Қышқыл негіз

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3

НЕГІЗГІ
БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .4

І. І Б топ элементтерін қышқылдық - негіздік теория бойынша
қарастыру ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ..5

ІІ. І Б ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНДЕ ЖҮРЕТІН ФОТОХИМИЯЛЫҚ
ПРОЦЕСТЕР ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9

2.1 Өтпелі металдарының фотохимиялық
синтезі ... ... ... ... ... ... ... ... ...9

2.2 Фотохимиялық синтезделген металл бөлшектерінің

құрылымдық
характеристикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11

2.3 Металл комплекстерінің фотототықсыздануының кинетикасы

мен механикасын айқындайтын факторлар
... ... ... ... ... ... ... ... ... .13

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .15

ҚОЛДАНЫЛҒАН
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..16

КІРІСПЕ

Жұмыстың өзектілігі: Нанометалдарды танып білудің дамуы электроника,
оптика және медицина үшін қажетті жаңа конструктивті материалдар жасап
шығаруға алып келеді. Металл нанобөлшектерінің қасиетінен, құр металдың
құрамынан таба алмайтын қасиеттерді кездестіруге болады: меншікті бетінің
үлкен болуы, жартылай өткізгіштерге жақын спецификалық электронды құрылысы,
адсорбсияланатын реагенттермен әрекеттесуінің жоғарғы талғампаздығы және
ең күшті қасиеті, ол металл нанобөлшектерінің өзінің түзілуі және
органикалық және бейорганикалық молекулалармен күрделі берік қосылыс
түзуге деген ынталылығы. Сонымен қатар, металдардың наноформалары
жоғары реакциялық қабілеттілікке ие. Қазіргі кезде алынып жатқан,
нанометалдар күтілгендей қолданыс аясына пайдаланылмай отыр, бұның бір
себебі жаппай қолданыуда қымбаттылығы. Жоғарыда айтылғандардан
аңғарғанымыздай , нано көлемдегі заттардың синетикалық немесе
методологиялық әдістерін ойлап табу керек. Және осыдан металл
нанобөлшектернің түзілуінің кинетикасы мен механизмі де алдыңғы шептегі
өзекті мәселелердің бірі екенін байқауымызға болады.

Жұмыстың мақсаты: Қарастырылатын І Б топ элементтерін қышқылдық –
негіздік теория бойынша түсіндіру және дәл осы металдардың
нанокомпозиттерін алу және механизімі мен кинетикасына толығырақ тоқталу.

Жұмыстың міндеті: Периодтық кестенің І Б тобындағы элементтерінің
жаңа нанокомозиттерін зерттеп, электроника, медицина салаларының дамуына
сеп болу.

Жұмыстың жаңашылдығы:

- Периодтық кестенің І тобының негізгі топша элементтерін қышқылдар
мен негіздердің жалпылама теорисы тұрғысынан қарастырылды.

- Алтын, мыс және күміс металдарының фотохимиялық түзілу жағдайлары
толығымен қарастырылды.

І. І Б топ элементтерін қышқылдық - негіздік теория бойынша қарастыру

1.1 Қышқылдар мен негіздердің жалпылама теориясы тұрғысынан
бейорганикалық химиядағы І Б топ элементтерінің жаңаша жіктелуі

Жалпы алғанда, І Б топ элементтерін қышқылдық негіздік теория
тұрғысынан талдағанда, Усанович теориясы бойынша алып қарастырған
тиімдірек. Себебі, бұл теорияға дейін ашылған Бренстед, Льюис
теориялары бұл элементтерді қышқылдық негіздік тұрғыдан толық ашып
бере алмайды. Өйткені бізге мәлім, алғашқы теорияларда құрамында оттек
бар заттар қышқылдық қасиет көрсетеді деп танылып, кейіннен сутек
болса болса осы заңдылық орындалады деп есептеді Дэви. Осылайша
қарастыратын негізгі теориямызға тоқталсақ. Қазақстанның әйгілі физик-
химигі М.И.Усанович 1939 жылы қышқылдық-негіздік әрекеттесудің жаңа
теориясын ұсынды. Бұл теория қышқылдық-негіздік қасиеттерді жоғарыда
келтірілген теориялардың бәрінен кеңірек қамтиды. Оның ең басты сипаттамасы
– қышқылдық-негіздік әрекеттесудің нәтижесінде тұз түзілуі тиіс деп
санайды. Тұз – қышқыл мен негіздің өзара бейтараптануынан шығатын өнім.
Бұл теория бойынша қышқыл дегеніміз өзінен катиондар (оған протон да
кіреді) бөле алатын немесе аниондар (оған электрон да кіреді) қосып ала
алатын бөлшек. Бұл анықтамаға бұрынғы теорияларға сай келетін сутекті,
сутексіз қышқылдардың бәрі де бағынады. Негіздер – керісінше аниондар
(электрондар) беруге немесе катиондар (протондар) қосып алуға бейім
бөлшектер. Теория тұз түзе жүретін барлық реакцияларды бейтараптау процесі
ретінде қарайды. Тұздың өзі қышқыл – катион мен негіз анионнан тұрады. Тұз
ретінде кез-келген электролит (тіпті әлсіздері де) қабылданады. Усанович
теориясы заттардың қышқылдық – негіздік қабілетінің тууын сенімді жолмен
түсіндіреді. Қарапайым шамалар – бөлшектердің зарядтары (көбіне тотығу
дәрежелері), радиустары, координация санын пайдалана отырып реакцияның
жүруін, ондағы қышқылдық және негіздік қасиет көрсететін заттардың өзгеруін
күні бұрын болжай алады.
Кез келген тұз түзілу процесі бейтараптану реакциясы болып
саналады. Бұл процестің мәні реакцияларды электрондық-иондық-атомдық-
молекулалық деңгейде қарaстырғанда толығырақ ашылады. Сондықтан
бейтараптану процесіне қатысушылардың ролі дәстүрлі түрде реакциялардың
қысқартылған иондық теңдеуін қарастыру арқылы анықталады. Дәл осы мәселе
химиялық реакциялардың классикалық типологиясын қайта қарастыру және
нақтылауға себепші болды.
Қышқылдық және негіздік қасиет табиғат түптеп келгенде
реалды бөлшектер – ион, атом, молекуланың функциялық қасиетінен байқалады.
Дәл осылайша электрондардың келіп кетуіне тәуелді тотықтырғыш пен
тотықсыздандырғыштық функциялық қасиеттері де қышқыл-негіздік әрекеттесуге
алып келеді.
Бейтараптану процестеріне сүйене отырып химиялық
реакцияны оған қатысушы екі бөлшектің тұрғысынан қарастыру қажетті және
жеткілікті деп есептеледі. Бейорганикалық химияны оқығанда негізінен
бөлшектердің иондық-атомдық-молекулалық деңгейдегі ролін талдай отырып екі
бөлшектің әрекеттесуіне сүйенеміз. Теориялық болжам бойынша бейтараптану
реакциясының 6 түрлі варианты жүзеге асуы мүмкін. Сол аталған нұсқаларды
Cu элементіне қолданып талдайтын болсақ:
Ион-ион Сu2- + SО4 2- = CuSO4
Атом-атом Cu + S = CuS
Молекула-молекула СuО + SO3 = CuSO4
Атом-молекула Cu+СІ2 = CuCI2
Атом-ион Au + 4CI- = [AuCI4]-
Молекула-ион Cu2+ + 4NH3 = [Zn(NH3)4]2+
Мұндай жүйелердегі қышқылдық-негіздік әрекеттесулерді
жалпылама теория тұрғысынан молекулалық реакциялардың негізінде қарастыруға
болады. Бұл әрекеттесулердің мәні тек реакцияға қатысушы бөлшектер
көрсетілген қысқартылған иондық теңдеу келтірілгенде айқын көрінеді.
Жоғарыда келтірілген мысалдарды зер сала қарастыру арқылы барлық
жүйелердегі әрекеттесу бастапқы екі бөлшектің қосылуы нәтижесінде
күрделірек бөлшектің түзілуіне әкелетініне көз жеткіздік. Осы бейтараптану
реакциялары қосылу реакцияларына жатқызылады.
Қышқылдық-негіздік әрекеттесудің келесі екі тобына екі
бөлшек арасында электрондардың (дәлірек айтсақ электрон бұлттарының) келіп-
кетуінен жаңа екі бөлшектің түзілуі арқылы жүретін реакциялар жатады. Бұл
жағдайда да бейтараптану реакциясының 6 варианты жүруі мүмкін:
Ион-ион SO32- + 2OH- = SO42- + H2O
Атом-атом 2Ag + S = 2Ag+ + S2-
Молекула-молекула Ag2O + H2 = 2Ag + H2O
Атом-молекула 2Ag + CI2 = 2Ag+ + 2CI-
Атом-ион Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Молекула-ион CI2 + 2Ag- = 2CI- +Ag2
Тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатқызылатын бұл
реакциялар М.И. Усанович теориясының тұрғысынан электрон алмасуына
байланысты қышқылдық-негіздік әрекеттесуге жатқызылады. Бұл жерде
бейтараптану реакциялары екі түрлі сипатта болып, қышқыл (1) мен негіз (2)
әрекеттесіп, іліктес негіз (1) және қышқыл (2) ретінде протолиттік
реакцияларға ұқсас түсіндіріледі. Тотығу-тотықсыздану реакцияларына деген
мұндай көзқарас екі бөлшектің түзілуін ескеретін химиялық реакциялардың
жаңаша типологиясын талап етеді. Алдымен жалпыға белгілі айрылу немесе
күрделі бөлшектің жай бөлшектерге ыдырауын қарастырайық. Қышқылдық-негіздік
әрекеттесудің кері процестерін бейтарапсыздану реакциялары ретінде
қарсатыру қисынды болып табылады. Осы күнге дейін қышқылдық-негіздік
әрекеттесу ілімінде бейтараптану проблемаларындағы қайтымдылыққа байланысты
сұрақтар қозғалмаған еді. Ал көптеген химиялық (әсіресе физика-химиялық)
процестер жалпы алғанда қайтымды болып келетіндігі белгілі. Сондықтан
бейтарапсыздану процесінің жалпылама теорияның құрамына енгізілуі оның
мүмкіндіктерін арттырып аяқталған сипат береді.
Бейтарапсыздану – бұл да тұздардың жаңа қышқыл мен жаңа негіз
ыдырауы болып табылады. Мұндай мысалдар қазіргі заманғы бейорганикалық
химияда аз емес. Бейтараптану процесін оның антиподымен толықтыру қышқылдық-
негіздік әрекеттесу ілімінің жалпы жүйелі және қисынды болуына жағдай
жасайды. Мысал ретінде келесі процестерді функционалдық қасиеттерін
көрсетіп қарастырып өтейік:
CuSO4= CuO + SO3
Тұз=қышқыл-негіз негіз қышқыл
Бастапқы заттардың табиғаты жалпылама теория негізінде
бірінші жағдайда катион Cu2+ - қышқыл мен анион SO4 2- ионы бір мезгілде
қышқылдық та негіздік те қасиет көрсетіп екідайлық қосылыс ретінде
қарастырылады. Сәйкесінше ыдырау реакцияларын екідайлы, яғни қышқылдық және
негіздік табиғатты бөлшектердің бейтарапсыздану реакцияларына жатқызуға
болады. Осыдан ыдырау реакцияларына қатысып тұрған қышқылдық-негіздік
функциялы бөлшектердің сәйкесінше жүйедегі қышқыл және негізге айырылуы
екенін түсіну қиын емес.
Молекула = молекула + молекула CuSO4= CuO + SO3
Молекула = ион + ион AgCl=Ag++Cl-
Молекула = атом + атом CuS = Cu + S
Сәйкесінше айырылу реакциясындағы бастапқы екідайлы бөлшек
бір мезгілде қышқыл да негіз де болып симбиоз ретінде қышқыл-негіз немесе
негіз-қышқыл деп атауға болады.
М.И.Усанович теориясынан туындаған жаңа көзқарас бойынша
тұздардың үш түрі қатысады. Олар: күшті қышқыл мен күшті негізден және
күшті қышқыл мен күшті негізден түзілген түздар. Күшті қышқыл мен әлсіз
негізден түзілетін тұздың гидролизіне мыс хлоридінің аквореакциясы жатады.
Күшті қышқыл мен әлсіз негізден түзілген тұздың қышқылдық қасиеті басым
болатыны мәлім.
Бинарлы қосылыстардың құрамындағы екі бөлшектің тотығу
дәрежесінен ақ катион қышқылдың Cu2+ анион негізден CI- күшті екені көрініп
тұр. Демек тұздың күшті бөлігі – қышқыл катионы сумен сатылап әрекеттесуі
тиіс.
Cu2+ + HOH = Cu(OH)+ + H+
Қышқыл негіз
Cu(OH)+ + НОН = Cu(OH)+ + H+
Қышқыл негіз
Тұз гидролизге ұшырағанда күшті қышқыл катион – катион Cu2+
су құрамындағы ОН- тобымен қосылып, сутек катионын бөліп шығарады да ортаны
қышқылдандырады. Демек күшті қышқыл мен әлсіз негізден түзілген тұздың
гидролизінің күшті бөлігі қышқыл-катионның әсерінен іске асады.
Усанович теориясынан туатын аса маңызды қорытындылар бар.
Солардың бірі кез келген бөлшектердің құрамы, құрылысы және зарядына қарап
химиялық қасиеттерін алдын ала болжауға болады. Бұл мүмкіндік бізге
заттарды іс жүзінде әрекеттестірмес бұрын олардың формулаларына қарап
қандай химиялық қасиет көрсететінін білуімізге жол ашады. Яғни, І Б топ
элементтерінің ішінен қышқылдық негіздік теория бойынша көп
қарастырылған элемент мыс болғанының себебі, оның электртерістілігі
жоғары, иондану энергиясы төмен және атом радиусының күміс пен
алтынға қарағанда үлкен болып көбінесе химиялық реакцияға белсенді
қатысқандықтан.

ІІ. І Б ТОП ЭЛЕМЕНТТЕРІНДЕ ЖҮРЕТІН ФОТОХИМИЯЛЫҚ
ПРОЦЕСТЕР
Құралдар және зерттеу әдістері бөлімінде негізгі реагенттер
туралы қысқаша мәліметтер берілген, химиялық мыстауда қолданылатын
стандартты ерітінділерге, қатты тасымалдағыштардың бетін дайындау
әдістері, фотолизде қолданылатын құрылғылар, бөлшектердің түзілу процесін
зерттеу әдістері және олардың алынуы, қасиеттері және композитті
материалдардың қасиетімен танысу қарастырылады.
І Б топшасының өтпелі металдарының фотохимиялық синтезі бөлімі
біріншілік өнімдердің табиғатын зерттеу нәтижелеріне , мыстың (ІІ) ,
күмістің (І) және алтынның (ІІІ) сәйкесінше металдармен нанобөлшектер
құрған комплексті қосылыстарының фотохимиялық тотықсыздануының
кинетикасы мен механизіміне тоқталады.
Металл нанобөлшектерінің фотохимиялық синтезінде бастапқы
қосылыс ретінде өтпелі металдар сериясы таңдап алынады:

[MLm]Xn
1. М = Cu2+, L = en, pn, bn, phen, bipy, X = NO3- ,SO42- , BPh4-
2. М = Ni2+, L = NH3, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.