يمكنك الان نشر مقالك العلمى او فيديوهاتك عن طريق ارسال المقال او الموضوع على صفحتنا الرسمية
مجلة العلوم
مجلة العلوم
الأربعاء، 22 أغسطس 2012
الاثنين، 20 أغسطس 2012
الانشطار النووى.
الأنشطار النووي هي عملية انشطار نواة ذرة ما إلى قسمين أو أكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة إلى مواد أخرى وينتج عن عملية الأنشطار هذه نيوترونات وفوتونات عالية الطاقة(بالاخص اشعة جاما) ودقائق نووية مثل جسيمات ألفا وأشعة بيتا. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة إلى تولد كميات ضخمة من الطاقة الحرارية والإشعاعية.
تستعمل عملية الأنشطار النووي في إنتاج الطاقة الكهربائية في المفاعلات النووية كما تستعمل لإنتاج الأسلحة النووية. ومن الموادالنووية الانشطارية الهامة والتي تستخدم كثيرا في المفاعلات الذرية مادتي اليورانيوم-235 وبلوتونيوم-239. والتي هي عماد الوقود النووي. وفي الوقود النووي يتم ما يسمى بالتفاعل المتسلسل حيث يصتدم نيوترونا مع نواة ذرة اليورانيوم-235 فتنقسم إلى قسمين ويصاحب هذا الانقسام انطلاق عددا من النيوترونات يقدر ب 2و5 نيوترونا في المتوسط. ويمكن لتلك النيوترونات الناتجة أن تصتدم بأنوية أخرى من اليورانيوم-235 وتتفاعل معها وتعمل على انشطارها. بذلك يزيد معدل التفاعل زيادة تسلسلي قد يؤدي إلى الانفجار إذا لم ننجح في ترويضه والتحكم فيه.
وفي المفاعلات النووية التي تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية يُستعمل اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 بنسبة 5و3 % في مخلوط أكسيد اليورانيوم لإنتاج الطاقة. ويحتاج مفاعل نووي كبير يعمل بقدرة 1000 ميجاوات إلى نحو 100 طن من أكسيد اليورانيوم تكفيه لمدة ثلاثة سنوات. إلا أن الطريقة الاقتصادية لتشغيل المفاعل النووي تتطلب إيقاف تشعيل المفاعل كل سنة لمدة عدة أسابيع، تجري خلالها أستبدال ثلث كمية الوقود النووي المستهلك بوقود جديد، وكذلك لإجراء أعمال الصيانة والتفتيش عن أي خلل قد يحدث ومعالجة الخلل.
تستعمل عملية الأنشطار النووي في إنتاج الطاقة الكهربائية في المفاعلات النووية كما تستعمل لإنتاج الأسلحة النووية. ومن الموادالنووية الانشطارية الهامة والتي تستخدم كثيرا في المفاعلات الذرية مادتي اليورانيوم-235 وبلوتونيوم-239. والتي هي عماد الوقود النووي. وفي الوقود النووي يتم ما يسمى بالتفاعل المتسلسل حيث يصتدم نيوترونا مع نواة ذرة اليورانيوم-235 فتنقسم إلى قسمين ويصاحب هذا الانقسام انطلاق عددا من النيوترونات يقدر ب 2و5 نيوترونا في المتوسط. ويمكن لتلك النيوترونات الناتجة أن تصتدم بأنوية أخرى من اليورانيوم-235 وتتفاعل معها وتعمل على انشطارها. بذلك يزيد معدل التفاعل زيادة تسلسلي قد يؤدي إلى الانفجار إذا لم ننجح في ترويضه والتحكم فيه.
وفي المفاعلات النووية التي تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية يُستعمل اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 بنسبة 5و3 % في مخلوط أكسيد اليورانيوم لإنتاج الطاقة. ويحتاج مفاعل نووي كبير يعمل بقدرة 1000 ميجاوات إلى نحو 100 طن من أكسيد اليورانيوم تكفيه لمدة ثلاثة سنوات. إلا أن الطريقة الاقتصادية لتشغيل المفاعل النووي تتطلب إيقاف تشعيل المفاعل كل سنة لمدة عدة أسابيع، تجري خلالها أستبدال ثلث كمية الوقود النووي المستهلك بوقود جديد، وكذلك لإجراء أعمال الصيانة والتفتيش عن أي خلل قد يحدث ومعالجة الخلل.
الأحد، 19 أغسطس 2012
تهنئة العيد
تهنئة من ادارة المدونة الى زوارنا الكرام بمناسبة عيد الفطر المبارك متمنيين لكم المزيد من التقدم و العلم.
https://www.facebook.com/2day.sci.mag
https://www.facebook.com/2day.sci.mag
السبت، 18 أغسطس 2012
الليزر
الليزر (بالانجليزية LASER) هو تكبيرالضوء بالانبعاث المستحث (Light amplification by Stimulated Emission of Radiation).
علينا قبل شرح الليزر ان نشرح الانبعاث المستحث (Stimulated Emission ).
الانبعاث المستحث : هو انبعاث فوتون طاقته E=hf حيث h ثابت بلانك و f تردد الفوتون اذا مر فوتون له نفس الطاقة بذرة مثارة لمستوى طاقة طاقته E=hf فتعود الذرة للاستقرار و يخرج فوتون بنفس الطاقة موازيا للفوتون الاخر .
علينا قبل شرح الليزر ان نشرح الانبعاث المستحث (Stimulated Emission ).
الانبعاث المستحث : هو انبعاث فوتون طاقته E=hf حيث h ثابت بلانك و f تردد الفوتون اذا مر فوتون له نفس الطاقة بذرة مثارة لمستوى طاقة طاقته E=hf فتعود الذرة للاستقرار و يخرج فوتون بنفس الطاقة موازيا للفوتون الاخر .
الان بعد شرح الانبعاث المستحث ننتقل عناصر الليزر.
1-وجود وسط فعال.
2-مصدر طاقة.
3-تجويف رنينى.
الوسط الفعال:- هو الوسط او المادة الفعالة لانتاج الليزر (بلورات صلبة مثل الياقوت - سوائل مثل الصبغات العضوية المذابة فى الماء - غازات مثل خليط من غازى الهليوم و النيون - من اشباه الموصلات مثل السيلبكون ).
مصدر طاقة :- المسئول عن اكساب الذرات او ايونات الوسط الفعال الطاقة لاثارتها ( طاقة كهربية - طاقة ضوئية -
طاقة حرارية - طاقة كيميائية ).
التجويف الرنينى :- الوعاء الحاوى و المنشط لعملية التكبير و يتكون من مراتين متوازيتين احدهما شبه منفذة .
اساس الفعل الليزرى:::-
تبنى ظرية عمل الليزر على الوصول بذرات الوسط الفعال الى حالة الاسكان المعكوس (Population Inversion )
و هى الحالة التى يكون فيها عدد الذرات -المثارة بمصدر الطاقة - فى المستويا ت العليا للطاقة اكثر من المستويات الدنيا حتى تتهيأ فوتونات الانبعاث المستحث من تضخيم عددها ذهابا و ايابا خلال الوسط الفعال فتخرج الفوتونات و تنعكس عدة انعكاسات بين مرايا التجويف الرنينى حتى تتضخم الى عدد هائل من الفوتونات فتخرج نبضة من الليزر فى صورة اشعة متوازية ..
شاركونا صفحتنا على الفيس بوك::https://www.facebook.com/2day.sci.mag
الجرافيتون:فيديو
يعتقد علماء الفيزياء ان الجرافيتون هو المسؤول عن قوة الجاذبية و هو جسيم افتراضى عديم الكتلة و الشحنة و لا يوجد دليل على وجوده الى الان.
شاركونا صفحتنا على فيس بوك: https://www.facebook.com/2day.sci.mag
شاركونا صفحتنا على فيس بوك: https://www.facebook.com/2day.sci.mag
الجمعة، 17 أغسطس 2012
مخططات فاينمان Feynman Diagrams
يعتبر مخطط فاينمان من اهم الرسوم التوضيحية فى نظرية الحقل الكمومى لتوضيح و تمثيل تصادم الجسيمات و القوى الاساسية فى الطبيعة .
و فيما يلى شرح للمخطط الخاص بالقوى الاساسية فى الطبيعة.
فى المخطط الاول من ناحية اليسار يوضح القوى الكهرومغناطيسية التى تتولد عند اقتراب الكترونين من بعض يولد احدهما فوتونا تخيلياً و كانه يرسل اشارة للالكترون الاخر بالاتبعاد ( الجسيمات التخيلية هى جسيمات موجودة و لكنها تظهر لحظياً و تختفى ).
و فى المخطط التانى يبين التاثير القوى و ينقسم الى قسمين بين الكواركات و الاخرى القوى النووية الشديدة المتبقية تربط النيكلونات فالجسيمات مثل الكواركات تحتاج الى قوة كبيرة لربطهم مع بعض و هنا يتكون الجسيم الوسيط (الذى يتولد من مجال القوة النووية القوية) و هو الجلوون و هو بوزون و يظهر فى المخطط الاخر للقوة القوية بين النيكلونات (البروتونات و النيوترونات) تكون القوة اضعف من القوة بين الكواركات و هى نتاج القوى النووية القوية .
فى المخطط الاخر للتاثير الضعيف توضح اضمحلال البروتون الى نيوترون او العكس مع اصدار الكترون او بوزيترون مع مضاد نيوترينو بواسطة بوزون W السالب
تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag
و فيما يلى شرح للمخطط الخاص بالقوى الاساسية فى الطبيعة.
فى المخطط الاول من ناحية اليسار يوضح القوى الكهرومغناطيسية التى تتولد عند اقتراب الكترونين من بعض يولد احدهما فوتونا تخيلياً و كانه يرسل اشارة للالكترون الاخر بالاتبعاد ( الجسيمات التخيلية هى جسيمات موجودة و لكنها تظهر لحظياً و تختفى ).
و فى المخطط التانى يبين التاثير القوى و ينقسم الى قسمين بين الكواركات و الاخرى القوى النووية الشديدة المتبقية تربط النيكلونات فالجسيمات مثل الكواركات تحتاج الى قوة كبيرة لربطهم مع بعض و هنا يتكون الجسيم الوسيط (الذى يتولد من مجال القوة النووية القوية) و هو الجلوون و هو بوزون و يظهر فى المخطط الاخر للقوة القوية بين النيكلونات (البروتونات و النيوترونات) تكون القوة اضعف من القوة بين الكواركات و هى نتاج القوى النووية القوية .
فى المخطط الاخر للتاثير الضعيف توضح اضمحلال البروتون الى نيوترون او العكس مع اصدار الكترون او بوزيترون مع مضاد نيوترينو بواسطة بوزون W السالب
تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag
الطاقة المظلمة Dark Energy
يعتقد العلماء ان هذه الطاقة هى المسؤولة عن تمدد الكون بسرعة اساسها النظرى هو النسبية العامة التى تفسر الكثير من الظواهر فى الكون مثل التمدد .
بعدما تاكد الفلكيون من مشاهدة تمدد الكون بواسطة قياس الانزياح الأحمر لأطياف المجرات، قاموا وما زالوا يقومون بإجراء قياسات تفصيلية لغرض تعيين سرعة تمدد الكون ومدى تغيرها عبر الزمن منذ نشاة الكون. وتعطي النظريات التقليدية التصور أن سرعة تمدد الكون لا بد وأن تقل مع مرور الزمن نظرا لتأثير جاذبية المادة الموجودة في الكون، ويبغي العلماء القيام بقياس هذا الانخفاض في سرعة التمدد وتعيينه بدقة.
وتختص القياسات بصفة خاصة بقياس بعد المستعرات العظمى البعيدة عنا من نوع 1a. وقد اظهرت تلك القياسات حتى الآن عكس ما توقعه الفلكيون من انخفاض سرعة تمدد الكون مع الزمن، بل تدل القياسات على زيادة سرعة التمدد. ومنذ هذا الاكتشاف يرجع العلماء زيادة سرعة تمدد الكون إلى وجود طاقة مظلمة غير معروفة، وتسمى بالطاقة المظلمة لأنها ليست من اشكال الطاقة المعهودة لنا.
وطبقا لنموذج الكون الذي يناقشه العلماء على أساس المشاهات أن الكون يتكون ينسبة 72% من الطاقة المظلمة ونحو 23 % من مادة مظلمة ونحو 5 % فقط من المادة المرئية الباريونية.
كما يمكن للطاقة المظلمة تفسير ظاهرة انبساط الكون. فمما هو مسلم به أن المادة العادية الموجودة في الكون لا تكفي لأن تجعل الكون في صورته المنبسطة (بمعنى ان يمكن وصفه بالهندسة الإقليدية) فالمادة العادية تشكل بين 2 % إلى 5 % من كمية المادة الآزمة لإيقاف تمدد الكون أو عكسه بفعل الجاذبية لكي ينكمش وينهار على نفسه.
ومن خلال مشاهدة التجاذب بين المجرات الناتج عن الجاذبية وتساعد عليها المادة المظلمة، يتبين أن كمية المادة المظلمة الموجودة لا تتعدى 30 % من المادة اللازمة لإيقاف تمدد الكون.
ويبلغ مقدار الطاقة المظلمة طبقا لمعادلة أينشتاين عن تكافؤ المادة والطاقة :E = mc2، عند افتراض تحولها إلى مادة، تبلغ ذلك الجزء الباقي لتكملة كمية المادة الآزمة لغيقاف تمدد الكون.
وتعتبر الطاقة المظلمة في نفس الوقت أحد الإحداثيات الهامة لنموذج التكوين البنائي.
المصدر: ويكىبيديا.
تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag
تابعونا على صفحة الفيس بوك https://www.facebook.com/2day.sci.mag
الخميس، 16 أغسطس 2012
الأربعاء، 15 أغسطس 2012
الإنشطار والإندماج النووى (فيديو)
فيديو يشرع الانشطار و الاندماج النووى و التفاعل المتسلسل و الاشعاع
الثلاثاء، 14 أغسطس 2012
اعظم اكتشاف علمى
أعلن العلماء في مصادم الهدرونات الكبير المقام على الحدود السويسرية الفرنسية والتابع للمجلس الأوروبي للأبحاث النووية (سيرن) اليوم الأربعاء، أنهم رصدوا جزيئًا له خصائص مشابهة لما يعرف بالجسيم «بوزون هيغز» المسؤول نظريًا عن اكتساب المادة لكتلتها، وبالتالي عن نشأة الكون.
ويصف العلماء «بوزون هيغز» بالحلقة المفقودة في نموذج نشأة الكون، وهو يفسر الطريقة التي تعمل بها بقية مكونات ومركبات الكون، إذ إنه الجزيء الوحيد من بين الجزيئات العاملة في الطبيعة الذي لم يكتشف حتى الآن، مما منحه صفة الحلقة المفقودة.
وذكر علماء سرن في جنيف صباح الأربعاء، أن البيانات الحالية تؤكد بدرجة كبيرة أن جزيئًا موجودًا في مجال الطاقة 125 جيجا إلكترون فولت، هو بوزون هيغز، رغم تأكيدهم أن النتائج أولية ولا تزال بحاجة إلى المزيد من البيانات.
وقال المدير العام لسيرن- رولف هيور، "توصلنا إلى معلم أساس في فهمنا للطبيعة. إن اكتشاف جزيء له خاصيات مشابهة لبوزون هيغز يفتح الطريق أمام دراسات مفصّلة.. من شأنها أن تضيء ألغازًا في الكون".
وأوضح بيان صادر عن سيرن أن الاختبارين أطلس وسي أم أس قادا إلى نتائج أولية في البحث عن الجسيم المنشود «بوزون هيغز»، الذي سمّي نسبة إلى عالم الفيزياء الأسكتلندي بيتر هيغز.
وكان العالم هيغز -البالغ من العمر الآن أكثر من ثمانين عامًا- قد طور نظرية عام 1964 تقول إن هذا الجزيء يساعد على التحام المكونات الأولية للمادة، ويعطيها تماسكها وكتلتها، وتعد هذه النظرية بالنسبة لعلماء الفيزياء الفلكية بمثابة نظرية التطور بالنسبة لعلماء الأحياء.
و
وصف مدير مركز ديسي الألماني للأبحاث الفيزيائية البروفيسور يواخيم منيش، ما حدث بأنه "بمثابة اكتشاف القرن..، وأكثر ما يقنعني هو أن هناك مجموعتين من البيانات المنفصلة عن بعضها البعض قد توصلت إلى نفس الإشارة والتناسق في تجربتيْ أطلس وسي أم أس".
وصف مدير مركز ديسي الألماني للأبحاث الفيزيائية البروفيسور يواخيم منيش، ما حدث بأنه "بمثابة اكتشاف القرن..، وأكثر ما يقنعني هو أن هناك مجموعتين من البيانات المنفصلة عن بعضها البعض قد توصلت إلى نفس الإشارة والتناسق في تجربتيْ أطلس وسي أم أس".
ويعتبر جزيء هيغز آخر جزء من فسيسفاء النموذج المعياري المعتمد حاليًا في فيزياء الجزيئات، ولا يمكن بدونه توضيح كتلة الجسيمات الأساسية للمادة. ورغم أن الجزيء هيجز حيوي لفهم كيفية تشكل الكون فإن وجوده ما زال نظريًا.
وقد هنأت وزيرة البحث العلمي في ألمانيا أنيته شافان، العلماء في جنيف على اكتشاف جزيء جديد، وقالت إن البحث عن «بوزون هيغز» استمر حتى الآن نحو خمسين عامًا، ولكن ربما كان الكشف الذي أعلنه العلماء اليوم بمثابة تتويج لهذا البحث "لقد كوفئ العلماء على دأبهم وفضولهم العلمي".
يشار إلى أن مصادم الهدرونات الكبير يقع تحت جبال الألب على الحدود الفرنسية السويسرية، ويعمل فيه آلاف من علماء الفيزياء من الولايات المتحدة وبريطانيا ودول الاتحاد الأوروبي وروسيا.
ويسعى العلماء -من خلال هذا الجهاز الضخم- إلى إعادة تمثيل ما يسمى علميًا "الانفجار الكبير"، من خلال مصادمة جسيمات تحت ذرية واكتشاف الحلقة المفقودة التي يعتقدون أنها تحمل سر نشأة الكون.
عنصر الحديد
الحديد عنصر كيميائي وفلز، من أقدم المعادن المكتشفة، يرمز له بالرمز Fe وعدده الذري 26. يقع الحديد في الجدول الدوري في المجموعة الثامنة والدورة الرابعة، وهو عنصر ضروري لحياة الإنسان والحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم، وكذلك لحياة النباتات كونه أحد العناصر الضرورية لتكوين الكلوروفيل، ويدخل في كل شيء تقريباً.يحتل الحديد المركز الرابع من حيث تواجد العناصر في القشرة الأرضية، وهو فلز قابل للطرق والسحب، وغالباً ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخداماً على الإطلاق. كما يُعتبر الحديد أكثر العناصر الكيميائية استقراراً على الإطلاق بسبب توازن القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية داخل نواة الذرة، فالعناصر الأخفّ وزناً يمكنهم من خلال الاندماج النووي - والعناصر الأثقل وزناً من خلال الانشطار النووي - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد. تحتوي النيازك الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90% من كتلة النيازك.الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في الهواء. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من الألومنيوم، لكن يتم زيادة صلادته بإضافة بعض العناصر السبائكية كالكربون بنسب معينة، فيتكون سبيكة الصلب، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).
كيفية تكونه :
يتكوّن الحديد في داخل النجوم العملاقة عند نهاية دورة حياتها، في عملية تسمى بعملية احتراق السيليكون. تبدأ العملية عندما تندمج نواة ذرة كالسيوم مستقرة مع نواة ذرة هليوم، لتتكون ذرة تيتانيوم غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة التيتانيوم الغير مستقرة، تندمج مع ذرة هليوم أخرى، لتتكون ذرة كروم غير مستقرة. ثم قبل أن تتحلل ذرة الكروم الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة حديد غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة الحديد الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة نيكل غير مستقرة.تتحلل ذرة النيكل الغير مستقرة إلى ذرة كوبالت غير مستقرة، والتي تتحلل أخيراً إلى ذرة حديد مستقرة 56Fe. وعندئذ لا تندمج ذرات الحديد المستقرة مع أي عنصر آخر، فتشكل بذلك قلب النجم، ويبدأ النجم عندئذ بالتجمد ويتجه للاستقرار.
خصائص الحديد
الخواص الميكانيكيةيتم تقييم الخواص الميكانيكية للحديد وسبائكه باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، مثل اختبار برينل واختبار روكويل وكلاهما لقياس صلادة الحديد، واختبار قوة الشد وغيرها؛ نتائج هذه الاختبارات على الحديد دقيقة للغاية، بما يسمح باستخدام الحديد لمعايرة أو الربط بين نتائج الاختبارات المختلفة. تعتمد نتائج تلك الاختبارات على درجة نقاء الحديد: فبللورات الحديد في صورته النقية أكثر ليونة من الألمونيوم، ومع إضافة بعض أجزاء من المليون من وزن سبيكة الحديد من عنصر الكربون، فإنها تضاعف من قوة الحديد. تزداد صلادة الحديد بسرعة بزيادة محتوى الكربون في سبيكة الحديد حتى تصل نسبته إلى 0.2 ٪ من وزن السبيكة، وبعد ذلك يتزايد بمعدلات أقل ويصل إلى الذروة عندما يصل محتوى الكربون إلى 0.6 ٪ تقريبا من وزن السبيكة. الحديد النقي المنتج صناعياً (حوالي 99.99 ٪) لديه صلادة تقدر بـ 20-30 HB.[6]
مركبات الحديد
تكافؤ مركبات الحديد غالباً ما يكون +2 أو +3، ويطلق على مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (حديدوز) مثل أكسيد الحديدوز (FeO)، وعلى مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (حديديك) مثل أكسيد الحديديك (Fe2O3). قد يصبح تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ كحالة رابع حديدات البوتاسيوم (K2FeO4). كما أن مركبات الحديد التي تشارك في تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية، رباعية التكافؤ.[12][13] كما تتواجد مركبات عضوية معدنية للحديد ذات تكافؤ أحادي موجب أو أحادي سالب أو ثنائي سالب. بل ويتواجد الحديد أحياناً في حالته العنصرية داخل جسم الإنسان.كما يتواجد مركبات للحديد يكون فيها الحديد ذا تكافؤ ثنائي وثلاثي في الوقت ذاته كأكسيد الحديد الأسود (الماغنتيت) ومركب أزرق بروسيا (Fe4(Fe[CN]6)3)،[13] والذي يستخدم بعض أنواع أوراق الطباعة التي تستخدم في بعض الرسومات الهندسية.تعد كبريتات الحديدوز المائية (FeSO4•7H2O) وكلوريد الحديديك (FeCl3) من أكثر مركبات الحديد إنتاجاً صناعياً. وتعتبر كبريتات الحديدوز المائية من أكثر المصادر المتاحة للحصول على أكسيد الحديدوز (FeO)، لكنه أكثر عرضة للتأكسد في الهواء من ملح موهر ((NH4)2Fe(SO4)2•6H2O)، وبصفة عامة تميل مركبات الحديد ثنائية التكافؤ للتأكسد في الهواء لتصبح مركبات حديد ثلاثية التكافؤ.
أكاسيده وكبريتيداتة :
يتفاعل الحديد مع الأكسجين في الهواء مكوناً أكاسيد الحديد وأشهرها: أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4) وأكسيد الحديديك (Fe2O3) وأكسيد الحديدوز (FeO)، وإن كان غير مستقر في درجات الحرارة العادية. هذه الأكاسيد هي الخامات الأساسية لإنتاج الحديد. أما أشهر كبريتيدات الحديد فهو البيريت (FeS2) والذي يعرف بـ الذهب الكاذب.[عدل] هاليداتهعرفت هاليدات الحديد الثنائية والثلاثية منذ القدم باستثناء يوديد الحديديك، وهي تنشأ عن طريق تفاعل معدن الحديد مع حامض هالوجيني لكي ينتج عن ذلك التفاعل أحد الأملاح المائية.Fe + 2 HX → FeX2 + H2يتفاعل الحديد مع الفلور الكلور البروم وينتج عن ذلك هاليدات الحديديك، وأشهرها كلوريد الحديديك:2 Fe + 3 X2 → 2 FeX3 (X = F, Cl, Br
الحديد في الأحياء
مركب الهيم أساس خضاب الدم.يدخل الحديد كعنصر حيوي أساسي في تركيب العديد من المركبات العضوية والإنزيمات في الكائنات الحية جميعها، من أبسطها من الناحية التطورية (العتائق) وحتى البشر ويدخل في مجموعة المركبات العضوية الفلزية التي لها أدوار حيوية ضرورية.
بعض مركباته العضوية الفلزية:
خضاب الدم الذي يتكون من سلسلة الهيم، والذي بدوره يحوي على حلقة عضوية في مركزها ذرة الحديد.ميوغلوبين (en) والذي يشبه في تركيبه تركيب الهيم، ولكنه يدخل في تركيب الألياف العضلية.سيتوكروم أو خضاب الخلية، وهو يحوي الهيم ويدخل في التنفس الخلوي وفي عمليات الأكسدة العضوية.نتروجيناز (en)، إنزيم تستعمله بعض الكائنات في تثبيت النتروجين.
كيفية تكونه :
يتكوّن الحديد في داخل النجوم العملاقة عند نهاية دورة حياتها، في عملية تسمى بعملية احتراق السيليكون. تبدأ العملية عندما تندمج نواة ذرة كالسيوم مستقرة مع نواة ذرة هليوم، لتتكون ذرة تيتانيوم غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة التيتانيوم الغير مستقرة، تندمج مع ذرة هليوم أخرى، لتتكون ذرة كروم غير مستقرة. ثم قبل أن تتحلل ذرة الكروم الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة حديد غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة الحديد الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة نيكل غير مستقرة.تتحلل ذرة النيكل الغير مستقرة إلى ذرة كوبالت غير مستقرة، والتي تتحلل أخيراً إلى ذرة حديد مستقرة 56Fe. وعندئذ لا تندمج ذرات الحديد المستقرة مع أي عنصر آخر، فتشكل بذلك قلب النجم، ويبدأ النجم عندئذ بالتجمد ويتجه للاستقرار.
خصائص الحديد
الخواص الميكانيكيةيتم تقييم الخواص الميكانيكية للحديد وسبائكه باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، مثل اختبار برينل واختبار روكويل وكلاهما لقياس صلادة الحديد، واختبار قوة الشد وغيرها؛ نتائج هذه الاختبارات على الحديد دقيقة للغاية، بما يسمح باستخدام الحديد لمعايرة أو الربط بين نتائج الاختبارات المختلفة. تعتمد نتائج تلك الاختبارات على درجة نقاء الحديد: فبللورات الحديد في صورته النقية أكثر ليونة من الألمونيوم، ومع إضافة بعض أجزاء من المليون من وزن سبيكة الحديد من عنصر الكربون، فإنها تضاعف من قوة الحديد. تزداد صلادة الحديد بسرعة بزيادة محتوى الكربون في سبيكة الحديد حتى تصل نسبته إلى 0.2 ٪ من وزن السبيكة، وبعد ذلك يتزايد بمعدلات أقل ويصل إلى الذروة عندما يصل محتوى الكربون إلى 0.6 ٪ تقريبا من وزن السبيكة. الحديد النقي المنتج صناعياً (حوالي 99.99 ٪) لديه صلادة تقدر بـ 20-30 HB.[6]
مركبات الحديد
تكافؤ مركبات الحديد غالباً ما يكون +2 أو +3، ويطلق على مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (حديدوز) مثل أكسيد الحديدوز (FeO)، وعلى مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (حديديك) مثل أكسيد الحديديك (Fe2O3). قد يصبح تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ كحالة رابع حديدات البوتاسيوم (K2FeO4). كما أن مركبات الحديد التي تشارك في تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية، رباعية التكافؤ.[12][13] كما تتواجد مركبات عضوية معدنية للحديد ذات تكافؤ أحادي موجب أو أحادي سالب أو ثنائي سالب. بل ويتواجد الحديد أحياناً في حالته العنصرية داخل جسم الإنسان.كما يتواجد مركبات للحديد يكون فيها الحديد ذا تكافؤ ثنائي وثلاثي في الوقت ذاته كأكسيد الحديد الأسود (الماغنتيت) ومركب أزرق بروسيا (Fe4(Fe[CN]6)3)،[13] والذي يستخدم بعض أنواع أوراق الطباعة التي تستخدم في بعض الرسومات الهندسية.تعد كبريتات الحديدوز المائية (FeSO4•7H2O) وكلوريد الحديديك (FeCl3) من أكثر مركبات الحديد إنتاجاً صناعياً. وتعتبر كبريتات الحديدوز المائية من أكثر المصادر المتاحة للحصول على أكسيد الحديدوز (FeO)، لكنه أكثر عرضة للتأكسد في الهواء من ملح موهر ((NH4)2Fe(SO4)2•6H2O)، وبصفة عامة تميل مركبات الحديد ثنائية التكافؤ للتأكسد في الهواء لتصبح مركبات حديد ثلاثية التكافؤ.
أكاسيده وكبريتيداتة :
يتفاعل الحديد مع الأكسجين في الهواء مكوناً أكاسيد الحديد وأشهرها: أكسيد الحديد الأسود (Fe3O4) وأكسيد الحديديك (Fe2O3) وأكسيد الحديدوز (FeO)، وإن كان غير مستقر في درجات الحرارة العادية. هذه الأكاسيد هي الخامات الأساسية لإنتاج الحديد. أما أشهر كبريتيدات الحديد فهو البيريت (FeS2) والذي يعرف بـ الذهب الكاذب.[عدل] هاليداتهعرفت هاليدات الحديد الثنائية والثلاثية منذ القدم باستثناء يوديد الحديديك، وهي تنشأ عن طريق تفاعل معدن الحديد مع حامض هالوجيني لكي ينتج عن ذلك التفاعل أحد الأملاح المائية.Fe + 2 HX → FeX2 + H2يتفاعل الحديد مع الفلور الكلور البروم وينتج عن ذلك هاليدات الحديديك، وأشهرها كلوريد الحديديك:2 Fe + 3 X2 → 2 FeX3 (X = F, Cl, Br
الحديد في الأحياء
مركب الهيم أساس خضاب الدم.يدخل الحديد كعنصر حيوي أساسي في تركيب العديد من المركبات العضوية والإنزيمات في الكائنات الحية جميعها، من أبسطها من الناحية التطورية (العتائق) وحتى البشر ويدخل في مجموعة المركبات العضوية الفلزية التي لها أدوار حيوية ضرورية.
بعض مركباته العضوية الفلزية:
خضاب الدم الذي يتكون من سلسلة الهيم، والذي بدوره يحوي على حلقة عضوية في مركزها ذرة الحديد.ميوغلوبين (en) والذي يشبه في تركيبه تركيب الهيم، ولكنه يدخل في تركيب الألياف العضلية.سيتوكروم أو خضاب الخلية، وهو يحوي الهيم ويدخل في التنفس الخلوي وفي عمليات الأكسدة العضوية.نتروجيناز (en)، إنزيم تستعمله بعض الكائنات في تثبيت النتروجين.
نبذة عن علم النانو
علم النانو NanoScience او كما يردد البعض NanoTechnlogy هو علم او تقنية لمعالجة المواد فى الصورة النانوية (على مقياس 1 على المليار من المتر) و يمكن استبدال ذرة جزئ بذرة اخرى لاكسابه خواص جديدة .
و كلما صغرت المادة يكون الناتج مادة جديدة ذات خواص فيزيائية و كيميائية جديدة مثال بعض المواد الشبه موصلة تكون على مقياس النانو موصلة للتيار الكهربى .
تطبيقات النانو عديدة فى الالكترونيات و تخزين البيانات و استخدامات طبية عديدة فى علاج السرطانات و السكرى و غيرها .
النانو هو اساس الالكترونيات الحديثة فلولاه لما كان هناك الحواسيب الصغيرة فيمكن على شريحة من السيليكون الصغيرة وضع ملاييين من المكثفات و الترانزستور و صناعة الدوائر المتكاملة و اجهزة التخزين.
و فى علاج السرطان هناك الكثير من المحاولات لصنع علاجات كثيرة و تجارب مثل محاولات العالم الدكتور مصطفى السيد لعلاج السرطان باستخدام النانو ذهب و طور باحثون امريكان قنابل مجهرية تخترق خلايا السرطان و تفجرها من الداخل .
هناك تطبيقات صناعية عديدة للنانو تكنولوجى ابرزها الانابيب الكربونية و الجرافين فالانابيب الكربونية من الكربون اخف من الفولاذ و اقوى منه بكثير و الجرافين مادة مجهرية صلبة بسمك ذرة اقوى من الحديد .
تلك نبذة بسيطة عن هذا البحر الواسع و الذى يفتح افاقا كبيرة لتطوير العلم و ابتكار اشياء مفيدة لانه ذو حدين و من الممكن ان بقضى على البشرية مثل ما فعلت القنبلة النووية .
شاهد وثائقى عن النانو تكنولوجى
و كلما صغرت المادة يكون الناتج مادة جديدة ذات خواص فيزيائية و كيميائية جديدة مثال بعض المواد الشبه موصلة تكون على مقياس النانو موصلة للتيار الكهربى .
تطبيقات النانو عديدة فى الالكترونيات و تخزين البيانات و استخدامات طبية عديدة فى علاج السرطانات و السكرى و غيرها .
النانو هو اساس الالكترونيات الحديثة فلولاه لما كان هناك الحواسيب الصغيرة فيمكن على شريحة من السيليكون الصغيرة وضع ملاييين من المكثفات و الترانزستور و صناعة الدوائر المتكاملة و اجهزة التخزين.
و فى علاج السرطان هناك الكثير من المحاولات لصنع علاجات كثيرة و تجارب مثل محاولات العالم الدكتور مصطفى السيد لعلاج السرطان باستخدام النانو ذهب و طور باحثون امريكان قنابل مجهرية تخترق خلايا السرطان و تفجرها من الداخل .
هناك تطبيقات صناعية عديدة للنانو تكنولوجى ابرزها الانابيب الكربونية و الجرافين فالانابيب الكربونية من الكربون اخف من الفولاذ و اقوى منه بكثير و الجرافين مادة مجهرية صلبة بسمك ذرة اقوى من الحديد .
شاهد وثائقى عن النانو تكنولوجى
الاثنين، 13 أغسطس 2012
الجسيمات الاولية
الجسيمات الاولية :- تنقسم الى فرميونات و بوزونات
اولا الفرميونات :-
تنقسم الى:
1-كواركات:جسيمات اولية تدخل فى تركيب البروتونات و النيترونات و هى مشحونة و هى 6 انواع هى (Up,Down,Charm,strange,top,bot
tom) الـup,down هم الاقل كتلة اما الباقى ينحل الى u,d ..
2-ليبتونات:تنقسم الى ((الكترونات-بوزيترونات-مييوون-
تاوون-نيترينو))
اولا الفرميونات :-
تنقسم الى:
1-كواركات:جسيمات اولية تدخل فى تركيب البروتونات و النيترونات و هى مشحونة و هى 6 انواع هى (Up,Down,Charm,strange,top,bot
tom) الـup,down هم الاقل كتلة اما الباقى ينحل الى u,d ..
2-ليبتونات:تنقسم الى ((الكترونات-بوزيترونات-مييوون-
تاوون-نيترينو))
*الالكترون: جسيم مشحون بشحنة سالبة و موجود داخل الذرة يدور حول النواة و احد مكونات المادة
*البوزيترون:جسيم مشحون بشحنة موجبة و هو مثل الالكترون فى الكتلة و احد مكونات المادة المضادة
*ميوون: جسيم دون ذرى مشحون بشحنة سالبة و لكن ينحل سريعا.
*تاوون: جسيم اولى شحنته سالبة.
*النيترينو: ميوون نيترينو و الكترون نيترينو و التاوون نيترينو جسيمات اولية غير مشحونة ...
ثانياَ:- البوزونات :-
ممكن ان نعتبرها حاملة لكل قوة من القوى الاساسية و كلها عديمة الكتلة و تنقسم الى >>
*فوتون: جسيم غير مشحون و هو حامل القوة الكهرومغناطيسية و هو موجود فى صورة الاشعاع الكهرومغناطيسى او موجات الضوء.
*الجلوون: جسيم غير مشحون حامل للقوة القوية او التاثير القوى التى تربط الكواركات معاَ و القوة المتبقية تربط مكونات النواة معاَ ..
*بوزون دبليو اند ذاد : جسيم غير مشحون حامل للقوة الضعيفة المسؤولة عن تحويل البروتونات الى نيترونات او العكس و تطلق الكترونا او بوزيترون مصحوب بنيترينو و هذا ما يسمى انحلال بيتا Beta Decay.
الاشتراك في:
الرسائل
(
Atom
)