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

Atom-molekulyar elm. 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 atomlar növü. Element işarə edir

burada X elementin simvoludur, Z– Elementlərin Dövri Cədvəlindəki elementin seriya nömrəsi D.I. 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.

İzotoplar– 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 maddənin molekulunun orta kütləsinin 12 C karbon izotopunun atomunun kütləsinin 1/12 hissəsinə nisbətidir.

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– 0,012 kq karbon izotopunda 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 sayı, a N A– Avoqadro sabiti. Maddənin miqdarını v simvolu ilə də qeyd etmək olar.

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

Molar kütləM(q/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) – qazın həcmi 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 bir 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 bir şəkildə ona ekvivalent olan real və ya uydurma hissəcik.

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

Yük mübadiləsi reaksiyalarında maddə ekvivalentlərinin molyar kütləsi olur

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

Redoks reaksiyalarında molar kütləsi olan maddənin ekvivalentlərinin molyar kütləsi M bərabərdir: M e = M/n(e), Harada n(e)– ötürülən elektronların sayı.

Ekvivalentlər qanunu– 1 və 2-ci reaktivlərin kütlələri onların ekvivalentlərinin molyar kütlələrinə mütənasibdir. m 1 / m 2= M E1/M E2, və ya m 1 /M E1 = m 2 /M E2, və ya n 1 = n 2, Harada m 1 Və m 2- iki maddənin kütlələri, M E1 Və M E2- ekvivalentlərin molyar kütlələri, n 1 Və n 2– bu maddələrin ekvivalentlərinin sayı.

Həlllər üçün ekvivalentlər qanunu aşağıdakı kimi 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 molar konsentrasiyaları və məhlullarının həcmləri.

Birləşmiş 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), J = Pa m 3 = kPa l ilə.

2. Atom quruluşu və dövri qanun

Dalğa-hissəcik ikiliyi materiya - hər bir obyektin həm dalğa, həm də korpuskulyar xassələrə malik ola biləcəyi fikri. Louis de Broglie cisimlərin dalğa və korpuskulyar xüsusiyyətlərini birləşdirən bir düstur təklif etdi: ? = h/(mV), Harada h- Plank sabiti, ? – hər bir cismə kütləsi ilə uyğun gələn dalğa uzunluğu m və sürət V. Dalğa xassələri bütün cisimlər üçün mövcud olsa da, yalnız atomun və elektronun kütləsi sırasına görə kütlələri olan mikro cisimlər üçün müşahidə oluna bilər.

Heisenberg qeyri-müəyyənlik prinsipi: ?(mV x) ?х > h/2n və ya ?V x ?x > h/(2?m), Harada m- hissəcik kütləsi, x- onun koordinatı, Vx- istiqamətdə sürət x, ?– qeyri-müəyyənlik, müəyyən etmə xətası. Qeyri-müəyyənlik prinsipi o deməkdir ki, eyni vaxtda mövqeyi (koordinatı) göstərmək mümkün deyil. x) və sürət (V x) hissəciklər.

Kütləsi kiçik olan hissəciklər (atomlar, nüvələr, elektronlar, molekullar) Nyuton mexanikası mənasında hissəciklər deyil və klassik fizika tərəfindən öyrənilə bilməz. Onlar kvant fizikası ilə öyrənilir.

Baş kvant nömrəsin elektron səviyyələrə (qatlara) K, L, M, N, O, P və Q uyğun gələn 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 elektron 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 dəyərlər qəbul edir n:l= 0, 1,…(n- 1). 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 olduğu məkan n Və l. Verilmiş 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 nömrələrdən asılı olaraq təyin olunur n Və l, məsələn: 2s (n = 2, l = 0), 3d(n= 3, l = 2) və s. Verilmiş səviyyənin alt səviyyələri müxtəlif enerjilərə malikdir (daha 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 şəklindədir və s.

Maqnit kvant nömrəsim 1 bərabər orbital maqnit momentinin istiqamətini xarakterizə edir l, xarici maqnit sahəsinə nisbətən kosmosda və aşağıdakı 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) - elektronların (ikidən çox olmayan) müəyyən ilə yerləşdiyi boşluq n, l, m 1. Alt səviyyə ehtiva edir 2l+1 orbital. Misal üçün, 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 elektronun öz maqnit momentinin istiqamətini səciyyələndirir və iki qiymət alır: +? Və _?.

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

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

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

Kleçkovski qaydası: elektron alt səviyyələr artan məbləğ sırası ilə doldurulur (n + l), və eyni miqdarda olduqda (n+l)– ədədin artan sırası ilə n.

Kleçkovski qaydasının qrafik forması.

Kleçkovskinin qaydasına görə, alt səviyyələr aşağıdakı ardıcıllıqla doldurulur: 1s, 2s, 2r, 3s, Зр, 4s, 3d, 4р, 5s, 4d, 5р, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,…

Alt səviyyələrin doldurulması Kleçkovski qaydasına görə baş versə də, elektron düsturda alt səviyyələr səviyyəyə görə 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 konfiqurasiyaları Kleçkovski qaydası ilə proqnozlaşdırılanlardan fərqlənir. Beləliklə, Cr və Cu üçün:

Сr(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.

Hunda qaydası (Gunda): Müəyyən bir alt səviyyənin orbitallarının doldurulması ümumi spinin maksimum olması üçün həyata keçirilir. Verilmiş alt səviyyənin orbitalları əvvəlcə hər dəfə 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) orbital ilə

Bəzi atom və ionların elektron formullarına 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 bağı metoduna görə, A və B atomları arasında bir əlaqə bir cüt elektronun paylaşılması ilə yaranır.

Kovalent bağ. Donor-akseptor əlaqəsi.

Valentlik atomların kimyəvi bağlar yaratmaq qabiliyyətini xarakterizə edir və atomun yaratdığı kimyəvi bağların sayına bərabərdir. Valentlik bağı metoduna görə, valentlik ortaq elektron cütlərinin sayına bərabərdir və kovalent rabitə vəziyyətində valentlik atomun əsas və ya həyəcanlanmış vəziyyətlərində olan xarici səviyyəsindəki qoşalaşmamış elektronların sayına bərabərdir. .

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 orbital (H2O) ekvivalentliyi əmələ gələn kimyəvi bağların ekvivalentliyini izah edir. Məsələn, tetravalent karbon atomu vəziyyətində bir var 2s- və üç 2p-elektron. CH 4, CF 4 və s. molekullarda karbonun əmələ gətirdiyi dörd bağın ekvivalentliyini izah etmək üçün atomik s- və üç R- orbitallar dörd ekvivalent hibrid ilə əvəz olunur sp 3-orbitallar:

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

Hibridləşmə növündən asılı olaraq, hibrid orbitallar kosmosda müəyyən bir yerə 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°;

sp 2 d 1– kvadrat, orbitalların oxları arasındakı bucaqlar 90°-dir;

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

3.2. Molekulyar orbital nəzəriyyə

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

SC-nin qarşılıqlı fəaliyyət 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 bir molekul AB (və ya hər hansı bir xətti molekul) üçün MO-nun simmetriyası ola bilər:

Əgər verilmiş MO simmetriya oxuna malikdirsə,

Əgər verilmiş MO-nun simmetriya müstəvisi varsa,

Əgər MO iki perpendikulyar simmetriya müstəvisinə malikdirsə.

Bağlayıcı MO-larda elektronların olması sistemi sabitləşdirir, çünki atomların enerjisi ilə müqayisədə molekulun enerjisini azaldır. Molekulun sabitliyi xarakterizə olunur istiqraz sifarişi n, bərabərdir: n = (n işıq – n ölçü)/2, Harada n işıq və n ölçü - bağlayıcı və antibond orbitallarındakı elektronların sayı.

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

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

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

İkinci dövrün digər atomlarında, 2s-AO-dan əlavə, həmçinin 2p x -, 2p y – və 2p z -AO var ki, bunlar qarşılıqlı təsirdə olanda?– və?-MO əmələ gələ bilər. 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 təsir 2-lər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni nəzərə alsaq, laqeyd qala bilər. -2p-AO-nun qarşılıqlı təsirindən ayrı iki atomun 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 öz enerjilərinə görə yaxındır və bir atomun 2s-AO-su digər atomun 2p z-AO-su ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Buna görə də B 2, C 2 və N 2 molekullarında MO-ların sırası O 2, F 2 və Ne 2 molekullarındakı MO-ların sırasından fərqlənir. Aşağıda B 2, C 2 və N 2 molekulları üçün MO sxemi verilmişdir:

Verilmiş 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;

O 2 ?(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 enerjilərində və nüvələrarası məsafələrdə dəyişikliklərin təbiəti, həmçinin 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 qütb kovalent bağın ekstremal halı hesab edilə bilər. Atomların elektronmənfilik fərqi X 1,5-2,0-dan çox olarsa, ion rabitəsi yaranır.

İon bağıdır istiqamətsiz doymayan rabitə 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 kristallarının ion molekulları ilə müqayisədə daha böyük sabitliyini müəyyən edir.

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 kip (H 2 O) = 100 °C və t kip (H 2 S) = - 61 ° C. H 2 S molekulları arasında hidrogen bağı yaranmır.

4. Kimyəvi proseslərin nümunələri

4.1. Termokimya

Enerji(E)- iş istehsal etmək bacarığı. Mexanik iş (A), məsələn, genişlənmə zamanı qazla həyata keçirilir: A = p?V.

Enerjinin udulması ilə baş verən reaksiyalar: endotermik.

Enerjinin sərbəst buraxılması ilə əlaqəli 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, bir cismin istirahət etmədən əvvəl edə biləcəyi işdir.

İstilik (Q)– kinetik enerjinin bir növü – atomların və molekulların hərəkəti ilə əlaqədardır. Kütləvi bir bədənlə əlaqə qurarkən (m) və istiliyin xüsusi istilik tutumu (c) Q onun temperaturu artır? t: ?Q = m ilə ?t, harada? t = ?Q/(c t).

Potensial enerji- cismin onun və ya onun tərkib hissələrinin kosmosda mövqeyinin dəyişməsi nəticəsində aldığı enerji. Kimyəvi bağların enerjisi potensial enerjinin bir növüdür.

Termodinamikanın birinci qanunu: enerji bir növdən 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 və reagentlərin daxili enerji fərqinə bərabərdir (Q = ?U = U 2 – U 1), sistemin ətraf mühitlə bağlı heç bir iş görməməsi şərti ilə. Reaksiya sabit təzyiqdə baş verərsə, sərbəst buraxılan qazlar xarici təzyiq qüvvələrinə qarşı işləyir və reaksiya zamanı udulan istilik daxili enerjidəki dəyişikliklərin cəminə bərabərdir. ?U və işləyin A = p?V. Sabit təzyiqdə udulan bu istiliyə entalpiyanın dəyişməsi deyilir: ? Н = ?U + p?V, müəyyən edən entalpiya Necə H = U + pV. Maye və bərk maddələrin reaksiyaları həcmdə əhəmiyyətli dəyişikliklər olmadan baş verir (?V = 0), bəs bu reaksiyalar haqqında nə demək olar? N yaxın ?U (?Н = ?U). Həcm dəyişikliyi ilə reaksiyalar üçün bizdə var ?Н > ?U, genişləndirmə davam edirsə və ?N< ?U , sıxılma varsa.

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

Standart formalaşma entalpiyası?– 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(s) + ?Cl 2 (g) = NaCl(s) reaksiyasında 1 mol NaCl əmələ gələndə 411 kJ enerji ayrılır.

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

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

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

Əgər? N< 0 olarsa, reaksiya ekzotermik olur. Əgər? N> 0 olarsa, reaksiya endotermik olur.

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

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

EntropiyaS – sistemin pozulma dərəcəsini xarakterizə edən fiziki kəmiyyət. S – standart entropiya, ?S – standart entropiyada dəyişiklik. 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(bərk) + H 2 O(l) = Ca(OH) 2 (bərk), ?S< 0;

CaCO 3 (tv) = CaO (tv) + CO 2 (g), ?S > 0.

Proseslər enerjinin sərbəst buraxılması ilə kortəbii olaraq baş verir, yəni. N< 0 və artan entropiya ilə, yəni hansı üçün?S > 0. Hər iki amili nəzərə almaq üçün ifadəyə gətirib çıxarır Gibbs enerjisi: G = H – TS yoxsa? G = ?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– kiçik və?G = ? N< 0. Yüksək temperaturda qiymətlər T?S böyük, və, ölçüsü laqeyd? N, bizdə var?G = – T?S, yəni, artan entropiya ilə proseslər özbaşına baş verəcək, bunun üçün?S > 0, a?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 ?G o br qiymətləri, eləcə də? N arr. və?S o br çoxlu sayda maddələr üçün xüsusi cədvəllərdə verilmişdir.

4.2. Kimyəvi kinetika

Kimyəvi reaksiya sürəti(v) vahid vaxtda reaktivlərin molar konsentrasiyasının dəyişməsi ilə müəyyən edilir:

Harada v– reaksiya sürəti, s – reagentin molar konsentrasiyası, t- vaxt.

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

Konsentrasiyanın təsiri. IN 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 əks reaksiyaların istiqamətləridir:

v 1 = k 1? [A] m? [B]n və

v 2 = k 2 ? [C]p ? [D]q

Harada v- sürət reaksiyası, k– sürət sabiti, [A] – A maddəsinin molyar konsentrasiyası.

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

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

mA + nB > рС + qD reaksiya sürətinin eksperimental ifadəsi belədir

v 1 = k 1 ? [A] ? ? [IN] ? və reaksiya sırası (? + ?). Harada? Bəs? eksperimental olaraq tapılır və üst-üstə düşməyə bilər m Və n müvafiq olaraq mürəkkəb reaksiyanın tənliyi bir neçə sadə reaksiyanın nəticəsi olduğundan.

Temperaturun təsiri. Reaksiya sürəti molekullar arasında effektiv toqquşmaların sayından asılıdır. Temperaturun artması aktiv molekulların sayını artırır və reaksiyanın baş verməsi üçün onlara lazımi enerji verir. aktivləşdirmə enerjisi E hərəkət edir və kimyəvi reaksiyanın sürətini artırır.

Vant Hoff qaydası. Temperatur 10° artdıqda reaksiya sürəti 2-4 dəfə artır. Riyazi olaraq bu belə yazılır:

v 2 = v 1? ?(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 ifadə edilir Arrhenius tənliyi:

k = A? e - E/(RT)

Harada k- sürət sabiti, A– temperaturdan asılı olmayan sabit, e = 2.71828, E- aktivləşdirmə enerjisi, 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. İrəli 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 hərəkət qanunu: reaksiya məhsullarının konsentrasiyalarının məhsulunun başlanğıc maddələrin konsentrasiyalarının məhsuluna nisbəti (bütün konsentrasiyalar onların stoxiometrik əmsallarına bərabər güclərlə göstərilir) sabit adlanır. tarazlıq sabiti.

Tarazlıq sabiti irəli reaksiyanın gedişatının ölçüsüdür.

K = O – birbaşa reaksiya baş vermir;

K =? – birbaşa reaksiya başa çatır;

K > 1 – balans sağa sürüşdürülmüşdür;

TO< 1 – balans sola sürüşdürülür.

Reaksiya tarazlığı sabiti TO eyni reaksiya üçün standart Gibbs enerjisi?G dəyişməsinin böyüklüyü ilə bağlıdır:

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.

Tarazlığın dəyişmə 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 baş verən reaksiyalar.

Oksidləşmə- elektron donorluq prosesi.

Bərpa– elektronların əlavə edilməsi prosesi.

Oksidləşdirici– elektronları qəbul edən atom, molekul və ya ion.

Azaldıcı agent– elektron verən atom, molekul və ya ion.

Oksidləşdirici maddələr, elektronları qəbul edərək, azaldılmış bir forma keçir:

F 2 [təqribən. ] + 2e > 2F? [bərpa edildi].

Elektronlardan imtina edən reduktivlər oksidləşmiş formaya keçir:

Na 0 [bərpa ] – 1e > Na + [təqribən].

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

Harada E 0– redoks potensialının standart qiyməti; n– ötürülən elektronların sayı; [bərpa etdi ] və [təqribən. ] müvafiq olaraq reduksiya edilmiş və oksidləşmiş formada birləşmənin molar konsentrasiyalarıdır.

Standart elektrod potensiallarının dəyərləri E 0 cədvəllərdə verilmişdir və birləşmələrin oksidləşdirici və reduksiya xüsusiyyətlərini xarakterizə edir: qiymət nə qədər müsbətdir E 0, oksidləşdirici xüsusiyyətlər 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 oksidləşmə və reduksiya olmaqla iki yarım reaksiyanın birləşməsidir və elektromotor qüvvəsi (EMF) ilə xarakterizə olunur? E 0:?E 0= ?E 0 tamam – ?E 0 bərpa edin, Harada E 0 tamam Bəs? E 0 bərpa edin– bu reaksiya üçün oksidləşdirici maddənin və reduksiyaedicinin standart potensialları.

E.m.f. 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.

E.m.f. 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 = 0 və?E = 0, haradan gəlir? E =(0,059/n)lg K Və K = 10 n?E/0,059 .

Reaksiyanın kortəbii getməsi üçün aşağıdakı əlaqələr təmin edilməlidir: ?G< 0 или K >> 1, şərt hansına uyğundur? E 0> 0. Buna görə də verilmiş redoks reaksiyasının mümkünlüyünü müəyyən etmək üçün qiyməti hesablamaq lazımdır? E 0.Əgər? E 0 > 0, reaksiya davam edir. Əgər? E 0< 0, cavab 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 arakəsmə vasitəsilə əlaqə qurur. Bu zaman sink elektrodunda oksidləşmə baş verir: Zn > Zn 2+ + 2e, reduksiya isə mis elektrodda baş verir: Cu 2+ + 2e > Cu. Ümumiyyətlə, reaksiya gedir: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.

Anod– oksidləşmənin baş verdiyi elektrod. katod– azalmanın baş verdiyi elektrod. Qalvanik elementlərdə anod mənfi, katod isə müsbət yüklüdür. Element diaqramlarında metal və harç şaquli xəttlə, iki havan isə ikiqat şaquli xəttlə ayrılır.

Deməli, Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu reaksiyası üçün qalvanik elementin sxemi yazılır: (-)Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | Cu(+).

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

Quru element sink gövdəsindən, nişasta və ya unlu NH 4 Cl pastasından, MnO 2-nin qrafitlə qarışığından və qrafit elektroddan ibarətdir. Onun işləməsi zamanı aşağıdakı reaksiya baş verir: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.

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

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

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

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

Batareya boşaldıqda elektrodlarda aşağıdakı proseslər baş verir:

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

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

Ümumi reaksiya aşağıdakı kimi yazıla bilər:

Batareyanın işləməsi üçün akkumulyatorun müntəzəm doldurulması və sulfat turşusunun konsentrasiyasının monitorinqi tələb olunur ki, bu da batareyanın işləməsi zamanı bir qədər azala bilər.

6. Həll yolları

6.1. Məhlulların konsentrasiyası

Məhluldakı maddənin kütlə payı w məhlulun kütləsinin məhlulun kütləsinə nisbətinə bərabərdir: w = m su / m məhlul və ya w = m in-va /(V ? ?), çünki m həll = 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 konsentrasiyası) e həll olunmuş maddənin ekvivalentlərinin sayının məhlulun həcminə nisbətinə bərabərdir: e = n ilə(mol ekv.)/ V(l) və ya e = 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 (diss ilə) həll olunmuş molekulların ümumi konsentrasiyasına nisbəti (həcmlə): ? = diss ilə / ob ilə.

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 s.

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. IN Reaksiyaların ion tənliklərində güclü elektrolitlər ion şəklində, zəif elektrolitlər, zəif həll olunan maddələr və qazlar isə molekullar şəklində yazılır. Misal üçün:

CaCO 3 v + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ^

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

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

İonlar arasındakı reaksiyalar daha az ion istehsal edən bir maddənin əmələ gəlməsinə, yəni daha zəif elektrolitə və ya daha az həll olunan maddəyə doğru gedin.

6.3. Zəif elektrolitlərin dissosiasiyası

Kütləvi təsir qanununu zəif elektrolitin, məsələn, sirkə turşusunun məhlulunda ionlar və molekullar arasındakı tarazlığa tətbiq edək:

CH 3 COOH - CH 3 COO? +H+

Dissosiasiya reaksiyaları üçün tarazlıq sabitləri deyilir dissosiasiya sabitləri. Dissosiasiya sabitləri zəif elektrolitlərin dissosiasiyasını xarakterizə edir: sabit nə qədər azdırsa, zəif elektrolit bir o qədər az dissosiasiya edir, bir o qədər zəifdir.

Çoxəsaslı turşular mərhələli şəkildə dissosiasiya olunur:

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

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

N 3 PO 4 - ZN + + PO 4 3-

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

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

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

CH 3 COOH üçün 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 dissosiasiya tarazlığı sola sürüşür, yəni turşunun dissosiasiyası azalır.

6.4. Güclü elektrolitlərin dissosiasiyası

İon fəaliyyəti A – xassələrində özünü göstərən ion konsentrasiyası.

Fəaliyyət faktoruf– ion aktivlik nisbəti A konsentrasiya üçün: f= a/c və ya A = fc.

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 yüksəkdirsə, 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 gücünə görə I və ion yükü z Debye-Hückel düsturu ilə yazılmışdır:

İon aktivlik əmsalları aşağıdakı cədvəldən istifadə etməklə müəyyən edilə bilər:

6.5 Suyun ion məhsulu. pH dəyəri

Zəif elektrolit olan su dissosiasiya edərək H+ və OH? ionlarını əmələ gətirir. Bu ionlar hidratlanır, 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 suda molların sayı sabit hesab edilə bilər və [H 2 O] = 1000 q/l-ə bərabərdir: 18 q/mol = 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 loqarifmi: pH = – log. Eynilə: pOH = – log.

Suyun ion məhsulunun loqarifmini götürsək: pH + pHOH = 14.

PH dəyəri mühitin reaksiyasını xarakterizə edir.

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

Əgər pH< 7, то [Н + ] >- turşu mühit.

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

6.6. Bufer 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 duzunun güclü BA əsaslı duzu, konsentrasiyası – duzdan. Məsələn, asetat tamponu sirkə turşusu və natrium asetatın məhluludur: CH 3 COOH + CHgCOONa.

pH = pK acidic + log(duz/s turş).

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

pH = 14 – рК əsas – log(duzlu/əsaslı).

6.7. Duzların hidrolizi

Duzların hidrolizi– zəif elektrolit əmələ gətirmək üçün 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 mühit.

İkinci mərhələdə hidroliz praktiki olaraq baş vermir.

II. Duz zəif əsas 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 hidroliz olmur.

III. Duz güclü əsas və güclü turşudan əmələ gəlir:

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

IV. Duz zəif əsas və zəif turşudan 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. Bu cür duzlar üçün həlledicilik cədvəlində "su ilə parçalanır" simvolu göstərilir:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 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 = 2Al(OH) 3 v + 3Na 2 SO 4 + 3CO 2 ^

Hidroliz dərəcəsih – hidrolizə uğramış molekulların konsentrasiyasının həll olunmuş molekulların ümumi konsentrasiyasına nisbəti.

Güclü əsas və zəif turşudan əmələ gələn duzlar üçün:

= chрOH = – log, рН = 14 – рOH.

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

a) temperaturun artması ilə, K(H 2 O) artdıqca;

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 kiçik olsa, hidroliz bir o qədər çox olar.

Zəif əsas və güclü turşudan əmələ gələn duzlar üçün

[H + ] = ch pH = – log.

Zəif əsas və zəif turşudan əmələ gələn duzlar üçün

6.8. Turşuların və əsasların protolitik nəzəriyyəsi

Protoliz- proton ötürmə prosesi.

Protolitlər- proton verən və qəbul edən turşular və əsaslar.

Turşu- proton verə bilən molekul və ya ion. Hər bir turşunun müvafiq konjugat bazası var. Turşuların gücü turşu sabiti ilə xarakterizə olunur K 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 uyğun bir konjugat turşuya 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– proton buraxıb əldə edə bilən protolitlər.

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

HCO3? - turşu.

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

HCO3? - təməl.

Su üçün: H 2 O+ H 2 O - H 3 O + + OH?

K(H 2 O) = [H 3 O + ] = 10 -14 və pH = – log.

Sabitlər K k Və K 0 konjugat turşuları və əsasları üçün bağlıdır.

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

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

7. Həlletmə sabiti. Həlledicilik

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

Doymuş həll– çöküntü ilə tarazlıqda olan məhlul.

Çöküntü və 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[IN -m ] n .

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

Az həll olunan 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.

Çöküntünün çökməsi və əriməsi üçün şərait

AgCl halda: AgCl - Ag + + Cl?

K s= :

a) çöküntü ilə məhlul arasında tarazlıq şərti: = Ks.

b) çökmə şərti: > Ks; yağıntı zamanı ion konsentrasiyası tarazlıq yaranana qədər azalır;

c) çöküntünün həll edilməsi və ya doymuş məhlulun olması şərti:< Ks;Çöküntü həll olunduqca ion konsentrasiyası tarazlıq yaranana qədər artır.

8. Koordinasiya birləşmələri

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

K 3 üçün:

xarici sferanın ionları - 3K +,

daxili sfera ionu - 3-,

kompleksləşdirici agent - Fe 3+,

liqandlar – 6CN?, dişləri – 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 anionlar CN?, Cl?, OH? və s.

Koordinasiya nömrələri: adətən 4 və ya 6, daha az tez-tez 2, 3 və s.

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

Cl—diamminegümüş(I)xlorid;

SO 4 – tetrammin mis(II) sulfat;

K 3 – kalium heksasiyanoferrat (III).

Kimyəviəlaqə.

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

Diamaqnit kompleks ionu Fe(CN) 6 4-.

Sianid ionu - donor

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

Kompleks diamaqnitlidir, aşağı spinlidir, intraorbitaldır, sabitdir (xarici elektronlar istifadə edilmir), oktaedral ( d 2 sp 3-hibridləşmə).

Paramaqnit kompleks ionu FeF 6 3-.

Flüor ionu donordur.

Dəmir ionu Fe 3+ – qəbuledici – formuluna malikdir 3d 5 4s 0 4p 0 . Kompleksin paramaqnitliyini (elektronlar birləşdirilir) 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 mərhələlərlə 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 aşağı olarsa, kompleks dissosiasiya nə qədər az olarsa, bir o qədər sabitdir.

bir neçə əsas anlayış və düsturlar.

Bütün maddələr müxtəlif kütlə, sıxlıq və həcmə malikdir. Bir elementdən olan bir metal parçası başqa bir metalın eyni ölçülü parçasından dəfələrlə daha ağır ola bilər.

Köstəbək(molların sayı)

təyinat: köstəbək, beynəlxalq: mol- maddənin miqdarının ölçü vahidi. Tərkibindəki maddənin miqdarına uyğundur N.A. hissəciklər (molekullar, atomlar, ionlar) Buna görə də universal bir kəmiyyət təqdim edildi - mol sayı. Tapşırıqlarda tez-tez rast gəlinən ifadə “qəbul edildi... maddə mol"

N.A.= 6.02 1023

N.A.- Avoqadro nömrəsi. Həmçinin "razılaşma ilə bir nömrə". Qələmin ucunda neçə atom var? Təxminən min. Belə miqdarlarla işləmək rahat deyil. Buna görə də, bütün dünyada kimyaçılar və fiziklər razılaşdılar - gəlin 6,02 × 1023 hissəcikləri (atomlar, molekullar, ionlar) kimi təyin edək. 1 mol maddələr.

1 mol = 6,02 1023 hissəcik

Bu, problemlərin həlli üçün əsas düsturlardan birincisi idi.

Maddənin molar kütləsi

Molar kütlə maddə bir kütlədir maddənin mol.

Cənab kimi qeyd olunur. Dövri cədvələ görə tapılır - bu, sadəcə bir maddənin atom kütlələrinin cəmidir.

Məsələn, bizə sulfat turşusu - H2SO4 verilir. Maddənin molyar kütləsini hesablayaq: atom kütləsi H = 1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1 2+32+16 4=98 q\mol.

Problemlərin həlli üçün ikinci zəruri düsturdur

maddə kütləsinin formulası:

Yəni maddənin kütləsini tapmaq üçün molların sayını (n) bilmək lazımdır və biz Dövri Cədvəldən molyar kütləni tapırıq.

Kütlənin saxlanması qanunu - Kimyəvi reaksiyaya girən maddələrin kütləsi həmişə yaranan maddələrin kütləsinə bərabər olur.

Əgər reaksiya verən maddələrin kütləsini bilsək, həmin reaksiyanın məhsullarının kütləsini (kütlələrini) tapa bilərik. Və əksinə.

Kimya məsələlərinin həlli üçün üçüncü düsturdur

maddənin həcmi:

Üzr istəyirik, bu şəkil təlimatlarımıza uyğun gəlmir. Yayımlamağa davam etmək üçün şəkli silin və ya başqasını yükləyin.

22.4 rəqəmi haradan gəldi? From Avoqadro qanunu:

eyni temperatur və təzyiqdə alınan bərabər həcmli müxtəlif qazlar eyni sayda molekul ehtiva edir.

Avoqadro qanununa görə, normal şəraitdə (n.s.) 1 mol ideal qaz eyni həcmə malikdir. Vm= 22.413 996(39) l

Yəni, əgər məsələdə bizə normal şərtlər verilirsə, onda molların sayını (n) bilməklə, maddənin həcmini tapa bilərik.

Belə ki, məsələlərin həlli üçün əsas düsturlar kimya üzrə

Avogadro nömrəsiN.A.

6.02 1023 hissəciklər

Maddənin miqdarı n (mol)

n=V\22,4 (l\mol)

Maddənin kütləsi m (q)

Maddənin həcmi V(l)

V=n 22.4 (l\mol)

Üzr istəyirik, bu şəkil təlimatlarımıza uyğun gəlmir. Yayımlamağa davam etmək üçün şəkli silin və ya başqasını yükləyin.

Bunlar düsturlardır. Çox vaxt problemləri həll etmək üçün ilk növbədə reaksiya tənliyini yazmaq və (tələb olunur!) əmsalları təşkil etmək lazımdır - onların nisbəti prosesdə molların nisbətini müəyyən edir.

Böyüklük və onun ölçüsü	Nisbət
X elementinin atom kütləsi (nisbi)
Elementin seriya nömrəsi	Z= N(e –) = N(R +)
X maddəsində E elementinin kütlə payı, vahidin fraksiyaları ilə, %-lə
X maddənin miqdarı, mol
Qaz maddəsinin miqdarı, mol	V m= 22,4 l/mol (n.s.) Yaxşı. – R= 101 325 Pa, T= 273 K
X maddəsinin molar kütləsi, q/mol, kq/mol
Maddənin kütləsi X, g, kq	m(X) = n(X) M(X)
Qazın molar həcmi, l/mol, m 3 /mol	V m= 22,4 l/mol N.S.
Qazın həcmi, m 3	V = V m × n
Məhsul gəliri
X maddənin sıxlığı, q/l, q/ml, kq/m3
Qaz halında olan X maddənin hidrogenlə sıxlığı
X qazlı maddənin havada sıxlığı	M(hava) = 29 q/mol
Birləşmiş Qaz Qanunu
Mendeleyev-Klapeyron tənliyi	PV = nRT, R= 8,314 J/mol×K
Qazlar qarışığında qaz halında olan maddənin həcm payı, vahid fraksiyalarla və ya % ilə
Qazların qarışığının molar kütləsi
Qarışıqdakı maddənin mol hissəsi (X).
İstiliyin miqdarı, J, kJ	Q = n(X) Q(X)
Reaksiyanın istilik effekti	Q =–H
X maddəsinin əmələ gəlməsi istiliyi, J/mol, kJ/mol
Kimyəvi reaksiya sürəti (mol/lsan)
Kütləvi hərəkət qanunu (sadə reaksiya üçün)	a A+ V B= ilə C + d D u = k ilə a(A) ilə V(B)
Vant Hoff qaydası
Maddənin həllolma qabiliyyəti (X) (q/100 q həlledici)
A + X qarışığında X maddəsinin kütlə payı, vahidin fraksiyalarında, % ilə
Məhlulun çəkisi, g, kq	m(rr) = m(X)+ m(H2O) m(rr) = V(rr)  (rr)
Məhlulda həll olunmuş maddənin kütlə payı, vahid fraksiyalarla, % ilə
Məhlulun sıxlığı
Məhlulun həcmi, sm 3, l, m 3
Molar konsentrasiyası, mol/l
Elektrolit dissosiasiya dərəcəsi (X), vahidin fraksiyaları və ya %
Suyun ion məhsulu	K(H2O) =
pH dəyəri	pH = –lg

Əsas:

Kuznetsova N.E. və s. kimya. 8-ci sinif-10-cu sinif.– M.: Ventana-Qraf, 2005-2007.

Kuznetsova N.E., Litvinova T.N., Levkin A.N. Kimya.11-ci sinif 2 hissə, 2005-2007.

Eqorov A.S. kimya. Ali təhsilə hazırlıq üçün yeni dərslik. Rostov n/d: Phoenix, 2004.– 640 s.

Eqorov A.S. Kimya: Vahid Dövlət İmtahanına hazırlaşmaq üçün müasir kurs. Rostov n/a: Phoenix, 2011. (2012) – 699 s.

Eqorov A.S. Kimyəvi məsələlərin həlli üçün öz-özünə təlimat. – Rostov-na-Donu: Feniks, 2000. – 352 s.

Universitetlərə abituriyentlər üçün kimya/tərbiyəçi təlimatı. Rostov-n/D, Phoenix, 2005– 536 s.

Xomçenko G.P., Xomçenko İ.G.. Universitetlərə abituriyentlər üçün kimyadan problemlər. M.: Ali məktəb. 2007.–302s.

Əlavə:

Vrublevski A.I.. Kimyadan mərkəzləşdirilmiş sınaqlara hazırlaşmaq üçün tədris və tədris materialları / A.I. Vrublevski –Mn.: Unipress MMC, 2004. – 368 s.

Vrublevski A.I.. Məktəblilər və abituriyentlər üçün çevrilmə zəncirləri ilə kimyadan 1000 məsələ və nəzarət testləri.– Mn.: Unipress MMC, 2003. – 400 s.

Eqorov A.S.. Vahid Dövlət İmtahanına hazırlıq üçün kimyadan bütün növ hesablama məsələləri.– Rostov n/D: Phoenix, 2003. – 320 s.

Eqorov A.S., Aminova G.X.. Kimya imtahanına hazırlaşmaq üçün tipik tapşırıqlar və məşqlər. – Rostov n/d: Feniks, 2005. – 448 s.

Vahid Dövlət İmtahanı 2007. Kimya. Tələbələrin hazırlanması üçün tədris və təlim materialları / FİPİ - M.: İntellekt-Mərkəz, 2007. – 272 s.

Vahid dövlət imtahanı 2011. kimya. Tədris və təlim dəsti ed. A.A. Kaverina. – M.: Milli Təhsil, 2011.

Vahid Dövlət İmtahanına hazırlaşmaq üçün tapşırıqların yeganə real variantları. Vahid dövlət imtahanı 2007. Kimya/V.Yu. Mişina, E.N. Strelnikova. M.: Federal Test Mərkəzi, 2007.–151 s.

Kaverina A.A. Tələbələrin hazırlanması üçün optimal tapşırıqlar bankı. Vahid dövlət imtahanı 2012. Kimya. Dərslik./ A.A. Kaverina, D.Yu. Dobrotin, Yu.N. Medvedev, M.G. Snastina. – M.: İntellekt-Mərkəz, 2012. – 256 s.

Litvinova T.N., Vyskubova N.K., Ajipa L.T., Solovyova M.V.. 10 aylıq qiyabi hazırlıq kurslarının tələbələri üçün test tapşırıqlarına əlavə olaraq test tapşırıqları (metodiki göstərişlər). Krasnodar, 2004. – S. 18 – 70.

Litvinova T.N.. kimya. Vahid dövlət imtahanı 2011. Təlim testləri. Rostov n/d: Phoenix, 2011.– 349 s.

Litvinova T.N.. kimya. Vahid dövlət imtahanı üçün testlər. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 284 s.

Litvinova T.N.. kimya. Qanunlar, elementlərin xassələri və onların birləşmələri. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 156 s.

Litvinova T.N., Melnikova E.D., Solovyova M.V.., Ajipa L.T., Vyskubova N.K. Ali məktəblərə abituriyentlər üçün tapşırıqlarda kimya.– M.: Oniks Nəşriyyatı MMC: “Mir və Təhsil Nəşriyyatı” MMC, 2009. – 832 s.

Tibbi və biologiya siniflərinin tələbələri üçün kimya üzrə tədris-metodiki kompleks, red. T.N. Litvinova. – Krasnodar.: KSMU, – 2008.

kimya. Vahid dövlət imtahanı 2008. Qəbul imtahanları, tədris vəsaiti / red. V.N. Doronkina. – Rostov n/a: Legion, 2008.– 271 s.

Kimya üzrə saytların siyahısı:

1. Əlhimik. http:// www. alhimik. ru

2. Hər kəs üçün kimya. Tam kimya kursu üçün elektron arayış kitabı.

http:// www. məlumat. ru/ mətn/ verilənlər bazası/ kimya/ BAŞLAMAQ. html

3. Məktəb kimyası - məlumat kitabçası. http:// www. məktəb kimyası. tərəfindən. ru

4. Kimya müəllimi. http://www. chemistry.nm.ru

İnternet resursları

Əlhimik. http:// www. alhimik. ru

Kimya hər kəs üçün. Tam kimya kursu üçün elektron arayış kitabı.

http:// www. məlumat. ru/ mətn/ verilənlər bazası/ kimya/ BAŞLAMAQ. html

Məktəb kimyası - məlumat kitabçası. http:// www. məktəb kimyası. tərəfindən. ru

http://www.classchem.narod.ru

Kimya müəllimi. http://www. chemistry.nm.ru

http://www.alleng.ru/edu/chem.htm- kimya üzrə maarifləndirici internet resursları

http://schoolchemistry.by.ru/- məktəb kimyası. Bu sayt müxtəlif mövzular üzrə On-line testdən keçmək imkanına malikdir, həmçinin Vahid Dövlət İmtahanının demo versiyalarını təqdim edir.

Kimya və həyat-XXI əsr: populyar elmi jurnal. http:// www. hij. ru

Məlumatı yoxlayın. Bu məqalədə təqdim olunan faktların düzgünlüyünü və məlumatların etibarlılığını yoxlamaq lazımdır. Müzakirə səhifəsində mövzu ilə bağlı müzakirə aparılır: Terminologiya ilə bağlı şübhələr. Kimyəvi düstur ... Vikipediya

Kimyəvi düstur kimyəvi simvollardan, rəqəmlərdən və mötərizələrin bölmə simvollarından istifadə edərək maddələrin tərkibi və quruluşu haqqında məlumatları əks etdirir. Hal-hazırda kimyəvi düsturların aşağıdakı növləri fərqləndirilir: Ən sadə düstur. Təcrübəli... ... Vikipediya tərəfindən əldə edilə bilər

Kimyəvi düstur kimyəvi simvollardan, rəqəmlərdən və mötərizələrin bölmə simvollarından istifadə edərək maddələrin tərkibi və quruluşu haqqında məlumatları əks etdirir. Hal-hazırda kimyəvi düsturların aşağıdakı növləri fərqləndirilir: Ən sadə düstur. Təcrübəli... ... Vikipediya tərəfindən əldə edilə bilər

Kimyəvi düstur kimyəvi simvollardan, rəqəmlərdən və mötərizələrin bölmə simvollarından istifadə edərək maddələrin tərkibi və quruluşu haqqında məlumatları əks etdirir. Hal-hazırda kimyəvi düsturların aşağıdakı növləri fərqləndirilir: Ən sadə düstur. Təcrübəli... ... Vikipediya tərəfindən əldə edilə bilər

Kimyəvi düstur kimyəvi simvollardan, rəqəmlərdən və mötərizələrin bölmə simvollarından istifadə edərək maddələrin tərkibi və quruluşu haqqında məlumatları əks etdirir. Hal-hazırda kimyəvi düsturların aşağıdakı növləri fərqləndirilir: Ən sadə düstur. Təcrübəli... ... Vikipediya tərəfindən əldə edilə bilər

Əsas məqalə: Qeyri-üzvi birləşmələr Elementlər üzrə qeyri-üzvi birləşmələrin siyahısı, hər bir maddə üçün əlifba sırası ilə (düsturla) təqdim olunan qeyri-üzvi birləşmələrin məlumat siyahısı, elementlərin hidrogen turşuları (əgər ... ... Wikipedia

Bu məqalə və ya bölməyə yenidən baxılmalıdır. Xahiş edirəm məqaləni məqalə yazma qaydalarına uyğun təkmilləşdirin... Vikipediya

Kimyəvi tənlik (kimyəvi reaksiya tənliyi) kimyəvi düsturlar, ədədi əmsallar və riyazi simvollardan istifadə edərək kimyəvi reaksiyanın şərti təsviridir. Kimyəvi reaksiyanın tənliyi keyfiyyət və kəmiyyət verir... ... Vikipediya

Kimyəvi proqramlar kimya sahəsində istifadə olunan kompüter proqramlarıdır. Mündəricat 1 Kimyəvi redaktorlar 2 Platformalar 3 Ədəbiyyat ... Vikipediya

Kitablar

• Sənaye avadanlıqlarının quraşdırılması üçün Yapon-İngilis-Rus lüğəti. 8000-ə yaxın termin, Popova İ.S. Lüğət geniş istifadəçilər üçün və ilk növbədə Yaponiyadan sənaye avadanlıqlarının tədarükü və tətbiqi ilə məşğul olan tərcüməçilər və texniki mütəxəssislər üçün nəzərdə tutulub.
• Qısa biokimyəvi terminlər lüğəti, Kunizhev S.M.. Lüğət ümumi biokimya, ekologiya və biotexnologiyanın əsasları kursunda təhsil alan universitetlərin kimya və biologiya ixtisaslarının tələbələri üçün nəzərdə tutulub və ...

Kimyəvi elementlərin müasir simvolları elmə 1813-cü ildə J. Berzelius tərəfindən daxil edilmişdir. Onun təklifinə görə, elementlər latın adlarının ilk hərfləri ilə təyin olunur. Məsələn, oksigen (Oxygenium) O hərfi ilə, kükürd (Sulfur) S hərfi ilə, hidrogen (Hydrogenium) H hərfi ilə təyin olunur. Elementlərin adlarının eyni hərflə başladığı hallarda daha bir hərf qeyd olunur. birinci hərfə əlavə olunur. Beləliklə, karbon (Carboneum) C simvoluna malikdir, kalsium (Kalsium) - Ca, mis (Cuprum) - Cu.

Kimyəvi simvollar yalnız elementlərin qısaldılmış adları deyil: onlar həm də müəyyən miqdarları (və ya kütlələrini) ifadə edirlər, yəni. Hər bir simvol ya elementin bir atomunu, ya da onun atomlarının bir molunu, ya da həmin elementin molyar kütləsinə bərabər (və ya mütənasib) bir elementin kütləsini təmsil edir. Məsələn, C ya bir karbon atomu, ya da bir mol karbon atomu və ya 12 kütlə vahidi (adətən 12 q) karbon deməkdir.

Kimyəvi formullar

Maddələrin düsturları həm də yalnız maddənin tərkibini deyil, həm də miqdarını və kütləsini göstərir. Hər bir düstur ya maddənin bir molekulunu, ya da bir mol maddəni, ya da onun molyar kütləsinə bərabər (və ya ona mütənasib) bir maddənin kütləsini təmsil edir. Məsələn, H2O ya bir su molekulunu, ya da bir mol suyu və ya 18 kütlə vahidini (adətən (18 q) su) təmsil edir.

Sadə maddələr sadə bir maddənin molekulunun neçə atomdan ibarət olduğunu göstərən düsturlarla da təyin olunur: məsələn, hidrogen H 2 düsturu. Sadə bir maddənin molekulunun atom tərkibi dəqiq məlum deyilsə və ya maddə müxtəlif sayda atomları olan molekullardan ibarətdirsə, həmçinin molekulyar deyil, atom və ya metal quruluşa malikdirsə, sadə maddə aşağıdakılarla təyin olunur: elementin simvolu. Məsələn, fosforun sadə maddəsi P düsturu ilə işarələnir, çünki şərtlərdən asılı olaraq fosfor fərqli sayda atomlu molekullardan ibarət ola bilər və ya polimer quruluşa malik ola bilər.

Məsələlərin həlli üçün kimya düsturları

Maddənin formulası analizin nəticələrinə əsasən müəyyən edilir. Məsələn, təhlilə görə, qlükoza 40% (ağırlıqda) karbon, 6,72% (ağırlıq) hidrogen və 53,28% (ağırlıqda) oksigendən ibarətdir. Buna görə də karbon, hidrogen və oksigen kütlələri 40:6,72:53,28 nisbətindədir. İstənilən qlükoza düsturu C x H y O z üçün işarə edək, burada x, y və z molekuldakı karbon, hidrogen və oksigen atomlarının nömrələridir. Bu elementlərin atomlarının kütlələri müvafiq olaraq 12,01-ə bərabərdir; 1.01 və 16.00 Buna görə də, qlükoza molekulunda 12,01x amu var. karbon, 1.01u amu hidrogen və 16.00zа.u.m. oksigen. Bu kütlələrin nisbəti 12.01x: 1.01y: 16.00z-dir. Amma biz artıq qlükoza analizi məlumatlarına əsaslanaraq bu əlaqəni tapmışıq. Beləliklə:

12.01x: 1.01y: 16.00z = 40:6.72:53.28.

Mütənasibliyin xüsusiyyətlərinə görə:

x: y: z = 40/12.01:6.72/1.01:53.28/16.00

və ya x:y:z = 3,33:6,65:3,33 = 1:2:1.

Beləliklə, bir qlükoza molekulunda hər bir karbon atomuna iki hidrogen atomu və bir oksigen atomu düşür. Bu şərt CH 2 O, C 2 H 4 O 2, C 3 H 6 O 3 və s. düsturlarla təmin edilir. Bu düsturlardan birincisi - CH 2 O- ən sadə və ya empirik düstur adlanır; onun molekulyar çəkisi 30.02-dir. Həqiqi və ya molekulyar formulunu tapmaq üçün müəyyən bir maddənin molekulyar kütləsini bilmək lazımdır. Qızdırıldıqda qlükoza qaza çevrilmədən məhv olur. Lakin onun molekulyar çəkisi başqa üsullarla müəyyən edilə bilər: 180-ə bərabərdir. Bu molekulyar çəkinin ən sadə düstura uyğun molekulyar çəki ilə müqayisəsindən aydın olur ki, C 6 H 12 O 6 düsturu qlükozaya uyğun gəlir.

Beləliklə, kimyəvi düstur kimyəvi elementlərin simvollarından, ədədi göstəricilərdən və bəzi digər işarələrdən istifadə edərək bir maddənin tərkibinin təsviridir. Aşağıdakı formul növləri fərqləndirilir:

— ən sadə , bir molekuldakı kimyəvi elementlərin nisbətini təyin etməklə və onların nisbi atom kütlələrinin dəyərlərindən istifadə etməklə eksperimental olaraq əldə edilir (yuxarıdakı nümunəyə baxın);

— molekulyar , maddənin ən sadə formulunu və onun molekulyar çəkisini bilməklə əldə edilə bilər (yuxarıdakı nümunəyə bax);

— rasional , kimyəvi elementlərin siniflərinə xas olan atom qruplarını göstərmək (R-OH - spirtlər, R - COOH - karboksilik turşular, R - NH 2 - ilkin aminlər və s.);

— struktur (qrafik) , bir molekulda atomların nisbi düzülməsini göstərən (iki ölçülü (müstəvidə) və ya üç ölçülü (fəzada) ola bilər);

— elektron, elektronların orbitallar arasında paylanmasını göstərir (molekullar üçün deyil, yalnız kimyəvi elementlər üçün yazılmışdır).

Etil spirti molekulunun nümunəsinə daha yaxından nəzər salaq:

1. etanolun ən sadə formulu C 2 H 6 O-dur;
2. etanolun molekulyar formulu C 2 H 6 O;
3. etanolun rasional formulu C 2 H 5 OH-dir;

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

Məşq edin	13,8 q ağırlığında oksigen tərkibli üzvi maddənin tam yanması ilə 26,4 q karbon qazı və 16,2 q su əldə edildi. Maddənin buxarlarının hidrogenə nisbətən nisbi sıxlığı 23 olarsa, onun molekulyar düsturunu tapın.
Həll	Karbon, hidrogen və oksigen atomlarının sayını müvafiq olaraq “x”, “y” və “z” olaraq təyin edən üzvi birləşmənin yanma reaksiyasının diaqramını tərtib edək: C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O. Bu maddəni təşkil edən elementlərin kütlələrini müəyyən edək. D.I. Dövri Cədvəldən götürülmüş nisbi atom kütlələrinin dəyərləri. Mendeleyev, tam ədədlərə yuvarlaq: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H 2 O)×M(H) = ×M(H); Karbon qazının və suyun molyar kütlələrini hesablayaq. Məlum olduğu kimi, molekulun molyar kütləsi molekulu təşkil edən atomların nisbi atom kütlələrinin cəminə bərabərdir (M = Cənab): M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 q/mol; M(H 2 O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 q/mol. m(C) = ×12 = 7,2 q; m (H) = 2 × 16,2 / 18 × 1 = 1,8 q. m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 13,8 - 7,2 - 1,8 = 4,8 q. Birləşmənin kimyəvi düsturunu təyin edək: x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O); x:y:z = 7,2/12:1,8/1:4,8/16; x:y:z = 0,6: 1,8: 0,3 = 2: 6: 1. Bu o deməkdir ki, birləşmənin ən sadə formulası C 2 H 6 O və molar kütləsi 46 q/moldur. Üzvi maddənin molar kütləsi onun hidrogen sıxlığından istifadə etməklə müəyyən edilə bilər: M maddə = M(H 2) × D(H 2) ; M maddə = 2 × 23 = 46 q/mol. M maddə / M(C 2 H 6 O) = 46 / 46 = 1. Bu o deməkdir ki, üzvi birləşmənin formulu C 2 H 6 O olacaq.
Cavab verin	C2H6O

NÜMUNƏ 2

Məşq edin	Onun oksidlərindən birində fosforun kütlə payı 56,4% təşkil edir. Havada oksid buxarının sıxlığı 7,59-dur. Oksidin molekulyar formulunu təyin edin.
Həll	NX tərkibinin molekulunda X elementinin kütlə payı aşağıdakı düsturla hesablanır: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Qarışıqdakı oksigenin kütlə payını hesablayaq: ω(O) = 100% - ω(P) = 100% - 56.4% = 43.6%. Birləşməyə daxil olan elementlərin mol sayını “x” (fosfor), “y” (oksigen) kimi işarə edək. Sonra molar nisbət belə görünəcək (D.I. Mendeleyevin Dövri Cədvəlindən götürülmüş nisbi atom kütlələrinin dəyərləri tam ədədlərə yuvarlaqlaşdırılır): x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O); x:y = 56,4/31: 43,6/16; x:y = 1,82:2,725 = 1:1,5 = 2:3. Bu o deməkdir ki, fosforu oksigenlə birləşdirmək üçün ən sadə düstur P 2 O 3 və 94 q/mol molyar kütlə olacaqdır. Üzvi maddənin molar kütləsi onun hava sıxlığından istifadə etməklə müəyyən edilə bilər: M maddə = M hava × D hava; M maddə = 29 × 7,59 = 220 q/mol. Üzvi birləşmənin həqiqi düsturunu tapmaq üçün yaranan molyar kütlələrin nisbətini tapırıq: M maddə / M(P 2 O 3) = 220 / 94 = 2. Bu o deməkdir ki, fosfor və oksigen atomlarının indeksləri 2 dəfə yüksək olmalıdır, yəni. maddənin formulu P 4 O 6 olacaq.
Cavab verin	P4O6