|
Даврий қонун ва кимёвий боғланиш:
1. Д.И.Менделеевнинг ҳаёти ва ижоди.
2. Даврий қонун ва даврий система.
3. Элементар заррачалар.
4. Радиоактивлик.
5. Ядровий реакциялар.
6. Квант сонлари.
7. Атомларнинг даврий хоссалари.
8. Кимёвий боғланиш.
9. Гибридланиш.
10. Кристалл панжаралар.
Даврий қонун ва кимёвий боғланиш
Дмитрий Иванович Менделеев 1834 йил 27 январь куни Табольск шахридаги гимназия ва училише директори И.П.Менделеев оиласида 14 фарзанд бўлиб туғулди. Д.И.Менделеев гимназияни Табольск шахрида тугатиб, С.Петербургдаги Бош педагогика институтига 1850 йилда ўқишга қабул қилинди. 1855 йил у институтни қизил диплом билан тугатиб, аввал Симферополь кейин Қрим гимназияларида ўқитувчилик қилди. 1857 йилдан С.Петербургга қайтиб университетда илмий-педагогик фаолиятини бошлади. Университетда у умумий кимё, кейин органик кимёдан маъруза ўқиди. 1859-60 йй. Гейдельбергда командировкада бўлиб, Бунзен, Кирхгоф, Кони каби буюк химиклар билан танишиб, тажриба ошириб келди. 1861 йил Петербургга қайтиб, “Органик кимё” китобини чиқарди. Унга 1864 йилда профессор унвони берилади. 1865 йилда “Спиртнинг сув билан бирикмалари” номли илмий ишини эълон қилди. 1868 – 1871 йиллар Дмитрий Иванович даврий қонун ва даврий система устида ишлаган. 1871 – 1875 йилларда у газ қонунлари, метеорология ва ҳаво шарлари устида кўп ишлар қилди (1887 йилда қуёш тутилишини кузатиш учун у ҳаво шарида парвоз қилади). 1890 йилдан бошлаб ҳарбийларнинг закази билан тутунсиз порох яратиш устида иш бошлайди.
Димитрий Иванович Менделеев 20 январь 1907 йилда оламдан ўтади.
XVIII асрнинг охирларида 25 та элемент маълум эди. XIX асрнинг биринчи чорагида яна 19 та элемент кашф қилинди. Элементларнинг кашф этилиши билан уларнинг физикавий ва кимёвий хоссалари ҳам ўрганилиб борилди. Буларнинг ҳаммаси кимёгарлар олдига элементларни системалаштириш муаммосини қўйди. Лавуазье, Берцелиус, Деберейнерлар ўз вақтларида элементларни гуруҳларга ажратишга урунганлар. Лекин бу ишларнинг бирортасида ҳам элементлар орасидаги узвий боғлиқлик топилмаган. Чуқур илмий башорат ва таққослашлар асосида Д.И.Менделеев 1868 йил декабр ойида табиатнинг муҳим қонуни – кимёвий элементларнинг даврий қонунини таърифлайди. Қонуннинг Менделеев таърифлаган қоидаси: “оддий моддаларнинг (элементларнинг) хоссалари, шунингдек, элементлар бирикмаларининг хоссалари элементларнинг атом массаларига даврий равишда боғлиқ бўлади”. Бу даврда атом таркиби ва тузилиши ҳали ноъмалум эди. Шунинг учун атомнинг асосий тавсифи сифатида унинг массаси олинган эди. Атом тузилиши аниқланиб, атомнинг таркиби (электрон, протон, нейтрон) аниқлангандан сўнг даврий қонунга бошқача таъриф берилди. Қонуннинг ҳозирги замон қоидаси: “кимёвий элементлар ва улар бирикмаларининг хосса ва тузилишлари элемент атомлари ядро зарядларига даврий равишда боғлиқдир”. Даврий қонунни график ифодаси даврий система дейилади ва Д.И.Менделеев 1870 йил 1 март куни даврий системани тузган. Бу узун даврли даврий система эди. Даврий системанинг 100 дан ортиқ кўринишлар бўлиб, бу соҳада Лотар Мейернинг хизматлари жуда катта. Ҳозирги кунда даврий системанинг “қисқа даврли” ва “узун даврли” кўринишларидан фойдаланилади.
Менделеев таклиф қилган даврий системага бир мунча ўзгартиришлар киритилиб, даврий системанинг ҳозирги варианти тузилган. У 7 та давр ва 8 та группадан иборат. Элементларнинг ишқорий металдан бошлаб, инерт газ билан якунланадиган горизонтал қаторларга даврлар дейилади. I, II, III даврлар кичик даврлар дейилади. Улар битта қатордан иборат. IV, V, VI даврлар катта даврлар дейилади. Улар иккита қатордан иборат. VII давр тугалланмаган давр дейилади. Катта ва кичик давр элементларини ўз ичига олган вертикал қаторлар группа дейилади. Ҳар бир группа асосий ёки бош (А) гуруҳча ва қўшимча ёки ёнаки (Б) груҳчаларга бўлинади. Элементлар атом тузилиши турлича бўлганлиги учун бош ва қўшимча гуруҳчаларга ажратилган.
Группа
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII (инерт газлардан ташқари)
|
Юқори оксиди
|
E2О
|
EО
|
E2О3
|
EО2
|
E2О5
|
EО3
|
E2О7
|
EО4
|
Оксид гидрати
|
EОН
|
E(ОН)2
|
E(ОН)3
|
Н2EО3
|
Н3EО4
|
Н2EО4
|
НEО4
|
Н4EО4
|
Гидриди
|
EН
|
EН2
|
EН3
|
EН4
|
EН3
|
Н2E
|
НE
|
|
Элементларнинг даврлар бўйича тақсимланиши
№
|
Даврлар
|
Даврдаги элементлар сони
|
Поғоналарда электронларнинг тақсимланиши
|
1
|
|
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
Q
|
2
|
I
|
2
|
2
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
3
|
II
|
8
|
2
|
8
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
4
|
III
|
8
|
2
|
8
|
8
|
–
|
–
|
–
|
–
|
5
|
IV
|
18
|
2
|
8
|
18
|
8
|
–
|
–
|
–
|
6
|
V
|
18
|
2
|
8
|
18
|
18
|
8
|
–
|
–
|
7
|
VI
|
32
|
2
|
8
|
18
|
32
|
18
|
8
|
–
|
8
|
VII
|
20
|
2
|
8
|
18
|
32
|
32
|
11
|
2
|
Элементларнинг даврий системадаги жойлашган ўрнига асосланиб уларнинг хоссалари қўшни элементлар хоссаларининг ўртачаси деб қаралиши мумкин.
Атом ядро ва электрондан иборат электронейтрал заррача.
Элементар заррачалар:
Бирор бир элементдан бошқасини олиш учун унинг протонлар сонини ўзгартириш керак бўлади. Элемент атомининг ўз-ўзидан нурланиши радиоактив емирилиш дейилади. Радиоактив емирилиш натижасида алфа ва бетта заррачалар (электромагнит тўлқин) атрофга сочилади.
Радиоактив силжиш қонуни (К.Фаянс ва Ф.Содди 1913 йил): Агар ядро таркибидан ҳар бир алфа заррача чиқиб кетганида ҳосил бўлган янги элементнинг тартиб номери 2тага массаси эса 4 бирликка камайса, ҳар бир бетта заррача сочилганда эса янги ҳосил бўлган элементнинг тартиб рақами биттага ортади, массаси эса ўзгармай қолади. Биринчи марта табиий радиоактивликни 1895 йил А.Беккерель уран ядросининг емирилишида кузатган.
Ядролар парчаланиши натижасида турли хил жараёнлар содир бўлади:
1) α – емирилиш. Оғир элементларда (массаси 200 дан катта) кузатилади, бунда элементнинг заряди 2 тага, массаси 4 тага камаяди:
2) β– – емирилиш. Бундай жараёнда ядродаги нейтрон протон ва электронга айланади ва катта энергияли електрон ядродан отилиб чиқади. Ҳосил бўлган элементнинг заряди биттага ортади, массаси ўзгармайди. Изобар ҳосил бўлади.
3) β+ – емирилиш. Бундай жараёнда ядродаги протон нейтрон ва позитронга айланади ва катта энергияли позитрон ядродан отилиб чиқади. Ҳосил бўлган элементнинг заряди биттага камаяди, массаси ўзгармайди. Изобар ҳосил бўлади.
4) К – орбиталдаги электроннинг ядрога “қулаши” (“қамралиши”) ядродаги протоннинг бири ядрога энг яқин орбиталдан (К – қават) электронни бириктириб олиши ва нейтронга айланишига олиб келади. Ҳосил бўлган элементнинг заряди биттага камаяди, массаси ўзгармайди. Изобар ҳосил бўлади.
5) γ – нурланиш. Одатда ядро турли емирилишлар содир бўлганда, турли энергияли зарралар ҳосил бўлади. Бу энергиялар фарқи электромагнит тўлқин энергиясига тенг, яъни гамма нур дейилади.
Сунъий радиоактивлик:
1919 йилда биринчи бўлиб ядровий реакцияни сунъий равишда Э.Резерфорд қуйидаги жараёнда кузатади:
жараённи қисқа кўриниши
Олимларнинг кузатган айрим сунъий ядро реакциялари:
Атом ядроси мусбат зарядли заррача бўлиб, ядро майдонида манфий зарядли электрон айланма ҳаракат қилади. Қарама-қарши зарядлар ўзаро тортилиш кучига эга. Ядро билан электрон бир-бирини доимо тортиб туради. Тортилиш кучи электрон ядрога қанча яқин бўлса шунча кучли бўлади. 1s2s2p3s3p4s3d4p ва ҳ.к. қаторда электрон билан ядро тортилиш кучи камайиб боради. Электрон хусусий энергияга ҳам эга бу энергия электроннинг ички энергияси дейилади. 1s2s2p3s3p4s3d4p ва ҳ.к. қаторда электроннинг хусусий энергияси ортиб боради, яъни электроннинг хусусий энергияси қанча катта бўлса, у ядродан шунча узоқда бўлади. Электрон хусусий энергиясининг сон қиймати квант сонлари билан ифодаланади. Квант сонлари 4 хил бўлади:
1) Бош квант сон – n (эн) ҳарфи билан белгиланади ва электроннинг поғонадаги ўрнини билдиради. У бирдан бошлаб барча бутун сонларни қабул қилади. n = 1,2,3,4,5,6,7 ва ҳ.к. Бош квант сон қийматидан поғонадаги максимал электронлар сонини формула билан топиш мумкин.
2) Орбитал квант сон – l (эл) ҳарфи билан белгиланади ва электроннинг поғоначадаги ўрнини билдиради. Унинг қиймати бош квант сонга боғлиқ l = n – 1. Орбитал квант сон қийматидан поғоначадаги максимал электронлар сонини
формула билан топиш мумкин. Орбитал квант сони электрон булутининг (электроннинг ҳаракат троекторияси, орбитаси) шаклини билдиради. Уларнинг белгилари s – sfera (шар), p – power (гантел ёки куч), d – depower (иккита гантел), f – flawer (гул) деган сўзларнинг бош ҳарфларидан олинган.
|
|
S - орбитал
|
учта p – орбиталлар
|
|
|
|
бешта d – орбиталлар
|
3) Магнит квант сон – m (эм) ҳарфи билан белгиланади ва электроннинг орбиталдаги ўрнини билдиради. У орбитал квант соннинг барча манфий ва мусбат қийматларини қабул қилади. m = – l + l. Масалан: l = 1 бўлса, m = – 1, 0, + 1 бўлади ва ҳ.к. Орбитал квант сон қийматидан поғоначадаги максимал ячейкалар сонини
формула билан топиш мумкин.
4) Спин квант сони – ms ҳарфи билан белгиланади ва электроннинг ўз ўқи атрофида айланишини билдиради. Электрон ўз ўқи атрофида соат стрелкаси бўйича айланса тўғри спинли дейилади ва +½ қиймат қабул қилиб ↑ билан белгиланади, агар соат стрелкасига тескари айланса тескари спинли дейилади ва – ½ қиймат қабул қилиб ↓ билан белгиланади.
Шундай қилиб, квант сонлари ҳар бир электроннинг атомдаги жойлашган ўрнини, тартиби, энергияси, ҳаракат шакли, ҳолатини аниқ кўрсатиб берадиган асосий катталикдир.
Паули принципи (1925 йил Паули): Битта атомда тўрттала квант сонлари қиймати бир хил бўлган икки ва ундан ортиқ электрон бўлиши мумкин эмас.
Гунд қоидаси (Гунд): Кўп орбиталли поғоначалар аввал бир хил спинли электронлар билан, кейин қарама-қарши спинли электронлар билан тўлади.
Айни поғоначада турган электронлар мумкин қадар кўпроқ орбиталларда жуфтлашмасликка интилади.
Орбиталларда ёлғиз жойлашган электронларнинг ҳаммаси бир хил спинга эга бўлади.
Клечковскийнинг биринчи қоидаси: Атом орбиталлар электрон билан тўлишда аввал бош ва орбитал квант сонлар йиғиндиси кичик бўлган поғонача электронлар билан тўлади.
Клечковскийнинг иккинчи қоидаси: Атом орбиталлар электрон билан тўлишда бош ва орбитал квант сонлар йиғиндиси тенг бўлса, аввал бош квант сони кичик бўлган поғонача электронлар билан тўлади.
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Тўртала квант сонларининг бир-бири билан боғлиқлиги жадвали
№
|
Бош квант сон
|
Орбитал квант сон
|
Магнит квант сон
|
Спин квант сон
|
1
|
1
|
s
|
0
|
0
|
– ½ + ½
|
2
|
2
|
s
p
|
0
1
|
0
– 1 0 + 1
|
– ½ + ½
|
3
|
3
|
s
p
d
|
0
1
2
|
0
– 1 0 + 1
– 2 – 1 0 + 1 + 2
|
– ½ + ½
|
4
|
4
|
s
p
d
f
|
0
1
2
3
|
0
– 1 0 + 1
– 2 – 1 0 + 1 + 2
– 3 – 2 – 1 0 + 1 + 2 + 3
|
– ½ + ½
|
5
|
5
|
s
p
d
f
|
0
1
2
3
|
0
– 1 0 + 1
– 2 – 1 0 + 1 + 2
– 3 – 2 – 1 0 + 1 + 2 + 3
|
– ½ + ½
|
6
|
6
|
s
p
d
|
0
1
2
|
0
– 1 0 + 1
– 2 – 1 0 + 1 + 2
|
– ½ + ½
|
7
|
7
|
s
p
|
0
1
|
0
– 1 0 + 1
|
– ½ + ½
|
Атомларнинг даврий хоссалари
Атомларнинг хоссалари даврий ва даврий бўлмаган хоссаларга ажратиш мумкин. Агар атомларнинг хоссалари ҳар бир даврда такрорланса, бундай хоссалар даврий хоссалар дейилади. Атомларнинг даврий хоссаларига қуйидагиларни киритиш мумкин:
Do'stlaringiz bilan baham: |
