• بازدید : 9 views
  • بدون نظر

قیمت : ۵۰۰۰۰ ريال    تعداد صفحات : ۳۶    کد محصول : ۱۳۴۷۳    حجم فایل : ۱۰۹۶ کیلوبایت   

دانلود پاورپوینت نمودار تعادلی آهن-کربن(Fe-C) را برای شما مهندس های متالورژی در فروشگاه فایل طلایی قرار داده ام می توانید این فایل را خرید و دانلود کنید. در این پاورپوینت معرفی فولادها و ساختاربلوری و محدوده پایداری شبکه های بلوری مشخص شده، در اثر افزودن کربن به آهن فازهای مختلفی تشکیل می شود که با مطالعه این پاورپوینت در این زمینه آگاهی های لازم را خواهید یافت.

فهرست مطالب:

  • نمودار تعادلي آهن وكربن
  • ساختار بلوري وخواص آهن خالص:
  • آلوتروپ هاي آهن:
  • آهن آلفا:
  • آهن گاما:
  • آهن دلتا:
  • مكانيزم آلياژشدن:
  • تاثير كربن براجزاي آهن:
  • فازهاي حاصل ازاضافه كردن كربن:
  • دسته بندي فولادها براساس درصد كربن:
  • دماهاي بحراني:
  • ریز ساختارهای مختلف فولاد:

  • بازدید : 44 views
  • بدون نظر
این فایل در ۳۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

عنصر كربن بطور طبيعي در تمام دنيا بصورت گسترده ا ي در اشكال مختلف كريستالي، منظم شده و بي شكل توزيع و پراكنده شده است. كربن و گرافيت در اشكال مختلف ساخته شده شان رتج مختلفي از خواص حرارتي، الكتريكي و شيميايي را نشان مي دهند كه اين خواص با انتخاب مواد اوليه و عمليات حرارتي كه در حين ساخت بروي آن انجام مي گيرد بستگي داشته و كنترل مي گردد. 
مواد پايه كربني بعلت پيوند هاي شيميايي مختلف اتم هاي كربن ساختارهاي كريستالي مختلف از خود نشان داده و از خواص مختلفي از جمله سختي عالي، بند گپ عريض، هدايت حرارتي بالا و غيره برخوردارند. در مقايسه با موادي با خواص مشابه مواد كربني در بسياري از موارد فوق العاده هستند
کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است، با نشان C و عدد اتمی ۶. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان، چهارظرفیتی ودارای سه آلوتروپ می‌‌باشد: 
الماس (سخت‌ترین کانی شناخته شده) 
گرافیت(یکی از نرم‌ترین مواد) 
Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only 
فولریت (فولرین ها، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن، ۶۰ اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان ۳ بعدی منحنی، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده)، تشکیل می‌‌دهند .
دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده. این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن همسانگرد (ایزوتروپیک) است.
چنین کربنی همسانگرد و مانند شیشه محکم است. لایه‌های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده اند، بلکه مانند کاغذ خرد شده می ‌‌باشند.
الیاف کربن شبیه کربن شیشه‌ای می‌‌باشند. تحت مراقبتهای ویژه (کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می‌توان لایه‌های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد. هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی‌گیرد. نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می‌‌باشد . کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می‌‌دهد.همچنین این غیرفلز ویژگی جالبی دارد که می‌تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند(تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می‌کند که برای رویش گیاهان، حیاتی می‌‌باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می‌‌آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می‌‌سازند که برای حیات و استر، که طعم دهنده بسیاری از میوه‌ها است، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی پرتوزایشی کاربرد دارد.
اشکال
کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم‌ترین (گرافیت) و یکی از سخت‌ترین (الماس) مواد شناخته شده توسط انسان می‌‌باشد. افزون بر این، کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می‌‌آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می‌‌سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تأمین می‌کند. ==تولید کربن کربن در اثر مهبانگ (انفجار بزرگ آغازین) حاصل نشده، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله‌ای ذرات آلفا (هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می‌کنند، تولید شد.
کاربردها
کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می‌‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت(به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده‌ترین کاربرد اقتصادی کربن، فرم هیدروکربنها می‌‌باشد که قابل توجه‌ترین آنها سوختهای فسیلی، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنعت پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهم‌ترین آنها بنزین، گازوئیل و نفت سفید بکار می‌رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می‌‌آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می‌شوند، شکل می‌گیرد.
===دیگر کاربردها=== :
ایزوتوپ C-14 که در ۲۷ فوریه ۱۹۳۰ کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است. 
گرافیت در ترکیب با خاک رس به‌عنوان مغز مداد بکار می‌رود. 
الماس جهت تزئین ونیز در مته‌ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد. 
برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می‌کنند. 
کربن در میله کنترل در واکنشگاه‌های اتمی بکار می‌رود.
گرافیت به شکل پودر و سفت شده به‌عنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. 
قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند. 
خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده‌ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.
دگرگونه‌ها (آلوتروپها)
 
 
نمودار فازی کربن
تاکنون چهار شکل گوناگون از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف)، گرافیت، الماس و فولرن .
کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ (دوده) را تشکیل می‌‌دهد. در فشار و دمای اتاق کربن به شکل گرافیت پایدارتر است که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه‌های شش وجهی- درست مثل هیدروکربنهای معطر – به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت، آلفا (شش ضلعی) و بتا (منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی همانند دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می‌‌باشد. گرافیتهای طبیعی شامل بیش از ۳۰% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می‌‌باشند. نوع آلفا از طریق فرآوری مکانیکی می‌تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می‌گردد.
گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه‌های آن که اغلب به‌وسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند، تنها به‌وسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده‌اند به گونه‌ای که به راحتی یکدیگر را کنار می‌‌زنند.
در دما و فشارهای خیلی بالا کربن به صورت الماس پایدار است که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلسیم و ژرمانیم دارد و (به سبب نیروی پیوندهای کربن – کربن) با نیترید بور هم‌الکترون(BN) در کنارهم بوده و سخت ترین جسم از نظر مقاومت در برابر سایش به شمار می‌رود. تبدیل الماس به گرافیت در حرارت اتاق به قدری کند است که محسوس نیست. در برخی شرایط کربن به شکل لونسدالیت (lonsdalite) متبلور می‌شود که مشابه الماس ولی شش ضلعی است. فولرین ساختاری مثل گرافیت دارد اما بجای بخش‌های تماما” شش ضلعی، حاوی پنج ضلعیها (یا احتمالا” هفت ضلعیهای) اتمهای کربن نیز می‌‌باشند که ورقه را به شکل کره، بیضی یا استوانه بوجود می‌‌آورند. ویژگیهایی از فولرین با نام فولرین باکمینستر (buckminsterfullerene) هم نامیده می‌شوند هنوز بخوبی بررسی نشده اند. اینگونه ساختار را به گونه کوتاه شده، گلوله‌های باکی (buckyballs) هم نامیده اند. کل نامگان فولرین برگرفته از نام باکمینستر فولر (Buckminster Fuller)، توسعه دهنده گنبد میله‌ای می‌‌باشد که از ساختار گلوله‌های باکی تقلید کرد.
پیدایش
تقریبا” ده میلیون ترکیبات کربنی که برای دانش شناخته شده‌اند وجود دارد که هزاران نوع آنها در فرآیندهای حیاتی و واکنشهای آلی بسیار مهم اقتصادی، ضروری می‌‌باشند.این عنصر به مقدار فراوان در خورشید، ستارگان، ستاره‌های دنباله دار و نیز در جو بیشتر سیارات یافت می‌شود.بعضی از شهابسنگها حاوی الماسهای میکروسکپی هستند که در زمانیکه منظومه شمسی هنوز یک دیسک گازی شکل بود شکل گرفته اند.کربن به صورت ترکیب با سایر عناصر در جو زمین وجود دارد و در همه گونه آب حل می‌شود.کربن به همراه مقادیر کمتر کلسیم، منیزیم و آهن، عنصر اصلی سازنده جرم زیادی از سنگ کربنات (سنگ آهک، دولمیت، سنگ مرمر و …) می‌‌باشد. این عنصر در صورت ترکیب با هیدروژن تولید ذغال سنگ، نفت خام و گاز طبیعی می‌کند که آنها را هیدرو کربن می‌‌نامند. گرافیت به مقدار فراوان در نیویورک و تکزاس، آمریکا، روسیه، مکزیک، گرینلند و هند یافت می‌شود. الماس طبیعی در کیمبرلیت معدنی موجود درچینه‌ها یا ستونهای سنگهای آذرین یافت می‌شوند.بیشترین الماس در آفریقا بویژه آفریقای جنوبی، نامیبیا، بوتسوانا، جمهوری کنگو و سیرالئون وجود دارد. همچنین کانادا، قسمت‌های قطبی روسیه، برزیل و بخش‌های غربی و شرقی استرالیا دارای الماس می‌‌باشد.
  • بازدید : 44 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق ترکیب های آلی-خرید اینترنتی تحقیق ترکیب های آلی-دانلود رایگان مقاله ترکیب های آلی-تحقیق ترکیب های آلی
این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:
واژه غلط انداز ” آلی ” باقیمانده از روزگاری است که ترکیبهای شیمیایی را ، بسته به این که از چه محلی منشاء گرفته باشند در ادامه برای آشنایی بیشتر شما توضیحات مفصلی می دهیم
امروزه گرچه هنوز مناسب‌تر است که بعضی از ترکیبهای کربن را از منابع گیاهی و حیوانی استخراج کنند، ولی بیشتر آنها را می‌سازند. این ترکیبها را گاهی از اجسام غیر آلی مانند کربناتها و سیانیدها می‌سازند، ولی اغلب آنها را از سایر ترکیبهای آلی بدست می‌آورند. دو منبع بزرگ مواد آلی وجود دارد که ترکیبهای آلی ساده از آن بدست می‌آیند: 
نفت و زغال سنگ؛ (هر دو منبع به معنی قدیمی خود ، آلی‌اند، زیرا فرآورده های تجزیه و فساد گیاهان و جانوران به شمار می آیند).
این ترکیبهای ساده بعنوان مواد ساختمانی اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند و با کمک آنها می‌توان ترکیبهایی بزرگتر و پیچیده‌تر را تهیه کرد. با نفت و زغال سنگ بعنوان سوختهای فسیلی ، باقیمانده از هزاران سال و تجدید نشدنی ، آشنا هستیم. این منابع ، بویژه نفت ، بمنظور تامین نیازهای پیوسته رو به افزایش ما به انرژی ، با سرعتی نگران‌کننده مصرف می‌شوند.
امروزه ، کمتر از ده درصد نفت مصرفی در تهیه مواد شیمیایی ، بکار گرفته می‌شود. بیشتر آن برای تامین انرژی بسادگی سوزانده می‌شود. خوشبختانه ، منابع دیگر انرژی ، مانند خورشیدی ، زمین گرمایی ، باد ، امواج ، جزر و مد ، انرژی هسته‌ای نیز وجود دارد. 
زیست توده 
چگونه و در کجا می‌توانیم منبع دیگری از مواد اولیه آلی پیدا کنیم؛ بی شک باید به جایی روی آوریم که مبدا اولیه سوختهای فسیلی است، یعنی زیست توده biomass ، ولی این بار بطور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. زیست توده ، تجدید شدنی است، براحتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند تا موقعی که بر روی این سیاره زندگی می‌کنیم، تداوم داشته باشد.
در ضمن عقیده بر این است که نفت خیلی گرانبهاتر از آن است که سوزانده شود. 
ویژگی ترکیبات کربن 
براستی چه ویژگی خاصی در ترکیبهای کربن وجود دارد که لازم است آنها را از ترکیبهای یکصد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی جدا کنیم؟ دست کم ، بخشی از پاسخ چنین است: ترکیبهای بسیار زیادی از کربن وجود دارد و مولکول آنها می‌تواند بسیار بزرگ و بسیار پیچیده باشد. شمار ترکیبهای کربن‌دار ، چندین برابر ترکیبهایی است که کربن ندارند. این ترکیبهای آلی را به خانواده هایی تقسیم می‌کنند که معمولا در ترکیبهای غیرآلی ، همانندی برایشان وجود ندارد.
بعضی از مولکولهای شناخته شده آلی ، هزاران اتم دارند و آرایش اتمها در مولکولهای نسبتا کوچک ممکن است بسیار پیچیده باشد. یکی از دشواریهای اساسی شیمی آلی ، یافتن چگونگی آرایش اتمها در مولکولها ، یعنی تعیین ساختار این ترکیبهاست. 
 

واکنشها در شیمی آلی 
راههای زیادی برای خرد کردن مولکولهای پیچیده یا نوآرایی آنها بمنظور تشکیل مولکولهای تازه وجود دارد. راههای زیادی برای افزودن اتمهای دیگر به این مولکولها یا جانشین کردن اتمهای تازه به جای اتمهای پیشین وجود دارد. بخشی ار شیمی آلی صرف دانستن این مطلب می‌شود که این واکنشها چه واکنشهایی هستند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها در سنتز ترکیبهای مورد نیاز استفاده کرد. 
گستره اتصال اتمهای کربن در ترکیبات کربن 
اتمهای کربن می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. گستره اتصال آنها به هم ، به اندازه‌ای است که برای اتمهای هیچ یک از عناصر دیگر ممکن نیست. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی به طول هزارها اتم ، یا حلقه‌هایی با ابعاد گوناگون تشکیل دهند. این زنجیرها ممکن است شاخه‌دار و دارای پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن در این زنجیرها و حلقه ها ، اتمهای دیگری بویژه هیدروژن ، همچنین فلوئور ، کلر ، برم ، ید ، اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، فسفر و سایر اتمها متصل می‌شوند. سلولز ، کلروفیل و اکسی توسین مثالهایی از این دستند.
هر آرایش متفاوتی از اتمها با یک ترکیب معین تطبیق می‌کند و هر ترکیب دارای مجموعه ای از ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی مخصوص به خود است. شگفت‌انگیز نیست که امروزه بیش از ده میلیون ترکیب کربن می‌شناسیم و این که بر این تعداد ، همه ساله نیم میلیون افزوده می‌شود. همچنین شگفت انگیز نیست که مطالعه و بررسی شیمی آنها به تخصصی ویژه نیاز دارد. 
تکنولوژی و شیمی آلی 
شیمی آلی ، زمینه‌ای است که از دیدگاه تکنولوژی اهمیتی فوق‌العاده دارد. شیمی آلی شیمی رنگ و دارو ، کاغذ و مرکب ، رنگینه ها و پلاستیکها ، بنزین و لاستیک چرخ است. شیمی آلی ، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم. 



زیست شناسی و شیمی آلی 
شیمی آلی در زیست شناسی و پزشکی نقش اساسی برعهده دارد. گذشته از آن ، ارگانیسم های زنده ، بیشتر از ترکیبهای آلی ساخته شده اند. مولکولهای “زیست شناسی مولکولی” همان مولکولهای آلی هستند. زیست شناسی در سطح مولکولی ، همان شیمی آلی است. 
عصر کربن 
اگر بگوییم که در عصر کربن زندگی می کنیم، دور از حقیقت نیست. هر روز ، روزنامه‌ها توجه ما را به ترکیبهای کربن جلب می‌کنند: کلسترولو چربیهای سیرنشده چند عاملی ، هورمونهای رشد و استروئیدها ، حشره کشها و فرومونها ، عوامل سرطانزا و عوامل شیمی‌درمانی ، DNA و ژنها. بر سر نفت ، جنگها در گرفته است.
دو فاجعه اسف‌انگیز ما را تهدید می‌کنند، هر دو از تجمع ترکیبهای کربن در اتمسفر ناشی می‌شوند: از بین رفتن لایه اوزون که بیشتر ناشی از کلرو فلوئورو کربن‌هاست و اثر گلخانه‌ای از متان ، کلروفلوئوروکربن‌ها و بیش از همه ، دی‌اکسید کربن سرچشمه می‌گیرد. شاید کنایه بر همین مطلب است که نشریه علوم ، برای سال ۱۹۹۰، بعنوان مولکول سال ، الماس را که یکی از شکلهای آلوتروپی کربن است، برگزیده.
خبر دیگر ، کشف آلوتروپ جدید کربن C60 (باک منیستر فولرن) است که چنین هیجانی در جهان شیمی از زمان ” ککوله ” تاکنون دیده نشده بود. تاریخچه
تا اوایل سدهٔ ۱۹ ام میلادی، مواد شیمیایی دارای منشاء حیوانی یا گیاهی را آلی می‌نامیدند و آنها را به علت ضروری بودن نیروی حیاتی برای تولیدشان از مواد معدنی (مواد غیرآلی) متمایز می‌دانستند. نظریهٔ نیروی حیاتی در سال ۱۸۲۸ توسط ولر با سنتز اوره رد شد ولی اصطلاح آلی باقی ماند.
امروزه به موادی مواد آلی می‌گویند که از دو عنصر کربن وهیدروژن تشکیل شده باشد.
[ویرایش] کاربرد در سلولهای خورشیدی و دیودهای نوری
نیمه رسانا های آلی یکی از موادی هستند که در ساخت سلول خورشیدی و دیود نوری توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. هر چند که استفاده از این مواد در سلولهای خورشیدی بازده کمتری را نسبت به همتایان سیلیسیمی خود موجب می شوند اما به دلایل زیر برای استفاده های غیر صنعتی و کاربردهای روزانه نامزد بسیار خوبی هستند:
۱. تهیه آنها به صورت لایه های نازک بسیار راحت است. معمولا از تکینیکهایپوشش‌دهی چرخشی (Spin coating) ٫ doctor balde techniques (wet_possessing)g و تبخیر برای این کار استفاده می شود.
۲. در مقایسه با مواد غیرآلی مقدار کمی از مواد آلی برای اهداف تولید انرژی کافی است (لایه هایی با ضخامت ۱۰۰ نانومتر) و در عین حال تولید آنها به صورت انبوه به صورت مواد شیمیایی ممکن است.
۳. می توان از نظر شیمیایی آنها را طوری ساخت که خصوصیاتی مثل نوار بدون انرژی٫ باند هدایت (conduction band)٫ باند ظرفیت (valence band)٫ [هدایت الکتریکی]٫ حلالیت و غیره مقدار دلخواه را داشته باشند.
۴. تنوع در اندازه نوار بدون انرژی در این مواد باعث می شود که مواد آلی در طول موجهای متفاوتی جذب کنند. اگر این طول موج در محدوده فروسرخ باشد می توان سلولهای خورشیدی و یا دیودهایی از مواد شفاف ساخت و برای مثال در پنجره ها به کار برد.
۵. انعطاف پذیری مواد آلی مانند پلیمرها امکان ساخت سلولهای خورشیدی ای توسط این مواد را فراهم می آورد که به صورت سطوح منحنی وجود دارند. برای مثلا در شیشه اتومبیل ها می توان از آنها استفاده کرد.
۶. امکان تولید لایه های نازک با سطوح بزرگ
۷. برتری های اقتصادی (قیمت ارزان تر) و زیست محیطی نسبت به مواد غیر آلی.
این خصوصیات و بسیاری خصوصیات جالب دیگر نیمه رساناهای آلی را برای کاربردهای تجاری مورد توجه قرار داده است. مواد آلی‌ای که بیشتر روی آنها برای اهداف بالا تحقیق شده است عبارتند از:
پلیمرها که از تکرار یک واحد مولکولی بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ بار بوجود می‌آیند. 
اولیگومرها که از تکرار یک واحد مولکولی بین ۲ تا ۱۲ بار بوجود می‌آیند و در واقع همان پلیمرها هستند ولی با طولی بسیار کوتاه‌تر. 
دندریمرها واحد های تکرار شونده مولکولی که توسط پیوند کووالانسی به صورت سه بعدی به یکدیگر متصل شده‌اند. 
رنگ‌ها 
کریستال‌های مایع 
لایه‌های خودسامان‌ده 
شنايي با ترکيب هاي آلي فلزي و تاريخچه شيمي آلي فلزي 
________________________________________
شيمي آلي فلزي شيمي ترکيب هايي است که داراي پيوند کربن فلز مي باشند، اين زمينه از شيمي انواع گوناگوني از ترکيبات را در بر مي گيرد .اين ترکيب ها عبارتند از ترکيب هايي که هم داراي پيوند (б) و هم داراي پيوند (π) بين اتم هاي فلز و کربن مي باشند. تعداد زيادي ترکيب ها ي خوشه اي ، حاوي يک يا چند پيوند فلز- فلز را شامل مي شوند . همچنين شامل مولکولهايي مي شوند که ساختار غير معمول يا ناشناخته در شيمي آلي دارند و واکنش هايي را در بر مي گيرند که در بعضي موردها مشابه واکنش هاي شناخته شده در شيمي آلي اند . در برخي موردها ، کاملا با آن تفاوت دارند. ترکيب هاي آلي فلزي افزون بر خواص جالب توجه ، کاتاليزگرهايي را نيز مي سازند که از نظر صنعتي بسيار مفيدند . در سالهاي اخير واکنشگر هاي آلي فلزي در سنتز تعداد زيادي از مولکولها ، نقش کليدي و اساسي پيدا کرده اند . همچنين اين ترکيب ها ، مولکولهايي را شامل مي شوند که تعداد زيادي از آن ها داراي فعاليت هاي بيولوژيکي اند.
تاريخچه شيمي ترکيب هاي آلي فلزي
سال ۱۷۶۰: در اين سال بنيان شيمي آلي فلزي در يک داروخانه متعلق به ارتش فرانسه در پاريس گذاشته شد . در آن داروخانه فردي به نام کادت با استفاده از نمک هاي کبالت، روي داروها ي اعصاب کار مي کرد . وي موفق شد از ترکيب هاي معدني کبالت که حاوي آرسنيک بود نخستين ترکيب آلي فلزي را بدست آورد که در واقع حاوي اکسيد کاکوديل ( به معني بدبو) بود.
As2O3+ 4 CH3COOK —–>[(CH3)2As]2O


نخستين ترکيب آلي فلزي 
سال ۱۸۲۷: در اين سال نمک زايس Na[PtCl3(C2H4)] نخستين کمپلکس اولفين دار توسط زايس تهيه شد .
سال ۱۸۴۰ : در اين سال بونسن پژوهش بر روي ترکيب هاي کاکوديل که آن ها را ” آلکا آرسين ” مي ناميد ادامه داد.
ضعيف بودن پيوند As-As در مولکولهايي از نوع R2As-AsR2 ، سبب شد که ترکيب هاي فراواني مانند (CH3)2AsCN ساخته شود . 
ترکیب آلی فسفر دار
با آن كه بیش از۲۰۰ سال از سنتز نخستین تركیب آلی فسفر دار می گذرد، اما در طول سه دهه اخیرتنوع و كاربرد این تركیبات بیش از هر زمان دیگری رشد و پیشرفت داشته است. تنوع و كاربردهای مهم این تركیبات در ساخت كودهای شیمیایی، مواد شوینده، مواد ساختمانی، مواد مورد كاربرد در صنعت دندانسازی و داروسازی، غذاهای حیوانی،آفت كش ها، استرهای فسفات صنعتی و سمی و محصولات طبیعی انجام تحقیقات گسترده تر در این زمینه را ضروری ساخت است.
در حال حاضر بررسی و پژوهش در خصوص سنتز و كاربرد این تركیبات مورد توجه بسیاری از شیمیدانهای جهان قرار گرفته است.
شیمی فسفر شامل بررسی تركیب های اكسی فسفر است كه تمامی آنها پیوند فسفر- اكسیژن دارند، بسیاری از این تركیب ها، از نوع فسفات هستند. تقریباً در همه تركیب های فسفر طبیعی، پیوند فسفر- اكسیژن وجود دارد. در این میان استرهای فسفات آلی كه شامل پیوند فسفر- اكسیژن- كربن هستند، اهمیت بیوشیمیایی دارند. تركیبات آلی فسفر(تركیبات كربوفسفر) كه پیوند فسفر- كربن دارند، دومین گروه مهم تركیبات فسفر را تشكیل می دهند. تركیباتی كه دارای پیوند فسفر- نیتروژن هستند( تركیب های آزافسفر)، سومین گروه این طبقه است. تركیبات متالوفسفر كه پیوند بین فلز و فسفر را شامل می شوند، گروه بسیار مهم و بزرگی از این تركیبات را تشكیل می دهند كه با شناخت و سنتز سایر تركیبات هم گروه خود، از نظر تعداد به سرعت در حال رشد هستند. تركیبات هر یك از این گروه ها بسیار زیاد و متنوع است.
آپاتیت معدنی، بزرگترین و گسترده ترین تركیب فسفر در جهان است و اسید فسفریك، مهمترین تركیب صنعتی فسفر است. هم اكنون استرهای آلی فسفات كه به عنوان داكسی ریبونوكلئیك اسید(dna) شناخته شده اند، قلب بیوشیمی و ژنتیك در دنیا محسوب می شوند و بیشترین مطالعات بر روی آنها انجام شده است.
امروزه حفاظت از گیاهان به عنوان یكی ا ز اصلی ترین منابع غذایی از توجه روز افزونی برخوردار است. تركیب های آلی فسفر به علت داشتن آثار كوتاه مدت (از نظر پایداری، تخریب و …)، تنوع و چگونگی عملكرد خاصشان توجه زیادی را به خود جلب كرده اند.
از این رو مطالعات ساختاری و مكانیسمی تركیبات آلی فسفر گسترش روز افزونی داشته و شیمی فسفر همچون شیمی كربن به سرعت توسعه یافته است. واكنش های چنین تركیباتی معمولاً در زیر مجموعه شیمی آلی طبقه بندی می شوند. چرا كه از روش های آزمایشگاهی مشابهی استفاده می شود و واكنش های مشتركی برای این دو عنصر( كربن و فسفر) وجود دارد.
از این تركیبات می توان به صورت مؤثر در ساخت داروها از جمله داروهای ضد سرطان استفاده كرد.
همچنین در صنعت از این تركیبات به عنوان نرم كننده، ضد اكسیداسیون و پایدار كننده و افزودنی های مواد نفتی هم استفاده می شود.
تركیبات جدیدی از خانواده ارگانوفسفر كه دارای co- nh- po هستند می توانند به عنوان لیگاند مناسبی برای فلزات سنگین (به خصوص گروه لانتانیدها) باشند كه علاوه بر خصوصیات جالب ساختاری كه مورد توجه شیمیدان هاست، می توانند به صورت **** مولكول هایی باشند كه همانند زئولیتها عمل كنند.
علاوه بر این، این تركیبات می توانند به عنوان جاذب مؤثری برای فلزات سنگین خاص از پساب كارخانه ها عمل كنند. ارگانوفسفر طبقه بندی شده می توان به عنوان باز دارنده های مؤثر آنزیم استیل كولین استراز عمل كنند. بنابراین می توانند به عنوان سموم و آفت كش هایی، مورد استفاده قرار گیرند كه در محیط زیست به دلیل تخریب، تركیبات بی خطری تولید می كند. بنابراین انجام این تحقیق و سنتز این تركیبات می تواند گام مؤثری در پیشبرد اهداف علمی و كاربردهای صنعتی، كشاورزی و داروسازی در كشورباشد.
متداولترین موارد استفاده از تركیبات فسفر عبارتند از:
۱) مورد استفاده در ساخت كودهای شیمیایی،
۲) مورد استفاده در ساخت مواد شوینده، انجام عملیات سطحی روی سطح فلز،
  • بازدید : 42 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است، با نشان C و عدد اتمی ۶. کربن عنصری غیر فلزی و فراوان، چهارظرفیتی ودارای سه آلوتروپ می‌‌باشد: 
الماس)سخت‌ترین کانی شناخته شده( 
گرافیت)کی از نرم‌ترین مواد( 
Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only 
فولریت (فولرین ها، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن، ۶۰ اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان ۳ بعدی منحنی، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده)، تشکیل می‌‌دهند .
دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده. این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن همسانگرد (ایزوتروپیک) است.
الیاف کربن شبیه کربن شیشه‌ای می‌‌باشند. تحت مراقبتهای ویژه (کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می‌توان لایه‌های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد. هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی‌گیرد. نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می‌‌باشد . کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می‌‌دهد.همچنین این غیرفلز ویژگی جالبی دارد که می‌تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند(تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می‌کند که برای رویش گیاهان، حیاتی می‌‌باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می‌‌آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند. وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می‌‌سازند که برای حیات و استر، که طعم دهنده بسیاری از میوه‌ها است، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی پرتوزایشی کاربرد دارد.
ویژگیهای درخور نگرش
کربن به دلایل زیادی قابل توجه است. اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم‌ترین (گرافیت) و یکی از سخت‌ترین (الماس) مواد شناخته شده توسط انسان می‌‌باشد. افزون بر این، کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می‌‌آورد. این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می‌‌سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تأمین می‌کند.
کربن در اثر مهبانگ (انفجار بزرگ آغازین) حاصل نشده، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله‌ای ذرات آلفا (هسته اتم هلیم) دارد. جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود. به هر حال، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می‌کنند، تولید شد.
کاربردها
کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می‌‌دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت(به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده‌ترین کاربرد اقتصادی کربن، فرم هیدروکربنها می‌‌باشد که قابل توجه‌ترین آنها سوختهای فسیلی، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنعت پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهم‌ترین آنها بنزین، گازوئیل و نفت سفید بکار می‌رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می‌‌آیند. از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می‌شوند، شکل می‌گیرد.
دیگر کاربردها :
ایزوتوپ C-14 که در ۲۷ فوریه ۱۹۳۰ کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است. 
گرافیت در ترکیب با خاک رس به‌عنوان مغز مداد بکار می‌رود. 
الماس جهت تزئین ونیز در مته‌ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد. 
برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می‌کنند. 
کربن در میله کنترل در واکنشگاه‌های اتمی بکار می‌رود.
گرافیت به شکل پودر و سفت شده به‌عنوان ذغال چوب برای پخت غذا ،در آثار هنری و موارد دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. 
قرصهای ذغال چوب در پزشکی که به صورت قرص یا پودر وجود دارند برای جذب سم از دستگاه گوارشی مورد استفاده اند. 
خصوصیات ساختمانی و شیمیایی فولرن به شکل ریزتیوب کربن، کاربردهای بالقوه امیدوار کننده‌ای در رشته در حال شکل گیری نانوتکنولوژی ذارد.
تاریخچه
کربن (واژه لاتین carbo به معنی زغال چوب) در دوران پیشاتاریخ کشف شد و برای مردم باستان که آن را از سوختن مواد آلی در اکسیژن ضعیف تولید می‌‌کردند، آشنا بود.(تولید [زغال چوب]]).مدت طولانی است که [الماس] به‌عنوان ماده‌ای زیبا و کمیاب به حساب می‌آید. فولرن ،آخرین آلوتروپ شناخته شده کربن در دهه ۸۰ به‌عنوان محصولات جانبی آزمایشات پرتو مولکولی کشف شدند.
دگرگونه‌ها (آلوتروپها)
 

نمودار فازی کربن
تاکنون چهار شکل گوناگون از کربن شناخته شده است: غیر متبلور(آمورف)، گرافیت، الماس و فولرن .
کربن در نوع غیر بلورین آن اساسا گرافیت است اما بصورت ساختارهای بزرگ بلورین وجود ندارد.این شکل کربن، بیشتر بصورت پودر است که بخش اصلی موادی مثل ذغال چوب و سیاهی چراغ)دوده( را تشکیل می‌‌دهد. در فشار و دمای اتاق کربن به شکل گرافیت پایدارتر است که در آن هر اتم با سه اتم دیگر بصورت حلقه‌های شش وجهی- درست مثل هیدروکربنهای معطر – به هم متصل شده اند. هردو گونه شناخته شده از گرافیت، آلفا (شش ضلعی) و بتا (منشور شش وجهی که سطوح آن لوزی است) خصوصیات فیزیکی همانند دارند تنها تفاوت آنها در ساختار بلوری آنها می‌‌باشد. گرافیتهای طبیعی شامل بیش از ۳۰% نوع بتا هستند در حالیکه گرافیتهای مصنوعی تنها حاوی نوع آلفا می‌‌باشند. نوع آلفا از طریق فرآوری مکانیکی می‌تواند به بتا تبدیل شود و نوع بتا نیز براثر دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد دوباره بصورت آلفا بر می‌گردد.
گرافیت به سبب پراکندگی ابر pi هادی الکتریسیته است. این ماده نرم بوده و ورقه‌های آن که اغلب به‌وسیله اتمهای دیگر تفکیک شده اند، تنها به‌وسیله نیروهای وان در والس به هم چسبیده‌اند به گونه‌ای که به راحتی یکدیگر را کنار می‌‌زنند.
در دما و فشارهای خیلی بالا کربن به صورت الماس پایدار است که در آن هر اتم با چهار اتم دیگر پیوند دارد.الماس ساختار مکعبی همانند سیلسیم و ژرمانیم دارد و (به سبب نیروی پیوندهای کربن – کربن با نیترید بور هم‌الکترون(BN) در کنارهم بوده و سخت ترین جسم از نظر مقاومت در برابر سایش به شمار می‌رود. تبدیل الماس به گرافیت در حرارت اتاق به قدری کند است که محسوس نیست. در برخی شرایط کربن به شکل لونسدالیت (lonsdalite) متبلور می‌شود که مشابه الماس ولی شش ضلعی است. فولرین ساختاری مثل گرافیت دارد اما بجای بخش‌های تماما” شش ضلعی، حاوی پنج ضلعیها (یا احتمالا” هفت ضلعیهای) اتمهای کربن نیز می‌‌باشند که ورقه را به شکل کره، بیضی یا استوانه بوجود می‌‌آورند. ویژگیهایی از فولرین با نام فولرین باکمینستر (buckminsterfullerene) هم نامیده می‌شوند هنوز بخوبی بررسی نشده اند. اینگونه ساختار را به گونه کوتاه شده، گلوله‌های باکی (buckyballs) هم نامیده اند. کل نامگان فولرین برگرفته از نام باکمینستر فولر (Buckminster Fuller)، توسعه دهنده گنبد میله‌ای می‌‌باشد که از ساختار گلوله‌های باکی تقلید کرد.
پیدایش
تقریبا” ده میلیون ترکیبات کربنی که برای دانش شناخته شده‌اند وجود دارد که هزاران نوع آنها در فرآیندهای حیاتی و واکنشهای آلی بسیار مهم اقتصادی، ضروری می‌‌باشند.این عنصر به مقدار فراوان در خورشید، ستارگان، ستاره‌های دنباله دار و نیز در جو بیشتر سیارات یافت می‌شود.بعضی از شهابسنگها حاوی الماسهای میکروسکپی هستند که در زمانیکه منظومه شمسی هنوز یک دیسک گازی شکل بود شکل گرفته اند.کربن به صورت ترکیب با سایر عناصر در جو زمین وجود دارد و در همه گونه آب حل می‌شود.کربن به همراه مقادیر کمتر کلسیم، منیزیم و آهن، عنصر اصلی سازنده جرم زیادی از سنگ کربنات سنگ آهک، دولمیت، سنگ مرمر و …) می‌‌باشد. این عنصر در صورت ترکیب با هیدروژن تولید ذغال سنگ، نفت خام و گاز طبیعی می‌کند که آنها را هیدرو کربن می‌‌نامند. گرافیت به مقدار فراوان در نیویورک و تکزاس، امریکا، روسیه، مکزیک، گرینلند و هند یافت می‌شود. الماس طبیعی در کیمبرلیت معدنی موجود درچینه‌ها یا ستونهای سنگهای آذرین یافت می‌شوند.بیشترین الماس در افریقا بویژه افریقای جنوبی، نامیبیا، بوتسوانا، جمهوری کنگو و سیرالئون وجود دارد. همچنین کانادا، قسمت‌های قطبی روسیه، برزیل و بخش‌های غربی و شرقی استرالیا دارای الماس می‌‌باشد.
ترکیبات غیر آلی
معروف‌ترین اکسید کربن، دی اکسید کربن (CO2) است که به مقدار کمتری در اتمسفر زمین وجود دارد. این اکسید توسط موجودات زنده، و برخی موارد دیگر تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب مقدار کمی اسید کربنیک تولید می‌کند اما دی اکسید کربن مانند بیشتر ترکیباتی که دارای پیوندهای ساده چندگانه با اکسیژنهای روی یک کربن هستند، ناپایدار است. به هر حال، از طریق این واسطه، یونهای کربنات با تشدید تثبیت شده، بوجود می‌‌آیند. تعدادی از مواد معدنی مهم، کربناتها هستند که معروف‌ترین آنها کلسیت است. دی سولفید کربن، (۲ CS)، هم مانند آن می‌‌باشد.
اکسیدهای دیگر آن، مونوکسید کربن (CO) و زیراکسید (suboxide) نادر C3O2 هستند.مونوکسید کربن که گازی بی رنگ و بی بو است به‌وسیله اکسیده شدن ناقص بوجود می‌آید.هر یک از این مولکولها دارای یک پیوند سه گانه و نسبتا” قطبی هستند که ناشی از تمایل به یک پیوند دائمی با مولکولهای هموگلوبین می‌‌باشد به طوریکه این گاز بسیار سمی است. سیانید (CN-) دارای ساختار و رفتاری بسیار شبیه به یون هالید بوده و نیترید سیانوژن (CN2) نیز به آن مربوط است .
کربن با فلزات قوی، کاربید C- , و یا استیلید C22- ; بوجود می‌‌آورد که با متان و استیلن همراه بوده و هر دوی آنها اسیدهای به طور باور نکردنی پائتیک اسید هستند. در کل ،کربن با الکترو نگاتیوی ۵/۲ به تشکیل پیوندهای کووالانسی تمایل دارد. تعداد کمی از کاربیدها مثل کربوراندوم و Sic، که شبیه الماس می‌‌باشند، بصورت شبکه‌های کوالانسی هستند.
زنجیره کربن
در ساختار اتمی هیدروکربنها، گروهی از اتمهای کربن (اشباع شده با اتمهای هیدروژن) تشکیل یک زنجیره می‌‌دهند.روغنهای فرار زتجیره‌های کوچک تری دارند.چربیها دارای زنجیره‌های بلندتر و پارافینها زنجیره‌هایی بی‌اندازه بلندی دارند .
چرخه کربن
فرآیند مداوم ترکیب و آزادسازی کربن و اکسیژن که در آن انرژی و حرارت ذخیره و دفع می‌شود را چرخه کربن می‌گویند.فروگشت )کاتابولیسم) + فراگشت (آنابولیسم = دگرگشت (متابولیسم). (واژه‌ها از فرهنگستان زبان و ادب فارسی). به چرخه کربن مراجعه کنید
  • بازدید : 52 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

هر گاه در خودم احساس پيري زود رس و نا بهنگام مي‌كنم، به سنگي كه در گوشة ميز كارم قرار دارد،  نيم‌نگاهي مي‌اندازم. اين سنگ خاكستري تيره، بخشي از تودة گرانيت مانند  “نايس- gneiss ” است. من آن را در سواحل رودخانة ” آكاستا- Acasta ” در مرزهاي شمال غربي كانادا پيدا كرده ام. در نظر اول مانند همة نايس ها است. تنها در يك مورد با بقيه تفاوت دارد: قديمي ‌ترين سنگي است كه تا كنون در سطح زمين يافت شده است. اين سن به‌اندازه اي زياد است كه حتي تصورش مشكل مي‌نمايد
دانشمندان بر حسب اينكه چه مقياس زماني لازم دارند، ساعتهاي گوناگوني را انتخاب مي نمايند. مثلا براي اندازه‌گيري زمانهاي تا حدود ۴۰۰۰۰سال پيش، كربن ۱۴ مناسب است. محققان با اندازه گيري مقدار كربن راديو اكتيو موجودي كه قبلا زنده بوده، ميتوانند زمان مرگ آن را مشخص نمايند. به عنوان مثال، باستان شناسان مي‌دانند كه يكي از قديمي‌ترين قسمت‌هاي ” استون هنج- Stone Henge ” در انگليس، آبراهه‌اي است كه سنگهاي مشهور را محاصره كرده است. اين آبراهه، بوسيلة شاخ‌هاي گوزن حفر شده كه بقاياي آنها در كنار آبراهه يافت شده اند. با اندازه گيري كربن ۱۴ اين شاخ‌ها معلوم شد كه اين حفاري در ۵۰۰۰ سال پيش صورت گرفته است. 
 
و اما كربن راديو اكتيو از كجا مي آيد؟ همة اتمها _ چه كربن و چه ساير عناصر_ شامل اجزا زير اتمي در هستة خود هستند: نوترون‌ها و پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابري از نوترون و پروتون دارند. مثلا كربن  6 پروتون و ۶ نوترون دارد كه با هم كربن با عدد اتمي ۱۲ را بوجود مي‌آورند . وقتي همين اتم‌ها ، تعداد متفاوتي نوترون در هستة خود داشته باشند،اين اتمهاي جديد، ايزوتوپ اتم اول ناميده مي‌شوند.
کربن ۱۲ يکی از ايزوتوپ های کربن است. ايزوتوپ ديگر آن کربن ۱۴ می باشد که ۸ نوترون در هستة خود دارد. اين نوع کربن زمانی تشکيل می شود که ذرات فضايي  بشدت با اتم های نيتروزن موجود در اتمسفر برخورد می کنند. 
   ايزوتوپ های راديواکتيو با سرعت قابل پيش‌بينی از هم پاشيده می شوند. کربن ۱۴ نيز از اين قاعده مستثنی نيست. اگر شما ۱ پوند(۴۵۳/۰ کيلوگرم) کربن ۱۴ را در يک شيشه قرار دهيد، پس از ۵۷۳۰ سال نصف آن به نيتروژن ۱۴ تبديل می شود. فيزيکدانان اين زمان را، زمان نيمه عمر می نامند. گياهان و جانوران زنده، دی اكسيد کربن را از هوا جذب می کنند، که شامل هر دو نوع کربن ۱۲ و ۱۴ است. اما به محض مردنشان، کربن ۱۴، شروع به فروپاشی به نيتروژن ۱۴ می نمايد. با مقايسه سطح کربن ۱۴ نسبت به کل مقدار کربن موجود در جسم مورد نظر، دانشمندان می توانند محاسبه کنند که چقدر از زمان مرگ گياه يا جانور گذشته است.
 
تابش نور تهييجي و استفاده از آمينو اسيدها
 ***فسيل های قديمی تر از ۴۰۰۰۰ سال ، ميزان خيلی کمی از کربن ۱۴ دارند. بنابراين دانشمندان مجبور به يافتن راههای ديگری برای تعيين سن آنها شدند. زمين شناسی بنام “گيفورد ميلر- Gifford Miller ” از دانشگاه كلرادو، در حوالي درياچة ويكتوريا _ استرالياي جنوبي، به من نشان داد كه چگونه از دو روش جديد استفاده مي‌كند تا محدوديت كربن ۱۴ را از بين ببرد.
درياچة ويكتوريا  به  قوس  بزرگي  از  تپه هاي شني  چسبيده   است كه طي دهها  هزار  سال  روي  هم  انباشته شده اند. ميلر و من همراه دسته‌اي از پرندگان( كوكاتو- نوعي طوطي كاكلي)، از ماسه‌هاي مواج بالا رفتيم. به‌تدريج كه به لايه هاي دورتر و عميقتري از تپه هاي ماسه اي رسيديم، توده هايي از پوسته‌هاي صدف سياه خودنمايي مي‌كرد.  احتمالا در  زمانهاي   قديم  توسط  بوميان  منطقه از  درياچه  جمع آوري  شده  بودند.  هنوز سر نيزه هاي بوميان در كنار استخوان هاي كانگورو و شترمرغ هاي شكار شده، به چشم مي‌خورد.در جستجوي آب در طول زمان، به عقب برگشتيم و به طرف يك آبراهه پايين آمديم.
ميلر در حاليكه به لايه اي رسي اشاره مي‌كرد گفت:” به نظر من اين لاية منقرض شده هااست. ديرين شناسان در آن، اسكلت‌ كيسه داران غول پيكر، كانگورو‌هاي با ۱۰ فوت بلندي و شيرهاي كيسه داررا پيدا كرده اند. ” ( هر فوت معادل ۴۸/۳۰ سانتي متراست)
در مورد علت انقراض اين موجودات بزرگ جثه هنوز در استراليا شك و ترديد وجود دارد. آيا انسانهاآنها را نابود كرده اند يا تغييرات آب و هوايي؟ اولين قدم براي حل اين معما، گشودن رمز عمر اين فسيل ها است، اما ميزان كربن ۱۴ باقيمانده در اين اسكلتها كافي نيست تا سن آنها را بدست آوريم. ميلر براي من توضيح داد كه چگونه از ساعتهاي ديگر استفاده مي كند. او در حاليكه جسم كوچكي را به اندازه ناخنش بلند كرده بود، گفت:”بفرماييد! اين هم جنيورنيس- Genyornis” .  
 
 جنيورنيس پرندة غول پيكري بوده با ۴۰۰ پوند وزن كه قادر به پرواز نبوده است. آنچه ميلر در دست داشت، تكة كوچكي از پوست تخم اين پرنده بود به رنگ شيري با فرورفتگي هاي كوچك در سطح آن. او هزاران قطعة مشابه از نقاط مختلف استراليا جمع آوري كرده است. آنها همه جا يافت مي شوند و يكبار كه فهميديد دنبال چه مي گرديد، به راحتي مي‌توانيد آنها را از ماسه ها جدا كنيد. او مي گويد:” خيلي جالبه، كي فكرش رو مي‌كرد كه راه بري و پوست تخم پرنده جمع كني؟!” 
ميلر و همكارانش عمر پوسته هاي جنيورنيس را به دو روش تعيين كرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. يك كاني را در نظر بگيريد. اتم‌هاي راديواكتيو و دروني اين كاني،  ذراتي آزاد مي‌كنند كه انرژي آنها قادر است الكترونها را از حالت پايه  بيرون بكشد و آنها را آزاد كند. گاهي اين الكترونهاي آزاد شده در حفره هاي ساختماني موجود در كريستال كاني مورد نظر( در اينجا كوارتز)انباشته مي شوند. اين تله‌هاي كريستالي، در يك سيستم زماني منظم، بتدريج با الكترونها پر مي‌شوند. اگر شما بتوانيد سرعت به دام افتادن الكترونها را محاسبه كنيد و سپس تعداد الكترونهاي به دام افتاده را بشماريد، ميتوانيد بفهميد چه مدت از زماني كه كاني مورد نظر در معرض نور خورشيد، يعني در سطح زمين قرار داشته مي‌گذرد. زيرا اگر نور خورشيد، حتي به مدت چند ثانيه به كاني مورد نظر مورد نظر برسد، انرژي خورشيد،  تمام الكترونهاي در تله افتاده را آزاد مي كند و به محل اوليه شان بر مي گرداند. در واقع ساعت را دوباره روي صفر قرار مي دهد. 
كار مهم ميلر اين بود كه پوسته ها را از درون ماسه هايي بيرون بياورد كه از لحظة دفن شدن، نور خورشيد به آنها نتابيده است. به اين ترتيب ماسه هاي اطراف اين پوسته‌ها، حاوي كوارتزهايي با خصوصيات مورد نظر بودند. براي بدست آوردن چنين كريستالهايي، او از يك كارشناس متخصص در اين روش كمك گرفت: نايگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner ”  فيزيكداني  از  دانشگاه  ملي  استراليا.  سپونر استوانه هاي  فولادي تو خالي را در ماسه هايي كه پوسته هاي جنيورنيس را احاطه كرده بودند، قرار مي‌داد و با چكش، آنها را كاملا درون ماسه ها فرو مي برد. سپس به سرعت در استوانه ها را مي بست، در پلاستيك سياه بسته بندي مي‌كرد و به آزمايشگاهش انتقال مي‌داد. در آزمايشگاه، او دانه هاي كوارتز را در ماشيني قرار مي دهد كه تابش هايي از فوتونهاي با انرژي هاي مشخص، الكترون‌هاي در تله افتاده را به اتمهاي اصلي‌شان برمي‌گردانند. با برگشت هر الكترون، مقداري انرژي بصورت نور آزاد مي‌شود. با اندازه‌گيري اين نور، سپونر مي‌تواند تعداد الكترونهاي در تله افتاده را محاسبه كند و از روي تعداد آنها، زمان دفن ماسه و در نتيجه سن پوستة تخم پرنده را دريابد. به منظور دقت بيشتر، تمام اين عمليات در تاريكخانه‌اي كه تنها با نورهاي قرمز ضعيف روشن مي شود، انجام مي پذيرد.
 
روش ديگري كه ميلر بر روي آن كار كرده، استفاده از پروتئين هاي حفظ شده در درون پوستة تخم‌ها است. واحد‌هاي ساختماني پروتئين ها ، يعني آمينواسيدها، مي‌توانند از لحاظ نوري، راست گردان يا چپ گردان باشند. به دلايلي كه هنوز ناشناخته مانده است، طبيعت به شدت آمينو اسيد‌هاي چپ گردان را ترجيح مي دهد.
يعني آمينو اسيدهاي طبيعي موجود در بدن موجودات زنده ، چپ گردانند. اما پس از مرگ، طي واكنش راسميزاسيون- Racemization،  اين آمينو اسيد ها با سرعت مشخصي به ايزومرهاي راست گردان خود تبديل مي‌شوند. البته سرعت تبديل اين ايزومرها، به دقت ساعت راديواكتيونيست، چرا كه اين فرآيند به دما بستگي دارد: گرما سرعت واكنش را افزايش و سرما آهنگ آن را كاهش مي‌دهد. با اين وجود، ميلر با تخمين تغييرات آب و هوايي استراليا طي ۱۰۰۰۰۰ سال گذشته، توانسته است معيار دقيقي به‌دست آورد. 
هر دوي اين روشها جواب واحدي براي سن پوستة تخم جنيورنيس ارائه كرده اند و نشان دهندة اين واقعيت اند كه اين پرنده در ۵۰۰۰۰ سال پيش منقرض شده است . با توجه به شواهد آب و هوايي، واضح است كه تغييرات زيست محيطي سبب انقراض اين پرندة غول پيكر نشده است. چرا كه گزارشهاي آب و هوايي نشان مي‌دهند كه در ۵۰۰۰۰ سال پيش، آب و در نتيجه گياهان اين منطقه فراوان بوده اند. در عوض دانشمندان استراليايي  سرنخ‌هايي از حضور انسان در تپه‌هاي ماسه اي درياچة مانگو- Mungo  به‌دست آورده اند كه سن آنها به حدود ۶۰۰۰۰ سال پيش بر‌مي‌گردد- قديمي‌ترين اثر وجود انسان در استراليا. حضور انسان در نزديكي زمان انقراض، اشاره بر اين دارد كه انسانها، عامل انقراض جنيورنيس بوده اند.
 
رزونانس اسپين الكترون و تابش گرمايي
***در بالاي چهارچوب‌هاي زماني يكي از اولين انسان‌ها، به منظره اي نگاه مي‌كند كه هومو ساپينس هاي كنوني- Homo Sapiens ، دور هم جمع مي شوند تا گذشت سال ها را در شروع سال جديد جشن بگيرند. خوشبختانه جوان بودن ما، مانع از اين نشده تا قفل هاي بستة سيارة خود را بگشاييم. 
در غاري در نزديكي غزه، اسكلتي پيدا شده كه به دو روش تعيين سن شده است: رزونانس اسپين الكترون(ESR ) و تابش گرمايي- Thermoluminescence .
زمين همواره در معرض تشعشعات ناچيزي از اورانيوم، توريم و پتاسيم قرار دارد. وقتي اين تابش به اتم‌هاي موادي مانند ميناي دندان برخورد مي كند، الكترون‌هايشان را جابه جا مي كند، در نتيجه ميدان مغناطيسي ماده تغيير مي‌كند. اين تغييرات با سرعت مشخصي صورت مي گيرند. از طرفي هر چه تعداد الكترون‌هاي جابه‌جا شده بيشتر باشند، سن جسم مورد نظر بيشتر است. در كنار اسكلت به دست آمده در غزه، فسيل‌هاي ديگري از جمله دندان يك اسب به دست آمد. با استفاده از روش ERS ، سن آن ۱۰۰۰۰۰ سال تعيين شد. 
در آنجا سنگ هاي آتشزنه هم پيدا شد. اين سنگ‌ها به روش تابش گرمايي تعيين سن مي‌شوند. اساس كار مانند روش تابش تهييج نوري است. با اين تفاوت كه در آنجا  نور خورشيد انرژي لازم براي بازگرداندن الكترون‌ها به مدارهاي اصلي را فراهم مي‌كرد، اما در اينجا حرارت اين كار را مي كند. وقتي سنگ آتشزنه( يا موارد مشابه) حرارت مي بينند، الكترون‌هاي جابه‌جا شده شان از حالت‌هاي نيمه پايدار به ترازهاي اصلي خود بر‌ميگردند وانرژي اضافي خود را به‌صورت نور نشر مي نمايند. ميزان نور نشر شده، معياري از تعداد الكترونها ي جابه‌جا شده است. به اين ترتيب، عمر آنها از آخرين باري كه استفاده شده‌اند، محاسبه مي‌گردد. اين آتشزنة خاص نيز به ۱۰۰۰۰۰ سال پيش بر مي‌گردد. اين اطلاعات چه ارزشي براي ما دارند؟ آنها به ما مي گويند كه انسان جديد، خيلي زودتر از آنچه تصور مي‌شد، آفريقا را ترك كرده است. حالا وقتي از خود مي‌پرسيم:” چقدر از سن ما مي‌گذرد؟” به اين سو كشيده مي‌شويم تا بدانيم: “ما كه هستيم؟”
 
 استفاده از اورانيوم در كريستال هاي Zircon
*** سني كه ميلر در مورد آن صحبت مي كند، يعني ۵۰ تا ۶۰ هزار سال پيش، در اروپاي قرن ۱۶، پوچ و بي معني تلقي مي‌شد. در آن زمان، تاريخ زمين را بر اساس داستانهاي انجيل تعيين كرده بودند. جيمز آشر-James Ussher در سالهاي ۱۶۵۰ ميلادي مطرح كرد كه خدا زمين را در ۴۰۰۴ پيش از ميلاد خلق كرده است. دقيقتر بگوييم در ۲۲ اكتبر! اين عقيده تا ۲۰۰ سال معتبر بود. تا اينكه دانشمندان متوجه شدند كه سنگهاي كرة زمين در يك سيستم لايه لايه و منظم بر روي هم چيده شده اند. اين لايه ها توسط نيروهايي تشكيل شده‌اند كه ما هنوز هم عملكرد آنها را مي بينيم: فرسايش كوهستانها و رسوب كردن تدريجي ذرات آنها در ته رودخانه ها و درياها. اما آنچه بديهي است كه اين نيرو ها به آهستگي عمل مي كنند و براي اينكه مناظر كنوني را در سطح زمين بوجود آورند، ميليونها سال لازم است:  عمر كره زمين. 
 
  • بازدید : 51 views
  • بدون نظر
این فایل در ۹۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

كامپوزيت مخلوطي از دو يا چند جز با خواص متفاوت است كه خواص مجموعه از مجموع 
خواص ذرات يا اجزاء تشكيل شده برتر است. اجزاي كامپوزيت از نظر شيميايي، متفاوت و از نظر فيزيكي تفكيك پذير است. فاز پيوسته را زمينه(matrix) و فاز توزيع شده را تقويت كننده(reinforcement ) گويند. ‌‌‍‌‌‌‌‌‍‍‍‌‌‌‍‍‍‍‌‍‌[۲] 
در دنياي امروز نياز صنعت به مواد مهندسي نو ضروري است. در اين ميان كامپوزيت هاي زمينه فلزي از جايگاه ويژه اي برخوردار هستند. كامپوزيتهاي پايه فلزي از مخلوط و يا ترکيب ذرات سخت سراميكي و حتي الياف كربني در زمينه فلزي با روشهاي مختلف بدست مي آيند. [۲] متداولترين تقويت كننده ها SiC ، TiC , TiB  , Al2O3 و … است. به طور مثال كامپوزيت
 Al – SiC به جاي آلياژ آلومينيوم، سبب كاهش وزن و افزايش مدول الاستيسيته در پيستونهاي ديزلي خواهد شد. [۳]
 جدول (۱-۱) برخي از كامپوزيتهاي زمينه فلزي با ذرات استحكام دهنده غير فلزي را نشان مي دهد.
عوامل موثر بر خواص كامپوزيتها :
خواص كامپوزيت ها به مقدار نسبي فازها و خواص اجزاء تشكيل دهنده آن بستگي دارد. قانون مخلوط كردن(در زير) اين خواص را پيشگويي مي كند: [۳] 
  (1-2)                                                                   Pcom = Pmat . f + Prein(1-f)    
Pcom : خواص كامپوزيت 
Pmat  : خواص زمينه
Prein  : كسر حجمي فاز تقويت کننده
عواملي كه روي خواص هر كامپوزيت اثر گذار است عبارتند از:  [4] 
۱) مقدار، اندازه، توزيع ، شكل، نوع و فاصله بين ذرات تقويت کننده 
۲) سختي ، استحكام و چقرمگي ذرات تقويت کننده
۳) ريز ساختار، سختي ، چقرمگي و استحكام زمينه 
۴) استحكام فصل مشترک بين زمينه و تقويت کننده
۵) تنشهاي باقي مانده در قطعه


۲-۲- تقسيم بندي كامپوزيتها
تقسيم بندي بر اساس موارد گوناگوني انجام مي شود كه عبارتند از :
الف) بر اساس نوع زمينه : ۱-  پليمري ۲- سراميكي ۳- فلزي ۴- بين فلزي
ب) بر اساس فاز تقويت كننده : 
۱) فاز تقويت كننده پيوسته : ۱- لايه اي (Laminar)   2-  رشته اي (Filament) 
۲) فاز تقويت كننده ناپيوسته : 
۱- ذره اي ( Particulate)        2-  اليافي جهت دار(Fiber)           3 – ويسکر                                           
ج) بر اساس اندازه فاز دوم]۱[ :   1) ريز                       2) درشت   
د) بر اساس روش ساخت ]۳[   : 
۱) ريخته گري                 2) متالورژي پودر              3) روشهاي حالت جامد مثل SHS  
ه) بر اساس نحوه ساخت فاز تقويت كننده :
 1)  ساخت همزمان : فاز تقويت كننده همزمان با زمينه تشكيل مي شود.
۲)  ساخت غير همزمان : فاز تقويت كننده با روشهاي مخصوص ساخته شده و بعدا در زمينه جاي داده مي شود [۵] 
تريبو لوژي و تريبوسيستم :
تريبولوژي به معني مالش و لغزش است و به مطالعه بر روي سايش، اصطكاك و روان كاري سطوح در گير در حركت نسبي و موضوعات مربوط به آن 
مي پردازد.
تريبوسيستم : به بررسي سيستم مهندسي با پارمترهاي ورودي نيرو، زمان ، سرعت و… و پارامترهاي دروني انتقال حرارت و زبري سطوح و تغيير خواص مكانيكي در حين آزمايش و در نهايت پارامترهاي خروجي سايش، اصطكاك و صدا مي پردازد. [۲]

۱-۳-۲- تعريف سايش و عوامل اثر گذار روي آن :
سايش فرآيندي است كه در آن، تلفات مكانيكي مواد، در اثر حرکت دو سطح بر روي هم و جدا شدن ذرات از سطح در اثر اصطکاک صورت مي گيرد. عوامل موثر بر سايش عبارتند از : شرايط سطوح ، ريز ساختار زمينه ،  اصطكاك ، نيرو، سرعت ، زمان ، محيط ، درجه حرارت ، استحكام ، چقرمگي ، شكل ، اندازه ، نحوه توزيع و نوع ذرات تقويت کننده.
۲-۳-۲- انواع مكانيزم هاي سايش :
به طور کلي مکانيزم سايش به پنج دسته تقسيم مي شود: سايش چسبان ، سايش خراشان، سايش خستگي ، سايش ورقه اي و سايش اکسايشي. [۲] 
۱-۲-۳-۲- سايش چسبان :
 تئوري سايش چسبنده از سال ۱۹۵۹ توسط Archard و برخي محققين براي تشريح مكانيزم سايش شديد فلزات توسعه يافته است. اين تئوري بر اساس اتصال چسبنده سطح در مقياس كوچك استوار است. با اعمال نيروهاي عمودي، تنش هاي ايجادي در نوك برآمدگي هاي سطح افزايش يافته تا به حد تسليم برسد و تغيير شكل پلاستيك رخ دهد و سطح واقعي تماس با ادامه اعمال نيرو بيشتر مي شود تا بتواند تنشهاي اعمالي را تحمل كند. فيلم هاي اكسيدي سطحي، چسبندگي را شديدا كاهش مي دهند و ازطرفي نيروهاي مماسي مي توانند سب حذف اين فيلم ها شده و جوش سرد در محل اتصال ايجاد كند. با ادامه لغزش در ماده نرم يا فصل مشترك نرم و سخت، شكست اتفاق مي افتد و يك تكه از فلز نرم به سطح سخت مي چسبد يا اينكه شكست در فصل مشترك ايجاد ذره سايشي در سطح نرم مي كند كه در نهايت، سايش ( تلفات سطوح ) را در پي دارد. نرخ سايش چسبنده به عوامل مختلفي مثل شرايط محيطي، نيروي اعمالي، سرعت، شرايط عملي و خواص فيزيكي سطوح بستگي دارد.





 
۲-۲-۳-۲- سايش خراشان :از بين رفتن سطح نرم توسط سطح سخت، سايش خراشان ناميده
 مي شود. دو حالت كلي براي اين سايش وجود دارد:
۱) دو بعدي: كه سطح سخت، يكي از سطوح سايش است .
۲) سه بعدي: ذره هاي كوچك و سخت در لابه لاي دو سطح سايش است.
در اين حالت برآمدگي سطح سخت به داخل سطح نرم فرو مي رود و با نيروي مماسي، كندگي سطوح نرم را سبب مي شود. هرگاه سختي جسم نرم به بيش از نصف سختي جسم سخت برسد، امكان تغيير شكل پلاستيك در زير سطح جسم سخت در نتيجه خستگي وجود دارد به همين خاطر در حالت الاستيك، خستگي مكانيزم غالب در سايش است. 
در اين مكانيزم مقاومت به سايش كامپوزيت، تابع نسبت سختي زمينه به سختي ساينده است. اگر اين نسبت بين ۵/۱-۳/۱ باشد، نرخ سايش كاهش مي يابد. [۲و۵]
سايش خراشان سه نوع است :    (در شکل (۲-۲)) ]۴[
 1) خراش تحت تنش پائين : كه بدون شكست مواد مي باشد و در اين حالت براي مقاومت به سايش به مواد با سختي بالا احتياج است . 
۲) خراش در تحت تنش بالا : در اين حالت، هم نفوذ به داخل سطح و هم خرد شدن سطح اتفاق مي افتد. 
۳) خراش با ضربه : در اين حالت، پارگي سطح تحت سايش اتفاق مي افتد.               
                                                                                              
شکل(۲-۲): دسته بندي سايش خراشان تحت: الف)تنش کم   ب) تنش بالا   ج)  ضربه
۳-۲-۳-۲- سايش خستگي :
اين سايش در تماسهاي غلتشي يا  لغزشي در نرخ هاي پائين سايش به وجود مي آيد و اگر سطوح سايش با يك روانكار از هم جدا شوند به طوريكه تماس مستقيم جامد به جامد را نداشته باشيم مانند ياتاقانها ، مكانيزم سايش از نوع خستگي است. يا در اثر بار گذاري مكرر، برآمدگي هاي جسم نرم توسط جسم سخت، صاف و هموار شده و جسم سخت به راحتي بر روي جسم نرم لغزش مي كند. به علت سيكل تناوبي تنش كششي و فشاري، جوانه زني ترك سطحي اتفاق
 مي افتد و با ادامه سيكل و به هم پيوستن جوانه ها و اشاعه آنها، سايش در قطعه بوجود مي آيد.
سايش خستگي به تنش وارده بستگي دارد و مقدارش از سايش چسبان كمتر و با افزايش سختي سطح تغيير شكل سطحي كاهش مي يابد. همچنين افزايش چقرمگي، رشد تركها را كندتر ميكند. [۵,۲]
۴-۲-۳-۲- سايش ورقه اي :
جدا شدن ورقه اي سطح مورد سايش دراثر ايجاد تركهاي زير سطحي ناشي از سيكل هاي تناوبي كشش و فشار كه از تنش كششي جوانه زني ترك و رشد آن و از تنش فشاري سه محوري توقف رشد را داريم و دراين حالت كليه برآمدگي سطح نرم توسط سطح سخت صاف مي شود لغزش سطوح روي هم راحتتر مي شود که با جوانه زني و رشد ترکها و اشاعه آنها به تمامي سطح زير محلهاي تماس جداشدن به شکل ورقه از روي سطوح را در پي دارد.
۵-۲-۳-۲- سايش اكسايشي :
اگر تغيير شيميايي در سطح مواد در اثر شرايط محيطي ايجاد  گردد و اين سطح در اثر لغزش حذف شود سطح تميزي در تماس مجدد با محيط قرار گرفته و تكرار اين عمل، سبب سايش ماده مي گردد. [۵,۲]       
 (2-2) V = Kf . T [A/H] ½                                                                           
V = سرعت سايش حجم (mm3/sec)
Kf = احتمال شكست 
T = سرعت رشد لايه اكسيدي ) mm/sec)
  • بازدید : 44 views
  • بدون نظر
این فایل در ۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ترکیب شیمیایی انواع گیاهان، جانوران و میکروب ها بسیار مشابه است. از ۹۲ عنصر موجود در طبیعت فقط تعداد معدودی در ماده زنده یافت می شود. عنصرهای هیدروژن (H)، اکسیژن (O)، کربن (C) و نیتروژن (N) روی هم ۹۹ درصد جرم سلول ها را تشکیل        می دهند در حالی که سه عنصر هیدوژن، کربن و نیتروژن کمتر از یک درصد جرم پوسته زمین را شامل می شوند.
علاوه بر عناصر فوق، کلسیم (Ca)، گوگرد (S) و فسفر (P) نیز در ماده زنده به مقادیر قابل ملاحظه یافت می شوند.
تنوع و ثبات ترکیبات کربن دار در موجودات زنده به ویژگی های اتم کربن ارتباط دارد. 
چنانکه می دانید ظرفیت هر اتم به تعداد الکترون هایی که برای تکمیل کردن مدار خارجی باید به دست آورد یا از دست بدهد، بستگی دارد. اتم کربن در مدار خارجی خود چهار الکترون دارد و برای تکمیل این مدار به چهار الکترون دیگر نیازمند است؛ بنابراین کربن چهار ظرفیتی است. کربن هم چون سایر اتم ها تمایل دارد مدار خارجی خود را تکمیل کند تا پایدارتر شود. اتم کربن برای رسیدن به این هدف، با اتم های دیگر که آنها نیز برای کامل کردن مدار خارجی خود به الکترون نیازمندند، پیوند تشکیل می دهد. گرایش به تشکیل این پیوندها منشأ تنوع ساختاری مولکول های کربن دار است. یک اتم کربن به علت چهار ظرفیتی بودن، می تواند با چهار یا تعداد کمتری اتم دیگر پیوند تشکیل دهد به نحوی که در نهایت چهار پیوند تشکیل شود.
درشت مولکول های زیستی
سلول ها علاوه بر آب و مولکول های کوچک دیگر، مولکول های بزرگی نیز دارند که درشت مولکول یا ماکرومولکول نامیده می شوند. یک درشت مولکول پلی مری است که از به هم پیوستن تعدادی مولکول کوچک و مشابه به نام تک واحد یا مونومر ساخته شده است.
تک واحدها در درشت مولکول ها به صورت خطی یا منشعب به یکدیگر می پیوندند.
جرم مولکولی تک واحدها چند صد دُلتن و جرم مولکولی درشت مولکول های زیستی بین چندهزار و یک میلیون دُلتن است. مهم ترین درشت مولکول های زیستی عبارتند از :        پلی ساکاریدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک که به ترتیب از به هم پیوستن منوساکاریدها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها بدست می آیند. لیپیدها معمولاً جزء درشت مولکول ها       طبقه بندی نمی شوند.
اما در اینجا همراه با آنها بررسی می شوند زیرا هم چون درشت مولکول ها نقش هایی عمده و مهم در سلول ایفا می کنند. لیپیدها از نظر اندازه بین مولکول های کوچک و درشت-مولکول ها قرار می گیرند.
برای فهمیدن بیوشیمی سلول، باید درشت مولکول ها را شناخت. باید دانست که آنها چه نوع ترکیباتی هستند، چگونه ساخته می شوند، چگونه تجمع می یابند و چگونه عمل می کنند.
ابتدا با کربوهیدرات ها که ساده ترین درشت مولکول های زیستی هستند آشنا می شوید، پس از آن لیپیدها و پروتئین ها و سپس اسیدهای نوکلئیک به ترتیب مورد بحث قرار می گیرند.
کربوهیدرات ها :
کربوهیدرات ها ساده ترین درشت مولکول های زیستی هستند که از سه عنصر اصلی کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده اند. در کربوهیدرات ها پیوندهای کووالان متعددی وجود دارند که کربن در آنها شرکت می کند و درنتیجه شکسته شدن آنها مقدار زیادی انرژی تولید می شود، بنابراین کربوهیدرات ها جزء ترکیبات انرژی زای سلول هستند.
مونوساکاریدها ساده ترین کربوهیدرات ها هستند. همه مونوساکاریدها از فرمول کلی (CH2O)n تبعیت می کنند. عدد n در فرمول بین ۳ تا ۷ متغیر است.
مونوساکاریدها سه تا هفت کربن دارند و آلدوز یا کتوز هستند. آلدوزها در کربن شماره ۱ عامل آلدهیدی (-CHO) و کتوزها عامل کتونی (-C=O) دارند. قندهای سه، چهار، پنج، شش و هفت کربنی را به ترتیب تری یوز، تتروز، پنتوز، هگزوز و هپتوز می نامند.
گلیسر آلدهید یک قند ۳ کربنی است و فرمول شیمیایی آن چنین است :

در این ترکیب کربن شماره ۲ نامتقارن است زیرا با ۴ گروه مختلف پیوند تشکیل داده است.
چنین کربنی می تواند دو ایزومر L,D داشته باشد. بطور کلی برای یک مولکول قند با n کربن اگر گروه –OH متصل به کربن شماره ۱ – n آن دست راست و –H دست چپ رسم شود، ایزومر D و برعکس آن L نامیده می شود.
قندهای پنج کربنی و شش کربنی اهمیت ویژه ای دارند زیرا علاوه بر این که در راه های متابولیسمی شرکت دارند، در ساختار برخی درشت مولکول ها نیز بکار می روند. ریبوز و مشتقات آن که در ساختار اسیدهای نوکلئیک شرکت دارند، از مهم ترین قندهای پنج کربنی هستند. قند شش کربنی گلوکز با فرمول C6H12O6 واحد سازنده نشاسته، گلیکوژن و سلولز است.
الیگوساکاریدها ترکیباتی هستند که بین دو و ده واحد منوساکاریدی دارند. الیگوساکاریدها بر حسب تعداد واحدهای تشکیل دهنده آنها طبقه بندی می شوند  مثلا اگر دو مولکول منوساکارید به هم متصل شوند دی ساکارید و در صورت اتصال سه مولکول منوساکارید، یک تری ساکارید ایجاد می شود. ساکاروز دی ساکاریدی است که از اتصال گلوکز با فروکتوز بدست می آید. لاکتوز دی ساکارید دیگری است که از اتصال گلوکز و گالاکتوز حاصل می شود.
کربوهیدرات هایی با بیش از ده واحد مونوساکاریدی در گروه پلی ساکاریدها قرار           می گیرند.
نشاسته، گلیکوژن و سلولز از مهم ترین پلی ساکاریدهای زیستی اند که هر سه از واحدهای گلوکز ساخته شده اند.
نشاسته پلی ساکارید ذخیره ای در گیاهان است. شکل خطی آن آمیلوز و شکل شاخه دار آن آمیلوپکتین نام دارد.
گلیکوژن پلی ساکارید ذخیره ای در جانوران است و در سلول های کبد و ماهیچه به مقدار زیاد وجود دارد. جرم مولکولی گلیکوژن بیشتر از نشاسته است.
سلولز در دیواره سلول های گیاهی یافت می شود و ساختاری مشابه آمیلوز دارد. این پلی- ساکارید برای اغلب جانداران غذا محسوب نمی شود زیرا جانوران توانایی شکستن پیوندهای بین واحدهای گلوکز موجود در سلولز را ندارند. نشخوارکنندگان بدلیل داشتن باکتری های تجزیه کننده سلولز در دستگاه گوارش خود قادر به هضم سلولز هستند و لذا از آن به عنوان منبع غذایی استفاده می کنند.
کیتین یک پلی ساکارید ذخیره ای است که در پوشش خارجی بدن بسیاری از حشرات و سخت پوستان وجود دارد.
 

عتیقه زیرخاکی گنج