Шпаргалка по "Химии"

1. Атом-молекулалық  ілім. Стехиометриялық  заңдар.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Орындалған  жағдайда,электронның қозғалысы  тұрақты болуға тиісті,мұнда

m- электронның массасы, 

V- жылдамдық,   

r – орбитаның радиусы,

h – Планк тұрақтысы,

n –  1,2,3,...бүтін сандар.

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