=80\%%Purity=2520​×100=80%

پیشنهاد می کنیم برای دسترسی به تمامی فرمول های شیمی یازدهم، مطلبفرمول های شیمی یازدهمرا مطالعه کنید.

از واکنش ۱۰ گرم گاز هیدروژن با اکسیژن، مقدار واقعی آب تولیدشده برابر ۷۲ گرم است. بازده درصدی واکنش را حساب کنید.

2H2+O2→2H2O2H_2+O_2\rightarrow2H_2O2H2​+O2​→2H2​O

ابتدا با استفاده از جرم هیدروژن، مقدار نظری آب تولیدی را از راه استوکیومتری محاسبه می‌کنیم. سپس مقدار واقعی را بر مقدار نظری تقسیم کرده و بازده درصدی را به دست می‌آوریم.

mtheoretical=10×1molH22gH2×2molH2O2molH2×18gH2O1molH2Om_{theoretical}=10\times\frac{1mol\,H_2}{2g\,H_2}\times\frac{2mol\,H_2O}{2mol\,H_2}\times\frac{18g\,H_2O}{1mol\,H_2O}mtheoretical​=10×2gH2​1molH2​​×2molH2​2molH2​O​×1molH2​O18gH2​O​

mtheoretical=90gm_{theoretical}=90gmtheoretical​=90g

%Yield=7290×100=80%\%Yield=\frac{72}{90}\times100=80\%%Yield=9072​×100=80%

نمونه‌ای ۳۰ گرم از سنگ معدن آهن با خلوص ٪۷۰ وارد واکنش می‌شود و در پایان ۱۲ گرم آهن خالص تولید می‌شود. بازده درصدی واکنش را حساب کنید.

Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2Fe_2O_3+3CO\rightarrow2Fe+3CO_2Fe2​O3​+3CO→2Fe+3CO2​

ابتدا جرم خالص اکسید آهن را از روی درصد خلوص محاسبه می‌کنیم. سپس با استفاده از ضرایب واکنش، جرم نظری آهن به دست می‌آید و از مقایسه مقدار واقعی و نظری، بازده درصدی محاسبه می‌شود.

mpure=30×0.70=21gm_{pure}=30\times0.70=21gmpure​=30×0.70=21g

mtheoretical=21×1molFe2O3160gFe2O3×2molFe1molFe2O3×56gFe1molFem_{theoretical}=21\times\frac{1mol\,Fe_2O_3}{160g\,Fe_2O_3}\times\frac{2mol\,Fe}{1mol\,Fe_2O_3}\times\frac{56g\,Fe}{1mol\,Fe}mtheoretical​=21×160gFe2​O3​1molFe2​O3​​×1molFe2​O3​2molFe​×1molFe56gFe​

mtheoretical=14.7gm_{theoretical}=14.7gmtheoretical​=14.7g

%Yield=1214.7×100≈81.6%\%Yield=\frac{12}{14.7}\times100\approx81.6\%%Yield=14.712​×100≈81.6%

از دیگر مباحث مهمی که در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول بررسی می‌شود،هیدروکربن‌هاهستند. هیدروکربن‌ها مواد شیمیایی هستند که از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل شده و در آن ها پیوند C-H وجود داشته باشد. بسیاری از موادی که در اطراف ما وجود دارد از پلاستیک‌ها گرفته تا وسایل چوبی، مواد سوختی و... از هیدروکربن‌ها تشکیل شده‌اند.

هیدروکربن‌ها در شاخه‌ای از علم شیمی به نام شیمی آلی بررسی شده و خواص و واکنش‌های این ترکیبات در این شاخه از شیمی مطالعه می‌شود. ساده‌ترین هیدروکربن‌های شناخته شده، بسته به نوع پیوند بین کربن‌های آن‌ها به سه دسته آلکان، آلکن و آلکین در دسته هیدروکربن‌های راست زنجیر، و هیدروکربن‌های حلقوی تقسیم می‌شود. در ادامه این مفاهیم را در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول بررسی می‌کنیم.

فلش کارت هیدروکربن ها

در ادامه می‌توانید ساختار انواع هیدروکربن‌ها در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول را در قالب فلش‌کارت مشاهده کنید. با کلیک بر روی هر تصویر، ساختار مربوط به هیدروکربن نمایش داده می‌شود.

آلکان‌هانوعی از هیدروکربن ها هستند که در ساختار آن‌ها تمامی پیوندهای بین اتم‌های کربن از نوع یگانه باشند. در این ترکیبات اتم کربن با تمامی ۴ ظرفیت خود پوند تشکیل داده و ترکیبات بسیار متنوع و گوناگونی را تشکیل می‌دهد. فرمول عمومی ساختار آلکان‌ها به شکل زیر است.

CnH2n+2C_nH_{2n+2}Cn​H2n+2​

متان، اتان و پنتان از ساده‌ترین آلکان‌ها هستند. معمولا در رسم ساختار آلکان‌ها، زنجیره کربنی به صورت یک خط مستقیم نشان داده می‌شود، اما این رسم فقط برای نمایش ساده مولکول است و شکل واقعی آن را نشان نمی‌دهد. در حقیقت، اتم‌های کربن در آلکان‌ها به گونه‌ای کنار هم قرار می‌گیرند که زاویه بین پیوندها حدود ۱۰۹٫۵ درجه است. به همین دلیل، زنجیره کربنی آلکان‌ها ظاهری زیگزاگی دارد و کاملا مستقیم نیست. برای نمایش ساده‌تر این ترکیبات، از فرمول فشرده استفاده می‌شود.

در این روش، پیوندها رسم نمی‌شوند و فقط گروه‌های اتمی پشت سر هم نوشته می‌شوند. برای مثال، فرمول فشرده اتان به صورتCH3CH3CH_3CH_3CH3​CH3​و فرمول فشرده پنتان به صورتCH3CH2CH2CH2CH3CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3CH3​CH2​CH2​CH2​CH3​نوشته می‌شود. این روش نوشتن، نمایش مولکول‌های آلی را ساده‌تر و خواندن آن‌ها را آسان‌تر می‌کند.

آلکان‌ها می‌توانند ترکیباتی راست زنجیر،شاخه‌دار، یا حلقوی باشند یا با اتصال به گروه‌های عاملی ترکیبات متنوع دیگری را تولید کنند. در ادامه برخی از رایج‌ترین ترکیبات آلکان معرفی شده‌اند.

درنام‌گذاری آلکان‌هااز یک سیستم استاندارد به نام نام‌گذاری IUPAC استفاده می‌شود که بر اساس تعداد اتم‌های کربن در زنجیر اصلی انجام می‌شود. ابتدا طولانی‌ترین زنجیر پیوسته کربنی انتخاب می‌شود و سپس نام آن بر اساس تعداد کربن‌ها تعیین می‌شود مثل متان برای ۱ کربن، اتان برای ۲ کربن و پروپان برای ۳ کربن. بعد از آن شاخه‌های جانبی که به زنجیر اصلی متصل هستند شناسایی و موقعیت آن‌ها با شماره‌گذاری زنجیر مشخص می‌شود به طوری که کوچک‌ترین شماره ممکن به شاخه‌ها داده شود.

در ادامه نام گروه‌های جانبی به صورت پیشوند به نام آلکان اصلی اضافه می‌شود مثل متیل یا اتیل و همراه با عدد موقعیت آن نوشته می‌شود. اگر چند شاخه یکسان وجود داشته باشد از پیشوندهایی مثل دی، تری و تترا استفاده می‌شود. در نهایت کل نام به صورت یک ترکیب منظم نوشته می‌شود که هم ساختار زنجیر اصلی و هم موقعیت شاخه‌ها را نشان می‌دهد و باعث می‌شود هر ترکیب نامی یکتا و قابل شناسایی داشته باشد.

نمونه سوال نام گذاری آلکان

برای درک بهتر نحوه نام گذاری آلکان‌ها، به نحوه نام گذاری ترکیبات زیر دقت کنید.

برای نام گذاری این ترکیبات، بلند‌ترین زنجیر کربنی از طرفی که به شاخه فرعی نزدیک‌تر باشد، شماره‌گذاری می‌شود. سپس با ذکر شماره شاخه فرعی و نام آن، نام آلکان با پسوند «ان» آورده می‌شود. نام آلکان بر اساس تعداد کربن موجود در شاخه اصلی نام‌گذری می‌شود. بدین ترتیب، نامگذاری ترکیبات بالا به ترتیب زیر انجام می‌شود.

این ترکیب بدون شاخه فرعی است و از ۳ اتم کربن با پیوندهای یگانه تشکیل شده است. یک آلکان با ۳ اتم کربن، نام «پروپان» را می‌گیرد.

این ترکیب یک آلکان با شاخه فرعی کلر روی کربن شماره ۲ است. بنابراین نام آن «۲-کلرو پروپان» خواهد بود.

این ترکیب یک آلکان با ۳ اتم کربن با شاخه فرعی متیل روی کربن شماره ۲ است. بدین ترتیب نام این ترکیب «۲ - متیل پروپان» خواهد بود.

این ترکیب یک آلکان با ۶ اتم کربن و ۲ شاخه فرعی «فلوئور» روی اتم‌های کربن شماره ۲ و ۴ است. هنگامی که از یک شاخه فرعی تعداد متعددی داشته باشیم، علاو.ه بر ذکر شماره اتم‌های کربن آن‌ها نیاز است با یک عدد یونانی متناظر (دی، تری، تترا و...) تعداد آن شاخه نیز مشخص شود. بنابراین نام این ترکیب «۲ و ۴ - دی فلوئورو هگزان» است.

این ترکیب یک آلکان با ۶ اتم کربن و دو شاخه فرعی «برم» و «کلر» روی کربن شماره ۱ و ۳ است. برای نام گذاری با شاخه‌های فرعی مختلف، نام شاخه‌ها به ترتیب حروف الفبای انگلیسی آورده می‌شود. بنابراین، نام این ترکیب «۱- برمو ۳- کلرو هگران» خواهد بود.

آلکن‌هاهیدروکربن‌هایی هستند که در آن‌ها حداقل یک پیوند دو گانه بین اتم‌های کربن وجود دارد. این ترکیبات سیر نشده هستند و نسبت به آلکان‌ها واکنش پذیری بیشتری دارند. فرمول شیمیایی عمومی آلکن‌ها به شکل زیر است:

CnH2nC_nH_{2n}Cn​H2n​

در یک پیوند دوگانه، دو اتم کربن توسط دو پیوند به هم متصل هستند که یکی از آن‌هاپیوند سیگما (σ\sigmaσ)و دیگریپیوند پای (π\piπ)است. وجود پیوند دوگانه باعث می‌شود آرایش اتم‌ها در اطراف کربن با آلکان‌ها متفاوت باشد و شکل مولکول تغییر کند. همین تفاوت در ساختار، باعث تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی ترکیبات غیراشباع و اشباع می‌شود. ترکیبات آلی که بین اتم‌های کربن آن‌ها یک یا چند پیوند دوگانه یا پیوند سه‌گانه وجود داشته باشد، غیراشباع نامیده می‌شوند.

ساده‌ترین آلکن، اتن (C2H4C_2H_4C2​H4​) است که با نام اتیلن نیز شناخته می‌شود. در این مولکول، اتم‌های کربن و اتم‌های متصل به آن‌ها در یک صفحه قرار دارند. پس از اتن، پروپن (C3H6C_3H_6C3​H6​) و سپس بوتن (C4H8C_4H_{8}C4​H8​) قرار می‌گیرند. در مولکول بوتن، به دلیل وجود چهار اتم کربن، پیوند دوگانه می‌تواند در موقعیت‌های مختلفی قرار گیرد و به همین دلیل چندایزومرمختلف برای آن وجود دارد. این موضوع یکی از ویژگی‌های مهم آلکن‌ها به شمار می‌آید.

درنام‌گذاری آلکن‌هاابتدا طولانی‌ترین زنجیر کربنی که شامل پیوند دوگانه باشد انتخاب می‌شود و زنجیر طوری شماره‌گذاری می‌شود که پیوند دوگانه کم‌ترین عدد ممکن را بگیرد. نام آلکن‌ها مشابه آلکان‌ها است با این تفاوت که به جای پسوند «ان» از پسوند «-ِن» استفاده می‌شود و محل پیوند دوگانه با یک عدد در نام مشخص می‌شود، مثل اتن و پروپن از مثال‌های آلکن‌ها هستند.

اگر شاخه‌های جانبی وجود داشته باشند، مانند آلکان‌ها به صورت پیشوند همراه با شماره موقعیتشان نوشته می‌شوند. در صورت وجود چند پیوند دوگانه نیز از پیشوندهایی مثل دی‌ان و تری‌ان استفاده می‌شود تا ساختار مولکول به صورت دقیق و ساده مشخص شود.

نمونه سوال نامگذاری آلکن ها

برای درک بهتر نحوه نامگذاری آلکن‌ها، به تمرین زیر و نام ترکیبات ارائه شده دقت کنید.

برای نامگذاری این ترکیبات، باید تعداد اتم‌های کربن و محل قرارگیری پیوند دوگانه را شناسایی کنیم و در نهایت با ذکر شماره پیوند دوگانه و شاخه‌های فرعی، نامگذاری را تکمیل کنیم. بدین ترتیب، ترکیبات تصویر بالا، به شکل زیر نامگذاری می‌شوند.

این ترکیب از ۲ اتم کربن تشکیل شده است و ساده‌ترین آلکن است که «اتن» یا «اتیلن» نام دارد.

این ترکیب یک آلکن با ۳ اتم کربن است و پیوند دوگانه روی کربن شماره ۱ قرار گرفته است. بنابراین نیازی به ذکر شماره اتم کربن حاوی پیوند دوگانه نیست زیرا این ترکیب تنها همین ۱ پیوند دوگانه را دارد. در نتیجه نام این ترکیب «پروپن» خواهد بود. همچنین نام «۱-پروپن» نیز نام اشتباهی نیست.

این ترکیب یک آلکن شامل ۱ پیوند دوگانه روی اتم کربن شماره ۱ است. بنابراین نام این ترکیب «بوتن» خواهد بود. همچنین می‌توان برای دقیق‌تر شدن نام گذاری نام «۱- بوتن» را نیز استفاده کرد.

این ترکیب یک آلکن با ۴ اتم کربن و یک پیوند دوگانه روی اتم کربن شماره ۲ است. بنابراین نام این ترکیب «۲-بوتن» خواهد بود.

آلکن‌ها نسبت به آلکان‌ها بسیار واکنش‌پذیرتر هستند، زیرا پیوند دوگانه کربن–کربن یک ناحیه فعال و واکنش‌پذیر محسوب می‌شود. در این پیوند، پیوند π نسبت به پیوند σ ضعیف‌تر است و راحت‌تر شکسته می‌شود. به همین دلیل، آلکن‌ها معمولا وارد واکنش‌های افزایشی می‌شوند؛ یعنی پیوند پای شکسته شده و به جای آن دو پیوند سیگما جدید تشکیل می‌شود.

در این نوع واکنش، اتم‌های کربن موجود در پیوند دوگانه از حالت هیبریدیsp2sp^2sp2بهsp3sp^3sp3تبدیل می‌شوند. برای مثال، در واکنش آلکن‌ها با هالوژن‌ها، اتم‌های هالوژن به جای جایگزینی هیدروژن، به دو کربن موجود در پیوند دوگانه اضافه می‌شوند و یک ترکیب اشباع‌تر ایجاد می‌کنند.

هیدروکربن‌هایی که در ساختار خود دارای یک یا چند پیوند سه‌گانه بین اتم‌های کربن هستند،آلکیننامیده می‌شوند. آلکین‌ها نیز مانند آلکن‌ها در گروه هیدروکربن‌های غیراشباع قرار می‌گیرند. در یک پیوند سه‌گانه، دو اتم کربن به وسیله سه پیوند به هم متصل هستند که شامل یک پیوند سیگما (σ\sigmaσ) و دو پیوند پای (π\piπ) است. وجود این پیوند سه‌گانه باعث می‌شود آرایش اتم‌ها در اطراف کربن‌ها کاملا خطی باشد و زاویه پیوندی آن‌ها ۱۸۰ درجه شود. به همین دلیل، بخش دارای پیوند سه‌گانه در مولکول شکلی مستقیم و میله‌مانند دارد.

فرمول عمومی ساختار آلکین ها به شکل زیر است:

CnH2n−2C_nH_{2n-2}Cn​H2n−2​

ساده‌ترین عضو خانواده آلکین‌ها اتین (C2H2C_2H_2C2​H2​) است که بیشتر با نام «استیلن» شناخته می‌شود. در این مولکول، دو اتم کربن با یک پیوند سه‌گانه به یکدیگر متصل شده‌اند و هر کربن نیز به یک اتم هیدروژن پیوند دارد. به دلیل وجود پیوند سه‌گانه، مولکول اتین کاملا خطی است.

نام‌گذاری آلکین‌ها بر اساس قوانین آیوپاک (IUPAC) بسیار شبیه آلکن‌ها است، با این تفاوت که به جای پسوند «-ِن» از پسوند «-ین» برای نشان دادن پیوند سه‌گانه استفاده می‌شود. برای مثال، ترکیب دارای چهار اتم کربن که پیوند سه‌گانه آن از کربن شماره ۱ آغاز می‌شود، ۱-بوتین (1-butyne) نام دارد.

واکنش پذیری آلکین ها

آلکین‌ها از نظر شیمیایی شباهت زیادی به آلکن‌ها دارند. چون گروه عاملی آن‌ها شامل دو پیوند پای است، این ترکیبات واکنش‌پذیری بیشتری دارند و در واکنش‌های افزایشی معمولا می‌توانند مقدار بیشتری از واکنشگر را مصرف کنند. برای مثال، در واکنش استیلن (اتین) با برم، به دلیل وجود پیوند سه‌گانه، دو مولکول برم به مولکول آلکین اضافه می‌شوند و در نهایت ترکیبی به نام ۲، ۲، ۱، ۱ -تترا‌برمواتان تشکیل می‌شود. این واکنش نشان می‌دهد که پیوندهای پای در دو مرحله شکسته شده و جای خود را به پیوندهای سیگما می‌دهند.

همچنین آلکین‌ها به راحتی می‌سوزند و واکنش احتراق آن‌ها بسیار گرمازا است. به همین دلیل از استیلن در مشعل‌های جوشکاری استفاده می‌شود، زیرا دمای شعله آن بسیار بالا است.

هیدروکربن‌های حلقویگروهی از هیدروکربن‌ها هستند که در آن‌ها اتم‌های کربن به جای تشکیل زنجیره باز، به یکدیگر متصل شده و یک یا چند حلقه را ایجاد می‌کنند. این ترکیبات می‌توانند اشباع یا غیراشباع باشند. هیدروکربن‌های حلقوی اشباع را سیکلوآلکان‌ها و هیدروکربن‌های حلقوی دارای پیوند دوگانه یا سه‌گانه را سیکلوآلکن‌ها و سیکلوآلکین‌ها می‌نامند.

ساده‌ترین عضو این خانواده سیکلوپروپان است و از ترکیبات شناخته‌شده آن می‌توان به سیکلوبوتان، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان اشاره کرد. وجود ساختار حلقه‌ای باعث می‌شود این ترکیبات خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به هیدروکربن‌های زنجیری داشته باشند. نمونه‌ای از فرمول مولکولی یک هیدروکربن حلقویC6H12C_6H_{12}C6​H12​است که مربوط به سیکلوهگزان است.

نامگذاری هیدروکربن های حلقوی

هیدروکربن‌های حلقوی، ترکیب‌هایی هستند که اتم‌های کربن آن‌ها به‌صورت حلقه به یکدیگر متصل شده‌اند. در نامگذاری این ترکیب‌ها، ابتدا پیشوند «سیکلو» به نام آلکان یا آلکن اصلی اضافه می‌شود. مثلا حلقه سه‌کربنی «سیکلوپروپان» و حلقه شش‌کربنی «سیکلوهگزان» نام دارد. اگر روی حلقه شاخه‌ای وجود داشته باشد، شماره‌گذاری از کربنی آغاز می‌شود که شاخه به آن متصل است و جهت شماره‌گذاری باید طوری انتخاب شود که عدد شاخه‌ها کمترین مقدار ممکن باشد.

هیدروکربن های آروماتیک

هیدروکربن‌های آروماتیکگروهی از هیدروکربن‌ها هستند که دارای یک یا چند حلقه بنزنی در ساختار خود هستند. مهم‌ترین ویژگی این ترکیبات، وجود الکترون‌های پای گسترده شده در سراسر حلقه است که باعث پایداری زیاد آن‌ها می‌شود. ساده‌ترین عضو این خانواده بنزن با فرمولC6H6C_6H_6C6​H6​است. هیدروکربن‌های آروماتیک از نظر خواص شیمیایی با آلکان‌ها و آلکن‌ها تفاوت دارند و معمولا به جای واکنش‌های افزایشی، واکنش‌های جانشینی انجام می‌دهند تا ساختار پایدار حلقه آروماتیک حفظ شود. بنزن، تولوئن و زایلن از مهم‌ترین اعضای این خانواده هستند که کاربرد گسترده‌ای در صنایع شیمیایی و تولید مواد مختلف دارند.

فلش کارت هیدرو کربن حلقوی و آروماتیک

در ادامه، مهم‌ترین نکات هیدروکربن‌های حلقوی و آروماتیک جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول در قالب فلش‌کارت آورده شده است. با کلیک بر روی هر تصویر، می‌توانید نکات مربوط به آن را مشاهده کنید.

نمونه سوال نامگذاری هیدروکربن ها

برای درک بهتر نحوه نامگذاری هیدروکربن ها در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول، به سوالات زیر پاسخ دهید.

نام ترکیبات زیر را تعیین کنید.

برای نام‌گذاری این ترکیبات، از قواعدی که در قسمت‌های قبل گفته شد استفاده کرده و ترکیبات را شماره‌گذاری و نام‌گذاری می‌کنیم. مسیر نام‌گذاری هر ترکیب در ادامه توضیح داده شده است.

بلندترین زنجیر کربنی را انتخاب می‌کنیم که ۷ کربن دارد. این ترکیب یک آلکان بوده بنابراین نام اصلی «هپتان» است. زنجیر را از سمتی شماره‌گذاری می‌کنیم که شاخه کمترین شماره را بگیرد. گروه متیل روی کربن ۳ قرار می‌گیرد. بدین ترتیب نام ترکیب «۳ - متیل هپتان» است.

بلندترین زنجیر شامل پیوند سه‌گانه را انتخاب می‌کنیم. این زنجیر ۵ کربن دارد و یک آلکین است. پس نام اصلی «پنتین» است. شماره‌گذاری را از سمتی انجام می‌دهیم که پیوند سه‌گانه کمترین شماره را داشته باشد. پیوند سه‌گانه روی کربن ۲ قرار می‌گیرد. بدین ترتیب نام این ترکیب «۲ - پنتین» خواهد بود.

ابتدا بلندترین زنجیر شامل پیوند دوگانه را انتخاب می‌کنیم. این زنجیر ۷ کربن و یک پیوند دوگانه دارد، بنابراین نام اصلی «هپتن» است. شماره‌گذاری را از سمتی انجام می‌دهیم که پیوند دوگانه کمترین شماره را داشته باشد. در نتیجه پیوند دوگانه روی کربن ۲ قرار می‌گیرد. سپس شاخه را مشخص می‌کنیم. یک گروه متیل روی کربن ۳ قرار دارد.

بدین ترتیب، نام ترکیب «۳- متیل ۲- هپتن» خواهد بود.

با نوشتن نام ترکیب زیر تعیین کنید چه نوعی از هیدروکربن است.

این ترکیب یک ترکیب حلقوی است بنابراین باید ابتدای نام آن عبارت «سیکلو» را قرار دهیم. تعداد اتم‌های کربن این ترکیب ۶ اتم بوده و دارای یک پیوند دوگانه است که در دسته بندی آلکن‌ها قرار می‌گیرد. پس قسمت اصلی نام این ترکیب «هگزن» خواهد بود. بدین ترتیب نام کامل این ترکیب «سیکلوهگزن» بوده و یک آلکن حلقوی است.

نام ترکیبات زیر را بنویسید.

مانند مثال‌های قبل، نام ترکیبات را بر اساس قواعد آیوپاک تعیین می‌کنیم. تمامی ترکیبات بالا، دارای پیوند دوگانه و از خانواده آلکن‌ها هستند. نام این ترکیبات به روش زیر تعیین می‌شود.

ابتدا بلندترین زنجیر کربنی که شامل پیوند دوگانه باشد را انتخاب می‌کنیم. این زنجیر ۴ کربن دارد، پس نام اصلی «بوتن» است. سپس زنجیر را از سمتی شماره‌گذاری می‌کنیم که پیوند دوگانه کمترین شماره را بگیرد. در این حالت پیوند دوگانه روی کربن ۱ قرار می‌گیرد. بعد شاخه‌ها را مشخص می‌کنیم. یک گروه متیل روی کربن ۲ قرار دارد.

بدین ترتیب نام این ترکیب «۲- متیل ۱- بوتن» خواهد بود.

ابتدا بلندترین زنجیر دارای پیوند دوگانه را انتخاب می‌کنیم. این زنجیر ۷ کربن دارد، بنابراین نام اصلی «هپتن» است. زنجیر را از سمتی شماره‌گذاری می‌کنیم که پیوند دوگانه کمترین شماره را داشته باشد. در این صورت پیوند دوگانه بین کربن‌های ۲ و ۳ قرار می‌گیرد. سپس شاخه‌ها را مشخص می‌کنیم. یک گروه متیل روی کربن ۵ قرار دارد. بنابراین، نام ترکیب «۵- متیل ۲- هپتن» است.

ابتدا بلندترین زنجیر شامل پیوند دوگانه را پیدا می‌کنیم. این زنجیر ۶ کربن دارد، پس نام اصلی «هگزن» است. شماره‌گذاری را از سمتی انجام می‌دهیم که پیوند دوگانه کمترین شماره را بگیرد. در نتیجه پیوند دوگانه روی کربن ۳ قرار می‌گیرد. اکنون شاخه‌ها را تعیین می‌کنیم. روی کربن ۲ دو گروه متیل و روی کربن ۴ یک گروه متیل قرار دارد.

بدین ترتیب، نام این ترکیب «۲،۲، ۴- تری متیل ۳-هگزن» خواهد بود.

نفت خام، از موادی است که در جمع بندی شیمی یازدهم فصل اول بررسی می‌شود. این ماده مخلوطی از هیدروکربن‌های مایع است که در لایه‌های متخلخل پوسته زمین تجمع پیدا می‌کند و از آن برای تولید سوخت یا ساخت مواد شیمیایی استفاده می‌شود. نفت خام بیشتر از کربن و هیدروژن تشکیل شده است، اما مقدار کمی گوگرد، نیتروژن و اکسیژن نیز دارد. مهم‌ترین ترکیبات موجود در نفت خام شامل پارافین‌ها، نفتن‌ها، آروماتیک‌ها و آسفالتن‌ها هستند. پارافین‌ها بخش اصلی بنزین را تشکیل می‌دهند و ارزش زیادی دارند، در حالی که آسفالتن‌ها باعث ایجاد مواد سنگین و قیر مانند می‌شوند.

ویژگی‌های فیزیکی نفت خام به ترکیب آن بستگی دارد و می‌تواند از مایع بی‌رنگ تا سیاه‌رنگ متغیر باشد. نفت‌ها بر اساس چگالی به نفت سبک، متوسط، سنگین و فوق‌سنگین تقسیم می‌شوند. همچنین نفت خام از نظر مقدار گوگرد به دو نوع شیرین و ترش دسته‌بندی می‌شود. نفت شیرین گوگرد کمی دارد، اما نفت ترش دارای مقدار بیشتری گوگرد است و باید در فرایند پالایش، گوگرد اضافی آن حذف شود. زیرا ترکیبات گوگردی هنگام سوختن، آلودگی محیط زیست ایجاد می‌کنند.

مجموعه آموزش دروس متوسطه دوم و کنکور – درس، تمرین، حل مثال و تستمجموعه آموزش ریاضی و فیزیک دوره متوسطه – درس، تمرین، حل مثال و تستآموزش شیمی عمومی ۲ – جامع و کاربردیجمع بندی فصل دوم شیمی یازدهم (رایگان و جامع) + حل نمونه سوالالکتروپوزیتیوی چیست؟ – به زبان ساده

گسترش اندیشه پویا از سال ۱۳۸۲ در حوزه مشاوره فناوری اطلاعات و آموزش تخصصی فعالیت می‌کند. برای دریافت مشاوره با ما تماس بگیرید.