بخش 5 فصل 1 آموزش خط به خط شیمی یازدهم شامل موارد زیر می باشد:

• آشنایی با نفت خام
• کربن؛ اساس استخوان بندی هیدروکربن ها
• آلکان های راست زنجیر
• خواص فیزیکی و شیمیایی آلکان ها
• نام گذاری آلکان های شاخه دار
• ایزومری در آلکان ها

توجه: گردآوری و تهیه این مطالب توسط اساتید شیمی سایت تدریس خصوصی استادلینک انجام شده و استفاده از مطالب سایت استادلینک با ذکر منبع ( سایت استاد لینک ) بلامانع می باشد.

21- آشنایی با نفت خام | آموزش شیمی آلی شیمی یازدهم

نفت خام یکی از سوخت های فسیلی است که به شکل مایع غلیظ سیاه رنگ یا قهوه ای تمایل به سبز از دل زمین بیرون کشیده می شود. یکی از شیمی دان های قدیم، نفت خام را به جنگلی تاریک تشبیه کرده بود که اطلاعاتی دربارۀ آن نداشت. با گذشت زمان، برخی شیمی دان هابا بررسی نفت خام، موفق به شناسایی برخی موادۀ سازندۀ آن و ساختار و رفتار آن شدند.

نفت خام مخلوطی از هزاران ترکیب شیمیایی است که بخش عمدۀ آن را هیدروکربن های کوناگون تشکیل داده اند.

امروزه به دلیل کاربردهای زیاد نفت خام؛ به آن طلای سیاه هم می گویند. نفت خام دو نقش اساسی دارد:

1. منبع تأمین انرژی است: حدود نیمی از نفتی که از چاه های نفت، بیرون کشیده می شود، به عنوان سوخت در وسایل نقلیه به کار می رود. بخش اعظم از نیم دیگر آن برای تأمین گرما و انرژی الکتریکی مورد نیاز ما به کار می رود.
2. مادۀ اولیه برای تهیۀ بسیاری از مواد مانند الیاف، پارچه، شوینده ها و … است.

روزانه بیش از 80 میلیون بشکه نفت خام در دنیا به شکل های گوناگون مصرف می شود. هر بشکه نفت خام هم ارز با 159 لیتر است.

22- کربن، اساس استخوان بندی هیدروکربن ها در شیمی آلی

عنصر اصلی سازندۀ نفت خام، کربن است. همانطور که می دانید این عنصر در خانۀ شمارۀ 6 جدول دوره ای قرار دارد. ترکیب های شناخته شده از اتم کربن، از مجموع تریکیب های شناخته شده از دیگر عنصرها جدول دوره ای بیشتر است. در ادامه متوجه این موضوع می شویم.

اتم کربن در دورۀ دوم و گروه 14 جدول دوره ای قرار دارد. این اتم در لایۀ ظرفیت خود 4 الکترون داشته و می تواند از طریق به اشتراک گذاشتن همۀ الکترون های ظرفیت خود و با تشکیل چهار پیوند اشتراکی به آرایش هشت تایی برسد.

اتم کربن می تواند که پیوند یگانه، دوگانه و سه گانه با دیگر عنصرها مانند هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و فسفر به شیوه های گوناگون برقرار کند و مولکولِ تعداد زیادی از مواد مانند کربوهیدارت ها، چربی ها، آمینو اسیدها، آنزیم ها، پروتئین ها و … را بسازد.

 اتم های کربن می توانند با یکدیگر ( و بدون حضور اتم بقیۀ عنصرها ) به روش های متفاوت متصل شده و دگرشکل های متفاوتی از این عنصر مانند گرافیت، الماس را ایجاد کنند.

23- آلکان های راست زنجیر | آموزش شیمی آلی شیمی یازدهم

همانطور که می دانید هیدروکربن ها دسته ای از ترکیب های آلی هستند که فقط از دو عنصر هیدروژن (H) و کربن (C) تشکیل شده اند.

آلکان ها ساده ترین خانواده از هیدروکربن ها هستند که در ادامه آنها را معرفی می کنیم.

• در آلکان ها هر اتم کربن با 4 پیوند اشتراکی یگانه به 4 اتم دیگر ( کربن یا هیدروژن ) متصل شده است. از آنجا که هر اتک کربن ، حداکثر می تواند با 4 اتم پیوند برقرار کند، آلکان ها جزء هیدروکربن های سیرشده هستند.
• فرمول عمومی آلکان ها C_nH_2n+2 است؛ یعنی در آلکان ها، تعداد اتم های هیدروژن 2 واحد از 2 برابر تعداد اتم های کربن بیشتر است.
• اولین و ساده ترین آلکان با یک اتم کربن (n=1) ترکیبی به نام متان با فرمول CH₄ است.
• آلکان ها به دو دستۀ راست زنجیر و شاخه دار تقسیم می شوند. در آلکان های راست زنجیر، همۀ اتم های کربن حداکثر به 2 اتم کربن دیگر به طور مستقیم با پیوند یگانه وصل شده اند و  از شاخۀ فرعی خبری نیست.

رسم ساختار آلکان ها راست زنجیر در شیمی آلی

برای رسم ساختار آلکان های راست زنجیر مانند هگزان (C₆H₁₄) می توان به تعداد اتم های کربن موجود در فرمول، اتم های C را با پیوند یگانه به هم وصل کرد و تا رسیدن 4 پیوند برای هر اتم کربن، به آنها اتم های هیدروژن متصل کرد.

تعداد پیوندهای اشتراکی در هیدروکربن ها

در این بخش از آموزش خط به خط شیمی یازدهم بخش شیمی آلی، با تعداد فرمول پیوندهای اشتراکی هیدروکربن ها آشنا می شوید.
طبق تصویر، فرمول بدست آوردن تعداد پیوندهای اشتراکی در هیدروکربن ها و آلکان، آلکن و آلکین را مشاهده می نمایید.

24- خواص فیزیکی و شیمیایی آلکان ها

شمار اتم های کربن، نقش مهمی در رفتار هیدروکربن ها از جمله آلکان ها دارند؛ به طوری که با تغییر تعداد اتم های کربن، اندازه و جرم مولکول آلکان تغییر کرده و به دنبال آن خواص فیزیکی آنها تغییر می کند.

• واضح است که با افزایش تعداد اتم های کربن، اندازۀ مولکول هیدروکربن بزرگتر و جرم آن بیشتر می شود.
• با افزایش تعداد اتم های کربن، نقطۀ جوش آلکان ها افزایش می یابد.
• با افزایش شمار اتم های کربن، فرّاریت ( فرّار بودن یا تمایل برای تبدیل شدن به حالت گاز ) آلکان ها کاهش می یابد؛ به عیارت دیگر هرچه جرم مولی آلکانی کمتر باشد، آن آلکان فرّارتر است.
• با افزایش تعداد اتم های کربن، گرانروی ( مقاومت در برابر جاری شدن ) آلکان ها افزایش می یابد؛ زیرا با افزایش تعداد اتم های کربن، نیروهای وان دروالسی بین مولکول ها قوی تر شده، در نتیجه مقاومت آلکان های مایع در برابر جاری شدن بیشتر می شود؛ یعنی خیلی سخت تر از ظرف خود بیرون ریخته و جاری می شوند.
• با افزایش تعداد اتم های کربن در آلکان ها، چسبندگی آلکان بیشتر می شود؛ به طور مثال وازلین ( با فرمول تقریبی C₂₅H₅₂ ) از گریس ( با فرمول تقریبی C₁₈H₃₈ ) چسبنده تر است.

گشتاور دوقطبی هیدروکربن ها در حدود صفر است!

هیدروکربن ها جزء مواد ناقطبی بوده و نیروهای بین مولکولی در آنها از نوع وان دروالسی است. با افزایش تعداد اتم های کربن و یشتر شدن جرم مولکول آلکان ها، نیروی واندروالسی قوی تر شده و نقطۀ جوش آنها افزایش می یابد.

با توجه به نمودار بالا؛ نقطۀ جوش چهار آلکان نخست یعنی متان (CH₄)، اتان (C₂H₆)، پروپان (C₃H₈)، و بوتان (C₄H₁₀) کمتر از صفر درجۀ سلسیوس است؛ پس این چهار آلکان در دمای 22 درجۀ سانتی گراد گاز هستند.

آلکان های ناقطبی | آموزش خط به خط شیمی یازدهم

آلکان ها به دلیل ناقطبی بودن، در آب نامحلول اند؛ بنابراین:

• می توان از آلکان ها برای حفاظت از فلزها استفاده کرد؛ به طوری که قرار دادن فلزها در آلکان های مایع یا اندود کردن سطح فلزها و وسایل فلزی با آن ها، مانع از رسیدن آب به سطح فلز می شود و از خوردگی فلز جلوگیری می کند.
• از آنجا که چربی ها نیز ناقطبی هستند ( گشتاور دوقطبی مولکول های سازندۀ آنها در حدود صفر است )، می توان چربی را به راحتی در هیدروکربن ها از جمله آلکان ها حل کرد.
• از آنجایی که آلکان ها سیر شده هستند، تمایل چندانی به انجام واکنش های شیمیایی ندارند، یکی از معدود واکنش های آلکان ها، سوختن آنها است. اتواع واکنش سوختن هیدروکربن ها را در تصویر زیر مشاهده می کنید.
• با توجه به اینکه آلکان ها تمایلی به انجام واکنش ندارند، میزان سمّی بودن آنها کم بوده و استنشاق آنها بر شش ها و بدن تأثیر چندانی ندارد و تنها باعث کاهش مقدار اکسیژن در هوای دم می شود.
• هیچگاه برای برداشتن بنزین ( با فرمول تقریبی C₈H₁₈ ) از باک خودرو یا بشکه، از مکیدن شلنگ استفاده نکنید زیرا بخارهای بنزین وارد شش ها شده، از انتقال گازهای تنفسی در شش ها جلوگیری می کند و نفس کسیدن شخت می شود.

سوختن هیدروکربن ها | آموزش خط به خط شیمی یازدهم

سوختن هیدروکربن ها به سه دستۀ زیر تقسیم می شود:

1. سوختن کامل: فرآوردۀ آن بخار آب و گاز کربن دی اکسید است.
2. سوختن ناقص: فرآوردۀ آن بخار آب و گاز سمّی کربن مونو اکسید است.
3. سوختن مخلوط: فرآوردۀ آن بخار آب، گاز کربن دی اکسید و گاز سمّی کربن مونو اکسید است.

25- فیلم آموزش نام گذاری آلکان های شاخه دار

در این بخش آموزش خط به خط شیمی یازدهم سایت تدریس خصوصی استادلینک، فیلم آموزش ویدئویی نام گذاری آلکان های شاخه دار به زبان ساده برای شما عزیزان تهیه شده است.

26- ایزومری در آلکان ها | آموزش شیمی آلی

تعریف ایزومری یا هم پار: به موادی که فرمول مولکولی یکسان دارند اما ساختار آنها متفاوت است، ایزومر یا همپار می گویند.

• برای آلکان های 1 تا 3 کربنه فقط و فقط می توان یک ساختار در نظر گرفت؛ یعنی آلکان های 1 تا 3 کربنه ایزومر ندارند؛ اما برای آلکانی 4 کربنه به بالا ساختارهای ایززومری وجود دارد.
• به طور کلی وقتی از ما پرسیدند که یک فرمول مولکولی را می توان برای چند نوع آلکان در نظر گرفت، اول از همه باید یک آلکان راست زنجیر ( بدون شاخۀ فرعی ) رسم کنیم و سپس با برداشتن کربن ها و قرار دادن آنها در موقعیت های متفاوت به عنوان شاخۀ فرعی، آلکان های متفاوت ( با نام متفاوت ) درست کنیم.
• برای محاسبۀ تعداد ایزومر آلکان هایی با 4 تا 7 کربن می توان از رابطّ زیر استفاده کرد که در آن n، شمار اتم های کربن است.

تمرین شیمی آلی | آموزش خط به خط شیمی یازدهم

نمام ایزومرهای آلکان های زیر را رسم و نام گذاری کنید.

• C₄H₁₀
• C₅H₁₂
• C₆H₁₄
• C₇H₁₆

تدریس خصوصی شیمی در اصفهان

برای موفقیت در امتحانات شیمی یازدهم، شیمی کنکور و امتحان نهایی شیمی، می توانید از کلاس های خصوصی شیمی سایت تدریس خصوصی استادلینک استفاده نمایید.

استادلینک با داشتن بهترین اساتید دروس مختلف در سراسر کشور و همچنین برگزاری کلاس های حضوری و آنلاین و ارائه بهترین خذمات با مناسب ترین هزینه، همواره در کنار شما دانش آموزان و داوطلبان کنکور سراسری است.

برای آگاهی از شرایط ثبت نام و جزئیات بیشتر به پشتیبانی سایت تدریس خصوصی استادلینک پیام دهید تا به شما مشاوره مناسب داده شود.

مقالات مرتبط فصل 1 آموزش شیمی یازدهم

با کلیک بر روی هر بخش زیر، می توانید به آموزش خط به حط شیمی 2 بخش های مختلف فصل 1 دسترسی داشته باشید.