11:54 ص
الري و المياه -
كتب الزراعة
كتاب : كيمياء المياه
تأليف : د يونس ابراهيم احمد
عدد صفحات الكتاب : 248 صفحة
الماء مركب غير عادي له خصائص فيزيائية و كيميائية فريدة. ونتيجة لذلك، فهو
مركب الحياة. ومع ذلك، فهو المركب الأكثر وفرة في الغلاف الحيوي للأرض. ترتبط
هذه الخصائص ببنيته الإلكترونية، وترابطه، وكيميائه. ومع ذلك، نظرًا لارتباطه
بمجموعة متنوعة من المواد، يحتوي الماء العادي على مواد أخرى. قليل منا من
استخدم أو رأى أو اختبر الماء النقي، والذي بناءً عليه نناقش
كيمياءه. تتناول كيمياء الماء الخاصية الكيميائية الأساسية والمعلومات
حول الماء. تتم مناقشة كيمياء الماء في العناوين الفرعية التالية.
تركيب الماء
بنية وترابط الماء
الاهتزاز الجزيئي للماء
تناظر جزيئات الماء
تكوين الرابطة الهيدروجينية في الماء
بنية الجليد
التأين الذاتي
تأثير تسوية الماء وخصائص الحمض والقاعدة
الطبيعة البرمائية
تفاعل الماء تجاه المعادن القلوية؛ المعادن القلوية الترابية؛
الهالوجينات؛ الهيدريدات؛ الميثان؛ الأكاسيد؛ وأيونات الأكسجين.
التحليل الكهربائي للماء
تركيب الماء
يتكون الماء من الهيدروجين والأكسجين فقط. ولكلا العنصرين نظائر طبيعية
مستقرة ومشعة. وبسبب هذه النظائر، من المتوقع أن تتكون جزيئات ماء بكتل
تتراوح تقريبًا بين 18 (H216O) و22 (D218O). فيما يلي النظائر ووفرة H وO
فيها. ومن هذه البيانات، يمكننا تقدير الوفرة النسبية لجميع جزيئات الماء
النظيرية.
بنية وترابط جزيء الماء
يتميز الماء النقي، H2O، ببنية جزيئية فريدة. أطوال الرابطة O-H هي 0.096
نانومتر وزاوية H-O-H = 104.5 درجة. يمكن تفسير هذه الهندسة الغريبة بطرق
مختلفة. من الكربون إلى النيون، تزداد أعداد الإلكترونات التكافؤية من 4
إلى 8. تتطلب هذه العناصر 4 و3 و2 و1 و0 ذرات هيدروجين لمشاركة الإلكترونات
من أجل استكمال متطلب الثماني. تظهر هياكل نقاط لويس الخاصة بها على
اليمين، ولاحظ الاتجاه في أطوال الرابطة.
يوجد ستة إلكترونات تكافؤ على الأكسجين، وواحد من كل ذرة هيدروجين في جزيء
الماء. تشكل الإلكترونات الثمانية رابطتين H-O، وزوجين وحيدين. تبقى
الأزواج والروابط الطويلة بعيدة عن بعضها البعض وتمتد نحو زوايا رباعي
السطوح. يجب أن يعطي هذا الهيكل المثالي زاوية رابطة H-O-H تبلغ 109.5
درجة، ولكن الأزواج المنفردة تتنافر مع بعضها البعض أكثر مما تتنافر مع
روابط O-H. وبالتالي، يتم دفع روابط O-H إلى التقارب، مما يجعل زاوية H-O-H
أقل من 109 درجة.
بعد تقديم ميكانيكا الكم، فإن التكوين الإلكتروني للإلكترون التكافؤي
للأكسجين هو 2s2 2p4. نظرًا لأن مستويات الطاقة لـ 2s و2p متقاربة، فإن
الإلكترونات التكافؤية لها خصائص كل من s وp. يسمى الخليط تهجين sp3. تظهر
هذه المدارات المهجنة على اليمين. يمكن تفسير هياكل CH4 وNH3 وH2O جميعًا
من خلال هذه المدارات الهجينة للذرات المركزية. النهج المذكور أعلاه هو
نظرية الرابطة التكافؤية، ويتم حساب كل من روابط C-H وأزواج الإلكترونات
المنفردة كأزواج VSPER في نموذج تنافر أزواج الإلكترونات في غلاف التكافؤ
(VSEPR)، والذي وفقًا له، تشير المجموعات الأربع إلى زوايا رباعي
السطوح. بالنسبة للجزيئات ثلاثية الذرات مثل الماء، يمكن أيضًا تطبيق
نهج المدار الجزيئي (MO) لمناقشة الرابطة. ومع ذلك، فإن النتيجة مماثلة
لنهج الرابطة التكافؤية، لكن نظرية المدار الجزيئي تعطي مستويات طاقة
الإلكترون لمزيد من الاستكشاف....
----------------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات: