این وبلاگ جهت پیشبرد علمی درس علوم تجربی مقطع راهنمایی طراحی شده است .
سلام دوستان عزيز سال جديد تحصيلي را به شما تبريك ميگم .انشاءالله سالي پر از موفقيت پيش رو داشته باشيد .حسين مقيمي

+ نوشته شده در  پنجشنبه دهم مهر 1393ساعت 5:51  توسط حسین مقیمی  | 

سلام دوستان عزيز : دانش آموزان گرامي چنانچه تمايل داريد كه با نمونه سوالات آزمون پايه هفتم و يا سوم راهنمايي آشنا شويد ، به پيوند نداي علوم در قسمت پيوند ها رفته و سپس از قسمت موضوعات آن سايت ؛ آزمون مربوط به پايه هفتم يا سوم راهنمايي را انتخاب نماييد. با تشكر مقيمي
+ نوشته شده در  جمعه دوم خرداد 1393ساعت 11:6  توسط حسین مقیمی  | 

با سلام .  دوستان عزيز با مراجعه به پيوند هاي روزانه اين وبلاگ از سايت بسيار جالب آسمان علوم (‌شهرستان ني ريز) استفاده كنيد . ضمنا علاقه مندان مي توانندبه راحتي به صورت آنلاين آزمون بدهندو نتيجه آزمون علوم خود را بلافاصله رويت نمايند. هديه آن صلوات بر محمد و آل محمد

+ نوشته شده در  شنبه پنجم بهمن 1392ساعت 6:42  توسط حسین مقیمی  | 

موارد استفاده کانیها
کانیها از دیر باز نقش زیادی را در زندگی بشر داشته اند، از سنگهای تیز برای دفاع و شکار حیوانات و از سنگهای لوح برای ایجاد پرچین و حصار و از خاک برای کشاورزی و ساخت خانه استفاده می کرده اند و سپس با شناخت فلزات به تولید ابزار آلات متعدد پرداخته اند. گوهر ها که از زیبائی، دوام، جذابیت و خصوصیت رازوارانه برخوردار بودند و معمولا کمیاب و بمقدار کم یافت می شدند بعنوان طلسم قدرت و جلوگیری از چشم زخم و بیماری و سمبل اقتدار استفاده میکردند. در ادامه به استفاده های متعدد کانیها بصورت جدول وار اشاره می شود.
گوهر یا جواهر
گوهر کانی است که از راه تراش و صیقل زیبائی کافی برای استفاده در گوهر سازی یا زیورهای شخصی را بدست می آورد. بیشتر گوهر ها کانی هستند. مروارید، کهربا، مرجان و شبق بمعنای دقیق کانی نیستند. تعداد کانی های گوهری محدود است. ۷۰ کانی از ۳۵۰۰ کانی شناخته شده گوهر هستند که تنها ۱۵ کانی از مهم ترین آنها محسوب می شود.
کانیهای گوهری بر مبنای رده بندی
ـ کانیهای غیر سیلیکاتی
فلزات آزاد / مانند الماس(برلیان)
سولفیدها / مانند اسفالریت و پیریت
اکسیدها / مانند زینسیت، کرندوم(یاقوت)، هماتیت، روتیل، آناتاز، کاسیتریت، اسپینل(لعل) و کریزوبریل(لاجورد)
نمک ها / فلوئوریت
کربناتها / کلسیت، مالاکیت و آزوریت
سولفاتها / ژیپس
تنگستاتها / شیلیت
فسفاتها / آپاتیت و فیروزه
ـ کانیهای سیلیکاتی
نزو سیلیکاتها / اولیوین، گارنت زیرکن کیانیت
سیکلوسیلیکاتها / بریل(زمرد) و تورمالین
اینوسیلیکاتها ژاده ایت/ (یشم) و (نفریت)
کاربرد های زیست محیطی
زباله های شهری و صنعتی موجب آلودگی آبهای سطحی و زیر زمینی می گردد لذا بمنظور جلوگیری از انتقال عناصر و مواد آلاینده موجود در زباله ها می توان مکانهای دفن و تجمع زباله ها را با استفاده از بنتونیت ایزوله نمود.
مهمترین کانیهایی که در مسائل زیست محیطی کاربرد دارنددر جدول زیر آمده است.
بنتونیت/ ایزولاسیون مکانهای جمع آوری زباله ها و جذب مواد چربی
زئولیت / تصفیه پساب نیروگاههای اتمی و حذف عناصر رادیواکتیو
سنگ آهک / کنترل آلودگی هوا توسط -----
کاربرد های پزشکی
کاربرد قطعات سرامیکی در ساخت وسائل آزمایشگاهی و قطعات پزشکی و استفاده از سرامیک های ویژه برای ساخت قطعات مصنوعی بدن و موارد فراوانی در ارتوپدی مانند گچ آلاباستر و قطعات نگهدارنده استخوان است.
کاربردهای صنعتی
کانیها بدلیل خواص فیزیکی و شیمیائی ویژه ای که دارند در صنایع مختلف به مصرف می رسند.در حفاری چاههای نفت و گاز، چاههای اکتشافی و آب زیر زمینی و در صنایع مختلف در جدول زیر آمده است.
کانیها
دیر گداز ها / منیزیت، فورستریت، گرافیت، کرومیت و بوکسیت
کمک ذوب / دولومیت، فلوئوریت، بوراکس ،نفلین و دولومیت
حفاری چاههای نفت و گاز/ بنتونیت، باریت، میکا، گرافیت، آهک، ژیپس و نمک
عایق های حرارتی / آسبست ورمیکولیت
کودهای شیمیائی / آپاتیت، کلسیت و بوراکس
پرکننده / کائولن، تالک، باریت و فلدسپات
سرامیک / کائولن، کانیهای رسی، فلدسپات وکوارتز
تصفیه کننده، بی رنگ کننده و جذب کننده / کانیهای رسی، زئولیت وکائولن
مصارف شیمیائی / نمک، گوگرد، پیریت، زرنیخ و باریت
مواد رنگی / گونیت، هماتیت، گرافیت، لیمونیت و مگنتیت
کانیهای قیمتی / فیروزه، عقیق، ژاده ایت و اوپال
ساب و پولیش / الماس، کرندوم، توپاز و گارنت
خواص دی الکتریک / مسکویت و فلوگوبیت
خواص پیروالکتریک / کوارتز وتورمالین
ساخت عدسی و قطعات نوری / فلوئوریت، کلسیت، مسکویت، کوارتز و ژیپس
بلورهای زینتی و قیمتی / الماس، لعل، زمرد(بریل)، یاقوت(کرندوم)و توپاز
مصارف سنگها و خاکها در تولید محصولات
سیمان / مخلوط خاک رس، مارن، سنگ آهک، گچ و اکسیدهای آهن
مواد سبک (پوکه) عایق صوتی و حرارتی/ پامیس، پرلیت، شیل و اسلیت
سرامیک / خاک رس، فلدسپات و کوارتز
سنگ های تزئینی / انواع سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگونی

 

جلا Luster
توانايي كاني در انعكاس، متفرق كردن و جذب نور را جلا ميگويند. اشعهاي كه بر روي سطح صاف يك كاني ميتابد منظره ويژه اي را ايجاد مي نمايد كه بر اين اساس جلا را به دو گروه اصلي تقسيم مي نمايند:
1- جلاي فلزي
اين كانيها مقدار زيادي از نور را منعكس كرده و جلاي آنها مانند سطح صاف فلزات مي باشد.
2- جلاي غيرفلزي يا سنگي
اين نوع جلا بر اساس منظره ظاهري به انواع زير تقسيم مي گردد.
ـ جلاي شيشهاي : شفاف و شبيه شيشه مي باشد. مثل كوارتز
ـ جلاي الماس : در كانيهايي كه ضريب شكست نور بالا است ديده مي شود. مثل الماس
ـ جلاي صمغي : ظاهري مانند صمغ درخشان دارد. مثل كهربا
ـ جلاي مومي : شبيه به موم ديده مي شود.
ـ جلاي صمغي يا مرواريدي : مانند مرواريد و به صورت قوس و قزحي به نظر مي آيد. مثل مرواريد
ـ جلاي چرب : سطح كاني چرب به نظر ميرسد. مثل نفلين
ـ جلاي ابريشمي : درخشندگي ابريشمي داشتنه و در بسياري از كانيهاي با ظاهر رشتهاي ديده ميشود. مثل برخي از انواع ژيپس

تعریف کانی
زمین از انواع سنگهای رسوبی،آذرین و دگرگونی تشکیل شده است. سنگها از تجمع کانیها و کانیها از اجتماع اتمها بوجود آمده اند. بعبارتی جهت درک مفاهیم مربوط به تشکیل سنگها در ابتدا باید کانیها را بشناسیم و قبل از آن برای شناخت کانیها بایستی اصول اولیه و اساسی اتمها را بدانیم که چطور و چگونه با یکدیگر برای تشکیل کانیها مشارکت می کنند.
طبق تعریف کانی یا مینرال جسمی است جامد، متشکل از عناصر یا ترکیبات طبیعی، همگن و متبلور که با ترکیب شیمیائی معین در زمین یافت میشود. همه کانیها بجز شبه کانیها در ۷ سیستم تبلور شناخته شده متبلور می گردند. مطابق تعریف مایعات نفتی و گازی و قیر نمی تواند کانی قلمداد شود و شیشه نیز چون متبلور نیست جزء کانی ها طبقه بندی نمی شود.
کانیها در طبیعت به اشکال گوناگون در کنار هم جمع می شوند انواع گردهمائی کانیها عبارتند از: بلورین، دانه ای، فیبری، ورقه ای، ستونی، تخته ای و ….
خواص کانیها
کانیها را با استفاده از خواص گوناگون آنها از یکدیگر متمایز می کنند و بر اساس خصوصیات مشترک برای سهولت در مطالعه آنها طبقه بندی می نمایند.
در جدول زیر مهمترین خواص کانیها نوشته شده است.
شفافیت/ کانیها بر این اساس به سه گروه شفاف، نیمه شفاف و کدر دسته بندی می شوند
رنگ / رنگ کانی در بسیاری از مواقع وجه تمایز کانی از دیگر کانیها است
رنگ خاکه / رنگ بجا مانده کانی بر روی کاشی بدون لعاب
جلاء / جلاء فلزی، شبه فلزی، چرب، مرواریدی، الماسی، ابریشمی و شیشه ای و ….
سختی / بر اساس سختی کانیها بین ۱ تا ۱۰ طبقه بندی می شوند سختی ۱ کانی تال ختی ۱۰ کانی الماس است
وزن مخصوص کانیها / با توجه به نوع عناصر متشکله آن وزن مخصوص متغیر دارند
بو / بوی گوگرد یا ترکیبات آرسنیک دار مانند زرنیخ که بوی سیر می دهند
مزه / مانند نمک که مزه شور دارد
رخ / سطوحی که کانی در امتداد آن سطوح بسادگی جدا میگردد مانند رخ آسان میکاها
سطح شکست / سطوحی از کانی که بر اثر ضربه به شکلی خاص می شکند مانند شکست صدفی در کانی کوارتز
خاصیت هدایت گرمائی/ بخصوص فلزات که خاصیت هدایت گرمائی خوبی دارند
خاصیت هدایت جریانهای الکتریکی / غالبا در فلزات مشاهده میشود
خاصیت مغناطیسی / سه گروه دیا، پارا و فروماگنتیسم بر اساس مقدار شدت و ضعف مغناطیسی کانیها
خاصیت ارتجاعی / در فلزات از این خاصیت در مفتول شدن فلز و چکش خوار بودن آن استفاده می شود
خاصیت قابلیت خمش / مانند میکاها
خاصیت شکنندگی / مانند شیشه
خاصیت لومینه سانس / خاصیت درخشش بر اثر تابش نور انواع فلئورسانس و فسفر سانس
خاصیت رادیو اکتیویته / انتشار امواج آلفا، بتا و گاما
خاصیت پیزو الکتریسیته / خاصیت الکتریسیته تحت فشار یا کشش مانند کانی کوارتز در گرامافون و قطعات الکترونیکی
خاصیت پیرو الکتریسیته / خاصیت الکتریسته بر اثر تغییرات گرمائی مانند کانی تورمالین
راههای شناسائی کانیها
برای شناخت کانیها روشهای زیر مهمترین روشها هستند.
▪ مطالعه بلور شناسی و نمونه دستی و تهیه مقاطع نازک و استفاده از میکروسکوپ پلاریزان
▪ روش تجزیه و آنالیز مرطوب سنگ یا کانی به روش های کالوریمتری، گراویمتری و ولومتریک
▪ روشهای اسپکترومتری جرمی، اشعه ایکس و فلوئورسانس
▪ آنالیز الکترون میکروپروب

طبقه بندی کانیها
تاکنون بیش از ۳۵۰۰ کانی شناسائی شده است. که آنها ۲۰۰ کانی مهمترین می باشند. که از میان همه آنها کوارتز و پلاژیوکلاز بیش از دوسوم حجم پوسته را می سازند.و کانیهای کوارتز، فلدسپار، پیروکسن، اولیوین، سیلیکاتهای آبدار بیش از ۹۰ درصد حجم زمین را تشکیل می دهند. بطور کلی بخش اعظم سنگهای رایج زمین از ۱۲ کانی شناخته شده بوجود آمده اند. که این ۱۲ کانی از ۸ عنصر اکسیژن، سیلیسیوم، آلومینیوم، آهن، منیزیم، کلسیم، پتاسیم و سدیم تشکیل شده اند.
از اواسط سده نوزدهم میلادی، ترکیب شیمیائی مبنای رده بندی کانیها قرار گرفت و بر این اساس کانیها بر حسب نوع آنیون یا گروه آنیونی تقسیم بندی می شوند. دلایل فراوانی برای اعتبار این نوع رده بندی وجود دارد.
بعدها مشخص شد که ترکیب شیمیائی و ساختار درونی ذات یک کانی را معین می کنند و لذا با استفاده از پرتوایکس و مطالعه ساختارهای درونی کانیها طبقه بندی جامع زیر ارائه شد. که اکنون مورد قبول بسیاری از کانی شناسان و زمین شناسان است.
ابتدا کانیها به دو گروه بزرگ سیلیکاتها و غیر سیلیکاتها تقسیم می گردند.
گروه غیر سیلیکاتها که دارای ۱۴ زیر گروه است که در جدول زیر آمده است.
زیرگروه فلزات آزاد / مانند طلا ، نقره، الماس، گرافیت و ….
زیرگروه سولفید ها / مانند کالکوپیریت، پیریت و …..
زیرگروه سولفوسالت ها / مانند انارژِیت و تتراهدریت
زیرگروه اکسید ها / مانند هماتیت و مگنتیت و کوپریت
زیرگروه نمک ها / مانند نمک طعام و سیلویت
زیرگروه کربناتها / مانند کلسیت و آراگونیت
زیرگروه نیترات ها /مانند نیتراتیت و نیتر
زیرگروه بورات ها / مانند بوراکس و اولکسیت
زیرگروه سولفاتها / مانند باریت، سلستیت، انیدریت و ژیپس
زیرگروه تنگستاتها / مانند ولفرامیت و شیلیت
زیرگروه مولیبداتها / مانند ولفنیت
زیرگروه فسفاتها / مانند آپاتیت
زیرگروه آرسناتها / مانند اریتریت
زیرگروه وانادات ها / مانند وانادینیت
و گروه سیلیکاتها به شش زیر گروه تقسیم می شوند که در جدول زیر به آنها اشاره شده است.
زیرگروه نزو سیلیکاتها(جزیره ای) / مانند اولیوین، گارنت و توپاز
زیر گروه سوروسیلیکاتها(دمبلی) / مانند گروه اپیدوت
زیر گروه سیکلوسیلیکاتها(حلقوی) / مانند تورمالین و بریل
زیر گروه اینوسیلیکاتها(زنجیره ای) / مانند آمفیبولها و پیروکسن ها
زیر گروه فیلوسیلیکاتها(ورقه ای) / مانند میکاها و سرپانتین
زیر گروه تکتوسیلیکاتها(داربستی) / مانند کوارتز و فلدسپارها

+ نوشته شده در  یکشنبه ششم اسفند 1391ساعت 7:9  توسط حسین مقیمی  | 

آهن عنصر شیمیایی فلزی ای با نماد Fe، عدد اتمی 26 و چگالی 7.87g/cm3است، آهن در گروه 8 و دورهٔ 4 عناصر است، فلذا به عنوان فلز واسطه دسته بندی شده است. آهن و آلیاژهای آن از رایج‌ترین فلزات و رایج‌ترین مواد فرومغناطیسی در کاربردهای روزمره هستند. آهن دارای سطوح صاف و نقره ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه ای در می آید که به آنها اکسید درای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می شود. کریستال‌های خالص آهن نرمه (نرم تر از آلمینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد می‌کند که می تواند 1000 بار سخت تر از آهن خالص باشد. Fe56 سنگین‌ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرآیند آلفا در نکلئوسنتز استلار است با عناصر سنگین تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان‌ترین عنصر در غول‌های قرمز است، و فراوان‌ترین فلز در شهاب سنگ‌ها آهن و در هستهٔ فلزی متراکم از سیاراتی مثل زمین است.

فهرست مندرجات

 ویژگی‌ها

آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده می شود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدن‌های طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O3 توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را می توان با تولید آلیاژ هایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتم‌های آهن دارای تقریبا بالاترین انرژی‌های اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni62 دارای انرژی بیشتر از آن می باشد. هرچند فراوان‌ترین نوکلیدهای پایدار همان Fe56 می‌باشد، این آهن از طریق همجوشی هسته ای در ستاره‌های شکل گرفته است و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل 62 نیز استخراج می گردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرآیند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالا در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همینطور است. آهن (آهن Fe+2، یون فروس) عنصر ردیابی لازمی‌ست که تقریبا تمام موجودات زنده از آن استفاده می کنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زنده ای هستند که در محیط‌های فقیر از نظر آهن زندگی می کنند و به گونه ای تکامل یافته اند که عناصر گوناگونی را در فرآیندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیم‌های حاوی آهن معمولاً دارای گروه‌های هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنش‌های اکسیداسیون در زیست‌شناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت می کنند.

 خواص مکانیکی

خواص مکانیکی و آلیاژهای آن با استفاده از آزمون‌های گوناگون مانند آزمون برنیل، راکول یا آزمایش‌های مقاومت کششی ارزیابی می‌شود، نتایج این قسمت‌ها به گونه ای با یکدیگر سازگارند که قسمت‌های آهن اغلب برای مرتبط نمودن نتایج یک تست با تست دیگر به کار می رود. اندازه گیری‌ها نشان می دهد که خواص مکانیکی آهن عمدتا بستگی به خلوص دارد به گونه ای که خالص‌ترین کریستال‌های تک آهن که برای مقاصد تحقیقاتی تولید شده اند از آلمینیوم نرم ترند، افزودن تنها 10 قسمت در میلیون کربن مقاومتش را دو برابر می کند. سختی نیز به سرعت با افزایش مقدار کربن تا 0/2% و اشباع شده تقریبا در 0/6% به سرعت افزایش می یابد. خالص‌ترین آهن تولید شدهٔ صنعتی (تقریبا 99/99% خلوص) دارای سختی 20-30 برنیل است.

 شکل مختلف

آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگروارگی در یک فلز باشد، سه فرم چند شکلی از آهن وجود دارد که به نام‌های α ، ϒ و δ شناخته می شود همانطور که آهن ذوب شده سرد می‌شود در دمای 1538 درجهٔ سانتی گراد به آلوتروپ δ کریستالیزه می‌شود که دارای یک ساختمان کریستالی مکعبی مرکزی‌ست، همانطور که بیشتر سرد می‌شود ساختمان بلوری یا کریستالی در دمای 1394 درجهٔ سانتی گراد به شکل مکعبی وجه مرکزی تغییر می یابد که به نام آهن ϒ یا استنیت شناخته می‌شود، در دمای 912 درجهٔ سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی بدنه مرکزی یا آهن α یا فریت می‌شود و در 770 درجهٔ سانتی گراد (نقطهٔ کوری ، TC) آهن مغناطیسی می‌شود، هنگامی که آهن از دمای کوری عبور می‌کند تغییری در ساختمان کریستالی وجود ندارد اما در ساختمان حوزه تغییری رخ می دهد ( هر حوزه شامل اتم‌های آهن با یک اسپین الکترونیک خاص می باشد). در آهن غیر مغناطیسی شده همهٔ اسپین‌های الکترونیک اتم هادر یک حوزه در یک جهت قرار دارند هرچند در حوزهٔ مجاور آنها جهات متفاون و گوناگونی دارد و لذا یکدیگر را خنثی می کنند، در آهن مغناطیسی اسپین‌های الکترونیک همهٔ حوزه‌ها همجهت شده اند لذا اثرات مغناطیسی حوزه‌های مجاور همدیگر را تقویت می کنند اگر چه هر حوزه شامل بیلیون‌ها اتم است ولی آنها خیلی کوچک و در حدود 10 میکرون می باشند. آهن وقتی با بعضی فلزات خاص دیگر و کربن مخلوط می‌شود تا فولاد را ایجاد نماید دارای بیشترین اهمیت خواهد بود، انواع مختلفی از فولاد وجود دارد که درای خواص متفاوتی می باشند و درک خواص آلوتروپ‌های آهن کلید ساخت فولاد هایی با کیفیت خوب می باشد. آهن α یا همان فریت پایدارترین شکل آهن در دمای اتاق است. این آهن فلز نسبتا نرمی‌ست که دارای مقدار کمی کرین ( نه بیش از 0/021% از جرم در 910 درجهٔ سانتی گراد) می باشد. در دماهای بالای 912 درجهٔ سانتی گراد و تا 1400 درجهٔ سانتی گراد آهن α یک انتقال فاز از حالت مکعب بدن مرکزی به حالت مکعب وجه مرکزی یعنی آهن ϒ را که استانیت نیز نامیده می‌شود تجربه می کند. این آهن نیز نرم است اما می تواند مقدار بسیار بیشتری کربن (به میزان 2/4% جرمی در دمای 1146 درجهٔ سانتی گراد) داشته باشد، این شکل آهن در فولاد ضد زنگ که برای ساختن کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستان‌ها و صنایع غذایی به کار می رود استفاده می شود.

 پیدایش

آهن ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که در آخرین کنش نکلئوسنتز در ستاره‌های بزرگ از طریق سیلیکون فیوزینگ ایجاد می‌شود در حالی که آهن حدود 5% از پوستهٔ زمین را تشکیل می دهد، اعتقاد بر این است که هستهٔ زمین در حد زیادی از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شده است که 35% جرم کل زمین را تشکیل می دهد، بنابر این آهن فراوانترین عنصر روی زمین است ولی در پوستهٔ زمین چهارمین عنصر از لحاظ فراوانی می باشد. بیشتر آهن پوسته به شکل ترکیبی با اکسیژن به صورت سنگ‌های معدنی اکسید آهن مثل هماتیت و مگنتیت یافت می شود. حدود یکی از بیست شهاب سنگ تنها از مواد معدنی آهن-نیکل تائنیت (35-80% آهن) و کاماسیت (90-95% آهن) تشکیل شده اند. اگر چه نادر، شهاب سنگ‌های آهنی بیشترین شکل آهن فلزی طبیعی در سطح زمین می باشند. تصور بر این است که رنگ قرمز سطح مریخ ناشی از رگولیت غنی اکسید آهن است.

 ایزوتوپ‌ها

آهن به طور طبیعی متشکل از 4 ایزوتوپ: 5/848% رادیواکتیو Fe54 (نیمه عمر بزرگتر از 3/1 × 22 10سال) ، 91/754% Fe56 پایدار ، 2/119% از Fe57پایدار و 0/282% از Fe58 پایدار می باشد. Fe60 یک رادیونیوکلاید منقرض شده با نیمه عمر طولانی (1/5 میلیون سال)می باشد. بیشتر کارهای قبلی در اندازه گیری ترکیب ایزوتوپیک Fe بر تعیین انواع Fe60 تولید شده از فرایندهای همراه با نکلئو سنتز (یعنی مطالعات شهاب سنگ) و تشکیل سنگ معدن متمرکز شده است. هرچند در دههٔ اخیر پیشرفت تکنولوژی طیف سنجی جرمی اجازهٔ تشخیص و ارزیابی تغییرات طبیعی در نسبت‌های ایزوتوپ‌های پایدار آهن را داده است. بیشتر این کار به وسیلهٔ انجمن‌های علوم زمین و سیاره ای انجام شده است، هرچند کاربردهای آن در سیستم‌های بیولوژیک و صنعتی در حال آغاز شدن می باشد. فراوان‌ترین ایزوتوپ آهن Fe56 مورد توجه ویژهٔ دانشمندان هسته ای می باشد. تصور غلط رایج این است که این ایزوتوپ پایدارترین هسته ممکن است و لذا انجام شکافت یا همجوشی در Fe56 و آزاد سازی انرژی از آن غیر ممکن است این مطلب درست نیست، چرا که هم Ni62 و هم Fe58 پایدار ترند و پایدارترین هسته می باشند. هرچند چون نیکل Ni56 در واکنش‌های هسته ای سوپر نوا در فرایند α از هسته‌های سبکتر به گونه ای بسیار آسانتر تولید می‌شود، نیکل 56 (ذرات آلفای 14)آخرین نقطهٔ زنجیرهٔ همجوشی در ستاره‌های بسیار عظیم می‌باشد، و از آنجا که افزودن یک آلفای دیگر روی-60 را تولید می‌کند که نیاز به مقدار بسیار بیشتری انرژی دارد. این نیکل 56، که دارای نیمه عمر حدود 6 سال است به مقدار زیاد در این ستاره‌ها ساخته می‌شود اما به زودی توسط دو انتشار پزیترون پی در پی در درون محصولات تاخیری سوپر نوا در ابر گاز باقی مانده از سوپر نوا به اولین رادیو اکتیو کبالت 56، و سپس آهن 56 پایدار متلاشی می شود. این هستهٔ اخیر بنابر این در همه جای دنیا در مقایسه با دیگر فلزات پایدار با وزن اتمی تقریبا مشابه دارای فراوانی بیشتریست. در فازهای شهاب سنگ‌های سمارکونا و چرونیکات ارتباطی بین غلظت Na60، محصول دختر Fe60، و فراوانی ایزوتوپ‌های آهن پایدار قابل مشاهده بود که نشان از وجود Fe60 در زمان تشکیل منظومهٔ شمسی دارد. احتمالا انرژی رها شده از فروپاشی آهن 60 همراه با انرژی رها شده از فروپاشی رادیونیکلاید Al26 در ذوب دوباره و افتراق سیارات بعد از تشکیل آن‌ها در 4/6 بیلیون سال پیش مشارکت داشته است. فراوانی Na60 موجود در مواد فرا زمینی نیز ممکن است اطلاعات بیشتری نسبت به منشا منظومهٔ شمسی و تاریخ ابتدایی آن ارائه دهد. از میان ایزوتوپ‌های پایدار، تنها Fe57 یک اسپین هسته ای (-1/2) دارد.

شیمی و ترکیبات

آهن ترکیباتی را ایجاد می‌کند که عمدتا در حالت‌های اکسیداسیون +2 و +3 هستند به طور سنتی، ترکیبات آهن II فروس نامیده می شوند و ترکیبات آهن (III) فریک نامیده می شود. ترکیبات زیادی در هر یک از حالات اکسیداسیون وجود دارد که مثال هایی از آن شامل سولفات آهن (II) (FeSo4) و کلرید آهن (III) (FeCl3) می باشد. همچنین مثال‌های بیشماری از ترکیباتی که شامل اتم‌های آهن در هر دوی این حالات اکسیداسیون وجود دارد مانند مگنتیک و آبی پروسی. آنیون منفی فریت [Fe 24] شامل یک مرکز آهن، (Vi)بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شدهٔ آن می‌باشد و مثلا در فریت پتاسیم (کا دو اف ای اُ 4) وجود دارد. ترکیبات اورگانومتالیک بی شماری (مثل پنتا کربنیل آهن) وجود دارند که دارای آهن زیرو ولنت (یا کمتر) هستند.

 تاریخچه

اولین آهن شکل گرفته که توسط نوع بشر در دورهٔ پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگ‌ها آمده بود. ذوب آهن در کوره‌ها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از 1200-1800 پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود 1500 پیش از میلاد بدست آمد (که گمان می رود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بوده است). چدن برای اولین بار در حدود 550 پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سال‌های قرون وسطا تولید نشد، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته گری زیور آلات تولید شده بودند، برای تمام این فرآیندها از ذغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روش‌های تازهٔ تولید آن به وسیلهٔ میله‌های کربنیزه کردن آهن در فرآیند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روش‌های جدید تولید آهن بدون ذغال چوب ابداع شد و این روش‌ها بعداً در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند . در اواخر دههٔ 1850، هنری بسمر فرآیند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرآیند و دیگر فرآیندهای ابداع شده در قرن 19 و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.

 کانی‌ها

آهن در اغلب رسها، ماسه‌سنگها و گرانیت‌ها وجود دارد. در میان کانه‌های مهم آن می‌توان از هماتیت، مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت را نام برد.

 وظایف آهن در بدن

۱- انتقال o2 در گلوبولهای قرمز
۲- تولید هموگلوبین خون
۳- مقاومت در برابر استرس و ناخوشی
۴- عملکرد صحیح آنزیمها
۵- تقویت سیستم ایمنی

 آلوتروپ‌های آهن

جالب است بدانید:آهن عنصر ۲۶جدول تناوبی است. که با احتساب (بسم الله الرحمن الرحیم ) که بنا به نظر فقهای شیعه جزء هر سوره است در آیه ۲۶ سوره الحدید نیز کلمه الحدید آمده است.

از طرف دیگر سوره حدید پنجاه هفتمین سوره قرآن کریم است که اشاره به یکی از ایزوتوپ های آهن می باشد . و اگر از آخر قرآن به ترتیب سوره ها بشماریم سوره الحدید پنجاه و هشتمین سوره قرآن است که اشاره به ایزوتوپ دیگر آهن دارد. و این اتفاق جالبی است.
+ نوشته شده در  چهارشنبه چهارم اسفند 1389ساعت 22:37  توسط حسین مقیمی  | 

بسم الله الرحمن الرحیم

فرازی از دعای مکارم الخلاق امام سجاد (ع)

الهی مرا به کاری وادر که بیش از هر  چیز به آن خشنودی . الهی بهترین راه را پیش پایم گذار و مرا بر آیین خود دار تا بر آن بمیرم و زنده شوم

همکاران گرامی ، دانش آموزان عزیز ، امیدوارم این وبلاگ کمک موثری در روشها ی فعال یاد دهی یاد گیری ارائه دهد . دوستان عزیز ؛ منتظر ارائه راهکارهای ناب شما هستیم.

+ نوشته شده در  دوشنبه بیستم دی 1389ساعت 7:24  توسط حسین مقیمی  |