MÖvzu giriş. Materiya. Kimya, yaranması, inkişaf tarixi, əsas kimya qanunları
atomun bütün xassələrini ifadə edən ən mühüm bir kəmiyyəti- nüvənin yükünü
Yüklə 5,01 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Elementlərin, eləcə də onların birləşmələrinin forma və xassələri nüvənin yükündən dövri sürətdə asılıdır.
- Atomun ölçüsü və atom radiusu
- Elektromənfilik
- Mövzu 4. Kimyəvi rabitə
- Kimyəvi rabitə və tipləri.
- 1. Molekuldaxili kimyəvi rabitə 2. Molekullararası kimyəvi rabitə Molekuldaxili kimyəvi rabitə 3 növə bölünür: 1. İon rabitəsi
- 2. Kovalent rabitə 3. Metal rabitəsi İon rabitəsi .
- 1. Qeyri-polyar kovalent rabitə (QPKR) 2. Polyar kovalent rabitə
- Mübadilə mexanizmi 2. Donor-akseptor mexanizmi
- Rabitənin uzunluğu
- Rabitənin istiqamətliliyi
- - rabitə
|
atomun bütün xassələrini ifadə edən ən mühüm bir kəmiyyəti- nüvənin yükünü göstərir. Bu qanunauyğunluq 1912-ci ildə ingilis alimi Mozli tərəfindən təcrübi yolla sübut edilmişdir. Mozli göstərmişdir ki, Mendeleyev Ar və K, Te və İ, Co və Ni elementlərinin atom kütlələrinin artması sırası ilə yerləşdirməsi prinsipini pozsa da onların xassələrinin dəyişməsini nəzərə alaraq yerləşdirilməsində düzgün hərəkət etmişdir. Çünki elementlərin bütün xassələri onun nüvəsinin yükü ilə müəyyən edilir. Buna əsasən dövri qanunun müasir tərifi belədir: Elementlərin, eləcə də onların birləşmələrinin forma və xassələri nüvənin yükündən dövri sürətdə asılıdır. Element atomlarının xassələrindəki dövrilük onların ölçüləri (atom radiusu), ionlaşma enerjisi, elektrona qohumluq, elektromənfilik və oksidləşmə dərəcəsi ilə xarakterizə olunur. 24 Atomun ölçüsü və atom radiusu – atom nüvəsi ilə valent elektronu arasındakı məsafədir, hansı ki, dövr üzrə soldan sağa azalır, qruplar üzrə isə yuxarıdan aşağı gəldikcə artır. İonlaşma enerjisi – normal atomdan elektronu qoparmaq üçün sərf olunan enerji olub, Ev/atom və ya kC/mol ilə ifadə olunur. A 0 + J A + + e - Çoxelektronlu atomlarda ionlaşma enerjisi J 1 < J 2 < J 3 ... ardıcıllığı ilə artır. Yəni, ilk elektronun ayrılmasına ən az enerji sərf olunduğu halda, növbəti elektronların qoparılması üçün getdikcə daha artıq enerji sərfi tələb olunur. İonlaşma enerjisi dövrlərdə soldan sağa artır. Qruplarda isə yuxarıdan aşağı azalır. Bu, əlbəttdə atom radiusunun dəyişməsilə izah edilə bilər. Elektrona qohumluq – normal atoma elektron birləşərkən ayrılan enerjinin miqdarı ilə xarakterizə olunur və eV/atom, A 0 + e - A - + E Elektrona qohumluq dövrlər üzrə soldan sağa artır, qruplar üzrə yuxarıdan aşağı isə azalır. Elektromənfilik – atomun özünə elektron birləşdirməsi qabiliyyəti olub, ilk dəfə 1932-ci ildə amerika alimi Polinq tərəfindən irəli sürülmüşdür. Elektromənfilik (X) ionlaşma enerjisi (J) ilə elektrona qohumluğun (E) cəmilə xarakterizə olunur. X= J + E Elektromənfilik dövrlərdən soldan sağa artır, qruplarda isə yuxarıdan aşağı azalır. Elektromənfilik metallarda 0,7─1,8, qeyri-metallarda 1,8─4,0 intervalında dəyişir. Elektromənfiliyi ən böyük olan element flüordur. Oksidləşmə dərəcəsi – element atomunun şərti yükünü ifadə edir. (Digər bölmələrdə ətraflı danışılır). ƏDƏBİYYAT 1. Ş. Musayev və başq. Ümumi kimya. I hissə. “Maarif” nəşr, Bakı. 1989. 2. Ə. Əliyev və başq. Ümumi və qeyri-üzvi kimya. “Maarif” nəşr, Bakı. 1987. 3. Z. Qarayev. Qeyri-üzvi kimya. “Maarif”, nəşr, Bakı. 1983. 4. Kimya vəsaiti. Bakı. 1983. 25 5. R. Mustafayev, L. Quliyeva. Qeyri-üzvi birləşmələrin kimyəvi xassələri. Bakı. 2005. Mövzu 4. Kimyəvi rabitə P l a n 1. Kimyəvi rabitə haqqında təlim. 2. Kimyəvi rabitənin tipləri: molekuldaxili və molekullararası. 3. Molekuldaxili kimyəvi rabitənin növləri: ion, kovalent metal rabitəsi. 4. Kovalent rabitənin əmələgəlmə mexanizmi: mübadilə və donor-akseptor mexanizmi. 5. Kovalent rabitənin xarakterik xassələri; rabitənin uzunluğu, rabitənin enerjisi, doymuşluq, rabitənin istiqamətliliyi. 6. Hibridləşmə və növləri. 7. Molekullararası kimyəvi rabitə və növləri: a) Elektrostatik qarşılıqlı təsir və tipləri. b) Donor-akseptor qarşılıqlı təsir. c) Hidrogen rabitəsi, tipləri: molekullararası və molekuldaxili 8. Kristal qəfəsin tipləri: atom, molekul, ion, metal. 9. Maddənin kristal və amorf halı. Polimorf və izomorf maddələr Kimyəvi rabitə və tipləri. Kimyəvi rabitə haqqında təlim müasir kimyanın əsas problemlərindən biridir. Bu təlimi bilmədən a) kimyəvi rabitənin əmələ gəlməsini b) birləşmənin fiziki-kimyəvi xassələrini c) birləşmənin quruluşunu d) reaksiya qabiliyyətini və s. anlamaq qeyri mümkündür. Kimyəvi rabitə atomların qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. Bu zaman əmələ gələn molekulların təbiəti kimyəvi rabitənin növündən asılı olur. Çünki kimyəvi rabitənin əmələ gəlməsi sistemdə qarşılıqlı təsirdə olan atomların potensial enerjisinin azalması hesabına başa gəlir. Kimyəvi rabitə əmələ gələrkən ayrılan enerji əmələgəlmə enerjisi, bu rabitənin qırılmasına tələb olunan enerji isə parçalanma enerjisi adlanır. Kimyəvi rabitənin 2 əsas tipi var: 1. Molekuldaxili kimyəvi rabitə 2. Molekullararası kimyəvi rabitə Molekuldaxili kimyəvi rabitə 3 növə bölünür: 1. İon rabitəsi 26 2. Kovalent rabitə 3. Metal rabitəsi İon rabitəsi . İon rabitəsi elektromənfiliyinə görə bir-birindən kəskin fərqlənən atomlar arasında, yəni aktiv metallarla aktiv qeyri-metallar arasında əmələ gəlir. İon rabitəsinin əmələgəlmə mexanizmi 1916-cı ildə alman alimi V. Kosselin irəli sürdüyü heteropolyar nəzəriyyə əsasında izah olunur. Bu nəzəriyyəyə görə ion rabitəsi elektronun bir atomdan başqa atoma keçdiyi zaman yaranır və nəticədə hər iki atom qonşu təsirsiz qazın davamlı konfiqurasiyasını yaradır. Belə ki, xarici elektron təbəqəsi, elektron verən atom üçün özündən əvvəl, elektron qəbul edən atom üçün isə özündən sonra gələn təsirsiz qazın elektron konfiqurasiyasına malik olur. Misal olaraq NaCl molekulunun əmələ gəlməsini nəzərdən keçirək: natrium və xlor atomlarının quruluşu aşağıdakı kimidir: Na +11 2,8,1 və Cl +17 2,8,7 Buradan aydın olur ki, natrium və xlor atomları tamamlanmamış energetik səviyyəyə malikdir. Bunların öz energetik vəziyyətlərini tamamlaması üçün, natriumun 1 elektron verməsi 7 elektron almasından daha asandır. Bununla əlaqədar olaraq, xlor atomunun 1 elektron qəbul etməsi, 7 elektron verməsindən daha asandır. Deyilənləri sxematik olaraq aşağıdakı kimi yazmaq olar: Na – e - = Na + Na +11 2 8 1 – 1e - = + 11) 2 8 0 Cl + e - = Cl - Cl +17 2 8 7 + 1e - = 17 ) 2 8 8 Nəticədə natrium ionu xlor ionunu cəzb edir və NaCl molekulu əmələ gəlir. Na + +Cl - = NaCl İonların bir-birini cəzb etməsi yolu ilə əmələ gələn birləşmələrə heteropolyar və yaxud ion birləşmələri deyilir. Elektrostatik cazbetmə ilə əmələ gələn ionlar arasındakı kimyəvi rabitəyə elek- trovalent və ya ion rabitəsi deyilir. İon rabitəli birləşmələr qələvi və qələvi-torpaq metalları ilə halogenlər arasında daha asan əmələ gəlir. Burada da yenə atomlar arasında yaranan rabitə bütünlüklə ion rabitəsi olmur. Məsələn, rentgenoqrafik tədqiqatlara əsasən müəyyən edilmişdir ki, LİF molekulunda elektron buludunun təxminən 0,1 hissəsi ionlararası sərhəddə qalır. Deməli, litiumla flüor arasında yaranan rabitənin 90% -i ion, 10%-i isə kovalent 27 rabitədən ibarətdir. Odur ki, həmin ionların faktiki yükü +1 və -1 deyil, +0,9 və -0,9- dur. Buna effektiv yük deyilir. Kimyəvi rabitənin öyrənilməsində Kosselin nəzəriyyəsi böyük rol oynamışdır. Buna baxmayaraq hazırda onun tətbiqi məhduddur. Belə ki, müəyyən edilmişdir ki, kimyəvi rabitənin davamlı olması üçün səkkiz elektronlu konfiqurasiya heç də zəruri deyil. Həqiqətən də reaksiya nəticəsində əmələ gələn bir çox yollar məlumdur ki, onların xarici elektron təbəqəsindəki elektronların sayı səkkiz, səkkizdən az, on səkkiz və ya on səkkizdən azdır. Məsələn, ikivalentli manqan və sink ionlarının elektron konfiqurasiyası uyğun olaraq belədir: Mn 2) 8) 13), Zn 2) 8) 18). Bu ionlar nəinki birləşmədə, hətta məhlulda belə davamlıdır. Kovalent rabitə (kovalent-ümumiləşmiş deməkdir). Kovalent rabitə nəzəriyyəsinin də əsasını ion rabitəsində olduğu kimi davamlı 8-elektronlu təbəqənin yaranması təşkil edir. Lakin burada ion rabitəsindən fərqli olaraq davamlı elektron təbəqəsi yaranarkən elektron mübadiləsi baş vermir, hər iki atom üçün eyni olan ümumi ortaq elektron cütü yaranır. Kovalent rabitə başlıca olaraq qeyri-metal atomları arasında yaranır. Bu atomlar eyni yaxud müxtəlif elementlərə məxsus ola bilər. Buna görə kovalent rabitəni 2 tipə ayırırlar: 1. Qeyri-polyar kovalent rabitə (QPKR) 2. Polyar kovalent rabitə QPKR-yaranmasında eyni elmentin, PKR-nin yaranmasında isə müxtəlif elementlərin atomları iştirak edir. Kosselə görə H 2 , N 2 , Cl 2 , H 2 O, CH 4 və s. molekulların əmələ gəlmə mexanizmi izah edilmir. Bu molekulların mövcud olmasını əsaslandırmaq üçün amerika alimi C.Lyuis 1916-ci ildə öz nəzəriyyəsini irəli sürmüşdür. Onun bu nəzəriyyəsində rabitənin əmələ gəlməsinin əsasını təsirsiz qazlarda olduğu kimi 8 elektronlu (okted) təbəqənin yaranması təşkil edir. Lakin Lyuisə görə bu zaman, yəni belə halda rabitə, atomlar arasında əmələ gələn bir və ya bir neçə elektron cütü hesabına yaranır. Daha doğrusu ion rabitəsindən fərqli olaraq davamlı təbəqə yaranarkan elektron mübadiləsi baş vermir, hər iki atom üçün eyni olan ümumi ortaq elektron cütü yaranır və bunun hesabına atomlar rabitə saxlayır. Bunu xlor molekulunun əmələ gəlməsi misalı əsasında izah edək. Aydın olmaq üçün xlor atomunun xarici elektronlarını nöqtələrlə göstərək (: Cl ·),xlor atomlarının hər biri bir elektron ortaya qoyur və həmin elektronlar hər iki xlor atomu üçün ortaq elektronlar olur və xlor atomlarının hər iki nüvəsinin ətrafında fırlanır. : Cl · + · Cl : ═ : Cl : Cl : və ya Cl-Cl (Cl 2 ) İkiqat və üçqat rabitəli atomlarda ortaq elektronların sayı 4 və 6 olur. : O · + · O : ═ · O : : O : və yaxud O=O (O 2 ) 28 : N · + · N : ═ : N N: və ya N N (N 2 ) Atomların arasındakı rabitələrin sayı artdıqca molekulun davamlılığı artır. Eyni adlı iki atoma məxsus olan ortaq elektron cütü vasitəsilə əmələ gəlmiş molekullara homopolyar (qeyri-polyar) və ya atom birləşmələri deyilir. Ortaq elektron cütü vasitəsilə əmələ gələn kimyəvi rabitəyə kovalent və ya atom rabitəsi deyilir. Qeyri- polyar rabitələrdə elektron cütü hər iki atoma eyni cür mənsub olur. Kovalent rabitə möhkəm olur, lakin bu tip birləşmələri qızdırdıqda parçalanır. Kovalent rabitə polyar xarakterdə ola bilər. Bu zaman polyar rabitələrdə elektron cütü birləşməni əmələ gətirən atomlardan birinə daha çox meyl edir. Bu tip birləşmələrə HCI, H 2 O, HNO 3 və s. misal göstərmək olar. HCI molekulunun əmələgəlmə mexanizmini aşağıdakı sxem ilə göstərmək olar: H· + · CI : = H : CI : Göründüyü kimi burada elektron cütü xlor atomuna doğru meyl edir. Müəyyən şəraitdə polyar rabitələr ion rabitəsinə çevrilə bilər, başqa sözlə, ümumi olan elektron cütü tamamilə atomlardan birinə keçə bilər. Məsələn, hidrogen –xloridin suda həll edilməsində olduğu kimi. Elektron cütünün bir tərəfə doğru meyl göstərməsi, molekulda müsbət və mənfi yüklərin qeyri-simmetrik paylanmasına səbəb olur. Bununla əlaqədar olaraq, molekulun bir qütbündə müsbət, digərində isə mənfi yüklər olur. Belə molekullar polyar-dipol (müsbət və mənfi qütblərdən ibarət) adlanır. Qeyri-polyar molekulda elektrik yükləri simmetrik paylanmış olur. Buraya, yəni belə molekullara H 2 , CI 2 , F 2 , N 2 , O 2 , CO 2 , CH 4 , C 6 H 6 və s. aiddir. Kovalent rabitə iki mexanizm üzrə əmələ gəlir: 1. Mübadilə mexanizmi 2. Donor-akseptor mexanizmi Yuxarıda qeyd olunan QPKR və PKR-lər mübadilə mexanizmi üzrə yaranır. Donor-akseptor mexanizmi ilə əmələ gələn birləşmənin xarakter nümunəsi kimi NH 4 , BH 4 , PH 4 ionlarının yaranmasını göstərə bilərik. + : N : + + : : – : + : : : və s. 29 Rabitə əmələ gətirərkən öz elektron cütünü verən atom (N, : ) ─ donor, bu elektron cütünü alan atom ( , ) ─ akseptor adlanır. Kovalent rabitənin belə növü donor-akseptor rabitəsi (DAR) adlanır. DAR-nin təbiətini Verner (alman, 1893) öyrənmişdir. Üç və daha çox elementdən ibarət olan birləşmələrdə kimyəvi rabitələr də qarışıq tipli ola bilər. Məsələn, Na 2 SO 4 molekulunda natriumla oksigen arasında rabitə ion, oksigen ilə kükürd arasında rabitə isə kovalent rabitədir. Metal H 2 rabitəsi (polyar rabitə) . a ─ S a ─ Polyar rabitə və polyar molekul anlayışlarını bir-birindən ayırmaq (fərqləndirmək) lazımdır. İki atomlu molekullarda bu anlayışlar uyğun gəlir. Məsələn, HCl molekulu buna misal ola bilər. Üç atomlu molekullarda isə rabitə polyar olduğu halda , molekul qeyri-polyar ola bilər. Məsələn, CO 2 molekulunda rabitə polyar, molekul isə xətti quruluşa malik olduğundan qeyri-polyar olur. O C O :: :: O═ C ═ O Kovalent rabitənin xarakter xassələri aşağıdakılardır: rabitənin uzunluğu, rabitə enerjisi, doymuşluq, rabitənin istiqamətliliyi. Rabitənin uzunluğu - atom nüvələri arasındakı məsafədir. Rabitə enerjisi – rabitəni qırmaq üçün sərf olunan enerji miqdarıdır. Doymuşluq – atomun müəyyən sayda rabitə əmələ gətirə bilmək qabiliyyətidir. Məs, H-1, C-4 və s. rabitə əmələ gətirir. Rabitənin istiqamətliliyi – molekulun fəza quruluşunu müəyyən edir. HCl molekulunun əmələ gəlməsində H-atomunun s, xlor atomunun bir p-orbitalı iştirak edir. Molekul xətti formadadır. Su molekulu bucaq, NH 3 molekulu piramida, CH 4 molekulu tetraedrik formadadır. Atom orbitallarının örtülməsi, istiqaməti və simmetriyasından asılı olaraq rabitələr ( siqma) , (pi) və (delta) tiplərə bölünür. - rabitə-orbitalların düz xətt boyunca atom nüvələrini birləşdirilməsi nəticəsində əmələ gəlir: s-s, s-p, p-p, p-d və s. - rabitə orbitalların yandan bir-birini örtməsi nəticəsində əmələ gəlir: p-p, p-d, d-d və s. - rabitə d-d orbitalların bir-birini özünə məxsus formada örtməsi sayəsində əmələ gəlir. 3. Metal rabitəsi. Metal rabitəsi metallarda mövcud olan rabitədir. Bu tip rabitə metallar və onların əmələ gətirdikləri xəlitələr ( ərintilər) üçün xarakterikdir. ion kovalent 30 Metal rabitəsinin əmələgəlmə mexanizmi təxminən belədir. Metal atomlarında valent elektronları nüvə tərəfindən zəif cəzb olunduğu üçün, atomlar onları asanlıqla itirərək müsbət yüklü iona çevrilirlər. Atomlardan qopmuş nisbətən sərbəst elektronlar ümumiləşib “elektron qazı ” şəklində kristal qəfəsinin müsbət ionları arasında hərəkət edərək onları birgə saxlayır. Metal rabitəsi kovalent rabitəyə oxşayır. Hər iki rabitə valent elektronlarının ümumiləşməsi hesabına əmələ gəlir. Lakin valent elektronları metalda bütün kristal üçün ümumi olduğu halda, kovalent rabitələri birləşmələrdə yalnız rabitə yaradan qonşu atomlar üçün ümumi olur. Bu səbəbdən metal rabitəsi möhkəmliliyi və istiqamətliliyi ilə kovalent rabitədən fərqlənir. Metalların yüksək elektrik keçiriciliyi, istilik keçirməsi, yüksək ərimə temperaturu, işığı əks etdirilməsi xassələri metal rabitəsi ilə əlaqəlidir. 31 HİBRİDLƏŞMƏ Kovalent rabitənin əmələ gəlməsində müxtəlif vəziyyətlərdə olan elektronlar məs., s və p də iştirak edir. Belə güman etmək olar ki, bu rabitələr qiymətcə bir-birindən fərqli olar. Lakin təcrübə göstərir ki, onlar eyni qiymətlidir. Bu hadisə hibridləşmə hadisəsi adlanır. Deməli hibridləşmə - müxtəlif orbitallardan eyni enerji və formaya malik orbitalların əmələ gəlməsi prosesidir. Alınan orbitallar hibrid orbitallar adlanır. Valent orbitalların hibridləşməsinin BeCl 2 , BCl 3 , CH 4 molekullarının əmələ gəlməsi misalında nəzərdən keçirək. 1. BeCl 2 . Be 4 -un elektron konfiqurasiyası. a) Normal hal: 1s 2 2s 2 2p 0 b) Həyəcanlanmış hal: 1s 2 2s 1 0 0 1 2 2 2 z y x p p p s və p elektronlar arasında hibridləşmə həyəcanlanmış halda baş verir. Belə hibrid vəziyyətində Be, iki Cl atomu ilə birləşərək BeCl 2 molekulunu əmələ gətirməlidir. 2. BCl 3 B 1 -un elektron konfiqurasiyası a) Normal hal: 1s 2 2s 2 0 0 1 2 2 2 z y x p p p b) Həyəcanlanmış hal: 1s 2 2s 1 0 1 1 2 2 2 z y x p p p B atomunun hibridləşməsində bir s və iki p – elektron iştirak edir. Hibridləşmə s + p orbitallar sp- hibridləşmə iki sp hibrid orbitalı Hibridləşmə s-p-p orbitallar sp 2 – hibridləşmə üç s-p 2 hibrid orbitalı 32 Bu hibrid orbitalları üç Cl atomı ilə BCl 3 molekulunu əmələ gətirir. 3. CH 4 C 6 -nun elektron konfiqurasiyası a) Normal hal: 1s 2 2s 2 2p 2 b) Həyəcanlanmış hal: 1s 2 2s 1 1 1 1 2 2 2 z y x p p p C atomunun hibridləşməsində bir s və üç p – elektronları iştirak edir. C atomu belə hibrid vəziyyətində üç H atomu ilə birləşərək CH 4 molekulunu əmələ gətirir. Molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvəsinin (MQTQ) ilk dəfə 1871-ci ildə holland alimi Van-der Vaals müşahidə etmişdir. Bu qüvvələrin 3 tipi var: Yüklə 5,01 Kb. Dostları ilə paylaş:
|