Hər bir element üçün yalnız bir stokiometrik valentlik olduğu hallarda iki kimyəvi elementin birləşmələri üçün kimyəvi düsturların tərtibi.

Fəaliyyət alqoritmi	Alüminium oksidin kimyəvi formulunun tərtib edilməsi
Elementlərin kimyəvi simvollarının yaradılması (birləşmənin adı ilə).
Elementlərin atomlarının valentliyinin təyini
Bir birləşmədəki atomların ədədi nisbətini göstərən
Formulun tərtib edilməsi	Al 2 O 3

Sulu məhlulda ionlar şəklində mövcud olan birləşmələr üçün kimyəvi düsturların tərtibi.

Fəaliyyət alqoritmi	Alüminium sulfatın kimyəvi formulunun tərtib edilməsi
İonların kimyəvi düsturlarının yaradılması (birləşmənin adı ilə).
İon yüklərinin sayının müəyyən edilməsi
Ən kiçik ümumi çoxluğun hesablanması
Əlavə amillərin tərifi
İonların ədədi nisbətinin göstəricisi
Stokiometrik indekslərin təyin edilməsi
Formulun tərtib edilməsi	Al 2 (BELƏ Kİ 4 ) 3

Kimyəvi formulların yazılması

Kimyəvi düsturlarda stokiometrik indeksləri və ion yüklərini göstərmək üçün aşağıdakı qaydalar mövcuddur.

1. Əgər stoxiometrik indeks atomlar qrupuna aiddirsə, bu qrupu bildirən kimyəvi simvollar mötərizədə yazılır:

C 3 H 5 (OH) 3 - qliserin molekulunda 3 hidroksi qrupu var;

Ca (NO 3) 2 - kalsium nitratın formula vahidi 1: 2 nisbətində kalsium ionlarını və nitrat ionlarını ehtiva edir.

2. Kimyəvi düsturda mürəkkəb çox atomlu ionun yükü haqqında məlumatlar bütün iona aiddir:

SO 4 2– - sulfat ionu - ikiqat mənfi yükə malikdir;

NH 4 + - ammonium ionu - tək müsbət yükə malikdir.

3. Mürəkkəb ionun kimyəvi formulu kvadrat mötərizədə, ondan sonra onun yükü yazılır; ibarətdir:

– mərkəzi atomun kimyəvi simvolu;

– mötərizədə liqandın kimyəvi formulu;

– liqandların sayını göstərən alt işarə.

4– – heksasiyanoferrat(II) ionu; dörd mənfi yüklü bir ionda altı CN - liqand (sianid ionu) mərkəzi Fe II atomuna (Fe 2+ dəmir katyonu) bağlıdır.

2+, tetraamminmis(II) ionu; iki müsbət yüklü bir ionda dörd NH 3 liqandı (ammonyak molekulu) mərkəzi mis atomuna (Cu 2+ ionu) bağlıdır.

4. Hidratlarda və kristal hidratlarda suyun kimyəvi formulu əsas maddənin kimyəvi formulundan nöqtə ilə ayrılır.

CuSO 4 5H 2 O - mis (II) sulfat pentahidrat (mis sulfat).

Qeyri-üzvi maddələrin təsnifatı və onların xassələri

Bütün qeyri-üzvi maddələr sadə və mürəkkəb bölünür.

Sadə maddələr metallara, qeyri-metallara və inert qazlara bölünür.

Mürəkkəb qeyri-üzvi maddələrin ən mühüm sinifləri bunlardır: oksidlər, əsaslar, turşular, amfoter hidroksidlər, duzlar.

oksidlər biri oksigen olan iki elementin birləşmələridir. Oksidlərin ümumi formulu:

E m O n

m haradadır E elementinin atomlarının sayı;

n oksigen atomlarının sayıdır.

Oksidlərin nümunələri: K 2 O, CaO, SO 2, P 2 O 5

Vəqflər - Bunlar, molekulları bir metal atomundan və bir və ya bir neçə hidroksid qrupundan - OH-dən ibarət olan mürəkkəb maddələrdir. Əsaslar üçün ümumi düstur:

Mən(O) y

harada u – metalın valentliyinə bərabər olan hidroksid qruplarının sayı (Me).

Əsaslara nümunələr: NaOH, Ca (OH) 2, Co (OH) 3

turşular - bunlar metal atomları ilə əvəz edilə bilən hidrogen atomları olan mürəkkəb maddələrdir.

Turşuların ümumi formulası

H X ace saat

burada Ac turşu qalığıdır (ingilis dilindən, turşu – turşu);

X – turşu qalığının valentliyinə bərabər olan hidrogen atomlarının sayı.

Turşuların nümunələri: HC1, HNO 3, H 2 SO 4, H 3 PO 4

Amfoter hidroksidlər - Bunlar turşuların və əsasların xüsusiyyətlərinə malik olan mürəkkəb maddələrdir. Buna görə də amfoter hidroksidlərin düsturlarını əsaslar şəklində və turşular şəklində yazmaq olar. Amfoter hidroksidlərə nümunələr:

Zn (OH) 2 \u003d H 2 ZnO 2

Al(OH) 3 = H 3 AlO 3

forma forması

turşu əsasları

duz - bunlar turşu molekullarında hidrogen atomlarının metal atomları ilə əvəzlənməsinin məhsulları və ya əsas molekullardakı hidroksid qruplarının turşu qalıqları ilə əvəzlənməsinin məhsulları olan mürəkkəb maddələrdir. Misal üçün:

Normal duzların tərkibi ümumi düsturla ifadə edilir:

Mən X (Ace) saat

harada x - metal atomlarının sayı; saat - turşu qalıqlarının sayı.

Duzların nümunələri: K 3 PO 4 ; Mg SO 4; Al 2 (SO) 3; FeCl3.

oksidlər

Məsələn: CO - karbon monoksit (II) - (oxu: "karbon monoksit iki"); CO 2 - karbon monoksit (IV); Fe 2 O 3 - dəmir oksidi (III).

Elementin sabit valentliyi varsa, oksidin adında göstərilmir. Məsələn: Na 2 O - natrium oksidi; Al 2 O 3 - alüminium oksidi.

Təsnifat

Bütün oksidlər duz əmələ gətirən və duz əmələ gətirməyən (və ya laqeyd) bölünür.

Duz əmələ gətirməyən (laqeyd) oksidlər turşular və əsaslarla qarşılıqlı təsirdə olduqda duz əmələ gətirməyən oksidlərdir. Onların sayı azdır. Dörd duz əmələ gətirməyən oksidləri xatırlayın: CO, SiO, N 2 O, NO.

Duz əmələ gətirən oksidlər turşular və ya əsaslarla reaksiya verdikdə duzlar əmələ gətirən oksidlərdir. Məsələn:

Na 2 O + 2HC1 \u003d 2NaCl + H 2 O

oksid turşusu duzu

Bəzi oksidlər su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir, lakin dolayı yolla (dolayı yolla) əldə edilə bilən hidroksidlərə uyğundur. Müvafiq hidroksidlərin təbiətindən asılı olaraq bütün duz əmələ gətirən oksidlər üç növə bölünür: əsas, turşu, amfoter.

Əsas oksidlər hidratları əsas olan oksidlərdir. Məsələn:

Əsas oksidlər		Vəqflər

Bütün əsas oksidlər metal oksidləridir.

Turşu oksidləri hidratları turşu olan oksidlərdir. Məsələn:

Turşu oksidləri

Turşu oksidlərin əksəriyyəti qeyri-metal oksidlərdir. Turşu oksidləri həm də yüksək valentliyə malik bəzi metalların oksidləridir. Məsələn: ,

Amfoter oksidlər amfoter hidroksidlərə uyğun gələn oksidlərdir.

Bütün amfoter oksidlər metal oksidləridir.

Beləliklə, qeyri-metallar yalnız forma turşu oksidləri; metallar hamısını formalaşdırır əsas, hamısı amfoterik və bəziləri turşulu oksidlər.

Bütün oksidlər monovalent metallar(Na 2 O, K 2 O, Cu 2 O və s.) əsasdır. Ən çox oksidlər ikivalentli metallar(CaO, BaO, FeO və s.) da əsasdır. İstisnalar: amfoter olan BeO, ZnO, PbO, SnO. Ən çox oksidlər üç- və tetravalent metallar amfoterdir: ,,,, və s. ilə metal oksidləri valentlik V, VI, VII .turşudur: ,, və s.

Dəyişən valent metallar hər üç növ oksidlər əmələ gətirə bilər.

Məsələn: CrO - əsas oksid, Cr 2 O 3 - amfoter oksid, CrO 3 - turşu oksidi.

Qrafik düsturlar

Oksid molekulunda bir metal atomu birbaşa oksigen atomlarına bağlıdır.

Kimyəvi formul maddənin tərkibini əks etdirir. Məsələn, H 2 O - iki hidrogen atomu bir oksigen atomuna bağlıdır. Kimyəvi düsturlarda maddənin quruluşu haqqında da bəzi məlumatlar var: məsələn, Fe (OH) 3, Al 2 (SO 4) 3 - bu düsturlar maddənin bir hissəsi olan bəzi sabit qrupları (OH, SO 4) göstərir - onun molekul və ya formula vahidləri.

Molekulyar formula molekuldakı hər bir elementin atomlarının sayını göstərir. Molekulyar düstur molekulyar quruluşa malik maddələri (qazlar, mayelər və bəzi bərk maddələr) təsvir edir. Atom və ya ion quruluşu olan bir maddənin tərkibi yalnız düstur vahidi ilə təsvir edilə bilər.

formula vahidi maddədəki müxtəlif elementlərin atomlarının sayı arasındakı ən sadə nisbəti göstərir. Məsələn, benzolun formula vahidi CH, molekulyar formulu C 6 H 6-dır.

Struktur (qrafik) düstur molekulda və düstur vahidində atomların birləşmə sırasını və atomlar arasındakı bağların sayını göstərir.

Valentlik

Bu cür düsturların düzgün yazılması ideyasına əsaslanır valentlik(valentia - güc) müəyyən bir elementin atomunun özünə müəyyən sayda digər atomları bağlamaq qabiliyyəti kimi. Müasir kimyada valentliyin üç növü nəzərə alınır: stoxiometrik, elektron və struktur.

Stokiometrik valentlik kimyəvi element - verilmiş atomun özünə bağlaya biləcəyi ekvivalentlərin sayı və ya atomdakı ekvivalentlərin sayıdır. Ekvivalentlər birləşdirilmiş və ya əvəz edilmiş hidrogen atomlarının sayı ilə müəyyən edilir, buna görə də stoxiometrik valentlik müəyyən bir atomun qarşılıqlı əlaqədə olduğu hidrogen atomlarının sayına bərabərdir. Lakin bütün elementlər hidrogenlə qarşılıqlı əlaqədə deyil və demək olar ki, hər şey oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olur, buna görə də stoxiometrik valentliyi birləşdirilmiş oksigen atomlarının sayından iki dəfə çox olaraq təyin etmək olar.

Məsələn, hidrogen sulfiddə H 2 S-də kükürdün stoxiometrik valentliyi 2, SO 2 oksidində - 4, SO 3 oksidində -6-dır.

İkili birləşmənin düsturuna görə bir elementin stoxiometrik valentliyini təyin edərkən bir qayda rəhbər tutulmalıdır: bir elementin bütün atomlarının ümumi valentliyi digər elementin bütün atomlarının ümumi valentliyinə bərabər olmalıdır.

Elementlərin valentliyini və bu qaydanı bilməklə birləşmənin kimyəvi formulunu tərtib etmək olar. Düsturları tərtib edərkən aşağıdakı prosedura riayət edilməlidir.

1. Birləşməni təşkil edən elementlərin kimyəvi simvollarını elektronmənfiliyin artan ardıcıllığı ilə yazın, məsələn:

2. Kimyəvi elementlərin simvollarının üstündə onların valentliyi qeyd edilir (bunu Roma rəqəmləri ilə qeyd etmək adətdir):

I II III I III II

3. Yuxarıdakı qaydadan istifadə edərək hər iki elementin stoxiometrik valentliyini ifadə edən ədədlərin ən kiçik ortaq qatını təyin edin (müvafiq olaraq 2, 3 və 6).

4) Ən kiçik ortaq qatı müvafiq elementin valentliyinə bölərək birləşmələrin düsturunda atomların sayını tapın:

I II III I III II

K 2 O AlCl 3 Al 2 O 3

Misal 15 Tərkibindəki xlorun heptavalent, oksigenin isə ikivalentli olduğunu bilərək, xlor oksidinin düsturunu yazın.

Həll. 2 və 7 ədədlərinin ən kiçik qatını tapırıq - bu, 14-ə bərabərdir. Ən kiçik ümumi çoxluğu müvafiq elementin stokiometrik valentliyinə bölmək, atomların sayını tapırıq: xlor 14 : 7=2, oksigen 14 : 2=7. Beləliklə, oksid formulu Cl 2 O 7-dir.

Oksidləşmə vəziyyəti həm də maddənin tərkibini xarakterizə edir və artı işarəsi (metal və ya molekulda daha elektropozitiv element üçün) və ya mənfi olan stokiometrik valentliyə bərabərdir.

1. Sadə maddələrdə elementlərin oksidləşmə vəziyyəti sıfırdır.

2. Bütün birləşmələrdə flüorun oksidləşmə vəziyyəti -1-dir. Qalan halogenlər (xlor, brom, yod) metallar, hidrogen və digər daha çox elektropozitiv elementlər də -1 oksidləşmə vəziyyətinə malikdirlər, lakin daha çox elektronmənfi elementlərlə birlikdə müsbət oksidləşmə vəziyyətlərinə malikdirlər.

3. Birləşmələrdəki oksigen -2 oksidləşmə dərəcəsinə malikdir; istisnalar hidrogen peroksid H 2 O 2 və onun törəmələridir (oksigenin oksidləşmə vəziyyəti -1 olan Na 2 O 2, BaO 2 və s. +2-dir.

4. Qələvi elementlər (Li, Na, K və s.) və Dövri sistemin ikinci qrupunun əsas yarımqrupunun elementləri (Be, Mg, Ca və s.) həmişə qrup nömrəsinə bərabər oksidləşmə vəziyyətinə malikdirlər ki, müvafiq olaraq +1 və +2-dir.

5. Tallium istisna olmaqla, üçüncü qrupun bütün elementləri qrup nömrəsinə bərabər sabit oksidləşmə vəziyyətinə malikdir, yəni. +3.

6. Elementin ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi Periodik sistemin qrup nömrəsinə bərabərdir, ən aşağısı isə fərqdir: qrup nömrəsi 8. Məsələn, azotun ən yüksək oksidləşmə dərəcəsi (beşinci qrupda yerləşir) +5 (azot turşusu və onun duzlarında), ən aşağısı isə -3 (ammiak və ammonium duzlarında) təşkil edir.

7. Mürəkkəbdə olan elementlərin oksidləşmə dərəcələri bir-birini elə kompensasiya edir ki, onların molekuldakı bütün atomlar və ya neytral formula vahidi üçün cəmi sıfıra, ion üçün isə onun yükünə bərabər olsun.

Bu qaydalardan birləşmədəki elementin naməlum oksidləşmə vəziyyətini təyin etmək, əgər qalan elementlərin oksidləşmə dərəcələri məlumdursa, və çox elementli birləşmələri formalaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Misal 16 K 2 CrO 4 duzunda və Cr 2 O 7 2 - ionunda xromun oksidləşmə vəziyyətini təyin edin.

Həll. Kaliumun oksidləşmə vəziyyəti +1 (qayda 4) və oksigen -2 (qayda 3) təşkil edir. Xromun oksidləşmə vəziyyəti X ilə işarələnir. K 2 CrO 4 düstur vahidi üçün bizdə:

2∙(+1) + X + 4∙(-2) = 0,

buna görə də xromun oksidləşmə vəziyyəti X = +6-dır.

Cr 2 O 7 2 ionu üçün - bizdə: 2∙X + 7∙(-2) = -2, X = +6.

Xromun oksidləşmə vəziyyətinin hər iki halda eyni olduğunu görürük.

Misal 17. P 2 O 3 və PH 3 birləşmələrində fosforun oksidləşmə vəziyyətini təyin edin.

Həll. P 2 O 3 birləşməsində oksigenin oksidləşmə vəziyyəti -2-dir. Molekulun oksidləşmə dərəcələrinin cəbri cəminin sıfıra bərabər olması faktına əsaslanaraq, fosforun oksidləşmə vəziyyətini tapırıq: 2∙X + 3∙(-2) = 0, deməli, X = +3.

PH 3 birləşməsində hidrogenin oksidləşmə vəziyyəti +1-dir, buna görə də X + 3 ∙ (+1) \u003d 0, X \u003d -3.

Misal 18. Aşağıdakı hidroksidlərin (əsasların və turşuların) termik parçalanması ilə əldə edilə bilən oksidlərin düsturlarını yazın: Fe(OH) 3 , Cu(OH) 2 , H 2 SiO 3 , H 3 AsO 4 , H 2 WO 4 .

Həll. Fe (OH) 3 - hidroksid ionunun yükü -1, buna görə də dəmirin oksidləşmə vəziyyəti +3 və müvafiq oksidin düsturu Fe 2 O 3-dir.

Cu (OH) 2 - ümumi yükü -2 olan iki hidroksid ionu olduğundan, misin oksidləşmə vəziyyəti +2 və oksid formulu CuO-dur.

H2SiO3. Hidrogenin oksidləşmə vəziyyəti +1, oksigen -2, silisium - X-dir. Cəbr tənliyi: 2 ∙ (+1) + X + 3 ∙ (-2) \u003d 0. X \u003d +4. Oksidin formulu SiO 2-dir.

H 3 AsO 4 - turşuda arsenin oksidləşmə dərəcəsi tənliklə hesablanır:

3 . (+1) + X + 4 (-2) = 0; X = +5.

Beləliklə, oksid formulu As 2 O 5-dir.

H2WO4. Eyni şəkildə hesablanmış volframın oksidləşmə vəziyyəti (yoxlayın!) +6-dır. Buna görə də, müvafiq oksidin formulu WO 3-dir.

Kimyəvi elementlər sabit və dəyişən valentlik elementlərinə bölünür; müvafiq olaraq, birincilər hər hansı birləşmələrdə sabit oksidləşmə dərəcəsinə malikdir, ikincisi isə birləşmənin tərkibindən asılı olaraq fərqlidir /

D.I-nin Dövri sistemindən necə istifadə etdiyini düşünün. Mendeleyev, elementlərin oksidləşmə dərəcələrini təyin etmək mümkündür.

Elementlərin sabit oksidləşmə vəziyyətləri üçün əsas alt qruplar aşağıdakı qanunauyğunluqlar müşahidə olunur.

1. I-III qrupların elementləri tək oksidləşmə dərəcələrinə malikdir - müsbət və miqyasına görə qrup nömrələrinə bərabərdir, oksidləşmə dərəcələri +1 və +3 olan tallium istisna olmaqla.

2. IV-VI qrupların elementləri qrup nömrəsinə uyğun gələn maksimum müsbət oksidləşmə vəziyyəti ilə yanaşı, 8 rəqəmi ilə qrup nömrəsi arasındakı fərqə bərabər mənfi, adətən bir-birindən fərqlənən ara oksidləşmə dərəcələri də mövcuddur. 2 ədəd. IV qrup üçün oksidləşmə dərəcələri +4, +2, -4, -2; V qrup üçün +5, +3, -3, -1; VI qrup üçün - +6, +4, -2.

3. VII qrupun elementləri +7-dən -1-ə qədər bütün oksidləşmə dərəcələrinə malikdir, iki vahidlə fərqlənir, yəni. +7,+5, +3, +1 və -1. Lakin bu qrupda (halogenlər) müsbət oksidləşmə vəziyyətinə malik olmayan və digər elementlərlə birləşmələrdə yalnız bir oksidləşmə vəziyyətində olan flüor ayrılır -1.

Qeyd. +2, +4 və +6 oksidləşmə vəziyyətinə malik olan bir neçə qeyri-sabit xlor, brom və yodun birləşmələri var (ClO, ClO 2, ClO 3 və s.).

Elementlər yan alt qruplar sabit oksidləşmə halları ilə qrup sayı arasında sadə əlaqə yoxdur. İkinci dərəcəli alt qrupların elementlərinin ən çox yayılmış elementləri üçün sabit oksidləşmə vəziyyətləri sadəcə xatırlanmalıdır. Bu elementlərə aşağıdakılar daxildir: xrom Cr (+3 və +6), manqan Mn (+7, +6, +4 və +2), dəmir Fe, kobalt Co və nikel Ni (+3 və +2), mis Cu ( + 2 və +1), gümüş Ag (+1), qızıl Au (+3 və +1), sink Zn və kadmium Cd (+2), civə Hg (+2 və +1).

Üç və çox elementli birləşmələr üçün düsturlar tərtib etmək üçün bütün elementlərin oksidləşmə dərəcələrini bilmək lazımdır. Bu halda düsturdakı elementlərin atomlarının sayı bütün atomların oksidləşmə dərəcələrinin cəminin sıfıra (düstur vahidində) və ya yükə (ionda) bərabər olması şərtindən müəyyən edilir. Məsələn, formula vahidində oksidləşmə dərəcələri müvafiq olaraq +1, +6 və -2-yə bərabər olan K, Cr və O atomlarının olduğu məlumdursa, bu şərt K 2 CrO 4 düsturları ilə təmin ediləcəkdir. K 2 Cr 2 O 7, K 2 Cr 3 O 10 və bir çox başqaları; Cr +6 və O - 2 olan -2 yüklü bu iona bənzər şəkildə CrO 4 2 -, Cr 2 O 7 2 -, Cr 3 O 10 2 - , Cr 4 O 13 2 - düsturları və s. uyğun olacaq.

Elektron valentlik element bu elementin atomunun yaratdığı kimyəvi bağların sayına bərabərdir.

Əksər birləşmələrdə elementlərin elektron valentliyi stoxiometrikə bərabərdir. Ancaq bir çox istisnalar var. Məsələn, hidrogen peroksid H 2 O 2-də oksigenin stokiometrik valentliyi birdir (hər oksigen atomuna bir hidrogen atomu), elektron isə ikidir ki, bu da atomların kimyəvi bağlarını göstərən struktur düsturdan irəli gəlir: H –O–O–H. Stokiometrik və elektron valentliklərin dəyərləri arasındakı uyğunsuzluq bu vəziyyətdə oksigen atomlarının təkcə hidrogen atomları ilə deyil, həm də bir-biri ilə bağlanması ilə izah olunur.

Beləliklə, stokiometrik və elektron valentliklərinin uyğun gəlməyən kimyəvi birləşmələr var. Bunlara, məsələn, kompleks birləşmələr daxildir.

Struktur (koordinasiya) valentliyi, və ya koordinasiya nömrəsi qonşu atomların sayı ilə müəyyən edilir. Məsələn, SO 3 molekulunda kükürdün 3 qonşu oksigen atomu və struktur valentliyi və koordinasiya nömrəsi 3, stokiometrik valentliyi isə 6-dır.

Elektron və koordinasiya valentləri "Kimyəvi bağ" və "Mürəkkəb birləşmələr" fəsillərində daha ətraflı müzakirə olunur.

Açar sözlər: Kimya 8-ci sinif. Bütün düsturlar və təriflər, fiziki kəmiyyətlərin simvolları, ölçü vahidləri, ölçü vahidlərini təyin etmək üçün prefikslər, vahidlər arasındakı əlaqələr, kimyəvi düsturlar, əsas təriflər, qısaca, cədvəllər, diaqramlar.

1. Nişanlar, adlar və ölçü vahidləri
kimyada istifadə olunan bəzi fiziki kəmiyyətlər

Fiziki kəmiyyət	Təyinat	ölçü vahidi
Vaxt	t	ilə
Təzyiq	səh	Pa, kPa
Maddənin miqdarı	ν	köstəbək
Maddənin kütləsi	m	kq, q
Kütləvi pay	ω	Ölçüsüz
Molar kütlə	M	kq/mol, q/mol
Molar həcm	V n	m 3 / mol, l / mol
Maddənin həcmi	V	m 3, l
Həcmi fraksiya		Ölçüsüz
Nisbi atom kütləsi	A r	Ölçüsüz
	Cənab	Ölçüsüz
A qazının B qazı üzərində nisbi sıxlığı	D B (A)	Ölçüsüz
Maddənin sıxlığı	R	kq / m 3, g / sm 3, g / ml
Avogadro sabiti	N A	1/mol
Mütləq temperatur	T	K (Kelvin)
Selsi temperaturu	t	°С (Selsi dərəcəsi)
Kimyəvi reaksiyanın istilik effekti	Q	kJ/mol

2. Fiziki kəmiyyət vahidləri arasında əlaqələr

3. 8-ci sinifdə kimyəvi düsturlar

4. 8-ci sinifdə əsas təriflər

• Atom- maddənin kimyəvi cəhətdən bölünməyən ən kiçik hissəciyi.
• Kimyəvi element müəyyən bir atom növü.
• Molekul- maddənin öz tərkibini və kimyəvi xassələrini saxlayan və atomlardan ibarət ən kiçik hissəciyi.
• Sadə maddələr Molekulları eyni tipli atomlardan ibarət olan maddələr.
• Kompleks maddələr Molekulları müxtəlif növ atomlardan ibarət olan maddələr.
• Maddənin keyfiyyət tərkibi hansı atomlardan ibarət olduğunu göstərir.
• Maddənin kəmiyyət tərkibi tərkibindəki hər bir elementin atomlarının sayını göstərir.
• Kimyəvi formula- kimyəvi işarələr və göstəricilər vasitəsilə maddənin keyfiyyət və kəmiyyət tərkibinin şərti qeydi.
• Atom kütlə vahidi(amu) - bir atomun kütləsinin ölçü vahidi, 12 C karbon atomunun 1/12 kütləsinə bərabərdir.
• köstəbək- 0,012 kq karbonun tərkibindəki atomların sayına bərabər hissəciklərin sayını ehtiva edən maddənin miqdarı 12 C.
• Avogadro sabiti (Na \u003d 6 * 10 23 mol -1) - bir moldə olan hissəciklərin sayı.
• Maddənin molar kütləsi (M ) 1 mol miqdarında alınan maddənin kütləsidir.
• Nisbi atom kütləsi element A r - verilmiş elementin atomunun kütləsinin m 0 karbon atomunun kütləsinin 1/12 nisbəti 12 C.
• Nisbi molekulyar çəki maddələr M r - verilmiş maddənin molekulunun kütləsinin karbon atomunun kütləsinin 1/12 hissəsinə nisbəti 12 C. Nisbi molekulyar kütlə birləşməni əmələ gətirən kimyəvi elementlərin nisbi atom kütlələrinin cəminə bərabərdir, bu elementin atomlarının sayını nəzərə alaraq.
• Kütləvi pay kimyəvi element ω(X) X maddəsinin nisbi molekulyar çəkisinin hansı hissəsinin bu elementə aid olduğunu göstərir.

ATOM-MOLEKULAR TƏDQİQATLAR
1. Molekulyar və qeyri-molekulyar quruluşa malik maddələr var.
2. Molekullar arasında boşluqlar var ki, onların ölçüləri maddənin yığılma vəziyyətindən və temperaturdan asılıdır.
3. Molekullar fasiləsiz hərəkətdədirlər.
4. Molekullar atomlardan ibarətdir.
6. Atomlar müəyyən kütlə və ölçü ilə xarakterizə olunur.
Fiziki hadisələrdə molekullar qorunur, kimyəvi hadisələrdə, bir qayda olaraq, məhv olurlar. Kimyəvi hadisələrdə atomlar yenidən qurulur, yeni maddələrin molekullarını əmələ gətirir.

MADDININ SABİT TƏRKİBİ QANUNU
Molekulyar quruluşlu hər bir kimyəvi cəhətdən təmiz maddə, hazırlanma üsulundan asılı olmayaraq, daimi keyfiyyət və kəmiyyət tərkibinə malikdir.

VALENS
Valentlik kimyəvi element atomunun başqa bir elementin müəyyən sayda atomunu əlavə etmək və ya dəyişdirmək xüsusiyyətidir.

KİMYƏVİ REAKSİYA
Kimyəvi reaksiya bir maddədən başqa bir maddənin əmələ gəldiyi bir prosesdir. Reagentlər kimyəvi reaksiyaya girən maddələrdir. Reaksiya məhsulları reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrdir.
Kimyəvi reaksiyaların əlamətləri:
1. İstiliyin (işığın) ayrılması.
2. Rəng dəyişikliyi.
3. Qoxunun görünüşü.
4. Yağışlar.
5. Qazın buraxılması.

• kimyəvi tənlik- kimyəvi düsturlardan istifadə edərək kimyəvi reaksiyanın qeydə alınması. Reaksiya nəticəsində hansı maddələrin və hansı miqdarda reaksiyaya girdiyini və alındığını göstərir.

KÜTƏLƏRİN SAXLANILMASI QANUNU
Kimyəvi reaksiyaya girən maddələrin kütləsi reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələrin kütləsinə bərabərdir. Kimyəvi reaksiyalar nəticəsində atomlar yox olmur və görünmür, lakin onların yenidən təşkili baş verir.

Qeyri-üzvi maddələrin ən mühüm sinifləri

Dərsin xülasəsi “Kimya 8-ci sinif. Bütün düsturlar və təriflər.

Növbəti mövzu: "".

kimya- maddələrin tərkibi, quruluşu, xassələri və çevrilmələri haqqında elm.

Atom-molekulyar doktrina. Maddələr mürəkkəb quruluşa malik olan və elementar hissəciklərdən (protonlar, neytronlar, elektronlar) ibarət olan kimyəvi hissəciklərdən (molekullar, atomlar, ionlar) ibarətdir.

Atom- müsbət nüvə və elektronlardan ibarət neytral hissəcik.

Molekul- kimyəvi bağlarla bağlanmış sabit atomlar qrupu.

Kimyəvi element Eyni nüvə yüklü atom növü. Element təyinatı

burada X elementin simvoludur, Z- D.I. elementlərinin dövri sistemindəki elementin seriya nömrəsi. Mendeleyev, A- kütləvi sayı. Seriya nömrəsi Z atom nüvəsinin yükünə, atom nüvəsindəki protonların sayına və atomdakı elektronların sayına bərabərdir. Kütləvi sayı A atomdakı proton və neytronların sayının cəminə bərabərdir. Neytronların sayı fərqə bərabərdir A-Z

izotoplar Eyni elementin müxtəlif kütlə nömrələrinə malik atomları.

Nisbi atom kütləsi(A r) təbii izotop tərkibli elementin atomunun orta kütləsinin 12 C karbon izotopunun atomunun kütləsinin 1/12 hissəsinə nisbətidir.

Nisbi molekulyar çəki(M r) - təbii izotop tərkibli bir maddənin molekulunun orta kütləsinin 12 C karbon izotopunun atomunun kütləsinin 1/12 hissəsinə nisbəti.

Atom kütlə vahidi(a.u.m) - karbon izotopunun atomunun kütləsinin 1/12 hissəsi 12 C. 1 a.u. m = 1.66? 10-24 yaş

köstəbək- karbon izotopunun 0,012 kq-da atom sayı qədər struktur vahidi (atom, molekul, ion) olan maddənin miqdarı 12 C. köstəbək- 6,02 10 23 struktur vahidi (atomlar, molekullar, ionlar) olan maddənin miqdarı.

n = N/N A, harada n- maddənin miqdarı (mol), N hissəciklərin sayıdır, a N A Avoqadro sabitidir. Maddənin miqdarını v simvolu ilə də qeyd etmək olar.

Avogadro sabiti N A = 6,02 10 23 hissəciklər/mol.

Molar kütləM(g / mol) - maddənin kütləsinin nisbəti m(d) maddənin miqdarına n(mol):

M = m/n, harada: m = M n və n = m/M.

Qazın molar həcmiV M(l/mol) – qaz həcminin nisbəti V(l) bu qazın maddə miqdarına n(mol). Normal şəraitdə V M = 22,4 l/mol.

Normal şərtlər: temperatur t = 0°C və ya T = 273 K, təzyiq p = 1 atm = 760 mm. rt. İncəsənət. = 101 325 Pa = 101,325 kPa.

V M = V/n, harada: V = V M n və n = V/V M.

Nəticə ümumi düsturdur:

n = m/M = V/V M = N/N A.

ekvivalent- bir hidrogen atomu ilə qarşılıqlı əlaqədə olan və ya onu əvəz edən və ya başqa şəkildə ona ekvivalent olan real və ya şərti hissəcik.

Molar kütlə ekvivalentləri M e- maddənin kütləsinin bu maddənin ekvivalentlərinin sayına nisbəti: M e = m/n (ekv) .

Yük mübadiləsi reaksiyalarında maddənin molar kütləsi ekvivalentdir

molyar kütlə ilə M bərabərdir: M e = М/(n ? m).

Redoks reaksiyalarında molar kütləsi olan maddənin molyar kütləsi ekvivalentləri M bərabərdir: M e = M/n(e), harada n(e)ötürülən elektronların sayıdır.

Ekvivalentlər Qanunu– 1 və 2-ci reaktivlərin kütlələri onların ekvivalentlərinin molyar kütlələrinə mütənasibdir. m1/m2= M E1 / M E2, və ya m 1 / M E1 \u003d m 2 / M E2, və ya n 1 \u003d n 2, harada m 1 və m2 iki maddənin kütlələridir, M E1 və M E2 ekvivalentlərin molyar kütlələridir, n 1 və n 2- bu maddələrin ekvivalentlərinin sayı.

Həlllər üçün ekvivalentlər qanunu aşağıdakı formada yazıla bilər:

c E1 V 1 = c E2 V 2, harada E1 ilə, E2 ilə, V 1 ilə və V 2- bu iki maddənin ekvivalentlərinin molyar konsentrasiyaları və məhlullarının həcmləri.

Qarışıq qaz qanunu: pV = nRT, harada səh– təzyiq (Pa, kPa), V- həcm (m 3, l), n- qaz maddəsinin miqdarı (mol), T- temperatur (K), T(K) = t(°C) + 273, R- Sabit, R= 8.314 J / (K? mol), isə J \u003d Pa m 3 \u003d kPa l.

2. Atomun quruluşu və dövri qanun

Dalğa-hissəcik ikiliyi materiya - hər bir obyektin həm dalğa, həm də korpuskulyar xassələrə malik ola biləcəyi fikri. Louis de Broglie obyektlərin dalğa və hissəcik xassələrini birləşdirən bir düstur təklif etdi: ? = h/(mV), harada h Plank sabitidir, ? kütləsi olan hər bir cismə uyğun gələn dalğa uzunluğudur m və sürət v. Dalğa xassələri bütün cisimlər üçün mövcud olsa da, yalnız atomun və elektronun kütləsi düzənində kütlələrə malik olan mikro cisimlər üçün müşahidə oluna bilər.

Heisenberg qeyri-müəyyənlik prinsipi: ?(mV x) ?x > h/2n və ya ?V x ?x > h/(2?m), harada m hissəciyin kütləsidir, x onun koordinatıdır Vx- istiqamətdə sürət x, ?– qeyri-müəyyənlik, təyin etmə xətası. Qeyri-müəyyənlik prinsipi o deməkdir ki, eyni zamanda mövqeyini (koordinatını) müəyyən etmək mümkün deyil x) və sürət (Vx) hissəciklər.

Kütlələri kiçik olan hissəciklər (atomlar, nüvələr, elektronlar, molekullar) Nyuton mexanikasının bunu başa düşdüyü zərrəciklər deyil və klassik fizika tərəfindən öyrənilə bilməz. Onlar kvant fizikası ilə öyrənilir.

Baş kvant nömrəsin K, L, M, N, O, P və Q elektron səviyyələrinə (qatlarına) uyğun olan 1, 2, 3, 4, 5, 6 və 7 dəyərlərini alır.

Səviyyə- eyni sayda elektronların yerləşdiyi fəza n. Müxtəlif səviyyəli elektronlar bir-birindən fəza və enerji baxımından ayrılır, çünki sayı n elektronların enerjisini təyin edir E(daha çox n, daha çox E) və məsafə R elektronlar və nüvə arasında (daha çox n, daha çox R).

Orbital (yan, azimutal) kvant sayıl sayından asılı olaraq qiymətlər alır n:l= 0, 1,…(n- bir). Məsələn, əgər n= 2, onda l = 0,1; əgər n= 3, onda l = 0, 1, 2. Nömrə l alt səviyyəni (alt səviyyəni) xarakterizə edir.

alt səviyyə- elektronların müəyyən ilə yerləşdiyi fəza n və l. Bu səviyyənin alt səviyyələri saydan asılı olaraq təyin edilir l:s- əgər l = 0, səh- əgər l = 1, d- əgər l = 2, f- əgər l = 3. Verilmiş atomun alt səviyyələri ədədlərdən asılı olaraq təyin edilir n və l, məsələn: 2s (n = 2, l = 0), 3d(n= 3, l = 2) və s. Verilmiş səviyyənin alt səviyyələri müxtəlif enerjilərə malikdir (o qədər çox l, daha çox E): E s< E < Е А < … və bu alt səviyyələri təşkil edən orbitalların müxtəlif formaları: s-orbital top şəklinə malikdir, səh-orbital dumbbell formasına malikdir və s.

Maqnit kvant nömrəsim 1 bərabər orbital maqnit momentinin oriyentasiyasını xarakterizə edir l, xarici maqnit sahəsinə nisbətən kosmosda və dəyərləri alır: – l,…-1, 0, 1,…l, yəni cəmi (2l + 1) dəyər. Məsələn, əgər l = 2, onda m 1 =-2, -1, 0, 1, 2.

Orbital(alt səviyyənin bir hissəsi) - müəyyən olan elektronların yerləşdiyi məkan (ikidən çox deyil). n, l, m 1. Alt səviyyə ehtiva edir 2l+1 orbital. Məsələn, d– alt səviyyə beş d-orbitaldan ibarətdir. Fərqli nömrələrə malik eyni alt səviyyəli orbitallar m 1, eyni enerjiyə sahibdirlər.

Maqnetik spin nömrəsiXanım xarici maqnit sahəsinə nisbətən elektron s daxili maqnit momentinin?-yə bərabər istiqamətini xarakterizə edir və iki qiymət alır: +? və _ ?.

Atomdakı elektronlar aşağıdakı qaydalara uyğun olaraq səviyyələri, alt səviyyələri və orbitalları tutur.

Pauli qaydası: Bir atomdakı iki elektronun dörd eyni kvant nömrəsi ola bilməz. Onlar ən azı bir kvant nömrəsi ilə fərqlənməlidirlər.

Pauli qaydasından belə çıxır ki, orbitalda ikidən çox elektron ola bilməz, alt səviyyədə 2(2l + 1)-dən çox elektron ola bilməz, bir səviyyədə daha çox ola bilməz. 2n 2 elektronlar.

Kleçkovski qaydası: elektron alt səviyyələrin doldurulması məbləğin artan ardıcıllığı ilə həyata keçirilir (n+l), və eyni miqdarda olduqda (n+l)- ədədin artan sırası ilə n.

Kleçkovski qaydasının qrafik forması.

Kleçkovski qaydasına görə, alt səviyyələrin doldurulması aşağıdakı ardıcıllıqla həyata keçirilir: 1s, 2s, 2p, 3s, Zp, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,...

Alt səviyyələrin doldurulması Kleçkovski qaydasına görə baş versə də, elektron düsturda alt səviyyələr səviyyələr üzrə ardıcıl olaraq yazılır: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f s.Beləliklə, brom atomunun elektron düsturu aşağıdakı kimi yazılır: Br (35e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Bir sıra atomların elektron konfiqurasiyası Kleçkovski qaydası ilə proqnozlaşdırılanlardan fərqlənir. Beləliklə, Cr və Cu üçün:

Cr(24e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 və Cu(29e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1.

Hund (Gund) qaydası: verilmiş altsəviyyənin orbitallarının doldurulması elə həyata keçirilir ki, ümumi spin maksimum olsun. Verilmiş alt səviyyənin orbitalları əvvəlcə bir elektronla doldurulur.

Atomların elektron konfiqurasiyaları səviyyələr, alt səviyyələr, orbitallar ilə yazıla bilər. Məsələn, elektron düstur P(15e) yazıla bilər:

a) səviyyələr üzrə)2)8)5;

b) alt səviyyələr üzrə 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;

c) orbitallarla

Bəzi atomların və ionların elektron düsturlarına nümunələr:

V(23e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2;

V 3+ (20e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 0.

3. Kimyəvi bağ

3.1. Valentlik bağı üsulu

Valentlik bağları metoduna görə, A və B atomları arasındakı əlaqə ümumi elektron cütündən istifadə edilərək yaranır.

kovalent bağ. Donor-akseptor əlaqəsi.

Valentlik atomların kimyəvi bağlar yaratmaq qabiliyyətini xarakterizə edir və atomun yaratdığı kimyəvi bağların sayına bərabərdir. Valentlik bağları metoduna görə, valentlik ümumi elektron cütlərinin sayına bərabərdir, kovalent rabitə vəziyyətində isə valentlik atomun əsas və ya həyəcanlanmış xarici səviyyəsindəki qoşalaşmamış elektronların sayına bərabərdir. dövlətlər.

Atomların valentliyi

Məsələn, karbon və kükürd üçün:

Doyma qabiliyyəti kovalent bağ: atomlar valentliyinə bərabər məhdud sayda bağ əmələ gətirir.

Atom orbitallarının hibridləşməsi– elektronları ekvivalent?-bağlarının yaranmasında iştirak edən atomun müxtəlif alt səviyyələrinin atom orbitallarının (AO) qarışması. Hibrid orbitalların (H2O) ekvivalentliyi əmələ gələn kimyəvi bağların ekvivalentliyini izah edir. Məsələn, dörd valentli karbon atomu vəziyyətində bir var 2s- və üç 2p-elektron. CH 4, CF 4 və s. molekullarda karbonun əmələ gətirdiyi dörd?-bağlarının ekvivalentliyini izah etmək üçün atom s- və üç R- orbitallar dörd ekvivalent hibridlə əvəz olunur sp 3-orbitallar:

Orientasiya kovalent rabitə, ümumi elektron cütünü meydana gətirən orbitalların maksimum üst-üstə düşməsi istiqamətində əmələ gəlməsidir.

Hibridləşmə növündən asılı olaraq, hibrid orbitallar müəyyən bir məkan quruluşuna malikdir:

sp– xətti, orbitalların oxları arasındakı bucaq 180°-dir;

sp 2– üçbucaqlı, orbitalların oxları arasındakı bucaqlar 120°-dir;

sp 3– tetraedral, orbitalların oxları arasındakı bucaqlar 109°-dir;

sp 3 d 1– triqonal-bipiramidal, bucaqlar 90° və 120°;

sp2d1– kvadrat, orbitalların oxları arasındakı bucaqlar 90°-dir;

sp 3 d 2– oktaedral, orbitalların oxları arasındakı bucaqlar 90°-dir.

3.2. Molekulyar orbitallar nəzəriyyəsi

Molekulyar orbitallar nəzəriyyəsinə görə, molekul nüvələrdən və elektronlardan ibarətdir. Molekullarda elektronlar molekulyar orbitallarda (MOs) olur. Xarici elektronların MO mürəkkəb quruluşa malikdir və molekulu təşkil edən atomların xarici orbitallarının xətti birləşməsi kimi qəbul edilir. Yaradılmış MO-ların sayı onların formalaşmasında iştirak edən AO-ların sayına bərabərdir. MO-ların enerjiləri onları əmələ gətirən AO-ların enerjilərindən aşağı (bağlayıcı MO-lar), bərabər (bağlanmayan MO-lar) və ya daha yüksək (gevşetici, anti-bağlayıcı MO) ola bilər.

ASC-nin qarşılıqlı əlaqə şərtləri

1. Oxşar enerjilərə malik olduqda AO qarşılıqlı təsir göstərir.

2. AO-lar üst-üstə düşürsə, qarşılıqlı əlaqədə olurlar.

3. AO uyğun simmetriyaya malik olduqda qarşılıqlı təsir göstərir.

İki atomlu AB molekulu (və ya hər hansı xətti molekul) üçün MO simmetriyası ola bilər:

Əgər verilmiş MO-nun simmetriya oxu varsa,

Əgər verilmiş MO-nun simmetriya müstəvisi varsa,

Əgər MO iki perpendikulyar simmetriya müstəvisinə malikdirsə.

MO-ların bağlanmasında elektronların olması sistemi sabitləşdirir, çünki atomların enerjisi ilə müqayisədə molekulun enerjisini azaldır. Molekulun sabitliyi xarakterizə olunur əlaqə sırası n, bərabərdir: n \u003d (n sv - n res) / 2, harada n sv və n res -əlaqə və boşalma orbitallarında elektronların sayı.

MO-nun elektronlarla doldurulması atomda AO-nun doldurulması ilə eyni qaydalara uyğun olaraq baş verir, yəni: Pauli qaydası (MO-da ikidən çox elektron ola bilməz), Hund qaydası (ümumi spin olmalıdır). maksimum) və s.

Birinci dövrün 1s-AO atomlarının (H və He) qarşılıqlı təsiri?-MO bağının əmələ gəlməsinə və boşalma?*-MO-ya səbəb olur:

Molekulların elektron düsturları, bağ sıraları n, eksperimental rabitə enerjiləri E və molekullararası məsafələr R Birinci dövr atomlarından olan iki atomlu molekullar üçün aşağıdakı cədvəldə verilmişdir:

İkinci dövrün digər atomlarında 2s-AO-dan başqa, həmçinin 2p x -, 2p y - və 2p z -AO var ki, onlar qarşılıqlı təsir zamanı ?- və ?-MO əmələ gətirə bilirlər. O, F və Ne atomları üçün 2s- və 2p-AO-nun enerjiləri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir və bir atomun 2s-AO-su ilə digər atomun 2p-AO-su arasındakı qarşılıqlı təsirə laqeyd yanaşmaq olar. 2p-AO-nun qarşılıqlı təsirindən ayrı iki atomun 2s-AO. O 2 , F 2 , Ne 2 molekulları üçün MO sxemi aşağıdakı formaya malikdir:

B, C, N atomları üçün 2s– və 2p-AO-nun enerjiləri enerjilərinə görə yaxındır və bir atomun 2s-AO-su digər atomun 2p z-AO-su ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Odur ki, B 2, C 2 və N 2 molekullarında MO-nun sırası O 2, F 2 və Ne 2 molekullarında MO-nun sırasından fərqlənir. Aşağıda B 2, C 2 və N 2 molekulları üçün MO sxemi verilmişdir:

Yuxarıda göstərilən MO sxemlərinə əsasən, məsələn, O 2, O 2 + və O 2 molekullarının elektron düsturlarını yazmaq olar:

O 2 + (11e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *1 ? y *0)

n = 2 R = 0,121 nm;

O 2 (12e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *1 ? y *1)

n = 2,5 R = 0,112 nm;

O2?(13e)? s2? s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *2 ? y *1)

n = 1,5 R = 0,126 nm.

O 2 molekulu vəziyyətində, MO nəzəriyyəsi bu molekulun daha böyük gücünü qabaqcadan görməyə imkan verir, çünki n = 2, O 2 + – O 2 – O 2 ? seriyasında bağlama enerjilərinin və nüvələrarası məsafələrin dəyişməsinin təbiəti, eləcə də yuxarı MO-larında iki qoşalaşmamış elektron olan O 2 molekulunun paramaqnetizmi.

3.3. Bəzi əlaqələr növləri

İon bağı– əks yüklü ionlar arasında elektrostatik əlaqə. İon bağı kovalent qütb bağının ekstremal halı hesab edilə bilər. Atomların elektronmənfilik fərqi X 1,5-2,0-dan çox olarsa, ion rabitəsi yaranır.

İon bağıdır istiqamətsiz doymayanəlaqə. NaCl kristalında Na + ionu bütün Cl ionları tərəfindən cəlb olunur? və qarşılıqlı təsir istiqamətindən və ionların sayından asılı olmayaraq bütün digər Na+ ionları tərəfindən dəf edilir. Bu, ion molekulları ilə müqayisədə ion kristallarının daha böyük sabitliyini əvvəlcədən müəyyənləşdirir.

hidrogen bağı- bir molekulun hidrogen atomu ilə digər molekulun elektronmənfi atomu (F, CI, N) arasındakı əlaqə.

Hidrogen bağının mövcudluğu suyun anomal xüsusiyyətlərini izah edir: suyun qaynama nöqtəsi onun kimyəvi analoqlarından xeyli yüksəkdir: t balya (H 2 O) = 100 ° C və t balya (H 2 S) = - 61 ° C. H 2 S molekulları arasında hidrogen bağları əmələ gəlmir.

4. Kimyəvi proseslərin gedişatının nümunələri

4.1. Termokimya

Enerji(E)- iş görmək bacarığı. Mexanik iş (A), məsələn, genişləndirilməsi zamanı qazla həyata keçirilir: A \u003d p? V.

Enerjinin udulması ilə gedən reaksiyalar - endotermik.

Enerjinin sərbəst buraxılması ilə baş verən reaksiyalar ekzotermik.

Enerji növləri: istilik, işıq, elektrik, kimyəvi, nüvə enerjisi və s.

Enerji növləri: kinetik və potensial.

Kinetik enerji- hərəkət edən bir cismin enerjisi, bu, bədənin istirahət etməzdən əvvəl edə biləcəyi işdir.

İstilik (Q)- kinetik enerjinin bir növü - atomların və molekulların hərəkəti ilə bağlıdır. Bədənə bir kütlə verərkən (m) və istiliyin xüsusi istilik tutumu (c) Q onun temperaturu bir miqdar yüksəlir? t: ?Q = m ilə ?t, harada? t = ?Q/(c t).

Potensial enerji- kosmosda və ya onun komponentlərində mövqeyinin dəyişməsi nəticəsində orqanizmin əldə etdiyi enerji. Kimyəvi bağların enerjisi bir növ potensial enerjidir.

Termodinamikanın birinci qanunu: enerji bir formadan digərinə keçə bilər, lakin yox ola və ya yarana bilməz.

Daxili enerji (U) - bədəni təşkil edən hissəciklərin kinetik və potensial enerjilərinin cəmi. Reaksiya zamanı udulan istilik reaksiya məhsulları ilə reaktivlərin daxili enerjisi arasındakı fərqə bərabərdir (Q \u003d? U \u003d U 2 - U 1), sistemin ətraf mühitlə bağlı iş görməməsi şərti ilə. Reaksiya sabit təzyiqdə davam edərsə, sərbəst buraxılan qazlar xarici təzyiq qüvvələrinə qarşı işləyir və reaksiya zamanı udulmuş istilik daxili enerjidəki dəyişikliklərin cəminə bərabərdir. ?U və işləyin A \u003d p? V. Sabit təzyiqdə udulan bu istilik entalpiyanın dəyişməsi adlanır: H = ?U + p?V, müəyyən edən entalpiya Necə H \u003d U + pV. Maye və bərk maddələrin reaksiyaları həcmdə əhəmiyyətli dəyişiklik olmadan davam edir (?V= 0), bəs bu reaksiyalar üçün nədir? H yaxın ?U (?H = ?U). Həcm dəyişikliyi ilə reaksiyalar üçün bizdə var ?H > ?U genişləndirmə davam edirsə və ?H< ?U sıxılma davam edirsə.

Entalpiyanın dəyişməsi adətən maddənin standart vəziyyətinə aid edilir: yəni müəyyən (bərk, maye və ya qaz) vəziyyətdə olan təmiz maddə üçün 1 atm = 101 325 Pa təzyiqdə, 298 K temperaturda və a. maddələrin konsentrasiyası 1 mol / l.

Yaranmanın standart entalpiyası H arr- standart şəraitdə onu təşkil edən sadə maddələrdən 1 mol maddənin əmələ gəlməsi zamanı ayrılan və ya udulan istilik. Misal üçün, ?N arr(NaCl) = -411 kJ/mol. Bu o deməkdir ki, Na(tv) + ?Cl 2 (g) = NaCl(tv) reaksiyasında 1 mol NaCl əmələ gələrkən 411 kJ enerji ayrılır.

Standart reaksiya entalpiyası?- kimyəvi reaksiya zamanı entalpiyanın dəyişməsi düsturla müəyyən edilir: ?H = ?N arr(məhsullar) - ?N arr(reagentlər).

Beləliklə, reaksiya üçün NH 3 (g) + HCl (g) \u003d NH 4 Cl (tv), bilmək? H o 6 p (NH 3) \u003d -46 kJ / mol,? H o 6 p (HCl) \ u003d -92 kJ / mol və?H o 6 p (NH 4 Cl) = -315 kJ / mol bizdə:

H \u003d?H o 6 p (NH 4 Cl) -? H o 6 p (NH 3) -? H o 6 p (HCl) \u003d -315 - (-46) - (-92) \u003d -177 kJ.

Əgər? H< 0, reaksiya ekzotermikdir. Əgər? H > 0, reaksiya endotermikdir.

Qanun Hess: reaksiyanın standart entalpiyası reaktivlərin və məhsulların standart entalpiyalarından asılıdır və reaksiya yolundan asılı deyil.

Spontan proseslər yalnız ekzotermik ola bilməz, yəni enerjinin azalması ilə proseslər (?H< 0), həm də endotermik proseslər ola bilər, yəni enerjinin artması ilə proseslər (?H > 0). Bütün bu proseslərdə sistemin “pozulması” artır.

EntropiyaS sistemin pozulma dərəcəsini xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir. S standart entropiya, ?S standart entropiyanın dəyişməsidir. Əgər?S > 0 olarsa, AS olarsa pozğunluq artır< 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ?S >0. Hissəciklərin sayının azaldığı proseslər üçün ?S< 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:

CaO (tv) + H 2 O (l) \u003d Ca (OH) 2 (tv),? S< 0;

CaCO 3 (tv) \u003d CaO (tv) + CO 2 (g), ?S\u003e 0.

Proseslər enerjinin sərbəst buraxılması ilə kortəbii olaraq gedir, yəni hansı üçün? H< 0 və entropiyanın artması ilə, yəni hansı üçün?S > 0. Hər iki faktorun uçotu üçün ifadəyə gətirib çıxarır. Gibbs enerjisi: G = H - TS yoxsa? G \u003d? H - T? S. Gibbs enerjisinin azaldığı reaksiyalar, yəni ?G< 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ?G >0, kortəbii getməyin. Şərt G = 0 o deməkdir ki, məhsullar və reaktivlər arasında tarazlıq yaranıb.

Aşağı temperaturda, dəyəri olduqda T sıfıra yaxındır, çünki yalnız ekzotermik reaksiyalar baş verir T?S– az və?G = ? H< 0. Yüksək temperaturda qiymətlər T?S böyük, və böyüklüyünü laqeyd? H, bizdə var? G = – T?S, yəni entropiyanın artması ilə proseslər öz-özünə baş verəcək, bunun üçün S > 0 və ?G< 0. При этом чем больше по абсолютной величине значение?G, тем более полно проходит данный процесс.

Müəyyən bir reaksiya üçün AG dəyəri düsturla müəyyən edilə bilər:

G = ?С arr (məhsullar) – ?G o b p (reagentlər).

Bu halda dəyərləri?G o br, eləcə də? H arr və çoxlu sayda maddələr üçün S o br xüsusi cədvəllərdə verilmişdir.

4.2. Kimyəvi kinetika

Kimyəvi reaksiyanın sürəti(v) vahid vaxtda reaksiyaya girən maddələrin molar konsentrasiyasının dəyişməsi ilə müəyyən edilir:

harada v reaksiya sürəti, s reagentin molar konsentrasiyasıdır, t- vaxt.

Kimyəvi reaksiyanın sürəti reaktivlərin təbiətindən və reaksiya şəraitindən (temperatur, konsentrasiya, katalizatorun olması və s.) asılıdır.

Konsentrasiyanın təsiri. V Sadə reaksiyalar zamanı reaksiya sürəti onların stexiometrik əmsallarına bərabər gücdə qəbul edilən reaktivlərin konsentrasiyalarının məhsulu ilə mütənasibdir.

Reaksiya üçün

burada 1 və 2 müvafiq olaraq irəli və geri reaksiyaların istiqamətidir:

v 1 \u003d k 1? [A]m? [B]n və

v 2 \u003d k 2? [C]p? [D]q

harada v- sürət reaksiyası, k sürət sabiti, [A] A maddəsinin molar konsentrasiyasıdır.

Reaksiya molekulyarlığı reaksiyanın elementar aktında iştirak edən molekulların sayıdır. Sadə reaksiyalar üçün, məsələn: mA + nB> pC + qD, molekulyarlıq əmsalların cəminə bərabərdir (m + n). Reaksiyalar bir molekullu, iki molekullu və nadir hallarda üç molekullu ola bilər. Daha yüksək molekulyar reaksiyalar baş vermir.

Reaksiya sırası kimyəvi reaksiyanın sürətinin eksperimental ifadəsində konsentrasiya dərəcələrinin göstəricilərinin cəminə bərabərdir. Beləliklə, kompleks reaksiya üçün

mA + nB > рС + qD reaksiya sürətinin eksperimental ifadəsi formaya malikdir

v 1 = k1? [A] ? ? [V] ? və reaksiya sırası (? + ?). Harada? və? eksperimentaldır və üst-üstə düşməyə bilər m və n mürəkkəb reaksiyanın tənliyi bir neçə sadə reaksiyanın nəticəsi olduğundan müvafiq olaraq.

Temperaturun təsiri. Reaksiya sürəti molekulların effektiv toqquşmalarının sayından asılıdır. Temperaturun artması aktiv molekulların sayını artırır və onlara reaksiyanın davam etməsi üçün lazım olanı verir. aktivləşdirmə enerjisi E hərəkət edir və kimyəvi reaksiyanın sürətini artırır.

Vant Hoff qaydası. Temperaturun 10° artması ilə reaksiya sürəti 2-4 dəfə artır. Riyazi olaraq bu belə yazılır:

v2 = v1? ?(t 2 - t 1) / 10

burada v 1 və v 2 ilkin (t 1) və son (t 2) temperaturlarda reaksiya sürətləridir, ? - temperaturun 10 ° artması ilə reaksiya sürətinin neçə dəfə artdığını göstərən reaksiya sürətinin temperatur əmsalı.

Daha dəqiq desək, reaksiya sürətinin temperaturdan asılılığı kimi ifadə edilir Arrhenius tənliyi:

k = A? e - E/(RT) ,

harada k sürət sabitidir, A- sabit, temperaturdan asılı olmayaraq, e = 2.71828, E aktivləşdirmə enerjisidir, R= 8,314 J/(K? mol) – qaz sabiti; T– temperatur (K). Görünür ki, sürət sabiti temperaturun artması və aktivləşmə enerjisinin azalması ilə artır.

4.3. Kimyəvi tarazlıq

Sistem tarazlıqdadır, əgər onun vəziyyəti zamanla dəyişməzsə. Birbaşa və əks reaksiyaların sürətlərinin bərabərliyi sistemin tarazlığını saxlamaq üçün şərtdir.

Geri dönən reaksiyaya misal olaraq reaksiya göstərmək olar

N 2 + 3H 2 - 2NH 3.

Kütləvi fəaliyyət qanunu: reaksiya məhsullarının konsentrasiyalarının məhsulunun başlanğıc maddələrin konsentrasiyalarının məhsuluna nisbəti (bütün konsentrasiyalar onların stoxiometrik əmsallarına bərabər güclərlə göstərilmişdir) sabit adlanır. tarazlıq sabiti.

Tarazlıq sabiti birbaşa reaksiyanın gedişatının ölçüsüdür.

K = O - birbaşa reaksiya yoxdur;

K =? - birbaşa reaksiya sona qədər gedir;

K > 1 - balans sağa sürüşdürülür;

TO< 1 - balans sola sürüşdürülür.

Reaksiya tarazlığı sabiti TO eyni reaksiya üçün standart Gibbs enerjisinin dəyişməsi ilə əlaqədardır?

G= – RT ln K, və ya ?g= -2.3RT lg K, və ya K= 10 -0,435?G/RT

Əgər K > 1, sonra lg K> 0 və?G< 0, т. е. если равновесие сдвинуто вправо, то реакция – переход от исходного состояния к равновесному – идет самопроизвольно.

Əgər TO< 1, sonra lg K < 0 и?G >0, yəni tarazlıq sola sürüşərsə, reaksiya kortəbii olaraq sağa getmir.

Tarazlıq yerdəyişmə qanunu:Əgər tarazlıqda olan sistemə xarici təsir edilirsə, sistemdə xarici təsirə qarşı təsir göstərən proses yaranır.

5. Redoks reaksiyaları

Redoks reaksiyaları- elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməsi ilə gedən reaksiyalar.

Oksidləşmə elektronların verilməsi prosesidir.

Bərpa elektronların əlavə edilməsi prosesidir.

Oksidləşdirici maddə Elektronları qəbul edən atom, molekul və ya ion.

Azaldıcı agent Elektron verən atom, molekul və ya ion.

Elektronları qəbul edən oksidləşdirici maddələr azaldılmış formada olur:

F2 [təq. ] + 2e > 2F? [istirahət.].

Azaldıcı maddələr, elektronlar bağışlayaraq oksidləşmiş formaya keçir:

Na 0 [bərpa edin ] – 1e > Na + [təqribən].

Oksidləşmiş və reduksiya edilmiş formalar arasındakı tarazlıq ilə xarakterizə olunur Nernst tənlikləri redoks potensialı üçün:

harada E 0 redoks potensialının standart qiymətidir; nötürülən elektronların sayıdır; [istirahət. ] və [təq. ] müvafiq olaraq reduksiya edilmiş və oksidləşmiş formalarda birləşmənin molar konsentrasiyalarıdır.

Standart elektrod potensiallarının dəyərləri E 0 cədvəllərdə verilmişdir və birləşmələrin oksidləşdirici və reduksiyaedici xüsusiyyətlərini xarakterizə edir: qiymət nə qədər müsbət olarsa E 0, oksidləşdirici xassələri nə qədər güclüdürsə, dəyəri də bir o qədər mənfi olur E 0, bərpaedici xüsusiyyətləri daha güclüdür.

Məsələn, F 2 + 2e - 2F üçün? E 0 = 2,87 volt, Na + + 1e üçün isə - Na 0 E 0 =-2,71 volt (proses həmişə reduksiya reaksiyaları üçün qeyd olunur).

Redoks reaksiyası iki yarım reaksiyanın, oksidləşmə və reduksiyadan ibarət birləşmədir və elektromotor qüvvə (EMF) ilə xarakterizə olunur? E 0:?E 0= ?E 0 tamam – ?E 0 bərpa edin, harada E 0 tamam və? E 0 bərpa edin verilmiş reaksiya üçün oksidləşdirici maddənin və reduksiyaedicinin standart potensiallarıdır.

emf reaksiyalar? E 0 Gibbsin sərbəst enerjisi?G-nin dəyişməsi və reaksiyanın tarazlıq sabiti ilə bağlıdır KİMƏ:

?G = –nF?E 0 yoxsa? E = (RT/nF) ln K.

emf qeyri-standart konsentrasiyalarda reaksiyalar? E bərabərdir: ? E =?E 0 - (RT / nF)? Ig K yoxsa? E =?E 0 -(0,059/n)lg K.

Tarazlıq vəziyyətində? G \u003d 0 və? E \u003d 0, harada? E =(0,059/n)lg K və K = 10n?E/0.059.

Reaksiyanın kortəbii baş verməsi üçün aşağıdakı əlaqələr təmin edilməlidir: ?G< 0 или K >> 1 şərt uyğun gəlir? E 0> 0. Buna görə də verilmiş redoks reaksiyasının mümkünlüyünü müəyyən etmək üçün qiyməti hesablamaq lazımdır? E 0.Əgər? E 0 > 0, reaksiya aktivdir. Əgər? E 0< 0, reaksiya yoxdur.

Kimyəvi cərəyan mənbələri

Galvanik hüceyrələr Kimyəvi reaksiyanın enerjisini elektrik enerjisinə çevirən qurğular.

Danielin qalvanik hüceyrəsi müvafiq olaraq ZnSO 4 və CuSO 4 məhlullarına batırılmış sink və mis elektrodlardan ibarətdir. Elektrolit məhlulları məsaməli bir bölmə vasitəsilə əlaqə qurur. Eyni zamanda sink elektrodda oksidləşmə baş verir: Zn > Zn 2+ + 2e, reduksiya isə mis elektrodda baş verir: Cu 2+ + 2e > Cu. Ümumiyyətlə, reaksiya davam edir: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.

Anod- oksidləşmənin baş verdiyi elektrod. katod- reduksiya baş verən elektrod. Qalvanik elementlərdə anod mənfi, katod isə müsbət yüklüdür. Element diaqramlarında metal və məhlul şaquli xəttlə, iki həll isə ikiqat şaquli xəttlə ayrılır.

Beləliklə, Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu reaksiyası üçün qalvanik hüceyrə dövrəsi yazılır: (-) Zn | ZnSO 4 || CuSO4 | Cu(+).

Reaksiyanın elektromotor qüvvəsi (EMF)? E 0 \u003d E 0 ok - E 0 bərpa edin= E 0(Cu 2+ /Cu) - E 0(Zn 2+ / Zn) \u003d 0,34 - (-0,76) \u003d 1,10 V. İtkilərə görə elementin yaratdığı gərginlik bundan bir qədər az olacaq? E 0.Əgər məhlulların konsentrasiyaları standartlardan fərqlidirsə, 1 mol/l-ə bərabərdirsə, onda E 0 tamam və E 0 bərpa edin Nernst tənliyinə əsasən hesablanır və sonra emf hesablanır. müvafiq qalvanik hüceyrə.

quru element sink gövdəsindən, nişasta və ya un ilə NH 4 Cl pastasından, MnO 2-nin qrafitlə qarışığından və qrafit elektroddan ibarətdir. İşi zamanı aşağıdakı reaksiya baş verir: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.

Element diaqramı: (-)Zn | NH4Cl | MnO 2 , C(+). emf element - 1,5 V.

Batareyalar. Qurğuşun batareyası 30% sulfat turşusu məhluluna batırılmış və həll olunmayan PbSO 4 təbəqəsi ilə örtülmüş iki qurğuşun lövhəsindən ibarətdir. Batareya doldurulduqda elektrodlarda aşağıdakı proseslər baş verir:

PbSO 4 (tv) + 2e > Pb (tv) + SO 4 2-

PbSO 4 (tv) + 2H 2 O > РbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e

Batareyanın boşaldılması zamanı elektrodlarda aşağıdakı proseslər baş verir:

Pb(tv) + SO 4 2-> PbSO 4 (tv) + 2e

РbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e> PbSO 4 (tv) + 2Н 2 O

Ümumi reaksiya aşağıdakı kimi yazıla bilər:

İşləmək üçün akkumulyatorun müntəzəm doldurulması və sulfat turşusunun konsentrasiyasına nəzarət lazımdır ki, bu da batareyanın istismarı zamanı bir qədər azala bilər.

6. Həll yolları

6.1. Məhlulun konsentrasiyası

Məhluldakı maddənin kütlə payı w məhlulun kütləsinin məhlulun kütləsinə nisbətinə bərabərdir: w \u003d m in-va / m həlli və ya w = m in-va / (V ? ?), çünki m p-ra \u003d V p-pa? ?r-ra.

Molar konsentrasiyası ilə məhlulun mol sayının məhlulun həcminə nisbətinə bərabərdir: c = n(mol)/ V(l) və ya c = m/(M? V( l )).

Ekvivalentlərin molar konsentrasiyası (normal və ya ekvivalent konsentrasiya) e məhlulun ekvivalentlərinin sayının məhlulun həcminə nisbətinə bərabərdir: e = n ilə(mol ekviv.)/ V(l) və ya e \u003d m / (M e? V (l)) ilə.

6.2. Elektrolitik dissosiasiya

Elektrolitik dissosiasiya– qütb həlledici molekulların təsiri altında elektrolitin kationlara və anionlara parçalanması.

Dissosiasiya dərəcəsi? dissosiasiya olunmuş molekulların konsentrasiyasının (c diss) həll olunmuş molekulların ümumi konsentrasiyasına nisbəti (c vol): ? = s diss / s rev.

Elektrolitlər bölünə bilər güclü(?~1) və zəif.

Güclü elektrolitlər(onlar üçün? ~ 1) - suda həll olunan duzlar və əsaslar, həmçinin bəzi turşular: HNO 3, HCl, H 2 SO 4, HI, HBr, HClO 4 və başqaları.

Zəif elektrolitlər(onlar üçün?<< 1) – Н 2 O, NH 4 OH, малорастворимые основания и соли и многие кислоты: HF, H 2 SO 3 , H 2 CO 3 , H 2 S, CH 3 COOH и другие.

İon reaksiya tənlikləri. Vİon reaksiya tənliklərində güclü elektrolitlər ion kimi, zəif elektrolitlər, zəif həll olunan maddələr və qazlar isə molekul kimi yazılır. Məsələn:

CaCO 3 v + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 v + 2H + + 2Cl? \u003d Ca 2+ + 2Cl? + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 v + 2H + = Ca 2+ + H 2 O + CO 2 ^

İonlar arasında reaksiyalar daha az ion verən bir maddənin əmələ gəlməsi istiqamətində, yəni daha zəif elektrolit və ya daha az həll olunan maddə istiqamətində gedin.

6.3. Zəif elektrolitlərin dissosiasiyası

Kütləvi təsir qanununu sirkə turşusu kimi zəif elektrolit məhlulunda ionlar və molekullar arasındakı tarazlığa tətbiq edək:

CH 3 COOH - CH 3 COO? + H +

Dissosiasiya reaksiyalarının tarazlıq sabitləri adlanır dissosiasiya sabitləri. Dissosiasiya sabitləri zəif elektrolitlərin dissosiasiyasını xarakterizə edir: sabit nə qədər kiçikdirsə, zəif elektrolit bir o qədər az dissosiasiya edir, bir o qədər zəifdir.

Çox əsaslı turşular mərhələlərlə dissosiasiya olunur:

H 3 PO 4 - H + + H 2 PO 4?

Ümumi dissosiasiya reaksiyasının tarazlıq sabiti ayrı-ayrı dissosiasiya mərhələlərinin sabitlərinin hasilinə bərabərdir:

H 3 PO 4 - ZN + + PO 4 3-

Ostvaldın seyreltmə qanunu: zəif elektrolitin (a) dissosiasiya dərəcəsi onun konsentrasiyasının azalması ilə artır, yəni seyreltildikdə:

Adi bir ionun zəif elektrolitin dissosiasiyasına təsiri:ümumi ionun əlavə edilməsi zəif elektrolitin dissosiasiyasını azaldır. Beləliklə, zəif bir elektrolit məhlulu əlavə edərkən CH 3 COOH

CH 3 COOH - CH 3 COO? + H + ?<< 1

CH 3 COOH ilə ümumi bir ion olan güclü elektrolit, yəni asetat ionu, məsələn, CH 3 COONa

CH 3 COONa - CH 3 COO? +Na+? = 1

asetat ionunun konsentrasiyası artır və CH 3 COOH-nin dissosiasiyasının tarazlığı sola sürüşür, yəni turşunun dissosiasiyası azalır.

6.4. Güclü elektrolitlərin dissosiasiyası

İon fəaliyyəti a xassələrində özünü göstərən ion konsentrasiyasıdır.

Fəaliyyət faktoruf ion aktivliyinin nisbətidir a konsentrasiya üçün: f= a/c və ya a = f.c.

Əgər f = 1 olarsa, ionlar sərbəstdir və bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərmir. Bu, çox seyreltilmiş məhlullarda, zəif elektrolitlərin məhlullarında və s.

Əgər f< 1, то ионы взаимодействуют между собой. Чем меньше f, тем больше взаимодействие между ионами.

Aktivlik əmsalı I məhlulun ion gücündən asılıdır: ion gücü nə qədər böyükdürsə, aktivlik əmsalı bir o qədər aşağı olur.

Məhlulun ion gücü I ittihamlardan asılıdır z və ionlardan konsentrasiyalar:

I= 0,52?s z2.

Aktivlik əmsalı ionun yükündən asılıdır: ionun yükü nə qədər çox olarsa, aktivlik əmsalı bir o qədər aşağı olar. Riyazi olaraq fəaliyyət əmsalının asılılığı f ion gücündən I və ion yükü z Debye-Hückel düsturu ilə yazılır:

İon aktivlik əmsalları aşağıdakı cədvəldən istifadə etməklə müəyyən edilə bilər:

6.5 Suyun ion məhsulu. Hidrogen göstəricisi

Zəif elektrolit olan su H+ və OH? ionlarını əmələ gətirmək üçün dissosiasiya olunur. Bu ionlar nəmləndirilir, yəni bir neçə su molekuluna bağlıdır, lakin sadəlik üçün onlar hidratlanmamış formada yazılır.

H 2 O - H + + OH?.

Kütləvi hərəkət qanununa əsasən, bu tarazlıq üçün:

Su molekullarının konsentrasiyası [H 2 O], yəni 1 litr sudakı molların sayı sabit hesab edilə bilər və [H 2 O] \u003d 1000 q / l-ə bərabərdir: 18 q / mol \u003d 55,6 mol / l. Buradan:

TO[H 2 O] = TO(H 2 O ) = [H + ] = 10 -14 (22°C).

Suyun ion məhsulu– konsentrasiyaların hasili [H + ] və – – sabit temperaturda sabit qiymətdir və 22°C-də 10 -14-ə bərabərdir.

Suyun ion məhsulu temperaturun artması ilə artır.

pH dəyəri hidrogen ionlarının konsentrasiyasının mənfi loqarifmidir: pH = – lg. Eynilə: pOH = – lg.

Suyun ion məhsulunun loqarifmi verir: pH + pOH = 14.

PH dəyəri mühitin reaksiyasını xarakterizə edir.

Əgər pH = 7 olarsa, [H + ] = neytral mühitdir.

Əgər pH< 7, то [Н + ] >- turşu mühiti.

Əgər pH > 7, onda [H +]< – щелочная среда.

6.6. tampon həlləri

Tampon məhlulları hidrogen ionlarının müəyyən konsentrasiyasına malik olan məhlullardır. Bu məhlulların pH-ı seyreltildikdə dəyişmir, az miqdarda turşular və qələvilər əlavə edildikdə isə az dəyişir.

I. Zəif turşunun məhlulu HA, konsentrasiyası - turşudan və onun güclü əsaslı duzları BA, konsentrasiyası - duzdan. Məsələn, asetat tamponu sirkə turşusu və natrium asetatın məhluludur: CH 3 COOH + CHgCOONa.

pH \u003d pK asidik + lg (duz / s turşu).

II. Zəif əsaslı BOH məhlulu, konsentrasiyası - əsaslı və onun duzları güclü BA turşusu ilə, konsentrasiyası - duz ilə. Məsələn, ammonyak tamponu ammonium hidroksid və ammonium xlorid NH 4 OH + NH 4 Cl məhluludur.

pH = 14 - рК əsas - lg (duzdan / əsasdan).

6.7. Duz hidrolizi

Duz hidrolizi- zəif elektrolitin əmələ gəlməsi ilə duz ionlarının su ilə qarşılıqlı təsiri.

Hidroliz reaksiya tənliklərinin nümunələri.

I. Duz güclü əsas və zəif turşudan əmələ gəlir:

Na 2 CO 3 + H 2 O - NaHCO 3 + NaOH

2Na + + CO 3 2- + H 2 O - 2Na + + HCO 3? +OH?

CO 3 2- + H 2 O - HCO 3? + OH?, pH > 7, qələvi.

İkinci mərhələdə hidroliz praktiki olaraq baş vermir.

II. Duz zəif əsasdan və güclü turşudan əmələ gəlir:

AlCl 3 + H 2 O - (AlOH)Cl 2 + HCl

Al 3+ + 3Cl? + H 2 O - AlOH 2+ + 2Cl? + H + + Cl?

Al 3+ + H 2 O - AlOH 2+ + H +, pH< 7.

İkinci mərhələdə hidroliz daha az baş verir, üçüncü mərhələdə isə praktiki olaraq baş vermir.

III. Duz güclü əsas və güclü turşudan əmələ gəlir:

K + + NO 3? + H 2 O? hidroliz yoxdur, pH? 7.

IV. Zəif əsasdan və zəif turşudan duz əmələ gəlir:

CH 3 COONH 4 + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH

CH 3 COO? + NH 4 + + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH, pH = 7.

Bəzi hallarda duz çox zəif əsaslar və turşulardan əmələ gəldikdə tam hidroliz baş verir. Belə duzlar üçün həlledicilik cədvəlində "su ilə parçalanır" simvolu var:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 v + 3H 2 S ^

Mübadilə reaksiyalarında tam hidroliz ehtimalı nəzərə alınmalıdır:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 v + 3Na 2 SO 4 + 3CO 2 ^

Hidroliz dərəcəsih hidrolizə uğramış molekulların konsentrasiyasının həll olunmuş molekulların ümumi konsentrasiyasına nisbətidir.

Güclü əsas və zəif turşudan əmələ gələn duzlar üçün:

= ch, pOH = -lg, pH = 14 - pOH.

İfadədən belə çıxır ki, hidroliz dərəcəsi h(yəni hidroliz) artır:

a) artan temperaturla, çünki K(H 2 O) artır;

b) duz əmələ gətirən turşunun dissosiasiyasının azalması ilə: turşu nə qədər zəif olarsa, hidroliz bir o qədər çox olar;

c) seyreltmə ilə: c nə qədər aşağı olsa, hidroliz bir o qədər çox olar.

Zəif əsasdan və güclü turşudan əmələ gələn duzlar üçün

[H + ] = ch, pH = – lg.

Zəif əsas və zəif turşudan əmələ gələn duzlar üçün

6.8. Turşuların və əsasların protolitik nəzəriyyəsi

Protoliz proton ötürmə prosesidir.

Protolitlər protonları verən və qəbul edən turşular və əsaslar.

Turşu Proton verməyə qadir olan molekul və ya ion. Hər bir turşunun konjugat əsası var. Turşuların gücü turşu sabiti ilə xarakterizə olunur k.

H 2 CO 3 + H 2 O - H 3 O + + HCO 3?

K k = 4 ? 10 -7

3+ + H 2 O - 2+ + H 3 O +

K k = 9 ? 10 -6

Baza Protonu qəbul edə bilən molekul və ya ion. Hər bir baza öz konjugat turşusuna malikdir. Bazaların gücü əsas sabiti ilə xarakterizə olunur K 0.

NH3? H 2 O (H 2 O) - NH 4 + + OH?

K 0 = 1,8 ?10 -5

Amfolitlər- geri çəkilə bilən və proton bağlana bilən protolitlər.

HCO3? + H 2 O - H 3 O + + CO 3 2-

HCO3? - turşu.

HCO3? + H 2 O - H 2 CO 3 + OH?

HCO3? - əsas.

Su üçün: H 2 O + H 2 O - H 3 O + + OH?

K (H 2 O) \u003d [H 3 O +] \u003d 10 -14 və pH \u003d - lg.

Sabitlər K üçün və K 0 konjuge turşular və əsaslar üçün bağlıdır.

ON + H 2 O - H 3 O + + A ?,

A? + H 2 O - ON + OH?,

7. Həlletmə sabiti. Həlledicilik

Məhlul və çöküntüdən ibarət sistemdə iki proses baş verir - çöküntünün həlli və çökmə. Bu iki prosesin nisbətlərinin bərabərliyi tarazlıq şərtidir.

doymuş məhlulÇöküntü ilə tarazlıqda olan məhlul.

Çöküntü ilə məhlul arasındakı tarazlığa tətbiq edilən kütlə hərəkəti qanunu verir:

Çünki = const,

TO = K s (AgCl) = .

Ümumiyyətlə, bizdə:

A m B n(TV) - m A +n+n B -m

K s ( A m B n)= [A +n ] m[V -m ] n .

Həllolma sabitiKs(və ya həll məhsulu PR) - az həll olunan elektrolitin doymuş məhlulunda ion konsentrasiyalarının məhsulu - sabit dəyərdir və yalnız temperaturdan asılıdır.

Həll olunmayan maddənin həll olması s litr başına mol ilə ifadə edilə bilər. Ölçüdən asılı olaraq s maddələr zəif həll olunanlara bölünə bilər - s< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л? s? 10 -2 mol/l və yüksək həll olur s>10 -2 mol/l.

Birləşmələrin həllolma qabiliyyəti onların həll olunma məhsulu ilə bağlıdır.

Yağıntı və həll olunma vəziyyəti

AgCl halda: AgCl - Ag + + Cl?

Ks= :

a) çöküntü ilə məhlul arasındakı tarazlıq şərti: = K s .

b) çökmə şərti: > K s; yağıntı zamanı ionların konsentrasiyası tarazlıq yaranana qədər azalır;

c) çöküntünün həll edilməsi və ya doymuş məhlulun olması şərti:< K s;çöküntünün həlli zamanı tarazlıq yaranana qədər ionların konsentrasiyası artır.

8. Koordinasiya birləşmələri

Koordinasiya (kompleks) birləşmələr donor-akseptor bağı olan birləşmələrdir.

K3 üçün:

xarici sferanın ionları - 3K +,

daxili sferanın ionu - 3-,

kompleksləşdirici agent - Fe 3+,

liqandlar - 6CN?, onların sıxlığı - 1,

koordinasiya nömrəsi - 6.

Kompleksləşdirici maddələrə misal olaraq: Ag +, Cu 2+, Hg 2+, Zn 2+, Ni 2+, Fe 3+, Pt 4+ və s.

Liqandların nümunələri: qütb molekulları H 2 O, NH 3, CO və anionları CN?, Cl?, OH? və s.

Koordinasiya nömrələri: adətən 4 və ya 6, nadir hallarda 2, 3 və s.

Nomenklatura.Əvvəlcə anion (nominativ halda), sonra kation (genitiv halda) adlandırılır. Bəzi liqandların adları: NH 3 - ammin, H 2 O - aqua, CN? – siyano, Cl? - xloro, oh? - hidrokso. Koordinasiya ədədlərinin adları: 2 - di, 3 - üç, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Kompleksləşdirici maddənin oksidləşmə dərəcəsini göstərin:

Cl diamminegümüş (I) xloriddir;

SO 4 - tetramminmis(II) sulfat;

K 3 kalium heksasiyanoferratdır (III).

Kimyəviəlaqə.

Valentlik bağları nəzəriyyəsi mərkəzi atomun orbitallarının hibridləşməsini nəzərdə tutur. Yaranan hibrid orbitalların yeri komplekslərin həndəsəsini müəyyən edir.

Diamaqnit kompleks ionu Fe(CN) 6 4- .

Siyanid ionu - donor

Dəmir ionu Fe 2+ - qəbuledici - formuluna malikdir 3d 6 4s 0 4p 0. Kompleksin diamaqnetizmini (bütün elektronlar qoşalaşmışdır) və koordinasiya nömrəsini (6 sərbəst orbital lazımdır) nəzərə alaraq, d2sp3- hibridləşmə:

Kompleks diamaqnitlidir, aşağı spinlidir, intra-orbitaldır, sabitdir (xarici elektronlar istifadə olunmur), oktaedral ( d2sp3-hibridləşmə).

Paramaqnit kompleks ionu FeF 6 3- .

Flüor ionu donordur.

Dəmir ionu Fe 3+ - qəbuledici - formuluna malikdir 3d 5 4s 0 4p 0 . Kompleksin paramaqnetizmini (elektronlar buxarlanır) və koordinasiya nömrəsini (6 sərbəst orbital lazımdır) nəzərə alaraq, sp 3 d 2- hibridləşmə:

Kompleks paramaqnit, yüksək spinli, xarici-orbital, qeyri-sabit (xarici 4d orbitallardan istifadə olunur), oktaedral ( sp 3 d 2-hibridləşmə).

Koordinasiya birləşmələrinin dissosiasiyası.

Məhluldakı koordinasiya birləşmələri daxili və xarici sferaların ionlarına tamamilə dissosiasiya olunur.

NO 3 > Ag(NH 3) 2 + + NO 3 ?, ? = 1.

Daxili sferanın ionları, yəni mürəkkəb ionlar addımlarla metal ionlarına və zəif elektrolitlər kimi liqandlara ayrılır.

harada K 1 , TO 2 , TO 1 _ 2 qeyri-sabitlik sabitləri adlanır və komplekslərin dissosiasiyasını xarakterizə edin: qeyri-sabitlik sabiti nə qədər kiçikdirsə, kompleks bir o qədər az dissosiasiya edir, bir o qədər sabitdir.

Yaxşı, spirtlərlə tanışlığımızı başa çatdırmaq üçün başqa bir tanınmış maddənin - xolesterolun başqa bir düsturunu verəcəyəm. Hər kəs bunun monohidrik spirt olduğunu bilmir!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

İçindəki hidroksil qrupunu qırmızı rənglə qeyd etdim.

karboksilik turşular

İstənilən şərabçı bilir ki, şərabı havadan uzaq tutmaq lazımdır. Əks halda turş olacaq. Ancaq kimyaçılar bunun səbəbini bilirlər - spirtə daha bir oksigen atomu əlavə etsəniz, bir turşu əldə edirsiniz.
Artıq bizə tanış olan spirtlərdən alınan turşuların düsturlarına baxaq:

Maddə			Skelet formulu	Ümumi formula
Metan turşusu (qarışqa turşusu)	H/C`|O|\OH	HCOOH	O//\OH
Etan turşusu (sirkə turşusu)	H-C-C\O-H; H|#C|H	CH3-COOH	/`|O|\OH
propan turşusu (metilasetik turşu)	H-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H	CH3-CH2-COOH	\/`|O|\OH
Butan turşusu (butirik turşu)	H-C-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H	CH3-CH2-CH2-COOH	/\/`|O|\OH
Ümumiləşdirilmiş düstur	(R)-C\O-H	(R)-COOH və ya (R)-CO2H	(R)/`|O|\OH

Üzvi turşuların fərqli bir xüsusiyyəti, bu cür maddələrə turşu xassələri verən bir karboksil qrupunun (COOH) olmasıdır.

Sirkəni sınamış hər kəs onun çox turş olduğunu bilir. Bunun səbəbi tərkibində sirkə turşusunun olmasıdır. Tipik olaraq, masa sirkəsinin tərkibində 3-15% sirkə turşusu, qalan hissəsi (əsasən) su var. Seyreltilmemiş sirkə turşusu yemək həyat üçün təhlükəlidir.

Karboksilik turşuların bir neçə karboksil qrupu ola bilər. Bu vəziyyətdə onlar deyilir: iki əsaslı, üçtərəfli və s...

Qida məhsulları bir çox digər üzvi turşuları ehtiva edir. Onlardan yalnız bir neçəsini təqdim edirik:

Bu turşuların adı onların tərkibində olan qida məhsullarına uyğun gəlir. Yeri gəlmişkən, qeyd edək ki, burada spirtlərə xas olan hidroksil qrupu da olan turşular var. Belə maddələr deyilir hidroksikarboksilik turşular(və ya hidroksid turşuları).
Turşuların hər birinin altında onun aid olduğu üzvi maddələr qrupunun adı qeyd olunur.

Radikallar

Radikallar kimyəvi formullara təsir edən başqa bir anlayışdır. Sözün özü yəqin ki, hamıya məlumdur, amma kimyada radikalların siyasətçilərə, üsyançılara və aktiv mövqedə olan digər vətəndaşlara heç bir aidiyyatı yoxdur.
Burada onlar sadəcə molekulların fraqmentləridir. İndi biz onların özəlliyinin nə olduğunu anlayacağıq və kimyəvi düsturların yazılmasının yeni üsulu ilə tanış olacağıq.

Yuxarıda mətndə ümumiləşdirilmiş düsturlar artıq bir neçə dəfə qeyd edilmişdir: spirtlər - (R) -OH və karboksilik turşular - (R) -COOH. Nəzərinizə çatdırım ki, -OH və -COOH funksional qruplardır. Lakin R radikaldır. Təəccüblü deyil ki, o, R hərfi şəklində təsvir edilmişdir.

Daha dəqiq desək, univalent radikal bir hidrogen atomundan məhrum olan molekulun bir hissəsidir. Yaxşı, iki hidrogen atomunu götürsəniz, iki valentli bir radikal alırsınız.

Kimyada radikalların öz adları var. Bəziləri hətta elementlərin təyinatlarına bənzər Latın işarələrini də aldılar. Bundan əlavə, bəzən düsturlardakı radikallar ümumi formulları daha çox xatırladan qısaldılmış formada göstərilə bilər.
Bütün bunlar aşağıdakı cədvəldə göstərilmişdir.

ad	Struktur formul	Təyinat	Qısa Formula	spirt nümunəsi
metil	CH3-()	Mən	CH3	(Mən)-OH	CH3OH
etil	CH3-CH2-()	Et	C2H5	(Et) -OH	C2H5OH
Propil	CH3-CH2-CH2-()	Pr	C3H7	(Pr) -OH	C3H7OH
İzopropil	H3C\CH(*`/H3C*)-()	i-Pr	C3H7	(i-Pr) -OH	(CH3)2CHOH
fenil	`/`=`\//-\\-{}	Ph	C6H5	(Ph) -OH	C6H5OH

Düşünürəm ki, burada hər şey aydındır. Sadəcə diqqətinizi spirtlərdən nümunələr verən sütuna çəkmək istəyirəm. Bəzi radikallar empirik düstura bənzəyən formada yazılır, lakin funksional qrup ayrıca yazılır. Məsələn, CH3-CH2-OH C2H5OH-a çevrilir.
İzopropil kimi dallı zəncirlər üçün isə mötərizəli konstruksiyalar istifadə olunur.

Başqa bir fenomen var sərbəst radikallar. Bunlar nədənsə funksional qruplardan ayrılmış radikallardır. Bu halda, düsturları öyrənməyə başladığımız qaydalardan biri pozulur: kimyəvi bağların sayı artıq atomlardan birinin valentliyinə uyğun gəlmir. Yaxşı, ya da deyə bilərsiniz ki, keçidlərdən biri bir tərəfdən açıq olur. Adətən sərbəst radikallar qısa müddət yaşayır, çünki molekullar sabit vəziyyətə qayıtmağa meyllidirlər.

Azotla tanışlıq. Aminlər

Mən bir çox üzvi birləşmələrin bir hissəsi olan başqa bir elementlə tanış olmağı təklif edirəm. Bu azot.
Latın hərfi ilə işarələnir N və üç valentliyə malikdir.

Tanış karbohidrogenlərə azot əlavə edilərsə, görək hansı maddələr əldə edilir:

Maddə	Genişləndirilmiş struktur formul	Sadələşdirilmiş struktur formul	Skelet formulu	Ümumi formula
Aminometan (metilamin)	H-C-N\H;H|#C|H	CH3-NH2	\NH2
Aminoetan (etilamin)	H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H	CH3-CH2-NH2	/\NH2
Dimetilamin	H-C-N<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H	$L(1,3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3	/N<_(y-.5)H>\
Aminobenzol (Anilin)	H\N|C\\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||C<`\H>/	NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/	NH2|\|`/`\`|/_o
Trietilamin	$slope(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; H|#5|H;H|#6|H; #N`|C<`-H><-H>`|C<`-H><-H>`|H	CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3	\/N<`|/>\|

Yəqin ki, adlardan təxmin etdiyiniz kimi, bütün bu maddələr ümumi ad altında birləşir aminlər. ()-NH2 funksional qrupu adlanır amin qrupu. Aminlər üçün bəzi ümumi düsturlar bunlardır:

Ümumiyyətlə, burada xüsusi yeniliklər yoxdur. Bu düsturlar sizə aydındırsa, o zaman hansısa dərslikdən və ya İnternetdən istifadə edərək üzvi kimyanın daha da öyrənilməsi ilə təhlükəsiz şəkildə məşğul ola bilərsiniz.
Amma mən qeyri-üzvi kimyada düsturlar haqqında daha çox danışmaq istərdim. Üzvi molekulların quruluşunu öyrəndikdən sonra onları başa düşməyin nə qədər asan olacağını görəcəksiniz.

Rasional düsturlar

Qeyri-üzvi kimyanın üzvi kimyadan daha sadə olduğu qənaətinə gəlmək olmaz. Əlbəttə ki, qeyri-üzvi molekullar daha sadə görünməyə meyllidirlər, çünki onlar karbohidrogenlərin yaratdığı mürəkkəb strukturları yaratmağa meylli deyillər. Ancaq digər tərəfdən, dövri cədvəli təşkil edən yüzdən çox elementi öyrənmək lazımdır. Və bu elementlər kimyəvi xassələrinə görə birləşməyə meyllidirlər, lakin çoxsaylı istisnalarla.

Beləliklə, bunların heç birini deməyəcəyəm. Məqaləmin mövzusu kimyəvi düsturlardır. Və onlarla birlikdə hər şey nisbətən sadədir.
Qeyri-üzvi kimyada ən çox istifadə olunanlardır rasional düsturlar. İndi onların bizə tanış olanlardan nə ilə fərqləndiyini anlayacağıq.

Əvvəlcə başqa bir elementlə - kalsiumla tanış olaq. Bu da çox yayılmış bir maddədir.
Təyin olunub Ca və iki valentliyə malikdir. Onun bizə məlum olan karbon, oksigen və hidrogenlə hansı birləşmələri əmələ gətirdiyini görək.

Maddə	Struktur formul	rasional düstur	Ümumi formula
kalsium oksidi	Ca=O	CaO
kalsium hidroksid	H-O-Ca-O-H	Ca(OH)2
Kalsium karbonat	$slope(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1	CaCO3
Kalsium bikarbonat	HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH	Ca(HCO3)2
Karbon turşusu	H|O\C|O`|/O`|H	H2CO3

İlk baxışdan rasional formulun struktur və ümumi düsturlar arasında bir şey olduğunu görmək olar. Amma hələlik onların necə əldə edildiyi çox aydın deyil. Bu düsturların mənasını başa düşmək üçün maddələrin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyaları nəzərə almaq lazımdır.

Kalsium ən təmiz formada yumşaq ağ metaldır. Təbiətdə baş vermir. Ancaq onu kimya mağazasında almaq olduqca mümkündür. Adətən hava girişi olmayan xüsusi bankalarda saxlanılır. Çünki havadakı oksigenlə reaksiya verir. Əslində buna görə təbiətdə baş vermir.
Beləliklə, kalsiumun oksigenlə reaksiyası:

2Ca + O2 -> 2CaO

Maddənin düsturundan əvvəl 2 rəqəmi reaksiyada 2 molekulun iştirak etdiyini bildirir.
Kalsium oksidi kalsium və oksigendən əmələ gəlir. Bu maddə də təbiətdə olmur, çünki su ilə reaksiya verir:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Kalsium hidroksid çıxır. Onun struktur formuluna (əvvəlki cədvəldə) diqqətlə baxsanız, onun artıq tanış olduğumuz bir kalsium atomu və iki hidroksil qrupu tərəfindən əmələ gəldiyini görə bilərsiniz.
Bunlar kimya qanunlarıdır: üzvi maddəyə hidroksil qrupu bağlanarsa, spirt alınır, metala isə hidroksid.

Lakin havada karbon qazının olması səbəbindən kalsium hidroksid təbiətdə tapılmır. Düşünürəm ki, hamı bu qaz haqqında eşitmişdir. İnsanların və heyvanların nəfəs alması, kömür və neft məhsullarının yanması, yanğınlar və vulkan püskürmələri zamanı əmələ gəlir. Buna görə də həmişə havada mövcuddur. Lakin o, karbon turşusu əmələ gətirərək suda kifayət qədər yaxşı həll olunur:

CO2 + H2O<=>H2CO3

İmza<=>reaksiyanın eyni şəraitdə hər iki istiqamətdə gedə biləcəyini göstərir.

Beləliklə, suda həll olunan kalsium hidroksid karbon turşusu ilə reaksiya verir və zəif həll olunan kalsium karbonata çevrilir:

Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O

Aşağı ox, reaksiya nəticəsində maddənin çökməsi deməkdir.
Suyun mövcudluğunda kalsium karbonatın karbon qazı ilə sonrakı təması zamanı suda yüksək dərəcədə həll olunan bir turşu duzu - kalsium bikarbonat meydana gətirmək üçün geri dönən reaksiya baş verir.

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2

Bu proses suyun sərtliyinə təsir göstərir. Temperatur yüksəldikcə bikarbonat yenidən karbonata çevrilir. Buna görə də, suyun sərt olduğu bölgələrdə çayniklərdə kireç əmələ gəlir.

Təbaşir, əhəngdaşı, mərmər, tuf və bir çox başqa minerallar əsasən kalsium karbonatdan ibarətdir. O, həmçinin mərcanlarda, mollyuska qabıqlarında, heyvan sümüklərində və s...
Ancaq kalsium karbonat çox yüksək istilikdə qızdırılırsa, kalsium oksidi və karbon qazına çevrilir.

Təbiətdəki kalsium dövrü haqqında bu qısa hekayə rasional formulların nə üçün lazım olduğunu izah etməlidir. Deməli, rasional düsturlar elə yazılır ki, funksional qruplar görünsün. Bizim vəziyyətimizdə bu:

Bundan əlavə, ayrı-ayrı elementlər - Ca, H, O (oksidlərdə) - həm də müstəqil qruplardır.

ionları

Məncə ionlarla tanış olmağın vaxtıdır. Bu söz yəqin ki, hamıya tanışdır. Funksional qrupları öyrəndikdən sonra bu ionların nə olduğunu anlamaq bizə heç bir xərc tələb etmir.

Ümumiyyətlə, kimyəvi bağların təbiəti ondan ibarətdir ki, bəzi elementlər elektron verir, digərləri isə onları alır. Elektronlar mənfi yüklü hissəciklərdir. Tam elektron dəsti olan element sıfır yükə malikdir. Əgər elektron veribsə, onun yükü müsbət, qəbul edibsə, mənfi olur. Məsələn, hidrogenin yalnız bir elektronu var, o, çox asanlıqla imtina edərək müsbət iona çevrilir. Bunun üçün kimyəvi düsturlarda xüsusi qeyd var:

H2O<=>H^+ + OH^-

Burada bunun nəticəsi kimi görürük elektrolitik dissosiasiya su müsbət yüklü hidrogen ionuna və mənfi yüklü OH qrupuna parçalanır. OH^- ionu deyilir hidroksid ionu. Onu ion deyil, molekulun bir hissəsi olan hidroksil qrupu ilə qarışdırmaq olmaz. Yuxarı sağ küncdəki + və ya - işarəsi ionun yükünü göstərir.
Lakin karbon turşusu heç vaxt müstəqil bir maddə kimi mövcud deyil. Əslində, bu, hidrogen ionları və karbonat ionlarının (və ya bikarbonat ionlarının) qarışığıdır:

H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-

Karbonat ionunun yükü 2-dir. Bu o deməkdir ki, ona iki elektron qoşulub.

Mənfi yüklü ionlar deyilir anionlar. Adətən bunlara turşu qalıqları daxildir.
Müsbət yüklü ionlar kationlar. Çox vaxt hidrogen və metallardır.

Və burada yəqin ki, rasional formulların mənasını tam başa düşə bilərsiniz. Onlarda əvvəlcə kation, sonra isə anion yazılır. Formulda heç bir ödəniş olmasa belə.

Yəqin ki, siz artıq təxmin edirsiniz ki, ionları təkcə rasional düsturlarla təsvir etmək olmaz. Bikarbonat anionunun skelet formulunu təqdim edirik:

Burada yük birbaşa əlavə elektron almış və buna görə də bir xətti itirmiş oksigen atomunun yanında göstərilir. Sadəcə olaraq, hər bir əlavə elektron struktur düsturda təsvir olunan kimyəvi bağların sayını azaldır. Digər tərəfdən, əgər struktur düsturun bəzi düyünündə + işarəsi varsa, onda əlavə bir çubuq var. Həmişə olduğu kimi, bu faktı bir nümunə ilə göstərmək lazımdır. Ancaq bizə tanış olan maddələr arasında bir neçə atomdan ibarət olan tək bir kation yoxdur.
Və belə bir maddə ammonyakdır. Onun sulu məhlulu tez-tez deyilir ammonyak və hər hansı bir ilk yardım dəstinin bir hissəsidir. Ammonyak hidrogen və azotun birləşməsidir və NH3 rasional formuluna malikdir. Ammonyak suda həll edildikdə baş verən kimyəvi reaksiyaya nəzər salın:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-

Eyni, lakin struktur düsturlardan istifadə edərək:

H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H

Sağ tərəfdə iki ion görürük. Onlar bir hidrogen atomunun su molekulundan ammonyak molekuluna keçməsi nəticəsində əmələ gəlmişdir. Lakin bu atom elektronu olmadan hərəkət etdi. Anion artıq bizə tanışdır - bu, hidroksid ionudur. Və kation deyilir ammonium. Metallara bənzər xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, bir turşu qalığı ilə birləşdirilə bilər. Ammoniumun karbonat anionu ilə birləşməsindən əmələ gələn maddə ammonium karbonat adlanır: (NH4)2CO3.
Struktur formullar şəklində yazılmış ammoniumun bir karbonat anionu ilə qarşılıqlı təsiri üçün reaksiya tənliyi:

2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|H

Amma bu formada reaksiya tənliyi nümayiş etdirmək üçün verilir. Adətən tənliklər rasional düsturlardan istifadə edir:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3

Təpə sistemi

Beləliklə, biz artıq struktur və rasional formulları öyrəndiyimizi güman edə bilərik. Ancaq daha ətraflı nəzərdən keçirməyə dəyər başqa bir məsələ var. Ümumi düsturlarla rasional olanlar arasında fərq nədir?
Karbon turşusunun rasional formulunun niyə başqa cür deyil, H2CO3 yazıldığını bilirik. (Əvvəlcə iki hidrogen kationu, sonra karbonat anionu gəlir.) Bəs nə üçün ümumi düstur CH2O3 kimi yazılıb?

Prinsipcə, karbon turşusunun rasional formulunu əsl düstur hesab etmək olar, çünki orada təkrarlanan elementlər yoxdur. NH4OH və ya Ca(OH)2-dən fərqli olaraq.
Ancaq elementlərin sırasını təyin edən ümumi düsturlara tez-tez əlavə bir qayda tətbiq olunur. Qayda olduqca sadədir: əlifba sırası ilə əvvəlcə karbon, sonra hidrogen, sonra qalan elementləri qoyun.
Beləliklə, CH2O3 çıxır - karbon, hidrogen, oksigen. Buna Hill sistemi deyilir. Demək olar ki, bütün kimyəvi istinad kitablarında istifadə olunur. Həm də bu məqalədə.

EasyChem sistemi haqqında bir az

Yekun etmək əvəzinə, easyChem sistemi haqqında danışmaq istərdim. O, elə qurulmuşdur ki, burada müzakirə etdiyimiz bütün düsturlar asanlıqla mətnə ​​daxil edilsin. Əslində, bu məqalədəki bütün düsturlar easyChem istifadə edərək tərtib edilmişdir.

Niyə bizə düsturların alınması üçün hər hansı bir sistem lazımdır? Məsələ ondadır ki, İnternet brauzerlərində məlumatı göstərməyin standart yolu Hypertext Markup Language (HTML)-dir. Mətn emalına diqqət yetirir.

Mətnin köməyi ilə rasional və ümumi düsturlar təsvir edilə bilər. Hətta bəzi sadələşdirilmiş struktur formulları da mətndə yazıla bilər, məsələn, spirt CH3-CH2-OH. Baxmayaraq ki, bunun üçün HTML-də bu qeyddən istifadə etməli olacaqsınız: CH ₃-Ç ₂-OH.
Bu, əlbəttə ki, müəyyən çətinliklər yaradır, lakin siz onlara dözə bilərsiniz. Bəs struktur formulunu necə təmsil etmək olar? Prinsipcə, monospaced şriftdən istifadə etmək olar:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Bu, əlbəttə ki, çox gözəl görünmür, lakin bu da mümkündür.

Əsl problem benzol halqalarını təmsil etməyə çalışarkən və skelet formullarından istifadə edərkən yaranır. Bitmapı birləşdirməkdən başqa yol yoxdur. Rasterlər ayrı-ayrı fayllarda saxlanılır. Brauzerlərə gif, png və ya jpeg şəkilləri daxil ola bilər.
Belə faylları yaratmaq üçün qrafik redaktor tələb olunur. Məsələn, Photoshop. Amma mən Photoshop ilə 10 ildən artıqdır tanışam və əminliklə deyə bilərəm ki, o, kimyəvi formulları təsvir etmək üçün çox zəif uyğundur.
Molekulyar redaktorlar bu işdə daha yaxşıdır. Ancaq hər biri ayrı bir faylda saxlanılan çox sayda düsturla onlarda çaşqınlıq yaratmaq olduqca asandır.
Məsələn, bu məqalədəki düsturların sayı . Onlar qrafik şəkillər şəklində göstərilir (qalanları HTML alətlərindən istifadə etməklə).

easyChem bütün düsturları birbaşa HTML sənədində mətn şəklində saxlamağa imkan verir. Məncə çox rahatdır.
Bundan əlavə, bu məqalədəki ümumi düsturlar avtomatik olaraq hesablanır. Çünki easyChem iki mərhələdə işləyir: əvvəlcə mətn təsviri informasiya strukturuna (qrafik) çevrilir və sonra bu strukturla müxtəlif hərəkətlər yerinə yetirilə bilər. Onların arasında aşağıdakı funksiyaları qeyd etmək olar: molekulyar çəkinin hesablanması, ümumi düstura çevrilməsi, mətn, qrafik və mətn kimi çıxış imkanlarının yoxlanılması.

Beləliklə, bu məqaləni hazırlamaq üçün yalnız mətn redaktorundan istifadə etdim. Üstəlik, düsturlardan hansının qrafik, hansının mətn xarakterli olacağını düşünməli deyildim.

Məqalə mətninin hazırlanmasının sirrini açan bəzi nümunələr: Sol sütundakı təsvirlər avtomatik olaraq ikinci sütunda düsturlara çevrilir.
Birinci sətirdə rasional formulun təsviri göstərilən nəticəyə çox bənzəyir. Yeganə fərq ondadır ki, rəqəmli əmsallar xəttlərarası olaraq verilir.
İkinci sətirdə genişləndirilmiş düstur simvolla ayrılmış üç ayrı sətir kimi verilir; Düşünürəm ki, mətn təsvirinin kağız üzərində qələmlə düstur çəkmək üçün tələb olunanlara çox bənzədiyini görmək asandır.
Üçüncü sətir \ və / simvollarından istifadə edərək maili xətlərin istifadəsini nümayiş etdirir. ` (backtick) işarəsi xəttin sağdan sola (yaxud aşağıdan yuxarıya) çəkildiyini bildirir.

Burada easyChem sistemindən istifadə ilə bağlı daha ətraflı sənədlər var.

Bununla əlaqədar məqaləni bitirməyə icazə verin və kimya təhsilində sizə uğurlar arzulayıram.

Məqalədə istifadə olunan terminlərin qısa izahlı lüğəti

Karbohidrogenlər Karbon və hidrogendən ibarət olan maddələr. Onlar bir-birindən molekulların quruluşuna görə fərqlənirlər. Struktur formullar molekulların sxematik təsvirləridir, burada atomlar latın hərfləri ilə, kimyəvi bağlar isə tiredir. Struktur formullar genişləndirilmiş, sadələşdirilmiş və skeletdir. Genişləndirilmiş struktur düsturlar - belə struktur düsturlar, burada hər bir atom ayrıca bir düyün kimi təmsil olunur. Sadələşdirilmiş struktur düsturları hidrogen atomlarının əlaqəli olduqları elementin yanında yazıldığı belə struktur düsturlardır. Və bir atoma birdən çox hidrogen bağlanırsa, o zaman miqdar ədəd kimi yazılır. Qrupların sadələşdirilmiş düsturlarda qovşaq kimi çıxış etdiyini də söyləmək olar. Skelet formulları, karbon atomlarının boş düyünlər kimi göstərildiyi struktur formullardır. Hər bir karbon atomu ilə bağlanmış hidrogen atomlarının sayı həmin yerdə birləşən bağların sayından 4 minə bərabərdir. Karbon olmayan düyünlər üçün sadələşdirilmiş düsturların qaydaları tətbiq olunur. Ümumi düstur (aka əsl düstur) - atomların sayını ədəd kimi göstərən molekulu təşkil edən bütün kimyəvi elementlərin siyahısı (atom birdirsə, onda vahid yazılmır) Hill sistemi - müəyyən edən bir qayda ümumi düsturda atomların sırası: əlifba sırası ilə əvvəlcə karbon, sonra hidrogen, sonra qalan elementlər gəlir. Bu çox tez-tez istifadə olunan bir sistemdir. Və bu məqalədəki bütün ümumi düsturlar Hill sisteminə uyğun olaraq yazılmışdır. Funksional qruplar Kimyəvi reaksiyalar zamanı qorunan atomların sabit birləşmələri. Çox vaxt funksional qrupların öz adları var, kimyəvi xassələrə və maddənin elmi adına təsir göstərir.