Πρόταση επαναπροσδιορισμού του mole από την IUPAC

Αναγκαία η ενημέρωση των εγχειριδίων μετά την αλλαγή του ορισμού

«Ένα mole περιέχει τόσες στοιχειώδεις οντότητες όσα και τα υπάρχοντα άτομα σε 12g άνθρακα-12» είναι αυτό που πολλοί χημικοί- και μαθητές - θα απαντούσαν εάν τους ζητούνταν να ορίσουν το ένα mole. 

Ωστόσο, ο ορισμός αυτός των βιβλίων έχει πλέον προγραμματιστεί να ξαναγραφεί από τη Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας, IUPAC. Αν και λίγα θα αλλάξουν στην πράξη, ο νέος ορισμός της IUPAC για το mole φαίνεται να κερδίζει υποστήριξη από όλες (σχεδόν) τις πλευρές. Ο νέος ορισμός, σύμφωνα με την IUPAC, βασίζεται αποκλειστικά στη σταθερή τιμή του αριθμού Avogadro και περιγράφει ότι το mole περιέχει ακριβώς 6,02214076 x 10Λ23 στοιχειώδεις οντότητες. Ο επαναπροσδιορισμός αυτός αποτελεί μέρος των προσπαθειών εκσυγχρονισμού του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (SI). Η κινητήρια δύναμη της αλλαγής είναι να σπάσει η σχέση μεταξύ του ενός χιλιογράμμου και της ουσίας που αυτό ορίζει. 

«Κατά τη διάρκεια διεθνούς έρευνας έγινε φανερό ότι υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που δεν είναι ευχαριστημένοι με το σημερινό ορισμό του mole», λέει ο Juris Meija από το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά και μέλος της ομάδας εργασίας της IUPAC. 

«Ο προηγούμενος ορισμός έχει μια έμμεση λογική, καθώς το mole έχει οριστεί να έχει τόσες οντότητες όσες υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη μάζα μιας άλλης ουσίας. Ο νέος ορισμός με τη σαφή λογική του απλά σταματάει το κυνηγητό αυτής της σκέψης». Στην πράξη, βέβαια, ο επαναπροσδιορισμός θα έχει μικρό αντίκτυπο. «Επί του παρόντος, δεν υπάρχει απολύτως κανένα τεχνολογικό όφελος που να παρέχει ο νέος ορισμός», λέει ο Meija. Αν και ο καθορισμός της σταθεράς Avogadro θα μπορούσε θεωρητικά να έχει επιπτώσεις στις μετρήσεις υψηλής ακρίβειας, ο Meija εξηγεί ότι «είμαστε σήμερα τουλάχιστον τέσσερις τάξεις μεγέθους μακριά από το να μπορούμε να επωφεληθούμε από αυτό. Αφού δεν υπάρχουν - επί του παρόντος - επιστημονικά πλεονεκτήματα, θα μπορούσαμε να αναρωτηθούμε προς τι η αλλαγή», λέει ο Meija. «Αλλά φυσικά, πρέπει επίσης να αναγνωρίσουμε την παιδαγωγική πλευρά, καθώς και τις πιθανές μελλοντικές εξελίξεις στις τεχνικές μέτρησης». 

                                      

Εκείνοι που εργάζονται στην εκπαίδευση καλωσορίζουν την αλλαγή. «Ο νέος ορισμός είναι καλά εναρμονισμένος με αυτόν που χρησιμοποιούν οι μαθητές στην πράξη», λέει ο ερευνητής της χημικής εκπαίδευσης Marcy Towns από το Πανεπιστήμιο Purdue, ΗΠΑ, μέλος της ομάδας εργασίας της IUPAC. «Δεν πρόκειται να έχει μεγάλο αντίκτυπο σε ότι κάνουν οι άνθρωποι στην τάξη», λέει. «Αν και φυσικά τα βιβλία θα πρέπει να αλλάξουν».

Ωστόσο, ορισμένες κριτικές φωνές αμφισβητούν την πρακτικότητα του νέου ορισμού. Σε μια επιστολή προς την IUPAC, η γαλλική επιτροπή χημείας έγραψε ότι αποσυνδέοντας τον ορισμό από μια μετρήσιμη μάζα, ο ορισμός του mole είναι πλέον πολύ μακριά από αυτό που ισχύει στην πράξη. Άλλωστε, οι ουσίες ζυγίζονται για να καθορίσουν την ποσότητα των περιεκτικοτήτων που περιέχουν,

υποστηρίζουν. Ο νέος ορισμός που προτείνεται από την IUPAC θα εξεταστεί από τη Γενική Διάσκεψη για τα μέτρα και τα σταθμά - το μόνο όργανο που μπορεί να κάνει αλλαγές στο SI - το Νοέμβριο του τρέχοντος έτους και αν γίνει δεκτή, θα επισημοποιηθεί το Μάιο του 2019.

Πηγή: R Marquardt et al, Pure Appl. Chem., 2018, 90, 175 (DOI:

10.1515 / pac-2017-0106)

Βλπ. περισσότερα για το mole εδώ

Οι παράξενες ιδιότητες του βαρύτερου στοιχείου Ογκανέσσιου

Το Ογκανέσσιο είναι το υπερβαρύ χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 118 και με χημικό σύμβολο Og και βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων στον τομέα p. Είναι το τελευταίο (γνωστό) στοιχείο της 7ης περιόδου, αλλά και το πρώτο τεχνητό μέλος της Ομάδας 18. Οι ιδιότητές του έχουν αποδειχθεί δύσκολο να μετρηθούν από τη στιγμή που συντέθηκαν για πρώτη φορά το 2002. Τώρα μια προηγμένη προσομοίωση υπολογιστή έχει συμπληρώσει μερικά από τα κενά, και αποδεικνύεται ότι το στοιχείο είναι ακόμη πιο περίπλοκο από ό, τι πολλοί αναμενόταν. 

Έχει τον υψηλότερο ατομικό αριθμό και ατομική μάζα από οποιοδήποτε από τα χημικά στοιχεία που ανακαλύφθηκαν (ή δημιουργήθηκαν τεχνητά) ως τώρα. Είναι μέλος της ομάδας 18, των στοιχείων μηδενικού σθένους, που είναι συνήθως αδρανή στις πιο κοινές χημικές αντιδράσεις, επειδή το εξωτερικό κέλυφος είναι εντελώς γεμάτο με οκτώ ηλεκτρόνια. Αυτό παράγει μια σταθερή, ελάχιστη ενεργειακή διαμόρφωση στην οποία τα εξωτερικά ηλεκτρόνια δεσμεύονται σφικτά. Θεωρείται ότι ομοίως, το ογκανέσσιο έχει κλειστό εξωτερικό κέλυφος στο οποίο το ηλεκτρονικό σθένος είναι τοποθετημένο σε 7s2 7p6.

Το ραδιενεργό άτομο του ογκανεσσίου είναι πολύ ασταθές, και από το 2002, μόνο τρία (3) ή πιθανώς τέσσερα (4) ισότοπά του έχουν ανιχνευθεί. Το γεγονός αυτό επέτρεψε πολύ λίγο πειραματικό χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων του και τη δυνατότητα ύπαρξης πιθανών χημικών ενώσεών του. Ωστὀσο, θεωρητικοί υπολογισμοί κατέληξαν σε πολλές προβλέψεις, που περιλαμβάνουν και κάποιες μη αναμενόμενες. Για παράδειγμα, ενώ το ογκανέσσιο τοποθετήθηκε στην ομάδα 18, είναι πιθανό να μην είναι (τελικά) ευγενές αέριο, όπως τα υπόλοιπα της χημικά στοιχεία της Ομάδας 18. Τυπικά θεωρήθηκε ότι είναι ένα αέριο, αλλά τώρα προβλέφθηκε ότι είναι στερεό, υπό κανονικές συνθήκες, εξαιτίας των σχετικιστικών φαινομένων.

Ορισμένοι αναμένουν το ογκανέσσιο να έχει παρόμοιες φυσικές και χημικές ιδιότητες με τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας του, πιο στενή ομοιότητα με το ευγενές αέριο που βρίσκεται από πάνω του στον περιοδικό πίνακα, δηλαδή το ραδόνιο. Ακολουθώντας την περιοδική τάση, το ογκανέσσιο αναμένεται να είναι ελαφρώς πιο δραστικό από το ραδόνιο. Ωστόσο, θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν δείξει ότι θα μπορούσε να είναι τόσο δραστικό, έτσι ώστε πιθανώς να μην μπορεί να θεωρηθεί ευγενές αέριο.

Πέραν του ότι μπορεί να είναι πολύ πιο δραστικό από το ραδόνιο και ο λόγος για την εμφανή αύξηση της χημικής δραστικότητας σε σχέση με το ραδόνιο είναι μία ενεργητική αποσταθεροποίηση και μία ακτινική διαστολή του τελευταίου κατεχόμενου 7p υποφλοιού.

Επίσης, έχει υπολογιστεί ότι το ογκανέσσιο, σε αντίθεση με άλλα ευγενή αέρια, δεσμεύει ένα ηλεκτρόνιο με την απελευθέρωση της ενέργειας ή με άλλα λόγια, εμφανίζει θετική ηλεκτρονκή συγγένεια.

Ακόμη και δεδομένων των μεγάλων αβεβαιοτήτων των υπολογισμών, φαίνεται εξαιρετικά απίθανο το ογκανέσσιο να είναι αέριο υπό κανονικές συνθήκες, καθώς το υγρό φάσμα των άλλων αερίων είναι πολύ περιορισμένο, μεταξύ 2 και 9 Kelvin, οπότε το στοιχείο αυτό πρέπει να είναι στερεό υπό κανονικές συνθήκες. Αν το ογκανέσσιο σχηματίζει αέριο κάτω από τυπικές συνθήκες, ωστόσο, θα ήταν ένα από τις πυκνότερες αέριες ουσίες υπό κανονικές συνθήκες (ακόμη και αν είναι μονοατομικό όπως και τα άλλα ευγενή αέρια).

Λόγω της τεράστιας πόλωσής του, το ογκανέσσιο αναμένεται να έχει μια αφύσικα χαμηλή ενέργεια ιονισμού (παρόμοια με εκείνη του μολύβδου, η οποία είναι 70% περισσότερη από αυτήν του ραδονίου και σημαντικά μικρότερη από εκείνη του φλεροβίου και μια τυπική κατάσταση συμπυκνωμένης φάσης.

Πηγή: http://physics4u.gr

Γ΄Λυκείου: Επανάληψη (ασκήσεις-θεωρία): Νο9

46,25 g C₄H₉Cl  (A) θερμαίνονται με αλκοολικό διάλυμα NaOH και μετατρέπονται μερικώς σε μείγμα αλκενίων Β και Γ, το οποίο με θέρμανση με περίσσεια Η₂ παρουσία Νi, μετατρέπεται εξ’ ολοκλήρου σε 23,2 g ένωσης Δ. Αν n_B=99n_Γ να βρεθούν:

α) Οι Σ.Τ. των Α, Β, Γ και Δ.

β) το ποσοστό μετατροπής της Α σε Β, το ποσοστό μετατροπής της Α σε Γ και το συνολικό ποσοστό μετατροπής της Α σε αλκένια.

γ) Η μάζα της Α που παρέμεινε χωρίς να αντιδράσει.

Αr:   C=12, H=1, Cl=35,5

(Aπ:  β) 79,2 % προς Β  και 0,8 % προς Γ -  80 %,  γ) 9,25 g)

ΥΓ:  Η άσκηση αφιερώνεται στο μεγάλο Δάσκαλο της Χημείας που αγωνίστηκε για τη Χημεία στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση όσο κανείς άλλος:  Τον Παύλο Μπασδάρα

Καλό ταξίδι Παύλο...

Γ΄ Λυκείου: Επανάληψη (ασκήσεις-θεωρία) Νο 8

                                           
Online test:
Τα Σ-Λ στο ΚΕΦ. 5 (Πανελλαδικές 2000-2017)
Περιλαμβάνει όλα τα ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ που δόθηκαν σε όλους τους τυπους Πανελλαδικών εξετάσεων (Κανονικές, Επαναληπτικές, Ομογενείς, Τεχν. Χημ-Βιοχ, Εσπερινό)

Μέρος 1ο:  25 ερωτήσεις ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ ΕΔΩ
Μέρος 2ο:  25 ερωτήσεις ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ ΕΔΩ
Μέρος 3ο:  25 ερωτήσεις ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ ΕΔΩ
Μέρος 4ο:  30 ερωτήσεις ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ ΕΔΩ

Γ΄Λυκείου: σ,π δεσμοί - Υβριδισμός

σ δεσμοί

1. Η θεωρία δεσμού σθένους για τα μόρια Η2, ΗCl, Br2, H2S και PH3.  Πατήστε  εδώ και επιλέξτε πρώτα Valence Atοmic Orbitals και στη συνέχεια επιλέξτε το μόριο που προτιμάτε.

π δεσμός

2. Επίσης για τη θεωρία δεσμού σθένους (επιλέξτε: valence bond theory)  και για σ,π δεσμούς (επιλέξτε: pi bonding) πατήστε εδώ  Επίσης μπορείτε από στο molecular orbital theory μπορείτε να δείτε για τη θεωρία των μοριακών τροχιακών.

3. Για την  ενέργεια του συστήματος Η-Η σε συνάρτηση με την απόσταση των πυρήνων των δύο ατόμων Η μπορείτε να δείτε εδώ

Η ενέργεια του συστήματος Η-Η σε συνάρτηση με την απόσταση των πυρήνων των δύο ατόμων Η

                                                        

4.  Δείτε  εδώ  κι εδώ πως δημιουργεί υβριδικά τροχιακά (sp3, sp2, sp) το άτομο του άνθρακα.

5. Υβριδικά τροχιακά στο C2 H6 (αιθάνιο), C2H4 (αιθένιο), C2H2 (αιθίνιο) εδώ
6.  Στο video που ακολουθεί φαίνονται τα sp υβριδικά τροχιακά που χρησιμοποιεί το Be (Βηρύλλιο) στην ένωση BeCl2                                        

                      

7.  Στο video που ακολουθεί φαίνονται τα sp2 υβριδικά τροχιακά που χρησιμοποιεί το B (Βόριο) στην ένωση BF3 

                    

8.  Ερωτήσεις (στα αγγλικά)  στον υβριδισμό: 1,  2,  3, 4  5

9.  Στο βίντεο που ακολουθεί δείτε όλα τα είδη υβριδισμού (sp3, sp2, sp)

                   

10. Φυσικά υπάρχουν κι άλλα είδη υβριδισμού:

Για sp3d , sp3d2 και τα άλλα γνωστά είδη υβριδισμού πατήστε εδώ

11. Δείτε πως οι πυρήνες όλων των ατόμων στο μόριο του αιθυλενίου βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και οι πυρήνες όλων των ατόμων στο μόριο του ακετυλενίου βρίσκονται στην ίδια ευθεία-επίπεδο: 

Ακετυλένιο

Αιθυλένιο

Περισσότερα εδώ

12.  Υβριδισμό εμφανίζει και το Ν , Ο κ.λ.π.

Το Ν στη θεμελιώδη κατάσταση έχει ηλεκτρονιακή δομή:

 Αν το άτομο Ν χρησιμοποιούσε στην αμμωνία ΝΗ3 για τον σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών τα τρία αμιγή p ατομικά τροχιακά του, η γωνία του του δεσμού Η-Ν-Η θα ήταν 90 μοίρες. Επειδή όμως η γωνία δεσμού είναι 107,3  μοίρες, συμπεραίνουμε ότι το Ν χρησιμοποιεί sp3 υβριδικά τροχιακά. Με υβριδισμό του 2s και των 2p τροχιακών δημιουργούνται τέσσερα sp3 υβριδικά τροχιακά στα οποία τοποθετούνται 5 e.

 Με επικάλυψη των τριών ημισυμπληρωμένων sp3 υβριδικών τροχιακών με το 1s ατομικό τροχιακό του Η σχηματίζονται 3σ δεσμοί (Ν-Η). Το τέταρτο συμπληρωμένο sp3 υβριδικό τροχιακό καταλαμβάνει την τέταρτη κορυφή του τετραέδρου (μη δεσμικό ζεύγος e)

ΣΗΜ:  Τα παραπάνω δεν αναφέρονται στο σχολικό βιβλίο της Γ΄Λυκείου και ως εκ τούτου το Ν θεωρούμε ότι σχηματίζει "πάντα" δεσμούς με τα τρία p αμιγή τροχιακά π.χ. στο Ν2.  Στην ΝΗ3 όμως όπως βλέπουμε δεν ισχύει αυτό.
Προσομοιώσεις για ενώσεις του Ν και Ο που εμφανίζουν υβριδισμό εδώ κι εδώ

13. Κατεβάστε από εδώ μία παρουσίαση (σε ppsx ) για τον υβριδισμό από το συνάδελφο Σιάπκα Δημήτρη.