Дальтонны атом-молекулалы ілім туралы негізгі аидаларын тсіндірііз.

Джон Дальтон он тоызыншы асырды басында ылыма атом теориясын енгізген аылшын алымы. Бл теорияны енгізе отырып ол е бір басты идеяны жалынан стаан еді. йткені ол идея химия ылымыны алтын зегі болатын.

Айта кететін бір жайт, Дальтон бкіл материалды объектілерді брі де атом деп аталатын, бзылып блінбейтін са блшектерден тратын алаш длелдеп берген жалыз жан емес. Бл ымды алаш рет кне грек философы Демокрит (бізді дуірімізге дейінгі 460-370 жылдар) одан беріректе Рим жазушысы Луареций (бізді дуірімізге дейінгі 55 жыл) зіні «Заттар табиаты» атты даты поэмасында керемет кркемдеп жазып берген еді.

Демокрит теорияларына (кезінде оларды Аристотель де абылдамай ойан) орта асыр оымыстылары аса мн бере оймаан. Сондай-а ол теория сол кездегі ылыма ешандай да ыпал еткен жо. Солай бола тра он жетінші асырды бірнеше жетекші алымдарды (оларды ішінде Исаак Ньютон да бар) осындай ойларда боланын айта кеткен жн. Біра ертеден келе жатан ол атом теориясы санды трыдан ыл-шылына дейін азып жасалмады да ылыми айналыса тсе оймады. Е бастысы, ол оымыстыларды бірде бірі атом туралы философиялы сыныстар мен химияны олымен стап, кзбен кретіндей факты арасындаы байланысты кре алан жо.

Міне, дл осы кезде Дальтон сахнаа шыа келді. Ол химиялы эксперимент жсауа болатын, лабораторияларда тексеруге келетін санды теорияны кзіне айын елестете алан еді.

Біз бгін олданып жрген терминалогиядан алша бола тра Дальтон атом, малекула, элементтер мен химиялы байланыстар сияты ымдарды бар екенін длелдеп берген еді. Дальтон дниедегі атомдар саны аса мол екенін, біра трлері аз екенін длелдеп берді. (Оны кітабында жиырмадан астам элеметтер мен атомдарды тізімі бар, ал бгінде оларды саны жзге жетті). Дальтон атомдарды р трлі типтері бір-бірінен салмаы арылы ерекшелене тра біртекті екі атомны, массасымен оса, асиетіде бірдей деп длелдеп баты. (азіргі крделі эксперименттер крсетіп бергендей бл ережеге млде баынып алуа болмайды. Кез келген химиялы элемент шін екі немесе одан да кп атомдар типі бар екенін, олар изотоптар деп аталатынын длелдеп берді). Дальтон зіні кітабына ртрлі атомдар типтеріні салыстырмалы таблицасын кіргізді. Бл – осы саладаы алашы таблица болатын. Сондай-а Дальтон бір химиялы байланыстаы кез келген екі молекула атомдарды біртекті комбинациялардан ралатынан натылап берді. Мселен, азот ышылыны рбір молекуласы азотты екі атомы мен оттегіні бір атомынан ралады. Бдан шыатын ортынды, бл химиялы байланыс – олар алай табылып, алай алынанына арамастан бір элементтен, бір пропорциядан ралатынын крсетеді. Бл «белгілі пропорциялар» заын кезінде Жозеф ЛУИ ПРУСТ ашан-ды.

Дальтон зіні теориясын ны сеніммен жарыратып крсете білгендіктен, кезекті жиырма жылды ішінде оны ламаларды кбісі абылдап лгерді. Сонымен бірге кітапша крсетілген бадарлама бойынша жмыса кірісті: салыстырмалы атом салматарын наты белгілеу, салма бойынша химиялы байланыстарды талдау, молекулаларды рбір трін райтын атомдарды комбинацияларын анытау. Бл бадарламаны нтижесі адам тааларлыта болды.

Атомдарды бар екенін анытауа баытталан болжамдарды маызын длелдеп жату арты. йткені бл – азіргі химияны негізгі ымдары. Сонымен бірге бл идея азіргі физиканы кптеген бастау баыттарын анытап берген алысз болды деуге болады. Сондытан да Дальтон ебегі аса нды ебектерд бірінен саналады.

1804 жылы Дальтон зіні ататы атом теориясын жасатап, атомдар салмаыны тізімін толытай дайындап шыты. Алайда Дальтонны «Химия филасофиясыны жаа жйесі» атты басты кітабы 1808 жыла дейін жары крмеді. Ал ол кітап жары кргенде алымны аты-жні даа бленіп шыа келді.

Дальтон хим тжірибелерде таразыны ке олдану, хим осылыстарды рамын білу, химиктерді алдына бірнеше жаа мселелер ойды.Соны бірі химиялы элементтер бірімен-бірі осылысанда андай масса млшерлерінде осылысады деген мселе болды.Аылшын алымы Дальтон 1803 бастап бірнеше жыл осы мселемен шылданып,аырында химияа эквивалент (уелгі аты осылышты салма) деген тсінік енгізді.
Эквивалент - химиялы элементтер бірімен–бірі андай салма млшерлерінде осылысатындыын крсететін сан. детте сутек пен оттекті лшеуіш ретінде пайдаланады, сутекті 1 салма блігіне оттекті 8 салма блігі сйкес келетіні белгілі, сондытан элементті химиялы эквиваленті дегеніміз-оны сегіз салма блік оттекпен не 1,008 салма блік сутекпен осылыса алатын немесе осылыстарда соларды орнын баса алатын салма млшері. .
IUPAC анытамасы:Эквивалент деп берілген ышылды-негіздік реакцияда сутекті 1 катионына, н/е берілген ТТР-да 1 электрона сйкес шартты н/е наты блшекті айтады. Наты блшекті берілген ышылды-негіздік реакцияда сутекті 1 катионына сйкес, н/е берілген ТТР-да 1 элект-а сйкес келетін лесін эквиваленттік фактор fэкв д.а. Эквиваленттік факторды берілген реакциян- стехиометриясы бойынша анытайды.Затты эквивалентіні 1 моль млшеріні массасын оны эквивалентіні молярлы массасы д.а. Оны лшем бірлігі г/моль.

Еселі атынастар заы
Дальтон еселік атынастар заыны ашылуына лесін осты. Бл жадайды зерттеген Дальтон мынадай жадайлара келген :
2 элемент бірімен-бірі бірнеше осылыс тзетін болса, ол осылыстарды, сол элементтерді біреуіні бірдей етіп алынан масса блігіне сай келетін масса бліктеріні зара атынасы, кішкене бтін сандар атынасындай болады. Дальтон осындай еселі атынасты кміртек пен сутекті осылыстары-метан мен этиленге, кміртек пен оттекті осылыстары–кміртек диоксиді мен кміртек оксидіне тапан.
Осы задарда ашылып отыран аидаларды дрыстыын тсіндіру шін Дальтон атом жніндегі тсінікке айта оралып, зіні пікірін былайша тжырымдады.
Дальтон атом жніндегі тжырымы:
1.Барлы зат те кішкене блшектерден - атомдардан трады.
2.Жй заттар одан рі блінбейтін, біріне-бірі сас басалардан айырмашылыы бар жй атомдардан, ал крделі заттар крделі атомдардан трады. Крделі атомдар реакция кезінде жай заттарды атомдарына ажырайды.
3.Крделі затты крделі атомдары р трлі жай атомдарды аз ана санынан ралады. Мысалы: 2 жай затты атомдары осылып крделі зат бере алады, ол крделі атомдарды рамыАВ,А2В, АВ2 т.т. болуы ммкін, демек 2 элемент арасында бірнеше осылыс тзіледі.
4.крделі атомны массасы оны оршаушы жай атомдарды массаларыны осындысына те. Атомдарды массалары оларды сипаттаушы асиеттерді бірі. Сондытан атомдарды салыстырмалы массасын білу те ажет.
Дальтон пікірінше жай затты молекулаларыны болмауы атом-молекулалы іліміні абылдануына кп уаыт бгет болды. Дальтонны атомистикасыны 2-ші ерекшелігі мында: сапалы сипаттан баса, санды-сипатта, ал Дальтонны атомды массаны анытауы тамаша табыс еді.
Авогадро элементті е са блігі атом екенін ешкімні таласы жо, біра сол элементтерді е кіші блігі сол атом болады деген ымды ешкім длелдеген емес. Авогадро пікірінше, ол газ кйіндегі жай заттарды кіші блігі атом емес, 2 атомнан тзілген молекула. Сйтіп, Авогадроны пікірі бойынша бірдей жадайда алынан р трлі газдарды бірдей клемдеріндегі молекулалар сандары да бірдей болады. Сйтіп, молекула дегеніміз затты хим асиеттерін бойында сатайтын е кіші блігі. Кпшілік заттарды молекулалары дербес кйде болады. Ал атом – жай жне крделі заттарды молекулаларыны рамына кіретін хим элементтерді е кіші блігі. Яни Авогадроны жай газды молекулалары 2 атомнан трады деген дрыс болды.

2.Ионды байланысты баытталмаыштыы,аныпауы
Ионды байланыс катиондар мен аниондарды арасында электростатикалы тартылу кшіні нтижесінде пайда болады. Химиялы рекеттескен атомдар 8 электронды траты оттек абата ие болып, катион мен аниона айналу шін олар кшті металдар мен бейметалдара жатуы тиіс.
Ионды байланысан атты заттар ионды кристалды тора ие болады. Сондытан олар атты, берік, иын балитын заттара жатады. Ионды байланыс кбіне наыз типтік металдарды оксидтері мен гидроксидтеріне жне барлы тздара тн. детте, бір молекуланы ішінде байланысты р трлі типтері кездеседі. Мысалы, кшті негіздерде (КОН, Са(ОН)2, т.б. ) металл катионы мен гидроксотоп арасында ионды, ал оттек пен сутек арасында коваленттік полюсті байланыс тзіледі. Оттекті ышылдарды тздарында да (K2SО4, СаСО3, т.б.) металл катионы ышыл алдыыны анионымен ионды байланыспен байланысса, оттек пен бейметалл (С, S) арасында коваленттік полюсті байланыс тзіледі. Жалпы аланда, химиялы байланысты типтерге жіктеу шартты сипата ие. йткені оларды тпкі негізі бір. Мысалы, ионды байланысты коваленттік байланысты шекті трі деп арау керек. Металды байланыста коваленттік полюсті байланысты да, ионды байланысты да элементтері бар. Кптеген заттарда "таза" бір ана химиялы байланыс типі бола бермейді. Мысалы, ас тзы — натрий хлориді ионды байланысты осылыстара жатады. Іс жзінде оны 84% байланысы иондыа, алан 16%-і коваленттіге тиесілі. Сондытан химиялы байланысты полюстік дрежесін біле трып, наты ай типке жататынын сз еткен дрыс. Егер галогенсутектер атарындаы байланысты полюстік дрежесіні згеруіне келсек, фторсутектен астатсутекке арай: HFHClHBrHIHAt тмендейді. Себебі галоген мен сутекті электртерістіктеріні айырмашылыы азая тседі де, аыры астатсутекке жеткенде байланыс полюссіз коваленттіге жуытайды. Химиялы байланысты барлы типтері мен трлеріні негізі бір болатыны — оларды бріні де табиаты электронды блттарды тыыздыыны згеруіне туелді. Химиялы байланысты тзілуі кез келген жадайда электронды-ядролы рекеттесуді арасында, осы кездегі энергия тысыны (блінуіні) нтижесінде іске асады. Оны барлы химиялы байланыс типтеріні белгілерін зара салыстыранда байаймыз.
Ионды кристалды тop (б) тйіндерінде иондар орналасан, олар суда жасы ериді, ерітінділері мен балындылары электр тоын жасы ткізетін атты заттар.
Ионды байланыс арама-арсы зарядталан иондарды кулон кштері арылы тартылысуы нтижесінде тзіледі. Ал кулон кштері-аныпайтын кштер, демек, ионды байланыс аныпаан байланыс. Егер ионды зарядталан шар деп есептесек, оны электр кштері ионды оршаан кеістікті барлы жаына біркелкі баытталан. Катион мен анион біріне-бірі жаындасанда кш рістерін толы анытырмайды. Сол себептен катион да, анион да баса баыттар бойынша арсы зарядталан кптеген баса иондарды тартып, байланыса тсе алады.
Ионды байланысты кесімді баыты жо, баыттылы крсетпейді. Ионды байланыс арама арсы зарядталан иондарды электростатикалы кштер арылы тартылысуынан болады. Ал электростатикалы кштер(Кулон кштері) ионды оршаан кеістіктін барлы жаына біркелкі баытталан, демек, кулон кштеріні белгілі бір баыты жо.

3. Электронны ашылуы жне оны касиеттерін тсіндірііз.ХІХ асырды соы мен ХХ асырды басында ылымны дамуы брында беймлім болып келген затты ішкі рылысыны сырларын ашып беруге ммкіндік туызды. Табиат танудаы революция,- деп бл кезде химия ылымы шін аса маызды арапайым блшек - электронны атом рамына кіретіні аныталды. Бл жаалы 1879 жылы жргізілген аылшын алымы У.Крусты тжірибесінен басталды. Крукс ауасын сорып азайтан шыны балонны екі шына электродтар орнатып оларды жоары кернеулі то кзімен осанда (-1000В) катод пластинкадан кзге крінбейтін суле шыатынын байайды.Бл суле аыны жолында кездескен, са ааз иымдарын зімен бірге ілестіре кетіп шыныа тиген жерін ыздырып сулелендіреді.Демек катод сулелері деп аталан бл сулені кинетикалы энергиясы,зіне сай массасы бар.рі катод сулелері электр жне магнит рісінде баытын згертіп,о полюске иыстап ,зіні теріс зарядты блшектердін аыны екенін танытты.Катод улелеріні бір ерекшелігі катод болып тран металды табиатына жне шыны ттікті ішіндегі газ трінде ешбір туелсіздігі.Олай болса бл суле кез келген атомнан шыады. Аылшын физигі Дж.Томсон 1897 ж.катод сулелеріне байланысты барлы мліметтерді жинатай отырып,оны атомны е кіші теріс зарядты блшегі деген орытындыа келді.Екінші аылщын алымы Стонэйді сынысы бойынша Томсон бл кіші блшекті электрон деп атап,е табасымен белгіледі.азіргі дл млімет бойынша нейтрон зарядыны шамасы е=4.80286*10-10 эл.ст.бір=1/60206*10-19 кулон(к).Магниттн электр рісінде брылан электрон аыныны траекториясыны исытыына арап зарядыны массасына атынасын анытауа болады.e/m=5.273*1017(дреже).Бдан электр зарядын біле отырып оны тыныш кйдегі массасын есептеп шыарса m=9.109*10-28

Н.Бор моделі жне кемшілігін айындаыз. Дания физигі Н.Бор 1913 жылы сутек атомыны спектріні тзілу сырын тсіндірумен бірге оны электронды рылысыны негізін салды. Ол бл проблемны шешу шін сол кездерде туан квант теориясын табысты пайдаланды.Резерфорд моделі бойынша электрондар атом ядросын оршап, белгілі бір орбитамен айналып жреді. Бл ым атом жне электрондар кн мен оны айналып жретін планеталар іспеттес деген ыма келген еді. Біра Резерфорд моделі бойынша атомды айналып жретін электрондар немі бір орбита бойымен озалуы ммкін емес еді. Ядроа тартылу кшін электрон орбита бойымен айналандаы центрден тепкіш кш теестіріп трады. Біра электродинамиканы заы бойынша ядроны айналан электрондар кез келген зарядты дене трізді электромагниттік толындар тудыруы шарт; ол толынны зындыы электронны орбитада айналу жиілігіне туелді. Бдан туатын мынадай айшылы бар: Біріншіден, электрон озалан сайын суле шыарса атомны бойындаы энергия оры кемиді, осыдан барып ядро мен электрон арасындаы тепе-тедік бзылуа тиіс. Тепе-тедікті алпына келтіру шін электрон ядроа таман жаындай тсіп, жаа орбитаны бойымен жылдамыра айнала бастауы ажет. Е аырында электрон бойындаы энергия азая-азая ядроа лап тсуі ажет. Екіншіден, электрон озалысыны жылдамдыы біртіндеп згеретін болса, оан сай оны спектрі де здіксіз згеріп бірттас болу керек. Эксперимент жзіндегі тжірибелер бл екі орытындыа арама-арсы келіп отыр: атом траты жйе, зінен-зі кйремейді, рі оны оптикалы спектрі де траты здік-здік сызыты болып келеді. Демек, озалысты жне электрмагнетизмні классикалы теорияларына негіздеп, атомны рылысын планетар жйеге сату, тек оны сырттай ана нобайын бадарлау болып табылады. Бор ядролы модельге Планкты квант теориясын олданып, атом рылысыны жаа теориясын жасады. Бл теория бойынша атомдаы электрон жадайын сипаттау шін Бор зіні йгілі ш постулатын сынды:1.Электрон ядроны айналанда кез келген емес, квант теориясынан шыатын кесімді шарттара сай дгелек орбиталар бойымен ана озалады. Ол орбиталар стационар немесе квантталан орбиталар деп аталады. 2. Электрон зіне тиісті квантталан орбитамен айналанда энергия жмсамайды. 3. Электрон бір орбитадан екінші орбитаа кшкенде ана энергия бліп не сііреді. Сол кезде электромагниттік суле блінеді немесе сііріледі, оны энергиясы атомны соы жне бастапы кйіні айырмасына те.Соы тжырымдама біршама тсініктемені ажет етеді. Ядро айнала озалатын электрон энергиясы орбита ядросына туелді. Ядроа жаын орналасан орбитада электрон энергиясы аз болады. Электронды ядродан алыс орбитаа ауыстыру шін, электронны о зарядталан ядромен тартылыс кшін зу керек, бл энергияны жмсалуын ажет етеді. Электронны ауысу энергиясы келесі тедеумен рнектеледі: Е = Еб – Ес , мндаы Еб – бастапы (ядродан алыс орналасан) орбитадаы электрон энергиясы, Ес – соы (ядроа жаын орналасан) орбитадаы электрон энергиясы. Планк тедеуін ескерсек Е=hv, онда hv=Еб-Ес, бдан v=(Еб –Ес)/h.Соы тедеу бойынша сулелерді жиіліктерін немесе толын зындытарын есептеуге болады, яни атом спектрін есептеп табуа ммкіндік бар. Постулаттара сай мынадай математикалы есептеулер бар: егер электрон ядроны дгелек шебер бойымен айналып жр десек, оны центрден тепкіш кшіні млшері mu²/r. Мндаы m-электрон массасы, r-орбита радиусы, u-оны жылдамдыы. Электронды ядродан ашытатпай теестіріп стап тратын центрге тартыш кш р аттас заряды бар екі блшекті біріне-біріні Кулон заы бойынша тартылу кшіне e₁e₂/r² теесіп трады: mu²/r= e₁e₂/r²=e²/ r² h/2. Біра, мндай екі белгісіз(u,r) бар бір тедеуді шешу ммкін емес. Сондытан Бор квант теориясын олдана отырып, екінші тедеу сынды. Бл тедеу бойынша Борды бірінші постулатындаы электронны кесімді шарттара сай дгелек орбита бойымен айналатын озалыс млшеріні сті mur з кезегінде траты шама h/2 мні бтін n санны кбейтіндісіне немесе квантты стке те болуы тиіс: mur= hn/2. Мндай кесімді шарттара сай келетін квантталан орбиталар n=1,2,3,4.. болып келгенде шыады. Екі белгісізі бар бл екі тедеу жйесін бірге арап, электронны квантталан орбитасыны радиусын жне сол орбитадаы айналу жылдамдыын есептеп шыаруа болады. Мысалы, радиусты есептеу шін u мнін тауып: u=nh/2mr ойса mu²/r= e₁e₂/r²=e²/ r² e₁₌e₂ ескеріп, e²r=mu²r² e²r=mr²(nh/2mr)² e²r=n²h²/4m. Осыдан радиус табылады r=h²n²/4²me^2. Енді радиусты мнін бастапы тедеуге ойса жылдамдыты формуласы шыады: u=2e²/h*1/n.Атома сырттан энергия берілсе электрон ядродан алыста жатан орбиталарды біріне кшеді. детте бл жадайды электронны жоары энергиялы сатыа кшуі деп атайды. Сырттан берілген энергия жеткілікті болса электрон атомнан зіліп шыып, атом иона айналады. Электрон озып алыс орбитаа ауысанымен онда кп уаыт бола алмайды, не бары 10^-8сек уаытта зіне ытимал ядроа жаын орбитаа айта оралады. Ядроа жаын орбитаа айта оралан электрон Борды 3-постулаты бойынша з бойындаы арты энергиясын айтара бліп шыарады. Ол энергия суле энергиясыны бтін кванттары трінде блінеді, рі сулені тебреліс жиілігі бірінен біріне электрон кшіп жатан орбиталарды радиустарыны млшерімен аныталады. Ядроа алыстау орналасан электронны энергиясын-Е_а орбитадаысын-Е_ж деп белгілесе: Еа-Еж=E=hv бдан v=Ea-Eж/h болып шыады. Нерлым орбиталарды арасы ашы болса, сорлым шыатын сулені тербеліс жиілігі лкен болады. Мны есептеп шыару шін Е электронны белгілі бір орбитадаы толы энергиясы екенін ескеріп, оны кинетикалы жне потенциалды энергияларыны осындысын табу ажет. Е=1/2mu² –e²/r. =с/v тедеуін пайдалана отырып толын зындыын табу да иын емес. Бор теориясы атом спектрлеріні физикалы табиатын атомдаы электрондарды бір стационарлы орбитадан екіншісіне ауысу нтижесі ретінде тсіндірді.Электронны энергиясы арты дегейге ауысуы атом энергияны сіірген кезде жзеге асырылады. Электрон энергиясы азайанда энергия блінеді. Энергияны згерісі те болады: Е1=Е2–Е1=hv1 жне Е2=Е3–Е1=hv2. 2> боландытан, онда 2>1. Сулені жиілігі электронны ауысуы кезінде блінген немесе сіірілген энергия мнінен байланысты. Сонымен Борды атом рылысы моделі сызыты спектрлерді пайда болуын жне сутегі атомдары бліну спектрлеріні кріну аймаындаы серияларды тсіндірді. Алайда теорияда ішкі арама-айшылытар болды: механика жне электродинамика задарына сйкес келмейтін постулаттармен атар, Бор теориясында бл задар атомдаы электрона сер етуші кштерді есептеу шін олданылды. Постулатпен байланысты сратар пайда болды; мысалы, электрон бір орбитадан екіншісіне ауысанда айда болады? Салыстырмалы теориясына сйкес, бірде бір физикалы рдіс жары жылдамдыынан арты жылдамдыпен жайыла алмайды. Сондытан электронны жаа орбитаа ауысу рдісі ас-аымда жре алмайды, ол белгілі бір уаытта жзеге асады. Осы уаыт ішінде электрон бастапы жне соы орбиталарды аралыында болады. Алайда теория осындай “аралы” жадайларды рсат етпейді.Сонымен, Бор теориясына баса алымдар толытырулар енгізгенімен, электронны атомда тек шебер тріздес орбита бойымен ана емес, кеістікте ртрлі орналасан эллипс тріздес орбиталармен озалатын ммкіндігі арастырылды. Аталан теория кп электронды атомдардаы, тіпті сутегі атомындаы спектрлік сипаттамаларды тсіндіре алмады. Мысалы, сутегі атомы спектріндегі сызытарды ртрлі интенсивтігіні мні тсініксіз болды, атом спектрлері жеке сызытарыны бірнеше бліктерге ыдырауы тсіндірілмеді.Кпэлектронды атомдарды млшерлік есептеулері те крделі болды. Теория сутегі атомыны магниттік асиетін ате сипаттап, молекуладаы химиялы байланысты тзілуін тсіндірмеді. Осыны бріне арамастан Бор теориясы атом рылысы туралы тсініктерді дамуында маызды кезе болды. Планк- Энштейн гипотезасымен атар теория лкен денелерге –макроэлемент объектілеріне олданылатын табиат задарын микроэлементтерге – атомдар, электрондар, фотондар – олдануа болмайтындыын крсетті.

4. Де Бройль гипотезасы жне Гейзенберг жмыстарына сйеніп электрон блты туралы тсіндірііз. Луи де Бройль 1924 жылы жаа идея сынды:Егер белгілі жадайда суле энергиясы жай блшектерге тн асиет крсетсе,онда ол толынды асиет крсетуі ммкін ой.Кез келген микроблшектерге екі жаты асиет тн-олар бір мезгілде толынды жне блшектік асиет крсетеді, демек ядроны айналасындаы орбитадаы электрон белгілі зындыы бар толынмен байланысады.Де Бройль электрона немесе кез келген баса блшекке тн толын зындыы оларды массасы мен жылдамдыына туелді деген болжам айтты.(лямбда=h/m*жылдамды) Блшекік материяны толынды асиетін сипаттау шін, Де Бройль материялды толын деген терминді енгізді.Де Бройльді болжамынан массасы m,жылдамдыы кез келген денеге материялды толын сйкес келеді деген тжырым шыарды.Дегенмен тедеуден крініп трандай деттегі лшемді денемен байланысан толын зындыы лшеуге де келмейтін те аз шама болады.Ал массасы те аз электрондар шін іс басаша.Есептеулерді крсетуі бойынша энергиясы шамамен 1.6*10-17 Дж болатын электрондар шін Бройльді толын зындыы 1.2 Е болады .Бл лшем шамамен кристалды тор параметрлеріне сйкес келеді.Гейзенбергті аныталмаышты принципі.Егер микро лем былысын толынды дние корпускулалы теорияны біреуімен сипаттаса онда нтиже аныталмаышты асиетімен рнектеледі.Микроблшектерді толынды асиеттеріні арты болуынан рбір берілген уаыт шамасындаы оларды кеістіктегі орнын белгілеу жне оларды озалыс жылдамдыын кез келген длдікпен анытау ммкін емес.Неміс физигі В.Гейзенберг бір мезгілде блшекті орны мен импульсін анытауа болатын длдікті шектеулік принципі болады деген орытындыа келген.Гейзенберг тжырымдаан шектеулік аныталмаышты принципі деп аталады жне аныталмаышты атынаспен байланысан:х*p= const=h/2. Бл принцип атомдаы электронны бір мезгілде импульсі мен кеістіктегі орнын дл анытауды ммкін еместігін крсетеді.Сондытан электрон ядроны рашан траты радиуспен белгілі дгелек орбитамен айналады деуге бомайды.Электрон рбір берілген уаыт шамасында зіні толынды асиеттеріне сйкес ядро айналасыны белгілі бір аумаына тармайды.Мндай кез келген нктеде электрон тыыздыы біркелкі ытимадыпен тараан клем шартты трде орбиталь деп аталады.Берілген орбитальдаы электронны кйі стационарлы жне Гейзенбергті аныталмаышты принципімен рнектеледі:х=(m*жылдамды)=const
Осы тедеуден мынадай тжырым шыады:х нерлым кіші болса сорлым ядроа жаын болады,лкен жылдамдыпен озалады,керісінше,электрон ядродан ашытай берсе ,ядроа лап кетпес шін озалыс жылдамдыы азаяды.Де Бройльді болжамы жне Гейзенбергті аныталмаышты принципі атом рылысы теориясы дамуына жаа арын берді.Де Бройль гипотезасы жне Гейзенбергті аныталмаышты принципі атом рылысы теориясын тсіндіруге ке трде олдануа болатын жаа бастамалар болып табылады.Бл теория электронны толынды асиеттеріне негізделіп оларды импульсі мен бір сттік орнын анытауа болатын ешандай мтылыс жасалынбайды.Электронны кеістікті наты бір жерінде болу ытималдылыы оны толынды ысиеттерімен байланысты жне таралуды толынды задарына баынады,осыдан,электронны ядро маындаы кеістікті наты бір жерінде боу ытималдылыын толынды процесстерді тедеулерін олдану арылы сипаттауа болады.
Квантты механика атал математикалы длдікпен электронны ядро маындаы кеістікте болу ытималдылыын анытауга ммкіндік береді.Атомдаы электрондарды кйі ытималдылы функциясымен бааланады .Бл функцияны толынды немесе пси-функция деп атайды.Бл функцияны математикалы мні х,у,z координаттарына уаыты туелді .Оны мынадай трде жазуа болады ....(х,у,z…)

5.Элементтерді периодты жне периодсыз трде згеретін асиеттері.
Химия тарихындаы ерекше маызды ірі табыс Д.И.Менделеев ашан периодты за болды.Осы за негізінде элементтерді периодты жйесі жасалды. Периодты за - жаратылысты негізгі задарыны бірі, оны ашылуы химияда жаа дуір туызды. Д.И.Менделеев периодты кестені XIX . 60 жж ашан еді. Осы кезде белгілі болан элементтер саны 28 болса, Д.И.Менделеевті заманыда 63, асырды аяында 83 болды. Осы кезде 113 элемент белгілі. Период деп сілтілік металдан басталып инертті газбен аяталатын элементтер тобын айтады. Периодтар горизонталь атардан трады. Периодты жйеде 7 период бар, олар рим сандарымен белгілеген, I, II жне III периодтар бір атардан трады жне кіші периодтар деп аталады, ал IV, V, VI, VII периодтар екі атардан трады, оларды лкен периодтар деп атайды. Бірінші периодта-2 элемент, екінші жне шіншіде-8-ден, тртінші мен бесіншіде-18-ден, алтыншыда-32, жетіншіде(аяталмаан)-32 элемент бар. рбір период, біріншіден басасы, сілтілік металдан басталып, инертті элементпен аяталады. р периодта 2, 8, 18, 32 элемент болады. Бірінші периодты ерекшелігі – онда екі элемент ана Н, Не орналасан. Сутекті сілтілік металдара да, галогендерге де сайтын орта асиетіне байланысты оны кбіне Іa кейде VІа топшаа да орналастырады. Екінші периодтта 8 элемент ( Lі – Ne) бар. Ол сілтілік металл литийден Lі басталады, одан кейінгі ІІ валентті Ве металл, ал ІІІ валентті В элементтіні металды асиеті кеміп, ІV валентті кміртектен бейметалдар басталады, оларды (N, О, F) тотыу дрежелері теріс. Период инертті газ – неонмен (Ne) аяталады. шінші периодта да 8 элемент орналасан (Na – Ar). Оларды асиеттеріні згеру сипаты екінші период элементтеріне сас, дегенмен Mg-мен Al-ді Ве-мен В-а араанда металды асиеті басымдау, сондай-а бейметалдар – P, S, Cl-ды екінші периодтаы “састардан” айырмашылыы олар здеріне тн е жоары о валенттіктерін крсете алады. Менделеев 2 жне 3-период элементтерін типтік элементтер деп атаан, себебі оларды брі де табиатта ке таралан. Алашы 3 периодты элементтері негізгі топшалара (а) ана кіреді. азіргі технологиялар бойынша бл периодтарды алашы екі элементі (сілтілік жне сілтілік-жер металдар) а-, Іа- топшаларды райтын s-элементтерден трады (кестеден ызыл тске боялан), алан алтауы (B – Ne, Al – Ar) ІІа, VІІа-топшаларды райтын р-элементтерден трады (кестеде сары тсті). Кіші периодтар деп аталан бл ш период элементтеріні рет нмірі артан сайын атом радиустары кішірейіп, кейінгі атомны сырты абыындаы электрондар саны кбейгенде, оларды зара ыысуыны кшеюінен атом радиустары лая бастайды. Е лкен радиус периодты басында орналасан сілтілік метала тн. Осындай задылы иондар радиусыны згеруінен де байалады. Тртінші периодта 18 элемент бар ( К – Кr), ол – лкен периодтарды алашысы. Мнда сілтілік жне сілтілік-жер металдардан кейін ауыспалы деп аталатын 10 элемент (Sc – Zn) орналасады. Бларды d – элементтер деп атайды (кестеде кк тсті), олар да осымша топшалара кіреді. Ауыспалы элементтер тгелдей металдар, Fe – Co – Nі триадасынан басасы здеріне тн е жоары валенттіктерін крсетеді. Соы алты p-элементтер (Ga – Kr) негізгі топшаа (a) кіреді, асиеттеріні згеруі брын айтан ІІ жне ІІІ период элементтеріне сас. Бесінші периодта 18 элемент (Rb – Xe) бар, рылысы тртінші периода сас. Одан айырмашылыы ауыспалы элементтер де, ксенон да (Xe) зіне тн е жоары о валенттіктерін крсете алады. Соы галоген – иодта аздаан металды асиет пайда болады. Алтыншы периодта 32 (Cs – Rn) элемент бар. Онда ауыспалы 10 элементпен (La, Hf – Hg) атар 14 f – элементтер, лантаноидтар (кестеде жасыл тсті) орналасан. Жетінші периодта да францийден (Fr) басталатын 32 элемент болуа тиісті, біра ол лі аяталмаан (12 элемент лі табылан жо). Мнда да алтыншы периодтаыдай 89-элементтен кейін 14 f – элементтер – актиноидтар орналасан (Th – Lr). Оларды тотыу дрежесі лантаноидтардан де жоары болады (ІІІ – VІІ). Лантаноидтар мен актиноидтар кестені трі ышамды болу шін тменірек жеке екі атар етіп орналастырылан. Оларды кестедегі здеріні зады орнына ойып горизонталь периодтарды зартса периодты тр шыады. Онда атомдарды электронды рылымына сай састыын аныыра байауа болады. ыса кестедегі топ нмірі, жалпы аланда, ондаы элементтерді валенттігі электрондар санына сай келеді. Бір топшадаы элементтерді састыы оларды валенттік абаттарыны электронды конфигурациясыны периодты трде айталанып келіп отырандыымен тсіндіріледі. Элементтер асиеттеріні периодты трде айталануы оларды электронды рылымыны периодты айталануымен сай келетіні де осыдан. Атомдардаы электронды конфигурацияны алыптасуын жалпы былай крсетуге болады:

Атомдарды периодты трде згеретін асиеттері: 1.атом радиусы 2- электртерістілік 3- асиеттері4- иондану энергиясы 5- электрон тартыщты 6- тотыу дрежесі 7- валенттілік 8- атомды массасы

6. Коваленттік байланыс, коваленттік байланысты аныуы, баыталуы, полюстенуін мысалмен BF₃, NH₃ тсіндірііз.Коваленттік байланыс – орта электрон жбын тзу арылы пайда болатын химиялы байланыс. Коваленттік байланыс тзілуіні рдісін кбінесе схема трінде береді, ондаы электрондар нктемен белгіленген. Егер атомдарды арасында бір коваленттік байланыс болса (жалыз орта электронды жп), онда ол дара, егер екеу болса, ос (екі орта электронды жп), штік (ш орта электронды жп) деп аталады. Сутек атомыны жалыз s- электроны бар, 1s1 пішіні шар трізді. Сутекты екі атомы бір біріне жанасанда оларды арасында екі трлі электростатикалы кштер туады: тартылу жне тебілу кштері. Бір атомны электрон блты екінші атомны ядросына тартылады. Бізді мысалымызда На атомыны электрон блты Нб атомыны ядросына жне керісінше,Нб атомыны электрон блты На атомыны ядросына тартылады. На жне Нб атомдарыны ядроларыны зара тебіліседі, дл сол сияты оларды электрон блттары да бір-бірін тебеді.ВБ дісі бойынша сутек атомдары жаындасанда тартылысу жіне тебісу кштеріні алай згеретінін есептеп, жйені потенциалды энергия исыын салуа болады. Бірінші рет мндай есептеуді 1927 жылы неміс алымдары Гайтлер мен Лондон орындаан. Осындай есептеулерді нтижесінде мынадай жадайлар аныталды.Электрондарды спиндірі арама-арсы сутек атомдары жанасанда. Жійені потенциалды энергиясы исыында минимум пайда болады. Бл жадай сутек атомдары жаындасанда тебісу кштері тартылысу кштерінен басым болып, жйені потенциалды энергиясы атомдар жакындасан сайын здіксіз седі. Бл жадай спиндері параллель сутек атомдарыны молекула рап бірікпейтінін крсетеді. Коваленттікбайланыс екі трлі механизм бойынша тзіледі:алмасу механизмі - р элемент байланыса зіні эектронын береді, мысалы,сутегі молекуласы тзілгенде Н× + ×Н ® Н : Н; донорно-акцепторлы механизм -бір атомны электрон жбы (донор) орта болады, ал екінші атомнан бос орбитал ( акцептор) болады: Н⁺ + :NH₃ ® NH⁺₄ . Бл жадайда химиялы байланыс бір атомны екі электрон блттары мен баса атомны бос орбиталі нтижесінде тзіледі. Коваленттік байланысты маызды санды сипаттамаларына байланыс энергиясы, оны зындыыжне дипольдік момент жатады.Байланыс энергиясы – бл байланыс тзілген кезде блінетін немесе екі байланысан атомдарды айыру шін ажет энергия. Байланыс энегиясы оны мытылыын сипаттайды.Байланыс зындыы – байланысан атомдарыны центрлеріні ара ашытыы. зынды нерлым аз болса, сорлым химиялы байланыс мытыра болады.Байланысты дипольдік моменті (m) – байланысты полярлыын сипаттайтын векторлы шама. Полярсыз (симметриялы) ковалентті байланыс – электртерістілігі бірдей атомдарды арасындаы байланыс, яни, ядролар мен атомдарды арасында электронды тыыздыы біртекті таралады. Ондай байланыстарды дипольдік моменті 0-ге те. аныан кмірсутектердегі байланысы (мысалы, СН₄) полярсыз деп есептелінеді. Айта кететін жадай, аныпаан кмірсутектерде кміртегіні электртерістілігі жоарыра жне С-Н байланысы полярлы сіресе, егер Н атомы ш байланысы бар кміртегімен байланысан. Полярлы (симметриялы емес) ковалентті байланыс - электртерістілігі р трлі жне орта электрон жбтары симметриялы емес таралатын атомдарды арасындаы байланыс Бндай байланысты электронды тыыздыы электртерістілігі жоарыра атома арай ыысан, бл ондаы блшектік теріс зарядыны пайда болуына келеді (дельта минус), ал электртерістілігі тменірек атомда – блшектік о зарядты пайда болуына келеді (дельта плюс): Нерлым байланысан атомдарды электртерістілігі жоары болса, сорлым байланысты полярлыы жоары жне дипольдік моменті кбірек болады. Белгілері бойынша арама арсы блшектік зарядтар арасында байланысты мытылыын жоарылататын осымша тартылыс кштері сер етеді

7. Молекулааралы рекеттесудегі Ван-дер-Ваальс кштеріні табиатын тсіндірііз.Молекулааралы зара сер – электрлік асиеті жаынан бейтарап молекулалар немесе атомдар арасындаы зара сер. Бл сер молекулааралы ашытыа (r) туелді жне зара серді потенциалды энергиясы U(r) арылы рнектеледі. Заттарды кптеген асиеттері мен агрегатты кйі осы U(r)-ді шамасы арылы аныталады Химиялы заттар ш агрегатты кйде болады: газ,сйы,атты.Тіпті,инертті газдар атомдарыны валенттік АО толы электрондармен толсада,те тмен температурада уелі сйыталып,рі арай атты зата айналады. Инертті газдарды ковалентті байланыс тзе алмайтындыы жасы белгілі. Инертті газдарды уелі сйыталып ,сонан кейін кристалла айналуы,оларды атомдарыны арасында тартылыс кштері бар екендігін длелдейді. Газдар,сйы,атты заттарды молекула арасындаы тартылыс кштерді молекула арасындаы кштердеп атайды.Молекулалар арасындаы тартылыс кштері бар екендігін бірінші рет 1873ж Ван-дер-Ваальс тсіндірген. Идеал газдара мына тедеу PV=nRT орындалуы керек.Біра іс жзінде реальды газдара мндай задылы кп жадайда орындала оймайды.Ван-дер –Ваальс осы задылыты орындалмайтын себебін газ молекулаларыны арасында здеріне тн тартылыс кштері арылы тсіндіреді. Оны болжамы бойынша бір-біріне жаын орналасан молекулалар арасында тебіліс кштері сер етеді де, ал молекулааралы ашыты (r) артанда бл кштер тартылыс кштерімен алмасады. Осы болжамдарды пайдалана отырып ол наты газдарды кй тедеуін [(р + а/V2)(V-b) = RT ] орытып шыарды. Молекулааралы зара серді табиаты электрлік жне ол тартылыс кштері (ориентациялы, индукциялы, дисперсиялы) мен тебіліс кштерінен трады. Ориентациялы кштер полюсті молекулалар арасында сер етеді; индукциялы (поляризациялы) кштер полюсті жне полюссіз молекулаларды жне сонымен атар полюсті молекулаларды да арасында сер етеді. Дисперсиялы молекулааралы зара сер полюссіз молекулалар арасында байалады. азіргі кезде молекулалар аралы кштер бірнеше былыстарды негізінде пайда болады деп есептейді. Молекулаларды байланыстыратын кштерді табиатын Ван-дер-Ваальс зерттеген,кейін Дебай,Кезон,Лондон зіні лесін осты.Бгінгі кні Ван-дер-Ваальс кштері (Е_в) бірнеше кштерден тратындыы айындалды:Ев= Ек + Ед + Ел + Ет Ек-Кезюм,Ед- Дебай Ел-Лондон Ет-тебісу кштері.Молекулалар арасындаы рекеттесулер:ориентациялы рекеттесу,индукциялы рекеттесу,дисперсиялы рекеттесу.Полюсті молекулалар біріне-бірі жаындасып,арсы зарядтармен тартылысып,бадарласады,ориентацияланады. Осы кштерді оринтациялы кштер деп атайды.Лездік дипольдар бірімен-бірі рекеттесуі-дисперсиялы рекеттесу деп аталады.жне сонымен атар полюсті молекулаларды да арасында сер етеді. Дисперсиялы молекулааралы зара сер полюссіз молекулалар арасында байалады.