You are currently browsing the monthly archive for Οκτώβριος 2010.

 

 

H χημεία ως επιστήμη έχει ένα ευρύτατο αντικείμενο το οποίο διαρκώς εξελίσσεται και επεκτείνεται. Είναι επομένως δύσκολο να δοθεί ένας μοναδικός ορισμός για την επιστήμη αυτή και να μην κινδυνεύει να χαρακτηρισθεί ελλιπής.

Με τι ακριβώς ασχολείται η Χημεία και ποιος είναι ο ορισμός της;

 Είναι δύσκολο να δώσει κανείς ένα ορισμό για την Χημεία που να περιγράφει ικανοποιητικά και στο σύνολο της την επιστήμη αυτή. Οι κύριοι λόγοι είναι ότι έχει μεγάλο εύρος και ότι διαρκώς αναπτύσσεται και επεκτείνεται σε νέα πεδία.

Εάν επιχειρηθεί λοιπόν να δοθεί ένας απλός ορισμός θα ήταν ότι είναι η επιστήμη που ασχολείται με τις χημικές ουσίες, την δομή και τις ιδιότητές τους καθώς και με τις μεταβολές τους .

 Η χημεία, όπως και οι άλλες φυσικές επιστήμες, προσπαθεί να δώσει απαντήσεις για τον φυσικό κόσμο που μας περιβάλλει. Πρακτικά, αποτελούμαστε αλλά και περιστοιχιζόμαστε από τα άτομα των χημικών στοιχείων και από εκατομμύρια ενώσεις τους. 

Ποιες ερωτήσεις σχετικά με τις χημικές αυτές ουσίες προσπαθεί να απαντήσει  η χημεία;

  •  Κάποιες από τις ερωτήσεις που προσπαθεί να απαντήσει είναι για παράδειγμα, γιατί ορισμένα άτομα ενώνονται  μεταξύ τους ή με άλλα άτομα;  Για παράδειγμα στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται φωτογραφία αντίδρασης του Na με το Η2Ο όπου σχηματίζεται ΝaOH και H2, δηλαδή το Na ενώνεται με το O από το H2O και τα άτομα Η μεταξύ τους.
  •    Ποιες είναι οι ιδιότητες  μίας  χημικής ένωσης;
  • Πώς μπορεί να προβλεφθεί το σχήμα ενός μορίου (ή διάταξη των ατόμων του στο χώρο);
  • Πώς μπορεί να παρασκευασθεί μία χημική ένωση;
  • Γιατί μερικές χημικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται γρήγορα ενώ άλλες με πολύ αργό ρυθμό; Για παράδειγμα η αντίδραση του Na με το H2O πραγματοποιείται ταχύτατα και εκλύεται θερμότητα ( Σχήμα 1 ).
  • Κατά την διάρκεια μίας χημικής αντίδρασης μετατρέπονται τα αντιδρώντα πλήρως σε προϊόντα ή μόνο κατά ένα ποσοστό;
  • Πώς μπορεί να προσδιορισθεί η σύσταση μίας άγνωστης χημικής ουσίας;

Σχήμα 1: Το Νa αντιδρά με το νερό και σχηματίζεται NaOH και υδρογόνο

 

Οπως προκύπτει από τα παραπάνω η χημεία ασχολείται με τον φυσικό κόσμο, με την ύλη ποιο συγκεκριμένα, αλλά και με τα άτομα από τα οποία αποτελείται.

Η χημεία ασχολείται επομένως με τον μικρόκοσμο ή με τον μακρόκοσμο;

Η χημεία όπως όλες οι φυσικές επιστήμες μελετά την φύση και ποιο συγκεκριμένα την ύλη. Επομένως ασχολείται με τον μακρόκοσμο. Για να προσδιορίσει όμως τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες της ύλης  χρειάζεται να μελετήσει τις ιδιότητες των ατόμων και των υποατομικών σωματιδίων καθώς και των μορίων από τα οποία αποτελείται. Επομένως ασχολείται και με τον μικρόκοσμο. Για παράδειγμα η τρύπα του όζοντος μπορεί να χαρακτηρισθεί ως μακροσκοπικό φαινόμενο. Εχει αποτυπωθεί σε δορυφορικές φωτογραφίες/αναπαραστήσεις  ως οι περιοχές με χαμηλές συγκεντρώσεις όζοντος στην στρατόσφαιρα (η λέξη τρύπα δεν χρησιμοποιείται από τους επιστήμονες κυριολεκτικά αλλά ως μεταφορά για να υποδηλωθεί η ελάττωση της συγκέντρωσης του όζοντος κάτω απο τα ιστορικά όρια των 220 Dobson units – στις κατάλληλα επεξεργασμένες αναπαραστήσεις οι περιοχές αυτές που έχουν χαμηλή συγκέντρωση όζοντος σύμφωνα με τις μετρήσεις αναπαραστώνται με μπλέ-μώβ χρώμα (Σχήμα 2)).  Η χημεία δεν εξετάζει όμως το φαινόμενο της τρύπας του όζοντος μόνο μακροσκοπικά δηλαδή με το να μετρήσει συγκεντρώσεις του όζοντος  και να τις αποτυπώσει στο χαρτί αλλά  προσπαθεί να κατανοήσει και να ερμηνεύσει το μηχανισμό, τις αντιδράσεις και τις χημικές ουσίες που συμμετέχουν στην δημιουργία του (Σχήμα 3).  Εξετάζει επομένως το φαινόμενο και σε επίπεδο μικρόκοσμου.

Σχήμα 2: Επάνω: Η τρύπα του όζοντος όπως αναπαρίσταται με βάση τις συγκεντρώσεις του στην στρατόσφαιρα στις 17-09-1997    Κάτω: Η τρύπα του όζοντος όπως αναπαρίσταται με βάση τις συγκεντρώσεις του στην στρατόσφαιρα στις 26-09-2009

 
 
 
 
Σχήμα 3:  Προτεινόμενος μηχανισμός αντιδράσεων για την εξήγηση του φαινομένου της δημιουργίας της τρύπας του όζοντος
 
 

Πριν να εξετάσουμε από χημικής πλευράς την ύλη είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε από τι αποτελείται. Είναι γνωστό εδώ και χιλιάδες χρόνια, ότι μερικές ουσίες μπορούν να διασπασθούν σε απλούστερες με θέρμανση ή χημική επεξεργασία έως ένα ορισμένο σημείο όπου μετά είναι αδιαίρετες με χημικά και φυσικά μέσα. Οι αδιαίρετες αυτές ουσίες ονομάζονται στοιχεία η καλλίτερα άτομα των στοιχείων.

Η ιδέα του ατόμου ως του μικρότερου αδιαίρετου σωματιδίου της ύλης είναι γνωστή από την αρχαιότητα και είχε προταθεί από τον Δημόκριτο (460-370 π.Χ.) (η λέξη άτομο προέρχεται από

 

Δημόκριτος (460-370 π.Χ.)

 το στερητικό –α και το τέμνω και σημαίνει κάτι που δεν μπορεί να διαιρεθεί επιπλέον). Σύμφωνα με τον Δημόκριτο «η ύλη συντίθεται από αδιαίρετα σωματίδια τα άτομα τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με διαφορετικούς συνδυασμούς σχηματίζοντας όλα τα υλικά σώματα που μας περιβάλλουν». Αν και η θεωρία του Δημόκριτου για το άτομο και την ύλη αποτελούν ακόμη και σήμερα θεμέλιο λίθο της επιστήμης, η αντίληψή μας για το άτομο έχει αλλάξει λόγω του έργου του Ε. Fermi. Σήμερα γνωρίζουμε ότι το άτομο είναι διαιρετό και μάλιστα ότι κατά την διάσπασή του εκλύονται τεράστια ποσά ενέργειας.

Η μελέτη των ιδιοτήτων των ατόμων των αερίων από τον J. Dalton τον 19 αι. άνοιξε τον δρόμο για την μελέτη του ατόμου στην σύγχρονη εποχή και την διατύπωση των σύγχρονων ατομικών προτύπων. Σύμφωνα με τον J. Dalton (1808) «κάθε χημικό στοιχείο αποτελείται από μικροσκοπικά αδιαίρετα, μη καταστρεφόμενα σωματίδια τα άτομα. Όλα τα άτομα του ίδιου στοιχείου είναι όμοια μεταξύ τους, έχουν το ίδιο ατομικό βάρος και άλλες κοινές ιδιότητες»

                                                                                                                           

Ακολούθησαν τα ατομικά πρότυπα του J. J. Thomson (1897), του Rutherford (1911) και του Ν. Bohr (1913) τα οποία συνέβαλαν σημαντικά στην προσπάθεια περιγραφής του ατόμου και στην

 σημερινή αντίληψη για το άτομο (κβαντομηχανικό πρότυπο).

Το 1926 προτάθηκε το κβαντομηχανικό πρότυπο του ατόμου το οποίο και έγινε τελικά αποδεκτό από όλους ως το πληρέστερο πρότυπο. Στην δεκαετία 1920-1930 επιτεύχθηκε η μέτρηση της μάζας και ο προσδιορισμός του μεγέθους αρκετών ατόμων των γνωστών έως τότε στοιχείων. Έως το 1970 αναπτύχθηκαν νέες τεχνικές που επέτρεψαν πλεόν την απεικόνιση μεμονωμένων ατόμων. Μία από αυτές είναι η Μικροσκοπική  Σάρωση Σήραγγας με την οποία  στο Σχήμα 4 έχει απεικονισθεί ένα άτομο κοβαλτίου (Co) επάνω σε μία χάλκινη επιφάνεια (περισσότερες πληροφορίες στην δημοσίευση του NIST).

 

Σχήμα 4: Απεικόνιση ατόμου Co επάνω σε χάλκινη επιφάνεια με την τεχνική της Μικροσκοπικής Σάρωσης Σήραγγας

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Oι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίo-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης»  του Κ. Καλαματιανού.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα

 

 

 Οι ασκήσεις και οι λύσεις τους δίνονται  εδώ

 

 Oι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίo-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης»  του Κ. Καλαματιανού.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα

 

 

  1.  Χαρακτηρίστε τις προτάσεις ως σωστές ή λάθος και αιτιολογείστε την απάντησή σας: α) Το υδρογόνο έχει μικρότερη ενέργεια πρώτου ιοντισμού από το ήλιο  β) Το ότι το υδρογόνο έχει μικρότερη ενέργεια πρώτου ιοντισμού από το ήλιο αποδεικνύεται από το γεγονός ότι ενώνεται με τα αλογόνα για να σχηματίσει πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς.

 Aπάντηση: α) Σωστή. Το δραστικό πυρηνικό φορτίο που δέχεται το ηλεκτρόνιο στο άτομο του υδρογόνου είναι 1. Tο ηλεκτρόνιο στο άτομο του Ηe δέχεται δραστικό πυρηνικό φορτίο 2 (θυμηθείτε ότι το He έχει 2 πρωτόνια στον πυρήνα του).  Επομένως τα ηλεκτρόνια στο He έλκονται ισχυρότερα από τα πρωτόνια του πυρήνα και ως επακόλουθο απαιτείται μεγαλύτερη ενέργεια για να αποβληθούν (απομακρυνθούν) από το άτομο. β) Λάθος. Ο λόγος που ενώνονται τα αλογόνα με το υδρογόνο είναι για να βρεθούν σε σταθερότερη ενεργειακή κατάσταση αποκτώντας τελικά οκτάδα ηλεκτρονίων στην εξωτερική του στιβάδα.

 

 2.   Κατατάξτε τα ακόλουθα στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενης ενέργειας πρώτου ιοντισμού. Δικαιολογείστε την απάντησή σας. Ποια από αυτά  είναι παραμαγνητικά;  α) Ar, Na, Cl, Al   β) Mg, Ca, S

Aπάντηση: α) Σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα η ενέργεια πρώτου ιοντισμού αυξάνει από αριστερά προς τα δεξιά οπότε: Na < Al < Cl < Ar. 

Από τις ηλεκτρονιακές δομές των στοιχείων προκύπτει ότι το Na ([Ne]3s1), Al ([Ne]3s23p1) και Cl ([Ne]3s23p5) έχουν ασύζευκτο ηλεκτρόνιο οπότε είναι παραμαγνητικά. Το Αr ([Ne]3s23p6) έχει όλα τα ηλεκτρόνιά του συζευγμένα οπότε είναι διαμαγνητικό.

 β) Σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα η ενέργεια πρώτου ιοντισμού αυξάνει από αριστερά προς τα δεξιά οπότε: Μg < S. Σε μία ομάδα του περιοδικού πίνακα η ενέργεια ιοντισμού ελαττώνεται  καθώς αυξάνει ο ατομικός αριθμός οπότε: Ca <  Mg. Eπομένως έχουμε:  Ca <  Mg  <  S. Από τις ηλεκτρονιακές δομές των στοιχείων προκύπτει ότι το S ([Ne]3s23p4)είναι παραμαγνητικό καθώς έχει 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια.

  

                                                                                                                                                                                                3p τροχιακά του S

Oι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίo-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης»  του Κ. Καλαματιανού.  Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα

 

  1. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα p τροχιακά με την μεγαλύτερη ενέργεια στα στοιχεία της ομάδας 14  (ή  ΙV)  είναι: α) τρία  β) έξι  γ) δύο  δ) ένα  ε) τέσσερα

Απάντηση: (γ)

 Η σωστή απάντηση είναι ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα p τροχιακά της εξωτερικής στιβάδας (τροχιακά με την μεγαλύτερη ενέργεια) είναι δύο (δηλαδή σωστή απάντηση είναι η (γ)).  Tα στοιχεία της ομάδας 14  (ή IV όπως ήταν γνωστή παλαιότερα) έχουν 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στιβάδα. Από αυτά τα δύο καταλαμβάνουν το s τροχιακό της εξωτερικής στιβάδας και τα άλλα δύο τα p τροχιακά. Για παράδειγμα ας  πάρουμε  ενα από τα στοιχεία αυτά το  14Si .  Η ηλεκτρονιακή του δομή είναι:

Si     1s22s22p63s23p2

 H εξωτερική στιβάδα έχει γραφεί με κόκκινους χαρακτήρες. Οπως φαίνεται δύο από τα εξωτερικά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν το 3s τροχιακό και τα άλλα δύο τα 3p τροχιακά.

2. Ποιά από τις παρακάτω προτάσεις είναι λάθος; α) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει κβαντικό αριθμό l = 2, οι μόνες δυνατές τιμές για το m είναι 0 και 1  β) Ένα ηλεκτρόνιο που έχει n = 3 δεν μπορεί να καταλαμβάνει  f τροχιακό   γ) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει κβαντικό αριθμό n = 3 τότε μπορεί να βρίσκεται σε d τροχιακό  δ) Εάν ένα ηλεκτρόνιο έχει m = -1 μπορεί να βρίσκεται σε p, d ή f υποστιβάδα αλλά όχι σε s

Απάντηση: (α).

Από την θεωρία προκύπτει ότι η πρόταση (α) είναι λάθος. Ένα ηλεκτρόνιο με l = 2 μπορεί να έχει m = -2, -1, 0, 1, 2

3.  α) Γράψτε την ηλεκτρονιακή δομή για το άτομο του κασσίτερου 50Sn

Aπάντηση: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p2  ή σωστότερα    1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2

 β) Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων στο ουδέτερο άτομο του Sn είναι:   

 Aπάντηση: 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε p τροχιακά (συγκεκριμένα στα 5p τροχιακά)

 

    
 

 

 

Στα 5p τροχιακά του ατόμου του Sn υπάρχουν 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια

 

 γ) Ο αριθμός των ασύζευκτων ηλεκτρονίων στο Sn+4  είναι:
 Απάντηση: μηδέν          Η ηλεκτρονιακή δομή του Sn+4  είναι: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10

δ) Το ιόν του ινδίου (49Ιn) που είναι ισοηλεκτρονικό με το Sn+4 είναι:

Aπάντηση: In+3

Η ηλεκτρονιακή δομή του Sn+4  είναι: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d10

Το Sn+4  έχει 50-4 = 46 ηλεκτρόνια. Επομένως το In πρέπει να αποβάλλει 3 ηλεκτρόνια ώστε τελικά να  έχει 49-3 =46.  Επομένως το ιόν που θα σχηματισθεί είναι το In+3.

Χημεία Γ΄Λυκείου: Μεθοδολογία και Ασκήσεις σχετικές με ακτινοβολία και άτομο καθώς και με το ατομικό πρότυπο του Bohr

Η μεθοδολογία και οι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίo-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης»  του Κ. Καλαματιανού. Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:  https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.  Διατίθεται επίσης στα εξής  βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης,  Πατάκης,  Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα

  

Βιβλίο "Γενική Χημεία για την Γ΄Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης"

 

Μεθοδολογία #1: 

Ασκήσεις σχετικές με την απορρόφηση ή εκπομπή ακτινοβολίας από το άτομο – Ασκήσεις σχετικές με το ατομικό πρότυπο του Bohr 

 

Στην περίπτωση που για μία ακτινοβολία μας ζητείται μία από τις παραμέτρους Ε (ενέργεια), ν (συχνότητα), λ (μήκος κύματος) ενώ μας δίνονται οι υπόλοιπες ακολουθούμε την Μέθοδο Α:

Μέθοδος A 

 Βήμα Ι : Γράφουμε τα δεδομένα και τα ζητούμενα της άσκησης

Βήμα ΙI:  Γράφουμε την σχέση(εις) που συνδέει τα δεδομένα και τα ζητούμενα

 Συνήθως στην περίπτωση αυτή είναι η:

  • Ε = h  (Σχέση [1.3])
  • και η: c = ν.λ  (Σχέση [1.2]) 

 Βήμα ΙII: Προσδιορίζουμε τις άγνωστες παραμέτρους στις σχέσεις στο Βήμα Ι και αντικαθιστούμε κατάλληλα με γνωστές παραμέτρους ώστε να προκύψει μία σχέση με μία και μοναδική άγνωστη παράμετρο την ζητούμενη παράμετρο (λύνουμε το σύστημα των δύο εξισώσεων (σχέσεων) ως προς την άγνωστη παράμετρο)   

 Βήμα ΙV: Αντικαθιστούμε στην σχέση στο Βήμα ΙΙΙ  τις τιμές που δίνονται από την άσκηση για τις γνωστές παραμέτρους και υπολογίζουμε την ζητούμενη παράμετρο.

 Δες Άσκηση – Παράδειγμα: 1-1 και 1-2

Στην περίπτωση που μας ζητούνται οι παράμετροι ν (συχνότητα), λ (μήκος κύματος),  Ε(ενέργεια) ακτινοβολίας που εκπέμπεται ή απορροφάται κατά την μεταπήδηση ενός ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου από μία ενεργειακή στάθμη (ni) σε μία άλλη ενεργειακή στάθμη (nf) ακολουθούμε την Μέθοδο Β:

 Μέθοδος Β

 Βήμα Ι : Γράφουμε τα δεδομένα και τα ζητούμενα της άσκησης

Βήμα ΙI:  Γράφουμε την σχέση(εις) που συνδέει τα δεδομένα και τα ζητούμενα

  • Συνήθως στην περίπτωση αυτή είναι η:

  ν = |EfEi | /  h    = | – (2,18 . 10-18 / h) . (1/nf2 – 1/ni2)|    (Σχέση [1.6])

 Βήμα ΙII: Αντικαθιστούμε τις τιμές για τις ενεργειακές στάθμες (ni) και (nf) που είναι γνωστές στην σχέση στο Βήμα ΙΙ  και υπολογίζουμε την συχνότητα της ακτινοβολίας (ν)

 Βήμα ΙV: Υπολογίζουμε την ενέργεια (Ε) και το μήκος κύματος (λ) της ακτινοβολίας χρησιμοποιώντας τις σχέσεις [1.3] και [1.2] αντίστοιχα.

 Δες Άσκηση – Παράδειγμα: 1-4

 

Άσκηση – Παράδειγμα  #1-1  

Ακτινοβολία έχει ενέργεια 5,0 . 10-19 J. Ποιο είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας σε nm; (Δίνεται ότι h.c = 1,982 . 10-25 J.m  = 2,0 . 10-25 J.m )

 

Λύση:

Ακολουθούμε την Μεθοδολογία #1 και την Μέθοδο Α

  BHMA               ΕΝΕΡΓΕΙΑ                                ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ        ΣΗΜΕΙΩΣΗ
 I   Γράφουμε τα δεδομένα και τα ζητούμενα  

   ΔΕΔΟΜΕΝΑ             Ε = 5,0 . 10-19 J           1 nm = 10-9 m        h.c  = 2,0 . 10-25 J.m
ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ λ = ;  (nm)

 

 
 II   Γράφουμε την σχέση (εις) που συνδέουν τα δεδομένα & ζητούμενα   Ε = h  (1)                           (Σχέση [1.3]) c = ν.λ  και  ν = c/λ  (2)          (Σχέση [1.2]) Παρατηρούμε ότι έχουμε 2 εξισώσεις με 2 αγνώστους. Οι άγνωστοι είναι το ν και το λ (δίνονται με έντονη γραφή)
  III   Λύνουμε το σύστημα των δύο εξισώσεων ως προς την ζητούμενη παράμετρο    Εάν όπου ν στην (1) αντικαταστήσουμε την (2):Ε = h.ν  = h.(c/λ) Þ E . λ =h.c Þ  λ = h.c / E  (3)  Στην (3) έχουμε άγνωστο μόνο το λ
IV  Αντικαθιστούμε στην σχέση στο Βήμα ΙΙΙ τις τιμές που δίνονται από την άσκηση και υπολογίζουμε την ζητούμενη παράμετρο  λ = h.c / E  = 2,0 . 10-25 J.m / 5,0 . 10-19 J = 4,0 . 10-7 m = 400 nm  

Όμοιες ασκήσεις: 2, 98, 100, 105, 108

 

 

Άσκηση – Παράδειγμα  #1-2   

Ακτινοβολία έχει μήκος κύματος 660 nm. Ποια είναι η ενέργειά της σε Joule (Δίνεται ότι h.c = 1,982 . 10-25 J.m = 2,0 . 10-25 J.m );

 

Λύση:

Ακολουθούμε την Μεθοδολογία #1 και την Μέθοδο Α

 

BHMA  ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΣΗΜΕΙΩΣΗ
 I   Γράφουμε τα δεδομένα και τα ζητούμενα  

 ΔΕΔΟΜΕΝΑ  λ = 660 nm = 6,6 . 10-7 m1 nm = 10-9 mh.c  = 2,0 . 10-25 J.m
ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ E = ;  (J)

 

 Γράφουμε τα δεδομένα της άσκησης.Αφού η ενέργεια μας ζητείται σε Joule μετατρέπουμε τα nm σε m σε αυτό το σημείο γνωρίζοντας ότι:1 nm = 10-9 m
 II   Γράφουμε την σχέση- (εις) που συνδέουν τα δεδομένα & ζητούμενα   Ε = h  (1)                          (Σχέση [1.3]) c = ν.λ  και  ν = c/λ  (2)         (Σχέση [1.2])  Παρατηρούμε ότι έχουμε 2 εξισώσεις με 2 αγνώστους και επομένως μπορούμε να λύσουμε το σύστημα των 2 εξισώσεων. Οι άγνωστοι είναι το E και το v (δίνονται με έντονη γραφή). Aφου ζητείται το Ε λύνουμε την (2) ως προς ν και αντικαθι-στούμε στην (1).
 III  Λύνουμε το σύστημα των δύο εξισώσεων ως προς την ζητούμενη παράμετρο   Εάν όπου ν στην (1) αντικαταστήσουμε την (2):Ε = h.ν  = h.(c/λ)  (3)  Στην (3) έχουμε άγνωστο μόνο το Ε
 IV   Αντικαθιστούμε στην σχέση στο Βήμα ΙΙΙ τις τιμές που δίνονται από την άσκηση και υπολογίζουμε την ζη-τούμενη παράμετρο  Ε = h.ν = h.(c/λ) = 2,0 . 10-25 J.m / 6,6 . 10-7 m ==3,0 . 10-19 J  

Όμοιες ασκήσεις: 99, 103, 104, 106, 107

 

Χημεία και Εκπαίδευση / Χημεία στην Γ΄Λυκείου

Είναι γνωστό ότι η κατανόηση του μαθήματος της  Χημείας παρουσιάζει σε αρκετές περιπτώσεις δυσκολίες και ιδιαιτερότητες. Ως η σοβαρότερη αιτία για αυτό μπορεί να θεωρηθεί το γεγονός ότι αρκετές έννοιες της Χημείας κινούνται στην περιοχή του μικρόκοσμου και άρα απαιτούν αυξημένη φαντασία από τον μέσο αναγνώστη-μαθητή για να γίνουν κατανοητές.  

Τα σχολικά βιβλία και τα βοηθήματα αποτελούν βασικά την πρώτη επαφή των μαθητών με τους όρους και το λεξιλόγιο της Χημείας. Μελέτες σχετικές με τους παράγοντες που συμβάλλουν στην κατανόησή τους έχουν κατά καιρούς δημοσιευθεί όπως για παράδειγμα η εξαιρετικά ενδιαφέρουσα μελέτη των Ε. Παραλίκα και Α. Χ. Κουλουμπαρίτση «Σχολικά Βιβλία Χημείας Λυκείου: Παράγοντες που συμβάλλουν στην κατανόησή τους» που δημοσιεύθηκε το 2004 στην Επιθεώρηση Εκπαιδευτικών Θεμάτων.  

Συνοπτικά μπορούμε να αναφέρουμε ότι οι βασικοί παράγοντες που βρέθηκαν ότι συμβάλλουν στην κατανόηση των βιβλίων Χημείας στην παραπάνω έρευνα είναι:  

 Σε γενικές γραμμές οι μαθητές της γ΄λυκείου που απήντησαν στο ερωτηματολόγιο της έρευνας θεώρησαν ότι ένα βιβλίο Χημείας γίνεται ποιο κατανοητό όταν:  

Στον επίλογο της συγκεκριμένης μελέτης, βασιζόμενοι στα συμπεράσματα της έρευνας,  δίνουν οι μελετητές προτάσεις που κατά την κρίση τους  βοηθούν στην συγγραφή κατανοητών βιβλίων στην χημεία. Στην ουσία αποδέχονται σε μεγάλο βαθμό τις προτάσεις των μαθητών.  

Όταν έπεσε στην αντίληψή μας η συγκεκριμένη μελέτη βρισκόμασταν ήδη περίπου στην μέση της προσπάθειας για την συγγραφή ενός βιβλίου/βοηθήματος για την γ’ λυκείου.  Η ευχάριστη έκπληξη ήταν ότι αρκετές από τις προτάσεις αυτές είχαν ήδη συμπεριληφθεί και ορισμένες άλλες ήταν εφικτό να προστεθούν.  

Βιβλίο "Γενική Χημεία για την Γ΄Λυκείου Θετ. Κατεύθυνσης" - Συγγραφέας: Κ. Καλαματιανός

  

Το βιβλίο αυτό (έγχρωμη έκδοση) με τίτλο «Γενική Χημεία για την Γ΄Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» εκδόθηκε τον Αύγουστο του 2010. Απευθύνεται κυρίως στον υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση και έχει καταβληθεί προσπάθεια ώστε:  

 Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά  η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες.   

 Ελπίζοντας ότι τα παραπάνω έχουν επιτευχθεί προσδοκία είναι να αποτελέσει το βιβλίο αυτό ένα πολύτιμο βοήθημα για την κατανοήση της ύλης του μαθήματος της χημείας και την επιτυχία στις πανελλαδικές εξετάσεις.  

Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου «Γενική Χημεία για την Γ΄Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» καθώς και αποσπάσματά του δίνονται στον ιστότοπο:   https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/  

Οκτώβριος 2010
Δ Τ Τ Π Π Σ Κ
« Σεπτ.   Νοέ. »
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Άρθρα

Αρχείο Άρθρων

Blog Statistics

  • 83.314 hits (απο 20-09-2010)
Αρέσει σε %d bloggers: