“модда тузилиши” замонавий кимёнинг назарий асоси

1-МАВЗУ: “МОДДА ТУЗИЛИШИ” ЗАМОНАВИЙ КИМЁНИНГ НАЗАРИЙ АСОСИ
Kimyo-moddalar, ularning tarkibi, tuzilishi, xossalari va ularda bo’ladigan o’zgarishlar haqidagi fandir.

Modda materiyaning ikki xil yashash, mavjud bo’lish shaklidan bittasidir.

Butun olam, butun tabiat inson ongidan tashqarida va inson ongiga bog’liq bo’lmagan holda ob’ektiv ravishda mavjuddir. Olam materiyadan iborat, bor narsalarning hammasi doimo harakat qilib turadi. Harakat doimo o’zgarib turadigan jarayon bo’lib, materiyaga ham uning har bir mayda zarrachasiga ham xosdir.

Materiya harakatining xillari juda ko’p. Tebranma harakat, ilgarilanma harakat, jismlarning qizishi va sovushi, nur sochish, elektr toki, kimyoviy o’zgarishlar, hayotiy jarayonlar barchasi materiya harakatining turli shakllaridir. Materiya harakatining bir shakli boshqa shakliga aylana oladi. Masalan, mexanik harakat issiqlik harakatiga, issiqlik harakati kimyoviy harakatga, kimyoviy harakat elektrik harakatga oson aylanadi va hokazo. Materiya tushunchasi bilan harakat tushunchasi o’zaro bog’liqdir. Demak materiya yashash shaklining birinchisi modda ekan. Modda tinchlik massasiga ega va u mikrozarrachalardan iborat sistemadir. Ko’p sonli mikrozarrachalardan moddalar, moddalardan esa makrosistemalar paydo bo’ladi. Makrosistemalarning hosil bo’lishi ham ma’lum bir qonuniyatlarga bo’ysunadi.

1-rasm. Vodorod molekulasining hosil bo’lishi.

Bir xil atomlar o’zaro birikib, oddiy modda molekulasini hosil qilish jarayonini ko’rib chiqaylik, masalan yuqoridagi 2-rasmda tasvirlanayotgan vodorod molekulasining hosil bo’lishidagi A va B holatlarda:

A) ikkita vodorod atomining elektronlari antiparallel spinli bo’lsa, ular o’zaro bog’ hosil qiladi (juftlashadi), chunki bunday holda sistemaning potentsial energiyasi alohida atomlar energiyalari yig’indisidan kam bo’ladi. Potentsial energiyaning kamayishi, ikkita yadro orasida elektron zichlik ortib, yadrolarning shu bulutga tortishishi tufayli vujudga keladi.

B)elektronlarning spinlari parallel bo’lgan holda ikkita vodorod atomi yaqinlashganda yadrolararo masofa kamayishi bilan sistema energiyasi ortadi. Natijada atomlarning elektronlari bir-biridan qochadi va ularning elektron bulutlari bir-birini qoplamaydi. Shu sababli vodorod molekulasi hosil bo’lmaydi.

Modda zarrachalarining harakat tezligi turlicha bo’ladi, modda zarrachalari erishadigan eng katta tezlik yorug’lik tezligi (s=300000 km/s) ga teng.

Materiya mavjudligining ikkinchi formasi - fizik maydon bo’lib (yorug’lik maydoni, magnit maydoni, gravitatsion maydon) maydonni tashkil qiluvchi zarrachalar, fotonlar «tinch massa» ga ega emas. Fizik maydon materiyaning shunday formasiki, u modda zarrachalarini bir-biri bilan bog’lab turadi va bu zarrachalar orasida o’zaro ta’sirni amalga oshiradi.

Ma’lumki, modda bor joyda maydonning bo’lishi muqarrardir. Moddalarning barcha xossalarini va ular haqidagi barcha qonuniyatlarni kimyo fani o’rgansa maydonlarni fizika fani o’rganadi. Modda bilan maydon bir-biriga o’tishi mumkin. Masalan, elektron bilan pozitron o’zaro qo’shilib 2 ta kvant hosil qilishi, ma’lum sharoitlarda aksincha 2 ta kvant asosida elektron va pozitronning hosil bo’lish kabi jarayonlarni misol qilish mumkin. Zamonaviy tasavvurlarga ko’ra, modda materiyaning tinch holatidagi massasiga ega bo’lgan ko’rinishidir. Moddaning eng muhim zarrachalari jumlasiga «elementar zarrachalar», «atom zarrachalar», «molekulyar zarrachalar», shuningdek ularning «assotsillanish» va «agregatlanish mahsulotlari kiradi.

Kimyoviy jarayon xossalari ma’lum bo’lgan moddalardan xossalari aksariyat hollarda noma’lum bo’lgan yangi moddalarni olish demakdir. Ikkala holda ham dastlabki va yangidan hosil bo’lgan moddalarni to’liq taxlil (identifikatsiya) qilish uchun ularni kimyoviy, hozirgi zamon fizik va fizik-kimyoviy tahlil usullari yordamida tekshirish talab qilinadi. Shuning uchun «Modda tuzilishi» kursi uzoq vaqtlar davomida fizikaviy kimyo kursining boshlang’ich va eng asosiy qismlaridan biri bo’lib hisoblanib kelgan. Ammo keyingi vaqtlarda fanda moddalarning tuzilishi va ularning xususiyatlariga doir ma’lumotlarning ko’payganligi va moddalar tuzilishini o’rganishning turli-tuman usullari yaratilganligi tufayli va bu ma’lumotlar kimyoning barcha sohalarida zarur bo’lgani uchun «Modda tuzilishi» fani universitetlarda alohida fan sifatida o’qitila boshlandi.

Modda tuzilishi to’g’risidagi ta’limot hozirgi zamon tabiiy fanlaridan eng murakkabidir. Chunki bu ta’limot fizika, matematika, kristallografiya, fanlarining barcha yutuqlaridan foydalanadi, shuningdek kimyo fanining kristallokimyo noorganik, organik, analitik va tabiiy birikmalar kimyosi sohalari bilan uzviy bog’liqdir. Bu fanni o’rganuvchilar fizika va matematika fanlarining ko’pgina maxsus sohalari, ya’ni xususiy hosilalar, operatorlar nazariyasi, vektorlar ustida amallar bajarishni bilishlari kerak. Har bir yangi fizikaviy yoki fizik-kimyoviy hodisa va har bir yaratilgan usul moddalarning tuzilishini o’rganishda asos bo’lib xizmat qiladi. Bu usullar: rentgenografiya, elektronografiya, mass-spektrometriya, optik spektroskopiya, neytronografiya, refraktometriya, elektron paramagnit rezonans, yadro magnit rezonans kabi usullar bo’lib, bu usullar yordmida murakkab tuzilishga ega bo’lgan moddalarning sturukturasi tadqiq qilinib, tarkibi, bog’lar orasidagi burchak va bog’lanish xususiyatlari haqida xulosa qilinadi. Chunki moddaning tuzilishi va tarkibini o’rganish orqali uning xossasini o’rganish mumkin. Shuning uchun ham har bir yangi kimyoviy modda sintez qilinganda uning tarkibi, tuzilish va xossasi aniq tavsiflanishi, shuningdek, ular orasidagi bog’liqlik ilmiy jixatdan asoslanilishi lozim.

Modda tuzilishi to’g’risidagi ta’limot kimyo fani bilan bir vaqtda maydonga kelgan. XIX asrda kimyo fanida asosiy e’tibor moddaning ichki tuzilishiga qaratilgan bo’lsa, XX asr boshlaridan moddaning xossalarini uning tuzilishi bilan bog’lab o’rganish kimyogarlarning diqqat markazida bo’lgan. Hozirgi vaqtda esa moddaning «tarkibi-tuzilishi» va «tuzilishi-xossasi» orasidagi bog’lanishlarni o’rganishga asosiy e’tibor qaratilmoqda.

Kimyoviy sintezda moddalarni faqat sintetik usullar bilan olish yoki tabiiy materiallar tarkibidan ajratib olish bilangina cheklanib qolmasdan ularning tarkibi, tuzilishi va xossalari o’rganiladi. Buning natijasida olingan ma’lumotlarni umumlashtirib, o’zaro taqqoslash, moddalarning tarkib va tuzilishiga qarab ularning xossalarini oldindan aytib berish imkoni yaratiladi.