دانشگاه آزاد اسلامي
واحد رشت
دانشکده علوم پايه
گروه آموزشي شيمي
پايان‌نامه تحصيلي جهت اخذ درجه کارشناسي ارشد
رشته: شيمي گرايش: شيمي تجزيه
عنوان:
محاسبات کوآنتومي برهمکنش يونهاي کبالت ، جيوه ، سرب و آلومينيوم با نانولوله هاي کربني و بورنيتريد
استاد راهنما:
دکتر مجيد کياء
نگارش:
ابوالقاسم بيان
ارديبهشت 1394
سپاسگزاري
از استاد محترم جناب آقاي دكتر مجيد کياء استاد راهنما كه در طول انجام اين اثر در كمال تواضع و سخاوت، ضمن رهنمودهاي ارزنده، منابع لازم را در اختيار اينجانب گذاشتند، كمال تشكر و سپاسگزاري را دارم و همچنين از كليه اساتيد خويش در مقطع كارشناسي ارشد در دانشگاه آزاد اسلامي واحد رشت كه در طول دوران تحصيل از محضرشان كسب علم نموده ام كمال تشكر و سپاسگزاري را دارم.
تقديم به
همسر عزيزم
و
همه کساني که در دوران تحصيل مشوق من بوده اند.
فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکيده1
فصل اول: مقدمات و تعاريف اوليه
1-1 مقدمه3
1-2 محاسبات کوانتومي7
1-2-1انواع محاسبات کوانتومي7
1-2-2 کاربرد محاسبات کوانتومي8
1-3 يون کبالت و خواص آنها11
1-3-1 کاربرد کبالت14
1- 4 يون جيوه و خواص آن15
1-4-1 کاربرد جيوه17
1-5 يون سرب وخواص آن18
1-5-1 کاربرد سرب22
1-6 يون آلومينيوم و خواص آن28
1-6-1 کاربرد آلومينيوم30
1-7 نانولوله هاي کربني و ويژگي هاي آنها31
1-7-1 کاربرد نانولوله هاي کربني32
1-8 نانولوله هاي بور نيتريد33
1-8-1 کاربرد نانو لوله هاي بور نيتريدو ويژگي هاي آنها34
فصل دوم: مروري بر اطلاعات لازم
2-1 مقدمه36
2-2 نقاط کوانتومي38
2-3 محاسبه شعاع نانو لوله ها43
2-4 پيوند يوني45
فصل سوم: روش انجام کار
3-1 روش هاي انجام کار52
3-2 انرژي اتصال59
3-3 ممان دوقطبي61
3-4 محاسبات خواص بنيادي62
3-4-1 بررسي مقادير انرژي يونش63
3-4-2 بررسي مقادير الکترونخواهي64
3-4-3 بررسي مقادير پتانسيل شيميايي64
3-4-4 بررسي مقادير سختي و نرمي64
3-5( شکاف بين HOMO و LUMO64
منابع و مأخذ90
فهرست جداول
عنوانصفحه
جدول 1-1 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي کبالت12
جدول 1-2 خواص حرارتي و الکتريکي کبالت13
جدول 1-3 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي جيوه16
شکل 1-4 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي سرب20
جدول 1-5 خواص مکانيکي و حرارتي سرب20
جدول 1-6 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي آلومينيوم29
جدول 3-1 انرژي ساختارها بعد از قرار گرفتن يون هاي کبالت(II)، سرب(II)، جيوه(II)، آلومينيم(III)، در داخل نانو لوله‎ها به روشDFT با توابع هيبريدي B3LYP و سري پايه LanL2DZ60
جدول 3-2 ممان دو قطبي ساختار ها، قبل و بعد از برهمکنش يون هاي کبالت(II)، سرب(II)، جيوه(II)،آلومينيم(III)، با نانولوله ها به روشDFT با توابع هيبريدي B3LYP و سري پايه LanL2DZ برحسب دباي61
جدول 3-3 بررسي خواص بنيادي ساختارها63
جدول 3-4 شکاف بين HOMO – LUMO بعد از قرار گرفتن يونها در داخل نانولوله ها به روش DFT/B3LYP و سري پايه Lanl2DZ برحسب ev65
فهرست اشکال
عنوانصفحه
شکل 1-1 نمايش حرکت الکترون در فضاي اطراف هسته در مدل اتمي بور3
شکل 1-2 نمايش پراش دو شکاف4
شکل 1-3 خواص يون کبالت12
شکل 1-4 يون جيوه و خواص آن16
شکل 1-5 يون سرب و خواص آن20
شکل 1-6 يون آلومينيوم و خواص آن30
شکل 2-1 مکانيزم هدايت الکتريکي در يک ترکيب نيمه هادي40
شکل 2-2 خاصيت فوتوالکتروشيميايي نقاط کوانتومي تحت تابش نور الف) ايجاد جريان آندي در حضور ترکيب الکترون دهنده (D) در محلول ب)ايجاد جريان کاتدي در حضور ترکيب الکترون گيرنده (A) در محلول43
شکل 2-3 روابط ميان اضلاع يک مثلث46
شکل 2-4 ارتباط طول بردار کايرال با طول بردارهاي m و n46
شکل 2-5 انرژي پتانسيل و فاصله يوني50
شکل 3-1 ساختار بهينه شده نانولوله هاي مطالعه شده به روشDFT با توابع هيبريدي B3LYP و سري پايه LanL2DZ54
شکل3-2 ساختار بهينه شده نانولوله ها بعد از قرار گرفتن يون هاي کبالت(II)، سرب(II)، جيوه(II)، آلومينيم(III) در داخل آن ها به روشDFT با توابع هيبريدي B3LYP و سري پايه LanL2DZ60
(1)شکل 3-3- ساختار اوربيتال هاي HOMO(a) و LUMO(b) و طيف DOS CNT(6-0)& Co(II)67
(2)شکل 3-4-HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله69
(3) شکل 3-5- اوربيتال هاي HOMO(a) و LUMO(b) وطيف DOS ساختار CNT(5,5)&Pb+270
(4)شکل 3-6- اوربيتال‎هاي HOMO(a) و LUMO(b)وطيفDOS ساختار CNT(5,5)& Al+371
(5)شکل 3-7- ساختارHOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله BNT(6,0)& Al+373
(6)شکل 3-8 ساختارHOMO وLUMO طيف DOS نانولوله BNT(6,0) & Co+274
(7)شکل 3-9 ساختارHOMO وLUMO طيف DOS نانولوله BNT(6,0)& Hg+275
(8)شکل 3-10 HOMO وLUMO و طيف DOS نانولولهBNT(6,0) & Pb2+77
(9) شکل 3- 11-HOMO وLUMO وطيف DOS نانولوله BNnt-Ga &Hg2+78
(10) شکل 3-12- HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله BNNT-Ga& Pb2+79
(11) شکل 3-13- HOMO وLUMO و طيف DOS نانولولهBNNT-Ga&Al3+81
(12) شکل3-14 -HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله BNNT-Ga& Co2+82
(13) شکل3-15 – HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله CNT(5-5) &Al3+84
(14) شکل 3-16- HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله CNT(5-5)&Co2+85
(15) شکل 3-17- HOMO وLUMO و طيف DOS نانولوله CNT(5-5) & Hg2+86
(16) شکل3-18 – HOMO وLUMO و طيف DOS نانولولهCNT(5-5) &Pb2+ 88
محاسبات کوآنتومي برهمکنش يونهاي کبالت، جيوه، سرب و آلومينيوم با نانولوله‎هاي کربني و بورنيتريد
چکيده
در سال هاي اخير، استفاده از نانولوله ها به عنوان نانو حامل هاي انتقال دارو مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق از نانولوله هاي کربني CNT(5-5) و CNT(6-0) و BNNT(6-0) و BNNT(5-5) dopped Ga استفاده شده است.
ابتدا نانولوله ها به‎وسيله نرم افزارهاي Gauss View و Nanotube Modeler ترسيم شده و سپس به‎وسيله نرم افزار Gaussian 09 با روش DFT و سري پايه B3LYP/LanL2DZ محاسبه گرديد و سپس يونهاي سرب (II) ، کبالت (II) و جيوه (II) و آلومينيم (III) در داخل نانولوله هايي قرار گرفت و به روش ذکر شده محاسبه گرديد. نتايج حاصل شامل اطلاعات مربوط به انرژي اتصال، ممان دو قطبي، بارهاي اتمي، خواص بنيادي (پتانسيل يونش، الکترونخواهي، پتانسيل شيميايي و سختي و نرمي) و شکاف انرژي HOMO و LUMO محاسبه و ارزيابي شدند و نتايج زير بدست آمد. از نظر انرژي اتصال و ميزان جذب، نانولوله CNT(5,5) بيشترين برهمکنش و جذب را با يون Pb2+ دارد.
از نظر ممان دو قطبي نانولوله BNNT(5,5)dopped Ga بيشترين ممان دو قطبي را با يون Al3+ نشان داده است و ساختار نانولوله CNT(5-5) با يون Al3+ کمترين ممان دو قطبي را دارا است.
مقادير انرژي يونش نشان داده که ساختار Hg2+ & BNNT-Ga بيشترين انرژي يونش و ساختار Hg2+ & CNT(6,0) کمترين انرژي يونش و بيشترين واکنش پذيري را دارد.
مقادير شکاف HOMO و LUMO در يونها قبل از برهمکنش با نانولوله ها زياد و بعد از برهمکنش آن کاهش پيدا کرده است که اين کاهش نشان دهنده انتقال بار و افزايش رسانايي مي باشد و در بين ساختارها بعد از قرار گرفتن يون در داخل آنها، ساختار Hg2+ & BNNT-Ga بيشترين شکاف و کمترين رسانايي را دارا هستند.
کليدواژه ها: محاسبات کوآنتومي، برهمکنش يونها، نانولوله هاي کربني و بور نيتريدو DFT
1-1 مقدمه
مدل اتمي بور كه تا پيش از پيدايش مكانيك كوانتومي،كاملترين نظريه در توصيف جهان خُرد بود، نمي توانست در مورد قواعد انتخاب اتم هيدروژن اظهار نظر درستي نمايد. بر طبق چنين قواعدي كه از لحاظ تجربي مشاهده شده بودند، تنها ترازهاي معيني از انرژي ديده مي شوند. در واقع الكترون اتم هيدروژن، هر انرژي دلخواهي ندارد و تنها مقيد به برخي انرژي هاي معين است. نظريه اتمي بور كه امروزه نظريه كوانتوم قديم خوانده مي شود، ريشه هاي در مكانيك كوانتومي نداشت و اصول خود را از مكانيك كلاسيك به وام مي‎گرفت. با اين حال، نظريه بور به وضوح، گسستگي ترازهاي انرژي را در اتم هيدروژن نشان مي داد. در اين نظريه علاوه بر انرژي، اندازه حركت زاويهاي هم كميتي گسسته بود. حتي فضاي حركت الكترون به دور دسته هم محدود به مدارهاي خاص با فاصله معيني از هسته مي‎شد. تمايز نظريه كوانتوم قديم و مكانيك كلاسيك در گسسته بودن مقادير كميتهايي مثل انرژي و اندازه حركت زاويه هاي بود.همان طور كه در شكل 1-1 مي‎بينيد در نظري? بور، الكترون روي ترازهايي با انرژي و شعاع معين از هسته قرار دارد.
اين نظريه عدم سقوط الكترون بر روي هسته اتم هيدروژن را نيز توجيه مي نمود. چون الكترون تنها مي تواند در مدارهاي معيني باشد، در گذر از مداري به مدار ديگر، انرژي از خود نشر ميكند كه مقدار آن دقيقاً برابر با انرژي جدا كنندگي اين دو تراز از همديگر است. اوايل قرن بيستم آزمايشات جديدي آغاز شد كه نكاتي را در مورد صحت و سقم مكانيك سيالات آشكار ساخت. يكي از آنها كه ظرفيت گرماي در حجم ثابت و در فشار ثابت اجسام بود.[1و11]
شکل 1-1 نمايش حرکت الکترون در فضاي اطراف هسته در مدل اتمي بور
طبق نظري? كلاسيك و بر اساس اصل همبخشي سهم ارتعاش ?_v بايد برابر R باشد اما در عمل وابستگي دمايي زيادي براي ?_v مشاهده شد. در ابتدا ماكس پلانك بود كه با فرض گسسته بودن مقادير انرژي، توانست مدلي رضايتبخش براي توصيف تابش دمايي از يك كاواك فراهم سازد. نظريه ي وي به دليل اين فرض بسيار عجيب و غيرمتداول كه انرژي مقادير گسسته اي دارد، طرد شد. اما چند سال بعد اَينشتن در آزمايش فتوالكتريك درستي اين فرض را نشان داد. وي طي آزمايشي كه به اثر فتوالكتريك معروف شد نشان داد كه تنها مقادير معيني از انرژي مجاز هستند و انرژي، كميتي گسسته است. در اين آزمايش سطح صاف فلزي مانند N_a را تحت تابش قرار مي دهند و دو سر آن را به دو الكترود وصل مي‎كنند. جريان الكتريكي ناشي از كنده شدن الكترونها باعث ثبت اختلاف ولتاژ ميشود. در اين آزمايش نور رفتار بسيار متفاوتي با آنچه كه در مورد آن دانسته مي شد ارائه داد.[1]
طبق مكانيك كلاسيكي فرض مي شود كه انرژي تابش متناظر با شدت تابش است. بنابراين در آزمايش فتوالكتريك انتظار مي رفت كه با افزايش شدت نور تابيده شده به سطح فلز، جريان بيشتري حاصل آيد. اما در عمل با افزايش شدت نور هيچ تغييري در جريان خروجي حاصل نشد. از سوي ديگر در مكانيك كلاسيك با افزايش فركانس نبايد تغييري در شدت جريان رخ دهد. اما مشاهده شد كه با افزايش فركانس و رسيدن به حد معيني (فركانس آستانه) شدت جريان زياد ميشود. پس آزمايش نشان مي دهد كه انرژي به فركانس بستگي دارد. آينشتن سرانجام رابط? زير را براي توصيف اين پديده پيشنهاد نمود:
hv=E_K=hv
در اينجا v_0 فركانس آستانه است كه اگر فركانس تابش vكمتر از آن باشد جذبي صورت نميگيرد و E_k انرژي جنبشي الكترون خروجي از سطح است. وي پيشنهاد نمود كه نور بايد رفتار غير موجي داشته باشد و بايد ذرهاي عمل نمايد. پيش از اين نيز نيوتن ماهيت ذرهاي براي نور قائل بود. اما آزمايش هايي مثل آزمايش يانگ (آزمايش دو شكاف) موجي بودن نور را نشان ميدادند. در آزمايش يانگ با گذشتن نور از دو شكاف در كنار هم الگوي پراشي در پرده مشاهده مي شود كه به سادگي از مكانيك موجي نتيجه گرفته مي‎شود[8و1].
شکل 1-2 نمايش پراش دو شکاف
اما نظريه‎ي كوانتومي بر پايه‎ي گسسته بودن مقادير كميت‎ها به رشد خود ادامه داد و پس از فرمول‎بندي در سال 1925 توسط هايزنبرگ و 1926 توسط شرودينگر تا اوايل دهه چهل، آن قدر مسائل لاينحلي را حل نمود كه قابل تصور نبود. مكانيك كوانتومي نظريه اي كاملاً آماري است و بسياري از قواعد آماري كلاسيك در آن موجود هستند. با اين تفاوت كه آمار در مكانيك كلاسيك براي مجموعه اي از سيستم ها و به دليل جهل ما از وضعيت كامل سيستم استفاده مي‎شد، اما در مكانيك كوانتومي به دليل اين كه پديده‎ها ذاتاً آماري هستند مورد استفاده قرار ميگيرد. حتي آمار كوانتومي براي تك سيستم هاي منفرد وجود دارد. مضاعف بر اين كه احتمال در مكانيك كوانتومي ارجاع به وضعيت حال سيستم ندارد و تنها در مورد پس از انجام عمل اندازه گيري است. اما در مكانيك كلاسيك، احتمال وضعيت فعلي سيستم را تشريح مي‎كند.[8]
به فاجعه ماوراءبنفش معروف شد شكست مطلق مكانيك آماري كلاسيك در توصيف تغييرات مضرّات و آثار سوء کوتاه مدت، ميان مدت و بلند مدت مربوط به انواع مختلف آلودگي1 آب، هوا، خاک، پسماندهاي خطرناک2، فلزات سنگين و غيره بر کسي پوشيده نيست. امروزه در سراسر گيتي، هزينه هايي گزاف در راستاي کنترل و بي خطرسازي آلاينده ها مصرف مي گردد و بديهي است کشور ما نيز با توجه به روند پرشتاب توسعه، از اين امر مستثني نخواهد بود. بنابراين، هرگونه پژوهش مفيد در اين زمينه ها مي تواند کمکي قابل ملاحظه به حفاظت و صيانت از محيط زيست و تضمين سلامت مردم نمايد؛ ضمن آنکه پديده مخرب ريزگردها3 را نيز که استان هاي کشور به طور جدي با آن دست به گريبان هستند نبايد به فراموشي سپرد.
از طرف ديگر، پديده هاي مرتبط با مقياس نانو در بسياري از فرآيندهاي محيط زيستي غالب هستند؛ بنابراين، اينگونه ميانکنش ها داراي اهميت ويژه در حوزه محيط زيست و سلامت انسان مي‎باشند. با توجه به اينکه واکنش هاي رايج در مقياس نانو، ذاتاً در سطح مولکولي روي مي دهند، هماهنگي دقيق در خصوص مطالعه ذراتِ در مقياس نانو مرتبط با سيستم هاي طبيعي از يکسو، و قوانين شيمي کوانتومي4 و شيمي محاسباتي5 وجود دارد. [9و7]
مبناي شيمي کوانتومي و شيمي محاسباتي، مدلسازي و انجام محاسبات بسيار پيچيده، طولاني و زمان بر، براساس تحليل انواع مختلف معادلات شرودينگر6 و ديگر مدلهاي رياضي پيشرفته در مکانيک کوانتومي ميباشد که از طريق به کارگيري کامپيوترهاي با کيفيت و قدرتمند و استفاده از نرم افزارهاي کاملاً تخصصي، مطالعه و پژوهش در اين زمينه ها انجام مي‎پذيرد.
نظر به اينکه ذرات بسيار ريز مقياس، ويژگي هاي خاصي را از خود نشان مي‎دهند به طوري که مي‎توان آنها را به تفکيک مطالعه کرد و همچنين واکنش هاي آنها را در ارتباط با ساير نانوذرات بررسي نمود، توجهي خاص به پژوهش در اين مسير معطوف شده است. به ويژه در مورد نانوذرات، بررسي خصوصياتِ مرتبط با مقياس اتميِ اينگونه ذرات در محيط زيست، انواع برهم‎کنش هاي احتمالي و به خصوص، امکان پيش بينيِ نتايجِ متنوع حاصله و مسيرهاي کنترل آنها در محيط زيست، حائز اهميت فوق العاده است.
در اغلب موارد، نانوذرات با به اصطلاح ميزبان‎هايي ديگر نيز مرتبط و همساز مي‎باشند؛ بطور مثال، از اينگونه ميزبان ها در محيط زيست مي توان به نانوذرات فلزي موجود در سولفيدها، هسته هاي کربني ترکيبات آلي، سولفيدهاي آرسنيک، سولفيدها يا اکسيدهاي آهن و همچنين نانوذرات اتمسفري موجود در ريزگردها اشاره نمود.ساختار نانوذرات، پايداري، ويژگي هاي شيميايي، بار الکتريکي، حالات الکتروني، خصوصيات مغناطيسي و سرانجام، ميانکنش هاي نانوذرات در محيط زيست، بستگي به نحوه ارتباطات آنها با ساير ذرات، مولکولها و ميزبان ها دارد؛ بنابراين، مهندسي مولکولي و درک دقيق اينگونه ارتباطات در سطح اتمي بسيار ضروري است. [6و1]
ب) اهميت شيمي کوانتومي در محيط زيست:
به منظور مطالعه و دريافت جزئيات ويژه مربوط به موارد فوق الاشاره در هر مکان جغرافيايي و زيست محيطي خاص، لازم است ترکيبي از روش هاي علمي مدرن در مقياس نانوذرات به کار گرفته شود؛ در اين خصوص، مهمترين تکنيک براي درک کامل فرآيندهاي شيمي- فيزيکي مشاهده شده، استفاده از شبيه سازي ها7 و روش هاي علمي سطح بالا مبتني بر مکانيک کوانتومي8، شيمي کوانتومي، شيمي محاسباتي و ديناميک مولکولي9 مي‎باشد. بعلاوه، با توجه به اينکه دستيابي به بسياري از ويژگي هاي ساختاري و الکتروني نانوذرات و چگونگي ارتباطات و واکنش هاي آنها با ساير ترکيبات در محيط زيست، به صورت آزمايشگاهي بسيار مشکل و حتي در مواردي غير ممکن است، شبيه سازي هاي دقيق مولکولي ميتوانند به نحوي شايسته و قابل توجه، منجر به درک پديده ها و فرآيندهاي مقياس نانو و خواص مولکولي شوند که از جمله مي توان به طول و زاويه پيوندها، ممان دو قطبي، تفاوت سطوح انرژي، توضيح طيف هاي مولکولي، پايداري مولکول ها، پيش بيني خواص آروماتيکي، فرکانس ها و شدت خطوط طيفي، مکانيسم واکنشهاي الکتروشيميايي و … اشاره نمود.
از دو ديدگاه تئوريک و کاربردي، بررسي نانوذرات در محيط زيست و برهمکنش هاي آنها با ساير ترکيبات در مقياس مکانيک کوانتومي، اهميت بسيار دارد. در مقايسه با ساير روش هاي تجربي، فقط مکانيک کوانتومي قادر به دريافت ويژگي هاي فيزيک وشيميايي نانوذرات مي باشد؛ بر اين اساس، مطالعه و کسب اطلاعات در خصوص ويژگي هاي الکتروني و مغناطيسي، چه از جنبه تأثيرات آنها بر پايداري مواد و هم از نظر نوع واکنش هاي احتمالي و پيش بيني نتايج حاصله، فقط از طريق محاسبات کوانتومي آبينيشيو10 امکان پذير است. با توجه ويژه به اين موضوع که واکنش هاي اتم – اتم درون نانوذرات، نحوه واکنش با ميزبانها و ميانکنش هاي احتمالي، از طريق به کارگيري روش هاي مبتني بر مکانيک کوانتومي و ترموديناميک آماري11 قابل دستيابي است، بسيار مهم است که با استفاده از اطلاعات دريافت شده از مدل هاي مکانيک کوانتومي سطح بالا، بتوان ساير روش هاي مناسب تجربيِ مدلسازي مولکولي مبتني بر ميدان هاي نيرو12 را نيز توسعه بخشيد و مجموعه پارامترها و توابع را تعيين نمود. [5و2]
1-2 محاسبات کوانتومي
1-2-1-انواع محاسبات کوانتومي
بطور کلي روشهاي نيمه تجربي عبارتند از:
– روش هوکل توسعه يافته
– روش چشم پوشي از هم پوشاني ديفرانسيلي دو اتمي
– تصحيح شده به روش
– روش ابقاء جزئي همپوشاني ديفرانسيلي دو اتمي
– اصلاح شده روش چشم پوشي از همپوشاني ديفرانسيلي دو اتمي
-اصلاح شده روش چشم پوشي متوسط از همپوشاني ديفرانسيلي
-روش چشم پوشي کامل از هم پوشاني ديفرانسيلي
-روش چشم پوشي از هم پوشاني ديفرانسيلي
-روش اربيتال مولکول هوکل
-روش اربيتال مولکول الکترون آزاد
-روش پاريز – پار- پاپل
روش هارتري – فاک
اساس روش هارتري – فاک بر اين روي کرد استوار است که مساله چند الکتروني را از طريق نوعي متوسط گيري از دافعه الکترون – الکترون به يک مسئله تک الکترون تبديل مي کند. اين روش از مهمترين و ساده ترين روشها براي تعيين ساختار الکتروني مولکول ها مي باشد در واقع معادلات هاتري – فاک يک معادله شرودينگر تغيير يافته است که هاميلتوني کامل به وسيله يک عملگر تقريبي فاک جايگزين شده است. در اين روش نمي توان اثر متقابل الکترون ها بر روي يکديگر را در نظر گرفت و در واقع ارتباط وضعيت و حرکت الکترونها با يکديگر معلوم نمي شود. با چشم پوشي از دافعه هاي بين الکتروني، تابع موج مرتبه صفر مساوي با حاصلضرب توابع فضايي تک الکتروني مي شود[10و9].
تئوري تابعي چگالي (DFT):
روش نظريه تابعي چگالي (DFT) به عنوان يک روش محاسباتي مناسب براي محاسبه هم بستگي الکتروني رواج يافته است. در آغاز DFT براي استفاده در فيزيک حالت جامد (فيزيک جامدات) بسط داده شده بود و انرژي همبستگي الکترون (در بعضي موارد انرژي تبادلي) به عنوان تابعي از چگالي محاسبه مي گردد روش DFT تنها کمي ارزشمندتر از HF مي باشد، ولي در بعضي مطالعات شيمي کوانتومي مشاهده شده است که نتايج DFT غير متمرکز در مورد بعضي خواص شيميايي مانند ساختمان، انرژي واکنش فرکانس هاي ارتعاشي به خوبي MP2 روش نسبتاً جديدي است که در بعضي موارد کاستي هايي هم در آن به چشم مي‌خورد که بعضي از آنها عبارتند از:
1- در مورد حالات گذار ضعيف عمل مي کند
2- در اين روش حالات برانگيخته اساساً قابل بررسي نيستند
3- انجام تصحيحات بصورت قانونمند انجام نمي گيرد.
مهمترين کميت در اين نظريه چگالي الکتروني است و اوربيتالها بعداً به عنوان وسيله اي جهت محاسبه دقيق انرژي هاي جنبشي معرفي مي شوند در اين روش همه خواص يک سيستم از جمله انرژي الکتروني حالت پايه يک اتم يا مولکول بر حسب چگالي الکتروني بيان مي شود (چگالي الکتروني مربع تابع موجي مي‎باشد)[10].
1-2-2 کاربرد محاسبات کوانتومي
با استفاده از اطلاعات حاصل از مدل هاي شيمي کوانتومي، محاسبات مربوط به ديناميک مولکولي مي توانند به مدلسازي ديناميک (وابسته به سايز) نانوذرات در محيط زيست – به ويژه هنگامي که با ميزبان هاي جامد يا سيال تلفيق شده باشند – کمک شاياني نمايند. مدل سازي هاي مولکولي داراي کاربردهاي فراوان در علوم محيط زيست، شيمي محاسباتي، زيست شناسي رياضي13، شيمي کوانتومي، شيمي انفورماتيک14، شيمي سنجي15، طراحي انواع داروها و ديگر موارد متنوع و مرتبط مي‎باشند.
يادآور مي‎شود که براي مشخص نمودن وجود عناصر ويژه و همچنين آشکارسازي فلزاتي مانند آهن، آلومينيوم، مس و غيره و تعيين کردن ميزان غلظت اين فلزات در نمونه هاي محيط زيستي مورد نظر، دستگاه جذب اتمي16 نيز از قوانين علمي مبتني بر شيمي کوانتومي و شيمي محاسباتي استفاده مي‎نمايد.
همچنين، براي مشخص نمودن ساختمان ايزومرهاي فضاييِ (استريو ايزومرها) ترکيبات شيميايي محيط زيستي، از روش هاي همزمان مبتني بر شيمي کوانتومي – شيمي محاسباتي و HPLC بهره گيري مي‎شود.[10]
از طرف ديگر، به منظور ارزيابي و سنجش در دو حوزه تئوريک و آزمايشگاهيِ تشکيل پسماندهاي سمي در جريان فرآيندِ خاکستر نمودن ترکيبات خطرناک در محيط زيست مانند هيدروکربنهاي حاوي برم هيدروکربنهاي حاوي فلوئور (CFC)، آروماتيک هاي حاوي کلر (کلروفنولها) و ترکيبات فلزي – آلي17 ، از شيوه هاي همزمان مبتني بر شيمي کوانتومي – شيمي محاسباتي و GC / Mass استفاده مي گردد.
از ديگر کاربردهاي شيمي کوانتومي در حوزه محيط زيست، مي توان به بررسي و درک مکانيسم هاي رديابي و جا به جايي فلزات آلاينده، حتي با مقادير کمتر از 10ppm در مقياس نانو اشاره کرد؛ به ويژه، پژوهش هاي مرتبط با ذرات معلق موجود در هوا که حامل فلزات سنگين هستند، ريزگردها، پيش بيني واکنش هاي نامشخص و رفتار مولکولهايي مانندNOx ، SOx، Co، O3 و ديگر ترکيبات شيميايي در محيط، ذرات خطرناک، مضر و فلزات سنگينِ موجود در کلوئيدها (محيط هاي آبي) و همچنين نحوه تشکيل بايومينرال ها در طبيعت، از ديگر موارد کاربردي استفاده از شيمي کوانتومي در محيط زيست ميباشند.
از ديگر محورهاي فعاليتهاي پژوهشي در حوزه شيمي کوانتومي و شيمي محاسباتي، به موارد زير مي‎توان اشاره نمود:
– تدوين و توسعه روش هاي نوين اسپکترومتري مولکولي و اتمي و سيستم‏هاي18 براي آناليز و سنجش انواع نمونه‏هاي مختلف و متنوع محيط زيستي، دارويي، شوينده‏ها و غيره.[10]
– توسعه روش هاي طيف سنجي نانو ذرات در بررسي و آناليز نمونه هاي مختلف محيط زيستي.
– آناليز کمّي و کيفي انواع نمونه هاي متنوع محيط زيستي در مقياس هاي ميکرو و نانو.
– ارائه روش‏هاي نوين جهت آناليز متابوليتهاي مواد دارويي در مطالعات بيو‏آناليتيکال و متابولوميکس.
– توسعه و کاربرد روش‏هاي تجزيه‏اي
– توسعه و کاربرد روش هاي مختلف تشخيص الگو و طبقه‏بندي در نمونه‏هاي مختلف محيط زيستي و غذايي.
– توسعه روش‏هاي ميکرو‏استخراج در نمونه هاي محيط زيستي با استفاده از تکنيک هاي طيف سنجي و کروماتوگرافي.
– توسعه استفاده از روش هاي کمومتريکس براي حل مشکلات صنايع آلاينده.
– پژوهش در زمينه روش هاي کمومتريکس و کاربرد آنها در سنجش و آناليز نمونه‏هاي محيط زيستي، دارويي، بيولوژيکي و شوينده ها.
از طرف ديگر، از محاسباتِ مقياسِ مولکولي ميتوان براي بررسي واکنش هاي بين ترکيبات آليِ سيستمهاي طبيعي (مانند اگزوپليمرهاي ديواره سلولي کوکوليتوفر) و برخي اتمهاي خاص موجود در ساير ترکيبات معدني (مانند نانوذره هسته کربنات کلسيم) و ميانکنش هاي مرتبط با آلاينده هاي محيط زيست بهره گرفت. [10و2]
مدلسازي، پيش بينيِ نحوه پيشرفت واکنش ها و سنتز آزمايشگاهي نانوذراتِ دوستار محيط زيست و ديگر نانوذراتِ مورد استفاده براي بي خطرسازي پسماندها و آلاينده هاي خطرناک، از ديگر کاربردهاي مهم شيمي کوانتومي و شيمي محاسباتي مي باشند. اينگونه مدل هاي محاسباتي سطح بالا به ميزان بسيار قابل توجه، قادر به تقليد رفتار اتمي و مولکولي نانوذراتِ موجود در سيستم هاي محيط زيستي و چگونگي تشکيل نانوذرات در طبيعت مي‎باشند.
خاطرنشان مي نمايد که از ديدگاه روش شناسي اقتصاد سنجي19 و حسابداري محيط زيست، بي‎خطرسازي موثر پسماندها در مکان توليد با استفاده از روش هاي علميِ مطمئن و مقرون به صرفه، نقش به سزايي را در تنزل هزينه هاي واحدهاي صنعتي و کاهش بار آلودگي به دنبال خواهد داشت و حفاظت اصولي از محيط زيست را تضمين خواهد نمود.
از ديگر کاربردهاي شيمي کوانتومي، مي‎توان به استفاده از آن در دانش ژنتيک و بيوشيمي و بررسي نحوه رفتار ماکرومولکول هاي زيستي، چگونگي بيان شدن ژنها، مطالعه رفتار سيستم هاي آنزيمي و نسخه برداري (RNA)، مدل هاي پيشرفته مربوط به فرآيند جهش20، نحوه پيوند بين آنزيم و سوبسترا، بررسي ساختمان هاي ثانويه و سوم (سه بعدي) پروتئين ها و ساير موارد مرتبط اشاره نمود؛ موارد ذکر شده، در شاخه‎هاي ژنتيک کوانتومي21، بيوشيمي کوانتومي22 و شيميِ ژنوم23 مورد بررسي و پژوهش قرار مي‎گيرند. اطلاعات و داده هاي پايه، از طريق بانک هاي اطلاعاتي تخصصي مانند NCBI و همچنين، مطالعات آزمايشگاه هاي ژنتيک قابل حصول مي‎باشد. [11]
1-3 يون کبالت و خواص آنها
کُبالت فلزي است سفيد با علامت شيميايي Co، شبيه نيکل ولي با ته رنگ آبي به جاي ته رنگ زرد نيکل. از لحاظ شيميايي فعالتر از نيکل است. در اسيد سولفوريک و اسيد نيتريک محلول و به کندي تحت تأثير قليايي‌ها قرار مي‌گيرد. سرعت اکسايش کبالت ?? برابر نيکل است. قدرت آن در سفيد کردن آلياژهاي مس کمتر از نيکل بوده، ولي مقادير کمي از آن در آلياژهاي نيکل- مس ته رنگ زرد نيکل را خنثي و آنها را سفيد تر مي‌کند. اين فلز مانند نيکل ديامغناطيس بوده ولي تقريباً داراي ? برابر حداکثر نفوذ پذيري آن است. مانند تنگستن داراي خاصيت اضافه کردن سرخ سختي به آلياژهاي برشکاري است. همچنين به ميزان بيشتر از نيکل سخت مي‌کند به ويژه در مجاورت کربن، در آلياژها مي‌تواند بيشتر از نيکل ترکيبات شيميايي دهد.
کبالت در جدول تناوبي:کبالت داراي وزن مخصوص ???/?، نقطه ذوبي برابر ???? درجه سانتي گراد، سختي برينل ??، رسانايي الکتريکي حدود ?? درصد مس است. استحکام کششي کبالت ريختگي خالص ?? کيلوگرم بر ميليمتر مربع، ولي با اضافه کردن??/? درصد کربن به ?/?? کيلوگرم بر ميليمتر مربع افزايش مي‌يابد. اين فلز در آلياژهاي برشکاري و فولادهاي ابزار در آلياژهاي مغناطيسي بکار مي‌رود. بيشتر کبالت موجود در کره زمين در سنگ معدني آن يافت مي شود. کبالت نسبتاً داراي فراواني کمي در پوسته زمين است و در آب هاي طبيعي، به عنوان سولفين کبالت (CoS) غير قابل حل، رسوب مي کند. اگرچه سطح ميانگين کبالت در خاک حدود ppm8است، ولي خاک هايي با مقدار کبالت به اندکي ppm 1/0 و يا به بزرگي بيش از ppm 70 نيز وجود دارد. کبالت به صورت فلز آزاد يافت نمي شود و عموماً در شکل سنگ معدني يافت مي شود. کبالت معمولاً به تنهايي استخراج نمي شود و معمولا به عنوان محصول جانبي فعاليت هاي استخراج مس و نيکل توليد مي شود. مهم ترين سنگ معدن هاي کبالت شامل کبالتيت، اريتريت، گلوکودوت و اسکاتريوديت است و اين فلز معمولا همراه با سنگ معدن هاي آهن، نيکل، نقره، سرب و مس يافت مي شود. توليد کنندگان اصلي کبالت در جهان جمهوري دمکراتيک کنگو، چين، زامبيا، روسيه و استراليا هستند. اين فلز همچنين در فنلاند، آذربايجان و قزاقستان يافت مي شود. توليد جهاني آن 17000 تن در سال است.
برخي از خواص آن به صورت زير است:
شکل 1-3 خواص يون کبالت
جدول 1-1 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي کبالت
27عدد اتمي g.mol -19332/58 وزن اتمي يا عدد جرمي pm125 شعاع اتمي30تعداد نوترون ها9/8 g.cm-3 چگالي در C? 20g.cm-3 75/7چگالي مايع در نقطه ذوبC? 1495 نقطه ذوبC? 2927نقطه جوشPm 125شعاع وان دروالسPm 3±126شعاع کوالانسي63(+3e) 72 (+2e)شعاع يوني8ايزوتوپ[Ar] 3d7 4s2پوسته الکتروني2، 15، 8، 2الکترون ها در هر پوستهفرومغناطيسحالت مغناطيسيC? 360دماي کوريkJ.mol-1 757انرژي اولين يونيزاسيونkJ.mol-1 3/1666انرژي دومين يونيزاسيون
جدول 1-2 خواص حرارتي و الکتريکي کبالت
J.mol-1.K-1 81/24ظرفيت گرمايي موليkJ/mol 06/16گرماي ذوبkJ/mol 377گرماي تبخيرW.m-1.K-1 100هدايت حرارتيm.m -1 .K -1µ 0/13انبساط حرارتي در C? 25n?.m 4/62مقاومت الکتريکي در C? 20
آلياژهاي پايه کبالت عموماً به عنوان آلياژهاي مقاوم به سايش، مقاوم به خوردگي و مقاوم به حرارت (مستحکم حتي در دماهاي بالا) مطرح مي شوند. بيشتر خواص اين آلياژها از طبيعت کريستالوگرافي کبالت ناشي مي شود. اثرات استحکام دهي محلول جامد عناصر کروم، تنگستن و موليبدن به علت تشکيل کاربيدهاي فلزي بوده و مقاومت به خوردگي به علت وجود کروم مي باشد. عموماً کامپوزيت هاي نرم تر و چقرمه تر براي کاربردهاي دما بالا، مانند پره هاي توربين هاي گازي و تيغه توربين بکار رفته و انواع سخت‎تر براي کاربردهاي مقاوم به سايش استفاده مي شوند. بيشتر آلياژهاي پايه کبالت از آلياژهاي سه تايي کبالت-کروم-تنگستن و کبالت-کروم-موليبدن ناشي مي شوند، که اولين بار بوسيله24 در شروع قرن بيستم کشف شدند. وي استحکام بالا و طبيعت ضد زنگ آلياژهاي دوتايي کبالت-کروم را کشف کرد و سپس تنگستن و موليبدن را به عنوان عوامل استحکام بخش قوي در سيستم کبالت – کروم معرفي کرد.
آلياژهاي پايه کبالت مقاوم به سايش
آلياژ هاي پايه کبالت امروزي، تفاوت اندکي با آلياژهاي25 دارند. تفاوت اصلي آلياژ هاي استلايت جديد، محتوي کربن و تنگستن آنها است (بنابر مقدار و نوع کاربيد تشکيل شده در ريزساختار در حين انجماد). محتوي کربن، سختي، داکتيليته و مقاومت به سايش را تحت تاثير قرار مي دهد. همچنين تنگستن نقش مهمي در اين خواص بازي مي کند.
آلياژهاي پايه کبالت دما بالا
سالهاست که مصرف عمده آلياژ هاي دما بالا، در صنعت توربين هاي گازي بوده است. در مورد توربين هاي گازي هواپيما، الزامات اصلي مواد، استحکام دما بالا، مقاومت به خستگي حرارتي و مقاومت به اکسيداسيون مي‎باشد.[2]
آلياژهاي پايه کبالت مقاوم در برابر خوردگي
اگرچه آلياژهاي پايه کبالت مقاوم در برابر سايش، داراي مقاومت اندکي به خوردگي در محيط هاي آبي هستند، ولي آنها بوسيله رسوب کاربيد مرز دانه اي، کمبود عناصر آلياژي حياتي در زمينه (پس از تشکيل کاربيدها يا رسوبات)، در زمينه ريخته گري و جوشکاري و بوسيله جدايش شيميايي در ريزساختار، محدود مي شوند. آلياژ هاي پايه کبالت دما بالا (که معمولاً حاوي تنگستن بيشتر از موليبدن هستند)، با اين مزيت که ريزساختار همگن و محتوي کربن کمتر دارند، داراي مقاومت به خوردگي آبي بيشتري هستند.
براي کاربرد صنعتي نياز به آلياژهايي است که مقاومت زيادي در محيط هاي خورنده آبي از خود نشان دهند. [2و1]
1-3-1 کاربرد کبالت
کبالت در بسياري از آلياژها (سوپر آلياژهاي مورد استفاده در اجزاء توربين گازي موتورهاي هواپيما، آلياژهاي مقاوم در برابر خوردگي، فولادهاي تندبر، کاربيدهاي سمانته) در آهن رباها و وسايل ضبط مغناطيسي، به عنوان کاتاليست براي صنايع شيميايي و نفتي و به عنوان عامل خشک کننده براي رنگ ها و جوهرها بکار مي رود. کبالت آبي يک بخش مهم پالت هنرمندان است و در صنعت چيني، سفال، شيشه کاري منقوش، کاشي و جواهرات مينا، استفاده مي شود.
کبالت آلياژهاي مفيد بسياري را تشکيل مي دهد. اين فلز با آهن، نيکل و ساير فلزات براي تشکيل آلنيکو که يک آلياژ با استحکام مغناطيسي استثنايي است آلياژ مي شود. کبالت، کروم و تنگستن ممکن است براي تشکيل استلايت که براي کاربردهاي دما بالا، ابزار برش تندبر، و قالب‎ها، استفاده مي شود، آلياژ شوند. کبالت در فولادهاي مغناطيسي و ضدزنگ نيز بکار مي رود. از اين فلز براي آبکاري الکتريکي، به علت سختي و مقاومت به اکسيداسيون بالايش استفاده مي شود. نمک هاي کبالت، براي ايجاد رنگ آبي درخشان دائمي به شيشه، سفال، مينا، کاشي و چيني استفاده مي شوند. محلول کلريد کبالت، براي ساختن جوهر استفاده مي شود. کبالت براي تغذيه بيشتر حيوانات ضروري است. کبالت-60 يک منبع مهم گاما، ردياب و عامل راديوتراپي مي باشد. به طور کلي مي توان کاربرد هاي کبالت را به صورت زير طبقه بندي کرد: پيگمنت هاي رنگ-کاربيدهاي سمانته و فولادهاي ابزار-سوپر آلياژهاي پايه نيکل-مواد مغناطيسي-منابع اشعه گاما مصنوعي[3]
در بين اين کاربردها پيگمنت رنگ بيشترين مورد مصرف کبالت است. در سوپر آلياژهاي پايه نيکل، کبالت در رنج 15-10% وزني حضور دارد. که استحکام محلول جامد و کاهش انحلال پذيري آلومينيوم و تيتانيوم را فراهم مي کند. نقش کبالت در کاربيدهاي سمانته فراهم کردن زمينه پيوندي داکتيل براي ذرات کاربيد تنگستن مي باشد. از نظر تجاري کاربيد هاي سمانته، حاوي کبالت در محدوده 3 تا 25 % مي باشند. در موادي که به عنوان ابزار برش بکار مي روند، کاربيدهاي سمانته با 12-3% وزني کبالت استفاده مي شوند. کبالت که به طور طبيعي فرومغناطيس است در گروه هاي متعددي از مواد مغناطيسي دائمي، باعث مقاومت در برابر ديامغناطيس شدن، مي شود. اينها شامل آلياژهاي کبالت-نيکل-آلومينيوم (که کبالت در محدوده بين 35-5% وزني است) و آلياژهاي آهن-کبالت (تقريبا 12-5% وزني) مي باشند. [3]
1- 4 يون جيوه و خواص آن
جيوه که آن را سيماب ( quicksilver ) هم مي‌نامند عنصر شيميايي است که در جدول تناوبي داراي نشان Hg و عدد اتمي 80 مي‌باشد. جيوه که فلزي سبک ، نقره‌اي ، سمي و جزء عناصر واسطه است، يکي از دو عنصري مي‌باشد که در دماهاي معمولي اتاق حالت مايع دارند ( فلز ديگر برم است ) و در دماسنج ها، فشارسنج ها و ساير وسايل علمي کاربرد دارد. جيوه عمدتاً بوسيله کاهش از ماده معدني26 (سولفور جيوه ) بدست مي‌آيد. [3]
شکل 1-4 يون جيوه و خواص آن
جدول 1-3 خواص اتمي، فيزيکي و شيميايي جيوه
عدد اتمي80جرم اتمي59/200نقطه ذوبC? 9/38-نقطه جوشC? 6/356رنگسفيد نقره ايحالت استانداردمايعگروهB 2انرژي يونيزاسيونKj/mol 6/1004شعاع اتميPm 151شعاع يونيNm(+2) 11/0شکل الکتروني[Xe] 4f14 5d10 6s2الکترونگاتيوي9/1حالت اکسيداسيون2 و 1چگاليg.cm-3 6/13دوره تناوبي6شماره سطح انرژي يونيزاسيون6شعاع کووالانسيpm 5±132
1-4-1 کاربرد جيوه
بيشترين کاربرد جيوه در ساخت مواد شيميايي صنعتي و کاربردهاي برقي و الکترونيکي است. علاوه بر اين‌ها از جيوه در دماسنج ها بخصوص براي حرارتهاي بالا مورد استفاده قرار مي‌گيرد چون به‌آساني با طلا توليد آمالگام مي‌کند، براي تهيه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار مي‌گيرد از جيوه علاوه بر دماسنج ها در فشارسنج ها ، پمپ هاي انتشار و بسياري وسايل آزمايشگاهي ديگراستفاده مي‌گردد.
نقطه سه گانه جيوه – 8344/38- درجه سانتيگراد – نقطه ثابتي است که بعنوان معيار در مقياس هاي بين‌المللي حرارتي ( ITS-90 ) بکار رفته است.
از جيوه گازي در لامپ هاي بخار جيوه و تابلوهاي تبليغاتي استفاده مي‌شود.
کاربردهاي متنوع جيوه : سويچ هاي جيوه اي، حشره کشها، آمالگامها/ داروهاي دندان، باتري هاي جيوه‌اي براي توليد هيدروکسيد سديم و کلر، الکترود در برخي انواع الکتروليز، باتري ها (پيل هاي جيوه‌اي) و کاتاليزورها.[3]
جيوه را از زمان هاي بسيار قديم در چين و هند مي شناختند و آن را در گورهاي مصريان که 3500 سال پيش ساخته شده پيدا کرده اند. در بعضي نقاط به صورت قطره از سنگ هاي معدني ترشح مي شود . سنگ معدن اصلي جيوه سولفيد جيوه (HgS) معروف به سينابار است.فلز جيوه از حرارت دادن اين سولفيد آزاد مي شود
جيوه تنها فلزي است که در حرارت معمولي به حالت مايع است هر چند گاليم هم در8/29درجه ذوب مي‎شود. جيوه به رنگ سفيد نقره و رخشنده 6/13 مرتبه از آب سنگين تر است . در حدود 39- درجه به صورت جسم محکم و شکننده اي منجمد مي شودو در حدود 357 درجه به جوش مي آيد . جيوه در ستون الکتروشيمي عناصر خيلي پايين تر از هيدروژن قرار دارد. بنابراين بيشتر فلزها آنرا از محلول نمکش خارج مي کنند کاهنده ي بسيارضعيفي است و کاهلي و کمي استعدادش را براي ترکيب با اکسيژن و ناتواني براي جايگزيني هيدروژن اسيدهاي غيراکسيدکننده به همين حساب مي گذارند با وجود اين اسيد نيتريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ طي يک واکنش اکسيداسيون و کاهش با جيوه نيترات جيوه (II) و سولفات جيوه (II) مي دهند آلياژ جيوه را با يک يا چند فلز ديگر را ملقمه مي نامند و جيوه با بيشتر فلزها غير از آهن و پلاتين ملقمه مي دهد ملقمه اي از قلع و نقره و روي با جيوه براي پر کردن دندان به کار مي رود اين ملقمه وقتي تازه تهيه شده باشد نرم است و به راحتي مي توان در سوراخ دندان فشردولي بعد از مدت کوتاهي سخت مي شود.[11و3]
ترکيب هاي جيوه: جيوه دو دسته ترکيب تشکيل مي دهد که در يکي از انها حالت اکسيداسيون 1+ و در ديگري 2+ است.
کلريد جيوه(I) : جسمي است جامد و سفيد با فرمول مولکولي Hg2 Cl2 در آب غير محلول و در پزشکي به نام کالومل به عنوان ملين مصرف مي شود در اثر تابش اشعه ي آفتاب کم کم به جيوه و دي کلريد جيوه (II) تغيير مي يابد.
معمولاً بي کلريد جيوه يا سوبليمه فاسدکننده ناميده مي شود.فرمول آن Hg Cl2 است بلورهاي سفيدي مي دهد که مي توان در اثر تصعيد کردن تصفيه کرد البته بسيار شديد سمي است.
اکسيد جيوه (( HgOIIبه عنوان گندزدا و به نام رسوب سرخ ( Red Precipitate ) مصرف مي شود.
1-5 يون سرب وخواص آن
سرب شايد يکي از اولين عناصري باشد که توسط انسان از 3500 سال قبل از ميلاد همزمان با کاوش ها باستان شناسي در مصر شناسايي شد. قديمي ترين قطعه سربي در موزه انگلستان بوده که مربوط به 3800 سال پس از ميلاد مي باشد.
روش استخراج سرب مربوط به دوره هاي قبل تر از اين تاريخ، معلوم نيست. اگرچه بقايايي از کوره هاي ابتدايي کشف شده، که در آن مينرال هاي حاوي سرب را گرما داده (همراه با چوب و ذغال) تا عنصر مورد نظر استخراج شود.
طبق نظر باستان شناسان، قديمي ترين قومي که سرب را مورد استفاده قرار داده اند مصريها بوده اند که اين فلز را براي لعاب ظروف بکار برده و از کاني هاي نقره دار آن، نقره استخراج مي کردند. سپس روميان و بالاخره ايرانيان، چيني ها، هندوها، روس ها و اعراب از جمله اقوامي بودند که از قديم الايام سرب را مي‎شناختند و از آن استفاده مي کردند. وجود آثار سرب و ابزار بجا مانده از آن دوران نشانگر کاربرد قابل توجه اين فلز مي باشد. به دليل خاصيت چکش خواري سرب، صنعتگران مي توانستند آنرا به خوبي گداخته نموده و به اشکال مختلف مورد نياز بازار آن زمان درآورند.
شواهدي وجود دارد که چيني ها در حدود 3000 سال قبل از ميلاد مسيح ، سرب فلزي را توليد کردند و اکتشافات فنيقي ها 2000 سال پس از ميلاد در اسپانيا، نيز نشان دهنده استخراج سرب توسط آنها بوده است.[3و2]
در ايران، سرب از



قیمت: تومان


پاسخ دهید