Umumiy oʻrta ta’lim maktablarida “molekulyar- kinetik nazariya asoslari” boʻlimini innovatsion texnologiyalardan foydalanib oʻqitish

1.2.
 
Termodinamik va statistik metodlarning molekulyar-kinetik nazariyani 
oʻrganish jarayoniga kirib kelishi va ahamiyati 
Molekulyar fizikada nihoyatda ko‘p zarralar ta’sirida vujudga keladigan 
hodisalami tekshirishga to‘gʻri keladi. Xususan, bir kub santimetr hajmdagi gazda 
(normal sharoitda T=273 K temperatura, 
atmosfera bosimida)
dona molekula mavjud bo‘lib, ular bir sekund davomida boshqa 
molekulalar bilan taxminan 
marta to‘qnashadi. Bu sonni birinchi marta 1865-
yilda avstraliyalik olim J.Loshmidt aniqlaganligi uchun uning nomi bilan Loshmidt 
soni deyiladi. Tabiatdagi barcha moddalar yuzdan ortiq kimyoviy elementlardan 
tashkil topgan. 
Elementning barcha xossasini o‘zida mujassamlashtirgan eng 
kichik zarrasiga atom deyiladi.
Hozirgi vaqtda ma’lumki, atomning o‘zi ham 
kichik elementar zarralar: yadrodagi proton va neytronlar hamda ular atrofida 
ma’lum orbitalar bo‘ylab harakatlanuvchi elektronlardan iborat. Turli xil atomlarda 
proton, neytron va elektronlar soni turlicha bo‘lganligi sababli ularning xossalari 
bir-biridan keskin farq qiladi. Eng sodda element bu vodorod atomidir. Vodorod 
atomining yadrosi bitta elektrondan iborat. Hamma kimyoviy elementlardagi 
musbat zaryadli protonlar soni, manfiy zaryadli elektronlar soniga teng bo‘lib, 

---

12 
ularning miqdori shu elementning davriy sistemadagi egallangan tartibi bilan 
aniqlanadi. Yuqori birikmali moddalarda (polimerlarda) molekuladagi atomlar soni 
hatto bir necha mingdan iborat bo‘lishi mumkin. Molekula so‘zini fanga birinchi 
bo‘lib 1658-yilda fransuz olimi N. Gassendi kiritgan. Uning haqiqatdan mavjud 
ekanligi tajribada 1906-yilda fransuz olimi J. Perren tomonidan isbotlangan. 
Molekulaga berilgan ta’rifni quyidagi hayotiy misollarda tushuntirish murnkin. 
Modda qanday agregat holatida bo‘lishidan qat’iy nazar uni mayda bo‘laklarga 
bo‘lish mumkin. Masalan, bir bo‘lak osh tuzini mayda bo‘laklarga bo‘lsak, u 
bo‘laklarda ham osh tuzi xossasi namoyon bo‘ladi. Bo‘linishni yana davom 
ettiraversak, osh tuzining xossalari molekulyar bo‘laklarga bo‘linguncha saqlanib 
qoladi.
Har bir modda molekulasi o‘ziga xos xossalarga ega bo‘lib, atomlarning 
birikib molekula tashkil qilishi asosan ikki xil bogʻlanish asosida hosil bo‘ladi: 
ionli va kovalent bogʻlanish davriy sistemadagi har bir davrda joylashgan 
elementlar soni bilan aniqlanadi. Bu bogʻlanishlarning hosil bo‘lish tartibi bilan 
tanishaylik. Atomdagi elektronlar yadro atrofida ma’lum qobiqli orbitalar bo‘ylab 
harakatlanib, qobiqdagi elektronlar soni ma’lum tartibda bo‘ysunadi. Atomlarning 
molekulalarga birikishida tashqi qobiqdagi elektronlar soni asosiy rol o‘ynaydi. Bu 
elektronlarga valent elektronlar deyiladi. Davriy sistemadagi bir xil gruppa 
elementlarining tashqi valent elektronlarining soni o‘zaro teng.
Tashqi valent elektronlar soni gruppa tartibi bilan aniqlanadi. Sakkizinchi 
gruppadagi elementlarning tashqi qobigʻi valent elektronlar bilan to‘lgan bo‘lib, 
eng turgʻun atomlarni tashkil etadi. Bu element atomlari inertdir. Shuning uchun 
ular inert gazlar deyiladi, bularga Geliy, Neon, Argon, Kripton, Ksenonlar kiradi. 
Ionli va valent bogʻlanish asosida molekula hosil bo‘lishida tashqi elektronlar 
asosiy rol o‘ynaydi. 
a) Ionlibogʻlanish. Ionli bogʻlanish asosida molekula hosil bo‘lishini osh tuzi 
misolida ko‘rib o‘taylik. Natriy atomining tashqi orbitasida bitta elektron bor. Agar 
shu elektronni boshqa bir atomga bersa, uning atomi inert elementlar atomi kabi 
turgʻun atomga aylanadi. Xlor atomining tashqi orbitasida yettita elektron bo‘lib, 

---

13 
boshqa element atomidan sakkizinchi elektronni olsa ham turgʻun atomga 
aylanadi. Shunday qilib, natriy atomi tashqi elektronni Xlor atomiga berib musbat 
ionga, Xlor atomi esa elektronni qabul qilib manfiy ionga aylanadi. Musbat va 
manfiy zaryadlangan ionlar o‘zaro elektrostatik tortishadi va natijada turgʻun osh 
tuzi molekulasi hosil bo‘ladi. 
Ionlarning tashqi elektron qobiqlari ma’um masofagacha o‘zaro yaqinlashishi 
mumkin. Agar yaqinlashish shu r masofadan kichraysa, u holda elektron 
qobiqlarning ta’siri tufayli itarishi yuzaga keladi. Odatda tashqi valent elektronlari 
to‘rttadan ortiq bo‘lgan elementlar boshqa element elektronlarini olib, manfiy 
zaryadlangan ionlarga (anionlar) aylanishsa, davriy sistemaning boshlangʻich 
gruppalaridagi elementlar esa elektronlarini berib, musbat ionlar (kationlar) ga 
aylanishga intiladi. Atomlar orasidagi elektron almashinuv ma’lum energiya 
hisobiga bo‘ladi va elektronlar almashinuvi qancha ko‘p bo‘lsa, shuncha ko‘p 
energiya talab qiladi. 
b) Kovalent bogʻlanish. Vodorod, Kislorod, Azot molekulasi hosil bo‘lishini 
ionli bogʻlanish asosida tushuntirib bo‘lmaydi. Bunday molekulalar atomlarning 
kovalent bogʻlanishi asosida bo‘ladi. Kovalent bogʻlanish asosida hosil bo‘lgan 
molekula atomlaridagi tashqi bittadan valent elektronlar har ikkala atomi uchun 
ham umumiy bo‘lib, inert gazlar elektron qobigʻi strukturasini eslatadi. Masalan, 
xlor molekulasining hosil bo‘lishini ko‘raylik. Xlor atomida yettita tashqi valent 
elektron mavjud. Molekuladagi har bir xlor atomiga oltitadan elektron umumiy 
bogʻlanish hosil qilishda qatnashadi. Tashqi orbitada sakkizta elektron bo‘lgan 
atom turgʻun bo‘lganligi tufayli xlor molekulasi ham turgʻundir. Bunday 
bogʻlanishning hosil bo‘lishini metan molekulasi misolida yanada yaqqolroq 
tasavvur qilish mumkin. Uglerodning tashqi qobigʻida to‘rttadan valent elektroni 
mavjud. Bu elektronning har qaysisi to‘rtta vodorod atomidagi elektronlar bilan, 
juft hosil qilib, metan molekulasi CH
4
ni tashkil etadi. Kovalent bogʻlanish tabiati 
kvant mexanikasi nuqtayi nazaridan yanada aniqroq tushuntiriladi. Kovalent 
bogʻlanish hosil bo‘lishida har doim juft elektronlar qatnashadi. Shuning uchun 
ham bunday bogʻlanishga kovalent (juft) bogʻlanish deyiladi. Agar molekula bir 

---

14 
tipdagi atomlardan tashkil topgan bo‘lsa, geomopolar, turli tipdagi atomlardan 
tashkil topgan bo‘lsa geteropolar molekulalar deyiladi. Diametri d=0.1 mm bo‘lgan 
suv tomchisida 
16
10
dona suv molekulasi mavjud. Har bir havo molekulasining 
harakat qonunlarini o‘rganish uchun uchtadan tenglama tuzish lozimligini hisobga 
olsak, bunday tenglamalar sistemasining eng zamonaviy kompyuterda yechish ham 
amrimahol ekanligini aniqlash qiyin emas. Molekulalararo ta’sir hisobga olinsa, bu 
masala yanada murakkablashadi. Qattiq jismlarning 
hajmdagi zarralar soni 
esa undan ham bir necha barobar katta bo‘lganligi uchun masala yanada 
ogʻirlashadi. Shuning uchun ham ko‘p sondagi zarralar sistemasi bilan ish 
ko‘rganda bevosita mexanika (dinamika) qonunlarini qo‘llab bo‘lmaydi. Masalan: 
ularning o‘rtacha tezliklari, o‘rtacha energiyasi va shunga o‘xshash o‘rtacha 
kattaliklarini aniqlash bilan cheklanish mumkin. Bu usulga statistik usul deyiladi. 
Bu usul ko‘p sondagi zarralar sistemasi bilan bir qatorda kvantomexanik 
hisoblashlarda ham keng qo‘llaniladi. Molekulalar fizikada statistik usul bir-biriga 
o‘xshagan nihoyat ko‘p, lekin bir-biridan mustaqil bo‘lgan hodisalar to‘plamini 
tekshirish uchun qo‘llaniladi. Umuman, molekulyar fizikaning miqdoriy 
qonuniyatlarini aniqlashda foydalaniladigan statistik usulda (Molekulyar-kinetik 
usul deb ham yuritiladi) ehtimollik nazariyasiga asoslangan matematik hisoblashlar 
(masalan, turli kattaliklar o‘rtacha qiymatlarini hisoblash) keng qo‘llaniladi. 
Statistik usul makrojismlarning Molekulyar tuzilishi va ayrim molekulalaming 
o‘zaro ta’sirini o‘rganish asosida makrojismlardagi jarayonlarning sodir bo‘lishiga 
oid qonuniyatlarni aniqlaydi. Ammo, mikroskopik jismlar xossalarini ularning 
ichki tuzilishlarini e’tiborga olmasdan ham tekshirish mumkin. Bunda 
makrosistemalarning energetik xarakteristikalari va turlari makroskopik kattaliklar 
orasidagi bogʻlanishlar o‘rganiladi. Molekulyar fizikada energiyaning bir turdan 
boshqa turlarga aylanish jarayonlari bilan bogʻliq usulga termodinamik usul deb 
aytiladi. Bu usulda sistemani tashkil etuvchi zarralarning ichki strukturasi, tuzilishi 
bilan qiziqmasdan, butun sistema holatini xarakterlovchi parametrlar bosim, hajm, 
temperatura o‘zgarishi e’borga olinadi. Termodinamik usul termodinamikada 
qonunlarga tayanib, uning xulosalari tajriba dalillarini umumlashtiruvchi 

---

15 
prinsiplarga asoslangan, ko‘p zarrali sistemalarni o‘rganishda termodinamik usul 
va statistik usullar bir-birini to‘ldiradi. Chunki termodinamikada sistema bir butun, 
to‘liq olib qaralsa, statistik fizikada shu sistema ichida bo‘ladigan jarayonlar 
sistemani tashkil etuvchi zarralarning umumiy xossalari orqali o‘rganiladi. 
Masalan, ideal gaz qonunlari matematik statistikaning eng sodda modelidir. 
Shunday qilib, Molekulyar fizika va termodinamika moddaning turli agregat 
holatlaridagi fizik xossalarini, diffuziya, issiqlik o‘tkazuvchanlik kabi hodisalarni, 
issiqlik ta’sirida modda holatining o‘zgarishini, moddalarning issiqlik sigʻimi, 
bugʻlanishi, kondensatsiyasi, erishi, qotishi, mustahkamligi, elastikligi kabi 
xossalarini o‘rganadi. Fizikaning «Mexanika» bo‘limini o‘rganishda jismlar 
zarralardan tuzilganligi e’tiborga olinmagan edi. Molekulyar fizika va 
termodinamikani o‘rganishda esa moddalar zarralardan tuzilganligiga asosiy 
e’tibor qaratiladi. Bunda statistik va termodinamik metodlardan foydalaniladi.
1. Statistik metod.
 
«Statistika» so‘zi «hisoblash», «umumlashtirish» degan 
ma’nolarni anglatadi. Statistik metodda moddadagi har bir zarraning harakati emas, 
balki ularning natijaviy o‘rtacha harakati o‘rganiladi.
 
Bir sekuntda bir millionga 
yaqin amalni bajaradigan elektron hisoblash mashinasida 
3
1
cm
dagi barcha 
molekulalarning o‘rinlarini va tezliklarini qayd qilish uchun kamida 6 million yil 
sarflanishi kerak. Bunday hollarda alohida matematik usulga - statistik usulga 
tayanish maqsadga muvofiq bo‘ladi. Statistik usul ehtimollik nazariyasidan 
foydalanishga asoslangan. Statistik usul bir-biriga o‘xshagan juda ko‘p, lekin bir-
biridan mustaqil bo‘lgan hodisalar to‘plamini tekshirish uchun qo‘llaniladigan 
usuldir. Juda ko‘p sonli zarrachalardan tashkil topgan sistemaning fizik 
xususiyatlarini statistik usuldan foydalanib o‘rganuvchi fizikaning bo‘limi - 
statistik fizika deb ataladi. Statistik usul yordamida tabiat hodisalarini yetarlicha 
chuqur va aniq tekshirish mumkin bo‘lganligi uchun bunga asoslangan statistik 
fizika hozirgi davrda fizika fanining turli sohalariga muvoffaqiyatli tadbiq 
etilmoqda. Masalan, molekulyar fizikada issiqlik hodisalarini; elektromagnetizmda 
jismlarning elektr o‘tkazuvchanlik va magnit xususiyatlarini; optikada issiqlik 
nurlanish va boshqa hodisalarni statistik fizika asosida o‘rganiladi. Fizik hodisalar 

---

16 
va jarayonlarni o‘rganadigan dinamik va statistik usuldan tashqari termodinamik 
usul ham mavjuddir. Statistik usuldan farqli termodinamik usul jismlarni va tabiat 
hodisalarni makroskopik xossalarini, ularning mikroskopik manzarasiga, ya‘ni 
o‘rganilayotgan sistemaning ichki tuzilishi va sistemani tashkil etuvchi 
qismlarining 
harakat holatlariga e’tibor qilmay o‘rganadi. Masalan, 
molekulalarning o‘rtacha tezligi, o‘rtacha kinetik energiyasi va hokazo. 
Zarralarning natijaviy o‘rtacha harakati alohida zarralarning harakat qonuniyatlari 
asosida aniqlanadi. Bu metod modda tuzilishining Molekulyar-kinetik nazariyasida 
asos qilib olingan.