ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «бейорганикалық химия» 5В060600– Химия» ОҚУ-Әдістемелік материалдар семей

МАЗМҰНЫ

Мазмұны:

2. Заттардың эквиваленті

Бұлардың ішінде халықаралық өлшемдер жүйесінде (СИ) масса бірлігі ретінде килограмм қолданылады.Зат мөлшерін бөлшектер:молекула,атом,

ион,электрон санымен көрсетеді.СИ жүйесінде зат мөлшерінің өлшем бірлігі

моль.

болса,сонша құрылымдық бөлшектері (молекула,атом,ион,электрон т.б.)

бар жүйедегі зат мөлшері.

Көміртегінің келтірілген масассасындағы атомдардың саны 6,02∙10²³-ке

тең. Демек,1 моль затта - 6,02∙10²³ бөлшектер саны бар. Бұл сан Авогадро

саны деп аталады.Немесе Авогадро тұрақтысы,N_A=6,02∙10²³ моль^-1.

«Моль» ұғымы анықтамасынан кезкеген құрылымдық бөлшектің саны

Туралы айтуға болады.Мысалы,атом күйіндегі сутегінің 1 молінде 6,02∙10²³

сутегі атомдары, 1 моль молекулалық сутегінде 6,02∙10²³ сутегі молекула-

лары,сутегі иондарының 1 молінде 6,02∙10²³ сутегі иондары бар.

Ол элемент атомының массасы көміртегі атомының массасының 1/12-нен

неше есе артық екенін көрсетеді.

Мольдік көлем дегеніміз газ көлемінің зат мөлшеріне қатынасы М=V_m/n, оның өлшем бірлігі л/моль немесе м³/моль. Массасы берілген газдың күйі температурамен,көлеммен және қысыммен анықталады. Егер P=1,01325∙10⁵ Па=101,325 кПа және t⁰ С=0⁰ С болса,бқһұл жағдайды қалыпты жағдай деп атайды. Бұл жағдайдағы (қ.ж.) көлемді (V₀), ал қысымды (Р₀) деп белгілейді. Қалыпты жағдайдағы газдар күйін идеал газдар заңы анықтайды.

а/ Бойль-Мариотт заңы: тұрақты температурада газдың берілген массасының көлемі қысымға кері пропорционал:

V₁ /V₂ = Р₂/Р₁ немесе V₁ Р₁= V₂ Р₂ (1 теңдеу)

б/ Гей-Люссак және Шарль заңы: тұрақты қысымда газдың берілген массасы температура t⁰ С өзгергенде алғашқы 0⁰ С-дағы көлемінің 1/273 бөлігіне өседі.

V= V₀(1+1/273∙ t⁰) немесе V= V₀ +(273+ t⁰) /273 (2 теңдеу)
ескере отырып, бұл заңды басқаша өректеуге болады:

Т= t+273; V/Т = V₀/273 (3 теңдеу)

Р=Р₀ (1+ t /273) (4 теңдеу)

в/ Авогадро заңы: Әртүрлі газдың бірдей көлемдерінде,бірдей темпера-тура мен бірдей қысымда молекула саны да бірдей, сондықтан газ тәріздес заттардың молі бірдей жағдайда бірдей көлем алады. Идеал газдардың (қ.ж.)

мольдік көлемі: V_m=22,414∙10³ м³/моль=22,414 л/моль

Егер газдың мольдік массасы белгілі болса тығыздығын есептеуге болады.Газдың (қ.ж.) 1 литрінің массасы: r = М/22,4 г/л (6 теңдеу)

V₀∙Р₀/273= Р₁V₁ = const. (7 теңдеу)

РV/Т= R немесе РV= RТ (8 теңдеу)

РV= пRТ (9 теңдеу)

Бұл (10) теңдеуден кез келген шаманы,мысалы,мольдік массаны (М) есептеуге болады. R-сандық мәні және өлшемі көлем мен қысымның өлшем бірлігіне тәуелді.

Халықаралық СИ жүйесінде қысым (Па),масса(кг),зат мөлшері(Моль),ал көлем(м³) алынса,онда 1 моль газ үшін R-ді есептеуге болады:

R= V₀∙Р₀/273=(1,01325∙10⁵∙22,414∙10³)/273=8,314 Дж/моль ∙К

дегеніміз зат молекула массасының көміртегі атомының массасының 1/12 бөлігіне қатынасы.

Мольдік масса дегеніміз зат массасының зат мөлшеріне қатынасы М=m/n, оның өлшемі г/моль немесе кг/моль, мольдік масса сан жағынан са-

лыстырмалы молекулалық массаға тең. Мольдік массаны мына формуламен

есептеуге болады: М=m_а ∙ N_A.

а/ Бойль-Мариотт заңы: тұрақты температурада газдың берілген массасының көлемі қысымға кері пропорционал:

V₁ /V₂ = Р₂/Р₁ немесе V₁ Р₁= V₂ Р₂ (1 теңдеу)

б/ Гей-Люссак және Шарль заңы: тұрақты қысымда газдың берілген массасы температура t⁰ С өзгергенде алғашқы 0⁰ С-дағы көлемінің 1/273 бөлігіне өседі.

V= V₀(1+1/273∙ t⁰) немесе V= V₀ +(273+ t⁰) /273 (2 теңдеу)
ескере отырып, бұл заңды басқаша өректеуге болады:

Т= t+273; V/Т = V₀/273 (3 теңдеу)

Р=Р₀ (1+ t /273) (4 теңдеу)

в/ Авогадро заңы: Әртүрлі газдың бірдей көлемдерінде,бірдей темпера-тура мен бірдей қысымда молекула саны да бірдей, сондықтан газ тәріздес заттардың молі бірдей жағдайда бірдей көлем алады. Идеал газдардың (қ.ж.)

мольдік көлемі: V_m=22,414∙10³ м³/моль=22,414 л/моль

Егер газдың мольдік массасы белгілі болса тығыздығын есептеуге болады.Газдың (қ.ж.) 1 литрінің массасы: r = М/22,4 г/л (6 теңдеу)

V₀∙Р₀/273= Р₁V₁ = const. (7 теңдеу)

РV/Т= R немесе РV= RТ (8 теңдеу)

РV= пRТ (9 теңдеу)

Бұл (10) теңдеуден кез келген шаманы,мысалы,мольдік массаны (М) есептеуге болады. R-сандық мәні және өлшемі көлем мен қысымның өлшем бірлігіне тәуелді.

Халықаралық СИ жүйесінде қысым (Па),масса(кг),зат мөлшері(Моль),ал көлем(м³) алынса,онда 1 моль газ үшін R-ді есептеуге болады:

R= V₀∙Р₀/273=(1,01325∙10⁵∙22,414∙10³)/273=8,314 Дж/моль ∙К

2.Заттардың эквивалентін анықтау.

Заттардың эквиваленті деп, олардың сутек атомы не ионының 1 моль мөлшерімен әрекеттесетін, не орнын басатын мөлшерін атайды. Мысалы, мына реакцияда:

2 HCl + Ca(OH)₂→ CaCl₂ + 2H₂O

HCl- дың екі сутек атомына бір Са(ОН)₂ сәйкес келіп тұр. Сондықтан сутегінің бір атомына 1/2 Са(ОН)₂ молі сәйкес, яғни кальций гидроксидінің эквиваленті 0,5 моль болады. ½ саны эквиваленттік фактор болып саналады, оны былай белгілейді f_экв(В) (В- белгілі бір зат). Келтірілген мысалда f_экв Са(ОН)₂ =1/2. Кей заттардың эквиваленттік факторын формула арқылы табуға болады. Қышқылдар үшін эквиваленттік фактор оның негіздігіне қарама-қарсы негіздік-қышқыл молекуласындағы металл ионына алмасатын сутек ионының саны). Негіздердің эквиваленттік факторы олардың қышқылдығына қарама-қарсы қышқылдың-негіздегі қышқыл қалдығына алмасатын ОН^- ионының саны):

f_экв(қышқыл)= 1/N(H⁺)

f_экв(негіз)= 1/N(OH^-)

N – Н⁺ не ОН^- саны

Эквиваленттік фактор бір зат үшін әр түрлі реакцияларда әр түрлі болады. Мысалы:

H₃PO₄ + 3 NaОН → Na₃РО₄ + 3Н₂О

N – (Н⁺)= 3. Сонымен эквиваленттік фактор фосфор қышқылы үшін мынаған тең: (H₃PO₄) = 1/N (Н⁺)= 1/3;

H₃PO₄ + 2 NaОН → Na₂НРО₄ + 2Н₂О

N (Н⁺)= 2, f_экв(H₃PO₄)= ½

Тұздар үшін (мысалы орта) эквиваленттік фактор металл атомының санын оның тотығу дәрежесінің көбейтіндісін металл атомдарының санына бөлгенге тең:

f_экв(тұз)= 1/N(Ме)∙ Z (Ме)

N(Ме)- металл атомының саны;

Z (Ме)- металдың тотығу дәрежесінің мәні.

Мысалы: алюминий сульфатының эквиваленттік факторы: f_экв(Al₂(SO₄)₃)=1/6;

Зат эквивалентінің молрлық массасы В (г/моль)- эквиваленттік факторды молярлық массаға көбейткенге тең:

М(f_эквВ) = f_экв (В) ∙ М(В) (1)

Бір негізді қышқылдар мен бір қышқылдық негіздердің эквивалентінің молярлық массалары, олардың молярлық массаларына тең.М(f_эквВ) = М(В)

Мысалы: NaОН эквивалентінің молярлық массасы:

М(f_экв NaОН) = М(NaОН) = 40 г/моль

Тұздар үшін, мысалы: алюминий сульфатының Al₂(SO₄)₃ эквивалентінің молярлық массасы:

М[f_экв Al₂(SO₄)₃] = f_экв [Al₂(SO₄)₃]∙ М[Al₂(SO₄)₃] = 342/6

n(f_экв B) = m(B)/ M (f_экв B) (2)

Химиялық реакцияға түсетін заттар өзара бір-бірімен эквиваленттік қатынаста әрекеттеседі, яғни эквиваленттер заңына бағынады:

А + В = С + Д реакциясы үшін, мына қатынас орындалады:

n(f_экв А) = n(f_экв В) = n(f_экв С) = n(f_экв Д)

Сонымен А мен В заттары әрекеттесуі үшін:

n(f_экв А) = n(f_экв В)

(2) теңдеуді қолданып:

(3) теңдеу эквиваленттер заңының салдары.

1.Заттың эквиваленті дегеніміз не?

2.Эквиваленттің молярлық массасы дегеніміз не?

3.Күрделі заттардың (қышқылдар, негіздер, тұздар) және жай заттардың эквиваленттерінің молярлық массасы қалай анықталады?

4.Эквиваленттер заңы қалай оқылады? Математикалық өрнегі қандай?

5.Неше моль және неше грамм болады:

а) 6,02∙10² ацетилен С₂Н₂ молекулаларын.

б) 2,00∙10²³ азот молекулаларын.

1. Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б. 6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.Москва«Мир» 2009г

Мазмұны:

1. 
   Энергияның кванттануы туралы түсінік. Бордың атом моделі
   
2. 
   Материяның корпускулалы-толқындық екі жақтылығы. Белгісіздік
   

3. 
   Квант сандары
   
4. 
   Паули принципі, Хунд ережесі, ең аз энергия принципіЭлектрондық формулалар, электрондық структуралық схемалар
   
5. 
   Атом құрылысы тұрғысынан құрастырылған периодтық заң.Периодтық жүйенің құрылысы.
   
6. 
   Химиялық байланыс.
   

3. Зерттеулер классикалық механика заңдылықтарына өте ұсақ бөлшектердің бағынбайтының көрсетті. Мұндай өте ұсақ микробөлшектердің қасиеттерін кванттық немесе толқындық механика ғана түсіндіре алады. Кванттық механика бойынша электронның толқындық және бөлшектікіндей қасиеті болады. Яғни толқын сияқты оның толқындық жиілігі болады, ал бөлшек сияқты оның пішіні, массасы болады. Бөлшектік-толқындық дуализм математикалық түрде Луи де Бройль теңдеуімен өрнектеледі: λ = h / mv, мұнда m – бөлшек массасы, v - микробөлшек жылдамдығы.

4. Микробөлшектер дуализмін 1927 ж Вернер Гейзенбергпен ашылған белгісіздік принципі түсіндіреді: Бір уақытта микробөлшектердің жылдамдығын және координаторларын дәл анықтауға келмейді. Белгісіздік принципінің математикалық түрі: ∆g·∆v ≥ h/m. Атомда электрон ядроны толқын түрінде, ядроғп бірде жақындап, бірде алыстап белгілі бір толқын ұзындық және жиілікпен айналып отырады, яғни ядро айналасында электрондық бұлт түзеді. Оның ядродан белгілі бір қашықтықта тығыздығы жоғары болады. Сонымен электрондық бұлт – атомдағы электрон күйінің кванттық-механикалық моделі. Атом айналасында электрон бұлтының барлық жерде бірдей емес. Қай жерде электрон көбірек болатын болса, сол жерде электрон бұлтының тығыздығы жоғары болады. Атомдық орбиталь-электрондық бұлт орналасқан ядро маңындағы кеністік.

5. Кванттық механикада электрон толқындық функциямен сипатталады Ψ. толқын ядродан тарап, қайтадан ядроға қайтады, яғни тура және кері толқын болады.Екі толқын қосылған кезде (интерференция) тоқтаған толқын түзіледі. Австрия физигі Э.Шредингер 1926 ж тоқтаған толқын формуласындағы толқын ұзындығының орнына оның де бройль теңдеуіндегі мәнін қойып, Шредингердің толқындық теңдеуі деп аталатын тендеу алды:

∂² Ψ/ ∂x² + ∂² Ψ/ ∂y² + ∂² Ψ/ ∂z² = (8π²m / h²)· (E-U)·Ψ

Мұнда m-электрон массасы, x, y, z-электрон координаты, Е- электронның толқын энергиясы, U-потенциалды энергия. Толқындық функция оң, теріс және ноль мағыналарды қабылдай алады. Толқындық функциясының квадраты Ψ² микробөлшектің кеңістіктің белгілі бір жеріндегі болу ықтималдығын сипаттайды.

6. Электронның атомдағы күйін төрт түрлі кванттық сандармен сипаттайды. 1. Бас кванттық сан п. Ол электронның ядродан қашықтығын, яғни энергиясын көрсетеді. Оның мәні тек нақты сан болады 1-ден ∞ дейін өзгереді. Бас кванттық санды цифрмен және әріппен белгілейді: п = 1, 2, 3, 4 немесе К, L, М және т.б.Деңгей саны артқан сайын электронның энергиясы да жоғарлайды. Бас квант сан периодты жүйедегі период номеріне тең. 2. Орбиталь (қосымша) квант сан l. Ол электронның энергиялық күйін және орбитальдарының пішінін көрсетеді. Орбиталь квант саны бас квант санына байланысты, оның мәндері 0-ден n-1 дейін өзгеріп отырады. Мысалы n=3 болса l=0,1,2 болады. Орбиталь квант санын цифрмен немесе әріптермен белгілейді l=0,1,2,3 немесе s-, p-, d-и f- орбитальдар. 3. Магнит квант сан m орбиталь квант санға байланысты болады да орбитальдардың кеңістіктегі орнын көрсетеді. Ол орбиталь квант санының l барлық мәндеріне, 0-ді қоса ие болады, яғни l=1 болса, онда m=-1,0,+1. Әр орбиталь квант санына сәйкес магнит квант санын және орбитальдар (ұя) санын есептеуге болады: s орбитальда орбиталь саны 1, p орбитальда 3, d орбитальда 5, f орбитальда 7 электрондық күй болады. 4. Спинді квант саны s электронның өз осінен айналуын сипаттайды. Электрон өз осі бойымен біріне-бірі қарама-қарсы бағытта айнала алатындықтан онын тек екі мәні болады: + ¹/₂ және — ½. Егер екі электронның басқа квант сандары бірдей болса, олардың спиндері әр түрлі болады. ондай электрондарды жұптасқан деп атайды да, қарама-қарсы айналатынын былай ↑↓ белгілейді. Егер ұяда бір электрон болса оны дара деп атап былай белгілейді ↑.
7. көп электронды атомдарда электрондардың орналасу ережелері

Ережелер	Мысалдары
1. Паули принципі. 1925ж. Атомда барлық квант сандары бірдей екі электрон болмайды	7Li – 1s22s1 1s 2s ↑↓ ↑ n=1 n=1 n=2 l=0 l=0 l=0 m=0 m=0 m=0 s=+1/2 s=-1/2 s=+1/2
2. Гунд ережесі. Бір деңгейшеде орналасқан электрондардың спин квант сандарының қосындысы максималь болуы шарт.	14N – 1s22s22p3
3. Энергиясы аз деңгейшеге электрондардың алдымен орналасу принципі. Клечковский ережесі А) Электрондардың деңгейшелерге орналасуы бас және қосымша квант сандарының қосындысының (n+l) арту ретімен болады. Б) Егер бас және қосымша квант сандарының қосындысы бірдей болса, электрондарының деңгейшелерге толуы бас квант санының мәнімен анықталады	n+l=1 n=1 l=0 (1s) n+l=2 n=2 l=0 (2s) n+l=3 n=2 l=1 (2p) n=3 l=0 (3s) n+l=4 n=3 l=1 (3p) n=4 l=0 (4s) E (3p) < E (4s)