9 حقیقت جذاب درباره علم شیمی
چند واقعیت شگفت انگیز شیمی که ذهن شما را منفجر می کند
اگر در مدرسه شیمی را دوست داشتید، یا در واقع شغلی در شیمی دارید، میدانید که شیمی فراتر از «زیبایی» است.
مانند فیزیک، شیمی عاشقانهای ذاتی دارد که به جای ویژگیهای زیباییشناختی کلاسیک، از «حقیقت» سرچشمه میگیرد. امیدواریم که این حقایق و نکات سریع شیمی باعث ایجاد علاقه یا تجدید علاقه به این رشته اصیل علم شود.
1. رعد و برق ازن تولید می کند، از این رو بوی مشخصی پس از طوفان های رعد و برق به وجود می آید
اوزون، مولکول سه گانه اکسیژن که به عنوان یک پوشش محافظ استراتوسفر در برابر پرتوهای فرابنفش عمل می کند، در طبیعت توسط رعد و برق ایجاد می شود. هنگامی که رعد و برق برخورد می کند، مولکول های اکسیژن موجود در جو را می شکافد و به رادیکال هایی تبدیل می شود که به ازن تبدیل می شوند. بوی ازن بسیار تند است که اغلب شبیه بوی کلر توصیف می شود. به همین دلیل است که پس از رعد و برق احساس بوی “تمیز” می کنید.
2. تنها دو فلز غیر نقره ای طلا و مس هستند
فلز عنصری است که به راحتی یون های مثبت (کاتیون ها) را تشکیل می دهد و دارای پیوندهای فلزی است. این عناصر دارای الکترون هایی هستند که به راحتی به اتم ها چسبیده اند و به راحتی آنها را منتقل می کنند. به همین دلیل است که فلزات رسانای الکتریکی و حرارتی خوبی هستند – زیرا الکترون ها انرژی را حرکت می دهند.
الکترون های بیشتر فلزات رنگ ها را به طور مساوی منعکس می کنند، بنابراین نور خورشید به صورت سفید منعکس می شود. با این حال، طلا و مس نور آبی و بنفش را جذب می کنند و نور زرد را به جا می گذارند. در اینجا شایان ذکر است که مس نیز تنها فلزی است که به طور طبیعی ضد باکتری است.
3. آب بر خلاف سایر مواد هنگام یخ زدن منبسط می شود
به طور معمول، زمانی که چیزی سرد است، کوچک می شود. این به این دلیل است که دما ارتعاش اتمی را توصیف می کند – هر چه ارتعاش بیشتر باشد، فضای بیشتری را اشغال می کند، در نتیجه انبساط. آب یک استثناست. حتی اگر یخ در هنگام یخ زدگی کمتر می لرزد، حجم بیشتری را اشغال می کند. این به دلیل شکل عجیب مولکول آب است.
اگر شیمی 1 خود را به خاطر داشته باشید، مولکول آب شبیه میکی ماوس است، اتم اکسیژن در مرکز (صورت) و دو اتم هیدروژن هر یک در یک زاویه (گوش های میکی) قرار دارد. به دلیل نحوه پیوند اکسیژن و هیدروژن، مولکول آب یک ساختار باز با فضای زیاد است. هنگامی که آب یخ می زند انرژی آزاد می کند زیرا می توان پیوندهای قوی بیشتری ایجاد کرد. اما فضای بیشتری را اشغال می کند. و بنابراین، یخ زمانی که یخ می زند منبسط می شود. نکته جالب دیگری که قابل ذکر است این است که آب گرم سریعتر از آب سرد یخ می زند.
4. شیشه در واقع یک مایع است، فقط بسیار بسیار کند جریان دارد
توضیح دادن شیشه، نه مایع و نه جامد، بسیار سخت تر از آن چیزی است که برخی تصور می کنند. در یک لیوان، مولکول ها هنوز جریان دارند، اما با سرعت بسیار پایین که به سختی قابل درک است. به این ترتیب، طبقه بندی عینک به عنوان مایع کافی نیست، بلکه به عنوان جامد نیز کافی نیست. در عوض، شیمیدانان شیشه ها را به عنوان جامدات بی شکل طبقه بندی می کنند – حالتی بین این دو حالت ماده. همچنین چیزی به نام شیشه فلزی وجود دارد – دسته ای از مواد که سه برابر قوی تر از تیتانیوم هستند و مدول الاستیک استخوانی دارند و در عین حال بسیار سبک وزن هستند.
5. هر اتم هیدروژن در بدن شما احتمالاً 13.5 میلیارد سال سن دارد زیرا در بدو تولد جهان ایجاد شده است.
در زمین صفر، در طول تکینگی کیهان، اولین عنصر شیمیایی هیدروژن بود. همه موارد دیگر با ترکیب هیدروژن به هلیوم، که سپس به کربن و غیره ذوب می شود، دنبال می شود. تقریباً 73 درصد از جرم جهان مرئی به شکل هیدروژن است. هلیوم حدود 25٪ از جرم را تشکیل می دهد و هر چیز دیگری فقط 2٪ را نشان می دهد. از نظر جرمی، هیدروژن و هلیوم در مجموع کمتر از 1 درصد از زمین را تشکیل می دهند.
6. هلیوم ابر سیال از گرانش سرپیچی می کند و از دیوارها بالا می رود
تغییر قابل توجهی در خواص هلیوم مایع در دمای 2.17K (بسیار نزدیک به صفر مطلق) رخ می دهد که “نقطه لامبدا” برای هلیم نامیده می شود. بخشی از مایع به یک “ابر سیال” تبدیل می شود، یک سیال با ویسکوزیته صفر که به سرعت در هر منافذی در دستگاه حرکت می کند.
7. اگر یک مشت نمک در یک لیوان آب بریزید، سطح آب پایین می آید
طبق قانون آخیمدس، وقتی وارد وان میشوید، سطح آب بلافاصله بالا میرود. اما وقتی حجمی از کلرید سدیم (نمک) را به حجم آب اضافه می کنید، حجم کلی در واقع تا 2 درصد کاهش می یابد. چه چیزی می دهد؟ کاهش خالص در حجم مشاهده شده به دلیل مولکول های حلال است که در مجاورت یون های محلول مرتب می شوند.
8. الماس و گرافیت هر دو به طور کامل از کربن ساخته شده اند و هیچ چیز دیگری
اگرچه از یک چیز ساخته شده است، اما تفاوت بین جواهر تاج و سرب مداد بر اساس فرم مشخص می شود. به عبارت دیگر، الماس و گرافیت به طور متفاوت در فضا چیده شده اند و آنها را آلوتروپ کربن می کند.
9. نادرترین عنصر طبیعی در پوسته زمین استاتین است
استاتین که از کلمه یونانی برای ناپایدار (astatos) نامگذاری شده است، یک نیمه فلز طبیعی است که از تجزیه اورانیوم و توریم تولید می شود. در پایدارترین شکل خود، این عنصر تنها 8.1 ساعت نیمهتایم دارد. به نظر می رسد که کل پوسته حاوی حدود 28 گرم از عنصر است. اگر دانشمندان مجبور به استفاده از آن شوند، اساساً باید آن را از ابتدا بسازند. تنها 0.00000005 گرم استاتین تاکنون ساخته شده است.