ترکیب ها یونی که در محلول های ابی متبلور می شوند اغلب حاوی یک یا بیش از یک مولکول اب تبلور هستند ئ نمک های اب بوشیده نامیده می شوند.برای مثال بلاستر که اغلب برای بوشاندن دیوار های درون ساختمان به کار می رود از بلورهای کلسیم سولفات دو ابه تشکیل می شود که بین ورقه های ضخیم کاغذ فشرده شده است.این مولکول های اب بیوند محکمی با بلور ندارند و با گرم کردن بلور می توان انها را جدا کرد.بلورهای خشک نیز اگر در مجاورت رطوبت قرار گیرند بار دیگر اب جذب می کنند و این خاصیت بسیار ویزه ای است در این ترکیب ها دیده میشود.حتما شما هم بسته های کوچک سلیکازل را که در بسته بندی ویتامین ها دوربین ها وسایل صوتی و.... از انها استفاده میشود دیده اید.وجود این بسته ها از نفوذ رطوبت و خسارات ناشی از ان جلوگیری می کند.بسیاری از مواد شیمیایی خالص شده مانند NaOH & H2SO4 را باید به دقت مهر و موم کرد.زیرا به اسانی اب تبلور را جذب می کنند.گاهی وقت ها حذف اب تبلور با تغییر رنگ بلور همراه است.برای مثال بلور ابی رنگ مس(II)سولفات که به عنوان قارچ کش در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد و فرمول ان CuSO4,5H2O است با گرم شدن و خروج اب از ان به جامد سفید رنگ CuSO4 تبدیل میشود.تعداد مولکول های اب موجود در هر واحد فرمولی ترکیب یونی را می توان با استفاده از بیشوند های عددی تعیین کرد. در نام گذاری این ترکیب ها فرمول ترکیب یونی به همان صورت گذشته نام گذازی میشود سبس اب تبلور به ترتیبی که در جدولدر ادامه ی مطلب ذکر شده است به دنبال ان می اید.دقت کنید که در فرمول بیش از اوردن اب تبلور یک نقطه بگذارید.این نقطه نشان دهنده ی وجود مولکول های اب است که بیوند محکمی با ترکیب یونی ندارند و می توانند با اندکی حرارت حذف شوند.اب تبلور اب هیدراسیون(اببوشی)نیز خوانده میشود.حذف این اب چنان که گفتیم ماهیت ترکیب را تغییر می دهد.با حذف تمام اب های فوق ترکیب بی اب(انیدرید)نامیده میشود.

نور شکلی از انرزی است که از اتم ها ساطع و به صورت ذراتی کوچک شبیه به بسته منتشر میشود این ذرات دارای انرزی و جنبش اند اما جرم ندارند ذرات نور(فوتون های نور)نامیده میشوند.فوتون ها اساسی ترین واحد نور اند وقتی اتمی تحریک می شود فوتون های نوری را ازاد می کند همان طور که می دانید الکترون ها ذراتی با بار منفی اند و به دور هسته ی اتم می چرخند الکترون ها در هر اتم سطوح مختلف انرزی قرار دارند انرزی الکترون ها به سرعت انها و نیز فاصله شان از هسته ی اتم بستگی دارد الکترون هایی که در سطوح بایدار و دورتر از هسته قرار دارند انرزی بیشتری دارند وقتی اتم انرزی می گیرد الکترون های ان به مدار بالاتر می روند و از هسته دور می شوند این موقعیت تنها به مدت کسری از ثانیه حفظ می شود و الکترون به سرعت به جایگاه اولیه خود باز میگردد.الکترون هم زمان با بازگشت مدار اصلی خود انرزی گرفته شده را به صورت فوتون و گرما ازاد می کند انرزیی که در نتیجه ی این جا به جایی ازاد می شود تعیین کننده ی طول موج نور و در نتیجه رنگ جسم است و این خود به محل قرار گرفتن الکترون در مدارهای اطراف هسته بستگی دارد

عناصر لانتانیدها و اکتینیدها به 14 عنصری اطلاق می شود که بعد از لانتان قرار گرفته اند و در انها الکترون 4F متوالیا دبا ارایش الکترونی la اضافه میشود وازه لانتانید از ان جهت اختیار شده است که عنصر لانتان را هم که برای 14 عنصر بعدی الگو است در بر بگیرد.به نقصان متوالی شعاع های اتمی و یونی این عناصر که انقباض لانتانیدی نام گرفته است.این عناصر شدیدا الکتروبوزیتیو اند و بتانسیل کاهش انها از Iu 2/25V تا -2/25Y برای Ia تغییر می کند شیمی این عناصر به طور عمده یونی است. عناصر اکتینید و ارایش الکترونی انها است اکتینیم عنصری شبیه به لانتان و فقط حالت اکسایش +3 دارد.عناصر توریم بروتاکتینیم و به میزان کمتری اورانیوم که به ترتیب بعد از اکتنیم قرار گرفته اند.بیشتر با گروه های عمودی یعنی فنیم تانتال و تنگستن شباهت دارند.شیمی لانتانیدها تقریبا حدود به اکسایش (III)است سزکویی اکسیدها M2O3 خصلت بازی دارند و این خصلت برای کاتیون هایی که شعاع بزرگتری دارند بیشتر است به همین ترتیب تری هالیدها خصلت نمک مانند دارند و با کاهش شعاع کاتیون تمایل انها به هیدرولیز شدن بیشتر میشود.حالت اکسایش( IV)سدیم معمول است با سوختن سدیم در هوا C3O2 به دست می اید و فلوئور و کربن CeF3 در دمای بالا CeF4 می دهد.دی اکسید سدیم در اسید سولفوریک غلیظ حل میشود و سولفات سیتریک CE(SO4)2 می دهد که به عنوان عامل اکسید کننده در شیمی تجزیه و شیمی الی به کار برده می شود.باره ای از ترکیبات لانتانیدها شناخته شده اند ولی نابایدارند.شیمی اکتینیدها در مقایسه با لانتانیدها خیلی بیچیده تر است چون که عناصر اکتینید تا AM چندین حالت اکسایش از خود نشان می دهند بعد از امریکیم حالت اکسایش عمده برای این عناصر حالت اکسایش(III)است و رفتار انها شبیه لانتانیدهاست.اکتینیم فقط حالن اکسایش (III)دارد و شبیه لانتان می باشد برای th & pa & u هات اکسایش ماکسیمم اهمیت بیشتری دارد.اگرچه برای u حالت اکسایش IV نیز مهم است.توریم به هافتیم(HF)شباهت دارد اکسید ان THO2 ساختار فلوئوریت دارد و نقطه ی ذوب ان بالاست و ترکیبی بایدار می باشد از توریم تترافلوئورید و تتراکلرید نیز شناخته شده است.

برتوزایی به دو دسته ی طبیعی و مصنوعی (ساختگی) تقسیم می شوند:

1.برتوزایی طبیعی

هسته ی هر اتم معمولا بایداری زیادی دارد بروتن ها و نوترون ها با نیروی نسبتا زیادی گرد هم امده اند اما هرگاه نسبت نوترون ها به  بروتن ها از 1/5 بیشتر باشد این بایداری هم از بین می رود و به عنصرهای برتوزا مبدل می شود.این عنصرها جرم اتمی زیادی دارند و از بولونیم(Po)عنصرهای 84 اغاز می شوند.عنصرهای برتوزا نخستین بار توسط بکرل کشف شد.این عنصرها برتوهایی از خود بیرون می دهند که از اجزای زیر تشگیل شده اند:
1.برتو الفا که ذره ای است و از هسته ی اتم هلیم یا هلیون تشکیل می شود.
2.برتو بتا که ان هم ذره ای است و از الکترون ها تشکیل می شود.
3.برتو گاما که خصلت موجی دارد و از نوع برتو ایکس اما با انرزی خیلی بیشتر است.
تغییر هایی  که در موردهای برتوزاها بر اثر بخش برتو الفا بتا و گاما بدید می اید طبق قانون سادی انجام می گیرد.

قانون سادی

1.هرگاه جسمی برتو الفا ازخود  بیرون بدهد از جرم اتمی ان 4 واحد و از عدد اتمی ان 2 واحد کم می شود.

2.هرگاه جسمی برتو بتا از خود بیرون بدهد جرم اتمی ان تغییر نمی کند بلکه عدد اتمی ان یک واحد افزایش می یابد.یعنی یک نوترون به یک بروتون مبدل شده و در ضمن یک الکترون هم داده است.جرم اتمی تغییر نکرده اما عدد اتمی بر اثر ایجاد یک بروتون یک واحد افزایش یافته است.

2.برتوزایی مصنوعی(ساختگی)

بر اثر بمباران یک عنصر به وسیله ذره ها یا برتو معینی می توان عنصر دیگری به دست اورد.برای نمونه هسته ی یک اتم با جذب برتو الفا و دفع ذره های دیگر به اتم دیگری مبدل می شود.اگر عنصر تازه برتوزا باشد ان را برتوزای مصنوعی می نامند.با وسیله های بسیار قوی مانند بیل اتمی و یا سیکلوترون بسیاری از ایزوتوب های اتم های مشهور را به شکل مصنوعی ساخته اند در بین انها برخی ثابت و عده ی بیش تری برتوزا هستند.

 

برلیم (Be) و منیزیم (Mg) در دستگاه هگزاگونال اما بقیه در دستگاه مکعبی مرکز بر متبلور میشوند زیرا این فلزها دو الکترون ظرفیت در اوربیتال ns دارند.انرزی بیوند در شبکه ی بلور انها از فلزهای قلیایی هم دوره ی خود بیشتر اما شعاع فلزی و یونی انها کوچکتر و چگالی دمای ذوب دمای جوش و انرزی یونش انها بالاتر است.
به طور کلی بتانسیل کاهش استاندارد انها از فلزهای قلیایی بیشتر و در نتیجه فعالیت شیمیایی انها کمتر است.همه به اسانی دو الکترون ns2 خود را از دست می دهند و به کاتیون M2+ مبدل میشوند.
با نافلزهای توانا مانند هالوزن ها ترکیب های یونی تشکیل میدهند.
هالید اکسید براکسید هیدروکسید هیدرید انها مشابه فلزهای قلیایی است.شدت تاثیر انها به مراتب کمتر از فلزهای قلیایی است.اکسید برلیم(BeO)اکسید منیزیم(MgO)و اکسید کلسیم(CaO)انها بسیار کم است و بقیه به خوبی در اب حل میشوند و محلول انها در اب به طور کامل قلیایی است.
به طور کلی قابلیت انحلال اکسید توانایی بازی محلول هیدروکسید انها با افزایش عدد اتمی افزایش می یابد اما قابلیت انحلال سولفات انها برعکس با افزایش عدد اتمی کاهش می یابد برای نمونه سولفات باریم (BaSO4)نامحلول سولفات کلسیم(CaSO4)کم محلول اما سولفات منیزیم(MgSO4)به طور کامل در اب حل میشود.بسیاری از ترکیب ها یانها مانند کربنات فسفات و...در اب حل نمی شوند.
برلیم و منیزیم از نظر خواص و ترکیب ها تشابه بیشتری به یکدیگر دارند.BeO &MgO &CaO ساختار یونی دارند و بسیار دیر گدازند.از انها برای تهیه ی اجرهای نسوز درون کوره ها استفاده می شود.

 

در هر گروه با افزایش شعاع اتمی یعنی از بالا به بایین شعاع اتمی افزایش می یابد این به علت افزایش تعداد ترازهای اصلی الکترونی است که در نتیجه ی ان با وجود افزایش بار کارای هسته جاذبه ی هسته بر الکترون های لایه ی ظرفیت کاهش می یابد و الکترون از اتم اسان تر جدا می شود و خاصیت فلزی افزایش می یابد به همین علت قوی ترین فلز در بایین ستون نخست جدول(فرانسیم) و قوی ترین نا فلز در بالای ستون هفتم(فلوئور)جا دارد. تغییر شعاع یونی در گروه ها: شعاع کاتیون هر فلز از شعاع اتمی ان کوچکتر است و شعاع هر نا فلز از شعاع اتمی ان بزرگتر است به طور کلی تغییرهای شعاع یونی همان روند تغییر شعاع اتمی است.برای نمونه در گروه های نافلزی از بالا به بایین با افزایش تعداد لایه های اصلی الکترونی شعاع کاتیون به تدریج افزایش می یابد.در گروه های نافلزی هم از بالا به بایین به علت افزایش تعداد ترازهای اصلی الکترونی شعاع انیون افزایش می یابد.

تعیین دوره ی این دسته از عنصرها مانند عنصرهای اصلی است اما تعیین گروه انها باید بر بایه ی 3 قاعده ی زیر باشد:

1.اگر تراز d دارای 10 الکترون باشد تعداد الکترون های اخرین تراز(تراز بس از d)شماره ی عنصر را مشخص می کند

2.اگر تراز d یک تا بنج الکترون داشته باشد مجموع الکترون های s & d شماره ی گروه عنصر را در جدول تناوبی معین می کند.

3.اگر اتم عنصر در تراز خود 6 تا 8 الکترون داشته باشد به گروه هشتم واسطه ی جدول تناوبی مربوط می شود.

 

منظور از ارایش الکترونی یک اتم چگونگی بخش الکترون ها در ترازهای گوناگون انرزی و نیز اوربیتال های هریک از ترازهاست.معمولا ارایش الکترونی اتم های چند الکترونی را بر مبنای این اصل که ترازهای انرزی اتم هیدروزن را می توان برای این اتم ها به کار برد معین می کنند.به این ترتیب که الکترون ها این ترازها را به ترتیب بایداری انها بر می کنند.این اصل به اصل بناگذاری اتم یا اصل افبا شهرت دارد. اصل بناگذاری اتم یا اصل افبا: این اصل به ترازهای انرزی در اتم های چند الکترونی و ترتیب بر شدن انها از الکترون (یا ارایش الکترونی اتم های چند الکترونی)مربوط است.((چون اوربیتال ها و ترازهای انرزی که از انها به وجود می ایند در واقع باسخ های تابع موجی و باسخ هایی هستند که از گشودن معادله ی شرودینگر در اتم ها به دست می ایند این معادله تنها درباره ی سیستم بسیار ساده ای مانند اتم هیدروزن و یا یون - مولکول محلول است.از این رو بنا را بر این می گذاریم که در مورد اتم های چند الکترونی دیگر نیز اگر بتوان معادله ی شرودینگر را گشود به باسخ های مشابه با انچه که برای اتم هیدروزن به دست امده است یعنی مانند ترازهای اتم هیدروزن دست خواهیم یافت. این ترازهای انرزی در اتم های چند الکترونی مانند ترازهای انرزی اتم هیدروزن (که البته تنها در حالت برانگیخته ی اتم هیدروزن الکترون می تواند انها را اشغال کند.)به ترتیب معین یکی بس از دیگری به فاصله های معین در اطراف هسته اتم جا دارند و الکترون های اتم انها را به ترتیب بایداری(بایین تر بودن سطح انرزی)یکی بس از دیگری اشغال خواهند کرد.))

مندلیف درباره ی ایرادهایی که به جدول وی وارد بود می گفت:(این ایرادها نمی توانند اساسی باشند و ترتیب جا گرفتن عنصرها به طور دقیق همان می باشد که در جدول تناوبی امده است.) وی حتی بیش بینی کرده بود که ممکن است جرم اتمی مبنای کاملا درستی برای طبقه بندی عنصرها نباشد و کمیت بنیادی تر دیگری در اتم کشف شود که اگر مبنای طبقه بندی قرار گیرد ایرادهای موجود را از بین ببرد.با بیشرفت بزوهش ها و تلاش روزافزون دانشمندان هم چنین با کشف برتو ایکس و عنصرها و بررسی دقیق طیف انها عدد اتمی کشف و اشکار شد که کمیتی بنیادی برای اتم وجود دارد که چنان چه مبنای طبقه بندی عنصرها شود ایرادهای وارده به جدول مندلیف را به طور کامل برطرف می کند. مندلیف با عکس برداری از طیف برتو ایکس عنصرها اشکار کردن عکس ها و بررسی خط های هر سری و تعیین طول موج و موفعیت انها متوجه شد که وضع کلی این خط ها برای همه ی عنصرها یکسان است.تنها در هر سری از عنصری به عنصر دیگر هر خط طیفی معین به اندازه ی مشخص جابه جا می شود.موزلی با چندین بار ازمایش و انجام محاسبه ها به این نتیجه رسید که :(بین عدد اتمی عنصرها و طول موج تابشی هر خط طیفی که برتو ایکس ان عنصر را به وجود می اورد رابطه ی مشخصی وجود دارد.) با بررسی دقیق تر دریافت که جذر بسامد هر خط طیفی از هر عنصر تابعی خطی از عدد اتمی ان است.بر بایه ی این ارتباط و با بهره گیری از نظریه ی اتمی که در ان زمان تازه منتشر شده بود موزلی ثابت کرد که شماره ی خانه ی هر عنصر در جدول تناوبی همان تعداد بروتون های هسته ی اتم ان عنصراست به بیان دیگر عدد اتمی نه به مفهوم شماره ی خانه ی عنصر در جدول بلکه به فهوم امروزی ان کشف شد و نشان داد که تغییر های خواص عنصرها نسبت به عدد اتمی از نظم بیش تری برخوردار است تا جرم اتمی انها مبنای طبقه بندی قرار گرفت و نارسایی های جزئی که در طبقه بندی مندلیف وجود داشت از بین رفت.

هرچند که کشف قانون تناوبی و تدوین جدول تناوبی مندلیف در بیشرفت و اموزش علم شیمی دگرگونی ایجاد کرد و سبب اسان شن بررسی عنصرها و ترکیب های انها شده اما با نارساهایی همراه بود که عبارت اند از: 1.جای هیدروزن در جدول تناوبی به طور دقیق مشخص نبود.گاهی ان را بالای گروه فلزهای قلیایی و گاهی بالای گروه هالوزن ها جا می داد.(هیدروزن می تواند مانند فلزهای قلیایی یون مثبت و مانند هالوزن ها یون منفی تولید کند.) 2.نیکل((Ni=58/71 و کبالت ((Co=58/93که جرم اتمی نزدیک به هم دارند خواص شیمیایی متفاوت است و با بایه ی قانون تناوبی ناسازی دارد. 3.کبالت(Co=58/93)را بیش از نیکل(Ni=58/71)و هم چنین تلور(Te=127/60)را بیش از ید(I=126/90 )جا داد که با ترتیب صعودی جرم اتمی که مبنای طبقه بندی بود هم خوانی نداشت گرچه مندلیف دلیل قانع کننده ای برای این کار ارایه نداد اما به درست بودن کار خود ایمان داشت.

خدایا!!!

سایبانی از جنس اشک و نیاز می خواهم تا سجاده ی دلم را در ان بگسترانم و با دستان خسته قنوتم را از تو بخواهم تا نور نگاهت را بر وجود سردم بتابانی و گل های زیبای عشق و ایمان را در من تازه گردانی...

با عرض سلام و خسته نباشید به حضور تک تک شما عزیزان به خاطر امتحانات ورودتون رو به وبلاگ خودتون خوش امد میگم

امید وارم خوشتون بیاد ...............................ضمنا نظر یادتون نره

 

            شیمی(۱)

يك آدرس هستند، آدرسي كه مي خواهد مكان يك الكترون را به ما نشان دهد . فرض نماييد الكترون در يك ساختمان چند طبقه اي، در يكي از واحد هاي اين ساختمان چند طبقه اي، در يكي از اتاق هاي اين واحد، و در اتاق هم در وضعيتي خاص (فرض كنيد خوابيده يا نشسته) قرار گرفته و ما مي خواهيم با دادن يك آدرس بگوييم كه الكترون در كدام طبقه، واحد، اتاق و در چه وضعيتي قرار گرفته و آن را توصيف نماييم. اول از همه طبقه اي كه الكترون در آنجا قرار گرفته، عدد كوانتومي اصلي يا n اين كار را براي ما انجام مي دهد و فاصله ي الكترون از هسته (مثلا" در ساختمان، فاصله از زمين) را براي ما نشان مي دهد. هر چه n كوچكتر باشد، لايه اي كه الكترون در آن قرار گرفته به هسته نزديكتر و درنتيجه تحرك و انرژي الكترون كمتر خواهد بود.

همانطور كه هر طبقه ممكن است از چندين واحد تشكيل شده باشد، هر لايه نيز از يك يا چند زير لايه تشكيل شده است. اين زير لايه ها با اعداد كوانتومي l (ال كوچك) نشان داده مي شود و براي هر لايه، گستره ي 0,…,(n-1) را شامل مي شود. كه هر كدام يك اسمي دارند، l=0 اسمش اوربيتال s است، اسم l=1 اوربيتال p است و ....

همانطور كه يك واحد ساختماني شامل يك يا چند اتاق مي شود، هر زير لايه نيز دربرگيرنده ي يك يا چند اتاقك اوربيتال است كه ممكن است الكترون در آن جا بگيرد.

اتاقها يا اوربتالها را با ml نشان مي دهند و تعداد آن از فرمول –l,…,0,…,+l تبعيت مي كند. به عنوان مثال اوربيتالهاي p با l=1، سه اتاق يا اوربيتال با ml هاي -1 , 0 , +1 را شامل مي شود.

درنهايت وضعيت الكترون كه در چه جهتي مي چرخد در جهت حركت عقربه هاي ساعت، يا عكس آن ، اينرا با عدد كوانتومي اسپيني نشان مي دهند. و نماد آن ms بوده و اعداد 2/1+ و 2/1- را شامل مي شود. ترتيب پر شدن اوربتالها هم از قاعده ي آفبا تبعيت مي كند و بايد آن را حفظ كنيد. زيرا در اتم هايي كه بيش از يك الكترون دارند، زيرلايه هاي موجود در يك لايه ديگر انرژي يكساني ندارند بلكه انرژي آنها به صورت f>d>p>s مي باشد. حال مثلا" انرژي 3p آنقدر بالا مي رود كه حتي به 4s رسيده و از آن نيز رد مي شود. الكترونها موقع پر كردن اوربيتالها، از آنهايي شروع مي كنند كه انرژي كمتري دارند، درنتيجه ابتدا الكترونها اوربيتال 4s را پر مي كنند، سپس به سراغ اوربيتالهاي 3p مي روند. اين ترتيب را بايد حفظ نماييد. در نهايت به شما توصيه مي شود كه در اين مورد مثال هاي زيادي حل نماييد تا مطلب كاملا" براي شما جا بيفتد.

و اما اگر بخواهيد مفهوم اوربيتال را بدانيد چيست، مطلب زير را بخوانيد:

بهتر است ابتدا از فرضيه كوانتومي شروع كنيم. فرضيه اصلي مكانيك كوانتومي اين است كه ذرات ريزي كه در نواحي كوچكي از فضا (مانند اطراف اتم) محدود شده‌اند، كاملا" متفاوت از ذرات قابل رؤيت و بزرگ عمل مي‌كنند. حركت الكترونها در اتمها اساسا" با حركت ثوپهاي بيليلرد بر روي ميز يا حركت ماشينهاي مسابقه در مسير حركت، تفاوت دارد. شايد مهمترين اختلاف و تعجب‌آورترين مسئله اين باشد كه ما نمي‌توانيم محل يك الكترون را نسبت به هسته در يك لحظه معين دقيقا" تعيين كنيم. بهترين كاري كه مي‌توانيم انجام دهيم اين است كه شانس يا" احتمال حضور" الكترون را در ناحيه‌ي خاصي از فضا پيدا كنيم. براي مثال، مي‌توانيم بگوئيم كه احتمال حضور الكترون اتم هيدروژن در ناحيه‌ي 05/0 نانومتر نسبت به هسته، 50-50 است.

اين وضعيت تا حدودي مشابه وضعي است كه در زندگي روزمره به آن برمي‌خوريم. فرض كنيد كه دبير يك  بخواهد با يكي از شاگردانش در بعدازظهر روز جمعه تماس بگيرد. معلم كه قدرت ماوراءالطبيعه (غيب‌گوئي) ندارد، درنتيجه نمي‌تواند با اطمينان كامل بگويد كه دانش‌آموز در كجا است. ولي مي‌تواند بر اساس تجارب گذشته خود، احتمال حضور دانش‌آموز را در جاهاي مختلف حدس بزند. به عنوان مثال احتمال حضور دانش‌آموز در خانه‌ي دوستش 25% ، خانه‌ي اقوام 10% ، در خانه 20% ، ميدان ورزشي 15% ، گردش 30% و در آزمايشگاه شيمي 0% است. مجموع اين ارقام 100 مي‌باشد.

در نظريه كوانتومي نيز يك چنين حالتي براي الكترون فرض مي‌شود. اگر نتوان محل يك الكترون را، در يك لحظه معين، مشخص نمود، بدين معناست كه نمي‌توان مسيري را كه الكترون در يك فاصله زماني معين طي مي‌كند، تشريح نمود ( اگر من ندانم كه شما كجا هستيد، مطمئنا" نمي‌دانم كه چطور و با پيمودن چه مسيري به آنجا رفته‌ايد). اين بدين معناست كه انديشه‌ي بوهر در مورد گردش الكترون در اطراف هسته‌ي هيدروژن در يك مدار دايره‌اي با شعاع ثابت، بايد كنار گذاشته مي‌شد. براي توصيف موقعيت كلي الكترون در اتم هيدروژن، بايد در جستجوي راههاي ديگر باشيم. براي اينكار از يك مدل تصويري استفاده مي‌كنيم كه همان شكل اوربيتال است. به عنوان مثال در اتم هيدروژن كه تنها يك الكترون وجود دارد، اين الكترون در اوربيتال 1s قرار دارد. اين اوربيتال به شكل كروي دور هسته را احاطه نموده است، در نزديكي هسته احتمال حضور الكترون زياد است و هر چه از هسته دور مي‌شويم، احتمال حضور الكترون كمتر مي‌شود.

اين واقعيت كه محل الكترونها را در يك اتم دقيقا" نمي‌توان معلوم كرد، كه بخش اصلي تئوري كوانتومي را تشكيل مي‌دهد، اين بحث را در مورد پخش الكترون در اتمها مبهم مي‌سازد، اما مدل كوانتوم به آن حدي كه به نظر مي‌رسد، پيچيده و مبهم نيست. اين مدل به معادلاتي منجر مي‌شود كه حالات انرژي قابل استفاده براي الكترونها در اتم را توضيح مي‌دهد.

با اين توضيحات، اوربيتال فضايي در اطراف هسته است كه بيشترين احتمال حضور الكترون را دارد . هر اوربيتال تنها مي‌تواند دو الكترون در خود جاي دهد و براي جلوگيري از دافعه‌’ دو بار منفي ، دو الكترون حتما بايد داراي عدد اسپيني مخالف باشند . عدد اسپيني نشاندهنده‌’ جهت چرخش الكترون به دور خويش است. پس دو الكترون بايد در جهتهاي عكس يكديگر به دور خويش بجرخند . شكل و سطح انرژي اوربيتالهاي مختلف با يكديگر متفاوت است. مثلا اتم ئيدروژن كه تنها يك الكترون دارد ، يك اوربيتال s دارد كه شكل آن كروي است و آن اوربيتال هم در نزديكترين فاصله به هسته قرار دارد . اما با افزايش تعداد الكترونها ، به اوربيتالهاي بيشتري براي استقرار الكترونها نياز داريم. و با افزايش اوربيتالها فاصله آنها از هسته نيز افزايش مي‌يابد. الكترون سوم و چهارم به اوربيتال s ديگري كه در سطح بالاتري از انرژي قرار دارد مي‌رود اما از الكترون پنجم به بعد ، الكترونها وارد اوربيتال p مي‌شوند كه دمبلي‌شكل است ، مي‌روند و به همين ترتيب ادامه مي‌يابد و اوربيتالهاي ديگري نيز هستند كه آنها شكل پيچيده‌تري دارند و فاصله بيشتري نيز از هسته پيدا مي‌كنند.

اطلاعات اولیه

اتمسفر زمین ، منبع عظیمی از عناصر نیتروژن و اکسیژن و پاره‌ای از گازهای نجیب و گازهای دیگر است.

مراحل انالیز هوا

 

1. جدا کردن بخار آب و دی‌اکسید کربن
2. مایع کردن هوا
3. تبخیر جزء به جزء هوای مایع

جداکردن بخاراب و دی اکسید کربن

برای بدست آوردن اکسیژن و نیتروژن خالص از هوا ، نخست باید بخار آب و دی‌اکسید کربن هوا را جدا کرد. این عمل ، معمولا با سردسازی مقدماتی هوا یا با استفاده از ژل سیلیسی که آب را جذب می‌کند و آهک که دی‌اکسید کربن را جذب می‌‌کند، صورت می‌گیرد.

مایع کردن هوا

سپس ، هوا را متراکم می‌کنند تا فشار آن به 100 برابر فشار اتمسفر برسد. بعد از این ، هوای متراکم را تا دمای اتاق سرد می‌کنند و در اتاقکی وارد می‌کنند تا منبسط شود. انبساط هوای متراکم به‌علت گسسته شدن نیروهای جاذبه ضعیف لاندن میان مولکولهای گاز ، سرما ایجاد می‌کند، زیرا شکستن پیوندهای مذکور انرژی لازم دارد، گاز در حال انبساط انرژی از محیط می‌گیرد.

بنابراین ، هم محیط و هم خود گاز سرد می‌شود. اگر این عمل انبساط تکرار و بطور مناسب کنترل شود، دمای هوای منبسط شده ، به نقطه میعان می‌رسد. دمای هوای مایع معمولا زیر نقاط جوش نیتروژن ( 195.80- درجه سانتی‌گراد) اکسیژن ( 183- درجه سانتیگراد) و آرگون (189- درجه سانتی‌گراد) است.

تبخیر جز به جز هوای مایع

در مرحله بعد ، این هوای مایع را بار دیگر ، جزء به جزء ، تبخیر می‌کنند. چون نیتروژن از اکسیژن و آرگون فرارتر است، هوای مایع به اکسیژن و آرگون غنی‌تر می‌شود. در این فرآیند نیتروژن با درجه خلوصی زیاد ( 99.5 + %) و اکسیژن با خلوص 99.5% بدست می‌آید. با ادامه عمل آرگون خالص ، نئون (نقطه جوش 246- درجه سانتی‌گراد) و حتی هلیوم خالص ( نقطه جوش 268.9 - درجه سانتی‌گراد) تولید می‌شود. البته بیشتر هلیوم تولید شده در ایالات متحده را از چاههای گاز طبیعی بدست می‌آورند.

شرایط و موارد مصرف اکسیژن

بیشترین اکسیژنی که از جزء به جزء کردن هوای مایع بدست می‌آید، در ساختن فولاد و مقداری هم برای سوخت موشک (برای اکسید کردن هیدروژن) و انواع دیگر واکنشهای اکسایشی کنترل شده مصرف می‌شود. اکسیژن مایع ( LOX ) را می‌توان در فشار اتمسفری در دمای جوش آن ( 183- درجه سانتی‌گراد) دخیره و حمل کرد.

موادی را که در چنین دماهایی هستند، مواد کریوژن ( Cryogen ) به معنی «سرمای یخی» می‌نامند. این مواد خطرات خاصی دارند. در تماس با پوست بدن فورا سرما زدگی ایجاد می‌کنند. مواد ساختمانی از قبیل پلاستیکها ، درزگیرهای لاستیکی و بعضی از فلزات ، در چنین دماهایی شکننده هستند و به‌آسانی خرد می‌شوند.

اکسیژن مایع ، واکنشهای اکسید شدن را به‌علت غلظت زیاد اکسیژن تا حد انفجار تسریع می‌کند. به همین دلیل باید از برقراری تماس اکسیژن مایع با موادی که در هوا می‌سوزند یا محترق می‌شوند، جلوگیری کرد. مخزنهای کریوژنی ، مخصوص نگهداری اکسیژن مایع در واقع بطریهایی با جدار خلاء زیاد شبیه فلاسکهایی است که برای نگهداری سوپ یا چای داغ بکار می‌روند. این نوع مخزنها را در خارج بیمارستانها ، مراکز صنعتی ، روی قطارها و حتی کشتی‌های اقیانوس پیما می‌توان دید.

شرایط و موارد مصرف نیتروژن مایع

نیتروژن مایع نیز یک مایع کریوژن است و در موارد خاصی کاربرد دارد. مثلا در پزشکی برای سرد کردن موضعی پوست پیش از بیرون کشیدن زگیل یا بافتهای ناسالم بکار می‌رود. چون نیتروژن از لحاظ شیمیایی بی‌اثر است، به‌عنوان ایجاد جو بی‌اثر مثلا در جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین منبع مناسبی است برای مواردی که این گاز به حجم زیاد مورد نیاز باشد.

نیتروژن مایع بدلیل بی‌اثری و دمای پایین ، کاربرد وسیعی در تهیه مواد غذایی منجمد و حفاظت آنها در مواقع حمل و نقل دارد. فضاهای شامل نیتروژن ، مثل بعضی واگنهای باری به‌علت فقدان اکسیژن ، از نظر سلامتی کارکنانی که بدون وسایل تنفسی مناسب در آن وارد می‌شوند، مخاطراتی به همراه داشته است.

در سال ۱۶۶۲ دانشمندی به نام رابرت بویل لوله ای به شکل J به طول ۶ متر تهیه کرد که سر شاخه ی بلند ان باز و سر شاخه ی کوچک ان بسته بود. از سر شاخه ی بلند و باز ان مقداری جیوه در ان ریخت به طوری که ته لوله پر شد و مقداری هوا در شاخه ی کوتاه به دام افتاد. سپس کم کم جیوه ی بیش تری درون شاخه ی بلند ریخت ودید با اضافه شدن وزن جیوه هوای به دام افتاده فشرده تر و متراکم تر می شود و جای کم تر می گیرد. و بویل قانون خود را این گونه تعریف کرد : در دمای ثابت با افزایش فشار حجم کاهش می یابد.

 

۱. قلب شما روزي101000بار ميتپد.
2. دهان شما روزي يک ليتر بزاق توليد ميکند .
3. به طور متوسط هر انسان ميتواند يک دقيقه نفس خود را حبس کند رکورد اين ماده در جهان7.5دقيقه است.
4. به طور موسط شما روزي 5000کلمه صحبت ميکنيد که80% ان با خودتان است. !
5. از دست دادن تنها 1% از اب بدن موجب تشنگي ميشود.
6. مردان روزي 40 و زنان روزي 70 تار مو از دست ميدهند.
7. يک انسان 8 ثانيه بعد از قطع گردن به هوش ميماند.
8. حدود 13% مردم چپ دست هستند . اين رقم در گذشته11% بود .
9. انسان سالانه بيش از 10 ميليون مرتبه پلک مي زند!
10. حرف E بيشتر از تمام حروف انگليسي، در کلمات بکار مي‌رود در حاليکه حرف Q کمترين کاربرد را دارد!
11. دلفين‌ها هم مانند گرگ‌ها هنگام خواب يک چشمشان را باز مي‌گذارند!
12. قديمي‌ترين آدامسي که جويده شده، متعلق به 9000 سال پيش بوده است!
13. سرعت آب دهاني که هنگام عطسه از دهان شما خارج ميشود، حدود 120 کيلومتر بر ساعت است!
14. 8 دقيقه و 17 ثانيه طول مي‌کشد تا نور خورشيد به زمين برسد!
15. جويدن آدامس هنگام خورد کردن پياز، مانع از اشک‌ريزي شما مي‌شود!
16. اثر لب و زبان هر کس، مانند اثر انگشت او منحصربه‌فرد است!
17. عمومي‌ترين نام در جهان محمد است.
18. اسم تمام قاره‌ها با همان حرفي که آغاز شده است پايان مي‌يابد.
19. مقاوم‌ترين ماهيچه در بدن، زبان است..
20. چشمک زدن زنان، تقريباً دوبرابر مردان است.
21. شما نمي‌توانيد با حبس نفستان، خودکشي کنيد.
22. وقتي که عطسه ميکنيد مردم به شما «عافيت باش» ميگويند، چرا که وقتي عطسه مي‌کنيد قلب شما به اندازه يک ميليونيم ثانيه مي‌ايستد.
23. خوک‌ها به لحاظ فيزيک بدني، قادر به ديدن آسمان نيستند.
24. وقتي که به شدت عطسه مي‌کنيد، ممکن است يک دنده شما بشکند و اگر عطسه خود را حبس کنيد، ممکن است يک رگ خوني در سر و يا گردن شما پاره شود و بميريد.
25. جليقه ضد گلوله، ضد آتش، برف‌پاک‌کن‌هاي شيشه جلوي اتومبيل و چاپگرهاي ليزري توسط زنان اختراع شدند.
26. تنها غذايي که فاسد نمي‌شود، عسل است.
27. کروکوديل نمي‌تواند زبانش را به بيرون دراز کند.
28. حلزون مي‌تواند سه سال بخوابد.
29. تمامي خرس‌هاي قطبي چپ‌دست هستند.
30. فيل‌ها تنها جانوراني هستند که قادر به پريدن نيستند.
31. مورچه هميشه بر روي سمت راست بدن خود، سقوط مي‌کند.
32. موشهاي صحرايي چنان سريع تکثير پيدا مي‌کنند، که در عرض هجده ماه دو موش صحرايي قادرند يک ميليون فرزند داشته باشند.
33. استفاده از هدفون در هر ساعت، باکتري‌هاي موجود در گوش شما را تا هفتصد برابر افزايش مي‌دهد.
34. نظير اثرانگشت، اثر زبان هر شخص نيز متفاوت است
35. به طور متوسط روزانه، 12 نوزاد به خانواده‌هاي اشتباه داده مي‌شوند.
36. چهل درصد سود مک‌دونالد از فروش هپي‌ميل‌ها ( يک وعده غذايي کامل در جعبه است، که اگه يک بار FastFood رفته باشيد، ميدونيد چيه! ;-) بدست مي‌آيد.
37. لئو‌ناردو داوينچي مي‌توانسته با يک دستش بنويسد و با دست ديگرش نقاشي کند!
38. دندانپزشک‌ها توصيه مي‌کنند که زمان مسواک زدن، تا 6 قدم از توالت دور شويد تا از ورورد ذرات معلقي که بوسيله هوا منتقل مي‌شوند، در هنگام شستشوي دهان، جلوگيري شود.
39. صاحب اصلي کارخانه Marlboro از سرطان ريه مرد.
40. 56% افرادي که دست چپ هستند، تايپيستند.
41. رنگ مورد علاقه 80% از آمريکايي‌ها، آبي مي‌باشد!!
42. اگر مي‌خواهي از آرواره يک تمساح جان سالم به در ببري، انگشت‌هايت را در چشمانش فرو کن. فورا به ‌شما اجازه مي‌دهد که فرار کني!
43. وقتي شخصي در سريلانکا سرش را از طرفي به طرف ديگر تکان مي‌دهد، يعني «باشه»!
44. «گربه» تنها حيوان خانگي هست که در کتاب مقدس به آن اشاره‌اي نشده است.
45. شهر مکزيک هر سال 25.5 سانتيمتر، نشست مي‌کند.
46.آيا ميدانستي هر عنكبوت تار ويژه خود را دارد و هيچگاه تارهاي آنها به هم شبيه نيستند
47.آيا ميدانستي که اگر در يك سال هيچ يك از نسلهاي يك جفت مگس نر و ماده از بين نروند ، حجم مگسهاي متولد شده با حجم كره زمين برابر ميشود
48.آيا ميدانستي که رودي در كامبوج شش ماه سال ازشمال به جنوب و شش ماه ديگر سال از جنوب به شمال جريان دارد
49.آيا ميدانستي که طول قد هر انسان سالم برابر هشت وجب دست خود اوست
50.آيا ميدانستي که سريع ترين عضله بدن انسان زبان است
51.آيا ميدانستي که شبكه چشم 135 ميليون سلول احساس دارد كه مسووليت گرفتن تصاوير و تشخيص رنگها را بر عهده داردد
52.آيا ميدانستي که بدن انسان پنجاه هزار كيلومتر رشته عصبي دارد
53.آيا ميدانستي که در برج ايفل دو ميليون و نيم پيچ به كار رفته استد
54.آيا ميدانستي طول رگهاي بدن انسان پانصد و شصت هزار كيلومتر استد
55.آيا ميدانستي که هشت پا با وجود داشتن بدني بزرگ ميتواند از سوراخي به قطر پنج سانتيمترعبور كند
56.آيا ميدانستي که تنها موجودي كه ميتواند به پشت بخوابد انسان استد
57.آيا ميدانستي چشم سالم انسان ميتواند ده ميليون رنگ را مختلف را ببيند و آنها را از يکديگر تميز دهد
58.آيا ميدانستي که فيل بالغ در روز بطور متوسط دويست و بيست كيلوگرم غذا و دويست ليتر آب مصرف ميكند
59.آيا ميدانستي که اگر زني به كوررنگي مبتلا باشد، فرزندان پسر اوكوررنگ ميشوندد
60.آيا ميدانستي كوههاي آلپ در سال حدود يك سانتيمتر بلند ميشوند
61.آيا ميدانستي خرگوش و طوطي تنها حيواناتي هستند كه مي‌توانند بدون برگشتن اشياء پشت سر خود را ببينند
62آيا ميدانستي که اگر همه يخهاي قطب جنوب آب شود بر سطح آب اقيانوسها هفتاد متر اضافه مي شود و در اين صورت يک چهارم خشکيهاي کره زمين زير آب ميرود
63.آيا ميدانستي که كبد يا جگر تنها عضو داخلي بدن است كه اگر با عمل جراحي قسمتي از آن برداشته شود دوباره رشد ميكند
64.آيا ميدانستي که ميزان انرژي كه خورشيد در يك ثانيه توليد ميكند ، براي توليد برق مورد نياز تمام كشورهاي جهان به مدت يك ميليون سال كافي است
65.آيا ميدانستي که خرگوش و طوطي تنها حيواناتي هستند كه مي‌توانند بدون برگشتن اشياء پشت سر خود را ببينند
66.آيا ميدانستي که همه نوزادان ميگو نر متولد مي شوند و بعد از چند هفته بخشي از نوزادانبه ماده تبديل مي شوند
67.آيا ميدانستي وزن كوه يخي متوسط الحجم بيست ميليون تن است
68. آيا ميدانستي حس بويايي انسان قادر به دريافت وتشخيص ده هزار بوي متفاوت است
69.آيا ميدانستي يك قطره آب داراي يك‌ صد ميليارد اتم است
70.آيا ميدانستي که تعداد افرادي كه سالانه از نيش زنبور ميميرند بيشتر از كساني است كه سالانه از نيش مار ميميرند
71.آيا ميدانستي که خورشيد روزانه معادل صد و بيست و شش هزار ميليارد اسب بخارانرژي به زمين مي‌فرستدد
72.آيا ميدانستي که گرده گل هرگز فاسد نمي شود و از محدود مواد طبيعي است که تا زمان نا محدودي باقي مي ماند
73.آيا ميدانستي که حس بويايي خرس تقريبا صد برابر قوي تر از انسان است
74.آيا ميدانستي که تا قرن پنجم ميلادي متوسط عمر مردم اروپا از سي سال فراتر نمي‌رفت
75.آيا ميدانستي که هر يك ليتر بنزين معادل بيســــــــت و سه و نيم تــــــــن گياهان مدفون شده در قرنها پيش است
76.آيا ميدانستي که آلباتوس که يک نوع مرغ دريايي ست بلندترين بالها را داردد فاصله دو نوک بالهاي او تا دو متر ميرسد و درضمن آنها مي توانند در حال پرواز بخوابند
77.آيا ميدانستي هر ساله حدود پانصد شهاب‌سنگ نسبتا" بزرگ به زمين برخورد مي‌كند

7۸.آيا ميدانستي اگه نظر ندی هیچ وقت عاشق نمیشی؟؟؟؟

......از منبع کمال تشکر را دارم.....

قانون بويل
در دماي ثابت بين فشارو حجم ي˜ نمونه ي گاز رابطه وارونه وجود دارد ، به طوري˜ه حاصل ضرب فشار د رحجم مقدار ثابتي است .

قانون شارل
دما نيز مانند فشار بر حجم گازها موثر است . در فشار ثابت حجم ي˜ نمونه گاز با دماي آن نبت مستقيم دارد بهطوري˜ه نسبت حجم به دما مقدار ثابتي است .

دماي مطلق
لرد˜لوين دماي c ْ -??? را صفر مطلق ناميد زيرا پائين تر رفتن از اين دما را غير مم˜ن مي دانست . اگر اين دما (c ْ -???( را صفر در نر بگيريم و دما را بر مبناي آن بسنجيم ، مقياس تازه اي براي دما بدست مي آيد .
273+T=TC
نظريه جنبش مول˜ولي گازها
اين نظريه بر چند اصل زير استوار است :
?- همه گازها از ذره ها يبسيار ˜وچ˜ي (اتم يا مول˜ول ) تش˜يل شده اند . ذره هايي ˜ه مي توان حجم آن ها را در مقايسه ، حجم ˜ل گاز ناديده گرفت .
?- اتم ها يا ملو˜ول هاي گاز پيوسته در حر˜تند ، آن ها اغلب با ي˜ديگر و با ديواره ظرفشان برخورد مي ˜نند . فشار ي˜ گاز قوي نتيجه ي برخورد ذره هاي سازنده آن ، با ديوار ظرف است .
?- ذره هاي ي˜ گاز به هنگام برخورد با ي˜ديگر مي توانند بخشي از انرژي جنبشي خود را از دست بدهد يا به آن بيافزايد اما مقدار ˜ل انرژي جنبشي آنها تغيير نمي ˜ند .
?- در ي˜ دماي معين ميانگين انرژي جنبشي ذرات سازنده گاز ثابت است .
به گازهايي ˜ه رفتار آنها با توچه به نظريه جنبش مول˜ولي گازها قابل پيش بيني است گازهاي ايده آل مي گويند .
هوا˜ره معدني سرشار از مواد شيميايي
اگر هوا را زير فشار زياد تا -200 C سرد ˜نيم ، مخلوط بسيار سردي از چند مايع بدست مي آيد ˜ه هواي مايه ناميده مي شود . باتقطير جزء به جزء اين مايع مي توان اجزاي سازنده آن را جدا ˜رد ˜ه نيتروژن و ا˜سيژن و آرگون از مهم ترين فرآورده هاي آن است .
ا˜سيژن ، فراوان ترين عنصر در ˜ره ي زمين
ا˜سيژن بسيار فراوان است و در هر سه بخش بيروني ˜ره زمين (هوا˜ره ، آب ˜ره و سنگ ˜ره ) يافت مي شود . وا˜نش هايي را ˜ه در آنها ا˜سيژن به آساني با عنصرهاي ديگر تر˜يب مي شود ، وا˜نش هاي ا˜سايش مي نامند . در اين وا˜نش ها تر˜يبات ا˜سيد بوجود مي آيد . برخي از وا˜نش هاي ا˜سايش سريع و همراه با شعله است ˜ه به آن سوخن يا احتراق مي گويند .
نقش هوا˜ره
خورشيد بر سطح زمين مي تابد و آن را گرم مي ˜ند. سطح گرم شده ي زمين نيز هواي روي خود را گرم مي ˜ند . از آن جا ˜ه چگالي هواي گرم ˜متر است به سمت بالا حر˜ت مي ˜ند و هواي سرد ˜ه چگالي بيشتري دارد به سمت پائين مي آيد . اين جابجايي هواي سرد و گرم عامل تغيير وضعيت آب و هوا در جهان است .
اثر گلخانه اي
نور خورشيد مجموعه موج هايي با طول موج ها و انرژي هاي مختلف است . زمين مقداري از پرتوهاي پر انرژي خورشيد را جذب مي ˜ند و گرم مي شود و اين گرمارا به مول˜ول هاي هوا مي دهد و سبب گرم شدن هوا مي شود . اين پديده يعني به دام انداختن و برگرداندن انرژي تابشي به وسيله ي مول˜ول ها ي˜ربن و دي ا˜سيد و گازهاي ديگر موجود در هوا ˜ره را اثر گلخانه ا ي مي نامند . در ضمن گازهايي ˜ه به اين رو شباعث گرم شدن زمين مي شوند گازهاي گلخانه اي ناميده مي شوند مثل ، Co2H2o، CH4 .
در پناه اوزون
اوزون مول˜ولي سه اتمي با فرمول O3 است . بيش از 90% همه ي اوزون در فاصله ? تا 50 ˜يلومتري سطح زمين جمع شده است . ا.ز.ن تابش فرا بنفش خورشيد را ˜ه براي انسان مضر است جذب ˜رده و آن را تبديل به تابش فرو سرخ مي ˜ند ˜ه براي انسان ضرري ندارد.

CFC ها يا ˜لرفلو ئورو˜ربن ها ˜ه از آن ها به عنوان پيشران در افشانه ها و گازهاي يخچال استفاده مي شود از عوامل تخريب ˜ننده لايه ي اوزون هستند .
آلودگي هوا
امروزه در شهرهاي بزرگ آلودگي هوا بر اثر دود خودروها ، نيروگاه هاي برق يا صنايع و ˜ارخانجات مختلف بوجود آمده است . اين آلودگي ضررهاي زيادي را به سلامتي انسان ، گونه هاي جانوران و فرآورده هاي ˜شاورزي مي زند و ساختمان و خود روها را مي پوشاند . بسياري از فرآيند هاي طبيعي مثل فوران هاي آتشفشاني ، طوفان هاي صحرايي و گازهاي مرداب ها و باتلاق ها نيز موجب آلودگي هوا مي شوند .همچنين وجود گاز اوزو ن در لايه تروپوسفر يعني بخشي از هوا˜ره ˜ه ما در آن زندگي مي ˜نيم بسيار زيان آور است . اوزون ترپوسفري بر اثر تابش پرتوهاي خورشيدي بر مول˜ولهاي No2 بوجود مي آيد .
باران اسيدي
در شهرهاي بزرگ و صنعتي چون گازهاي Co2 ، So2 ، H2s و Nox در هوا پرا˜نده اند . وقتي باران مي بارد اين گازها را در خود حل مي ˜ند وآب باران اسيدي مي شود . باران اسيدي به موجودات زنده و ساختمون ها و مجسمه ها و آبزيان آسيب مي رساند .

پس از آب ، نفت فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است . نفت ي˜ منبع غني از مواد شيميايي است . حدود 87% هر بش˜ه نفت براي سوزاندن و 13% براي ساخت ب˜ار مي رود . بي توجهي در مصرف نفت باعث ورود مقادير زيادي Co2 در هوا و آلودگي هوا مي شود .
به زغال سنگ ، نفت خام و گاز طبيعي ، سوخت هاي فسيلي مي گويند . سوخت هاي فسيلي منابعي تجديد ناپذيرند زيرا تش˜يل آنها بسيار آهسته است و سرانجام روزي تمام خواهد شد .
پالايش نفت خام
نفتي ˜ه از چاه بيرون آورده مي شود نفت خام نام دارد . پس از جدا˜ردن نم˜ ها و اسيد ها ،هيدرو˜ربن هاي باقي مانده را پالايش مي ˜نند . عمل پالايش با تقطير جزء به جزء نفت خام انجام مي شود . در آغاز نفت خام را در ˜وره تا Cْ 400 گرم مي ˜نند سپس آن را با پمپ به پائين برج تقطير ˜ه بيش از 30 متر ارتفاع دارد مي فرستند . مول˜ول هاي ˜وچ˜تر و سب˜تر و زود جوش تر به سوي بالا ستون تقطير مي روند و مول˜ول ها يسنگين تر و دير جوش تر به سمت پائين برج مي روند .(مطابق ش˜ل ?- ي˜ برج تقطير، صفحه 118 ˜تاب.)
برش گازي نفت شامل تر˜يبهايي با نقطه جوش پائين است . مول˜ول هاي اين گازها از ? تا ? اتم ˜ربن دارند . برش هاي مايع نفت ˜ه شامل بنزين ، نفت و روغن هاي سنگين تر هستند شامل مول˜ول هاي ? تا 20 ˜ربن هستند . برش جامد و روغني ˜ه حتي در دماهاي بالا بخار نمي شوند مول˜ول هايي با بيش از 20 اتم ˜ربن هستند .
شيمي آلي
بخشي از علم شيمي است ˜ه درباره مواد آلي گفتگو مي ˜ند . ويژگي آش˜ار تر˜يب هاي آلي وجود اتمهاي ˜ربن در همه آنهاست . از اين رو شيمي آلي را شيم يتر˜يب هاي ˜ربن نيز مي گويند .
هيدرو˜ربن هاي سير شده يا آل˜ان ها
در ي˜ آل˜ان ، هر اتم ˜ربن با چهار پيوند به چهار اتم ديگر متصل شده است . اين ، بيش ترين تعداد اتمي است ˜ه مي تواند به ي˜ اتم ˜ربن ديگر متصل شود . به اين علت آل˜ان ها راهيدرو˜ربنهاي سير شده مي گويند . نام اعضاي اين خانواده از دو بخش تش˜يل شده است . بخش اول تعداد اتم هاي ˜ربن و بخش دوم لفظ " ان " است. متان نخستين و ساده ترين عضو اين گروه است . متان – اتان – پروپان – بوتان – نپتان - هگزان – هپتان – او˜تان – نونان – د˜ان – نام آل˜ان هاي ? ˜ربنه تا 10 ˜ربنه است .
آل˜ان ها مي توانند راست زنجير يا شاخه دار باشند . مول˜ول هايي ˜ه فرم مول˜ولي ي˜سان دارند ، اما آرايش اتم ها در آنها متفاوت است . هم پارياايزوم مي نامند . آل˜ان هايي ˜ه چهار يا تعداد بيش تري اتم ˜ربن داشته باشند داراي ايزوم هستند . همه ي آل˜ان ها ، گازها ، مايع ها يا جامدهايي بي رنگ هستند ˜ه با افزايش اعداد ˜ربن به نقطه جوش و گرانوري آنها افزايش مي يابد . همه ي آل˜ان ها در هوا با شعله زرد – آبي تميزي مي سوزند .
سوختن هيدرو˜ربن ها
انرژي نوراني و گرمايي + آب + گاز˜ربن دي ا˜سيد = گاز ا˜سيژن + هيدروژن
معادله بالا ، سوختن ˜امل ي˜ هيدرو˜ربن را نشان مي دهد . انرژي آزاد شده را مي توان بر حسب KG/mol بيان ˜رد .
اگر مقدار ا˜سيژن ˜افي نباشد ، سوختن ناقص خواهد بود .
در سوختن ناقص ، افزون بر ˜ربن د يا˜سيد آب ، مقداري ˜ربن مونو˜سيد (Co) نيز تش˜يل مي شود و در صورتي ˜ه ا˜سيژن باز هم ˜متر شود ، مقداري دوده به عنوان فرآورده هاي مرغي توليد مي شود .
بهبود ˜يفيت سوخت
در سال ???? ، شيميدان ها فرآيند ˜را˜ينگ را براي ش˜ستن مول˜ول هاي نفت چراغ به مول˜ول هاي ˜وچ˜ تر طراح يمي ˜ردند . در اين فرآيند ، نفت چراغ تا حدود Cْ 700 گرم مي شود . برا ينمونه مم˜ن است ي˜ مول˜ول با 16 اتم ˜ربن ش˜سته شود و دو مول˜ول با ? اتم ˜ربن به وجود آيد . در عمل مي توان مول˜ول هايي را ˜ه از ? تا 14 يا تعداد بيش تري اتم ˜ربن دارند ، از راه ˜را˜ينگ مول˜ول هاي بزرگ تر بدست آورد . مول˜ول هاي ? تا ?? ˜ربنه براي استفاده در بنزين سودمند هستند . به طور معمول بيش از ي˜ سوم نفت خام ˜را˜ينگ مي شود . بازده اين فرآيند را با افزودن ˜اتاليز گرماي مناسب مانند آلومينيوم ا˜سيد (AL2O3 ) بالا برده اند . فرايند ˜را˜ينگ ˜اتاليزي از نظر مصرف انرژي ˜ارايي بهتري دارد زيرا به جاي Cْ700 رد دماي Cْ 500 انجام مي شود .
عدد او˜تان و روش هاي بالا بردن آن
بنزيني ˜ه بيشتر از آل˜ان هاي راست زنجير مانند هگزان ، هپتان ، و او˜تان تش˜يل شده است ، به آساني مي سوزد و موجب ˜وبش (تق تق ˜ردن ) موتور مي شود .
آل˜انهاي شاخ دار در موتور خودروها بهتر از آل˜ان هاي راست زنجير مي شوند . مثلاً ايزواو˜تان ˜ه ي˜ي از همپارهاي او˜تان است . بسيار خوش سوز مي باشد .
عدد او˜تان ، عددي براي بيان ˜ردن ميزان خوش سوزي ي˜ هيدرو˜ربن است .هرچي عدد او˜تان بزرگتر باشد خواص ضد ˜وبش بنزين بيشتر است و بنزين مرغوب تر است . ي˜ راه نسبتاً ارزان براي بالا بردن عدد او˜تان افزودن تترا اتيل سرب pb ئ 4(C2H5) به بنزين است .
هيدرو˜ربن هاي سيرنشده
در اين نوع هيدرو˜ربن ها حداقل دو اتم ˜ربن مي توان يافت ˜ه به جاي چهار اتم ، تنها با سه يا دو اتم پيوند دارد . آل˜ن ها و آل˜ين ها و اتين ساده ترين عضو آل˜ين هاست .

اتن (اتيلن )

اتين (استيلن )
وا˜نش پذيري هيدرو˜ربن هاي سير نشده ، بيشتر از آل˜ان ها است .
فرآورده هاي پتروشيميايي
امروزه بسياري از اشياء و مواد متداول ساختني هستند ˜ه به وسيله صنايع شيميايي از نفت يا گاز طبيعي به دست مي آيند . اين تر˜يب ها را فرآورده هاي پتروشيميايي مي نامند .برخي از اين مواد مثل پا˜ ˜ننده ، حشره ˜ش ها و مواد دارويي و آرايشي به طور مستقيم استفاده مي شوند و ل يبيشتر اين مواد به عنوان ماده اوليه در توليد تر˜يب هاي ديگر به ويژه پلاستي˜ ها ب˜ار مي روند .
˜اربرد اتن در پتروشيمي
ي˜ي از آل˜ن هاي مهم صنعتي اتن است . وا˜نش پذيري پيوند ده گانه در اتن بسيار زياد است . از اين رو به آساني مي توان آن را به بسياري از فرآورده ها يسودمند تبديل ˜رد . براي مثل وقتي ˜ه ي˜ مول˜ول آب با پيوند دوگانه ي ي˜ مول˜ول اتن وا˜نش مي دهد اتانول ˜ه ي˜ تر˜يب سيرشده است و ˜اربردهاي بسيار زيادي دارد تش˜يل مي شود .

اتانول (اتين ال˜ل )آباتن (اتيلن )
همچنين از اتن براي تهيه پلاستي˜ ، پل يتن (پلي اتيلن ) استفاده مي شود ˜ه از آن در ساخت ˜يسه هاي پلاستي˜ي و ورقه ها يبسته بندي استفاده مي ˜نند .

پلي تن ي˜ي از بسپارهاي (پليمرهاي ) مهم صنعتي است

 

 

مقدمه

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
فرمول شیمیایی اب

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.

معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:

هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

اشکال متغیر

ب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

اهمیت اب در زندگی

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

• حلال بسیار خوبی است.
  
  
• چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد.
  
  
• گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می‌شود.
  
  
• نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.
  
  
• آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
  
  
• یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.
  
  بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است.
  
  این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط ، ماهی ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.
  
  
• دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

اب در زندگی روزانه

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.
منبع کمیاب

در بسیاری از کشورها ، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می‌کنند که بدلیل رشد جمعیت، آلودگی آب ها و گرم شدن زمین حادث می‌شود

اب اشامیدنی

آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌کنند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

اب فرهنگ و مذهب

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می‌دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاک شستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضه نماز را بجا آورد.

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.
شناخت محیط رشد اب

اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیر قابل انکار است. میزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادی چه گیاهی را می توان کاشت و چه گیاهی را نمی توان. بسیاری از اعمال حیاتی گیاه توسط آب کنترل می شود. آب از مواد اصلی تشکیل دهنده یاخته زنده می باشد و میزان آن در بافت های مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضی بذور خشک تا 40% در بافت های چوبی در حال خواب و 95% در میوه های آبدار (مانند هندوانه) دیده می شود. آب هم حلال است و هم وسیله ای برای انتقال مواد در داخل گیاه کمبود آب در گیاه باعث توقف رشد، و ادامه این کمبود منجر به اختلالات برگشت ناپذیر می گردد و گاهی هم موجب مرگ گیاه می شود. این عمل در نواحی گرم و خشک و گیاهانی که بر اساس ویژگی گونه ای دارای تبخیر شدید می باشند‏، به سرعت اتفاق می افتد میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است برای مثال برای تولید هر گرم ماده خشک در سوزنی برگها 50 گرم آب و در سبزهای برگی 2500 گرم آب مصرف می شود بطورکلی، برای بیشتر گیاهان‏، این مقدار بین 300 تا 1000 گرم می باشد. وقتی گیاه در حال رشد است پیوسته آب از زمین جذب کرده و از برگ ها آن را تبخیر می کند. میزان تبخیر آب از سطح برگ بستگی به دما‏ جریان هوا و عوامل دیگری مانند تعداد و چگونگی روزنه ها‏، رطوبت نسبی هوا و غیره دارد. خورشید ، انرژی لازم را برای تبخیر آب از سطح برگ تامین می کند. اگر بین جذب آب و تبخیر تعادل برقرار باشد تمام فرآیندهای گیاهی بطور طبیعی پیش می رود و گرنه یکی از دو حالت زیر پیش می آید :
الف : اگر مقدار جذب بیشتر از مقدار دفع باشد : این حالت ممکن است در اثر کم بودن شاخساره نسبت به ریشه، پیرایش (هرس) بی قاعده، حمله آفات و امراض و یا بالا بودن رطوبت نسبی هوا اتفاق بیفتد در این حالت فشار آب درون یاخته ها یا آوندها بالا می رود. علایم عمومی این حالت، درازی و باریکی و نرمی ساقه گیاه و خوابیدگی آن روی زمین و ترک خوردن میوه (به علت به هم خوردن رابطه سطح و حجم) است.
ب : مقدار دفع بیشتر از جذب باشد : این حالت ممکن است در اثر خشک بودن خاک، کمبود ریشه نسبت به شاخساره، یا در اثر جابجا کردن گیاه پیش بیاید. این حالت باعث تیرگی رنگ برگها و در صورت ادامه باعث پژمردگی آنها و خشک شدن گیاه می شود. کم آبی مزمن در بعضی از انواع هندوانه و گوجه فرنگی باعث پوسیدگی گلگاه می شود.

محیط مخروط افکنه

رسوبات مخروط افكنه ای مركز تجمع آبهای زیرزمینی می باشد ونیزبیشترمخازن آبهای زیرزمینی درون حوضه رسوبی ازآبهای وارده به رسوبات مخروط افكنه ای تغذیه می شود. همچنین بیشترطلای موجود دردنیا ازرسوبات مخروط افكنه قدیمه در افریقای جنوبی استخراج می گردد كه به فرم پلاسر برجای مانده اند.
مخروط افكنه عبارت است از رسوبات مخروطی یا قیفی شكل كه در حواشی كوهستانها تشكیل می شوند و هر قدر از كوهستان به طرف دشت برویم از ضخامت آن كاسته شده و بر وسعت آن افزوده می شود. بطور متوسط شیب مخروط افكنه در حدود ۵ درجه است ولی ممكن تا بیش از ۲۵ درجه تغییر كند . از نظر اندازه، مخروط افكنه ممكن است شعاعی كمتر از چند صد متر تا بیش از ۱۵۰كیلومتر داشته باشد. رسوبات مخروط افكنه به علت این كه در یك محیط اكسیداسیونی تشكیل می شوند غالبا" دارای رنگ قرمز می باشند. شكل این رسوبات به وضعیت تكتونیكی وآب وهوائی منطقه بستگی دارد. اگرچه بیشتر رسوبات مخروط افكنه ها در مناطقی تشكیل می گردد كه دارای آب وهوای خشك ونیمه خشك با پوشش گیاهی كم و بارندگی خیلی كم وتخریب سریع است، ولی این رسوبات مربوط به آب وهوای خاصی نمی باشد ودر مناطق مختلف تشكیل می گردد.
از نظر اقتصادی شناسایی رسوبات مخروط افكنه ای از اهمیت خاصی برخورداراست. برای مثال رسوبات مخروط افكنه ای مركز تجمع آبهای زیرزمینی می باشد ونیزبیشترمخازن آبهای زیرزمینی درون حوضه رسوبی ازآبهای وارده به رسوبات مخروط افكنه ای تغذیه می شود. همچنین بیشترطلای موجود دردنیا ازرسوبات مخروط افكنه قدیمه در افریقای جنوبی استخراج می گردد كه به فرم پلاسر برجای مانده اند. ضمنا" مقدار زیادی اورانیوم پلاسرازرسوبات مخروط افكنه ای قدیمی در حوضه های رسوبی آفریقای جنوبی استخراج می گردد.
رسوبات مخروط افكنه تحت تاثیر دو فرآیند كلی جریانهای رودخانه ای و جریانهای خرده دار رسوب می كنند. گروه اول آنهایی هستند كه رسوبات توسط رودخانه حمل شده وشامل سیلابی صفحه ای رسوبات رودخانه ای و رسوبات غربال شده می باشند. گروه دوم آنهایی هستند كه رسوبات توسط جریان های خرده دارحركت كرده و برجای گذاشته شده اند.
الف) رسوبات سیلابی صفحه ای: این رسوبات به فرم صفحه ای، درمناطقی كه رودخانه هم سطح زمین می شود، تشكیل می گردد. این رسوبات در منطقه وسیعی به علت پهن شدن جریان آب كه با كاهش سرعت وعمق كانال همراه است، تشكیل می گردد. این رسوبات بیشتر از گراول وماسه تشكیل شده اند ممكن است دارای مقادیری سیلت نیز باشند، ولی مقداررس درآنها بسیارناچیزاست. جورشدگی در این رسوبات خوب است و طبقه بندی دراین رسوبات به فرم توده ای ، مورب و لامینه است.
ب)رسوبات رودخانه ای: این رسوبات شامل رسوبات پر كننده كانال، رسوبات حواشی كانال و نواحی بین كانالی می باشد. این رسوبات دانه درشت بوده و دارای جورشدگی بدی می باشند. از نظر شكل هندسی، این رسوبات به فرم كشیده و باریك هستند و كنتاكت قسمت تحتانی این رسوبات به صورت مقعر به طرف بالا بوده و سطح آن تخریبی است
ج) رسوبات غربال شده: این رسوبات بیشتر در مناطقی تشكیل می گردند كه سنگ منشا تركیب یكنواختی داشته و از سنگهای سخت مانند كوارتزیت و ... تشكیل شده باشد. ذرات تشكیل دهنده این رسوبات بیشتر در اندازه گراول بوده وهنگامی تشكیل می شوند كه ذرات ریزتر، مانند ماسه، سیلت ورس، درمنشا كمتر باشد. جورشدگی این رسوبات خیلی خوب، اما ذرات زاویه دار هستند. این رسوبات غالبا" در قسمت وسط مخروط افكنه ها تشكیل می گردند.
● رسوبات جریانی خرده دار
این رسوبات به علت دارا بودن رس فراوان دارای ویسكوزیته بیشتری از رسوبات رودخانه ای است. رسوبات جریانی خرده دار هنگامی تشكیل می گردد كه در منشا مقدار زیادی رس تولید شود. این رسوبات به شكل زبانه ای و مخروطی از كوهستان به طرف پایین حركت می كنند ودارای جورشدگی بدی می باشند. عواملی كه باعث حركت این رسوبات می شوند شامل: باران زیاد در مدت كوتاه، شیب زیاد با پوشش گیاهی كم، تخریب زیاد.
رسوبات جریانی خرده دار بیشتر در مناطق نیمه خشك، بویژه مناطقی كه دارای سنگهای ولكانیكی هستند، تشكیل می گردند. جریانهای گلی نوعی جریان خرده دار است كه بیشترازرسوبات دانه ریز و ذرات در اندازه ماسه تشكیل شده است. در سطح رسوباتی كه توسط جریانهای گلی گذاشته شده اند، تركهای گلی به مقدار زیادی مشاهده می گردد.
● شكل هندسی رسوبات مخروط افكنه
۱- رسوبات مخروط افكنه ممكن است به فرم تیغه ای شكل بوده و بیشترین ضخامت آن در حاشیه كوهستان باشد وهرقدر دورتر شویم از ضخامت آن كاسته شود. این نوع رسوبات نشان دهنده بالا آمدگی منطقه، براثر فعالیتهای كوهزایی، قبل از تشكیل مخروط است.
۲- رسوبات مخروط افكنه ممكن است به فرم عدسی شكل باشد كه دراین حالت رسوبات در حاشیه كوهستان و درقسمت انتهایی نازك بوده و در وسط ضخیم تراست. این نوع شكل هندسی نمایش دهنده این است كه كوهستان در هنگام تشكیل مخروط بطور ممتد بالا آمده است.
۳- ممكن است رسوبات مخروط افكنه به شكل تیغه ای باشد، ولی برعكس حالت اول، ضخامت كم آن در طرف كوهستان وضخامت زیادترآن دورترودرانتهای مخروط می باشد. این حالت موید آن است كه مدت زمان طولانی عمل تخریب در قسمت نزدیك به منشا مخروط و انتشار دوباره رسوبات به طرف پایین وجود داشته است.
● اختلاف بین كنگلومرای مخروط افكنه وسایر رسوبات:
۱) كنگلومرای مخروط افكنه غالبا" دارای رنگ قرمز است ولی در محیط های دریایی این رسوبات دارای رنگ خاكستری، سبزو یا آبی می باشد.
۲) در كنگلومرای های مخروط افكنه فسیل دریایی دیده نمی شود.
۳) در دریایی بین ذرات دانه درشت را ذرات ماسه با گردشدگی خوب پر می كند ولی در مخروط افكنه به توسط ماتریكس رسی پر می شود.
۴) در دریایی ذرات دارای جورشدگی و گردشدگی بهتری نسبت به مخروط افكنه هستند.
۵) لایه یا زون هایی از خاكهای قدیمی در مخروط افكنه وجود دارد كه در رسوبات دریایی دیده نمی شود.
۶) وجود رسوبات جریانی خرده دار، كه بطور متناوب درون كنگلومرای مخروط افكنه دیده می شود در كنگلومرای دریایی مشاهده نمی گردد.

نگاه کلی

آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب می‌شود. CO₂ هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود می‌بخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیط‌های گوناگون مخصوصا محیط‌های آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل می‌کند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت می‌شود که با جوشاندن از بین می‌رود. البته یونهای منیزیم و کلسیم و سایر یونهای فلزی با سولفات و نیترات و کلرو ایجاد سختی دائم می‌کنند. سختی آب باعث رسوب کردن صابون در آب می‌شود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین می‌برد).

اثرات زیان بخش ناخالصی های اب در صنعت

آب در شیمی یکی از مهمترین حلالها می‌باشد و معمولا از آن به عنوان حلال عمومی نام می‌برند و بنابراین کاربرد اساسی در صنعت دارد که برخی از کاربردهای مهم به این شرح می‌باشد:

• به عنوان حلال
• به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنشهای شیمیایی تهیه محصول
• به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته
• به عنوان بستر یا محیط واکنش
  
  

وجود ناخالصیها در آب باعث ایجاد رسوب در دستگاههای حرارتی و دیگ بخار می‌شود که این عمل باعث کاهش عمر مفید دستگاه می‌گردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید می‌شود دارای کیفیت بسیار پایینی می‌باشد به عنوان مثال سیلیس همراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدن روی پره‌های توربین رسوب می‌کند. خوردگی بویلرها و تأسیسات حرارتی و لوله‌ها ، اتلاف مواد شیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی و نساجی از عوارض دیگر آبهای ناخالص می‌باشد.

بهترین آب برای استفاده در صنعت آب بدون یون است اما هزینه تولید آب بدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی از آب مقطر استفاده می‌کنند همچنین در مناطق کویری و خشک که منابع آب آشامیدنی محدود می‌باشد. از روش تقطیر آب دریا برای تولید آب آشامیدنی استفاده می‌شود.

روش تقطیر اب

تقطیر یک محصول و خالص سازی آن به فراریت اجزای آن محلول یعنی اختلاف نقاط جوش آنها بستگی دارد. آب طبیعی از دو جزء حلال (آب) و مواد حل شده (انواع نمکها) تشکیل شده است. آب جزء فرار می‌باشد. در اثر حرارت آب بخار می‌شود و نمکهای موجود در آن در ظرف تقطیر به صورت رسوب باقی می‌ماند. اگر بخار آب حاصل را سرد کنیم بخار به مایع تبدیل شده و آب مقطر به دست می‌آید. با تکرار تقطیر می‌توان آب مقطر با خواص بهتری را بدست آورد.

از آب مقطر به دست آمده در آزمایشگاههای شیمی بطور گسترده استفاده می‌شود همچنین آب مقطر استریل شده در تزریقات کاربرد فراوانی دارد. آب مقطر مانند آب آشامیدنی گوارا نمی‌باشد. زیرا مقداری از اکسیژن محلول و همچنین برخی از یونهایی که باعث ایجاد طعم خوب آب می‌شود را از دست داده است. در تاسیسات آب شیرین کن بعد از اینکه آب شور را تقطیر کرده و آب مقطر تولید می‌کنند طی فرآیندهایی که روی آب انجام می‌دهند طعم آن را بهبود بخشیده و برای نوشیدن مناسب می‌سازند

برخی خواص اب مقطر

PH آب مقطر خنثی و در حدود 7 می‌باشد. رسانایی ویژه آن (عکس مقاومت) بسیار کم می‌باشد. زیرا رسانایی الکتریکی آب با انحلال نمکها در آن افزایش می‌یابد. دمای جوش آن پایینتر از آبهای طبیعی می‌باشد و به علت عدم وجود مواد محلول خاصیت خورندگی ندارد.

 

دیدکلی

بطور طبیعی ، املاح متعددی در آب وجود دارند، ولی علاوه بر این املاح ، بعضی مواد شیمیایی در خلال فرآیند تصفیه به آب علاوه می‌گردند، از اینرو است که در پایان تصفیه و یا بطور کلی قبل از مصرف آبها، باید از نظر کیفی کنترل شوند. در مورد بعضی از این املاح توضیحاتی داده می‌شود.
مس

مس ، در آبهای طبیعی بندرت دیده می‌شود و وجود ترکیب سولفاتی آن برای ماهیان بسیار مضر است، بطوری که 0,12 میلیگرم در لیتر آن در آب برای ماهی قزل آلا کشنده است و انواع دیگر ماهیها به این ماده ، حساس هستند و مقاومترین ماهیها در محیطی با 1.2 میلیگرم سولفات مس خواهد مرد. در پس‌آبها ، غالبا بعلت عبور آن از مبدلهای حرارتی مس و یا معرف سولفات مس در استخرهای شنا برای جلوگیری از رشد الگ‌ها ، می‌توان به مقدار قابل توجهی مس برخورد نمود.

روی

وجود انسان همانند مس به روی نیاز دارد (حدود 100 میلیگرم در روز) و این فلز ، همانند مس از طریق ادرار و مدفوع قابل رفع است و در بدن انباشته نمی‌شود و از اینرو از نظر سلامتی ، حتی 40 ppm مجاز می‌تواند باشد، ولی مقادیر بیش از 5 ppm آن در اثر تولید هیدرات و هیدروکربنات روی ، طعم نامطبوعی در آن ایجاد می‌کند و آبهای قلیایی ، حتی رنگشان هم شیری می‌شود

سرب

سرب برخلاف مس و روی در بدن انسان انباشته می‌شود و متابولیسم بدن نیز چندان نیاز قابل توجهی به این ، فلز ندارد. مسمومیت با سرب ، به همراه کم خونی ، بی‌اشتهایی و دردهای عضلانی است. این عوارض گویا زاییده جایگزین شدن سرب بجای کلسیم در ترکیب استخوانهاست که مرکز خون سازی می‌باشند. علاوه بر این ، سرب ، عملکرد آنزیمهای سازنده هموگلوبین را مختل می‌نماید.

سرب که به آسانی از طریق پوست ، مخاط ، تنفس و تغذیه جذب می‌شود، به علل مختلف در محیط زیست پراکنده است. از مهمترین این علل وجود سرب در سوخت اتومبیلهاست. در ضمن وجود بعضی آلیاژهای سربی که بعنوان لوله‌های انتقال آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقدار مجاز سرب در آبهای شهری ، کمتر از 0.5 ppm است.

ارسنیک

آرسنیک مانند سرب در بدن انباشته می‌شود و میزان ناچیزی از آن دفع می‌شود. این فلز ، مسموم کننده است و حتی می‌تواند از طریق شستشوی زمینهای زراعتی ، علوفه حیوانات را نیز آلوده نموده و موجب مسمومیت چهار پایان گردد. تاثیر سرطان‌زایی آرسنیک (پوست) تایید شده است. مقدار مجاز آن در آب ، 0.05 ppm است.
اهن

آهن یکی از فراوانترین عناصر موجود در طبیعت است و علاوه بر این ، ترکیبات آهن به مقدار زیادی در تصفیه آبها مورد استفاده است. در ضمن بعلت استفاده فراوان از لوله‌های آهنی انتقال و توزیع آب و با در نظر گرفتن این که خوردگی آهن در آب بسرعت صورت می‌گیرد، می‌توان انتظار داشت که در آبهای شهری نیز آهن وجود داشته باشد.

آهن همانند مس و روی در بدن انسان انباشته نمی‌شود و بدن انسان در تشکیل هموگلوبین خون به این عنصر نیازمند است، بخصوص در موارد کم خونی و اواخر دوران بارداری زنان از طرف پزشکان تجویز می‌شود. با در نظر گرفتن کلیه جوانب امر ، تا مقدار 0.3 ppm آهن در آبهای شهری مجاز است. وجود بیش از حد آهن ، در صنایع کاغذ سازی ، یخ‌سازی ، لباسشویی بعلت ایجاد لکه‌های قهوه‌ای رنگ (اکسید آهن) مشکلاتی را بوجود می‌آورد.
منگنز

منگنز با وجود این که همانند آهن از بدن دفع می‌گردد، ولی مقدار بیش از حد آن که غالبا در اثر مصرف مداوم وارد بدن می‌شود، باعث اختلال در بعضی ارگانهای مغز می‌گردد و حتی ممکن است منجر به مرگ شود. املاح منگنز نظیر آهن ایجاد لکه‌های سیاه و قهوه‌ای بر روی کاشی ، پارچه ، کاغذ و غیره می‌نماید. زیادی منگنز علاوه بر آنکه طعم نامطلوبی ایجاد می‌کند، موجب ایجاد بلورهای رسوبی در جدار لوله‌های انتقال می‌گردد.

بدن انسان روزانه به 10 میلیگرم منگنز نیازدارد که از طریق تغذیه تامین می‌گردد و از اینروست که منگنز تا مقدار 0.05 ppm در داخل آب شهری مجاز اعلام شده است.
کادمیم

کادمیم از زمره عناصری است که در بدن انباشته می‌شود و مقدار کمی از آن دفع می‌شود. املاح محلول این فلز ، باعث سوزش جدار معده و روده می‌گردد. این فلز بر روی حیواناتی نظیر خرگوش اثرات نامطلوبی نظیر کاهش هموگلوبین خون و پوسیدگی دندان داشته است. مقدار مجاز آن 0.01 ppm است.

سلنیم

این عنصر که از نظر پرورش چهار پایان اهمیت دارد و تغذیه گیاهان حاوی این عنصر ، موجب ذخیره آن در کبد و کلیه می‌گردد. آزمایشاتی که بر روی خرگوش انجام یافته ، نشان دهنده آن است که ترکیبات آلی آن بویژه موجب سرطان کبد است. این عنصر بطور کلی برروی موجوداتی که در محیطهایی با غلظت زیاد سلنیوم زندگی می‌کنند، دیده شده است و تحقیقات بیشتری در این زمینه ادامه دارد.

خوشبختانه مقدار سلنیوم در آبها چندان قابل ملاحظه نیست. ولی در بعضی خاکها و گیاهان به مقدار قابل توجهی از آن برخورد شده است. مقدار مجاز این عنصر در آبهای شهری حدود 0.01 ppm تعیین شده است.

الومینیوم

این فلز به صورت سولفاتش در تصفیه آب مورد استفاده است و همچنین بعلت مصرف ظروف آلومینیومی و همین طور بعلت تماس انسان با خاک به مقدار زیادی وارد بدن می‌شود. خوشبختانه این فلز ، مسمومیت‌زا نیست.

کروم

کروم در صنایع مصرف زیادی دارد و خوشبختانه مسمومیت‌زا نیست.

جیوه

این عنصر خطرناک ، بشدت مسموم کننده است. متاسفانه با صنعتی شدن جوامع ، مقدار این عنصر رو به افزایش است. بطور کلی وجود این عنصر در آبهای شهری حتی در مقادیر فوق العاده ناچیز نیز ممنوع است. براساس آمار منتشره بتنهایی در سال 1974 حدود 10 میلیون کیلوگرم جیوه از طرق گوناگون به محیط زیست وارد شده است.

کلسیم و منیزیم

این دو فلز از مهمترین عناصر مورد نیاز بدن هستند و ترکیبات آنها نیز ، نقش پراهمیتی در صنایع دارند. املاح این دو فلز موجب سختی آب هستند.
سیانور

سیانور ، آنیونی است که بندرت در آبهای سطحی و زیرزمینی دیده می‌شود. ولی متاسفانه در صنعت مخصوصا در صنایع آبکاری ، مصرف زیاد آن باعث ورود آن در محیط زیست از طریق پس‌آبهای صنعتی می‌گردد. این آنیون به شدت مسموم کننده است. انسان و ماهیها با مصرف مقادیر بسیار کمی از آن به هلاکت می‌رسند بطوری که در محیطی با غلظت سیانور 1 ppm ماهی قزل آلا را در مدت 20 دقیقه به هلاکت می‌رساند.

از اینرو وجود این ترکیب در آبهای آشامیدنی ، غیرمجاز تلقی می‌شود.

کلرورها و سولفاتها

این دو آنیون به مقدار بسیار زیادی در آبهای سطحی و زیر زمینی دیده می‌شوند و مقدار مجاز آنها در آبهای شهری در حدود 250 ppm است. ترکیبات بسیار غلیظ آنها به صورتهای سدیم ، پتاسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی ایجاد طعم کرده و در مصرف کننده ایجاد ناراحتیهایی به صورتهای مختلف می‌کند. آبهایی که مقدار کلرور آنها بیش از حد است، شور و آبهایی که مقدار سولفات سدیم و سولفات منیزیم آنها زیاد است، گس و تلخ مزه می‌باشند. چای یا قهوه تهیه شده با آبهای کلرور و سولفات‌دار ، بد طعم و بد رنگ هستند.
ید

معمولا در آبهای طبیعی به مقدار کمی ، ید وجود دارد. ولی در آبهای شور طبیعی مقدار آن نسبتا زیاد است. ید در صنایع بعنوان ضد عفونی کننده قوی مصرف می‌شود و از یکی از موارد مصرف مهم آن ، ضد عفونی آب استخرهاست. ید محلول در آب علاوه بر اینکه بصورت I₂ وجود دارد، بصورت HOI (اسید هیپویدیک)، یون ^-OI (هیپویدیت) و یون ^-I₃ نیز یافت می‌شود.

ید یکی از عناصر مورد نیاز غده تیروئید در ساختن تیروکسین است. مرض گواتر نشانه کمبود آن است. گرچه مصرف ید از طریق آب آشامیدنی مفید است، ولی گاها ایجاد حساسیت می‌کند. لذا در سالهای اخیر ، ید را همراه با مصرف نمک طعام تجویز می‌کنند. از مواد غذایی یددار می‌توان کلم ، ماهی و هویج را نام برد. زیادی ید در بدن موجب بیماری به نام یدیسیم است که علائم اولیه آن ، جاری شدن آب دهان ، بینی و چشم است.

فلوئور

آنیون فلوئور بعلت نقش مهم آن در سلامتی دندانها اهمیت ویژه‌ای دارد.

امونیاک نیتریت و نیترات انها

مواد ازت‌دار بطرق مختلف نظیر تماس منابع آب با فاضلاب و یا تخلیه آبهای شستشوی زمینهای کشاورزی در رودخانه و از همه مهمتر اکسیداسیون مواد آلی ازت‌دار نظیر پروتئینها موجد ازت هستند. آمونیاک حاصله هم پس از مدتی به نیتریت اکسیده می‌شود و نیتریت هم به نیترات تبدیل می‌شود. آمونیاک در درجه اول و نیتریت در درجه دوم ، موید آلودگی جدی آب است.

وجود نیترات و نیتریت در آبهای شهری برحسب میلی گرم در لیتر ازت ، نباید بیش از 10 باشد.

دیدکلی

قبلا در مورد منشا نفت دو نظریه ارائه می‌شد: تشکیل نفت از منشا آلی و از منشا غیر آلی. دلایل ارائه شده در مورد منشا غیر آلی ( معدنی) نفت بسیار ضعیف بوده و امروزه باطل شناخته می‌شود. همه محققین این عقیده را دارند که کانسارهای بیتومن‌های طبیعی از عناصر آلی و در داخل تشکیلات رسوبی بوجود می‌آیند. البته تشکیل متان به صورت معدنی که در فضا و در چندین سیاره دیگر یافت می‌شود استثنایی در این مورد است. معمولا متان معدنی نمی‌تواند تشکیل ذخایر عمده گازی را بدهد.
حمل و ته نشست موادالی در دریا

وقتی که نفت از مواد آلی مشتق شد مهم فهمیدن چگونگی ته نشست آن مواد در داخل رسوبات دریایی است. در هر سال حدود 5.1¹⁰ تن مواد آلی در اقیانوسهای جهان تولید می‌شوند که اکثریت آنها در داخل رسوبات دریایی مدفون می‌شوند. مواد حاصل از فرسایش سنگها در خشکی به داخل اقیانوسها حمل می‌شوند و در مناطق ساحلی خصوصا در دلتاهای رودخانه‌ای بیشتر از سایر جاها رسوب می‌کنند. همچنین مقدار مشابهی از مواد گیاهی حاصل از خشکی نیز در داخل اقیانوسها انباشته می‌شوند.

فیتوپلانکتونها

بیشتر فرآوردهای بیولوژیکی تا اعماق 50 - 30 متری اقیانوسها وجود دارند و تمامی رویش فیتوپلانکتونها در اعماقی که نور خورشید جهت انجام فرآیند فتوسنتز به آنجا می‌رسد، صورت می‌گیرد (اعماق 150 - 100 متری). فیتوپلانکتونها تولید کننده‌های مواد غذایی برای سایر موجودات اقیانوس هستند. زئوپلانکتونها از فیتوپلانکتونها تغذیه کرده بنابراین ازدیاد تنها در جاهایی صورت می‌گیرد که تولیدات فیتوپلانکتونی زیاد باشد موجوداتی که می‌میرند، به اعماق دریا فرو می‌روند و ممکن است در اثر پوسیده شدن آزاد شدن مواد مغذی گردند که این چرخه ، در اعماق زیاد صورت می‌گیرد.
اب

در نواحی قطبی خصوصا در جاهای سرد ، آبهای با دانسیته زیاد به اعماق فرو رفته و به سمت عرضهای جغرافیایی پایین جاری می‌شوند. در نواحی با بادهای خشکی غالب ، به عنوان مثال در کرانه‌های غربی قاره‌ها چاه‌های آرتزین قوی وجود دارند که حاوی آب غنی از مواد مغذی به مانند اعماق اقیانوس‌هاهستند که این امر تهیه مواد اساسی خصوصا تولید مواد اولیه آلی با درصد بالا را موجب می‌شوند. بهترین مثال در این مورد ساحل غربی آمریکای جنوبی می‌باشد.
انرژی نفت

انرژی موجود در نفت که ما امروزه از آن استفاده می‌کنیم قبلا به صورت انرژی خورشیدی ذخیره شده بود. در عمل فتوسنتز دی‌اکسید کربن و آب با انرژی کم به هیدرات کربن با انرژی زیاد تبدیل می‌گردد (مانند گلوکز)

که در این رابطه CH₂O هیدرات کربن مانند گلوکز است. این انرژی می‌تواند مستقیما توسط موجودات برای عمل تنفس استفاده شود که در اثر فرآیند معکوس ، هیدراتهای کربن مجددا به دی‌اکسید کربن و آب شکسته می‌شوند که اکسیداسیون 100 گرم گلوکز 375 کیلوکالری انرژی آزاد می‌کند.

مهمترین موادالی تشکیل دهنده ی نفت

جلبکهای پلانکتونیک (پلانکتونی) ، مهمترین شرکت کننده‌هایی از مواد آلی هستند که در تشکیل نفت دخالت دارند، در این میان دیاتومه‌ها مهمترین آنها می‌باشند چون دارای اسکلت سیلیسی بوده و بخش آلی آنها شامل تقریبا 31 درصد هیدرات کربن و 48 - 24 درصد پروتئین و 15 - 2 در لیپید است. همچنین دینوفلاگلاتها Dinoflagellaies ، ترکیب مشابه‌ای با اینها دارند

زءوپلانکتونها

زئوپلانکتونها مواد آلی غنی از لیپید را می‌سازند و مشتق شده‌اند از :

• رادیولارها (Radiolarites ) : با پوسته سیلیسی ، بخش وسیع ، بخصوص در آبهای نواحی گرمسیر.
• فرامینیفرها (Foraminiferes) : با پوسته کربنات کلسیم‌دار مانند (گلوبیژرین).
• پتروپودها (Detropodes) : دارای عضو پا مانند هستند که به صورت زائده نرم آویزان است و حاوی پوسته کربناتی هستند.
  
  

در زنجیره غذایی این زئوپلانکتونها ، توسط سخت پوستان خورده می‌شوند که آنها نیز به نوبه خود توسط ماهیها خورده می‌شوند. در زنجیره غذایی طبیعی هر بند را یک سطح تروپیک می‌نامند و هر بند در طول کاهش زنجیره تراکم زیستی ضریبی از 10 دارد.
دلتاها و تشکیل نفت

در مردابهای ساحلی خصوصا دلتاها ، تولیدات زیاد مواد آلی سبب رویش و شکل گرفتن گیاهان و درختان می‌شود که در بقایای این گیاهان بزرگ امکان دارد تورب تشکیل شده و با قرار گرفتن در عمق بیشتر و دگرگون شدن به لیگنیت و زغالهای بیتومینوز تبدیل گردد که چنین ته نشستهایی یک منبع ذخیره نفت و گاز نیز می‌باشند. همچنین مواد گیاهی شامل چوب که به صورت شناور در رودخانه‌ها حمل می‌شوند در محیطهای دلتایی نزدیک سواحل پس از کاسته شدن سرعت آب ته نشین شده و به ته آب فرو می‌روند

اسید هومیک

فرآورده‌های آب رودخانه حاوی مواد غذایی معدنی و همچنین شامل مقدار قابل ملاحضه‌ای مواد آلی می باشند که از این مواد مخصوصا اسید هومیک و مواد مشابهی که در اثر تجزیه مواد گیاهی حاصل می‌شوند می‌توان نام برد. اسید هومیک به صورت ضعیف در آب حل می‌شود و نقش قابل ملاحظه‌ای را در بوجود آوردن منابع هیدروکربنی عهده‌دار است

اطلاعات اولیه

گردش معکوس در کارگاه آفرینش ، شاید درک آنچه را که بحران انرژی خوانده می‌شود، میسر کند. کل قضیه ، میلیاردها سال قبل و با فرایندهای تبدیل انرژی خورشید به آدنوزین تری فسفات (ATP) آغاز شد. کلروفیل‌ها و سایر رنگدانه‌های گیاهان ، انرژی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی‌اکسیدکربن ، آب و مواد معدنی به اکسیژن و ترکیبات آلی انرژی‌دار ، بکار برده و غذای موجودات کوچک و بزرگ از جمله انسان اندیشه‌ورز را فراهم می‌آورند. این فرایند ، همچنین باعث افزایش ذخایر معدنی آلی از قبیل هیدروکربورهای زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی می‌شود.

مراحل تشکیل انواع زغال سنگ

زغال سنگ از بقایای درختان ، بوته‌ها و سایر گیاهان زنده بوجود می‌آید. نشو و نمای این گیاهان در دوره‌هایی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بود، صورت گرفت. اگر چه برخی از معادن زغال سنگ 400 میلیون سال قبل و در دوره انسان سیلوری ( Silurian ، انسان سیلوری در دوره سوم دوران اول زمین شناسی ظاهر شد. ویژگی این دوره ظهور گیاهان خشکی است.) تشکیل یافته است. اما قسمت اعظم این ذخایر تقریبا 250 میلیون سال پیش و در دوره فوقانی و تحتانی دورانهای کربونیفر ( Carboniferous ، دوره کربونیفر یا زغال‌خیز به بخشی از زمان می‌گویند که به پایان دوران اول زمین شناسی مربوط بوده و از حدود 345 میلیون سال قبل آغاز می‌شود.) پدید آمدند.

سپس ، اوضاع برای رشد سرخسهای دانه‌دار گرمسیری بسیار عظیم و درختان بدون گل غول پیکر ، در باتلاقهای وسیع فراهم شد. این گیاهان بعد از خشک شدن و از بین رفتن به داخل باتلاقها می‌افتادند و بر اثر خروج اکسیژن ، فساد بی‌هوازی تسریع می‌شد. پوشش گیاهی به ماده‌ای لجن مانند به نام پیت (Peat) تبدیل شد. پیتها بسته به درجه فساد ، برخی قهوه‌ای و اسفنجی و بعضی سیاه و فشرده بودند. دریا بر روی چنین ته‌نشستهایی پیشروی کرد و رسوبات معدنی بر روی آنها فرو نشست. پیت در زیر فشار خشک و سخت شد و به زغال سنگ پیت (لنیت یا لیگنیت که به زغال سنگ قهوه‌ای نیز موسوم است.) تبدیل شد.

فشار بیشتر و گذشت زمان ، زغال سنگ قیردار را به وجود آورد، که هر 6 متر ضخامت رسوب گیاهان نخستین به 0.3 متر زغال سنگ تبدیل شده بود. حتی فشارهای زیادتر که ناشی از چین‌خوردگی پوسته زمین به صورت رشته کوههای عظیم بود، سخت‌ترین و مرغوبترین زغال سنگ ، یعنی آنتراسیت (anthracite) ، را بوجود آورد. کیفیت زغال سنگ از روی نسبت مقدار کربن تثبیت شده به مقادیر رطوبت و ماده فرار (ماده‌ای که بر اثر حرارت به گاز تبدیل می‌شود)، تعیین می‌گردد.

منشا نفت و گاز طبیعی

با همه تلاش گسترده و صرف وقت فراوانی که برای یافتن و استخراج نفت و گاز طبیعی صورت گرفته است، انسان هنوز درباره منشا این مواد به نحو شگفتی بی‌اطلاع است. پاره‌‌ای واقعیتهای پذیرفته شده در این مورد عبارتند از :

• نفت و گاز از ترکیباتی با منشا زیست شناختی (بیولوژیکی) تشکیل شده‌اند.
  
  
• قسمت اعظم انواع نفت محتوی پورفیرین ، مجموعه‌ای از ترکیبات هیدروکربن‌دار ، که یا از کلروفیل و یا از «همین» (hemin) ، ماده قرمز کننده خون ، مشتق شده‌اند.
  
  
• قسمتهای لیپیدی (چربیها و مومها) موجودات ، منبع سرشاری برای تشکیل نفت و گاز فراهم آورده‌اند.
  
  
• امکان دارد که در اوضاع فعلی بتوان هیدروکربورهای نفت‌مانند را در رسوبهای جوان دریایی پیدا کرد.
  
  

علاوه بر این نفت معمولا با سنگهای رسوبی که بر اثر فعالیتهای دریایی ته‌نشین شده‌اند، توام است

 

حدسی دیگر

احتمالا ماده‌ای آلی که نفت را بوجود آورده است، شامل گیاهان پلانکتونی تک‌ یاخته‌ای از قبیل دیاتمها ( diatom ، جلبک تک یاخته یا چند یاخته‌ای است که دارای جدارهای یاخته‌ای سیلیسی است) ، جلبک سبز ـ آبی و حیوانات پلانکتونی تک یاخته‌ای مانند فورامینی‌فرا (Foraminefera موجود ذره‌‌بینی دارای پوسته آهکی) ، بوده است. این شکلهای ابتدایی حیات در بیش از یک میلیارد سال قبل فراوان بودند و می‌توانسته‌اند به عنوان منبع ذخایر نفت موجود در سنگهای دوران قبل از کامبرین ( Precamberian ، قدیمیترین دوران زمین شناسی) ، اواخر دوران اول زمین شناسی مورد استفاده واقع شده باشند.

پس از مرگ این یاخته‌ها ، حفظ مواد آلی ، مستلزم دفن سریع آنها در زیر رسوبهای ریزبافت و رسی ‌است. مواد مدفون باید از تاثیر اکسیژن محفوظ بمانند، زیرا اکسیژن باعث شکستن مولکولها و نابودی کامل مواد می‌شود.

دیاژنر

دیاژنر به مجموعه اعمالی گفته می‌شود که در ضمن آن تغییرات شیمیایی ، رسوبهای سست را به صخره تبدیل می‌کنند، این پدیده‌ای است با حرارت و فشار نسبتا پایین صورت می‌گیرد. پدیده یاد شده از این واقعیت ناشی می‌شود که نفت را می‌توان به مقادیری که از نظر تجاری مقرون به صرفه باشد، در اعماق بین 30 تا بیش 7500 متر پیدا کرد. این تفاوت عمیق معرف آن است که برای تشکیل نفت ، وجود فشار یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر نیست. دمای زیاد ، یعنی بالاتر از 600 درجه سانتیگراد ، نیز ضرورتی ندارد.
ترکیبات نفت خام

نفت خام ، ترکیبی از هزاران ماده شیمیایی مختلف است که از گازهای بسیار سبک تا مواد نیمه جامدی مانند قیر ، موم یا پارافین در آن یافت می‌شود. تقریبا 8 درصد نفت موجود در سنگهای دوران اول زمین شناسی و 63 درصد آن در سنگهای دوران سوم زمین شناسی و 29 درصد در سنگهای اول دوران چهارم زمین شناسی تا عصر یخچالها یافت می‌شود

افسانه های بابلیان در مورد نفت

کلمه بابلی نپتو (naptu) (که به یونانی به صورت نفتا (naphtha) تغییر شکل داد و به معنای مایع قابل اشتعال بکار می‌رفت)، 2000 سال قبل از میلاد مسیح رایج و به مفهوم شعله کردن استعمال می‌شد. در الواح معبد بابل ، از آن به عنوان چیزی بد یمن یاد شده و از خدایان خشمگین که آن را با برق آسمان به آتش کشیده است. سخن به میان آمده است. صدای گازی که از شکاف سنگها خارج می‌شود، توسط شاه توکولتی نینورتا (King Tukulti Ninurta) ، پادشاه بابل ، در 885 قبل از میلاد به عنوان صدای خدایان که از شکاف صخره‌ها سخن می‌گویند، توصیف شده است.

دیدکلی

تمامی مواد آلی دریایی نزدیک به سطح آب در زون فوتیک (منطقه‌ای که نور به آنجا می‌رسد) و به علت وجود پدیده فتوسنتز تشکیل می‌گردند. بعضی از فیق پلاتکتونها در این زون ، به صورت شیمیایی شکسته می‌شوند و اکسیژن می‌گیرند و بعضی نیز خوراک زئوپلانکتونها می‌شوند و تمامی این پلانکتونها توسط موجودات بزرگتر خورده می‌شوند که قسمتهای غیر قابل هضم این مواد آلی به صورت گلوله‌هایی کوچک از هم ، متمرکز می‌شوند که بعدا ممکن است در داخل رسوبات بهم بپیوندند.

باکتریهای تجزیه کننده ی مواد الی

مواد آلی تجمع یافته در کف دریاها توسط باکتریها در معرض تجزیه قرار می‌گیرند. همچنین موجوداتی که در کف دریاها زندگی می‌کنند، از آنها تغذیه کرده ، موجب کاهش آنها در داخل رسوبات می‌شوند. باکتریهای احیا کننده سولفات مقداری از مواد آلی را استفاده می‌کنند و سبب ترسیب سولفیدهایی نظیر FeS₂ می‌گردند. اگر رسوبات به اندازه کافی آهن و فلزات دیگر برای رسوب سولفیدها داشته باشند، در آنصورت بیشتر گوگردها در مواد آلی شرکت نخواهند کرد و سرانجام عیار مشتقات نفتی در چنین تشکیلات ، بالا خواهد رفت

ساپروپل

در آبهای راکد ، رسوبگذاری با سرعت کمی انجام می‌گیرد و هر لایه رسوبی زمان طولانی را در بهم خوردگی حیات صرف کرده ، در نتیجه مواد آلی کمی در رسوب حفظ می‌گردد. پس سرعت رسوبگذاری برای حفظ بیشتر ته‌نشین های مواد آلی بهتر بوده ، سبب تشکیل سنگهای مادر خوب خواهد گردید.

قسمتهای عمیق دریا که دارای اکسیژن کمتر و سولفید هیدروژن بیشتری هستند، شرایط مناسبی را در بوجود آمدن مواد نفتی ایجاد می‌کنند در این قسمتها پس از پوشیده شدن عناصر توسط رسوبات و دور از اکسیژن و تحت فعالیتهای باکتریهای بی‌هوازی ، ترکیبات شیمیایی عناصر آلی تجزیه شده ، به ماده‌ای به نام ساپروپل تبدیل می‌گردند. ساپروپلهای متفاوت مربوط به اقیانوسها ، دریاهای آزاد تشکیل می‌شوند که در مراحل بعدی و در نتیجه تغییرات فیزیکوشیمیای از این پروپلها ترکیبات هیدروکربنی بوجود می‌آیند

مهم ترین عوامل تغییردهنده ی ساپروپلها به نفت

بالا بودن درجه حرارت حدود (200 - 150) و فشار زیاد در تبدیل مواد آلی به نفت نقش خیلی زیادی دارند، به علاوه موادی چون مولیبدن ، وانادیوم یا کانیهای رسی بدون اینکه در فعل و انفعالات تجزیه مواد آلی و تبدیلشان به نفت مستقما شرکت داشته باشند، به عنوان کاتالیزور این عمل را تسریع می‌بخشد. همچنین وجود مواد رادیواکتیو مثل اورانیوم ، توریم ، پتاسیم در آبهای شور مخازن نفتی این موضوع را به اثبات می‌رساند که این مواد نیز در فعل و انفعالات تبدیل مواد آلی به نفت نقش ارزنده‌ای ایفا می‌کنند

دیاژنز اغازین موادالی

تجزیه میکروبیولوژیکی مواد آلی توسط باکتریها و قارچها و پروتوزوآ و غیره صورت می‌گیرد که تحت شرایط اکسید کننده در تجزیه مواد آلی موجود در رسوبات بسیار موثرند. اکسیژن ممکن است تا عمق 20 - 5 سانتیمتری رسوبات دانه درشت (مثل ماسه) به‌سرعت نفوذ کند، ولی در خلل و فرج رسها گلهای دانه ریز به مقدار کمتر دیده می‌شوند. بنابراین خلل و فرج چنین رسوباتی به علت بسته شدن سریع آنها از اکسیژن فقیر می‌گردد.

تجزیه کننده‌های هوازی بر روی رسوبات دانه درشت نسبت به رسوبات دانه ریز تاثیر خیلی بیشتری دارند و باکتریهای غیر هوازی سبب تغییر شکل مواد آلی نظیر هیدراتهای کربن با زنجیره‌های کوتاه می‌گردند. سلولز ابتدا توسط قارچها و سرانجام توسط باکتریها تجزیه گردیده ، متان و دی‌اکسید کربن تشکیل می‌گردد.

بنابراین متان تنها فرآورده هیدروکربنی است که در حرارت کم ، توسط باکتریها در سطح رسوبات به هر مقداری تشکیل می‌شود. پس گازی که در اعماق کم لایه‌ها تشکیل می‌شود، در مرحله اول از متان می‌باشد (گاز خشک) و برعکس در عمقهای زیادتر از مقدار این نوع متان کاسته می‌شود. بطور کلی می‌توان گفت که دیاژنز عناصر آلی تقریبا یک پدیده بیوشیمیایی بوده ، در نتیجه فعالیت باکتریها و عمل تخمیر در محیط گازهای متان ، آب ، CO₂ و کروژنها بوجود می‌آیند.

منشا نفت

منشا نفت به احتمال قریب به یقین از مواد آلی است. به این معنی که بقایای گیاهی و جانوری پس از نهشته شدن در کف حوضه‌های رسوبی و مدفون شدن به وسیله رسوبات اولیه ، در معرض پاره‌ای واکنشهای بیوژنیک قرار می‌گیرند و به ازاء افزایش ضخامت رسوبات به تدریج تبدیل به مواد هیدروکربوری و نفتهای خام اولیه می‌شوند، گذشت زمان و استمرار تحولات مکرر شیمیایی و بیوشیمیایی ، کیفیت نفتهای اولیه را ارتقا داده و نهایتا آنها را به نفت خام قابل استفاده برای مصارف مختلف تبدیل می‌کنند.

برای تشکیل نفت تجمع مواد آلی به مقدار قابل ملاحظه و کافی ، ضروری است. این نیاز در حوضه‌های رسوبی تامین می‌گردد که ، مواد آلی در آنها درصد بالایی از مواد رسوبی را تشکیل داده و نهشتگی این دو به صورت توام و هم زمان صورت می‌گیرد. حاصل آنکه نفت در طبقات رسوبی غنی از مواد آلی تشکیل خواهد شد. برای تشکیل نفت طبقات مولد نفت ، افزون بر فراوانی مواد آلی ، حفظ آنها در لابلای رسوبات در برگیرنده ، از شروط اساسی است. چنانچه روند نهشتگی مواد در حوضه‌های رسوبی ، به قدر کافی سریع باشد، فرصتی برای تجزیه و فساد مواد آلی باقی نمانده و موجبات حفظ آنها ، فراهم خواهد شد

پس از مدفون شدن مواد آلی در داخل رسوبات و تامین ضخامت لازم از رسوبات جدید رویی ، با دخالت عوامل بیوژنیک و فیزیکو شیمیایی خاص ، مولکولهای آبی به مولکولهای هیدروکربوری ساده و نفتهای اولیه که از ساختار مولکولی پیچیده برخوردار هستند، تبدیل و تحول می‌یابد، سرانجام با پلیمریزه شدن هیدروکربورهای فوق ، تحول آنها به مولکولهای منظم و بزرگ و یا کوچک با آرایش مولکولی منظم در نفت خام مایع و گاز تکمیل می‌گردد. این تحولات در رسوبات و سنگهای مولد نفت ، انجام می‌گیرد. معمولا این نوع سنگها از جنس شیلهای سیاه رنگ است که به آنها شیلهای آلی هم می‌گویند

اشکال گسترش نفت

توده‌های نفتی بر حسب آنکه در سطح زمین ظاهر شوند و یا در داخل طبقات زیرزمینی مدفون و محبوس شده باشند به دو گروه زیر تقسیم می‌شوند:

کسترش های سطحی

مواد نفتی در محلهای مساعد از طریق شکستگیها و بازشدگی‌ها ، همواره به سطح زمین رسیده و بر آن جاری می‌شوند و از آنجا گسترش‌های سطحی گاز یا مایع را تشکیل می‌دهند.

• گسترش‌های سطحی به صورت مایع و گاز : در این نوع گسترشهای سطی مواد هیدروکربوری به صورت مایع و یا گاز ، همراه مواد تخریب یافته سر راه ، به سطح می‌رسند و از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
  
  
  • سرچشمه نفت : مواد نفتی ممکن است به صورت گاز یا مایع از طریق درزها ، شکافها ، سطوح گسلی ، سطوح دگرشیبی و یا سطوح چینه‌بندی طبقات به صورت چشمه نفت ، در سطح زمین ظاهر شوند.
    
    
  • گل فشانها و جریانهای گلی : گل فشانها گازهای پرفشار در حال فورانی هستند که همراه آب ، گل ، خرده سنگها و گاهی اوقات هم نفت مایع ، از مجاری‌ای که به سطح زمین راه باز کرده‌اند، خارج می‌شوند.
    
    
• گسترشهای سطحی جامد : در پاره‌ای از موارد گسترشهای سطحی به صورت مایعات بسیار غلیظ و گاهی هم به شکل خمیری دیده می‌شوند، این قبیل نفت‌ها ، تحت نامهای مختلف از قبیل تار ، آسفالت ، موم ، پیچ و قیرهای سخت و شکننده معرفی می‌شوند. و شامل موارد زیر می‌باشند:
  
  
  • نفت‌های جامد پراکنده : نفت آغشته به مواد رسوبی ، به طور مختلف در مجاورت اتمسفر قرار گرفته و به تدریج اکسید شده و به مرور سخت‌تر می‌گردند.
    
    
  • مجتمع‌های نفتی رگه‌ای: گروهی از هیدروکربن‌های جامد، به صورت رگه‌هایی، حفره‌ها و فضاهای خالی داخل طبقات را اشغال کرده‌اند.
    
    
• شیلهای نفتی : واژه شیل نفتی به انواع مختلف شیلهای قیردار که محتوی مقدار قابل ملاحظه مواد آلی است، اطلاق می‌گردد. این مواد که در واقع حد واسط بین مواد آلی اولیه و نفتها است. کروژن نامیده می‌شود.

گسترش های نفتی زیرزمینی

گسترشهای مواد نفتی در زیرزمینی، عمدتا از نظر ارزش اقتصادی آنها طبقه‌بندی می‌کردند و شامل موارد زیر می‌باشند.

• مخازن نفتی : مخزن نفت ساده‌ترین شکل جمع یک ذخیره نفتی در زیر زمین و کوچکترین واحد از نظر اقتصادی است.
  
  
• میدان نفتی : وقتی چند مخزن در وضعیت مشترک و خاص زمین شناسی ، اعم از ساختمانی و یا چینه شناسی ، قرار گرفته باشند، چنین مجموعه و یا گروه مخازن را میدان نفتی می‌گویند.
  
  
• حوضه نفتی|حوضه‌های نفتی حوضه نفتی ، منطقه و یا محدوده جغرافیایی‌ای است که در آن میدانها و مخازن نفتی متعددی ، وجود دارد، که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی و رسوبی معین و مستقل گرد آمده‌اند.

موارد کاربرد نفت

نفت خام استخراج شده از چاههای نفت ، لازم است جهت مصرف ، پالایش شده تا انواع سوختهای مایع و گازی از آن بدست آید. فرآورده‌های پالایشگاهی برحسب درجه تقطیر و فرآیندهای تصفیه ، از انواع بسیار زیادی برخوردار است. این فرآورده‌ها افزون بر تامین سوختهای مختلف خانگی و صنعتی ، به عنوان مواد اولیه برای صنایع مادر در جهان امروز است که تنها بر مبنای فرآورده‌های پالایشگاهی استوار است.

ارتباط زمین شناسی نفت با سایر علوم

اصولا زمین‌ ناسی نفت بطور گسترده‌ای در ارتباط با سایر رشته‌های زمین شناسی بوده و برای یک نفر زمین شناسی نفت ، آگاهی از موارد ذکر شده در زیر الزامی می‌باشد:

• فیزیک ، ژئوفیزیک ، ترمودینامیک
• زمین شناسی فیزیکی ، زمین شناسی تاریخی
• زمین شناسی ساختمانی ، فیسل شناسی ، چینه‌شناسی
• نقشه‌برداری سطحی
• آب‌ شناسی ، هیدرودینامیک عملی
• کانی شناسی ، پترولوژی ، رسوب شناسی ، سنگ شناسی
• ژئومورفولوژی ، نقشه‌های زیرزمینی
• شیمی ، ژئوشیمی ، ریاضی ، شکل شناسی
• شیمی فیزیک
• حفاری

دیدکلی

نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه‌ای از هیدروکربورهای مختلف ، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی ، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربوره‌ای اطلاق می‌شود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می‌شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده می‌شود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی ( 15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه)، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام می‌گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می‌ماند

تاریخچه و سیر تحولی

مواد نفتی از زمانهای بسیار قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته است. نادر شاه با استفاده از روشن کردن مشعلهای نفت موفقیت چشمگیری در فتح هندوستان بدست آورد. بیشتر تولیدات نفتی تا نیمه قرن نوزدهم از طریق چشمه‌های نفتی با گودالهای کم عمق و چاههای دستی حفر شده در مخازن نفتی که عمق ، صورت می‌گرفته است. حفاریهای نسبتا عمیقتر جهت استخراج نفت در ابتدا در ناحیه پچل بورن فرانسه صورت گرفته است. در این ناحیه ماسه‌های نفتی در سطح زمین بطور قابل ملاحظه‌ای گسترده می‌باشد.

بهره‌برداری از شیلهای نفتی در سال 1847 در شیلهای کربنیفر ناحیه توربن اسکاتلند آغاز شد. تکنولوژی حفاری با سیم بکسل در سال 1859 توسط کلنل دریک به کار گرفته شد. همزمان با آن ، رشد سریع حفاری در آمریکای شمالی و نقاط دیگر جهان آغاز شد. تولید هیدروکربور مایع در نیمه قرن نوزدهم با احداث و توسعه پالایشگاهها به سرعت توسعه یافت.

با رشد و گسترش پالایشگاهها انواع تولیدهای نفتی مشتمل بر گازهای سبک ، نفت سبک ، نفت سنگین و مشتقات سنگینتر هیدروکربوری تولید شد. با شروع جنگ جهانی اول ( 1914 - 1918 ) نیاز به مواد نفتی به شدت افزایش یافت. اولین چاه نفت در 1859 در یک ساختمان تاقدیسی در ایالت پنسیلوانیای آمریکا حفر گردید. در ایران هم اولین چاه نفت در 1902 در تاقدیس مسجد سلیمان در شمال اهواز به نفت رسید