§  12.  ХИМИЯЛЫҚ  РЕАКЦИЯНЫҢ  ЖҮРУ  ДӘРЕЖЕСІ

AS 
— Aff 
TAS — AH
K = e   К  ■e  RT  = е  
RT 
,
AS  — тіке  және  кері  реакциялардың  активтендіру  энтропияла- 
рының  айырмасы,  әрі  ST> S K
Теңдеудің  екі  жағын  да  логарифмдесек:
TAS — AH
In  Қ=1п  e 
КТ 
=  TAS—AH _ 
(20)
RT
бұдан  RTln  K =  TAS — АН;  яғни  —  RTln  K =  A H ^ T A S  
Егер  натурал  логарифмнен  ондық  лагарифмге  ауысып,  әрі  газ 
тұрақтысының  мәнін 
=  8,3144  Дж/(К-моль)  орнына  қойсақ, 
іс  жүзінде  қолдануға  өте  ыңғайлы  мынадай  формула  шығады: 
AG =  AH — T A S = —0,0192  Т  lg  Қр 
(21)
Жоғарыда  келтірілген  есептеулер  тепе-теңдік  константасының 
шамаеы  активтендіру  энергиясына  тәуелсіз  екендігін  көрсетеді. 
Ол  тек  температураға  және  реакцияның  энтальпиясы  мен  энтро- 
пиясының  өзгеруіне  тікелей  тәуелді.  Активтендіру  энергиясы 
жүйенің  тепе-теңдік  күйге  жетуін  ғана  шапшаңдатады.
Соңғы  теңдеуден  ■
  тепе-теңдік  константасы  неғұрлым  үлкен 
болып,  яғни  тепе-теңдік  күйдегі  жүйеде  реакция  өнімдері 
мол  болса,  соғұрлым  изобаралық  потенциалдың  мәні  терісірек 
бола  түсетінін  кәреміз.  Тепе-теңдік  константасының  мәні  бірден 
кіші  болса  (Кр  с   1),  яғни  жүйеде  реагенттердің  мөлшері  өнім- 
дердің  мөлшерінен  артып  жатса,  потенциалдың  мәні  оң  болып, 
ондай  процесті  тіке  жүргізудің  қиындығын  танытады.
Изобаралық  потенциалдың  таңбасы  тепе-теңдіктің  ығысу 
бағытын  анықтаеа,  оның  шамасы  ығысу  дәрежесін  көрсетеді. 
Сондықтан  AG  таңбасы  мен  шамасына  қарап  жүйенің  тепе- 
теңдіктен  қанша  алыс  тұрғанын  жуықтап  болжауға  болады. 
Егер  потенциалдың  шамасы  тым  аз  болса  AG +  0  жүйе  тепе- 
теңдіктен  тым  алшақ  тұр  дёй  аламыз,  алынған  заттар  өзара 
әрекеттесуге  тым  бейім  келеді.  Әдетте,  A G «40  кДж  болса 
жүйенің  реакцияға  түсу  қабілеті  айқын  болады.  Сондықтан 
AG < с —40  кДж  болғанда  реакцияны  іс  жүзінде  іске  асыруға 
болады  деп  срнайды.  Ал  A G > 4 0   болса  ондай  реакцияны  тікке 
жүргізу  мүмкін  емес.  Өткен  тақырыпшадағы  мысалдарға  кайта 
оралсақ:  аммиактың  түзілуінде  AG  мәнінің  40  кДж  артық  болуы 
реакцияның  тіке  бағытта  жүру  мүмкіндігінің  төмен  екендігін 
танытса,  азот  диоксидінің  димерден  түзілуінде  AG  мәнінің 
+  40  кДж  жетпеуі  ол  процесті  кері  жүргізуге  болатынын  дәлел- 
дейді.
Қайтымды  реакциялардағы  изобаралық  потенциалдың  өзге- 
руін  диаграмма  жүзінде  көрнекті  етіп  бейнелеуге  болады  (76~су- 
рет).  Жүйедегі  заттар  берілген  жағдайда  өзара,  әрекеттесе 
алатындай  болсын  дейік.  Сонда  диаграммадан  бастапқы  заттар 
не  өнімдер  әрекеттессін,  бәрібір  процесс  AG  кемитін  бағытқа 
бағытталатыны  көрініп  тұр.  Сөйтіп,  тепе-тең  күйге  екі  жағынан 
да  келуге  болатыны  анық.
20 7

Р, Т = const
о \  
1
1
1
i
1
1
1
c/G ^Y c 
1 
________ 1 
^ 
1
в
Көп  жағдайда  химиялық  реак- 
цияның  298°  К  жүруінен  гөрі  бас­
ка 
температураларда 
өтетінін 
анықтап,  соған  сай  тепе-теңдік 
константасын 
анықтау 
қажет 
болады. 
Мұндай 
есептеулердің 
нәтижесінде  реакциядан  алына- 
тын өнімдердің шығымын да  анык- 
тауға  болады.
Егер  изобаралық  потенциалды 
энтальпия  мен  энтропия  тәрізді 
температураға  тәуелді  емес  деп 
санасақ  AG  мәні  температураға 
сызықты тәуелділікте болып  шыға- 
ды.  Осыдан  барып  AG  мәнін  кез 
келген  температура  үшін  есептеп 
табу  мүмкіндігі  туады.  Әрине, 
процеске  қатысатын  заттар  қаралып  отырған  температура  ара- 
лығында  өздерінің  бастапқы  агрегаттык  күйін  сақтап  қалса 
ғана  AG  мәні  шындыкка  жуықтай  шығады.  Процесс  кезінде  фа- 
залык  өзгерулерге  ұшырайтын  не  ерітіндіде  жүретін  реакциялар 
үшін  мұндай  есептеулер  колданылмайды.
Мысал  ретінде  газ  күйіндегі  азот  диоксиді  мен  димерінің 
арасындағы  тепе-теңдікті  қарайық:
2N C W N 20 4
Бастапқы
рвагенттер
Реакция
өнімдері
76-сурет.  Кайтымды  процестегі 
ДО  мәнінің  өзгеру  схемасы
КР =
МгО,
NOi
қызғылт  коңыр  түссіз
Тепе-теңдіктің  ығысу.  бағытын  газ  қоспасының  түсінен  оп-оңай 
айыруға  болады.  Реакцияға  катысатын  заттардың  термодина- 
микалык  функциялары  мынадай:
А
/ / ° 2 9 8
 
к
Д
ж
/
м
ОЛЬ 
S°298 
Д
ж
/  (Қ-моль) 
N0.  33,4 
240,4
N20 4  9,6 
304,3
Әуелі  стандДртты  жағдайдағы  АН  тауып  алайық:
AW° 
=AW
c
тұз 
N
2
О
4
2А Hz
түз 
NOi
=  9,6 — 2 - 3 3 , 4 = —57,7  кДж/моль 
Реакцияның  жылу  эффектісін  пайдаланып  термохимиялық  тең- 
деуді  жазсак:
2N 02 =  N20 4  А Я ° = —57,7  кДж/моль
болып  шығады.  Бұдан  қызудың  әсеріне  сай  тепе-тендіктің  ығысу 
бағытын  Ле-Шателье  принципі  бойынша  анықтаймыз.  Егер  жүйе- 
нің  температурасын  жоғарылатсак,  тепе-тендік  эндотермиялык 
реакция  бағытында,  яғни  қызғылт  коңыр  түсті  азот  диоксидін 
түзу  бағытында  ығысады  екен.  Жүйені  суытсақ,  ондағы  түстің
2 0 8

коюлығы  бәсеңдеп  бозара  түседі,  демек,  тепе-теңдік  димер  түзе- 
тін  экзотермиялық  реакция  бағытында  ығысты.
Енді  осы  реакциядағы  энтропияның  өзгеруін  есептейік:
А S
0
* „ = S °  
— 2S° 
=304,3 — 2-240,4=  — 176,5 
Дж/Қ-моль
Бастапқы  заттардың  энтропиясы  реакциядан  шығатын  өнімдер- 
дің  энтропиясынан  мол.  Егер  процестің  козғаушы  күші  ретінде 
тек  энтропияның  өзгеруін  алсақ,  онда  реакция  оның  арту  бағы- 
тында  жүріп,  жүйеде  азот  диоксиді  көбірек  түзілуіне  көмек- 
тесер  еді.  Ал  энергетикалык  фактор  —  энтальпия  болса,  реакция- 
ның  тіке  бағытта  жүруін  талап  етеді,  өйткені  сонда  ғана  жүйе- 
дегі  энергия  коры  азая  түседі.
Изобаралық  потенциалдын  температураға  тәуелділігін  көр- 
сететін  жалпы  теңдеу  бойынша:
A.G =  АЯ° — TAS° =  — 57,7 +  7-176,5
Оны  стандартты  жағдайға  сай,  яғни  298°К  үшін:
A.G =   — 57,7 +  298 • 176,5 =   — 5,4  кДж/моль
Бастапқыда  әрбірінің  парциалды  қысымы  1  атм  етіп  алынған 
екі  газ  бөлменіц  температурасында  өзара  әрекеттесіп,  азот 
диоксиді  димерге  айналып,  жүйенің  потенциалы  5,  4  кДж  кемі- 
генде  барып  тепе-теңдікке  келеді.  Бұл  кездегі  оның  тепе-теңдік 
константасын  табу  үшін  (
21
)  теңдеуді  пайдаланамыз:
A G = - 5 , 7 1   TlgK =  —5,71  298  lgKP-KP =   т &;29Г  =0,95 
Кр= Ю
0’95
  =8,9.
Бастапкы  қысымы  1  атм,  тең  газ  коспасында  298°К-та  реакция 
жүріп,  жаңа  катынасқа  ауысады:
Тепе-теңдікке  келген  жүйеде  N
2
O
4
  азот  диоксидінен  әлде- 
қайда  мол  болып  шыкты.
Жеке  баллондағы  газ  коспасын  енді  0°С  (273°К)  тағы  мұз 
бен  судың  қоспасына  батырайық.  Жүйеде  түссіз  димердің 
молайғанының дәлелі  ретінде коспаның түсі  бозаң тартып,  қоюлы- 
ғы  кемиді.  Осыған  сай  изобаралық  потенциалдың  өзгеруін 
есептесек:
AG
273
=   —57,7 +  273  176,5=  —9,8  кДж/моль 
онын, мәні  бұрынғыдан  да терісірек болып,  реакцияның өз  бетінше
2 0 9

оңға  қарай  жүру  мүмкіншілігі  арта  түседі.  Оны  тепе-теңдік 
константасынан  көруге  болады:
lg  К р = -   одГІ$2-273  =  1’88 
Кр= 101648 =  75,8
Соңындағы 
газдардың  қысымының  арақатынасы 
PN 0  =  
=  75,8 Р \ 0,
Енді  баллондағы  газ  қоспасын  қайнаған  суға  батырайық. 
Бірден  оңың  түсі  қоюланып  қызыл-күңгірт  тартып,  тепе-теңдік 
азот  диоксидінің  түзілу  бағытына  ығысқанын  көреміз.  Мұндағы 
потенциалдың  өзгеруі:
А бз
7
з =   — 57,7 
373 • 176,5 =  7,7  кДж/моль
үлкен  әрі  оң  таңбалы  болуы  реакцияның  тек  кері  бағытта  жүре 
алатынын  дәлелдейді.  Демек,  алғашқы  екі  температурада  0  мен 
25°  С-та  процестің  негізгі  козғаушы  күші  энтальпия  болып, 
реакция тіке бағытта  жүрген  болса,  100°  С-та  басты  күш  энтропия 
болып  реакцияны  кері  бағыттайды.  Яғни,  температураның  жоға- 
рылауы  энтропияның  ролін  арттыратынын  көреміз.
373°К-тағы  КР 
мәні:  Lg  КР = ----- о Т Ш Ш Т =   — 1,09
Кр =  10 —109 =  0,081. 
Қоспадағы 
газ 
қысымының 
қатынасы 
Р 
n
,
o
,
 
=  0,081 Р2 N0,  бастапқымен  салыстырғанда  димердің  азайып, 
диоксид  молаятындығын  көрсетеді.
Егер  бастапқы  стандартты  жағдайда  алынған  газ  қоспасын 
бірден  тепе-теңдікке  келтіретіндей  температураны  білгіміз  келсе
КР=   —_ДДі=  j  деп  аламыз.  Бұдан  ДС =  ДЯ — ГА5=  —RT ln  1 =
Р   N O :
=  0,  яғни  AW =  IAS  немесе  57700 — Т176,5 =  0  осыдан  Т =  329° 
К  (56°  С).  Бастапқы  газ  коспасын  бірден  56°  С  қызуы  бар  пеште 
ұстасақ  олардың  түсі  еш  өзгеріссіз  қалар  еді,  өйткені  жүйе  тепе- 
тең  күйде  тұрады.
Қаралып  өткен  мысалдан  изобаралық  потенциалдың  мәні 
химиялық  реакцияның  жүру  бағытын  ғана  анықтап  қоймай, 
оның  әрекеттесу  дәрежесін,  яғни  процестің  қаншалықты  терең 
жүретінін  көрсететінін  білдік.  Потенциалдың  өзгеру  шамасын 
тепе-теңдік  константасымен  байланыстыра  отырып,  реакциянын 
қай  бағытта,  қандай  дәрежеде  жүретінін  есептеп  шығардық.
Тепе-теңдік  константасының  мәні  реакцияға  қатысатын  зат- 
тардың  концентрациясына  тәуелеіз  екенін  білеміз,  ол  эр  темпе­
ратура  үшін  бегілі  бір  мәнге  ғана  ие  болады.  Ал  AG  өзгеруі  реак- 
цияға  қатысқан  заттардың  мөлшеріне  тікелей  тәуелді.  Сондыктан 
оеыған  дейін  химиялық  реакцияларды  стандартты  жағдайда  қа-
2 1 0

pan,  соған  сай  АН°  және  AS°  мәндерін  пайдаланып  келдік.  Егер 
жағдай  стандартты  болмай,  бастапқы  заттардың  концентрация- 
сы  кез  келген  мәнге  ие  болады  деп  санасак,  жалпы  түрде  жазыл- 
ған  мынадай  химиялык  реакция  үшін  аА -)- bB^dJX +  еЕ.
A.G  шамасы  төмендегі  формуламен  анықталады:
AG =  RT  ln
pd ' ре
D 
E 
pa ■pb
A 
B
- R T   In  Kp,
(
22
)
мұндағы  Рд,  PE,  PA,  PB  жүйедегі  компоненттердің  тепе-теқдікке 
келмеген  кез  келген  күйдегі  парциалды  кысымы  (заттарды  газ 
деп  санасак).
Көлемі  мен  температурасы  тұрақты  кезде  жүретін  реакция 
үшін  изохоралык  потенциалдың мәні  мынадай  формуламен  эрнек- 
теледі:
AF =  RT  ln.
cd ■
 се 
Сд  С£
*üß.
RT  InKv,
(23)
мұндағы  Сд  , 
,  Сд  , 
жүйедегі  компоненттердің  тепе-теңдік
емес  кез  келген  күйдегі  концентрациялары.
Егер  реакция  Р 1
=  С Р =  С t
- РЕ, =  Р А =  Р В=
 1
атм
немесе  Сд =
■
 С в — 1  моль/л  жағдайда  өтетін  болса,  онда  потен-
циалдардың  өзгеруі  стандартты  жағдайға  сай  келіп,  (22)  және 
(23)  теңдеулері бұрыннан белгілі AG° =  RT ln KP, AF° =   — RT ln Kv 
формулаларына  ауысатыны айкын көрініп тұр. Осы формулаларды 
пайдалана  отырып  кез  келген  мөлшерде  алынған  заттардың 
арасында  жүретін  реакциялардың  потенциалдарының  өзгеруін 
есептейтін  жоғарыдағы  теңдеулерді  былайша  етіп  жазамыз:
AG =  AG° +  RT\n
AF =  AF° +  RT\n
Dd  ре 
ГД  ' Е 
Pd . рЬ- 
ГА  ГВ
(24)
f'd  (~>e
Са .ffl
(25)
Реакцияға  қатысатын  заттардың мөлшері  стандартты  жағдай- 
ға  сай  келмейтініне  карамастан  процестіц  жүру-жүрмеуін  потен- 
циалдың  өзгеруіне  карап  аныктаймыз.  A G < 0   болса,  реакция 
тіке  бағытта  жүре  алады,  өйткені
Рл  ■Ре
д 
Е  < К Р
ра.рь 
А  Г Л
демек,  жүйеде  бастапкы  алынған  заттардың  әлі  де  әрекеттесе 
алатын  артык  мөлшері  бар.  Олардын,  арасындағы  реакция  тепе- 
теңдікке  жету  үшін  AG =  0  болуы,  яғни
Pd • Ре
—— -  -  =  Кр  болуы  шарт.
Р а  .  Р Ь
ГА  ГВ
A G > 0   болғанда  реакция  тіке  бағытта  жүре  алмайды,  себебі
211

реагенттерге  карағанда  өнімдердің  өзара  әрекеттесуі  тиімді, 
сондықтан  процесс  кері  бағытталады.
Дәл  осындай  топшылауларды  АҒ  мәндері  үшін  де  айтуға 
болады.
V I   т а р а у
Э Л Е М Е Н Т Т Е Р   Ж Ә Н Е   О Л А Р Д Ы Ң   Қ О С Ы Л Ы С Т А Р Ы Н Ы Ң  
Ж А Л П Ы   С И П А Т Т А М А С Ы   М Е Н   А Т А У Л А Р Ы
Химиялық 
элементтердің 
қазіргі 
кездегі 
систематикасы 
XIX  ғасырдың  екінші  жартысы  мен  XX  ғасырдың  бірінші 
жартысында  химия  және  физика  ғылымдарында  ашылған  жаңа- 
лықтардың  негізінде  қалыптасты.  Оларды  белгілі  бір  жүйеге 
келтіру  үшін  атом  құрылысы  жайындағы  көзқарас  дамып,  атом- 
дарды  байланыстыратын  күштердің  табиғаты  танылып,  әсіресе 
Д.  И.  Менделеев  жасаға.н  периодтық  системадағы  элементтердіц 
орнының  мәні  мен  периодты  қасиеттердің  ішкі  сыры  ашылуы 
кажет  болды.
§  1.  Х И М И Я Л Ы Қ   ЭЛ ЕМЕНТТЕР  МЕН  ҚАРАПАЙЫМ  ( ЭЛЕМЕНТТІ К)  
З А Т Т А Р Д ЫҢ   К Л А ССИ ФИКА Ц ИЯСЫ
Химиялық  элементтерді  қасиеттеріне  сай  екі  класка  —  метал- 
дар  мен  бейметалдарға  бөледіУМеталл  элементтердің  атомдары 
карапайым  оң  зарядты  иондар  түзуге  бейім  келеді,  олар  теріс 
зарядты  қарапайым  иондарға  айнала  алмайды,  басқаша  айтқан- 
да,  тек  тотықсыздандырғыш  қабілет  көрсете  алады.  Активті 
бейметалл  элементтер  қарапайым  теріс  зарядты  иондар  түзуге 
бейім  келеді,  яғни  тотықтырғыш  қабілет  көрсетеді.  Бейметалл 
элементтердің  қатарына  инертті  элементтер  де  кіреді.  Алайда, 
олардың  химиялық  табиғатында  айтарлықтай  айырмашылықтар 
бар.  Инертті  элементтердің  тотықтырғыш  қабілеті  болмайды, 
керісінше,  тотықсыздандырғыш  қасиет  көрсете  алады.  Ондай 
қасиет  активті  бейметалл  элементтердің  өздерінде  де  кездеседі. 
Бірақ,  активті  бейметалдар  мен  инертті  элементтер  екеуі  де 
он,  зарядты  карапайым  иондар  түзбейді.
Металдар  мен  бейметалдардың  аралығында  екіжакты  қасиет 
көрсететін  амфотерлі  элементтер  орналаскан.  Оларды  өзінше 
бір  класқа  жаткызуға  болады.  Аралык  элементтер  айкын  метал- 
дык  касиет  көрсетпегенімен  тотықсыздандырғыш  қабілеті  басым 
келеді.  Олардың  қатарына  әр  периодтан  екі  элементтен  кіргізуге 
болады:  бор,  көміртек,  кремний,  фосфор,  германий,  мышьяк, 
сурьма,  теллур,  висмут,  полоний.
Осы айтылғандарды жинактай  келе барлык химиялык элемент- 
терді  табиғатына  сай  4  класка  бөліп  карайды:  металдар,  бейме­
талдар,  аралык  элементтер,  инертті  элементтер.
Барлык  химиялык  элементтердің  ішінде  ерекше  жағдайда 
тұрған  бір  ғана  элемент  бар,  ол  —  сутек.  Оның  атомдары  он, 
зарядталған  да,  теріс  зарядталған  да  иондар  бере  алады.  Сутек-
2 1 2

тің  металл  элементтерден  айырмашылығы  жеке  карапайым  оң 
ион  түзбейді,  тек  белгілі  бір  ортада  (көбіне  сулы  ортада)  еріткіш- 
тің  әсерінен  оң  ионға  айналып,  оның  молекулаларымен  байла- 
ныскан  күйде  болады^
Химиялық  элементтердің  классификациясы  кластармен  шек- 
телмейді,  олардың  периодтық  системадағы  ұқсастығына  сай  не 
атомдарының  кұрылымының  ішкі  ерекшеліктеріне  орай  топтарға 
да  бөліп  қарайды.  Осындай  топтардың  қатарына  галогендер 
(Ғ,  Cl,  Br,  I,  At),  халькогендер  (О,  S,  Se,  Те,  Po),  сілтілік  метал- 
дар  (Li-ден  Cs-re  дейін),  сілтілік-жер  металдар  (Са-дан  Ra-re 
дейін),  сирек-жер  металдары  (Sc,  Ү,  La-нан  Lu  коса  алғанда) 
лантаноидтар  (рет  нөмірлері  57—71  элементтер),  актиноидтар 
(89—103  элементтер)  жатады.
Химиялық  элементтердің  қазіргі  кездегі  атаулары  мен  симво- 
ликасы,  басты  сипаттамалары  периодтық  кестеде  берілген  (мұка- 
бадағы-кесте).
Әдебиетте  химиялық  элементтің  таңбасының  төрт  жақ  шетіне 
симметриялы  етіп  атомның  массалық  санын  (сол  жак  жоғарыда), 
атомдық  нөмірін  (сол  жак  төменде),  атомдар  санын  (оң  жақ 
төменде)  және  зарядын  (оң  жак  жоғарыда)  көрсету  қабылдан- 
ған.  Мәселен:  jj?  S  ^ -бұл  екі  атомнан  тұратын  екі  оң  заряды  бар 
ионданған  молекула,  әр  атомның  реттік  нөмірі  16,  массалык 
саны  32.
Құрамына  белгілі  бір  атомның  изотопы  кіретін  косылыста 
оның  массалық  саны  индекспен  белгіленеді,  мысалы,  HL35  SCR 
атауында  изотоптың  символы  квадрат  жакшаға  алынып  жазыла- 
ды:  күкірт35  қышқылы.  Қарапайым  яки  элементтік  заттар  деп 
бір  ғана  химиялык  элементтің  атомдарынан  кұралған  заттарды 
айтады.  Оларды  кейде  гомоядролы  косылыстар  деп  те  атайды. 
Химиялык  элементтердің  бос  күйінде  өмір  сүру  формасы  осы 
қарапайым  заттар  түрінде  болатындыктан  олардың  өзара  касиет- 
тері  де  бірдей  болып  келеді.  Сондықтан  химиялык  элемент- 
тердің  классификациясы  карапайым  заттар  үшін  де  сай  келуге 
тиісті.  Шынында  да  оларды  төмендегідей  кластацға  бөледі:
карапайым 
металдар-металл 
элементтердің 
атомдарынан 
тұрады.  Олардын  кристалдык  торлары  ерекше  катионды  — 
электронды  не  металдык  типке  ие,  өздерінің  электрондык  өткіз- 
гіштігі  жоғары,  катты  және  сұйык  күйде  электрондык  эмиссияға 
бейім  болып  келеді.  Газ  күйіне  ауыскан  металдар  көбіне  бір 
атомды  молекулалар  түрінде  жүреді.
карапайым  бейметалдар  анығырак  айтсақ,  карапайым  тотык- 
тырғыштар  — тотыктырғыш 
элементтердің 
атомдарынан 
тұ- 
рады.  Газ  күйінде  полюсті  ковалентті  байланыстар  арқылы  бай- 
ланыскан  кос  атомды  молекулалар  түрінде  болады.  Қонден- 
сацияланған  күйдегі  бейметалдар  оңай ұшатын әрі ток өткізбейтін 
заттар,  беріктігі  аз  молекулалык  типті  кристалдык  тор  түзеді.
Аралык  карапайым  заттар  —  металдар  мен  бейметалдардың 
аралығында  орналаскан  элементтердің  атомдарынан  тұрады. 
Олардың  кристалдык  торлары  атомдык  тигіті  берік  болып  келеді.
2 1 3

осыған  орай  көбінің  ұшқыштығы  аз,  киын  балкиды  және  шала 
өткізгіштік  қасиетке  ие.
Асыл  газдар-инертті  элементтердің  атомдарынан  тұрады. 
Олардық кристалдык торы  молекулалық типті болғанымен тордың 
түйіндерінде  атомдар  орналасқан,  беріктігі  нашар,  оңай  ұшады.
Қарапайым  заттардың  әртүрлі  кластарының  арасында  жоға- 
рыда  айтылған  айырмашылықтармен  қатар  өзара  ұқсастықтар 
да  аралас  касиеттер  де  бар.  Мәселен,  металл  күйдегі  галийдің 
кристалдык  торының  түйіндерінде  оң  иондардың  орнына  кос 
атомды  молекулалар  орналасқан,  ал  қалайының  төменгі  темпе- 
ратурадағы түр өзгерісінің кристалдык торы  атомдык типті  болып, 
шала  өткізгіштік  касиет  көрсетеді;  мұндай  қасиет  қатты  күй- 
дегі  қарапайым  тотықтырғыштар  селен  мен  астатта  да  бар; 
аралық  қасиетті  ақ фосфордың ұшқыштығы  біршама  әрі  кристал­
дык  торы  әлсіз  молекулалық  типті  болып  келеді:  оның  «ағайын- 
дары»  висмут  пен  полонийдің  металдык  электрөткізгіштігі 
басым.
Кейбір  химиялык  элементтер  бірнеше  қарапайым  заттар- 
аллотропиялык  түр  өзгерістерін  түзеді.  Олардың  молекулалары 
бір  ғана  элементтің  атомдарынан  кұралғанына  карамастан 
әртүрлі  болып  келеді.  Демек,  олардың  касиеттерінде  де  айыр- 
машылықтар  болады.
Бір  ғана  қарапайым  заттың  әртүрлі  кристалдык  пішін  беруін 
полиморфизм  деп  атайды.
§  2.  ҚАРАПАЙЫМ  ЗАТТАРДЫҢ  ФИЗИКАЛЫҚ  ҚАСИЕТТЕРІ
Қарапайым  заттар  әртүрлі  агрегаттық  күйде  болады.  Олар- 
дың  стандарттық  күйі  25°С/298,  15  К/және  1  атм/101,3  кПа/қа- 
сымда  термодинамикалық  ең  тұрақты  күйі  болып  саналады.
Әрбір  қарапайым  заттың  агрегаттык  күйі  белгілі  бір  темпе­
ратура  мен  қысым  аралығында  сакталады.  77-суретте  осындай 
карапайым  заттарға  тән  үш  түрлі  күй  диаграммасы  келтірілген. 
Онда  заттың  қатты,  сұйық  және  газ  күйінде  бола  алатын  облыс- 
тары  көрсетілген.  Диаграммадағы  О  нүктесі-үштік  нүкте  деп 
аталады,  өйткені  осы  нүктеге  сай  келетін  кызу  мен  кысымда  зат 
бірден  үш  агрегаттык  күйін  де  сактай  алады,  яғни  өзара  тепе- 
теңдікте  болады.  OB  кисығы  заттың  балку  температурасының 
кысымға  тәуелділігін  сипаттайды.  АО  сызығының  бойында  катты 
мен  бу,  ал  ОС-да  сұйык  пен  бу  өзара  тепе-теңдікке  келіп,  бірге 
өмір  сүреді.  Қарапайым  заттардың  әрбірінің  өзіне  тән  тығыз- 
дығы  болады.  Колем  бірлігіндегі  заттың  массасымен  өлшенетін 
бұл  шама  көбіне сұйық  және  қатты «үйдегі  қарапайым  заттардың 
физикалык  басты  сипаттамаларының  бірі  болып  есептеледі.  Оның 
сан  мәні  біршама  аралықта  өзгереді.  Мысалы,  сұйык  сутектің 
тығыздығы  небәрі  0,07  г/см3  болса,  қатты  заттардың  ішіндегі 
ең  жеңілі  литийдің  тығыздығы  0,53  г/см3  тең,  ал  дүниедегі 
карапайым  ауыр  зат-осмийдің  сыбағалы  салмағы  22,5  г/см3-ке 
жетеді.
Заттың  тығыздығына  кері  шама-меншікті  көлем-карапайым 
заттың  әрбір  1  см3  салмағына  сай  көлемін  беретін  кажетті  сипат- 
214

тамалардың  катарына  жатады.  Со- 
нымен  катар  химияда  жиі  кездесе- 
тін  маңызды  шамалардың  ішінде 
карапайым  заттың  1  моль-атомы- 
ның  және  1  молінің  көлемдері  — 
атомдык  және  мольдік  көлемдерде 
бар.
Қ а р а п а й ы м  
м е т а л д а р д ы ң  
кристалдарының  ішкі  күйінің  ерек- 
шеліктеріне  сай  шығатын  сипатта- 
малардың  бастысы  —  пластикалық.
Пластикалык  деп  денеге  сырттан 
эсер  ететін  күштің  нәтижесінде  де- 
формациялануын  айтады,  әрі  бұл  касиет  сыртқы  күш  токтағанда 
да  сақталып  қалады.  Заттың  пластикалығы  жоғары,  ал  тұтқыр- 
лығы  аз  болса,  ол  болымсыз  күштің өзінен-ақ деформацияланады. 
Егер  оның  кристалдык  торы  өте  берік  келіп  пластикалығы  өте 
аз  болса  (не  тіпті  болмаса)  сол  заттың  қаттылығын  көрсетеді, 
механикалық  беріктігін  сипаттайды. 
Қарапайым 
заттардың 
ішінде  қаттылығы  аса  жоғары  болып  келетін  көміртектің  бір  түр- 
өзгерісі  —  алмаз,  кремний  және  бор,  сол  сиякты  кейбір  металдар 
хром,  молибден  вольфрам,  рений).  Нағыз  типтік  металдардың 
қаттылығы  онша  үлкен  болмайды.  Қарапайым  заттардың  катты 
болуы  олардың  кристалдык  торының  беріктігіне  тәуелді  болған- 
дыктан  киын  балкитын  касиетке  ие  болады.
Қарапайым  заттарға  тән  жылулык  сипаттамасының  бастысы- 
жылу  сыйымдылығы.  Оның  екі  түрі  бар:  меншікті  жылу  сыйым- 
дылығын-1  г затты  1°С кыздыруға жұмсалатын жылудың мөлшері; 
атомдык  жылу  сыйымдылығы  1  моль-атом  затты  1°С  кыздыруға 
қажет  жылудың  мөлшері.  Меншікті  жылу  сыйымдылығының 
мәні  кең  аралықта  өзгереді,  ал  атомдык  жылу  сыйымдылығының 
шамасы  өзара  жуык  болып  келеді.
Қарапайым  заттардың  жылулық  сипаттамаларының  катары­
на  жылу  өткізгіштік  те  жатады,  оның  өлшемі  Дж^м-с-Қ.  Әдетте, 
металдардың  жылу  өткізгіштігі  жоғары  болып  келеді.
Қарапайым  заттардың  электрлік  қасиеттерінің  бастысы  олар- 
дың  электрөткізгіштігі.  Осы  касиетіне  сай  металдарды  электр- 
өткізгіштер,  бейметалдарды  диэлектриктер,  кейбір  аралык  эле- 
менттерді  жартылай  өткізгіштер  деп  бөлеміз.

жүктеу/скачать 30,34 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: