Kimyo– moddalarning tarkibi, tuzilishi, xossalari va o‘zgarishlari haqidagi fan.

Atom-molekulyar fan. Moddalar kimyoviy zarralardan (molekulalar, atomlar, ionlar) iborat bo'lib, ular murakkab tuzilishga ega va elementar zarrachalardan (protonlar, neytronlar, elektronlar) iborat.

Atom– musbat yadro va elektronlardan tashkil topgan neytral zarracha.

Molekula- kimyoviy bog'lar bilan bog'langan barqaror atomlar guruhi.

Kimyoviy element- bir xil yadro zaryadiga ega bo'lgan atomlar turi. Elementni bildiradi

bu erda X elementning belgisi, Z– elementlar davriy sistemasidagi elementning seriya raqami D.I. Mendeleyev, A- massa raqami. Tartib raqam Z atom yadrosining zaryadiga, atom yadrosidagi protonlar soniga va atomdagi elektronlar soniga teng. Massa raqami A atomdagi proton va neytronlar sonining yig'indisiga teng. Neytronlar soni farqga teng A–Z.

Izotoplar- har xil massa raqamlariga ega bo'lgan bir xil element atomlari.

Nisbiy atom massasi(A r) - tabiiy izotopik tarkibli element atomining o'rtacha massasining uglerod izotopi 12 C atomi massasining 1/12 qismiga nisbati.

Nisbiy molekulyar og'irlik(M r) - tabiiy izotopik tarkibli modda molekulasining o'rtacha massasining 12 C uglerod izotopi atomi massasining 1/12 qismiga nisbati.

Atom massa birligi(a.u.m) – uglerod izotopi atomi massasining 1/12 qismi 12 C. 1 a.u. m = 1,66? 10-24 yil

Mole- uglerod izotopining 0,012 kg 12 S tarkibida qancha atom bo'lsa, shuncha tuzilish birliklari (atomlar, molekulalar, ionlar) bo'lgan moddaning miqdori. Mole– 6,02 10 23 strukturaviy birlik (atomlar, molekulalar, ionlar) bo‘lgan moddaning miqdori.

n = N/N A, Qayerda n- moddaning miqdori (mol), N- zarrachalar soni, a N A- Avogadro doimiysi. Moddaning miqdorini v belgisi bilan ham belgilash mumkin.

Avogadro doimiysi N A = 6,02 10 23 zarrachalar/mol.

Molyar massaM(g/mol) - moddaning massasining nisbati m(d) moddaning miqdoriga n(mol):

M = m/n, qayerda: m = M n Va n = m/M.

Gazning molyar hajmiV M(l/mol) – gaz hajmining nisbati V(l) bu gazning moddasi miqdoriga n(mol). Oddiy sharoitlarda V M = 22,4 l/mol.

Oddiy sharoitlar: harorat t = 0 ° C yoki T = 273 K, bosim p = 1 atm = 760 mm. rt. Art. = 101,325 Pa = 101,325 kPa.

V M = V/n, qayerda: V = V M n Va n = V/V M.

Natijada umumiy formula mavjud:

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

Ekvivalent- bitta vodorod atomi bilan o'zaro ta'sir qiluvchi yoki uning o'rnini bosuvchi yoki unga boshqa yo'l bilan ekvivalent bo'lgan haqiqiy yoki xayoliy zarracha.

Molyar massa ekvivalentlari M e– moddaning massasining shu moddaning ekvivalentlari soniga nisbati: M e = m/n (ek) .

Zaryad almashinish reaksiyalarida modda ekvivalentlarining molyar massasi

molyar massa bilan M teng: M e = M/(n? m).

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida molyar massaga ega moddaning ekvivalentlarining molyar massasi M teng: M e = M/n(e), Qayerda n(e)- uzatilgan elektronlar soni.

Ekvivalentlar qonuni- 1 va 2 reaktivlarning massalari ularning ekvivalentlarining molyar massalariga proportsionaldir. m 1 / m 2= M E1/M E2, yoki m 1 / M E1 = m 2 / M E2, yoki n 1 = n 2, Qayerda m 1 Va m 2- ikki moddaning massalari, M E1 Va M E2- ekvivalentlarning molyar massalari, n 1 Va n 2– bu moddalarning ekvivalentlari soni.

Yechimlar uchun ekvivalentlar qonunini quyidagicha yozish mumkin:

c E1 V 1 = c E2 V 2, Qayerda E1 bilan, E2 bilan, V 1 bilan Va V 2– bu ikki moddaning ekvivalentlarining molyar konsentrasiyalari va eritmalarining hajmlari.

Birlashgan gaz qonuni: pV = nRT, Qayerda p- bosim (Pa, kPa), V– hajm (m 3, l), n- gaz moddasining miqdori (mol), T - harorat (K), T(K) = t(°C) + 273, R- doimiy, R= 8.314 J/(K? mol), J = Pa m 3 = kPa l bilan.

2. Atom tuzilishi va davriy qonuni

To'lqin-zarralar ikkiligi materiya - har bir ob'ekt ham to'lqin, ham korpuskulyar xususiyatlarga ega bo'lishi mumkinligi haqidagi g'oya. Lui de Broyl jismlarning to'lqin va korpuskulyar xususiyatlarini bog'laydigan formulani taklif qildi: ? = h/(mV), Qayerda h- Plank doimiysi, ? - massasi bilan har bir tanaga mos keladigan to'lqin uzunligi m va tezlik V. To'lqin xossalari barcha jismlar uchun mavjud bo'lsa-da, ular faqat atom va elektron massalari tartibida massalari bo'lgan mikro-ob'ektlar uchun kuzatilishi mumkin.

Heisenberg noaniqlik printsipi: ?(mV x) ?x > h/2n yoki ?V x ?x > h/(2?m), Qayerda m- zarracha massasi, x- uning koordinatasi; Vx- yo'nalishdagi tezlik x, ?- noaniqlik, aniqlash xatosi. Noaniqlik printsipi bir vaqtning o'zida pozitsiyani (koordinatani) ko'rsatish mumkin emasligini anglatadi. x) va tezlik (V x) zarralar.

Kichik massali zarralar (atomlar, yadrolar, elektronlar, molekulalar) Nyuton mexanikasi ma'nosida zarrachalar emas va klassik fizika tomonidan o'rganilmaydi. Ular kvant fizikasi tomonidan o'rganiladi.

Bosh kvant sonin K, L, M, N, O, P va Q elektron darajalariga (qatlamlariga) mos keladigan 1, 2, 3, 4, 5, 6 va 7 qiymatlarini oladi.

Daraja– bir xil sonli elektronlar joylashgan fazo n. Turli darajadagi elektronlar fazoviy va energetik jihatdan bir-biridan ajralib turadi, chunki raqam n elektron energiyasini aniqlaydi E(qanchalik ko'p n, ko'proq E) va masofa R elektronlar va yadro o'rtasida (qanchalik ko'p n, ko'proq R).

Orbital (yon, azimutal) kvant sonil soniga qarab qiymatlarni oladi n:l= 0, 1,…(n- 1). Masalan, agar n= 2, keyin l = 0, 1; Agar n= 3, keyin l = 0, 1, 2. Raqam l pastki darajani (pastki qatlamni) tavsiflaydi.

Pastki daraja- elektronlar ma'lum bo'lgan fazo n Va l. Berilgan darajadagi pastki darajalar raqamga qarab belgilanadi l:s- Agar l = 0, p- Agar l = 1, d- Agar l = 2, f- Agar l = 3. Berilgan atomning pastki darajalari raqamlarga qarab belgilanadi n Va l, masalan: 2s (n = 2, l = 0), 3d(n= 3, l = 2) va hokazo. Berilgan darajadagi pastki darajalar turli energiyaga ega (qanchalik ko'p l, ko'proq E): E s< E < Е А < … va bu pastki sathlarni tashkil etuvchi orbitallarning turli shakllari: s-orbital shar shakliga ega, p-orbital gantelga o'xshaydi va hokazo.

Magnit kvant sonim 1 ga teng orbital magnit momentning yo'nalishini xarakterlaydi l, tashqi magnit maydonga nisbatan fazoda va quyidagi qiymatlarni oladi: – l,…-1, 0, 1,…l, ya'ni jami (2l + 1) qiymat. Masalan, agar l = 2, keyin m 1 =-2, -1, 0, 1, 2.

Orbital(pastki darajaning bir qismi) - elektronlar (ikkitadan ko'p bo'lmagan) ma'lum darajada joylashgan bo'shliq n, l, m 1. Pastki daraja o'z ichiga oladi 2l+1 orbital. Masalan, d- pastki daraja beshta d-orbitalni o'z ichiga oladi. Turli raqamlarga ega bir xil pastki darajadagi orbitallar m 1, bir xil energiyaga ega.

Magnit aylanish raqamiXonim elektronning o'z magnit momentining s ning tashqi magnit maydonga nisbatan yo'nalishini xarakterlaydi va ikkita qiymatni oladi: +? Va _?.

Atomdagi elektronlar quyidagi qoidalarga muvofiq sathlar, pastki sathlar va orbitallarni egallaydi.

Pauli qoidasi: Bitta atomda ikkita elektron to'rtta bir xil kvant raqamiga ega bo'lishi mumkin emas. Ular kamida bitta kvant sonida farq qilishi kerak.

Pauli qoidasidan kelib chiqadiki, orbital ikkitadan ko'p bo'lmagan elektronni o'z ichiga olishi mumkin, pastki sathda 2 (2l + 1) dan ko'p bo'lmagan elektron bo'lishi mumkin, daraja ko'pi bilan bo'lishi mumkin emas. 2n 2 elektronlar.

Klechkovskiy qoidasi: elektron pastki darajalar miqdori ortib borish tartibida to'ldiriladi (n + l), va bir xil miqdorda bo'lsa (n+l)- sonning o'sish tartibida n.

Klechkovskiy qoidasining grafik shakli.

Klechkovskiy qoidasiga ko'ra, quyi darajalar quyidagi tartibda to'ldiriladi: 1s, 2s, 2r, 3s, Zr, 4s, 3d, 4r, 5s, 4d, 5r, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,…

Pastki darajalarni to'ldirish Klechkovskiy qoidasiga ko'ra sodir bo'lsa-da, elektron formulada pastki darajalar daraja bo'yicha ketma-ket yoziladi: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f Shunday qilib, brom atomining elektron formulasi quyidagicha yoziladi: Br(35e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Bir qator atomlarning elektron konfiguratsiyasi Klechkovskiy qoidasida bashorat qilinganidan farq qiladi. Shunday qilib, Cr va Cu uchun:

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

Hunda qoidasi (Gunda): Berilgan pastki darajadagi orbitallarni to'ldirish umumiy aylanish maksimal bo'lishi uchun amalga oshiriladi. Berilgan pastki darajadagi orbitallar birinchi navbatda bir vaqtning o'zida bitta elektron bilan to'ldiriladi.

Atomlarning elektron konfiguratsiyasi sathlar, pastki darajalar, orbitallar bo'yicha yozilishi mumkin. Masalan, elektron formula P(15e) yozilishi mumkin:

a) darajalar bo'yicha)2)8)5;

b) pastki darajalar bo'yicha 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;

v) orbital orqali

Ayrim atomlar va ionlarning elektron formulalariga misollar:

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. Kimyoviy bog‘lanish

3.1. Valentlik bog'lanish usuli

Valentlik bog'lanish usuliga ko'ra, A va B atomlari o'rtasidagi bog'lanish bir juft elektronni almashish orqali hosil bo'ladi.

Kovalent bog'lanish. Donor-akseptor aloqasi.

Valentlik atomlarning kimyoviy bog'lanish qobiliyatini tavsiflaydi va atom tomonidan hosil qilingan kimyoviy bog'lanishlar soniga tengdir. Valentlik bog'lanish usuliga ko'ra, valentlik umumiy juft elektronlar soniga, kovalent bog'lanish holatida esa valentlik atomning asosiy yoki qo'zg'aluvchan holatlaridagi tashqi sathidagi juftlanmagan elektronlar soniga tengdir. .

Atomlarning valentligi

Masalan, uglerod va oltingugurt uchun:

To'yinganlik kovalent bog'lanish: atomlar valentligiga teng bo'lgan cheklangan miqdordagi bog'lanishlarni hosil qiladi.

Atom orbitallarining gibridlanishi– elektronlari ekvivalent?-bog'lar hosil bo'lishida ishtirok etuvchi atomning turli ostki sathlari atom orbitallarini (AO) aralashtirish. Gibrid orbital (HO) ekvivalentligi hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanishlarning ekvivalentligini tushuntiradi. Masalan, to'rt valentli uglerod atomi bo'lsa, bittasi mavjud 2s - va uchta 2p-elektron. CH 4, CF 4 va boshqalar molekulalarida uglerod hosil qilgan to'rtta?-bog'larning ekvivalentligini tushuntirish uchun atomik. s- va uchta R- orbitallar to'rtta ekvivalent gibrid bilan almashtiriladi sp 3-orbitallar:

Diqqat Kovalent bog'lanish umumiy elektron juftligini tashkil etuvchi orbitallarning maksimal qoplanish yo'nalishida hosil bo'lishidir.

Gibridlanish turiga qarab, gibrid orbitallar kosmosda ma'lum bir joyga ega:

sp– chiziqli, orbitallar o‘qlari orasidagi burchak 180°;

sp 2– uchburchak, orbitallar o‘qlari orasidagi burchaklar 120°;

sp 3– tetraedral, orbitallar o‘qlari orasidagi burchaklar 109°;

sp 3 d 1– trigonal-bipiramidal, burchaklari 90° va 120°;

sp 2 d 1– kvadrat, orbitallar o‘qlari orasidagi burchaklar 90°;

sp 3 d 2– oktaedral, orbitallar oʻqlari orasidagi burchaklar 90°.

3.2. Molekulyar orbital nazariya

Molekulyar orbitallar nazariyasiga ko'ra, molekula yadro va elektronlardan iborat. Molekulalarda elektronlar molekulyar orbitallarda (MO) joylashgan. Tashqi elektronlarning MO lari murakkab tuzilishga ega va molekulani tashkil etuvchi atomlarning tashqi orbitallarining chiziqli birikmasi sifatida qaraladi. Shakllangan MOlar soni ularni shakllantirishda ishtirok etgan AOlar soniga teng. MO larning energiyalari ularni hosil qiluvchi AO larning energiyasidan past (bog’lovchi MO), teng (bog’lanmaydigan MO) yoki yuqori (antibog’lovchi MO) bo’lishi mumkin.

OAJning o'zaro munosabatlari shartlari

1. Agar ular o'xshash energiyaga ega bo'lsa, AO o'zaro ta'sir qiladi.

2. Agar ular bir-biriga mos kelsa, AO o'zaro ta'sir qiladi.

3. Agar ular tegishli simmetriyaga ega bo'lsa, AO o'zaro ta'sir qiladi.

Ikki atomli AB molekulasi (yoki har qanday chiziqli molekula) uchun MO simmetriyasi quyidagicha bo'lishi mumkin:

Agar berilgan MO simmetriya o'qiga ega bo'lsa,

Agar berilgan MO simmetriya tekisligiga ega bo'lsa,

Agar MO simmetriyaning ikkita perpendikulyar tekisligiga ega bo'lsa.

Bog'lanish MO'larida elektronlarning mavjudligi tizimni barqarorlashtiradi, chunki u atomlarning energiyasiga nisbatan molekula energiyasini kamaytiradi. Molekulaning barqarorligi xarakterlanadi obligatsiya tartibi n, teng: n = (n yorug'lik - n o'lcham) / 2, Qayerda n yorug'lik va n o'lcham - bog'lovchi va antibog'lovchi orbitallardagi elektronlar soni.

MO larni elektronlar bilan to'ldirish atomdagi AO larni to'ldirish bilan bir xil qoidalarga muvofiq amalga oshiriladi, ya'ni: Pauli qoidasi (MO'da ikkitadan ko'p elektron bo'lishi mumkin emas), Xund qoidasi (umumiy spin maksimal bo'lishi kerak) va hokazo. .

Birinchi davrdagi 1s-AO atomlarining (H va He) oʻzaro taʼsiri?-MO bogʻlanish va antibogʻlanish?*-MO hosil boʻlishiga olib keladi:

Molekulalarning elektron formulalari, bog'lanish tartiblari n, eksperimental bog'lanish energiyalari E va molekulalararo masofalar R Birinchi davr atomlaridan diatomik molekulalar uchun quyidagi jadvalda keltirilgan:

Ikkinchi davrning boshqa atomlarida, 2s-AO dan tashqari, 2p x -, 2p y – va 2p z -AO ham bor, ular oʻzaro taʼsirlashganda?– va?-MO hosil boʻlishi mumkin. O, F va Ne atomlari uchun 2s- va 2p-AO larning energiyalari sezilarli darajada farq qiladi va bir atomning 2s-AO va boshqa atomning 2p-AO o'rtasidagi o'zaro ta'sirni 2s o'rtasidagi o'zaro ta'sirni e'tiborsiz qoldirish mumkin. -2p-AO ning o'zaro ta'siridan alohida ikkita atomning AO. O 2, F 2, Ne 2 molekulalari uchun MO sxemasi quyidagi shaklga ega:

B, C, N atomlari uchun 2s– va 2p-AO energiyalari energiyalari boʻyicha yaqin boʻlib, bir atomning 2s-AO boshqa atomning 2p z-AO bilan oʻzaro taʼsir qiladi. Shuning uchun B 2, C 2 va N 2 molekulalardagi MO larning tartibi O 2, F 2 va Ne 2 molekulalardagi MO larning tartibidan farq qiladi. Quyida B 2, C 2 va N 2 molekulalari uchun MO sxemasi keltirilgan:

Berilgan MO sxemalari asosida, masalan, O 2, O 2 + va O 2 molekulalarining elektron formulalarini yozish mumkin:

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 molekulasida MO nazariyasi bizga ushbu molekulaning katta kuchini oldindan ko'rishga imkon beradi, chunki n = 2, O 2 + – O 2 – O 2 ? qatoridagi bogʻlanish energiyalari va yadrolararo masofalardagi oʻzgarishlar tabiati, shuningdek, O 2 molekulasining paramagnetizmi, yuqori MOʼlari ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega.

3.3. Ba'zi turdagi ulanishlar

Ion aloqasi- qarama-qarshi zaryadli ionlar orasidagi elektrostatik bog'lanish. Ion bog'lanishni qutbli kovalent bog'lanishning ekstremal holati deb hisoblash mumkin. Agar atomlarning elektron manfiyligidagi farq X 1,5-2,0 dan katta bo'lsa, ion bog'lanish hosil bo'ladi.

Ion bog'lanish yo'nalishsiz to'yinmagan aloqa NaCl kristalida Na+ ioni barcha Cl ionlari tomonidan tortiladi? va oʻzaro taʼsir yoʻnalishi va ionlar sonidan qatʼi nazar, boshqa barcha Na+ ionlari tomonidan itariladi. Bu ion molekulalariga nisbatan ion kristallarining katta barqarorligini aniqlaydi.

Vodorod aloqasi- bir molekulaning vodorod atomi va boshqa molekulaning elektronegativ atomi (F, CI, N) o'rtasidagi bog'lanish.

Vodorod aloqasining mavjudligi suvning anomal xususiyatlarini tushuntiradi: suvning qaynash nuqtasi uning kimyoviy analoglariga qaraganda ancha yuqori: t kip (H 2 O) = 100 ° C va t kip (H 2 S) = - 61 ° S. H 2 S molekulalari o'rtasida vodorod bog'lari hosil bo'lmaydi.

4. Kimyoviy jarayonlarning qonuniyatlari

4.1. Termokimyo

Energiya(E)- ishni ishlab chiqarish qobiliyati. Mexanik ish (A), masalan, uning kengayishi paytida gaz bilan amalga oshiriladi: A = p?V.

Energiyaning yutilishi bilan sodir bo'ladigan reaktsiyalar: endotermik.

Energiya chiqishi bilan bog'liq reaktsiyalar: ekzotermik.

Energiya turlari: issiqlik, yorug'lik, elektr, kimyoviy, yadro energiyasi va boshqalar.

Energiya turlari: kinetik va potentsial.

Kinetik energiya- harakatlanuvchi jismning energiyasi, bu tananing dam olishdan oldin qila oladigan ishidir.

Issiqlik (Q)- kinetik energiyaning bir turi - atomlar va molekulalarning harakati bilan bog'liq. Massa tanasi bilan aloqa qilganda (m) va issiqlikning solishtirma issiqlik sig'imi (c) Q uning harorati ga ortadi? t: ?Q = m ?t bilan, qayerda? t = ?Q/(c t).

Potensial energiya- tananing yoki uning tarkibiy qismlarining kosmosdagi holatini o'zgartirishi natijasida olingan energiya. Kimyoviy bog'lanish energiyasi potentsial energiyaning bir turidir.

Termodinamikaning birinchi qonuni: energiya bir turdan ikkinchi turga o'tishi mumkin, lekin yo'qolishi yoki paydo bo'lishi mumkin emas.

Ichki energiya (U) – jismni tashkil etuvchi zarrachalarning kinetik va potentsial energiyalari yig‘indisi. Reaksiyada yutilgan issiqlik reaksiya mahsulotlari va reagentlarning ichki energiyasidagi farqga teng (Q = ?U = U 2 – U 1), tizim atrof-muhit bo'yicha hech qanday ish qilmagan bo'lsa. Agar reaksiya doimiy bosimda sodir bo'lsa, u holda chiqarilgan gazlar tashqi bosim kuchlariga qarshi ishlaydi va reaksiya davomida yutilgan issiqlik ichki energiyadagi o'zgarishlar yig'indisiga teng bo'ladi. ?U va ish A = p?V. Doimiy bosimda yutilgan bu issiqlik entalpiya o'zgarishi deyiladi:? N = ?U + p?V, aniqlash entalpiya Qanaqasiga H = U + pV. Suyuq va qattiq moddalarning reaksiyalari hajmi sezilarli o'zgarishlarsiz sodir bo'ladi (?V = 0), bu reaktsiyalar haqida nima deyish mumkin? N ga yaqin ?U (?N = ?U). Hajmi o'zgarishi bilan reaktsiyalar uchun bizda mavjud ?N > ?U, agar kengaytirish davom etayotgan bo'lsa va ?N< ?U , agar siqilish mavjud bo'lsa.

Entalpiyaning o'zgarishi odatda moddaning standart holatiga aytiladi: ya'ni ma'lum bir holatdagi (qattiq, suyuq yoki gazsimon) toza modda uchun 1 atm = 101,325 Pa bosimda, 298 K haroratda va 1 mol/l moddalarning konsentratsiyasi.

Shakllanishning standart entalpiyasi?– standart sharoitda uni tashkil etuvchi oddiy moddalardan 1 mol modda hosil bo‘lganda ajralib chiqadigan yoki yutilgan issiqlik. Masalan, ?N arr.(NaCl) = -411 kJ/mol. Demak, Na(s) + ?Cl 2 (g) = NaCl(s) reaksiyasida 1 mol NaCl hosil bo`lganda 411 kJ energiya ajralib chiqadi.

Reaksiyaning standart entalpiyasi?H- kimyoviy reaksiya paytida entalpiyaning o'zgarishi, formula bilan aniqlanadi: ?N = ?N arr.(mahsulotlar) - ?N arr.(reagentlar).

Demak reaksiya uchun NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (tv), bilish?H o 6 p (NH 3) = -46 kJ/mol, ? H o 6 p (HCl) = -92 kJ /mol va?H o 6 p (NH 4 Cl) = -315 kJ/mol bizda:

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

Agar? N< 0 bo'lsa, reaktsiya ekzotermik bo'ladi. Agar? N> 0 bo'lsa, reaktsiya endotermik bo'ladi.

Qonun Hess: Reaksiyaning standart entalpiyasi reaktivlar va mahsulotlarning standart entalpiyalariga bog'liq va reaktsiya yo'liga bog'liq emas.

O'z-o'zidan paydo bo'ladigan jarayonlar nafaqat ekzotermik, ya'ni energiyaning pasayishi bilan bog'liq jarayonlar bo'lishi mumkin (?N< 0), lekin endotermik jarayonlar ham bo'lishi mumkin, ya'ni energiya ortib borayotgan jarayonlar (?N> 0). Bu jarayonlarning barchasida tizimning "tartibsizligi" kuchayadi.

EntropiyaS - tizimning buzilish darajasini tavsiflovchi jismoniy miqdor. S – standart entropiya, ?S – standart entropiyaning o‘zgarishi. Agar?S > 0 bo'lsa, AS bo'lsa, buzilish kuchayadi< 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ?S >0. Zarrachalar soni kamayadigan jarayonlar uchun ?S< 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:

CaO(qattiq) + H 2 O(l) = Ca(OH) 2 (qattiq), ?S< 0;

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

Jarayonlar energiya chiqishi bilan o'z-o'zidan sodir bo'ladi, ya'ni nima uchun? N< 0, va ortib borayotgan entropiya bilan, ya'ni qaysi uchun?S > 0. Ikkala omilni ham hisobga olish uchun ifodaga olib keladi. Gibbs energiyasi: G = H - TS yoki? G = ?H – T?S. Gibbs energiyasi kamayadigan reaksiyalar, ya'ni ?G< 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ?G >0, o'z-o'zidan ketmang. G = 0 sharti mahsulot va reaktivlar o'rtasida muvozanat o'rnatilganligini bildiradi.

Past haroratlarda, qiymat bo'lganda T nolga yaqin, faqat ekzotermik reaksiyalar sodir bo'ladi, chunki T?S– oz va?G = ? N< 0. Yuqori haroratlarda qiymatlar T?S ajoyib, va, hajmini e'tiborsiz? N, bizda? G = – T?S, ya'ni entropiya ortib borayotgan jarayonlar o'z-o'zidan sodir bo'ladi, buning uchun?S > 0, a?G< 0. При этом чем больше по абсолютной величине значение?G, тем более полно проходит данный процесс.

Muayyan reaksiya uchun AG qiymatini quyidagi formula bilan aniqlash mumkin:

G = ?S arr (mahsulotlar) – ?G o b p (reagentlar).

Bunda ?G o br qiymatlari, shuningdek? N arr. va?S o br ko’p sonli moddalar uchun maxsus jadvallarda keltirilgan.

4.2. Kimyoviy kinetika

Kimyoviy reaksiya tezligi(v) vaqt birligida reaktivlarning molyar konsentratsiyasining o'zgarishi bilan aniqlanadi:

Qayerda v– reaksiya tezligi, s – reaktivning molyar konsentratsiyasi, t- vaqt.

Kimyoviy reaksiya tezligi reaktivlarning tabiatiga va reaksiya sharoitlariga (harorat, kontsentratsiya, katalizator mavjudligi va boshqalar) bog'liq.

Konsentratsiyaning ta'siri. IN Oddiy reaksiyalarda reaksiya tezligi ularning stexiometrik koeffitsientlariga teng quvvatda olingan reaktivlar konsentrasiyalari mahsulotiga mutanosibdir.

Reaktsiya uchun

Bu erda 1 va 2 mos ravishda oldinga va teskari reaktsiyalarning yo'nalishlari:

v 1 = k 1? [A] m? [B]n va

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

Qayerda v- tezlik reaktsiyasi, k– tezlik konstantasi, [A] – A moddaning molyar konsentratsiyasi.

Reaksiyaning molekulyarligi– reaksiyaning elementar aktida ishtirok etuvchi molekulalar soni. Oddiy reaktsiyalar uchun, masalan: mA + nB> rs + qD, molekulyarlik koeffitsientlar yig'indisiga teng (m + n). Reaksiyalar bir molekulali, ikki molekulali va kamdan-kam uch molekulali bo'lishi mumkin. Yuqori molekulyar og'irlikdagi reaktsiyalar sodir bo'lmaydi.

Reaktsiya tartibi kimyoviy reaksiya tezligini eksperimental ifodalashda konsentratsiya darajalarining ko'rsatkichlari yig'indisiga teng. Shunday qilib, murakkab reaktsiya uchun

mA + nB > rs + qD reaksiya tezligining eksperimental ifodasi

v 1 = k 1 ? [A]? ? [IN] ? va reaksiya tartibi (? + ?). Qayerda? Va? eksperimental tarzda topiladi va mos kelmasligi mumkin m Va n shunga ko'ra, murakkab reaksiya tenglamasi bir necha oddiy reaksiyalarning natijasi bo'lganligi sababli.

Haroratning ta'siri. Reaksiya tezligi molekulalar orasidagi samarali to'qnashuvlar soniga bog'liq. Haroratning ko'tarilishi faol molekulalar sonini ko'paytiradi va ularga reaksiya sodir bo'lishi uchun zarur energiya beradi. faollashtirish energiyasi E harakat qiladi va kimyoviy reaksiya tezligini oshiradi.

Vant-Xoff qoidasi. Harorat 10° ga oshganda reaksiya tezligi 2–4 marta ortadi. Matematik jihatdan bu quyidagicha yoziladi:

v 2 = v 1? ?(t 2 – t 1)/10

Bu erda v 1 va v 2 - boshlang'ich (t 1) va oxirgi (t 2) haroratlarda reaktsiya tezligi, ? – reaksiya tezligining harorat koeffitsienti, harorat 10° ga oshishi bilan reaksiya tezligi necha marta oshishini ko‘rsatadi.

Aniqrog'i, reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi ifodalanadi Arrhenius tenglamasi:

k = A? e - E/(RT)

Qayerda k- tezlik konstantasi, A- haroratga bog'liq bo'lmagan doimiy, e = 2,71828, E- faollashtirish energiyasi; R= 8,314 J/(K? mol) – gaz doimiysi; T– harorat (K). Ko'rinib turibdiki, tezlik konstantasi haroratning oshishi va faollashuv energiyasining kamayishi bilan ortadi.

4.3. Kimyoviy muvozanat

Vaqt o'tishi bilan uning holati o'zgarmasa, tizim muvozanatda bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligining tengligi tizimning muvozanatini saqlash shartidir.

Qaytariladigan reaksiyaga misol qilib reaksiyani keltirish mumkin

N 2 + 3H 2 - 2NH 3.

Ommaviy harakat qonuni: reaksiya mahsulotlari kontsentratsiyasi mahsulotining boshlang'ich moddalar kontsentratsiyasi mahsulotiga nisbati (barcha kontsentratsiyalar ularning stexiometrik koeffitsientlariga teng darajalarda ko'rsatilgan) doimiy deyiladi. muvozanat konstantasi.

Muvozanat konstantasi oldinga siljish reaksiyasining o'lchovidir.

K = O - to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya sodir bo'lmaydi;

K =? - to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya yakunlanadi;

K > 1 - muvozanat o'ngga siljiydi;

TO< 1 - muvozanat chapga siljiydi.

Reaktsiya muvozanat konstantasi TO Xuddi shu reaksiya uchun standart Gibbs energiyasining o‘zgarishi kattaligi bilan bog‘liq?G:

G= - RT ln K, yoki?G = -2.3RT lg K, yoki K= 10 -0,435?G/RT

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

Agar TO< 1, keyin lg K < 0 и?G >0, ya'ni muvozanat chapga siljigan bo'lsa, u holda reaktsiya o'z-o'zidan o'ngga o'tmaydi.

Muvozanatning siljishi qonuni: Muvozanat holatidagi tizimga tashqi ta’sir ko‘rsatilsa, tizimda tashqi ta’sirga qarshi ta’sir qiluvchi jarayon yuzaga keladi.

5. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari- elementlarning oksidlanish darajasi o'zgarishi bilan sodir bo'ladigan reaktsiyalar.

Oksidlanish- elektron donatsiya jarayoni.

Qayta tiklash- elektronlarni qo'shish jarayoni.

Oksidlovchi- elektronlarni qabul qiladigan atom, molekula yoki ion.

Qaytaruvchi vosita- elektron beradigan atom, molekula yoki ion.

Elektronlarni qabul qiluvchi oksidlovchi moddalar qisqartirilgan shaklga o'tadi:

F 2 [taxminan. ] + 2e > 2F? [tiklangan].

Reduktiv moddalar elektronlardan voz kechib, oksidlangan shaklga o'tadi:

Na 0 [tiklash ] – 1e > Na + [taxminan].

Oksidlangan va qaytarilgan shakllar orasidagi muvozanat bilan tavsiflanadi Nernst tenglamalari redoks potentsiali uchun:

Qayerda E 0– oksidlanish-qaytarilish potentsialining standart qiymati; n– uzatilgan elektronlar soni; [tiklangan ] va [taxminan. ] - mos ravishda qaytarilgan va oksidlangan shakldagi birikmaning molyar konsentratsiyasi.

Standart elektrod potentsiallarining qiymatlari E 0 jadvallarda keltirilgan va birikmalarning oksidlanish va qaytarilish xususiyatlarini tavsiflaydi: qiymat qanchalik ijobiy bo'lsa E 0, oksidlovchi xossalari qanchalik kuchli bo'lsa, qiymat shunchalik salbiy bo'ladi E 0, tiklovchi xususiyatlar qanchalik kuchli bo'ladi.

Masalan, F 2 + 2e - 2F uchun? E 0 = 2,87 volt, Na + + 1e uchun esa - Na 0 E 0 =-2,71 volt (jarayon har doim reduksiya reaktsiyalari uchun qayd etiladi).

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi ikki yarim reaksiya, oksidlanish va qaytarilishning birikmasidir va elektromotor kuch (EMF) bilan tavsiflanadi? E 0:?E 0= ?E 0 yaxshi – ?E 0 tiklash, Qayerda E 0 yaxshi Va? E 0 tiklash– bu reaksiya uchun oksidlovchi va qaytaruvchi moddaning standart potentsiallari.

E.m.f. reaktsiyalar? E 0 Gibbs erkin energiyasi?G ning o'zgarishi va reaksiyaning muvozanat konstantasi bilan bog'liq KIMGA:

?G = – nF?E 0 yoki? E = (RT/nF) ln K.

E.m.f. nostandart konsentratsiyalarda reaksiyalar? E teng: ? E =?E 0 – (RT/nF) ? Ig K yoki? E =?E 0 -(0,059/n)lg K.

Muvozanat holatida?G = 0 va?E = 0, u qayerdan kelib chiqadi? E =(0,059/n)lg K Va K = 10 n?E/0,059.

Reaksiya o'z-o'zidan borishi uchun quyidagi munosabatlar qanoatlantirilishi kerak: ?G< 0 или K >> 1, qaysi shartga mos keladi? E 0> 0. Demak, berilgan oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining imkoniyatini aniqlash uchun qiymatni hisoblash kerakmi? E 0. Agar? E 0 > 0, reaksiya davom etmoqda. Agar? E 0< 0, javob yo'q.

Kimyoviy oqim manbalari

Galvanik hujayralar– kimyoviy reaksiya energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilmalar.

Danielning galvanik xujayrasi mos ravishda ZnSO 4 va CuSO 4 eritmalariga botirilgan rux va mis elektrodlardan iborat. Elektrolit eritmalari g'ovakli bo'linma orqali aloqa qiladi. Bunda rux elektrodida oksidlanish sodir bo'ladi: Zn > Zn 2+ + 2e, qaytarilish mis elektrodda sodir bo'ladi: Cu 2+ + 2e > Cu. Umuman olganda, reaksiya davom etadi: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.

Anod– oksidlanish sodir bo'ladigan elektrod. katod– pasayish sodir bo'ladigan elektrod. Galvanik elementlarda anod manfiy, katod esa musbat zaryadlangan. Element diagrammalarida metall va ohak vertikal chiziq bilan, ikkita ohak esa ikki tomonlama vertikal chiziq bilan ajratilgan.

Demak, Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu reaksiyasi uchun galvanik elementning sxemasi yoziladi: (-)Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | Cu(+).

Reaksiyaning elektromotor kuchi (EMF)? E 0 = E 0 ok – E 0 tiklash= E 0(Cu 2+ /Cu) – E 0(Zn 2+ /Zn) = 0,34 - (-0,76) = 1,10 V. Yo'qotishlar tufayli element tomonidan yaratilgan kuchlanish biroz kamroq bo'ladi? E 0. Agar eritmalarning konsentratsiyasi standartlardan farq qilsa, 1 mol/l ga teng bo'lsa, u holda E 0 yaxshi Va E 0 tiklash Nernst tenglamasi yordamida hisoblab chiqiladi va keyin emf hisoblanadi. mos keladigan galvanik hujayra.

Quruq element rux tanasi, kraxmal yoki un bilan NH 4 Cl pastasi, MnO 2 ning grafit bilan aralashmasi va grafit elektrodidan iborat. Uning ishlashi davomida quyidagi reaksiya sodir bo'ladi: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.

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

Batareyalar. Qo'rg'oshin batareyasi 30% li sulfat kislota eritmasiga botirilgan va erimaydigan PbSO 4 qatlami bilan qoplangan ikkita qo'rg'oshin plastinkasidan iborat. Batareyani zaryad qilishda elektrodlarda quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi:

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

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

Batareya zaryadsizlanganda elektrodlarda quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi:

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

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

Umumiy reaksiyani quyidagicha yozish mumkin:

Ishlash uchun batareyani muntazam ravishda zaryad qilish va sulfat kislota kontsentratsiyasini kuzatish kerak, bu batareyaning ishlashi paytida biroz pasayishi mumkin.

6. Yechimlar

6.1. Eritmalarning konsentratsiyasi

Eritmadagi moddaning massa ulushi w erigan moddaning massasining eritma massasiga nisbatiga teng: w = m suv / m eritma yoki w = m in-va /(V ? ?), chunki m yechim = V p-pa ? ?r-ra.

Molar kontsentratsiyasi Bilan erigan moddaning mol sonining eritma hajmiga nisbatiga teng: c = n(mol)/ V(l) yoki c = m/(M? V( l )).

Ekvivalentlarning molyar konsentratsiyasi (normal yoki ekvivalent konsentratsiya) e bilan erigan moddaning ekvivalentlari sonining eritma hajmiga nisbatiga teng: e = n bilan(mol ekv.)/ V(l) yoki bilan e = m / (M e? V (l)).

6.2. Elektrolitik dissotsiatsiya

Elektrolitik dissotsiatsiya– qutbli erituvchi molekulalari ta’sirida elektrolitning kation va anionlarga parchalanishi.

Dissotsiatsiya darajasi?– dissotsilangan molekulalar konsentratsiyasining (diss bilan) erigan molekulalarning umumiy konsentratsiyasiga nisbati (hajmi bilan): ? = diss bilan / ob bilan.

Elektrolitlarni quyidagilarga bo'lish mumkin kuchli(? ~ 1) va zaif.

Kuchli elektrolitlar(ular uchun? ~ 1) - suvda eriydigan tuzlar va asoslar, shuningdek, ba'zi kislotalar: HNO 3, HCl, H 2 SO 4, HI, HBr, HClO 4 va boshqalar.

Zaif elektrolitlar(ular uchun?<< 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.

Ion reaksiya tenglamalari. IN Reaksiyalarning ionli tenglamalarida kuchli elektrolitlar ion shaklida, kuchsiz elektrolitlar, yomon eriydigan moddalar va gazlar esa molekula shaklida yoziladi. Masalan:

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 ^

Ionlar orasidagi reaksiyalar kamroq ion hosil qiluvchi moddaning hosil bo'lishiga, ya'ni kuchsizroq elektrolitga yoki kamroq eriydigan moddaga o'ting.

6.3. Kuchsiz elektrolitlarning dissotsiatsiyasi

Kuchsiz elektrolit, masalan, sirka kislota eritmasidagi ionlar va molekulalar o‘rtasidagi muvozanatga massa ta’sir qonunini qo‘llaymiz:

CH 3 COOH - CH 3 COO? +H+

Dissotsilanish reaksiyalari uchun muvozanat konstantalari deyiladi dissotsiatsiya konstantalari. Dissotsilanish konstantalari kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanishini xarakterlaydi: konstanta qancha past bo'lsa, kuchsiz elektrolitlar shunchalik kam dissotsiatsiyalanadi, kuchsizroq bo'ladi.

Ko'p asosli kislotalar bosqichma-bosqich dissotsilanadi:

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

Umumiy dissotsilanish reaktsiyasining muvozanat konstantasi dissotsilanishning alohida bosqichlari konstantalari ko'paytmasiga teng:

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

Ostvaldning suyultirish qonuni: kuchsiz elektrolitning (a) ajralish darajasi uning kontsentratsiyasining pasayishi bilan, ya'ni suyultirilganda ortadi:

Umumiy ionning kuchsiz elektrolitning dissotsiatsiyasiga ta'siri: umumiy ion qo'shilishi kuchsiz elektrolitning dissotsiatsiyasini kamaytiradi. Shunday qilib, kuchsiz elektrolit eritmasiga CH 3 COOH qo'shganda

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

CH 3 COOH uchun umumiy ionni o'z ichiga olgan kuchli elektrolit, ya'ni asetat ioni, masalan, CH 3 COONa

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

atsetat ionining konsentratsiyasi ortadi va CH 3 COOH dissotsilanish muvozanati chapga siljiydi, ya'ni kislota dissotsiatsiyasi kamayadi.

6.4. Kuchli elektrolitlarning dissotsiatsiyasi

Ion faolligi A - ionning kontsentratsiyasi, uning xossalarida namoyon bo'ladi.

Faoliyat omilif- ion faolligi nisbati A bilan konsentratsiya qilish: f= a/c yoki A = fc.

Agar f = 1 bo'lsa, u holda ionlar erkin va bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Bu juda suyultirilgan eritmalarda, kuchsiz elektrolitlar eritmalarida va hokazolarda sodir bo'ladi.

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

Aktivlik koeffitsienti I eritmaning ion kuchiga bog'liq: ion kuchi qanchalik yuqori bo'lsa, faollik koeffitsienti shunchalik past bo'ladi.

Eritmaning ion kuchi I to'lovlarga bog'liq z va ionlarning konsentratsiyasi:

I = 0,52?s z2.

Faollik koeffitsienti ionning zaryadiga bog'liq: ionning zaryadi qanchalik katta bo'lsa, faollik koeffitsienti shunchalik past bo'ladi. Matematik jihatdan, faollik koeffitsientining bog'liqligi f ion kuchi bo'yicha I va ion zaryadi z Debye-Hükkel formulasi yordamida yozilgan:

Ion faollik koeffitsientlarini quyidagi jadval yordamida aniqlash mumkin:

6.5 Suvning ion mahsuloti. pH qiymati

Kuchsiz elektrolit suv dissotsiatsiyalanib, H+ va OH? ionlarini hosil qiladi. Ushbu ionlar gidratlangan, ya'ni bir nechta suv molekulalari bilan bog'langan, ammo soddaligi uchun ular gidratlanmagan shaklda yozilgan.

H 2 O - H + + OH?.

Massa ta'siri qonuniga asoslanib, ushbu muvozanat uchun:

Suv molekulalarining konsentratsiyasi [H 2 O], ya'ni 1 litr suvdagi mollar soni doimiy va [H 2 O] = 1000 g / l ga teng deb hisoblanishi mumkin: 18 g / mol = 55,6 mol / l. Bu yerdan:

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

Suvning ion mahsuloti– konsentratsiyalar mahsuloti [H + ] va – – doimiy haroratda doimiy qiymat va 22°C da 10 -14 ga teng.

Suvning ion mahsuloti harorat oshishi bilan ortadi.

pH qiymati– vodorod ionlari konsentratsiyasining manfiy logarifmi: pH = – log. Xuddi shunday: pOH = – log.

Suvning ionli mahsulotining logarifmini olish quyidagicha hosil bo'ladi: pH + pHOH = 14.

PH qiymati muhitning reaktsiyasini tavsiflaydi.

Agar pH = 7 bo'lsa, [H + ] = neytral muhit hisoblanadi.

Agar pH< 7, то [Н + ] >- kislotali muhit.

Agar pH > 7 bo'lsa, [H +]< – щелочная среда.

6.6. Bufer yechimlari

Bufer eritmalar - vodorod ionlarining ma'lum konsentratsiyasiga ega bo'lgan eritmalar. Bu eritmalarning pH darajasi suyultirilganda o'zgarmaydi, oz miqdorda kislotalar va ishqorlar qo'shilganda esa kam o'zgaradi.

I. Kuchsiz kislota HA eritmasi, konsentratsiyasi – kislotadan va uning tuzi kuchli BA asosli, konsentratsiyasi – tuzdan. Masalan, asetat buferi sirka kislotasi va natriy asetat eritmasi: CH 3 COOH + CHgCOONa.

pH = pK kislotali + log (tuz / s nordon).

II. Kuchsiz asos BOH eritmasi, konsentratsiyasi - asosdan va uning kuchli kislotali BA bilan tuzi, konsentratsiyasi - tuzdan. Masalan, ammiak buferi ammoniy gidroksid va ammoniy xlorid NH 4 OH + NH 4 Cl eritmasi hisoblanadi.

pH = 14 – rK asosiy – log (tuz bilan/asosiy bilan).

6.7. Tuzlarning gidrolizi

Tuzlarning gidrolizi– tuz ionlarining suv bilan o‘zaro ta’sirida kuchsiz elektrolit hosil bo‘ladi.

Gidroliz reaksiyasi tenglamalariga misollar.

I. Tuz kuchli asos va kuchsiz kislotadan hosil boʻladi:

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, ishqoriy muhit.

Ikkinchi bosqichda gidroliz amalda sodir bo'lmaydi.

II. Tuz zaif asos va kuchli kislotadan hosil bo'ladi:

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.

Ikkinchi bosqichda gidroliz kamroq sodir bo'ladi, uchinchi bosqichda esa gidroliz deyarli bo'lmaydi.

III. Tuz kuchli asos va kuchli kislotadan hosil bo'ladi:

K + + YO'Q 3 ? + H 2 O ? gidroliz yo'q, pH? 7.

IV. Tuz zaif asos va kuchsiz kislotadan hosil bo'ladi:

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.

Ba'zi hollarda tuz juda kuchsiz asoslar va kislotalardan hosil bo'lganda, to'liq gidroliz sodir bo'ladi. Bunday tuzlar uchun eruvchanlik jadvalida "suv bilan parchalanadi" belgisi mavjud:

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

To'liq gidroliz imkoniyatini almashinuv reaktsiyalarida hisobga olish kerak:

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

Gidroliz darajasih – gidrolizlangan molekulalar konsentratsiyasining erigan molekulalarning umumiy konsentratsiyasiga nisbati.

Kuchli asos va kuchsiz kislota hosil qilgan tuzlar uchun:

= ch rOH = – log, rN = 14 – rOH.

Ifodasidan gidroliz darajasi kelib chiqadi h(ya'ni gidroliz) kuchayadi:

a) harorat oshishi bilan, K(H 2 O) ortishi bilan;

b) tuz hosil qiluvchi kislota dissotsiatsiyasining kamayishi bilan: kislota qanchalik kuchsiz bo'lsa, gidroliz shunchalik kuchayadi;

v) suyultirish bilan: c qanchalik kichik bo'lsa, gidroliz shunchalik katta bo'ladi.

Kuchsiz asos va kuchli kislota hosil qilgan tuzlar uchun

[H + ] = ch pH = – log.

Kuchsiz asos va kuchsiz kislota hosil qilgan tuzlar uchun

6.8. Kislotalar va asoslarning protolitik nazariyasi

Protoliz- proton uzatish jarayoni.

Protolitlar- protonlarni beradigan va qabul qiluvchi kislotalar va asoslar.

Kislota- proton berishga qodir bo'lgan molekula yoki ion. Har bir kislota mos keladigan konjugat asosga ega. Kislotalarning kuchi kislota konstantasi bilan tavsiflanadi 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- protonni qabul qila oladigan molekula yoki ion. Har bir asos mos keladigan konjugat kislotaga ega. Bazalarning mustahkamligi asosiy konstanta bilan tavsiflanadi K 0.

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

K 0 = 1,8 ?10 -5

Amfolitlar- protonni chiqarish va olish qobiliyatiga ega protolitlar.

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

HCO3? - kislota.

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

HCO3? - asos.

Suv uchun: H 2 O+ H 2 O - H 3 O + + OH?

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

Konstantalar K k Va K 0 konjugat kislotalar va asoslar uchun bog'langan.

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

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

7. Eruvchanlik konstantasi. Eruvchanlik

Eritma va cho'kmadan tashkil topgan tizimda ikkita jarayon - cho'kmaning erishi va cho'kma sodir bo'ladi. Bu ikki jarayon stavkalarining tengligi muvozanatning shartidir.

To'yingan eritma- cho'kma bilan muvozanatda bo'lgan eritma.

Choʻkma va eritma oʻrtasidagi muvozanatga qoʻllaniladigan massa taʼsir qonuni quyidagilarni beradi:

Chunki = const,

TO = K s (AgCl) = .

Umuman olganda, bizda:

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

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

Eruvchanlik doimiysiK s(yoki eruvchanlik mahsuloti PR) - ozgina eriydigan elektrolitning to'yingan eritmasidagi ion konsentratsiyasining mahsuloti - doimiy qiymat va faqat haroratga bog'liq.

Kam eriydigan moddaning eruvchanligi s litr uchun mollarda ifodalanishi mumkin. Hajmiga qarab s moddalar yomon eriydiganlarga bo'linishi mumkin - s< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л? s? 10 -2 mol/l va yaxshi eriydi s>10 -2 mol/l.

Aralashmalarning eruvchanligi ularning eruvchanlik mahsuloti bilan bog'liq.

Cho'kmaning yog'ingarchilik va erishi holati

AgCl holatida: AgCl - Ag + + Cl?

K s= :

a) cho`kma va eritma orasidagi muvozanat sharti: = Ks.

b) yotqizish sharti: > Ks; yog'ingarchilik paytida ion konsentratsiyasi muvozanat o'rnatilguncha kamayadi;

c) cho'kmaning erishi yoki to'yingan eritmaning mavjudligi sharti:< Ks; Cho‘kma erishi bilan ion konsentratsiyasi muvozanat o‘rnatilguncha ortadi.

8. Koordinatsion birikmalar

Koordinatsion (murakkab) birikmalar donor-akseptor bog'li birikmalardir.

K 3 uchun:

tashqi sfera ionlari - 3K +,

ichki sfera ioni - 3-,

murakkablashtiruvchi vosita - Fe 3+,

ligandlar - 6CN?, ularning tishlari - 1,

muvofiqlashtirish raqami - 6.

Kompleks hosil qiluvchi moddalarga misollar: Ag +, Cu 2+, Hg 2+, Zn 2+, Ni 2+, Fe 3+, Pt 4+ va boshqalar.

Ligandlarga misollar: qutbli molekulalar H 2 O, NH 3, CO va anionlar CN?, Cl?, OH? va boshq.

Koordinatsion raqamlar: odatda 4 yoki 6, kamroq tez-tez 2, 3 va boshqalar.

Nomenklatura. Anion birinchi (nominativ holatda), keyin kation (genitiv holatda) nomlanadi. Ayrim ligandlarning nomlari: NH 3 - ammin, H 2 O - aquo, CN? - siyano, Cl? - xloro, oh? - gidrokso. Koordinatsion sonlarning nomlari: 2 – di, 3 – uch, 4 – tetra, 5 – penta, 6 – heksa. Kompleks hosil qiluvchi moddaning oksidlanish darajasi ko'rsatilgan:

Cl-diamminekumush (I) xlorid;

SO 4 – tetramin mis (II) sulfat;

K 3 - kaliy geksasiyanoferrat (III).

Kimyoviy ulanish.

Valentlik bog'lanish nazariyasi markaziy atom orbitallarining gibridlanishini nazarda tutadi. Olingan gibrid orbitallarning joylashuvi komplekslarning geometriyasini aniqlaydi.

Diamagnit kompleks ioni Fe(CN) 6 4-.

Sianid ioni - donor

Temir ioni Fe 2+ - qabul qiluvchi - formulaga ega 3d 6 4s 0 4p 0. Kompleksning diamagnit xususiyatini (barcha elektronlar juftlashgan) va koordinatsiya raqamini (6 ta erkin orbital kerak) hisobga olgan holda, biz d 2 sp 3- gibridlanish:

Kompleks diamagnit, past spinli, intraorbital, barqaror (tashqi elektronlar ishlatilmaydi), oktaedral ( d 2 sp 3- duragaylash).

Paramagnit kompleks ioni FeF 6 3-.

Ftorid ioni donor hisoblanadi.

Temir ioni Fe 3+ - qabul qiluvchi - formulaga ega 3d 5 4s 0 4p 0 . Kompleksning paramagnitligini (elektronlar bog'langan) va koordinatsion raqamini (6 ta erkin orbital kerak) hisobga olgan holda, biz sp 3 d 2- gibridlanish:

Kompleks paramagnit, yuqori spinli, tashqi-orbital, beqaror (tashqi 4d orbitallardan foydalaniladi), oktaedral ( sp 3 d 2- duragaylash).

Koordinatsion birikmalarning dissotsiatsiyasi.

Eritmadagi koordinatsion birikmalar ichki va tashqi sfera ionlariga butunlay ajraladi.

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

Ichki sfera ionlari, ya'ni murakkab ionlar bosqichma-bosqich metall ionlari va ligandlarga ajraladi, xuddi kuchsiz elektrolitlar kabi.

Qayerda K 1 , TO 2 , TO 1 _ 2 beqarorlik konstantalari deyiladi va komplekslarning dissotsiatsiyasini xarakterlang: beqarorlik konstantasi qancha past bo'lsa, kompleks kamroq dissotsiatsiyalanadi, u shunchalik barqaror bo'ladi.

bir qancha asosiy tushunchalar va formulalar.

Barcha moddalar har xil massa, zichlik va hajmga ega. Bir elementdan yasalgan metall bo'lagi boshqa metallning bir xil o'lchamdagi qismidan ko'p marta og'irlashishi mumkin.

Mole(mollar soni)

belgilash: mol, xalqaro: mol- moddaning miqdori uchun o'lchov birligi. Tarkibidagi moddaning miqdoriga mos keladi N.A. zarralar (molekulalar, atomlar, ionlar) Shuning uchun universal miqdor kiritildi - mollar soni. Vazifalarda tez-tez uchraydigan ibora "qabul qilingan ..." mol modda"

N.A.= 6.02 1023

N.A.- Avogadro raqami. Shuningdek, "kelishuv bo'yicha raqam". Qalam uchida nechta atom bor? Mingga yaqin. Bunday miqdorlar bilan ishlash qulay emas. Shunday qilib, butun dunyo bo'ylab kimyogarlar va fiziklar kelishib oldilar - keling, 6,02 × 1023 zarrachalarni (atomlar, molekulalar, ionlar) deb belgilaymiz. 1 mol moddalar.

1 mol = 6,02 1023 zarracha

Bu muammolarni hal qilishning asosiy formulalaridan birinchisi edi.

Moddaning molyar massasi

Molyar massa modda bittaning massasidir mol modda.

Janob sifatida belgilangan. U davriy jadvalga muvofiq topiladi - bu shunchaki moddaning atom massalarining yig'indisidir.

Masalan, bizga sulfat kislota - H2SO4 berilgan. Moddaning molyar massasini hisoblaymiz: atom massasi H = 1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1 2+32+16 4=98 g\mol.

Muammolarni hal qilish uchun ikkinchi zarur formula

moddaning massa formulasi:

Ya'ni, moddaning massasini topish uchun mollar sonini (n) bilish kerak va biz davriy tizimdan molyar massani topamiz.

Massaning saqlanish qonuni - Kimyoviy reaksiyaga kiradigan moddalarning massasi har doim hosil bo'lgan moddalarning massasiga teng bo'ladi.

Agar reaksiyaga kirishgan moddalarning massa(lar)ini bilsak, bu reaksiya hosilalari massasini(massalarini) topishimiz mumkin. Va teskari.

Kimyo masalalarini yechishning uchinchi formulasi

moddaning hajmi:

Kechirasiz, bu rasm ko‘rsatmalarimizga mos kelmaydi. Nashr qilishni davom ettirish uchun rasmni oʻchiring yoki boshqasini yuklang.

22.4 raqami qaerdan paydo bo'lgan? Kimdan Avogadro qonuni:

bir xil harorat va bosimda olingan teng hajmdagi turli gazlar bir xil miqdordagi molekulalarni o'z ichiga oladi.

Avogadro qonuniga ko'ra, normal sharoitda (n.s.) 1 mol ideal gaz bir xil hajmga ega. Vm= 22,413 996 (39) l

Ya'ni, agar masalada bizga normal shartlar berilgan bo'lsa, u holda mol (n) sonini bilib, moddaning hajmini topishimiz mumkin.

Shunday qilib, masalalarni yechishning asosiy formulalari kimyoda

Avogadro raqamiN.A.

6.02 1023 zarrachalar

Moddaning miqdori n (mol)

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

Moddaning massasi m (g)

Moddaning hajmi V(l)

V=n 22,4 (l\mol)

Kechirasiz, bu rasm ko‘rsatmalarimizga mos kelmaydi. Nashr qilishni davom ettirish uchun rasmni oʻchiring yoki boshqasini yuklang.

Bu formulalar. Ko'pincha, muammolarni hal qilish uchun siz birinchi navbatda reaktsiya tenglamasini yozishingiz va (kerak!) koeffitsientlarni tartibga solishingiz kerak - ularning nisbati jarayondagi mollarning nisbatini aniqlaydi.

Kattalik va uning o'lchami	Nisbat
X elementning atom massasi (nisbiy)
Elementning seriya raqami	Z= N(e –) = N(R +)
X moddadagi E elementning massa ulushi, birlik kasrlarida, %da
X moddaning miqdori, mol
Gaz moddasining miqdori, mol	V m= 22,4 l/mol (n.s.) Xo'sh. - R= 101 325 Pa, T= 273 K
X moddaning molyar massasi, g/mol, kg/mol
X moddaning massasi, g, kg	m(X) = n(X) M(X)
Gazning molyar hajmi, l/mol, m 3 /mol	V m N.S da = 22,4 l/mol.
Gaz hajmi, m 3	V = V m × n
Mahsulot rentabelligi
X moddaning zichligi, g/l, g/ml, kg/m3
X gazsimon moddaning vodorod bilan zichligi
X gazsimon moddaning havodagi zichligi	M(havo) = 29 g/mol
Birlashgan gaz qonuni
Mendeleyev-Klapeyron tenglamasi	PV = nRT, R= 8,314 J/mol×K
Gazsimon moddaning gazlar aralashmasidagi hajm ulushi, birlik ulushi yoki %
Gazlar aralashmasining molyar massasi
Aralashmadagi moddaning mol ulushi (X).
Issiqlik miqdori, J, kJ	Q = n(X) Q(X)
Reaksiyaning issiqlik effekti	Q =–H
X moddaning hosil bo'lish issiqligi, J/mol, kJ/mol
Kimyoviy reaksiya tezligi (mol/lsek)
Ommaviy harakatlar qonuni (oddiy reaktsiya uchun)	a A+ V B= Bilan C + d D u = k Bilan a(A) Bilan V(B)
Vant-Xoff qoidasi
Moddaning eruvchanligi (X) (g/100 g erituvchi)
A + X aralashmasidagi X moddaning massa ulushi, birlik kasrlarida, % da
Eritmaning og'irligi, g, kg	m(rr) = m(X)+ m(H2O) m(rr) = V(rr)  (rr)
Eritmadagi erigan moddaning massa ulushi, birlik ulushi, %
Eritma zichligi
Eritmaning hajmi, sm 3, l, m 3
Molyar konsentratsiya, mol/l
Elektrolitlar dissotsilanish darajasi (X), birlik kasrlarida yoki %
Suvning ion mahsuloti	K(H2O) =
pH qiymati	pH = –lg

Asosiy:

Kuznetsova N.E. va boshq. Kimyo. 8-sinf-10-sinf.– M.: Ventana-Graf, 2005-2007.

Kuznetsova N.E., Litvinova T.N., Levkin A.N. Kimyo.11-sinf 2 qism, 2005-2007.

Egorov A.S. Kimyo. Oliy ta'limga tayyorlash uchun yangi darslik. Rostov n / d: Feniks, 2004.- 640 p.

Egorov A.S. Kimyo: yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish uchun zamonaviy kurs. Rostov n / a: Feniks, 2011. (2012) - 699 p.

Egorov A.S. Kimyoviy masalalarni hal qilish bo'yicha o'z-o'zini ko'rsatma. - Rostov-na-Donu: Feniks, 2000. - 352 p.

Universitetlarga abituriyentlar uchun kimyo/o'qituvchi uchun qo'llanma. Rostov-n/D, Feniks, 2005-536 p.

Xomchenko G.P., Xomchenko I.G.. Universitetlarga abituriyentlar uchun kimyo fanidan muammolar. M .: Oliy maktab. 2007.–302s.

Qo'shimcha:

Vrublevskiy A.I.. Kimyo fanidan markazlashtirilgan testlarga tayyorgarlik ko'rish uchun o'quv va o'quv materiallari / A.I. Vrublevskiy –Mn.: Unipress MChJ, 2004. – 368 b.

Vrublevskiy A.I.. Maktab o'quvchilari va abituriyentlar uchun o'zgartirish zanjirlari bilan kimyodan 1000 ta muammo va nazorat testlari. – Mn.: Unipress MChJ, 2003. – 400 b.

Egorov A.S.. Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rish uchun kimyo bo'yicha barcha turdagi hisoblash muammolari - Rostov n/D: Feniks, 2003. - 320 b.

Egorov A.S., Aminova G.X.. Kimyo imtihoniga tayyorgarlik ko'rish uchun odatiy vazifalar va mashqlar. – Rostov n/d: Feniks, 2005. – 448 p.

Yagona davlat imtihoni 2007. Kimyo. Talabalarni tayyorlash uchun o'quv va o'quv materiallari / FIPI - M.: Intellect-Center, 2007. – 272 b.

Yagona davlat imtihon 2011. Kimyo. Ta'lim va o'quv to'plami nashr. A.A. Kaverina. - M.: Milliy ta'lim, 2011.

Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rishning yagona haqiqiy variantlari. Yagona davlat imtihoni 2007. Kimyo/V.Yu. Mishina, E.N. Strelnikova. M.: Federal Test Markazi, 2007.–151 p.

Kaverina A.A. Talabalarni tayyorlash uchun optimal vazifalar banki. Yagona davlat imtihoni 2012. Kimyo. Darslik./ A.A. Kaverina, D.Yu. Dobrotin, Yu.N. Medvedev, M.G. Snastina. – M.: Intellect-Center, 2012. – 256 b.

Litvinova T.N., Vyskubova N.K., Ajipa L.T., Solovyova M.V.. 10 oylik sirtqi tayyorgarlik kurslari talabalari uchun testlardan tashqari test topshiriqlari (uslubiy ko'rsatma). Krasnodar, 2004. - B. 18 - 70.

Litvinova T.N.. Kimyo. Yagona davlat imtihon 2011. Trening testlari. Rostov n / d: Feniks, 2011.- 349 p.

Litvinova T.N.. Kimyo. Yagona davlat imtihonlari uchun testlar. Rostov n/d.: Feniks, 2012. - 284 p.

Litvinova T.N.. Kimyo. Qonunlar, elementlarning xossalari va ularning birikmalari. Rostov n/d.: Feniks, 2012. - 156 p.

Litvinova T.N., Melnikova E.D., Solovyova M.V.., Ajipa L.T., Vyskubova N.K. Oliy o‘quv yurtlariga abituriyentlar uchun topshiriqlarda kimyo.– M.: “Oniks” nashriyoti MChJ: “Mir” va “Edris” nashriyoti MChJ, 2009. – 832 b.

Tibbiyot va biologiya sinflari talabalari uchun kimyo bo'yicha o'quv-uslubiy majmua, ed. T.N. Litvinova. – Krasnodar.: KSMU, – 2008.

Kimyo. Yagona davlat imtihoni 2008. Kirish testlari, o'quv qo'llanma / ed. V.N. Doronkina. – Rostov n/a: Legion, 2008.– 271 p.

Kimyo bo'yicha veb-saytlar ro'yxati:

1. Alhimik. http:// www. alhimik. ru

2. Hamma uchun kimyo. To'liq kimyo kursi uchun elektron ma'lumotnoma.

http:// www. informika. ru/ matn/ ma'lumotlar bazasi/ kimyo/ START. html

3. Maktab kimyosi - ma'lumotnoma. http:// www. maktab kimyosi. tomonidan. ru

4. Kimyo o‘qituvchisi. http://www. chemistry.nm.ru

Internet resurslari

Alhimik. http:// www. alhimik. ru

Kimyo hamma uchun. To'liq kimyo kursi uchun elektron ma'lumotnoma.

http:// www. informika. ru/ matn/ ma'lumotlar bazasi/ kimyo/ START. html

Maktab kimyosi - ma'lumotnoma. http:// www. maktab kimyosi. tomonidan. ru

http://www.classchem.narod.ru

Kimyo o'qituvchisi. http://www. chemistry.nm.ru

http://www.alleng.ru/edu/chem.htm- kimyo bo'yicha o'quv Internet resurslari

http://schoolchemistry.by.ru/- maktab kimyosi. Ushbu saytda turli mavzular bo'yicha On-line test sinovlari, shuningdek, Yagona davlat imtihonining demo versiyalari mavjud.

Kimyo va hayot - XXI asr: mashhur ilmiy jurnal. http:// www. hij. ru

Ma'lumotni tekshirish. Ushbu maqolada keltirilgan faktlarning to'g'riligini va ma'lumotlarning ishonchliligini tekshirish kerak. Muhokama sahifasida mavzu bo'yicha munozara mavjud: Terminologiyaga oid shubhalar. Kimyoviy formula ... Vikipediya

Kimyoviy formulalar kimyoviy belgilar, raqamlar va qavslarning bo'linish belgilaridan foydalangan holda moddalarning tarkibi va tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni aks ettiradi. Hozirgi vaqtda kimyoviy formulalarning quyidagi turlari ajratiladi: Eng oddiy formula. Tajribali... ... Vikipediya tomonidan olinishi mumkin

Kimyoviy formulalar kimyoviy belgilar, raqamlar va qavslarning bo'linish belgilaridan foydalangan holda moddalarning tarkibi va tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni aks ettiradi. Hozirgi vaqtda kimyoviy formulalarning quyidagi turlari ajratiladi: Eng oddiy formula. Tajribali... ... Vikipediya tomonidan olinishi mumkin

Kimyoviy formulalar kimyoviy belgilar, raqamlar va qavslarning bo'linish belgilaridan foydalangan holda moddalarning tarkibi va tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni aks ettiradi. Hozirgi vaqtda kimyoviy formulalarning quyidagi turlari ajratiladi: Eng oddiy formula. Tajribali... ... Vikipediya tomonidan olinishi mumkin

Kimyoviy formulalar kimyoviy belgilar, raqamlar va qavslarning bo'linish belgilaridan foydalangan holda moddalarning tarkibi va tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni aks ettiradi. Hozirgi vaqtda kimyoviy formulalarning quyidagi turlari ajratiladi: Eng oddiy formula. Tajribali... ... Vikipediya tomonidan olinishi mumkin

Asosiy maqola: Noorganik birikmalar Elementlar bo'yicha noorganik birikmalar ro'yxati Har bir modda uchun alifbo tartibida (formula bo'yicha) berilgan noorganik birikmalarning ma'lumot ro'yxati, elementlarning vodorod kislotalari (agar ... ... Vikipediya

Ushbu maqola yoki bo'lim qayta ko'rib chiqilishi kerak. Iltimos, maqolani maqola yozish qoidalariga muvofiq yaxshilang... Vikipediya

Kimyoviy tenglama (kimyoviy reaksiya tenglamasi) kimyoviy formulalar, raqamli koeffitsientlar va matematik belgilar yordamida kimyoviy reaksiyaning shartli tasviridir. Kimyoviy reaksiya tenglamasi sifat va miqdoriy beradi... ... Vikipediya

Kimyoviy dasturiy ta'minot - bu kimyo sohasida qo'llaniladigan kompyuter dasturlari. Mundarija 1 Kimyoviy muharrirlar 2 Platformalar 3 Adabiyot ... Vikipediya

Kitoblar

• Sanoat uskunalarini o'rnatish uchun yaponcha-inglizcha-ruscha lug'at. 8000 ga yaqin atamalar, Popova I.S. Lug'at keng foydalanuvchilar doirasi va birinchi navbatda Yaponiyadan sanoat uskunalarini yetkazib berish va joriy etish bilan shug'ullanuvchi tarjimonlar va texnik mutaxassislar uchun mo'ljallangan yoki...
• Biokimyoviy atamalarning qisqacha lug'ati, Kunizhev S.M.. Lug'at oliy o'quv yurtlarining umumiy biokimyo, ekologiya va biotexnologiya asoslari kursida tahsil olayotgan kimyoviy va biologiya yo'nalishlari talabalari uchun mo'ljallangan bo'lib, shuningdek, ...

Kimyoviy elementlarning zamonaviy ramzlari fanga 1813 yilda J. Berzelius tomonidan kiritilgan. Uning taklifiga ko'ra, elementlar lotincha nomlarining bosh harflari bilan belgilanadi. Masalan, kislorod (Oxygenium) O harfi bilan, oltingugurt (oltingugurt) S harfi bilan, vodorod (Hydrogenium) H harfi bilan belgilanadi. Elementlarning nomlari bir xil harf bilan boshlangan hollarda yana bitta harf belgilanadi. birinchi harfga qo'shiladi. Shunday qilib, uglerod (Carboneum) C belgisiga ega, kaltsiy (Kalsiy) - Ca, mis (Cuprum) - Cu.

Kimyoviy belgilar nafaqat elementlarning qisqartirilgan nomlari: ular ham ma'lum miqdorlarni (yoki massalarni), ya'ni. Har bir belgi elementning bitta atomini yoki uning atomlarining bir molini yoki shu elementning molyar massasiga teng (yoki mutanosib) elementning massasini ifodalaydi. Masalan, C bitta uglerod atomini yoki bir mol uglerod atomini yoki 12 massa birligini (odatda 12 g) uglerodni anglatadi.

Kimyoviy formulalar

Moddalarning formulalari nafaqat moddaning tarkibini, balki uning miqdori va massasini ham ko'rsatadi. Har bir formula moddaning bitta molekulasini yoki moddaning bir molini yoki uning molyar massasiga teng (yoki mutanosib) moddaning massasini ifodalaydi. Masalan, H2O suvning bir molekulasini yoki bir mol suvni yoki 18 massa birligini (odatda (18 g) suvni) ifodalaydi.

Oddiy moddalar, shuningdek, oddiy moddaning molekulasi nechta atomdan iboratligini ko'rsatadigan formulalar bilan belgilanadi: masalan, vodorod H 2 formulasi. Agar oddiy moddaning molekulasining atom tarkibi aniq ma'lum bo'lmasa yoki modda turli xil miqdordagi atomlarni o'z ichiga olgan molekulalardan iborat bo'lsa, shuningdek, u molekulyar emas, balki atom yoki metall tuzilishga ega bo'lsa, oddiy modda quyidagicha belgilanadi: elementning ramzi. Masalan, oddiy fosfor moddasi P formulasi bilan belgilanadi, chunki shartlarga qarab, fosfor har xil miqdordagi atomlarga ega bo'lgan molekulalardan iborat bo'lishi yoki polimer tuzilishga ega bo'lishi mumkin.

Masalalarni yechish uchun kimyo formulalari

Moddaning formulasi tahlil natijalariga ko'ra aniqlanadi. Masalan, tahlilga ko'ra, glyukoza tarkibida 40% (og'.) uglerod, 6,72% (og'irlik) vodorod va 53,28% (og'irlik) kislorod mavjud. Demak, uglerod, vodorod va kislorod massalari 40:6,72:53,28 nisbatda. Glyukoza C x H y O z uchun kerakli formulani belgilaymiz, bu erda x, y va z - molekuladagi uglerod, vodorod va kislorod atomlarining soni. Bu elementlar atomlarining massalari mos ravishda 12,01 ga teng; 1.01 va 16.00 am Shuning uchun glyukoza molekulasida 12,01x amu mavjud. uglerod, 1,01u amu vodorod va 16.00za.u.m. kislorod. Bu massalarning nisbati 12,01x: 1,01y: 16,00z. Ammo biz allaqachon glyukoza tahlili ma'lumotlariga asoslanib, bu munosabatni topdik. Demak:

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

Proporsiyaning xususiyatlariga ko'ra:

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

yoki x:y:z = 3,33:6,65:3,33 = 1:2:1.

Shuning uchun glyukoza molekulasida ikkita vodorod atomi va bitta uglerod atomiga bitta kislorod atomi to'g'ri keladi. Bu shart CH 2 O, C 2 H 4 O 2, C 3 H 6 O 3 va hokazo formulalar bilan qondiriladi. Bu formulalarning birinchisi - CH 2 O- eng oddiy yoki empirik formula deyiladi; uning molekulyar og'irligi 30,02. Haqiqiy yoki molekulyar formulani bilish uchun ma'lum bir moddaning molekulyar massasini bilish kerak. Qizdirilganda glyukoza gazga aylanmasdan yo'q qilinadi. Ammo uning molekulyar og'irligini boshqa usullar bilan aniqlash mumkin: u 180 ga teng. Ushbu molekulyar og'irlikni eng oddiy formulaga mos keladigan molekulyar og'irlik bilan taqqoslashdan, C 6 H 12 O 6 formulasi glyukozaga mos kelishi aniq.

Shunday qilib, kimyoviy formula - bu kimyoviy elementlarning belgilaridan, raqamli indekslardan va boshqa ba'zi belgilardan foydalangan holda modda tarkibining tasviridir. Quyidagi formulalar turlari ajratiladi:

— eng oddiy , bu molekuladagi kimyoviy elementlarning nisbatini aniqlash va ularning nisbiy atom massalari qiymatlaridan foydalangan holda eksperimental ravishda olinadi (yuqoridagi misolga qarang);

— molekulyar , bu moddaning eng oddiy formulasini va uning molekulyar og'irligini bilish orqali olinishi mumkin (yuqoridagi misolga qarang);

— oqilona , kimyoviy elementlar sinflariga xos bo'lgan atomlar guruhlarini ko'rsatish (R-OH - spirtlar, R - COOH - karboksilik kislotalar, R - NH 2 - birlamchi aminlar va boshqalar);

— strukturaviy (grafik) , molekuladagi atomlarning nisbiy joylashishini ko'rsatish (ikki o'lchovli (tekislikda) yoki uch o'lchovli (fazoda) bo'lishi mumkin);

— elektron, elektronlarning orbitallar bo'ylab taqsimlanishini ko'rsatish (faqat kimyoviy elementlar uchun yozilgan, molekulalar uchun emas).

Keling, etil spirti molekulasi misolini batafsil ko'rib chiqaylik:

1. etanolning eng oddiy formulasi C 2 H 6 O;
2. etanolning molekulyar formulasi C 2 H 6 O;
3. etanolning ratsional formulasi C 2 H 5 OH;

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

Mashq qilish	Og'irligi 13,8 g bo'lgan kislorod o'z ichiga olgan organik moddaning to'liq yonishi bilan 26,4 g karbonat angidrid va 16,2 g suv olindi. Agar moddaning bug'larining vodorodga nisbatan nisbiy zichligi 23 ga teng bo'lsa, uning molekulyar formulasini toping.
Yechim	Keling, uglerod, vodorod va kislorod atomlarining sonini mos ravishda "x", "y" va "z" sifatida belgilab, organik birikmaning yonish reaktsiyasining diagrammasini tuzamiz: C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O. Ushbu moddani tashkil etuvchi elementlarning massalarini aniqlaymiz. D.I davriy jadvalidan olingan nisbiy atom massalarining qiymatlari. Mendeleyev, butun sonlargacha aylana: 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); Keling, karbonat angidrid va suvning molyar massalarini hisoblaylik. Ma'lumki, molekulaning molyar massasi molekulani tashkil etuvchi atomlarning nisbiy atom massalari yig'indisiga teng (M = Mr): M (CO 2) = Ar (C) + 2 × Ar (O) = 12+ 2 × 16 = 12 + 32 = 44 g / mol; M (H 2 O) = 2 × Ar (H) + Ar (O) = 2 × 1+ 16 = 2 + 16 = 18 g / mol. m (C) = ×12 = 7,2 g; m (H) = 2 × 16,2 / 18 × 1 = 1,8 g. m (O) = m (C x H y O z) - m (C) - m (H) = 13,8 - 7,2 - 1,8 = 4,8 g. Keling, birikmaning kimyoviy formulasini aniqlaymiz: 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 shuni anglatadiki, birikmaning eng oddiy formulasi C 2 H 6 O va molyar massasi 46 g / mol. Organik moddaning molyar massasini uning vodorod zichligi yordamida aniqlash mumkin: M modda = M (H 2) × D (H 2) ; M moddasi = 2 × 23 = 46 g / mol. M modda / M (C 2 H 6 O) = 46 / 46 = 1. Bu organik birikmaning formulasi C 2 H 6 O bo'lishini anglatadi.
Javob	C2H6O

2-MISA

Mashq qilish	Uning oksidlaridan birida fosforning massa ulushi 56,4% ni tashkil qiladi. Havodagi oksid bug'ining zichligi 7,59 ni tashkil qiladi. Oksidning molekulyar formulasini aniqlang.
Yechim	NX tarkibidagi molekuladagi X elementning massa ulushi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi: ō (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Keling, birikmadagi kislorodning massa ulushini hisoblaymiz: ō(O) = 100% - ō(P) = 100% - 56,4% = 43,6%. Birikma tarkibiga kirgan elementlarning mol sonini “x” (fosfor), “y” (kislorod) deb belgilaymiz. Keyin molyar nisbat quyidagicha bo'ladi (D.I. Mendeleevning davriy tizimidan olingan nisbiy atom massalarining qiymatlari butun sonlarga yaxlitlanadi): x:y = ō(P)/Ar(P) : ō(O)/Ar(O); x: y = 56,4/31: 43,6/16; x: y = 1,82:2,725 = 1:1,5 = 2:3. Bu shuni anglatadiki, fosforni kislorod bilan birlashtirishning eng oddiy formulasi P 2 O 3 va molyar massasi 94 g / mol bo'ladi. Organik moddaning molyar massasini uning havo zichligi yordamida aniqlash mumkin: M modda = M havo × D havo; M moddasi = 29 × 7,59 = 220 g / mol. Organik birikmaning haqiqiy formulasini topish uchun hosil bo'lgan molyar massalarning nisbatini topamiz: M modda / M(P 2 O 3) = 220/94 = 2. Bu shuni anglatadiki, fosfor va kislorod atomlarining indekslari 2 barobar yuqori bo'lishi kerak, ya'ni. moddaning formulasi P 4 O 6 bo'ladi.
Javob	P4O6