УМКД

Комплектесі қосылыстардың изомериясы

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СЕмей қаласының ШӘКӘРІМ атындағы
МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
3 деңгейлі СМК құжаты
ПОӘК
ПОӘК 042-18-10.1.85
/03-2014

ПОӘК
<<Мамандыққа кіріспе>> пәннің оқу-әдістемелік материалдары

№1 басылым
11.09.2014 ж.

ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
Бейорганикалық және координациялық химияның теориялық аспектілері>>
6М060600 - <<Химия>> мамандығы үшін

ОҚУ - ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ

Семей
2014

Мазмұны

1
Глоссарий
3
2
Дәрістер
4
3
Практикалық сабақтар
54
4
Білім алушылардың өздік жұмыстары
55

1 Глоссарий

Бейорганикалық химическая технология - минералдық шикі затты (металдық рудалардан басқаны) өндеу, қышқылдар, сілтілер, сода, силикатты материалдар, минералды тыңайтқыштар, тұздар, т.б. алу.

Органикалық химическая технология - мұнай, көмір,табиғи газ және басқа жаңғыш заттарды өндеу, жасанды каучук, пластмассалар, спирттер, органикалық қышқылдар, бояғыш заттар, дәрі-дәрмек, т.б. алу.

Химиялық технология - табиғи шикізаттарды (көмір, мұнай, табиғи газ, ағаш, тағы басқа) химиялық жолдар арқылы тұтыну мүліктеріне және өндіріс құралдарына айналдырудың экономикалық тиімді әдістері мен процестері жайындағы ғылым.

Химиялық технологияның басты мақсаты - өндірістік процестердің физикалық-химиялық жағдайын зерттеу, технологиялық процестердің сұлбасын жасау, аппараттар мен приборлардың құралымын анықтау және оларды дайындайтын материалдар іздестіру.

2 Дәрістер
МИКРОМОДУЛЬ 1 <<МАМАНДЫҚТЫҢ ЖАЛПЫ СИПАТТАМАСЫ. БІЛІМ БЕРУ ПРОЦЕСІҢ ҰЙЫМДАСТЫРУ>>
№ 1 Дәріс.
Жоспар
* Кристалдық өріс теориясы.
* Валенттілік байланыс әдісі.
Кристалдық өріс теориясы. Қазіргі заманғы кристалдық өріс теориясы Коссель (1916ж) ұсынған электростатикалық модельдің жалғасы болып табылады. Кристалдық өріс теориясында комплексті қосылыстардағы байланысты иондық деп қарастырады. Электростатикалық модель бойынша комплекстің құрылысын анықтау үшін мүмкін бола алатын әртүрлі конфигурациялардың түзілу энергияларын есептейді. Түзілу энергиялары ең үлкен, демек ең тұрақты конфигурация комплекстің шын конфигурациясы деп есептеледі. Сонымен қарапайым иондық модель комплектсі қосылыстардың түзілуін және кеңістіктегі құрылысын түсіндіре алады. Комплекс түзушінің Д- деңгейшесі тетраэдрлік квадратты және сызықты комплекстерде де жіктеледі. Тетраэдрлік комплестерде Дε - орбитальдар Ду- орбитальдарға қарағанда лигандтарға жақындау орналасқан, сондықтан олар қаттырақ тебіледі. Демек, тетраэдрлік комплексте Д-орбитальдардың жіктелуі октаэдрлік комплекстерге керіснше болады. Әртүрлі комплекстердегі ионның қоршауында Д-деңгейшенің жіктелуі:1-сфералық;2-сызықтық қоршауда;3-тетраэдрлік;4-жазық квадрат;5-октаэдрлік;
Валенттілік байланыс әдісі. Сутек атомының жалғыз s- электроны бар, 1s1 пішіні шар тәрізді. Сутектың екі атомы бір біріне жанасқанда олардың арасында екі түрлі электростатикалық күштер туады: тартылу және тебілу күштері. Бір атомның электрон бұлты екінші атомның ядросына тартылады. Біздің мысалымызда На атомының электрон бұлты Нб атомының ядросына және керісінше,Нб атомының электрон бұлты На атомының яядросына тартылады. На және Нб атомдарының ядроларының өзара тебіліседі, дәл сол сияқты олардың электрон бұлттары да бір-бірін тебеді. ВБ әдісі бойынша сутек атомдары жақындасқанда тартылысу жіне тебісу күштерінің қалай өзгеретінін есептеп, жүйенің потенциалдық энергия қисығын салуға болады. Бірінші рет мұндай есептеуді 1927 жылы неміс ғалымдары Гайтлер мен Лондон орындаған. Осындай есептеулердің нәтижесінде мынадай жағдайлар анықталды.Электрондардың спиндірі қарама-қарсы сутек атомдары жанасқанда. Жіүйенің потенциалдық энергиясы қисығында минимум пайда болады. Бұл жағдай сутек атомдары жақындасқанда тебісу күштері тартылысу күштерінен басым болып, жүйенің потенциалдық энергиясы атомдар жакындасқан сайын үздіксіз өседі. Бұл жағдай спиндері параллель сутек атомдарының молекула құрап бірікпейтінін көрсетеді. Сонымен кванттық механикаға негізделген есептеулердің нәтижесінде коваленттік байланыстың табиғаты түсіндірілді. Коваленттік байланыс атомдардың спиндері антипараллель электрон бұлттарының бүркесуі нәтижесінде түзіледі.Байланыс энергия деп байланысты үзуге жұмсалатын шаманы айтады. Байланыс ұзындығы деп байланысқан атомдардың ядроларының ара қашықтығын айтамыз. Пайдаланылған әдебиеттер
* Джолдасова Ш.А., Высоцкая Н.А. Практикум по химии. - Шымкент: ОҚМУ, 2002 - 201 б.
* Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. Лабораторные и семинарские занятия по неорганической химии. - М.: Высшая школа, 1988. - 303 б.
* Глинка Н.Л. Жалпы химия - Л.: Химия, 1983
№ 2 дәріс
Жоспар
* Комплектесі қосылыстардың изомериясы
* Комплектесі қосылыстардың номенклатурасы
Изомерия (изо... және грекше meros - үлесі, бөлігі) - құрамы мен молекулалық массасы бойынша бірдей, бірақ физикалық және химиялық қасиеттері әр түрлі болатын қосылыстардың (негізінен, органикалық) болуын сипаттайтын құбылыс. Мұндай қосылыстар изомерлер деп аталады.
Гидратты изомерлерде су молекуласының жалпы саны бірдей, ал ішкі және сыртқы сфералардағы су молекуласының саны әр түрлі болады.
Иондық изомерлерде қосылысты4 құрамы бірдей болады да тек ыдырағанда әртүрлі иондарға ыдырайды.
Геометриялық изомерия А.Вернердің ұсынысы бойынша кейбір қосылыстарда лигандалардың өзара әртүрлі орналасқан түрі.
Оптикалық изомерия комплексті қосылыстардың молекуласының ассиметриялығына байланысты екі түрлі изомерия болуы мүмкін.
Комплексті қосылыстар туралы ілімнің негізін жасаған Швейцария ғалымы Альфред Вернер (1893 жылы).
Комплексті қосылыстармен танысу үшін мынадай мысал келтірейік. HF және SiF4 реакцияласқанда:
2HF+SıF4=H2SiF6
кремний фторсутек қышқылы түзіледі. Мұндай химиялық қосылыстың түзілуін валенттікке сай химиялық байланыстың түрлерімен түсіндіре алмаймыз, шынында HF мен SiF4 молекулаларының құрамындағы атомдардың валенттіктері қанақ бұл молекулаларда химиялық байланыстың негізі -- электрон жұбын түзетін не бұлттары тоғысып қаптасатын жалқы электрон жоқ. Солай бола тұрса да екі газ жап-жақсы реакцияласады, су ерітіндісінде екеуі түгел қосылады.
Мұндағы қосылысудың ретін түзілген HF2SiF6 қасиеттері көрсетеді, бұл екі негізді күшті қышқыл былай диссоциацияланады:
H2SiF6 2H++SiF62-
SiF62- ионының түзілуі бейтарап молекула SiF4 фтор ионымен F- қосылысатындығын көрсетеді. Айталық, HF мен SiF4 арасындағы реакцияны көрнекті түрде былай жазуға болады:
2HF+SiF4=
Демек, SiF4 құрамындағы кремний HF құрамындағы F- ионын өзіне тартып алады. Осы арадағы теріс зарядты фтор иондары, әрине, кейін тебіседі, бірақ оң зарядтыкремнийдің оларды өзіне тартуы басым болғндықтан, оң 4 зарядты бір кремний теріс зарядты алты фтормен бірігіп, өткенде көрсеткендей комплекс түзеді, ол комплекс теріс 2 зарядты ион болып шығады. Комплекс иондары әдетте квадрат жақшаға алып жазылады.
Құрамында осындай комплекс ионы бар қосылыстар комплексті қосылыстарға жатады.
Координациялық теория бойынша комплексті қосылыстар орталық орын алып тұрған ион, не атом (мысалымызда кремний) комплекс түзушідеп аталады. Мысалы, мына қосылыстар CuSO4*4NH3 не PtCl4*2KCl комплексті қосылыстар болады.
Комплексті қосылыстар үшін изомерияның келесі түрлері тән:
1. Сольватты (гидратты) изомерияның негізінде су (еріткіш) молекулаларының сыртқы және ішкі координациялық сфера арасында әртүрлі таралуында жатыр.
2. Ионизациялық изомерия табиғаты әр текті иондардың сыртқы және ішкі координациялық сфераларда әртүрлі таралуына байланысты туындайды, осыған байланысты осы қосылыстың диссоциация сипаты өзгереді:
3. Координациялық изомерия лигандтар комплексті катион арасында әртүрлі орналасуына байланысты осы қосылыстың диссоциация сипаты өзгереді:
4. Геометриялық изомерия координациялық саны 4 және 6,2-ден төмен емес әр түрлі лигандтары бар қосылыстарға тән. Химиялық құрамы әр түрлі, лгандтар саны неғұрлым көп болса, соғұрлым изомерлер де көп болады.
5. Оптикалық изомерия, комплексті қосылыстардың молекуласының ассиметриялығына байланысты, екі түрлі изомері болуы мүмкін: L- изомер сәуленің бағытын солға айналдыратын, D -- изомер сәуле бағытын оңға айналдыратын изомер.
Комплексті қосылыстардың номенклатурасы
Комплектесі қосылыстардың алғашқы номенклатурасын А.Вернер ұсынған. 1960 жылы ИЮПАК комплексті қосылыстардың жаңа номенклатурасын жария етті. Бұл бойынша комплексті қосылыстарды 3 топқа бөлді. 1.Комплексті катиондары бар қосылыстардың аттары. 2.Құрамында комплексті анион болатын комплексті жүйеліктің аты. 3.Сыртқы сферасы жоқ нейтрал комплекстардің аттары
Құрамында комплекс катионы бар қосылыстардың систематикалық аты былай құрастырылады. Ең бірінші қышқылдық қалдық лигандалар аталады, олардың саны грек тілінде көрсетіледі. 2-ди, 3-три, 4-тетра, 5-пента, 6-гекса, 7-пента, 8-окта. Қышқылдық қалдыққа <<О>> жұрнағы қосылады. Br[ -- ]бромо, Cl[ -- ]хлоро, F[ -- ]фторо және т.б.
Бұлардан кейін электронейтрал молекулалар айтылады. Мысалы, H2O-аква, NH3 -аммин және т.б.
Әшкә сферадағы лигандаларды атағаннан кейін, комплекс түзуші атау септігінде аталады, рим санымен заряды көрсетіледі, ең соңында сыртқы сферадағы анион ы, і әрпін қосып айтылады.
Құрамында комплекс анионы бар қосылыс былай аталады: Алдымен сыртқы сфера атау септігінде аталады. Осыдан кейін ішкі сфераны бұрыңғы ретпен атап, комплекс түзушіге <<аты>> деген жұрнақ қосып, соңынан жақша ішінде оның тотығу жәрежесін көрсетеді: KAg(NH3)2Cl -- калий дицианоаргентаты.
Сыртқы сфера жоқ қосылыстардың аталуы: Cr(C6H6)2 -- дибензолхром
Әдебиеттер
Негізгі
* .І.Патсаев,С.А.Шитыбаев,І.Н.Дәуренбеков. Бейорганикалық және физколлоидтық химия Шымкент:Б.и., 2004.
* Сейтембетов Т.С. Химия : Оқулық / Т. С. Сейтембетов. - Алматы : Эверо, 2010.
* Глинка Н.Л. Общая химия. М. <<Химия>> 1987. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую химию М. ВШ .1989.
* Равич-Щербо М.И. Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия, М. ВШ. 1975.
* Қосымша Ахметов Н.С. Общая и неоргиначеская химия. М.ВШ 1988. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М. Химия , 1974
Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М.ВШ 1997.

№ 3 дәріс
Жоспар
* Атом орбитальдарының гибидтенуі.
* Молекулалық орбитальдар теориясы.
Молекулаларлың кеңістіктегі пішіндері. Сигма және Пи байланыстары. Валенттік электрон жұптарының тебілісу теориясы. Гибридтеліну дегеніміз әр түрлі атомдық орбитальдардың арласып,энергиялық ждағынан тиімді біркелкі АО-ң түзілуі. Мұндай гибридті орбиталдар басқа атомдармен хим-қ байланыс түзуге өте бейім. Гибридті орбиталдардың саны гибридтенуге қатынасқан орбиталдардың санына тең. Гибридті орбиталдар электрон бұлттарының пішіні мен энергиясы жағынан бірдей болып келеді.Олар атомдық орбиталдарға қарағанда хим-қ байланыс түзу сызықтың бойында жатады,сондықтан электрон бұлттарының бүркесуіне қолайлы жағдай туады.АО гибредтену түрлері көп. Олардың ең маңыздыларын қарастырайық: .sp-гибридтену.Периоодтық жүйедегі екінші топша элеиенттерінің галогендерімен қосылыстарында sp-гибридтену түрі іске асды Берилийдің сутекпен және галогендермен қосылыстарын қарастырайық. Берилий негізгі жағдайда жұптаспаған электрондары жоқ. Бірақ оның барлық қосылыстарының құрылысы түзу сызықты болып келеді.Осындай құрылысты ВБ теориясыментүсіндіру үшін,Ве электрондарының қозған жағдайын қарастырады,осының нәтижесінде екі жұптаспаған электрондар пайда болады. Ве-ң әртүрлі екі орбиталі бірігіп жаңа жәнне ұқсас екі гибридті электрондар пайда болады.sp-гибридтену.Бір s-орбитальдарымен және екі р-орбиталдарымен қосылып,жаңа үш sp-гибридтелу дейді.Олардың валенттік бұрыштары 120º және бір жазықтықта орналасқан ең қолайлы жағдай орналасады. Осындай гибридтену периодтық жүйедегі үшінші топша элементтерінің молекулаларына тән.Әр түрлі гибридті орбитальдардың кеңістіктегі құрылысы да әр түрлі болады:сызықты,үшбұрышты,тетраэдрлі. Валенттік жұп электрондардың тебелісу теориясы толық гибридтелу бойынша байланысқа қатыспайтын электрон жұптарының тебісу әсері байланыстырушы жұп электрондарға қарағанда көбірек.Сонымен ВБ әдісін қолданып қорытынды жасауға болады :
1. ВБ әдісі көптеген молекулалардың геометриялық құрылысын түсіндіруге мүмкіндік береді.
2. Гибридті орбиталдардың кеңістікте орналасуы өзара электрон бұлттарының приципіне бағынады.
3. Гибридтеліну коволентті баланыстың ерекше қасиеті,байланыстың бағытталынуын сипаттайды.Ковалентті байланыстың иондық байланыстан басты айырмашылығы,иондық байланысқа бағытталу қасиеті тән емес.
Молекулалық орбиталдар теориясы (МОТ). Молекулалық орбиталдар әдiсi бойынша молекуладағы электронды бiрнеше орталықты қамтитын (атомдардың ядроларын) толқындық функция арқылы өрнектеуге болады. Оның негiзгi қaғидасы мынадай: молекулада бастапқы атомдарды байқамайды, тек ядроларды бөлiп қарайды. әрбiр электрон барлық ядролар жэне молекуладағы барлық электрондар өрiсiнде қарастырылады. Ең қарапайым жақындасуда молекулалық орбиталдар Шредингер теңдеуiнен шығатын атомдық орбиталдардың сызықтық комбинациясы болып табылады. қазiргi уақытта молекулалық орбиталдар теориясы бiрте-бiрте кеңiнен қолданыла бастады. Молекулалық орбиталдар теориясы (МО) - молекуланың электрондық құрылысын анықтайтын әдiс. Бұл теорияның негiзгi принципi - молекула бутiн бiр тұтac жүйе. Молекулаға барлық электрондар мен ядролар ортақ. Химиялық байланыстың түзiлуiнiң себебi - барлық электрондардың барлық ядролар мен электрондарға ортақ өpicтe қозғалуы. МО ерекшелiктерi. Валенттiк байланыс әдiсi АО (атомдьық орбитал) жеке бiр атомның электронының козғалысын сипаттайды. Молекулалық орбиталдар (МО) бүкiл молекуладағы ядроларға ортақ МО - көп центрлi орбиталдар. МО әдiсi молекуладағы әр электронға сәйкес молекулалық орбиталды сипаттайды. Молекулалық орбитал атомдық орбиталды сызықты комбинациялау нәтижесiнде түзiледi деп саналады. Бастапқы әрiптерiн алып қысқартқанда былай жазылады: АОСК=МО, молекулалық орбитал ол атомдық орбиталдардың сызықты комбинациясы. Бiрақ, молекулалық орбиталдар түзiлу үшiн АО - орбиталдар кесімді шарттарға сай болу қажет: _ атомдық орбиталдар энергияларының шамасы жақын болуы; _ атомдық орбиталдағы бүркескен электрон бұлттары тығыздығының шамасы улкен болуы; - атомдық орбиталдардың байланыс орталығы бiр симметрияда болуы. молекулалық орбиталдар әдiсiнiң принципi - молекуладағы әp электронды сипаттайтын толқындық функция молекула құрамындағы барлық ядролар өpiciне қатынасты болуы қажет. Ең қарапайым турiнде: молекулалық орбитал дегенiмiз атомдык орбиталдардың өзара сызықты комбинациясын құру нәтижесiнде түзiлген жаңа орбитал. Молекулалық орбиталдар әдісi молекуладағы электрондар бiрнеше орталықгарға ие болған (атомдардың ядролары) толқындық функциялармен сипатталады. Атомдық орбиталдарды өзара қосып не алып тастаса молекулалық орбиталдар тузiледi.

3. Практикалық сабақтар
№
Тақырып аты
Сағат саны
1.
Кіріспе. Мамандықтың жалпы сипаттамасы.
5В072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы бойынша бакалавр кәсіби қызметінің мазмұны және негізгі компетенцияларына қойылатын талаптар
1
2.
Білім беру үрдісін ұйымдастыру ережелері.
Студенттің өздік жұмысын ұйымдастыру, оқытушының жетекшілігімен студенттің өздік жұмысын ұйымдастыру
1
3.
5В072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы бойынша білім беру бағдарламалары.
5В072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандықтың типтік оқу жоспары. Студенттердің құқықтары мен міндеттері. Университетте ішкі тәртіп ережелері
1
4.
Химиялық білім мен химиялық техниканың даму тарихы.
Химиялық білім мен химиялық техниканың әр түрлі салалары жетістіктерінің салыстырмалы анализі
1
5.
Химиялық технология ғылым ретінде және оның есептері.
Химика-технологиялық процестер: түсінігі, жіктелуі, кинетикасы, технологиялық есептер және сызулар
1
6.
Химиялық өндірісінің шикі заты.
Пайдалы қазбалардың қоры. Шикі затты кешендік пайдалану. Химиялық өндірісте суды пайдалану
1
7.
Химиялық өндірісте қолданатын энергия түрлері және көздері.
Энергия шығымын төмендету мақсатымен химиялық өндірісті жетілдіру жолдары. Дәстүрлі емес энергия көздерін Қазақстанда қолдану, мысалдар келтіру
1
8.
Химиялық өндіріс аппараттарының шығымын күшейту.
БЗТ маңызды каталитикалық процестері мен катализаторлары
1
9.
Конференция <<Минералдық тыңайтқыштар және олардың ауыл шаруашылық дақылдардың өнімділігін жоғарлатуда маңызы>>
1
10.
Іс ойын <<Күкірт қышқылын шығару өндірісін тану жолдары>>
1
11.
Саяхат-сабақ <<Аммиак шығару өндірісі>>
1
12.
Іс ойын <<Азот қышқылын шығару өндірісі>>
1
13.
Дөңгелек үстел <<Фосфор қышқылын шығару өндірісі>>
1
14.
Сұрақ-жауап сайысы <<Сілтілер шығару өндірісі>>
1
15.
Өндіріс практикаларын ұйымдастыру және жүргізу
1

Барлығы:
15

4 СТУДЕНТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫ ТАҚЫРЫБТАРЫНЫҢ ТІЗІМІ
5.1 Оқытудың кредиттік технологиясында білім беру үрдісін ұйымдастыру және жүргізу формалары, әдістері және тәсілдері.
5.2 Бейорганикалық заттардың химиялық технологияның тарихы және даму болашағы.
5.3 Минералдық тыңайтқыштарды шығару. Номенклатурасы, шикі заты, алу технологиясының сатылары, өндіріс есептері, көлемі жөнінде салыстырмалы сипаттама беру.
5.4 Негізгі бейорганикалық синтездің өнім түрлерін шығару: өндіріс технологиясының қысқаша ашылу және даму тарихы, қазіргі замаңғы өндірісі және көлемі, шикі заты, технологиялық сызбалары, экологиялық мәселелері және олардың шешілуі жөнінде салыстырмалы сипаттама беру.

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz