«kimyo» kafedrasi “umumiy kimyo” fanidan

Organik birikmalarning tuzilish nazariyasi
Rus olimi A.M. Butlerovning kimyoviy tuzilish nazariyasi organik kimyoning asosiy nazariyasidir. U organik kimyoning barcha nazariy tushunchalari asosida yotadi. Nazariyaning ikki xil ta’rifi mavjud: A.M. Butlerov ta’rifi va hozirgi zamon ta’rifi.
A.M. Butlerov ta’rifi:
Murakkab zarrachalarning kimyoviy tabiati uning tarkibiga kiruvchi elementlar zarrachalarining tabiatiga, ularning miqdoriga va kimyoviy tuzilishiga bog’liq. Bu ta’rifdagi asosiy fikr moddaning kimyoviy tuzilishi bo’lib, u molekuladagi atomlar bir-bir bilan qanday tartibda bog’langanligiga e’tibor beradi. Molekula tarkibidagi atomlar xili va ularning soni bir xil bo’lsayu, ammo ular bir-bir bilan turli tartibda bog’langan bo’lsa, ularning xossalari ham xar xil bo’ladi. Ma’lumki, bunday moddalar izomerlar deb ataladi. Modda tarkibidagi atomlar bir-biri bilan qanday bog’langanligidan qat’iy nazar, ular bir-biriga ta’sir ko’rsatib turadi, shu ta’sir tufayli moddaning xossalari shakllanadi va bu bilan u atomlarning oddiy mexanik aralashmasidan farq qiladi.
A.M Butlerov ta’rifi moddaning xossalari uning elektron va fazoviy tuzilishi ham ta’sir qilishini hisobga olmaydi.
Hozirgi zamon ta’rifi:
Organik birikmalarning fizik va kimyoviy xossalari uning tarkibiga hamda kimyoviy, elektron va fazoviy tuzilishiga bog’liq.
Bu ta’rif moddaning xossalariga bog’liq bo’lgan hamma faktorlarni hisobga oladi.


Organik birikmalardagi bog’larning xususiyatlari
Organik birikmalarda biz kimyoviy bog’larning kovalent, vodorod va ion bog’lariga duch kelamiz. Organik birikmalarda kovalent bog’ asosiy o’rin tutadi. Kovalent bog’ atomlarning qarama-qarshi spinli juftlashmagan valent elektronlarining umumlashi natijasida yoki bir atomga tegishli elektron juft hisobiga hosil bo’ladi. Kovalent bog’, odatda, elektronga moyilligi bir-biriga yaqin bo’lgan atomlar o’rtasida hosil bo’ladi. Kovalent bog’ ikkita elektron yoki chiziqcha bilan ifodalanadi. Masalan,

Organik birikmalarda kovalent bog’ning - va - ko’rinishlari mavjud.
-bog’. Agar kovalent bog’ s-, p-, sp3-, sp2- va sp-elektronlarning (atom orbitallarining) asosiy o’qi bo’yicha tutashishi natijasida hosil bo’lsa bu bog’ -bog’ deyiladi.
-bog’. Agar kovalent bog’ r-elektronlarning (atom orbitallarining) yonlama tutashishi natijasida hosil bo’lsa bu bog’ -bog’ deyiladi.
Kovalent bog’ qutbli va qutbsiz bo’lishi mumkin. Qutbsiz kovalent bog’. Agar kovalent bog’ bir xil atomlar o’rtasida hosil bo’lsa, bunday bog’ qutbsiz kovalent bog’ deyiladi.
Qutbli kovalent bog’. Agar kovalent bog’ turli atomlar o’rtasida hosil bo’lsa, bunday bog’ qutbli kovalent bog’ deyiladi. Qutbli kovalent bog’ning koordinasion va yarim qutbli (semipolyar) turlari mavjud. Koordinasion bog’ - bir atomning elektron jufti hisobiga hosil bo’lgan kovalent bog’.
Yarim qutbli kovalent bog’ - koordinasion va ion bog’lar kombinasiyasidan tashkil topgan kovalent bog’dir. Bu bog’ strelka () bilan ifodalanadi.
Ion bog’ - bir atomdan ikkinchi atomga bir yoki bir nechta elektronning batamom ko’chib o’tishi natijasida ionlarning hosil bo’lishi va bu qarama-qarshi zaryadli ionlarning elektrostatik tortilishi natijasida hosil bo’ladigan bog’dir.
Ionlanish energiyasi. Neytral atomdan bitta elektronni tortib olishga ketgan energiyaga ionlanish energiyasi deyiladi.
Elektronga moyillik. Neytral atomga bitta elektronning birikishi natijasida ajralib chiqqan energiya elektronga moyillik deyiladi.
Elektromanfiylik – molekuladagi atomning bog’ elektronlarini o’ziga tortish xususiyatidir. Element atomining elektromanfiyligi elementlarning davriy sistemasida davrlarda chpdan o’ngga, guruhlarda pastdan yuqoriga qarab ortib boradi.
Vodorod bog’ - bir molekuladigi elektromanfiyligi kata bo’lgan azot, kislorod, ftor elementlari bilan bevosita qutbli kovalent bog’ hosil qilgan vodorod atomining ikkinchi molekulaga azot, kislorod va ftor atomlari bilan hosil qilgan kuchsiz bog’i.
Kimyoviy bog’lar uzunligi, fazodagi yo’nalganligi (valent burchagi), qutbliligi, qutblanuvchanligi va energiyasi bilan xarakterlanadi.
Bog’ning uzunligi bog’ni hosil qiluvchi atomlar markazi yoki Yadrolar orasidagi masofadir. Bog’ning uzunligi bog’ni hosil qiluvchi atomlar kovalent radiuslari yig’indisiga teng. Bog’ning uzunligi angestrem, (1 10-10 sm yoki 10-3 m) yoki nanometr, nm (1 nm10-9 m) larda o’lchanadi. quyida ba’zi kimyoviy bog’lar va ularning uzunliklari (nm) keltirilgan:

Bog’larning uzunligi elektron, neytron va rentgen nurlarining interferensiyasi yordamida aniqlanadi va spavochniklarda beriladi.

Bog’larning fazodagi yo’nalganligi (valent burchagi). Ikki va undan ortiq atom bilan kovalent bog’ hosil qilgan atom bog’larining yo’nalishlari orasidagi burchak bog’lar orasidagi burchak yoki valent burchak deyiladi. Valent burchaklari rentgenografik, elektronografik va spektroskopik usullar bilan aniqlanadi va graduslarda o’lchanadi. Valent burchaklar ham spravochniklarda beriladi. quyida ba’zi molekulalardagi valent burchaklar berilgan:
Bog’larning qutbliligi. qutbli bog’ deb undagi musbat zaryadlarning markazi manfiy zaryadlarning markaziga to’g’ri kelmaydigan bog’ga aytiladi. Masalan, N–N, CH₃ – CH₃, Cl–Cl kabi bog’lar qutbsiz, H–Cl, CH₃–F, CH₃–NO₂ bog’lar esa qutblidir. Bog’ning qutbliligi miqdoriy jihatdan dipolь momenti () bilan xarakterlanadi va q l e bilan ifodalanadi. Bunda l-musbat va manfiy zaryadlar markazlari orasidagi masofa (sm), ye- elementar zaryad. Dipolь momenti Debay (D) larda o’lchanadi. 1D  1sm10-18 elektrostatik birlik. Agar molekula ikki atomdan iborat bo’lsa molekulaning dirolь moment ibog’ning dipolь momentiga teng bo’ladi. Molekula uchta atomdan iborat bo’lsa bog’ning dipolь momenti quyidagi formula bilan ifodalanadi:

bunda, ’ – bog’ning dirolь momenti;  - moddaning dipolь momenti;  - valent burchak

Murakkab birikmalar dipolь momentilari barcha bog’lar dipolь momentlariga mos keluvchi vektorlarni qo’shish bilan Aniqlanishi mumkin. Bog’ning qutbliligi bog’dagi atomning elektromanfiyligi ortishi bilan ortib boradi.
Bog’ning qutblanuvchanligi. Bog’ning qutblanuvchaniligi deb bog’dagi elektronlarning tashqi elektr maydoni ta’sirida siljib, undagi atomlarning qutblanishiga aytiladi. Bunday qutblanish natijasida bog’da yoki molekulada dipolь momenti vujudga keladi (). Bu dipolь momentining miqdori elektr maydonining uchlanganligiga va molekula strukturasiga bog’liq bo’lgan qutblanuvchanlik koeffisientiga bog’liq:

bunda, Ye-maydon kuchlanganligi;  - qutblanuvchanlik koeffisienti

qutblanuvchanlik koeffisienti moddaning sindirish ko’rsatkichi bilan quyidagicha bog’langan:

bunda,n–moddaning sindirish ko’rsatgichi; N – Avagadro soni; M – modda molekulyar massasi; d – modda zichligi

Moddaning qutblanuvchanlik koeffisienti uning molekulyar refraksiyasi bilan proporsional bo’lib, quyidagicha bog’langan:

c hunki

Bog’ning qutblanuvchanligi bog’dagi elektron zichlik yoki bog’ni hosil qiluvchi atomning elektron qavatlari qancha ko’p bo’lsa, shunchalik kata bo’ladi. Bog’ning qutblanuvchanligi bog’ni hosil qiluvchi element atomining davriy sistemadagi o’rniga qarab davrlarda o’ngdan chapga, guruhlarda esa yuqoridan pastga qarab, hamda bog’ning karraligi ortib borishi bilan ortadi. -bog’larning qutblanuvchanligiga nisbatan -bog’larning qutblanuvchanligi kattadir. Molekulyar refraksiya additiv xossaga ega bo’lganligi uchun ko’pgina moddalarning refraksiyalari undagi atomlar refraksiyalarining yig’indisi shaklida hisoblab chiqarish va tajribada topilgan refraksiya bilan taqqoslash mumkin.
Bog’ning energiyasi. Bog’ning energiyasi deb uni gomolitik tarzda uzish uchun sarflanadigan energiyaga aytiladi. U bog’ning hosil bo’lish energiyasiga tengdir. Energiya kkal-molь yoki kJ-mollarda o’lchanadi. Bog’ning hosil bo’lish energiyasi moddalarning hosil bo’lish energiyalari asosida aniqlanadi. Moddaning hosil bo’lish energiyasi esa bu birikmalarning yonish issiqligi asosida aniqlanadi. quyida ba’zi kimyoviy bog’lar va ularning energiyalari keltirilgan: