پرسش

با سلام و تشكر فراوان از شما به خصوص خانم ایلی تقاضا دارم به سوالات من جواب دهید:
1-آیا آهن فقط در صورت حضور رطوبت هوا زنگ می زند و در هوای كاملا خشك زنگ نمی زند؟
2-چرا شیشه تجدید ناپذیر است؟
3-با وجودی كه زمین قبلا جزیی از خورشید بوده چرا اینقدرعناصر سازنده آن با خوزشید فرق می كند و تنوع بیشتر دارد؟
4-آیا واكنشهای هسته ای قانون پایستگی ماده (اتم) را نقض می كند؟
5-لا یه ای بودن گرافیت جزء خواص خود آن است یا به علت اضافه كردن خاك رس به آن است؟علت اضافه كردن خاك رس چیست؟
6-با وجودی كه الماس و دوده هر دو كربن هستند پس چرا یكی شفاف و سخت و دیگری سیاه و نرم است؟

پاسخ

1- آهن در هوای كاملاْْ خشك زنگ نمی‌زند. این فلز در آبی كه هیچگونه هوایی در آن حل نشده باشد، نیز زنگ نمی‌زند. بنابراین چنین به نظر می‌رسد كه حضور توام اكسیژن و رطوبت برای زنگ زدن ضروری باشد.
2- می‌دانید شیشه را از ذوب سیلیس با كربنات سدیم و كربنات كلسیم به دست می‌آورند. سیلیس ماده‌ای متبلور و شفاف است. به عنوان مثال، ماسه، سیلیس ناخالص به شمار می‌رود كه با اكسید آلومینیم، اكسید آهن و برخی مواد دیگر همراه است. مواد تجدیدپذیر موادی هستند كه بتوانند در چرخه‌ی تبدیل مواد اولیه به محصولات و سپس تبدیل محصولات به مواد اولیه شركت داشته باشند. حال چون اگر شیشه در طبیعت قرار بگیرد، به خودی خود تجزیه نمی‌شود و به صورت سیلیس به خاك برنمی‌گردد، تجدیدناپذیر محسوب می‌شود.
3- اینكه جهان و از جمله زمین و خورشید از یك انفجار بزرگ به وجود آمدند، تنها در حد یك نظریه است و به هیچ وجه نمی‌توان به طور مطمئن ادعا نمود كه منشا خورشید و زمین و سایر ستاره‌ها و سیاره‌ها یكی بوده است. از این مطلب كه بگذریم، با فرض یكی بودن منشا آنها در طی هزاران سال، شرایط متفاوتی برای این دو كره فراهم بوده و با گذشت این مدت زیاد و انجام واكنشهای هسته‌ای از جمله واكنشهای شكافت و همجوشی، مواد و عناصر جدیدی به وجود می‌آیند. حرارت بسیار زیاد خورشید بخاطر انجام واكنشهای هسته‌ای، همه چیز از جمله تنوع مواد و عناصر آنرا محدود می‌كند.
4- واكنشهای هسته‌ای قانون پایستگی ماده را نقض نمی‌كند. در این قانون بیان می‌شود كه ماده از بین نمی‌رود بلكه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود. در واكنشهای هسته‌ای موازنه‌ی جرم و انرژی مطرح می‌شود، در این نوع واكنشها بین انرژی و جرم تعادل برقرار است، آزاد شدن مقدار زیادی انرژی در یك واكنش هسته‌ای با تغییر در جرم سكون كل هسته‌های درگیر در واكنش همراه خواهد بود. معادله‌ی نسبیتی اینشتین، E = mc**2نقش مهمی در تفسیر واكنشهای هسته‌ای دارد. در واقع نتیجه‌گیری اینشتین در سال 1905 این بود كه ْْ جرم یك جسم اندازه‌ای از محتوای انرژی آن است ْْ . البته مناسب نیست كه بگوئیم جرم به انرژی یا انرژی به جرم تبدیل می‌شود. بلكه جسمی با جرم اندازه‌گیری شده‌’ m انرژی E برابر با mc**2 دارد، و به عكس، جسمی با انرژی كل E جرمی برابر با E/c**2 دارد.
5- لایه‌ای بودن گرافیت جزء خواص خود آن است. در واقع گرافیت لایه‌ها یا ورقه‌هایی است كه پیوندهای كووالانسی آنها در یك صفحه قرار می‌گیرند. اتمهای كربن در هر لایه به وسیله‌ی سه پیوند كووالانسی كه از اوربیتالهای هیبریدی SP2 حاصل می‌شوند، به طور محكم به هم پیوسته‌اند. در صورتیكه بین دو لایه‌’ مجاور فقط نوعی نیروی جاذبه‌ی ضعیف واندروالسی لاندن وجود دارد. وجود چنین نیروهای ضعیفی باعث می‌شود كه گرافیت در امتداد لایه‌ها شكننده باشد. نرمی و لغزندگی گرافیت را نیز می‌توان به همین علت دانست. با كشیدن مداد بر روی كاغذ، لایه‌های نازكی از گرافیت سیاه رنگ از مغز آن جدا شده و روی كاغذ قرار می‌گیرد. با این ترتیب می‌توان گرافیت را در یك بعد جامد كووالانسی و در بعد دیگر جامد واندروالسی در نظر گرفت. افزایش خاك رس به گرافیت، برای ساخت مداد با درجات سختی متفاوت برای كاربردهای متفاوت است. می‌دانید كه مغز مداد با درجات مختلف سختی وجود دارد، مداد سخت با نمره‌ی چهار، خطوط بسیار كم‌رنگ، ولی مداد نرم‌تر مثلاْْ با نمره‌ی یك، خطوط پررنگی روی كاغذ ایجاد می‌كند. سختی مغز مداد با مقدار خاك‌رسی كه با گرافیت مخلوط می‌كنند، قابل كنترل است. هر چه خاك رس بیشتر باشد، مداد سخت‌تر است. زیرا، در این صورت گرافیت كم‌تری روی كاغذ بر جای می‌ماند.
علت تفاوت ظاهری الماس و گرافیت، به تفاوت در ساختار آنها برمی‌گردد. در بلورهای الماس هر اتم كربن به وسیله‌ی پیوندهای هیبریدی SP3 به چهار اتم كربن دیگر متصل می‌شود و جامد مشبك غول‌آسایی به وجود می‌اورند كه از هیچ طرفی نفوذپذیر نیست. در صورتیكه همانطور كه در بالا ذكر شد، در گرافیت هر اتم كربن توسط پیوندهای هیبریدی SP2 با سه اتم كربن دیگر پیوند كووالانسی برقرار می‌كند.
با آرزوی موفقیت