Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı

Yüksek mesleki eğitimin devlet eğitim kurumu

"Ufa Devlet Petrol Teknik Üniversitesi"

USPTU öğrenci kitaplığı

"Kimya" disiplini üzerine kısa bir ders dersi

kimyasal olmayan uzmanlık öğrencileri için

Genel yayın yönetmenliği altında

Profesör S.S. Zlotsky ve Profesör A.K. Mazitova

USPTU Editör ve Yayın Konseyi tarafından onaylandı

öğretim yardımcısı olarak

Yazarlar: O.F. Bulatova, S.B. Denisova, L.N. Zorina, O.I. Mikhailenko, M.A. Molyavko, M.N. Nazarov, L.Z. Rolnik, L.E. Salova, LG Sergeeva, OB Chalova, AT Chanysheva, FB Shevlyakov (Genel Kimya ve Analitik Departman); Yu.N.Biglova, E.A.Buylova, D.R.Galieva, N.M.Shaimardanov (Uygulamalı Kimya ve Fizik Bölümü)

İnceleyenler:

Ufa Devlet Havacılık Teknik Üniversitesi Kimya Bölüm Başkanı, Kimya Doktoru, Profesör V.A. Dokichev

Genel Kimya Bölüm Başkanı, Ufa Devlet İktisat ve Hizmet Akademisi, Kimya Bilimleri Adayı

doçent I.P. Zhurkina

K78 "Kimya" disiplini üzerine kısa dersler / Yu.N. Biglova ve diğerleri; altında

Toplam ed. SS Zlotsky ve A.K. Mazitova. - Ufa: USPTU, 2010 .-- 69 s.

ISBN 978-5-7831-0955-3

"Kimya" disiplini üzerine dersler kısaca sunulmaktadır. Derslerin içeriği devlet eğitim standartlarına uygundur. Modüler öğretim ilkesi yansıtılır, pratik ve laboratuvar derslerinin içeriği verilir, materyalin ek çalışması için temel literatürün bir listesi sağlanır. Kimyasal olmayan uzmanlık öğrencileri için tasarlanmıştır: AG, AT, AE, BAG, BAT, BAE, BMZ, BMP, BPG, BPS, BTE, VV, GF, DS, MZ, MP, MS, PG, PS, TE, EG , ES, ET, ayrıca AK, BOS, MX, OS, TS, TH, tam zamanlı ve yarı zamanlı çalışma biçimleri.

ISBN 978-5-7831-0955-3 © Ufa Eyalet Yağı

teknik üniversite, 2010

Önsöz

Bir teknik üniversitenin, özellikle USPTU'nun kimyasal olmayan uzmanlık öğrencilerinin müfredatı, "Kimya" disiplinini içerir. Bu konudaki uzmanlıkların büyük çoğunluğu için 12-20 ders (24-40 saat), 3-5 uygulama (6-10 saat) ve 10-15 laboratuvar (20-30 saat) verilmektedir.

Ders materyalinin içeriği iki ana bölümden oluşmaktadır: yapı, maddelerin genel (integral) özellikleri ve özellikleri temel unsurlar... Etkileşimli moddaki uygulamalı derslerde, programın kilit, temel konuları ayrıntılı olarak tartışılır, tüm kurs için en büyük öneme sahip bölümlere dikkat çekilir. Laboratuvar çalışması, termodinamik, kinetik, çözümler, elektrokimya ve en önemli dönüşümlerin çok çeşitli problemlerinin incelenmesine ayrılmıştır. organik bileşikler... Deneyler sırasında öğrenciler kimyasallar ve reaktiflerle çalışma konusunda gerekli beceri ve deneyimi kazanırlar. Birlikte ele alındığında, sınıf çalışmaları, danışmalar, ev ödevi ve bağımsız çalışma, öğrencilerin programın materyalinde başarılı bir şekilde ustalaşmalarına ve kimyada kazanılan bilgileri özel disiplinlerin çalışmasında daha fazla kullanmalarına olanak tanır.

Şu anda, "Kimya" kursunda hem basılı hem de elektronik ortamda çok sayıda ders kitabı, öğretim yardımcıları, atölye çalışmaları, problem koleksiyonları vb. bulunmaktadır. 2005-2009'da, OAH ve PHiP bölümlerinin öğretmenleri, kimyasal olmayan uzmanlık öğrencileri için kapsamlı bir eğitim literatürü yayınladı (önerilen literatür listesine bakınız).

Aynı zamanda, öğretim deneyiminden, disiplinle ilgili temel bilgileri kısa ve erişilebilir bir biçimde içeren bir ders kitabının bulunmamasının, öğrencilerin "Kimya" dersindeki ilerlemelerinin büyümesini engellediği anlaşılmaktadır.

Bu bağlamda, OAH ve PHiP USPTU bölümlerinin öğretmen ekipleri, amacı 1. yıl için "Kimya" disiplininin ana içeriği ile çalışmayı ve aşinalığı sistematikleştirmek, basitleştirmek ve kolaylaştırmak olan bu kılavuzu * ortaklaşa hazırladı. kimyasal olmayan uzmanlık öğrencileri. 23 dersin her birinin kısa bir özeti, temel hükümlerin, terimlerin, formüllerin ve tanımların bir tanımını içerir. Kendi kendine muayene ve kontrol için sorular ve ayrıca bu bölümün daha ayrıntılı ve ayrıntılı olarak belirtildiği 2 - 4 ders kitabına bağlantılar verilmiştir. Kitabın sonunda, önerilen eğitim literatürünün genişletilmiş bir listesi vardır ve testler ve sınavlar için gönderilen ana soruları listeler.

Bu kılavuz, mevcut ders kitaplarının ve atölye çalışmalarının yerini almaz, aksine, ana ders kitapları için programın bölümlerinin daha ayrıntılı ve ayrıntılı bir şekilde tanınmasını ve çalışılmasını sağlar. Aynı zamanda, basitlik ve satın alınabilirlik çalışma Rehberi Kanaatimizce öğrencilerin derslerin konusunu ve içeriğini önceden tanımasına, ders şemasını daha iyi hayal etmesine, programın ayrı bölümlerini birbirine bağlamasına olanak tanır.

Yazarlar - OAH ve PHiP bölümlerinin önde gelen öğretmenleri - her dersin ana parametrelerini, amaçlarını ve hedeflerini kısa bir tez formunda özetledi ve sistematize etti. Bu, öğrencilerin zaman kaybını en aza indirmelerine, disiplinin temel konularına ve hükümlerine odaklanmalarına olanak tanır.

Kılavuzun istisnasız herkes için yararlı ve ilginç olacağına inanıyoruz, 1. yılda "Kimya" disiplinini okuyan öğrenciler ve ayrıca genç acemi öğretmenler ve araştırmacılar tarafından derslere, laboratuvarlara ve pratik alıştırmalara hazırlanmak için talep edilecek. Bu kılavuzu öğretmenlere, ortaokul öğretmenlerine, teknik okullara, kolejlere ve ayrıca kimyanın derinlemesine incelenmesiyle ilgilenen okul - lise öğrencilerine öneriyoruz.

Doç. Dr. Builova E.A.'ya derin şükranlarımızı sunarız. ve doçent Chalova O.B. el yazması yayına hazırlamak için.

OAH Bölüm Başkanı Profesör S. Zlotskiy;

Profesör Mazitova A.K., PCiP bölüm başkanı.

Ders 1. Atomun yapısının kuantum-mekanik modeli …… .. …… ............
Ders 2. Atomların elektronik konfigürasyonları. Periyodik Kanun. D.I.'nin periyodik tablosu Mendeleyev …………………………………… ..
Anlatım 3. Temel kimyasal bağ türleri. Kovalent bağ ………… ...
Anlatım 4. Hibridizasyon teorisi ve moleküllerin geometrisi. Kovalent bağların ve moleküllerin polaritesi ve polarize edilebilirliği ………………………………… ...
Anlatım 5. Moleküller arası etkileşimler. Hidrojen bağı. ………….
Ders 6. Kimyasal termodinamik ………………………………………… ...
Ders 7. Kimyasal kinetik ……………………………………………… ..
Ders 8. Kimyasal denge ………………………………………… ..
Anlatım 9. Çözümler. Çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etme yöntemleri. Çözümlerin özellikleri ………………………………………………………… ...
Anlatım 10. Dağınık sistemler. Yüzey olayları ………………… ..
Anlatım 11. Elektrolit çözeltileri. Elektrolitik ayrışma ... ... ...
Ders 12. Suyun ayrışması. Asit ve bazların ayrışması. Hidrojen göstergesi ………………………………………………………
Anlatım 13. Çözünürlüğün çarpımı. İyon değişim reaksiyonları ……….
Ders 14. Tuzların hidrolizi. Tampon çözümler …………………………… ..
Anlatım 15. Redoks reaksiyonları ………………………
Anlatım 16. "Elektrot potansiyeli" kavramı. Elektrokimyasal işlemler ………………………………………………………………………
Ders 17. Eriyiklerin ve çözeltilerin elektrolizi ………………………………… ..
Ders 18. Metallerin genel özellikleri …………………………………. ………
Ders 19. Metallerin korozyonu. Korozyondan korunma yöntemleri ………… ..........
Ders 20. Grup II'nin ana alt grubunun metalleri. Suyun sertliği .........
Ders 21. Yapısal metaller. Alüminyum. Krom. Demir…………
Ders 22. Polimerler ……………………………………………………………
Ders 23. Kimyasal tanımlama, madde analizi …………………… ...
Kontrol soruları

Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajansı Kitap Hizmeti Rusya Federasyonu Tarım Bakanlığı Federal Devlet Bütçe Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu Saratov Devlet Tarım Üniversitesi N.I. Vavilov "GENEL KİMYA 1. sınıf öğrencileri için kısa ders dersi Eğitim yönü 110400.62 Agronomi Eğitim profili Agronomy Saratov 2011 Copyright OJSC" CDB "BIBKOM" & LLC "Ajans Kitap-Servis" "FGBOU VPO" Saratov Devlet Teknik Üniversitesi "T.I. Gubina Teknik Bilimler Doktoru, Federal Devlet Bütçe Eğitim Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu "Saratov Devlet Tarım Üniversitesi" "Biyoteknoloji ve Kimya" Bölümü Profesörü L.A. Fomenko P99 Genel kimya: 110400.62 "Agronomi" / Comp.: G.E. Ryazanov // FGBOU VPO "Saratov GAU". - Saratov, 2011 .-- 97 s. "Genel Kimya" disiplini üzerine kısa bir ders dersi, disiplinin programına uygun olarak derlenir ve 110400.62 "Agronomi" eğitimi doğrultusunda öğrencilere yöneliktir. Derslerin kısa kursu, genel kimyanın ana konuları hakkında teorik materyal içerir. Öğrencilerin kimyasal olayların temel yasaları hakkında bilgilerinin oluşturulması, bu bilgilerin doğada meydana gelen süreçlerin anlaşılması, çevre sorunlarının çözülmesi için uygulanması amaçlanmaktadır. Materyal sorulara odaklanmıştır. profesyonel yeterlilik geleceğin tarım uzmanları. UDC 54 LBC 24 Ryazanova G.Ye., 2011 FGBOU VPO "Saratov GAU", 2011 Copyright OJSC "CDB" BIBKOM "& LLC" Ajans Kitap-Hizmet "Giriş Kimya, doğa bilimlerinden biridir. Kimyasal reaksiyonlar sonucunda maddelerin yapısını, özelliklerini ve dönüşümlerini inceler. Modern kimya, sınırları koşullu olan birçok bölümden oluşur. Genel (teorik) kimyanın temeli atomik-moleküler teori, atomların ve moleküllerin yapısı teorisi, periyodiklik teorisi, kimyasal bağ teorisi, çözeltiler teorisi, redoks reaksiyonları teorisi, kompleks teorisidir. bileşikler, kimyasal kinetik, kimyasal süreçlerin termodinamiği. Genel kimya bilgisi, diğer kimyasal disiplinlerin incelenmesi ve daha sonraki zirai kimya, toprak bilimi, bitki fizyolojisi ve kimyasal bitki koruma çalışmaları için temeldir. Kimya, insanların üretim faaliyetleriyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılı bir bilimdir. Genel kimyadaki bilginin kalitesi, tarımın etkin kimyasallaştırılmasının organizasyonu ile ilgili sorunları teorik olarak anlamayı mümkün kılar. 3 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Acente Kitap-Servis ” Ders 1 TEMEL KAVRAMLAR VE KİMYA TEMEL HUKUKU 1.1. Disiplini incelemenin amaçları Kimya, doğa bilimlerinden biridir, yani doğa ve çevremizdeki dünya hakkındaki bilimlerdir. Kimya, özel bir disiplin değil, genel bir eğitimdir. büyük önem tarım işçileri için. Herhangi bir tarım uzmanının ideolojik ve profesyonel bagajının önemli bir parçasıdır. Bu, kimya eğitiminin hedeflerini belirler: Evrensel insan bilimi ve kültürünün önemli bir bileşeni olan kimya bilgisini elde etmek; Kimya çalışma yöntemlerinde ustalaşın. Entelektüel yetenekler, mantıklı düşünme yeteneği geliştirmek için kimyasal fenomen örneğini kullanmak; Kimyanın tarım için, çevre için önemini anlayın, mesleki rehberlik alın. 1.2. Kimyanın Tarımdaki Önemi Kimya tarım için büyük önem taşımaktadır. en önemli faktör tarımsal üretimin yoğunlaştırılması, tarımın kimyasallaştırılmasıdır (bu terim, 1924'te D.N. Pryanishnikov tarafından tanıtıldı). Tarımın kimyasallaştırılması, tarımda toprak verimliliğini artırmak, üretim verimliliğini ve emek verimliliğini artırmak için kimyasalların ve süreçlerin kullanılmasıdır. Aşağıdakileri içerir: Bitki besinleri içeren mineral gübrelerin uygulanması. Bunlar: - En önemli makro besinler - azot, fosfor, potasyum (NPK); - İz elementler - magnezyum, demir, bakır, çinko, molibden, kükürt, bor vb. Bitkiler için uygun bir ortam yaratan kimyasal ıslah. Bunlar: - asidik toprakların kireçlenmesi (CaCO3), vb.; - alkali tuzlu toprakların alçı sıvası (alçıtaşı - CaSO4 ∙ 2H2O), vb. Kimyasal bitki koruma ürünleri. Bunlar: - pestisitler (zararlılara ve hastalıklara karşı); - herbisitler (yabani ot kontrolü için), vb. Bitki büyüme düzenleyicileri. Biyoteknoloji araçları: mikrobiyolojik gübreler, enzimler, vitaminler vb. Tarımın kimyasallaştırılmasının etkinliği, tarım kültürüne bağlıdır. D.N. Pryanishnikov şunları söyledi: "Gerekli bilgi eksikliği, fazla gübre ile bile değiştirilemez." Yani gübreleme dozları ve zamanlaması ihlal edilirse çevre sorunları ortaya çıkar, bitkilerin metabolizması bozulur. Uygun olmayan kimyasal ıslah, toprak verimliliğini bozar. 4 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap Hizmeti 1.3. Kimyanın Konusu Kimya çalışması, kimyanın ne olduğunun anlaşılmasıyla başlamalıdır. Şu anda, kimya konusunun farklı yazarlar tarafından önerilen birkaç düzine tanımı vardır. Konuya yaklaşımın tanımının doğruluğu ve yönleri bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Bu soru bazen tartışmalı hale bile geliyor. İşte bazı tanımlar. Kimya, kimyasal bileşim ve yapıdaki bir değişikliğin eşlik ettiği maddelerin dönüşüm süreçlerini inceleyen bir bilimdir. Kimya, atomların kimyasal bileşiklerinin bilimidir ( kimyasal maddeler ah ve onların dönüşümleri. ... Bir maddede kimyasal bağın bulunması, kimyasal olup olmadığının ana kriteridir. (OS Sirotkin) Kimya, madde taşıyıcıları atom olan maddenin maddesel formunun bileşimini ve yapısını değiştirme süreçlerini inceleyen bir bilimdir. (V.E. Komarov) Görevi bağımsız iş: kimya konusunun farklı yazarlar tarafından tanımını öğrenmek (F. Engels, D. I. Mendeleev, N. L. Glinka, O.S. Zaitsev, N. N. Semenov, D. N. Knyazev, vb.) ve bu konudaki anlayışınıza en uygun olanı seçin. DI. Mendeleev şöyle inanıyordu: "Atomlar, kimyasal olarak ayrışamayan bir maddenin kimyasal birimleridir." Bir kimyasalın (en küçük parçacığı) malzeme taşıyıcısı bir atomdur. 1.4. Kimyanın temel kavramlarının ve yasalarının diyalektiği Kimya, birçok kuşak bilim insanı tarafından elde edilen deneysel verilere dayanmaktadır. Farklı ülkeler... Genel (teorik) kimyanın temeli, atom ve moleküler teori, periyodiklik teorisi, atomların ve moleküllerin yapısı teorisi, kimyasal bağ teorisi, çözümler teorisi, redoks reaksiyonları teorisi, teoridir. karmaşık bileşikler, kimyasal kinetik ve kimyasal süreçlerin termodinamiği. Atomik-moleküler teori, ortak çerçeve sadece kimya değil, tüm doğa bilimleri XVIII.Yüzyıldan itibaren yaratılmıştır ve günümüzde gelişmeye devam etmektedir. Kimyanın temel yasalarına, stokiyometri yasalarına (Yunanca stokiyon - elementten) dayanır. Stokiyometri, reaksiyona giren reaktanların miktarı ile reaksiyon sonucunda oluşan reaktanların miktarı arasındaki ilişkiyi inceleyen bir kimya dalıdır. Kimyasal reaksiyonların denklemlerinde maddelerin formüllerinin önündeki katsayılara stokiyometrik katsayılar denir. İnsanların bilgisi donmuş bir şey değildir. Bilimin bu gelişim aşamasındaki durumuna karşılık gelirler ve değişebilirler, çünkü bilim, doğal fenomenlerin her zamankinden daha doğru, derin ve eksiksiz bir yansıması için çabalayan açık bir sistemdir. Bunun bir örneği, bilimin gelişiminin farklı aşamalarında kimyanın temel yasaları hakkındaki fikirlerin değişmesidir. Kütle korunumu yasası, büyük Rus bilim adamı M.V. Lomonosov (1748-1756): 5 Copyright OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBKOM "& LLC" Ajans Kitap Hizmeti "Reaksiyona giren maddelerin kütlesi, reaksiyon sonucunda oluşan maddelerin kütlesine eşittir . Ondan bağımsız olarak, bu yasa 1789'da Fransız kimyager A.-L tarafından doğrulandı. Lavoisier Kütlenin korunumu yasası, reaksiyon denklemlerini oluşturmayı ve ilk maddelerin formüllerini ve reaksiyon ürünlerini eşitlemeyi mümkün kılar: 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O Bu, endüstriyel ölçekte istenen ürünleri elde etmek için gerekli başlangıç ​​materyallerini hesaplamanıza izin verdiği için pratik sorunları çözmek için büyük önem taşır. Yirminci yüzyılda bu yasa açıklığa kavuşturuldu. Doğanın genel yasası, enerjinin korunumu yasasıdır: Enerji, yoktan ortaya çıkmaz ve iz bırakmadan kaybolmaz, sadece kesin olarak tanımlanmış miktarlarda bir biçimden diğerine geçer. Görelilik teorisinin yaratıcısı A. Einstein (1905), kütle ve enerji arasındaki ilişkiyi kanıtladı: E = mc2 Sonuç olarak, ısı salınımı ile ekzotermik reaksiyonlar veya ısının emilmesi ile endotermik reaksiyonlar sırasında, kütle aşağıdaki denkleme göre reaksiyon ürünlerinin kütlesi başlangıç ​​maddelerinin kütlesinden biraz daha az veya daha fazla olacaktır: ∆Е = ∆mc2 Buna dayanarak, Kütlenin Korunumu Yasasının aşağıdaki formülasyonu daha doğrudur: Ekzotermik reaksiyonlar için, reaksiyona giren maddelerin kütlesi, reaksiyon ürünlerinin kütlesinin toplamına ve salınan enerjiye eşdeğer kütleye eşittir. Endotermik bir reaksiyon için, reaksiyona giren maddelerin kütlesi, reaksiyon ürünlerinin kütlesi ile emilen enerjiye eşdeğer kütle arasındaki farka eşittir. Kimyasal tepkimelerde ısının salınması veya soğurulmasıyla oluşan kütle değişimi çok küçük olduğundan, kütlenin korunumu yasasının yüksek doğrulukla yerine getirildiği söylenebilir. Kompozisyonun tutarlılığı yasasının içeriği de değişti. Bileşimin değişmezliği yasası (J. Proust (1801-1808), Fransa): Her kimyasal bileşik, hazırlanma yönteminden bağımsız olarak sabit bir bileşime sahiptir. Proust yasası temel öneme sahiptir. Moleküllerin varlığını ve atomların bölünmezliğini doğruladı. Berthollet (Fransa) Proust'un rakibi oldu. Berthollet, bir maddenin bileşiminin, hazırlanma yöntemine bağlı olduğunu savundu. Proust, büyük İngiliz kimyager John Dalton tarafından desteklendi ve Berthollet'in fikri reddedildi. Bileşimin değişmezliği yasasının yalnızca moleküler yapıya sahip maddeler için geçerli olduğu artık tespit edilmiştir. 6 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Moleküler olmayan bir yapıya sahip maddelerin bileşimi, üretim yöntemine bağlıdır (oksitler, geçiş metallerinin sülfürleri, feldspat, vb.). Berthollet'in fikri şu anda kimyasal malzeme biliminin temelidir ve burada tam olarak bir malzemenin yapısının ve özelliklerinin bileşiminin kullanılan hazırlama yöntemine bağımlılığıdır. Şimdi, sabit bileşimli maddelere daltonidler denir ve değişken bileşimli maddelere, bileşimin değişmezliği yasasının formülasyonunun tartışma konusu olduğu bilim adamlarının onuruna berthollidler denir. 1811'de Amadeo Avogadro (İtalya), 50 yıl sonra (1860) tanınan yasayı keşfetti. Avogadro Yasası: Aynı koşullar altında (p ve t) eşit hacimde farklı gazlar aynı sayıda molekül içerir. Avogadro yasasının ilk sonucu: Normal şartlar altında herhangi bir gazın bir molü 22,4 litre alır. Avogadro yasasının ikinci sonucu: Bir gazın molar kütlesi, bir gazın diğer bir gazın nispi yoğunluğunun (D) başka bir gazın molar kütlesi ile ürününe eşittir: Mgas = 2DN 2, Mgas = 29 Avogadro'nun havası kuruldu: - gaz halindeki basit maddelerin molekülleri iki atomdan oluşur (H2, O2, N2, Cl2); - Herhangi bir maddenin 1 molünde 6.023 1023 atom veya molekül bulunur (Avogadro sayısı). Eşdeğerler yasası, W. Richter (1793) ve W. Wollaston (1807) tarafından birbirinden bağımsız olarak formüle edilmiştir: Maddeler, eşdeğerleriyle orantılı miktarlarda birbirleriyle reaksiyona girer. Eşdeğerler yasası, "kimyasal eşdeğer" kavramına dayanmaktadır. Kimyasal bir eşdeğer, belirli bir asit-baz reaksiyonunda bir hidrojen katyonuna veya belirli bir redoks reaksiyonunda bir elektrona eşdeğer olan bir maddenin gerçek veya koşullu bir parçacığıdır. Eşdeğerlik faktörü f'eq, belirli bir reaksiyonun stokiyometrik katsayılarına dayalı olarak hesaplanır. Eşdeğerlik faktörü, gerçek bir parçacığın hangi fraksiyonunun belirli bir asit-baz reaksiyonunda bir hidrojen katyonuna veya belirli bir redoks reaksiyonunda bir elektrona eşdeğer olduğunu gösteren bir sayıdır. Eşdeğerlik faktörü boyutsuz bir niceliktir. Eşdeğerlik faktörü bire eşit veya birden az olabilir. Örneğin: a) H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O; feq (H2S04) = b) H2SO4 + KOH = KHSO4 + H2O; feq (Н 2 SO 4) = 1 1 2 Stokiyometrik hesaplamalar, kimyasal maddeler içeren işlemleri gerçekleştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. 7 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Atomik-moleküler doktrinin temel ilkeleri: - maddeler moleküllerden oluşur; - moleküller atomlardan oluşur; - moleküller ve atomlar sürekli hareket halindedir. Bir atom, bir kimyasal elementin elektriksel olarak nötr en küçük parçacığıdır. Bir molekül, bir kimyasalın elektriksel olarak nötr en küçük parçacığıdır. Şu anda, bir maddenin miktarını ölçmek için kullanılan birim MOL'dir. Bir mol, 0.012 kg karbon 12C'deki atom sayısı kadar yapısal birim içeren bir maddenin miktarıdır. Bir mol, 6.02 1023 (Avogadro sayısı) formül birimleri (moleküller veya atomlar) içeren bir maddenin miktarıdır. Hesaplamalar için aşağıdaki oranlar kullanılır: m nM n m M M m, n burada m maddenin kütlesidir, g; M molar kütle, g / mol; n madde miktarıdır, mol. Modern bir bakış açısından, kimyasal maddelerin yapısı farklı olabilir: moleküler (metan CH4, amonyak NH3), atomik (elmas), iyonik (tuz), radikal (Cl, H). Madde, makromoleküllerden veya farklı parçacıkların karmaşık bir kombinasyonundan oluşabilir. Modern kimya, maddi dünyanın sonsuz niteliksel çeşitliliği ilkesinden yola çıkar. Farklı yapılara sahip maddeler farklı kalıplara uyarlar. 1.5. Kimya çalışma yöntemleri Kimyasal olayları, teorilerini ve kategorilerini uygularken yalnızca felsefe açısından derinlemesine anlamak mümkündür. Felsefe, bilgelik sevgisidir (felsefe - Yunanca). Felsefenin en önemli teorisi diyalektiktir. Diyalektik - Felsefenin kategorileri, Madde, hareket, çelişki, doğa, toplum ve düşünce, nicelik ve nitelik, neden ve sonucun en genel yasalarının doktrini.Madde, nesnel gerçekliği belirtmek için felsefi bir kategoridir. Madde Türleri Madde, durgun kütle m ≠ 0 ile karakterize edilen bir madde türüdür; Kimyasal madde, malzeme taşıyıcısı atomlar olan bir madde türüdür; Alan - sıfır durgun kütleye sahip bir madde türü (manyetik, elektromanyetik, yerçekimi alanı) m = 0; Vakum maddenin özel bir halidir. İçinde parçacık (boşluk) yoktur, ancak kısa süreli enerji dalgalanmalarından “sanal parçacıklar” ortaya çıkar. Gerçek parçacıklar güçlü alanlarda görünür. Plazma, maddenin çok özel bir halidir. yüksek sıcaklıklar(> 7000). Temel parçacıklardan, çekirdeklerden, iyonlardan bir gaz görünümü oluşur. 8 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”BEC (gaz halindeki Bose-Einstein yoğuşması), ultra düşük sıcaklıklarda maddenin yeni bir halidir. Özel özellikler: ışık, dönen bir kara deliğin yakınında olduğu gibi V = 17 m / s'ye yavaşlar. Şekil 1.1. Maddenin hareket biçimleri (f.dm) Şekil 1.2. Hareket türleri Şekil. 1.3. İnorganik maddenin evrimi 9 Copyright OJSC CDB “BIBKOM” & LLC “Ajans Kitap-Hizmet” Kimyasal olaylarda nedensel ilişkiler Determinizm ilkesi: Gerçek olaylar, belirli nedenlerin bir sonucu olarak doğal olarak ortaya çıkar, gelişir ve yok edilir. Şekil 1.4. basit devre nedensellik Şekil 1.5. Bazı hidroksitlerin özelliklerinde nedensel ilişkiler Kimyasal olayları inceleme yöntemleri Deney Gözlem Kimyasal reaksiyonların modellenmesi Tümevarım, özelden genele doğru bir akıl yürütme yöntemidir. Tümdengelim, genelden özele doğru bir akıl yürütme yöntemidir. Genel kurallar belirli sorunları çözmek için uygulanmalıdır. Analoji, kimyasal nesnelerin bir özelliğinin benzerliğine dayanarak, diğer özelliklerdeki benzerlikleri hakkında bir sonuca varılan bir biliş yöntemidir. Yani formülü bilmek fosforik asit , ortoarsenik asit için formül yazabilirsiniz. Analiz - bir kimyasal maddenin veya kimyasal fenomenin kendisini oluşturan parçalara (özellikler, işaretler) ayrılması. 10 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Sentez, bir kimyasal maddenin veya kimyasal fenomenin yanlarının, özelliklerinin, işaretlerinin tek bir bütün halinde birleşimidir. Bir kavram, bir nesne veya özellikleri hakkında bir düşüncedir.Yargı, kavramlarla yapılan bir işlemdir.Çıkarım, yargılarla yapılan bir işlemdir.Şema 1.1. Mantıksal düşünme biçimleri Mesleki yönelim konusunu ele almak için edindiğimiz bilgileri uygulamaya çalışalım. Bunun için şunları uygularız: - kimyasalların özelliklerine ilişkin kavramlar; - kesinti yöntemi; - "neden-sonuç" kategorisi; - mantıksal düşünme biçimleri: kavram → yargı → çıkarsama. Görev: CuSO4 mikro gübre kullanımı alkali topraklarda etkili midir? CuSO4 + 2NaOH = Cu (OH) 2 ↓ + Na2SO4 çözünür çözünmez 1. Kavramlar: CuSO4 - çözünür tuz. Cu (OH) 2 ↓ zayıf çözünmeyen bir bazdır. 2. Yargı: Bitkiler tarafından emilmek için sadece çözünür maddeler mevcuttur. Alkali topraklarda çözünür CuSO4, çözünmeyen Cu (OH) 2 ↓'ye dönüşür ve bitkiler tarafından erişilemez hale gelir. 3. Sonuç: Alkali topraklarda CuSO4 kullanımı pratik değildir. Öz değerlendirme soruları 1. Bu soruyla ilgili anlayışınıza uyan bir kimya tanımı verin. 2. 18. ve 21. yüzyıllarda kütlenin korunumu yasası anlayışını karşılaştırır. 3. Gelişim tipini belirleyin (kimyasal reaksiyonlarda ilerleme veya gerileme): H2CO3 = CO2 + H2O CaO + CO2 = CaCO3 4. Analoji yöntemini kullanarak arsenik ve selenik asit formüllerini yazın. 5. Alkali topraklarda FeSO4 mikro besin gübrelemesinin etkisizliğini açıklamak için tümdengelim uygulayın. 6. D.N.'nin sözlerini nasıl anlıyorsunuz? Pryanishnikova: "Gerekli bilgi eksikliği, fazla gübre ile bile değiştirilemez"? 11 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarigin. - E.: Bustard, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. Ek 1. Egorov, V.V. Çevre Kimyası. / V.V. Egorov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 192 s. 2. Naydysh, V.M. Modern doğa bilimi kavramları. / VM Foundysh. - E.: AlfaM; INFRA-M, 2004, - 622 s. 3. Sirotkin, O.S. Kimya yerinde. / İŞLETİM SİSTEMİ. Sirotkin // Kimya ve Yaşam. - 2003. - № 5. - S. 26. 4. Mineev VG, Nitrat ve fosfatların savunmasında. / V.G. Mineev // Kimya ve Yaşam. - 2008. No. 5. - S. 20. 5.http: //www.xumuk.ru/encyclopedia/2/2994.html 12 Telif hakkı OJSC "CDB" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap-Servis "Ders 2 MODERN ATOM YAPISI İLE İLGİLİ ÖĞRETİM 2.1. Atomun yapısı hakkında fikirlerin diyalektiği Klasik kimyada iki tür mikroparçacık hakkında fikirler vardı - atomlar ve moleküller. 19. yüzyıla kadar bilim, atomun bölünmez olduğu ve onu oluşturan parçaları içermediği fikrine sahipti. 19. yüzyılın sonunda, fizikçiler atomun yapısının karmaşıklığını kanıtlayan gerçekleri keşfettiler (elektronun keşfi, katot ışınları, radyoaktivite olgusu). 1911'de Nobel ödüllü Ernest Rutherford, parçacıkların ince metal plakalar tarafından saçılması üzerine bir dizi deney temelinde, atomun yapısının nükleer (gezegensel) bir modelini önerdi. Rutherford'un gezegensel atom modeli Atom, pozitif yüklü bir çekirdekten ve yörüngelerde çekirdeğin etrafında dönen negatif yüklü elektronlardan oluşur. Rutherford modelinin çelişkileri 1. Atom neden kararlıdır? Klasik fizik yasalarına göre, çekirdeğin etrafında hareket eden bir elektronun enerji yayması, 10-8 saniyede tüketmesi gerekir. ve çekirdeğe düşer. 2. Bir elektron sürekli bir akışta enerji yayarsa, bu sürekli bir spektruma karşılık gelmelidir. Ancak spektrum lineerdir. Niye ya? Bu sorunları çözen Niels Bohr, 1913'te Rutherford'un nükleer atom modelini Planck'ın kuantum ışık teorisiyle birleştiren bir teori önerdi. Bohr'un ana fikri (çok cesur): Bir elektronun bir atomdaki hareketi klasik fizik yasalarına uymaz. Makro kozmosta ve mikro kozmosta farklı yasalar işler. Bohr'un varsayımları 1. Bir atomdaki elektron herhangi bir yörünge boyunca değil, belirli bir sabit yörünge boyunca hareket eder ve enerji yaymaz. 2. Enerjinin kısımlar halinde yayılması (kuanta) ancak bir elektron bir yörüngeden diğerine hareket ettiğinde meydana gelir Bohr'un teorisi atomun bazı önemli özelliklerini açıklayamıyordu, içinde çelişkiler vardı. 1920'lerde atomun yapısının kuantum mekaniksel teorisi oluşturuldu. Teori, Louis de Broglie'nin (1924) fikrine dayanmaktadır: Elektron çift parçacık-dalga özelliklerine sahiptir, yani. hem parçacıkların hem de dalgaların özelliklerini aynı anda 13 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Servis ”Elektron bir parçacık olarak kütleye sahiptir, tek bir bütün olarak kendini gösterir. Elektronun dalga özellikleri, hareketinin özelliklerinde, elektronun girişim ve kırınımında kendini gösterir. De Broglie'nin denklemi bu ikiliği (ikiliği) yansıtır: λ = h / m, burada h Planck sabitidir; m parçacığın kütlesidir; - parçacık hızı. E. Schrödinger (Avusturya, 1926), çözümü, üç boyutlu dalga sürecinin genliğine karşılık gelen elektron Ψ (x, y, z) dalga fonksiyonunu bulmaya izin veren bir denklem formüle etti. Schrödinger denklemi (Avusturya, 1926) ψ х2 2 ψ у2 ψ z2 2 2 8π 2 m (E V) ψ h2 0, dalga fonksiyonu nerede; x, y, z - üç boyutlu uzayın koordinatları. 2 değeri, perinükleer uzayda çeşitli noktalarda bir elektron bulma olasılığına karşılık gelir. Schrödinger denkleminin çözümü elektron yörüngesini bulmayı sağlar. Van den Brook (Holland, 1912) şunları önerdi: Herhangi bir elementin atomunun çekirdeğinin yükü, periyodik sistemdeki elementin sıra sayısına sayısal olarak eşittir. Bu dahiyane sezgisel tahmin, 1913'te Moseley (İngiltere) tarafından deneysel olarak doğrulandı. 2.2. Atom yapısının modern kuantum mekanik modeli Atom karmaşık bir yapıya sahiptir. Protonları ve nötronları içeren pozitif yüklü bir çekirdekten ve çekirdeğin etrafında hareket eden negatif yüklü elektronlardan oluşur. Bir atomdaki bir elektron muazzam bir değişken hızda hareket eder. Yörüngesi bilinmiyor. Bir elektron düzensiz, rastgele hareket ederek bir elektron bulutu (elektron yörüngesi) oluşturur. Bir elektron yörüngesi, elektronun hareket etme olasılığının en yüksek olduğu bir atomun çekirdeğinin etrafındaki boşluk bölgesidir. Bir atomdaki elektronun davranışı, Heisenberg belirsizlik ilkesi ile karakterize edilir: bir atom ölçeğindeki bir mikroparçacık için, koordinatları ve açısal momentumu aynı anda aynı doğrulukta belirtmek imkansızdır. Kuantum sayıları Bir atomdaki elektronun durumunun tanımı, dört kuantum sayısı ile belirlenir. Temel kuantum sayısı n, belirli bir seviyede bir elektronun enerji deposunu ve çekirdeğe olan mesafesini karakterize eder. Elektronik seviyenin sayısına karşılık gelir. Tam sayıların değerlerini alır: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... 14 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet elektron. Elektron bulutunun (yörünge) uzaysal şeklini tanımlar. 0'dan n - 1'e kadar tamsayı değerlerini kabul eder. Sayısal değerler (0, 1, 2, 3) harf atamalarına sahiptir (s, p, d, f). Tablo 2.1 - Yörünge kuantum sayıları ve orbitallerin şekli 0 1 2 3 Yörüngenin şekli Top Şeklinde Dambıl İki çapraz dambıl Daha da karmaşık bir şekil l (s) (p) (d) (f) Aynı kütleye sahip elektronlar Elektron yörüngelerinin şekli, belirli bir enerji seviyesinde alt seviyeler oluşturur. Düzey başına alt düzey sayısı, düzey numarasına karşılık gelir. Tablo 2.2 - Alt seviyelerin sayısının, seviye sayısına bağımlılığı n (seviye) 1 2 3 4 l (alt seviyeler) S s, ps, p, ds, p, d, f Uzaydaki bulutlar. 0 (sıfır) dahil olmak üzere hem pozitif hem de negatif, tesadüfi kuantum sayısının değeri içindeki tamsayı değerlerini kabul eder. Tablo 2.3 - m Kenar değerleri ile manyetik kuantum sayıları arasındaki ilişki Değerler m 0 (bir) 1, 0, –1 (üç) 2, 1, 0, –1, –2 (beş) 3, 2, 1, 0, –1 , –2, –3 (yedi) l 0 1 2 3 Manyetik kuantum sayısının Nm değerlerinin sayısı şu formülle hesaplanabilir: Nm = 2l +1, burada l yan kuantum sayısının değeri. Tablo 2.4 - Alt düzeylerdeki orbital sayısı Alt düzey sp D f Yörünge sayısı - (bir) - - - (üç) - - - - - (beş) - - - - - - (yedi) 15 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC "Ajans Kitap Hizmeti" Spin kuantum sayısı, elektronun momentumunun uygun anını karakterize eder. h 1 1 + ve - (birim olarak) değerlerini kabul eder. 2 2 2 Pauli ilkesi Bir atom, dört kuantum sayısının hepsinde aynı değerlere sahip iki elektrona sahip olamaz. Sonuç: Bir yörüngede zıt spinli en fazla iki elektron olabilir. Tablo 2.5 - n seviyesindeki maksimum elektron sayısı N 1 2 2 8 3 18 4 32 Nn = 2n2, burada n, seviyenin sayısıdır (ana kuantum sayısı). Tablo 2.6 - l'nin bir yan kuantum sayısı olduğu l N1 0 (s) 2 alt seviyesindeki maksimum elektron sayısı. 1 (p) 6 2 (d) 10 3 (f) 14 N1 = 2 (2l + 1), Minimum enerji ilkesi Bir atomdaki bir elektron, düzeyde ve alt düzeyde minimum enerji kaynağı olan bir konumu işgal eder. onun için enerjik olarak uygun ve kararlı. 1s< 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p Рисунок 2.1. Схема расположения энергетических подуровней в многоэлектронном атоме 16 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Правило Хунда Устойчивому состоянию атома соответствует такое распределение электронов в пределах энергетического подуровня, при котором величина суммарного спина электронов максимальна. Это условие выполняется, если электроны заполняют все свободные орбитали сначала по одному, а затем происходит пополнение каждой орбитали вторым электроном. Пример: Рисунок 2.2. Последовательность заполнения электронами р – подуровня Правила В.М. Клечковского 1. Уровни и подуровни атомов заполняются электронами в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел (n+l). 2. При одном и том же значении суммы (n+l) электроны заполняют орбитали с меньшим п, но с большим l. 2.3. Электронные формулы элементов На основе принципа Паули, принципа минимальной энергии, правила Хунда, представлений об энергетических уровнях и подуровнях составляются электронные формулы элементов. Электронные формулы показывают распределение электронов на энергетических уровнях и подуровнях. При составлении электронной формулы сначала пишут цифру, соответствующую номеру энергетического уровня, на который поступает электрон. Затем пишут букву, соответствующую подуровню и справа наверху, в виде показателя, обозначают число электронов на данном подуровне. Примеры: I период (один энергетический уровень) Электронная формула: Н 1S1 Электронно-графическая формула: Водород Н №1 +1 (заряд ядра) 1ē 1-й S - элемент 1 S Степень окисления водорода: +1 (Н2О, NH3, HCl) Исключение: степень окисления водорода – 1 в соединениях с очень активными металлами (NaH, KH). 17 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Водород Водородное пламя создает t = 2800o Восстановитель Источник, переносчик и концентратор энергии Получение аммиака, жидкого топлива, твердых жиров Экологически чистое топливо будущего Схема 2.1. Значение и применение водорода Элементы, у которых электроны заполняют s - подуровень, называются s– элементами. Первые два элемента любого периода являются s–элементами. Не Гелий Не №2 +2 (заряд ядра) 1S2 1 S первый уровень завершен 2å 2-й S - элемент Гелий – инертный газ. Гелий Дирижабли с гелиевым наполнением Теплоноситель ядерных реакторов В медицине: гелиевый воздух лечит бронхиальную астму, применяется для водолазов В электронике: жидкий гелий – среда для сверхпроводников Схема 2.2. Значение и применение гелия (инертный, легкий) Литий Li №3 +3 (заряд ядра) 3ē 1-й S - элемент II период (два энергетических уровня) Li 1S2 2S1 (валентный уровень) Литий – активный щелочной металл. Степень окисления: +1. Формулы соединений: Li2O → LiOH. Литий В атомной технике: теплоноситель, растворитель соединений урана Для кондиционирования воздуха применяют соли лития В медицине: для лечения психических расстройств Схема 2.3. Значение и применение лития 18 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Be 1S2 2S2 Бериллий Ве №4 +4 (заряд ядра) 4ē 2-й S - элемент (валентный уровень) Бериллий – амфотерный металл. Соединения: ВеО → Ве(ОН)2 Н2ВеО2 Бериллий Материалы космической, ракетной и авиационной техники Бериллий токсичен ПДК в воздухе – 0,001 мг/м3 Для человека, животных вреден: рахит, ослабление костной ткани, отек легких Для растений безвреден Схема 2.4. Значение и применение бериллия При получении энергии извне (при нагревании) атомы переходят в возбужденное состояние. При этом электронная пара распаривается и электрон переходит в свободную орбиталь подуровня в пределах своего номера уровня. В 1S22S22р1 Электронно-графическая формула Бор (валентный уровень) №5 +5 (заряд ядра) 5ē 1-й р - элемент Бор Бороводородное топливо, военная техника, легирование стали Важнейший микроэлемент, влияет на белковый и углеводный обмен Схема 2.5. Значение и применение бора Бор – первый р – элемент второго периода. Элементы, у которых электроны заполняют р – подуровень, называются р – элементами. Последние 6 элементов любого периода (кроме первого и седьмого) являются р – элементами. 19 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Свойства s – и р – элементов У s– и р– элементов электроны заполняют внешний уровень от 1 до 8. Химические свойства элементов меняются быстро, от металлических к неметаллическим и до инертного газа. Количество электронов на внешнем уровне у s– и р– элементов соответствует номеру группы, в которой находится элемент. У s– и р– элементов валентными являются электроны внешнего уровня. Главные подгруппы образуют s– и р– элементы. Правила нахождения степени окисления элемента 1. Отрицательная степень окисления элемента (неметалла) равна числу электронов, которое он принимает для завершения внешнего уровня до 8 электронов. 2. Положительные степени окисления элемента равны (обычно, есть исключения) числу неспаренных электронов в нормальном и возбужденном состоянии атома, которые он отдает. Вопросы для самоконтроля 1. Определите понятие «атом». 2. Из чего состоит атом? 3. Какие частицы входят в ядро атома? 4. Что общего и что различного у электронов атома углерода? 5. Сформулируйте основную идею Нильса Бора, Луи де Бройля. 6. Что такое электронная орбиталь? 7. Сколько орбиталей на s –, p –, d –, f – подуровнях? 8. Как проявляется в строении атомов элементов принцип минимальной энергии? 9. Как вы понимаете принцип Паули? 10. Объясните, как вы понимаете правило Хунда. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная 1. Глинка, Н.Л. Общая химия /Н.Л. Глинка – М.: КНОРУС, 2009. – 752 с. 2. Князев, Д.А. Неорганическая химия/Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин – М.: Дрофа, 2004. – 592 с. 3. Рязанова, Г.Е. Общая и неорганическая химия. Таблицы и схемы /Г.Е. Рязанова. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2006 – 284 с. Дополнительная 1. Клинский, Г.Д. Неорганическая химия /Г.Д. Клинский, В.Д. Скопинцев. – М: Изд-во МСХА, 2001. – 384 с. 2. Гельфман, М.И. Неорганическая химия /М.И. Гельфман, В.П. Юстратов. – СПб.: Издво «Лань», 2009. – 528 с. 3. Неорганическая химия (биогенные и абиогенные элементы): Уч.пособие / под ред. В.В. Егорова. – СПб.: Изд-во «Лань, 2009. – 320 с. 4. ru.wikipedia.org 20 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Лекция 3 ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 3.1. periyodik yasa ve elementlerin periyodik tablosu D.I. Mendeleev - modern kimyanın temeli Periyodik yasa ve D.I.'nin periyodik sistemi. Mendeleev, kimya biliminin en büyük başarısıdır. Kanunun keşfi ve periyodik sistemin yaratılması, büyük Rus bilim adamı D.I.'nin uzun ve sıkı çalışmasının sonucudur. Mendeleyev. Periyodik yasa: Basit cisimlerin özelliklerinin yanı sıra elementlerin bileşiklerinin formları ve özellikleri, periyodik olarak elementlerin atom ağırlıklarının değerine bağlıdır DI Mendeleev (1869) Mendeleev, "Gelecek, periyodik yasayı tehdit etmiyor" yıkımla, ancak yalnızca üst yapılar ve geliştirme vaatleriyle." ... Periyodik yasa 19. yüzyılda keşfedildi. Yirminci yüzyılda S.A. Shchukarev şunları söyledi: "Sistemin tam anlamını anlamak, ulaşılamaz ve tamamen anlaşılmaz gerçeklerden biri olarak, bir kişinin çözümü için her zaman çaba göstereceği dipsiz bir derinlik sorunudur." Periyodik yasa (modern formülasyon) Elementlerin özellikleri ve ayrıca elementlerin bileşiklerinin formları ve özellikleri, periyodik olarak atomlarının çekirdeklerinin yüklerinin büyüklüğüne bağlıdır.Periyodik sistemde, kapsamlı kimyasal bilgi yoğunlaşmıştır. son derece kısa bir form. Periyodik element tablosu, belirli uzay ve zaman koşullarında düşünülmelidir. Ultra yüksek sıcaklıklarda atom elektronlarını kaybeder, yüksek basınç atomlardaki düzenlerini değiştirir. Bu koşullar altında, atomlar periyodik yasaya uymayı bırakırlar. Periyodik element tablosu, periyodik yasanın grafik (tablo) bir ifadesidir.Sistem, sıralı bir küme anlamına gelen katı bir matematiksel kategoridir. Fonksiyon kümeleri arasında bağlantı kurmak için matrisin temsili kullanılır. Matris, satır ve sütunlardan oluşan dikdörtgen bir tablodur. 21 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Tablosu 3.1. DI Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik tablosu 22 Copyright OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap Hizmeti "Periyodik tablo bir tür matristir. Elementleri kimyasal elementlerdir. Çizgiler dönemlerdir. Sütunlar gruplardır. Periyodik tablo, bireysel kimyasal elementlerin, iç ilişkilere tabi olarak, sıralı bir element dizisini temsil ettiği gerçeğini yansıtır. Her kimyasal element, rastgele bir oluşum değil, maddenin gelişiminde doğal bir adımdır. Kimyasal elementlerin sınıflandırılması Belirli özelliklere sahip maddelerin elde edilmesi Felsefe yasalarının doğrulanması Daha ileri araştırmaları öngörmek için bir araç Periyodik yasa Tarım kimyası Minerallerin jeolojik keşfi Uzay araştırması Tıp, ilaç endüstrisi Şema 3. 1. Periyodik yasanın anlamı "Ortalama bileşimindeki canlı madde toprakla ilişkilidir ve hücrelerini, maddenin Güneş ve yıldızların atmosferinden veya malzemelerden inşa edildiği aynı yasalara göre elementlerden oluşturur." A.E. Fersman Periyodik elementler sistemi, şu anda açık olan, 7 periyot ve 8 grupta yer alan 118 elementi içermektedir. 3.2. Periyodik tablo yapısı Her kimyasal elementin bir seri numarası vardır. Seri numarası şuna eşittir: atom çekirdeğinin yükü; çekirdekteki proton sayısı; nötr bir atomdaki toplam elektron sayısı. Periyot, s elementleri (alkali metaller) ile başlayan ve p elementleri (soy gazlar) ile biten yatay bir element dizisidir. Dönem boyunca, harici elektronik seviyenin inşası 1 ila 8 elektron arasında gerçekleşir. Tamamlanmış dış seviye 8 elektron içerir. Periyot numarası, atomdaki enerji seviyelerinin sayısına karşılık gelir. Periyot I sadece iki eleman içerir (bir satır). İkinci ve üçüncü periyotların her biri 8 element içerir. I, II ve III periyotlarına "küçük periyotlar" (bir satır) denir. IV, V ve VI periyotları (büyük periyotlar) iki sıradan oluşur. 23 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Bir grup, aynı tip elektronik konfigürasyona sahip dikey bir öğe dizisidir. Öğe grubu iki alt grup içerir: ana (A) ve ikincil (B). Ana alt gruplar s - ve p - elementleridir. Yan alt gruplar d - elemanlarını oluşturur. Ana alt grupların elementleri için dış enerji seviyesindeki elektron sayısı (ē) grup numarasına eşittir. Yan alt grupların elemanları için dış enerji seviyesindeki elektron sayısı, grup numarasından bağımsız olarak 2'dir. Elementlerin atomlarının elektronik yapısındaki periyodik bir değişiklik, elementlerin kimyasal özelliklerinde ve ayrıca oluşturdukları karmaşık bileşiklerde periyodik bir değişikliğin nedenidir. Eğitim problemlerini çözmek için periyodik sistemin değeri Periyodik sistemi kullanarak bir elementin kimyasal özelliklerini karakterize edebilirsiniz. Bunu yapmak için periyodik sistemin sayılarını atomun yapısını ve elementin özelliklerini ortaya çıkaran bir şifre olarak kullanmanız gerekir. 3.3. Bir elementin atomunun genel özellikleri için algoritma 1. Elementin sıra numarası (No.). 2. Atom çekirdeğinin yükü (Z). 3. Atomun çekirdeğindeki proton sayısı (p +). 4. Bağıl atom kütlesi (Ar). 5. Bir atomun çekirdeğindeki nötron sayısı (hayır). 6. Bir atomdaki toplam elektron sayısı (ē). 7. Periyot numarası → enerji seviyesi sayısı. 8. Grup numarası, alt grup (ana veya ikincil) → atomun dış seviyesindeki ē sayısı. 8.1. Ana alt grup → dış seviyedeki ē sayısı grup numarasına eşittir. 8.2. Dış seviyedeki yan alt grup sayısı ē, grup numarasından (veya 1) bağımsız olarak 2'dir. 9. Elemanın metal mi yoksa ametal mi olduğunu değerlendirin (dış düzeydeki ē sayısı). 10. Elemanın (s, p veya d) hangi elektronik aileye ait olduğunu ve bu elektronik ailenin elemanlarından hangisi olduğunu belirleyin. 11. Elektronik bir formül yapın, değerlik elektronlarını vurgulayın. 11.1. Ana alt grubun bir elemanı için - dış seviyenin elektronları. 11.2. Bir yan alt grubun bir elemanı için - dış seviyenin elektronları ve sondan bir önceki seviyenin alt seviyesinin d. 12. Elektronik-grafik formülleri (Hund kuralına göre) çizin, değerlik elektronlarının normal ve uyarılmış durumda seviyelerde ve alt seviyelerde dağılımını gösterin. 13. Elementin oksidasyon durumunu adlandırın. 14. Elementin oksidasyon durumlarına karşılık gelen en önemli bileşiklerin (oksitler, hidroksitler, hidrojen bileşikleri) formüllerini yazın. 15. En önemli bileşiklerin özelliklerini karakterize edin. 24 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”16. Elementin ve bileşiklerinin bitkiler, tarım ve sanayi için anlamını ortaya çıkarmak. Örnekler: Azot N 1) No. 7 9) Metal olmayan (ē'yi kabul eder, ancak 2) +7 (nükleer yük) v 3) 7p + 10) 3. p - element 4) Ar = 14 11) Elektronik formül : 5 ) 7no 1s22s22p3 değerlik seviyesi 6) Toplam 7 ē 7) II periyodu - iki enerji seviyesi 12) Elektronik-grafik formül: 8) V grubu, ana alt grup - 5 ē dış seviyede, uyarma imkansızdır 13) Oksidasyon durumları: - 3, +1 , +2, +3, +4, +5. 14) En önemli bileşiklerin formülleri 3 1 N H3 → amonyak NH4OH → NH4Cl, NH4NO3, (NH4) SO4 amonyum hidroksit amonyum tuzları Amonyum mineral gübreler Oksijen bileşikleri: 2 2 1 2 kayıtsız oksitler N 2 O, NO - 3 2 НNO2 → N 2 O3 → nitröz asit 4 2 kahverengi gaz N O2 - 5 2 НNO3 → N 2 O5 → nitrik asit tuzları - nitritler - NaNO2 tuzları - nitratlar - KNO3, Ca (NO3) 2, NH4NO3 nitrat azotlu gübreler (nitrat) Azot en önemli makro besindir. Fosfor Р Р 1s22s22p63s23р3_ değerlik seviyesi Entlerin çekirdek seviyesinin elektron grafik formülü Oksidasyon durumları: -3, +3, +5 R H 3; Р2 Н 4 Р2 О 3 2 Р2 О 5 → Н3РО4 → tuzlar - fosfatlar → Н3РО3 → tuzlar-fosfitler fosfor asit Fosforik asit formları: НРО3 - meta - Н3РО4 - orto - Н4Р2О7 - pyro - Н4Р2О7 - pyro - Na3PO4 Na2PO4 Kalsiyum gübresi fosfat (süperfosfat) CaHPO4 ∙ 2H2O - kalsiyum hidrofosfat (çökelti) Ca3 (PO4) 2 ↓ - kalsiyum fosfat (fosforit un) Fosfor en önemli makro besindir. d - büyük periyotların elemanları Büyük periyotlarda (4, 5, 6, 7) s– ve d– elemanları arasında 10 d– elektronların doldurduğu elemanlar eklenir d - ikinci dış seviyenin alt seviyesi. Tüm d - elementleri, grup numarasından bağımsız olarak, dış seviyede iki elektrona (veya bir elektron kayması varsa bir elektrona) sahiptir. Bu nedenle, d - öğeleri sergiler metalik özellikler ... d - elementler için, iki seviyenin elektronları değerliktir - sondan bir önceki seviyenin dış seviyesi ve d - alt seviyesi, yani (n - 1) d ve nSnP. d - elementler periyodik sistemin yan alt gruplarını oluşturur. Çoğu d - metalinin birkaç oksidasyon durumu vardır, bu nedenle bileşikleri redoks özellikleri gösterir. d - elementlerinin oksitleri ve hidroksitleri, kendilerini oluşturan d - elementinin oksidasyon durumuna bağlı olarak bazik, amfoterik veya asidik özelliklere sahiptir. d - metaller iyi kompleks yapıcı ajanlardır ve kararlı kompleks bileşikler oluştururlar. d - metaller manganez, kobalt, bakır, çinko hayati eser elementlerdir. Bu metallerin sülfatları, ekim öncesi tohum muamelesi ve bitkilerin yapraktan beslenmesi için kullanılan mikro besinler olarak kullanılır. Örnek: Demir Fe Fe 1s22s22p63s23р63d64s2 değerlik seviyeleri № 26 26 ē 6. d-element Elektron grafik formülleri Fe'nin oksidasyon durumu: +2, +3, +6. 26 Copyright OJSC CDB BIBCOM & LLC Ajans Kitap Servisi En önemli bileşikler 2 Fe O → Fe (OH) 2 bazik bazik oksit özellikleri 3 H3FeO3 → ferrit tuzları KFeO2 Fe2 O3 → Fe (OH) 3 Н2О НFeO2'nin zayıf zayıf amfoterik amfoterik özellikleri 6 Fe O3 → H2FeO4'ün asidik özellikleri → ferrik asit K2FeO4 tuzları-ferratlar (oksitleyici ajanlar) Demir en önemli eser elementtir. 3.4. Elementlerin ve bileşiklerinin özelliklerindeki değişikliklerin periyodikliği Kimyasal elementlerin özellikleri periyodik olarak değişir. Periyodik olarak değişen: atomların yarıçapları (R); iyonlaşma enerjisi (iyonlaşma potansiyeli I); elektron ilgisi (E) elektronegatiflik (χ) χ = I + E veya χ = I E. 2 Atom yarıçapı (R) artan seri numarası (yatay periyodiklik) ile azalır. Sebep: Atom çekirdeğinin yükü artar ve periyottaki enerji seviyelerinin sayısı sabittir. Yarıçap ne kadar küçük olursa, atomun elektron vermesi o kadar zor olur (metalik özelliklerde azalma). Büyük periyotlarda aşağıdakiler gözlenir: 1. d - sıkıştırma (d - elementler satırındaki yarıçapta azalma); 2. f - sıkıştırma (f - elemanlarının satırındaki yarıçapın azaltılması); a) VI döneminde - lantanoid sıkıştırma; b) VII döneminde - aktinoid sıkıştırma. Gruplarda, seri numarasındaki artışla, elemanların yarıçapları artar (ana düzenlilik). Sebep: Enerji seviyelerinin sayısında bir artış. Sonuç: Elektron verme yeteneğinin artması → metalik özelliklerin iyileştirilmesi. Tablo 3.2 - IA grubundaki yarıçapta normal değişim Element R, nm Li 0.155 Na 0.189 K 0.236 Rb 0.248 Elementlerin metalik özellikleri artar. 27 Cs 0.268 Fr 0.280 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kniga-Servis Tablo 3.3 - f - grubundaki sıkıştırma nedeniyle R'deki değişim modelinin ihlali IB Elemanı R, nm Cu 0.128 Ag 0.144 Au 0.144 Yan alt gruplarda, metalik özellikler elementler azalır (lantanit sıkıştırmasının etkisi). İyonlaşma enerjisi, bir atomdan bir elektron koparmak için gereken enerjidir. İyonlaşma potansiyeli I, bir elektronu ondan çıkarmak için bir atoma uygulanması gereken en küçük voltajdır (elektron-volt cinsinden). İyonlaşma potansiyeli I, elementlerin metalik ve indirgeme özelliklerini karakterize eder. E0 = E + + ē atom iyonu Genel model: Seri numarasının arttığı dönemlerde iyonlaşma potansiyeli artar. I değeri periyodun sonunda maksimum değerine ulaşır. Genel model: Artan seri numarası ile gruplardaki iyonlaşma potansiyelleri azalır. Genel kalıbın ihlali: (alt seviyeyi doldurma derecesinin etkisi). Tamamen veya elektronlarla yarı dolu olan alt seviyeler en kararlı olanlardır (I artar). Tablo 3.4 - Alt seviyenin dolum derecesinin iyonizasyon potansiyeli üzerindeki etkisi Element Değerlik elektronları I, eV N 2s22p3 14.53 O 2s22p4 13.61 Tablo 3.5 - Lantanit sıkıştırmasının iyonizasyon potansiyeli üzerindeki etkisi Element R, nm I, eV Cu 0.128 7.73 Ag 0.144 7 , 57 Au 0.144 9.22 Elektron ilgisi (E, eV) bir elektron bir atoma bağlandığında salınan enerjidir Elektron ilgisi elementlerin metalik olmayan, oksitleyici özelliklerini karakterize eder. Genel model: Seri numarasının arttığı dönemde elektron ilgisi artar. Grupta seri numarası arttıkça elektron ilgisi azalır. 28 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Tablo 3.6 - VII - A grubundaki elektron ilgisindeki değişim Element E, eV F 3.62 Cl 3.82 Br 3.54 J 3.24 Elektronegatiflik (χ), atomların bir Elektronları kendilerine çeken molekül. Elektronegatifliğin ölçüsü, iyonlaşma enerjileri (I) ve elektron ilgisi (E) χ = I + E'nin toplamına eşit enerji olarak kabul edilir. Geleneksel olarak Li 1 olduğu varsayılmıştır. Geleneksel olarak, metaller ve metal olmayanlar arasındaki sınır 2'dir (veya 1.7). metal olmayan metaller 2< 2 χ >2 Şekil 3.1. Metallerin ve ametallerin geleneksel sınırları Tablo 3.7 - Bazı elementlerin atomlarının elektronegatifliği Element χ Na 1.01 Mg 1.23 Al 1.47 metaller Ge 2.02 Cl 2.83 F 4.10 ametaller Elementlerin kimyasal özellikleri periyodik olarak değişir. Periyot boyunca elementlerin özellikleri metalikten metalik olmayana ve soy (soy) gaza dönüşür. Elementlerin oksidasyon durumları periyodik olarak değişir. Oksidasyon durumu, geleneksel olarak iyonik olarak alınan bir bileşikteki bir atomun yüküdür. En yüksek oksidasyon durumu, en yüksek pozitif değeridir. Grup numarasına eşittir. İstisnalar: O, F, Fe, Cu, Ag, Au. En düşük oksidasyon durumu, en düşük değeridir. Diğer tüm oksidasyon durumları orta veya orta düzeydedir. Oksidasyon durumu (+) veya (-) işaretine sahiptir. sabit dereceler oksidasyon: 1) alkali metaller I A- grupları: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr: +1 2) metaller II A- grupları: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra: +2 3) Al : +3 4) H: +1 (istisna - NaH hidrürleri) 5) O: - 2 (istisna: OF2) 6) Atomun oksidasyon durumu sıfırdır (atom elektriksel olarak nötrdür) 7) Atomun oksidasyon durumu molekül sıfırdır (molekül elektriksel olarak nötrdür) ... Elementlerin değeri periyodik olarak değişir. Değerlik, belirli bir atomun diğer atomlara bağlandığı kimyasal bağların sayısı ile ölçülür. Valence'ın işareti yok. Oksidasyon durumu ve değerlik değerleri aynı olmayabilir. 29 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Servis ”Tablo 3.8 - NH3 ve NH4Cl'de azotun oksidasyon durumu ve değeri Madde NH3 NH4Cl Azotun oksidasyon durumu –3 –3 Azotun değeri 3 4 Kimyasal elementlerin özellikleri etkiler karşılık gelen karmaşık bağlantıların özellikleri. Şema 3.2. Elementlerin özelliklerinin özellikleri Kendi kendini kontrol etme soruları 1. D.I.'nin periyodik yasasının formülasyonunu verin. Mendeleyev. Nasıl anladığınızı açıklayın. 2. Atomun yapısını ve herhangi bir makro besin ve mikro elementin özelliklerini karşılaştırın. 3. İnert gazların neden inert olduğunu ve alkali metallerin neden aktif olduğunu açıklayın. 4. Atomların yarıçaplarının büyüklüğünü ve iyonlaşma potansiyellerini karşılaştırın. 1) sodyum ve potasyum; 2) oksijen ve flor. 5. Kompleks bileşiklerin özelliklerinin, onları oluşturan elementlerin özelliklerine bağımlılığına örnekler verin. REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. 30 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ”Ek 1. İnorganik kimya (biyojenik ve abiyojenik elementler): Çalışma kılavuzu / ed. V.V. Egorova. - SPb.: Yayınevi "Lan ', 2009. - 320 s. 2. Güzel, L.S. Genel kimya / L.S. Güzel, V.N. Kuznetsov, A.Ş. Güzel. - M.: Yayınevi. Moskova Devlet Üniversitesi, 1999 .-- 333 s. 3. Agafoshin, N.P. Periyodik yasa ve D.I.'nin periyodik sistemi. Mendeleyev. / N.P. Agafoshin - M.: Eğitim, 1973 .-- 208 s. 4. Dmitriev, S.N. Süper ağır metallerin özelliklerinin kimyasal olarak tanımlanması ve incelenmesi. D.I.'nin periyodik sisteminin evrimi. Mendeleeva / S.N. Dmitriev - XVIII Mendeleev Genel ve Uygulamalı Kimya Kongresi Özetleri: 5 ciltte; cilt 1. - Moskova: Granitsa, 2007. - S. 47. 31 Telif hakkı OJSC CDB BIBCOM & LLC Ajans Kitap Hizmeti Ders 4 İNORGANİK BİLEŞİKLERİN ASİT-BAZİK ÖZELLİKLERİNDE PERİYODİK YASANIN TEHLİKESİ 4. 1. Ana inorganik bileşik sınıflarının genetik ilişkisi Doğada, inorganik bileşiklere ait çok sayıda inorganik bileşik vardır. küçük bir numara inorganik bileşiklerin ana sınıfları. Oksitler ve hidroksitler, bazik veya asidik özelliklerin tezahür derecesinde farklılık gösterir. Hidroksitlerin elektrolit gücü değişir. Ek olarak, her maddenin kendine özgü özellikleri vardır. Karmaşık bileşiklerin kimyasal özelliklerinin diyalektiğini hayal edebilmek için elementlerin kimyasal özelliklerinin bu diyalektiğini açıkça anlamak gerekir. Ana inorganik bileşik sınıflarının özellikleri, periyodik yasayı anlamaya yardımcı olur ve ona şu şekilde güvenmeyi mümkün kılar. Sağlam temel bilgi. Doğanın tüm fenomenlerinde ve süreçlerinde, birbiriyle çelişen, birbirini dışlayan, zıt eğilimler vardır. Bu zıt eğilimler, elektron verebilen metal atomlarının özelliklerinde ve elektron bağlayabilen metal olmayan atomların özelliklerinde kendini gösterir. Maddelerin bileşiminin karmaşıklığının artmasıyla birlikte, bu zıt eğilimler kendilerini göstermeye devam ediyor. Tipik metaller ve en düşük oksidasyon durumundaki geçiş elementleri bazik oksitler oluştururken, tipik metal olmayanlar ve yüksek oksidasyon durumundaki geçiş elementleri zıt asidik oksitler oluşturur. Maddelerin bileşiminin daha fazla karmaşıklığı ile, bazik oksitlere karşılık gelen bazlar ve asidik oksitlere karşılık gelen asitlerle hidroksitler oluşur. Bazlar ve asitler de özelliklerde birbirine zıttır. Böylece, maddelerin bileşimindeki bir değişiklik, özelliklerinde bir değişikliğe yol açar. Metallerin ve metal olmayanların zıt özellikleri, hem bazik hem de asidik oksitlerin ve bazların ve asitlerin zıt özelliklerine neden olur. Bu, karmaşık maddelerin özelliklerinin diyalektik olarak elementlerin atomlarının özelliklerine bağlı olduğunun ve bu nedenle birbirleriyle ilişkili ve birbirine bağımlı olduklarının kanıtıdır. Maddelerin bileşiminin ve özelliklerinin karmaşıklığında, maddenin hareketinin kimyasal formunun gelişimi kendini gösterir. Gerçekten de, periyodik yasa, karmaşık bileşiklerin özelliklerinin, oluştukları elementlerin özelliklerine bağlı olduğu fikrini içerir. Bu nedenle, örneğin, farklı aktiviteye sahip metallerin, özellikleri birbirinden farklı olan karmaşık bileşiklere karşılık gelmesi ve birbirinden kökten farklı olan metaller ve metal olmayanların, birbirinden keskin bir şekilde farklı olan karmaşık bileşiklere karşılık gelmesi beklenmelidir. Basit maddelerden karmaşık bileşikler oluşur. Karmaşık bileşiklerin en basiti oksitlerdir. Oksitler, biri oksijen olan iki elementten oluşan karmaşık maddelerdir. Oksit molekülünün su ilavesinden dolayı (doğrudan veya dolaylı olarak) komplikasyonu ile hidroksitler elde edilir. Ana inorganik bileşik sınıflarının varlığı, inorganik maddenin gelişimini yansıtır. 32 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Şeması 4.1. Ana inorganik bileşik sınıflarının genetik ilişkisi ve bir kimyasalın gelişim seviyeleri Kimyasal özelliklerin çeşitliliğinin ve bunların en genel kurallar çerçevesinde açıklanamamasının nedeni budur. en iyi şemalar bu kapsam dışında herhangi bir istisna olmaksızın. 4.2. Oksitlerin, bazların, asitlerin ve tuzların kimyasal özellikleri Bazik oksitler Bazik oksitler, hidroksit olarak bazlara karşılık gelen metal ve oksijenden oluşan karmaşık maddelerdir. Tablo 4.2 - Metallerin gelişim modelleri Bazik oksitlerin kimyasal özellikleri Bazik oksitler: 1) asit oksitlerle: Na2O + CO2 = Na2CO3; 2) asitlerle: CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O; 3) su ile (sadece en aktif metallerin oksitleri - alkali ve toprak alkali olanlar reaksiyona girer): CaO + H2O = Ca (OH) 2 CuO + H2O 33 gitmez oksitler, metal olmayan ve oksijenden oluşan karmaşık maddelerdir. hidroksitler olarak asitlere karşılık gelir. Tablo 4.3 - Metal olmayanların gelişim düzenlilikleri Asit oksitlerin kimyasal özellikleri Asit oksitler: 1) bazik oksitlerle: SO3 + Na2O = Na2SO4; 2) bazlarla: CO2 + 2NaOH = Na2C03 + H2O; 3) su ile: SO3 + H2 O = H2SO4. Bazlar Bazlar, bir metal ve OH– hidroksil gruplarından oluşan maddelerdir. Bazlar, OH-hidroksit iyonları oluşturmak üzere ayrışan maddelerdir. Çok aktif alkali metaller (grup 1, ana alt grup: Na, K, vb.) alkali toprak metaller (grup 2, ana alt grup: Ca, Sr, Ba) kuvvetli bazlar (alkaliler) oluştururlar.Suda çözünürler, tamamen ayrışırlar ( NaOH, KOH , Ca (OH) 2, Ba (OH) 2). Düşük aktiviteli metaller (alkali ve toprak alkali metaller hariç tümü): Al, Zn, Cu, Fe, Pb zayıf bazlar oluşturur. Suda az çözünürler, kısmen ayrışırlar: (Cu (OH) 2 ↓, Fe (OH) 3 ↓). Daha düşük oksidasyon durumuna sahip daha aktif metaller daha güçlü bazlar oluşturur 2 3 Fe (OH) 2> Fe (OH) 3 Güçlü bazlar elde etmek 1) su ile oksit: CaO + H2O = Ca (OH) 2; 2) su ile metal: 2Na + H2O = 2NaOH + H2; 3) tuz çözeltisinin elektrolizi: NaCl, KCl. 34 Telif hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Servisi ”Zayıf bazların elde edilmesi Alkali ile düşük aktif metal tuzu: FeSO4 + 2NaOH = Fe (OH) 2 ↓ + Na2SO4. Bazların kimyasal özellikleri Bazlar reaksiyona girer: 1) asitlerle (nötralizasyon reaksiyonu): 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O; 2) asit oksitlerle: 2NaOH + CO2 = Na2C03 + H2O; 3) tuzlarla (bir çökelti oluşursa): 2NaOH + CuSO4 = Cu (OH) 2 ↓ + Na2SO4. Kural: Düşük aktiviteli metallerin çözünür tuzları, güçlü bazlarla reaksiyona girer. Mesleki yeterlilik: CuSO4, FeSO4, MnSO4, vb. mikro gübrelerin alkali topraklarda kullanılması, çözünmez hale geldikleri için etkisizdir. Amfoterik hidroksitler Amfoterik hidroksitlerin ikili özellikleri vardır - aynı anda hem bazlar hem de asitler. Hem asitlerle hem de bazlarla reaksiyona girerler. Tablo 4.4 - Amfoterik hidroksit oluşturan metaller (özelliklerin iç tutarsızlığı) Grup Elementler Oksidasyon durumu I Au +3 II Be, Zn +2 III Al +3 IV Ge, Sn, Pb +2; +4 VI Cr +3 Çinko hidroksitin amfoterik özellikleri Zn (OH) 2: amfoter. Zn (OH) 2 ↓ + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O baz asit Eriyik içinde: amfotlar. Zn (OH) 2 + 2NaOH = H2ZnO2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O asit bazlı sodyum çinkoat Çözeltide: Zn (OH) 2 + 2NaOH = Na2 veya Na Aynı oksidasyon durumuna (+2) sahip metaller benzer özelliklere sahip amfoterik hidroksitler oluşturur: Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Ge (OH) 2, Zn (OH) 2, Pb (OH) 2 Alüminyum hidroksitin amfoterik özellikleri: amfoter. 2Al (OH) 3 + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 6H2O baz asit 35 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Acente Kitap-Servis ” Eriyik içinde: amfot. Al (OH) 3 + NaOH → H3AlO3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O asit baz H2O sodyum metaalüminat meta-alüminyum asit HAlO2 Çözeltide: Al (OH) 3 + 3NaOH = Na3 veya Na, veya Na Aynı oksidasyon durumuna sahip metaller (+ 3) benzer özelliklere sahip amfoterik hidroksitler oluşturur: Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Au (OH) 3. Asitler Asitler, hidrojen katyonları H+ (protonlar) oluşturmak üzere ayrışan karmaşık bileşiklerdir. Tablo 4.5 - Asitler ve tuzlar Asit adı Hidroklorik (hidroklorik) Nitrik asit Asit formülü Asit kalıntısı Tuz adı Tuz örnekleri HCl Cl - Klorürler NaCl HNO3 Nitratlar Sülfatlar hidrosülfatlar Fosfatlar hidrojen fosfatlar dihidrojen fosfatlar sülfitler hidrosülfitler sülfürler hidrosülfitler karbonatlar hidrojen karbonatlar hidrosülfitler NaHS4 Hsilikatlar karbonatlar hidrojen karbonatlar KHS4 CaHPO4 Ca (H2PO4) 2 Na2SO3 NaHSO3 Na2S NaHS Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 NaHSiO3 NaNO2 Siyanürler KCN Sülfürik H2SO4 Fosforik H3PO4 Kükürt H2SO3 Hidrojen sülfür H2S Kömür H2CO3–iO3 Hidrojen sülfür H2S Siyanür H2CO3–iOlis CO32– HCO3– SiO32– HSiO3– NO2– HCN CN– Asitlerin kimyasal özellikleri Asitler şunlarla etkileşime girer: 1) bazlar 2HCl + Ca (OH) 2 = CaCl2 + 2H2O; 2) bazik oksitler H2SO4 + CaO = CaSO4 + H2O; 3) tuzlar (tortu veya gaz oluşursa): 36 Copyright JSC Central Design Bureau BIBKOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet a) H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl, b) 2HСl + CaCO3 = CaCl2 + CO2 + H2O; 4) Asitlerin metallerle etkileşimi Ortak (tipik) asitler H Cl, H2S04. (bölmek). Oksitleyici madde H+'dır. Asitler, hidrojen üretmek için metallerle reaksiyona girer. Bir dizi metal voltaj: Li, K, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H Cu, Hg, Ag, Pt, Au Bir dizi voltajda bulunan metaller hidrojenin yerini alır. geleneksel asitlerden ... Seyreltik H2SO4'te hidrojen katyonları H + oksitleyici ajandır (elektronları kabul edin, oksidasyon durumunu değiştirin). 0 2 H 2 SO4 Zn p ab. 0 2 2е Zn Zn olarak 0 2е 2H 0 Zn SO4 H2 okl H2 1 1 gitmez. H 2 SO 4 Cu p azb. 6 5 5 Oksitleyici asitler: H2S O4, H N O3, H N O3 kons. kons. bozuldu. 6 5 Oksitleyici ajan asit oluşturan bir elementtir: S, N. Oksitleyici asitler, hidrojen üretmeden metallerle reaksiyona girer. Oksitleyici asitler Cu, Hg, Ag ile bile reaksiyona girebilir (hidrojen oluşumu olmadan). Konsantre H2SO4, hidrojen oluşturmadan metallerle reaksiyona girer (oksitleyici ajan SO 42, yani S'dir). 0 2е Cu karbon 6 S 2 Cu 2е okl 4 S 1 1 Konsantre sülfürik asit H2SO4, Al, Fe, Cr: 3Н2SO4 + 2Fe → Fe2O3 + 3SO2 + 3H2O kons. film 37 Telif hakkı OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap-Hizmet "Özellikler Nitrik asit Nitrik asit oksitleyici özelliklere sahiptir. 5 Nitrik asitte NO3 iyonları oksitleyici ajandır (N elektronları kabul eder, oksidasyon durumunu değiştirir). Nitrik asit metallerle etkileşime girdiğinde hidrojen gelişmez. Konsantre HNO3 genellikle kahverengi NO2 gazına dönüştürülür. 5 4 HNO3 NO 2 kahverengi uç HNO3 Al, Fe, Cr'yi pasifleştirir. kons. HNO 3 Al Al 2 O 3 NO 2 kons. film H 2O HNO3 Cu, Hg, Ag'yi çözer: kons. HNO3 Cu kons. Cu NO 3 2 NO 2 H 2O Tablo 4.6 - Nitrik asidin metallerle etkileşimi 5 HNO3 p azb. düşük aktif Cu, Ag, Pb orta aktiviteli metaller Mg, Zn çok aktif Na, K, Ca 2 3 NO N2; N2 O HNO 3 Cu Cu (NO 3) 2 NO H 2O HNO 3 Zn Zn (NO 3) 2 N 2 H 2O dil. bozuldu. HNO3 Na dil. NaNO 3 NH 3 H 2 O veya HNO 3 Na dil. 3 N H 3, N H 4 NO 3 0 NaNO 3 NH 4 NO 3 H 2 O Seyreltik bir asidin metallerle etkileşiminin ürünleri, metalin aktivitesine ve nitrik asidin seyreltme derecesine bağlıdır. Metal ne kadar aktif olursa, dönüşümünün ürünü o kadar azalır. Genellikle aynı anda birkaç ürün oluşturulur. Sürecin kinetiği, bunlardan birinin oluşumunun avantajını belirler. 38 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Servis ”Tuzlar Tuzlar, metal katyonlarına ve asit kalıntısı anyonlarına ayrışan elektrolitlerdir. Orta tuzlar, bir metal ve bir asidik kalıntıdan oluşur. 1 Örnek: Na3PO 43 - sodyum fosfat. Asit tuzları (hidrosaltlar), bir metal katyonu ile hidrojen ve asidik bir kalıntı içeren kompleks bir anyondan oluşur. 1 Örnek: Na2HPO 42 - sodyum hidrojen fosfat. Bazik tuzlar (hidroksosaltlar), bir metal ve bir hidroksil grubu içeren kompleks bir katyon ile asidik bir kalıntının bir anyonundan oluşur. 2 Örnek: AIO H Cl 41 - alüminyum hidroksiklorür. Tuzların kimyasal özellikleri Tuzlar: 1) bazlarla (bir çökelti oluşursa): FeCl3 + 3NaOH = Fe (OH) 3 + 3NaCl; 2) asitlerle (bir çökelti oluşursa veya gaz salınırsa): AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3, Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O; 3) tuzlarla (bir çökelti oluşmuşsa): Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl 4) metallerle (tuzu oluşturan metalden daha aktif): CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4. 4.3. Kimyasal maddelerin asit-baz özelliklerindeki değişim sıklığı Kompleks bileşiklerin asit-baz özellikleri, oluştukları elementlerin özelliklerine bağlıdır: 1. Elementlerin periyotlardaki özellikleri metalikten metalik olmayana doğru değişir. . Buna göre, kompleks bileşiklerin (oksitler ve hidroksitler) özellikleri periyodik olarak bazikten asidik hale gelir. 2. Aktif metaller (alkali ve toprak alkali) güçlü bazlar (alkaliler) oluşturur; 3. Düşük aktif metaller zayıf bazlar oluşturur; 4. Daha düşük oksidasyon durumuna sahip daha aktif metaller, daha güçlü bazlara karşılık gelir; 5. Daha yüksek oksidasyon durumuna sahip daha aktif metal olmayanlar, daha güçlü asitlere karşılık gelir; 6. Kuvvetli asitler, aktif metal olmayanlara karşılık gelir. 39 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap Hizmeti 4.4. Mesleki yeterlilik soruları 1. Süperfosfat Ca (H2PO4) 2, çözünmez Ca3 (PO4) 2: Ca (H2PO4) 2 + 2Ca (OH) 2 = Ca3 (PO4) 2 ↓ + 'ya dönüştüğü için alkali topraklarda kullanılması pratik değildir. 4H2O çözünür alkali ortam çözünmez 2. Fosforit un Ca3 (PO4) 2, yavaş yavaş çözünür kalsiyum dihidrojen fosfata dönüştüğü asidik topraklarda kullanılır: Ca3 (PO4) 2 + H3PO4 → Ca (H2PO4) 2 çözünmez asidik ortam çözünür 3 CuSO4 + 2NaOH = Cu (OH) 2 ↓ + Na2SO4 çözünür alkali çözünmez ortam 4. Asitli toprakları kireçlerken, CaCO3 kireçtaşı veya dolomit unu CaCO3 MgCO3 toprağa eklenir ... Asidik toprakta, toprağın asitliğinin azalması nedeniyle süreçler meydana gelebilir: + H + Ca2 + + CO2 + H2O a) CaCO3 + H + Ca (HCO3) 2 → Ca2 + + HCO 3 b) CaCO3 kireçtaşı H ile etkileşime girer. + toprak emici kompleksin katyonları ( PPK): N PPK N CaCO 3 PPK Ca 2 CO 2 H 2O 5. Alçı alkali tuzlu topraklar toprağa alçıtaşı CaSO4 2H2O eklendiğinde. Soda tuzlama toprağında aşağıdaki işlemler gerçekleşir: a) Na 2 CO3 CaSO4 CaCO3 Na 2SO 4 soylu - yağmurla, sulamayla kolayca yıkanır b) PPK Na Na CaSO 4 PPK Ca 2 Na 2 SO 4 Kolayca silinebilir Otokontrol için sorular 1. İnorganik bileşiklerin ana sınıflarını karmaşıklıklarına göre sıralayın. 2. Bir genetik diyagram kullanarak, her bir inorganik bileşik sınıfının kimyasal özelliklerini açıklayın. 3. Karmaşık kimyasalların formüllerini derleme ve kontrol etme algoritmasını açıklayın. Örnekler ver. 4. Olası reaksiyonların denklemlerini tamamlayın: 1) CaO + H2O → 6) NaOH + Zn (OH) 2 → 2) CuO + H2O → 7) Na2SO4 + KCl → 3) Cu + HCl → 8) Na2SO4 + BaCl2 → 4 ) Cu + HNO3 (kons.) → 9) CaCO3 + HCl → 5) NaOH + Ca (OH) 2 → 10) CaCO3 + H2SiO3 → 5. İnorganik bileşiklerin ana sınıflarının genetik diyagramlarını çizin. 40 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Servisi ”6. Aşağıdaki bileşiklerin formüllerini yazın: sodyum sülfat, alüminyum klorür, kalsiyum fosfat, kalsiyum dihidrojen fosfat, bakır nitrat, alüminyum hidroksoklorür, alüminyum hidrojen sülfat, sodyum hidrosülfür. 7. Bir kimyasal bileşiğin asit-baz özelliklerinin, onu oluşturan elementin özelliklerine bağımlılığına bir örnek verin. 8. Alkali topraklarda süperfosfat ve mikro besin gübrelerinin (manganez sülfat, bakır sülfat) kullanılmasının neden uygun olmadığını açıklayın. 9. Kimyasal ıslah sırasında toprakta hangi işlemler gerçekleşebilir a) asidik topraklar b) alkali topraklar 10. Alkali topraklarda hangi mikro gübre FeSO4 veya ZnSO4'ün özümsenmesi daha kolay olacaktır? KAYNAKÇA Ana 1. Ryazanova, G.Ye. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. 2. Ryazanova, G.E. İnorganik ve analitik kimya / G.E. Ryazanova - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006. - 172 s. Ek 1. Klinsky, G.L. İnorganik kimya / G.L. Klinsky, V.D. Skopintsev. - M.: Yayınevi. Moskova Tarım Akademisi, 2001 .-- 384 s. 2. Egorov, V.V. Çevre Kimyası. / V.V. Egorov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 192 s. 3. Vlasov, V.M. Patlama hataları. / VM Vlasov // Kimya ve Yaşam. - 2006. - No. 7. - s. 60. 4. http://www.online-knigi.com/biologiya/agrohimiya-uchebnik-skachat.html 41 Telif Hakkı OJSC CDB “BIBKOM” & LLC “Acente Kitap-Hizmet” Tablo 4.7 - III döneminin unsurlarının özellikleri ve oksitlerin ve hidroksitlerin adına karşılık gelen R iyonunun R atomunun elementi J, eV Özellikler Na 0.189 0.80 5.14 aktif metal Na2O oksit bazik oksit NaOH hidroksit güçlü baz Mg 0.160 0.740 7.65 daha az aktif metal MgO zayıf bazik oksit Mg (OH) 2 zayıf baz 5,90 0,074 Kd (ayrışma sabiti) Al 0,143 0,570 5,99 daha da az aktif amfoterik metal Al2O3 amfoterik oksit Al (OH) Amfoterik 3 zayıf baz (ikili - hem bazik hem asidik) 4 10-13 (asidik) 1 , 38 10 -9 (bazik) 42 Si 0.134 0,390 8,15 zayıf aktif metal olmayan SiO2 zayıf asidik oksit H2SiO3 zayıf asit, suda çözünmez P 0,130 0,350 10,49 daha aktif metal olmayan P2O5 orta asit oksit H3PO4 orta kuvvette asit 2,2 10-10 7,52 10 -3 S 0.104 0.290 10.36 aktif metal olmayan SO3 kuvvetli asidik oksit H2SO4 kuvvetli I asit Cl 0.999 0.260 13.01 çok aktif metal olmayan Cl2O7 kuvvetli asidik oksit HClO4 çok kuvvetli asit Copyright JSC "CDB" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap-Servis "Konferans 5 KİMYASAL İLETİŞİM 5.1. Modern kimyasal bağ anlayışı Normal koşullar altında, çok az madde tek tek atomlardan oluşur. Bunlar inert gazlardır (örneğin helyum He). Maddelerin geri kalanı daha karmaşık parçacıklardan (moleküller, moleküler iyonlar, radikaller) oluşur. Bir molekül, bir dizi karakteristik özelliğe sahip bir atom topluluğudur. Bir molekülün özellikleri, kimyasal bağların gücüne ve molekülün geometrisine bağlıdır. Bir molekülün geometrisi, bir molekülün bağ açıları ve bağ uzunlukları tarafından belirlenen uzaysal yapısıdır.Moleküller, aralarında kimyasal bir bağın meydana geldiği atomlardan oluşur. "Kimyasal bağ" teriminin çeşitli tanımları vardır. Kimyasal bağ, atomları moleküller halinde birleştirme olgusudur (L.S.Guzei). Kimyasal bağ, atomların etkileşimi olup, basit ve karmaşık maddelerin moleküllerinin ve kristallerinin oluşumuna ve stabilitelerinin sağlanmasına yol açar (D.A. Knyazev). Kimyasal bir bağ, elektronlar ve çekirdekler arasında, atomların moleküller halinde birleşmesine yol açan bir dizi etkileşimdir (Yu.A. Ershov). Bağ teorisi, kimyasal bileşiklerin özelliklerini tanımlamak için bir kimyasal bağın özelliklerinin kullanıldığı bir kimya dalıdır. Şu anda, birleşik bir kimyasal bağ teorisi yoktur. Birkaç kimyasal bağ teorisi vardır (değerlik bağ yöntemi, moleküler orbital yöntemi, kristal alan teorisi). 5.2. Değerlik bağları (MVB) yönteminin ana hükümleri V. Geitler ve F. London (1927) Kimyasal bağ, zıt spinli iki elektron tarafından gerçekleştirilir. Kimyasal bağ iki elektronlu, iki merkezli, lokalizedir. Elektron çiftleri tarafından gerçekleştirilen kimyasal bağa kovalent denir. Şu anda, değerlik bağları yöntemi, kimyasal bağların doğasının niteliksel olarak anlaşılması için önemlidir. 5.2.1. Kovalent bağ oluşum mekanizmaları Değişim mekanizması İki tek elektronlu orbitalin örtüşmesi nedeniyle bir kimyasal bağ oluşur (Şekil 1). Şekil 5.1. Atomik elektron bulutlarının değişim mekanizması ile örtüşme şeması Kimyasal bir bağ oluştuğunda, sistemin enerjisi azalır ve minimuma ulaşır. 43 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Acente Kitap Servisi ” Bağ oluşumunun donör-alıcı mekanizması Bir atomun iki elektronlu yörüngesi başka bir atomun serbest yörüngesi ile örtüştüğünde kimyasal bir bağ oluşur. Şekil 5.2. Verici-alıcı mekanizma ile atomik elektron orbitallerinin örtüşmesinin diyagramı Amonyağın kimyasal özellikleri Amonyağın kimyasal özellikleri, verici-alıcı mekanizması ile su ve asitlerle etkileşime girerek amonyum bileşikleri oluşturma yeteneğinden kaynaklanmaktadır. Bu durumda verici, bağlayıcı olmayan bir elektron çiftine sahip olan amonyak azotudur ve alıcı, serbest yörüngeye sahip bir hidrojen katyonudur. Amonyum bileşikleri - NH4NO3 (amonyum nitrat), (NH4) 2SO4 (amonyum sülfat), NH4Cl (amonyum klorür), NH4H2PO4 ve (NH4) 2HPO4 (amfos) değerli mineral gübrelerdir. Sanayide üretimleri şu reaksiyonlara dayanmaktadır: HCl → NH4Cl: NH3 + HNO3 → NH4NO3 2 NH3 + H2SO4 → (NH4) 2SO4 NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4 2 NH3 + H3PO4 → (NH4) 2HPO4: NH3 + 5.2.2. Kovalent bağ Kimyasal bağ oluştuğunda sistemin enerjisi azalır ve minimuma ulaşır. Kimyasal bir bağın oluşumu ekzotermik bir süreçtir. Bir kovalent bağ aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir: Bağ uzunluğu, bir moleküldeki çekirdekler arasındaki mesafedir. Bağ uzunluğu ne kadar kısa olursa, kimyasal bağ o kadar güçlü olur. Bağ enerjisi, kimyasal bağ oluşumu sırasında açığa çıkan enerjidir (kJ/mol). Bağ enerjisi ne kadar yüksek olursa, bağ o kadar güçlü olur. Bağ doygunluğu, atomların belirli sınırlı sayıda kovalent bağ oluşturma yeteneğidir. 44 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Şeması 5.1. Kovalent bağın özellikleri 5.2.3. Kimyasal bağ çeşitleri - elektron orbitalleri atomların merkezlerini (çekirdeklerini) bağlayan çizgi üzerinde üst üste geldiğinde bir bağ oluşur. Şekil 5.3. Oluşum şeması - bağlantılar Yörüngeler derinlemesine örtüşür, maksimum enerji kazanımı sağlanır. İki atom arasında tek (tek) bir bağ oluşursa, bu bir bağdır. -bağ, ana iletişim hattına dik yerleştirilmiş p-orbitallerinin üst üste gelmesiyle oluşur. Şekil 5.4. Bağ oluşum şeması Atom çekirdeklerini birbirine bağlayan düz çizginin her iki tarafında üst üste binen iki bölge vardır. β-bağından daha az güçlü olan π-bağ, önce kopar. Bir π-bağı, yalnızca bir β-bağının varlığında oluşur. Bu bağlantılar önemli ölçüde farklılık gösterir. Bağ çevresinde serbest eksenel dönüş mümkündür. İki örtüşen bölgeye sahip olduğundan, π-bağının etrafında dönmesi imkansızdır. 45 Copyright OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ”Kimyasal bağların çokluğu Bir elektron çifti tarafından yürütülen bir kovalent bağa tek denir. Bir kimyasal bağın çokluğu, bağları oluşturan elektron çiftlerinin sayısıdır (çift veya üçlü bağ). Kimyasalların özellikleri ve aktiviteleri, moleküllerde kimyasal bağlar oluşturan elektron çiftlerinin sayısına bağlıdır. Bu nedenle, ikili veya üçlü bağa sahip doymamış hidrokarbonlar (alkenler veya alkinler) potasyum permanganat tarafından oksitlenir, brom suyunun rengini bozar ve dalsız zincirli tek bağa sahip doymuş hidrokarbonlar normal koşullar altında bu tür reaksiyonlara girmez. 5.2.4. Kimyasal bağ türleri Polar olmayan kovalent bağ Aynı elementin aynı elektronegatifliğe sahip aynı atomları arasında kovalent polar olmayan bir bağ oluşur. Basit maddelerin polar olmayan molekülleri: H2, O2, N2, Cl2 H + H H: H elektron çifti simetrik olarak bulunur Kovalent polar bağ Farklı elektronegatifliğe sahip farklı elementlerin atomları arasında bir kovalent polar bağ oluşur. HCl, H2O, NH3, H2S Bir molekül ne kadar polarsa, genellikle o kadar reaktiftir. Polarizasyon, bağlanan elektron bulutunun yer değiştirmesidir. Polarizasyonun ölçüsü, atomların (q) etkin yükleridir. Karmaşık maddelerin simetrik olarak yapılandırılmış birçok molekülü polar değildir, ancak aralarındaki bağlar polardır: CH4, CCI4, SO3, BeCl2, CO2, C6H6 O = C = O 8.99 ∙ 10-30 C ∙ m ← → 8.99 ∙ 10- 30 C ∙ m Yükler arasındaki elektrik dipol momenti, dipol yükünün uzaklıkla çarpımına eşittir = ql (C ∙ m) Elektrik dipol momentleri - Vektör nicelikleri bu nedenle moleküldeki bağların dipol momentleri vektörler olarak toplanır. 5.2.5. Bağın iyoniklik derecesi 1. Moleküldeki atomun hesaplanan teorik yükü oksidasyon durumu 1 1 HF 1 2 H2 O 46 3 1 N H3 elektron yoğunluğuna eşittir ve deneysel olarak belirlenir. 0,42 0,42 0,18 0,18 0,05 0,05 H F H Cl H I q eff ben %100. q hesaplama Tablo 5.1 - Bazı kimyasal bileşiklerin iyoniklik derecesi i (%) Madde HF LiF NaCl NaF RbCl i (%) 42 84 90 97 99 İyoniklik derecesi, bu bağı oluşturan atomların elektronegatiflik Δχ farkına eşittir. Δχ = 1.7 değerinin, geleneksel olarak, %50'ye eşit, karşılık gelen bağ iyonikliği derecesi olduğu varsayılır. Geleneksel olarak Δχ> 1.7 ve i> %50 olan bağların iyonik ve Δχ ile bağların olduğu varsayılır.<1,7 и i <50% - ковалентными полярными. Степень ионности в неполярных молекулах (H2, O2, Cl2) равна нулю. Внесистемной единицей дипольного момента является Дебай (Д). 1Д = 3,33∙10-30 Кл∙м Если дипольный момент молекулы равен нулю, то молекула является неполярной. Если дипольный момент молекулы отличен от нуля, то молекула является полярной. Таблица 5.2 – Зависимость типа химической связи от величины μ (Д) Дипольный момент (Д) Тип химической связи 0 До 4Д 4-11Д неполярная полярная ионная Ионная связь Ионная связь является предельным случаем ковалентной полярной связи. Ионная связь – это химическая связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением Ионная связь образуется между элементами с резко противоположными свойствами (активными металлами и неметаллами) 47 Ионная связь – это предельно поляризованная связь Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Свойства ионной связи ненаправленность ненасыщаемость соединения с ионной связью легко диссоциируют образуются твердые тела с ионным кристаллическим строением Под действием полярных молекул растворителя происходит elektrolitik ayrışma elektrolitler. Kimyasal bağ ne kadar polar olursa, ayrışma o kadar kolay olur. Ayrışma en kolay iyonik bağ yoluyla gerçekleşir. Tablo 5.3 - Bir maddenin polar ve iyonik olarak geleneksel bölünmesi İyoniklik derecesi i XA - XB> %50< 50% > 1,7 < 1,7 (Д) Тип вещества >4-11> 0-4 iyonik polar 5.2.6. Atomik orbitallerin hibridizasyonu Hibridizasyon, farklı atomik orbitallerin şekil ve enerji bakımından hizalanmaları ile sonuçlanan karıştırılmasıdır. Şekil 5.5. Değerlik orbitallerinin hibridizasyon şeması Oluşan hibrit orbitallerin sayısı, hibridizasyona katılan ilk atomik orbitallerin sayısına eşittir. En basit hibridizasyon durumları, s ve p orbitalleri karıştırıldığında meydana gelir. 1. sp - hibridizasyonda, iki yörünge karıştırılır - s (top şekli) ve p (dambıl şekli). Bu durumda, asimetrik bir dambıl şeklinde olan iki hibrit yörünge oluşur. 180o'lik bir açıyla bir satırda bulunurlar. Bu, merkezi atomun sp-hibridizasyonu ile moleküllerin geometrisini belirler. Bu molekül lineer bir yapıya sahiptir. 48 Telif hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Bir örnek, sp'nin yer aldığı BeF2 molekülüdür - berilyum atomunun uyarılmış bir durumda hibridizasyonu. Şekil 5.6. Doğrusal bir molekül BeF2 2'nin şeması 2. sp - hibridizasyon sırasında, üç orbital karıştırılır - bir s ve iki p - orbital. Bu durumda, üç hibrit orbital oluşur. Aynı düzlemde bulunurlar ve birbirlerine 120 ° açıyla yönlendirilirler. Bu tür hibridizasyon, düz bir üçgenin geometrisine karşılık gelir. Bir örnek bor florür molekülü BF3'tür. Şekil 5.7. Üçgen BF3 molekülünün şeması 3. sp3 - hibridizasyon ile dört hibrit orbital oluşur. Birbirlerine 109-28 "'lik bir açıyla yönlendirilirler, tetrahedronun köşelerine kadar uzanırlar. Bir örnek, bir tetrahedron şeklinde olan metan molekülü CH4'tür. Şekil 5.8. Metan 4'ün tetrahedral molekülünün şeması. amonyak NH3 ve su H2O molekülleri, sp3 de gerçekleşir - nitrojen atomları ve oksijenin hibridizasyonu Bu moleküllerdeki bağ açısı tetrahedrale yakındır, ancak buna eşit değildir.NH3 molekülünde bağ açısı 107.3 ° 'dir. Tetrahedral açının bozulması, bir bağlanmayan orbitalin etkisi nedeniyle oluşur.Bir su molekülünde, iki bağlanmayan orbitalin etkisi nedeniyle bağ açısı 104,5 °'dir Amonyak NH3 (trigonal piramit şekli) Su H2O Açısal şekil Bir molekülün resmi Şekil 5.9 Bağ yapmayan orbitallerin moleküllerin geometrisi üzerindeki etkisinin şeması 49 Copyright OJSC CDB "BIBCOM" & LLC "Agency Book-Service" 5.2.7 Metal bağı Metal bağı, aralarındaki bağlantıdır. Büyük bir sayı metalin kristal kafesinin düğümlerinde bulunan metal katyonları, serbestçe hareket eden elektronlar (elektron gazı) kullanılarak gerçekleştirilir. Metallerin yapısal özellikleri, elektriksel iletkenlik, ısıl iletkenlik, plastisite, metalik parlaklık gibi özelliklere yol açar. Metallerin en yaygın kristal kafesleri kübik ve yüzey merkezlidir. Bağ enerjisi kavramı, çok merkezli yapıları nedeniyle metal bağları için geçerli değildir. 5.2.8. Hidrojen bağı Bir hidrojen bağı, kuvvetli elektronegatif bir elementin bir atomuna bağlı hidrojen ile başka bir (veya aynı) molekülün aynı elementinin bir atomu arasındaki bağdır. Hidrojen bağı şunlardan kaynaklanır: 1. Proton ve polar grubun elektrostatik çekimi. 2. Donör-alıcı etkileşimi. Moleküller arası hidrojen bağı: 1. H2O birlikteliği; (H2O) 2; (H2O) 5; (H2O) n Hidrojen bağları Şema 5.2. Hidrojen bağlarının kimyasalların özelliklerine etkisi 5.3. Moleküler Yörünge Yöntemi (1928-1932) R. Mulliken Amerikalı fizikçi ve kimyager Mulliken Robert Sanderson. Moleküler orbital yöntemiyle moleküllerin kimyasal bağlarını ve elektronik yapılarını incelemek için Nobel Kimya Ödülü'ne (1966) layık görüldü. 50 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Moleküler yörünge yönteminin temel ilkeleri Bir molekül, her elektronun diğer tüm elektronlar ve tüm çekirdekler alanında hareket ettiği, çekirdek ve elektronlardan oluşan bir kümedir. Kimyasal bağ sadece iki elektronlu değil, aynı zamanda üç elektronlu, çok elektronlu ve çok merkezli olabilir. Moleküler orbitallerin yöntemi, moleküle uzanan atomik orbitallerin yöntemidir. Moleküler orbital, atomik orbitallerin lineer bir kombinasyonudur. Moleküler yörünge dalga fonksiyonu, atomik dalga fonksiyonlarının eklenmesi veya çıkarılmasıyla elde edilir. Bir bağ orbitali, dalga fonksiyonu atomik orbitallerin dalga fonksiyonlarının eklenmesiyle elde edilen bir orbitaldir. Bir atomik yörüngeden daha az enerjiye sahiptir. Bir antibonding orbital, dalga fonksiyonu atomik orbitallerin dalga fonksiyonlarının çıkarılmasıyla elde edilen bir orbitaldir. Bir atomik yörüngeden daha fazla enerjiye sahiptir. Şekil 5.10. Hidrojen molekülü H2'de moleküler orbitallerin oluşum şeması Moleküler orbitaller yöntemi, değerlik bağları yönteminden daha karmaşıktır. Bununla birlikte, uygulanması, değerlik bağları kullanılarak açıklanamayan maddelerin bazı özelliklerini açıklamayı mümkün kılar (örneğin, oksijenin paramanyetik özellikleri). Moleküller arası etkileşimler Bir maddenin özellikleri sadece tek tek moleküllerin özelliklerine değil, aynı zamanda kombinasyonlarına da bağlıdır. Gaz halindeyken, moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri zayıftır, bu nedenle tek tek moleküllerin özellikleri çok önemlidir. Sıvı ve katı halde, moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri büyük önem taşır. Evrensel moleküller arası etkileşim kuvvetlerine van der Waals kuvvetleri denir. 51 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Acente Kitap-Servis ”4 bileşeni vardır: yönlenme kuvvetleri (polar moleküller arasında); indüksiyon kuvvetleri (polar ve polar olmayan moleküller arasında); dağılmış kuvvetler; elektron kabuklarının itme enerjisi. Moleküller arası etkileşimlerin pratik önemi büyüktür. Maddelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkilerler. Bunları belirlemek için klasik fizik yasalarına dayalı yaklaşımlar ve teorik kuantum kimyasal yöntemler kullanılır. Kendi kendine kontrol soruları 1. Kimyasal bağ nedir? 2. Polar olmayan, polar ve iyonik bağları olan maddelere örnekler verin. 3. Amonyağın kimyasal özellikleri örneğini kullanarak bağ oluşumunun donör-alıcı mekanizmasının tezahürünü açıklayın. 4. SP3 - merkezi atomun hibridizasyonu (CH4, NH3, H2O) ile moleküllerin geometrisini açıklayın. 5. Kovalent ve iyonik bağların özelliklerini karşılaştırın. 6. Hangi tür kimyasal bağla en kolay ayrışan maddeler? 7. Sülfürik asit molekülünde kaç tane π bağı vardır? 8. HCl –––––– NaCl serisindeki kimyasal bağın polaritesi nasıl değişir? REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. Ek 1. Klinsky, G.D. İnorganik kimya / G.D. Klinsky, V.D. Skopintsev. - M: Moskova Tarım Akademisi yayınevi, 2001 .-- 384 s. 2. Gelfman, M.I. İnorganik kimya / M.I. Gelfman, V.P. Yustratov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 528 s. 3. http://www.xumuk.ru/encyclopedia/2/2994.html 4. ru.wikipedia.org 52 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ”Konferans 6 MODERN ÇÖZÜM TEORİSİ 6.1. Dağınık sistemlerin sınıflandırılması Dağınık bir sistem, bir maddenin başka bir madde içinde parçacıklar şeklinde eşit olarak dağıldığı bir sistemdir. Dağınık faz (DF) ince bölünmüş bir maddedir. Bir dağılım ortamı (DS), içinde dağılmış bir fazın dağıldığı bir maddedir. Tablo 6.1 - Dağılım derecesine göre dağılmış sistemlerin sınıflandırılması Kaba dağılmış sistemler Kolloidal sistemler Gerçek çözümler Şu anda, bir çözeltinin aşağıdaki tanımı benimsenmiştir: Çözeltiler homojen, termodinamik olarak kararlı değişken bileşimli, bir çözünen, bir çözücüden oluşan sistemlerdir. ve etkileşimlerinin ürünleri. Çözücü kantitatif olarak baskındır. Çözünen madde daha küçük bir miktardadır. Bir maddenin çözünmesine termal etkiler eşlik eder: Tablo 6.2 - Çözünme sürecinin ısı etkileri Endotermik süreç (ısı emilimi) - bağların kırılması ΔН1> 0 Ekzotermik işlem (ısı salınımı) - yeni bağların oluşumu (çözünme, hidrasyon ΔН2< 0 общий тепловой эффект: ΔН = ΔН1 + ΔН2 53 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Правило: Подобное растворяется в подобном. Полярные вещества – в полярных растворителях HCl – в H2O полярн. полярн. Неполярные вещества – в неполярных растворителях I2 – в бензоле неполярн. неполярн. 6.2. Способы выражения состава растворов Концентрация раствора – это величина, характеризующая содержание растворенного вещества в определенном массовом или объемном количестве раствора или растворителя. Таблица 6.3 – Способы выражения состава растворов 6.3. Концентрация почвенного раствора и осмос Осмос – это односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемые мембраны. Движущими силами осмоса являются: переход в состояние с более низким уровнем энергии; выравнивание концентраций по обе стороны мембраны; увеличение энтропии (неупорядоченности системы). Величина осмотического давления черноземов при орошении составляет 0,5-5,0 МПа, а солонцов в засушливых районах 5-17 МПа. 54 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Таблица 6.4 – Осмотическое давление растительной клетки 6.4. Растворы электролитов 6.4.1. Водные растворы Важнейшим растворителем является вода. Водные растворы имеют огромное значение для живых организмов, в них проходят биохимические процессы. Распространение в природе и применение в промышленности и сельском хозяйстве. Таблица 6.5 – Биологическая роль воды Свойства воды 1. Молекула воды имеет угловую конфигурацию, так как имеет место SP3 – гибридизация электронных орбиталей атома кислорода 2. Электрический дипольный момент μ = 6,17∙10-30 Кл∙м (очень большой) 3. Диэлектрическая проницаемость = 81 (высокая) 4. Молекула воды полярна. 5. Степень ионности связи = 33% 6. Вода - уникальный растворитель. 55 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 7. Молекулы воды образуют водородные связи; вступают в диполь – дипольные и ион-дипольные взаимодействия. В sıvı hal su molekülleri ilişkilidir: (H2O) 2; (H2O) 3; (H2O) 4; (H2O) x. V kristal kafes buz, her oksijen atomu, dört hidrojen bağı ile 4 su molekülünün 4 oksijen atomuna bağlanır. Su molekülleri arasında boşluklar vardır. Şekil 6.1. Su kristali üzerinde bilgi etkisi 6.4.2. Elektrolitik ayrışma teorisi "Elektrolitler" ve "elektrolit olmayanlar" kavramları 19. yüzyılda zaten biliniyordu. Elektrolitler, çözeltileri (veya eriyen) elektrik akımını iletmeyen maddelerdir. Elektrolit olmayanlar, çözeltileri (veya eriyen) elektrik akımını iletmeyen maddelerdir. Elektrolit olmayan çözeltilerin genel (koligatif) özellikleri için, Raoult-Van't Hoff yasası keşfedildi: bir çözelti üzerinde doymuş buhar basıncında bir azalma, kaynama noktasında bir artış ve donma noktasında bir azalma. çözeltinin molar konsantrasyonu ile orantılıdır. Elektrolit çözeltilerinin Raoult – Van't – Hoff yasasına uymadığı bulundu. Elektrolitler için tüm koligatif özellikler daha büyük önem taşır. Örneğin, KCl için ≈ 2 kez, BaCl2 için ≈ 3 kez. Bir sorun vardı: neden böyle? 1887'de S. Arrhenius (İsveç) elektrolitik ayrışma teorisini önerdi. Elektrolitik ayrışma, bir çözücünün etkisi altında moleküllerin iyonlara parçalanmasıdır (sulu çözeltiler için, suyun etkisi altında). İyonlar, yükü olan parçacıklardır. Katyonların yükü (+) vardır. Anyonların yükü (-) vardır. Elektrolitler, iyonlarıyla akım ileten maddelerdir. 56 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ”Elektrolit çözeltilerinin koligatif özellikleri daha fazladır çünkü çözünmüş maddenin partikül sayısı ayrışma sırasında artar. HCl = H + + Cl– 1 parçacık 2 parçacık Arrhenius, çözünenin bir çözücü ile etkileşime girmediğini öne süren fiziksel çözümler teorisinin destekçisiydi. DI. Mendeleev, kimyasal çözüm teorisini yarattı (1887). Çözünen ve çözücünün solvatlar (sulu çözeltiler için - hidratlar) oluşturmak üzere etkileşime girdiğini kanıtladı. Onlar Berthollidler. I.A. Kablukov, Arrhenius'un fiziksel teorisi ile Mendeleev'in kimyasal teorisini birleştirdi. Elektrolitik ayrışma teorisi yeni, daha yüksek bir seviyeye yükseldi.Ayrılmanın ana nedeni solvasyondur (hidrasyon). Bazı iyonlar yüksek oranda hidratlıdır. Böylece hidrojen katyonunun (proton) H+ hidrasyon enerjisi yüksektir: H + + H2 O: = H3O + alıcı verici hidronyum katyonu Sulu bir çözeltide serbest H + katyonları yoktur, bunlar güçlü hidronyum katyonlarına H3O dönüştürülür. +. 6.4.3. Elektrolitik ayrışmanın nicel özellikleri Elektrolitik ayrışmanın iki nicel özelliği vardır - ayrışma derecesi ve ayrışma sabiti. 1. Elektrolitik ayrışma derecesi (), iyonlara ayrışan moleküllerin sayısının, çözünen maddenin toplam molekül sayısına oranıdır. Ayrışma derecesi, bir birimin kesirleri veya yüzde olarak ölçülür: Oı veya O %100. (%) = Kız kardeş %100. Genel Ayrışma derecesi şunlara bağlıdır: çözünenin doğası (iyonik ve güçlü polar kimyasal bağ türlerine sahip maddeler hepsinden daha iyi ayrışır); çözücünün doğasından (dielektrik sabitinin değerinden); çözeltinin konsantrasyonundan (çözelti seyreltildiğinde, ayrışma derecesi artar); sıcaklıktan; aynı adı taşıyan iyonların varlığından (ayrışma derecesi azalır). 57 Copyright OJSC “CDB“ BIBKOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Servis ”Tablo 6.6 - Elektrolitin gücünün ayrışma derecesi ve ayrışma sabitine (Kd) bağlılığı Ayrışma derecesi () %30 %3 elektrolit Kd %30< 3% >10-2 Güçlü 10-2 - 10-4 Orta< 10–4 слабый 2. Константа диссоциации Кд находится на основании закона действия масс для слабых электролитов. КА ↔ К+ + А. Кд = . Кд не зависит от концентрации. 6.4.4. Свойства сильных электролитов Сильные электролиты в растворе диссоциированы полностью. Движение ионов стеснено притяжением друг к другу ионов с противоположными зарядами. Каждый ион окружен «ионной атмосферой», состоящей из противоположно заряженных ионов, которая тормозит его движение. Поэтому все свойства растворов электролита, зависящие от концентрации, проявляются не в соответствии с полной диссоциацией электролита, а в меньшей степени. Для оценки состояния ионов в растворе применяют величину, называемую активностью (а). Активность иона – это его условная, эффективная концентрация, в соответствии с которой он действует при химических реакциях. Активность иона (а) равна его концентрации (с), умноженной на коэффициент активности f: a = f∙C. Коэффициент активности иона зависит от его заряда и от ионной силы раствора I. Ионная сила раствора равна полусумме произведения концентраций всех находящихся в растворе ионов на квадрат их заряда: I 1 C1 Z 12 2 C 2 Z 22 ... C n Z n2 . Если вместо значений концентраций пользоваться значениями активности, то закон действия масс можно применить и к сильным электролитам. При этом можно получить значения констант диссоциации сильных кислот. Это дает возможность сравнивать свойства не только слабых, но и сильных электролитов (Kд>10–2 - güçlü; kd<10–4 – слабые; Kд = 10–2 – 10–4 – средние). 58 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Таблица 6.7 – Константы диссоциации некоторых электролитов при 25оС в водных растворах Слабые электролиты Сильные электролиты Электролит Кд Электролит Угольная кислота Н2СО3 К1 = 4,5∙10-7 Сероводородная кислота К1 = 6∙10-8 К2 = 4,7∙10 К2 = 1∙10 -11 -14 К1 = 8∙10-3 Ортофосфорная кислота К2 = 6∙10 -8 К3 = 1∙10-12 Кд Азотная кислота НNO3 Кд = 43,6 Хлороводородная кислота HCl 1∙107 Бромоводородная кислота HBr 1∙109 Йодоводородная кислота HJ 1∙1011 Упрощенно можно применить к электролитам более простую классификацию, разделив их на две группы – сильные и слабые. При этом все электролиты, не являющиеся сильными, относятся к слабым. 6.4.5. Типы электролитов Сильные электролиты диссоциируют практически полностью, необратимо. Слабые электролиты диссоциируют частично, обратимо. Таблица 6.8 – Сильные и слабые электролиты Кислоты HCl HBr Hl HNO3 H2SO4 HClO4 Основания Соли Гидроксиды Практически активных – все щелочных и (растворимые) щелочноземельных NaCl металлов KNO3 CuSO4 NaOH FeCl3 KOH Al2(SO4)3 Ca(OH)2 ZnSO4 Ba(OH)2 59 Кислоты Основания Вода H2CO3 H2SiO3 H2SO3 H2S HCN H3PO4 Органические кислоты Гидроксиды малоактивных металлов и гидроксид аммония Cu(OH)2↓ Fe(OH)3↓ Zn(OH)2 NH4OH(р-р) H2O Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 6.4.6. Диссоциация электролитов Таблица 6.9 - Диссоциация кислот, оснований и солей Диссоциация кислот Кислотность определяется присутствием ионов водорода Н+ Диссоциация оснований Щелочность среды определяется присутствием гидроксид-ионов ОН– Диссоциация солей 60 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 6.4.7. Реакции в растворах электролитов Реакции в растворах электролитов идут в сторону образования прочных, устойчивых соединений, являющихся осадком, газом или слабым электролитом. При составлении молекулярно-ионных уравнений реакций сильные электролиты записывают в виде отдельных ионов, а слабые – в виде молекул. Пример: 1. Молекулярное уравнение реакции CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl сильн. сильн. слаб. сильн. 2. Полное молекулярно-ионное уравнение реакции Cu2+ + 2Cl– + 2Na+ + 2OH– = Cu(OH)2↓ + 2Na+ + 2Cl– 3. Сокращенное молекулярно-ионное уравнение Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2↓ 6.4.8. Гидролиз солей Гидролиз – это обменное взаимодействие соли с водой. Гидролизу подвергаются соли, при взаимодействии которых с водой образуется хотя бы одно прочное, устойчивое соединение, являющееся слабым электролитом (или сложный, малодиссоциирующий ион). Гидролизу подвергаются соли, содержащие катион слабого основания или анион слабой кислоты или то и другое вместе (AlCl3, Na2CO3, Al2S3). Гидролизу не подвергаются соли, содержащие катионы сильного основания и анионы сильной кислоты (NaCl, K2SO4, KNO3). Периодический закон Д.И. Менделеева может быть применен к свойствам растворов. Периодический закон помогает понять взаимосвязь между свойствами атомов элементов и свойствами систем, содержащих ионы этих элементов. Так, например, изменение теплоты гидратации катионов металлов является функцией потенциалов ионизации атомов этих металлов. Чем больше заряд катиона металла и меньше радиус, тем более сильнее электрическое поле он создает, сильнее подвергается гидролизу. Поэтому гидролиз по катиону Al3+ идет, а гидролиз по катионам Na+ и K+ не идет. Алгоритм составления уравнений гидролиза 1. Составить уравнение диссоциации соли. Выявить ион, образующий слабое основание или слабую кислоту: AlCl3 = Al3+ + 3Cl- катион слабого основания 2. Составить сокращенное молекулярно-ионное уравнение по иону слабого электролита. Определить реакцию среды: Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+ кислая среда 61 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» 3. Составить молекулярное уравнение гидролиза: AlCl3 + HOH ↔ AlOHCl2 + HСl Чем слабее основание или кислота, образующие соль, тем сильнее идет гидролиз. Степень гидролиза (h) - это отношение концентрации соли, подвергшейся гидролизу (Сгидр.) к общей концентрации соли в растворе (Ссоли): h= С гидр С соли 100% . Константа гидролиза (Kг) выводится на основании константы равновесия (Kр) CN– + HOH ↔ HCN + OH– Kp = ; Кг = . Управление процессом гидролиза Усиливают гидролиз: разбавление; нагревание; удаление продуктов гидролиза (осадок, газ). Подавляет гидролиз добавление одного из продуктов гидролиза. Значение гидролиза для почвы Систематическое применение в качестве удобрения солей аммония увеличивает кислотность почвы: 1) NH4Cl = NH4+ + Cl–; слаб. 2) NH4+ + HOH ↔ NH4OH + H+; кислая среда 3) NH4Сl + HOH ↔ NH4OH + HCl. 6.4.9. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН Диссоциация воды: H2O ↔ H+ + OH – слабый электролит Константа диссоциации: Kр = на основании закона действия масс [ H 2 O] Ионное произведение воды при 25оС: = 10–14 Для воды и разбавленных растворов электролитов произведение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов есть величина постоянная. 62 Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис» Из этого следует: 1. Нейтральная среда а) = [ОH–] 2. Кислая среда >10–7 (10–6, 10–5, 10–3) b) ∙ = 10–14 c) 2 = 10–14 10 14 d) [H] 2 e) = 10–7 - nötr bir ortamda 3 Alkali ortam< 10–7(10–8, 10–9, 10–10) Таблица 6.10 – Реакция среды Среда , моль/л Нейтральная 10-7 Кислая >10-7 -6 (10, 10-5, 10-3) Alkali> 10-7 -8 (10, 10-9, 10-10) Çözeltinin asitlik veya alkalilik derecesi, hidrojen konsantrasyonu ile karakterize edilir. iyonlar pH değerinin değeri ile karakterize edilir. pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun negatif ondalık logaritmasıdır. pH = - lg hidrojen katyonlarının molar konsantrasyonudur veya daha kesin olarak pH = - log a H a H hidrojen katyonlarının aktif konsantrasyonudur. = 10-pH Hidroksil üssü Hidroksil üssü pOH, hidroksit iyonlarının konsantrasyonunun negatif ondalık logaritmasıdır. рОН = - lg = 10 – pOH Problemleri çözmek için formüller 1) ∙ = 10–14; 4) pH + pOH = 14; 2) pH = - lg; 5) = 10 – pH; 3) pOH = - log [ОH–]; 6) = 10 – pH. + 63 Telif Hakkı OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap Hizmeti "Şekil 6.1. Çevredeki bir değişiklikle pH değişimi şeması Tablo 6.11 - Ortamın asitlik değeri Toprak Chernozem Podzol Tuz bataklıkları pH Plant Optim. pH Çözelti pH Patates 4.5-6.3 Kan 7.4 3.5-6 Lahana 7.8-7.4 Mide suyu 1.7 8-9 Pancar 7.0-7.5 Musluk suyu 7.5 7 6.4.10. Çözümlerin değeri Çözümler doğada yaygındır, teknolojide kullanılır ve canlı organizmalar için büyük önem taşır. Tablo 6.12 - Doğadaki elektrolit çözeltileri Nehirlerin, göllerin, denizlerin, okyanusların doğal suları Toprak çözeltileri Biyolojik sıvılar ve canlı organizmaların dokuları Teknolojideki elektrolit çözeltileri, değerli kimyasal bileşikler (asitler, bazlar, tuzlar), mineral gübreler elde etmek için kullanılır. Biyolojide çözeltilerin rolü büyüktür, çünkü tüm hücresel süreçler sulu çözeltilerde gerçekleşir. Bitkiler, toprağın sulu çözeltilerinden besleyici makro ve mikro elementleri özümser. Akışkan, çok işlevli kontrol oluşturmanıza ve Bilgi sistemi ... Böyle bir sistemin prototipleri, yaşayan bir hücre ve bir insan beynidir. Kendi kendine kontrol soruları 1. Elektrolitik ayrışma nedir? 2. Güçlü ve zayıf elektrolit örnekleri verin. 3. Neden tüm tuzlar hidrolize uğramıyor? 4. 0.0001 mol / L KOH çözeltisinin pH ve pOH'sini hesaplayın. 5. FeCl3 hidrolizi nasıl bastırılır? 6. 3 kg %6 NaCl çözeltisi nasıl hazırlanır? 7. Demir sülfat FeSO4 ∙ 7H2O neden bazen zayıf alkali toprakların kimyasal ıslahı için kullanılır? 8. CuSO4, FeSO4 mikro gübrelerinin kullanımı neden alkali topraklarda etkisizdir? 9. Amonyum nitrat NH4NO3'ün sistematik kullanımı ile toprak pH'ı nasıl değişebilir? 10. Bitkiler neden toprakta çok yüksek tuz konsantrasyonlarında kurur? 64 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. Ek 1. Egorov, V.V. Çevre Kimyası. / V.V. Egorov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 192 s. 2. Ryazanova, G.E. İnorganik ve analitik kimya / G.E. Ryazanova - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006. - 172 s. 3. http://www.ecology-portal.ru/publ/1-1-0-124 65 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ” Ders 7 OKSİDATİF-İNDİRME REAKSİYONLARI 7.1. Modern redoks reaksiyonları teorisi (ORR) 7.1.1. Redoks süreçlerinin önemi Redoks süreçleri, çevremizdeki dünyadaki en önemli süreçlerden biridir. Doğadaki birçok elementin ve bileşiğin dönüşümleri, art arda meydana gelen redoks reaksiyonları zinciri ile ilişkilidir. Solunum, protein cisimlerinin kendini yenilemesi, fotosentez, hayvanlar tarafından besinlerin asimilasyonu, bitkiler tarafından karbondioksit ve bazı makro ve mikro elementlerin asimilasyonu vb. - her şey redoks reaksiyonlarına dayanır. Toprağın redoks özellikleri, canlı bir organizmadaki metabolizmayı anımsatan, sürekli olarak maddelerin dönüşüm döngüsünün meydana geldiği büyük önem taşır. Redoks süreçleri, doğadaki en önemli "yaşam unsurlarının" - nitrojen, kükürt, karbon - sirkülasyonu ile ilişkilidir. Hem toprakta hem de bitkilerde bu elementler redoks dönüşümlerine uğrarlar. Azotlu gübrelerin kullanımına ilişkin bilimsel temelli önerilerin (gübre oranları, uygulama dozları, zamanlama, toprak bileşimi dinamiklerinin dikkate alınmaması, sıcaklık koşulları, sulamanın düzenlenmesi) ihlali durumunda, ekolojik bozulma için koşullar yaratılır. nitratların amonyağa normal olarak geri kazanımının imkansızlığı nedeniyle tarım ürünlerinin nitrat ve nitritlerle zehirlenmesi. Tablo 7.1 - Bitkiler için ORP'nin değeri Canlı organizmalar için enerji kaynakları kaynağı Bitkiler tarafından bazı besinlerin özümsenmesi Toprakta humus oluşumu, doğurganlığın artması ORP Topraktaki besinlerin dönüşüm süreçleri (demir, manganez, azot, kükürt) "Yaşam unsurları" döngüsü ( azot, karbonhidrat, kükürt) Redoks reaksiyonları büyük teknolojik öneme sahiptir. Sanayide metal üretimi, asit, fosfor, halojen, hidrojen vb. üretimi için kullanılırlar. Redoks reaksiyonları yardımıyla otomobil, roket ve havacılık teknolojisinde kullanılan enerji elde edilir. Zamanımızın birçok çevresel sorunu, örneğin azot ve kükürt oksitlerle atmosferik kirlilik, atıklar gibi redoks reaksiyonları ile ilişkilidir. endüstriyel Girişimcilik ve bunları faydalı uygulamalarla maddelere dönüştürme imkanı. Redoks süreçlerinin incelenmesi, inorganik kimya, organik, fiziksel, biyolojik, agronomik kimya, toprak bilimi ve özel disiplinlerin bir dizi karmaşık sorununu anlamak için bir temel oluşturur. Tablo 7.2 - OVR teorisinin konu içi ve disiplinler arası bağlantıları 7.1.2. Redoks reaksiyonları teorisinin ana hükümleri Redoks reaksiyonları, elektronların bir atomdan diğerine aktarılması nedeniyle elementlerin oksidasyon durumlarının değiştiği reaksiyonlardır. İndirgeme, bir maddenin bir atomuna, iyonuna veya molekülüne elektron bağlama işlemidir. Oksidasyon, bir maddenin atomu, iyonu veya molekülü tarafından elektron verme işlemidir. İndirgeyici madde, elektron veren bir parçacıktır (atom, iyon, molekül). Oksitleyici bir ajan, elektronları bağlayan bir parçacıktır (atom, iyon, molekül). İndirgeme üzerine, elementin oksidasyon durumu azalır. Oksitlendiğinde, elementin oksidasyon durumu artar. Redoks süreci, iki zıt sürecin birliğidir. A indirgeyici ajan (oksitlenmiş) -e– - + e B oksitleyici ajan (indirgenmiş) En önemli indirgeyici ajanlar 2 Metaller, H2; H B r; SELAM; NaBr; KI; H2S2; Na2S2; FeS04; CO. En önemli oksidanlar Halojenler (F2, Cl2, Br2, I2), oksijen O2; HNO3 (konsantre ve seyreltme), H2SO4 (kons.), KMnO4, K2Cr2O7. Maddelerin redoks özellikleri periyodik olarak değişir. 67 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Seri numarasının arttığı dönemde, elementlerin özellikleri metalikten metalik olmayana, dolayısıyla indirgemeden oksitleyiciye değişir. Grupta yukarıdan aşağıya doğru, elementlerin metalik özellikleri ve dolayısıyla indirgeme özellikleri (elektron verme yeteneği) artar. Elektronik denge kuralı İndirgeyici ajan tarafından verilen elektronların sayısı, oksitleyici ajan tarafından verilen elektronların sayısına eşit olmalıdır. 7.1.3. Bir elementin oksidasyon durumunun hesaplanması Oksidasyon durumu Şu anda, aşağıdaki oksidasyon durumu kavramı kabul edilmektedir: Oksidasyon durumu, bir molekülün iyonlardan oluştuğu varsayımına göre hesaplanan, bir element atomunun koşullu yüküdür. Oksidasyon durumunun aşağıdaki tanımları da önerilebilir: Oksidasyon durumu, resmi olarak iyonik olarak alınan bir bileşikteki bir elementin atomunun koşullu yüküdür. Oksidasyon durumu, varsayımsal bir iyonik moleküldeki bir atomun koşullu yüküdür. Oksidasyon durumu kavramının yardımıyla, bir elementin atomları elektron verdiğinde veya elektron bağladığında yükünün nasıl değiştiğini değerlendirmek istiyoruz. Nicel olarak oksidasyon durumu, bir atom tarafından verilen veya alınan elektronların sayısı ile belirlenir. Temel kurallar: 1. Elementin atomik halde oksidasyon durumu sıfırdır 2. Molekül elektriksel olarak nötrdür 3. Elementin basit maddelerin moleküllerinde oksidasyon durumu sıfırdır Bileşiklerdeki sabit oksidasyon durumu: H + (Na + H hidritlerde H 2 2 2 hariç); O (O F 2'de O'nun hariç tutulması); Grup IA metalleri (Na +, K +); IIA grubu metaller (Ca + 2, Ba + 2), alüminyum Al + 3 (III A grubu). Oksidasyon durumu: 2 metal sadece pozitif olabilir: Na 2 O, C aO; 2 6 ametal hem pozitif hem de negatif olabilir: H 2 S, S O 3; iki metal olmayan kombinasyonunda daha elektronegatif metal olmayan - 6 2 negatif: S O 3; atomdaki elektronların sayısı çekirdeğin yüküne eşitse sıfıra eşittir; atomdaki elektron sayısı çekirdeğin yükünden azsa pozitif; elektron sayısı nükleer yükten büyükse negatif; oksidasyon durumunun büyüklüğü ve işareti atomun yapısına bağlıdır. 68 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Agency Book-Service ”Bir molekülde bilinmeyen oksidasyon durumunu hesaplamak için algoritma 1. Elementlerin bilinen oksidasyon durumlarını belirleyin; 2. Sıfıra eşit olan tüm elementlerin oksidasyon durumlarının cebirsel toplamı için bir denklem yapın (her elementin atom sayısını dikkate alarak); 3. Denklemi çözerek bilinmeyen oksidasyon durumunu bulun. Örnek: KMnO4'te Mn'nin oksidasyon durumunu bulun Çözüm: KMnO4 +1 + x + 4 (-2) = 0 x = +8 –1 = +7 Cevap: KMnO4'teki manganezin oksidasyon durumu +7'dir. karmaşık bir iyonda oksidasyon durumu, cebirsel bir denklemi çözmeniz gerekir. Örnek: N O3 X 2'deki azotun oksidasyon durumunu bulun Çözüm: x + 3 (-2) = -1 (N O3) x = -1 + 6 = +5 Cevap: NO3'teki azotun oksidasyon durumu + 5. Elektronik denklemler Elektronik denklemler, elektronların kendilerine salınması nedeniyle bir indirgeyici maddenin oksidasyonu ve elektronların eklenmesi nedeniyle oksitleyicinin indirgenmesi süreçlerini yansıtır. Elektronik bir denklem oluşturmak için, elementin oksidasyon durumunu ilk ve son durumda karşılaştırmalısınız. Tablo 7.3 - Elektronik denklemleri hazırlamak için temel kavramlar 0 Örnekler: 1. S 2e 2 0 S 1. Na e 3 2 4 2. Fe e Fe 2. S 2e 6 3. S 8e 2 2 S 3. S 8e 69 1 Na 6 S 6 S Telif Hakkı OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap-Hizmet "7.1.4. Karmaşık bileşiklerin redoks özelliklerini karakterize etmek için algoritma 1. Madde molekülünün redoks özelliklerini belirleyen elementin oksidasyon durumunu hesaplayın; 2. Belirli bir oksidasyon durumunda atomun elektronik yapısını, değerlik elektronlarının varlığını tahmin edin; 3. İndirgeyici veya oksitleyici özelliklerin ortaya çıkma olasılığı hakkında sonuçlar çıkarın. Tablo 7.4 - Kompleks bileşiklerin redoks özelliklerinin analizi Bir atomik parçacığın elektronik yapısı Oksidasyon durumu maksimum pozitif 5 HN O3 Değerlik elektronları yok N + 5) 0 ē 1s22s02p0 NH 3 3 Harici elektronik seviye tamamlandı N 3) 8 ē 1s22s22p8 3 KN O2 Değerlik elektronlarının varlığı N + 3) 2 ē 1s22s22p0 Özellikler HNO3 - sadece oksidatif negatif NH3 - sadece indirgeyici ara madde KNO2 ve indirgeyici ve oksidatif 7.1.5. Redoks reaksiyonlarının türleri Moleküller arası yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri Moleküller arası yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri İndirgeyici madde ve yükseltgeyici madde bozunma halindedir - Yükseltgen madde ve indirgeyici madde aynı molekülün kurucu maddelerinde bulunur Orantısızlaşma tepkimeleri (kendi kendine yükseltgenme-öz-indirgenme) Oksitleyici madde ve indirgeyici madde aynı elementtir. . Redoks reaksiyonlarının denklemlerini oluşturmak için algoritmalar 7.2.1. Elektronik denge yöntemini kullanarak OVR denklemini hazırlamak için algoritma 1. Bir reaksiyon şeması çizin (ilk maddeler ve reaksiyon ürünleri için formülleri yazın; 2. Reaksiyon sırasında değişen elementlerin oksidasyon durumlarını belirleyin; 3. Yazın indirgeyici maddenin oksidasyonu ve oksitleyicinin indirgenmesi işlemlerini yansıtan elektronik denklemler 4 Elektronik denge kuralına göre indirgeyici madde ve oksitleyici madde için katsayıları bulun 5. Bulunan katsayıları sol ve sağ taraflara koyun karşılık gelen maddelerin önündeki reaksiyon denklemi 6. Oksidasyon durumunu değiştirmeyen metal için eşitleyin 7. Metal olmayan için asit kalıntısını eşitleyin 8. Hidrojen ile eşitleyin 9. Oksijen ile kontrol edin Örnekler: 7.2. 2. ORP denkleminin elektron iyon yöntemiyle formüle edilmesi (yarım tepkime yöntemi) Yarı tepkime yöntemi, çözeltilerde meydana gelen redoks tepkimelerinin katsayılarını bulmak için kullanılır.Bu yöntemde oksitleyici ve indirgeyici ajan iyonlarının yükleri derece yerine gösterilir elementlerin oksidasyonu. Yüklerin Eşitliği Kuralı Redoks işleminin elektron-iyon denkleminin sol ve sağ taraflarındaki yüklerin toplamı eşit olmalıdır. Elektron iyon yöntemiyle OVR denklemini oluşturmak için algoritma (yarım reaksiyon yöntemi) 1. Reaksiyonun moleküler şemasını yapın: KI + KMnO4 + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O 2. İndirgeyici oksitleyici ajanı belirleyin ajan ve dönüşüm ürünleri: KI + KMnO4 + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O ortamı 71 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap Servisi 3. Oksidasyon ve indirgeme için elektron-iyon denklemlerini (yarım reaksiyonlar) hazırlayın süreçler. Denklemin sol ve sağ taraflarındaki yüklerin toplamını kontrol edin. İlk parçacıkların yüklerinin toplamı ise daha fazla miktar reaksiyon ürünlerinin yüklerini, sonra karşılık gelen sayıda elektronu denklemin sol tarafına ekleyin (daha azsa çıkarın). Örnek: 4. İndirgeyici madde, oksitleyici ve bunların dönüşüm ürünleri için katsayıları bulun: 5. Katsayıları moleküler denklem şemasına koyun: 6. Yükü değiştirmeyen metal için (potasyum için) eşitleyin. 7. Asidik kalıntı olup olmadığını kontrol edin. 8. Hidrojen olup olmadığını kontrol edin. 9. Oksijeni kontrol edin. Tablo 7.5 - Bitkiler tarafından nitratların asimilasyon şeması Elektronik denklemler Elektronik-iyonik denklemler 72 Copyright JSC "CDB" BIBKOM "& LLC" Ajans Kitap-Hizmet "Redoks reaksiyonlarını etkileyen faktörler 1. İndirgeyici maddenin ve oksitleyici maddenin doğası 2. Sıcaklık . 3. Çarşamba. 4. Oksitleyici ajan ve indirgeyici ajanın konsantrasyonu. 7.3. Biyojenik elementlerin bileşiklerinin redoks özellikleri En önemli biyojenik elementler - nitrojen, demir, manganez, kükürt vb., bir bitki organizmasının canlı hücresindeki ve topraktaki reaksiyonlar sırasında redoks özellikleri gösterir. Bitkilerin yaşamında büyük önem taşıyan, "yaşam metallerinin" - demir, manganez, bakır, molibden, kobalt - redoks dönüşümleriyle ilişkili reaksiyonlardır. Böylece demir, hücrelerin solunum ve enerji alışverişinde önemli bir rol oynayan klorofil sentezinde yer alan enzimlerin bir parçasıdır; manganez, nitratların, molibdenin azaltılmasında - nitrojen fiksasyonu sürecinde vb. Toprak, redoks sistemleri Fe3 + / Fe2 +, +2, +3, +4 oksidasyon durumlarında manganez bileşikleri içerir. Toprakta manganez eksikliği ile manganezli gübreler kullanılır - MnSO4 ve KMnO4. Potasyum permanganatın özellikleri KMnO4 7 K Mn O4 - güçlü oksitleyici ajan 7 Mn) 0 - oksitleyici ajan, değerlik elektronları yok (sadece elektronları kabul eder) 0 7 Mn) 3d 5 4s 2 7å Mn) 3d 0 4s 0 7 Ortamın rolü KMnO4'ün oksitleyici özellikleri (Mn ) Redoks reaksiyonunun seyri çevreye bağlıdır. Ortamın pH'ını ölçerek redoks reaksiyonunu kontrol edebilirsiniz. Hidrojen katyonlarının H + konsantrasyonu (aktivitesi), katılımlarıyla gerçekleşen bu tür reaksiyonlar için önemlidir. Hidrojen iyonları, oksijen içeren bir oksidanla (KMnO4, K2Cr2O7) reaksiyonlarda yer alır. Oksitleyiciden oksijeni alarak indirgeme sürecini kolaylaştırırlar. Şekil 7.1. Potasyum permanganat KMnO4'ün çeşitli ortamlarda özellikleri H + konsantrasyonunun yüksek olduğu asidik bir ortam, KMnO4'ün katılımıyla reaksiyonlar için en uygun 7'dir. Bu koşullar altında, Mn en derinden indirgenir; indirgeme işleminde en fazla sayıda elektron yer alır. 73 Telif hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Asidik ortam (uygun, çok H +) Nötr ortam (daha az elverişli, H + 'dan az) Alkali ortam (olumsuz) 7.4. Oksidasyon-redüksiyon potansiyelleri. ORD yönü Bir maddenin redoks özellikleri, standart redoks potansiyeli E0'ın değeri ile karakterize edilir. Standart elektrot redoks potansiyeli (E0), oksitlenmiş ve indirgenmiş formların aktivitelerinin oranının bire eşit olması şartıyla, standart bir hidrojen elektroduna göre ölçülen bir redoks sisteminin potansiyelidir. E0 değeri ne kadar yüksek olursa, oksitleyici ajan madde o kadar güçlü olur. Süreç, daha güçlü bir oksitleyici ajanın katılımıyla kendiliğinden ilerler, yani 0 EMF = Eok Evosst> 0'da Değişen koşullar sürecin yönünü etkiler. 74 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Servis Örneği: HClO4 + Br2 + H2O ↔ HClO3 + HBrO3 daha güçlü oksitleyici ajan Reaksiyon, daha güçlü bir oksitleyici ajanın katılımıyla ilerler Nernst denklemi RT a ok a H ln E = E + nF bir geri kazanım 0 veya m 0.059 bir tamam a H E = E +. Durgun durumda 0 Oksitleyici maddenin konsantrasyonundaki bir artış E'yi arttırır. H + konsantrasyonundaki bir artış, ortamın pH'ındaki bir değişiklik reaksiyonun yönünü değiştirebilir (Eok ve Evosst yakın değerlere sahipse) . Kendi kendine kontrol için sorular 1. İndirgeme, oksidasyon, indirgeme maddesi, oksitleme maddesi nedir? 2. Mn'nin KMnO4 içindeki oksidasyon durumunu hesaplayın. 3. Değişim reaksiyonu ve redoks reaksiyonu için katsayıları bulmak için algoritmaları karşılaştırın. 4. NH3 ve HNO3 için redoks özelliklerindeki farkı açıklayın. 5. KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2 (SO4) 3 + K2SO4 + H2O reaksiyonunun katsayılarını bulun 6. Kükürtün bitkiler tarafından asimilasyonuna karşılık gelen elektronik (veya elektron-iyonik) denklemleri yazın: SO 42 → SO 23 → S 2 REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. 4. Ryazanova, G.E. İnorganik ve analitik kimya / G.E. Ryazanova - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006. - 172 s. Ek 1. İnorganik kimya (biyojenik ve abiyojenik elementler): Ders Kitabı / prof. V.V. Egorova. - SPb.: Yayınevi "Lan ', 2009. - 320 s. 2. Klinsky, G.D. İnorganik kimya / G.D. Klinsky, V.D. Skopintsev. - M: Moskova Tarım Akademisi yayınevi, 2001 .-- 384 s. 75 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Acente Kitap-Servis ” Ders 8 KARMAŞIK BAĞLANTILAR 8.1. Kısa hikaye Karmaşık bileşikler (CC) Karmaşık bileşiklerin tarihi şartlı olarak dört döneme ayrılabilir. Dönem I (eski zamanlardan 18. yüzyılın başlarına kadar) Karmaşık bileşiklerin kullanımı: değerli taşlar (zümrüt, granat, turkuaz); doğal boyalar (indigo, mor, safran); lehimleme için metal yüzeylerinin temizlenmesi, deri tabaklama; mürekkep alıyor. II dönemi (18. yüzyılın başlarından 1893'e kadar) Karmaşık bileşiklerin sentezi; CS'nin yapısını ve özelliklerini açıklama girişimi. III dönemi (1893-1940) Alfred Werner'in (İsviçre) koordinasyon teorisinin oluşturulması, doğrulanması ve zaferi. IV dönem (1940'tan günümüze) Kimya, fizik ve matematik kazanımlarını kullanarak koordinasyon teorisinin geliştirilmesi. Rusya'da, karmaşık bileşiklerin kimyası özgün bir şekilde gelişti: çalışma, Avrupa başarılarının önündeydi, ancak bilim dünyasında çok az biliniyorlardı. M.V. Lomonosov, doymuş çözeltilerde tuzların çözünmesini inceledi ve P.B. Bagration (komutanın yeğeni), endüstriyel altın üretimi için tepkiyi keşfetti. Yu.V. Lermontova (şairin ikinci kuzeni) platin grubu metalleri ayırdı. DI. Mendeleyev, Los Angeles Chugaev, N.S. Kurnakov karmaşık bileşiklerin kimyasını verdi modern formlar... I.I. Chernyaev, A.A. Grinberg, V.V. Lebedinsky, K.B. Yatsimirskiy, karmaşık bileşikler teorisinin daha da geliştirilmesini gerçekleştirdi. M.V. Lomonosov P.B. Bagration 76 Yu.V. Lermontov Telif Hakkı OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap Hizmeti "D.I. Mendeleev L.A. Chugaev N.S. I.I. Kurnakov Chernyaev V.V. Lebedinsky A.A. Greenberg Sorunlu durum - 19. yüzyılın ortalarında, olağandışı kimyasal reaksiyonlar ve bileşikler hakkında bilgi toplandı. Örnek 1: Suda çözünmeyen AgCl neden amonyak NH3'te kolayca çözünür? AgCl + 2 NH3 beyaz çökelti Cl çözeltisi Reaksiyon, 1648'de I. Glauber tarafından keşfedildi. Örnek 2: CuSO4 neden amonyak NH3 ile reaksiyona giriyor? CuSO4 + 4NH3 SO4 mavi çözelti mavi-mor çözelti Reaksiyon, 1597'de Andrei Libavius ​​tarafından keşfedildi. Butlerov A.M. "Mevcut teoriler tarafından açıklanamayan gerçekler, bilim için en pahalı olanlardır, gelişmelerinden dolayı yakın gelecekte gelişiminin beklenmesi gerektiğine" inanıyordu. 8.2. Werner'in koordinasyon teorisi ve modern kavramlar "Karmaşık" kelimesi (lat.) - karmaşık; kombinasyon. 1893'te İsviçreli bilim adamı Alfred Werner, karmaşık bileşiklerin oluşumunu açıklamak için bir koordinasyon teorisi önerdi. Bu teori, karmaşık bileşiklerin kimyasında hala ana teoridir. Zamanla, karmaşık bileşikler oluşturan parçacıklar arasında etkili olan kuvvetler hakkındaki fikirler değişir ve daha kesin hale gelir. Karmaşık bileşiklerin özelliklerini açıklayan sorular çok karmaşıktır. 77 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Werner, birincil ve ikincil değerlik kavramını tanıttı, ancak nedenlerini ve farklılıklarını açıklamadı. Günümüzde karmaşık bileşiklerin yapısını ve özelliklerini açıklamak için çeşitli teoriler kullanılmaktadır: moleküler orbitaller yöntemi; kristal alan teorisi; ligand alan teorisi; değerlik bağları yöntemi (MVS). Görsel temsiller çerçevesinde sorulara nitel cevaplar değerlik bağları yöntemi ile verilmektedir. MVS açısından: ana değerlik iyonik (veya kovalent) bağların oluşumu ile açıklanır; yan değerlik - verici-alıcı mekanizması tarafından ortaya çıkan bir kovalent bağ ile. Karmaşık bileşiklerin çeşitli tanımları vardır. İşte değerlik bağları yöntemine dayanan bunlardan biri. Karmaşık bileşikler (CC) karmaşık bileşiklerdir yüksek mertebeden verici-alıcı mekanizmasından kaynaklanan kovalent bağların varlığı ile karakterize edilir. 8.2.1. Kompleks bileşiklerin moleküllerinin bileşimi 1. Kompleks oluşturucu madde, kompleks bileşiğin molekülünün merkezinde yer alır. En yaygın kompleks yapıcı maddeler metal katyonlarıdır. Güçlü kompleks yapıcılar: 3 2 0 2 2 katyon ve yan alt grupların d-metal atomları (Fe, Fe, Fe, Cu, Ag, Zn) 3 2 2 p-metal katyonları (Al, Sn, Pb). Zayıf kompleks yapıcı maddeler, alkali ve toprak alkali metallerin katyonlarıdır. Ancak canlı organizmalarda CS oluşumuna katılırlar. 2. Kompleks oluşturan ajan kendi etrafında koordine olur LİGANDLAR (zıt yüklü iyonlar veya nötr moleküller) Anyonlar: F- (floro-), Cl– (kloro-), NO2– (nitro-), CN– (siyano-), SO32– (sülfit- ), OH– (hidrokso) Nötr moleküller: NH3 (ammin-), Н2О (aqua-), vb. 3. Kompleks oluşturucu ajanın (CCN) koordinasyon sayısı, kompleks yapıcı ajanla ilişkili ligandların sayısıdır. Kompleks oluşturucu ajanın koordinasyon sayısı, genellikle kompleks yapıcı ajanın oksidasyon durumunun iki katıdır. 78 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Tablo 8.1 - Koordinasyon numarasının kompleks oluşturucu maddenin oksidasyon durumuna bağımlılığı Kompleks oluşturucu maddenin oksidasyon durumu КЧК +1 (Ag) 2 2 2 4 (3.6) +2 (Cu, Fe ) 3 3 6 (4) +3 (Fe, Al) 4. Kompleks oluşturucu, ligandlarla birlikte kompleks bileşiğin veya kompleks iyonun iç koordinasyon küresini oluşturur. Formül yazarken köşeli parantez içine alınır. İç kürenin yükü (oksidasyon durumu), kompleks yapıcı ajan ve ligandların oksidasyon durumlarının cebirsel toplamına eşittir. 5. COP'nin iç küresi onun dış küresi ile bağlantılıdır. Kompleks iyonunun yüküne bağlı olarak dış kürenin bileşimi, hem asit kalıntılarının anyonlarını hem de metal katyonlarını (örneğin alkali) içerebilir. Dış kürenin yükü, iç kürenin yüküne büyüklük olarak eşit ve işaret olarak zıttır. Tablo 8.2 - Karmaşık bileşiklerin formüllerini hazırlama örnekleri Örnek 1. Tetraamin bakır (II) 2 [Cu (NH 3) 04] klorür ligand jeneratör kompleksi için formülü oluşturun Örnek 2: Sodyum tetrahidroksozinkat 2 2 için formülü oluşturun Cl 2 Na 2 [Zn (OH) 4] 2 dış ligand kompleksi zorlayıcı dış ortam CCC CCC iç koordinasyon küresi iç koordinasyon küresi 8.2.2. Karmaşık bileşiklerin isimlendirilmesi Karmaşık bir bileşiğin adını oluştururken şunları yapmalısınız: 1. Anyonu adlandırın. 2. İç koordinasyon alanı adına, tüm kurucu parçalarını sağdan sola listeleyin. 2.1. Yunan rakamlarını kullanarak ligand sayısını adlandırın (1 - mono, 2 - di, 3 - üç, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa) 2.2. Ligandları adlandırın (önce - anyonlar, sonra - moleküller) F- (floro-), Cl- (kloro-), Br- (bromo-), CN- (siyano-), H2O (su-), NH3 (ammin- ) ... 2.3. Kompleks oluşturucu maddeyi adlandırın. Oksidasyon durumunu parantez içinde romen rakamlarıyla belirtin. İç koordinasyon küresi bir (+) katyon ise, Rus adı Genetik durumda kompleks yapıcı ajan. 79 Telif hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Örnek: + Cl– diamin gümüş klorür (I) Eğer iç koordinasyon küresi bir anyon (-) ise, kompleks yapıcı ajanın Latince adını bitiş ile kullanın. -NS‖. K3 –3 potasyum hekzasiyanoferrat (III) 8.3. Karmaşık bileşiklerde kimyasal bağlanma Karmaşık bileşiklerde kimyasal bağlanma karmaşık bir bilimsel problemdir. Karmaşık bileşiklerin oluşumunu, yapısını ve özelliklerini açıklamak için çeşitli teoriler kullanılır - ligand alanı teorisi, kristal alan teorisi, değerlik bağları yöntemi. Kristal alan teorisi iyonik komplekslere uygulanır. Elektrostatik kuvvetleri hesaba katar ve kovalent kuvvetleri hesaba katmaz. Ligand alan teorisi, kompleks bileşiklerin oluşumunun hem elektrostatik kuvvetler nedeniyle hem de merkezi iyon ve ligandların orbitalleri örtüştüğünde kovalent etkileşim nedeniyle meydana geldiğini varsayar. Değerlik bağı yöntemi, kompleks bileşiklerdeki kimyasal bağın, ligandların yalnız elektron çiftleri ve kompleks oluşturucu maddenin serbest orbitalleri nedeniyle oluştuğu varsayımına dayanır. Soruların niteliksel yönünü netleştirmek için bazen üç teori de kullanılır. Karmaşık bileşiklerde kimyasal bağ teorisi, daha fazla gelişme ve iyileştirme gerektirir. Değerlik bağ yöntemi (VBM) en açıklayıcı olanıdır. MBC'ye göre, kompleks yapıcı ajan ile ligandlar arasındaki kimyasal bağ, donör-alıcı mekanizma tarafından gerçekleştirilir. Örnek: 3+ koordinasyon küresinin oluşumu nasıldır? 1) İyon kompleksleştirici ajan Al3 +: 2) oluşumu. Su molekülündeki oksijen atomu, bağlanmayan elektron çiftlerine sahiptir ve bir verici görevi görebilir. 80 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Elektronik çiftler uzayda 90 ° açıyla yönlendirilir (dördü bir düzlemde, iki tane daha - ona dik). Ortaya çıkan koordinasyon küresi oktahedron şeklindedir Şekil 8.1. 3+ iyon oluşumu şeması CN = 2 sp CN = 3 sp2 Dambıl Üçgen Kare –3 - 2- sp2d CN = 4 sp3 CN = 5 sp3d CN = 6 sp3d2 Tetrahedron Üçgen bipiramid Oktahedron +2 2+ sd3 Şekil 8.2. Komplekslerin koordinasyon kürelerinin geometrisi 8.4. Kompleks bileşiklerin elektrolitik ayrışması Elektrolit olan kompleks bileşikler iki aşamada ayrışır. İlk aşama. Birincil ayrışma, COP'nin iç ve dış kürelere ayrılmasıdır. COP'nin iç ve dış küreleri iyonik bağlarla bağlandığından, güçlü elektrolitlerin türüne göre gider. K3 = 3K + + 3– İkinci aşama. İkincil ayrışma, COP'nin (kompleks iyon) iç küresinin ayrışmasıdır. Önemsiz bir şekilde zayıf elektrolitlerin türüne göre gider. 3- ↔ Fe3 + + 6CN– Kompleks bileşiklerin kararlılığı. Karmaşık bileşiklerin kararlılığı, kompleks iyon Kn'nin kararsızlık sabiti ile karakterize edilir. Karmaşık bir bileşiğin kararsızlık sabiti Kn, kütle hareket yasası temelinde türetilir. Kn, bir kompleks iyonun ayrışması sırasında oluşan iyon konsantrasyonunun, bir kompleks iyonun ayrışma denklemindeki katsayılara eşit bir dereceye kadar, bir kompleks iyonun konsantrasyonuna oranıdır. 81 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Örnek: Tetraamin bakır (II) SO4 sülfat için kararsızlık sabiti için ifadeler oluşturun. Birincil ayrışma: SO4 = 2+ + SO42– İkincil ayrışma: 2+ ↔ Cu2 + + 4NH3 4 Kn = Kn değeri ne kadar küçükse, kompleks iyon o kadar kararlıdır. Tablo 8.3 - Bazı kompleks iyonların kararsızlık sabitleri Kompleks iyon + 2+ 2+ 34– 2– - Kn 7.2 ∙ 10–8 3.5 ∙ 10–10 2.1 ∙ 10–13 1.0 ∙ 10–44 1 , 0 ∙ 10–37 2.4 ∙ 10–6 1.0 ∙ 10-21 Çift tuzlar son derece kararsız kompleks bileşiklerdir: (K2SO4 ∙ Al2 (SO4) 3) - potasyum şap 2KCl ∙ CuCl2 ∙ 2H2O - çift klorür (NH4) 2SO4 ∙ Fe2 (SO4) 3 ∙ 24H2O - Mohr tuzu veya NH4 Fe (SO4) 2 ∙ 12H2O Karmaşık bileşikler şeklinde, çift tuzlar sadece katı halde bulunur. Çözeltide tamamen ayrışırlar. Örnek: Mohr tuzu NH4Fe (SO4) 2 = NH4 + + Fe3 + + 2SO42'nin ayrışması. Karmaşık bileşikleri içeren değişim reaksiyonları Prusya mavisi elde edilmesi (Prusya mavisi) F. Diesbach (1704) 3 1 4 Fe Cl 3 3K 4 1 4 Fe 4 3 3 4 12KCl. Karmaşık bileşiklerin değeri ve uygulaması Canlı organizmalarda önemli işlevleri yerine getiren karmaşık bileşikler, endüstride, tarımda, çevre sorunlarını çözmek için kullanılır. 82 Copyright OJSC CDB “BIBCOM” & LLC “Ajans Kitap Hizmeti” Tablo 8.4 - Karmaşık bileşiklerin değeri Kompleks bileşikler Yoğun ve dayanıklı metal kaplamalar elde etmek için Nadir toprak elementlerinin ayrılması için Canlı organizmalarda belirli işlevleri yerine getirir (solunum, fotosentez, enzimatik kataliz) B analitik kimya - tarımda birçok elementi belirlemek için - bitkilerin kireçli klorozu ile mücadele etmek, demir karbonat ve hidroksitleri çözmek, çinko eksikliğini gidermek için Çevre sorunlarını çözmek, kolayca nötralize kompleks yapıcı maddeler elde etmek Hemoglobin Oksijen transferini gerçekleştirir akciğerlerden dokulara. İnsan vücudunun yaşamı için eşsiz bir değeri vardır. Klorofil Kompleks organik liginlerle magnezyum iyonunun kompleks içi bileşiği. Bitkiler için benzersiz bir şekilde önemlidir (fotosentez için). Şekil 21. Metal içeren biyomoleküllerde nitrojen donör özelliklerinin tezahür şeması Yaşam metalleri (demir, çinko, molibden, bakır, manganez), redoks işlemlerini katalize eden birçok enzimin moleküllerindeki kompleksleştirici ajanlardır: peroksidaz, katalaz (demir); karboksipeptidaz (çinko); ksantin oksidaz (molibden ve demir). Şu anda, yeni bir kimya yönü ortaya çıktı - metabolizma, kalıtım, bağışıklık, düşünme, hafıza gibi hayati aktivitenin bu kadar önemli tezahürlerinin özünü araştıran biyoinorganik kimya. 83 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”Karmaşık içi bileşiklerin türüne göre, kompleks ajanların rolünün“ yaşam metalleri ” tarafından oynandığı birçok enzimin molekülleri inşa edilir - demir, bakır, manganez, molibden, kobalt. Enzim aktivitesinin özgüllüğü, protein moleküllerinde hangi metalin kompleks yapıcı ajan olduğuna bağlıdır. Aynı zamanda, karmaşık bileşiklerin bitkilerin mineral beslenmesindeki rolü de araştırılmaktadır. İz elementlerin asimilasyonunun, atmosferik azotun fiksasyonunun, kompleks oluşturucu ajanların katılımıyla gerçekleştiği bulundu. 1964 yılında M.E. Volpin ve V.B. Schur, Organoelement Bileşikleri Enstitüsü'nde bir keşif yaptı. Moleküler nitrojeni normal koşullar altında ısıtmadan karmaşık bir bileşiğe dönüştürdüler. Demir, molibden ve vanadyum bileşiklerinin varlığında nitrojenin aktive olduğu ve bir ligand gibi davranarak su ile amonyağa ayrışan kompleks bileşikler oluşturduğu bulunmuştur. Kendini kontrol etme soruları 1. Karmaşık bir bileşik kavramı. 2. Kompleks oluşturucu madde 3+ Al ise ve ligand OH iyonları ise kompleks bileşiğin formülünü yazın. 3. Reaksiyon denklemini tamamlayın: CuSO4 + NH3 → 4. Reaksiyon denklemini yazın: FeCl3 + K4 → 5. SO4 bileşiklerinde kompleks yapıcı maddenin koordinasyon sayısını ve oksidasyon durumunu belirleyin. 6. Karmaşık K3 bileşiğinin kararsızlık sabiti için bir ifade yazın. REFERANSLAR Ana 1. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 2. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. Ek 1. İnorganik kimya (biyojenik ve abiyojenik elementler): Ders Kitabı / prof. V.V. Egorova. - SPb.: Yayınevi "Lan ', 2009. - 320 s. 2. Ugai, Ya.A. Genel ve inorganik kimya / Ya. A. Ugay. - E.: Yüksekokul, 2004 .-- 528 s. 3. Lensky, A.Ş. Biyoinorganik ve biyofiziksel kimyaya giriş / A.Ş. Lensky. - M.: Yüksekokul, 1989 .-- 256 s. 84 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Ders 9 KİMYASAL KİNETİK. KİMYASAL DENGE 9.1. Kimyasal kinetik kavramı Kimyasal kinetik, kimyasal reaksiyonların hızları ve mekanizmalarının incelenmesidir. Kimyasal kinetik, bir reaksiyonun zaman içindeki seyrini inceler, bir kimyasal reaksiyonun hızını etkileyen faktörleri inceler ve reaksiyon mekanizması hakkında bilgi sağlar. Çoğu kimyasal reaksiyon bir dizi ara aşamadan geçer. Ara aşamalara temel aşamalar denir. Reaksiyon mekanizması, tüm temel aşamalarının tam dizisidir. Reaksiyon hızı, reaksiyonun en yavaş (sınırlayıcı) aşamasının hızı ile belirlenir. Hidrojen iyodür sentezinin reaksiyon mekanizması Aşama 1 Aşama 2 Aşama 3 Aşama 4 Aşama (hızlı) (yavaş) Toplam reaksiyon denklemi: H2 + I2 2HI Sodyum tiyosülfatın sülfürik asit ile reaksiyonu Toplam reaksiyon denklemi Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S + H2O Kademe 1 Na2S2O3 + H2SO4 = H2S2O3 + Na2SO4 (hızlı) 2. Kademe H2S2O3 = H2SO3 + S ↓ (yavaş) 3. Kademe H2SO3 = SO2 + H2O (hızlı) 9.2. Kimyasal reaksiyon hızı Bir kimyasal reaksiyon hızı, birim hacimde veya birim yüzeyde birim zamanda bir reaksiyon ürününün oluşumuna yol açan moleküller arasındaki aktif çarpışmaların sayısıdır. Bir kimyasal reaksiyonun hızı, birim zaman başına reaktanlardan birinin konsantrasyonundaki değişiklik ile ölçülür. Ortalama ve anlık reaksiyon hızları kavramları uygulanır. Ortalama reaksiyon hızı, belirli bir zaman aralığında konsantrasyondaki değişiklik ile belirlenir: 85 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet ΔС Δt Vav Reaksiyon hızının gerçek (anlık) değeri, sınır olarak hesaplanır. ortalama hız Δt → 0'da, yani. zamanla konsantrasyonun bir türevi olarak: dС dt Vist. + veya - işareti, hesaplamalar için hangi maddenin - orijinalin veya ürünün - kullanıldığı konsantrasyonundaki değişikliğe bağlıdır. Reaksiyona giren bir maddenin konsantrasyonu kullanılırsa, reaksiyon sırasında konsantrasyonu azaldığı için reaksiyon hızının değeri eksi (-) işaretine sahip olacaktır. Kimyasal reaksiyon hızı Konsantrasyon C, mol / L Şekil 9. 1. Konsantrasyon değişikliğinin reaksiyon süresine bağımlılığı 9.3. Kimyasal reaksiyon hızını etkileyen faktörler Şema 9.1. Kinetik faktörlerin kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi 86 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kniga-Service Bir maddenin moleküllerinin reaksiyonlara belirli bir oranda katılma yeteneğidir. 9.3.1. Konsantrasyonun reaksiyon hızı üzerindeki etkisi Kütle etkisi yasası (K. Guldberg ve P. Vaage (1864-1867 Norveç): Bir kimyasal reaksiyonun temel aşamasının hızı (V), reaktanların molar konsantrasyonlarının çarpımı ile orantılıdır. (C) stokiyometrik katsayılarının gücüne yükseltilmiştir. , ancak konsantrasyonlarına bağlı değildir Hız sabiti, reaksiyona giren maddelerin her birinin konsantrasyonu 1 mol / dm 3'e eşitse, reaksiyon hızına sayısal olarak eşittir. kinetik denklem, çünkü yüzey alanı pratik olarak sabittir ve maddeler sadece yüzeyde reaksiyona girerler. aşama veya çok aşamalı bir reaksiyonun her bir ayrı aşaması için Kütlelerin etki yasasının hızın hesaplanması için uygulanması Çok aşamalı mekanizma dikkate alınmadan yapılacak işlemler hatalı sonuçlara yol açacaktır. Örnekler 1. Homojen reaksiyon 4HCl (g) + O2 (g) 2H2O (g) + 2Cl2 (g) 4 Doğrudan reaksiyon için 1 = K1C HCl CO2 Ters reaksiyon için 2 = K2C 2H 2O C Cl2 2 2. Heterojen reaksiyon Fe3O4 ( s) + H2 (g) 3FeO (s) + H2O (g) Doğrudan reaksiyon için V1 = K1 СН 2 (r) Ters reaksiyon için V2 = K2 С Н2О (g) 87 Copyright JSC Central Design Bureau BIBCOM & LLC Agency Kitap Hizmeti "9.3.2. Sıcaklığın reaksiyon hızı üzerindeki etkisi 1. Van't Hoff kuralı Sıcaklık her 10 derecede arttığında, reaksiyon hızı 2-4 kat artar: Vt 2 = Vt 1 t1 t 2 10 Vt 2; Vt1 Δt 10 γ, burada 2'den 4'e kadar değerler alan sıcaklık katsayısıdır. Van't Hoff kuralı yaklaşıktır. Küçük bir sıcaklık aralığında sıcaklık değişiminin reaksiyon hızındaki değişim üzerindeki etkisinin kaba bir tahmini için geçerlidir. 2. Sıcaklığın geniş bir sıcaklık aralığında kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisini daha doğru bir şekilde belirlemek için Arrhenius denklemi kullanılır: K = Ae Ea / RT, burada K hız sabitidir; A - sabit; e, doğal logaritmanın tabanıdır; Еа - aktivasyon enerjisi; R gaz sabitidir; T mutlak sıcaklıktır. 1887'de İsveçli bilim adamı Svante Arrhenius, elektrolitik ayrışma teorisini yarattı ve 1889'da bileşiklerin reaktivitesinin yeni bir ölçüsünü önerdi - aktivasyon enerjisi. Kimyasal kinetiğe getirdiği denklem, reaksiyonların hızını ve mekanizmalarını incelemek için 100 yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır. S. Arrhenius tarafından aktivasyon teorisinin ana hükümleri: Reaksiyon hızı, toplam sayısına değil, aktif moleküllerin sayısına bağlıdır. Reaksiyona sadece aktif moleküller girer. Aktivasyon enerjisi Ea, molekülleri aktif duruma geçirmek için verilmesi gereken enerjidir (1 mol madde için).Aktivasyon enerjisi ne kadar düşükse, reaksiyon hızı o kadar yüksek olur. Başlangıç ​​maddelerinin reaksiyon ürünleri oluşturması için, Ea enerji bariyerinin aşılması gerekir. Bunun için başlangıç ​​maddelerinin mevcut kimyasal bağları kırmak için gerekli enerjiyi emmesi gerekir. Yeni kimyasal bağlar hemen oluşmaz. İlk olarak, sistemin maksimum enerjisi ile bir ara geçiş durumu (aktive edilmiş kompleks) oluşturulur. Daha sonra parçalanır ve enerji açığa çıkarken yeni kimyasal bağlara sahip reaksiyon ürününün molekülleri oluşur. Serbest bırakılan enerji miktarı aktivasyon enerjisinin değerinden büyükse reaksiyon ekzotermiktir. Katalizör varlığında aktivasyon enerjisi azalır ve reaksiyon hızı artar. 88 Telif Hakkı OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap Hizmeti "Şekil 9.2. Reaksiyonun seyrinin enerji diyagramı 9.3.3. Katalizörlerin kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi Katalizörler, reaksiyonun hızını etkileyen ancak seyri sırasında tüketilmeyen maddelerdir. Pozitif katalizörler aktivasyon enerjisini azaltarak reaksiyon hızını arttırır. Negatif katalizörler (inhibitörler) kimyasal reaksiyonun hızını azaltır. Kataliz, katalizörlerin etkisi altında kimyasal reaksiyonların hızındaki değişikliktir. Katalitik reaksiyonlar, katalizörlerin etkisi altında gerçekleşen reaksiyonlardır. Katalitik reaksiyonlar, kimyasal üretim ve biyokimyada önemli bir rol oynamaktadır. Tüm üretimlerin %90'ı kimyasal endüstri katalizörler kullanılır (amonyak, nitrik asit, sülfürik asit, kauçuk vb. üretimi). Katalizörler yakıtın yanması, temizlenmesi için kullanılır. atıksu ... Yüksek teknolojili amonyak tesisleri, geleneksel bitkilerden daha az enerji kullanır ve daha az atık üretir. Kataliz homojen ve heterojendir. Homojen katalizde reaktifler ve katalizör aynı kümelenme durumundadır Heterojen katalizde katı bir katalizör kullanılır ve reaktifler bir çözelti veya gaz karışımının parçasıdır. Katalizör varlığında reaksiyon daha hızlı ilerler çünkü katılımıyla oluşan aktif kompleks, katalizör yokluğundakinden daha düşük aktivasyon enerjisine sahiptir. Şu anda nano bileşimler, yarı iletken malzemeler ve karmaşık bileşikler kullanılarak yeni katalizörler geliştirilmektedir. Moleküler boyutlarda (0.3 - 1.2 nm) düzenli üç boyutlu gözenekler (kanallar) yapısına sahip bir zeolit ​​matrisinde stabilize edilmiş yüksek oranda dağılmış metaller veya metal oksitler içeren nanokompozit katalizörlere çok dikkat edilir. Katalitik seçiciliğe, asit direncine ve termal stabiliteye sahip oldukları için geniş bir uygulama alanına sahiptirler. 89 Copyright OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Servis ”Kataliz biyolojik sistemlerde gerçekleşir. Canlı organizmalarda meydana gelen kimyasal reaksiyonların çoğu katalitik reaksiyonlardır. Biyolojik katalizörler - ENZİMLER - protein metabolizması süreçlerinde yer alır, nişastanın şekere dönüşümünü katalize eder ve redoks reaksiyonlarını hızlandırır. "Biyokataliz ile karşılaştırma, büyük başarıya rağmen, bu konuda açılan tüm olasılıkları katalizde kullanmaktan hala uzak olduğumuzu gösteriyor. Bu alçakgönüllülüğü öğretir ”(SZ Roginsky). İstenmeyen enzimatik süreçleri yavaşlattığı için mahsul ürünlerini düşük sıcaklıklarda saklamak gerekir. Tohum pansumanında kullanılan birçok madde enzimleri etkisiz hale getirir ve istenmeyen mikroorganizmaları öldürür. Kimyasal kinetik, canlı bir hücredeki reaksiyon mekanizmalarını açıklar. Genetik mühendisliği teknikleri, biyokimyasal reaksiyonların hızlarını kontrol etme yöntemleridir. 9.4. Salınımsal Reaksiyonları Anlamak Salınımsal reaksiyonlar, ara maddelerin konsantrasyonunun ve reaksiyon hızının periyodik olabilen dalgalanmalar yaşadığı reaksiyonlardır. Nobel ödüllü Ilya Prigogine, salınım reaksiyonlarının keşfini 20. yüzyılın bilimsel bir başarısı olarak nitelendirdi. Başarı, yirminci yüzyılda, daha önce reddedildikleri için salınım reaksiyonlarının var olduğunu kanıtlamanın mümkün olması gerçeğinde yatıyordu. Salınım reaksiyonları ile ilgili bilgiler 17. – 19. yüzyıl arşivlerinde bulunmaktadır. A.A.'nın "Salınımlar Teorisi" kitabı Andronova, A.A. Witt ve S.E. Khaikina 1937'de yayınlandı. EVET. Frank-Kamenetsky 1947'de "Kimyasal Kinetikte Difüzyon ve Isı Transferi" kitabını yayınladı. Bu eserler yenilikçiydi ama kabul görmedi, unutulmaya terk edildi. 1951'de B.P. Belousov, görsel bir salınım reaksiyonu keşfetti ve tanımladı, mekanizmasının önemli anları hakkında düşünceler önerdi, ancak reddedildi. 10 yıl sonra, A.M. liderliğindeki bir grup bilim adamı tarafından salınım reaksiyonlarının çalışmasına devam edildi. Zhabotinsky. Titreşimsel reaksiyonların mümkün olduğu deneysel ve matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Belousov-Zhabotinsky reaksiyonu dünya çapında ün kazandı. Belousov-Zhabotinsky reaksiyonunun deneysel ve model çalışmasına birçok çalışma ayrılmıştır, çünkü basitleştirmeyi mümkün kılar. kimyasal sistem karmaşık öz-örgütlenme süreçlerinin özelliklerini gözlemler ve çeşitli kontrol türlerine izin verir. Belousov-Zhabotinsky reaksiyonunun çalışmasının sonuçları, modern bilimin sinerjik, dengesiz süreçlerin termodinamiği gibi yeni dallarının gelişimine güçlü bir ivme kazandırdı. Sinerjetik, açık dengesizlik sistemlerinde kendi kendine örgütlenme süreçlerini inceler. Sinerjetik, dünyayı yeni bir şekilde görmeyi öğretir. Sinerjetik, kaosun bir evrim mekanizması olarak nasıl hareket edebileceğini, kaostan nasıl düzenin ortaya çıkabileceğini gösterir. Dünyaya doğrusal olmayan dinamiklerin yasalarına göre gelişen tek ve çok karmaşık bir sistem olarak bakmanızı sağlar. Çeşitli karmaşıklık seviyelerindeki fenomenlerde yer alan çeşitli süreçleri - tersinir ve geri döndürülemez, denge ve dengesizlik, deterministik ve deterministik olmayan - incelemek gerekir. 90 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap Hizmeti 9.5. Kimyasal Denge. Kimyasal proses kontrol yetenekleri 9.5.1. Kimyasal denge kavramı Kimyasal reaksiyonlar iki gruba ayrılır: 1. Tersinir reaksiyonlar, birbirine zıt iki yönde giden reaksiyonlardır: N2 + 3H2 2NH3 2. Tersinir olmayan reaksiyonlar bir yönde ilerler: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Kimyasal denge - bu, ileri ve geri reaksiyon hızlarının eşit olduğu reaksiyona giren maddeler sisteminin böyle bir durumudur. Belirli bir sıcaklıkta tersinir bir reaksiyon için, reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonlarının ürününün, başlangıç ​​maddelerinin denge konsantrasyonlarının ürününe oranı, stokiyometrik katsayılarının gücüne yükseltilmiş, denge adı verilen sabit bir değerdir. sabit (Kp). Tersinir bir tepkime için kütlelerin etki yasasının uygulanması, denge sabiti Кр'nin türetilmesini mümkün kılar. Denge sabiti, belirli bir sıcaklıkta ve birliğe eşit katılan tüm maddelerin sabit konsantrasyonlarında ileri reaksiyon hızının geri reaksiyon hızından kaç kez daha büyük olduğunu gösterir. Kimyasal denge sırasında oluşan maddelerin konsantrasyonlarına denge denir. Köşeli parantez içindeki reaktanların formülleri ile gösterilirler. aA + bB V1 = K1 [A] a [B] b reaksiyonu için; cC + dD V2 = K1 [C] c [D] d Dengede, V1 = V2. O halde K1 [A] a [B] b = K1 [C] c [D] d Kr = K1 K2 Kp = [C] C [D] d. [A] a [B] b Denge sabiti Кр reaksiyona giren maddelerin doğasına ve sıcaklığa bağlıdır, ancak konsantrasyona bağlı değildir. Кр boyutsuz bir niceliktir. 9.5.2. Le Chatelier ilkesi 1901'de Fransız kimyager Henri Louis Le Chatelier, nitrojen ve hidrojenden amonyak sentezlemek için bir yöntem geliştirdi ve patentini aldı. Bu reaksiyonun gerçekleştiği koşulları inceleyerek, reaktanların konsantrasyonu, sıcaklık ve basınç (gaz reaksiyonları için) olduğunda kimyasal dengenin kayma yönünün hangi prensibi keşfetti ve formüle etti. Tablo 9.2 - Le Chatelier prensibi Örnek: 2CO2 + 568 kJ / mol 2CO + O2 ∆Н = - 568 kJ / mol Ürüne doğru denge yer değiştirmesi koşulları: 1. O2 konsantrasyonunda artış 2. Basınçta artış 3. Sıcaklıkta düşüş 9.5 .3. Termokimyanın Elemanları Le Chatelier ilkesi, termodinamiğin ikinci yasasının bir sonucudur. Sıcaklıktaki bir değişiklikle kimyasal dengedeki kayma, kimyasal reaksiyonların enerjisi ile ilişkilidir. Bu sorular fiziksel kimya dersinde "Kimyasal süreçlerin termodinamiği" bölümünde incelenmiştir. Sıcaklığın kimyasal dengedeki kayma üzerindeki etkisinin incelenmesi, kimyasal termodinamiğin bir bölümü olan termokimya kavramları kullanılarak yapılmalıdır. Termokimya, kimyasal süreçlerin termal etkilerini inceleyen kimyasal termodinamiğin bir dalıdır. Ekzotermik reaksiyonlar, ısı üreten reaksiyonlardır. Endotermik reaksiyonlar, ısının emilimini içeren reaksiyonlardır. Bir reaksiyonun termokimyasal denklemi, bir reaksiyonun termal etkisini belirten bir denklemdir. Bir reaksiyonun ısı etkisi, bir maddenin 1 molü başına salınan veya emilen ısı miktarıdır. Termokimyasal denklem yazmanın iki biçimi kullanılır: 1. Isı, reaksiyon sırasında ortamdaki değişiklikleri karakterize eder (reaksiyon Q'nun termokimyasal etkisi). Bu durumda, ekzotermik bir reaksiyon için, ısı ortama salındığından, ısı etkisi Q denklemin sağ tarafında artı işareti (+) ile gösterilir. 92 Copyright OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBKOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Endotermik reaksiyon için, ısı ortamdan emildiği için Q termal etkisi eksi işareti (-) ile gösterilir: ); N2 + O2 = 2NO - 180.5 kJ / mol (endo) 2. Reaksiyonun ısı etkisi, reaktanlar sistemindeki değişiklikleri yansıtır (reaksiyonun termodinamik ısı etkisi). Bu durumda, entalpi değişimi ΔН kavramı kullanılır. Entalpi H, bir maddenin sabit basınç ve sıcaklıkta enerji depolamasıdır. Ekzotermik reaksiyon için ΔН< 0, так как система теряет теплоту и запас еѐ энергии уменьшается (знак –). Для эндотермической реакции ΔН > 0, sistem ısıyı emdiği ve enerji rezervi arttığı için (+ işareti): 2H2 + O2 = 2H2O; ΔHo = - 571 kJ / mol (ekso) N2 + O2 = 2NO; ΔHo = 180,5 kJ / mol (endo) Reaksiyonun ısı etkisi genellikle standart koşullar için verilir: normal basınç 101,3 kPa (1 atm) ve sıcaklık 298K (ΔHo). Reaksiyonun termokimyasal etkisi, termodinamik termal etkiye göre büyüklük olarak eşittir ve işaret olarak zıttır: Q = - ΔН. 9.6. Kimyasal İşlemleri Kontrol Etme Olanakları Tersinir reaksiyonların varlığı, doğada işleyen birlik yasasının ve karşıtların mücadelesinin bir tezahürüdür. Bu yasayı belirli bir tezahürde anlamak, uygun koşullarda kimyasal işlemlerin optimal kontrolü, üretim verimliliğinin ve kalitesinin uygulanması için büyük pratik öneme sahiptir. Tablo 9.3 - Kimyasal prosesi etkileyen kinetik ve termodinamik faktörler Kimyasal reaksiyon Reaksiyona giren maddelerin doğası Termodinamik faktörler: dengenin yer değiştirmesi, reaksiyon olasılığı Reaksiyon hızını etkileyen kinetik faktörler (maddenin doğası, konsantrasyon, sıcaklık, basınç) Olasılık çelişkili eylem 93 Reaksiyonun ortamı Telif hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet Kimyasal reaksiyonların yönetimi, ancak onların uyduğu yasaların anlaşılması temelinde mümkündür. Hem izole sistemlerdeki denge süreçlerinin klasik termodinamiği hem de kendi kendine organizasyon fenomenlerinin mümkün olduğu açık dengesiz sistemlerin modern termodinamiği olan kimyasal kinetik ve termodinamik bilgisine dayanmalıdır. Kendi kendine kontrol soruları 1. Hızlı ve yavaş tepkilere örnekler verin. 2. Aktivasyon enerjisinin tanımını verin. 3. Van't Hoff katsayısı 2 ise, 20°'den 50°'ye ısıtıldığında reaksiyon hızı nasıl değişecek? 4. Sıcaklık 20o'den 50o'ye değiştiğinde reaksiyon hızı 27 kat artarsa ​​Van't Hoff katsayısını hesaplayın. 5. Reaksiyonun hız ve denge sabiti ifadesinde hangi maddelerin bulunmadığının konsantrasyonu: FeO3 + 3CO2Fe + 3CO2 6. Reaksiyonun dengesini reaksiyon ürününün oluşumuna doğru kaydırmaya hangi faktörler yardımcı olacaktır: 2H2 + O2 = 2H2O + 571 kJ / mol. ∆Н = - 571 kJ / mol REFERANSLAR Ana 1. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 2. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 3. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G. E. Ryazanova. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. Ek 1. Barkovsky, E.V. Genel kimya: Dersler kursu / E.V. Barkovski, S.V. Tkaçev. - Minsk: BSMU, 2009 .-- 132 s. 2. Trubetskov, D.I. Açık sistemlerin kendi kendine organizasyon teorisine giriş. /DI. Trubetskov, E.S. Mchedlova, L.V. Krasichkov. - M.: Fiziksel ve matematiksel literatür yayınevi, 2002 .-- 200 s. 3. Ruzavin, G.I. Bilimlerin evriminde basit ve karmaşık problemler. //G.I. Ruzavin. - Felsefe soruları. - 2008. No. 3. - s. 102. 94 Telif Hakkı OJSC “Merkezi Tasarım Bürosu“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap Hizmeti ”REFERANSLAR 1. Agafoshin, N.P. Periyodik yasa ve D.I.'nin periyodik sistemi. Mendeleyev. / N.P. Agafoshin - M.: Eğitim, 1973 .-- 208 s. 2. Barkovski, E.V. Genel kimya: Dersler kursu / E.V. Barkovski, S.V. Tkaçev. - Minsk: BSMU, 2009 .-- 132 s. 3. Vlasov, V.M. Patlamaya yol açan hatalar / V.M. Vlasov // Kimya ve Yaşam. - 2006. - No. 7. s. 60. 4. Gelfman, M.I. İnorganik kimya / M.I. Gelfman, V.P. Yustratov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 528 s. 5. Glinka, N.L. Genel kimya / N.L. Glinka - M.: KNORUS, 2009 .-- 752 s. 6. Güzel, L.S. Genel kimya / L.S. Güzel, V.N. Kuznetsov, A.Ş. Güzel. - M.: Moskova Devlet Üniversitesi yayınevi, 1999 .-- 333 s. 7. Dmitriev, S.N. Süper ağır metallerin özelliklerinin kimyasal olarak tanımlanması ve incelenmesi. D.I.'nin periyodik sisteminin evrimi. Mendeleeva / S.N. Dmitriev - XVIII Mendeleev Genel ve Uygulamalı Kimya Kongresi Özetleri: 5 ciltte; cilt 1. - M.: Granitsa, 2007. - S. 47. 8. Egorov, V.V. Çevre Kimyası. / V.V. Egorov. - SPb.: Yayınevi "Lan", 2009. - 192 s. 9. Klinsky, G.D. İnorganik kimya / G.D. Klinsky, V.D. Skopintsev. - M: Moskova Tarım Akademisi yayınevi, 2001 .-- 384 s. 10. Knyazev, D.A. İnorganik kimya / D.A. Knyazev, S.N. Smarygin - M.: Drofa, 2004 .-- 592 s. 11. Lensky, A.Ş. Biyoinorganik ve biyofiziksel kimyaya giriş / A.Ş. Lensky. - M.: Yüksekokul, 1989 .-- 256 s. 12. Mineev, V.G. Nitratların ve fosfatların savunmasında / V.G. Mineev // Kimya ve Yaşam. - 2008. No. 5. - P. 20. 13. Naidysh, V.M. Modern doğa bilimi kavramları. / VM Foundysh. - M.: Alfa-M; INFRA-M, 2004, - 622 s. 14. İnorganik kimya (biyojenik ve abiyojenik elementler): Ders Kitabı / ed. V.V. Egorova. - SPb.: Yayınevi "Lan ', 2009. - 320 s. 15. Ruzavin, G.I. Bilimlerin evriminde basit ve karmaşık problemler. //G.I. Ruzavin. - Felsefe soruları. - 2008. No. 3. - s. 102. 16. Ryazanova, G.E. İnorganik ve analitik kimya / G.E. Ryazanova - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006. - 172 s. 17. Ryazanova, G.E. Genel ve inorganik kimya. Tablolar ve diyagramlar / G.E. Ryazanov. - Saratov: FGOU VPO "Saratov GAU", 2006 - 284 s. 18. Sirotkin, Ö.S. Yerinde Kimya / O.S. Sirotkin // Kimya ve Yaşam. - 2003. - No. 5. - S. 26. 19. Trubetskov, D.I. Açık sistemlerin kendi kendine organizasyon teorisine giriş. / D.I. Trubetskov, E.S. Mchedlova, L.V. Krasichkov. - M.: Fiziksel ve matematiksel literatür yayınevi, 2002 .-- 200 s. 20. Ugai, Ya.A. Genel ve inorganik kimya / Ya. A. Ugay. - E.: Yüksekokul, 2004 .-- 528 s. 95 Telif Hakkı OJSC Merkezi Tasarım Bürosu BIBCOM & LLC Ajans Kitap-Hizmet İÇİNDEKİLER Giriş ................................ ... ................................................... ... ................................................ 3 Anlatım 1. Temel kavramlar ve temel kanunlar kimya ................................................ 4 1.1. Disiplini çalışmanın amaçları ................................................................. .. ................................ 4 1.2. Kimyanın tarım için önemi ................................................................ ......... 4 1.3. Kimya konusu ................................................................ .................................................................. 5 1.4 ... Kimyanın temel kavramları ve yasalarının diyalektiği ................................................................. 5 1.5. Kimya çalışma yöntemleri .................................................. ................................................. 8 Otokontrol için sorular .......... ... ................................................................ ... ................................. 11 Kaynakça ................................. .................................................................. .. ................. 12 Ders 2. Atomun yapısının modern doktrini .................. ..... ................... 13 2.1. Atomun yapısı hakkında fikirlerin diyalektiği .................................................. ... 13 2.2. Atomun yapısının modern kuantum mekanik modeli ................................. 14 2.3. Elemanların elektronik formülleri ..................................................... . ................. 17 Otokontrol için sorular .................................. ... ................................................................ ... . 20 Referanslar .................................................. .................................................................. 20 Anlatım 3. D.I.'nin periyodik kanunu ve periyodik sistemi. Mendeleyev ................................................................ ................................................................ 21 3.1 ... Periyodik yasa ve elementlerin periyodik tablosu D.I. Mendeleev - modern kimyanın temeli .................................................. .. ... 21 3.2. Periyodik tablonun yapısı ..................................... ................................................ 23 3.3. Bir elementin atomunun genel özellikleri için algoritma ................................................. 24 3.4 . Elementlerin ve bunların bileşiklerinin özelliklerindeki değişimlerin sıklığı .................. 27 Otokontrol için sorular .................. ................................................................................. ....... ..... 30 Referanslar ................................................. ................................................................................ ...... .. 30 Ders 4. İnorganik bileşiklerin asit-baz özelliklerinde periyodik yasanın tezahürü ................................ ......... ................................. 32 4.1. İnorganik bileşiklerin ana sınıflarının genetik ilişkisi ....... 32 4.2. Oksitlerin, bazların, asitlerin ve tuzların kimyasal özellikleri ....................... 33 4.3. Kimyasalların asit-baz özelliklerindeki değişim sıklığı ................................................. .................................................................... .... 39 4.4. Mesleki yeterlilik sorunları ................................................................ .. 40 Otokontrol için sorular .................................................. .. .................................................. 40 Referanslar ......... ................................................................. .................................................. 41 Ders 5. Kimyasal bağ ......... ................................................................. ................................. 43 5.1. Modern kimyasal bağ kavramları ................................................. 43 5.2. Değerlik tahvilleri yönteminin (MVB) ana hükümleri V. Geitler ve F. London (1927) ................................ .. ................................................ 43 5.2.1. Kovalent bağ oluşum mekanizmaları ................................................. 43 5.2.2. Kovalent bağ ................................................ ................................................ 44 5.2.3. Kimyasal bağ çeşitleri ................................................................ ......... 45 5.2.4. Kimyasal bağ türleri ..................................................... ....................... 46 5.2.5. Bağın iyoniklik derecesi .................................................................. .... ................................. 46 5.2.6. Atomik orbitallerin hibridizasyonu ................................................................ . ...... 48 5.2.7. Metal bağı ................................................................ ................................ 50 5.2.8. Hidrojen bağı ................................................ ................................................ 50 5.3. Moleküler yörünge yöntemi kavramı .................................. ................................. 50 96 Copyright OJSC "Merkezi Tasarım Bürosu" BIBCOM "& LLC" Ajans Kitap-Hizmet "Kendini kontrol için sorular . .................................................................... .....................................52 Referanslar .................. ... ................................................................ ... ................................ 52 Ders 6. Modern çözümler teorisi ................................ .................................................................... 53 6.1 . Dağınık sistemlerin sınıflandırılması ..................................................... .................... 53 6.2. Çözeltilerin bileşimini ifade etme yolları .................................................. ... ................ 54 6.3. Toprak çözeltisi konsantrasyonu ve ozmoz .................................................. ...... 54 6.4. Elektrolit çözeltileri ................................................................ ...................................................... 55 6.4.1. Sulu çözeltiler ................................................................ ................................................ 55 6.4.2. Elektrolitik ayrışma teorisi .................................................. .. 56 6.4.3. Elektrolitik ayrışmanın nicel özellikleri ................................................................. ................................................................. ......................... 57 6.4.4. Güçlü elektrolitlerin özellikleri .................................................. ................................. 58 6.4.5. Elektrolit türleri ................................................................ .................................................. 59 6.4.6. Elektrolitlerin ayrışması ................................................................. .................................. 60 6.4.7. Elektrolit çözeltilerdeki reaksiyonlar ................................................................ ................. 61 6.4.8. Tuzların hidrolizi ..................................................... ................................................................. 61 6.4.9. Suyun iyonik ürünü. Hidrojen indikatörü pH ....................... 62 6.4.10. Çözümlerin değeri ..................................................... .. .................................. 64 Otokontrol için sorular ........ .................................................................... .....................................64 Referanslar ..................... ... ................................................................ ... ................................ 65 Ders 7. Redoks reaksiyonları ................. ................................................. 66 7.1. Modern redoks reaksiyonları teorisi (ORR) ...... 66 7.1.1. Redoks işlemlerinin önemi ....................... 66 7.1.2. OVR teorisinin ana hükümleri. ................................................................ ........ 67 7.1.3. Bir elementin oksidasyon durumunun hesaplanması .................................................. .... .68 7.1.4. Karmaşık bileşiklerin redoks özelliklerini karakterize etmek için algoritma .................................................. ................................................. 70 7.1.5. Redoks reaksiyonlarının türleri ................................................. 70 7.2. Redoks reaksiyonlarının denklemlerini hazırlamak için algoritmalar .................................................. .................................................................. .. ................................ 71 7.2.1. Elektronik terazi yöntemini kullanarak OVR denklemini oluşturmak için algoritma ................................................ ... ................................................................ ... 71 7.2.2. ORR denkleminin elektron iyon yöntemiyle derlenmesi (yarım reaksiyon yöntemi) ................................. ..................................................................... ..... .... 71 7.3. Besin bileşiklerinin redoks özellikleri ................................................. .. ................................................ .. ...................... 73 7.4. Oksidasyon-redüksiyon potansiyelleri. DEA yönü ............. 74 Otokontrol için sorular .................................. .................................................................. .. ...... 75 Referanslar .................................................. ................................................................. . ................. 75 Ders 8. Kompleks bileşikler .................................. .................................................. 76 8.1. Karmaşık bileşiklerin (CC) kısa bir tarihi ................................................. .. .76 8.2. Werner'in koordinasyon teorisi ve modern kavramlar ................ 77 8.2.1. Karmaşık bileşiklerin moleküllerinin bileşimi .................................................. .. 78 8.2.2. Karmaşık bileşiklerin isimlendirilmesi ................................................................ .79 8.3. Karmaşık bileşiklerde kimyasal bağ ................................................................. .. 80 8.4. Karmaşık bileşiklerin elektrolitik ayrışması ................................ 81 Öz kontrol için sorular ............. ... ................................................................ .................................... 84 Referanslar ................................ .................................................................. .. ................................ 84 97 Telif Hakkı OJSC “CDB“ BIBCOM ”& LLC“ Ajans Kitap-Hizmet ” Ders 9. Kimyasal kinetik. Kimyasal Denge. ................................................ 85 9.1. Kimyasal kinetik kavramı ................................................................. .................................. 85 9.2. Kimyasal reaksiyon hızı .................................................. ................................ 85 9.3. Kimyasal reaksiyon hızını etkileyen faktörler ................................................. 86 9.3.1. Konsantrasyonun reaksiyon hızı üzerindeki etkisi ................................................................ 87 9.3. 2. Sıcaklığın reaksiyon hızı üzerindeki etkisi ................................................................. 88 9.3.3. Katalizörlerin kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi ................................. 89 9.4. Salınım reaksiyonları kavramı ................................................................. .................................. 90 9.5. Kimyasal Denge. Kimyasal proses kontrol yetenekleri ................................................................ ................................................................ ................................ 91 9.5.1. Kimyasal denge kavramı ................................................................. ................ 91 9.5.2. Le Chatelier ilkesi ................................................. . ................................................ 91 9.5.3. Termokimyanın Elemanları ................................................................. ................................................. 92 9.6. Kimyasal süreçlerin kontrol olanakları ................................................. 93 Kendi kendini kontrol etme soruları ... ................................................................ ... ................................................ 94 Referanslar ................ .................................................................. .. .................................. 94 Referanslar .......... ................................................................. .................................. 95 İçindekiler ................................. ................................................................. ................................................................. 96 98

Bölüm 1.

Genel kimyasal ve çevre yasaları.

Kimya nerede başlar?

Bu zor bir soru mu? Herkes kendine göre cevap verecektir.

Ortaokulda öğrenciler birkaç yıl kimya eğitimi alırlar. Birçoğu kimyadaki final sınavında oldukça başarılıdır. Fakat…

Başvuranlarla ve daha sonra birinci sınıf öğrencileriyle yapılan görüşmeler, liseden sonra kimyada kalan bilginin önemsiz olduğunu göstermektedir. Bazıları farklı tanımlarda karıştırılıyor ve kimyasal formüller, diğerleri genellikle ekolojinin kavram ve yasalarından bahsetmiyorum bile, kimyanın temel kavramlarını ve yasalarını bile yeniden üretemezler.

Kimyaya hiç başlamadılar.

Görünüşe göre kimya, temellerine ve her şeyden önce temel kavramlara ve yasalara derin bir hakimiyetle başlar.

1.1. Temel kimyasal kavramlar.

D.I. Mendeleev'in tablosunda, element sembolünün yanında sayılar var. Bir rakam elementin sıra numarasını, ikincisi ise atom kütlesini gösterir. Seri numarasının kendi fiziksel anlamı vardır. Bunun hakkında daha sonra konuşacağız, burada atom kütlesi üzerinde duracağız ve hangi birimlerde ölçüldüğünü vurgulayacağız.

Tabloda verilen bir elementin atom kütlesinin göreceli bir değer olduğu hemen belirtilmelidir. Göreceli bir atom kütlesi birimi için, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'si, kütle numarası 12 olan bir izotop alındı ​​ve buna atomik kütle birimi / a.u./ adı verildi. Bu nedenle, 1 amu. 12 C karbon izotopunun kütlesinin 1/12'sine eşittir. Ve 1.667 * 10 -27 kg'a eşittir. / Bir karbon atomunun mutlak kütlesi 1,99 * 10 -26 kg'dır. /

atom kütlesi tabloda verilen bir atomun kütlesidir, atomik kütle birimleri olarak ifade edilir. Miktar boyutsuzdur. Spesifik olarak her element için atom kütlesi, belirli bir atomun kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç kez daha büyük veya daha az olduğunu gösterir.

Aynı şey moleküler ağırlık için de söylenebilir.

Moleküler kütle Atomik kütle birimleriyle ifade edilen bir molekülün kütlesidir. Değer de görecelidir. Belirli bir maddenin moleküler ağırlığı, molekülü oluşturan tüm elementlerin atom kütlelerinin toplamına eşittir.

Kimyada önemli bir kavram da "köstebek" kavramıdır. Güve- 6.02 * 10 23 yapısal birim / atom, molekül, iyon, elektron vb. içeren bir madde miktarı /. Bir mol atom, mol molekül, mol iyon vb.

Belirli bir maddenin bir molünün kütlesine molar / veya molar / kütle denir. g / mol veya kg / mol cinsinden ölçülür ve "M" harfi ile gösterilir. Örneğin, sülfürik asit MH2S04'ün molar kütlesi = 98g / mol.

Bir sonraki kavram "Eşdeğer" dir. Eş değer/ E /, bir mol hidrojen atomu ile etkileşime giren veya kimyasal reaksiyonlarda böyle bir miktarın yerini alan bir maddenin böyle bir ağırlık miktarına denir. Sonuç olarak, hidrojen EH eşdeğeri bire eşittir. / TR = 1 /. Oksijen E O'nun eşdeğeri sekiz / E O = 8 /'e eşittir.

Bir elementin kimyasal eşdeğeri ile karmaşık bir maddenin kimyasal eşdeğeri arasında ayrım yapın.

Bir elemanın eşdeğeri değişken bir değerdir. Elementin belirli bir bileşikte sahip olduğu atom kütlesine / A / ve değerlik / B / değerine bağlıdır. E = A / B. Örneğin, SO 2 ve SO 3 oksitlerdeki kükürt eşdeğerini belirleyelim. SO 2'de E S = 32/4 = 8 ve SO 3'te E S = 32/6 = 5.33.

Bir eşdeğerin gram cinsinden ifade edilen molar kütlesine eşdeğer kütle denir. Sonuç olarak, hidrojenin eşdeğer kütlesi ME H = 1 g / mol, oksijenin eşdeğer kütlesi ME O = 8 g / mol'dür.

Karmaşık bir maddenin / asit, hidroksit, tuz, oksit / kimyasal eşdeğeri, bir mol hidrojen atomu ile etkileşime giren karşılık gelen maddenin miktarıdır, yani. bir eşdeğer hidrojen ile veya bu miktardaki hidrojen veya kimyasal reaksiyonlarda başka herhangi bir maddenin yerini alır.

asit eşdeğeri/ E K /, asidin moleküler ağırlığının reaksiyona katılan hidrojen atomlarının sayısına bölünmesine eşittir. H2S04 asidi için, her iki hidrojen atomu da H2S04 + 2NaOH = Na2SO + 2H20 reaksiyonuna girdiğinde, eşdeğeri EH 2SO4 = MH2SO4 / n H = 98/2 = olacaktır. 49

Eşdeğer hidroksit / E hidr. /, hidroksitin moleküler ağırlığının reaksiyona giren hidroksil gruplarının sayısına bölünmesiyle elde edilen bölüm olarak tanımlanır. Örneğin, NaOH'nin eşdeğeri şuna eşit olacaktır: E NaOH = M NaOH / nOH = 40/1 = 40.

tuz eşdeğeri/ E tuzu / moleküler ağırlığının reaksiyona katılan metal atomlarının sayısı ve değerlerinin ürününe bölünmesiyle hesaplanabilir. Böylece, Al 2 (SO 4) 3 tuzunun eşdeğeri, E Al 2 (SO 4) 3 = M Al 2 (SO 4) 3/6 = 342 / 2.3 = 342/6 = 57'ye eşit olacaktır.

oksit eşdeğeri/ E ok / karşılık gelen element ve oksijenin eşdeğerlerinin toplamı olarak tanımlanabilir. Örneğin, CO2 eşdeğeri toplamına eşittir karbon ve oksijen eşdeğerleri: E CO 2 = E C + E O = 3 + 8 = 7.

İçin gaz halindeki maddeler eşdeğer hacimleri / E V / kullanmak uygundur. beri normal koşullar bir mol gaz 22.4 litrelik bir hacim kaplar, daha sonra bu değere dayanarak herhangi bir gazın eşdeğer hacmini belirlemek kolaydır. Hidrojeni düşünün. 2 g molar hidrojen kütlesi 22.4 litre hacmi kaplar, daha sonra eşdeğer ağırlığı 1 g, 11.2 litre / veya 11200 ml / hacmi kaplar. Bu nedenle, E V N = 11,2 litre. Klorun eşdeğer hacmi 11,2 l / E VCl = 11,2 l /'dir. Eşdeğer CO hacmi 3.56 / E VC O = 3.56 l /'dir.

Bir elementin veya kompleks bir maddenin kimyasal eşdeğeri, değişim reaksiyonlarının stokiyometrik hesaplamalarında kullanılır ve buna karşılık gelen redoks reaksiyonlarının hesaplamalarında oksidasyon ve indirgeme eşdeğerleri zaten kullanılır.

Oksitleyici Eşdeğer oksitleyici maddenin moleküler ağırlığının belirli bir redoks reaksiyonunda aldığı elektron sayısına bölünmesiyle elde edilen bölüm olarak tanımlanır.

İndirgeyici eşdeğer, belirli bir reaksiyonda verdiği elektron sayısına bölünen indirgeyici maddenin moleküler ağırlığına eşittir.

Redoks reaksiyonunu yazalım ve bir oksitleyici ajan ile bir indirgeyici ajanın eşdeğerini belirleyelim:

5N 2 asS + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = S + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O

Bu reaksiyondaki oksitleyici madde potasyum permanganattır. Oksitleyici ajanın eşdeğeri, reaksiyonda oksitleyici ajan tarafından kabul edilen elektron sayısına bölünen KMnO 4 kütlesine eşit olacaktır (nе = 5). E KMnO 4 = M KMnO 4 / ne = 158/5 = 31.5. Asidik bir ortamda oksitleyici madde KMn04'ün eşdeğerinin molar kütlesi 31.5 g / mol'dür.

İndirgeyici madde Na 2 S'nin eşdeğeri şöyle olacaktır: E Na 4 S = M Na 4 S / ne = 78/2 = 39. Na2S eşdeğerinin molar kütlesi 39 g/mol'dür.

Elektrokimyasal işlemlerde, özellikle maddelerin elektrolizinde, bir elektrokimyasal eşdeğer kullanılır. Elektrokimyasal eşdeğer, elektrotta salınan maddenin kimyasal eşdeğerinin Faraday sayısı / F / ile bölümü olarak tanımlanır. Elektrokimyasal eşdeğer, kursun ilgili paragrafında daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

değerlik... Atomlar etkileşime girdiğinde aralarında kimyasal bir bağ oluşur. Her atom sadece belirli sayıda bağ oluşturabilir. Bağlantı sayısı bunu önceden belirler. benzersiz mülk değerlik adı verilen her bir element. En genel haliyle değerlik, bir atomun kimyasal bir bağ oluşturma yeteneğidir. Bir hidrojen atomunun oluşturabileceği bir kimyasal bağ, değerlik birimi olarak alınır. Bu bağlamda, hidrojen tek değerli bir elementtir ve oksijen iki değerlidir, çünkü oksijen atomu ile en fazla iki hidrojen bağ yapabilir.

Kimyasal bir bileşik de dahil olmak üzere her bir elementin değerini belirleme yeteneği, kimya dersinin başarılı bir şekilde öğrenilmesi için bir ön koşuldur.

Kimya kavramı, örneğin paslanma durumu... Oksidasyon derecesi, bir elementin iyonik bir bileşikte sahip olduğu veya balın toplam elektron çifti tamamen daha elektronegatif bir elemente yer değiştirecekse kovalent bir bileşikte sahip olacağı yük olarak anlaşılır. Oksidasyon durumu yalnızca sayısal bir ifadeye değil, aynı zamanda karşılık gelen yük işaretine (+) veya (-) sahiptir. Değerlik bu işaretlere sahip değildir. Örneğin, H 2 SO 4'te oksidasyon durumu şöyledir: hidrojen +1, oksijen –2, kükürt +6 ve değerlik sırasıyla 1, 2, 6 olacaktır.

Sayısal değerlerdeki değerlik ve oksidasyon durumu her zaman büyüklükte çakışmaz. Örneğin, bir etil alkol СН 3 –СН 2 –ОН molekülünde, karbon 6, hidrojen 1, oksijen 2'nin değerleri ve örneğin, ilk –3'ün karbonunun, ikinci –1'in oksidasyon durumu: – 3 СН 3 - –1 СН 2 –ОН.

1.2. Temel ekolojik kavramlar.

Son zamanlarda, "ekoloji" kavramı bilincimize derinden girdi. 1869'da E. Haeckel tarafından tanıtılan bu kavram / Yunan kökenlidir. oikolar- ev, yer, konut, logolar- doktrin / giderek daha fazla insanlığı endişelendiriyor.

Biyoloji ders kitaplarında ekoloji canlı organizmalar ve çevreleri arasındaki ilişkinin bilimi olarak tanımlanır. Ekolojinin neredeyse ünsüz bir tanımı B. Nebel tarafından "Çevre Bilimi" - Ekoloji - organizmaların birbirleriyle ve çevre ile etkileşiminin çeşitli yönlerinin bilimi adlı kitabında verilmiştir. Diğer kaynaklarda daha geniş bir yorum bulabilirsiniz. Örneğin, Ekoloji - 1 /. Organizmalar ve onların sistemik kümeleri ve çevre arasındaki ilişkiyi inceleyen bilim; 2 /. Sistemik biyolojik yapıların / makromoleküllerden biyosfere / birbirleriyle ve çevre ile ilişkisini inceleyen bir dizi bilimsel disiplin; 3 /. Ekosistemlerin işleyişinin genel yasalarını çeşitli hiyerarşik seviyelerde inceleyen bir disiplin; 4/. Canlı organizmaların yaşam alanlarını inceleyen entegre bilim; 5/. Bir tür olarak insanın gezegenin biyosferindeki konumunun, ekolojik sistemlerle olan bağlantılarının ve bunlar üzerindeki etkisinin incelenmesi; 6 /. Çevre Bilimi. / N. A. Agidzhanyan, V. I. Torshik. İnsan ekolojisi. /. Bununla birlikte, "ekoloji" terimi sadece bir bilim olarak değil, aynı zamanda çevrenin durumu ve insanlar, flora ve fauna üzerindeki etkisi olarak anlaşılmaktadır.

Kılavuz okul çocukları, başvuru sahipleri ve öğretmenler için tasarlanmıştır. Kılavuz, kısa ama bilgilendirici ve net bir biçimde ortaya konmuştur. modern temeller Kimya. Her lise mezununun anlaması gereken ve kendisini XXI. yüzyılın öğrenci-kimyager, hekim veya biyologu olarak gören herkesin mutlaka bilmesi gereken temel bilgilerdir.

Atomik-moleküler teori.
Maddenin yapısının atomik-moleküler teorisi, bilim adamlarının iki ana soruyu çözme girişimlerinin bir sonucu olarak ortaya çıktı. 1) Maddeler nelerden oluşur? 2) Maddeler neden farklıdır ve neden bazı maddeler diğerlerine dönüşebilir? Bu teorinin ana hükümleri aşağıdaki gibi formüle edilebilir:
1. Tüm maddeler moleküllerden oluşur. Bir molekül, kimyasal özelliklere sahip bir maddenin en küçük parçacığıdır.
2. Moleküller atomlardan oluşur. Bir atom, kimyasal bileşiklerdeki bir elementin en küçük parçacığıdır. Farklı öğeler farklı atomlar karşılık gelir.
3. Kimyasal reaksiyonlar sırasında bazı maddelerin molekülleri başka maddelerin moleküllerine dönüştürülür. Kimyasal reaksiyonlar sırasında atomlar değişmez.

Atom-moleküler teorinin yaratılış ve gelişiminin tarihini kısaca ele alalım.
Atomlar 5. yüzyılda Yunanistan'da icat edildi. M.Ö NS. Filozof Leucippus, maddenin her parçasının, ne kadar küçük olursa olsun, daha da küçük parçalara bölünüp bölünemeyeceğini merak etti. Leucippus, böyle bir fisyon sonucunda, daha fazla fisyonun imkansız hale geleceği kadar küçük bir parçacık elde edilebileceğine inanıyordu. Leucippus'un bir öğrencisi olan filozof Demokritos, bu küçük parçacıkları "atomlar" olarak adlandırdı. Her elementin atomlarının özel boyut ve şekillere sahip olduğuna ve bunun elementlerin özelliklerindeki farklılıkları açıkladığına inanıyordu. Gördüğümüz ve hissettiğimiz maddeler atomların bileşikleridir. çeşitli unsurlar ve bu bileşiğin doğasını değiştirerek bir maddeyi diğerine dönüştürebilirsiniz. Democritus atom teorisini neredeyse modern biçim... Bununla birlikte, bu teori, deneysel gözlemlerle doğrulanmayan, yalnızca felsefi yansımaların meyvesidir.

İÇİNDEKİLER
Önsöz 3
BÖLÜM 1. TEORİK KİMYA 5
BÖLÜM 1. Kimyanın temel kavramları ve yasaları 5
§ 1.1. Kimya konusu 5
§1.2. Atomik-moleküler teori 7
§ 1.3. Kütle ve enerjinin korunumu yasası 10
§ 1.4. Periyodik Kanun 12
§ 1.5. Kimyanın temel kavramları 14
§ 1.6. Kimyada stokiyometrik ilişkiler 18
§ 1.7. Gaz yasaları 19
BÖLÜM 2. Atomun yapısı 22
§ 2.1. 22 atomunun karmaşık yapısı hakkında fikirlerin geliştirilmesi
§ 2.2. Elektronların kuantum sayıları 25
§ 2.3. Atomlarda elektronların dağılımı 28
§ 2.4. Radyoaktif dönüşümler 33
§ 2.5. Elementlerin atomlarının özelliklerinin periyodikliği 37
BÖLÜM 3. Kimyasal bağ ve moleküler yapı 41
§ 3.1. Kimyasal bağın doğası 41
§ 3.2. kovalent bağ 44
§ 3.3. iyonik bağ 48
§ 3.4. Metal bağı 50
§ 3.5. Moleküller arası kimyasal bağlar 51
§ 3.6. Değerlik ve oksidasyon durumu 55
§ 3.7. Moleküllerin uzaysal yapısı 58
BÖLÜM 4. Maddenin Halleri 63
§ 4.1. karakteristik özellikler gazlar, sıvılar ve katılar 63
§ 4.2. Maddelerin faz diyagramları 66
§ 4.3. gazlar 68
§ 4.4. sıvılar 70
§ 4.5. Kristalli maddeler 73
§ 4.6. Maddelerin çeşitli varoluş biçimleri 80
BÖLÜM 5. Kimyasal Reaksiyonların Enerji Etkileri 81
§ 5.1. Kimyasal reaksiyonlarda enerjinin salınması ve emilmesi 81
§ 5.2. Ekzotermik ve endotermik reaksiyonlar. Hess'in termokimyasal yasası 87
BÖLÜM 6. Kimyasal Reaksiyonların Kinetiği 93
§ 6.1. Kimyasal kinetiğin temel kavramları ve varsayımları 93
§ 6.2. Sıcaklığın reaksiyon hızına etkisi 97
§ 6.3. Kataliz 99
BÖLÜM 7. Kimyasal Denge 103
§ 7.1. Denge durumunun belirlenmesi 103
§ 7.2. Kimyasal denge sabiti 105
§ 7.3. Kimyasal denge kayması. Le Chatelier İlkesi 108
§ 7.4. Endüstriyel ölçekte maddelerin üretimi için en uygun koşullar hakkında 111
BÖLÜM 8. Çözümler 114
§ 8.1. Fizikokimyasal bir süreç olarak çözünme 114
§ 8.2. Maddelerin çözünürlüğünü etkileyen faktörler 117
§ 8.3. Çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etme yöntemleri 121
BÖLÜM 9. Çözeltilerde elektrolitik ayrışma ve iyonik reaksiyonlar 122
§ 9.1. Elektrolitler ve elektrolitik ayrışma 122
§ 9.2. Ayrışma derecesi. Güçlü ve zayıf elektrolitler. Ayrışma sabiti 123
§ 9.3. İyonik reaksiyon denklemleri 126
§ 9.4. Tuzların hidrolizi 128
BÖLÜM 10. Temel kimyasal reaksiyon türleri 129
§ 10.1. Reaksiyonların sembolleri ve sınıflandırma işaretleri 129
§ 10.2. Reaktiflerin ve reaksiyon ürünlerinin sayısı ve bileşimine göre sınıflandırma 131
§ 10.3. Reaksiyonların faz işaretlerine göre sınıflandırılması 136
§ 10.4. Taşınan parçacıkların türüne göre reaksiyonların sınıflandırılması 137
§ 10.5. Tersinir ve tersinmez kimyasal reaksiyonlar 138
BÖLÜM 11. Redoks süreçleri 140
§ 11.1. Redoks reaksiyonları 140
§ 11.2. OVR 144'te stokiyometrik katsayıların seçimi
§ 11.3. Standart potansiyeller OVR 148
§ 11.4. Çözeltilerin elektrolizi ve elektrolit erir 152
BÖLÜM II. İNORGANİK KİMYA 154
BÖLÜM 12. Genel özellikleri inorganik bileşikler, bunların sınıflandırılması ve isimlendirilmesi 154
§ 12.1. oksitler 155
§ 12.2. Bazlar (metal hidroksitler) 158
§ 12.3. Asitler 160
§ 12.4. tuz 165
BÖLÜM 13. Hidrojen 168
§ 13.1. Atomun yapısı ve D.I.'nin periyodik sistemindeki konumu. Mendeleyeva 168
§ 13.2. Hidrojenin kimyasal özellikleri 171
§ 13.3. Hidrojen üretimi ve kullanımı 173
§ 13.4. Hidrojen oksitler 174
BÖLÜM 14. Halojenler 178
§ 14.1. Halojenlerin fiziksel özellikleri 178
§ 14.2. Halojenlerin kimyasal özellikleri ve üretimi 180
§ 14.3. Hidrojen halojenürler, hidrohalik asitler ve bunların tuzları 185
§ 14.4. Oksijenli halojen bileşikleri 187
BÖLÜM 15. Kalkojenler 190
§ 15.1. Genel özellikler 190
§ 15.2. Basit maddeler 191
§ 15.3. Kükürt bileşikleri 196
BÖLÜM 16. Azot alt grubu 204
§ 16.1. Genel özellikler 204
§ 16.2. Basit Maddelerin Özellikleri 205
§ 16.3. Amonyak. Fosfin. Fosforlu halojenürler 207
§ 16.4. Azot oksitler. Nitrik ve nitröz asitler 210
§ 16.5. Fosfor oksitler ve asitler 214
BÖLÜM 17. Karbon alt grubu 218
§ 17.1. Genel özellikler 218
§ 17.2. Karbon 219
§ 17.3. Karbon oksitler 223
§ 17.4. Karbonik asit ve tuzları 226
§ 17.5. silikon 228
§ 17.6. Oksidasyon durumu +4 230 olan silikon bileşikleri
§ 17.7. Oksidasyon durumu -4 233 olan silikon bileşikleri
BÖLÜM 18. S-metallerin ve bunların bileşiklerinin özellikleri 234
§ 18.1. Genel özellikler 234
§ 18.2. Metallerin kimyasal özellikleri 236
§ 18.3. S-metal bileşikleri 239
BÖLÜM 19. Alüminyum ve bor 240
§ 19.1. Genel özellikler 240
§ 19.2. Basit maddelerin özellikleri ve hazırlanışı 242
§ 19.3. Bor ve alüminyum bileşikleri 247
BÖLÜM 20. Başlıca geçiş metalleri 249
§ 20.1. Genel özellikler 249
§ 20.2. Krom ve bileşikleri 251
§ 20.3. Manganez ve bileşikleri 253
§ 20.4. Demir Üçlü 255
§ 20.5. Demir çelik üretimi 258
§ 20.6. Bakır ve bileşikleri 261
§ 20.7. Çinko ve bileşikleri 263
§ 20.8. Gümüş ve bileşikleri 264
BÖLÜM 21. Soy gazlar 265
§ 21.1. Genel özellikler 265
§ 21.2. Soy gazların kimyasal bileşikleri 267
§ 21.3. Soy gazların uygulanması 269
BÖLÜM III. ORGANİK KİMYA 271
BÖLÜM 22. Organik kimyadaki temel kavramlar ve modeller 271
§ 22.1. Organik kimya konusu 271
§ 22.2. Organik bileşiklerin sınıflandırılması 272
§ 22.3. Organik bileşiklerin isimlendirilmesi 274
§ 22.4. Organik bileşiklerin izomerizmi 278
§ 22.5. Organik bileşiklerin elektronik etkileri ve reaktivitesi 279
§ 22.6. Genel özellikler 281
BÖLÜM 23. Doymuş hidrokarbonlar 283
§ 23.1. alkanlar 283
§ 23.2. Sikloalkanlar 286
BÖLÜM 24. Alkenler ve alkadienler 289
§ 24.1. alkenler 289
§ 24.2. Dien hidrokarbonlar 293
BÖLÜM 25. Alkin 295
§ 25.1. Genel özellikler 295
§ 25.2. Hazırlama ve kimyasal özellikler 296
BÖLÜM 26. 300 Arena
§ 26.1. Genel özellikler 300
§ 26.2. Hazırlama ve kimyasal özellikler 303
§ 26.3. Birinci ve ikinci türden oryantasyonlar (ikame ediciler) 308
BÖLÜM 27. Alkol ve fenoller 310
§ 27.1. Genel özellikler 310
§ 27.2. Monohidrik alkoller 311
§ 27.3. Polihidrik alkoller 315
§ 27.4. fenoller 316
BÖLÜM 28. Aldehitler ve ketonlar 321
§ 28.1. Genel özellikler 321
§ 28.2. 323 almanın yolları
§ 28.3. Kimyasal özellikler 324
BÖLÜM 29. Karboksilik asitler 327
§ 29.1. Sınıflandırma, isimlendirme ve izomerizm 327
§ 29.2. Monobazik doymuş karboksilik asitler 334
§ 29.3. Monobazik doymamış karboksilik asitler 339
§ 29.4. Aromatik karboksilik asitler 342
§ 29.5. Dibazik karboksilik asitler 343
BÖLÜM 30. Karboksilik asitlerin fonksiyonel türevleri 345
§ 30.1. Fonksiyonel türevlerin sınıflandırılması 345
§ 30.2. Karboksilik asitlerin anhidritleri 346
§ 30.3. Karboksilik asitlerin halojenürleri 348
§ 30.4. Karboksilik asitlerin amidleri 350
§ 30.5. esterler 352
§ 30.6. yağlar 353
BÖLÜM 31. Karbonhidratlar (şekerler) 357
§ 31.1. monosakkaritler 357
§ 31.2. Monosakkaritlerin bireysel temsilcileri 363
§ 31.3. Oligosakkaritler 366
§ 31.4. polisakkaritler 368
BÖLÜM 32. Aminler 371
§ 32.1. Alifatik aminleri sınırlayın 371
§ 32.2. anilin 375
BÖLÜM 33. Amino asitler. Peptitler. Proteinler 377
§ 33.1. amino asitler 377
§ 33.2. peptitler 381
§ 33.3. Proteinler 383
BÖLÜM 34. Azot içeren heterosiklik bileşikler 387
§ 34.1. Altı üyeli heterosikller 387
§ 34.2. Beş üyeli bir döngüye sahip bileşikler 390
BÖLÜM 35. Nükleik asitler 393
§ 35.1. Nükleotidler ve nükleositler 393
§ 35.2. Nükleik asit yapısı 395
§ 35.3. Nükleik asitlerin biyolojik rolü 398
BÖLÜM 36. Sentetik yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler (polimerler) 400
§ 36.1. Genel özellikler 400
§ 36.2. Plastik 402
§ 36.3. lif 404
§ 36.4. Kauçuklar 405
Önerilen okuma 410.

M.: Yüksek okul, 2002 .-- 415s.

Kılavuz okul çocukları, başvuru sahipleri ve öğretmenler için tasarlanmıştır. Kılavuz, kimyanın modern temellerini kısa ama bilgilendirici ve net bir biçimde ortaya koymaktadır. Her lise mezununun anlaması gereken ve kendisini XXI. yüzyılın öğrenci-kimyager, hekim veya biyologu olarak gören herkesin mutlaka bilmesi gereken temel bilgilerdir.

Biçim: pdf

Boyut: 1 3.4 Mb

İndirmek: drive.google

Biçim: djvu

Boyut: 5 Mb

İndirmek: yandex.disk

İÇİNDEKİLER

Önsöz ...................... 3

BÖLÜM 1. TEORİK KİMYA ............ 5

BÖLÜM 1. Kimyanın temel kavramları ve yasaları.......... 5

§ 1.1. Kimya konusu ................................. 5

§1.2. Atomik-moleküler teori ............ 7

§ 1.3. Kütle ve enerjinin korunumu yasası .......... 10

§ 1.4. Periyodik Kanun ................................ 12

§ 1.5. Kimyanın temel kavramları ............. 14

§ 1.6. Kimyada stokiyometrik ilişkiler ........ 18

§ 1.7. Gaz yasaları ................................ 19

BÖLÜM 2. atom yapısı................. 22

§ 2.1. Atomun karmaşık yapısı hakkında fikirlerin geliştirilmesi ... 22

§ 2.2. Elektronların kuantum sayıları ............ 25

§ 2.3. Atomlarda elektronların dağılımı .......... 28

§ 2.4. Radyoaktif dönüşümler ................ 33

§ 2.5. Elementlerin atomlarının özelliklerinin periyodikliği ....... 37

BÖLÜM 3. Kimyasal bağ ve moleküler yapı......... 41

§ 3.1. Kimyasal bağın doğası ............. 41

§ 3.2. Kovalent bağ ................ 44

§ 3.3. İyonik bağ ................................. 48

§ 3.4. Metal bağı ................................ 50

§ 3.5. Moleküller arası kimyasal bağlar ......... 51

§ 3.6. Değerlik ve oksidasyon durumu ....... 55

§ 3.7. Moleküllerin uzaysal yapısı ......... 58

BÖLÜM 4. Maddenin halleri................ 63

§ 4.1. Gazların, sıvıların ve katıların karakteristik özellikleri ... 63

§ 4.2. Maddelerin faz diyagramları ................ 66

§ 4.3. Gazlar ..................... 68

§ 4.4. Sıvılar .................... 70

§ 4.5. Kristalli maddeler ............. 73

§ 4.6. Maddelerin çeşitli varoluş biçimleri ....... 80

BÖLÜM 5. Kimyasal reaksiyonların enerji etkileri...... 81

§ 5.1. Kimyasal reaksiyonlarda enerjinin salınması ve emilmesi .. 81

§ 5.2. Ekzotermik ve endotermik reaksiyonlar. termokimyasal

Hess yasası .................... 87

BÖLÜM 6. Kimyasal reaksiyonların kinetiği............ 93

§ 6.1. Kimyasal kinetiğin temel kavramları ve varsayımları ... 93

§ 6.2. Sıcaklığın reaksiyon hızına etkisi ........ 97

§ 6.3. Kataliz .................... 99

BÖLÜM 7. Kimyasal Denge............... 103

§ 7.1. Denge durumunun belirlenmesi .......... 103

§ 7.2. Kimyasal denge sabiti .......... 105

§ 7.3. Kimyasal denge kayması. Le Chatelier Prensibi .. 108

§ 7.4. Sanayide maddelerin elde edilmesi için en uygun koşullar hakkında

teraziler .................... 111

BÖLÜM 8. Çözümler.................... 114

§ 8.1. Fizikokimyasal bir süreç olarak çözünme ....... 114

§ 8.2. Maddelerin çözünürlüğünü etkileyen faktörler ... 117

§ 8.3. Çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etme yolları ... 121

BÖLÜM 9. Çözeltilerde elektrolitik ayrışma ve iyonik reaksiyonlar . 122

§ 9.1. Elektrolitler ve elektrolitik ayrışma ... 122

§ 9.2. Ayrışma derecesi. Güçlü ve zayıf elektrolitler. Ayrışma sabiti ....... 123

§ 9.3. İyonik reaksiyon denklemleri ............. 126

§ 9.4. Tuzların hidrolizi .................... 128

BÖLÜM 10. Başlıca kimyasal reaksiyon türleri.......... 129

§ 10.1. Reaksiyonların sembolleri ve sınıflandırma işaretleri ... 129

§ 10.2. Reaktiflerin ve reaksiyon ürünlerinin sayısı ve bileşimine göre sınıflandırma ..................... 131

§ 10.3. Reaksiyonların faz sınıflandırması ... 136

§ 10.4. Taşınan parçacıkların türüne göre reaksiyonların sınıflandırılması ... 137

§ 10.5. Tersinir ve tersinmez kimyasal reaksiyonlar ... 138

BÖLÜM 11. redoks süreçleri....... 140

§ 11.1. Redoks reaksiyonları ....... 140

§ 11.2. RVR'de stokiyometrik katsayıların seçimi .... 144

§ 11.3. OVR standart potansiyelleri ........... 148

§ 11.4. Çözeltilerin ve erimiş elektrolitlerin elektrolizi ..... 152

BÖLÜM II... İNORGANİK KİMYA ...................... 154

BÖLÜM 12. İnorganik bileşiklerin genel özellikleri, sınıflandırılması ve isimlendirilmesi.154

§ 12.1. Oksitler ....................... 155

§ 12.2. Bazlar (metal hidroksitler) ......... 158

§ 12.3. Asitler ................... 160

§ 12.4. Tuz ................................ 165

BÖLÜM 13. Hidrojen.................... 168

§ 13.1. Atomun yapısı ve D.I.'nin periyodik sistemindeki konumu.

Mendeleyev .................. 168

§ 13.2. Hidrojenin kimyasal özellikleri ......... 171

§ 13.3. Hidrojen üretimi ve uygulaması ........ 173

§ 13.4. Hidrojen oksitler ................ 174

BÖLÜM 14. halojenler................... 178

§ 14.1. Halojenlerin fiziksel özellikleri ......... 178

§ 14.2. Halojenlerin kimyasal özellikleri ve üretimi ....... 180

§ 14.3. Hidrojen halojenürler, hidrohalik asitler ve bunların tuzları 185

§ 14.4. Oksijenli halojen bileşikleri ... 187

BÖLÜM 15. Kalkojenler .................. 190

§ 15.1. Genel özellikler ................ 190

§ 15.2. Basit maddeler ................ 191

§ 15.3. Kükürt bileşikleri ................ 196

BÖLÜM 16. azot alt grubu................. 204

§ 16.1. Genel özellikler ................ 204

§ 16.2. Basit maddelerin özellikleri ............. 205

§ 16.3. Amonyak. Fosfin. Fosforlu halojenürler ........ 207

§ 16.4. Azot oksitler. Nitrik ve nitröz asitler ... 210

§ 16.5. Fosfor oksitler ve asitler ............ 214

BÖLÜM 17. alt grup karbon............... 218

§ 17.1. Genel özellikler ................ 218

§ 17.2. Karbon ................................. 219

§ 17.3. Karbon oksitler ................ 223

§ 17.4. Karbonik asit ve tuzları ............ 226

§ 17.5. Silikon .................... 228

§ 17.6. Oksidasyon durumu +4 olan silikon bileşikleri ..... 230

§ 17.7. Oksidasyon durumu -4 olan silikon bileşikleri ..... 233

BÖLÜM 18. Özellikler s-metaller ve bileşikleri .......... 234

§ 18.1. Genel özellikler ................ 234

§ 18.2. Metallerin kimyasal özellikleri ......... 236

§ 18.3. Bağlantılar s-metaller ................ 239

BÖLÜM 19. Alüminyum ve bor.................. 240

§ 19.1. Genel özellikler ................ 240

§ 19.2. Basit maddelerin özellikleri ve üretimi ........ 242

§ 19.3. Bor ve alüminyum bileşikleri ............ 247

BÖLÜM 20. Başlıca geçiş metalleri............ 249

§ 20.1. Genel özellikler ................ 249

§ 20.2. Krom ve bileşikleri ................ 251

§ 20.3. Manganez ve bileşikleri ............. 253

§ 20.4. Demir üçlü ................. 255

§ 20.5. Demir ve çelik üretimi ............ 258

§ 20.6. Bakır ve bileşikleri .................. 261

§ 20.7. Çinko ve bileşikleri ................ 263

§ 20.8. Gümüş ve bileşikleri ............. 264

BÖLÜM 21. soy gazlar ................ 265

§ 21.1. Genel özellikler ................ 265

§ 21.2. Soy gazların kimyasal bileşikleri ....... 267

§ 21.3. Soy gazların uygulanması ......... 269

BÖLÜM III... ORGANİK KİMYA ............ 271

BÖLÜM 22. Organik kimyada temel kavramlar ve modeller.. 271

§ 22.1. Organik kimyanın konusu ................ 271

§ 22.2. Organik bileşiklerin sınıflandırılması ........ 272

§ 22.3. Organik bileşiklerin isimlendirilmesi ........ 274

§ 22.4. Organik bileşiklerin izomerizmi ......... 278

§ 22.5. Organik bileşiklerin elektronik etkileri ve reaktivitesi ....... 279

§ 22.6. Genel özellikler ................ 281

BÖLÜM 23. doymuş hidrokarbonlar............. 283

§ 23.1. Alkanlar ..................... 283

§ 23.2. Sikloalkanlar .................. 286

BÖLÜM 24. Alkenler ve alkadienler............... 289

§ 24.1. Alkenler ..................... 289

§ 24.2. Dien hidrokarbonlar ................ 293

BÖLÜM 25. alkin.................... 295

§ 25.1. Genel özellikler ................ 295

§ 25.2. Elde edilmesi ve kimyasal özellikleri .......... 296

BÖLÜM 26. Arenalar .................... 300

§ 26.1. Genel özellikler ................ 300

§ 26.2. Elde edilmesi ve kimyasal özellikleri .......... 303

§ 26.3. Birinci ve ikinci türden oryantasyonlar (ikame ediciler) ... 308

BÖLÜM 27. Alkol ve fenoller................. 310

§ 27.1. Genel özellikler ................ 310

§ 27.2. Monohidrik alkoller .................. 311

§ 27.3. Polihidrik alkoller ................ 315

§ 27.4. Fenoller .................... 316

BÖLÜM 28. Aldehitler ve ketonlar............... 321

§ 28.1. Genel özellikler ................ 321

§ 28.2. Elde etme yöntemleri ....... 323

§ 28.3. Kimyasal özellikler ................. 324

BÖLÜM 29. Karboksilik asitler............... 327

§ 29.1. Sınıflandırma, isimlendirme ve izomerizm ....... 327

§ 29.2. Monobazik doymuş karboksilik asitler ..... 334

§ 29.3. Monobazik doymamış karboksilik asitler .... 339

§ 29.4. Aromatik karboksilik asitler ......... 342

§ 29.5. Dibazik karboksilik asitler .......... 343

BÖLÜM 30. Karboksilik asitlerin fonksiyonel türevleri..... 345

§ 30.1. Fonksiyonel türevlerin sınıflandırılması ... 345

§ 30.2. Karboksilik asitlerin anhidritleri ........... 346

§ 30.3. Karboksilik asitlerin halojenürleri ........ 348

§ 30.4. Karboksilik asitlerin amidleri ............. 350

§ 30.5. Esterler ................... 352

§ 30.6. Yağlar ................................ 353

BÖLÜM 31. Karbonhidratlar (şekerler)................ 357

§ 31.1. Monosakkaritler ................................. 357

§ 31.2. Monosakkaritlerin bireysel temsilcileri ....... 363

§ 31.3. Oligosakkaritler .................. 366

§ 31.4. Polisakkaritler .................. 368

BÖLÜM 32. aminler.................... 371

§ 32.1. Alifatik aminleri sınırlayın .......... 371

§ 32.2. Anilin .................... 375

BÖLÜM 33. Amino asitler. Peptitler. sincaplar............ 377

§ 33.1. Amino asitler .................. 377

§ 33.2. Peptitler .................... 381

§ 33.3. Proteinler .................... 383

BÖLÜM 34. Azot içeren heterosiklik bileşikler...... 387

§ 34.1. Altı üyeli heterosikller ................ 387

§ 34.2. Beş üyeli bir döngüye sahip bileşikler .......... 390

BÖLÜM 35. Nükleik asitler............... 393

§ 35.1. Nükleotidler ve nükleositler ............. 393

§ 35.2. Nükleik asit yapısı ............ 395

§ 35.3. Nükleik asitlerin biyolojik rolü ........ 398

BÖLÜM 36. Sentetik yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler (polimerler).