مطالب مفید

۳۰/۰۱/۱۳۹۵, ۰۴:۲۰
ابعاد نانو پیشوند نانو از واژه یونانی نانوس (Nanos) به معنای قدکوتاه (Dwarf) استخراج شده است. نانو هم اکنون واژه شناخته شده برای بیشتر علوم پیشرفته و...
۲۵/۰۱/۱۳۹۵, ۰۶:۱۴
برای دانلود مقاله نامگذاری ترکیبات آلی کلیک کنید   منبع : گروه شیمی
۲۷/۱۲/۱۳۹۴, ۲۰:۰۳
شیمیدانی که در قرن نوزدهم در کشف پدیده‌های مهم شیمی نقش بسزایی ایفا کرده اند   داوی : در سال 1800 با استفاده از سیل ولتا ، پدیده الکترولیز را کشف...
۲۷/۱۲/۱۳۹۴, ۱۹:۳۵
تعريف نانوتكنولوژي و آشنايي با آن   نانوتكنولوژي، فناوري جديد است كه تمام دنيا را فرا گرفته است و به تعبير دقيق تر «نانو تكنولوژي بخشي از آينده...
۰۴/۱۱/۱۳۹۴, ۱۸:۵۱
شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها ، مواد معدنی و خواص آنها سروکار دارد.شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که...

اخبار و اطلاعیه ها

۲۵/۰۴/۱۳۹۶, ۱۷:۰۲
محقق دانشگاه گيلان با حمايت كانون خلاقيت وشكوفايي پارك علم وفناوري گيلان وهمكاري شركت توسعه شيمي آريا با استفاده از نانوذرات اكسيد روي درساختاررنگ هاي...
۲۵/۰۴/۱۳۹۶, ۱۶:۵۷
تیم المپیاد شیمی جمهوری اسلامی ایران توانست در چهل و نهمین المپیاد جهانی ۲۰۱۷ مقام سوم جهان را کسب کند و دانش آموز ایرانی در این دوره از المپیاد نفر سوم...
۲۳/۰۸/۱۳۹۵, ۱۸:۲۸
انجمن علمی دانشجویی شیمی دانشگاه فردوسی با افتخار برگزار می کند :" بزرگداشت ملی دانشمند عالی قدر پروفسور غلامحسین رونقی "با حضور:-    ...
۲۵/۰۱/۱۳۹۵, ۱۶:۴۰
انجمن علمی شیمی برگزار می کند : برگزاری جلسات هفتگی مباحثات علمی پیرامون مسائل به روز جهان شیمی با حضور اساتید و دانشجویان تحت عنوان : .....باشگاه...
۱۳/۰۱/۱۳۹۵, ۱۱:۴۷
بیست و چهارمین سمينار شيمي آلي ايران  دانشگاه شهید مدنی آذربایجان  5-3 شهریورماه 1395  به ياری خداوند متعال، گروه شیمی دانشگاه شهید...

ابعاد نانو

پیشوند نانو از واژه یونانی نانوس (Nanos) به معنای قدکوتاه (Dwarf) استخراج شده است. نانو هم اکنون واژه شناخته شده برای بیشتر علوم پیشرفته و بسیاری از نانوواژه‌ها (واژه‌های مربوط به نانو) اخیرا در فرهنگ لغات وارد شده‌اند. واژه‌هایی مانند نانومتر، نانومقیاس، نانوفناوری، نانوساختار، نانولوله، نانوسیم و نانوربات از این قبیل هستند. نانو یک پیشوند اندازه به معنی یک بیلیونیوم یا 9-10 است. همان‌طور که می‌دانید غیر از نانو پیشوندهای بسیار دیگری هم بزرگ‌تر و هم کوچک‌تر از نانو وجود دارد که در جدول 1 آمده است. اما از میان تمام این مقیاس‌ها، امروزه تنها پیشوند نانو به صورت یک علم مطرح است که دلیل آن ویژگی‌های جدیدی است که در این ابعاد حاصل می‌شود. به طور عمده، نانو به عنوان صفت مورد استفاده قرار می‌گیرد تا پدیده‌ها، سیستم‌ها و اشیاء را با ویژگی‌هایی که در ساختار نانومتری حاصل می‌شوند، توصیف کند.

جدول 1. برخی از پیشوندهای اندازه


فناوری نانو درباره ساختارها یا موادی با اندازه بسیار کوچک در حد چند نانومتر بحث می‌کند. یک نانومتر (9- 10 متر)، تقریبا معادل طول ده اتم هیدروژن یا پنج اتم سیلیکون ردیف شده در یک خط است. قطر تار موی سر انسان حدودا 60000 نانومتر است (شکل 1). اهمیت مقیاس نانو در تغییر خواص و ویژگی‌های مواد در این ابعاد است. خواصی که مواد در ابعاد معمولی دارند و مشخصه یک ماده هستند مانند استحکام، انعطاف‌پذیری، رسانایی الکتریکی، خواص مغناطیسی، رنگ، واکنش‌پذیری و غیره، در ابعاد نانو تغییر می‌کنند و ویژگی‌های جدیدی به وجود می‌آید. در نتیجه در مقیاس نانو مواد جدیدی ظهور می‌یابند که خواص قبلی خود را نداشته و دارای خواص جدیدی هستند که باید این خواص مشخص شوند. ابعاد کوچک، اجازه کارآمدی بیشتر در یک فضای معین را می‌دهند. مواد در مقیاس میکرومتر، معمولا خواص فیزیکی مشابه با حالت ماکروسکوپی (ابعاد معمولی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده می‌باشند) را نشان می‌دهند اما مواد در مقیاس نانو خواص متفاوتی را در مقایسه با ابعاد ماکروسکوپی و معمولی نشان می‌دهند.

شکل 1. نمایش شماتیک اندازه یک تار موی انسان


بسیاری از مواد موجود در طبیعت دارای ساختاری در ابعاد میکرو و نانو هستند. جهان طبیعت پر از سیستم‌هایی با ساختارهای نانومتری مانند شیر (یک کلوئید نانومقیاس)، پروتئین‌ها، سلول‌ها، ویروس‌ها و غیره است که در شکل 2 برخی از آن‌ها نشان داده شده است. بسیاری از موجودات از ساختارهایی در ابعاد نانو در داخل بدن خود استفاده می‌کنند. مانند مارمولک که علت چسبندگی بالای آن به سطوح مختلف، داشتن سوزن‌های نانومتری در پنجه‌هایش می‌باشد.
پیشرفت‌های اخیر صورت گرفته در ساخت ابزارهای مشخصه‌یابی نانوساختارها (مانند میکروسکوپ الکترونی، روبشی و ...) به جهش عظیمی در مطالعه و استفاده صنعتی از این مواد منجر شده است.

شکل 2. مقایسه مواد زیستی در مقیاس نانو و میکرو


تعریف‌های مختلف فناوری نانو این واقعیت را نشان می‌دهند که این فناوری دامنه وسیعی از حوزه‌های علمی را در بر می‌گیرد و در حقیقت یک علم بین رشته‌ای است. به طور کلی، فناوری نانو می‌تواند به عنوان فناوری طراحی، تولید و کاربرد نانوساختارها شناخته شود. فناوری نانو همچنین شامل فهم بنیادی پدیده‌ها و خواص فیزیکی در ابعاد نانو می‌باشد.
مفهوم فناوری نانو اولین بار با سخنرنی آقای فاینمن (R. Feynman) در جلسه 1959 انجمن فیزیک آمریکا آغاز شد که در آنجا فاینمن گفت: «چه اتفاقی رخ خواهد داد اگر ما بتوانیم اتم‌ها را دانه به دانه به صورتی که خودمان می‌خواهیم مرتب کنیم؟»
همان‌طور که می‌دانید خواص مواد به شدت تابع نحوه کنار هم قرار گرفتن (چیدمان) اتم‌ها می‌باشد و برای مثال دو ماده الماس و گرافیت (ذغال) هر دو فقط و فقط از اتم‌های کربن تشکیل شده‌اند اما خواص کاملا متفاوتی دارند. الماس یک ماده فوق مستحکم، عایق جریان الکتریسیته می‌باشد؛ در حالی که گرافیت نرم است و تا حدی رسانای جریان الکتریسیته می‌باشد. تفاوت این دو ماده تنها در چیدمان اتم‌های کربن، طول پیوند و زاویه پیوند است. در الماس زاویه بین پیوند اتم‌های کربن حدودا 109 درجه است اما در گرافیت این زاویه 120 درجه می‌باشد که در شکل 3 نشان داده شده است. بنابراین با تغییر چیدمان اتم‌ها می‌توان به مواد جدید با خواص بهبود داده شده دست یافت. با پیشرفت علم نانو و تجهیزات مربوط به آن این امکان برای انسان‌ها فراهم شد تا بتوانند چیدمان اتم‌ها را تغییر دهند و آن‌ها را به صورت دلخواه مرتب کنند. به این کار اصطلاحا دستکاری (Manipulation) گفته می‌شود.

شکل 3. ساختار اتمی الماس و گرافیت


پس به طور خلاصه هم با ریز کردن ابعاد مواد و رساندن آن به ابعاد نانو می‌توان خواص مواد را تغییر داد و هم با چیدمان اتم‌های آن که این دو مفهوم مبنای روش‌های ساخت مواد نانوساختار است.

 

منبع: http://nano.ir

برای دانلود مقاله نامگذاری ترکیبات آلی کلیک کنید

 

منبع : گروه شیمی

تعريف نانوتكنولوژي و آشنايي با آن  

نانوتكنولوژي، فناوري جديد است كه تمام دنيا را فرا گرفته است و به تعبير دقيق تر «نانو تكنولوژي بخشي از آينده نيست بلكه همه آينده است» . در اين نوشتار بعد از تعريف نانوتكنولوژي و بيان كاربردهاي آن دلايل و ضرورت هاي توجه به اين فناوري را آورده است:

● تعريف نانوتكنولوژي و آشنايي با آن

نانوتكنولوژي، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطوح ملكولي و اتمي و استفاده از خواص است كه در آن سطوح ظاهر مي شود. از همين تعريف ساده بر مي آيد كه نانوتكنولوژي يك رشته جديد نيست، بلكه رويكردي جديد در تمام رشته هاست. براي نانوتكنولوژي كاربردهايي را در حوزه هاي مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشكي و بيوتكنولوژي تا الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملي برشمرده اند. كاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه پيامدهاي اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان يك زمينه فرا رشته اي و فرابخش مطرح نموده است. هر چند آزمايش ها و تحقيقات پيرامون نانوتكنولوژي از ابتداي دهه ۸۰ قرن بيستم به طور جدي پيگيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنكردني نانوتكنولوژي در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد كه نظر تمامي كشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوري نانو را به عنوان يكي از مهم ترين اولويت هاي تحقيقاتي خويش طي دهه اول قرن بيست و يكم محسوب نمايند .

استفاده از اين فناوري در كليه علوم پزشكي، پتروشيمي، علوم مواد، صنايع دفاعي، الكترونيك، كامپوترهاي كوانتومي و ... باعث شده كه تحقيقات در زمينه نانو به عنوان يك چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد. لذا محققين، اساتيد و صنعتگران ايراني نيز بايد در يك بسيج همگاني، جايگاه، موقعيت و وضعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و با يك برنامه ريزي علمي دقيق و كارشناسانه به حضوري فعال و حتي رقابتي سالم در اين جايگاه، عرض اندام و ابراز وجود نمايند و براي چنين كاري طراحي يك برنامه منسجم، فراگير و همه جانبه اجتناب ناپذير است.

● نانوتكنولوژي و كاربردهاي آن

علوم و فناوري نانو، عنصري اساسي در درك بهتر طبيعت در دهه هاي آتي خواهد بود. از جمله موارد مهم در آ ينده، همكاري هاي تحقيقاتي ميان رشته ا ي، آموزش خاص و انتقال ايده ها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشي از تاثيرات و كاربردهاي نانوتكنولوژيبه شرح زير مي باشد:

▪ توليد، مواد و محصولات صنعتي: نانوتكنولوژي تغيير بنياني مسيري است كه در آينده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امكان سنتز بلوك هاي ساختماني نانو با اندازه و تركيب به دقت كنترل شده و سپس چيدن آنها در ساختارهاي بزرگ تر، كه داراي خواص و كاركرد منحصربه فرد باشند، انقلابي در مواد و فرآيندهاي توليد آنها، ايجاد مي كند. محققين قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد كه در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده است. برخي از مزاياي نانوساختارها عبارتست از: مواد سبك تر، قوي تر و قابل برنامه ريزي، كاهش هزينه عمر كاري از طريق كاهش دفعات نقص فني، ابزارهايي نوين بر پايه اصول و معماري جديد، بكارگيري كارخانجات مولكولي يا خوشه ا ي كه مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.

▪ پزشكي و بدن انسان: رفتار مولكولي در مقياس نانومتر، سيستم هاي زنده را اداره مي كند. يعني مقياسي كه شيمي، فيزيك، زيست شناسي و شبيه سازي كامپيوتري، همگي به آن سمت درحال گرايش هستند.

▪ فراتر از سهل شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتكنولوژي مي تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو ( Drug Delivery) تهيه كند، كه به نحو حيرت انگيزي توان درماني داروها را افزايش مي دهد.

▪ مواد زيست سازگار با كارايي بالا: از توانايي بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزي معدني و آلي را مثل اجزاي فعال، مي توان براي اعمال نقش تشخيصي (مثل ذرات كوانتومي كه براي مرئي سازي بكار مي رود) درون سلول ها وارد نمود.

▪ افزايش توان محاسباتي به وسيله نانوتكنولوژي: ترسيم وضعيت شبكه هاي ماكرومولكولي را در محيط هاي واقعي ممكن مي سازد. اينگونه شبيه سازي ها براي بهبود قطعات كاشته شده زيست سازگار در بدن و جهت فرآيند كشف دارو، الزامي خواهد بود.

▪ دوام پذيري منابع: كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاك

نانوتكنولوژي چنان چه ذكر شد، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پس ا ب و آلودگي را كاهش خواهد داد. همچنين فناوري هاي جديد، امكان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند كرد. در زمينه محيط زيست، علوم و مهندسي نانو، مي تواند تاثير قابل ملاحظه ا ي، در درك مولكولي فرآيندهاي مقياس نانو كه در طبيعت رخ مي دهد، در ايجاد و درمان مسايل زيست محيطي از طريق كنترل انتشار آلاينده ها، در توسعه فناوري هاي «سبز» جديد كه محصولات جانبي ناخواسته كمتري دارند و ي ا در جريانات و مناطق حاوي فاضلاب، داشته باشد. لازم به ذكراست، نانوتكنولوژي توان حذف آلودگي هاي كوچك از منابع آبي (كمتر از ۲۰۰ نانومتر) و هوا (زير ۲۰ نانومتر) و اندازه گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق بزرگ تر را دارد. در زمينه انرژي، نانوتكنولوژي مي تواند به طور قابل ملاحظه ا ي كارآيي، ذخيره سازي و توليد انرژي را تحت تاثير قرار د ا د ه مصرف انرژي را پايين بياورد .

به عنوان مثال، شركت هاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت شده با نانو ذرات را ساخته اند كه مي تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنه اتومبيل ها شود. استفاده گسترد ه از اين نانوكامپوزيت ها مي تواند ساليانه ۵/۱ ميليارد ليتر صرفه جويي مصرف بنزين به همراه داشته باشد . يا انتظار مي رود تغييرات عمده ا ي در فناوري روشنايي در ۱۰ سال آينده رخ دهد. مي توان نيمه هادي هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LEDها) را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد كرد. در آمريكا، تقريبا «۲۰درصد كل برق توليدي، صرف روشنايي (چه لامپ هاي التهابي معمولي و چه فلوئورسنت) مي شود. مطابق پيش بيني ها در ۱۰ تا ۱۵ سال آينده، پيشرفت هايي از اين دست مي تواند مصرف جهاني را بيش از ۱۰درصد كاهش دهد كه ۱۰۰ ميليارد دلار در سال صرفه جويي و ۲۰۰ ميليون تن كاهش انتشار كربن را به همراه خواهدداشت .

▪ هوا و فضا: محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما براي ماموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاري، اميد حل اين مشكل را به وجود آورده است.» نانوساختن «( Nanofabrication ) همچنين در طراحي و ساخت مواد سبك وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نياز براي هواپيماها، راكت ها، ايستگاه هاي فضايي و سكوهاي اكتشافي سياره ا ي يا خورشيدي، تعيين كننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستم هاي كوچك شده تمام خودكار، منجر به پيشرفت هاي شگرفي در فناوري ساخت و توليد خواهد شد. اين مسئله با توجه به اينكه محيط فضا، نيروي جاذبه كم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم هاي نانو _ كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست در فضا خواهدشد.

▪ امنيت ملي: برخي كاربردهاي دفاعي نانوتكنولوژي عبارتند از: تسلط اطلاعاتي از طريق نانوالكترونيك پيشرفته بعنوان يك قابليت مهم نظامي، امكان آموزش موثرتر نيرو، به كمك سيستم هاي واقعيت مجازي پيچيده تر حاصله از الكترونيك نانوساختاري، استفاده بيشتر از اتوماسيون و رباتيك پيشرفته براي جبران كاهش نيروي انساني نظامي، كاهش خطر براي سربازان و بهبود كارآيي خودروهاي نظامي، دستيابي به كارايي بالاتر (وزن كمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه هاي نظامي و در عين حال تعداد دفعات نقص فني كمتر و هزينه كمتر در عمر كاري تجهيزات نظامي، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته ا ي، بهبود طراحي در سيستم هاي مورد استفاده در كنترل و مديريت عدم تكثير سلاح هاي هسته ا ي، تلفيق ابزارهاي نانو و ميكرومكانيكي جهت كنترل سيستم هاي دفاع هسته ا ي. در بسياري موارد، فرصت هاي اقتصادي و نظامي مكمل هم هستند. كاربردهاي درازمدت نانوتكنولوژي در زمينه هاي ديگر، پشتيباني كننده امنيت ملي است و بالعكس.

▪ كاربرد نانوتكنولوژي در صنعت الكترونيك: ذخيره سازي اطلاعات در مقياس فوق العاده كوچك، با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد يكهزار برابر يا بيشتر افزايش دهد و نهايتا به ساخت ابزارهاي ابرمحاسباتي به كوچكي يك ساعت مچي منتهي شود. ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات به حدود يك ترابيت در هر اينچ ربع برسد، و اين امر موجب مي شود كه ذخيره سازي ۵۰ عدد DVD يا بيشتر در يك هارد ديسك با ابعاد يك كارت اعتباري شود. ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده كوچك به عنوان مثال در اندازه هاي ۳۲ تا ۹۰ نانو متر، توليد ديسك هاي نوري ۱۰۰ گيگا بايتي در اندازه هاي كوچك نيز مي باشد.

● تاريخچه فناوري نانو در جهان

چهل سال پيش Richard Feynman، متخصص كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، درسخنراني معروف خود در سال ۱۹۵۹ با عنوان» آن پايين فضاي بسياري هست «( Ther is plenty of room in the bottom ) به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي درآن زمان اظهار داشت :» اصول فيزيك، تا آنجايي كه من توانايي فهمش را دارم، بر خلاف امكان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند. «او فرض را بر اين قرار داد كه اگر دانشمندان فرا گرفته اند كه چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي كوچك بسازند، پس ما خواهيم توانست كه آنها را كوچك و كوچك تر كنيم. در واقع آنها به مرزهاي حقيقي شان در لبه هاي نامعلوم كوانتوم نزديك خواهند بود به طوري كه يك اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم كه بتوانيم كوچكترين محصول مصنوعي و ساختگي ممكن را ايجاد كنيم.

شیمیدانی که در قرن نوزدهم در کشف پدیده‌های مهم شیمی نقش بسزایی ایفا کرده اند
 
داوی :
در سال 1800 با استفاده از سیل ولتا ، پدیده الکترولیز را کشف و با ارائه نظریه الکترو شیمیایی خود خاصیت الکتریکی مواد و ماهیت پیوند شیمیایی را که بر اساس نظریه اتمی دالتون معین شده بود مشخص کرد و با الکترولیز قلیایی ، فلزات قلیایی را تهیه کرد که سود و پتاس عنصر نیستند بلکه سدیم و پتاسیم جزو عنصرها بوده ، سود و پتاس موادی مرکب‌اند.
 
دالتون :
قانون نسبت‌های چندتایی را کشف کرد. در سال 1807 نظریه اتمی معروف خود را ارائه داد. با وضع نشانه‌های شیمیایی برای عناصر و تعیین فرمول شیمیایی برای ترکیبهای آنها ، جرم نسبی اتمها را معین کرد «تعیین جرم نسبی اتم).
 
آووگادرو :
در سال 1811 فرضیه مولکولی را درباره گازها بیان کرد.
 
برزلیوس :
در سال 1813 نشانه‌های شیمیایی جدید برای عناصر و فرمول نویسی را در شیمی به سبک امروزی متداول کرد و پدیده ایزومری را کشف کرد.
 
مندلیف :
بین سالهای 1869 تا 1871 جدول تناوبی عناصر را تنظیم کرد و تحولی در آموزش شیمی عمومی بوجود آورد.
 
آرنیوس :
در سال 1888 نظریه معروف تفکیک یونی الکترولیتها را بیان داشت و بر اساس آن مکانیسم رسانایی الکترولیتی و الکترولیز را روشن ساخت.
 
ورنر :
در سال 1888 نظریه مهم کوئوردیناسیون را در مورد توجیه چگونگی تشکیل ترکیبات کمپلکس ارائه داد.
 
بکرل ، ماری کوری و پیرکوری :
بین سالهای 1896 تا 1898 پدیده رادیواکتیوی طبیعی و چند عنصر رادیواکتیو را کشف کردند.
 
پلانک و اینیشتن:
در سالهای 1900 تا 1905 نظریه کوآنتومی تابشهای الکترو مغناطیسی را برای توجیه نمودار توزیع انرژی تابش جسم سیاه و مشاهدات مربوط به پدیده فوتوالکتریک ارائه دادند.
 
رادفورد :
در سال 1911 ضمن شناسایی ماهیت پرتوهای رادیواکتیو و بمباران ورقه‌های نازک فلزی توسط ذرات آلفا ، وجود هسته را در درون اتم کشف و مدل منظومه شمسی ـ مانند را برای ساختار اتم پیشنهاد کرد.
 
سودی :
در سال 1913 با بررسی روی محصولات حاصل از واپاشی رادیواکتیوی اورانیم و توریم ، اولین بار پدیده ایزوتوپی را در مورد سرب کشف کرد.
 
بوهر :
در سال 1913 بر اساس نظریه پلانک و انیشتن ، خطی بودن طیف نشری اتم هیدروژن و نظریه معروف اتمی خود را درباره ساختمان الکترونی اتم با استفاده از نظریه رادرفورد ارائه داد.
 
لویس:
در سال 1916 نظر داد آخرین لایه اتم گازهای بی‌اثر دارای 8 الکترون و بسیار پایدار است و عناصر تمایل دارند ضمن شرکت در واکنشهای شیمیایی لایه ظرفیت خود را به چنین آرایش پایداری برسانند ( قاعده هشت‌تایی لویس ).
 
کاسل :
در سال 1916 نظریه پیوند یونی را در مورد تشکیل مواد الکترولیت پیشنهاد کرد.
 
لویس و لانگمیر :
در سال 1919 پیوند کووالانسی بین اتمها را کشف کردند.
 
رادرفورد :
در سال 1919 با بمباران هسته‌ای سبک توسط ذره آلفا اولین واکنش هسته‌ای مصنوعی را به مرحله اجرا در آورد و وجود پروتون در هسته اتم را کشف کرد.
 
سیر گویک و لووری :
در سال 1923 دریافته بودن که پیوند کووالانسی بین اتمها به طریقی که امروزه «داتیو» نامیده می‌شود نیز تشکیل می‌شود و تشخیص داد که ماهیت پیوند لیگاندها و اتم مرکزی در ترکیبات کمپلکس از این نوع است.
 
دوپروی :
در سال 1924 خصلت دوگانگی ( موج ـ ذره‌ای ) را برای الکترون پیشنهاد کرد.
 
اولنبک و گوادشمیت :
در سال 1925 با بررسی نتایج آزمایش اشترن گرلاخ درباره انحراف بخار نقره در میدان مغناطیسی ، بوجود حرکت اسپینی الکترون در اتم پی بردند.
 
هایزنبرگ :
در سال 1927 اصل عدم قطعیت را در مورد اندازه گیری دقیق و همزمان سرعت و مکان الکترون در اتم اعلام کرد.
 
شرودینگر :
در سال 1926 بر اساس نظریه دوبروی ، اصول مکانیک کوانتومی موجی اتم و معادله تابع موج الکترون و اوربیتالهای اتمی را به منظور حل مسائل مربوط به آرایش الکترونی ، انرژی الکترون در ترازهای مختلف انرژی اطراف هسته و تشکیل پیوند بین اتم‌ها ارائه داد.
 
هایتلر و لانون :
در سال 1927 نظریه پیوند ظرفیت را براساس مدل موجی اتم ارائه دادند.
 
پائولنیگ :
در سال 1931 جهت تطبیق ساختار مولکولهایی که پیوند دوگانه دارند با خواص آنها ، نظریه رزونانس مولکولی را ارائه داد و مفهوم الکترونگاتیوی اتم را در شیمی وارد کرد.
 
مولیکن :
در سال 1932 نظریه اوربیتال مولکولی را درباره چگونگی تشکیل پیوند کووالانسی بین اتمها بر اساس طول مدل موجی اتم ارائه داد.
 
چادویک :
در سال 1932 از طریق انجام واکنش های هسته‌ای ، وجود نوترون را در هسته اتم کشف کرد.
 
قلرو و پترازاک :
در سال 1939 «شکافت» هسته اورانیم 235 را کشف کردند.
 
بت :
در سال 1938 «گداخت هسته‌ای» بین اتمهای سبکی چون کربن و نیتروژن را کشف کرد.
 
سالپتر :
در سال 1952 «گداخت هسته‌ای» بین اتمهای هیدروژن را کشف کرد.
 
اندرسن و بن‌بریج :
از طریق واکنشهای هسته‌ای جیوه را به طلا تبدیل کنند.
 
ادوارد تلر :
در سال 1952 بمب هیدروژنی را بر اساس گداخت هسته‌های هیدروژن ساخت.

شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها ، مواد معدنی و خواص آنها سروکار دارد.شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها به جز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست.در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله :ساختمان اتمی، بلورنگاری, کریستالوگرافی، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و …، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی، برقکافت،باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره بحث می‌شود

 

گرایش معدنی دارای شاخه های متفاوتی می باشند که به برخی از آن ها در زیر اشاره شده است

کریستالوگرافی (Crystallography)، زیر مجموعه ای از علم کانی شناسی یا مینرالوژی است و علم آرایش اتم ها در جامدات است.  این علم در یک نکته مهم، از علوم فیزیک و شیمی که رابطه نزدیکی با آن دارند متمایز می شود. در حالی که موضوع این علوم بررسی حالات و تغییرات جسم است، هدف اصلی بلورشناسی در وهله اول بررسی خود جسم است و این جسم بلور یا کریستال نامیده می شود.

 در مباحث کریستالوگرافی به همگن بودن ساختار توجه شده است، ولی لزوما بلورها در جهات مختلف کریستالی، رفتار مشابهی را نشان نمی دهند. علت این تفاوت، به نحوه قرارگیری اتم ها، صفحات تشکیل دهنده بلورها، میزان تراکم اتمی و پیوندهای اتمی و یونی وابسته است. فاصله اتم ها در ساختار به نیروهای بین اتمی، دما، فشار و نیروهای مکانیکی وابسته است.

نانو ذرات معدنی: نانوذرات رايج‌ترين عناصر در علم و فناوري نانو بوده و خواص جالب‌توجه آنها باعث گرديده است کاربردهاي بسيار متنوعي در صنايع شيميايي، پزشکي و دارويي ، الکترونيک و کشاورزي داشته باشند. با توجه به ترکيب شيميايي، اين ذرات به انواع فلزي، سراميکي، پليمري و نيمه‌هادي تقسيم مي‌شوند. سنتز شيميايي و فرآيندهاي حالت جامد نظير آسياب كردن و چگالش بخار روش‌هاي معمول براي ساخت نانوذرات هستند. کنترل فرايند توليد در سطح نانو براي رسيدن به نانوذرات با خواص مناسب اهميت بالايي دارد. گوناگوني مواد نانوذره‌اي به اندازه تنوع كاربرد‌هاي آنها است، زمينه‌هايي كه نانوذرات كاربرد دارند، عبارتند از: مواد كامپوزيت ، كامپوزيت‌هاي ساختاري ،كاتاليزور ،بسته‌بندي ،روكش‌ها ،افزودني‌هاي سوخت و مواد ،منفجره ،ساينده‌ها   ، باتري‌ها وپيل‌هاي سوختي،روان‌كننده‌ها ،پزشكي و داروسازي ،دارو رساني ،محافظت‌كننده‌ها ،آناليز زيستي و تشخيص پزشكي ،لوازم آرايشي

کاتالیست های معدنی: کاتالیست ها به دو دسته ی متفاوت زیر تقسیم می شوند:

کاتالیست های همگن که اگر کاتالیست در فاز مشابه با فاز واکنش  دهنده ها قرار داشته باشد، کاتالیست همگن نامیده می شود، کاتالیست های غیرهمگن، اگر کاتالیست در فازی متفاوت با فاز  واکنش دهنده ها باشد، کاتالیست غیرهمگن نامیده می شود.

یک کاتالیست خوب باید مولکول های واکنش دهنده را با قدرت کافی، جذب سطح خود کند اما نه آن قدر قوی که مولکول های  محصول به طور دائم به سطح آن بچسبند. مثال: نقره کاتالیست خوبی نیست چون اتصال های مناسب و قوی با مولکول های واکنش دهنده ها  تشکیل نمی دهد فلزاتی مانند پلاتین، طلا، آهن و نیکل کاتالیست های خوبی اند زیرا به اندازه ی کافی در جذب سطحی، قوی هستند تا واکنش دهنده ها را در خود نگه دارند و آن ها را فعال کنند، اما این اتصال آن قدر قوی نیست که محصولات واکنش نتوانند جدا شوند. در گرایش معدنی کمپلکس های معدنی سنتز می شوند که فعالیت های کاتالیستی آن ها بررسی می شود.

آلی فلزی: شیمی آلی فلزی به ترکیباتی گفته می‌شود که حداقل یک پیوند کربن _ فلز داشته باشد  و شامل فلزات واقعی و شبه فلزات از قبیل Si ، As ، B  می‌باشد. بنابراین این پیوند می‌تواند یک پیوند کووالانسی ساده باشد.  از نظر خصوصیات شیمیایی ، تفاوت قابل ملاحظه‌ای بین ترکیبات آلی فلزی وجود دارد و مثلا ، پایداری حرارتی آنها بطور قابل ملاحظه‌ای به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد.

 طبقه بندی ترکیبات آلی فلزی را می توان به صورت زیر انجام داد
مشتقات عناصر گروه اصلی
عناصر اصلی در گروهها (که فقط با الکترونهای s و p پیوند تشکیل می‌دهند.) عموما پیوندهای کووالانسی سیگما با کربن تشکیل می‌دهند، باستثنای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با کربن عمدتا یونی است. ساختمان هایی که کمبود الکترون دارند، بوسیله عناصری از قبیل Al ، Mg ، Be ،Li تشکیل می‌شوند و ترکیبات خوشه‌ای را تولید می‌کنند.
مشتقات عناصر واسطه
در مورد فلزات واسطه (که برای تشکیل پیوند از اوربیتالها و الکترونهای d و در صورت لزوم f استفاده می‌کنند) معمولا کمپلکسهای π دارنده پیوندهای داتیو تشکیل می‌شود. به عبارت دیگر ، عناصر واسطه d اغلب نه تنها دارای پیوندهای سیگما بوده، بلکه پیوندهایی از نوع π نیز دارند. به عبارت ساده‌تر ، پیوند بین اتمهای واسطه و مولکولهای آلی اشباع نشده بوسیله تبادل الکترون در دو جهت مخالف تشکیل می‌شود.

بیوشیمی معدنی: بیوشیمی علمی است که درباره ترکیبات و واکنشهای شیمیایی در موجودات زنده بحث می‌کند.جزئیات سنتزپروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخه‌های مرکزی متابولیسم وابسته بهم و مکانیسمهای تبدیل انرژی و گسترش تکنولوژی Recombinant DNA از دستاوردهای برجسته بیوشیمی هستند. عناصر معدنی در تمام این سیستم ها نقش اساسی و کلیدی دارند که مطالعه روی آن ها بسیار گسترده می باشد.

شیمیدان معدنی با مسئله تعیین ساختار ، خواص و واکنش پذیری گستره فوق‌العاده وسیعی از مواد، که دارای خواص بسیار متفاوت و الگوهای فوق‌العاده پیچیده ساختاری و واکنش پذیری‌اند، مواجه است. 

 

فارغ التحصیلان رشته شیمی معدنی در  مراكز  علمی و پژوهشی می توانند به  بررسی

– كاتالیزورها

– شیمی آلی – فلزی

– صنایع معدنی

– مطالعات الکتروشیمیایی کمپلکس های معدنی

– نانو ذرات بپردازند و نیز در صنایع مختلفی مانند استخراج مواد شیمیایی از منابع معدنی تولید انواع مواد شوینده ضدعفونی كننده پاك كننده و… مشغول به كار شوند.

هم چنین مانند دیگر گرایش های شیمی می توانند در –  طرح، نظارت و اجرای طرح‌های تحقیقاتی كوچك و بزرگ شیمیایی، ارائه خدمات در آزمایشگاه‌های كنترل كیفی، ارائه خدمات آموزشی در سطح دانشگاهها وعهده‌دار شدن مسوولیت هدایت آزمایشگاه‌ها،  ارائه خدمات در كارخانجات پتروشیمی، پلاستیك، لاستیك، رنگ و رزین، الیاف، صنایع غذایی، صنایع دارویی، بهداشتی و شوینده‌ها باشند.

دروس پایه شیمی معدنی عبارتند از

inorganic chemistry, miessler & tarr

Shriver & Atkins inorganic chemistry,

Inorganic structural chemistry 2ed 2006 – Muller

inorganic chemistry huheey

دروسی که در گرایش معدنی در مقطع کارشناسی ارشد دارای اهمیت بالایی هستند و یک شیمی دان معدنی باید آن ها را فرا گیرد، علاوه بر شیمی معدنی پیشرفته کاتن، دروس سنتیک و ترمودینامیک ترکیبات معدنی از Wilkins ، طیف سنجی ترکیبات معدنی ازDrago و شیمی فیزیک معدنی  Figgis و Drago می باشند این دروس به جز شیمی فیزیک معدنی در کنکور مقطع دکتری هم دارای اهمیت زیادی هستند.

Cotton & Wilkinson basic inorganic chem.

Cotton & Wilkinson advanced inorganic chem..1972

Purcell & kots

Kinetics and mechanism of reaction of transition metal complex. Wilkins

Physical methods in chem. Drago    Chap.4 to 15

Introduction to ligand field. Figgis

منبع : chemistryislife.ir