I. H. Hamdamov, S. A. Abilova hozirgi zamon tabiiy fanlar konsepsiyasi

XIII BOB. KIMYOVIY BOG‘LANISHLAR VA
KIMYOVIY REAKSIYALAR. KIMYOVIY
BOG‘LANISHLAR VA MOLEKULALARNING
AYLANISHI
K o‘pchilik elem entlam ing atom lari kimyoviy beqaro r b o ‘lganligi sabab- 
li tabiatda unchalik ko ‘p b o ‘lm agan atom lar yakka holda mavjud b o ‘ladi. 
A tom strukturasi qavatlardan tuzilgan (tarkib topgan) b o ‘lib, ularning
150

---

h ar birida elektronlar turadi. A tom barqaror b o ‘ladi, agar uning tashqi 
qavati m a’lum sondagi elektronlar bilan “to ‘lgan“ b o ‘lsa, vodorod va geliy- 
da u 2 ga teng, qolgan elem entlarda 8 ta. Tashqi qavati tugallanmagan atom lar 
kim yoviy reaksiyaga kirishadilar va boshqa ato m lar bilan bog‘lar hosil qi- 
ladilar.
H a r xil elem ent atom larining m a’lum bog‘lanishlari yordam ida, m a’lum 
nisbatlarda birlashishidan tuzilgan m oddalarga birikm alar deyiladi. Birik- 
m alam ing xossalari uni tashkil qilgan elem entlam ing xossalaridan farq 
qiladi. B irikm aning xossasini o ‘zida saqlaydigan eng kichik zarrachasiga 
m olekula deyiladi. M olekulalar atom yadrolari va elektronlardan tarkib to - 
padi. M olekulalarda elektronlar umumlashganligi uchun atom lar o‘zlarining 
individualligini y o ‘qotadilar. M a’lum eneigiya sarflanganda b arqaror (h ar 
xil darajadagi) m olekulalar atom larga parchalanishi m um kin.
M olekulalar ju d a k o ‘p, am m o kimyoviy usullar bilan yangidan-yangi 
xossali molekulalami, m oddalam i yaratish imkoniyatiga ega. A tom lar orasida 
bog'lanishlar b o r yoki y o ‘q ekanligini k o ‘rsatish u ch u n ular grafik yoki 
strukturali form ulalar k o ‘rinishida tasvirlanadi.
M a ’lum ki, topologiya — m atem atikaning bo'lim i b o ‘lib, u jism larning 
shakli va o ‘lcham lariga yoki nem etrik xossalariga bog'liq b o 'lm ag an xossa- 
larini o ‘rganadi. M olekulalar esa m etrik (kimyoviy bog‘lar uzunligini, ular 
orasidagi burchakni va hokazo) ham da nem etrik (siklik yoki nosiklik, b e n ­
zol yoki n -b u to n kabi) xossalarga ega b o la d i. M olekulyar sistem alar 
topologiyasi u lam ing xossalari bilan bog‘liq.
K im yo m olekulalam i t a ’sirlashuvlarda, aylanish jarayonini va ularga 
tashqi om illar t a ’sir etganda (issiqlik, nurlar, elektr toki, m agnit m aydo- 
ni) o ‘rganadi, bu vaqtda yangi kimyoviy bog‘lanishlar hosil b o ‘ladi.
K im yoviy b o g la n ish deganda, ato m lar orasidagi o ‘zaro t a ’sir natija- 
sid aato m lar konfiguratsiyasi paydo b o ‘lishi, bir tip dag i m olekulalarning 
b o sh q atip larid an farq qilinishi tushuniladi.
Kvant m exanikasi barpo b o ‘lgunga qadar, ato m lam i bo g‘lanishi cha- 
qiruvchi maxsus kimyoviy kuch m avjud, deb o 'ylangan va bu kuch tabi- 
atning boshqa kuchlaridan farqli to ‘yinuvchanlikka ega b o ‘lgan.
Kvant m exanikasi kimyoviy hodisalam i quyidagicha tushuntirdi: atom
elektron qavatlam ing t a ’siri kimyoviy b o g ia n ish n i yuzaga keltiradi. Agar 
atom lam ing konfiguratsiyalari bir-biriga to ‘g ‘ri kelsa, b itta dum aloq struk- 
tu ra yuzaga keladi, u har bir atom alohida olinganiga qaraganda b irm uncha 
katta b o lad i. T o ‘yingan molekula xuddi shunday olinadi va unga boshqa qan- 
daydir atom lam ing birikishi deyarli kerak b o ‘lmaydi. M olekulalarning hosil 
b o ‘lishiga, elektron bulutlam ing qoplanishiga yadrolar orasida m a ’lum
m anfiy zaryadlarning hosil bo'lishiga olib keladi va u m olekulani “sem ent-
151

---

lagandek" yadrolarni qoplanish sohasiga to rtad i. Bu t a ’sirlanishning 
energiyasi 1000 K dj/m ol (azot m olekulasida u — 940 K dj/m ol, seziyda 42 
K dj/m ol). Taqqoslash uchun, m olekul^lararo ta ’sirlashuv energiyasi 100 
K dj/m ol, shuning uchun ularni farqlash ancha qiyin, shuning uchun kim ­
yoviy bog'lanishning eng asosiy xususiyatini ajratish m uhim dir, ya’ni valent 
elektronlarining um um iylashuvi va zaryadning o 'tish i, ya’ni bog‘ har xil 
atom lar orasida vujudga kelsa kimyoviy bog'lanishning 3 turi eng k o 'p tar- 
qalgan: ion, kovalent, vodorod bog'lanishlar.
Ion bog‘lanishda bir atom boshqa atom ga bir yoki bir necha elektronlar 
beradi va h ar bir atom m a’lum sondagi barqaror elektronlar soniga ega 
bo‘ladi. M asalan, xlor atom i tashqi qavati b arqaror bo'lishiga bitta ele- 
ktron yetm aydi, natriy atom ining tashqi qavatida faqat bittagina elektron 
bor. Uni xlor atom i o ‘ziga olganda, natriy atom idagi elektronlarga nisbatan 
protonlar soni k o 'p bo'lib qoladi. N atriy va xlor atom lari m usbat va m an- 
fiy ionlarga aylanadilar va bir-birlariga tortilib osh tuzini hosil qiladi.
Kovalent bog'lanishda ikki atom orasida elektronlar umumlashadi, bunda 
h ar bir atom dan bittadan elektron ishtirok etadi (m asalan, vodorod m ole- 
kulasidan). Bir xil elem entning ikki atom i elektron juftni bir xil kuchda 
tortishadi va elektronlar (yoki elektron bulut) ko'proq vaqt atom lar o ra ­
sida bo'ladi. Agar kovalent bog' ikkita har xil elem entlar orasida hosil b o ‘lsa, 
elektron bulut siljigan b o ‘ladi, y a’ni elektron bulut k o'p roq vaqt elektron- 
ni tortuvchi atomiga yaqin bo'ladi. Ayrim hollarda bunday bog'Ianishga qutbli 
yoki elektrik nesim m etrik (keyingi holda ion bog'lanishga yaqinlashadi) 
bog'lanish deyiladi.
Vodorod bog'lanish — vodorod atom i tuzilishi bilan bog'liq holda nom - 
lanadi, y a’ni u boshqa atom bilan kovalent bog' bilan birikkan (m asalan, 
kislorod yoki azot bilan) va m olekulaning vodorodli qismi m usbat zaryad- 
langan bo'ladi. Bu qism an musbat vodorodli tom oni uchinchi m anfiy zar- 
yadlangan atom ga tortiladi (yana kislorod yoki azot bilan). Bu bog'lanish 
oldingi ikkala bog'danishga nisbatan ancha kuchsiz, am m o tirik m ateriyada 
juda keng tarqalgan, boshqacha aytganda, tirik dunyo shunga suyangan deyish 
mumkin.
Birlamchi, uchlam chi hatto to'rtlam chi bo'lgan juda qisqa bog'lanishlar 
ham m avjud ( bu lard a bir vaqtda 8 ta elek tro n q atn ash a d i), bunda 
b o g 'lan ish lar reniy, m olibden yoki xrom atom lari orasida bo'lishi aniq- 
langan.
Nikolson va Karleyn ( I800)larning suvni elek trto k i yordam ida parcha- 
lash bo'yicha qilgan tajribalari birinchi bo'lib kimyoviy bog'larning elektrik 
ta'sirlashuvini ko'rsatdi, faqat yuz yillardan keyingina kimyoviy bog'larning 
tabiatini tushuntiruvchi nazariya yuzaga keldi.
152

---

Berseliusning (1819) zaryadlarning elektrostatik tortishuvga asoslangan 
nazariyasi m olekulalarning ikkita bir xil atom lardan hosil b o ‘lishini tu - 
shuntirib bera olm adi, hozirgi zam on tili bilan aytilganda, boshqa turdagi 
kimyoviy boglanishlar elektrik tabiati unchalik katta emas. Berselius nazari- 
yasiga o ‘sha paytda hali uncha m a’lum b o lm a g a n fan - organik kimyo 
qaqshatqich zarba beradi.
Kimyoviy b o g lan ish n i energiyaning aylanishi nuqtayi nazaridan ham
tadqiq etish m um kin: agar m olekula hosil b olishidagi uning energiyasi, 
m olekula tarkibidagi izom erlangan atom lar energiyasi sum m asidan kichik 
b o ls a , u m olekula mavjud b o l a oladi, ya’ni uning bog‘i barqaror. Bu yerda 
biz kvant mexanikasi hodisalari bilan tavsiflanadigan ko'pgina nozik ef- 
fektlarni batafsil izohlashga t o ‘xtalm asdan, m olekulaning hosil b o lish id a
energiyaning pasayishini tasdiqlash bilangina cheklanam iz. Barqaror holat 
deb, potensial energiya m inim al b o lg a n holat hisoblanadi, shuning uchun 
m olekula hosil bo ‘lishida atom lar potensial chuqurchada turadilar va m u- 
vozanat holati atrofida uncha katta b o lm a g a n issiqlik tebranishi holatida 
b o lad i. Tik o ‘qning chuqurcha tagigacha b o lg a n masofa muvozanatga m u- 
vofiq keladi, agar issiqlik harorati to ‘xtatilsa, atom lar ana shu m asofada 
tu rg an b o la rd ila r. C h u q u rch a tu b id an chaproqdagi nuqta itarilishga, 
o'ngroqdagisi esa tortilishga muvofiq keladi. Egri chiziqning tikligi ham
m a ’lum axborotga ega. C hunonchi, egri chiziq q an c h alik tik b o ls a , ato m ­
lar orasidagi ta ’sirlashuv kuchi shunchalik katta b o la d i.
H a r xil juft atom lar uchun nafaqat vertikal o 'q d an chuqurchaga b o lg a n
masofa har xil b o la d i, balki ularning (chuqurchaning) ham chuqurligi 
h a r xil b o la d i. Buni osonlik bilan tushuntiriladi; y a’ni tushunishim izcha, 
chuqurchadan chiqib olish uchun kerak b o la d ig a n energiya uning chu- 
qurligiga teng b o la d i. Shuning uchun chuqurchaning chuqurligi zarracha- 
ning b o g lan ish energiyasi deyish m um kin.
Molekulada atomlar orasidagi m asofajuda kichik — 1—■4 A tartibda boladi. 
M asalan, eng sodda m olekulalardan — vodorod molekulasi, ikkita vodorod 
atom larining o'zaro boglanishidan hosil b o lad i va ulardagi yadroaro masofa 
yoki b o g lan ish uzunligi 7,5— 10 m ga teng b o la d i. Kislorod m olekulasida 
ham 2 atom orasidagi boglan ish n in g uzunligi 1,2 A yoki 1,2—10 m b o la d i. 
Shunday qilib, m olekulalar nafaqat xossalari va o glrliklari bilan, balki 
o lc h a m la ri bilan ham farq qiladi. D em ak, 16 elektronli kislorod m oleku­
lasi 2 elektronli vodorod m olckulasidan kattadir.
K o'proq m urakkab m olekulalar m urakkabroq form aga (shaklga) va m 
zilishga ega b o la d ila r. B oglanish energiyasini o lc h a s h uchun bir mol ka- 
loriyadan foydalanadilar (nisbiy molekulyar massaga teng b o lg an gram m lar 
soni) va Avagadro soni N ga b o lin a d i. Bu qiym at bitta m olekula uchun
153

---

bog'lanish energiyasini anglatadi. Kislorod uchun bu 116000 kkal/m ol, 
vodorod uchun 103 000 kkal/molga teng bo ‘ladi, ya’ni uncha katta b o ‘lmagan 
o ‘zgarishga ega.
M olekulaning t o ‘yinuvchanligini berilgan m oddaning doim iy tarkibi 
aniqlaydi va bu valentlik bilan bog‘liq, ya’ni atom ning ( ato m lar guruhi- 
ning) boshqa atom lardan m a ’lum sondagisining biriktirib olish xossasi. 
V alentlikning kattaligi vodorod atom lari soniga (yoki boshqa bir valentli 
elem ent) bog‘liq b o ‘ladi.
Valentlik molekulaning struktura formulalarini va ularning k o ‘pgina xos- 
salarini aniqlaydi. Kimyoviy birikm alam ing struktura form ulalari, ularning 
xarfli (brutto-form ulalari) form ulalariga nisbatan ancha yirik, lekin ato m ­
lar soni va tabiati to'g'risidagi ta sa w u rla r bilan birga ularning joylanishlari 
va bog‘lanishlari to ‘g ‘risidagi tasaw urlarni ham beradi. M asalan, suvning 
struktura form ulasi H -O -H h ar ikkala vodorod atom lari alohida-alohida 
kislorod atom i bilan birikkanligini, chiziqcha esa kovalent bog‘ni ko‘rsatadi. 
Ayrim hollarda faqat strukturali yozish formasi asosida tarkibi bir xil ato m ­
lardan tuzilgan 2 ta h ar xil m oddaning farqiga borish m um kin. Bu organik 
kimyoda m uhim ahamiyatga ega.
0 ‘tgan asm ing oxirlarida V an t-G o ff o ‘zining “ Fazoviy kim yo“ kitobida