یون یا مولکول؟ آزمونِ لامپ
نمک و شکر هر دو سفید و بلوری‌اند و هر دو در آب حل می‌شوند. اگر مزه کردن ممنوع باشد، چطور می‌شود فهمید کدام لیوانِ آب نمک دارد و کدام شکر؟ یک باتری، یک لامپِ کوچک و دو تکه سیم جواب را می‌دهند.
ترکیب‌ها از چه ذره‌هایی ساخته شده‌اند؟
بیشترِ عنصرها در طبیعت تنها پیدا نمی‌شوند؛ با عنصرهای دیگر ترکیب شده‌اند. آب، شکر، نمکِ خوراکی، آمونیاک، الکل و آهک نمونه‌هایی از ترکیب‌اند. اما ذره‌های سازنده‌ی همه‌ی ترکیب‌ها از یک نوع نیستند:
- بعضی ترکیب‌ها از مولکول ساخته شده‌اند؛ گروه‌هایی از اتم‌ها که به هم چسبیده‌اند و بارِ الکتریکی ندارند. شکر، آب و الکل این‌طورند.
- بعضی ترکیب‌ها از یون ساخته شده‌اند؛ ذره‌هایی با بارِ مثبت یا منفی که کنارِ هم نشسته‌اند. نمکِ خوراکی، کات‌کبود و آهک این‌طورند.
چون ذره‌ها فرق دارند، ویژگی‌های ماده هم فرق می‌کند. ویژگیِ هر ماده به نوعِ ذره‌های سازنده‌ی آن بستگی دارد.
آزمونِ رسانایی
یک مدارِ ساده بسازید: باتری، لامپ و دو سیم. سرِ آزادِ دو سیم را به دو میله‌ی کربنی (مغزِ مداد) وصل کنید و میله‌ها را، بی‌آنکه به هم بخورند، در لیوانی آب بگذارید.
- در آبِ مقطر لامپ روشن نمی‌شود. آبِ خالص برق را تقریباً نمی‌رساند.
- اگر کمی نمک در آب حل کنیم، لامپ روشن می‌شود.
- اگر به جای نمک شکر یا الکل حل کنیم، لامپ خاموش می‌ماند.
چرا؟ برای این‌که برق در یک ماده جاری شود، باید ذره‌های باردارِ آزاد در آن جابه‌جا شوند. وقتی نمک در آب حل می‌شود، یون‌های مثبت و منفیِ آن از هم جدا می‌شوند و در سراسرِ محلول پخش می‌شوند. این یون‌ها می‌توانند حرکت کنند: یون‌های مثبت به سمتِ میله‌ای می‌روند که به قطبِ منفی وصل است و یون‌های منفی به سمتِ میله‌ی دیگر. همین حرکت، جریانِ برق را در محلول برقرار می‌کند.
اما مولکول‌های شکر وقتی حل می‌شوند، فقط از هم جدا می‌شوند و بار ندارند. پس چیزی نیست که جریان را ببرد.
یون‌ها در آب جابه‌جا می‌شوند
یک دانه‌ی بلورِ پتاسیم پرمنگنات (همان «پرمنگنات» که برای ضدعفونیِ سبزی هم به کار می‌رود) را آرام در ته یک لیوان آب بگذارید. رنگِ بنفش کم‌کم از دانه بیرون می‌آید و در همه‌ی آب پخش می‌شود. این رنگ از یون‌های پرمنگنات است که در آب پخش شده‌اند. همین یون‌های آزاد، محلول را رسانا می‌کنند.
هشدار
آزمایش با برق را فقط با باتری انجام دهید، هرگز با برقِ پریز. آبِ نمک و برقِ شهری با هم مرگبارند.
در خانه امتحان کنید
- یک دانه پرمنگنات (یا اگر نبود، یک قطره جوهر یا رنگِ خوراکی) را در یک لیوان آبِ ساکن بیندازید و هر ده دقیقه نگاهش کنید.
- چرا دستِ خیس را نباید به کلید و پریزِ برق زد؟ با آنچه در این درس دیدید توضیح دهید.
واژه‌های این درس
- ترکیبِ یونی - ترکیبی که از یون‌های مثبت و منفی ساخته شده است.
- ترکیبِ مولکولی - ترکیبی که از مولکول‌های بی‌بار ساخته شده است.
- رسانایی الکتریکی - توانِ گذراندنِ جریانِ برق.
ایده‌ی اصلی
ذره‌های سازنده‌ی ترکیب‌ها یا یون‌اند یا مولکول. محلولِ ترکیب‌های یونی، مثلِ نمک، برق را می‌رساند چون یون‌های باردارش آزادانه جابه‌جا می‌شوند؛ محلولِ ترکیب‌های مولکولی، مثلِ شکر، برق را نمی‌رساند.