بافت شناسی خون

خون بافت همبند تخصص یافته‌ای است که سلولهای آن در داخل ماده زمینه‌ای مایعی به نام پلاسمای خون شناورند.

خون 

خون 7 الی 8 درصد وزن بدن را تشکیل می‌دهد و حجم آن در یک فرد بالغ بطور متوسط 5 لیتر می‌باشد. خون به واسطه گردش در داخل رگهای خونی عامل اصلی توزیع مواد غذایی ، اکسیژن و حرارت در بدن و انتقال دی‌اکسید کربن و مواد زاید حاصل از فعالیت سلولها از بافتها به ارگانهای دفعی است. خون همچنین هورمونهای مترشحه از غدد داخلی را به ارگانهای مورد نظر حمل می‌کند.

خون در خارج از بدن منعقد شده و سلولها و مواد غیر محلول آن به صورت توده‌ای نسبتا سفت به نام لخته خون (Blood clot) درمی‌آید. و قسمت محلول آن به صورت مایعی زرد و روشن به نام سرم (Serum) از آن جدا می‌گردد. برای جلوگیری از انعقاد خون ، به منظور مطالعات خونی ، مقداری هپارین (یک ماده ضد انعقاد) یا سیترات به آن افزوده می‌شود. در این حالت اگر اجازه داده شود سلولهای خونی ته نشین شوند ، ملاحظه خواهد شد از نظر حجمی حدود 55 درصد خون از پلاسما و 45 درصد آن از سلولهای خونی تشکیل شده است. سلولهای خونی شامل گویچه های قرمز ، گویچه های سفید و پلاکتها هستند.

پلاسمای خون

پلاسما 55 درصد خون را تشکیل می‌دهد. مایعی است که 91 درصد آن را آب ، 7 درصد آن را پروتئینها ، یک درصد آن را املاح معدنی و یک درصد بقیه را ویتامینها ، مواد قندی و مواد لیپیدی ، هورمونها و اسیدهای آمینه تشکیل می‌دهند.

پروتئینهای عمده پلاسما

آلبومین پروتئین اصلی خون می‌باشد که بوسیله کبد ساخته می‌شود و مهمترین وظیفه آن حفظ فشار اسمزی خون می‌باشد. در ضمن در حمل مواد غیر معمول در آب ، نظیر اسیدهای چرب آزاد نقش عمده‌ای دارد. فیبرینوژن ، پروتئینی است که در کبد سنتز می‌شود. و پس از تبدیل شدن به فیبرین در انعقاد خون شرکت می‌کند. گلوبینها از نظر وزن مولکولی به سردسته گاما گلبولینها ، بتا گلبولینها و آلفا گلبولینها تقسیم می‌شوند. که مهمترین آنها گاما گلبولینها هستند که به آنتی بادیها یا ایمونو گلبولینها نیز مشهورند.

گلبول‌های قرمز (Erthrocytes)

به سلولهای قرمز خون مشهورند. و بیشترین سلولهای خونی را تشکیل می‌دهند. سلولهایی بدون هسته و مقعر‌الطرفین هستند. در شرایط طبیعی قطر آنها بطور متوسط 7.5 میکرون می‌باشد. اگر اندازه سلول کوچکتر از 6 میکرون باشد میکروسیت و اگر بزرگتر از 9 میکرون باشد، ماکروسیت نامیده می‌شوند. حضور گویچه‌های قرمز با اندازه‌های مختلف در خون را آنیزوسیتوزیس Anisicytosis و حضور گویچه‌های قرمز با اشکال متفاوت در خون را پوی کیلو سیتوزیس Poikilocytosis می‌نامند. که در حالات مرضی دیده می‌شوند.

تعداد گویچه‌های قرمز در حالت طبیعی در خون زنان 3.6 تا 5.5 میلیون در هر میکرولیتر و در خون مردان 4.1 تا 6 میلیون در هر میکرولیتر می‌باشد. نسبت حجم سلولهای خون به کل خون برحسب درصد را هماتوکریت می‌نامیم. هماتوکریت در زنان سالم و بالغ 45 - 35 درصد و در مردان سالم و بالغ 50 - 40 درصد می‌باشد.

ساختمان و کار گلبولهای قرمز

گلبولهای قرمز سلولهایی مقعرالطرفین و قابل انعطاف هستند که ضمن عبور از مویرگها بهم چسبیده و به صورت میله‌ای استوانه‌ای درمی‌آیند که رولکس (Rouleaux) نامیده می‌شود. شکل ویژه و انعطاف پذیری زیاد گویچه‌های قرمز را به پروتئینهای محیطی ویژه‌ای نسبت می‌دهند که به سطح داخلی غشای اریترویسیتها چسبیده‌اند. برخی از بیماریهای ارثی خون مانند کروی یا بیضی شکل بودن گویچه‌های قرمز از نقص پروتئینهای فوق ناشی می‌گردد.

غشای این سلولها همچنین حاوی رسپتورهای مربوط به گروههای خونی می‌باشد. گویچه‌های قرمز خون حاوی مولکول پیچیده‌ای به نام هموگلوبین می‌باشد. که از یک قسمت پروتئینی به نام گلوبین و یک رنگ دانه آهن‌دار به نام «هم» تشکیل شده است. گلوبین مرکب از 4 زنجیره پلی‌پپتیدی است که به هر زنجیره یک پورفیرین آهن‌دار متصل شده است. هموگلوبین به علت داشتن آهن که در حالت احیا شده می‌باشد. می‌تواند با اکسیژن و دی‌اکسید کربن ترکیب شده و به ترتیب آهن ، هموگلوبین و کربامینو هموگلوبین تشکیل دهد.

با توجه به بالا بودن فشار اکسیژن در ریه ها ، اکسی هموگلوبین در ریه‌ها تشکیل شده و پس از رسیدن به بافتها ، اکسیژن جدا شده و دی‌اکسید کربن به آن متصل می‌گردد. بدین ترتیب امکان حمل اکسیژن از ریه به بافتها و دی‌اکسید کربن از بافتها به ریه امکان‌پذیر می‌گردد.عمر گلبولهای قرمز 120 روز می‌باشد. و پس از پایان این مدت بوسیله ماکروفاژهای طحال ، کبد و مغز استخوان فاگوسیته می‌شوند. کاهش تعداد گویچه‌های قرمز در خون را کم خونی Anemia و افزایش گویچه‌های قرمز در خون را پلی سیتمی Polycytemia می‌نامند.

گویچه‌های سفید خون

لکوسیتها یا گویچه‌های سفید خون بر اساس حضور یا عدم حضور گرانولهای اختصاصی در سیتوپلاسم خود به دو دسته گرانولوسیتها یا دانه‌دارها و آگرانولوسیتها یا بدون دانه‌ها تقسیم بندی می‌شوند. لکوسیتها در مقایسه با اریتروسیتها سلولهایی هسته‌دار و متحرک هستند. گرانولوسیتها بر اساس رنگ پذیری گرانولهای اختصاصی آنها به سه دسته نوتروفیلها ، اسیدوفیلها و بازوفیلها تقسیم می‌گردند. آگرانولوسیتها به دو دسته لنفوسیتها و مونوسیتها تقسیم می‌شوند.

نوتروفیلها فراوان‌ترین لکوسیتها در خون می‌باشند و در عفونتهای باکتریایی مقدار آنها افزایش می‌یابد. اسیدوفیلها یا ائوزینوفیلها بیشتر پاسخهای آلرژیک را کنترل می‌کنند. لنفوسیتها که به دو دسته لنفوسیت B و A تقسیم می‌شوند نقش عمده‌ای در دستگاه ایمنی بدن دارند. تحت شرایط بالینی از جمله التهابات عفونی و غیر عفونی ، بیماری سل و بیماریهای قارچی و برخی از سرطانها تعداد مونوسیتهای خون افزایش می‌یابد.

پلاکتها (Plackets)

اجسام کروی یا بیضوی کوچکی به قطر 4 - 2 میکرون هستند که از قطعه قطعه شدن سیتوپلاسم سلولهای بزرگی به نام مگا کاریوسیت (Mega karyocytes) در مغز استخوان حاصل می‌شود، فاقد هسته‌اند. با وجود این در مهره داران پست سلولهای هسته داری به نام ترومبوسیت معادل پلاکت می باشد. پلاکتها را ترومبوسیت نیز می نامند. تعداد پلاکتها 400 - 200 هزار در هر میکرولیتر خون می باشد. و عمر آنها 11 - 8 روز می باشد. هر پلاکت توسط غشایی غنی از گلیلو پروتئین محصور شده و بررسیها بیانگر وجود آنتی ژنهای گروههای خونی ABO در غشای پلاکتها می باشد.

کار اصلی پلاکت جلوگیری از خونریزی است. که این عمل با چسبیدن پلاکتها به همدیگر و محل آسیب دیده رگ و ترشح مواد دخیل در انعقاد انجام می‌گیرد. تحریک پلاکتها در محل آسیب عروقی باعث ترشح ADP می‌گردد که ADP چسبیده به سطح پلاکت موجب چسبیدن پلاکتها بهم و تشکیل توده پلاکتی را می‌کند که به صورت درزگیر عمل کرده و از ادامه خونریزی جلوگیری می‌کند. همزمان با ترشح ADP ، سروتونین و ترومبوبلاستین پلاکتی نیز ترشح می‌گردد. که اولی باعث انقباض عروق و دومی باعث تبدیل پروترومبین به ترومبین می‌شود. ترومبین ، فیبرینوژن محلول پلاسما را به فیبرین غیر محلول تبدیل می‌نماید که سلولهای خونی در لابه‌لای توری ظریف حاصل از فیبرین گرفتار شده و لخته تشکیل می‌گردد.

کاربرد یخ خشک

 یخ خشک (به انگلیسی: Dry ice)و با نام تجاری جیرنرایزد (به انگلیسی: Genericized) دی اکسید کربن جامد است. این ماده معمولاً به عنوان عامل سرد کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. یخ خشک عالی با فشردن مستقیم گاز اتمسفر در دمای ثابت ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود. آنتالپی چگالش در ۷۸٫۵ درجه سانتیگراد زیر صفر ۱۹۹ کیلوژول بر کیلوگرم است. تولید یخ خشک برای پایین آوردن و سرد کردن موثر است.

 

 

نمودار فاز کربن دی اکسید

ساختار کریستالی یخ خشک

پیشینه

در سال ۱۸۳۵ م شیمی‌دانی از کشور فرانسه به نام چارلز ایلوزیر برای نخستین بار یخ خشک را کشف کرد. او در آن دوران به نتایج و کاربردهایی دربارهٔ یخ خشک رسید که ۶۰ سال بعد توسط دانشمندان آزمایش و مشاهده شد.

تولید

تولید یخ خشک بی‌رنگ (مرغوب) با فشرده کردن گاز دی اکسید کربن (CO_۲) امکان پذیر است. روش‌های تولید یخ خشک به طور خلاصه به ترتیب زیر است: ۱. گاز دی اکسید کربن خالص را زیر فشار و سرما قرار می‌دهند تا به مایع تبدیل شود.

۲. در هنگام فشرده کردن مقداری از دی اکسید مایع تبخیر می‌شود و با پایین آمدن درجه حرارت دی اکسید کربن مایع، مقدار باقی مانده در نهایت به طور کامل از مایع به جامد تبدیل می‌شوند.

۳. در نهایت دی اکسید کربن جامد را که فشرده و جامد شده‌است با قالبهای کوچک یا بزرگ مکعبی، یخ خشک را بسته بندی می‌کنند. استانداردهای این قالب‌های مکعبی تقریبا ۳۰ کیلوگرم است.

کاربرد

کاربردهای آن عبارت‌اند از:

1- استفاده برای سرد سازی بدون یخچال در موارد پزشكی، صنایع هوایی و... برای انتقال مواد خاص 2- استفاده برای جلوه‌های ویژه و ایجاد مه یا بخار 3- استفاده در آزمایشگاهها و مراكز علمی 4- صنعت روغن 5- ذخیره مواد غذایی 6- صنعت پخت نان 7- كندن سرامیك از كف 8- پایین بردن دما در واكنش‌های شیمیایی 9- تهیه نوشابه 10 پزشكی 11- انتقال گیاهان 12- رشد گیاهان 14- كند كردن واكنشهای شیمیایی 15- عامل تولید فشار 17-انقباض فلزات جهت فیت شدن 18-چاه‌های آب 19-جذب كننده مگس ها و حشرات موذی 20-از یخ خشک برای باران‌زا کردن ابرها استفاده می‌شود. 21-و ...

طرز تهیه یخ خشک

برای ساختن یخ خشک لازم نیست وسایل سرمایش قوی داشته باشیم. تنها کافی است دی اکسید کربن (با فشار بالا) داشته باشیم. مثلا اگر کپسولی از CO_۲ با فشاری در حدود حداقل 75 بار و دمای حدود 31 درجه سانتیگراد داشته باشید، چنانچه آنرا برعکس کنید طوری که شیر خروجی آن در پایین قرار گیرد و سپس شیر را باز کنید, CO_۲ به صورت یخ خشک از آن خارج می‌شود. علت این پدیده فرآیند اختناق یا خفگی است که در آن چنانچه فشار سیالی به صورت ناگهانی کم شود دمای سیال نیز کم می‌شود (البته بسته به مقدار ضریبی به نام ضریب ژول-تامسون). از همین پدیده در یخچال برای خنک کردن گاز سرد کننده استفاده می‌شود.

کاربرد یخ خشک برای تولید باران

باروری ابرها بوسیله یخ خشک بطور ناگهانی در آزمايشگاه جنرال الکتریک در نیویورک کشف شد. در 1946 شمیدانی به نام ونسان شافر برفی را در نزدیکی شهر نیویورک، با تزریق 6 پوند یخ خشک بوسیله هواپیما به ابرها ایجاد کرد. از آن موقع بارور کردن ابرها به این روش برای تولید باران استفاده شد و در چین برای کاهش آلودگی هوا در زمان برگزاری المپیک 2008 مورد استفاده قرار گرفت. شاید بتوان این تهمت را نیز به این روش زد که آن نوعی دزدی باران باشد. در ویتنام ارتش آمريکا از این روش برای افزایش بارانهای موسمی با شعار ' گل تولید کنید نه جنگ ' استفاده شد. از دی اکسید کربن مایع برای از بین بردن مه در فرودگاهها مورد استفاده قرار می‌گیرد. روسیه از روش بارور کردن ابرها برای ایجاد باران برای دور کردن ذرات رادیو اکتیو از اطراف مسکو استفاده می‌کند.

تیزاب

تیزآب سلطانی (به انگلیسی: Aqua regia) محلولی بسیار خورنده و دودکنندهٔ زرد یا قرمز رنگ است. این محلول از تازه‌مخلوط اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروکلریدریک غلیظ که معمولاً به نسبت حجمی یک به سه می‌باشند، به دست می‌آید.

این ترکیب می‌تواند فلزات نادری چون طلا و پلاتین را در خود حل کند، هرچند تانتالیوم، ایریدیوم، اسمیوم، تیتانیوم و فلزات کم‌شمار دیگری توان ایستادگی در برابر آن را دارند.

البته باید توجه داشته باشید که تصویر روبرو مربوط به سولفوکرومیک می‌باشد که قابلیت پاک کنندگی آن کمی کمتر از تیزاب سلطانی می‌باشد ولی به دلیل اینکه تهیهٔ این ماده ارزان تر از تهیهٔ تیزاب می‌باشد و نیز خطرات آن از تیزاب سلطانی کمتر است در بیشتر آزمایشگاهها از این ماده برای پاک کردن رسوبات استفاده می شود

سولفوکرومیک از حل کردن دی کرومات پتاسیم در اسید سولفوریک به دست می آید.

لغتنامهٔ دهخدا در سرواژهٔ «تیزآب سلطانی» آن را چنین تعریف کرده‌است .

مخلوطی از تیزآب (اسید ازتیک) و اسید کلریدریک (جوهر نمک) که می‌تواند همه فلزات حتی طلا را در خود حل کند.

همچنین در سرواژهٔ «تیزآب» چنین آمده‌است:به اصطلاح کیمیا جوهر شوره و اسید نیتریک. (ناظم الاطباء). مایعی است بی رنگ و تندبو. استنشاق بخار آن خطرناک است.غالب فلزات را حل می‌کند. اگر آن را با اسید کلریدریک مخلوط کنند تیزآب سلطانی بدست آید. تندآب. جوهر شوره. اسید ازتیک اسید نیتریک. (فرهنگ فارسی معین).

آلیاژ

آلیاژ (به انگلیسی: Alloy) مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن‌را فلز پایه می‌گویند با یک یا چند عنصر فلزی و یا غیرفلزی است.آلیاژ معمولا خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خود دارد. بسته به میزان همگنی در اختلاط عناصر، آلیاژ می‌تواند تک‌فاز یا چند فازی باشد. هدف از آلیاژسازی، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و غیره‌ست. خواص فیزیکی آلیاژ با نمودار فازی توصیف می‌شود.

معمولا آلیاژها بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می‌شوند. بر اساس تعداد عناصر، آلیاژ را دوتایی، سه‌تایی و غیره می‌نامند. برای بیان یک آلیاژ مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می‌رود. مثلا، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین ۰.۰۲ تا ۲.۱۴ درصد قابل‌تغییر است.

به محلول جامدی که حداقل یکی از اجزای آنها فلز بوده و خواص فیزیکی وشیمیایی فلزی داشته باشند، آلیاژ فلزی و به محلول‌های جامدی که حداقل یکی از اجزای آن‌ها سرامیکی بوده و خواص سرامیکی داشته باشند، آلیاژ سرامیکی گفته می‌شود.

 

تاریخچه

تولید آلیاژ‌ها سابقه‌ای طولانی دارد و شاید به زمانی برسد که انسان فلز را شناخت. اولین آلیاژها از فلزاتی ساخته شدند که در دسترس انسان و فراوان بودند. مس، قلع، سرب و روی از اولین فلزاتی بودند که انسان از آن‌ها آلیاژ ساخت.

مفرغ

مفرغ نخستین آلیاژی است که بشر ساخته است؛ احتمالا از ترکیب اتفاقی مس و قلع به صورت مذاب و سرد کردن مخلوط‌شان. این آلیاژ چون سخت‌تر از هردو فلز مس و قلع بود، برای ساختن چاقو و نیزه و مانند آن به کار رفت. پس از آن هم انواع مختلفی از آلیاژ‌ها به دست بشر ساخته شد و با توجه به نیاز و ویژگی‌های‌شان مورد استفاده قرار گرفت. یکی از پرکاربردترین آن‌ها، آلیاژ برنج است که ترکیبی است از مس و روی. این آلیاژ به سبب سختی زیاد از دیرباز مورد استفاده بوده است.

ویژگی‌های آلیاژها

در برخی از آلیاژ‌ها پس از آمیخته شدن عناصر تشکیل دهنده آلیاژ، خواص تمام عناصر تشکیل‌دهنده در آلیاژ تشکیل شده مشاهده می‌شود. درست مانند حل شدن نمک در آب، یکی از عناصر در دیگری فقط حل می‌شود. اما در برخی از آلیاژ‌ها، فلز‌ها چنان در هم می‌آمیزند که آرایش ذرات آن‌ها دگرگون شده و یک ترکیب شیمیایی به دست می‌آید. آلیاژ‌ها از ذرات بسیار کوچکی تشکیل شده‌اند. برخی از این ذرات به هم می‌پیوندند و مجموعه‌هایی پدید می‌آورند که به آن‌ها دانه گفته می‌شود. اندازه‌ این دانه‌ها در خواص بعدی آلیاژ‌ها بسیار تاثیرگذارند. همچنین اندازه‌ دانه‌ها به عواملی همچون میزان حرارت داده شده به مواد تشکیل‌دهنده و سرعت سرد کردن آن‌ها بستگی دارد؛ در حقیقت هرچه مواد را سریع‌تر سرد کنیم، اندازه دانه‌ها ریزتر می‌شود. به این ترتیب، ریزی و درشتی دانه‌ها، در خواص بعدی آلیاژ‌ها تاثیرگذار است و از راه تنظیم میزان حرارت داده شده و سرعت سرد کردن می‌توان خواص مورد نظر را در آلیاژ ایجاد کرد. بیشتر آلیاژ‌ها از فلزات تشکیل‌دهنده‌شان سخت‌ترند. به همین دلیل از شکل‌پذیری کمتری برخوردارند. همین‌طور بیشتر آلیاژها در دمایی کمتر از دمای ذوب فلزات تشکیل‌دهنده ذوب می‌شوند و رسانایی الکتریکی ضعیف‌تری دارند.

انواع آلیاژ‌ها

آلیاژ‌ها را با توجه به فلز پایه‌شان به دو دسته‌ی آهنی و غیرآهنی تقسیم می‌کنند. آلیاژ‌های آهنی، آلیاژ‌هایی هستند که فلز پایه در آن‌ها آهن است. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به فولاد اشاره کرد. در مقابل، تمام آلیاژ‌هایی که فلز پایه در آن‌ها، فلزی غیر از آهن است، آلیاژ‌های غیرآهنی خوانده می‌شود.

آلیاژهای آهنی

فلز پایه در این آلیاژها آهن است. بسته به میزان کربن ترکیب شده در آن، به دو دسته فولادها و چدنها تقسیم می‌شوند.

فولاد

وجود کمتر از ۲ درصد تا ۰.۰۲ کربن در آهن، فولاد را به وجود می‌آورد. اضافه کردن عناصر دیگر غیر از کربن، هرکدام خواص متفاوتی به فولاد می‌دهد. منگنز سبب سختی فولاد، نیکل باعث جلوگیری از خوردگی فولاد، تنگستن باعث محکمی و وجود کروم و نیکل سبب ضدزنگ شدن فولاد می‌شود. آهن ورزیده نیز آلیاژی است با کربن کم که در ساختن میخ پرچ، لوله آب، زنجیر و غیره به کار می‌رود.

چدن 

وجود بیش از ۲ تا ۶ درصد کربن در آهن، تشکیل چدن می‌دهد.

آلیاژ‌های غیرآهنی

فلز پایه در این آلیاژها، فلزی غیر از آهن است. مفرغ، برنج و بسیاری آلیاژهایی که می‌شناسیم، آلیاژهای غیرآهنی هستند. امروزه بیشتر چیزهای فلزی که استفاده می‌کنیم از آلیاژها ساخته شده‌اند. کمتر اتفاق می‌افتد که از فلزات به شکل خالص استفاده شوند. حتی طلا و نقره هم به صورت آلیاژ استفاده می‌شوند. افزودن فلزات ارزان قیمت به طلا و نقره، نه تنها از جلوه‌شان نمی‌کاهد، بلکه باعث می‌شود در برابر سایش نیز مقاوم‌تر شوند. طلا و نقره معمولا با مس ترکیب شده و تشکیل آلیاژ می‌دهند. عیار طلا، نشان‌دهنده مقدار فلز اضافه شده در آن است. عیار طلای خالص را ۲۴ فرض می‌کنند. بنابراین طلای ۱۸ عیار، طلایی است که از ۲۴ قسمت، ۱۸ قسمت‌اش طلا و باقی مس است. یکی از آلیاژهای مشهور غیرآهنی ورشو است. این آلیاژ ترکیبی است از مس به عنوان فلز پایه و روی و نیکل به عنوان عناصر حل شونده. ورشو به علت شباهت‌اش به نقره، نقره آلمانی و نقره انگلیسی نیز گفته می‌شود.

ملغمه نقره

آلیاژی از نقره و جیوه است که از آن برای تهیه مواد پرکننده دندان هم استفاده می‌شود. در این آلیاژها فلز پایه، جیوه است.

حالت های جدید ماده

 حالت های جدید  ماده

در دماهای عادی ماده سه حالت دارد که تقریباً برای همه شناخته شده است؛ گاز، مایع، جامد. علاوه براین حالات، حالات دیگری از ماده وجود دارد که در دمای معمولی جو زمین قابل تشکیل نیستند. مانند : پلاسما، بوز انیشتین و چگالی فرمیونی و تئوری میدان. 

پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می‌دهد. واژه پلاسما به گاز یونیزه‌شده‌ای گفته می‌شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتم‌های آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یون‌های مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه‌شده‌ای که تعداد الکترون‌های آزاد آن تقریباً برابر با تعداد یون‌های مثبت آن باشد، پلاسما گفته می‌شود.

 تاریخچه پلاسما

در سال ۱۸۷۹ (میلادی) فیزیکدان انگلیسی سر ویلیام کروکس، هنگام بررسی ویژگی‌های ماده در تخلیهٔ الکتریکی، پیشنهاد کرد که این گازها حالت چهارم ماده هستند.

دما در حالت پلاسما

در حالت‌های جامد، مایع و گاز، دما را می‌توان از روی دامنهٔ حرکت (سرعت نوسان) ذرات سازندهٔ ماده تعریف کرد اما در حالت پلاسما، دما از روی میزان جدایش یون‌های مثبت از الکترون‌ها تعریف می‌شود.

بیشتر گفته می‌شود ۹۹٪ ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتم‌هایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آن‌ها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما، هنگامی که جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.

در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق، تابش ملایم شفق قطبی، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیده‌کردن. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می‌شود. بنابراین ما در یک درصدی از جهان زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمی‌شود.

	پارامترهای عمومی پلاسما: بر حسب بزرگی
مشخصات	پلاسمای زمینی	پلاسماهای کیهانی
اندازه به متر	۱۰^−۶ m (پلاسمای آزمایشگاهی) تا ۱۰^۲ m (رعد) (~۸ از مرتبه)	۱۰^−۶ متر (پوشش سفینه فضایی) to ۱۰^۲۵ متر (سهابی میان کهکشانی) (~۳۱ OOM)
طول عمر به ثانیه	۱۰^−۱۲ ثانیه (پلاسمای ایجاد شده توسط لیزر) تا ۱۰^۷ ثانیه (نور فلئورسنت) (~۱۹ از مرتبه)	۱۰^۱ ثانیه (solar flares) تا ۱۰^۱۷ s (پلاسمای میان کهکشانی) (~۱۷ از مرتبه)
چگالی ذره در متر مکعب متر مربع	۱۰^۷ m^-۳ تا ۱۰^۳۲ m^-۳ (inertial confinement plasma)	۱۰^۰ (۱) m^-۳ (میان کهکشانی متوسط) تا ۱۰^۳۰ m^-۳ (هسته ستاره)
دما به کلوین	~۰ K (crystalline non-neutral plasma^[۱]) to ۱۰^۸ K (پلاسمای همجوشی مغناطیسی)	۱۰^۲ K (شفق قطبی) تا ۱۰^۷ K (هسته خورشید)
میدان‌های مغناطیسی به تسلا	۱۰^−۴ تسلا (پلاسمای آزمایشگاهی) تا ۱۰^۳ T (پلاسمای ایجاد شده توسط پالس)	۱۰^−۱۲ تسلا (میان کهکشانی متوسط) تا ۱۰^۱۱ T (نزدیک ستاره‌های نوترونی)

 انواع پلاسما

 پلاسمای جو

نزدیکترین پلاسما به کره زمین، یونوسفر است که از ۱۵۰ کیلومتری سطح زمین شروع می‌شود و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر، فیزیک سیستم‌ها به فرم پلاسما هستند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین به‌وسیله پرتوهای کیهانی و الکترون‌هایی که به گلنونسفر برخورد می‌کنند یونیزه می‌شوند.

 شفق قطبی

پدیده شفق نیز گونه‌ای پلاسما است که تحت اثر یونیده‌شدن ایجاد می‌شود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس، فرابنفش، تابش خورشیدی، بازتاب امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سراسر جهان دارد. زهره و مریخ نیز لایه یونسفری دارند.

 سیاره‌ها

ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در دیگر سیاره‌های منظومه شمسی نظیر مشتری، زحل، اورانوس و نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی ضعیف (نزدیک به ۵۱۰۰ تسلا) است.

 هسته‌های دنباله‌دارها

هسته‌های دنباله‌دارها نیز به فضای میان پلاسمایی پرتاب می‌کند. از طرف دیگر، خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی زیاد خورشید مانند درخشندگی پلاسمایی است. خورشید به سه بخش گازی فتوسفر، کروموسفر و کورونا (که دمای کرونای آن بیش از یک میلیون درجه سانتی‌گراد است) احاطه شده‌است و انتظار می‌رود که هزاران سال به درخشندگی خود ادامه بدهد.

کاربردهای فیزیک پلاسما

قدیمیترین کار با پلاسما، مربوط به لانگمیر، تانکس و همکاران آن‌ها در سال ۱۹۲۰ می‌شود. تحقیقات در این مورد به سبب نیاز برای توسعه لوله‌های خلائی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند، و در نتیجه می‌بایست از گازهای یونیده‌شده پر شوند، احساس می‌شد.

همجوشی گرما هسته‌ای کنترل شده توسط میدان‌های مغناطیسی

فیزیک پلاسمای جدید (از حدود ۱۹۵۲ که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز می‌شود.

 همجوشی هسته‌ای کنترل شده توسط لیزرهای پر توان

فیزیک فضا

کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوسته‌ای از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده می‌شود، به مگنتوسفر زمین برخورد می‌کند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که می‌توانند در حالت پلاسما باشند.

 تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک (MHD) و پیشرانش یونی

دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیش‌رانده می‌شود، است.

پلاسمای حالت جامد

الکترون‌های آزاد و حفره‌ها در نیمه رساناها، پلاسمایی را تشکیل می‌دهند که همان نوع نوسانات و ناپایداری‌های یک پلاسمای گازی را دارد.

 لیزرهای گازی

عادی‌ترین پمپاژ (تلمبه کردن) یک لیزر گازی، یعنی وارونه کردن جمعیت حالاتی که منجر به تقویت نور می‌شود، استفاده از تخلیه گازی است.

دیگر کاربردها

۱:تلویزیون پلاسما  ۲:لامپ پلاسما  ۳چاقوی پلاسما   ۴:تفنگ الکترونی

• چگالش بوز-اینشتین
  
•  
  توزیع سرعتی ذره‌ها، اندازه‌گیری شده برای چگالش بوز-‌اینشتین، پنجمین حالت ماده، دو نمودار سمت راستی برای دماهای بسیار پایین است که در آنها، بوزون‌ها در پایین‌ترین حالت کوانتومی متمرکز می‌شوند.

   ممکن است، یک حالت کوانتومی (اصولا در دماهای پایین)، توسط تعدادی ماکروسکوپی از بوزون‌ها اشغال شود که به این گذار فاز، چگالش بوز-اینشتین می‌گویند. فاز پنجم ماده با نام ماده چگال بوز-اینشتین (Bose–Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ مشاهده شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دماهایی بسیار پایین پدید می‌آید. بوزون‌های سرد در هم فرومی‌روند و ابر ذره‌هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره‌های معمولی شکل می‌گیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکننده است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

• سال ۲۰۰۱ ، ولفگانگ کترله، جایزه نوبل فیزیک را به خاطر نشان دادن تجربی این پدیده از آن خود کرد.

 

ساختار درونی زمین

انسان از زمانهای قدیم مشتاق شناسایی ساختمان داخلی کره زمین بوده است و از آنجا که دسترسی مستقیم به قسمتهای درونی امکان پذیر نبوده و حتی با تکنولوژی عصر حاضر نیز این کار مقدور نیست، روشهای غیر مستقیم همواره الهام بخش آدمی در کسب اطلاعات از قسمتهای داخلی زمین بوده است. از این میان می‌توان خروج مواد مذاب درونی توسط آتشفشانها ، چشمه‌های آب گرم و پدیده‌های مشابه را نام برد.

البته در سالهای اخیر توسعه علم ژئوفیزیک اطلاعات غیر مستقیم گران قیمتی از ترکیب و ساختمان درونی زمین در اختیار ما قرار داده است. از میان انواع مختلف روشهای ژئوفیزیکی نحوه حرکت امواج لرزه‌ای (امواج زمین لرزه) بیشترین کمک را در مورد شناساندن ترکیب و ساختمان درون زمین به بشر نموده است. هرگاه ساختمان زمین در عمق مورد مطالعه قرار گیرد، سه قسمت مشخص را در آن می‌توان تشخیص داد.

پوسته زمین

ضخامت پوسته

ضخامت متوسط پوسته زمین 33 کیلومتر است، ولی این ضخامت در تمام نقاط یکنواخت نیست، بلکه طبق نظریه ایزوستازی ، پوسته در زیر اقیانوسها به مراتب نازکتر از قاره‌ها است. ضخامت پوسته از حداقل 10 کیلومتر در زیردریاها تا حداکثر 60 کیلومتر در زیر کوهها تغییر می‌کند.

ترکیب شیمیایی پوسته

از نظر ترکیب شیمیایی می‌توان پوسته زمین را به دو قسمت بالایی و پائینی تقسیم کرد. قشر بالایی پوسته از سنگهای گرانیت و گرانودیوریت تشکیل شده است که به علت دارا بودن مقدار زیادی سیلیسیم و آلومینیوم به نام سیال (Si , Al) نیز خوانده می‌شود. قشر زیرین پوسته بیشتر از سنگهایی با ترکیب بازالت تشکیل شده و به علت دارا بودن مقدار زیادی سیلیسیم و منیزیم به نام سیما (Si , Mg) معروف است. ضخامت قشر گرانیتی در نقاط مختلف زمین 10 تا 24 کیلومتر محاسبه شده است.

بیش از 99 درصد جرم پوسته زمین را 10 عنصر و فقط در حدود 0،65 درصد بقیه آن را سایر عناصر تشکیل می‌دهند. بایستی توجه داشت که توزیع ترکیبات شیمیایی در تمام قسمتهای پوسته یکنواخت نیست و جنس مواد تشکیل دهنده پوسته در زیر اقیانوسها و قاره‌ها متفاوت است.

جرم مخصوص پوسته

جرم مخصوص پوسته زمین در قسمتهای مختلف یکسان نیست و امروزه فرض بر این است که جرم مخصوص پوسته در زیر اقیانوسها کمی بیش از جرم مخصوص آن در زیر قاره‌هاست (نظریه ایزوستازی)، ولی می‌توان مقدار متوسط آن را 2،7 تا 2،8 گرم بر سانتیمتر مکعب در نظر گرفت.

مواد تشکیل دهنده پوسته

بطور کلی می‌توان گفت که پوسته زمین از سنگها و سنگها از کانی‌ها تشکیل شده‌اند.

گوشته زمین

قسمتی از زمین را که بین دو انفصال موهورویچ و گوتنبرگ قرار دارد، گوشته می‌خوانند و بدین ترتیب این قسمت از زمین از عمق متوسط 33 تا 2900 کیلومتر گسترش دارد. هرچند منحنی تغییرات سرعت در زیر پوسته ، انفصال کاملا مشخصی را نشان می‌دهد، ولی علت این انفصال هنوز به درستی روشن نیست. عده‌ای این انفصال را به علت وجود اختلاف اساسی در ترکیب شیمیایی بین این دو قسمت می‌دانند، ولی به نظر عده‌ای دیگر ، این انفصال به علت تغییر خواص فیزیکی مواد موجود در این ناحیه است.

به عبارت دیگر ، به نظر دانشمندان دسته دوم ، مواد تشکیل دهنده گوشته نیز نظیر پوسته زمین است، ولی به علت فشار و درجه حرارت زیاد ، شبکه اتمی مواد موجود در این قسمت ، متراکم شده و در نتیجه جرم مخصوص آن افزایش یافته و عامل اخیر باعث افزایش سرعت سیر امواج در این قسمت شده است. بر اساس مطالعات ژئوفیزیکی دو انفصال در خواص گوشته زمین در اعماق 413 و 984 کیلومتری وجود دارد که آن را به گوشته بالائی ، ناحیه عبور و گوشته پائینی تقسیم می‌کند.

گوشته بالائی

منشا بسیاری از پدیده‌های زمین شناسی مثل فعالیتهای ماگمایی ، زلزله‌های عمیق و تغییر مکان قاره‌ها ، در گوشته بالائی و ناحیه عبور است. فقط سه نوع سنگ دونیت (غنی از الیوین) پریدوتیت (غنی از الیوین و پیروکسن) و اکلوژیت (مرکب از گرونا ، پیروکسن) می‌تواند وجود داشته باشد. جرم مخصوص این قسمت از گوشته در حدود 3،9 گرم بر سانتیمتر مکعب است.

گوشته پائینی

این قسمت از گوشته که بین اعماق 984 تا 2900 کیلومتری قرار دارد، متجانس به نظر می‌رسد و از سیلیکاتهای منیزیم و آهن و اکسیدهایی مثل کرنزون ، رتیل و اسپینل تشکیل شده است.

هسته زمین

هسته زمین از عمق 290 کیلومتری تا مرکز زمین گسترش دارد و ضخامت کلی آن 3471 کیلومتر است. مطالعات نشان داده است که در عمق تقریبی 5120 کیلومتری ، یک انفصال در خواص الاستیک هسته وجود دارد که بر مبنای آن می‌توان هسته را به دو قسمت خارجی و داخلی تقسیم کرد. هسته خارجی از نظر خواص الاستیک ، حالت مایع و هسته داخلی ، حالت جامد دارد. این تقسیم‌بندی از آنجا ناشی شده است که امواج عرضی از هسته خارجی عبور نمی‌کنند. بنابراین ، این قسمت بایستی مایع باشد، ولی دلایل دیگری وجود دارد که نشان می‌دهد هسته داخلی خواص جامدات را داراست (مثلا سرعت سیر موج در هسته داخلی بطور ناگهانی افزایش می‌یابد).

قدیمی‌ترین نظریه‌ای که راجع به ترکیب شیمیایی هسته زمین بیان شده آن را از جنس آهن و نیکل می‌داند و اکنون عقیده همگانی بر این است که ترکیب هسته خارجی و داخلی زمین هر دو از آهن و نیکل است و این دو فقط از نظر خواص فیزیکی متفاوت‌اند.

كشف قديمي‌ترين سند زنده‌زايي در خزندگان

تنها چند روز پیش از تولد 15 بچه مارمولك، به دلایل نامعلومی مادرشان مرد. این اتفاق ناگوار 120 میلیون سال قبل رخ داد و حالا پس از گذشت اين همه سال، محققان فسیل آن مارمولك باردار با جنین‌های كاملا شكل گرفته در شكمش را كشف كرده‌اند.

این فسیل كشف شده در Jehol Beds واقع در شمال چین، قدیمی‌ترین نمونه مارمولك زنده‌زاست.معمولا مارمولك‌ها و دیگر خزندگان تخمگذارند.

سوزان اوانز محققي كه روي اين فسيل مطالعه مي‌كند، معتقد است این كشف قدیمی‌ترین سند مبنی بر زنده‌زایی در مارمولك‌ها و اولین مدرك دال بر زنده‌زایی در چهارپایانی است كه تبحر خاصی در شنا كردن ندارند.

كشف جدید نشان می‌دهد كه سازگاری‌های اولیه برای زنده‌زایی در این گروه از جانوران باید در رده‌هاي اوليه تكامل شكل گرفته باشد.

این فسیل نشان‌دهنده آن است كه بارداری، قدمتی به اندازه دایناسورها داشته و به نظر می‌رسد در مارمولك‌های دوران كهن رواج زیادی داشته است. مارمولكي كه فسيل آن پيدا شده، یكی از گونه‌های طبقه «یابینوساروس‌ها» است كه اوایل دوران كرتاسه و زمانی كه دایناسورها زمین را با قدمي كه برمی‌داشتند، مي‌لرزاندند، می‌زیسته است.

اوانز می‌گوید: ما تاكنون نمونه‌های متعددی از این مارمولك داشته‌ایم، اما از آنها اطلاعات زيادي راجع به بیولوژی اين جانوران به دست نياورده بوديم.

نمونه كشف شده حدود 30 سانتي‌متر طول داشته و حداقل داراي 15 جنين كامل است. طي ميليون‌ها سال اين جنين‌ها به قدري سالم مانده‌اند كه محققان حتي قادر به ديدن دندان‌هاي شكل گرفته در آنها نيز هستند.

پستانداراني همچون انسان تنها جانداران زنده‌زا نيستند. حدود 20 درصد مارمولك‌هاي امروزي و مارها به همين شكل فرزندانشان را به دنيا مي‌آورند؛ در حالي كه ديگر خزندگان همچون كروكوديل‌ها، لاك‌پشت‌ها و پرندگان فقط تخمگذارند.

مارمولكي كه فسيل آن اكنون كشف‌شده، علاوه بر اين‌كه در آب زندگي مي‌كرده، زمان‌هايي را هم در خشكي سپري مي‌كرده كه با توجه به باردار بودنش شايد اوقات طاقت‌فرسايي براي او بوده است.

ديگر مارمولك‌هاي زنده‌زا اواخر دوران كرتاسه اغلب در آب مي‌زيسته‌اند چرا كه براي يك مارمولك باردار حركت در آب به مراتب راحت‌تر از حركت در خشكي است.

زنده‌زايي مزاياي خاص خودش را داراست كه در اين ميان مي‌توان به اين نكته اشاره كرد كه لازم نيست مارمولك هنگام خروج از لانه يا يافتن طعمه‌اي لذيذ يا روبه‌رو ‌شدن با يك شكارچي گرسنه، بچه‌هايش را در تخم‌هايشان رها كرده و تنها بگذارد.

قانون های جهانی موفقیت

قانون علت و معلول
 

- هر چيزي به دليلي رخ مي دهد . براي هر علتي معلولي هست ، و براي هر معلولي، علت يا علت هاي بخصوصي و جود دارد ، چه از آنها اطلاع داشته باشيد چه نداشته باشيد . چيزي به اسم اتفاق وجود ندارد .

در زندگي هر كاري را كه بخواهيد مي توانيد انجام دهيد به شرط آنكه :

الف : تصميم بگيريد كه دقيقا چه مي خواهيد .

ب : همان كاري را بكنيد كه كساني كه در اين راه موفق شده اند انجام داده اند.

قانون پشتكار
 

- يك زندگي خوب و درخشان مجموعه اي از هزاران تلاش و ايثاري است كه هيچكس ازآن با خبر نيست .

« مردان بزرگ از ارتفاعاتي كه فتح كرده اند حفاظت مي كنند ، جا هايي كه يك شبه به آن نريسيده اند . اما هنگام شب در حالي كه همراهانشان خفته اند. باز به تلاش خود براي پيشروي ادامه مي دهند. »

قانون استعداد ها
 

- در درون تان مجموعه اي از استعداد ها و توانايي ها نهفته است كه اگر درست شناسايي و به كار گرفته شوند شما را قادر مي سازند تا به هر هدفي كه در نظر داريد برسيد.

از چه قسمت هايي از كار تان بيشتر لذت مي بريد و آنها را خيلي خوب انجام مي دهيد ؟ اين سوال بهترين راهنما براي يافتن استعدادهاي واقعي شماست.

قانون انگيزه
 

- هر چه مي گوييد يا انجام مي دهيد از تمايلات دروني ، خواسته ها و غرايز شما سر چشمه مي گيرد . اين كار ممكن است بصورت خود آگاه يا ناخود آگاه انجام شود.

رمز موفقيت دو چيز است :

 الف : تعيين اهداف و برنامه ريزي براي آنها.

ب : مشخص كردن انگيزه ها .

ادامه نوشته

ساختار لوئیس

 

ساختار لوویس نوعی فرمول ساختاری است که ترتیب وصل شدن اتم ها، جفت الکترون های پیوندی و الکترون های ناپیوندی را نشان می دهد.در این ساختار جفت الکترون های ناپیوندی به وسیله نقطه هایی به صورت (:) و جفت الکترون های پیوندی نیز به وسیله (..) یا به صورت خط تیره (-) نمایش داده می شود.

در ترکیب هایی که در آن همه اتم ها (البته به جز H) به آرایش هشت تایی رسیده اند و هر اتم H دو الکترونی می باشد می توان با استفاده از قواعد زیر ساختار لوویس ترکیبهای مولکولی ساده را به دست آورد:

1- با توجه به فرمول مولکولی ترکیب ارائه شده مجموع الکترونهای مربوط به تراز ظرفیت اتم ها را حساب می کنیم.

نکته: اگر ترکیب دارای بار باشد به ازای هر بار منفی یک الکترون اضافه و به ازای هر بار مثبت یک الکترون کم می کنیم.

2- نماد اتمها را به ترتیب صحیح در جای خود چیده و با قرار دادن جفت الکترونهای پیوندی و ناپیوندی همه اتمها به جز H را به آرایش هشت تایی می رسانیم.

3- تعداد الکترونهای چیده شده را با مجموع تعداد الکترونهای تراز ظرفیت اتمها مقایسه می کنیم تا درستی ساختار تأیید شود.

4- هر جفت الکترون پیوندی را با خط تیره (-) جایگزین می کنیم.

5- اطمینان حاصل می کنیم که تمام اتمها به جز H از قاعده هشت تایی تبعیت می کنند.

باید دقت داشته باشید که:

1- در ترکیب های چند اتمی ساده اتم مرکزی معمولاً عنصری است که یک اتم از آن در ترکیب مورد نظر وجود دارد و اگر در مورد دو عنصر این شرط برقرار باشد معمولاً اتم دارای الکترونگاتیوی کمتر اتم مرکزی در نظر گرفته می شود.

2- اتم های F, H تنها با یک اتم پیوند برقرار می کنند و فقط در بخش انتهایی یا بیرونی ترکیب قرار می گیرند.

3- سایر هالوژنها (I, Br, Cl) نیز در صورتی که اتم مرکزی نباشند با برقراری تنها یک پیوند در بخش انتهایی یا بیرونی ترکیب قرار می گیرند. البته این اتمها ممکن است نقش اتم مرکزی را داشته باشند. در این صورت بدیهی است که بیش از یک پیوند خواهند داشت.

4- در مورد ترکیبهایی که دارای بار می باشند کل ساختار رسم شده درون کروشه قرار می گیرد و بار ترکیب در گوشه بالا و سمت راست کروشه قرار داده می شود.

قلمرو الکترونی

قلمرو الکترونی ناحیه ای اطراف اتم مرکزی است که الکترونها صرف نظر از تعدادشان می توانند در آن قرار گیرند. در این تعریف پیوندهای یگانه، دو گانه و سه گانه و نیز هر زوج غیر پیوندی یک قلمرو محسوب می شوند.

نکته:در رسم ساختار لوویس باید دقت کرد که هنگامی که گونه مورد بررسی دارای بار منفی است الکترون اضافی مربوط به اتمی است که الکترونگاتیوی بیشتری دارد در هنگامی که گونه مورد بررسی دارای بار مثبت است الکترون از اتمی جدا می شود که الکترونگاتیوی کمتری دارد.

 

پلاسما

پلاسما‏‎ چيست‌؟‏‎

پلاسما ، PLASMA – حالتي از ماده است كه در دماي خيلي بالا بوجود مي آيد و ساختارهاي مولكولي مفهوم خود را در اين وضعيت از دست مي دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زير اتمي مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محيط حركت مي كنند و تغيير موقعيت مي دهند . حالت ماده متشكله تمامي ستارگان ، پلاسما است .
پلاسما در فيزيك،يك محيط رساناي الكتريكي است كه تعداد ذرات باردار مثبت و منفي آن تقريبا با هم برابرند و زماني ايجاد مي شود كه اتم ها در گاز يونيزه شوند.
گاهي به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارم ماده اطلاق مي شود كه از حالتهاي سه گانه جامد،مايع،گاز متمايز است.
هر الكترون داراي يك واحد بار منفي است.
بار مثبت توسط اتمها يا مولكولهايي كه اين الكترونها را از دست داده اند حمل ميشود در موارد نادر اما جالب ، الكترونهايي كه از يك نوع اتم يا مولكول جدا شده اند به تركيب ديگري متصل ميشوند و منجر به توليد پلاسما ميشوند كه هر دو يون مثبت و منفي را دارا است.

توضيح كامل تري از پلاسما:

گازهايي كه تا حد زيادي يونيده هستند رساناهاي خوبي براي الكتريسيته هستند. علاوه بر آن حركت ِ ذرات باردار ِ گازها هم مي تواند ميدان الكترومغناطيسي توليد كند. (تابش موج). وقتي گاز يونيده تحت تأثير يك ميدان الكتريكي ِ ساكن قرار بگيرد حاملهاي بار در اين گاز به سرعت طوري مجددا توزيع مي شوند كه قسمت ِ اعظم ِ گاز در مقابل ِ ميدان محافظت مي شود. لانگ موير ( Langmuir ) در سال 1929 در مجله ي فيزيكال ريويو لترز Physical Review letters شماره ي 33 صفحه ي 954 ناحيه اي از گازها را كه نسبتا خالي از ميدان است و محافظت شده است و در آن بارهاي مثبت و منفي در توازن اند پلاسما ناميد و نواحي محافظ روي مرز ِ پلاسما را پوشينه ناميد.
از مهمترين خواص پلاسما اينست كه مي كوشد از لحاظ الكتريكي خنثي بماند.
در ابتدا پلاسما در ارتباط با تخليه ي الكتريكي در گازها و قوسهاي الكتريكي و شعله ها مورد نظر بود اما اينك در اخترفيزيك نظري، مسأله ي گداخت و راكتورهاي هسته اي گرمايي و مهار ِ يونها هم مورد اهميت است. براي تشكيل پلاسما نيازمند ِ دماي بالايي هستيم تا توانايي تفكيك الكترونها را از يونهاي مثبت در گازها داشته باشيم. جايي كه الكترونش يك طرف و يونهاي مثبتش يك طرف ديگر باشد را پلاسما مي گويند. براي ايجاد پلاسما از راكتور گرمايي استفاده مي شد اما جديدا از ليزر و مواد جامد هم استفاده مي شود.

ادامه نوشته

محلول

محلولها ، مخلوطهایی همگن هستند. محلولها را معمولا بر حسب حالت فیزیکی آنها طبقه بندی می‌کنند: محلولهای گازی ، محلولهای مایع و محلولهای جامد. بعضی از آلیاژها محلولهای جامدند؛ سکه‌های نقره‌ای محلولهایی از مس و نقره‌اند و برنج محلولی جامد از روی در مس است. هر آلیاژی محلول جامد نیست، بعضی از آلیاژها مخلوطهایی ناهمگن اند. محلولهای مایع متداولترین محلولها هستند و بیشترین کاربرد را در بررسیهای شیمیایی دارند. هوا هم مثالی برای محلولهای گازی می‌باشد.

ماهیت محلولها

در یک محلول ، معمولا جزئی که از لحاظ کمیت بیشترین مقدار را دارد، حلال و سایر اجزا را مواد حل شده (حل شونده) می‌گوییم. اما گاهی آسانتر آن است که جزئی از محلول را با آنکه مقدارش کم است، حلال بنامیم و گاهی اصولا اطلاق نام حلال و حل شونده به اجزای یک محلول (مثلا محلولهای گازی) چندان اهمیتی ندارد. بعضی از مواد به هر نسبت در یکدیگر حل می‌شوند.

امتزاج پذیری کامل از ویژگیهای اجزای تمام محلولهای گازی و بعضی از اجزای محلولهای مایع و جامد است. ولی غالبا، مقدار ماده ای که در حلال معینی حل می شود، محدود است. انحلال پذیری یک ماده در یک حلال مخصوص و در دمای معین، بیشترین مقداری از آن ماده است که در مقدار معینی از آن حلال حل می شود و یک سیستم پایدار به وجود می آورد.

غلظت محلول

برای یک محلول معین ، مقدار ماده حل شده در واحد حجم حلال یا در واحد حجم محلول را غلظت ماده حل شده می‌گوییم. مهمترین نوع غلظتها که در آزمایشگاه بکار می‌رود مولاریته و نرمالیته است. مولاریته عبارت است از تعداد مولهای یک ماده که در یک لیتر محلول وجود دارد. به همین دلیل آن را مول بر لیتر یا M/L می‌گیرند. نرمالیته یک محلول عبارتست از تعداد هم ارز گرمهای (اکی والان گرم های) ماده موجود در یک لیتر محلول. نرمالیته را با N نشان می‌دهند.

ادامه نوشته

قلب

قلب یا دل یک اندام ماهیچه‌ای است که مسئول تلمبه زدن خون به شریان‌ها بوسیلهٔ حرکات ضرباندار است .

قلب انسان به طور میانگین نزدیک به صدهزار بار در روز می‌تپد. قلب انسان در قفسه سینه قرار دارد و همیشه در حال کار کردن است. برای اینکه قلب بتواند این کار سنگین را انجام دهد، نیاز است که توسط سرخرگ‌های تاجی (کرونری)، به ماهیچه خودش نیز خونرسانی مناسبی صورت پذیرد.

 

کالبدشناسی قلب

۱. دهلیز راست ۲. دهلیز چپ ۳. بزرگ‌سیاهرگ زبَرین ۴. آئورت ۵. سرخرگ ششی ۶. سیاهرگ ششی ۷. دریچه میترال (دولختی) ۸. دریچه آئورتی ۹. بطن چپ ۱۰. بطن راست ۱۱. بزرگ‌سیاهرگ زیرین ۱۲. دریچه سه‌لتی ۱۳. دریچه ششی

این عضو مخروطی‌شکل بصورت کیسه‌ای عضلانی تقریباً در وسط فضای قفسه سینه (کمی متمایل به جلو و طرف چپ) قرار دارد. ابعاد قلب در یک فرد بزرگسال حدود ۶x9x۱۲ سانتیمتر و وزن آن در آقایان حدود ۳۰۰ و در خانمها حدود ۲۵۰ گرم (یعنی حدود ۰٫۴ درصد وزن کل بدن) می‌باشد.

قلب توسط یک دیواره عضلانی عمودی به دو نیمه راست و چپ تقسیم می‌شود. نیمه راست مربوط به خون سیاهرگی و نیمه چپ مربوط به خون سرخرگی است. هر یک از دو نیمه راست و چپ نیز مجدداً به‌وسیله یک تیغه عضلانی افقی نازکتر به دو حفره فرعی تقسیم می‌شوند. حفره‌های بالایی که کوچک‌تر و نازکتر هستند بنام دهلیز موسوم بوده و دریافت کننده خون می‌باشند. حفره‌های پایینی که بزرگ‌تر و ضخیم‌ترند بطن‌های قلبی هستند و خون دریافتی را به سایر اعضاء بدن پمپ می‌کنند. پس قلب متشکل از چهار حفره‌است: دو حفره کوچک در بالا (دهلیزهای راست و چپ) و دو حفره بزرگ در پایین (بطنهای راست و چپ). رگ‌های تاجی یا همان رگ‌های کرونری رگ‌های تغذیه کنندهٔ ماهیچهٔ قلب هستند که سراسر و دور تا دور ماهیچه را در بر می‌گیرند و از جملهٔ رگ‌های بسیار مهم و حیاتی بدن انسان هستند زیرا در صورت گرفتگی این رگ‌ها بلافاصله سکتهٔ قلبی رخ داده که می‌تواند باعث مرگ یا عوارض زیادی بشود. عوامل گرفتگی رگ‌های کرونری: ۱)چاقی ۲)مصرف دخانیات ۳)کم تحرکی ۴) کلسترول خون بالا

ادامه نوشته

مدل های اتمی

قرن بیستم را عصر اتم می نامند . واژه هایی نظیر نیروی اتمی ، انرژی اتمی ، بمب اتمی از نیمه ی دوم این قرن وارد گفتگو های روزمره شده بود.

دانشمندان مختلف نظرات متفاوتی به تدریج برای مدل اتمی ارائه دادند ، که به معرفی کلی مهمترین آنها می پردازیم:
دموکریت (400 سال پیش از میلاد):نخستین اندیشه های مربوط به اتم  را مطرح کرد : اتم کوچک ترین ذره یک ماده است.

جان دالتون ( در سال 1803):همه مواد از ذره هایی تجزیه ناپذیر به نام اتم ساخته شده اند.

تامسون ( در سال 1909):اتم به شکل کره ای است که بار مثبت به طور یکنواخت در آن گسترده است و الکترون ها در این کره پخش اند.

رادرفورد ( در سال 1915):بیشتر فضای اتم تقریبا خالی است  و تنها با تعدادی الکترون اشغال شده . اتم هسته ای بسیار کوچک با جرم بسیار زیاد دارد .

بور :  الکترون در مسیر دایره ای شکلی به دور هسته گردش می کند . مدل وی به نام مدل سیاره ای  مشهور شد.

مدل کوانتومی :شرودینگر فضای سه بعدی اطراف هسته را که احتمال حضور الکترون در آنجا زیاد است ، اوربیتال نامید. برای هر الکترون شناسنامه ای (باتوجه به اعداد کوانتومی ) در نظر می گیرند

مدل کوانتومی  شرودینگر به کمک معادلات ریاضی موفق شد احتمال حضور الکترون را در حجم معینی از فضا اندازه بگیرد.(این فضا را که احتمال حضور الکترون در آن جا زیاد است اوربیتال نامید) .

شرودینگر برای مشخص کردن هر یک از اوربیتال های یک اتم از 3 عدد کوانتومی n , l , ml  استفاده کرد (اعداد کوانتومی)

n (عدد کوانتومی اصلی ) معرف لایه های الکترونی (همان تراز های انرژی در مدل بور )

l ( عدد کوانتومی اوربیتالی ) معرف زیر لایه ها

ml ( عدد کوانتومی مغناطیسی ) جهت گیری اوربیتال ها را در فضا  را معین می کند

ms  (عدد کوانتومی مغناطیسی اسپین ) برای مشخص کردن جهت چرخش الکترون به دور خودش بکار می رود. چهارمین عدد کوانتومی(اصل طرد پاولی ) بیان می کند که هر الکترون اضافه بر حرکت اوربیتالی(چرخش به دور هسته ) دارای حرکت اسپینی (چرخش به دور خود ) نیز است .

در واقع  در این مدل با دادن اعداد کوانتومی به هر الکترون ، برای آن شناسنامه ای درست می کنیم و هیچ دو الکترونی یافت نمی شود که هر چهار عدد کوانتومی آنها با هم یکسان باشند.

 تازه ترین مدل اتم که بر پایه خواص موجی الکترون ها استوار است به وسیله نظریه کوانتومی ارایه می شود.

 در مدل کوانتومی مانند مدل بور برای الکترون ها سطوح انرژی در نظر گرفته می شود.

 در مدل کوانتومی بر خلاف مدل بور برای حرکت الکترون به دور هسته مسیر دقیقی توصیف نمی شود.

 در مدل کوانتومی با اوربیتال ( احتمال حضور الکترون در فضای معینی در اطراف هسته ) سر و کار داریم.

 هر اوربیتال حداکثر با 2 الکترون اشغال می شود.

تصور ساده اوربیتال : موقعیت پرنده در قفس دارای ظرف غذا( احتمال حضور پرنده در اطراف غذا بیشتر است )

 احتمال نسبی حضور الکترون را در اطراف هسته اتم  می توان داشت ولی چگونگی جابه جا شدن الکترون را از نقطه ای به نقطه دیگر نمی توان مشخص کرد.

 احتمال حضور الکترون را با نقطه نشان می دهندو تراکم این نقاط در اطراف هسته به صورت ابری در می آید که برای نمایش مدل ابر الکترونی بکار می رود.

 هر کجا تراکم ابر الکترونی بیشتر باشد احتمال حضور الکترون بیشتر است.

 اوربیتال  :  فضایی به شکل کره دور هسته که احتمال یافتن الکترون در آن فضا بیش از 90% باشد.(تعریف دقیق تر )

 اوربیتال : به ناحیه ای پیرامون هسته اتم گفته می شود که در آن احتمال یافتن الکترون ها زیاد است.

 در مدل کوانتومی ، اتم به صورت خوشه مرکزی از نوترون ها و پروتون ها توصیف می شود که توسط الکترون هایی که در حال حرکت اند احاطه شده اند .

ادامه نوشته

گاز خنده

نيتروس اکسايد يا گاز خنده چيست؟

نيتروس اکسايد(N₂O )را هم‌چنين به عنوان گاز خنده مي‌شناسند.نيتروس اکسايد يک گاز بيرنگ و خوش بو و داراي مزه‌اي شيرين است که به دليل اثرات ضد درد و بيهوش کنندگي که دارد در دندانپزشکي و جراحي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.اين گاز هم‌چنين به عنوان توليد کننده بازده موتور(افزايش سرعت) وسايل نقليه و هم‌چنين به عنوان اکسيد کننده در موشک‌ها استفاده مي‌شود.نيتروس اکسايد "گاز خنده" نام‌گذاري شده است زيرا تنفس آن ايجاد خوشحالي

(سر خوشي) مي‌کند.

گاز نيتروس اکسايد يا گاز خنده چگونه ساخته مي‌شود؟

"Joseph Priestley" اولين شخصي بود که نيتروس اکسايد را در سال 1772 بوسيله جمع آوري گاز حاصل از پاشيدن نيتريک اسيد بر روي براده هاي آهن سنتز کرد.اگر چه نيتروس اکسايد معمولاْ با استفاده از روش "Humphry Davy" توليد مي شود که شامل گرما دادن تدريجي نيترات آمونيوم و تجزيه آن به نيتروس اکسايد و بخار آب است:

NH₄NO₃ (s) → 2 H₂O (g) + N₂O (g)

نکته کليدي ،حرارت دادن ملايم نيترات آمونيوم بين 170و 240 درجه سلسيوس است،زيرا دماهاي بالاتر ممکن است باعث شود که آمونيوم نيترات منفجر شود.مردم اين کار را بدون هيچ حادثه اي براي بيش از 150 سال انجام داده اند،بنابراين مراقب باشيد.سپس گاز‌هاي گرم توسط آب سرد و متراکم مي شوند.بهترين راه براي انجام اين کار استفاده از يک ظرف هوادار است که شامل يک لوله هدايت کننده از ظرف آمونيوم نيترات است که حباب هاي گاز از ميان آب به سمت ظرف جمع کننده بالا مي آيند.اين کار آّب و هم‌چنين دود ناشي از ناخالصي هاي نيترات آمونيوم را از واکنش حذف مي کند.گاز موجود در ظرف جمع آوري همان نيتروس اکسايد يا گاز خنده شماست به علاوه مقدار کمي از ديگر اکسيدهاي نيتروژن شامل:نيتريک اکسايد يا نيتروژن منواکسايد.نيتريک اکسايد در معرض اکسيژن به نيتروژن منواکسايد اکسيد مي شود،اگرچه از رفتار اسيد وبازها براي از بين بردن ناخالصي‌ها در مقياس تجاري محصولات نيتروس اکسايد استفاده مي‌شود.