§  12.  ВАЛЕНТТІК.  ЭЛЕМЕНТТЕРДІҢ  ТОТЫҒУ  ДӘРЕЖЕСІ

1)  Молекула  бейтарап  бөлшек;  2)  Сілтілік  металдардың 
тотығу  дәрежесі  әр  уақытта  + 1 :  Сутектін  тұз  тәріздес  гидрид- 
терден  (мысалы,  LiH,  СаН2,  ВаН
2
  және  т.  б.)  баска  косылыста- 
рындағы  тотығу  дәрежесі  -f  I;  3)  Оттектің  пероксокосылыс- 
тардан  басқа  косылыстарындағы  тотығү  дәрежесі  —  II.  Осы 
жағдайларды  ескере  отырып  элементтердің  тотығу  дәрежесін 
онай  есептеуге  болады.  Мысалы,  күкірт  кышкылындағы  H
2
SO
4 
күкірттіқ  тотығу  дәрежесі  -(-VI,  ал  фосфор  қышқылындағы 
Н3РО4 
фосфордың  тотығу  дәрежесі  -(-V.
Тотығу  дәрежесі  —  шартты  түсінік,  сондықтан  көбіне  элемент- 
тің  тотығу  дәрежесі  оның  валенттігіне  тен  болмайды,  Мысалы, 
көміртектің метандағы  СН4, тотығу дәрежесі  —IV, метил спиртінде 
СН3ОН 
—  II,  ал  құмырысқа  альдегидінде  НСОН-нөл.  Ал  іс  жүзін- 
де  көміртек  атомы  аталған  косылыстардың  барлығында  да  төрт 
валентті.  Мұны  төменде  келтірілген  құрылым  формулалардан 
көруге  болады.
н
н
1
С 
-  
н 
,  Н  -
1
-  с  -   о н
о
-V
0
1
X
1
1 
’
NH
н
н
Кейбір  жағдайларда  тотығу  дәрежесінің  мәні  бөлшек  сандар 
болып  келеді.  Мысалы, азотты  сутек  кышкылындағы  HN
3
  азоттың 
тотығу  дәрежесі—
1
 /
3
;  калий  пероксидіндегі  К
0 2
  оттектің  тотығу 
дәрежесі 
— '/2
  т-  с-  с-
Тотығу  дәрежесінің  шартты  шама  екенін  тағы  мынадан  бай- 
кауға  болады.  Калий,  хроматында  '\
2
Сг0
4
  хромның  тотығу  дәре- 
жесі  + V I,  ал  шындығында  бұл  косылыста 
+ 6
  зарядталған 
хром  ионы  жок;  хром  атомындгғы  он  зарядтың  эксперимент 
жүзінде  анықталған  шын  мәні  —
(~0,2.  Дәл  осы  сияқты  күкірт- 
сутекте  H2S  күкірттің  тотығу  дәрежесі  —2,  ал  күкірт__атомындағы 
теріс  зарядтың  шын  мәні  —
0
,
1
.
Ғ
2
  және  N
2
  сиякты  бірдей  атомдардан  тұратын  полюссіз 
молекулалар  кұрамындағы  атомның  тотығу  дәрежесі  нөлге 
тең  деп  есептелінеді.  Жоғарыда  айтылғандар  тотығу  дәрежесінің 
шартты  түсінік  екенін  көрсетеді.  Бірақ,  шарттылығына  қарамас- 
тан  элементтің  тотығу  дәрежесі  туралы  түсінік  химияда  кеқ 
колданылады.  Бұл  түсінік,  әсіресе,  тотығу-тотыксыздану  реакция- 
ларының  теңдеулерін  кұрастырғанда  өте  кажет.
§
  13.  МОЛЕКУЛАЛАР  АРАСЫНДАҒЫ  БАЙЛАНЫС
Атомдар  бір-біріне  тартылысып  молекула  түзеді.  Тартылыс 
күштері  тек  атомдар  арасында  ғана  емес,  молекулалар  арасында 
да  болады.  Молекулалар  арасында  тартылыс  күштерінің  бола- 
тынына  заттардың  катты  және  сұйык  күйде  болуының  өзі  дәлел. 
Мынадай  мысал  келтірейік.  Хлор  —  кәдімгі  жағдайда  екі  атомды
153

молекуладан  С12  тұратын  газ.  Енді  газ  күйіндегі  хлорды  суытатын 
болсақ,  ол  —34,0°С-та  сұйық,  ал  — 101,4°С-та  қатты  күйге  айна- 
лады.  Қатты  хлордың  1  грамм  молекуласы  (71  грамы)  35,5  мл 
колем  алады,  ягни  6,02-102'*  молекуладан  тұратын  катты  күйдегі 
хлор  не  бары  35,5  мл  колем  алады.  Осынша  көп  молекулалар 
жан-жаққа  бытырап  кетпей,  өзара  бірігіп  азғантай  ғана  көлем 
алып  тұр.  Бұл  қатты  хлордагы  молекулалардың  өзара  тарты- 
лысып,  байланысып  тұрганын  көрсетеді.  Сонымен  молекулалар 
да  өзара  байланысады  екен.  Молекулаларды  байланыстыратын 
күштер,  осы  күштер  туралы  ұғымды  гылымға  бірінші  рет  енгізген 
Голландия  ғалымы  Ван-дер-Ваальс  есімімен  Ван-дер-Ваальс 
күштері  деп  аталады.  Ван-дер-Ваальс  күштеріне.  сәйкес  келетін 
энергия  химиялық  байлйныстың  энергияеынан  жуық  мөлшермен 
ондаған  есе  аз.  Мұны  мынадан  байқауға  болады.  Хлор  молекула- 
сындағы  С1
2
  хлор  атомдары  бірімен-бірі  коваленттік  байланыс- 
пен  байланыскан,  бұл  байланыстың  энергиясы  238,48  кДж/моль. 
Қатты  хлорда  хлор  молекулалары  Ван-дер-Ваальс  күштерімен 
байланыскан,  онық энергиясы  12,5  кДж/моль.  Сонымен,  Ван-дер- 
Ваальс  күштері  —  валенттік  күштерге  қарағанда  әлдеқайда  әлсіз 
күштер  екенін  көреміз.
Ван-дер-Ваальс  күштерінің  табиғаты  кандай?  Не  себептен 
молекулалар  біріне-бірі  тартылысады.  Бұл  сұрактарға  жауап 
беру  үшін  алдымен  молекулалардың  электрлік  қасиеттерімен 
танысамыз.
Молекуланың  диполь  моменті. 
Э л е к т р о н   т ы ғ ы з д ы ғ ы -  
н ы ң   т а р а у л ы н а   с а й   молекулалар:  полюссіз  және  полюсті 
болып  екіге  бөлінеді.  Полюссіз  молекулалардың  мысалы  ретінде 
бірдей  атомдардан  тұратын  Н2,  Ғ2,  С12,  Br2,  N2,  0 2  және  т.  б. 
молекулаларды 
атауға 
болады. 
Аталған 
молекулалардағы 
электрон  тығыздығы  екі  атомның  екеуіне  де  біркелкі  таралған. 
Ал  енді  сутек  фториді  НҒ  молекуласын  алатын  болсак,  ондағы 
электрон  тығыздығының таралуы  біркелкі  емес.  Байланыстырушы 
электрон  бұлты  фтор  атомына  карай  ығыскан.  Сол  себептен 
фтор  атомында  артық  теріс,  ал  сутек  атомьшда  артық  он,  заряд 
пайда  болады.  Сутек  фториді  сиякты  бір  бөлігінде  артық  оң,  ал 
екінші  бөлігінде  артык  теріс  заряд  жинақталған  молекулалар 
полюсті  молекулалар  деп  аталады.  Полюсті  молекулаларды 
таңбалары  қарама-карсы,  бірақ  шамалары  бірдей,  бірінен-бірі 
белгілі  кашықтықта  орналаскан  зарядтардан  ( + 6   және  —6) 
кұралған  диполь  деп  карастыруға  болады  (56-сурет).
Зарядтардың  аракашыктығы  диполь  узындығы  деп  аталады. 
Молекуланың  полюстігі  оның  диполь  моментімен  сипатталады. 
Молекуланың  диполь  моменті  ц  диполь  ұзындығы  /  мен  заряд 
шамасы  б-ның  көбейтіндісіне  тек
■
 
р =  / • 6
Диполь  ұзындығы  шамамен  1 0 ' 8  см,  ал  электронный  заряды 
4,8-10~ІСІ  эл.  ст.  бірлікке  тек,  демек,  диполь  моментінің  шамасы

10 ~ '8  маңында  болады.  Бұл  шама  бір  дебай  деп  аталып,  Д  әріпі 
арқылы  белгіленеді.  Полюссіз  молекулалардың  диполь  моменті 
нөлге  тең,  ал  полюсті  молекулалардікі  нөлден  үлкен.  27-кестеде 
кейбір  молекулалардың  диполь  моменттері  келтірілген.
27-кесте
М о л е к у л  а л а р
Д и п о л ь   м о м е н т !  
( Д е б а й )
н 2
0
Н1
0,4
НСІ
1,04
С 0 2
0
н 2о
1.84
Екі  атомды  молекулалардық  диполь  моменті  ондағы  байла- 
ныстың  диполь  моментімен  анықталады.  Мысалы,  екі  атомды 
сутек  молекуласындағы  байланыс  полюссіз,  осыған  орай  молеку­
ла да  полюссіз,  оның диполь  моменті  нөлге тең.  Ал  сутек хлоридін- 
де  байланыс  полюсті  байланыс,  оның  диполь  моменті  1,04Д, 
осыған  орай  НС1  да  полюсті  молекула  және  оның  диполь  моменті 
байланыстың диполь  моментіне тең.  Көп  атомнан  тұратын  молеку- 
лалардың  диполь  моменті  молекуладағы  жеке  байланыстардың 
диполь  моменттерінің  геометриялык,  қосындысына  тең,  Бірнеше 
мысалдар  келтірейік,  Үш  атомнан  тұратын  С 0 2  молекуласындағы 
жеке  С —  О  байланыстарының  диполь  моменттері  2,7Д,  бірақ 
осыған  қарамастан  молекуланың  диполь  моменті,  нөлге  тең, 
сондыктан  молекула  полюссіз.  Мұның  себебін  57-суреттен  оңай 
түсінуге болады.  Диполь моменті  —  векторлык шама, ол оң полюс - 
тен  теріс  полюске  карай  бағытталған.  Біздің  мысалымызда  С  —  О 
байланыстарының  дк..оль  моменттері  көміртек-тен  оттекке  қарай 
бағытталған.  С 02  молекуласы  сызықтык,  молекула,  ондағы  С —  О 
байланыстарының  диполь  моменттері  шама  жағынан  біріне- 
бірі  тең,  бірақ,  қарама-карсы  бағытталған.  Қарама-карсы  бағыт- 
талған  дипольдар  бірін-бірі  жойып,  молекуланың  диполь  моменті 
нөлге  тең  болады,  осының  салдарынан  молекула  полюссіз.  Енді 
үш  атомнан  тұратын,  бірак  кұрылысы  бұрышты  болып  келетін  су 
молекуласын  қарастырайық.  Су  молекуласындағы  Н —  О  байла-
56-сурет.  Полюссіз  (а)  және 
полюсті  (б)  молекулалар
57-сурет.  С 0 2  жэне  Н20   молекулаларының 
диполь  моменттері

ныстарының  диполь  моменттері  1,51  Д  және  бұл  байланыстар 
бірімен-бірі  105°  бұрыш  жасай  орналасқан.  Су  молекуласының 
диполь  моменті  Н — О  байланыстарының  диполь  моменттерінің 
геометриялык. косындысы сол  вектордан  құралған  параллелограм- 
маның  диагоналына  тең  деген  ереже  бар.  Енді  осы  ережеге 
сүйеніп  су  молекуласының  диполь  моментін  есептесек  ол  1,84  де- 
байга  тең  болады  (57-сурет).  Сонымен  көп  атомды  молекула- 
лардың  диполь  моменті  ондағы  байланыстардың  полюстігімен 
анықталады.
Лездік  жзне  индукцияланған  дипольдар. 
Молекуладағы 
электрондар  мен  ядролар  үздіксіз  козғалыста  болады,  осыған 
орай  электрон  тығыздығының  таралуы  да  үздіксіз  өзгеріп  оты- 
рады.  Мысалы,  хлор  полюссіз  молекула,  оның  тұракты  диполь 
моменті  нөлге  тең.  Бірақ,  электрондар  мен  ядролар  үздіксіз 
қозғалыста  болатындықтан,  кейбір  уақыт  моменттерінде  хлор 
атомдарыныц  бірінде  электрон  тығыздығы  артып  лездік  диполь 
түзіледі:  С1 + 6  — С1~6  не  болмаса  С1+6 —С1 
.  Лездік  дипольдар 
үздіксіз  түзіліп,  үздіксіз  жойылып  тұрады,  сондықтан  да  хлордың 
тәжірибе  жүзінде  аныкталған  диполь  моменті  нөлге  тең.
Егер  молекуланы  сыртқы  электр  өрісінің  ықпалына  ұшыратса 
(мысалы,  конденсатор  өрісіндегі  молекула)  оның электрон  кауызы 
деформацияланады,  яғни  электрондар  оң  пластинкаға  карай,  ал 
ядролар  теріс  пластинкаға  карай  ығысады  (58-сурет).
Демек,  сыртқы  электр  өрісінің  әсерінен  полюссіз  молекула 
полюстенеді,  ал  полюсті  молекулалардың  полюстігі  одан  ары 
артады.  Басқаша  айтканда,  с ы р т к ы   э л е к т р   ө р і с і н і ң  
ә с е р і н е н  
м о л е к у л а д а  
д и п о л ь  
п а й д а  
б о л а д ы ,  
м ұ н д а й   д и п о л ь д а р   и н д у к ц и я л  а н ғ а н  д и п о л ь д а р  
деп  аталады.  Индукцияланған  диполь  сырткы  электр  өрісі  бол- 
ганда  ғана  болады,  сырттан  эсер  ететін  электр  өрісі  жойылғанда 
индукцияланған  диполь  да  жойылады.
§  14.  МОЛЕКУЛАЛАР  АРАСЫ НДАҒЫ  КҮШТЕР
Сонымен  молекулалардың  полюссіз  және  полюсті  болатынын 
көрдік.  Енді  Ван-дер-Ваальс  күштерінің табиғатын  қарастырайық. 
Ван-дер-Ваальс  күштерінің  үш  түрі  бар:  о р и е н т а ц и я л ы қ ,  
и н д у к ц и я л ы к   ж ә н е   д и с п е р с и я л ы қ   к ү ш т е р .
О р и е н т а ц и я л ы к   к ү ш т е р   тұрақты  диполь  моменттері 
бар  молекулалар  арасында  туады.  Полюсті  молекулалар  біріне- 
бірі  жакындасқанда  бір  молекуланың теріс  полюсі,  екінші  молеку- 
ланың  оң  полюсіне  тартылысатындай  болып  бағдарласады.  Бағ- 
дарласқан дипольдар бірін-бірі тартып байланысады  (59-сурет, а ). 
Әсерлесуші  молекулалардың диполь моменттері  неғұрлым  жоғары 
болса,  ориентациялык  күштердің  шамасы  да  соғұрлым  үлкен 
болады.
И н д у к ц и я л ы к   к ү ш т е р   көпшілік  жағдайда,  полюсті 
молекулалар  полюссіз  молекулалармен  әсерлескенде  туады.  По­
люет!  молекуланың  электр  өрісінің  әсерінен  полюссіз  молекулада

+
€ Э
58-сурет.  Электр  өрісінің 
ықпалынан  молекуланыц 
полюстенуі
59-сурет.  Ориентациялык  (а),  индукциялық 
(б)  және  'диспереиялык  күштер  в)  арқылы 
молекулалардың  байланысуы
диполь  пндукцияланады  (59-сурет, б).  Тұрақты  диполь  мен  индук- 
циялантан  диполь  біріне-бірі  эр  аттас  полюстері  арқылы  тарты- 
лысады.  Полюссіз  молекулалар  да  езара  байланыса  алады.  Бу­
тан  На,  No  және  Аг  сияқты  полюссіз  молекулалардан  тұратын 
заттардың  сұйық  және  қатты  күйде  болуының  өзі  дәлел.  Полюс - 
сіз  молекулалар  лездік  дипольдарға  жатады  дедік.  Лездік 
дипольдар  да  тұрақты  дипольдар  сияқты  бағдарласып  тартылы- 
сады  (59-сурет,  в).  Л е з д і к   д и п о л ь д е р д і ң   ә с е р л е с у і  
н ә т и ж е с і н д е   т у а т ы н  к ү ш т е р  д и с п е р с  и я л ы қ  к у ш  - 
т е р   д е п  а т а л а д ы .   Дисперсиялық  күштер  —  барлық  молеку­
лалар  арасында  болатын  универсал  күштер.  іүсінікті  болу 
үшін  ориентациялык,  индукциялық  және  дисперсиялык  күштер 
жеке-жеке  қарастырылады.  Бірақ,  іс  жүзінде  бұл  үш  күштің 
үшеуі  де  бір  мезгілде  болуы  мүмкін.  Мұны  28-кестеде  келтірілген 
деректерден  байкауға  болады.
28-кесте
Кейбір  заттардың  молекулаларының  арасында  туатын  күштердің 
салыстырмалы  үлесі
Зат
С а л ы с т ы р м а .л ы  ү.л с с 
( % )
Ориентациял ык. 
күштер
Индукциялық
күштер
Д н с п с р с н я л  ы к
  к у 
ш
 те р
н2
0
0
100
НСІ
14,4
4 ,2
8 1 ,4
NHo
4 5 ,0
5 ,3
4 9 ,7
НоО
7 6 ,9
4,1
19,0
28-кестеден  полюссіз  молекулалар  ( Ң>)  тек дисперсиялық күш- 
тер  көмегімен  байланысатынын  көреміз.  Полюсті  молекулалар 
(HCl)  үш  күштің  үшеуінің  де  әсерімен  байланысады.  Полюстілігі 
өте  үлкен  су  молекулалары  негізінен  ориентациялык  күштер 
арқылы  байланысады.
Сонымен,  катты  және  сұйык  күйдегі  ковалентті  қосылыстар- 
дың  молекулалары  Ван-дер-Ваальс  күштері  арқылы  банланысқан. 
Ван-дер-Ваальс  күштерінің валенттілік күштерінен  мынадай айыр-

машылықтары  бар.  Бірінші,  Ван-дер-Ваальс  күштері  валенттік 
күштеріне  қарағанда  әлсіз  күштер  олардың  энергиясы  4,184  -
12.5  кДж/моль  аралығында  болады,  ал  химиялык  байланыстың 
энергиясы  шамамен  418,4  кДж/моль.  Екінші,  Ван-дер-Ваальс 
күштерінің  эсер  ету  радиусы  валенттілік  күштерінің  эсер 
ететін  радиустарынан 
үлкендеу 
болады. 
Мысалы, 
иод 
І2 
молекуласындағы  I — I  байланысының  ұзындығы  0,268  нм,  ал 
кристалл  күйде  иод  молекулаларының  аракашыктығы  0,354  нм,
§  ’5.  СУТЕКТІК  БАЙЛАНЫС
60- 
суретте  инертті  газдар  мен  құрамы  СХ4  формуласымен 
«рнектелетін  қосылыстардың қайнау температуралары  келтірілген. 
Мұндағы  X  деп  отырғанымыз  Н,  Ғ.  С1  және  Вг  атомдары.  Абцис- 
салар  осіне  инертті  газ  немесе  Х-атомы  орналаскан,  периодтар- 
дың  нөмірлері,  ал  ординаталар  осіне  Кельвин  шкаласы  бойынша 
алынған  температуранық  мәндері  салынған.  60-сурттен  период 
нөмірі  артқан  сайын  инертті  газдар  мен  СХ4  косылыстарының 
кайнау  температураларының  артатынын  көреміз.  Бұл  заңдылык 
былай  түсіндіріледі.  Қосылыстың  кайнау  температурасы  молеку- 
лалардың  өзара  тартылысу  күшіне  тәуелді.  Молекулалар  неғұр- 
лым  мықты  тартылысатын  болса,  косылыстың  кайнау  темпе­
ратурасы  соғұрлым  жоғары  болады.  Басқаша  айтканда  косылые- 
тың  қайнау  темітературасы  сол  косылысты  кұрайтын  молеку- 
лалардың  өзара  байланысының  беріктігін  көрсетеді.  Мысалы, 
көміртек тетрабромидінің  кайнау  температурасы  көміртек тетраф- 
торидінікінен  жоғары,  демек,  СВг4  молекулалары  СҒ4  молекула- 
ларына  қарағанда  берігірек  байланысқан,  баскаша  айтканда, 
СВг4  молекулаларын  байланыстыратын  Ван-дер-Ваальс  күштері- 
нің  шамасы  СҒ4  молекулаларын  байланыстыратын  Ван-дер- 
Ваальс  күштерінің  шамаеынан  үлкен.  Ал,  периодтың  нөмірі 
ұлғайған  сайын  СХ4  молекуласындағы  электрондардың  саны 
да  көбейеді.  Демек.  косылыстың  кайнау  температурасы  оның 
молекуласындағы  электрондардың  санымен  аныкталады.  Соны- 
мен,  қарастырылған  мысалдан  мынадай  заңдылықты  байқаймыз: 
б і  р  т и п т е с  м  о л е к у л а л  а р д ы  ө з а р  а  б а й л а н ы с т ы ­
р а т ы н   В а н - д е р - В а а л ь с   к ү ш т е р і н і ң   ш а м а с ы   м о ­
л е  к у л  а д а ғ ы  э л е к т р о н д а р   с а н ы   к ө б е й г е н   с а й ы н  
а  р т а д ы .
61- 
суретте  VI  негізгі  топ  элементтерінің  сутекті  қосылыс- 
тарының  кайнау  температуралары  келтірілген.  Теллурсутектен 
селенсутекке,  ал  одан  күкіртсутекке  ауысканда  молекуладағы 
электрондардың  саны  азаяды,  демек,  жоғарыда  тұжырымдалған 
заңдылык бойынша  косылыстардың  кайнау температулары  төмен- 
деуі  керек.  Бұл  болжам  тәжірибе  жүзінде  орындалады  (61- 
сурет).  Енді  күкіртсутек  пен  суды  еалыстырайык.  Су  молекула- 
сындағы  алектрондардың  саны  күкіртсутектікінеп  аз,  сондыктан 
судын  кайнау  температурасы  күкіртсутектікінен  томен  болу 
керек.  61-суреттегі  H2S,  H2Se  және  Н2Те  аркылы  өтетін  түзуді 
экстраполяциялап,  судың  кайнау  ;емпературасын  аныктасак,

60-сурет.  Инертті  газдар  мен  СХ, 
қосылыстарының 
қайнау 
температу-
ралары
ол  шамамен  80°-қа  тек  болады.  Судын  тәжірибе  жүзінде  анық- 
талған  температурасы  (100°)  экстраполяция  көмегімен  анықтал- 
ған  температурадан  (—80°  С)  әлдеқайда  үлкен.  Бұл  су  молекула- 
ларыныц  күкіртсутек  молекулаларына  Караганда  берігірек  байла- 
нысатынын  көрсетеді.  Демек,  су  молекулалары  кәдімгі  Ван-дер- 
Ваальс  күштеріне  коса  жаца  күштермен  байланысады.  Енді 
су  молекулаларының  арасында  болатын  осы  жаңа  күштердің 
табиғатын  карастырамыз.  Су  молекуласындағы  оттек  пен  сутекті 
байланыстыратын  электрон  бұлты  оттекке  карай  күшті  ығыскан. 
Осының  салдарынан  сутекте  оң  заряд  пайда  болып,  ол  жалаң 
протонға  (Н+)  айналуға  жақын  болады.  Оң  зарядталған  сутек 
атомы  екінші  су  молекуласының  кұрамындағы  оттек  атомының 
электрон  кауызына  тартылып,  су  молекулаларының  арасында 
байланыс  түзіледі.  Мұндай  байлапыс  сутектік  байланыс  деп 
аталады.  Төменгі  схемада  сугектік  байланыс  нүктелі  сызыкпен
белгіленген:
+&
+S
о  -  н  ...
/
н
h
+ S
H  
r*
/  
0
\  
- 2 S
+ 8
- 2  
S
0   —
H
0
•
•
\
 
+ 6
•+s
: 
-28
H
H
0
\  
+
н
Сутектік  байланыс  кәдімгі  Ван-дер-Ваальс  күштеріне  (байла- 
нысына)  карағанда  беріктеу  де,  ал  химиялық  байланыска  кара- 
ранда  әлсіз,  оның  энергиясы  жуык  мөлшермен  12,5—62,76  кДж/ 
моль  аралығында  болады.  Мысалы,  0°С  температурада  су 
молекулаларының  езара  байланысу  энергиясы  20,9  кДж/моль. 
Сутектік байланыс  кұрамында  сутекпен  банланысқан  Ғ,  О  және N 
сиякты  күшті  электртеріс  элементтер  бар  молекулалар  арасында 
ғана  түзіледі.  Сутектік  байланыс  молекулалар  арасында  да  және
1 3 ' I

молекула  ішінде  де  түзілуі  мүмкін.  Осыған  сай  сутектік  байланыс 
молекула  аралық  жэне  молекула  ішіндегі  болып  бөлінеді. 
Бұған  бірнеше  мысалдар  келтірейік.  Сұйык  күйдегі  фторсутек 
молекулалары  еутектік  байланыстың  салдарынан  екіден,  үштен 
бірігіп,  ассоциацияланып  жүреді:
Н
Н—Ғ  ...  Н  —  ғ
Бұл  жағдайда  сутектік  байланыс  молекулалар  арасында  түзіліп 
тұр.  Мұндай  байланыс  молекулааралық  сутектік  байланыс  деп 
аталады.  Жоғарыда  қарастырылған  су  молекулаларының  ара- 
сындағы  байланыс  та  молекулааралық  сутектік  байланысқа 
жатады.  Молекулааралык  сутектік  байланыс  бір  заттың  ғана 
емес  әр  түрлі  заттардың  молекулаларының  арасында  да  болады, 
мысалы,  су  мен  сірке  қышқылының  молекулалары  мынадай 
сутектік  байланыста  болады:
и 3с   - с
, р   . . .   н  
Ч О Н  
н /
0
Салицил  кышқылының  молекуласында,  спирг  тобындағы  сутек 
карбоксил  тобындағы  оттекпен  байланысады:
Бұл  жағдайда  сутектік  байланыс  молекуланың  өз  ішіндегі  оттек 
пен  сутек  атомдары  арасында  түзіліп  тұр.  Мұндай  байланыс 
молекула  ішіндегі  сутектік  банланыс  деп  аталады.
Сутектік  байланыс  заттың  балку  және  кайнау  температура- 
ларына,  ерігіштігіне, тығыздығына,  кристалдық  торының  кұрылы- 
сына  және  тағы  да  басқа  көптегеч  физикалык  және  химиялык 
каснеттеріне  әсерін  тигізеді.
§  16.  МОЛЕКУЛАЛАР  МЕН  ИОНДАРДЫҢ  ПОЛЯРИЗАЦИЯСЫ
Молекулалардың  өзара  байланысатындығына  заттардың  қат- 
ты  және  сұйық  күйде  болуының  өзі  дәлел.  Чолекулаларды 
өзара  злектрлік  күш  байланыстырады.  Полюсті  молекулада 
зарядтар  симметриясыз  ориаласқандықтан  электр  өрісі  болады, 
сондықтан  ондай  молекулалар  бір-бірімен  кездескенде,  теріс  аттас 
полюстерімен  біріне-бірі  б а ғ д а р л а с у   (бұрылу)  нәтижесінде 
олардың  арасында  біріне-бірін  тартатын  ориентациялық  күш 
туатынын  бұрын  айттык.  Бағдарласумен  кабат  полюсті  молеку- 
лаларда  д е ф о р м а ц и я   болады,  яғни  ішкі  кұрылысы  әуелгі

қалпынан  өзгереді.  Өйткені  әр  аттас  полюстер  бірін-бірі  тартады 
да,  аттас  полюстер  кейін  шегініседі.  Осының  салдарынан  п о л я ­
р и з а ц и я   туады,  яғни  молекуладағы  дипольдың  ұзындығы 
өседі.  Сонымен  молекуланың  бағдарласуы  мен  деформациясы,  ол 
молекуланың  поляризациясына  әкеліп  соғады.
Молекулалардың  поляризациясы  келіп  молекулалар  арасын- 
дағы  байланысты  күшейтеді.
Молекулалардың  поляризациясы  жайында  айтылған  жалпы 
ұғымды,  иондар  поляризациясына  да  қолдануға  болады.  Сонда 
диполі  бар  иондар  мысалы,  OH” ,  CN”  полюсті  молекула  сиякты, 
ал  диполі  жоқ  иондар  (бұлар  иондардың  басым  көпшілігі)  полюс- 
а з   молекула  сияқты  болады.
Жеке  ионның  поляризациясы  дейтініміз  оның  электрондары- 
ның  ядросына  сай  орналасуының  әуелгі  калпынан  аууы,  дәлірек 
айтқа нда  с ы р т к ы  
э л е к т р о н  
қ а у ы з ы н ы ң  
д е ф о р : 
м а ц и я с ы .
Молекуланың  құрамындағы  иондардың  поляризациясы  деп 
отырғанымызды  анықтаңқырап  алайық.  Молекула  ионнан  тура- 
тын  болса,  оның  біреуі  катион,  біреуі  анион  болады.  Осының 
біреуі  п о л я р и з а ц и я л а у ш ы   болса,  екіншісі  д е ф о р м а -  
ц и я л а н у ш ы   болуы  керек.  Аниондарды  алсақ,  бұларда  поля- 
ризациялаушылық  касиет  жоққа  жакын  екен,  ал  катиондарда 
деформацияланушылық  өте  кем.  Сондықтан  анионның  катионды 
поляризациялауын  ескермей-ақ,  бірыңғай  катионды  —  поляриза­
циялаушы,  анионды  — деформацияланушы  бөлшектер  деп  ка- 
рауымызға  болады.
Катиондардың  поляризациялағыштык  әрекеті  бірдей  болмай- 
ды,  ол  олардың  кұрылымына  тәуелді.  Айталық,  жалпы  катиондар- 
ды  салыстырғанда 
олардың  поляризациялағыштык  әрекеті 
мына  бағытта  өседі:
1.  оң  заряды  көбейген  сайын,
2.  радиустары  кішірейген  сайын,
3.  электрон  қауызынық  беріктігі  өскен  сайын.
Катионның  электрон  қауызының  бекемдігі  оныңжатион  күйін-
дегі  сыртқы  электрон  қауызының  құрылымына  байланысты. 
Ондай  кұрылымы  жағынан  катнондар  төменде  жазылған  ірі 
3  топка  бөлінеді.  Осының  әрбір  келесісінің  поляризациялаушы 
әрекеті  бірдей  жағдайда  (заряды,  радиусы),  алдынғысынан 
күштірек:  әрекеті  басым:
а)  8  электронды,
б)  8  электроннан  18  электронға  дейін  кауызы  құрылып  біт- 
пеген  (Мп2+,  Ғе2+,  Ғе3+  т.  б.)
в)  18  электронды  (Zn2 + ,  Ag+  т.  б),  2  электронды  (Li+ , 
Ве2+  т.  б.)  жэне  18 +  2  электронды  (Sn2 + ,  As+  т.  б.)  иондар.
Аниондардыц  деформацияланғыштығы  да  олардың  зарядына, 
радиусына,  электрон  құрылымына  тәуелді.  Аниондардыц  дефор- 
мацияланғыш  кабілеті  мына  бағытта  өседі:
1.  кұрылымы  бірдей  не  ұксас  болған  жағдайда:
а)  электрон  кабаттарыныц  саны  көбейген  сайын  (периодты
6 — 2 0 6 5  
1 6 1

сиетемада  вертикаль  катарларда  ориалаекан  құрылымы  ұқеас 
элементтер).  Мыеалы:
Ғ  —CI  ' —Br  — I -
б)  теріс  зарядтары  көбейген  сайын  (периодтык  сиетемада 
горизонталь  қатардагы  кұрылымы  бірдей  элементтер).  Мыеалы:
Г  —о--
СГ  — SJ-
Бұл  екі  жағдайды  корыта  келіп,  анионнын  радиусы  үлкей- 
ген  еайын  онын  деформацияланғыштығы  күшейеді  деуге  болады.
2.  Заряды  бірдей,  радиусы  жақын  жағдайда,  инертті  газ 
тинті  иондардан  гөрі  18  электронды  (және  18  болып  кұрылып 
бітпеген)  иондар  оңай  деформацияланады.
Күрделі  аниоидардың  көппіілігіиде  зарядтары  үлкеп  болма- 
гандыктан  деформациялануы  пашар  болады,  олардың  оңайырак 
деформациялаиатындары  ÖH- ,  CN- .  СО.г” .
Жалны  аниондарды  салыстыреақ,  олардың  деформациялан- 
ғыштығы  мына  катарда  өседі:
СЮ4_ ^ Ғ '   —NO,  — Н , 0 —OH“ — CN  — С Г — Вг  —1  ;
sor’^—н,о—со,-  — о--—s--.
Салыстыру  үшін  1  және  2  валептті  аниондардың  қатарына  судын 
молекуласы  жазылады.
X  и  м  и  я л  ы  к  к о 
с 
ы л  ы с т а р д ы  ц  к е  й б І  р  к а 
с 
и е т т е - 
р i  н  и  о л  я р  и 
з 
а  ц и  я  к. ұ б  ы л  ы с  ы  а р  к ы л ы  т ү 
с 
і 
н д i р у  . 
Химиялык  косылыстардын  қасиеттерін  екі  түрғыдан  түсіндіруге 
болады.  Бір  түрі  н  е  й т  р  а  л  а  т  о  м  д  а  р  д  ы  негізге  алып,  сонан 
қосылу  нәтижесінде  оларда  болатын  өзгерістерді  карауга  болады. 
екікші  түрі,  жеке  иопдарды  негізге  алып,  олардың  косылуын, 
поляризациясып  текееру  аркылы  химиялык  қоеылыстың  шын 
мәніп  түсіндіруге  болады.
Шынында  да  поляризация  кұбылыеы  аркылы  химиялык 
қосылыстардың  иегізгі  касист гсрінің  (балкуы,  еру i,  диссоциация- 
лануы,  ыдырауы, тотығуы, тотыксыздапуы,  кышкылдылыгы,  негіз- 
ділігі,  гидролизі.  түсі  т.  б.)  барлығын  түсіндіруге  болады.  .Муны 
ХИМИЯНЫҢ  баска  салаларында  толык  карайды.  Поляризацияныц 
капшалыкты  мацызды  күбылыс  екендігін  корсету  үшін  химиялык 
косылыстардын  кейбір  касиегтсріно  токтап,  оларды  иондардын 
поляризациясы  тұргысыпан  түсіпдірмекпіз.
К а т  г ы  з а   г  г а р д ы н   б а л  к v  т е м  ие р  ат  у ра с  ы н ы ц  
жоғары  не  томен  болуы  кристалдың  ішіидегі  нондардын  біріне- 
бірінің  тартылv  күшіне  тоуелді  болады.  Кристалдык  күрылымы 
бірдей  заттарды  салыстырғапда  курамыидағы  иондардын,  заряд 
саны  көп  және  радиусы  кішкене  косылыстардын  балку  темпера­
турах'ы  жогары  болатындыгын  көреміз.  Мыеалы,  кристалдык 
күрылымы  бірдей,  катиондарының  раднустары  тенге  жакын.  әрі 
күрылысы  ұксас  LiF  ( t .  842°)  мен  MgÖ  (t.  2800°)  алсак,  MgO
1 C>2

иондары  зарядының  екі  ес e  а рты к  болуы  байланысын  күшейтін, 
он ын.  балку  температурасын  2000  градуска  жуык  көтереді 
екен.
Заттын.  балксына  иондардын  поляризациясыныц  әжегітәуір 
ыкпалы  болады:  Мысалы  криеталдык  кұрылымы,  катиондарының 
заряды  бірдей  жэне  радиусы  өте  жакын  NaCl  (t 
800°)  мен 
AgCl  (t  455°)  алсак,  ол  ыкпал  балку  температурасын  төмсндету 
жагына  карай  екенін  көреміз.  Оның  себебі  күміс  катионы  18 
электронды,  поляризациялағыштығы  күшті  катион  болғандықтан, 
AgCl  молекулалары  едәуір  деформацияланган,  демек,  оның  бал­
ку ы  да  оңайырак  болады.  Сонымен,  химиялык  косылыстардың 
барлык  сипаттамалары  бірдей  болған  жағдайда,  поляризация- 
латыш  күші  басым  катионды  косылыстар  онайырак  балкиды.
T е р м  и я л  ы  к  д и с с о ц и  а  и и я л  а н у  .  Кей  заттар  кыздыр- 
ганда  опырылып,  кұраган  элемент repine  ажырайды.  Өйткені 
затты  кыздыртанда  оный,  ішінде  соншалықты  күиггі  бір  жакты 
деформациялар  болады,  сондықтан  кейбір  электрондар  анионнаи 
катионға  көшіп  конады.  Мысалы,  алтынпың  галогенді  тұздарын 
кыздырғанда  дисеоциациялануы  АиГ3 
АиГ +  ГЭ.
Элемеиттік  анион  неғүрлым  деформацияланғыш  болса,  оның 
электронының  катионға  көшуі  соғұрлым  жеңіл  болады.  Сондык- 
тан  қапдай  да  бір  катиоиныц  галоген  тұздарыныц  термиялык 
тұрактылыгы  Ғ7  —>-1 
қатарында  нашарлайды.  Екіиші  жағынан, 
катионның  поляризациялаі ыштығы  күшті  болтан  самым  термия­
лык  диесоциациялану  оңай  болу  керек.  Мысалы,  Ү  (г =  0.106  нм) 
және  Z r l + (r =  0,087  нм)  тұздарына  қарағанда  Ті  (г =  0,105  им) 
жәнс  РЬ(г =  0,084  нм)  тұздары  кыздырғанда  оцай  ыдырайды.
Химиялык  косылыстардың  балкуы  және  термиялык  днссоциа- 
циялануып  карастырғаннан  байкалатыи  бір  жағдай,  затты  лоля- 
ризациялауды  күшейту  мен  затты  қыздырудың  әсері  біріне-бірі 
өте  ұксас,  екеуіпде  де  анпонның  электрон  кауызы  козып,  бекем- 
ділігі  кеміп,  деформациялангыш  болады.
X и м  и  я л  ы к  к о с  ы л ы с т а р д ы  н,  т ү с і 
спектр  сәуле- 
лерін  өткізуге  не  өткізбеуге  байланысты.  Спектр  сәулелерінің 
көрінетін  бөліміп  өз  бойынан  өгкізетін  болса.  опдай  зат  мөлдір 
болады;  стер  соуле  толык  шағылып  кейін  кайтарылатын  болса, 
онда  зат  ак  не  жылтыр  болтаны;  стер  толык  сініріліи  алынатып 
болса,  онда  кара  болады;  егер  толық  сіңірсе  түсті  болады, 
түсі  спектрдің  сіңбсген  сәулелеріне  карай  әр  гүрлі  болады.
Сәулелердін.  сінуі,  атомның  электрон  қауыздарынын,  сырткы- 
сын  коздырумен  байланысты,  демек,  ондағы  электрондардың 
ядродан  алысырак  квант  кабаттарына  көшу.мен  байланысты. 
Эрине  ол  электрон  кауызыпыц  бекемдігі  кем  болып,  демек  дефор­
мациялангыш  болса,  электрон  кошу  оцай  болады.
Заттын,  түеті  болуы  мен  опын,  пондарыныц  электрон  кауызы- 
нын  бекем  еместігінің,  деформаиияланғыштығының  арасында 
үлкен  жакындық  бар.
Заттын түсті  болуы  кейде  оны  гүзуші  ионнын  нзі  ід сті  болуы па 
байланысты,  мысалы  Р г>+  нииынын.  түздарынын  барлығы  жасыл
шз
в'

түсті.  Кейде  түссіз  иондар  бірін-бірі  поляризациялау  салдарынан 
түсті  косылыс  түзеді.  Мысалы,  Hg2 + ,  0 2~,  I-   иондары  түссіз, 
бірақ  сынап  (II)  иодиді  Hgl2 —  қызыл  түсті,  сынап  (II)  оксиді 
HgO  —  кызыл сары түсті.  Заттың түсті болуын  көпшілік жағдайда 
катионның  поляризациялағыштығынан  не  анионның деформация- 
ланғыштығынан  деуге  болады.  Мысалы,  галоген  тұздарын  алсақ, 
фторидтар  мен  хлоридтарда  түсті  тұздар  сирек  деуге  болады, 
бромидтарда  көбірек,  иодиттарда  жиі  кездеседі.  Осы  сияқты 
оксидтерге  карағанда,  түсті  сульфидтер  көп,  гидроксидтерге 
қарағанда  түсті  оксидтер  көп.  Катионның  поляризациялағыш- 
тығы  күшейгеннен  химиялык  қосылыста  түс  пайда  болуы  IV  пе­
риод  элементтерінің  оксидтерінен  анық  көрінеді.
К о О   Г я П   Я го О з, 
Ti02 
V20 5 
С г О з  
Мп20 7 
(Ғе30 4)
Бұл  жазылған  оксидтердің  аниондары  бірдей,  катиондардың 
электрон  құрылымы  да  бірдей  / 2 / 8 / 8 / ,   бірак катиондардың  заря­
ды  өсуде,  онымен  поляризациялағыштығы  күшеюде,  соған  сәйкее 
оксидтерінің  түсі  де  күшеюде.
Кейбір  заттарды  еріткенде,  кұрғак  күйде  түссіз  болса  да, 
ерітіндісі  түсті  болып  шығады.  Мысалы,  C uS0 4  және  СиҒ2  түс- 
сіз,  ал  ерітінділері  көк  түсті.  Бұл  арада  түс  пайда  болуының 
себебі,  поляризациялағыштығы  күшті  Си2+  катионының  жақын 
айналасындағы,  деформациялануы  киын  S 0 42-  және  Ғ~  ион- 
дарының  орныңа  деформациялануы  оңай  су  молекулаларының 
келуі,  осыдан  барып  C uS0 4-5H20   көк түсті,  судың орнына, дефор­
мациялануы  одан  да  оңайырақ  аммиакты  алсак,  қосылыстың 
түсі  одан  әрі  күшейеді,  CuS04-4NH3  көгілдіркүлгін  түсті.  Мұнан 
құрғак  зат  пен  оның  ерітіндісінің  түсі  әр  түрлі  болуы  мүмкін 
еденін  көреміз.
Поляризациялауды күшейтумен  кыздырудың пара-пар  екендігі 
айтылған,  сондыктан  түссіз  затты  кыздырсак,  ол  түсті  болуы 
мүмкін,  шынында  да  ZnO  түссіз  зат,  кыздырғанда  сарғаяды; 
ал  калыпты  жағдайда  сары  түсті  күкірт  өте  суытылса  (сұйық 
ауада)  түсінен  айрылып  калады.
Қандай  зат  болсын  ұсак  бөлшектерден  (молекула,  атом, 
ион  т.  т.)  кұрылады.  Заттың  жалпы  кұрылысын  дұрыс  бейнелеу 
үшін,  осы  бөлшектер  заттың  ішінде  өзара  калай  орналасқан, 
бұлардың  орналасуында  бір  тәртіп,  дұрыстық  бар  ма,  не  олар 
тәртіпсіз  калай  болса  солай  орналаса  ма  деген  мәселені  анык- 
тайық.
Барлык  заттар  агрегаттық  үш  күйде —  газ,  сұйык  және 
катты —  болатындығы  белгілі.  Газ  және  сұйык күйдегі  заттардыц 
бөлшектері  тәртіпсіз,  әрі  үздіксіз  козғалыста  болады.
Сондыктан  зат  түзуші  бөлшектердің  өзара  орналасуында
кара  қоңыр 
кызыл
кою  жасыл
кара

жүктеу/скачать 30,34 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: