جواب فصل ۳ علوم هفتم؛ پاسخ اتم‌ها الفبای مواد – صفحه ۱۴ تا ۲۴

نمونه پاسخ: آب، هوا، آهن، مس، آلومینیم، چوب، شیشه، کاغذ، پنبه، پشم، چرم، پلاستیک، گچ، نمک خوراکی، شکر، نفت خام، بنزین، الکل، سنگ، خاک و مواد غذایی نمونه‌هایی از مواد پیرامون ما هستند.

پاسخ: تعداد بسیار زیادی؛ زیرا مواد گوناگون طبیعی و مصنوعی در اطراف ما وجود دارند و با ترکیب یا تغییر مواد نیز می‌توان مواد جدیدی به دست آورد.

پاسخ: زندگی انسان بدون مواد امکان‌پذیر نیست؛ زیرا غذا، آب، لباس، دارو، خانه، وسایل زندگی، ابزارها و وسایل حمل‌ونقل همگی از مواد ساخته شده‌اند یا برای تولید آنها به مواد نیاز داریم.

پاسخ بر اساس تصاویر کتاب:

الف) سنگ مرمر: در ساختمان‌سازی، نمای ساختمان، کف‌پوش و ساخت مجسمه و آثار هنری کاربرد دارد.

ب) نفت خام: از نفت خام مواد بسیار گوناگونی به دست می‌آید؛ از جمله سوخت‌ها، پلاستیک‌ها، لاستیک، بعضی مواد شوینده و مواد اولیه‌ی برخی صنایع. در تصویر کتاب نیز نمونه‌هایی مانند لاستیک خودرو، بعضی فراورده‌های پلاستیکی و محصولات صنعتی نشان داده شده‌اند.

پ) نمک خوراکی: برای طعم دادن و نگهداری مواد غذایی، تهیه‌ی ترشی و شور، تولید سرم نمکی و بعضی کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود. همچنین در بعضی مناطق سرد برای کمک به ذوب یخ سطح جاده‌ها از نمک استفاده می‌کنند.

ماده	چند کاربرد
آهن و فولاد	ساخت ساختمان، خودرو، پل، ابزار و وسایل صنعتی
پلاستیک	ظروف، بسته‌بندی، قطعات وسایل، لوازم پزشکی و عایق سیم‌ها
شیشه	پنجره، بطری، ظروف، وسایل آزمایشگاهی و بعضی ابزارهای نوری
نفت خام	تولید سوخت و مواد اولیه‌ی بسیاری از محصولات صنعتی و پلاستیکی

پاسخ بر اساس تصویر: در تصویر، دو دیدگاه درباره‌ی تقسیم کردن ماده نشان داده شده است. با تقسیم یک سیب، قطعه‌ها پیوسته کوچک‌تر می‌شوند. پرسش اصلی این است که آیا این تقسیم کردن می‌تواند برای همیشه ادامه پیدا کند یا سرانجام به ذره‌هایی می‌رسیم که سازنده‌ی اصلی ماده‌اند.

پاسخ: ماده از ذره‌های بسیار کوچکی ساخته شده است. اگر تقسیم ماده را ادامه دهیم، سرانجام به ذره‌های بسیار ریزی می‌رسیم که با چشم دیده نمی‌شوند. در این فصل می‌آموزیم که اتم‌ها از اصلی‌ترین ذره‌های سازنده‌ی مواد هستند.

پاسخ: خیر. اگر پارچه را با ذره‌بین بررسی کنیم، ممکن است هنوز ذره‌های بسیار ریز قند را روی آن مشاهده کنیم که با چشم عادی به راحتی دیده نمی‌شوند.

پاسخ: ذره‌های قند پس از حل شدن با چشم دیده نمی‌شوند، اما از بین نرفته‌اند و همچنان در آب وجود دارند.

آزمایش پیشنهادی: مقداری از محلول آب و قند را در ظرفی قرار می‌دهیم تا آب آن به‌تدریج بخار شود. پس از تبخیر آب، قند دوباره در ظرف باقی می‌ماند. این مشاهده نشان می‌دهد قند هنگام حل شدن از بین نرفته است.

پاسخ: در یک لیوان خشک مقداری آب و یخ می‌ریزیم. پس از چند دقیقه، روی سطح خارجی لیوان قطره‌های آب تشکیل می‌شود. این قطره‌ها از داخل لیوان عبور نکرده‌اند؛ بلکه بخار آب موجود در هوا با برخورد به سطح سرد لیوان سرد شده و به قطره‌های آب تبدیل شده است. بنابراین این آزمایش وجود بخار آب در هوا را نشان می‌دهد.

ابزارهای نشان‌داده‌شده در تصویر: خمیرهای رنگی، سیخ یا خلال چوبی، آهن‌ربا، باتری، سیم، لامپ کوچک و وسیله‌ی برش.

۱- برای این فعالیت مسابقه‌ی زیر را انجام دهید:

الف) ابتدا به چند گروه تقسیم شوید. هر گروه با ابزار داده‌شده پنج گلوله‌ی خمیری طوری درست کند که یکی از گلوله‌ها بدون هسته و چهار تای دیگر دارای هسته باشند. دقت کنید جنس هسته‌ها متفاوت باشد.
ب) گلوله‌ها را شماره‌گذاری و مشخصات هر یک را برای خود یادداشت کنید.
پ) هر گروه گلوله‌های خود را با گروه دیگر مبادله کند و از آن گروه بخواهد به کمک ابزار موجود و با چند آزمایش، ساختار و درون گلوله‌ها را پیش‌بینی کند.
ت) در پایان از گروه همکار خود بخواهید میزان درستی پاسخ‌های شما را مشخص کند.

نمونه روش بررسی غیرمستقیم:
• با فرو بردن آرام سیخ چوبی در نقاط مختلف می‌توان وجود یا نبود هسته و تا حدودی محل آن را پیش‌بینی کرد.
• با نزدیک کردن آهن‌ربا می‌توان بررسی کرد آیا هسته دارای ماده‌ی جذب‌شونده به آهن‌ربا است یا خیر.
• با یک مدار ساده شامل باتری، سیم و لامپ می‌توان بررسی کرد آیا هسته رسانای جریان برق است یا خیر.

با کنار هم قرار دادن این شواهد می‌توان بدون دیدن مستقیم درون گلوله، درباره‌ی ساختار آن پیش‌بینی کرد.

نمونه پاسخ: پس از بریدن گلوله‌ها، ساختار واقعی آنها را مشاهده و با پیش‌بینی‌های قبلی مقایسه می‌کنیم. هرچه آزمایش‌های غیرمستقیم مناسب‌تر انجام شده باشند، نتیجه‌ی پیش‌بینی ما به ساختار واقعی گلوله‌ها نزدیک‌تر خواهد بود.

نتیجه‌ی مهم فعالیت: همیشه نمی‌توان درون یک جسم را مستقیماً مشاهده کرد. دانشمندان نیز اتم‌ها را به دلیل اندازه‌ی بسیار کوچکشان بیشتر با مشاهده و آزمایش‌های غیرمستقیم بررسی کرده‌اند.

ماده	ظاهر	اثر ضربه
کربن (زغال)	جامد، تیره یا سیاه و معمولاً بدون جلای فلزی	شکننده است و خرد می‌شود.
گوگرد	جامد زردرنگ و بدون جلای فلزی	شکننده است و خرد می‌شود.
مس	فلزی براق با رنگ متمایل به قرمز	به جای خرد شدن، تغییر شکل می‌دهد؛ چکش‌خوار است.
آهن	فلزی براق با رنگ خاکستری	در برابر ضربه مقاوم است و می‌تواند تغییر شکل دهد.

پاسخ: میخ آهنی و فویل آلومینیمی رسانای جریان الکتریکی هستند و در مدار مناسب باعث روشن شدن لامپ می‌شوند.

گوگرد نارسانای جریان برق است.

زغال در شرایط این آزمایش رسانایی بسیار کمتری از فلزها دارد و ممکن است لامپ را روشن نکند یا اثر بسیار ضعیفی نشان دهد.

نتیجه: ویژگی عنصرها با یکدیگر یکسان نیست و فلزها و نافلزها رفتارهای متفاوتی دارند.

گروه (۱)	گروه (۲)
سطح براق دارند.	سطح براق ندارند.
اغلب در آب فرو می‌روند.	اغلب روی آب شناور می‌مانند.
رسانای جریان برق هستند.	اغلب نارسانای جریان برق هستند.
چکش‌خوار هستند.	اغلب شکننده هستند.

پاسخ: دو ردیف آخر جدول در بالا تکمیل شده‌اند: گروه ۱ رسانا و چکش‌خوار و گروه ۲ اغلب نارسانا و شکننده‌اند.

پاسخ پیشنهادی: گروه ۱: مواد براق، رسانا و چکش‌خوار
گروه ۲: مواد غیربراق، نارسانا و شکننده

پاسخ: گروه ۱: فلزها
گروه ۲: نافلزها

پاسخ: فلزها: نقره، آلومینیم، طلا، مس و آهن
نافلزها: کربن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد

پاسخ بر اساس سه شکل کتاب:
شکل ۱: عنصر نافلز؛ زیرا ذره‌ها از اتم‌های هم‌نوع تشکیل شده‌اند و به صورت مولکول‌های دو اتمی دیده می‌شوند.
شکل ۲: ترکیب؛ زیرا هر ذره از دو نوع اتم متفاوت ساخته شده است.
شکل ۳: عنصر فلز؛ زیرا تعداد زیادی اتم هم‌نوع به صورت منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

پاسخ: ترکیب ماده‌ای است که از دو یا چند نوع اتم متفاوت ساخته شده باشد.

پاسخ: بیشتر موادی که در زندگی با آنها سروکار داریم ترکیب یا مخلوطی از چند ماده هستند؛ زیرا تعداد عنصرهای طبیعی محدود است، در حالی که تعداد مواد موجود در جهان بسیار زیاد است.

طبق متن همین فصل، تقریباً ۹۰ نوع عنصر سازنده‌ی ترکیب‌های گوناگون جهان هستند.

شکل	الکترون	پروتون	نوترون
شکل سمت راست	۷	۷	۸
شکل وسط	۱۴	۱۴	۱۴
شکل سمت چپ	۲۲	۲۲	۲۶

نتیجه:
۱- اتم‌ها از ذره‌های کوچک‌تری به نام الکترون، پروتون و نوترون ساخته شده‌اند.
۲- پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته‌ی اتم قرار دارند و الکترون‌ها در اطراف هسته‌اند.
۳- در اتم‌های نشان‌داده‌شده، تعداد الکترون‌ها و پروتون‌ها با یکدیگر برابر است.
۴- تعداد پروتون، نوترون و الکترون در اتم‌های عناصر مختلف می‌تواند متفاوت باشد.
۵- اتم‌های عناصر مختلف اندازه و ساختار متفاوتی دارند.

پیش‌بینی: از مقدار جرمی یکسان، هوا بیشترین حجم را اشغال می‌کند. پس از آن آب قرار می‌گیرد و شکر جامد حجم کمتری می‌گیرد.

علت این تفاوت را با آزمایش صفحه‌ی بعد بررسی می‌کنیم.

مشاهده و نتیجه: حجم ۵ گرم هوا بسیار بیشتر از حجم ۵ گرم آب و شکر است.
۵ گرم آب نیز حجم بیشتری از ۵ گرم شکر اشغال می‌کند.

بنابراین برای جرم یکسان، مواد مختلف می‌توانند حجم‌های متفاوتی داشته باشند.

پاسخ: فاصله‌ی بین ذره‌ها در گاز بیشتر است؛ زیرا ذره‌های گاز از یکدیگر فاصله‌ی زیادی دارند و در سراسر ظرف پخش می‌شوند. در مایع فاصله‌ی ذره‌ها کمتر است و در جامد ذره‌ها بسیار نزدیک‌تر به یکدیگر قرار دارند.

وسایل و مواد: سرنگ، چوب‌پنبه، وزنه، گیره، پایه، آب و شن

روش آزمایش:
۱- سه‌چهارم حجم یکی از سرنگ‌ها را از آب و دیگری را از شن پر کنید.
۲- با کشیدن پیستون، داخل سرنگ سوم به همان مقدار هوا وارد کنید.
۳- نوک سرنگ‌ها را کاملاً ببندید.
۴- سرنگ‌ها را با گیره محکم کنید و روی هرکدام وزنه‌ای با جرم یکسان قرار دهید یا با کف دست پیستون را به سمت پایین فشار دهید.
۵- مشاهدات خود را بنویسید و نتیجه‌گیری کنید.

پاسخ: وقتی به پیستون‌ها فشار وارد می‌کنیم:
• حجم هوای داخل سرنگ به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.
• حجم آب تقریباً تغییر نمی‌کند.
• حجم شن نیز تغییر بسیار کمی دارد؛ ممکن است دانه‌ها کمی جابه‌جا و فشرده‌تر کنار هم قرار گیرند.

نتیجه: در گازها فاصله‌ی ذره‌ها زیاد است؛ بنابراین گازها به راحتی متراکم و فشرده می‌شوند. اما مایع و جامد را نمی‌توان به آسانی و به مقدار زیاد فشرده کرد.

پاسخ با توجه به خود نمودار:
• گازها با گرم شدن افزایش حجم بسیار بیشتری نسبت به مایع‌ها و جامدها دارند.
• دو گاز نشان‌داده‌شده در نمودار یعنی اکسیژن و نیتروژن، بیشترین افزایش حجم را دارند.
• در میان مایع‌های نشان‌داده‌شده، الکل بیشتر از آب افزایش حجم پیدا می‌کند.
• افزایش حجم جامدهای فلزی مانند آلومینیم، مس و آهن از مایع‌ها کمتر است.
• جامدهای نافلزی نشان‌داده‌شده در نمودار نیز افزایش حجم کمی دارند.

نتیجه‌ی کلی: مواد مختلف حتی اگر مقدار اولیه و میزان گرم شدن آنها یکسان باشد، به یک اندازه منبسط نمی‌شوند. به طور کلی افزایش حجم گازها از مایع‌ها بیشتر و افزایش حجم مایع‌ها از جامدها بیشتر است.

مشاهده:
در آب سرد: بادکنک کوچک و کم‌حجم می‌ماند یا جمع‌تر می‌شود.

در آب داغ: هوای داخل بطری گرم می‌شود و بادکنک باد می‌شود و حجم آن افزایش پیدا می‌کند.

علت: با گرم شدن هوا، جنبش ذره‌های آن بیشتر می‌شود و ذره‌ها فضای بیشتری اشغال می‌کنند؛ در نتیجه هوا وارد فضای بادکنک می‌شود و آن را باد می‌کند.

هشدار کتاب: هنگام استفاده از آب داغ نکات ایمنی را رعایت کنید.

راهنمای دقیق رسم شکل ب: تعداد ذره‌های هوا را تقریباً همان تعداد شکل الف در نظر بگیرید، اما آنها را با فاصله‌ی بیشتری از یکدیگر رسم کنید و نشان دهید که هوای گرم فضای بیشتری را در بطری و بادکنک اشغال کرده است.

توضیح پاسخ: وقتی بطری در آب داغ قرار می‌گیرد، ذره‌های هوای داخل آن انرژی بیشتری دریافت می‌کنند و جنبش آنها افزایش می‌یابد. در نتیجه ذره‌ها از یکدیگر دورتر می‌شوند و هوا حجم بیشتری اشغال می‌کند. بخشی از هوا وارد بادکنک می‌شود و باعث باد شدن آن می‌شود.

در این فرایند تعداد ذره‌های هوا به دلیل گرم شدن بیشتر نمی‌شود؛ بلکه فاصله و حرکت ذره‌ها بیشتر می‌شود.

بررسی تصویر پایانی فصل: آب در طبیعت به سه حالت جامد، مایع و گاز دیده می‌شود.

در حالت جامد، مولکول‌ها بسیار نزدیک و منظم‌ترند.
با گرم شدن یخ، جنبش مولکول‌ها بیشتر می‌شود و یخ به آب مایع تبدیل می‌شود.
با ادامه‌ی گرم کردن آب، جنبش مولکول‌ها بیشتر می‌شود و آب به بخار تبدیل می‌شود.
در حالت گاز، فاصله‌ی مولکول‌ها از یکدیگر بسیار بیشتر از حالت مایع است.

نکته‌ی مهم فصل: مواد از ذره‌های بسیار ریزی ساخته شده‌اند. نوع، تعداد، آرایش، فاصله و حرکت این ذره‌ها می‌تواند بر ویژگی‌های ماده اثر بگذارد. اتم‌ها نیز خود از الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده‌اند.

جمع‌بندی کوتاه فصل سوم علوم هفتم: اتم‌ها از اصلی‌ترین ذره‌های سازنده‌ی مواد هستند. ماده‌ای که فقط از یک نوع اتم ساخته شده باشد عنصر نام دارد و اگر ماده از چند نوع اتم متفاوت ساخته شده باشد می‌تواند یک ترکیب باشد. اتم‌ها نیز شامل الکترون، پروتون و نوترون هستند. فاصله‌ی ذره‌ها در گاز از مایع و جامد بیشتر است؛ به همین دلیل گازها راحت‌تر فشرده می‌شوند. همچنین با گرم کردن ماده، جنبش ذره‌ها بیشتر می‌شود و معمولاً حجم ماده افزایش پیدا می‌کند.