ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Зат құрылысы» «5В0011200 – Химия» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары

«Зат құрылысы»

«5В0011200 – Химия» мамандығы үшін

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ

Семей

Атом – элементар бөлшектерден тұратын қарапайым электрлі бейтарап жүйе.

Молекула - бірнеше атомдардан тұратын неғұрлым күрделі жүйе.

Нуклон - протон мен нейтронның жалпы саны, атомның салыстырмалы атомдық массасын көрсетеді.

Изотоп - протон саны бірдей атом ядросы. Мысалы, табиғи оттегінің үш изотопы бар: ₈О¹⁶ (99,76%), ₈О¹⁷ (0,04%), ₈О¹⁸ (0,20%).

Изотон - нейтрон саны бірдей атом ядросы. Мысалы: ксенон атомында Хе 54р + 82n бар, ал барий атомында Ва 56р + 82n.

Де-Бройль толқын ұзындықтарының бүтін саны (n) сиятын орбитаны квантталған орбита деп атайды.

Симметриялы денерлер - симметриялық өзгерістердің нәтижесінде өзімен-өзі сәйкес келетін денелер. Осы өзгерістерді жүргізгендегі іс-әрекетті (айналдыру, шағылдыру, ауысу әрекеттері) симметрия операциясы деп атайды.

Молекулалардың симметриялық қасиеттерін анықтайтын симметрия жазықтығын, симметрия осьтерін және симметрия центрін симметрия элементтері деп атайды.

Симметрия жазықтығы (Р немесе σ деп белгіленеді) - денені тең екі бөлікке бөлетін және бір-біріне айна қатесіз кескін болатын жазықтық.

Шағылдыру операциясы - жазықтық көмегімен жүргізілетін әрекет. Кейде шағылдыру жазықтығы айналу жазықтығы деп те аталады.

Симметрия осі (С_n немесе L деп белгіленеді). Қандай да бір фигураны бір түзудің бойында белгілі бір бұрышқа айналдырғанда фигураның беттесуі бірнеше рет қайталанатын болса, сол түзуді симметрия осі деп айтамыз.

Симметрия центрі – фигураның ішіндегі ерекше нүкте (С), сол нүкте арқылы жүргізілген қандай да бір түзу осы центрден бірдей қашықтықтағы фигураның нүктелеріне сәйкес келеді.

Айналы-бұру осі - шағылдыру жазықтығы мен бірлескен ось.

Спектр – атом немесе молекула бiр энергиялық күйден екiншi күйге ауысқандағы электромагниттiк тiзбекті тербелiстердiң энергия кванттары.

Терм (спектрлiк) Т – бұл молекуланың не атомның iшкi энергиясы. Өлшем бiрлiгi см^-1.
2 Дәрістер

1 МИКРОМОДУЛЬ «молекулалардың құрылысы»

1-тақырып. Кванттық химияның негізгі ұғымдары.

Жоспар:

2. Молекула құрылысы теориясындағы ВБ және МО әдістері.

3. Потенциалдық жазықтық. Тепе-теңдітегі конфигурациялар.

4. Атомдық спектрлер.

5. Молекуланың стереохимиясы.

6. Молекуланың геометриялық құрылысы.

7. Атомдардың өзара әсері. Уолш диаграммасы.


Тақырыптың қысқаша мазмұны:

Молекуланың атомдардан түзілуі. Потенциалды энергия қисығы. Химиялық байланыс. Шредингер теңдеуін есептеудегі қолданылатын вариациялық әдістің негіздері.

Молекула құрылысының теориясындағы екі негізгі әдістер. Валенттілік байланыс әдісі, молекулалық орбитальдар әдісі. Молекулалық орбитальдар (МО) әдісінің негізгі тұжырымдары. Атомдық орбитальдардың сызықты комбинациялары. МО әдісіндегі молекулалық орбитальдардың жуықтап алынғандағы сипаттамалары. Гомоядролы екі атомды молекулалардың молекулалық орбитальдары. Молекулалық термдер.

Потенциалдық жазықтық. Тепе-теңдіктегі конфигурациялар. Валенттіліктің бағытталуы және көп атомды молекулалардың қасиеттерінің аддитивтілігі. Электрондық локальды және локальды емес молекулалық орбитальдар. Гибридтену.

Молекуланың стереохимиясы. Валенттілік байланыс әдісіндегі бос жұп электрондардың тебісуіне негізделген АХ_n молекула конфигурациясын анықтау жолы. МО әдісіндегі молекуланың стереохимиясы. Локальды және локальды емес молекулалық орбитальдар. АХ₂, АХ₃, АХ₄ молекулалар үшін Уолш диаграммасы. Гибридтендірілу ілімінің қазіргі уақыттағы негіздері.

Өзін өзі бақылау сұрақтары:

1. 
   Атом туралы түсінік. Атомның сандық сипаттамалары.
   
2. 
   Атом құрылысының негізгі моделі. Артықшылықтары мен кемшіліктері.
   
3. 
   Спектрлер, олардың сипаттамалары.
   
4. 
   Атомның құрамдас бөліктері. Паули, Клечковский, Гунд ережелері.
   
5. 
   Шредингер теңдеуінің түрлері.
   
6. 
   Шредингер теңдеуінің нақты шешімі. Оның сипаттамалары.
   
7. 
   Атомның электрондық конфигурациясы.
   
8. 
   Квант сандары.
   
9. 
   Молекула құрылысы теориясындағы ВБ және МО әдістерінің негізгі тұжырымдары.
   
10. 
    Стереохимия.
    
11. 
    Локальды және локальды емес молекулалық орбитальдар.
    
12. 
    Гибридтендірілу ілімінің қазіргі уақыттағы негіздері.
    

2-тақырып. Симметрия теориясы. Топтар теориясына кіріспе.

Жоспар:

1. 
   Симметрия. Симметрия элементтері.
   
2. 
   Топтар теориясы.
   
3. 
   Нүктелі топтар.
   
4. 
   Топтардың көбейту кестелері.
   
5. 
   Матрица және векторлардың кейбір қасиеттері.
   
6. 
   Атомдық орбитальдардың симметрия бойынша классификациясы.
   

Симметрия, симметриялық операциялар, симметриялық өзгерістер, класс және топ деген ұғымдар. Топтар қасиеттері. Нүктелі симметриялы топтар. Молекулалардың симметриялық топтар бойынша классификациясы.

Координаттық түрлендірулер. Келтірілмеген көріністер ұғымы. Топтың матрицалық көрінісі. Симметриялық операцияларды матрица түрінде көрсету. Симметриялық операциялар характерлері. Келтірілмеген көріністер мен характерлер жайындағы теоремалар. Келтірілген көріністер. Базистер. Келтірілген және келтірілмеген көріністер арасындағы байланыс. Келтірілген көріністі тікелей қосынды немесе көбейтіндіге жіктеу.

Топтар теориясын қолдану. Атомдық орбитальдар функциялары мен топтастырылған орбитальдардың функциясын құру. Гибридтелінген орбитальдарды есептеу. Молекулалық орбитальдарды топтар теориясының көмегімен есептеу.

1. 
   BCl₃ молекуласының симметрия элементтерін анықта.
   
2. 
   Молекулалық орбитальдарды топтар теориясы тұрғысынан сипаттау.
   
3. 
   Нүктелі топтар классификациясы.
   
4. 
   Координациялық түрленулер.
   

3-тақырып. Молекулалардың энергиялық күйлері. Молекулалық спектрлердің теориясы.

Жоспар:

2. Молекулалық спектроскопиядағы негізгі ұғымдар.

3. Молекулалардың айналмалы күйлері және айналмалы спектрлері.

4. Молекулалардың тербелмелі және айналмалы-тербелмелі күйлері.

5. Комбинациялық шашырау спектрі.

6. Екі атомды молекулалардың айналмалы-тербелмелі спектрлері. Іріктеу ережесі.

7. Көпатомды молекулалардың тербелісі.

8. Екі атомды молекулалардың электрондық күйлері мен термдері.

9. Көпатомды молекулалардың электрондар ауысу спектрлері. Олардың классификациясы.


Тақырыптың қысқаша мазмұны:

Молекула энергетикалық күйлерінің деңгейлері:

Қозғалу Электрондық Тербелісу Айналу

Е_t Е_ȇ Е_v Е_r

Молекуланың жалпы энергиясының қосындысы:

E=Е_t + Е_ȇ + Е_v + Е_r(1)

Толқындық жағдайда сипаттауға боалыд:

ɸ=ɸ _t + ɸ _ȇ + ɸ _v + ɸ _r(2)

1. 
   және (2) – қозғалу –мүмкіндіктің (W) анықталған таралуы.
   

1. 
   Қозғалу – молекулалық массаның орталығының орналасу мүмкіндігі.
   
2. 
   Электрондық қозғалу – атом ядроларының кеңістігінде электрондық конфигурацияның мүмкіндігі.
   
3. 
   Ядролардың тербелісуі – ядролық конфигурацияның мүмкіндігі.
   
4. 
   Молекуланың айналуы – молекуланың бастапқы жағдайға айналып келу мүмкіндігі.
   

dW_t = ɸ_t*ɸdt

dW_t =dW_t ∙ dW_ȇ ∙ dW_v ∙ dW_r

dW_t = ɸ_t*ɸdt∙dV₀

dV₀ –элементтің көлемдік бірлігі.

dV₀ = dx₀ dy₀ dz₀

ɸ_t*ɸ_t – x,y,z жүйесіне сәйкес мүмкіндіктің тығыздығы.

Электрондық жағдай:

dW_ȇ = ɸ_ȇ* ɸ_ȇ ∙ dτ₁ ∙dτ₂ ∙ ...∙ dτ_n

Электрондық конфигурацияның мүмкіндігі dτ₁ көлемінде орындалады(i=1,2,3,..n бола алады).

ɸ_ȇ* ɸ_ȇ - электрондық жүйеде таралу (x,y,z мүмкіндігі).

dW_v = ɸ_v* ɸ_v ∙ dV_R

dV_R =dR₁ ∙dR₂ ∙...∙ dR_n

dV_q =dq₁ ∙dq₂ ∙...∙ dq_n

ɸ_v* ɸ_v – ядролардын конфигурациялық мүмкіндігінің тығыздығы.

R₁ ,R₂ ,... dR_n және q₁,q₂ ,... dq_n – ядролардын координаттары.

dW_r = ɸ_r* ɸ_r ∙ dV_σ

dV_σ = sinƟdƟdɸdx

ɸ_r* ɸ_r – молекулалардың бастапқы жағдайына айналу мүмкіндігінің тығыздығы.

Координаталарда (R₁ ,R₂ ,... dR_n) молекула қозғалысының геометриялық тәуелділігі потенциалдық энергия беті деп аталады.

Е_р = Е(R₁ ,R₂ ,... dR_n) – координата функциясы болып табылады.

Егер потенциал беті ең аз деңгейде бір тереңдікте минимунға тең болса,молекула жағдайы тұрақты болады.

Химиялық байланыстың көрсеткіші:

1. 
   Потенциал беті төмен болу керек,ең төменгң минимунға жету керек.
   
2. 
   Электрон тығыздығы екі байланысқан атомдар арасында жоғары болуы керек.
   

Айналу деңгей арасында ауысу спектрлері түзіледі,олар ИҚ және микротолқын облысында жатады.

Тербелісу деңгей арасындағы ауысулар –тербелісу –айналу спектрі арқылы көрінеді,ИҚ облысында жатады.

Электрондық деңгей арасындағы ауысулар –электрондық ауысулар және тербелісу –айналу жағдай мүмкін, олар УК және көзге көрінетін облыстарда жатады.

1. 
   Молекуланың электрондық күйінің жалпы сипаттамасы.
   
2. 
   Мультиплеттілік. Іріктеу ережесі.
   
3. 
   Молекулалық спектрлер.
   
4. 
   Екі және көп атомды молекулалар спектрлері, олардың сипаттамалары.
   

4-тақырып. Молекулалардың айналмалы күйлері.

Жоспар:

2. Молекулалардың айналу жағдайы

3. Айналу спектрі
Тақырыптың қысқаша мазмұны:

Молекула – «қатаң рататор»,яғни молекула айналғанда ядролар аралығындағы қашықтық өзгермейді. Молекуланың айналуы молекуланың айналу осіне перпеньдикулярлы ось бойынша жүреді. Перпеньдикулярлы ось ауырлық орталық бойынша өтеді-ол жақындатылған массамен келтіріледі,μ . μ – ауырлық орталығынан молекуланың шетіне дейін радиусқа тәуелді. Атомдардың массаларын m₁ және m₂ белгілейді,онда келтірілген масса (μ) :

Μ = m₁∙ m₂ / m₁ + m₂ тең болады.

E=1/2 IW² = ( IW²)/2 I = Р²/2 I

I= μr²

Р= IW= μr² W

W – айналу жиілігі

I – молекуланың инерция мезеті

P – қозғалу мөлшерінің мезеті

R – ядролар арасындағы қашықтық.

Кванттық механикаға сәйкес қозғалу механикасы:

Р² =(h²/2 π² )J(J+1)

J – айналу квант саны (0,1,2,3,...n)

Бұл фомула қозғалу мөлшерінің мезетінің кванттары квант мөлшеріне сәйкес.

Айналу энергиясы квантталған :

Е_J =(h/8 π²J)L(J+1)

(h²/8 π² J) = В санына тең. В –айналу тұрақтысы – айналу энергиясының абсалютті шамасын анықтайыды,сек^-1.

В=(h/8 π² JС),см^-1

Е_J = ВhL(J+1) *

Осындай айналу спектрлері сызықтық молекулада нльден ерекше дипольді мезеті тұрақты молекулаларда,симметрия орталығы жоқ молекулаларда кездеседі.

Таза айналу ауысымдары келесі формуламен анықталады: ∆J = ±1, яғни екі көршілес энергия деңгейлері бір-бірін комбинирлейді.

Ауысу жиілігі келесі формуламен анықталады:

*ʋ= (Е_J'/h) - (Е_J''/h) = 2В(J+1)

Таза айналу спектрлер арасы бірдей сызықтардан шамасы 2В ИҚ облысында орналасады.

Е_J = ВhL(J+1)-DhJ² (J+1)²

Неғұрлым J жоғары болса, соғұрлым D – тұрақты (<10^-4) төмен болады және спектр сызықтары бір-бірімен жабасып,бір сызықпен көрсетіледі.

1. Молекулалардың айналуы.

2. Молекулалардың айналу жағдайы.

3. Айналу спектрі.

Өзара Е_n (R) потенциалымен әрекеттесетін нүктелік бөлшектердің өозғалысы берілген электронды күйдегі ядро қозғалыстары болып табылады. Екі ядроның жағдайы молекулалардың айналуы және ядролардың радикалды қозғалысы,молекула қозғалысымен бүтін түрінде анықталатын алты координата түрінде беріледі. Түскен қозғалыс молекула массасының центрлік бос қозғалысына сәйкес келеді және қызығушылық тудырмайды. Ядролық толқындық функция үшін Шредингер теңдеуі массалар центрі жүйесінде радиалды және бұрыштық ауысуларға мумкіндік береді.

Сондықтан, Ф_ядр(R) =φ(R) * Υ(Ὠ)

φ(R) теңдеуіндегі массалар центрі жүйесіндегі ядролар қозғалысы потенциалды:

V(R) = Е_n (R) + ħ² / 2μK² Y (Y+1)

Мұндағы: μ – келтірілген масса; Y=0,1,2... айналу квант саны, ядролардын айналу моментінің айналуын анықтайды: μ = ħ² Y (Y+1).

Берілген электронды термде Е_n (R) әр нақты Y мәні үшін ядролардың радиалды қозғалысы қарастырылатын өз потенциалы U(R) туындайды. Бірақ потенциалға U(R) квант саны аз әсер етеді. Сондықтан,R-ды R_е-ге ауымтыруға болады. Сонда ядрола қозғалысының энергия мумкіндігі екі тәуелсіз бөлшектерден құрастырылады:

Е_ядр = Е_тер + Е_айн.

Мұндағы, Е_айн.= ħ² / 2μR_е² Y (Y+1) – ядролар айналу қозғалысының энергиясы.

В = ħ² / 2μ R_е ² шамасын айналу тұрақтысы деп атайды.

Y= μ R_е ² молекулалар масса центрі арқылы өтетін молекуланын өсіне қатысты инерция моментін енгізеді, В=π/2Y алады.

Айналу тұрақтысы молекуладағы ядроның айналу энергиясынын сипаттамалық шамасын анықтайды. Бірақ көршілес айналу деңгейлері арасындағы энергия сызықтық үлкейеді:

∆Е_Y1Y-1 = Е_Y1- Е_Y-1= 2ħВY

Энергетикалық тербеліс Е_терб спектрі, Е_n (R) потенциалына қатысты,ядролардың қозғалысы арқылы құралады. Егер минимум жақын, Е_n (R) функциясын,Тейлор қатарына орналастырса,онда тербеліс энергиясы эквидиспотенциалыды болады:

Е_терб= ħω(ʋ+1/2)

Мұндағы,ω₂ = √К √μ – тербеліс молекуласының жиілігі; К – атомдардың квазитұрақты байланыстардың константасы; ʋ=0,1,2,... – тербеліс квант саны.

Тепе-теңдік нүктесінен ауытқудың өсуімен байланысты молекулярлы тербеліс ангормонизмі анықталады. Реалды потенциал қисығы біртіндеп қысқарады,тербеліс энергиясының теңдеуінің константасы:

Е_анг = ħω(ʋ+1/2) - ħωх(ʋ+1/2)² + ħωу(ʋ+1/2)³ +... (1)

Екі атомды молекулалардың аппороксимациялық реалды электрондардың термдері үшін Морзе потенциалы ыңғайлы:

U_морзе (R)= D(1-ехр [-α(R – R_е )])²

R = R_е нүктесі минимумда потенциал қисығына,ал D – ұзындық,молеклалық энергия диссоциациясын анықтау шұнқыр потенциалына сәйкес келеді.

Морзе потенциалын Тейлор жағдайындағы тепе-теңдіксыз болса,келеі тербеліс жиілігі, тепе-теңдік нүктесінде түзу болады: ω=√2Dα²/ μ.

Морзе потенциалының ерекше қасиеті,ол потенциалға бөлшектер үшін стационарлы Шредингер теідеуінің нақты шешімі бар және бөлшектердің энергетикалық спектрі келесі формуламен анықталады:

Е_ст = ħω(ʋ+1/2) - ħωх(ʋ+1/2)²

Яғни,шексіз қатар (1), (ʋ+1/2) болып бөлінеді.

Квадраттық тәуелділіктерін Е, (V=мах); V_мах = 1/2 - 1/2 ие. Ол диссоциация дәрежесіне сәйкес.

1. 
   Молекулалардың құрылысы және спектрі
   
2. 
   Айналу спектрлері
   
3. 
   Айналу,тербелу спектрлері
   
4. 
   Электронды спектрлері
   
5. 
   Инфрақызыл және комбинациялық шашырау спекрлері
   

Молекулалардың спектрлері күрделі және алуан. Себебі қосымша бостандық дәрежелері бар:

1. 
   Ядролардың қоршаған ортасында электрондардың қозғалуы (электрондық энергия)
   
2. 
   Ядролардың тепе-теңдік жағдайының ерекше тербелуі (тербелу энергия)
   
3. 
   Молекулалардың жалпы айналуы (айналу энергиясын қажет етеді)
   

1. 
   Сызықтық
   
2. 
   Жазықтық
   
3. 
   Кеңістік (үш өлшемді)
   
4. 
   Екі атомдық молекула қатаң рататор ретінде G-энергия мезетінде қозғалады.Рататор біркелкі инерциямен қозғалады.Энергияны Шредингер теңдеуімен есептеледі.
   

Мұндағы I- молекула қозғалысының айналу мезетінің кванттық саны

Айналу спектрі бір қатар эквидистантты сызықтардан тұрады. Жиілігін есептеуге болады.

V=(E_G±1-E_G)/h=2B(G+1)

B=R/4Пl

Молекуладағы байланыс қатаң болмайды.Екі атомның ядроларының жақындап қозғалуы ол келтірілген m массасымен бөлшектердің тербелуі.Тепе теңдік жағдайдан ерекше.Ол гармоникалық потенциялмен (V_x) сипатталады.

Мұнда k- тығыздық коэффиценті,х-тепе теңдік жағдайдан ядро аралық қашықтықтың ауытқуы

Шредингер теңдеуі бойынша энергия деңгейлері келесі формуламен есептеледі:

E_v=kn(IV ^+1/2)

Мұнда n-ербелістердің жиілігі.v-тербеліс квант саны(1.2.3......)

Dv=±1

1. 
   Электрондық ауысымдар құрылысы күрделі
   
2. 
   D_Vережесі сақталмайды
   
3. 
   D_Gережесі сақталады.
   

Сіңіру молекулалық спектрлер электрдиполь ауысымдармен сипатталады.Электрдиполь мөлшері бірдей бір біріне қарсы заряды бойынша қарсы кейбір қашықта орналасқан екі нүктелік электр зарядтарының бірлестігі. Мысалы, Н молекуласы. Электрдиполь мезеті оң зарядпен зарядтар арасындағы қанықпен көбейтіндісі. Неғұрлым диполь мезеті жоғары болса,соғұрлым жүйе электро магнит энергияларын жұтады немесе шағылыстырады.Мысалы, HBr, NaCl молекулалары.

Молекула құрылысын спектроскопиялық әдісімен сипаттайды. Ол жарықты шашырату негізінде жүреді. Жарықты шашырату алынған энергияны бөлімнен молекулада немесе атомда түсетін жарықтың әсерінен диполь мезетінің тербелуін қоздыру процесі. Бұл әдіс 2 түрлі болады: тығыз шашырату – Релей

Тығыз емес – Романовский немесе комбинациялық. Гомополярлы байланысы бар молекулалар комбинациялық әдіспен , ал гетерополярлы байланысы бар. Релей әдісімен анықталады.

1.Ковалентті, полярлы және иондық байланыстар.

Бірдей электртерістілігі болатын атомдар екі атомға да бірдей таралатын молекулярлы орбитальдарды түзеді. Байланыстар екі атомның үлесі бірдей, сондықтан араларындағы байланыс бірдей бөлінген және ковалентті байланыс боп аталады.

Егер атомдар электртерістілігі бойынша ерекше болса молекуладағы электрондар электртерістілігі жоғары атомға тартылады, осы заряд біртекті таралмайды. Бұл ковалентті полярлы байланыс болады. Электронейтронды молекулалардың ішінде зарядтың бөлінуі дипольдың түзілуіне әкеледі. Электродиполь дегеніміз абсолютті мәні бойынша тең, әр түрлі зарядталған нүктеліктердің бірлестігі. Олар R қашығында орналасады.

Электродипольдың сандық сипаттамасы диполь мезеті болады.

Диполь мезеті вектор мәні болады,теріс зарядталған нуктеге бағытталған.

Оның бағытын стрелкамен көрсетеді. Диполь мезеті Вандер Вальс өзара әрекеттесулерде қолайлы. Диполь мезеті электро нейтралды молекулалардың электртерістігімен өзара әрекеттесуді түсінуге көмек жасайды.Электродипольдар өріс бойынша таралады.

Ковалентті байланыс пен иондық байланыс арасындағы негізгі айырмашылық: иондық байланыс бағытталмайды, ал ковалентті байланыста бағытталған (+-).

2. Байланыстың жойылу энергиясы

Химиялық байланыстың жойылу энергиясы- берілген байланыс бойынша гомолитикалық немесе гетеролитикалық ыдырау реакциясының жылу эффектісі.Байланыстың бұзылу энергиясы әртүрлі органикалық қосылыстарда келесі ерекшеліктерді көрсетеді: 1)бұзылу энергиясы кең дипазонында (ең жоғарғы нитрилдерде,ең төмен мөлшері нитроза қосылыстарында); 2) гомолитикалық қатарларда бұзылу энергия мөлшері тізбек үлкейген сайын азаяды.; 3) энергия мөлшері алкил тобының құрылысына тәуелді (алканолдарда,теолдарда,аминдерде);4) энергия мөлшері - түзілімдерде азаяды.мен салыстырғанда. 5) RX қатарында энергия келесі ретімен өзгереді.

C-CN>C-F>C-H>C-OH>C-CH₃>C-Cl>C-NH₂>C-SH>C-Br>C-NO₂>C-I>C-NO

Осы қатарда бұзылу энергиясы төмендейді.

6) ығыстыру дәрежесі өсуімен энергия төмендейді.

3. Потенциялды энергия.Молекулалардың тұрақтылығы

Электрондық энергия ядролық координатаға тәуелді.Бұл байланыс потенциялды энергияның бетімен көрсетіледі.Неғұрлым байланыс тығыз болса,соғұрлым потенциялды энергия жоғары және жүйе тұрақты болады.

Координациялық қосылыстар құрылысы.

Дәріс мақсаты: Координациялық қосылыстар құрылысы жайында түсінік беру.

Тақырыпқа қатысты сұрақтар:

1. 
   Координациялық (комплексті) қосылыстар.
   
2. 
   Вернер теориясының негізгі тұжырымдары.
   
3. 
   Комплексті қосылыстар классификациясы.
   
4. 
   Комплексті қосылыстар изомериясы.
   

Атомның векторлық моделі. Атомдық термдер. Микрожүйелер кестесі. Рассел-Саундерс схемасы. Атом термдерінің жіктелуі, негізгі термдер. Координациялық байланыс. Координациялық полиэдрлер түрлері.

Кристалдық өріс теориясы. Орталық ион d-деңгейлерінің ыдырауы. Әлсіз және күшті өрістер. Атомдық термдердің кристалл өрісіндегі жіктелуі. Күшті және әлсіз өріс комплекстері және комплекстердің магниттік қасиеттері. Жоғары және төмен спинді комплексті қосылыстар. Лигандты кристалл өрісі арқылы тұрақтандыру энергиясы, оны есептеу. Әлсіз және күшті өрісте топтар теориясы көмегәмен dⁿ-конфигурациялы ауыспалы элементтердің атом термдерінің ыдырауын есептеу.

Спектрохимиялық қатар. Координациялық қосылыстар спектрлеріндегі электрондық ауысуларды түсіндіру. Оргел және Танабе-Сутано диаграммалары.

Лигандтар өріс теориясы. Координациялық қосылыстардың электрондық құрылысын сипаттау үшін молекулалық орбитальдар теориясын қолдану. σ-орбитальдары және р- және π-орбитальдары бар лигандты координациялық қосылыстардың МО. Координациялық полиэдрлер деформациясы және Ян-Теллер эффектісі.

Өзін өзі бақылау сұрақтары:

1. 
   «Комплексті қосылыс», «коплекс түзгіш», «лиганд», «координациялық сан» ұғымдары.
   
2. 
   Вернер теориясының негізгі тұжырымдары.
   
3. 
   Лиганд түрлері.
   
4. 
   Кристалдық өріс теориясы.
   
5. 
   Спектрохимиялық қатар. Оргел және Танабе диаграммалары.
   

1.Обьект симметриясының элементтері.

2. симметриялық операция.

3. Симметрияның нүктелік топтары.

4. Симметрия топтары бойынша молекуланың жіктелуі.

ТАПСЫРМАНЫ ОРЫНДАУЫ БОЙЫНША ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР :

Симметрия, симметриялық операциялар, симметриялық өзгерістер, класс және топ деген ұғымдар. Топтар қасиеттері. Нүктелі симметриялы топтар. Молекулалардың симметриялық топтар бойынша классификациясы.

Симметрия – (геометриялық түсінігі) геометриялық фигуралардың өздерінің бөліктерінің қайталау қасиеттері. Әр түрлі жағдайларда алғашқы жағдайына сәйкесу қасиеті.

Симметриялық өзгеруі – симметриялық обьектінің өздік өзгеруі. Себебі обьект бөліктерінің геометриялық қасиеттері өзгеріссіз сақталады және екі нүктелерінің арасы өзгермейді.Симметриялық өзреруі – симметриялық операция деп аталады.

Симметриялық операцияда осы өзгерістердің шартты инвариантты нүктелердің бірлестігі пайда болады.Нүктелер қозғалмайды. Оларды симметрия элементтері дейді.Осы нүктелерден пайда болатын геометриялық фигураларда симметрия элементтері болып табылады.Симметриялық элементтердің көмегімен симметрияның әр түрлі операциялары орындалады. Молекулалық симметрия бар болғанда ол екі және одан да көп бір-бірінен ажыратылмайтын орентацияларды кеңістікте көрсетеді. Симметрияны анықтайтындар диполь момент және оптикалық активтілік. Топтар теориясы көмегімен симметрия сандық сипатталады.

1. 
   Ұқсас элемент – Е,С₁ оны алу үшін ұқсастылық операциясы орындалады. Обьект осі бойынша 360⁰ айналады. Молекулалаық өзгеріссіз болады. Молекуланың орентациясы эквивалентті және ұқсас болады.
   
2. 
   Өздік айналу осі - С_n. Симметрия осі арқылы айналу операциясы. N операция ретін көрсететді.
   
3. 
   Айна жазығы – δ симметрия элементті молекуланы екі бірдей жазыққа бөледі.
   
4. 
   Симметриялық орталығы і обьектінің қарастырылатын нүктесі сонымен байланысып осы сызық бойынша орталықтан қарама-қарсы жағына бірдей қашықтыққа созылады.
   
5. 
   Өздік емес айналу осі S_n обьектінің өздік осі арқылы айналу осі және айна жазығындағы көрінісі перпендикулярлы болады. S₂ болса, 180⁰ пен 2 рет айналады.