Шпаргалка по "Химии"

1) Химияның негізгі түсініктері мен заңдары.

1.Зат массасының сақталу заңы. Химиялық реакцияға қатысқан заттардың массасы реакция нәтежиесінде түзілген заттар массасына тең. 1748жылы М.В.Ломоносов ашты.

2.Энергияның сақталу заңы. Әрекеттесу кезінде жүйенің энергиясы тұрақты болады, тек бір түрден басқа түрге көшеді. Реакция нәтежиесінде энергия бөлінеді немесе сіңіріледі, яғни реакция өнімдеріндегі энергия қоры басқа заттардың энергиясымен салыстырғанда аз немесе көп болып келеді. Химияда заттағы энергия қоры құрамында жылуы бар бөлінетін немесе сіңірілетін энергияны жылу деп атайды. Өнеркәсіпте энергия сақталу заңы негізінде жылу балансы жүргізіледі.

3. Құрам тұрақтылық заңы. Қосылыс құрамына кіретін элементтер массаларының қатынасы тұрақты. Бұл заң тек газ және сұйық түрдегі заттарға қолданылады.(Ж.Пруст, 1801-1808)

4.Эквиваленттер заңы. Химиялық заңдардың ең негізгісі. Олар химиялық элементтер бір-бірімен өздерінің химиялық эквиваленттеріне сай, белгілі сандық қатынаста әрекеттесетінін белгілейді. Эквивалент дегеніміз бағалры тең деген сөз.(И.Рихтер 1791ж). Эквивалент деп берілген қышқылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына немесе берілген тотығу-тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес шартты немесе нақты бөлшекті айтады.Өлшем бірлігі: г\моль.

5.Көлемдік қатынас заңы. Авагадро заңы. Газдар арасындағы химиялық реакцияларды зерттеу нәтежиесінде француз химигі Гей-Люссак 1805-1808жж. Осы заңды ашты: реакцияға кіріскен газдардың көлемдерінің бір-біріне және реакция нәтежиесінде түзілген газдардың көлемдеріне қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.

2) Атом құрылыс кванто-механикалық теориясының негізгі жағдайлары.

Атомдық орбиталь – электрондық бұлт орналасқан ядро маңындағы кеңістік. Орбитальдар әр түрлі болады. Олардың бір-бірінен пішіні, мөлшері жағынан айырмашылығы бар. Элементтер атомдарындағы электрондардың атомдық орбитальдарда орналасуы үш жағдаймен анықталады: Паули принципі, Клечковский және Хунда ережелері.

     Паули принципі: атомда  төрт квант сандарының мәндері бірдей болатын екі электрон болмайды, немесе атомда екі кез келген электрондар ең болмаса бір квант санының мәнімен айырмашылықта болуы керек.Сонымен , кванттық ұяшық  атомдық орбиталдың ( АО ) кестесі болғандықтан, квант ұяшығында екі ғана электрон болады, спиндері қарама-қарсы  ­¯. Паули принципі бойынша деңгейшедегі максимал электрон саны 2(2l +1) болады. Деңгейдегі максимал электрон саны N = 2n2 .

     Клечковский ережелері: Орбиталдардың электрондармен толтырылуы (n+l) қосынды мәні аз орбиталдан осы қосындының көп мәніне қарай жүреді;

Егер бұл қосынды мәні бірдей болса, алдымен n мәні кіші орбитал толтырылады. Мысалы,

4s ( n+l = 4+0 =4 ), 3d (n=3, l=2), 5p (n+l = 5+0 =5) сонда алдымен 4s  сосын 3d,

сосын 5р  электрондармен толтырылады.

     Хунда ережесі: Электрондар орбиталдарға спиндер сандарының қосындысы максимал болатындай орналасады, яғни ( å ms) максимал.

Квантты механикалық теория бойынша атомдағы электрондардың күйін сипаттау үшін 4 квант саны қолданылады. 
1. Бас квант саны. n-бас квант саны. Белгілі бір энергетикалық деңгейінде орналасқан электронның энергиясын сипаттайды немесе атомның радиусын көрсетеді.  n=1,2,3,….,7.

2.Орбиталь квант саны(қосымша квант саны-l):

Электрон қабатының пішінін сипаттайды;

Берілген деңгей аумағындағы электрондардың әртүрлі энергетикалық күйін көрсетеді;

• Берілген деңгейдегі электрондардың деңгейшелер бойынша таралуын анықтайды;
• Электронды деңгейшелерге сәйкес келетін l=0,1,2,3,…n-1 мәндері болады.

3. Магнит квант саны(m)

• Электронның ядро өрісіндегі қозғалысынан туындайтын магниттік моментін сипаттайды;
• Орбитальдардың кеңістіктегі орнын көрсетеді.

4.Спин квант саны-s, электронның өз осінен айналуын сипаттайды. Электрон бір орбитальда екінші орбитальға ауысатын юолса, оның күйі, яғни квант саны өзгереді.

 

3)Бас квант саны, оның сипаттамасы мен маңызы.

    Атом орбиталінің мөлшерін, электронның энергия қорын көрсетеді. Бас квант саны бірден басталатын бүтін сандарды қабылдайды, n = 1,2,3,4, оны әріптермен  белгілеуге болады, K, L, M, N.

Энергетикалық ддеңгейшедегі электрондардың максималды саны:S-2,P-6,D-10,F-14

Ол n=2n2 анықталады:K-2,L-8, M-18, N-32

4) Орбиталь(қосымша) квант саны, оның сипаттамасы  мен маңызы.

Электрон қабатының пішінін сипаттайды;

Берілген деңгей аумағындағы электрондардың әртүрлі энергетикалық күйін көрсетеді;

• Берілген деңгейдегі электрондардың деңгейшелер бойынша таралуын анықтайды;
• Электронды деңгейшелерге сәйкес келетін l=0,1,2,3,…n-1 мәндері болады.

l -  Электронның энергетикалық  күйін, және электрондық бұлт  пішінін көрсетеді, электронның  ядро айналасында қозғалуынан  туатын орбитальды магнит моментін  анықтайды, оның мәндерін:

n = 1 болғанда  l = 0 (1s), s - электрон  бұлтының пішіні шар тәріздес  болады.

   n = 2    l =0 (s)  2s

               l = 1 (p) 2p  

p – гантель пішіндес              n = 3     l = 0 (s) – 3 s

                                                                 l  = 1 (p) – 3 p

                                                                  l = 2 (d) – 3 d

d, f- деңгейшелерінің пішіндері  күрделілеу болады.

5) s,p,d,f орбитальдарының электрондық түрі.

S-бірінші, әрбір энергетикалық  деңгейдің ядроға жақын орналасқан  деңгейшесі, ол бір sорбитальдан  тұрады; p-екінші деңгейшеде, үш p-орбитальдан  тұрады; d-үшінші деңгейшеде, ол бес d-орбитальдан тұрады; 4-ші f, 7орбитальдан  тұрады. Пішіндері квант санымен  анықталады. Деңгейшелер әр түрлі пішіндес орбитальдардан тұрады:S пішіні-шар тәріздес,p – гантель пішіндес.

Периодтар	I	II	III	IV	V	VI	VII
орбитальдар	1s	2s,2p	3s,3p	4s,3d,4p	5s,4d,5p	6s,4f,5d,6p	7s,5f,6d,7p

 

 

 

 

26)Иондық байланыс .Иондық байланыстың түзілу қасиеттері

 

Иондық байланыс катиондар мен аниондардың электростатикалық тартылу есебіне түзілген химияялық байланыс. Ол метал және бейметал атом арасында түзіледі:NaCl,KCl,CsF,CaO т.б бұл кезде метал атом электрон береді,Бейметал қосып алады.

 

Мысалы, литий фторидінде: 

             Li0 1s22s1 –e        Li+ 1s22s0                 F0 1s22s22p5 + e         F- 1s22s22p6

                                          Li+ + F-         LiF

Иондық байланыстың қасиеттері:

• Қанықпаған
• Бағытталмаған

Коваленттік байланысқа қарағанда, иондық байланыстың бағыты жоқ және қанықпаған. Кеңістікте иондар өрісінің күші барлық жаққа бағытталған, сондықтан иондық байланыстың бағыты жоқ, демек әрбір ион кез келген бағытта қарама-қарсы иондарды өзіне тартады. Иондардың өзара әсерлесуі олардың өрістерінің күштерін өзара толық жоймайды. Сондықтан басқа иондармен әрекеттесу мүмкіндігі сақталады.

              

 

 

27) Суутектік байланыс. Сутектік байланыстың медициналы-биологиялық маңызы

 

Сутектік байланыс бір молекуладағы оң полюстенген  сутек атомы мен екінші бір молекуладағы теріс полюстенген фтор ,оттек,және азот (кейде хлор,кукірт т.б) атом арасында түзілетін ерекше байланыс.Ол:молекулааралық ,молокулаішілік болад. Мұндай молеклаларда электрондық бұлт электртерістігі жоғары атом жағына өте ауыңқы болғандықтан сутегі жағында оң заряд пайда болады. Осы оң заряд көрші молекуланың электрондық орбиталінің байланыс түзбеген электрон жұбына тартылып байланысады.

   

             H--O…H—O

                   ǀ             ǀ

                 H            H

Мысалы, фторсутегінің молекулаларының арасында сутектік молекулараралық байланыс болады:

…H-F…H-F…H-F…,

молекулаішіндік  байланыс белок молекуласында болады:

                                                                                

                            

                                                   Н  ….N 

                                                    

     Сутектік байланыс  байланыс типтерінің ішіндегі  ең әлсіз байланыс болып саналады.

 

28)Байланыстырушы және қопсытушы молеулалық орбитальдар МО

Екі атомдық орбитальдар қосылуынан пайда болған молекулалық орбитальдарда әрбір бастапқы атомдық орбитальға қарағанда ядролар аралығындағы электрондар тығыздығы жоғары болады да, ал энергиялары төмен болады. Мұндай молекулалық орбитальды байланыстырушы деп атайды.

Атомдық орбитальдарды алу арқылы түзілген молекулалық орбитальда электрон тығыздығы ядролардың сырт жағында жоғары болады. Оның энергиясы бастапқы атомдық орбитальдарға қарағанда жоғары болады және қопсытушы молекулалық орбиталь деп аталады

Байланыстырушы орбитальдағы әр бір электрон жүйесінің тұрақтылығын қандай шамаға жоғарылатса, сондай шамаға босаңдатушы орбитальдағы электрон оны төмендетеді

 

29)Энергетикалық диаграммалар

Н. Бор 1913 жылы өзінің әйгілі постулаттарын ұсынды, олар классикалық физикада қалыптасқан көзқарастарға қайшы келеді.

Бордың бірінші постулаты. Атомда электрондар қозғалатын стационар орбиталар бар. Стационар орбитадағы атомдар сәуле шығармайды.

Бордың екінші постулаты. Электрон энергиясы Еn  стационар орбитадан энергиясы Еm стационар орбитаға ауысқанда, энергия кванты жұтылады не шығарылады. Ол энергия мына түрде анықталады:

                  hν=En  - Em

Атомдардың энергетикалық күйлерін көрнекті түрде сипаттау үшін энегетикалық диаграммалар қолданылады. (1 сурет) Атомдардың әрбір энергиясының мәніне сәйкес энергетикалық күйі горизонталь сызықпен бейнеленеді, бұл сызықты энергетикалық деңгей деп атайды.

Атомның әрбір энергиясының мәніне сәйкес күйі горизанталь сызықпен бейнеленеді, бұл сызық энергетикалық деңгейі деп атайды. Энергетикалық деңгейлер төменнен жоғары қарай орналасады, яғни энергиясы ең аз деңгей басқалардың бәрінен төмен жатады. Атомның энергиясы ең аз күйін негізгі күй (суретте Е1), басқа күйлердің бәрін қозған күйлер (суретте Е2,Е3,...Еn) деп атайды. Энергетикалық деңгейлердің арақашықтығы осы деңгейлерге сәйкес энергия мәндерінің айырымына пропорционал. Барлық n=1-ден n= ∞-ке дейінгі деңгейлердің энергиялары теріс шама (Е<0), бұл күйлерде электрондар атомдарымен байланысқан. n неғұрлым өскен сайын энергетикалық деңгейлер бір-біріне жақындай түседі де, n= ∞ болғанда, бірігіп кетеді. Енді энергия оң шама (Е>0) және үздіксіз өзгереді, электрон атоммен байланысын үзіп, бос күйге түседі.

Қозған күйдегі атом өз бетімен негізгі күйге немесе төменірек жатқан энергиясы аз қозған күйге өтеді. Бұл кезде, әрине, 2-постулатқа сәйкес атом сәуле шығарады. Сонымен, атом негізгі күйде ғана шексіз ұзақ уақыт бола алады.

 

 

 

 

30)Молекулалық орбитальдар әдісі 

Молекулалық орбиталь электронды молекуладағы барлық ядролардың өрісін және қалған электрондардың ортақ өрісін сипаттайды. Онда қарапайым аналитикалық тұжырым болмайды, атомдық орбитальдың сызықтық комбинациясы түрінде жазылады. Молекулалық орбиталь молекуладағы электрон тығыздығын сипаттайды, теор. химияда көптеген құбылысты түсіндіреді. Орбиталь түсінігі химиялық байланыстың түзілуін суреттеп, молекула құрылысы өзгергенде электрон тығыздығының таралуын түсінуге мүмкіндік береді МОӘ ашылуына үлкен үлесін қосқан Р.Малликен. МОӘ негізгі қағидалары:

1. Молекула – ядро мен электрондардан тұратын біртұтас бөлшек.
2. Атомдағы атомдық орбитальдар (АО) сияқты молекулада молекулалық орбитальдар (МО) болады. АО – s, p, d, f - болса, соған сәйкес σ, π, δ, φ МО болады. МО Паули ұстанымы, Гунд ережесі бойынша орналасады.
3. МО-дар АО-ның сызықтық комбинациясы, яғни n-АО-дан n-МО түзіледі.

 

 

\