شيمي

پیشرفت دانش شیمی در آستانه هزاره سوم، شگفت انگیز بوده است. پژوهش های انجام شده در چند دهه اخیر، می تواند راهگشای دانشمندان برای گشودن راز پدیده هایی مانند یادگیری، خواب دیدن، تکامل شیمیایی و شناخت ژرف تر دستگاه ایمنی بدن باشد. توجه روزافزون به نیروهای ضعیف بین مولکولی و درون مولکولی جهشی عظیم در علم شیمیبه حساب مي آید.

. به کارگیری رایانه های نیرومند و بهره گیری از روش های محاسباتی پیشرفته، امکان پیش بینی رفتار مولکول های پیچیده در واکنش های شیمیایی را فراهم کرده است. دقت و سرعت جستجو برای کشف داروهای جدید بالا رفته و امکان آزمودن هزاران ترکیب شیمیایی در مدت زمانی کوتاه فراهم آمده است. استخراج و شناسایی هزاران ترکیب شیمیایی پیچیده از گیاهان و جانوران دریایی، گنجینه ای ارزشمند از آنتی بیوتیک ها و مواد دارویی و غذایی مفید در اختیار بشر قرار داده است. گسترش فناوری نانو مدیون تحقیقات بنیادی شیمی در زمینه طراحی و ساخت سیستم های مولکولی جدید می باشد. پلیمرهای رسانا و ساختارهای مولکولی هوشمند کمک شایانی به پیشرفت فناوری نانو کرده اند.

مايكروويو وکاربرد آن در شیمی
در این مقاله ضمن معرفی مایکروویو و اهمیت ان در زندگی و صنعت منابع تولید آن معرفی و کاربردهائی از آن آورده شده است. فرکانس امواج مایکروویو بین ۳۰گیگاهرتز تا ۳۰۰ مگاهرتز قرار دارد. ویژگی حرارتی امواج مایکروویو کاربردهای متنوعی را در صنعت و تجارت به همراه داشته است. اثر حرارتی این امواج مربوط به پلاریزه شدن بارها در مواد توسط میدان الکتریکی امواج است. با استفاده از ریزموج ها اکثر واکنش ها به طور انتخابی و با سرعت زیاد انجام می گیرد. تمیز بودن

محصولات و سادگی مراحل خالص سازی از ویژگی های امواج مایکروویو در انجام واکنش هاست. از میان کاربردهای بسیار زیاد مایکروویو در صنعت، پزشکی، داروسازی، محیط زیست، صنایع غذائی و پتروشیمی در این جا چند کاربرد مختصر آمده است.. از جمله کاربرد امواج مایکروویو در استخراج انواع ترکیبات مثل روغن از گیاهان، آفت کش ها از خاک و کاربرد این امواج برای واجذبی اجزا تجمع یافته بر سطح گونه جاذب و هدایت آن به سمت ستون و از کاربردهای زیست محیطی برای رفع

آلودگی خاک و کاربرد امواج مایکروویو در پتروشیمی برای بازیافت روغن در پالایشگاه های نفت خام می باشد که روغن از امولسیون روغن – آب با راندمان بالا در یک سیستم خوداشتغال جداسازی می شود. در این مقاله مگنترون به عنوان یکی از مولدهای امواج مایکروویو معرفی می گردد. به طور کلی اساس کار مولدها این است که انرژی پتانسیل الکترون ها در قطب های باتری به انرژی جنبشی دسته الکترون ها که به سرعت حرکت می کنند تبدیل شده و سپس سرعت این الکترون ها تحت تاثیر میدان های متغیر کاهش یافته که این کاهش انرژی می تواند به صورت الکترومغناطیسی امواج مایکروویو ظاهر گردد.

مايعات كريستال در مايكروويو
شما احتمالا هرروزه ازوسايلي شامل LCD (نمايشگر كريستال مايع ) استفاده مي كنيد.اين ها دروسايل اطراف شما مانند كامپيوتر هاي كيفي ، ساعت هاي ديجيتال ، مايكروفر ها ، ماشين حساب ها، سي دي پليرها وبسياري ازوسايل الكترونيكي ديگر به كاررفته اند.امروزه LCD هابه علت مصرف پايين انرژي ، اندازه كوچك وكيفيت بالاي تصوير نسبت به ساير تكنولوژي هاي نمايشي مانند لامپ هاي اشعه كاتدي كاربرد فراواني دارند.
مادرمدرسه اموخته ايم كه ماده درسه حالت رايج جامد، مايع يا گاز قرار دارد .جامدات به دليل اينكه مولكول هاي انها جهت گيري خودرا حفظ كرده و موقعيت يكساني نسبت به ساير مولكولها دارند داراي ويژه گيهاي خاص مي باشند.
مولكول ها دريك مايع دقيقا بر عكس هستند، ان ها مي توانند جهت خود را تغيير داده ودركل حجم مايع حركت كنند. امابعضي از مواد هستند كه مي تواننددرحالت جالبي كه به نوعي شبيه مايع وبه نوعي شبيه جامداست وجودداشته باشند.

در اين حالت موادتمايل دارندمانندمولكول هاي جامدجهت گيري خود را حفظ كنند اما مانند مولكول هاي يك مايع به موقعيت هاي مختلف جابه جاشوند، به اين معناكه كريستال هاي مايع نه جامدند نه مايع.
اين واضح است كه كريستال هاي مايع به حالت مايع نزديك ترند تاحالت جامد، مقاديرمناسبي گرمابراي تغيير يك ماده مناسب ازجامدبه كريستال مايع لازم است ، كمي گرماي بيشتر اين كريستال مايع را به يك مايع حقيقي تبديل مي كند
واين حساسيت كريستال هاي مايع را نسبت به دما توجيه ميكند. به دليل اين حساسيت نمي توان كامپيوترهاي كيفي يا نظاير آن را در هواي بسيار سرد يا گرم مورد استفاده قرار داد.

انواع مختلفي ازموادشناخته شده اندكه در دماي معمولي چنين خصوصياتي دارند، با كشف تركيبات سيانو باي فنيل پيشرفت هاي عمده اي دراين زمينه حاصل شد. دسته اي از كريستال هاي مايع نسبت به جريان الكتريسيته حساس بوده ومولكول هال آنها درميدان الكتريكي تغيير زاويه مي دهند، نورعبوري ازچنين كريستال مايعي هم جهت با مولكول هاي كريستال مايع قطبيده مي شود. ازاين ويژگي براي ساخت نمايشگر هاي كريستال مايع استفاده مي شود.
براي ساخت LCD دوشيشه پلارايد رابا۹۰ درجه اختلاف نسبت به هم قرارداده ، بين انها رابا يك مايع كريستال مايع پرمي كنند. هنگامي كه نورازقطبش گراول عبورمي كند واردمحيط كريستال مايع شده دچار ۹۰ درجه تغيير جهت مي شود وبه همين دليل از قطبش گر دوم عبورمي كندوبه چشم مي رسد. اما درغياب ميدان نور ديگر چرخشي نخواهد داشت واز قطبش گر دوم عبور نمي كند.
اولين ماده ي كريستال مايع در سال ۱۸۸۸ توسط يك زيست شناس اتريشي هنگام ذوب جامدي از مشتقات آلي كشف شد، اما اولينLCD توسط يك كارخانه ي آمريكايي در۱۹۶۸ ساخته شد. فن اوري ساخت LCD هرروز كاملتر شده وامروزه خاي زيادي رادرصنايع به خوداختصاص داده است.
نانو در شيمي مايكروويو
فنآوري نانو با به کارگيري ذرات کمتر از ۱۰۰ نانومتر که سطح بزرگي نسبت به حجم دارند توانسته است با توليد داروهاي جديد، کاشت اعضاي مصنوعي، ساخت تجهيزات مدرن پزشکي، کشف روشهايي براي تشخيص زود هنگام سرطان و درمان آن، انتقال و تزريق دارو در سطح سلولي و …نويد بخش سلامتي و طول عمر براي انسانها در آينده¬اي نه چندان دور باشد. از طرف ديگر

تحقيقاتي در اروپا و امريکا در جريان است که احتمالات خطر سميت و آسيب شناسي ذرات نانو را مورد بحث و بررسي قرار مي دهد. اين ذرات به دليل نفوذ پذيري زياد خود و همچنين با داشتن سطح بسيار بزرگ نسبت به حجم خواص منحصر به فردي مي¬يابند که ممکن است در تماس با انسان از طريق تنفس، بلع، پوست و روشهاي جديد انتقال دارو، به سلولها و بافت موجودات زنده آسيب برسانند.

كاربرد ايتريم در مايكروويو
ایتریم یکی از عناصر شیمیایی کمیاب است که در خانه و در وسایلی مانند تلویزیون رنگی، لامپهای فلورسنت، لامپهای ذخیره انرژی و شیشه یافت می شود. کلیه عناصر شیمیایی نادر، ویژگیهای تقریبا مشابهی دارند. ایتریم در طبیعت به ندرت و به مقدار بسیارکم یافت می شود. ایتریم تنها در دو نوع کانی مختلف یافت می شود.کاربردهای ایتریم در حال افزایش است زیرا ایتریم برای تویلد کاتالیزورو صیقل دادن شیشه مناسب است. وجود ایتریم در محیط کار خطرناک است زیرا از طریق هوا استنشاق می شود. استنشاق طولانی مدت آن سبب ایجاد حباب در ریه می شود. به علاوه ایتریم سبب سرطان هم می شود و تنفس آن احتمال بروز سرطان ریه را افزایش می دهد. و در نهایت تجمع ایتریم در بدن برای کبد مضر است.

اثرات ایتریم بر روی محیط زیست
ایتریم در اثر تولید نفت در محیط زیست و در مکانهای مختلف پراکنده می شود. به علاوه وقتی لوازم منزل بیرون ریخته می شوند هم ایتریم وارد محیط زیست می شود. ایتریم به تدریج در خاک تجمع می یابد و در نهایت غلظت آن در بدن انسان، جانوران و ذرات خاک افزایش می یابد. در جانوران دریایی، ایتریم باعث آسیب غشای سلولی می شود و روی تولید مثل و عملکرد سیستم عصبی اثر منفی می گذارد.

ساختار بلوري عنصر ايتريوم
خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر ایتریم
عدد اتمی: ۳۹
جرم اتمی:۸۸٫۹۰۵۹
نقطه ذوب : C° ۱۵۲۲
نقطه جوش : C° ۳۳۴۵

شعاع اتمی : Å ۲٫۲۷
ظرفیت: ۳
رنگ: سفید نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: ۳
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 600
شکل الکترونی: [Kr]5s14d1

شعاع یونی : Å ۰٫۹
الکترونگاتیوی: ۱٫۲۲
حالت اکسیداسیون: ۳
دانسیته: ۴٫۴۷۲
گرمای فروپاشی : Kj/mol 11.4
گرمای تبخیر : Kj/mol 363
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.000000602
گرمای ویژه: J/g Ko 0.3
دوره تناوبی:۵
شماره سطح انرژی : ۵
اولین انرژی : ۲
دومین انرژی : ۸
سومین انرژی : ۱۸
چهارمین انرژی : ۹
پنجمین انرژی : ۲
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Y-86 14.74 ساعت
Y-87 3.35 روز
Y-88 106.6 روز
Y-89 پایدار
Y-90 2.67 روز
Y-90m 3.19 ساعت

Y-91 58.51 روز
Y-91m 49.71 دقیقه
Y-92 3.54 ساعتY-93 10.2 ساعت
اشکال دیگر :
دی هیدرید ایتریم YH2 و تری هیدرید ایتریم YH3
اکسید ایتریم Y2O3
کلرید ایتریم YCl3
منابع : کانی های مونازیت ، زنوتایم و ایتریک
کاربرد : در مايكروويو و در تولیدات فسفر ، تولید رنگ قرمز در صفحه تلویزیون ، اکسید آهن و اکسید ایتریم سازنده بلورهای گارنت هستند . در لنز دوربین های لیزری و تهیه آجر نسوز به کار می رود