Берілген молекулалар мен молекулалы иондарды энергетикалы диаграммасын МО (молекулалы орбиталдар) дісі бойынша жне.
СO+ , NO, байланыстырушы жне боса орбиталдар тзілуін крсетііз.
Молекулалы орбиталдар дiсi бойынша молекуладаы электронды бiрнеше орталыты амтитын (атомдарды ядроларын) толынды функция арылы рнектеуге болады. Оны негiзгi aидасы мынадай: молекулада бастапы атомдарды байамайды, тек ядроларды блiп арайды. рбiр электрон барлы ядролар жэне молекуладаы барлы электрондар рiсiнде арастырылады. Е арапайым жаындасуда молекулалы орбиталдар Шредингер тедеуiнен шыатын атомды орбиталдарды сызыты комбинациясы болып табылады. азiргi уаытта молекулалы орбиталдар теориясы бiрте-бiрте кеiнен олданыла бастады.
Молекулалы орбиталдар теориясы (МО) - молекуланы электронды рылысын анытайтын дiс. Бл теорияны негiзгi принципi - молекула бутiн бiр ттac жйе. Молекулаа барлы электрондар мен ядролар орта. Химиялы байланысты тзiлуiнi себебi - барлы электрондарды барлы ядролар мен электрондара орта picтe озалуы.
МО ерекшелiктерi. Валенттiк байланыс дiсi АО (атомдьы орбитал) жеке бiр атомны электроныны козалысын сипаттайды. Молекулалы орбиталдар (МО) бкiл молекуладаы ядролара орта МО – кп центрлi орбиталдар. МО дiсi молекуладаы р электрона сйкес молекулалы орбиталды сипаттайды.
Молекулалы орбитал атомды орбиталды сызыты комбинациялау нтижесiнде тзiледi деп саналады. Бастапы рiптерiн алып ысартанда былай жазылады: АОСК=МО, молекулалы орбитал ол атомды орбиталдарды сызыты комбинациясы.
Бiра, молекулалы орбиталдар тзiлу шiн АО - орбиталдар кесімді шарттара сай болу ажет:
_ атомды орбиталдар энергияларыны шамасы жаын болуы;
_ атомды орбиталдаы бркескен электрон OOблттары тыыздыыны шамасы лкен болуы;
- атомды орбиталдарды байланыс орталыы бiр симметрияда болуы. молекулалы орбиталдар дiсiнi принципi - молекуладаы p электронды сипаттайтын толынды функция молекула рамындаы барлы ядролар piciне атынасты болуы ажет. Е арапайым турiнде: молекулалы орбитал дегенiмiз атомдык орбиталдарды зара сызыты комбинациясын ру нтижесiнде тзiлген жаа орбитал.
Молекулалы орбиталдар дісi молекуладаы электрондар бiрнеше орталыгара ие болан (атомдарды ядролары) толынды функциялармен сипатталады. Атомды орбиталдарды зара осып не алып тастаса молекулалы орбиталдар тзiледi.
20. d-элементтеріні жалпы сипаттамасы. -s,-p элементтерінен айырмашылыы мен састытары.
d-элементтеріні басты химиялы сипаты сырты электрон абатында 2s электрон болуымен аныталады.Кезекті электрондар сырты электронды абаттан санаанда екінші абата тсіп,d- дегейшені толтырады.Сондытан d-элементтер химиялы реакцияларда металдар сияты о тотыу дрежесін крсетеді.
састытары:
p мен s негізгі топша жне траты валенттілік
Айырмашылытары:
s-металды
p – 3-ші топ элементтері – амфотерлі
7-ші топ - галоген
8-ші топ - инертті газдар
d-элементтері – 4-ші периодтан басталады
аяталан период
металды асиет крсетеді
тотысыздандырыш
ауыспалы валенттілі
21 Металдарды химиялы асиеттері. Тотытырышты- тотысыздандырышты, Металдарды коррозиясы, Кресу жолдары:
Металдарды химиялы реакцияласу абілетін хим- асиеті дейміз. Металдарды хим- жаынан толы сипаттаушы асиеті-бос жеке о иондар тзуі. Металдар тотысыздандырыштар. Метал- активтігі бірдей емес, электронын нерлым оай беретін металдар активті металдар болады, олар оай реакцияласыш болады. Металдарды активтігін алаш толы зерттеген Н.Н.Бекетов болды. Металдарды активтігіні тмендеу реті ментізіп, оны "ыыстыруатары "д.а.Бл атардаы рбір Ме зінен кейін орналасан Ме барлыын, оларды тздарыны ерітінділерінен ыыстырып шыарады. Сутек те сол сияты, оны алдында тран Ме-р оны ышылдарды сйытылан ертіндісінен ыыстырып шыарады. Сутектен кейін келетін Ме-р сутекті ышылдардын ыыстырып шыара алмайды. атар бойынша сол жата тран Ме активтеу болады. Р-ясушы екі Ме- арасы нерлым ашыыра болса, бірінен біріне электрон кшу оайыра болады. оршаан ортаны серінен металды жаа химиялы осылыс тзе кйреуін коррозия «жемірілу») дейді. Коррозияны кнде кездесетін мысалы-темірді таттануы-темір ауадаы оттекпен тотыып, беті таттанады (Fe2O3*H2O ). Жалпы аланда, металдарды жне оларды ймаларыны оршаан орта серінен жемірілуге шырауын химиялы жне электрохимиялы деп екіге бледі Коррозияны бір трін химиялы коррозия дейді, ол ышыл, сілті, тздарды ерітінділеріні жне трлі газдарды (CO2, H2S, SO2, HCl т.т.) тікелеі рекеті, мысалы металдан жасалан кп заттар-машиналар, кпірлер, трлі каркастар, станоктар, механизмдер, йдішатыры, рельс, провод т.б. ашы ауада, суды, трлі ерітінділерді жне газдарды сері тиетін жерлерде болады. Біра, халы шаруашылыыны трлі салаларына те кп зиян келтіретін электрхимиялы коррозия. Электрохимиялы коррозия болу шін электрхимиялы процесс ту керек; ондай процесс шін екі электрод жне электродтар батырылып тратын электролит болуы шарт. Металл таза болса коррозияланбайды. Тіпті темір сияты металды зі де таза болса таттанбайды. Біра техникада алынатын металдар ешуаыт таза болмайды, оларда аралас кбіне баса металдар оспалары болады, міне, осыдан коррозияа олайлы жадай туады. Металдар мен ймалар ртрлі заттармен жанасанда, олармен рекеттесіп, химиялы осылыстар тзеді. сіресе жабыр, топыра ылалы, ауа серінен оршаан ортадаы металдар блініп желінеді. Металдарды брі бірдей жемірілуге шырай бермейді. Кернеу атарында кмістен со орналасан металдар "бекзат металдар" деп аталады, олар іс жзінде блінбейді. Сондытан бл металдарды жне оларды ймаларын жемірілуге тыйым салынан жерлерде олданады. Мысалы, электронды нерксіпте, арышты техникада контактілер жасау шін алтынды пайдаланады. Кернеу атарында магнийді сол жаында орналасан сілтілік жне сілтілік жер металдар "бекзат металдара" арама-арсыасиетке ие. Олар кдімгі жадайды зінде оршаган ортадаы кптеген заттармен (е алдымен, оттекпен жне сумен) оай рекеттеседі, сондытан ондырылар мен аппараттар жасауа пайдаланылмайды. Кернеу атарыны орта шенінде жемірілуге баяу шырайтын металдар орналасан. Оларды біразы, мысалы, Mg, Zn, Al, Cr, Ni жемірілуге тзімді, себебі металдарды бетінде оксидтен тратын те жа абыша пайда болып, металдарды оршаан ортамен жанасудан сатап трады. Адамдар темірді таттануын жиі кездестіреді, жемірілген темірді бетін кеуек оырай тат абаты басады. Темірді таттануы, детте, оттекті серінен болады:
2Fe0 + 2Н2О + О2 = 2е(ОН)2
Оттек молекуласы темірді алдымен е+2, содан кейін е+3 катионына айналдырады:
Тотысыздандырыш 2е0 — 2 —> 2е+2
Тотыктырыш О02 + 4 = 2О2-24е(0Н)2 + 2Н2О + О2 -> 4е(0Н)3
Тотысыздандырыш Fe+2 — —> Fe+3
Тотыктырыш О02+4 —> 2О-2
Коррозиямен кресуді азіргі кезде кп дістері бар. Оларды маыздылары:1)сыртын аптау; 2)траты йма жасау; 3)оршаушы ортаны згерту;4)электрохимиялы орау
.
22 ймалар жане олардын колданылуы. Осы кезде металдарды жеке, тазакйінде сирек олданады, йткені ылым мен техниканы талабы жеке металдарды асиеттері анааттандыра алмайтын болды.1 Металдардыараластырып йма жасаса, ймаларды рамын ажетке сйкес згерту арылы, техниканы талабына сай, арнаулы асиеті бар ймалар алуа болады. Сондытан жер жзінде ндірілетін металдарды дені трлі ймалар жасауа жмсалады.
азіргі кезде нерксіп пен ндірісте 8000-нан астам ймалар олданылады. Ал оларды райсысын арнайы ндеуден ткізіп, алаан масатта олданылатын трлерін алуа болады.
йма жасау шін керекгі металдарды тиісті млшерде алып араластырып, ота тзімді азандарда, не арнаулы пештерде балыанша ыздырады. Металдарды кпшілігі балыан кйде біріні ішінде бірі жасы ериді, араласады. Сол балыан кйдегі металдар айтадан атан кезде йма тзеді.
йманы не екенін тсіну шін металдар балысып, йысып атып йма боланда, оларды арасында не былыс болатындыын аралы. Онда ш трлі былыс болуы ммкін.
1. Балыан кйде араласанмен, атан кезде эр металл з жнінде кристалданады.
Мндай жадайда йма дейініміз жеке металдарды таза кристалдарыны оспасы. Ондай йма біртекті болмайды. Оан мынадай металдар жбынан шыатын ймаларды мысала алуа болады: Pb-Sn, Bi-Cd, Ag-Pb. Бларды кристалдары Ван-дер-Ваальс кштеріні арасында байланысып трады. Микроскоппен араанда онда р металды кристалдарыны жеке трандыын байау иын емес.
2. йма тзуші металдар біріні ішінде бірі ериді. атан
йманы атты ерітінді деп атайды. атты ерітіндіде металдар,
кристалды рылымын бзбай, біріні орнына екіншісі тра
береді. атты ерітінді біртекті.
Мселен, Ag-Cu, Cu-Ni, Mn-Fe, Ag-Au, Pt-Au ймалары атты ерітінділер тзеді.атты ерітінділерді беріктігі де, аттылыы да, серпімділігі де, электротехникалы асиеттері де, химиялы тратылыы да оны райтын металдардікінен рдайым жоары болады. Тот баспайтын болаттар осытопа жатады.
3. йма тзуші металдар рамы кесімді химиялы осылыс тзеді (AuZn, Au2Zn5, AuZn3, Na4Sn, NaSn, NaSn2).Мндай осылыстардыинтерметалды осылыс дейді. Металдар ана емес кейбір бейметалдар да балысан кйде металдармен химиялы осылыстар тзеді (е3С, ез8І2, СІІзР, Cu2Si). Мндай жадайда да йма біртекті.
Интерметалды осылыстар металдарды валенттігіне сай тзілмейді, оларды рамы біртіндеп баяу згереді. Сондытан оларды бертоллидтердеп те атайды. (рам тратылы заын ара).Біра кпшілік жадайда йма біртекті болмайды, йткені ймаларды кпшілігі, онда тзілген интерметалды осылыспен осылыспай, арты алан металды оспасы болып табылады. ылым мен техниканыскеле талабына сай керекті жаа ймалар жасау теауырт дамуда. Мысалы, аса атты
уймалар жасап шыу шін болаттара бор, азот жне баса элементтер осылады. Металдарды е жеілі литийді негізге алып аса жеціл уймажасап шыаруда алыс болмас деп сенуге болады.
Эвтектика - жеділ балыыш деген сз. Екі немесе онан да кп минералдарды (немесе металдарды) белгілі бір млшерде алып араластырса, сол оспа е жеіл балитын болса, осыны эвтектикалык, оспа дейді. Эвтектикалы оспаны балу температурасы сол оспаны рушы рбір минералдарды жеке алпындаы балу температурасынан тмен болады. Демек, кейбір жеке минералдарды кристалдануынан брын оларды эвтектикалы оспасы кристалданады. Сондытан эвтектикалы коспалар минералдарды парагенезисін тзуші ерекше жадай болып табылады. Эвтектикалы кристалдануда екі минералды айасып скен демі рылысы пайда болады. Оны эвтектикалы структура немесе эвтектикалы текстура деп атайды. Эвтектикалы рылыстын, айын мысалы оны ортоклаз бен кварц эвтектикасында пайда болады. Кварц ортоклаз минералыны арасына белгілі бір тртіп бойынша жазан жазу сияты ретпен орналасады. Оны пегматит деп атайды, йткені мнда эвтектикалы структура пегматит аталатын калды магмадан пайда болады. Сонымен, пегматит деген сз екі маынада олданылады. Пегматит эвтектикалык, маынада олдананда оны шимай гранит, жазулы тас, немесе «еврей тас» деп атайды (шимайы еврей жазуына сас келеді).
23.Кміртекті аллотропиясы,алынуы,физ.жне хим.асиеттері, олданылуы Кміртек адамзата кмір, кйе трінде ерте заманнан белгілі. 1780 жылы А.Лавуазье кміртекті табиатын зерттеді. Оан латынша «карбонеум» кмір деген атау 1827 жылы берілді. Бл жер ыртысыны 0,8 %-ын жне атмосфераны 0,03 %-ын райды.Кміртегіні жалыз элемент кйі де,баса затпен осылан кйі де пайдалы болып табылады. Гауар, графит жне кмір кміртегіні элементті трлеріне жатады.Кміртегі литосферада минерал карбонаттары ретінде де кездеседі.
Табиатта таралуы Кміртек бос кйінде алмаз, графит, карбин деп аталатын аллотропиялы кйлерінде кездеседі. Табии осылыстары карбонаттар (СаСО3 • MgCО3 - доломит, СаСО3 -мрмр, MgCО3 - магнезит). Байланысан кйде кмірде, мнайда, табии газдарда кездеседі. Бос кйінде кміртек улы емес, ал оны осылыстары CO - иіс газы, ССl4 - трт хлорлы кміртек, CS3 — ккіртті кміртек улы заттар. Аллотропиялы трезгерістері кристалды торларыны р трлілігімен сипатталады.Аллотропия дегеніміз– химиялы асиеттері бірдей, алайда физикалы асиеттері р трлі, трі де рилы элементті асиеті. Кміртегінде аллотропия асиеті бар. Кміртегіні р трлі трлері кміртегі аллотроптары деп аталады.Олар не кристалдар, не аморфтар болуы ммкін. Гауар мен графит кристалл аллотроптара жатса, кмір, кокс, ааш кмір, ара кйе, кміртегі газы жне мнай коксы аморфты аллотроптара жатады.
Физикалы асиеттері.Алмаз е катты зат, графит май трізді жылтыр ср тсті жмса зат. Графит 2000°С-да, тменгі ысымда карбинге айналады. Жаадан алынан фуллерен деген трі де бар, ол футбол добы сияты рылысты болады. Кміртекті бл тр згерістеріне аморфты кміртекті осуа болады. Оны ааш кмірін, тас кмірді ауа атысынсыз ра айдау арылы алады. Сонда алынан кмірде з бетіне газдарды, сйытарды сііретін асиет (адсорбция) пайда болады. Алынуы.Кміртек аашты ауасыз ыдырату арылы, органикалы заттарды кмірленуі нтижесінде тзіледі.
Химиялы асиеттері Кміртек кптеген жай заттармен оай рекеттеседі.
1) Жану реакциясы: a) 2С + О2 = 2СО ) С + О2 = CO2
2) Хлормен рекеттескенде кміртек тек жары сулесіні серінен трт хлорлы кміртек тзіледі: С + 2Cl2= CCl4 (баалы еріткіш) рт сндіруде олданылады.
3) Металдармен рекеттесіл карбидтер тзеді: 2С + Са = СаС2 (бдан ацетилен алынады)
4)Ккіртпен ккіртті кміртек тзеді:С + 2S = CS2 (еріткіш)
5) Сутекпен рекеттескенде метан тзіледі:
С + 2Н2СН4 (отын - ол табии газды негізгі рам белігі)
Кміртекті крделі заттармен рекеттесуі: 1) Сумен рекеттескенде газдар коспасы (су газы) блінеді:
С + Н2О = CO + Н2 (су газы - баалы отын)
Алынан газдарды екеуі жаныш боландытан жылу кбірек белінеді. Сондытан кмірді жаанда сулау ажет.
2) Концентрлі ккірт жне азот ышылдарымен рекеттескенде тотыады:
С + 4HNО3(конц)=СО2+4NO2+2Н2O
3) С+ 2H2SО4(конц) = СО2+2SO2+2Н2O олданылуы Алмаз - брылар жасау шін, ырланан алмаздан бриллиант, шекейлі зат зірленеді. Графит - арындашты зегі, электродтар дайындауда. Кокс (C) тотысыздандырыш ретінде металл ндіруде. Активтелген кмірді адсорбциялы асиеті медицинада жне газттыштар (противогаз) зірлеуде олданылады.
24.Марганец топша элементтеріні жалпы сипаттамасы, алынуы, е маызды осылыстары.Менделеевті периодты жйесіні VII-B тобыны элементтерін марганец топшасы дейді. Марганец топшасына марганец, технеций жне рений жатады.Технеций радиоактивті,ол бірінші синтезделген жасанды элемент жне де техниций ядролы технологияны радиоактивтік алдытарында жиналады. VII-B тобы элементтері атомдарыны валенттік электронды дегейі мына формулаа (n-1)d5ns2 сйкес. Сырты абатта жеті электронны болуы арасында тотыу дрежесі алуан трлі: (-1)-ден (+VII)-ге дейін згереді. Марганец шін MnII жне MnIV траты, ал технеций мен ренийге (асиеттері зара жаын жне марганецті асиеттерінен згеше) ЭVII валенттігі траты. Бл элементтерді ішінде маыздысы марганец, рений. VII-B тобыны элементтері – типтік металдар. Металдарды кернеу атарында марганец сутекке дейін тр жне оны тотытырыш емес ышылдардан ыыстырып шыарады: Mn+2H3O++4H2O=[Mn(H2O)6]2+ +H2
Тотытырыш ышылдар марганецті ерітіндіге марганецті II аквакатионы трінде; рений(шамасы технеций де) тотыу дрежесі (+VII)-ге те осылыстарды ерітіндісін береді: 4Mn+10H3O+ +2NO3- + 9H2O=4[Mn(H2O)6]2+ +N2O
3Re+4H3O+ +7NO3-=3ReO4- + 7NO+6H2O
Марганецті алынуы;
Марганец алюминотермия дісімен алынады.
Марганецті кремнийтермия дісімен де алады:
MnO2+Si=Mn+SiO2
Таза марганец алу шін оны сульфатыны не хлоридіні ерітіндісін электролиздейді. Сонда катодта:
2H2O+2e=H2+2OH-
Mn2+ +2e=Mn
анодта:
4OH- -4e=2H2O+O2
Марганецті осылыстары: Марганец оксиді II, Марганец оксиді III, Марганец оксиді IV, Марганец ангидриді (VI), Марганец ангидриді VII
Рений
Ренийді алу шін калий перренатын KreO4 тотысыздандырады. Мнан рений нта трінде шыады, оны ттас кесекке айналдыру шін, вольфрамды аландаыдай «пісіреді». йткені мны да балу температурасы те жоары (3175С)
Рений осылыстары:ренийде екі валенттілік болмайды. Трт валентті ренийде де ReO2, ReГ4, Me2ReO3 , Me2ReГ6 сияты осылыстары бар.Алты валентті осылыстары: ReF4, ReCl6, ReOF4, ReOCl4, ReO3
Технеций
Технецийді болмашы млшері жер ыртысынан да табылды. Жорамал бойынша, ол технеций молибден,ниобий, рутений минералдарына космостан келетін те ыса сулелерді рекетінен, не уран ядроларыны спонтанды ыдырауынан тзілсе керек. Технецийді синтезі кейбір жлдыздарда, кн бетінде жзеге асады.
Жер бетінде технецийді кбірек млшерде жасау шін атомды нерксіпті алдыын ттынады.
Технецийді осылыстары: екі валентті осылыстары жо. Трт валентті TcO2,TcГ4, Me2TcO3, Me2ЭГ6 сияты осылыстары бар.
Тс осылыстары: Mn (IV) мен Re(IV)-тен грі траты
Тс (VI) осылыстары Mn(VI) Re(VI) сияты ышылды асиеті бар, гидролизденгенде диспропорцияланады:
3TcF6+12H2O=2HTcO4+18HF