Жалпы химия учун лекция

Жалпы жана органикалык эмес химия.

                                     

                                 № 1- сабак

I.Сабактын темасы.  Химия предмети. Химиялык негизги түшүнүктөр жана  мыйзамдар

 

II.Сабактын максаты: а) химиялык негизги түшүнүктөрү жана моль , молярдык масса боюнчаү билимин калыптандыруу;

             б) студенттердин       диалектикалык-материалистик көз карашын  өнүктүрүү;

             в) эмгекке жана  сарамжаалдуулукка тарбиялоо.

 III. Сабактын  милдеттери:

 

а)  химиялык түшүнүктөр моль жана молярдык масса  жөнүндөгү түшүнүктөрүн бекемдөө;

б)  атом, молекула, атомдук жана молекулалык массалар жөнүндөгү  түшүнүктөрүн бекемдөө;

в)  теориядык алган билимдерин практикалык жактан колдоно билүүгө көнүктүрүү.

 

IV. Сабактын жабдылышы. Жөнөкөй жана татаал заттардын коллекциялары моделдери жана слайдалар.

                               

 V.Сабактын  жүрүшү.

  1.Уюштуруу моменти.

            2.  Студенттердин билимин жана жөндөмдүүлүгүн   текшерүү

    (Өтүлгөн темаларды  кайталоо жана өтүлүүчү тема менен байланыштыруу).

а) Заттарды келип чыгышы боюнча кандай топторго бөлүштүрүлөт?

            б)  Зат деп  эмнени атайбыз?

в)  Кандай заттарды органикалык эмес деп атайбыз?

            г) Кандай заттарды органикалык деп атайбыз?

            д) Органикалык заттар  менен органикалык эмес заттардын айрымасы кандай?

            е)  Химия предмети эмнени окуп-үйрөтүүчү илим?

            ж) Заттарды курамы боюнча кандай топторго бөлөт?

 

        

                            3. Жаңы теманы  өтүү (план түрүндө)

 

№	Сабактын  бөлүктөрү	Ыкмасы (методу)	Көргөзмө куралдар, техник. каражаттар
1.	Химиялык элемент жана заттар	Аңгеме, суроо- жооп
2.	Атом жана молекула, химиялык формула.	Суроо- жооп	Атомдордун түзүлүш модели
3.	Валенттүүлүк жана кычкылдануу даражасы	Комбинациялган	Плакаттар
4.	Моль. Молярдык масса	Изилдөө
5.	Химиянын негизги мыйзамдары	Проблемалуу

           

                           1.Химиялык элемент жана заттар

       Ядро заряды жана электрондук түзүлүшү бирдей атомдордун түрү химиялык элемент деп аталат.

Ар бир элементтин аты( символу) элементтин белгиси менен мүнөздөлөт жана анын латынча атынын бир же эки тамгасы, б.а. баш тамгасы, биринчи,экинчи  же баш жана ортоңку тамгаларынан кыскартылып жазылып белгиленет. Мисалы, суутек- Н (Hydrogenium), кычкылтек – О (Oxygtnium), көмүртек – С(Carboneum). Химиялык белгилер формулаларды жана теңдемелерди туюндурууда пайдаланылат.

                    Заттар жана аралашмалар

Зат материянын белгилүү бир сапаттарга ээ болгон чексиз көп формалардын бири. Химия- заттар, алардын касиеттери, түзүлүшү жана алардын өз ара айланыштары жөнүндөгү табигый илим.

          Химияда белгилүү шаотта туруктуу физикалык касиеттер менен мүнөздөлгөн, тынч абалда массага ээ болгон бирдей бөлүкчөлөрдүн тобу зат деп аталат.

         Ар бир зат курамынын туруктуулугу жана тектештиги менен мүнөздөлөт, бардык массада бирдей касиетти көрсөтөт. Мисалы, темир, жез хлор, кычкылтек, озон, азот жөнөкөй заттардын, ал эми суу, акиташ, бор, кант, кайнатма туз татаал заттардын түрлөрү болуп эсептелинет, кадимки шартта туруктуу болгондуктан өзгөрүүсүз сакталат.

         Жөнөкөй заттар бир түрдүү элементтин атомдорунан (He,Ne, Ar)  же молекулаларынан (H₂, O₂ , Cl₂ ,N₂  ж.б.), ал эми татаал заттар эки же андан көп элементтердин атомдорунан турат. Мисалы, Н₂ О, СО₂ , NaCl  CuSO₄  ж.б.

         Заттардын гомогендүүлүгүн аныктоо үчүн анын тазалыгын анализдөө жетишсиздик кылат, себеби куймалар,эритмелер, аба -  гомогендүү болгону менен курамдары өзгөрмөлүү болот,демек, касиеттери да курамына жараша өзгөрөт. Булар аралашмалар деп аталат.

 Аралашмалар жөнөкөй жана татаал заттардын бирөңчөй – гомогендүү бөлүгү болгону менен таза затка жатпайт. Топурак, таш, кум, бетон, чоюн, аба  ж.б. бир нече заттардын аралашмасынан тургандыгын жөнөкөй эле көз менен, микроскоптун  же башка куралдардын жардамы менен көрүүгө болот.

        Химиянын эң негизги  тажрыйбаларынын бири аралашмадан таза заттарды бөлүп алуу. Химиялык лабораторияда аралашмаларды тазалоонун ыкмалары көп:  буулантып айдоо, экстракциялоо, адсорбциялоо, кристаллдаштыруу, чөкмөлөрдү чыпкалап алуу, электролиз, электрофорез ж.б.

         Заттардын тазалыгы физикалык касиеттеринин көрсөткүчтөрү менен аныкталат, эгерде зат таза болсо, анын физикалык константалары(эригичтик,  балку жана кайноо температуралары, тыгыздыгы ж.б.) туруктуу болот.

          Татаал заттарды жөнөкөй заттарга ажыратуу – анализ (грек.- analisia-  ажыратуу, бөлүү), ал эми жөнөкөй заттардын өз ара аракеттенишүүсүнөн татаал заттарды алуу – синтез (грек.sintesis – бириктирүү, кошу) деп аталат.

             Химия илимин анализ  менен синтезсиз элестетүү кыйын, себеби аларсыз азыркы мезгилдеги практиканын талаптарын канааттандыруучу касиеттерге ээ болгон өтө татаал жана жаңы физиологиялык активдүү заттарды, дары- дармектерди алуу мүмкүн эмес.

           Эки же андан көп элементтин атомдорунан пайда болгон, курамы туруктуу татаал заттар химиялык бирикмелер деп аталат. Химиялык бирикмени пайда кылган элементтердин сандык катыштары өзгөрсө, касиеттери боюнча бири- биринен айырмаланган жаңы таал заттар пайда болот. Мисалы, СО(ис газы) жана СО₂ (көмүртектин (IV)  кычкылы).

 

1. Атом жана молекула, химиялык формула

          Атом -  оң заряддуу ядродон жана терс заряддалган электрондон турган электронейтралдык бөлүкчө. Атом- заттарды түзүп турган эң майда элементардык бөлүкчө.

          Химиялык реакция учурунда атомдун сырткы электрондук деңгээлиндеги электрондору гана өзгөрүүгө учурайт,алардын саны ошол элементтин валенттүүлүгүн аныктайт.

            Молекула- заттардын касиеттерин сактап турган, эң майда элементардык бөлүкчө. Заттардын  механикалык ажыроосунан – молекула пайда болот. Органикалык заттар молекулалык түзүлүшкө ээ болушат.

            Молекула атомдон айырмаланып бөлүнө турган бөлүкчө катары эсептелинген. Химиялык  реакция учурунда молекулалар бузулат да атомго чейин ажырашат. Ядролук реакцияда атом дагы ажырап башка түргө өтүп кетет.

 

        Моль- сан жагынан атомдук, молекулалык, иондук, формулалык  массаларына барабар болгон заттын грамм менен туюнтулган массалык саны.

1 моль ар кандай заттарда бирдей сандагы атом, молекула, иондорду кармап турат. Ал сан 6,02  х 10²³  барабар болуп, Авогадро саны деп аталат. Мисалы, 1 моль H₂SO₄  массасы 98 г, 1 моль көмүртектин массасы 12 г,  молдун саны 1 моль.

         Элементтердин бир атомунун  же заттын молекуласынын массасын табу үчүн алардын массасын Авогадронун санына бөлүп коюу менен табылат:

                      A                                                       M

       m_a = ---------------;                           m_м  = ------------------;

               6,02х10²³                                                    6,02х 10²³

 

Мисалы,   m _н  = 1,008 у 6,02х10²³   = 0,167х 10^{-23 г}

                  m о₂   =  32 у 6,02 х10 ²³  = 5,32х10 ^-23  г

 

Химиялык формула бирикменин курамын толук чагылдырган белгилердин жыйындысы. Бирикмени пайда кылган  элементтин атомдорунун сандык катышы алардын символунан кийин коюулган индекси менен туюнтулат. Эгерде формулага индекс коюлбаса, анда бир гана атому болгонун көрсөтөт. Мисалы, көмүртектин кычкылдары:СО, СО₂. Ошентип, формула татаал заттын элементтик курамын гана эмес, анын атомдорунун сандык катыштарын көрсөтөт.

            Заттын курамындагы атомдордун эң кичине сандык катыштарын гана чагылдырган формула эмприкалык формула деп аталат. Мисалы, NaCl, C₂H₆ O,  H₂ O ж.б. Мындай эмприкалык формулаларды химиялык анализдин негизинде аныкташат, ал эми заттардын чыныгы молекулалык формуласын табу үчүн  анализдин жыйынтыктарынан тышкары алардын молекулалык  массасы же буусунун тыгыздыгы белгилүү болуш керек.

             Химиялык бирикменин формуласын жазуунун ыкмасы анын структурасы жөнүндө кошумча маалымат алууга  мүмкүндүк берет. Мисалы, темир сульфатынын формуласын Fe₂S₃ O₁₂  же  Fe₂ (SO₄)₃  деп жазууга болот. Бирок  Fe₂S₃ O₁₂ бирикмедеги атомдордун сандык катыштарынан башка эч кандай түшүнүк бербейт, ал эми Fe₂ (SO₄)₃  - бирикменин структурасы жөнүндө кошумча маалымат берет: формуладагы үч деген индекс бирикмеде үч сульфат болгондугун, бирдиктүү бөлүкчө катары  реакцияга  катышарын жана темирдин эки ионуна сульфат ионунун үчөө тура келерин көрсөтөт.

 

1. Валенттүүлүк жана кычкылдануу даражасы.

            Химиялык формула элементтин валенттүүлүгүнө жараша түзүлөт. Валенттүүлүк -  химиялык байланыштын санын көрсөткөн зарядсыз чоңдук: атом үчүн эң сырткы валенттик электрондордун санына, ал эми иондор үчүн анын заряддарына барабар.

         Эгерде бирикменин формуласы  белгилүү болсо, анны түзгөн элементтердин валенттүүлүктөрүн аныктоого болот. Ал үчүн валенттүүлүктөрү ткруктуу элементтерди пайдаланышыбыз керек. Туруктуу валенттүү элементтерге төмөнкү элементтер кирет:

            I  валенттүүлөр  - K,  Na, Li, H, OH, Cl, J

            II  валенттүүлөр – Ca,  Mg,  Ba, O, SO_4,  CO₃

            III  валенттүүлөр -  Al,  B,  PO₄  ж.б.

Индекстери жок  химиялык формулаларда элементтердин валенттүүлүктөрү барабар деп эсептелинет: I  I   II  II   II  II    III   III

                      HCl, C O,   CaO,   Al  PO₄

 

Индексси бар химиялык  формуладан белгисиз элементтин валенттүүлүгү белгилүү элемент аркылуу табылат:

                IV II    IV  II    VI  II

            а)  CO₂    SO₂      S O₃        күкүрттүн валенттүүлүгү   3 х 2 =  6.

б.а.  кычкылтектин валенттүүлүгүн индекске көбөйтүлүп, жанындагы элементтин валенттүүлүгү аныкталынат.

б) Элементтин валенттүүлүгү карама-каршы турган индекстер аркылуу аныкталынат.

V    II        VII          III   II        III    II         VI  II

N₂  O₅        Cl₂ O₇       B₂  O₃          Al₂ (SO₄)₃    W O₃

Валенттүүлүк боюнча  формула түзүү үчүн эки элементтин же топтун валенттүүлүктөрүн өз ара көбөйтүп, кайрадан көбөйтүндүнү тиешелүү элементтин валенттүүлүктөрүнө бөлсөк индекс келип чыгат: мисалы,

              III     II       3x 2 = 6            

             Al  + O                       Al_xO_y;      Х = 6 : 3=  2,  У =  6 : 2 = 3. Формуласы Al₂O₃

Окуучулардын химияны жакшы өздөштүрүшү үчүн, мезгилдик системадагы ар бир  чоңдуктун  кандай мааниге  ээ болоруна токтолуп,  тактап алганыбыз дурус.

            Элементтин катар номери – атомдун ядросунун зарядын, ядродогу протондун санын жана ядрону айланып  жүргөн  жалпы электрондордун санын көрсөтөт.

            Мезгилдин катар номерлери -  оң зарялдуу ядронун тегерегинде айланып жүргөн электрондордун деңгээлдеринин санын көрсөтөт. Мисалы, биринчи мезгилдеги элементтерге бир, экинчидегилерге эки, үчүнчүдөгүлөргө үч  электрондук деңгээлдери бар.

 

            Группа (топтун) номерлери бир нече түшүнүктөрдү көрсөтө алат:

а) Группанын номерине элементтин валенттүүлүгү  жана  деңгээлдин эң сырткы  катмарындагы электрондордун  санын көрсөтөт;

б) Группанын номери элементтердин  кычкылтек менен болгон бирикмелериндеги  эң жогорку кычкылдануу даражасын көрсөтөт;

в) Группанын номери  элементтин суутек боюнча валенттүүлүгүнө тура келет:

            - I – IV группанын элементтеринин суутек боюнча валенттүүлүктөрү тийешелүү группалардын номерлерине барабар. Мисалы, LiH, BeH₂,  BH₃ , CH₄.

            - V – VIII группанын элементтери үчүн суутек боюнча валенттүүлүктөрү 8 ден группанын номерлери кыскартылганына барабар.

 Мисалы,  8 - 5 = 3, NH₃ ;   8 – 6 = 2,  Н₂О;   8 – 7 = 1,  HF.

           

Химиялык бирикмелердеги атомдордун бири- бирине карата салыштырмалуу жайгашышын, химиялык байланыштын санын- валенттүүлүгүн чагылдырган формулалар графикалык формулалар деп аталат.

            Группанын номерине жараша оксид, негиз, кислота жана гидриддердин формулалары төмөнкү таблицада келтирилген:

                        Группанын номерине тура келген бирикмелер

                                                                                                                           2.1. таблица

Групп. номери	I	II	III	IV	V	VI	VII
Оксиддер	Э2О	ЭО	Э2О3	ЭО2	Э2О5	ЭО3	Э2О7
Негиздер	NaOH	Mg(OH)2	Al(OH)3	-	-	-	-
Кислоталар	-	-	H3AlO3	H2SiO3	H3PO4	H2SO4	HClO4
Гидриддер	NaH	MgH2	AlH3	SiH4	PH3	H2S	HCl

 

Формуладагы атомдордун байланыштары бир сызыкча менен  (Сl- Сl), эки сызыкча кош байланышты ( О= О),  үч сызыкча  үчтүк  байланышты ( N≡ N) чагылдырат. Мисалы,  Al(OH)₃ , H₂SO₄, К₂S₂O₇   графикалык формулалары төмөнкүдөй болот.

                  O – H         H – O              O

        Al      O – H                          S

                  O – H          H - O               O

Химиялык формулалар бир катар маселелердииштеп, эсептөөлөрдү жүргүзүүгө  мүмкүндүк берет.