MA'RUZA № 1
KIRISH. ATOM MOLEKULYAR TA'LIMOT
R E J A :
1. Kirish
2. Atom-molekulyar ta'limot
3. Molekulyar ta'limot
4. Kimyoning asosiy konunlari
Kimyo tabiat xakidagi fan bulib, u boshka tabiiyot fanlari (fizika, biologiya, mineralogiya) kabi moddiy jismlar tugrisida bizga atroflicha ma'lumot beradi, u jonli va jonsiz tabiatni tashkil etgan moddalarni, ularning xossalarini, tuzilishini, bir-biriga aylanishini, shular natijasida ruy beradigan uzgarishlarni va bu uzgarishlar orasidagi boglanishlarni tekshiradi. Kiska kilib aytganda, kimyo-moddalar va ularda buladigan uzgarishlar xakidagi fandir.
Kimyoviy uzgarishlarda (reaksiyalarda) dastlabki moddalardan, ya'ni xom-ashyodan boshka tarkibga va boshka xossalarga ega bulgan maxsulotlar olinadi. Kimyoviy prosesslarni borishi reaksiyada ishtirok etadigan moddalarning tarkibiga, ularni tashkil etuvchi zarrachalarning tuzilishiga boglik. Shuning uchun moddalarning tuzilishi bilan ularning reaksiyaga kirisha olish kobilyati orasidagi boglanishni urganish katta axamiyatga ega. Biz kimyoviy prosesslarni ma'lum maksad bilan amalga oshiramiz va ularni uzimiz uchun kerakli tomonga yunaltirib, istalgan fizikaviy, kimyoviy, biologik va xokazo xosalarga ega bulgan moddalar xosil kilishimiz mumkin.
Insonlar bundan bir necha ming yil avvaldanok rudalardan metallar ajratib olishda, metallarni kotishmalarini tayyorlash, shisha pishirish va shunga uxshashlarda kimyoviy xodisalardan keng foydalanib kelganlar. Rus olimi M.V.Lomonosov uzining 1751 yilda nashr etilgan "Ximiyaning foydasi xakida ikki ogiz suz" asarida "Ximiya uz kullarini inson extiyoji bilan boglik bulgan xamma ishlarga chuzmokda. Kayerga karamaylik, kayerga nazar solmaylik, xamma yerda bizning kuz oldimizda ximiyaning tadbik etilishidan kulga kiritilgan yutuklar gavdalanadi" degan edi. Ximiya xalk xujaligining barcha soxalarida keng kullanilmokda.
M.V.Lomonosov 1741 yilda uzining "Matematik kimyo elementlari" nomli asarida atom -molekulyar nazariyani kuyidagicha ta'rifladi:
1) Barcha moddalar "korpuskula"lardan iborat bulib, ular bir-biridan oralik fazo bilan ajralgandir.(Lomonosovning "korpuskula" termini xozirgi molekula ma'nosiga ega);
2) Korpuskulalar tuxtovsiz xarakatda buladi;
3) Korpuskulalar elementlardan tashkil topgan (Lomonosovning element tushunchasi xozirgi atom ma'nosiga ega.) Elementlar xam tuxtovsiz xarakatlanadi;
4) Elementlar anik massaga va ulchamga ega.
5) Oddiy moddalarning korpuskulalari bir xil elementlardan, murakkab moddalarning korpuskulalari turli elementlardan tuzilgan.
M.V.Lomonosovdan keyin yana kariyb yarim asr keyin, ingliz olimi D.Dalton kimyo va fizika soxasida yigilgan tekshirish natijalarini atomistik ta'limot asosida talkin kildi; u atomistikaga asoslanib, karrali nisbatlar konunini yaratdi. U 1808 yilda uzining "Novaya sistema ximicheskoy filosofii" nomli asarida atomistik ta'limotni kuyidagicha tarifladi:
a) Moddalar nixoyatda mayda zarrachalar - atomlardan tuzilgan, atom yanada kichikrok zarrachaga bulina olmaydi;
b) Xar kaysi kimyoviy element fakat uziga xos "oddiy" atomlardan tuzilgan bulib, bu atomlar boshka element atomlaridan fark kiladi, xar bir elementning atomi uziga xos ogirlik va ulchamga ega;
v) Kimyoviy reaksiya vaktida turli elementlarning "oddiy" atomlari uzaro anik va uzgarmas butun sonlar nisbatida birikib, murakkab atomlarni xosil kiladi;
g) Fakat boshka-boshka xossalarga ega bulgan atomlargina uzaro birika oladi, bir elementning atomlari xech kachon uzaro kimyoviy reaksiyaga kirisha olmaydi.Ular fakat bir-biridan itariladi.
Dalton ximiyaning asosiy konunlarini izoxlab berdi. U kimyoviy element tushunchasiga anik ta'rif berdi: "Kimyoviy element bir xil xossalar bilan xarakterlanadigan atomlar turidir". Undan tashkari Dalton "atom ogirlik" (ya'ni atomning nisbiy ogirligi) tushunchasini kiritdi, vodorodning atom ogirligini shartli ravishda 1 ga teng deb kabul kildi.
Dalton ta'limotida kamchiliklar borligi usha vaktdayok ma'lum buldi. Dalton ta'limoti oddiy moddalarning molekulalari bulishini inkor kildi. M.V.Lomonosov ta'limoti Dalton ta'limotidan afzal bulib chikdi.
Lomonosov ta'limoti turli xossalari atomlar bilan bir katorda bir xil xossali atomlarning xam uzaro birika olishga yul kuyar edi. Molekula bu berilgan moddaning kimyoviy xossalariga ega bulgan eng kichik zarrachadir. Molekulaning kimyoviy xossalari uning tarkibi va kimyoviy tuzilishi bilan aniqlanadi.
Atom bu kimyoviy elementlarning oddiy va murakkab moddalar tarkibiga kiradigan eng kichik zarrachadir. Elementning kimyoviy xossalari uning atomining tuzilishi bilan aniklanadi.
Atom - bu musbat zaryadlangan atom yadrosi bilan manfiy zaryadlangan elektronlardan tashkil topgan elektroneytral zarrachadir. Kimyoviy element - bu yadrosining musbat zaryadi bir xil bulgan atomlarning muayyan turidir. Tekshirishlar shuni kursatadiki, tabiatda bitta elementning massasi turli bulgan atomlari mavjud bulishi mumkin. Masalan, xlorning massasi 35 va 37 bulgan atomlari uchraydi. Bu atomlarning yadrolarida protonlar soni bir xil, lekin neytronlar soni xar xil buladi. Elementning yadro zaryadlari bir xil lekin massa sonlari turlicha bulgan atomlar turlari izotoplar deyiladi.
Elementning atom massasi uning barcha tabiiy izotoplari massalarini shu izotoplarning tarkalganlik darajasi e'tiborga olingan urtacha kiymatiga ega. Masalan tabiy CL ning 75.4% massa soni 35 bulgan izotopdan va 24.6% massa soni 37 bulgan izotopdan iborat; CL ning urtacha atom massasi 35.453
Oddiy moddalar - bular bitta elementning atomlaridan xosil bulgan moddalardir. C, Fe, Na, K, N2, H2. Murakkab moddalar - boshkacha aytganda kimyoviy birikmalar bular turli xil elementlarning atomlaridan xosil bulgan moddalardir. H2O, CO2, Na2O, NaCL, H2SO4, KOH.
Xozirgi tasavvurlarga kura moddalar gaz va bug xolatida molekulalardan tarkib topgan buladi. Molekulyar strukturaga ega bulgan moddalargina kattik (kristall) xolatida xam molekulalardan tarkib topadi. Bularga, masalan, organik moddalar, metallmaslar ayrim istisnolardan tashkari SO2, N2O kiradi.
Kattik (kristall) anorganik moddalarning kupchiligida molekulyar struktura bulmaydi. Ular molekulalardan emas, balki boshka zarrachalardan (ionlardan, atomlardan) tarkib topgan va makrojismlar xolida mavjud buladi (NaCL kristallari, kvars zarrachalari, temir parchasi va boshkalar).
Agar anorganik makrojismlar bitta kimyoviy elementning bir xil atomlaridan tarkib topgan bulsa, u xolda kimyoviy birikmalar buladi.
Molekulyar strukturali moddalarda molekulalar orasidagi kimyoviy boglanish puxtaligi molekula ichidagi atomlar orasidagi boglanishga karaganda bushrok buladi. Shu sababli ularning suyuklanish va kaynash temperaturasi nisbatan past buladi. Nomolekulyar strukturadagi moddalarda zarrachalar orasidagi kimyoviy boglanish juda puxta buladi. Shu sababli ularnig suyuklanish va kaynash temperaturasi xam yukori buladi.
Kristallarning ma'lum shaklga va anizatroplik xossasiga ega bulishi ularning ichki tuzilishidan, tarkibiy kismlarning ma'lum konun asosida joylashuvidan kelib chikadi.
1912 yilda rentgen nuri yordamida kristallarning ichki tuzilishini aniklash mumkin bulganidan sung, bu fikr tula tasdiklandi. Tekshirishlarning kursatishicha, kristall moddani tashkil kilgan zarrachalar fazoda ma'lum tartib bilan joylashib, fazoviy kristall panjara xosil kiladi.
Kristall panjarada tarkibiy kismlar joylashgan nuktalar kristall panjaraning tugunlari deyiladi.
Panjara tugunlarida turgan zarrachaning tabiatiga karab, asosan 4 xil kristall panjara buladi. Bular ionli, atomli, molekulali, metalli panjaralardir.
Ionli panjara tugunlarida ionlar turadi. Karama-karshi ishorali ionlar navbatma navbat joylashadi. Kupchilik anorganik moddalar oksidlar, asoslar, tuzlar kristall ionli panjaradan iboratdir. Masalan, natriy xlor tuzi kristall panjarasining tugunlarida Na va CL ionlari turadi. Na ni xar kaysi ioni CLning 6 ta ioni bilan kurshalgan. NaCL kristallida koordinasion son 6 ga teng, koordinasion sonning kiymati, asosan zarrachalar radiusining uzaro nisbatiga boglik, ularning bir-biridan ayirmasi kamaygan sari koordinasion son kupayadi. Ionli panjarada uzaro tortishish juda kuchli buladi. Shu sababli ionli panjara kristallarining suyuklanish t si juda yukoridir. Masalan: NaCL ts-800°S, tk-1413°S.
Atomli panjaraning tugunlarida atom turadi. Olmos bilan grafit kristallarining panjara tugunlarida uglerod atomi joylashgan. Olmos kristallida tetraedr burchagida joylashgan turtta uglerod atomi bir-biri bilan kovalent kuch orkali tortishib turadi. Grafitda esa uglerod atomlari katlamlarga joylashgan. Ikki katlamdagi uglerod atomlari bir-birini kuchsiz tortadi, Ular Vander-Val's kuchi orkali tortishib turadi. Grafitning yumshokligi ana shundan kelib chikadi.
Molekulyar panjarali kristallning tugunlarida molekula turadi SO2, muz va bir kancha organik moddalarni kristali shu xilda buladi. Molekulalar bir-biri bilan juda kuchsiz boglangan. Shu sababli molekulyar panjaradan iborat kristallar ionli va atomli kristallarga karaganda anchagina yumshok, oson suyuklanuvchan buladi.
Metalli panjara metallarga xosdir. Panjara tugunlarida metall ioni joylashgan buladi. Yadro bilan kuchsiz boglangan valent elektronlar (sirtki kavatdagi elektronlar) musbat zaryadlangan metall ionlari orasida xarakat kiladi. Ma'lum atomga boglanmagan va bir kancha atomlarning karamogida bulgan erkin xarakat kiluvchi bunday elektronlar "elektronlar gazi" deyiladi. Shunday kilib ionlar kollektivi elektronlar kollektivi bilan tortishib turadi. Bunday boglanish metall boglanish deyiladi. Metall boglanish anchagini kuchlidir. Shu sababli metallar ancha mustaxkam va kiyin suyuklanuvchan buladi.
Grafik formulalar, boshkacha aytganda tuzilish formulalari – bular xar kaysi boglovchi elektronlar jufti chizikcha bilan tasvirlangan formulalardir.
-
Kimyoning eng birinchi konuni moddalar massasini saklanish konunidir. Bu konun dastlab Lomonosov va keyinchalik Lavuaz'ye tomonidan ta'riflangan: Kimyoviy reaksiyada dastlabki moddalar massalarining yigindisi reaksiya maxsulotlari massalarining yigindisiga tengdir.
Katta mikdorda energiya ajralib chikishi bilan sodir buladigan prosesslar (masalan, radioaktiv moddalarning yemirilishi, atom xamda vodorod bombalarining portlashi) massaning saklanish konuniga emas, balki materiyaning saklanish konuniga buysunadi. Agar prosessning issiklik effekti Q bulsa, prosess davomida massaning uzgarishi m Eynshteyn tenglamasi bilan ifodalanadi: mqQG's2 s2 - nixoyatda katta son (9*1020) bulganligidan odatdagi reaksiyalarda massa uzgarishi nixoyatda kichik buladi va uni tarozi yordamida paykash kiyin.
Tarkibning doimiylik konuni. A.Lavuaz'ye 1781 yilda SO2 gazini 10 xil usul bilan xosil kildi va gaz tarkibidagi S va O ogirliklari orasidagi nisbat 3:4 ekanligini anikladi. Shundan keyin xar kanday kimeviy toza birikmani tashkil etuvchi elementlarning ogirliklari uzgarmas nisbatda buladi, degan xulosa chikarildi. Bu xulosa tarkibning doimiylik konunidir. Lekin 1803 yilda fransuz olimi Bertole kaytar reaksiyalarga oid tadkikotlar asosida, kimeviy reaksiya vaktida xosil buladigan birikmalarning mikdoriy tarkibi reaksiyalar uchun olingan dastlabki moddalarning ogirlik nisbatlariga boglik buladi, degan xulosa chikardi.
J.L.Prust (1753-1826) Bertolening yukoridagi xulosasiga karshi chikdi. U kimyoviy toza moddalarni puxta analiz kildi, toza birikmalarning mikdoriy tarkibi bir xil bulishini uzining juda kup analizlari bilan isbotladi. Prust bilan Bertole orasidagi munozara yetti yil davom etdi. Bu kurash ikki falsafiy okim kurashi buldi. Prustning falsafasi uzluklilik prinsipi, Bertolening falsafasi uzluksizlik prinsipi nomi bilan yuritildi. Kupchilik olimlar Prustning prinsipini yekladilar. Natijada Prust golib chikdi va 1809 yilda kimening asosiy konunlaridan biri, tarkibning doimiylik konunini kuyidagicha ta'rifladi: Xar kanday kimeviy toza birikma, olinish usulidan kat'i nazar, uzgarmas mikdoriy tarkibga ega.
Bertolening uzgaruvchan tarkibli birikmalar mavjudligi xakidagi ta'limotini XX asrning boshlarida akademik N.S.Kurnakov rivojlantirdi. U kotishma va eritmalarda xakikatdan xam uzgaruvchan tarkibli birikmalar bulishini isbot kildi va ularni bertolidlar deb atadi. Uzgarmas tarkibli birikmalarni esa Daltonidlar deb atadi.
| 