Атомның массасы ядроның массасына тең
![](/assets/img/loading.gif)
![](/assets/img/loading.gif)
2.ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ
№ апта
Дәріс тақырыбы және тезистер
Сағат көлемі
№ 1
дәріс
Химия пәні және мақсаттары. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары
Химия қоршаған ортаны зерттейтін жаратылыстану ғылымдарына жатады. Химияның зерттеу объектісі - заттар. Химия заттардың құрамын, қасиеттерін және өзгерістерін зерттейді. Сонымен қатар ол заттардың өзгерістерге ұшырауы барысында байқалатын физикалық құбылыстарды да зерттейді. Мысалы: реакция нәтижесінде жылудың бөлінуі мен сіңірілуін, ерітінділердің электрөткізгіштігінің өзгеруін, қайнау және қату температураларының төмендеуін және жоғарлауын, химиялық энергияның электр энергиясына айналуын және т.б.
Химия көптеген дербес салаларға бөлінеді: бейорганикалық химия, аналитикалық химия, органикалық химия, биологиялық химия, физикалық химия, коллоидты химия, электрохимия, радиохимия, геохимия, полимерлер химиясы, кванттық химия және т.б.
Химия өнеркәсіпте зор роль атқарады. Химия және мұнай өңдеу өнеркәсіптері , қара және түрлі түсті металлургия экономиканың дамуына орасан ықпал жасайды. Химия өнеркәсіптері өндіретін маңызды материалдарға жатады: темірдің алуан түрлі құймалары, түрлі-түсті және қымбат бағалы металдар, құрылыс материалдары (цемент, шыны, асбест, гипс, бояғыш заттар, т.б.), каучук және резина, пластмассалар мен полимерлер, синтетикалық және жасанды талшықтар, қағаз, дәрі-дәрмектердің басым көпшілігі, жуғыш заттар (сабындар, шампуньдер, жуғыш ұнтақтар, т.б.), тыңайтқыштар, пестицидтер - ауылшаруашылық өндірісінде өсімдіктердің өнімділігін арттыратын және өсімдіктердің ауруларымен күресуге қолданылатын әртүрлі химиялық заттар. Қазіргі уақытта химияның жетістіктерін тамақ өндірісінде де кең пайдаланады (белсенді тағам қоспалары, өнімнің дәмін және сыртқы түрін жақсартатын тағам қоспалары, консерванттар, антиоксиданттар, т.б.).
Химия - экспериментпен тығыз байланысқан ғылым. Химияның маңызды мақсаттарының бірі - керекті қасиеттерге ие жаңа заттарды синтездеу әдістерін зерттеп табу. Белгілі химиялық қосылыстардың саны орасан көп: ХХ ғасырдың аяғында олардың саны он миллионға жетті.
Химияның алдында экологиялық проблемаларды шешуде үлкен міндеттер тұр. Себебі: көбінесе қоршаған ортаның ластануы - химиялық заттармен шамадан тыс ластанудың, ал қоршаған ортадағы өзгерістер - химиялық және физика-химиялық процестердің нәтижелері болып табылады. Осыған байланысты химияның алдында тұрған өзекті міндеттер:
1. Қоршаған ортаның өзгеруіне әкеліп соғатын процестердің химизімін зерттеу.
2. Қоршаған ортаның құрамын үздіксіз бақылаудың физика-химиялық әдістерін іздестіру және ұсыну.
3. Қалдықсыз жаңа технологияларды ұсыну.
4. Экологиялық таза отынның түрлерін іздестіру.
5. Өндіріс орындары пайдаланған суды тазарту және атмосфераны ластайтын газдарды залалсыздандыру әдістерін ұсыну.
6. Қоқыс-қалдықтарды қайта өңдеу технологияларын ұсыну.
Химия пәнін саналы түрде меңгеру үшін химияның негізгі түсініктерін және стехиометриялық заңдарын білу қажет. Ол үшін негізгі мектеп көлемінде химия пәні бойынша өткен мына басты түсініктерді қайталау керек: элемент, атом, молекула, салыстырмалы атомдық масса, салыстырмалы молекулярлық масса, моль, молярлық масса, молярлық көлем, эквивалент, эквиваленттік масса.
Химиялық элемент - ядро зарядтары бірдей болатын атомдар түрі.
Атом - химиялық реакция кезінде бөлінбейтін элементтің ең кішкене бөлшегі, бірақ сол элементтің химиялық қасиеттерін көрсетеді.
Молекула - сол заттың химиялық қасиетін көрсететін заттың ең кішкене бөлшегі.
Жай заттар - құрамына тек бір элементтің атомдары ғана кіретін заттар.
Күрделі заттар - құрамына әр түрлі элементтер атомдары кіретін заттар.
Атомдық және молекулалық масса
Заттың барлық бөлшектерінің массасы зат массасын құрайды. Химияда масса ретінде тыныштық массасы қарастырылады. Масса тыныштық масасында бір - біріне тең болатын заттың инерциялы және гравитациялы қасиеттерін сипаттайды. Массаның салыстырмалы және абсолютті түрі бар. Салыстырмалы атомдық массаны өлшеуге атомдық масса бірлігі (а.м.б.) енгізілді: 1а.м.б. = m(12С ) 12 = 1,6606·10[-27] кг.
Элементтің салыстырмалы атомдық массасы (қысқаша атомдық масса) дегеніміз сол элемент атомы массасының көміртек атомы массасының 112 бөлігінен неше есе ауыр екенін көрсететін сан. Салыстырмалы атомдық масса өлшемсіз сан және Аr әрпімен белгілейді. Мұндағы " r „латынның relatuvus - салыстырмалы деген ұғым береді. Мысалы, Аr (O)= 15,9994, Ar (H)= 1,00794. Элементтердің салыстырмалы атомдық массалары Д.И. Менделеевтің элементтерінің периодтық жүйесі кестесінде берілген.
Салыстырмалы молекулалық масса (қысқаша молекулалық масса) дегеніміз оның молекуласы массасының көміртегі атомы массасы 112 бөлігінен неше есе ауыр екенін көрсететін сан. Салыстырмалы молекулалық масса өлшемсіз сан және Мr әрпімен белгіленеді. Заттың салыстырмалы молекулалық массасы оның құрамына кіретін элементтердің салыстырмалы атомдық массаларының қосындысына тең.
Моль - заттың мөлшерінің бірлігі, көміртегі-12 атомының 0,012кг массасындағы атомдар санына тең, яғни 6,02· 1023.
Заттың эквиваленті - 1моль сутегі атомдарымен (0,5моль оттегі атомдарымен) қосыла алатын не сондай сутегі (оттегі) атомдарының мөлшерін химиялық реакцияларда ығыстырып шығара алатын мөлшері.
Эквивалент масса - заттың 1 эквивалентінің массасы.
Авогадро тұрақтысы NA - кез келген жүйенің (N) бөлшектер санының жүйе заттарының мөлшеріне қатынасы n: Nn = NA моль-1 = 6,02·1023 моль-1.
Осыдан: 1. Әр түрлі газдардың бірдей жағдайда (t,p) бірдей көлемдеріндегі молекулаларының саны бірдей болады;
2. Қалыпты жағдайда (қ.ж.) газдардың молярлық көлемі 22,4лмоль болады. Олай болса, 1моль газдың қ.ж. көлемі 22,4л.
Эквивалент көлем - заттың 1 эквиваленті алатын көлем. Сутегінің эквиваленті 1моль, оттегінің эквиваленті 0,5моль болғандықтан, сәйкесінше эквивалент көлемдері 11,2лмоль және 5,6лмоль болады.
Химияның негізгі заңдары: масса сақталу заңы; энергия сақталу заңы; құрам тұрақтылық заңы; еселік және көлемдік қатынастар заңдары; Авогадро заңы, эквиваленттер заңы.
Бұл заңдар стехиометриялық заңдар деп аталады, себебі олар барлық заттардың массалары мен көлемдерін есептеуге қолданылады.
Стехиометрия - ол әрекеттесуші заттардың массалық немесе көлемдік қатынастары туралы ілім.
Масса сақталу заңы - химиялық реакцияға түскен заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттар массасына тең. Масса мен энергия байланысын көрсететін А.Эйнштейн (1905ж) формуласын (Е = mc2) қолданып, масса және энергия сақталу заңын былай оқиды: оқшауланған жүйеде химиялық реакцияға дейінгі заттар массаларының қосындысы және энергиялар қосындысы реакциядан кейінгі заттар массаларының қосындысы және энергиялар қосындысына тең болады. Мұндағы Е энергия, m - зат массасы, с - вакуумдағы жарық жылдамдығы, 300000кмс. с2 мәні өте үлкен болғандықтан, масса өзгерісін өлшеу мүмкін болмағандықтан, масса сақталу заңында ешқандай бұзылушылық жоқ сияқты.
Заттардың құрам тұрақтылық заңы: 1808 жылы француз химигі Ж.Пруст металдардың оксидтері мен сульфидтерін талдау нәтижесінің негізінде құрамның тұрақтылық заңын тұжырымдады: қандай жолмен алынған болса да, таза химиялық қосылыстардың сапалық және сандық құрамы әрдайым тұрақты болады. Қандай әдісен болса да құрамы сандық және сапалық тұрақтылықта болатын қосылыстарды дальтонидтер деп атайды. Алу әдістері мен оның алу жағдайына тәуелділікте болып, құрамы айнымалы келетін қосылыстарды бертоллидтер д.а.
Көлемдік қатынастар заңы: -Шарль Гей-Люссак,1808 жылы реакцияласушы және реакциядан шығатын газдардың көлемдерінің өзара қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.
Еселі қатынас заңы: (Дальтон 1803ж) Екі элемент бірімен бірі бірнеше қосылыс түзетін болса, ол қосылыстарда сол элементтердің біреуінің бірдей етіп алынған салмақ бөлігіне екіншісінің сай келетін салмақ бөліктерінің өзара қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.
Авогадро заңы:(1811ж) Бірдей жағдайда алынған әртүрлі газдардың бірдей көлемдеріндегі молекулалардың саны да бірдей болады. Авогадро заңының аса маңызды 3 салдар туындайды: 1) кез келген заттың 1 молінде молекулалар саны бірдей; 2) кез келген газдың 1 молі қалыпты жағдайда (ρ-760мм.с.б.б.- 1атм. қысым және Т-273,16К) 22,414л көлемде болады. Бұл көлемді молярлық көлем деп атайды, 22,414 лмоль; 3) бірдей көлемдегі әр түрлі газдар массаларының бір-біріне қатынасы олардың молекулалық массаларының қатынасына тең.
Эквиваленттер заңы (Рихтер, 1792-1800жж.). Әрекеттесуші заттар массасы олардың эквиваленттік массасына пропорционалды. Эквивалент деп берілген тотығу-тотықсыздану реакцияларында бір электронға, ал алмасу реакцияларында бір протонға сәйкес келетін нақтылы немесе шартты бөлшек. Молекула немесе молекуланың бөлігі эквивалент болады.
Элементтердің атомдық массасын - П.Дюлонг және А.Пти ережесін қолданып анықтау: жай заттардың қатты күйдегі атомдық массаларының меншікті жылу сыйымдылығына көбейтіндісі шамамен 26Джмоль∙К тең.
Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар
1. Таза зат болып табылады:
А) гранит
В) ауа
С) топырақ
D) +сутегі
E) сүт
2. Таза зат болып табылады:
А) теңіз суы
В) +оттегі
С) болат
D) бор
E) балшық
3. Таза зат болып табылады:
А) құм
В) шойын
С) әйнек
D) қола
E) +алтын
4. Таза зат болып табылады:
А)+алюминий
В)ауа
С) балмұздақ
D)бор
E)сүт
5. Таза зат болып табылады:
А) мәрмәр
В)болат
С)+мыс
D)топырақ
E) теңіз суы
6. Таза зат болып табылады:
А) теңіз суы
В) гранит
С) шойын
D)+күміс
E)құм
7. Қоспа болып табылады:
А) мыс
В)сутегі
С)алюминий
D) + ауа
E) оттегі
8. Қоспа болып табылады:
А) + сүт
В)алтын
С)азот
D)мырыш
E)магний
9. Қоспа болып табылады:
А) күміс
В)темір
С)+гранит
D)оттегі
E)мыс
10. Қоспа болып табылады:
А) қорғасын
В)+ топырақ
С) сутегі
D) азот
E)алюминий
11. Қоспа болып табылады:
А) +құм
В) магний
С)мырыш
D)хлор
E) платина
12. Қоспа болып табылады:
А) болат
В) оттегі
С)сутегі
D)азот
E) қалайы
13. Физикалық құбылыс болып табылады:
А) +қардың түзілуі
В) қағаздың жануы
С) қышқылда металдың еруі
D) сүттің ашуы
E)күміс ыдыстың қараюы
14. Физикалық құбылыс болып табылады:
А)ағаштың жануы
В)темірдің тотығуы
С)+қорғасынның балқуы
D)судан сутегінің алынуы
E)жапырақтардың шіруі
15. Химиялық құбылыс болып табылады:
А) судан мұздың түзілуі
В) болаттың балқуы
С)спирттің булануы
D) +күміс ыдыстың қараюы
E)қант кесегінің ұнтақталуы
16. Химиялық құбылыс болып табылады:
А)алтынның балқуы
В) мұздың еруі
С) +ағаштың жануы
D) судың қатуы
E) судың булануы
17. Жай зат:
А) су
В)ауа
С)+күкірт
D)ас тұзы
E)қышқыл
18. Жай зат:
А)құм
В)+оттегі
С)қант
D)кен
E)су
19. Жай зат:
А) +графит
В)көмірқышқыл газы
С)балшық
D)мұнай
E) су
20. Күрделі зат:
А) алюминий
В)калий
С)магний
D)+гранит
E)мыс
21. Күрделі зат:
А) оттегі
В)күкірт
С) +калий перманганаты
D) алтын
E)сынап
22.Идеал газдардың заңдары. Бойль - Мариотт, Гей-Люссак және Шарль заңдары
23. Бойль-Мариотт пен Гей-Люссактың біріккен заңы
24. Авогадро заңы
25. Заттың тығыздығы, әртүрлі газдардың салыстырмалы тығыздығын анықтау.
1
№ 2
дәріс
Бейорганикалық қосылыстардың негізгі кластары
Барлық бейорганикалық қосылыстар екi топқа бөлiнедi:
1. Қарапайым заттар.
2. Күрделi заттар.
Молекулалары бiр элементтiң атомдарынан тұратын қосылыстар қарапайым деп аталады. Қарапайым қосылыстар металдар және бейметалдар болып екiге бөлiнедi. Молекулалары әртүрлi элементтердің атомдарынан тұратын қосылыстар күрделi деп аталады. Күрделi қосылыстар төрт класқа жiктеледi:
1. Оксидтер.
2. Негiздер.
3. Қышқылдар.
4. Тұздар.
Оксидтер
Элементтiң оттекпен қосылуынан түзiлген қосылысты оксид деп атайды. Оксидтер тек екi элементтен тұрады, бiреуi оттегi болады, ал екiншiсi - металл немесе бейметалл болуы мүмкiн. Оксидтерде оттегiнiң тотығу дәрежесi - 2 болады. Оксидтер тұз түзетiн және тұз түзбейтiн оксидтер болып екiге бөлiнедi. Тұз түзбейтiн оксидтер (СО, NO, N2O) гидрат түзбейдi, қышқылмен де, сiлтiмен де әрекеттеспейдi. Тұз түзетін оксидтер үш топқа - негіздік, қышқылдық, амфотерлі оксидтерге бөлінеді.
Физикалық қасиеттерi жағынан оксидтер әртүрлi: көпшiлiгi қатты заттар, бiразы - газдар, кейбiреулерi - сұйықтар.
Негiздiк оксидтердiң барлығы металл оксидтерi. Өте активтi металдардың оксидтерi (Na2O, K2O, CaO, Li2O) сумен әрекеттеседi - нәтижесiнде сiлтiлер түзiледi. Қалған негiздiк оксидтер (FeO, CuO, CoO, NiO және т.б.) сумен әрекеттеспейдi.
Негiздiк оксидтерге тән реакциялар:
а) негiздiк оксид + қышқыл = тұз + су
б) негiздiк оксид + қышқылдық оксид = тұз
в) негiздiк оксид + су = сiлтi
Қышқылдық оксидтердi көбiнесе бейметаллдар (C, S, P, N, т.б.) түзедi. Кейбiр металдардың жоғарғы валенттi оксидтерi (CrO3, Mn2O7, V2O5, т.б.) қышқылдық оксидтерге жатады. Қышқылдық оксидтер тiкелей сумен әрекеттесiп қышқылдар түзедi.
Қышқылдық оксидтерге тән реакциялар:
а) қышқылдық оксид + сiлтi = тұз + су
б) қышқылдық оксид + негiздiк оксид = тұз
в) қышқылдық оксид + су = қышқыл
Кейбiр қышқылдық оксидтер (SiO2, WO3, V2O5, т.б.) сумен әрекеттеспейдi.
Амфотерлi (қос қасиеттi) оксидтер әрi негiздiк, әрi қышқылдық оксидтердiң қасиеттерiн көрсетедi. Оларға ZnO, Al2O3, Cr2O3, PbO, SnO, BeO және т.б. жатады. Амфотерлi оксидтер суда ерiмейдi, балқыткан кезде негiздiк және қышқылдық оксидтермен әрекеттесiп тұздар түзедi.
Амфотерлi оксидтерге тән реакциялар:
а) амфотерлi оксид + кышқыл = тұз + су
б) амфотерлi оксид + сiлтi = тұз + су
Период бойынша оңнан солға элементтердiң оксидтерiндегi химиялық байланыстың типi иондықтан коваленттiкке ауысады, соған сәйкес негiздiк қасиеттерi бәсеңдеп, қышқылдық қасиеттерi артады. Мысалы , 3 период элементтерiнiң оксидтерiн қарастырсақ:
Na2О , МgО, А12О3 SiО2, Р2О5, SО3, С12О7
негiздiк оксидтер амфотерлi оксид қышқылдық оксидтер
Біраз металдар бірнеше оксид түзеді. Егер оксидте металл төменгі тотығу дәрежесінде болса, оксид негіздік қасиет көрсетеді, орта мәнінде болса - амфотерлі қасиет, жоғары мәнінде болса - қышқылдық қасиет көрсетеді.
+2 +4 +7
Мысалы, MnО - негіздік оксид, MnO2 - амфотерлі оксид, Mn2O7 - қышқылдық оксид.
Оксид сипатының металдың тотығу дәрежесінің мәніне
байланысты өзгеруін мына кестеден көруге болады:
Металдың тотығу дәрежесi
Оксидтiң сипаттамасы
+1, +2
Негiздiк
+3, +4
Амфотерлi
+5, +6, +7
Қышқылдық
Негiздер
Негiздер деп электролиттiк диссоциация нәтижесiнде гидроксил ионын және металл катионын түзетiн электролиттердi айтады. Негiздердiң құрамындағы гидроксил топтарының саны негiздiң қышқылдығын көрсетедi:
LiOH, KOH, NaOH бiр қышқылды негiздер
Cu(OH)2 , Zn(OH)2 , Ca(OH)2 екi қышқылды негiздер
Cr(OH)3 , Fe(OH)3 , Al(OH)3 үш қышқылды негiздер
Негiздердiң құрамындағы гидроксил топтарының саны металдың валенттiлiгiмен сәйкес келедi:
I II III
NaОН Са(ОН)2 АI(ОН)3
Суда жақсы еритiн негiздердi с i л т i л е р деп атайды. Олар: NаОН, КОН, Са(ОН)2, Ва(ОН)2 және т.б., яғни І- ІІ топтардың негiзгi топшаларының элементтерiнiң гидроксидтерi.
Құрамында бiрнеше гидроксил топтары бар негiздер сатылап диссоциацияланады:
Iсаты Са(ОН)2 СаОН+ + ОН-
II саты СаОН+ Са2+ + ОН-
Күшiне қарай негiздер екiге бөлiнедi:
а) Күштi негiздер. Күшті негіздерге сілтілер жатады.
б) Әлсiз негiздер. Әлсіз негіздерге суда нашар еритін негіздер және аммоний гидроксиді жатады.
Негiздерге тән реакциялар:
а) негiз + қышқыл = тұз + су
б) сiлтi + қышқылдық оксид = тұз + су
в) сiлтi + тұз = жаңа негiз + жаңа тұз
Суда ерiмейтiн негiздер қыздырғанда сәйкес оксидтерге және суға ыдырайды:
↓Сu(ОН)2 t0 СuО + Н2О
↓2Al(OH)3 t0 Al2O3 + 3Н2О
Амфотерлi оксидтерге амфотерлi негiздер сәйкес келедi:
Амфотерлі оксид
Сәйкес амфотерлі негіз
ZnO
Zn(OH)2
Al2O3
Al(OH)3
Cr2O3
Cr(OH)3
Амфотерлiктi (қос қасиеттiлiктi) дәлелдейтiн реакциялар:
а) ↓Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + H2O
амфотерл[i] қыщқыл тұз
нег[i]з
б) ↓Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
амфотерл[i] нег[i]з тұз
нег[i]з
Амфотерлi негiздер суда ерiмейдi. Сiлтi ерiтiндiсiнде лакмус көгереді, фенолфталеин қызыл - күлгiн түске боялады.
Қышқылдар
Сулы ерiтiндiде диссоциацияланғанда оң ион ретiнде тек сутек катионын түзетiн қосылысты қышқыл деп атайды. Мысалы:
HCl -- H+ + Cl-
тұз
қышқылы
HNO3 -- H+ + NO3-
азот
қышқылы
Құрамындағы металға ауыса алатын сутек атомдарының саны қышқылдың негiздiгiн көрсетедi:
HNO3, HCl, HCN, HCOOH бiр негiздi қышқылдар
H2SO4, H2CO3, H2S екi негiздi қышқылдар
H3PO4, H3BO3, H3AsO4 үш негiздi қышқылдар
Көп негізді қышқылдар сатылап диссоциацияланады:
I саты H3PO4 -- H[+] + H2PO4[-]
II саты H2PO4[-] -- H[+] + HPO4[2-]
III саты HPO4 2 - -- H[+] + PO4[3-]
Қышқыл ерiтiндiлерiнде лакмус қызарады, метилоранж малина түске боялады.
Қышқылдардың жiктелу түрлерi:
1
Құрамына қарай:
а) Оттектi (HNO3, H2SO4, H2CO3, H3PO4
б) Оттексiз (HCl, HJ, H2S, HBr, HCN)
2
Күшiне қарай:
а) Күштi (HNO3, HCl, H2SO4, HClO4, HI)
б) Күшi орташа (H3PO4, H2SO3, HF)
в) Әлсiз (H2CO3, H2S, HCN)
3
Тұрақтылығына қарай:
а) тұрақты (HCl, H2SO4, H3PO4)
б) тұрақсыз (H2CO3, H2SO3)
4
Ұшқыштығына қарай:
а) Ұшқыш (HCl,CH3COOH, H2S, HNO3)
б) Ұшпайтын (H2SO4, H3PO4)
Қышқылдарға тән реакциялар:
а) қышқыл + негiз = тұз + су
б) қышқыл + негiздiк оксид = тұз + су
в) қышқыл + металл = тұз + сутек
г) қышқыл + тұз = жаңа қышқыл (әлсіз) + жаңа түз
Қышқылдардың металдармен әрекеттесуi тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады, себебi - реакция нәтижесiнде элементтердiң тотығу дәрежелерi өзгередi.
Ерiтiндiлерде реакция иондар арасында жүредi, сондықтан қышқылдар тұздармен алмасу реакциясына түседi, егер иондардың өзара әрекеттесуi нәтижесiнде аз диссоциацияланатын заттар (нашар еритiн тұз, әлсiз қышқыл) түзiлетiн болса. Реакциялардың иондық теңдеулерінде нашар еритiн тұздар, әлсiз қышқылдар, газдар молекула түрiнде, ал күштi электролиттер иондар түрiнде жазылады. Мысалы:
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl - молекулалық теңдеу
H[+] + Cl[-] +Ag[+] + NO3[-] = H[+] + NO3[-] + AgCl - толық иондық теңдеу
Ag[+] + Cl[-] = AgCl - қысқаша иондық теңдеу
Қысқаша иондық теңдеу реакция қандай иондардың арасында жүргендiгiн айғақтайды.
Тұздар
Тұздардың бiрнеше анықтамалары бар:
1 Қышқыл құрамындағы сутек атомының орнын металл атомы басқаннан түзiлген туындыны тұз деп атайды.
2 Электролиттiк диссоциация теориясы тұрғысынан тұз - суда ерiгенде металл катионына және қышқыл қалдығының анионына диссоциацияланатын электролит:
NaCl Na[+] + Cl[-]
CuSO4 Cu[2+] + SO4[2-]
Тұздар құрамына байланысты орта, қышқылдық, негiздiк, қос және комплекстi тұздарға жiктеледi:
а) NaCl, K2SO4, Ca3(PO4)2 орта тұздар
б) NaHCO3, KHSO4, Fe(HSO4)3, Fe(HSO4)2 қышқылдық тұздар
в) MgOHCl, AlOHCl2, Al(OH)2Cl негiздiк тұздар
г) KAl(SO4)2, NH4Fe(SO4)2 қос тұздар
д) K3[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]Cl комплекстi тұздар
Тұздарға тән реакциялар:
а) тұз + қышқыл = жаңа тұз + жаңа қышқыл
б) тұз + сiлтi = жаңа тұз + жаңа негiз
в) тұз I + тұз II = тұз III (ерімейтін тұз) + тұз IV
г) тұз + Ме I = жаңа тұз + Ме II
Қышқылдық тұздар суда жақсы еридi, ал негiздiк тұздар суда ерiмейдi.
Тұздардың диссоциациялануы:
K2SO4 2K+ + SO42-
NaHCO3 Na [+] + HCO3[-]
AlOHCl2 AlOH[2+] + 2Cl[-]
KAl(SO4)2 K[+] + Al[3+] + 2SO4[2-]
K3[Fe(CN)6] 3K[+] + [Fe(CN)6][3-]
Бейорганикалық қосылыстардың номенклатурасы
Оксидтердiң атаулары
Na2O - натрий оксидi Cu2O - мыс (I) оксидi
CaO - кальций оксидi CuO - мыс (II) оксидi
Al2O3 - алюминий оксидi FeO - темiр (II) оксидi
MgO - магний оксидi Fe2O3 - темiр (III) оксидi
Негiздердiң атаулары
NaOH - натрий гидроксидi Fe(OH)2 - темiр гидроксидi (II)
Ca(OH)2 - кальций гидроксидi Fe(OH)3 - темiр гидроксидi (III)
Al(OH)3 - алюминий гидроксидi Cr(OH)2 - хром гидроксидi (II)
Қышқылдардың атаулары
HCl - тұз қышқылы H2SO4 -күкiрт қышқылы
H2CO3 - көмiр қышқылы H2SO3 - күкiрттi қышқыл
HNO3 - азот қышқылы H3PO4 - фосфор қышқылы
Тұздардың атаулары
NaCl - натрий хлоридi (ас тұзы)
CaCO3 - кальций карбонаты ( iзбес тасы, мрамор, бор)
Ba(NO3)2 - барий нитраты
NaHCO3 - натрий гидрокарбонаты (ас содасы)
MgOHCl - магний гидроксохлоридi
K3PO4 - калий фосфаты
KAl(SO4)2 - калий-алюминий сульфаты
K3[Fe(CN)6] - калийдің гексацианферраты (ІІІ)
Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар
1. Оксидтердің химиялық қасиеттері қандай ?
2. Қышқылдардың химиялық қасиеттері қандай ?
3 .Әлсіз негіздерге қандай негіздер жатады ?
4. Негіздердің химиялық қасиеттерін көрсетіңіз.
5. Тұздар деп қандай қосылыстарды айтады ?
6. Тұздардың химиялық қасиеттерін көрсетіңіз.
8. Бір элементтің 1,00 грамы 1,143грамм оттегімен қосылады. Осы элементтің эквивалентін есептеп шығарыңдар.
9. Бір элемент оксидінде оттегінің 10 грамына элементтің 7,26 грамы келеді. Осы элементтің эквиваленті қандай?
10. Оксид 52 % элементтен және 48% оттегінен құралған. Оның эквивалентін есептеп шығарып, элементтің осы қосылыста көрсететін валенттілігін және салыстырмалы атомдық массасын анықтаңдар. Салыстырмалы атомдық массалар таблицасы бойынша оның қай элемент екенін анықтап, оксидінің формуласын құрастырып жазыңдар.
1
№ 3
дәріс
Атом құрылысы
1811 ж ағылшын ғалымы Джон Дальтон элементтер кішкене ұсақ бөлшектерден - атомдардан тұрады деген гипотезаны ұсынған. ХІХ ғасырдың соңына дейін атом бөлінбейтін бөлшек деп есептелінген. 1897 ж ағылшын физигі Джон Томсон теріс зарядталған бөлшек - электронды ашып атом құрылысының бірінші теориясын (1904 ж) ұсынған. Томсон бойынша: "Атом біркелкі тығыздықпен орналасқан оң зарядтардан тұратын сфераны құрайды. Электрондар осы оң зарядтар арасында еркін қозғалыста болады. Оң зарядтар мен электрондардың мөлшері бір-бріне тең, сондықтан атомның заряды жок."
Электрондар барлық заттарда болады. Электрондар зат жанғанда жалынында болады, затты қыздырғанда, жарық және рентген сәулелерімен сәулелендіргенде бөлінеді. Металдардың электрөткізгіштігін электрондар қамтамасыз етеді. Электр тоғы - электрондардың бір бағыттағы қозғалысы.
Дальтонның теориясын экспериментті түрде 1907 ж ағылшын физигі Эрнст Резерфорд тексерген. Ол үшін ол әдейі құрастырылған приборда жұқа алтын қаңылтыршаны -бөлшектермен атқылап. -Бөлшектердің басым бөлігі өзінің траекториясын өзгертпей қаңылтаршадан өтіп кеткен, тек өте аз бөлігі кейін қайтқан, яғни қаңылтаршаның өң зарядтарымен соқтығысып траекториясын 180[о] - қа өзгерткен. Резерфорд тәжірибе нәтижелеріне есептеулер жүргізу арқылы оң зарядтың диаметрі 10[-13] см екендігін анықтап, атом құрылысының екінші теориясын - планетарлық теорияны (1911 ж) ұсынған. Резерфорд бойынша: "Атом оң зарядталған ядродан және теріс зарядталған электрондардан тұрады. Атом құрылысы күн жүйесіне ұқсас: ядро күн тәрізді атомның қақ ортасында орналасқан, өте аз көлемді алады. Атомның массасы ядроның массасына тең. Электрондар планеталар тәрізді ядродан алшақта айналып жүреді."
1920 ж Резерфордтың шәкірті Чэдвик -бөлшектердің траекториясының әртүрлі элементтердің ядроларымен соқтығысуы нәтижесінде өзгеруін зерттеу арқылы ядроның заряды элементтің периодтық жүйедегі реттік номеріне тең екендігін анықтады. Ядроның заряды протондардың санымен және элементтің реттік номерімен мынадай байланыста:
ядро заряды протондар саны элементтің реттік номері
Ядро оң зарядталған протондардан және нейтрал бөлшек - нейтрондардан тұрады. Протонның массасы нейтронның массасына тең:
m (протон) = m (нейтрон)
Ядродағы протондар мен нейтрондардың массаларының қосындысы элемент атомының массасына тең:
m (атом) m (ядро) m (протондар + нейтрондар)
Атомның массасына электрондар үлес қоспайды, себебі электронның массасы өте аз шама:
m (электрон) = m (протон); m (электрон) = m (нейтрон)
Атом электронейтрал бөлшек, себебі - ядро заряды электрондар санына тең:
протондар = ядро = электрондар = элементтің реттік
саны заряды саны номері
Атом құрылысының кванттық теориясының негіздері. Атомның орбитальдық моделін Дания ғалымы Нильс Бор 1913 ж ұсынды. Бор Резерфордтың планетарлық моделіне, Эйнштейннің жарық кванттары жөніндегі іліміне (1905), Планктың сәулеленудің кванттық теориясына (1900) сүйенді. Планктың теориясы бойынша заттар электромагниттік сәуле энергиясын жеке порциялар - кванттар түрінде сіңіреді немесе бөледі. Бор өзінің теориясын постулаттар күйінде түйіндеді:
1. Электрон ядроны белгілі бір шеңберлі тұрақты (стационар) орбита арқылы ғана қозғала алады.
2. Электрон стационар орбита бойынша қозғалғанда энергия бөлінбейді.
3. Электрон стационар орбитадан басқа орбитаға өткенде энергия сіңіріледі.
4. Электрон басқа орбитадан стационар орбитаға қайта келгенде энергия бөлінеді.
Электрон стационар орбитада болғанда атом қалыпты жағдайда болады. Қалыпты жағдайда атом өте ұзақ бола алады. Электрон басқа орбитаға көшкенде атом активтелген (қозған) жағдайға көшеді. Активтелген жағдайда атом ұзақ уақыт бола алмайды. Атомның активтелген жағдайда өмір сүру уақыты 10-5 с шамасынан аспайды.
1924 ж француз ғалымы Луи де Броиль толқындық-корпускалалық қасиет тек жарық фотондарына ғана емес барлық микробөлшектерге тән деген идеяны ұсынды. Де Броиль бойынша микробөлшектердің қозғалуын толқындық процесс деп қарастыру керек. Көптеген ғалымдардың (Шреденгер, Гейзенберг) ғылыми ізденістері бұл гипотезаның дұрыстығын дәлелдеп электронның толқындық және бөлшектік қасиеттерге ие екендігін көрсетті. Бұл ұлы ғалымдардың ғылыми ізденістері атом құрылысының кванттық теориясын онан әрі дамытты. Атомда электрондар энергетикалық деңгейлерге орналасады, әрбір деңгейлер деңгейшелерге бөлінеді, ал әрбір деңгейшелерде орбитальдар (ұяшықтар) болатындығы жөнінде көзқарас қалыптасты. Электрондардың қозғалу орбитасы шеңберлі емес эллипсті деген тұжырым жасалды.
Атом құрамындағы электронның жағдайын сипаттау үшін төрт кванттық сан ұсынылды: басты квант саны (n), орбиталь квант саны (l), магнит квант саны (ml) және спин квант саны (ms).
Басты квант саны (n) электрон орналасқан энергетикалық деңгейдің номерін көрсетеді. Басты квант саны 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 мәндеріне ие бола алады. Электрон орналасқан орбита ядродан алшақтаған сайын басты квант санының мәні өседі. Мысалы n 1 болса, электрон ядроға ең жақын энергетикалық деңгейде, ал n 7 болса, электрон ядродан ең алшақ энергетикалық деңгейде болады. Басты квант санының мәні өскен сайын, яғни электрон ядродан алшақтаған сайын, электронның энергия қоры арта түседі, атомдық орбитальдардың көлемі ұлғая түседі, сондықтан электрондар атомды оңай тастап кете алады. Сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондарды валенттік электрондар деп атайды. Валенттік электрондар - химиялық байланыс түзуге қатысатын электрондар. Валенттік электрондардың саны элемент орналасқан топ номеріне тең болады. Энергетикалық деңгейді толтыру үшін қажет электрондардың саны мына формуламен анықталады:
N 2n2
Осындағы n - басты квант сан.
Атомның электрондармен толтырылатын энергетикалық деңгейлерінің саны элемент орналасқан периодтың номеріне тең:
Период номері
Энергетикалық
деңгей саны
Энергетикалық деңгейді толтыруға кажетті электрондар саны (N 2n2)
1
1
2
2
2
8
3
3
18
4
4
32
5
5
50
6
6
72
7
7
98
Орбиталь квант саны (l) көрсетеді:
энергетикалық деңгейдегі деңгейшелердің түрлерін;
электрон бұлттарының формасын.
Орбиталь квант сандарының мәні 0 мен n - 1 аралығындағы бүтін сандарға өзгереді. Деңгейшелер төрт түрге (s, p, d, f) бөлінеді. Деңгейшедегі орбитальдар саны мына формуламен (2l + 1) анықталады. Деңгейшенің әрбір түрінде орналасатын электрондар саны мына формула бойынша есептеледі:
N = 2 (2l + 1),
осындағы l - орбиталь квант саны.
Энергетикалық дең гейдің номері (басты квант санның мәні)
Орбиталь квант санының
Электрондар саны
сандық мәні
әріптік белгісі
деңгей
шеде
деңгейде
1
0
s
2
2
2
0
s
2
8
1
p
6
3
0
s
2
18
1
p
6
2
d
10
4
0
s
2
32
1
p
6
2
d
10
3
f
14
Магнит квант саны (ml) электрон орбитальдарының кеңістіктегі бағытының (ориентациясының) жалпы санын, яғни деңгейшедегі электрон орналасатын ұяшықтар (орбитальдар) санын көрсетеді. Магнит квант саны орбиталь квант санымен (l) тығыз байланысты, сандық мәні өзгереді мына аралықта: - l ..., - 2, - 1, 0, +1, +2, ... + l. Орбиталь квант санының мәніне байланысты магнит квант сандарының өзгеруін мына кестеден көруге болады:
Орбиталь квант санының (l) мәні
Магнит квант сандары
(ml)
Деңгейшедегі ұяшықтар (орбитальдар) саны
0
0
1
1
-1, 0, +1
3
2
-2, -1, 0, +1, +2
5
3
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
7
Спин квант саны (ms) электрондардың өз осіне қатысты айналу бағытын сипаттайды. Сандық мәні екеу ғана ( + (12) және - (12)) болуы мүмкін.
Атомның электрондық қабықшасының электрондармен толтырылу ережелері.
Паули принципі: Атомда төрт кванттық сандары да бірдей екі электрон болуы мүмкін емес. Осы себептен әрбір орбитальда (ұяшықта) спиндері қарама-қарсы екі электрон ғана орналасады.
Гунда ережесі: Бір деңгейшеде орналасқан электрондардың спиндерінің қосындысының абсолют мәні максимум болуы керек, сонда атом энергиясы төмен тұрақты жағдайда болады. Осы ережеге сәйкес деңгейшенің орбитальдарына (ұяшықтарына) электрондар параллель спинмен жеке-жеке орналастырылады. Орбитальдар жеке электрондармен толтырылғаннан кейін келесі ретте қарама-қарсылы спинді электрондар орналастырылады.
Клечковский ережесі: Энергетикалық деңгейлер мен деңгейшелер атомның энергиясы минимум болу принципіне сәйкес басты квант саны мен орбиталь квант санының қосындысының (n + l) артуы бойынша электрондармен толтырылады. Атомның электрондармен толтырылу реті көрсетіліп жазылған формула элементтің электрондық формуласы деп аталады. Төмендегі кестеде кейбір элементтердің электрондық формулалары келтірілген:
Элементтің
Элементтің
электрондық формуласы
Элементтің
валенттік
электрондары
сим
вол
атауы
реттік номері
электрондар ының саны
Li
литий
3
3
1s2,2s1
2s1
N
азот
7
7
1s2,2s22p3
2s22p3
Аl
алюминий
13
13
1s2,2s22p6,3s23p1
3s23p1
Сl
хлор
17
17
1s2,2s22p6,3s23p5
3s23p5
Ge
германий
32
32
1s2,2s22p6,3s23p63d10,4s24p2
4s24p2
Атом құрылысының кванттық теориясы және периодтық заң. Атом құрылысының кванттық теориясы элементтердің периодтық заңының дұрыстығын дәлелдеді және дамытты. Оны мына келесі сәйкестіктерден көруге болады:
1. Элемент атомындағы электрондар орналасатын энергетикалық деңгейлердің саны элемент орналасқан периодтың номеріне тең.
2. Валенттік электрондардың саны элемент орналасқан топ номеріне тең.
3. Сыртқы қабатында тек s-деңгейше электрондармен толтырылғанда элемент күшті металдық қасиет көрсетеді. Бұларға І А топ (сілтілік металдар) және ІІ А топ (сілтілік-жер металдар) элементтері жатады.
4. p-Деңгейшелері электрондармен толтырылу барысында элементтердің қасиеттері металдықтан металл еместік қасиетке біртіндеп ауысады.
5. d -Деңгейшелері толтыралатын элементтердің барлығы да металдар, олар үлкен периодтардың жұп қатарларының элементтері.
6. f -Деңгейшелері толтырылатын элементтердің (лантаноидтар мен актиноидтар) барлығы да металдар.
Элементтердің химиялық қасиеттері (металл немесе металл еместік) s- және р-деңгейшелер толтырылғанда өзгеретіндігін көруге болады.
s -деңгейшелер барлық элементтерде бар, р-деңгейшелер - екінші және онан кейінгі период элементерінде, d-деңгейшелер - төртінші және одан кейінгі период элементтерінде, f-деңгейшелер алтыншы және жетінші период элементтерінде бар.
Топтың топшаларға бөлінуі де түсінікті: негізгі топша элементтерінде электронмен s- және р-деңгейшелер толтырылады, қосымша топшаларда - d-деңгейшелер толтырылады.
Атом құрылысының кванттық теориясы тұрғысынан элементтің басты сипаттаушысы атомның массасы емес, атом ядросының оң заряды болады. Сондықтан периодтық заңның қазіргі заманғы анықтамасы мынадай:
"Элементтердің қасиеттері атом ядросының оң зарядының шамасы өскен сайын периодпен қайталанып отырады."
Бақылау сұрақтары:
1. Атом құрамының күрделігін қай ғылым саласында ашылған қандай ғылыми жаңалықтар айғақтады ?
2. Атом құрылысы жөніндегі алғашқы модельдерді көрсет.
3. Н.Бордың атом құрылысының кванттық моделінің постулаттары қандай ?
4. Кванттық сандар нені сипаттайды ?
5. Атомның электрондық қабықшасының электрондармен толтырылу реті қандай ережелермен, қандай принциптермен анықталады ?
6 .Атомның негізгі және қозған жағдайы дегеніміз не ?
7.Элементтің электрондық формуласы дегеніміз не ?
8. Қандай электрондарды валенттік деп атайды, олардың саны қалай анықталады ?
9. Атом құрылысының кванттық теориясы тұрғысынан периодтық заңды қалай түсіндіруге болады?
1
№ 4
дәріс
Химиялық байланыс және зат құрылысы
Химиялық байланыстың табиғаты жөніндегі алғашқы теориялар ХІХ ғасырдың басында пайда бола бастады. 1807 ж ағылшын ғалымы Дэви келесі идеяны ұсынды: "Молекулалар атомдардың электрстатикалық тартылысы нәтижесінде пайда болады."
1812 ж швед ғалымы Берцелиус Дэвидің идеясын әрі қарай дамытып келесі теорияны ұсынды: "Атомдардың барлығында да оң және теріс полюс болады, бір атомдарда - оң полюс , келесі атомдарда теріс полюс басым болады. Әртүрлі зарядталған полюстарымен бір-біріне тартылып атомдар молекулалар түзеді."
1861 ж орыс ғалымы Бутлеров химиялық құрылыс теорисын ұсынды: "Молекулада атомдар валенттіліктеріне сәйкес белгілі бір ретпен байланыс түзеді. Заттардың қасиеттері тек оның құрамына ғана емес, молекулада атомдардың қандай реттілікпен байланыс түзгеніне де байланысты."
1916 ж американ ғалымы Льюис келесі теорияны ұсынды:
"Химиялық байланыс атомдардың арасында ортақ электрон жұптарының пайда болуы нәтижесінде түзіледі." Льюис - қазіргі заманғы коваленттік байланыс теорисының негізін салушы.
1916 ж неміс ғалымы Коссель келесі теорияны ұсынды:
"Әрекеттесу барысында бір атомдар электронын берін оң зарядталады, келесі атомдар электронды қосып алып теріс зарядталады. Химиялық байланыс оң және теріс зарядталған атомдардың бір-біріне электростатикалық тартылысы нәтижесінде түзіледі."
Коссель - қазіргі заманғы иондық байланыс теориясының негізін салушы.
Химиялық байланыстың қазіргі заманғы теориялары:
1.Валенттік байланыс теориясы. Бұл теория бойынша химиялық байланыс түзіледі тек валенттік электрондардың қабысуы нәтижесінде.
2.Молекулярлық орбитальдар теориясы. Бұл теория бойынша химиялық байланыс түзіледі молекула құрамындағы атомдардың электрондарының орбитальдарының барлық атомдарға ортақ молекулярлық орбитальдар түзуі нәтижесінде.
Сонымен химиялық байланыс - заттардағы атомдардың электростатикалық тартылыс күштерінің арқасында бір-бірімен байланысуы. Химиялық байланыстың түзілуі энергетикалық тиімді, себебі - химиялық байланыс түзілгенде жүйенің энергия қоры азаяды, яғни жүйе тұрақты жағдайға көшеді. Мысалы сутек атомдарынан сутек молекуласы түзілгенде 435 кджмоль энергия бөлінеді. 435 кджмоль - сутектің бір молі түзілгенде бөлінетін энергия (Етүзілу) немесе сутектің бір молін ыдыратуға қажет энергия (Еыдырау). Кез-келген химиялық байланыстың түзілу энергиясы мен ыдырау энергиясы бір-біріне тең:
Етүзілу Еыдырау
Химиялық байланыс мына түрлерге бөлінеді: коваленттік байланыс, иондық байланыс, металдық байланыс, сутектік байланыс, молекула аралық әрекеттесулер (диполь-диполь, диполь-индукцияланған диполь, дисперстік әрекеттесулер).
Октет ережесі. Инертті газдар атомдарының электрондық конфигурациясы (2 және 8 валенттік электрондар) - энергия қоры төмен тұрақты жағдай. Химиялық байланыс түзу барысында әрбір атом осындай конфигурацияға, яғни энергетикалық тиімді жағдайға, өтуге тырысады. Бұл ереже "октет ережесі" деп аталады.
Коваленттік байланыс. Коваленттік байланыс - атомдық орбитальдардың бір-бірімен қабысуы арқылы ортақ электрон жұптарының түзілуі нәтижесінде пайда болатын химиялық байланыс. Біртекті элемент атомдарының орбитальдары қабысса - полюссіз, әртекті элемент атомдарының орбитальдары қабысса - полюсті ковалентті байланыс түзіледі. Ковалентті байланыс негізінен бейметалдар атомдарының арасында түзіледі. Ковалентті байланыс бар заттар болады жеке молекулалалар түрінде, атомдық және молекулалық кристалдық торлар түзеді. Ковалентті байланысы бар заттар қалыпты жағдайда газ, сұйық, қатты күйде болады. Химиялық байланыстардың ішінде ең мықтысы (ең тұрақтысы) полюссіз ковалентті байланыс болып табылады. Коваленттік байланысты сипаттайтын көрсеткіштер оның:
а) ұзындығы; б) энергиясы; в) қаныққандығы; г) бағыты.
Электрондық орбитальдардың қабысу түріне байланысты коваленттік байланыс - және -байланыс деп екіге бөлiнеді. -Байланыс - тұрақты байланыс, -байланыс - тұрақсыз байланыс. -Байланысты түзетін электрондардың орбитальдары атомдардың ядроларын қосатын оське симметриялы, сондықтан олардың қабысу деңгейі жоғары болады, яғни байланыс тұрақты болады. -Байланыс түзіледі мына орбитальдар қабысқанда: s - s; s - px; s - sp; s - sp[2]; s- sp[3]; px - sp[3] және т.б.
-Байланыс түзетін электрондардардың орбитальдары атомдардың ядроларын қосатын ось арқылы өтетін жазықтыққа параллель болғандықтан орбитальдардың қабысу деңгейі төмен болады, сондықтан байланыс тұрақсыз болады. -Байланыс түзіледі мына орбитальдар қабысқанда:
py - py; pz - pz; d - p және т.б.
Иондық байланыс. Иондық байланыс оң және теріс зарядталған иондардың бір-біріне электростатикалық тартылыс күштері арқасында түзіледі. Бұл күштер кеңістікте барлық бағытта әсер етеді. Иондық байланыс тұздарға тән. Тұздар қалыпты жағдайда қатты заттар. Иондық байланысы бар заттарға келесі қасиеттер тән:
1. Қатты күйінде кристалдық торлар түзеді.
2. Балқу температуралары аса жоғары болады.
3. Балқымалары электр тоғын өткізеді
4. Молекулалары полярлы сұйықтарда (мысалы суда) жақсы ериді.
5. Судағы ерітінділері электр тоғын жақсы өткізеді.
Металдық байланыс. Металдық байланыс металдарға тән. Қалыпты жағдайда металдар (сынаптан басқасы) - қатты заттар. Олар қатты күйінде металдық тор түзеді.
Электрондық газ моделі. Металдық байланыс металдың кристалдық торының түйіндеріндегі оң зарядталған атомдар мен еркін қозғалыстағы сыртқы қабат электрондарының арасындағы тартылыс күштері арқылы түзіледі. Осыған байланысты металдарға мына қасиеттер тән:
1. Жоғары электр өткізгіштік қасиет.
2. Жоғары жылу өткізгіштік қасиет.
3. Созылғыштық және иілгіштік.
4. Металдық жалтырлық.
Зондық модель. Бұл модель бойынша кристалдық тордың барлық атомдарының орбитальдары энергетикалық деңгейлері жақын молекулярлық орбитальдар түзеді. Көптеген деңгейлердің жиынтығы электрондар орналасқан зона деп аталады. Олардың ең жоғарғысы - валенттік зона, одан кейінгісі - өткізгіш зона деп аталады. Энергетикалық зоналар моделі металдардың, жартылай өткізгіштердің және өткізгіш емес заттардың (диэлектриктердің) электрлік қасиеттерін жақсы түсіндіреді.
Металдар: валенттік зона мен өткізгіштік зона қабысып жатады, сондықтан валенттік электрондар өткізгіштік зонасына оңай өтеді. Мұндай металдардың электрөткізгіштігі өте жоғары болады. Мысалы: мыс, күміс, алюминий.
Жартылай өткізгіштер: валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық (рұқсаты жоқ зона) үлкен емес. Сол себептен сырттан энергия берілсе (электр, жылу және жарық энергиясы) электрондар валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтеді, соның нәтижесінде жартылай өткізгіште электрөткізгіштік қасиет пайда болады. Мысалы: кремний, германий, селен.
Диэлектриктер (изоляторлар): валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық өте үлкен. Сол себептен электрондардың валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтуі мүмкін емес. Мұндай заттарда электрөткізгіштік қасиет болмайды. Мысалы: алмаз, йод, кварц.
Донорлы-акцепторлы (координациялық) байланыс. Бір атом (донор) электрон жұбын екінші атом бос орбиталін (акцептор) беру нятижесінде түзілген байланысты донорлы-акцепторлы байланыс деп атайды. Мысалы аммоний ионы аммиак молекуласымен протон арасында донорлы-акцепторлы байланыс пайда болуы нәтижесінде түзіледі:
:NH3 + H[+] NH4[+]
осында: аммиак молекуласындағы (:NH3) азот атомы - электрон жұбының доноры, H[+] (протон) - электрон ... жалғасы
№ апта
Дәріс тақырыбы және тезистер
Сағат көлемі
№ 1
дәріс
Химия пәні және мақсаттары. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары
Химия қоршаған ортаны зерттейтін жаратылыстану ғылымдарына жатады. Химияның зерттеу объектісі - заттар. Химия заттардың құрамын, қасиеттерін және өзгерістерін зерттейді. Сонымен қатар ол заттардың өзгерістерге ұшырауы барысында байқалатын физикалық құбылыстарды да зерттейді. Мысалы: реакция нәтижесінде жылудың бөлінуі мен сіңірілуін, ерітінділердің электрөткізгіштігінің өзгеруін, қайнау және қату температураларының төмендеуін және жоғарлауын, химиялық энергияның электр энергиясына айналуын және т.б.
Химия көптеген дербес салаларға бөлінеді: бейорганикалық химия, аналитикалық химия, органикалық химия, биологиялық химия, физикалық химия, коллоидты химия, электрохимия, радиохимия, геохимия, полимерлер химиясы, кванттық химия және т.б.
Химия өнеркәсіпте зор роль атқарады. Химия және мұнай өңдеу өнеркәсіптері , қара және түрлі түсті металлургия экономиканың дамуына орасан ықпал жасайды. Химия өнеркәсіптері өндіретін маңызды материалдарға жатады: темірдің алуан түрлі құймалары, түрлі-түсті және қымбат бағалы металдар, құрылыс материалдары (цемент, шыны, асбест, гипс, бояғыш заттар, т.б.), каучук және резина, пластмассалар мен полимерлер, синтетикалық және жасанды талшықтар, қағаз, дәрі-дәрмектердің басым көпшілігі, жуғыш заттар (сабындар, шампуньдер, жуғыш ұнтақтар, т.б.), тыңайтқыштар, пестицидтер - ауылшаруашылық өндірісінде өсімдіктердің өнімділігін арттыратын және өсімдіктердің ауруларымен күресуге қолданылатын әртүрлі химиялық заттар. Қазіргі уақытта химияның жетістіктерін тамақ өндірісінде де кең пайдаланады (белсенді тағам қоспалары, өнімнің дәмін және сыртқы түрін жақсартатын тағам қоспалары, консерванттар, антиоксиданттар, т.б.).
Химия - экспериментпен тығыз байланысқан ғылым. Химияның маңызды мақсаттарының бірі - керекті қасиеттерге ие жаңа заттарды синтездеу әдістерін зерттеп табу. Белгілі химиялық қосылыстардың саны орасан көп: ХХ ғасырдың аяғында олардың саны он миллионға жетті.
Химияның алдында экологиялық проблемаларды шешуде үлкен міндеттер тұр. Себебі: көбінесе қоршаған ортаның ластануы - химиялық заттармен шамадан тыс ластанудың, ал қоршаған ортадағы өзгерістер - химиялық және физика-химиялық процестердің нәтижелері болып табылады. Осыған байланысты химияның алдында тұрған өзекті міндеттер:
1. Қоршаған ортаның өзгеруіне әкеліп соғатын процестердің химизімін зерттеу.
2. Қоршаған ортаның құрамын үздіксіз бақылаудың физика-химиялық әдістерін іздестіру және ұсыну.
3. Қалдықсыз жаңа технологияларды ұсыну.
4. Экологиялық таза отынның түрлерін іздестіру.
5. Өндіріс орындары пайдаланған суды тазарту және атмосфераны ластайтын газдарды залалсыздандыру әдістерін ұсыну.
6. Қоқыс-қалдықтарды қайта өңдеу технологияларын ұсыну.
Химия пәнін саналы түрде меңгеру үшін химияның негізгі түсініктерін және стехиометриялық заңдарын білу қажет. Ол үшін негізгі мектеп көлемінде химия пәні бойынша өткен мына басты түсініктерді қайталау керек: элемент, атом, молекула, салыстырмалы атомдық масса, салыстырмалы молекулярлық масса, моль, молярлық масса, молярлық көлем, эквивалент, эквиваленттік масса.
Химиялық элемент - ядро зарядтары бірдей болатын атомдар түрі.
Атом - химиялық реакция кезінде бөлінбейтін элементтің ең кішкене бөлшегі, бірақ сол элементтің химиялық қасиеттерін көрсетеді.
Молекула - сол заттың химиялық қасиетін көрсететін заттың ең кішкене бөлшегі.
Жай заттар - құрамына тек бір элементтің атомдары ғана кіретін заттар.
Күрделі заттар - құрамына әр түрлі элементтер атомдары кіретін заттар.
Атомдық және молекулалық масса
Заттың барлық бөлшектерінің массасы зат массасын құрайды. Химияда масса ретінде тыныштық массасы қарастырылады. Масса тыныштық масасында бір - біріне тең болатын заттың инерциялы және гравитациялы қасиеттерін сипаттайды. Массаның салыстырмалы және абсолютті түрі бар. Салыстырмалы атомдық массаны өлшеуге атомдық масса бірлігі (а.м.б.) енгізілді: 1а.м.б. = m(12С ) 12 = 1,6606·10[-27] кг.
Элементтің салыстырмалы атомдық массасы (қысқаша атомдық масса) дегеніміз сол элемент атомы массасының көміртек атомы массасының 112 бөлігінен неше есе ауыр екенін көрсететін сан. Салыстырмалы атомдық масса өлшемсіз сан және Аr әрпімен белгілейді. Мұндағы " r „латынның relatuvus - салыстырмалы деген ұғым береді. Мысалы, Аr (O)= 15,9994, Ar (H)= 1,00794. Элементтердің салыстырмалы атомдық массалары Д.И. Менделеевтің элементтерінің периодтық жүйесі кестесінде берілген.
Салыстырмалы молекулалық масса (қысқаша молекулалық масса) дегеніміз оның молекуласы массасының көміртегі атомы массасы 112 бөлігінен неше есе ауыр екенін көрсететін сан. Салыстырмалы молекулалық масса өлшемсіз сан және Мr әрпімен белгіленеді. Заттың салыстырмалы молекулалық массасы оның құрамына кіретін элементтердің салыстырмалы атомдық массаларының қосындысына тең.
Моль - заттың мөлшерінің бірлігі, көміртегі-12 атомының 0,012кг массасындағы атомдар санына тең, яғни 6,02· 1023.
Заттың эквиваленті - 1моль сутегі атомдарымен (0,5моль оттегі атомдарымен) қосыла алатын не сондай сутегі (оттегі) атомдарының мөлшерін химиялық реакцияларда ығыстырып шығара алатын мөлшері.
Эквивалент масса - заттың 1 эквивалентінің массасы.
Авогадро тұрақтысы NA - кез келген жүйенің (N) бөлшектер санының жүйе заттарының мөлшеріне қатынасы n: Nn = NA моль-1 = 6,02·1023 моль-1.
Осыдан: 1. Әр түрлі газдардың бірдей жағдайда (t,p) бірдей көлемдеріндегі молекулаларының саны бірдей болады;
2. Қалыпты жағдайда (қ.ж.) газдардың молярлық көлемі 22,4лмоль болады. Олай болса, 1моль газдың қ.ж. көлемі 22,4л.
Эквивалент көлем - заттың 1 эквиваленті алатын көлем. Сутегінің эквиваленті 1моль, оттегінің эквиваленті 0,5моль болғандықтан, сәйкесінше эквивалент көлемдері 11,2лмоль және 5,6лмоль болады.
Химияның негізгі заңдары: масса сақталу заңы; энергия сақталу заңы; құрам тұрақтылық заңы; еселік және көлемдік қатынастар заңдары; Авогадро заңы, эквиваленттер заңы.
Бұл заңдар стехиометриялық заңдар деп аталады, себебі олар барлық заттардың массалары мен көлемдерін есептеуге қолданылады.
Стехиометрия - ол әрекеттесуші заттардың массалық немесе көлемдік қатынастары туралы ілім.
Масса сақталу заңы - химиялық реакцияға түскен заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттар массасына тең. Масса мен энергия байланысын көрсететін А.Эйнштейн (1905ж) формуласын (Е = mc2) қолданып, масса және энергия сақталу заңын былай оқиды: оқшауланған жүйеде химиялық реакцияға дейінгі заттар массаларының қосындысы және энергиялар қосындысы реакциядан кейінгі заттар массаларының қосындысы және энергиялар қосындысына тең болады. Мұндағы Е энергия, m - зат массасы, с - вакуумдағы жарық жылдамдығы, 300000кмс. с2 мәні өте үлкен болғандықтан, масса өзгерісін өлшеу мүмкін болмағандықтан, масса сақталу заңында ешқандай бұзылушылық жоқ сияқты.
Заттардың құрам тұрақтылық заңы: 1808 жылы француз химигі Ж.Пруст металдардың оксидтері мен сульфидтерін талдау нәтижесінің негізінде құрамның тұрақтылық заңын тұжырымдады: қандай жолмен алынған болса да, таза химиялық қосылыстардың сапалық және сандық құрамы әрдайым тұрақты болады. Қандай әдісен болса да құрамы сандық және сапалық тұрақтылықта болатын қосылыстарды дальтонидтер деп атайды. Алу әдістері мен оның алу жағдайына тәуелділікте болып, құрамы айнымалы келетін қосылыстарды бертоллидтер д.а.
Көлемдік қатынастар заңы: -Шарль Гей-Люссак,1808 жылы реакцияласушы және реакциядан шығатын газдардың көлемдерінің өзара қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.
Еселі қатынас заңы: (Дальтон 1803ж) Екі элемент бірімен бірі бірнеше қосылыс түзетін болса, ол қосылыстарда сол элементтердің біреуінің бірдей етіп алынған салмақ бөлігіне екіншісінің сай келетін салмақ бөліктерінің өзара қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.
Авогадро заңы:(1811ж) Бірдей жағдайда алынған әртүрлі газдардың бірдей көлемдеріндегі молекулалардың саны да бірдей болады. Авогадро заңының аса маңызды 3 салдар туындайды: 1) кез келген заттың 1 молінде молекулалар саны бірдей; 2) кез келген газдың 1 молі қалыпты жағдайда (ρ-760мм.с.б.б.- 1атм. қысым және Т-273,16К) 22,414л көлемде болады. Бұл көлемді молярлық көлем деп атайды, 22,414 лмоль; 3) бірдей көлемдегі әр түрлі газдар массаларының бір-біріне қатынасы олардың молекулалық массаларының қатынасына тең.
Эквиваленттер заңы (Рихтер, 1792-1800жж.). Әрекеттесуші заттар массасы олардың эквиваленттік массасына пропорционалды. Эквивалент деп берілген тотығу-тотықсыздану реакцияларында бір электронға, ал алмасу реакцияларында бір протонға сәйкес келетін нақтылы немесе шартты бөлшек. Молекула немесе молекуланың бөлігі эквивалент болады.
Элементтердің атомдық массасын - П.Дюлонг және А.Пти ережесін қолданып анықтау: жай заттардың қатты күйдегі атомдық массаларының меншікті жылу сыйымдылығына көбейтіндісі шамамен 26Джмоль∙К тең.
Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар
1. Таза зат болып табылады:
А) гранит
В) ауа
С) топырақ
D) +сутегі
E) сүт
2. Таза зат болып табылады:
А) теңіз суы
В) +оттегі
С) болат
D) бор
E) балшық
3. Таза зат болып табылады:
А) құм
В) шойын
С) әйнек
D) қола
E) +алтын
4. Таза зат болып табылады:
А)+алюминий
В)ауа
С) балмұздақ
D)бор
E)сүт
5. Таза зат болып табылады:
А) мәрмәр
В)болат
С)+мыс
D)топырақ
E) теңіз суы
6. Таза зат болып табылады:
А) теңіз суы
В) гранит
С) шойын
D)+күміс
E)құм
7. Қоспа болып табылады:
А) мыс
В)сутегі
С)алюминий
D) + ауа
E) оттегі
8. Қоспа болып табылады:
А) + сүт
В)алтын
С)азот
D)мырыш
E)магний
9. Қоспа болып табылады:
А) күміс
В)темір
С)+гранит
D)оттегі
E)мыс
10. Қоспа болып табылады:
А) қорғасын
В)+ топырақ
С) сутегі
D) азот
E)алюминий
11. Қоспа болып табылады:
А) +құм
В) магний
С)мырыш
D)хлор
E) платина
12. Қоспа болып табылады:
А) болат
В) оттегі
С)сутегі
D)азот
E) қалайы
13. Физикалық құбылыс болып табылады:
А) +қардың түзілуі
В) қағаздың жануы
С) қышқылда металдың еруі
D) сүттің ашуы
E)күміс ыдыстың қараюы
14. Физикалық құбылыс болып табылады:
А)ағаштың жануы
В)темірдің тотығуы
С)+қорғасынның балқуы
D)судан сутегінің алынуы
E)жапырақтардың шіруі
15. Химиялық құбылыс болып табылады:
А) судан мұздың түзілуі
В) болаттың балқуы
С)спирттің булануы
D) +күміс ыдыстың қараюы
E)қант кесегінің ұнтақталуы
16. Химиялық құбылыс болып табылады:
А)алтынның балқуы
В) мұздың еруі
С) +ағаштың жануы
D) судың қатуы
E) судың булануы
17. Жай зат:
А) су
В)ауа
С)+күкірт
D)ас тұзы
E)қышқыл
18. Жай зат:
А)құм
В)+оттегі
С)қант
D)кен
E)су
19. Жай зат:
А) +графит
В)көмірқышқыл газы
С)балшық
D)мұнай
E) су
20. Күрделі зат:
А) алюминий
В)калий
С)магний
D)+гранит
E)мыс
21. Күрделі зат:
А) оттегі
В)күкірт
С) +калий перманганаты
D) алтын
E)сынап
22.Идеал газдардың заңдары. Бойль - Мариотт, Гей-Люссак және Шарль заңдары
23. Бойль-Мариотт пен Гей-Люссактың біріккен заңы
24. Авогадро заңы
25. Заттың тығыздығы, әртүрлі газдардың салыстырмалы тығыздығын анықтау.
1
№ 2
дәріс
Бейорганикалық қосылыстардың негізгі кластары
Барлық бейорганикалық қосылыстар екi топқа бөлiнедi:
1. Қарапайым заттар.
2. Күрделi заттар.
Молекулалары бiр элементтiң атомдарынан тұратын қосылыстар қарапайым деп аталады. Қарапайым қосылыстар металдар және бейметалдар болып екiге бөлiнедi. Молекулалары әртүрлi элементтердің атомдарынан тұратын қосылыстар күрделi деп аталады. Күрделi қосылыстар төрт класқа жiктеледi:
1. Оксидтер.
2. Негiздер.
3. Қышқылдар.
4. Тұздар.
Оксидтер
Элементтiң оттекпен қосылуынан түзiлген қосылысты оксид деп атайды. Оксидтер тек екi элементтен тұрады, бiреуi оттегi болады, ал екiншiсi - металл немесе бейметалл болуы мүмкiн. Оксидтерде оттегiнiң тотығу дәрежесi - 2 болады. Оксидтер тұз түзетiн және тұз түзбейтiн оксидтер болып екiге бөлiнедi. Тұз түзбейтiн оксидтер (СО, NO, N2O) гидрат түзбейдi, қышқылмен де, сiлтiмен де әрекеттеспейдi. Тұз түзетін оксидтер үш топқа - негіздік, қышқылдық, амфотерлі оксидтерге бөлінеді.
Физикалық қасиеттерi жағынан оксидтер әртүрлi: көпшiлiгi қатты заттар, бiразы - газдар, кейбiреулерi - сұйықтар.
Негiздiк оксидтердiң барлығы металл оксидтерi. Өте активтi металдардың оксидтерi (Na2O, K2O, CaO, Li2O) сумен әрекеттеседi - нәтижесiнде сiлтiлер түзiледi. Қалған негiздiк оксидтер (FeO, CuO, CoO, NiO және т.б.) сумен әрекеттеспейдi.
Негiздiк оксидтерге тән реакциялар:
а) негiздiк оксид + қышқыл = тұз + су
б) негiздiк оксид + қышқылдық оксид = тұз
в) негiздiк оксид + су = сiлтi
Қышқылдық оксидтердi көбiнесе бейметаллдар (C, S, P, N, т.б.) түзедi. Кейбiр металдардың жоғарғы валенттi оксидтерi (CrO3, Mn2O7, V2O5, т.б.) қышқылдық оксидтерге жатады. Қышқылдық оксидтер тiкелей сумен әрекеттесiп қышқылдар түзедi.
Қышқылдық оксидтерге тән реакциялар:
а) қышқылдық оксид + сiлтi = тұз + су
б) қышқылдық оксид + негiздiк оксид = тұз
в) қышқылдық оксид + су = қышқыл
Кейбiр қышқылдық оксидтер (SiO2, WO3, V2O5, т.б.) сумен әрекеттеспейдi.
Амфотерлi (қос қасиеттi) оксидтер әрi негiздiк, әрi қышқылдық оксидтердiң қасиеттерiн көрсетедi. Оларға ZnO, Al2O3, Cr2O3, PbO, SnO, BeO және т.б. жатады. Амфотерлi оксидтер суда ерiмейдi, балқыткан кезде негiздiк және қышқылдық оксидтермен әрекеттесiп тұздар түзедi.
Амфотерлi оксидтерге тән реакциялар:
а) амфотерлi оксид + кышқыл = тұз + су
б) амфотерлi оксид + сiлтi = тұз + су
Период бойынша оңнан солға элементтердiң оксидтерiндегi химиялық байланыстың типi иондықтан коваленттiкке ауысады, соған сәйкес негiздiк қасиеттерi бәсеңдеп, қышқылдық қасиеттерi артады. Мысалы , 3 период элементтерiнiң оксидтерiн қарастырсақ:
Na2О , МgО, А12О3 SiО2, Р2О5, SО3, С12О7
негiздiк оксидтер амфотерлi оксид қышқылдық оксидтер
Біраз металдар бірнеше оксид түзеді. Егер оксидте металл төменгі тотығу дәрежесінде болса, оксид негіздік қасиет көрсетеді, орта мәнінде болса - амфотерлі қасиет, жоғары мәнінде болса - қышқылдық қасиет көрсетеді.
+2 +4 +7
Мысалы, MnО - негіздік оксид, MnO2 - амфотерлі оксид, Mn2O7 - қышқылдық оксид.
Оксид сипатының металдың тотығу дәрежесінің мәніне
байланысты өзгеруін мына кестеден көруге болады:
Металдың тотығу дәрежесi
Оксидтiң сипаттамасы
+1, +2
Негiздiк
+3, +4
Амфотерлi
+5, +6, +7
Қышқылдық
Негiздер
Негiздер деп электролиттiк диссоциация нәтижесiнде гидроксил ионын және металл катионын түзетiн электролиттердi айтады. Негiздердiң құрамындағы гидроксил топтарының саны негiздiң қышқылдығын көрсетедi:
LiOH, KOH, NaOH бiр қышқылды негiздер
Cu(OH)2 , Zn(OH)2 , Ca(OH)2 екi қышқылды негiздер
Cr(OH)3 , Fe(OH)3 , Al(OH)3 үш қышқылды негiздер
Негiздердiң құрамындағы гидроксил топтарының саны металдың валенттiлiгiмен сәйкес келедi:
I II III
NaОН Са(ОН)2 АI(ОН)3
Суда жақсы еритiн негiздердi с i л т i л е р деп атайды. Олар: NаОН, КОН, Са(ОН)2, Ва(ОН)2 және т.б., яғни І- ІІ топтардың негiзгi топшаларының элементтерiнiң гидроксидтерi.
Құрамында бiрнеше гидроксил топтары бар негiздер сатылап диссоциацияланады:
Iсаты Са(ОН)2 СаОН+ + ОН-
II саты СаОН+ Са2+ + ОН-
Күшiне қарай негiздер екiге бөлiнедi:
а) Күштi негiздер. Күшті негіздерге сілтілер жатады.
б) Әлсiз негiздер. Әлсіз негіздерге суда нашар еритін негіздер және аммоний гидроксиді жатады.
Негiздерге тән реакциялар:
а) негiз + қышқыл = тұз + су
б) сiлтi + қышқылдық оксид = тұз + су
в) сiлтi + тұз = жаңа негiз + жаңа тұз
Суда ерiмейтiн негiздер қыздырғанда сәйкес оксидтерге және суға ыдырайды:
↓Сu(ОН)2 t0 СuО + Н2О
↓2Al(OH)3 t0 Al2O3 + 3Н2О
Амфотерлi оксидтерге амфотерлi негiздер сәйкес келедi:
Амфотерлі оксид
Сәйкес амфотерлі негіз
ZnO
Zn(OH)2
Al2O3
Al(OH)3
Cr2O3
Cr(OH)3
Амфотерлiктi (қос қасиеттiлiктi) дәлелдейтiн реакциялар:
а) ↓Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + H2O
амфотерл[i] қыщқыл тұз
нег[i]з
б) ↓Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O
амфотерл[i] нег[i]з тұз
нег[i]з
Амфотерлi негiздер суда ерiмейдi. Сiлтi ерiтiндiсiнде лакмус көгереді, фенолфталеин қызыл - күлгiн түске боялады.
Қышқылдар
Сулы ерiтiндiде диссоциацияланғанда оң ион ретiнде тек сутек катионын түзетiн қосылысты қышқыл деп атайды. Мысалы:
HCl -- H+ + Cl-
тұз
қышқылы
HNO3 -- H+ + NO3-
азот
қышқылы
Құрамындағы металға ауыса алатын сутек атомдарының саны қышқылдың негiздiгiн көрсетедi:
HNO3, HCl, HCN, HCOOH бiр негiздi қышқылдар
H2SO4, H2CO3, H2S екi негiздi қышқылдар
H3PO4, H3BO3, H3AsO4 үш негiздi қышқылдар
Көп негізді қышқылдар сатылап диссоциацияланады:
I саты H3PO4 -- H[+] + H2PO4[-]
II саты H2PO4[-] -- H[+] + HPO4[2-]
III саты HPO4 2 - -- H[+] + PO4[3-]
Қышқыл ерiтiндiлерiнде лакмус қызарады, метилоранж малина түске боялады.
Қышқылдардың жiктелу түрлерi:
1
Құрамына қарай:
а) Оттектi (HNO3, H2SO4, H2CO3, H3PO4
б) Оттексiз (HCl, HJ, H2S, HBr, HCN)
2
Күшiне қарай:
а) Күштi (HNO3, HCl, H2SO4, HClO4, HI)
б) Күшi орташа (H3PO4, H2SO3, HF)
в) Әлсiз (H2CO3, H2S, HCN)
3
Тұрақтылығына қарай:
а) тұрақты (HCl, H2SO4, H3PO4)
б) тұрақсыз (H2CO3, H2SO3)
4
Ұшқыштығына қарай:
а) Ұшқыш (HCl,CH3COOH, H2S, HNO3)
б) Ұшпайтын (H2SO4, H3PO4)
Қышқылдарға тән реакциялар:
а) қышқыл + негiз = тұз + су
б) қышқыл + негiздiк оксид = тұз + су
в) қышқыл + металл = тұз + сутек
г) қышқыл + тұз = жаңа қышқыл (әлсіз) + жаңа түз
Қышқылдардың металдармен әрекеттесуi тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады, себебi - реакция нәтижесiнде элементтердiң тотығу дәрежелерi өзгередi.
Ерiтiндiлерде реакция иондар арасында жүредi, сондықтан қышқылдар тұздармен алмасу реакциясына түседi, егер иондардың өзара әрекеттесуi нәтижесiнде аз диссоциацияланатын заттар (нашар еритiн тұз, әлсiз қышқыл) түзiлетiн болса. Реакциялардың иондық теңдеулерінде нашар еритiн тұздар, әлсiз қышқылдар, газдар молекула түрiнде, ал күштi электролиттер иондар түрiнде жазылады. Мысалы:
HCl + AgNO3 = HNO3 + AgCl - молекулалық теңдеу
H[+] + Cl[-] +Ag[+] + NO3[-] = H[+] + NO3[-] + AgCl - толық иондық теңдеу
Ag[+] + Cl[-] = AgCl - қысқаша иондық теңдеу
Қысқаша иондық теңдеу реакция қандай иондардың арасында жүргендiгiн айғақтайды.
Тұздар
Тұздардың бiрнеше анықтамалары бар:
1 Қышқыл құрамындағы сутек атомының орнын металл атомы басқаннан түзiлген туындыны тұз деп атайды.
2 Электролиттiк диссоциация теориясы тұрғысынан тұз - суда ерiгенде металл катионына және қышқыл қалдығының анионына диссоциацияланатын электролит:
NaCl Na[+] + Cl[-]
CuSO4 Cu[2+] + SO4[2-]
Тұздар құрамына байланысты орта, қышқылдық, негiздiк, қос және комплекстi тұздарға жiктеледi:
а) NaCl, K2SO4, Ca3(PO4)2 орта тұздар
б) NaHCO3, KHSO4, Fe(HSO4)3, Fe(HSO4)2 қышқылдық тұздар
в) MgOHCl, AlOHCl2, Al(OH)2Cl негiздiк тұздар
г) KAl(SO4)2, NH4Fe(SO4)2 қос тұздар
д) K3[Fe(CN)6], [Ag(NH3)2]Cl комплекстi тұздар
Тұздарға тән реакциялар:
а) тұз + қышқыл = жаңа тұз + жаңа қышқыл
б) тұз + сiлтi = жаңа тұз + жаңа негiз
в) тұз I + тұз II = тұз III (ерімейтін тұз) + тұз IV
г) тұз + Ме I = жаңа тұз + Ме II
Қышқылдық тұздар суда жақсы еридi, ал негiздiк тұздар суда ерiмейдi.
Тұздардың диссоциациялануы:
K2SO4 2K+ + SO42-
NaHCO3 Na [+] + HCO3[-]
AlOHCl2 AlOH[2+] + 2Cl[-]
KAl(SO4)2 K[+] + Al[3+] + 2SO4[2-]
K3[Fe(CN)6] 3K[+] + [Fe(CN)6][3-]
Бейорганикалық қосылыстардың номенклатурасы
Оксидтердiң атаулары
Na2O - натрий оксидi Cu2O - мыс (I) оксидi
CaO - кальций оксидi CuO - мыс (II) оксидi
Al2O3 - алюминий оксидi FeO - темiр (II) оксидi
MgO - магний оксидi Fe2O3 - темiр (III) оксидi
Негiздердiң атаулары
NaOH - натрий гидроксидi Fe(OH)2 - темiр гидроксидi (II)
Ca(OH)2 - кальций гидроксидi Fe(OH)3 - темiр гидроксидi (III)
Al(OH)3 - алюминий гидроксидi Cr(OH)2 - хром гидроксидi (II)
Қышқылдардың атаулары
HCl - тұз қышқылы H2SO4 -күкiрт қышқылы
H2CO3 - көмiр қышқылы H2SO3 - күкiрттi қышқыл
HNO3 - азот қышқылы H3PO4 - фосфор қышқылы
Тұздардың атаулары
NaCl - натрий хлоридi (ас тұзы)
CaCO3 - кальций карбонаты ( iзбес тасы, мрамор, бор)
Ba(NO3)2 - барий нитраты
NaHCO3 - натрий гидрокарбонаты (ас содасы)
MgOHCl - магний гидроксохлоридi
K3PO4 - калий фосфаты
KAl(SO4)2 - калий-алюминий сульфаты
K3[Fe(CN)6] - калийдің гексацианферраты (ІІІ)
Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар
1. Оксидтердің химиялық қасиеттері қандай ?
2. Қышқылдардың химиялық қасиеттері қандай ?
3 .Әлсіз негіздерге қандай негіздер жатады ?
4. Негіздердің химиялық қасиеттерін көрсетіңіз.
5. Тұздар деп қандай қосылыстарды айтады ?
6. Тұздардың химиялық қасиеттерін көрсетіңіз.
8. Бір элементтің 1,00 грамы 1,143грамм оттегімен қосылады. Осы элементтің эквивалентін есептеп шығарыңдар.
9. Бір элемент оксидінде оттегінің 10 грамына элементтің 7,26 грамы келеді. Осы элементтің эквиваленті қандай?
10. Оксид 52 % элементтен және 48% оттегінен құралған. Оның эквивалентін есептеп шығарып, элементтің осы қосылыста көрсететін валенттілігін және салыстырмалы атомдық массасын анықтаңдар. Салыстырмалы атомдық массалар таблицасы бойынша оның қай элемент екенін анықтап, оксидінің формуласын құрастырып жазыңдар.
1
№ 3
дәріс
Атом құрылысы
1811 ж ағылшын ғалымы Джон Дальтон элементтер кішкене ұсақ бөлшектерден - атомдардан тұрады деген гипотезаны ұсынған. ХІХ ғасырдың соңына дейін атом бөлінбейтін бөлшек деп есептелінген. 1897 ж ағылшын физигі Джон Томсон теріс зарядталған бөлшек - электронды ашып атом құрылысының бірінші теориясын (1904 ж) ұсынған. Томсон бойынша: "Атом біркелкі тығыздықпен орналасқан оң зарядтардан тұратын сфераны құрайды. Электрондар осы оң зарядтар арасында еркін қозғалыста болады. Оң зарядтар мен электрондардың мөлшері бір-бріне тең, сондықтан атомның заряды жок."
Электрондар барлық заттарда болады. Электрондар зат жанғанда жалынында болады, затты қыздырғанда, жарық және рентген сәулелерімен сәулелендіргенде бөлінеді. Металдардың электрөткізгіштігін электрондар қамтамасыз етеді. Электр тоғы - электрондардың бір бағыттағы қозғалысы.
Дальтонның теориясын экспериментті түрде 1907 ж ағылшын физигі Эрнст Резерфорд тексерген. Ол үшін ол әдейі құрастырылған приборда жұқа алтын қаңылтыршаны -бөлшектермен атқылап. -Бөлшектердің басым бөлігі өзінің траекториясын өзгертпей қаңылтаршадан өтіп кеткен, тек өте аз бөлігі кейін қайтқан, яғни қаңылтаршаның өң зарядтарымен соқтығысып траекториясын 180[о] - қа өзгерткен. Резерфорд тәжірибе нәтижелеріне есептеулер жүргізу арқылы оң зарядтың диаметрі 10[-13] см екендігін анықтап, атом құрылысының екінші теориясын - планетарлық теорияны (1911 ж) ұсынған. Резерфорд бойынша: "Атом оң зарядталған ядродан және теріс зарядталған электрондардан тұрады. Атом құрылысы күн жүйесіне ұқсас: ядро күн тәрізді атомның қақ ортасында орналасқан, өте аз көлемді алады. Атомның массасы ядроның массасына тең. Электрондар планеталар тәрізді ядродан алшақта айналып жүреді."
1920 ж Резерфордтың шәкірті Чэдвик -бөлшектердің траекториясының әртүрлі элементтердің ядроларымен соқтығысуы нәтижесінде өзгеруін зерттеу арқылы ядроның заряды элементтің периодтық жүйедегі реттік номеріне тең екендігін анықтады. Ядроның заряды протондардың санымен және элементтің реттік номерімен мынадай байланыста:
ядро заряды протондар саны элементтің реттік номері
Ядро оң зарядталған протондардан және нейтрал бөлшек - нейтрондардан тұрады. Протонның массасы нейтронның массасына тең:
m (протон) = m (нейтрон)
Ядродағы протондар мен нейтрондардың массаларының қосындысы элемент атомының массасына тең:
m (атом) m (ядро) m (протондар + нейтрондар)
Атомның массасына электрондар үлес қоспайды, себебі электронның массасы өте аз шама:
m (электрон) = m (протон); m (электрон) = m (нейтрон)
Атом электронейтрал бөлшек, себебі - ядро заряды электрондар санына тең:
протондар = ядро = электрондар = элементтің реттік
саны заряды саны номері
Атом құрылысының кванттық теориясының негіздері. Атомның орбитальдық моделін Дания ғалымы Нильс Бор 1913 ж ұсынды. Бор Резерфордтың планетарлық моделіне, Эйнштейннің жарық кванттары жөніндегі іліміне (1905), Планктың сәулеленудің кванттық теориясына (1900) сүйенді. Планктың теориясы бойынша заттар электромагниттік сәуле энергиясын жеке порциялар - кванттар түрінде сіңіреді немесе бөледі. Бор өзінің теориясын постулаттар күйінде түйіндеді:
1. Электрон ядроны белгілі бір шеңберлі тұрақты (стационар) орбита арқылы ғана қозғала алады.
2. Электрон стационар орбита бойынша қозғалғанда энергия бөлінбейді.
3. Электрон стационар орбитадан басқа орбитаға өткенде энергия сіңіріледі.
4. Электрон басқа орбитадан стационар орбитаға қайта келгенде энергия бөлінеді.
Электрон стационар орбитада болғанда атом қалыпты жағдайда болады. Қалыпты жағдайда атом өте ұзақ бола алады. Электрон басқа орбитаға көшкенде атом активтелген (қозған) жағдайға көшеді. Активтелген жағдайда атом ұзақ уақыт бола алмайды. Атомның активтелген жағдайда өмір сүру уақыты 10-5 с шамасынан аспайды.
1924 ж француз ғалымы Луи де Броиль толқындық-корпускалалық қасиет тек жарық фотондарына ғана емес барлық микробөлшектерге тән деген идеяны ұсынды. Де Броиль бойынша микробөлшектердің қозғалуын толқындық процесс деп қарастыру керек. Көптеген ғалымдардың (Шреденгер, Гейзенберг) ғылыми ізденістері бұл гипотезаның дұрыстығын дәлелдеп электронның толқындық және бөлшектік қасиеттерге ие екендігін көрсетті. Бұл ұлы ғалымдардың ғылыми ізденістері атом құрылысының кванттық теориясын онан әрі дамытты. Атомда электрондар энергетикалық деңгейлерге орналасады, әрбір деңгейлер деңгейшелерге бөлінеді, ал әрбір деңгейшелерде орбитальдар (ұяшықтар) болатындығы жөнінде көзқарас қалыптасты. Электрондардың қозғалу орбитасы шеңберлі емес эллипсті деген тұжырым жасалды.
Атом құрамындағы электронның жағдайын сипаттау үшін төрт кванттық сан ұсынылды: басты квант саны (n), орбиталь квант саны (l), магнит квант саны (ml) және спин квант саны (ms).
Басты квант саны (n) электрон орналасқан энергетикалық деңгейдің номерін көрсетеді. Басты квант саны 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 мәндеріне ие бола алады. Электрон орналасқан орбита ядродан алшақтаған сайын басты квант санының мәні өседі. Мысалы n 1 болса, электрон ядроға ең жақын энергетикалық деңгейде, ал n 7 болса, электрон ядродан ең алшақ энергетикалық деңгейде болады. Басты квант санының мәні өскен сайын, яғни электрон ядродан алшақтаған сайын, электронның энергия қоры арта түседі, атомдық орбитальдардың көлемі ұлғая түседі, сондықтан электрондар атомды оңай тастап кете алады. Сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондарды валенттік электрондар деп атайды. Валенттік электрондар - химиялық байланыс түзуге қатысатын электрондар. Валенттік электрондардың саны элемент орналасқан топ номеріне тең болады. Энергетикалық деңгейді толтыру үшін қажет электрондардың саны мына формуламен анықталады:
N 2n2
Осындағы n - басты квант сан.
Атомның электрондармен толтырылатын энергетикалық деңгейлерінің саны элемент орналасқан периодтың номеріне тең:
Период номері
Энергетикалық
деңгей саны
Энергетикалық деңгейді толтыруға кажетті электрондар саны (N 2n2)
1
1
2
2
2
8
3
3
18
4
4
32
5
5
50
6
6
72
7
7
98
Орбиталь квант саны (l) көрсетеді:
энергетикалық деңгейдегі деңгейшелердің түрлерін;
электрон бұлттарының формасын.
Орбиталь квант сандарының мәні 0 мен n - 1 аралығындағы бүтін сандарға өзгереді. Деңгейшелер төрт түрге (s, p, d, f) бөлінеді. Деңгейшедегі орбитальдар саны мына формуламен (2l + 1) анықталады. Деңгейшенің әрбір түрінде орналасатын электрондар саны мына формула бойынша есептеледі:
N = 2 (2l + 1),
осындағы l - орбиталь квант саны.
Энергетикалық дең гейдің номері (басты квант санның мәні)
Орбиталь квант санының
Электрондар саны
сандық мәні
әріптік белгісі
деңгей
шеде
деңгейде
1
0
s
2
2
2
0
s
2
8
1
p
6
3
0
s
2
18
1
p
6
2
d
10
4
0
s
2
32
1
p
6
2
d
10
3
f
14
Магнит квант саны (ml) электрон орбитальдарының кеңістіктегі бағытының (ориентациясының) жалпы санын, яғни деңгейшедегі электрон орналасатын ұяшықтар (орбитальдар) санын көрсетеді. Магнит квант саны орбиталь квант санымен (l) тығыз байланысты, сандық мәні өзгереді мына аралықта: - l ..., - 2, - 1, 0, +1, +2, ... + l. Орбиталь квант санының мәніне байланысты магнит квант сандарының өзгеруін мына кестеден көруге болады:
Орбиталь квант санының (l) мәні
Магнит квант сандары
(ml)
Деңгейшедегі ұяшықтар (орбитальдар) саны
0
0
1
1
-1, 0, +1
3
2
-2, -1, 0, +1, +2
5
3
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
7
Спин квант саны (ms) электрондардың өз осіне қатысты айналу бағытын сипаттайды. Сандық мәні екеу ғана ( + (12) және - (12)) болуы мүмкін.
Атомның электрондық қабықшасының электрондармен толтырылу ережелері.
Паули принципі: Атомда төрт кванттық сандары да бірдей екі электрон болуы мүмкін емес. Осы себептен әрбір орбитальда (ұяшықта) спиндері қарама-қарсы екі электрон ғана орналасады.
Гунда ережесі: Бір деңгейшеде орналасқан электрондардың спиндерінің қосындысының абсолют мәні максимум болуы керек, сонда атом энергиясы төмен тұрақты жағдайда болады. Осы ережеге сәйкес деңгейшенің орбитальдарына (ұяшықтарына) электрондар параллель спинмен жеке-жеке орналастырылады. Орбитальдар жеке электрондармен толтырылғаннан кейін келесі ретте қарама-қарсылы спинді электрондар орналастырылады.
Клечковский ережесі: Энергетикалық деңгейлер мен деңгейшелер атомның энергиясы минимум болу принципіне сәйкес басты квант саны мен орбиталь квант санының қосындысының (n + l) артуы бойынша электрондармен толтырылады. Атомның электрондармен толтырылу реті көрсетіліп жазылған формула элементтің электрондық формуласы деп аталады. Төмендегі кестеде кейбір элементтердің электрондық формулалары келтірілген:
Элементтің
Элементтің
электрондық формуласы
Элементтің
валенттік
электрондары
сим
вол
атауы
реттік номері
электрондар ының саны
Li
литий
3
3
1s2,2s1
2s1
N
азот
7
7
1s2,2s22p3
2s22p3
Аl
алюминий
13
13
1s2,2s22p6,3s23p1
3s23p1
Сl
хлор
17
17
1s2,2s22p6,3s23p5
3s23p5
Ge
германий
32
32
1s2,2s22p6,3s23p63d10,4s24p2
4s24p2
Атом құрылысының кванттық теориясы және периодтық заң. Атом құрылысының кванттық теориясы элементтердің периодтық заңының дұрыстығын дәлелдеді және дамытты. Оны мына келесі сәйкестіктерден көруге болады:
1. Элемент атомындағы электрондар орналасатын энергетикалық деңгейлердің саны элемент орналасқан периодтың номеріне тең.
2. Валенттік электрондардың саны элемент орналасқан топ номеріне тең.
3. Сыртқы қабатында тек s-деңгейше электрондармен толтырылғанда элемент күшті металдық қасиет көрсетеді. Бұларға І А топ (сілтілік металдар) және ІІ А топ (сілтілік-жер металдар) элементтері жатады.
4. p-Деңгейшелері электрондармен толтырылу барысында элементтердің қасиеттері металдықтан металл еместік қасиетке біртіндеп ауысады.
5. d -Деңгейшелері толтыралатын элементтердің барлығы да металдар, олар үлкен периодтардың жұп қатарларының элементтері.
6. f -Деңгейшелері толтырылатын элементтердің (лантаноидтар мен актиноидтар) барлығы да металдар.
Элементтердің химиялық қасиеттері (металл немесе металл еместік) s- және р-деңгейшелер толтырылғанда өзгеретіндігін көруге болады.
s -деңгейшелер барлық элементтерде бар, р-деңгейшелер - екінші және онан кейінгі период элементерінде, d-деңгейшелер - төртінші және одан кейінгі период элементтерінде, f-деңгейшелер алтыншы және жетінші период элементтерінде бар.
Топтың топшаларға бөлінуі де түсінікті: негізгі топша элементтерінде электронмен s- және р-деңгейшелер толтырылады, қосымша топшаларда - d-деңгейшелер толтырылады.
Атом құрылысының кванттық теориясы тұрғысынан элементтің басты сипаттаушысы атомның массасы емес, атом ядросының оң заряды болады. Сондықтан периодтық заңның қазіргі заманғы анықтамасы мынадай:
"Элементтердің қасиеттері атом ядросының оң зарядының шамасы өскен сайын периодпен қайталанып отырады."
Бақылау сұрақтары:
1. Атом құрамының күрделігін қай ғылым саласында ашылған қандай ғылыми жаңалықтар айғақтады ?
2. Атом құрылысы жөніндегі алғашқы модельдерді көрсет.
3. Н.Бордың атом құрылысының кванттық моделінің постулаттары қандай ?
4. Кванттық сандар нені сипаттайды ?
5. Атомның электрондық қабықшасының электрондармен толтырылу реті қандай ережелермен, қандай принциптермен анықталады ?
6 .Атомның негізгі және қозған жағдайы дегеніміз не ?
7.Элементтің электрондық формуласы дегеніміз не ?
8. Қандай электрондарды валенттік деп атайды, олардың саны қалай анықталады ?
9. Атом құрылысының кванттық теориясы тұрғысынан периодтық заңды қалай түсіндіруге болады?
1
№ 4
дәріс
Химиялық байланыс және зат құрылысы
Химиялық байланыстың табиғаты жөніндегі алғашқы теориялар ХІХ ғасырдың басында пайда бола бастады. 1807 ж ағылшын ғалымы Дэви келесі идеяны ұсынды: "Молекулалар атомдардың электрстатикалық тартылысы нәтижесінде пайда болады."
1812 ж швед ғалымы Берцелиус Дэвидің идеясын әрі қарай дамытып келесі теорияны ұсынды: "Атомдардың барлығында да оң және теріс полюс болады, бір атомдарда - оң полюс , келесі атомдарда теріс полюс басым болады. Әртүрлі зарядталған полюстарымен бір-біріне тартылып атомдар молекулалар түзеді."
1861 ж орыс ғалымы Бутлеров химиялық құрылыс теорисын ұсынды: "Молекулада атомдар валенттіліктеріне сәйкес белгілі бір ретпен байланыс түзеді. Заттардың қасиеттері тек оның құрамына ғана емес, молекулада атомдардың қандай реттілікпен байланыс түзгеніне де байланысты."
1916 ж американ ғалымы Льюис келесі теорияны ұсынды:
"Химиялық байланыс атомдардың арасында ортақ электрон жұптарының пайда болуы нәтижесінде түзіледі." Льюис - қазіргі заманғы коваленттік байланыс теорисының негізін салушы.
1916 ж неміс ғалымы Коссель келесі теорияны ұсынды:
"Әрекеттесу барысында бір атомдар электронын берін оң зарядталады, келесі атомдар электронды қосып алып теріс зарядталады. Химиялық байланыс оң және теріс зарядталған атомдардың бір-біріне электростатикалық тартылысы нәтижесінде түзіледі."
Коссель - қазіргі заманғы иондық байланыс теориясының негізін салушы.
Химиялық байланыстың қазіргі заманғы теориялары:
1.Валенттік байланыс теориясы. Бұл теория бойынша химиялық байланыс түзіледі тек валенттік электрондардың қабысуы нәтижесінде.
2.Молекулярлық орбитальдар теориясы. Бұл теория бойынша химиялық байланыс түзіледі молекула құрамындағы атомдардың электрондарының орбитальдарының барлық атомдарға ортақ молекулярлық орбитальдар түзуі нәтижесінде.
Сонымен химиялық байланыс - заттардағы атомдардың электростатикалық тартылыс күштерінің арқасында бір-бірімен байланысуы. Химиялық байланыстың түзілуі энергетикалық тиімді, себебі - химиялық байланыс түзілгенде жүйенің энергия қоры азаяды, яғни жүйе тұрақты жағдайға көшеді. Мысалы сутек атомдарынан сутек молекуласы түзілгенде 435 кджмоль энергия бөлінеді. 435 кджмоль - сутектің бір молі түзілгенде бөлінетін энергия (Етүзілу) немесе сутектің бір молін ыдыратуға қажет энергия (Еыдырау). Кез-келген химиялық байланыстың түзілу энергиясы мен ыдырау энергиясы бір-біріне тең:
Етүзілу Еыдырау
Химиялық байланыс мына түрлерге бөлінеді: коваленттік байланыс, иондық байланыс, металдық байланыс, сутектік байланыс, молекула аралық әрекеттесулер (диполь-диполь, диполь-индукцияланған диполь, дисперстік әрекеттесулер).
Октет ережесі. Инертті газдар атомдарының электрондық конфигурациясы (2 және 8 валенттік электрондар) - энергия қоры төмен тұрақты жағдай. Химиялық байланыс түзу барысында әрбір атом осындай конфигурацияға, яғни энергетикалық тиімді жағдайға, өтуге тырысады. Бұл ереже "октет ережесі" деп аталады.
Коваленттік байланыс. Коваленттік байланыс - атомдық орбитальдардың бір-бірімен қабысуы арқылы ортақ электрон жұптарының түзілуі нәтижесінде пайда болатын химиялық байланыс. Біртекті элемент атомдарының орбитальдары қабысса - полюссіз, әртекті элемент атомдарының орбитальдары қабысса - полюсті ковалентті байланыс түзіледі. Ковалентті байланыс негізінен бейметалдар атомдарының арасында түзіледі. Ковалентті байланыс бар заттар болады жеке молекулалалар түрінде, атомдық және молекулалық кристалдық торлар түзеді. Ковалентті байланысы бар заттар қалыпты жағдайда газ, сұйық, қатты күйде болады. Химиялық байланыстардың ішінде ең мықтысы (ең тұрақтысы) полюссіз ковалентті байланыс болып табылады. Коваленттік байланысты сипаттайтын көрсеткіштер оның:
а) ұзындығы; б) энергиясы; в) қаныққандығы; г) бағыты.
Электрондық орбитальдардың қабысу түріне байланысты коваленттік байланыс - және -байланыс деп екіге бөлiнеді. -Байланыс - тұрақты байланыс, -байланыс - тұрақсыз байланыс. -Байланысты түзетін электрондардың орбитальдары атомдардың ядроларын қосатын оське симметриялы, сондықтан олардың қабысу деңгейі жоғары болады, яғни байланыс тұрақты болады. -Байланыс түзіледі мына орбитальдар қабысқанда: s - s; s - px; s - sp; s - sp[2]; s- sp[3]; px - sp[3] және т.б.
-Байланыс түзетін электрондардардың орбитальдары атомдардың ядроларын қосатын ось арқылы өтетін жазықтыққа параллель болғандықтан орбитальдардың қабысу деңгейі төмен болады, сондықтан байланыс тұрақсыз болады. -Байланыс түзіледі мына орбитальдар қабысқанда:
py - py; pz - pz; d - p және т.б.
Иондық байланыс. Иондық байланыс оң және теріс зарядталған иондардың бір-біріне электростатикалық тартылыс күштері арқасында түзіледі. Бұл күштер кеңістікте барлық бағытта әсер етеді. Иондық байланыс тұздарға тән. Тұздар қалыпты жағдайда қатты заттар. Иондық байланысы бар заттарға келесі қасиеттер тән:
1. Қатты күйінде кристалдық торлар түзеді.
2. Балқу температуралары аса жоғары болады.
3. Балқымалары электр тоғын өткізеді
4. Молекулалары полярлы сұйықтарда (мысалы суда) жақсы ериді.
5. Судағы ерітінділері электр тоғын жақсы өткізеді.
Металдық байланыс. Металдық байланыс металдарға тән. Қалыпты жағдайда металдар (сынаптан басқасы) - қатты заттар. Олар қатты күйінде металдық тор түзеді.
Электрондық газ моделі. Металдық байланыс металдың кристалдық торының түйіндеріндегі оң зарядталған атомдар мен еркін қозғалыстағы сыртқы қабат электрондарының арасындағы тартылыс күштері арқылы түзіледі. Осыған байланысты металдарға мына қасиеттер тән:
1. Жоғары электр өткізгіштік қасиет.
2. Жоғары жылу өткізгіштік қасиет.
3. Созылғыштық және иілгіштік.
4. Металдық жалтырлық.
Зондық модель. Бұл модель бойынша кристалдық тордың барлық атомдарының орбитальдары энергетикалық деңгейлері жақын молекулярлық орбитальдар түзеді. Көптеген деңгейлердің жиынтығы электрондар орналасқан зона деп аталады. Олардың ең жоғарғысы - валенттік зона, одан кейінгісі - өткізгіш зона деп аталады. Энергетикалық зоналар моделі металдардың, жартылай өткізгіштердің және өткізгіш емес заттардың (диэлектриктердің) электрлік қасиеттерін жақсы түсіндіреді.
Металдар: валенттік зона мен өткізгіштік зона қабысып жатады, сондықтан валенттік электрондар өткізгіштік зонасына оңай өтеді. Мұндай металдардың электрөткізгіштігі өте жоғары болады. Мысалы: мыс, күміс, алюминий.
Жартылай өткізгіштер: валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық (рұқсаты жоқ зона) үлкен емес. Сол себептен сырттан энергия берілсе (электр, жылу және жарық энергиясы) электрондар валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтеді, соның нәтижесінде жартылай өткізгіште электрөткізгіштік қасиет пайда болады. Мысалы: кремний, германий, селен.
Диэлектриктер (изоляторлар): валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық өте үлкен. Сол себептен электрондардың валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтуі мүмкін емес. Мұндай заттарда электрөткізгіштік қасиет болмайды. Мысалы: алмаз, йод, кварц.
Донорлы-акцепторлы (координациялық) байланыс. Бір атом (донор) электрон жұбын екінші атом бос орбиталін (акцептор) беру нятижесінде түзілген байланысты донорлы-акцепторлы байланыс деп атайды. Мысалы аммоний ионы аммиак молекуласымен протон арасында донорлы-акцепторлы байланыс пайда болуы нәтижесінде түзіледі:
:NH3 + H[+] NH4[+]
осында: аммиак молекуласындағы (:NH3) азот атомы - электрон жұбының доноры, H[+] (протон) - электрон ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
![google play](assets/img/google-play-badge.png)
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz