1. შეავსეთ წინადადებებში არსებული ხარვეზები.
აბსოლუტური ატომური მასაგვიჩვენებს ნახშირბადის იზოტოპის ერთი მოლეკულის მასის ერთი მეთორმეტე ნაწილის 1/12 მასას 12 6 C იზომება შემდეგ ერთეულებში: g, gc, mg, t.
ფარდობითი ატომური მასაგვიჩვენებს რამდენჯერ მეტია ელემენტის მოცემული ნივთიერების მასა წყალბადის ატომის მასაზე; არ აქვს საზომი ერთეული.
2. ჩაწერეთ აღნიშვნის გამოყენებით oku = დამრგვალებულია მთელ რიცხვამდე:
ა) ჟანგბადის ფარდობითი ატომური მასა - 16:
ბ) ნატრიუმის ფარდობითი ატომური მასა - 23;
გ) სპილენძის ფარდობითი ატომური მასა - 64 .
3. მოყვანილია ქიმიური ელემენტების სახელები: ვერცხლისწყალი, ფოსფორი, წყალბადი, გოგირდი, ნახშირბადი, ჟანგბადი, კალიუმი, აზოტი. ცარიელ უჯრედებში შეიყვანეთ ელემენტების სიმბოლოები ისე, რომ მიიღება სერია, რომელშიც იზრდება ფარდობითი ატომური მასა.
4. ხაზი გაუსვით სწორ განცხადებებს.
ა) ჟანგბადის ათი ატომის მასა უდრის ბრომის ორი ატომის მასას;
ბ) ნახშირბადის ხუთი ატომის მასა მეტია გოგირდის სამი ატომის მასაზე;
გ) ჟანგბადის შვიდი ატომის მასა ნაკლებია მაგნიუმის ხუთი ატომის მასაზე.
5. შეავსეთ დიაგრამა.
6. გამოთვალეთ ნივთიერებების ფარდობითი მოლეკულური მასები მათი ფორმულების მიხედვით:
ა) M r (N 2) \u003d 2 * 14 \u003d 28
ბ) M r (CH 4) = 12+4*1=16
გ) M r (CaCO 3) = 40+12+3*16=100
დ) M r (NH 4 Cl) \u003d 12 + 41 + 35.5 \u003d 53.5
ე) M r (H 3 PO 4) = 3*1+31+16*4=98
7. თქვენს წინაშე არის პირამიდა, რომლის „სამშენებლო ქვები“ არის ქიმიური ნაერთების ფორმულები. იპოვეთ გზა პირამიდის ზემოდან მის ფუძემდე ისე, რომ ნაერთების ფარდობითი მოლეკულური მასების ჯამი მინიმალური იყოს. ყოველი შემდეგი „ქვის“ არჩევისას უნდა გაითვალისწინოთ, რომ თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ მხოლოდ ის, რომელიც უშუალოდ არის წინას მიმდებარედ.
პასუხად ჩამოწერეთ გამარჯვებული ბილიკის ნივთიერებების ფორმულები.
უპასუხე: C 2 H 6 - H 2 CO 3 - SO 2 - Na 2 S
8. ლიმონის მჟავა არა მარტო ლიმონშია, არამედ მოუმწიფებელ ვაშლში, მოცხარში, ალუბალში და ა.შ. ლიმონის მჟავა გამოიყენება სამზარეულოში, საყოფაცხოვრებო პირობებში (მაგალითად, ქსოვილიდან ჟანგის ლაქების მოსაშორებლად). ამ ნივთიერების მოლეკულა შედგება 6 ნახშირბადის ატომისგან, 8 წყალბადის ატომისგან, 7 ჟანგბადის ატომისგან.
C 6 H 8 O 7
მონიშნე სწორი განცხადება:
ა) ამ ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური წონაა 185;
ბ) ამ ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური წონაა 29;
გ) ამ ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური წონაა 192.
ატომურ-მოლეკულური თეორია. ატომი, მოლეკულა. ქიმიური ელემენტი. მარტივი და რთული საკითხი. ალოტროპია.
Ქიმია- მეცნიერება ნივთიერებების შესახებ, მათი გარდაქმნების ნიმუშები (ფიზიკური და ქიმიური თვისებები) და გამოყენება. ამჟამად ცნობილია 100 ათასზე მეტი არაორგანული და 4 მილიონზე მეტი ორგანული ნაერთი.
ქიმიური მოვლენები:ზოგიერთი ნივთიერება გარდაიქმნება სხვებად, რომლებიც განსხვავდება ორიგინალური შემადგენლობიდან და თვისებებისგან, ხოლო ატომების ბირთვების შემადგენლობა არ იცვლება.
ფიზიკური მოვლენები:იცვლება ნივთიერებების ფიზიკური მდგომარეობა (აორთქლება, დნობა, ელექტრული გამტარობა, სითბოს და სინათლის გამოყოფა, ელასტიურობა და ა.შ.) ან ატომური ბირთვების შემადგენლობის ცვლილებით წარმოიქმნება ახალი ნივთიერებები.
1. ყველა ნივთიერება შედგება მოლეკულებისგან. მოლეკულა- ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს თავისი ქიმიური თვისებები.
2. მოლეკულები შედგება ატომებისგან. ატომი- ქიმიური ელემენტის უმცირესი ნაწილაკი, რომელიც ინარჩუნებს მის ყველა ქიმიურ თვისებას. სხვადასხვა ელემენტები შეესაბამება სხვადასხვა ატომებს.
3. მოლეკულები და ატომები უწყვეტ მოძრაობაში არიან; მათ შორის არის მიზიდულობისა და მოგერიების ძალები.
ქიმიური ელემენტი- ეს არის ატომის ტიპი, რომელსაც ახასიათებს ბირთვების გარკვეული მუხტები და ელექტრონული გარსების სტრუქტურა. ამჟამად ცნობილია 117 ელემენტი: მათგან 89 გვხვდება ბუნებაში (დედამიწაზე), დანარჩენი ხელოვნურად არის მიღებული. ატომები არსებობენ თავისუფალ მდგომარეობაში, ნაერთებში იმავე ან სხვა ელემენტების ატომებთან, ქმნიან მოლეკულებს. ატომების უნარი ურთიერთქმედების სხვა ატომებთან და ქიმიური ნაერთების წარმოქმნის უნარი განისაზღვრება მისი სტრუქტურით. ატომები შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისაგან და მის ირგვლივ მოძრავი უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებისაგან, რომლებიც ქმნიან ელექტრულად ნეიტრალურ სისტემას, რომელიც ემორჩილება მიკროსისტემებისთვის დამახასიათებელ კანონებს.
ქიმიური ფორმულა- ეს არის ნივთიერების შემადგენლობის პირობითი ჩანაწერი ქიმიური ნიშნების (1814 წელს შემოთავაზებული ჯ. ბერცელიუსის მიერ) და ინდექსების გამოყენებით (ინდექსი არის რიცხვი სიმბოლოს ქვედა მარჯვნივ. იგი მიუთითებს მოლეკულაში ატომების რაოდენობაზე) . ქიმიური ფორმულა გვიჩვენებს, რომელი ელემენტების ატომები და რა მიმართებაში არიან ერთმანეთთან დაკავშირებული მოლეკულაში.
ალოტროპია- ქიმიური ელემენტის მიერ რამდენიმე მარტივი ნივთიერების წარმოქმნის ფენომენი, რომლებიც განსხვავდება სტრუქტურით და თვისებებით.
მარტივი ნივთიერებებიმოლეკულები შედგება ერთი და იგივე ელემენტის ატომებისგან.
რთული ნივთიერებებიმოლეკულები შედგება სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ატომებისგან.
ატომური მასის საერთაშორისო ერთეული უდრის 12 C იზოტოპის მასის 1/12-ს - ბუნებრივი ნახშირბადის მთავარი იზოტოპი: 1 ამუ \u003d 1/12 მ (12 C) \u003d 1,66057 10 -24 გ
ფარდობითი ატომური მასა (არ)- უგანზომილებიანი მნიშვნელობა, რომელიც უდრის ელემენტის ატომის საშუალო მასის თანაფარდობას (ბუნებაში იზოტოპების პროცენტის გათვალისწინებით) 12 C ატომის მასის 1/12-თან.
ატომის საშუალო აბსოლუტური მასა (მ)ტოლია ფარდობითი ატომური მასის გამრავლებული a.m.u. (1 სთ = 1.66 * 10 -24)
შედარებითი მოლეკულური წონა (Ბატონი)- განზომილებიანი სიდიდე, რომელიც გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება მოცემული ნივთიერების მოლეკულის მასას 12 C ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ზე.
ბატონი = ბატონი / (1/12 ma(12 C))
mr არის მოცემული ნივთიერების მოლეკულის მასა;
ma(12 C) - ნახშირბადის ატომის მასა 12 C.
ბატონი = ს არ(ე). ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური მასა უდრის ყველა ელემენტის ფარდობითი ატომური მასების ჯამს, ფორმულის ინდექსების გათვალისწინებით.
მოლეკულის აბსოლუტური მასა ტოლია ფარდობითი მოლეკულური მასის გამრავლებული ამუს. ნივთიერების ჩვეულებრივ ნიმუშებში ატომებისა და მოლეკულების რაოდენობა ძალიან დიდია, ამიტომ ნივთიერების რაოდენობის დახასიათებისას გამოიყენება საზომი სპეციალური ერთეული. - ჩრჩილი.
ნივთიერების რაოდენობა, მოლ.ნიშნავს სტრუქტურული ელემენტების გარკვეულ რაოდენობას (მოლეკულები, ატომები, იონები). აღინიშნება n, იზომება მოლში. მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს იმდენ ნაწილაკს, რამდენი ატომია 12 გ ნახშირბადში.
Avogadro di Quaregna ნომერი(NA). ნებისმიერი ნივთიერების 1 მოლში ნაწილაკების რაოდენობა იგივეა და უდრის 6,02 10 23. (ავოგადროს მუდმივას აქვს განზომილება - მოლ -1).
მოლური მასა გვიჩვენებს ნივთიერების 1 მოლის მასას (მითითებულია M-ით): M = m/n
ნივთიერების მოლური მასა უდრის ნივთიერების მასის შეფარდებას ნივთიერების შესაბამის რაოდენობასთან.
ნივთიერების მოლური მასა რიცხობრივად უდრის მის ფარდობით მოლეკულურ მასას, თუმცა პირველ მნიშვნელობას აქვს განზომილება g/mol, ხოლო მეორე არის განზომილებიანი: M = N A m(1 მოლეკულა) = N A Mr 1 a.m.u. = (N A 1 amu) Mr = Mr
ექვივალენტიარის მატერიის რეალური ან პირობითი ნაწილაკი, რომელიც უდრის:
ა) ერთი იონი H + ან OH - ამ მჟავა-ტუტოვანი რეაქციაში;
ბ) ერთი ელექტრონი მოცემულ OVR-ში (რედოქს რეაქცია);
გ) დამუხტვის ერთი ერთეული მოცემულ გაცვლის რეაქციაში,
დ) კომპლექსის წარმოქმნის რეაქციაში ჩართული მონოდენტური ლიგანდების რაოდენობა.
ქიმიის ძირითადი კანონები
ქიმიის ის განყოფილება, რომელიც განიხილავს ნივთიერებების რაოდენობრივ შემადგენლობას და რაოდენობრივ თანაფარდობას (მასას, მოცულობას) რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს შორის ე.წ. სტექიომეტრია. ამის შესაბამისად, რაოდენობრივი თანაფარდობების გამოთვლები ელემენტებს შორის ნაერთებში ან ნივთიერებებს შორის ქიმიურ რეაქციებში ე.წ. სტექიომეტრიული გამოთვლები. ისინი ეფუძნება მასის კონსერვაციის კანონებს, შემადგენლობის მუდმივობას, მრავალჯერადი შეფარდების, აგრეთვე აირის კანონებს - მოცულობითი თანაფარდობების და ავოგადროს. ეს კანონები ითვლება სტექიომეტრიის ძირითად კანონებად.
მასის შენარჩუნების კანონი- ფიზიკის კანონი, რომლის მიხედვითაც ფიზიკური სისტემის მასა შენარჩუნებულია ყველა ბუნებრივ და ხელოვნურ პროცესში.ისტორიულ, მეტაფიზიკურ ფორმაში, რომლის მიხედვითაც მატერია შეუქმნელი და ურღვევია, კანონი უძველესი დროიდან იყო ცნობილი. მოგვიანებით გაჩნდა რაოდენობრივი ფორმულირება, რომლის მიხედვითაც ნივთიერების ოდენობის საზომია წონა (მოგვიანებით - მასა). მასის შენარჩუნების კანონი ისტორიულად გაგებულია, როგორც ერთ-ერთი ფორმულირება მატერიის შენარჩუნების კანონი. ერთ-ერთი პირველი, ვინც ეს ჩამოაყალიბა, იყო ძველი ბერძენი ფილოსოფოსი ემპედოკლე (ძვ. წ. V ს.): არაფრისგან ვერაფერი მოდის და რაც არის ვერასოდეს განადგურდება.მოგვიანებით მსგავსი თეზისი გამოთქვეს დემოკრიტემ, არისტოტელემ და ეპიკურესმა (ლუკრეციუს კარას მოთხრობაში). მასის, როგორც საზომის ცნების გაჩენით ნივთიერების რაოდენობაწონის პროპორციულად, დაიხვეწა მატერიის კონსერვაციის კანონის ფორმულირება: მასა უცვლელია (კონსერვირებული), ანუ ყველა პროცესში მთლიანი მასა არ მცირდება და არ იზრდება.(წონა, როგორც უკვე ნიუტონმა თქვა, არ არის უცვლელი, რადგან დედამიწის ფორმა შორს არის იდეალური სფეროსგან). მიკროკოსმოსის ფიზიკის შექმნამდე მასის შენარჩუნების კანონი ჭეშმარიტად და აშკარად ითვლებოდა. ი.კანტმა ეს კანონი საბუნებისმეტყველო მეცნიერების პოსტულატად გამოაცხადა (1786 წ.). ლავუაზიე თავის "ქიმიის ელემენტარულ სახელმძღვანელოში" (1789) იძლევა მატერიის მასის შენარჩუნების კანონის ზუსტ რაოდენობრივ ფორმულირებას, მაგრამ არ აცხადებს მას ახალ და მნიშვნელოვან კანონად, არამედ უბრალოდ ახსენებს მას, როგორც. ცნობილი და დიდი ხნის დადასტურებული ფაქტი. ქიმიური რეაქციებისთვის ლავუაზიემ ჩამოაყალიბა კანონი შემდეგნაირად: არაფერი არ იქმნება არც ხელოვნურ პროცესებში და არც ბუნებრივ პროცესებში და შესაძლებელია დადგინდეს პოზიცია, რომ ყოველ ოპერაციაში [ქიმიურ რეაქციაში] არის ერთი და იგივე რაოდენობის მატერია ადრე და მის შემდეგ, რომ საწყისების ხარისხი და რაოდენობა იგივე დარჩა. , მოხდა მხოლოდ გადაადგილებები, გადაწყობები.
მე-20 საუკუნეში მასის ორი ახალი თვისება აღმოაჩინეს: 1. ფიზიკური საგნის მასა დამოკიდებულია მის შინაგან ენერგიაზე. როდესაც გარე ენერგია შეიწოვება, მასა იზრდება, როდესაც ის იკარგება, მცირდება. აქედან გამომდინარეობს, რომ მასა შენარჩუნებულია მხოლოდ იზოლირებულ სისტემაში, ანუ გარე გარემოსთან ენერგიის გაცვლის არარსებობის შემთხვევაში. განსაკუთრებით შესამჩნევია მასის ცვლილება ბირთვული რეაქციების დროს. მაგრამ ქიმიურ რეაქციებშიც კი, რომლებსაც თან ახლავს სითბოს გამოყოფა (ან შთანთქმა), მასა არ არის შენარჩუნებული, თუმცა ამ შემთხვევაში მასის დეფექტი უმნიშვნელოა; 2. მასა არ არის დანამატი სიდიდე: სისტემის მასა არ არის მისი კომპონენტების მასების ჯამის ტოლი. თანამედროვე ფიზიკაში მასის შენარჩუნების კანონი მჭიდრო კავშირშია ენერგიის შენარჩუნების კანონთან და ხორციელდება იგივე შეზღუდვით - აუცილებელია გავითვალისწინოთ სისტემასა და გარემოს შორის ენერგიის გაცვლა.
კომპოზიციის მუდმივობის კანონი(J.L. პრუსტი, 1801-1808) - ნებისმიერი გარკვეული ქიმიურად სუფთა ნაერთი, მიუხედავად მისი მომზადების მეთოდისა, შედგება ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტებისაგან და მათი მასების თანაფარდობა მუდმივია და მათი ატომების ფარდობითი რიცხვები გამოიხატება მთელი რიცხვებით.. ეს არის ქიმიის ერთ-ერთი ძირითადი კანონი. შემადგენლობის მუდმივობის კანონი მოქმედებს დალტონიდებზე (მუდმივი შემადგენლობის ნაერთებისთვის) და არ მოქმედებს ბერთოლიდებზე (ცვლადი შემადგენლობის ნაერთებისთვის). თუმცა, პირობითად, სიმარტივისთვის, მრავალი ბერთოლიდის შემადგენლობა ჩაწერილია, როგორც მუდმივი.
მრავალი თანაფარდობის კანონიაღმოაჩინა 1803 წელს ჯ. დალტონმა და მის მიერ ინტერპრეტაცია ატომიზმის პოზიციიდან. ეს არის ქიმიის ერთ-ერთი სტექიომეტრიული კანონი: თუ ორი ელემენტი ერთმანეთზე ერთზე მეტ ნაერთს ქმნის, მაშინ ერთ-ერთი ელემენტის მასა მეორე ელემენტის იმავე მასაზე დაკავშირებულია მთელ რიცხვებად, ჩვეულებრივ მცირე..
ჩრჩილი. Მოლური მასა
ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში (SI) ნივთიერების რაოდენობის ერთეული არის მოლი.
მოლი- ეს არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს იმდენ სტრუქტურულ ერთეულს (მოლეკულებს, ატომებს, იონებს, ელექტრონებს და ა.
თუ იცით ნახშირბადის ერთი ატომის მასა (1,933 × 10 -26 კგ), შეგიძლიათ გამოთვალოთ N A ატომების რაოდენობა 0,012 კგ ნახშირბადში.
N A \u003d 0,012 / 1,933 × 10 -26 \u003d 6,02 × 10 23 მოლი -1
6,02 × 10 23 მოლი -1 ეწოდება მუდმივი ავოგადრო(აღნიშვნა N A, განზომილება 1/მოლი ან მოლი -1). ის გვიჩვენებს სტრუქტურული ერთეულების რაოდენობას ნებისმიერი ნივთიერების მოლში.
Მოლური მასა- რაოდენობა, რომელიც ტოლია ნივთიერების მასის თანაფარდობას ნივთიერების რაოდენობასთან. მას აქვს კგ/მოლი ან გ/მოლი ერთეული. მას ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ როგორც M.
ზოგადად, ნივთიერების მოლური მასა, გამოხატული გ/მოლში, რიცხობრივად უდრის ამ ნივთიერების ფარდობით ატომურ (A) ან ფარდობით მოლეკულურ წონას (M). მაგალითად, C, Fe, O 2, H 2 O-ის ფარდობითი ატომური და მოლეკულური მასები არის 12, 56, 32, 18, შესაბამისად, და მათი მოლური მასები არის შესაბამისად 12 გ/მოლი, 56 გ/მოლი, 32 გ/. მოლი, 18 გ/მოლ.
უნდა აღინიშნოს, რომ ნივთიერების მასა და რაოდენობა განსხვავებული ცნებებია. მასა გამოიხატება კილოგრამებში (გრამებში), ნივთიერების რაოდენობა კი მოლებით. არსებობს მარტივი კავშირი ნივთიერების მასას (მ, გ), ნივთიერების რაოდენობას (ν, მოლი) და მოლარულ მასას (M, გ/მოლ) შორის.
m = νM; ν = მ/მ; M = m/ν.
ამ ფორმულების გამოყენებით ადვილია ნივთიერების გარკვეული რაოდენობის მასის გამოთვლა, ან ნივთიერების მოლების რაოდენობის დადგენა მის ცნობილ მასაში, ან ნივთიერების მოლური მასის პოვნა.
შედარებითი ატომური და მოლეკულური მასები
ქიმიაში ტრადიციულად გამოიყენება არა მასების აბსოლუტური მნიშვნელობები, არამედ შედარებითი. 1961 წლიდან ფარდობითი ატომური მასების ერთეულად მიიღება ატომური მასის ერთეული (შემოკლებით a.m.u.), რომელიც არის ნახშირბად-12 ატომის მასის 1/12, ანუ ნახშირბადის იზოტოპი 12 C.
შედარებითი მოლეკულური წონანივთიერების (M r) მნიშვნელობა ეწოდება ნივთიერების ბუნებრივი იზოტოპური შემადგენლობის მოლეკულის საშუალო მასის თანაფარდობას ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-თან 12 C.
ფარდობითი მოლეკულური მასა რიცხობრივად უდრის ყველა ატომის ფარდობითი ატომის მასების ჯამს, რომლებიც ქმნიან მოლეკულას და ადვილად გამოითვლება ნივთიერების ფორმულით, მაგალითად, ნივთიერების ფორმულით B x D y C z. , მაშინ
M r \u003d xA B + yA D + zA C.
მოლეკულურ წონას აქვს განზომილება a.m.u. და რიცხობრივად ტოლია მოლური მასის (გ/მოლი).
გაზის კანონები
აირის მდგომარეობა მთლიანად ხასიათდება მისი ტემპერატურით, წნევით, მოცულობით, მასით და მოლური მასით. კანონები, რომლებიც ამ პარამეტრებს უკავშირდება, ძალიან ახლოსაა ყველა გაზისთვის და აბსოლუტურად ზუსტია იდეალური გაზი , რომელსაც არ აქვს ურთიერთქმედება ნაწილაკებს შორის და რომლის ნაწილაკები მატერიალური წერტილებია.
აირებს შორის რეაქციების პირველი რაოდენობრივი კვლევები ეკუთვნის ფრანგ მეცნიერს გეი-ლუსაკს. ის არის აირების თერმული გაფართოების კანონებისა და მოცულობითი შეფარდების კანონის ავტორი. ეს კანონები ახსნა 1811 წელს იტალიელმა ფიზიკოსმა ა.ავოგადრომ. ავოგადროს კანონი - ქიმიის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ძირითადი დებულება, რომელშიც ნათქვამია, რომ " სხვადასხვა გაზების თანაბარი მოცულობა, რომელიც აღებულია იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე, შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას».
შედეგებიავოგადროს კანონიდან:
1) უმრავლესობის მარტივი ატომების მოლეკულები არის დიატომური (H 2, O 2 და ა.შ.);
2) სხვადასხვა აირის მოლეკულების ერთი და იგივე რაოდენობა ერთსა და იმავე პირობებში იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას.
3) ნორმალურ პირობებში, ნებისმიერი გაზის ერთი მოლი იკავებს 22,4 დმ 3 (ლ) მოცულობას.ამ ტომს ე.წ გაზის მოლური მოცულობა(V o) (ნორმალური პირობები - t o \u003d 0 ° C ან
T o \u003d 273 K, R o \u003d 101325 Pa \u003d 101.325 kPa \u003d 760 მმ. რტ. Ხელოვნება. = 1 ატმ).
4) ნებისმიერი ნივთიერების ერთი მოლი და ნებისმიერი ელემენტის ატომი, განურჩევლად აგრეგაციის პირობებისა და მდგომარეობისა, შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას.Ეს არის ავოგადროს რიცხვი (ავოგადროს მუდმივი) - ემპირიულად დადგენილია, რომ ეს რიცხვი უდრის
N A \u003d 6.02213 10 23 (მოლეკულები).
ამრიგად: გაზებისთვის 1 მოლი - 22,4 დმ 3 (ლ) - 6,023 ∙ 10 23 მოლეკულა - M, გ/მოლ;
ნივთიერებისთვის 1 მოლი - 6,023 10 23 მოლეკულა - M, გ/მოლ.
ავოგადროს კანონის მიხედვით: ერთსა და იმავე წნევაზე და იმავე ტემპერატურაზე, გაზების თანაბარი მოცულობის მასები (მ) დაკავშირებულია მათ მოლარულ მასებთან (M)
მ 1 / მ 2 \u003d M 1 / M 2 \u003d D,
სადაც D არის პირველი გაზის ფარდობითი სიმკვრივე მეორეზე.
Მიხედვით რ.ბოილის კანონი - E. Mariotte , მუდმივ ტემპერატურაზე გაზის მოცემული მასის მიერ წარმოქმნილი წნევა უკუპროპორციულია გაზის მოცულობისა
P o / P 1 \u003d V 1 / V o ან PV \u003d კონსტ.
ეს ნიშნავს, რომ წნევის მატებასთან ერთად გაზის მოცულობა მცირდება. ეს კანონი პირველად 1662 წელს რ.ბოილმა ჩამოაყალიბა. ვინაიდან მის შექმნაში ფრანგი მეცნიერი ე.მარიოტიც მონაწილეობდა, ინგლისის გარდა სხვა ქვეყნებში ამ კანონს ორმაგი სახელი ჰქვია. განსაკუთრებული შემთხვევაა იდეალური გაზის კანონი(აღწერს ჰიპოთეტურ გაზს, იდეალურად ემორჩილება აირების ქცევის ყველა კანონს).
ავტორი ჯ.გეი-ლუსაკის კანონი : მუდმივი წნევის დროს აირის მოცულობა იცვლება აბსოლუტური ტემპერატურის პირდაპირპროპორციულად (T)
V 1 /T 1 \u003d V o /T o ან V / T \u003d კონსტ.
კავშირი გაზის მოცულობას, წნევას და ტემპერატურას შორის შეიძლება გამოისახოს ზოგადი განტოლებით, რომელიც აერთიანებს ბოილ-მარიოტის და გეი-ლუსაკის კანონებს. კომბინირებული გაზის კანონი)
PV / T \u003d P დაახლოებით V დაახლოებით / T დაახლოებით,
სადაც P და V არის გაზის წნევა და მოცულობა მოცემულ ტემპერატურაზე T; P o და V o - გაზის წნევა და მოცულობა ნორმალურ პირობებში (n.o.).
მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლება(მდგომარეობის იდეალური აირის განტოლება) ადგენს გაზის მასის (მ, კგ), ტემპერატურის (T, K), წნევის (P, Pa) და მოცულობის (V, m 3) თანაფარდობას მოლარულ მასასთან (M, კგ /). მოლი)
სადაც R არის უნივერსალური გაზის მუდმივი ტოლი 8,314 ჯ / (მოლ K). გარდა ამისა, გაზის მუდმივას აქვს კიდევ ორი მნიშვნელობა: P - მმ Hg, V - სმ 3 (მლ), R \u003d 62400 ;
P - atm, V - dm 3 (l), R = 0.082.
ნაწილობრივი წნევა(ლათ. ნაწილობრივი- ნაწილობრივი, ლათ. პარს- ნაწილი) - გაზის ნარევის ერთი კომპონენტის წნევა. აირის ნარევის მთლიანი წნევა არის მისი კომპონენტების ნაწილობრივი წნევის ჯამი.
სითხეში გახსნილი აირის ნაწილობრივი წნევა არის ამ აირის ნაწილობრივი წნევა, რომელიც წარმოიქმნება გაზის გაჟონვის ფაზაში სითხესთან წონასწორობაში იმავე ტემპერატურაზე. გაზის ნაწილობრივი წნევა იზომება გაზის მოლეკულების თერმოდინამიკური აქტივობით. აირები ყოველთვის მიედინება მაღალი ნაწილობრივი წნევის ზონიდან ქვედა წნევის ზონაში; და რაც უფრო დიდია განსხვავება, მით უფრო სწრაფი იქნება ნაკადი. აირები იხსნება, დიფუზირდება და რეაგირებს მათი ნაწილობრივი წნევის მიხედვით და სულაც არ არის დამოკიდებული აირის ნარევში კონცენტრაციაზე. ნაწილობრივი წნევის დამატების კანონი ჩამოაყალიბა 1801 წელს ჯ. დალტონმა. ამასთან, სწორი თეორიული დასაბუთება, მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის საფუძველზე, გაცილებით გვიან გაკეთდა. დალტონის კანონები - ორი ფიზიკური კანონი, რომელიც განსაზღვრავს აირების ნარევის მთლიან წნევას და ხსნადობას და ჩამოყალიბებულია მის მიერ მე-19 საუკუნის დასაწყისში:
აირის ნარევის კომპონენტების ხსნადობის კანონი: მუდმივ ტემპერატურაზე, სითხეზე ზემოთ გაზის ნარევის თითოეული კომპონენტის მოცემულ სითხეში ხსნადობა მათი ნაწილობრივი წნევის პროპორციულია.
დალტონის ორივე კანონი მკაცრად არის შესრულებული იდეალური გაზებისთვის. რეალური გაზებისთვის, ეს კანონები გამოიყენება იმ პირობით, რომ მათი ხსნადობა დაბალია და მათი ქცევა ახლოს არის იდეალური აირის ქცევასთან.
ეკვივალენტთა კანონი
ელემენტის ან ნივთიერების რაოდენობას, რომელიც ურთიერთქმედებს 1 მოლ წყალბადის ატომთან (1 გ) ან ცვლის წყალბადის ამ რაოდენობას ქიმიურ რეაქციებში ე.წ. მოცემული ელემენტის ან ნივთიერების ეკვივალენტს(E).
ექვივალენტური მასა(M e, g / mol) არის ნივთიერების ერთი ეკვივალენტის მასა.
ეკვივალენტური მასა შეიძლება გამოითვალოს ნაერთის შემადგენლობიდან, თუ ცნობილია მოლური მასები (M):
1) M e (ელემენტი): M e \u003d A / B,
სადაც A არის ელემენტის ატომური მასა, B არის ელემენტის ვალენტობა;
2) M e (ოქსიდი) \u003d M / 2n (O 2) \u003d M e (ელემ.) + M e (O 2) \u003d M e (ელემ.) + 8,
სადაც n(O 2) არის ჟანგბადის ატომების რაოდენობა; M e (O 2) \u003d 8 გ / მოლი - ჟანგბადის ექვივალენტური მასა;
3) M e (ჰიდროქსიდი) \u003d M / n (ჰე-) \u003d M e (ელემ.) + M e (OH -) \u003d M e (ელემ.) + 17,
სადაც n (he-) არის OH ჯგუფების რაოდენობა - ; M e (OH -) = 17 გ / მოლი;
4) M e (მჟავები) \u003d M / n (n +) \u003d M e (H +) + M e (მჟავა. დასვენება) \u003d 1 + M e (მჟავა დასვენება),
სადაც n (n+) არის H + იონების რაოდენობა; M e (H +) \u003d 1 გ / მოლი; M e (მჟავა დასვენება) - მჟავა ნარჩენის ექვივალენტური მასა;
5) M e (მარილები) \u003d M / n me V me \u003d M e (ელემ.) + M e (მჟავე დასვენება.),
სადაც n me არის ლითონის ატომების რაოდენობა; ჩემში - ლითონის ვალენტობა.
აირისებრი ნივთიერებების მოცულობის შესახებ ინფორმაციის შემცველი ზოგიერთი ამოცანის ამოხსნისას მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ექვივალენტური მოცულობის (Ve) მნიშვნელობა.
ექვივალენტური მოცულობაეწოდება მოცემულ პირობებში დაკავებულ მოცულობას
აირისებრი ნივთიერების 1 ეკვივალენტი. ასე რომ, წყალბადისთვის n.o. ექვივალენტური მოცულობა არის 22.4 1/2 \u003d 11.2 dm 3, ჟანგბადისთვის - 5.6 dm 3.
ეკვივალენტთა კანონის მიხედვით: m 1 და m 2 ნივთიერებების მასები (მოცულობები), რომლებიც ურთიერთობენ ერთმანეთთან, პროპორციულია მათი ეკვივალენტური მასების (მოცულობების) მიმართ.
m 1 / M e1 \u003d m 2 / M e2.
თუ რომელიმე ნივთიერება აირისებრ მდგომარეობაშია, მაშინ
m / M e \u003d V დაახლოებით / V ე.
თუ ორივე ნივთიერება აირისებრ მდგომარეობაშია
V o1 / V e 1 \u003d V o2 / V e2.
პერიოდული კანონი და
ატომის სტრუქტურა
პერიოდული კანონი და ელემენტების პერიოდული სისტემა იყო ძლიერი იმპულსი ატომის სტრუქტურის კვლევისთვის, რამაც შეცვალა სამყაროს კანონების გაგება და გამოიწვია ბირთვული ენერგიის გამოყენების იდეის პრაქტიკული განხორციელება.
პერიოდული კანონის აღმოჩენის დროისთვის მოლეკულებისა და ატომების შესახებ იდეები ახლახან იწყებოდა დამტკიცება. უფრო მეტიც, ატომი ითვლებოდა არა მხოლოდ უმცირეს, არამედ ელემენტარულ (ანუ განუყოფელ) ნაწილაკად. ატომის სტრუქტურის სირთულის პირდაპირი მტკიცებულება იყო გარკვეული ელემენტების ატომების სპონტანური დაშლის აღმოჩენა, ე.წ. რადიოაქტიურობა. 1896 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა ა.ბეკერელმა აღმოაჩინა, რომ ურანის შემცველი მასალები სიბნელეში ანათებს ფოტოგრაფიულ ფირფიტას, იონიზებს გაზს და იწვევს ფლუორესცენტური ნივთიერებების სიკაშკაშეს. მოგვიანებით გაირკვა, რომ ეს უნარი მხოლოდ ურანს არ აქვს. პ.კიურიმ და მარია სკლოდოვსკა-კიურიმ აღმოაჩინეს ორი ახალი რადიოაქტიური ელემენტი: პოლონიუმი და რადიუმი.
კათოდური სხივები, აღმოაჩინეს W. Crookes და J. Stoney 1891 წელს, შესთავაზეს გამოძახება ელექტრონები- როგორც ელექტროენერგიის ელემენტარული ნაწილაკები. ჯ.ტომსონმა 1897 წელს, შეისწავლა ელექტრონების ნაკადი, რომელიც გაივლის მას ელექტრულ და მაგნიტურ ველებში, დაადგინა e/m-ის მნიშვნელობა - ელექტრონის მუხტის თანაფარდობა მის მასასთან, რამაც მეცნიერმა რ. მილიკენმა 1909 წელს დაადგინა. ელექტრონული მუხტის მნიშვნელობა q = 4,8∙10 -10 ელექტროსტატიკური ერთეული, ან 1,602∙10 -19 C (კულონი), და, შესაბამისად, ელექტრონული მასის მიმართ -
9.11∙10 -31 კგ. პირობითად, განიხილეთ ელექტრონის მუხტი, როგორც უარყოფითი ელექტრული მუხტის ერთეული და მიანიჭეთ მას მნიშვნელობა (-1). ა.გ. სტოლეტოვმა დაამტკიცა, რომ ელექტრონები ბუნებაში არსებული ყველა ატომის ნაწილია. ატომები ელექტრული ნეიტრალურია, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ ზოგადად არ აქვთ ელექტრული მუხტი. და ეს ნიშნავს, რომ ატომების შემადგენლობა, ელექტრონების გარდა, უნდა შეიცავდეს დადებით ნაწილაკებს.
ტომსონის და რეზერფორდის მოდელები
ატომის აგებულების შესახებ ერთ-ერთი ჰიპოთეზა წამოაყენა 1903 წელს ჯ. ტომსონი. მას სჯეროდა, რომ ატომი შედგება დადებითი მუხტისაგან, რომელიც თანაბრად არის განაწილებული ატომის მოცულობაში და ამ მუხტის შიგნით რხევადი ელექტრონებისაგან, როგორც თესლი "საზამთროში" ან "ქიშმიშის პუდინგში". ტომსონის ჰიპოთეზის შესამოწმებლად და ატომის შიდა სტრუქტურის უფრო ზუსტად განსაზღვრისათვის 1909-1911 წწ. ე. რეზერფორდმა გ.გეიგერთან (შემდგომში ცნობილი გეიგერის მრიცხველის გამომგონებელი) და სტუდენტებთან ერთად მოაწყო ორიგინალური ექსპერიმენტები.
|
ატომის სტრუქტურის პლანეტარული მოდელი
ატომის სტრუქტურის პლანეტარული მოდელის არსი ჩანს შემდეგ განცხადებებში:
1. ატომის ცენტრში არის დადებითად დამუხტული ბირთვი, რომელიც იკავებს ატომის შიგნით სივრცის უმნიშვნელო ნაწილს;
2. ატომის მთელი დადებითი მუხტი და თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია მის ბირთვში (ელექტრონის მასა არის 1/1823 ა.მ.);
3. ელექტრონები ბრუნავენ ბირთვის გარშემო. მათი რიცხვი ბირთვის დადებითი მუხტის ტოლია.
ეს მოდელი ძალიან საილუსტრაციო და გამოსადეგი აღმოჩნდა მრავალი ექსპერიმენტული მონაცემის ასახსნელად, მაგრამ მან მაშინვე გამოავლინა თავისი ნაკლოვანებები. კერძოდ, ელექტრონი, რომელიც მოძრაობს ბირთვის გარშემო აჩქარებით (მასზე მოქმედებს ცენტრიდანული ძალა), ელექტრომაგნიტური თეორიის მიხედვით, მუდმივად უნდა ასხივებდეს ენერგიას. ეს გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ ელექტრონს მოუწევს ბირთვის ირგვლივ სპირალურად გადაადგილება და, საბოლოოდ, მასში ჩავარდნა. არ არსებობდა მტკიცებულება იმისა, რომ ატომები მუდმივად ქრება, აქედან გამომდინარე, ე. რეზერფორდის მოდელი გარკვეულწილად მცდარია.
მოსელის კანონი
რენტგენის სხივები აღმოაჩინეს 1895 წელს და ინტენსიურად შეისწავლეს შემდგომ წლებში, დაიწყო მათი გამოყენება ექსპერიმენტული მიზნებისთვის: ისინი შეუცვლელია კრისტალების შიდა სტრუქტურის, ქიმიური ელემენტების სერიული ნომრების დასადგენად. გ.მოსელიმ მოახერხა ატომის ბირთვის მუხტის გაზომვა რენტგენის სხივების გამოყენებით. ბირთვის მუხტშია მთავარი განსხვავება სხვადასხვა ელემენტების ატომურ ბირთვებს შორის. G. Moseley უწოდა ბირთვული მუხტი ელემენტის ნომერი. მოგვიანებით გამოიძახეს ერთეული დადებითი მუხტები პროტონები(1 1 p).
რენტგენის გამოსხივება დამოკიდებულია ატომის სტრუქტურაზე და გამოხატულია მოსელის კანონი: ტალღის სიგრძის ორმხრივების კვადრატული ფესვები წრფივად არის დამოკიდებული ელემენტების რიგით რიცხვებზე. მოსელის კანონის მათემატიკური გამოხატულება:
,
სადაც l არის რენტგენის სპექტრის მაქსიმალური პიკის ტალღის სიგრძე; a და b არის მუდმივები, რომლებიც ერთნაირია მოცემული რენტგენის სერიის მსგავსი ხაზებისთვის. Სერიული ნომერი(Z) არის პროტონების რაოდენობა ბირთვში. მაგრამ მხოლოდ 1920 წლისთვის სახელი " პროტონიდა შეისწავლა მისი თვისებები. პროტონის მუხტი სიდიდით ტოლია და ელექტრონის მუხტის საპირისპირო ნიშნით, ანუ 1,602 × 10 -19 C და პირობითად (+1), პროტონის მასა არის 1,67 × 10 -27 კგ. რაც დაახლოებით 1836-ჯერ მეტია ელექტრონის მასაზე. ამრიგად, წყალბადის ატომის მასა, რომელიც შედგება ერთი ელექტრონისა და ერთი პროტონისგან, პრაქტიკულად ემთხვევა პროტონის მასას, რომელიც აღინიშნება 1 1 p-ით.
ყველა ელემენტისთვის, ატომის მასა აღემატება ელექტრონებისა და პროტონების მასების ჯამს, რომლებიც ქმნიან მათ შემადგენლობას. ამ მნიშვნელობებს შორის განსხვავება წარმოიქმნება ატომებში სხვა ტიპის ნაწილაკების არსებობის გამო, ე.წ ნეიტრონები(1 დაახლოებით n), რომლებიც მხოლოდ 1932 წელს აღმოაჩინა ინგლისელმა მეცნიერმა დ. ჩადვიკმა. ნეიტრონები პროტონების მასით თითქმის ტოლია, მაგრამ არ აქვთ ელექტრული მუხტი. ატომის ბირთვში შემავალი პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობის ჯამი ეწოდება ატომის მასური რიცხვი. პროტონების რაოდენობა უდრის ელემენტის ატომურ რაოდენობას, ნეიტრონების რაოდენობა უდრის მასის რიცხვსა (ატომურ მასას) და ელემენტის ატომურ რიცხვს შორის სხვაობას. მოცემული ელემენტის ყველა ატომის ბირთვებს აქვთ იგივე მუხტი, ანუ ისინი შეიცავს პროტონების ერთსა და იმავე რაოდენობას, ხოლო ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება იყოს განსხვავებული. ატომებს, რომლებსაც აქვთ ერთი და იგივე ბირთვული მუხტი და, შესაბამისად, იდენტური თვისებები, მაგრამ ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა და, შესაბამისად, განსხვავებული მასის რიცხვი ეწოდება. იზოტოპები ("ისოს" - ტოლი, "ტოპოსი" - ადგილი ). თითოეულ იზოტოპს ახასიათებს ორი მნიშვნელობა: მასური რიცხვი (ასახულია ელემენტის ქიმიური ნიშნის ზედა მარცხენა მხარეს) და რიგითი რიცხვი (ქვემოთ ნაჩვენებია ელემენტის ქიმიური ნიშნის მარცხნივ). მაგალითად, ნახშირბადის იზოტოპი, რომელსაც აქვს 12 მასობრივი რიცხვი, იწერება, როგორც: 12 6 C ან 12 C, ან სიტყვები: "carbon-12". იზოტოპები ცნობილია ყველა ქიმიური ელემენტისთვის. ასე რომ, ჟანგბადს აქვს იზოტოპები მასობრივი ნომრებით 16, 17, 18: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O. კალიუმის იზოტოპები: 39 19 K, 40 19 K, 41 19 K. სწორედ იზოტოპების არსებობა ხსნის მათ. პერმუტაციები, რომლებიც დ.ი.-ში თავის დროზე გამოვიდა მენდელეევი. გაითვალისწინეთ, რომ მან ეს გააკეთა მხოლოდ ნივთიერებების თვისებების საფუძველზე, რადგან ატომების სტრუქტურა ჯერ არ იყო ცნობილი. თანამედროვე მეცნიერებამ დაადასტურა დიდი რუსი მეცნიერის სისწორე. ასე რომ, ბუნებრივი კალიუმი წარმოიქმნება ძირითადად მისი მსუბუქი იზოტოპების ატომებით, ხოლო არგონი - მძიმე. ამიტომ, კალიუმის ფარდობითი ატომური მასა არგონის მასაზე ნაკლებია, თუმცა კალიუმის სერიული ნომერი (ბირთვის მუხტი) უფრო დიდია.
ელემენტის ატომური მასა უდრის მისი ყველა ბუნებრივი იზოტოპის საშუალო მნიშვნელობას, მათი სიმრავლის გათვალისწინებით. მაგალითად, ბუნებრივი ქლორი შედგება იზოტოპის 75,4% მასური რიცხვით 35 და 24,6% იზოტოპისგან 37 მასური რიცხვით; ქლორის საშუალო ატომური მასა არის 35,453. პერიოდულ სისტემაში მოცემული ელემენტების ატომური მასები
DI. მენდელეევი, იზოტოპების ბუნებრივი ნარევების საშუალო მასის რაოდენობაა. ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ისინი განსხვავდებიან მთელი რიცხვებისგან.
სტაბილური და არასტაბილური იზოტოპები. ყველა იზოტოპი იყოფა: სტაბილური და რადიოაქტიური. სტაბილური იზოტოპები არ განიცდიან რადიოაქტიურ დაშლას, რის გამოც ისინი შენარჩუნებულია ბუნებრივ პირობებში. სტაბილური იზოტოპების მაგალითებია 16 O, 12 C, 19 F. ბუნებრივი ელემენტების უმეტესობა შედგება ორი ან მეტი სტაბილური იზოტოპის ნარევისგან. ყველა ელემენტს შორის კალას აქვს სტაბილური იზოტოპების ყველაზე დიდი რაოდენობა (10 იზოტოპი). იშვიათ შემთხვევებში, როგორიცაა ალუმინი ან ფტორი, მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი გვხვდება ბუნებაში, ხოლო დანარჩენი იზოტოპები არასტაბილურია.
რადიოაქტიური იზოტოპები, თავის მხრივ, იყოფა ბუნებრივ და ხელოვნურად, ორივე სპონტანურად იშლება, ხოლო ასხივებენ α- ან β- ნაწილაკებს სტაბილური იზოტოპის წარმოქმნამდე. ყველა იზოტოპის ქიმიური თვისებები ძირითადად ერთნაირია.
იზოტოპები ფართოდ გამოიყენება მედიცინასა და სამეცნიერო კვლევებში. მაიონებელ გამოსხივებას შეუძლია გაანადგუროს ცოცხალი ქსოვილი. ავთვისებიანი სიმსივნეების ქსოვილები უფრო მგრძნობიარეა რადიაციის მიმართ, ვიდრე ჯანსაღი ქსოვილები. ეს შესაძლებელს ხდის კიბოს მკურნალობას γ-გამოსხივება (რადიაციული თერაპია), რომელიც ჩვეულებრივ მიიღება რადიოაქტიური იზოტოპის კობალტ-60-ის გამოყენებით. გამოსხივება მიმართულია პაციენტის სხეულის სიმსივნით დაზიანებულ უბანზე, მკურნალობის სესია ჩვეულებრივ რამდენიმე წუთს გრძელდება და მეორდება რამდენიმე კვირის განმავლობაში. სესიის დროს პაციენტის სხეულის ყველა სხვა ნაწილი საგულდაგულოდ უნდა დაიფაროს რადიაციაგაუმტარი მასალით, რათა არ მოხდეს ჯანსაღი ქსოვილების განადგურება.
მეთოდში მარკირებული ატომებირადიოაქტიური იზოტოპები გამოიყენება სხეულის ზოგიერთი ელემენტის „მარშრუტის“ გასაკვლევად. ასე რომ, დაავადებული ფარისებრი ჯირკვლის მქონე პაციენტს შეჰყავთ რადიოაქტიური იოდი-131-ის პრეპარატი, რომელიც ექიმს საშუალებას აძლევს აკონტროლოს იოდის გავლა პაციენტის სხეულში. რადგან ნახევარგამოყოფის პერიოდი
იოდი-131 მხოლოდ 8 დღეა, შემდეგ მისი რადიოაქტიურობა სწრაფად იკლებს.
განსაკუთრებით საინტერესოა რადიოაქტიური ნახშირბად-14-ის გამოყენება ორგანული წარმოშობის ობიექტების ასაკის დასადგენად ამერიკელი ფიზიკოსის W. Libby-ის მიერ შემუშავებული რადიოკარბონის მეთოდის (გეოქრონოლოგიის) საფუძველზე. ამ მეთოდს მიენიჭა ნობელის პრემია 1960 წელს. მისი მეთოდის შემუშავებისას უ. ლიბიმ გამოიყენა რადიოაქტიური იზოტოპის ნახშირბად-14-ის (ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) სახით) წარმოქმნის ცნობილი ფაქტი ზედა ფენებში. დედამიწის ატმოსფერო ნეიტრონების მიერ აზოტის ატომების დაბომბვის დროს, რომლებიც კოსმოსური სხივების ნაწილია
14 7 N + 1 0 n → 14 6 C + 1 1 გვ
რადიოაქტიური ნახშირბადი-14 თავის მხრივ იშლება, გამოყოფს β- ნაწილაკებს და ბრუნდება აზოტად
14 6 C → 14 7 N + 0 -1 β
სხვადასხვა ელემენტის ატომებს, რომლებსაც აქვთ ერთი და იგივე მასის რიცხვი (ატომური მასები) ეწოდება იზობარები.პერიოდულ სისტემაში თანარის 59 წყვილი და 6 სამეული იზობარი. მაგალითად, 40 18 Ar 40 19 K 40 20 Ca.
სხვადასხვა ელემენტების ატომებს, რომლებსაც აქვთ ნეიტრონების ერთნაირი რაოდენობა, ეწოდება იზოტონები. მაგალითად, 136 Ba და 138 Xe - მათ აქვთ 82 ნეიტრონი ატომის ბირთვში.
პერიოდული კანონი და
კოვალენტური ბმა
1907 წელს ნ.ა. მოროზოვი და მოგვიანებით 1916-1918 წლებში. ამერიკელებმა J. Lewis-მა და I. Langmuir-მა გააცნეს განათლების კონცეფცია ქიმიური ბმა საერთო ელექტრონული წყვილითდა ვარაუდობდა, რომ ვალენტური ელექტრონები წერტილებით აღინიშნა
ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების მიერ, რომლებიც მიეკუთვნებიან ორ ურთიერთმოქმედ ატომს, ეწოდება კოვალენტური. მოროზოვ-ლუის-ლანგმუირის მიხედვით:
1) როდესაც ატომები ურთიერთქმედებენ მათ შორის, წარმოიქმნება საზიარო - საერთო - ელექტრონული წყვილები, რომლებიც ეკუთვნის ორივე ატომს;
2) საერთო ელექტრონული წყვილების გამო, მოლეკულაში თითოეული ატომი იძენს რვა ელექტრონს გარე ენერგეტიკულ დონეზე, s 2 p 6;
3) s 2 p 6 კონფიგურაცია არის ინერტული აირის სტაბილური კონფიგურაცია და ქიმიური ურთიერთქმედების პროცესში თითოეული ატომი მიდრეკილია მიაღწიოს მას;
4) საერთო ელექტრონული წყვილების რაოდენობა განსაზღვრავს ელემენტის კოვალენტობას მოლეკულაში და უდრის ატომში ელექტრონების რაოდენობას, რომლებიც აკლია რვამდე;
5) თავისუფალი ატომის ვალენტობა განისაზღვრება დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობით.
ქიმიური ბმების გამოსახვა ჩვეულებრივია სხვადასხვა გზით:
1) ელექტრონების დახმარებით ელემენტის ქიმიურ სიმბოლოზე მოთავსებული წერტილების სახით. შემდეგ წყალბადის მოლეკულის წარმოქმნა შეიძლება აჩვენოს სქემით
H× + H× ® H: H;
2) კვანტური უჯრედების (ორბიტალების) გამოყენება, როგორც საპირისპირო სპინების მქონე ორი ელექტრონის მოთავსება ერთ მოლეკულურ კვანტურ უჯრედში
განლაგების დიაგრამა აჩვენებს, რომ მოლეკულური ენერგიის დონე უფრო დაბალია, ვიდრე საწყისი ატომური დონეები, რაც ნიშნავს, რომ ნივთიერების მოლეკულური მდგომარეობა უფრო სტაბილურია, ვიდრე ატომური მდგომარეობა;
3) ხშირად, განსაკუთრებით ორგანულ ქიმიაში, კოვალენტური ბმა წარმოდგენილია ტირეთი (მაგალითად, H-H), რომელიც სიმბოლოა ელექტრონების წყვილი.
ქლორის მოლეკულაში კოვალენტური ბმა ასევე ხორციელდება ორი საერთო ელექტრონის ან ელექტრონული წყვილის გამოყენებით.
როგორც ხედავთ, ქლორის თითოეულ ატომს აქვს სამი მარტოხელა წყვილი და ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი. ქიმიური ბმის ფორმირება ხდება თითოეული ატომის დაუწყვილებელი ელექტრონების გამო. დაუწყვილებელი ელექტრონები უკავშირდება ელექტრონების საერთო წყვილს, რომელსაც ასევე უწოდებენ საერთო წყვილი.
ვალენტური კავშირის მეთოდი
იდეები ქიმიური ბმის ფორმირების მექანიზმის შესახებ, წყალბადის მოლეკულის მაგალითის გამოყენებით, ასევე ვრცელდება სხვა მოლეკულებზე. ამის საფუძველზე შექმნილი ქიმიური ბმის თეორია ე.წ ვალენტური კავშირის მეთოდი (MVS). ძირითადი დებულებები:
1) კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება ორი ელექტრონული ღრუბლის გადახურვის შედეგად საპირისპიროდ მიმართული სპინებით, ხოლო წარმოქმნილი საერთო ელექტრონული ღრუბელი ეკუთვნის ორ ატომს;
2) რაც უფრო ძლიერია კოვალენტური ბმა, მით უფრო მეტად ურთიერთქმედებენ ელექტრონული ღრუბლები. ელექტრონული ღრუბლების გადახურვის ხარისხი დამოკიდებულია მათ ზომაზე და სიმკვრივეზე;
3) მოლეკულის წარმოქმნას თან ახლავს ელექტრონული ღრუბლების შეკუმშვა და მოლეკულის ზომის შემცირება ატომების ზომასთან შედარებით;
4) ბმის ფორმირებაში მონაწილეობენ გარე ენერგეტიკული დონის s- და p-ელექტრონები და წინა გარე ენერგიის დონის d-ელექტრონები.
სიგმა (s) და pi (p) ბმები
ქლორის მოლეკულაში, მის თითოეულ ატომს აქვს რვა ელექტრონის დასრულებული გარე დონე s 2 p 6, და მათგან ორი (ელექტრონული წყვილი) თანაბრად ეკუთვნის ორივე ატომს. ელექტრონის ღრუბლების გადახურვა მოლეკულის წარმოქმნის დროს ნაჩვენებია სურათზე.
ქლორის Cl 2 (a) და წყალბადის ქლორიდის HCl (b) მოლეკულებში ქიმიური ბმის წარმოქმნის სქემა.
ქიმიურ ბმას, რომლისთვისაც ატომის ბირთვების დამაკავშირებელი ხაზი არის შემაკავშირებელი ელექტრონული ღრუბლის სიმეტრიის ღერძი, ე.წ. სიგმა (σ) -ბმა. ეს ხდება ატომური ორბიტალების "შუბლის" გადახურვისას. ბმები გადაფარვით s-s-ორბიტალებით H 2 მოლეკულაში; p-p ორბიტალები Cl 2 მოლეკულაში და s-p ორბიტალები HCl მოლეკულაში არის სიგმა ბმები. ატომური ორბიტალების შესაძლო „გვერდითი“ გადახურვა. ბმის ღერძზე პერპენდიკულარულად ორიენტირებული p-ელექტრონული ღრუბლების გადახურვისას, ე.ი. y- და z-ღერძების გასწვრივ წარმოიქმნება გადახურვის ორი უბანი, რომლებიც მდებარეობს ამ ღერძის ორივე მხარეს. ამ კოვალენტურ კავშირს ე.წ პი (პ) -ბმა. ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვა π ბ ბმის წარმოქმნისას ნაკლებია. გარდა ამისა, გადახურვის არეები ბირთვებიდან უფრო შორს მდებარეობს, ვიდრე σ-ბმა წარმოქმნის. ამ მიზეზების გამო, π-ბმა ნაკლებად ძლიერია, ვიდრე σ-ბმა. ამრიგად, ორმაგი ბმის ენერგია ორჯერ ნაკლებია ერთი ბმის ენერგიაზე, რომელიც ყოველთვის არის σ ბმა. გარდა ამისა, σ-ბმას აქვს ღერძული, ცილინდრული სიმეტრია და არის ატომური ბირთვების დამაკავშირებელი ხაზის გარშემო ბრუნვის სხეული. პირიქით, π-ბმას არ აქვს ცილინდრული სიმეტრია.
ერთი ბმა ყოველთვის არის სუფთა ან ჰიბრიდული σ ბმა. ორმაგი ბმა შედგება ერთი σ- და ერთი π- ბმებისაგან, რომლებიც მდებარეობს ერთმანეთის პერპენდიკულარულად. σ-ბმა უფრო ძლიერია, ვიდრე π-ბმა. მრავალჯერადი ბმის მქონე ნაერთებში ყოველთვის არის ერთი σ-ბმა და ერთი ან ორი π-ბმა.
დონორ-მიმღები ბმა
ასევე შესაძლებელია კოვალენტური ბმის წარმოქმნის სხვა მექანიზმი - დონორ-აქცეპტორული. ამ შემთხვევაში, ქიმიური ბმა წარმოიქმნება ერთი ატომის ორელექტრონული ღრუბლის და მეორე ატომის თავისუფალი ორბიტალის გამო. განვიხილოთ, როგორც მაგალითი, ამონიუმის იონის წარმოქმნის მექანიზმი (NH 4 +). ამიაკის მოლეკულაში აზოტის ატომს აქვს ელექტრონების ერთადერთი წყვილი (ორელექტრონული ღრუბელი)
წყალბადის იონს აქვს თავისუფალი (არა შევსებული) 1s-ორბიტალი, რომელიც შეიძლება აღვნიშნოთ როგორც Н + (აქ კვადრატი ნიშნავს უჯრედს). როდესაც წარმოიქმნება ამონიუმის იონი, აზოტის ორელექტრონული ღრუბელი ჩვეულებრივი ხდება აზოტისა და წყალბადის ატომებისთვის, ანუ ის იქცევა მოლეკულურ ელექტრონულ ღრუბლად. ასე რომ, არსებობს მეოთხე კოვალენტური ბმა. ამონიუმის იონის წარმოქმნის პროცესი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სქემით
წყალბადის იონის მუხტი ხდება საერთო (ის დელოკალიზებულია, ე.ი. გაფანტულია ყველა ატომს შორის) და ორელექტრონული ღრუბელი (მარტოხელა ელექტრონული წყვილი), რომელიც ეკუთვნის აზოტს, ხდება საერთო H +-თან. დიაგრამებში უჯრედის გამოსახულება ხშირად გამოტოვებულია.
ატომს, რომელიც უზრუნველყოფს მარტოხელა ელექტრონულ წყვილს, ეწოდება დონორი , და ატომი, რომელიც იღებს მას (ანუ უზრუნველყოფს თავისუფალ ორბიტალს) ეწოდება მიმღები .
ერთი ატომის (დონორის) ორელექტრონული ღრუბლის და მეორე ატომის (მიმღების) თავისუფალი ორბიტალის გამო კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მექანიზმს დონორ-მიმღები ეწოდება. ამ გზით წარმოქმნილ კოვალენტურ კავშირს დონორ-მიმღები ან საკოორდინაციო ბმა ეწოდება.
თუმცა, ეს არ არის ბმის განსაკუთრებული ტიპი, არამედ მხოლოდ კოვალენტური ბმის წარმოქმნის განსხვავებული მექანიზმი (მეთოდი). ამონიუმის იონში N-H მეოთხედი ბმის თვისებები არ განსხვავდება დანარჩენი სამისგან.
უმეტესწილად, დონორები არიან მოლეკულები, რომლებიც შეიცავს N, O, F, Cl ატომებს, რომლებიც მასში შეკრულია სხვა ელემენტების ატომებთან. მიმღები შეიძლება იყოს ნაწილაკი ვაკანტური ელექტრონული დონეებით, მაგალითად, d-ელემენტების ატომები შეუვსებელი d-ქვედონეებით.
კოვალენტური ბმის თვისებები
ბმული სიგრძეარის ბირთვთაშორისი მანძილი. ქიმიური ბმა უფრო ძლიერია, რაც უფრო მოკლეა მისი სიგრძე. ბმის სიგრძე მოლეკულებში არის: HC 3 -CH 3 1.54 ; H 2 C \u003d CH 2
1,33 ; HC≡SN 1.20 .ერთჯერადი ობლიგაციების თვალსაზრისით, ეს მნიშვნელობები იზრდება, იზრდება მრავალჯერადი ბმის მქონე ნაერთების რეაქტიულობა. კავშირის სიძლიერის საზომია კავშირის ენერგია.
ბონდის ენერგიაგანისაზღვრება კავშირის გასაწყვეტად საჭირო ენერგიის რაოდენობით. ის ჩვეულებრივ იზომება კილოჯოულებში ნივთიერების მოლზე. ბმის სიმრავლის მატებასთან ერთად, ბმის ენერგია იზრდება და მისი სიგრძე მცირდება. ბმის ენერგიები ნაერთებში (ალკანები, ალკენები, ალკინები): С-С 344 კჯ/მოლი; C=C 615 კჯ/მოლი; С≡С 812 კჯ/მოლ. ანუ ორმაგი ბმის ენერგია ორჯერ ნაკლებია ერთი ბმის ენერგიაზე, ხოლო სამმაგი ბმის ენერგია სამჯერ ნაკლებია ერთი ბმის ენერგიაზე, ამიტომ ალკინები ნახშირწყალბადების ამ ჯგუფისგან უფრო რეაქტიულია.
ქვეშ გაჯერება გააცნობიეროს ატომების უნარი შექმნან შეზღუდული რაოდენობის კოვალენტური ბმები. მაგალითად, წყალბადის ატომი (ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი) ქმნის ერთ კავშირს, ნახშირბადის ატომი (ოთხი დაუწყვილებელი ელექტრონი აღგზნებულ მდგომარეობაში) - არაუმეტეს ოთხი ბმისა. ბმების გაჯერების გამო მოლეკულებს აქვთ გარკვეული შემადგენლობა: H 2 , CH 4 , HCl და ა.შ. თუმცა, თუნდაც გაჯერებული კოვალენტური ბმებით, უფრო რთული მოლეკულები შეიძლება წარმოიქმნას დონორ-მიმღები მექანიზმის მიხედვით.
ორიენტაციაკოვალენტური ბმა განსაზღვრავს მოლეკულების სივრცულ სტრუქტურას, ანუ მათ ფორმას. მოდით განვიხილოთ ეს HCl, H 2 O, NH 3 მოლეკულების წარმოქმნის მაგალითის გამოყენებით.
MVS-ის მიხედვით, კოვალენტური ბმა ხდება ურთიერთმოქმედი ატომების ელექტრონული ორბიტალების მაქსიმალური გადახურვის მიმართულებით. როდესაც იქმნება HCl მოლეკულა, წყალბადის ატომის s-ორბიტალი გადაფარავს ქლორის ატომის p-ორბიტალს. ამ ტიპის მოლეკულებს აქვთ წრფივი ფორმა.
ჟანგბადის ატომის გარე დონეს აქვს ორი დაუწყვილებელი ელექტრონი. მათი ორბიტალები ერთმანეთის პერპენდიკულარულია, ე.ი. მდებარეობს ერთმანეთთან შედარებით 90 o კუთხით. როდესაც წარმოიქმნება წყლის მოლეკულა
ატომები ძალიან მცირეა და აქვთ ძალიან მცირე მასა. თუ რომელიმე ქიმიური ელემენტის ატომის მასას გამოვხატავთ გრამებში, მაშინ ეს იქნება რიცხვი, რომელსაც წინ უძღვის ოცზე მეტი ნული ათწილადის წერტილის შემდეგ. ამიტომ არასასიამოვნოა ატომების მასის გრამებში გაზომვა.
თუმცა, თუ რომელიმე ძალიან მცირე მასას ერთეულად ავიღებთ, მაშინ ყველა სხვა მცირე მასა შეიძლება გამოვხატოთ ამ ერთეულთან შეფარდებით. ნახშირბადის ატომის მასის 1/12 არჩეულ იქნა ატომის მასის გაზომვის ერთეულად.
ნახშირბადის ატომის მასის 1/12 ეწოდება ატომური მასის ერთეული(ა.მ.).
ფარდობითი ატომური მასაარის მნიშვნელობა, რომელიც ტოლია კონკრეტული ქიმიური ელემენტის ატომის რეალური მასის თანაფარდობას ნახშირბადის ატომის რეალური მასის 1/12-თან. ეს არის განზომილებიანი რაოდენობა, რადგან ორი მასა იყოფა.
A r = m at. / (1/12)მ რკალი.
თუმცა აბსოლუტური ატომური მასაარის შედარებითი ღირებულებით და აქვს ერთეული a.u.m.
ანუ ფარდობითი ატომური მასა გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება კონკრეტული ატომის მასა ნახშირბადის ატომის 1/12-ს. თუ A ატომს აქვს r = 12, მაშინ მისი მასა 12-ჯერ მეტია ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ზე, ანუ, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მას აქვს 12 ატომური მასის ერთეული. ეს შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ნახშირბადთან (C). წყალბადის ატომს (H) აქვს Ar = 1. ეს ნიშნავს, რომ მისი მასა ტოლია ნახშირბადის ატომის მასის 1/12 მასის. ჟანგბადს (O) აქვს ფარდობითი ატომური მასა 16 ამუ. ეს ნიშნავს, რომ ჟანგბადის ატომი 16-ჯერ უფრო მასიურია, ვიდრე ნახშირბადის ატომის 1/12, მას აქვს 16 ატომური მასის ერთეული.
ყველაზე მსუბუქი ელემენტია წყალბადი. მისი მასა დაახლოებით 1 ამუს უდრის. უმძიმესი ატომების მასა უახლოვდება 300 ამუს.
როგორც წესი, თითოეული ქიმიური ელემენტისთვის მისი მნიშვნელობა არის ატომების აბსოლუტური მასა, რომელიც გამოხატულია a-ში. მრგვალდება ე.მ.
ატომური მასის ერთეულების ღირებულება აღირიცხება პერიოდულ სისტემაში.
მოლეკულებისთვის, კონცეფცია გამოიყენება ფარდობითი მოლეკულური წონა (Mr). ფარდობითი მოლეკულური წონა გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება მოლეკულის მასა ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ს. მაგრამ ვინაიდან მოლეკულის მასა ტოლია მისი შემადგენელი ატომების მასების ჯამის, ფარდობითი მოლეკულური მასის პოვნა შესაძლებელია ამ ატომების შედარებითი მასების უბრალოდ დამატებით. მაგალითად, წყლის მოლეკულა (H 2 O) შეიცავს ორ წყალბადის ატომს Ar = 1 და ერთ ჟანგბადის ატომს Ar = 16. ამიტომ, Mr(H 2 O) = 18.
ზოგიერთ ნივთიერებას აქვს არამოლეკულური სტრუქტურა, როგორიცაა ლითონები. ასეთ შემთხვევაში მათი ფარდობითი მოლეკულური წონა ითვლება მათი ფარდობითი ატომური წონის ტოლფასად.
ქიმიაში მნიშვნელოვან რაოდენობას ე.წ ქიმიური ელემენტის მასობრივი ფრაქციამოლეკულაში ან ნივთიერებაში. იგი გვიჩვენებს ფარდობითი მოლეკულური წონის რა ნაწილს აღრიცხავს მოცემული ელემენტი. მაგალითად, წყალში წყალბადს შეადგენს 2 წილი (რადგან ორი ატომია), ჟანგბადი კი 16-ს. ანუ, თუ წყალბადს აურიებთ 1 კგ მასით და ჟანგბადს 8 კგ მასით, ისინი რეაგირებენ გარეშე. ნარჩენი. წყალბადის მასური წილი არის 2/18 = 1/9, ხოლო ჟანგბადის მასური წილი 16/18 = 8/9.
