شیمی

شیمی مطالعهٔ ساختار، خواص، ترکیبات، و تغییر شکل مواد است. این علم مربوط می‌شود به عناصر شیمیایی و ترکیبات شیمیایی که شامل اتمها، مولکولها، و برهم‌کنش میان آنهاست.

• شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن‌ها می‌پردازد.
• شیمی آلی، که به مطالعهٔ ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.
• شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکید نشده و برخی خواص مولکولها می‌پردازد.
• شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیهٔ شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد، و شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.

دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی پیوند دارند عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست وداروسازی.

آب سنگین

آب سنگین (Heavy water )

آب سنگین ( دوتریم اکسید) آبی است که فرمول شیمیایی آن به صورت D2O می باشد .

بنابراین تفاوت آن با آب معمولی در آن است که اتمهای هیدروژن در آب معمولی فاقد نوترون بوده ، در حالی که در آب سنگین هر دو اتم هیدروژن دارای یک نوترون نیز می باشند . بنابراین می توان به سادگی به این نکته پی برد که مولکول آب سنگین درمقایسه با مولکول آب معمولی دارای جرم مولکولی و چگالی بیشتری است . آب نیمه سنگین نیز به آبی گفته می شود که هرمولکول آن از یک اتم اکسیژن، یک اتم هیدروژن معمولی و یک اتم دوتریم تشکیل شده است . در حقیقت می توان فرمول شیمیایی آب نیمه سنگین را به صورت HDO نمایش داد . فراوانی آب سنگین در طبیعت ناچیز است . نسبت فراوانی اتم دوتریم به اتم هیدروژن معمولی برابر با یک به 7000 است . ( در دانه های برف این نسبت به یک به 9000 کاهش می یابد و در آب دریا این نسبت برابر با یک به 5500 می باشد . )

آب سنگین نسبت به آب معمولی یا آب سبک دارای قدرت واکنش پذیری کمتری است و قدرت انحلال آن نیز در مقایسه با آب معمولی بسیار ناچیز است . علت اصلی این پدیده را بایستی در جرم اتمی بالاتر اتم دوتریم نسبت به اتم هیدروژن معمولی جستجو کرد . بنابراین می توان این گونه نتیجه گیری نمود که نوسانات مولکولی در مولکول آب سنگین دارای فرکانس پایینی بوده و انرژی نقطه ی صفر (کمترین میزان انرژی ) این نوسانات نسبت به همتایان خود در آب سبک ( آب معمولی ) بسیار کمتر است . از آنجا که تفکیک مولکولهای آب سنگین به انرژی فوق العاده بالایی نیاز دارد ، بنابراین نمی تواند به عنوان حلال مناسبی مورد استفاده قرار گیرد. حال تصور کنید که دربدن ما بجای آب معمولی ، آب سنگین وجود می داشت . در آن صورت اغلب واکنشهای شیمیایی درون سلولی که مستلزم وجود حلالی با ویژگیهای آب معمولی است ، به انجام نمی رسیدند. علاوه بر موضوع تفکیک ، این مسئله بر ایجاد پیوندهای هیدروژنی که در سیستمهای زیستی دارای اهمیت بسیار زیادی هستند ، تأثیر زیادی می گذارد . 

آب سنگین در برخی از نیروگاههای هسته ای ( مثلاً در نیروگاههای آب سنگین در راکتورهای ازنوع Candu  ) به عنوان کند  کننده به کار می رود . کند کننده  به موادی گفته می شود که می توانند با نوترون های پر انرژی برخورد نموده و از میزان انرژی آنها بکاهند و در نتیجه احتمال وقوع واکنش شکافت هسته ای را بالا می برند.

علت استفاده از آب سنگین آن است که در مقایسه با آب معمولی آن است که نوترون کمتری جذب می کند . از این رو می توان با ساختن  میله ی سوختی از آن برای راکتورهای آب سبک ، از غنی سازی لازم برای اورانیوم چشمپوشی نمود . در حقیقت با انجام این عمل دیگر نیازی به غنی سازی اورانیوم وجود ندارد . 

اترها

اترها(Ethers) 

اتر در زبان یونانی به معنای هوای سبک است. اترها را می توان ترکیباتی دانست که در آنها هیدروژن گروه هیدروکسیل الکلها با یک گروه آلکیل یا آریل جانشین شده باشد. چنانچه دو گروه متصل به اتر یکسان باشند(R---O---R) ، اتر را متقارن و در غیر این صورت ، اتر را نامتقارن(R----O----R’) می نامند. 

نامگذاری اترها 

معمولترین روش نامگذاری این است که دو گروه متصل به اکسیژن (گروههای آلکیل یا آریل ) را نام برده و سپس واژه ی اتر را ذکر کنیم. 

در نامگذاری به روش ایوپاک (IUPAC)  اترها را مشتقات R-O هیدروکربن ها فرض می کنند .برخی از ترکیبات اکسیژن دار که جزء اترها طبقه بندی می شوند ، دارای اسامی مختص به خود می باشند 

خواص فیزیکی اترها 

چون در اترها هیدروژن متصل به اکسیژن وجود ندارد ، دمای جوش آنها بسیار پایین بوده و در حدود دمای جوش هیدروکربنهای هم وزنشان می باشد. 

مولکولهای اتر ، مانند هیدروکربنها مجتمع نبوده و پیوندهای هیدروژنی بین آنها وجود ندارد . با این وجود ، اکسیژن اترها قادر به برقراری پیوند هیدروژنی با اتمهای موجود در مولکولهای سایر ترکیبات می باشد. از این رو میل حل شدن آنها در آب از هیدروکربنها بیشتر بوده و بسیاری از ترکیباتی که در هیدروکربنها حل نمی شوند ، می توانند در اترها حل شوند.

به علت پایین بودن دمای جوش اترها ، دی متیل اتر و متیل اتیل اتر در دمای معمولی به شکل گاز هستند. اترها دارای اثر فیزیولوژی بر بدن انسان هستند و در سال 1842برای نخستین بار در جراحی از دی متیل اتر به عنوان ماده ی بیهوشی استفاده شد. دی اتیل اتر به مقدار بسیار زیاد در آزمایشگاهها برای استخراج مواد آلی به کار می رود . در بسیاری از سنتزهای آلی از اترها استفاده می شود. اتر مورد نیاز برای این مصارف بایستی کاملاً خشک باشد. برای خشک کردن اتر آن را با سولفوریک اسید تقطیر می کنند و در شیشه های محتوی فلز سدیم نگهداری می کنند.

سیاره

سیاره‌های زمین‌مانند سامانه‌ی خورشیدی: تیر (رنگ ناراستین)، ناهید (بدون نمایش اتمسفر)، زمین (رنگ راستین) و بهرام (بدون نمایش اتمسفر). اندازه‌ها بر پایه‌ی مقیاس راستین است.

چهار سیاره بزرگ گازی مقابل خورشید: مشتری، کیوان، اورانوس، نپتون

سیاره به جسمی فضایی با جرم بسیار زیاد گفته می‌شود که گرد یکستاره در گردش باشد و خود نیز ستاره نباشد.

بنا بر تعریف ۲۴ اوت ۲۰۰۶ (میلادی) اتحادیه بین‌المللی اخترشناسیسیاره در سامانه خورشیدی جرمیست که:

1. در مداری به دور خورشید در گردش باشد.
2. آن قدر جرم داشته باشد که گرانش خودش بر نیروهای پیوستگی جسم سخت آن غلبه کند. یعنی در برابری هیدرواستاتیک باشد و شکلش نیز تقریباً گرد باشد.
3. توانسته باشد که مدار خود را از اجرام دیگر بزداید.

جرمی که تنها سازگار با دو شرط اول باشد و یک ماه قمر هم نباشد سیاره کوتوله تعریف شده‌است.

ستاره متغیر

ستاره متغیر

تعادل ستاره زمانی بدست می‌آید که دو نیروی همجوشی (رو به بیرون) و گرانش (رو به درون) با هم برابر باشند اما هنگامی که یک ستاره به اواخر عمر خود می‌رسد و همجوشی آن دچار تغییراتی می‌شود روندی پیش می‌آید که گاهی همجوشی نیروی بیشتری وارد می‌کند و ستاره بزرگ و پرنور می‌شود و گاهی گرانش غلبه کرده و ستاره کوچک و کمنور می‌شود به این ستارگان ستارگان متغیر می‌گویند که آنها دارای انواع زیادی هستند مانند متغیر دلتا قیفاووسی، متغیر دلتا سپری، متغیر آرآر شلیاقی، متغیر میرا و متغیر نامنظم.

رده‌بندی ستارگان

ستارگان بر اساس رنگ (که ناشی از دمای سطحی است.) به دسته‌های O, B, A, F, G, K, M تقسیم می‌شوند.