Атом-молекулалық ілім. Стехиометриялық заңдар



жүктеу 1.4 Mb.
бет1/8
Дата13.12.2017
өлшемі1.4 Mb.
түріҚұрамы
  1   2   3   4   5   6   7   8




  1. Атом-молекулалық ілім. Стехиометриялық заңдар.

Ежелгі атомистика теориясы Ломоносовтың атомдар туралы көзқарасынан тым алыстау екені анықталды. Химияның даму тарихының бір дәуірі алхимиямен байланысты.Алхимия өз заманына керек болды.Алхимияның негізгі міндеті-философиялық тастың көмегімен,жай заттарды алтынға айналдыру еді. Олардың негізгі мақсаты-жай металдардың құрамына асыл қасиеттерді кіргізу арқылы алтын алу.Алхимия Аристотельдің жалған теориясына негізделгенімен,зерттеу барысында көптеген химиялық заттар және сол заттарды алу әдістерін ашуға мүмкіндік жасады.Неміс ғалымы Шталь 17 ғасырда флогистон теориясын ұсынды.Бұл теория бойынша , барлық жанатын заттардың және металдардың құрамында ерекше зат-флогистон болатындығын айтты. Мысалы,металдарды қақтағанда флогистон бөлініп шығады деп санады:темір-темір қағы+флогистон.Демек,флогистон теориясы бойынша ,темір(күрделі зат) қаққа(жай зат) және флогистонға ыдырайды.Бұл қате теория химияның даму тарихында пайдалы ықпалын жасады.Ф.Энгельс былай жазды:химия флогистон теориясы арқылы,алхимиядан құтылды.2-нші кезеңі Ломоносовпен Дальтонның жұмыстары жатады.Химияның жекелей ғылым болып дамуы,17ғ-дың 40жылдары басталды.Осы кезде,Ломоносовтың «Математикалық химияның элементтері» деген жұмысында,молекулярлық-атомистикалық көзқарас бірінші рет ұсынылды.Дальтон 1808ж «Химиялық философияның жаңа жүйесі » деген жұмысында атомдық-молекулярлық көзқарасты мазмұндады.

Химиядағы стехиометриялық заңдар деп, құрам тұрақтылық ,еселі қатынастар,эквиваленттер ,газдар,Гей-Люссактың көлемдік қатынастар және Авогадро заңдарын айтады.1.Құрам тұрақтылық заңы. Прусттың 1801ж ашқан құрам тұрақтылық заңы:Әрбір таза заттың элементтік құрамы әрқашанда тұрақты,ол заттардың алу әдісіне байланысты емес.мысалы әр түрлі жолмен алынса да көміртек диоксидінде 27,29 процент көміртек және 72,71 оттек бар.19ғасырдың басында Бертолле кейбір заттардың құрамы ауыспалы болатындығын ескертіп,заңға күмән келтірді.Пруст пен Бертолле арасындағы таласты,орыс ғалымы Курнаков шешті. Курнаков құрамы тұрақты қосылыстарды дальтонидтер деп,дальтонидтерге қарсы құрамы тұрақсыз қосылыстарды бертолидтер деп атады.2.Эквиваленттер заңы. Эквиваленттер заңы-химиялық заңдардың ең бір негізгісі .Олар химиялық элементтер бір-бірімен өздерінің химиялық эквиваленттеріне сай ,белгілі сандық қатынаста әрекеттесетінін белгілейді.Эквивалент дегеніміз бағалары тең деген сөз.Эквивалент деп берілген қышқылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына ,немесе берілген тотығу-тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес шартты немесе нақты бөлшекті айтады.Зттың эквивалентінің 1 моль мөлшерінің массасын оның эквивалентінің молярлық массасы деп атайды.оның өлшем бірлігі-г/моль.3.Еселі қатынас заңы.Дальтон 1803ж еселі қатынастар заңын өрнектеді: егер екі элемент өзара бірнеше химиялық қосылыстар түзсе,онда бір элементтің массасы осы қосылыстардағы екінші элементтің массаларына бүтін сандар ретінде қатынасады.Дальтон айтуы бойынша,атомның абсолюттік массасын анықтау мүмкін емес, сутектің атомдық массасын бірге тенестіріп,салыстырмалы атомдық масса туралы түсінік енгізді.Сутекте,оттекте изотоптар бар болғандықтан оны көміртекке өзгертті.Химиялық элементтің салыстырмалы атомдық массасы-өлшеусіз шама,олар көміртек бірлігімен өлшенетін атомдық масса болады. Атомның массасы көміртек массасы бірлігінің оның салыстырмалы массасының көбейтіндісіне тең.4.Авогадро заңы. Моль-заттың мөлшері. Көміртектің С12 изотопының 6,02*1023 атомдары бар.Мына сан 6,02*1023 Авогадро тұрақтылығы деп аталады.яғни,моль-заттың мөлшері ,ол құрылыстық бірлікке 6,02*1023 дискретті.Авогадро заңы-бірдей жағдайда алынған газдардың тең көлемінде молекулалар саны да бірдей болады. Авогадро заңынан мына салдар шығады:молекулалық сандар бірдей газдардың ,бірдей жағдайда,көлемі де бірдей болады.



2.Салыстырмалы масса.Моль және молярлык масса. Элементтердің салыстырмалы атомдық массасы дегеніміз көміртектің бірлікпен көрсетілген оның атомының массасы.Элементтің атомдық массасын табу үшін,оның атомының көміртек атомы массасының 1/12бөлігінен неше есе ауыр екендігін көрсететін сан,ды табу керек.Зат массасынын сакталу занына сәйкес хим-к реакциалар кезінде реакцияға қатысатын заттардың массаларының қосындысы өзгермейді.Ал,заттың ең кіші бөлігі атом болғандықтан,реакция кезінде атомның массасы өзгермейтін болу керек.Хим-к қосылыстар тузгендегі элементтердін массалык қатынастары жайындағы заңдарды түсіндіру үшін,әсіресе атомдық гепотезаны дәлелдеу үшін,атомдардың массасын білу керек болды.Мұны Дальтон өзінің негізгі міндеті деп есептеді.Бірақ атомдардың абсолюттік массасын тікелей өлшеп табудын мүмкіншілігі болмағандықтан,олардың салыстырмалы атомдық массасын іздеді.Салыстыру үшін атомдардың ең жеңілі сутектуң атомдық массасын бірге тең деп алынды.Атомдық массаны табу үшін бір элементтің сутекті қосылысының химиялық талдауының нәтижесін пайдаланды.Бұл қасылыстың құрамындағы элементтердің масса қатынасы күрделі атом құрамындағы сутек пен екінші элементтін атомдарының массасчы сутек атомдарының массасынан неше есе ауыр екенін көрсетелі.Яғни күрделі атом құрамындағы екінші элемент атомдарының массасы сутек атомдарынан неше есе ауыр екенін көрсетеді.Мысалы, ол кезде талдауы белгілі қосылыс су болатын.Ондағы сутек пен оттектің массаларының қатынасы 1:8.Демек,судың күрделі атомындағы сутек пен оттектің атомдарының массалары да сондай қатынаста балады.Оттектін атомдық массасын табу үшін оттектің бір атомынан неше есе ауыр екенін білу керек.Заттың салыстырмалы молекулалық масасы дегеніміз көміртектің бірлікпен көрсетілген оның молекуласын массасы.Заттың малекулалық массасын табу үшін оның молекуласының көміртек атомы массасының 1/12 бөлігінен неше есе ауыр екендігін көрсететін санды табу керек.Қазіргі өлшемдердің халықаралық жүйесіәнде заттың өлшемдерінің өлшем бірлігі ретінде моль қабылданған.Моль-көміртектің 12Сизотопының 0,012килограмындағы атомдар санына тең құрылым бірліктері(молекулалар, атомдар,электрондар,т.б.)болатың заттың мөлшері.Авогадро тұрақтысы(6,02*10 23 л/моль)-кез келген заттың 1 моль мөлшеріндегі құрылым бірліктерінің санын көрсетеді.Молярлық масса-зат массасының оның мөлшеріне қатынасымен анықталады.Сондықтан молярлық массаның өлшем бірліктері кг/моль,г/моль болып,Мәрпімен белгіленеді.Егер бір молекуланың массасы белгілі болса,оның молярлық массасын Авогадро санына көбейтіп табуға болады.Жалпы алғанда заттың молярлық массасы сан жағынан заттың массасына тең болады,ал өлшем бірлігі г/моль.

3.Эквивалент.Эквиваленттер заңы. ЭКВИВАЛЕНТТІК ФАКТОР.Эквиваленттік молярлық масса.

.Эквиваленттер заңы. Эквиваленттер заңы-химиялық заңдардың ең бір негізгісі .Олар химиялық элементтер бір-бірімен өздерінің химиялық эквиваленттеріне сай ,белгілі сандық қатынаста әрекеттесетінін белгілейді.Эквивалент дегеніміз бағалары тең деген сөз.Элементтің химиялық эквиваленті деп сутек массасының 1,008 бөлігі немесе оттек массасының 8,0бөлігі қосылатын осы элементтердің мөлшерін немесе қосылыстарында орнын басатын осындай мөлшерді айтады.Эквивалент деп берілген қышқылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына ,немесе берілген тотығу-тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес шартты немесе нақты бөлшекті айтады.Бөлшектің берілген қышқылдық- негіздік реакцияда сутектің бір катионына сәйкес ,немесе берілген тотығу-тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес келетін үлесін эквиваленттік фактор fэкв деп атайды.Заттың эквивалентінің 1 моль мөлшерінің массасын оның эквивалентінің молярлық массасы деп атайды.оның өлшем бірлігі-г/моль.Күрделі заттың эквиваленттік массасын есептеу негізіне оның массалық бірлікпен алынған г/моль молярлық массасы алынады.Оксидтің экв.массасы массалық бірлікпен алынған оның молярлық массасының ,металдың валенттілігі мен оның атомдар саны арасындағы көбейтіндіге бөлінген теңдеуге тең.Гидроксидтің экв. Массасы оның молярық массасының металдың валенттігіне немесе гидроксил топтарының санына бөлінген теңдеуге тең.Қышықылдың экв.массасы оның молярлық массасының қышқылдың негіздік санына бөлінген теңдеуге тең. Тұздың экв.массасы оның молярлық массасының,металдың валенттігі мен атомдар саны арасындағы көбейтіндіге бөлінген теңдеуге тең.



4.Д.И.Менделеевтің периодтық заңы және периодтық системасы.Атомдардың периодты түрде өзгеретін қасиеттері.Атом-молекулалық теориядан кейінгі химия тарихындағы ерекше маңызды ірі табыс Д.И.Менделеев ашқан периодтық заң болды.Осы заң негізінде элементтердің периодтық жүйесі жасалы. Периодтық заң-жаратылыстың негізгі заңдарының бірі,оның ашылуы химияда жаңа дәуір туғызды.Периодтық заң химиялық элементтерді,олардың қосылыстарын зерттеуге,заттың құрылысының қалай екенін іздеуге теориялық негіз болды. Осымен бірге атом құрылысының күрделілігін теория жүзінде жәнетәжірибе арқылызерттеу процесіндегіашылған жаңалықтар периодтылықтың мазмұның терең түсінуге мүмкіншілік туғызды.Химия тарихында ерекше табысты ғасыр,химияның теориялық негіздері атом-молекулалықтеория жәнеэлементтердің периодтық жүйесі ашылған – XIXғ-да химияда элемент жайындағы білім аса көбейді.Осы кезде белгілі болған элементтер саны 28 болса,Д .И.Менделеевтің заманыңда 63,ғасырдың аяғында 83

Болды.Осы кезде 109 элемент белгілі.Период ішіндегі элементтердің қасиеттерікүшті сілтілік металдан басталып,бірте-бірте металдық қасиеті кеміп,амфотерлі қасиеті артып,ақыры,бейметалдардың ең күштілерігалогендерге келіп.яғни инертті газбен бітеді.Горизонталь бағыт,период бойымен солдан оңға қарай.Бұл бағытта атомдық салмақ, ядро заряды, э лектрон саны біртіндеп өседі,осы ған сай металдық қасиет әлсіреп,бейметалдық қасиет күшейеді.Мундай өзгеру алғашқы периодтарда айқынырақ, кей інгі периодтарда баяуырақ болады.Мысалы,C мен Nқарағанда Sn менSb айырмашылығы аз.Вертикаль бағыт,негізгі және қосымша топшалар бойымен жоғарыдан төмен қарай.Бұл бағытта атомдық салмақ,ядро заряды,электрон саны сылыстырмалы түрде өзгереді,бірақ электрондық кұрылымының ұқсастығына байланысты және квант қабаттары санының артуына сай элементтердің қасиеті өте баяу өзгереді,айырмашылықтан ұқсастық көп.Гортизонталь жәнне вертикаль бағыттағы өзгерушілікті ұластыра қарасақ,кестенің сол жақ төменгі бұрышында негізгі топшаларда нағыз күшті металдар,оң жақ бұрышындағы негізгі топшаларды нағыз бейметалдар орналасқан.


5.Атом құрылысының күрделілігі.Атом құрылысының модулі. Э.Резерфорд модулі және жетімсіздігі

Атом құрылысының күрделі екендігі туралы ұғым атом бөлшектерінің бірі болып саналатын электрондар құбылысы ашылғаннан кейін барып қалыптасты. Бірінші рет электрондар ағынын ,катод сәулесін ашқан Крукс 1879ж байқаған.Ауасыз түтікшеде ,үлкен кернеулікте электр тогы жүре бастағаны байқалады және түтікшенің ішінде сәуле пайда болды.Бұл сәулелер катодтан шыққандықтан,оны катодты сәулелер деп атады. Магнитті немесе электр өрістері болмаған жағдайда катодты сәулелер электр не магнит өрістерінде оң зарядталған электрод жағына ығысады.сол себептен оны теріс зарядталған бөдшектердің ағыны деп айтуға болады.Дж.Томсон 1897ж зарядтың электронның массасына қатынасын өлшеді және осы қатынастың катодтың табиғатына,газдың химиялық құрамына және тәжірибенің жағдайына байланысты еместігін көрсетті.

Бір ғана елементарлы бөлшектен тұратын қарапайым ядро- сутек атомының ядросы болып табылады. Сутек атомының иондануы нәтижесінде Крукс түтігінде түзілетін бөлшекті 1920 жылы Э.Резерфорд протон деп атады,яғни бірінші деген мағынада. Бастапқыда басқа да элементтердің атом ядросы протоннан,ал атом электрон мен протоннан тұрады деп есептеді. Резерфордтың тәжірибелері атомның құрылысы планетарлы жүйеге ұқсас екендігін дәлелдеді: ортасында тығыз орналасқан оң зарядты ядро болады, ал ядроның айналасында, ядроның мөлшерімен шамамен 10000 есе көп,көп женіл теріс зарядталған бөлшектер –электрондар айналып жүреді.Кемшілігі: Классикалық электродинамиканың заңдары бойынша,егер электронның ядроға кулондық тартылыс күші ортадан тебісу күшіне тең болса,онда ядроның маңындағы шеңбер бойынша электронның қозғалысы тұрақты болады. Резерфордтың моделі сутек атомының тұрақтылығын да немесе оның спектірінің сызықтық қасиеттерін де түсіндіре алмайды.

1933ж Иваненко ,Гапон және олардан тәуелсіз Гейзенберг атом я дросының протонды-нейтронды құрылыс моделін құрды. Осы модель бойынша барлық элементтердің атом ядросы протон саны периодтық жүйедегі элементтердің рет номеріне сәйкес,ал нейтрон саны атомның массасынан протон санын алып тастағанға тең.



6.Сутек атомының спектрі.Ридберг формуласы.Н.Бор моделі және кемшілігі. Сутек спектрі ең қарапайым.Көрінетін денгейде Нα,Нβ,Нγ,Нσ таңбасымен белгіленген тек 4 сызық бар.Соған жақын жатқан ультрафиолет деңгейінде тағы да бір-бірінне жақын жатқан сызықтар бар.Бұл сызықтар алдында көрсетілген 4сызықтармен бірге сызықтар құрамын құрайды ,оларды Бальмер сызықтар құрамы деп атайды.Швейцария ғалымы Больмер 1885 жылы осысерия сызықтардың толқындық санын ашты:

Мұнда R=109678 см¹,-Ридберг түрақтылығы аталған,тұрақты сан,N=3,4,5,6,...Сутек спектрін қарастырғанда оны зерттеген ғалымдардың Лаймен,Пашен,Бреккет атымен аталған басқа сериялары да ашылды.Бұл сериялардағы сызықтардың толқындық сандары төмендегі келтірілген жалпы формуламен есептелінеді:


Сонымен сутек спектріндегі көптеген сызықтар тек бір ғана байланыстылықпен өрнектеледі,ал спектрдің негізінде тек бір құбылыс жатқанын болжамдауға болады.Атомдардың сәуле шығаруы электрондардың қозғалысына байланысты деген көзқарас та болуы мүмкін.Бірақ атомдардың толқын ұзындығы белгілі сәуле шығаратындығы жәнне спектрдің сериялы сызық бойынша көрінетіндігі түсініксіз болатын.Сутек спектрінің сызықтық қасиетін түсіндіретін бірінші ғалым Нильс Бор болды.Ол 1913ж.Резерфордтын болжамын және Планктың кванттық теориясын қолданып,сутек атомының құрылыс теориясын ашты.Бор теориясының негізі ретінде екі постулатты ұсынды:1постулат.Элаектрон ядроның айналасында белгілі тұрақты орбита бой ынша айналып жүреді.Бұл орбитада электрон ешқандай энергия жоғалтпайды және сіңірмейді.Бор тұрақты орбитадағы электронның қозғалыс м-лшерінің моменті n/2π шамасына қатынаста болатындығы туралы болжамдады.Мына тендік:
Орындалған жағдайда,электронның қозғалысы тұрақты болуға тиісті,мұнда

m- электронның массасы,

V- жылдамдық,

r – орбитаның радиусы,

h – Планк тұрақтысы,

n – 1,2,3,...бүтін сандар.

Сутек атомы үшін,тұрақты орбиталдардың радиустары өзара бүтін сандардың квадраттары сияқты болады:

R1:R1:...Rn=1²:2²:3²....n²

Бордың болжамы бойынша кез келген тұрақты орбитада айналған кезде электрон энергиясы тұрақты.электронның энергиясы ядроға жақындаған сайын азая береді:

Е1

Бор теориясындағы энергия,қозғалыс мөлшерінің моменті сияқты,квант сандарымен анықталады.Ол мынаған тең:
2постулат.электрон бір орбитадан екіншіорбитаға ауысқагн кезде ғана энергия шығарылуы немесе сіңірілуі болады,мұнда белгілі бір жиілікпен тербелетін квант энергиясы бөлінеді немесе сіңіріледі:


Электрон кіші энегетикалық жағдайдан жоғары деңгейге ауысқан кездеэнергия сіңіріледі. Ал электрон жоғары деңгейден кіші энергетикалық деңгейге ауысқан кезде энергия бөлінеді.Электонның орнына байланысты,екі жағдлайдағы атомның энергиясын білу арқылы,ауысатын электронның тербеліс жиілігін есептеуге болады.Егер бір заттың атомдарына сыртқы энергия көзімен әсер етсе,онда электрон квант энергиясын сіңіріп,жоғарырақ орбитаға ауысады,демек,электрон қозған жағдайда келеді.Егер осындай ауысу жоғары орбитадан ядроға жақынырақ жатқан орбита аралығында болса,онда энергия сәулелік энергия- фотон түріде бөлінеді:

ΔE=Eж−Eа=hν

Спектрде ол белгілі сызықтар түрінде шығады.осы серияның әрбір сызықтарының толқын ұзындығы мына теңдеу бойынша,өте дәл есептелінеді:
Мұнда R- тұрақты шама,Ридберг костантасы.

Сызықтардын жиілігіфизи калық қасиеті ләі беклгісіз бүтін сандарға байланы сты.Ьор бойынша,жақын және алыс орбиталдардысиппаттайтын,N- квантты сандарға жатады.Бор осы теңдеудің және атом құрылысының постулаттары негізінде,сутек атомы спектріндегі барлық сериялардың толқын ұзындығын есептейді.Жоғарыда көрсетілген теңдеулерден келесі өрнек алынады:


Сутек спектріндегі сериялардың сызықтары былай түсіндіріледі:егер электрон кез келген алыс жатқан орбитадан ядроға жақын бірінші орбитаға ауысса,онда спектрдің ультрафиолет ауданындағы жиілік толқындары бөлінеді.көп ұзамай,бұл серияны Лайман ашты .Ол Бор теориясының жақсы жетістігі еді.Егер электрондар кез келген алыс жатқан орбитадан екінші орбитаға ауысса,онда спектрдінң көрінетін сериясы алынады.Тәжірибелер Бор теориясын жақсы дәлелдеді.Есептеу арқылы алынған Ридберг тұрақтылығы,тәжірибе жүзінде алынған шамамен тура келді:
Бұл атомдарда тұрақты орбиталар болатындығын және Бор теңдеулерінің дұрыстығын дәлелдейтін үлкен жетістік еді.Бірақ Бор теориясының жетістігі тек сутек атомымен ғана шектелді.Гелий атомы үшін бул теория жарамады,ал күрделі атомдар үшін Бор теңдеулері бойынша есептеулерді мүлдем жүргізуге болмады.Көп электронды атомдардың спектріндегі сызықтар одан сайын күрделі бола бастады.спектрдің мультиплеттігі магтитті және элекр өрісінде күшейе түсті.

7.Атомдардың электрондық құрылысы.Клечковский ережесі. Паули принципі.Хунд ережесі.Элементтердің және оның қосылыстарының химиялық қасиеттері электрондық құрылысына байланысты. Атомдағы электрондардың энергетикалық орбитальдар бойынша орналасуы былай жүреді:1 энергия минимумы принципы;2Паули принципі 3 Гунд және Клечковский ережелеріне сай.

Паули принципі.Көпэлектронды атомдарда электронның жағдайы Паули ашқан квантты –механикалық заңмен өрнектеледі.Бұл заң бойынша, төрт квант сандарымен суреттелетін бір кванттық жағдайда тек бір ғана электрон болады. S-орбитальда спиндері антипараллель тек екі электрон ғана орналасады.Салдары: 1. Деңгейдегі электрондардың максимал саны негізгі кванттық санның екі еселенген квадратына тең 2. Деңгейшедегі электрондардың саны 2(2l+1) ге тең.

Гунд ережесі. Бір деңгейшелер аралығында сәйкес орбитальдарды электрондармен толтырған кезде,электрондар спиндерінің қосындысы максимал болуы керек.Барлық орбиталдарда бір электроннан орналасқаннан кейін ,келесі электрондар жұптасып орналасады.

Клечковский ережесі.Орыс ғалымы Клечковский өте қарапайым және нақты ереже ұсынды:элементтердегі атомдар электрондарының толтырылуы,квант сандары n+1 қосындысының өсуі тәртібі бойынша жүреді;егер екі деңгейдің қосындысы тең болса,онда бірінші n шамасы кіші деңгей толтырылады.



8.Атом ядросының құрылысы.Изотоптар. Изобарлар.Радиоактивтілік. Бір ғана элементарлы бөлшектен тұратын қарапайым ядро – сутак атомының ядросы болып табылады.Сутек атомының иондануы нәтижесінде Крукс түтігінде түзілетін бөлшекті 1920ж.Э.Резерфорд фотон деп атады,яғни біріші деген мағынада.бастапқыда басқа элементтердің атом ядросы протоннан,ал атом протон мен электроннан тұрады деп есептеді.бірақ,1932ж.ағылшын физигі Чедвиг заряды жоқ және протонның масасына сәйкес келетін массалы жаңа бөлшектер –нейтрондарды ашты.

Мұндай бөлшектер α-бөлшектемен бериллий ядросының арасында жүретін ядролық реакция нәтижесінде түзіледі:


Нейтрондар протондар мен α-бөлшектерге қарағанда ауаны иондата алмайды.Нейтрондарды тікелей анықтау өте қиын.Ежелде нейтрондарды анықтау үшін құрамында сутек бар қосылыстарды нейтрондармен атқылаған.сутектің ядросымен соқтығысқан нейтрон,протондарды қозғалуға әкеледі.Ал протонды анықтау қиын емес, протон мен қатар нейтронда болуға тиісті деп нейтронның бар екенін дәлелдейді.нейтронның ашылуы ядро құрылысының әрі қарай дамуынам негіз болды.1933ж.Д.Д.Иваненко,.Е.Н.Гапон және олардан тәуелсіз В.гейзенберг атом ядросының протонды-нейтронды құрылыс моделінқұрды.Осы модель бойынша барлық элементтердің атом ядросы протон саны периодтық жүйедегі элементтердің рет номеріне сәйкес,ал нейтрон саны атомның массасынан протон санын ал ып тастағанға тең:

N=A-Z A=N+Z

Мысалы, оттектің атом ядросының рет номері Z=8,масса саны A=16,8p және 16-8=8n тұрады.Қазіргі уақытта атом ядросының құрам бөлшектері –протон мен нейтрон күрделі жүйе деген дәлелдемелер бар.

Ядросында протон саны бірдоей ал нейтрон саны әр түрлі атомдар изотоптар деп аталады.Изотоптар менделеев кестесінде бір тор көзінде орналасқан.Мысалы табиғи оттектің 3 изотопы бар:


Осыған байланысты бірнеше изотопы бар табиғи оттектің атомдық массасы бас қа да бірпнеше изотопы бар элементтер сияқты,бүтін сан болмайды.Мысалы ,оттектің массасы 16,18 не болмаса17емес,онын масса салмағы 15,9999тең болады.Бірақ ескерту ретінде айта кету керек:жекелей химиялық элементтің сандары бірдей болады.сондықтан әр түрлі изотоптардың химиялық қасиеттері,сондай-ақ электрон қабатына байланысты физ-қ қасиеттері бірдей болады,хим-қ реакция кезінде бірдей қасиет көрсетеді.Ядросында нуклон саны бірдей,яғни протон,нейтрон сан,массасы бірдей әр түрлі элементтердің атомдары изобаралар деп аталады.Мысалы,
Изобаралардың массалары бірдей,бірақ протон сандары әр түрлі,хим-қ ядролық қасиеттерімен ажыратылады.Изобараларға мыналарды жатқызуға болады:
Табиғаттағы радиоактивтілік.табиғатта өздігінен ыдырау көптеген изотоптарға тән.1896ж. беккерель табиғи радиоактивтіктіуравн тұздарынан тапқан .Кейін П.Кюри мен М.Кюри торийдің,радийдің,актинидің,полонийдің изотоптарын тапты.Қазіргі уақытта табиғи радиоактивтілік U,Th,Ac,Ra,Po басқа элементтерден де тапты. Әлсіз активтілік
т.б. элементтерде табылды.50-ге жуық элементтердің табиғи радиоактивті изотопы бар. Олардың ішінде U мен Th-дің жартылай ыдырау периоды бар және олар біріншілік деп саналады.81-ден 91-ге дейінгі радиоактивті элементтер осылардың ыдырау нәти жесінде түзіледі және оларды екіншілік деп атайды.U мен Th ыдыраған кезде әрқайсысы бірнеше радиоактивті атомдарды тудырады. Табиғи радиоактивті элементтерге α және β тән.Төрт радиоактивтілік қатары белгілі:

Th қатары.барлық ыдырау өнімдерінде A=4n

U қатары – 238А=4n+2

Uқатары- 235А=4n+3

Nbқатары- 237А=4n+1

Табиғатта қатардың барлық өкілдерініңм арасында тепе-теңдік бар,яғни уақыт бірлігі ішінде барлық атомдарға ыдырау қатардың өкілдері тән:

А- атомдар саны

Т- жартылай ыдырау периоды.

Соңғы ыдырау өнімі 3 қатар үшін де қорғасынның тұрақты изотоптары:
Ядролық реакциялар нәтижесінде тұрақты, сол сияқты радиоактивті изотоптар түзілуі мүмкін. Сонғысы ыдырау кезінде жасанды радиоактивтілікті тудыруы мүмкін.Жасанды радиоактивтіліктің табиғи радиоактивтілікпен ешқандай айырмашылық жоқ.

9. Коваленттік байланыс.Гайтлер және Лондон есептеулері

Ковалентті байланыстың табиғатын қарастыруда қазіргі уақытта екі әдіс қолданылады-валенттік байланыс әдісі және молекулалық орбитальдар әдісі

Н.Бордың электрондық құрылыс теориясының негiзiнде химиялық байланыстың жаңа теориясын - коваленттiк байланыc теориясын ұсынды.. Бұл теория бойынша молекулаға бiрiккен eкi атомның арасында электрон жұптары түзiлу негiзiнде 6айланыс пайда болады.

Гайтлер мен Лондон бұл теорияны ары қарай дамытты. Олар Шредингер теңдеуiн қолдану аркылы сутек молекуласының энергиясын квантты-механика әдiсiмен есептеп, мынаны анықтады:

1. Химиялық коваленттi байланыс әртүрлi атомдарга тиiстi карама-карсы спиндi электрондардың жұптасуы арқылы пайда болады, түзiлген байланыс eкi орталықты eкi электронды байланыс болып табылады.

2. Молекула түзiлгенде оны құрайтын атомдардың электрондық құрылысы негiзiнен сақталады, ал молекуладағы барлық химиялық байланыстар тұрақты eкi орталықты eкi электронды (шоғырланған) байланыстар жиынтығынан тұpaды.

Лондон мен Гайтлердiң есептеулерi негiзiнде химиялық 6айланыстың түзілу механизмi мынадай екендiгi керсетiлдi: атомдардың ядро аралығында және олардың үздiксiз қозғалыстағы электрондарында электрлiк күштердің пайда болуы - негiзгi себеп. Ертедегi деректер бойынша, атомдар бір-бірімен қосылып, молекула түзгенде өздерiнiң сыртқы электрондық деңгейлерiн инерттi газдардың электрондық деңгейлерiне ұқсастыруға тырысады деп есептелді.

Осылай пайда болған куштi кооваленттi байланыс деп атайды. Ядро аралығында электрон ТЫFЫЗДЫFЫ артады, жұптаскан eкi электрон eкi атомга ортақ болады. әр жакка қарай багытгалған eкi электрондық eкi ядро өрiсiндегi қозгалыстың энергетикалық жағдайы әлдеқайда тиiмдi. дұл жагдайда электрондық тыгыздық артады және ядролар бiр-бiрiне тартылады. Ядролар өзара жақындасқандықтан, электрон бұлттары Жaқсы бүркеседi.

Ковалентті байланыс-бір немесе бірнеше электрон жұптары арқылы түзілетін химиялық байланыс.

Ковалентті байланыстың қанықтырғыштығы- атомдардың шектілік байланыс түзетінін сипаттайды,байланыс сандары негізгі және қозған күйдегі жұптаспаған электрондар санына тең болатындығын көрсетеді.Бағыттылығы-ковалентті байланысты түзетін электрон бұлттарының бағыты болады,соның салдарынан АО кез келген бағытта емес ,тек өздерінің пішіндеріне сай бағытта бүркеседі де кеңістікте белгілі құрылысқа ие болады.Полюсті ковалентті байланыс-байланыстырушы электрон бұлты қосылысқан екі атомның біреуіне қарай ығыскан жағдайды айтады.Полюссіз- байланыстырушы электрон бұлты қосылысқан екі атомға ортақ болған жағдайды айтады.



10.Атом орбитальдарының гибидтенуі.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

120ºжәне 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.

11Молекулалық орбитальдар теориясы



Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет