§21. MOLEKULYAR-KINETIK NAZARIYANING ASOSIY QONUNLARI
Reja:
1. Moddaning sxematik tuzilishi.
2. Molekulalarning tuzilishi va o’zaro ta’siri.
3. Molekulalarning molyar massasi,massasini, sonini aniqlash usullari.
4. Molekulalarning qutblanishi.
Tayanch iboralar: Atom, molekula, yadro, ta’sir kuchi, modda, miqdor, son, modda,
maydon, deformatsiya, moment, grafik.
Jismlar har doim bizga tutash, ya’ni uni tashkil etgan modda bilan
to’ldirilgandek tuyuladi. Ammo jismlar tutash emas, balki juda katta sondagi mayda
zarrachalardan tashkil topgan. Bu zarrachalar bir-biri bilan zich joylashmagan, ular
orasida ma’lum masofa mavjud. Bunday kichik bo’linmas zarrachalarga molekulalar
deb ataladi.
Tabiatda hamma jismlar bo’linmas mayda zarrachalar-atomlardan tashkil
topganligini qadimgi grek olimi Demokrit tomonidan aytilgan, biroq bu fikrlar
unutilib ketilgan va qaytadan XVII asrning ikkinchi yarmida Boyl tomonidan,
keyinchalik XVIII-XIX asrlarda Lomonosov, Dalton, Krenig, Bolsman, Maksvell va
boshqa olimlar tomonidan kashf etilgan va klassik molekulyar-kinetik nazariya deb
ataluvchi ilmiy nazariya yaratildi.
Bu nazariya shuni ko’rsatadiki, tabiatdagi barcha moddalar alohida juda
kichik zarrachalar-molekulalardan tashkil topgan. Molekula-moddaning hamma
fizik-ximik xossalarini o’zida saqlaydigan eng kichik zarrachadir. Molekulalarning
o’zi yanada oddiyroq zarrachalar-atomlardan tuzilgan. Moddaning tuzilishi sxematik
tarzda 58-rasmda keltirilgan.
Modda
Molekula
77
58-rasm
Masalan, suv H
2
O molekulalardan iborat. Bu molekulalar ikkita vodorod atomidan va
bitta kislorod atomidan tashkil topgan (59-rasm)
59 -rasm
Vodorod atomi bitta elektron, yadrosi esa bitta protondan iborat. Kislorod
atomida 8 ta elektron, yadrosi esa 8 ta proton va 8 ta neytrondan tuzilgan.
Millionlab har xil turdagi molekulalar mavjud, ammo atomlarning soni
chegaralangan. Kimyoviy elementlarning atomlari har xil kombinasiyalarda bo’lib
bizni o’rab turgan olamni yuzaga keltiruvchi juda katta sondagi molekulalarni hosil
qiladi.
Atom va molekulalarning o’lchamlari juda ham kichik. Ularning radiuslari
10
-10
m ga teng. Shuning uchun massa birligidagi modada juda katta sondagi
molekula bo’ladi. Masalan, 1g suvda 3,3·10
22
ta molekula bor. Molekulaning massasi
juda kichik. Shuning uchun molekulalarning kilogramm yoki grammlarda
ifodalangan mutloq massasi emas, balki nisbiy molekulyar massasi deb ataluvchi
kattalikdan foydalaniladi.
Moddaning nisbiy molekulyar (yoki atom) massasi deb shu modda molekulasi
massasining uglerod atomi
12
6
C
massasining
12
1
qismiga nisbatiga aytiladi.
Atomlar
Elektronlar
Yadro
Protonlar
Neytronlar
Vodorod
atomlari
Kislorod
atomlari
78
(181)
Masalan, CO
2
ning nisbiy molekulyar massasi 44 ga teng, chunki uglerodning nisbiy
atom massasi 12 ga, kislorodniki esa 16 ga teng. CO
2
uchun ularning yig’indisi 44 ga
teng. Ribonukleaza oqsilining molekulasi 124 ta takrorlanuvchi zvenolardan iborat.
Uning ximiyaviy formulasi S
575
N
901
O
193
N
171
S
12
ko’rinishda bo’lib, nisbiy
molekulyar massasi 13682 ga teng. Polietilen 280000 nisbiy molekulyar massaga
ega. Molekulasi CH
2
- guruhlardan tuzilgan 20000 zvenolardan iborat.
XOB tizimida modda miqdori uning strukturaviy elementlari soni bilan
aniqlanadi. U mollarda ifodalanadi. Qaralayotgan moddaning 1 moli shunday modda
miqdoriki, undagi molekulalar soni 0,012 kg
12
6
C
uglerod izotopidagi atomlar soniga
teng. Shunday qilib, har qanday moddaning 1 molida bir xil sondagi molekulalar
mavjud. Bu songa Avogadro doimiysi deyiladi.
Molekulyar fizikada molyar massa degan tushunchadan ham foydalaniladi.
Moddaning 1 mol molyar massasi
(182)
Formula yordamida aniqlanadi. Bu yerda m
mol
-molekula massasi. Mollar soni ν shu
modda molekulalar soni bilan quyidagi formula orqali bog’langan
(183)
Bu formulaning o’ng tomoni surat va maxrajini bitta molekula massasiga ko’paytirib
va m
mol
N
A
=
ekanligini e’tiborga olib
(184)
Ekanligini olamiz. (183) va (184) larni solishtirib
(185)
ni olamiz. Bu formula m massali moddadagi mavjud molekulalar sonini hisoblashga
imkon beradi.
Molekulyar-kinetik
nazariyaning
ikkinchi
qoidasi
shundan
iboratki,
molekulalar orasida o’zaro itarishish va tortishish kuchlari mavjud. Bu kuchlarga
79
molekulyar kuchlar deb ataladi va ular elektr tabiatiga egadir (60-rasm). Molekulalar
bir-biridan uzoqlashayotganda bu kuchlar tortishish kuchlari sifatida, bir-biriga
molekulalarning chiziqli o’lchamiga yaqin masofaga yaqinlashayotganda esa
itarishish kuchlari tarzida namoyon bo’ladi. Bu kuchlarga Van-der-Vaals kuchlari
deyiladi.
Neytral molekulalar o’rtasidagi tortishish kuchlari quyidagilarga olib keladi.
Birinchidan, zarracha ichidagi qarama-qarshi ishorali zaryadlar bitta nuqtada
joylashmagan. Shuning uchun ularning tashqi elektr maydonlari biror atom yoki
molekula atrofida to’lasincha kompensasiyalanmagan va masofa ortishi bilan bu
maydonlar kamaya boradi. Ikkinchidan, tashqi maydon ta’sirida molekula
ichkarisidagi zaryadlarning vaziyati yoki harakati shunday o’zgaradiki, musbat
zaryadlar elektr maydon yo’nalishi bo’ylab, manfiy zaryadlar esa maydon
yo’nalishiga qarama-qarshi tarzda siljiydi. Bu hodisaga elektr qutblanish deb aytiladi.
Bu kuchlarga dispersion kuchlar deb ataladi.
60-rasm
Dispersion kuchlardan tashqari molekulalar orasida dipol-oriyentatsion kuchlar deb
ataluvchi kuchlar ham ta’sir etadi. Bu kuchlar ham tortishish kuchlari bo’lib
hisoblanadi, ammo ular dispersion kuchlarga nisbatan zaif bo’ladi. Ular gaz
molekulalari tashqi elektr maydon bo’lmaganda qutblangan bo’lsa, hosil bo’ladi.
Bunday molekulalarga qutbli molekulalar deyiladi. Qutbli molekulalar tashqi elektr
maydonda, magnit maydonda magnit strelkasi burilgandek o’z vaziyatini o’zgartadi.
Suyuqliklarning yomon siqiluvchanlikka ega ekanligi, yaxshi silliqlangan
qattiq jismlar bir-biriga yopishishi, qattiq jismlarni suyuqlikning ho’llashi shuni
bildiradiki, molekulalar orasida molekulyar kuchlarga bog’liq ravishda ancha
kattalikdagi kuchlar ta’sir qiladi. Molekulyar kuchlar molekulalarning effektiv
o’lchamlariga yaqin masofalarda yuzaga keladi.
Molekulyar kuchlarning kattaligi molekulalar soniga bog’liq emas. Suv
tomchisi va okeandagi suv tashqi sharoitlarda bir xil zichlik va siqiluvchanlikka ega.
Molekulyar kuchlar elektr tabiatga ega. Elektr o’zaro ta’sir miqdorlari jihatdan teng,
ishoralari teskari bo’lgan zaryadlarning nosimmetrik joylashishidan hosil bo’lgan
neytral zarrachalar-dipollar orasida hosil bo’ladi.
Ko’pgina moddalarning molekulalari 61-rasmda ko’rsatilgandek simmetrik
tuzilishga ega. Faraz qilamizki, molekula shunday deformatsiyalandiki, uning
elektron buluti 62-rasmda tasvirlangandek bir tomonga biroz siljidi.
80
61-rasm 62-rasm
Bu yerda musbat zaryadga ega sharcha molekula tarkibidagi atom yadrosini manfiy
zaryadli sfera esa shu atomlarning elektron bulutini tasvirlaydi.
Bunday deformatsiyalangan molekulani Pe=
momentga ega dipol deb
qarash mumkin. U holda molekula o’z atrofida kuchlanganligi
(186)
ko’rinishdagi elektr maydonni hosil qiladi. Bu yerda r-dipol o’qidan maydonning
biror nuqtasigacha bo’lgan masofa. -elektr doimiysi.
Molekulaning bu maydoni unga yaqin qo’shni molekulalarning
deformatsiyalanishiga olib keladi. Molekulaning musbat yadrolariga kuchlanganlik
vektori bo’ylab yo’nalgan itarishish kuchlari, manfiy zaryadli elektron bulutiga esa
teskari yo’nalishdagi kuchlar ta’sir etadi. Shu kuchlar molekulaning
deformatsiyalanishiga olib keladi (63-rasm).
63-rasm
Shunday qilib, P dipol momentiga ega molekula qo’shni molekulalarda
'
1
Do'stlaringiz bilan baham: |