Химия пәні бойынша лекция конспектілері білім беру бағдарламалары
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 мысал .
- 6 дәріс
- Заттың түзілу жылуы дегеніміз
| 1 мысал. Валенттік байланыс әдісімен азот молекуласының түзілуін және неше σ-, π- байланыстар түзілетінін график түрінде көрсетіңіз.
Шешуі: Азот атомының электрондық формуласын жазып валенттік электрондарын квантық ұяшықтарға орналастырамыз:
Электрондарды нүкте арқылы белгілеп жұптаспаған дара электрондардың жұптасуы арқылы үш коваленттік байланыстың түзілуін көреміз: немесе N≡ N . x осіндегі р-электрондар жұптасқанда σ- байланыс, y және z осьтерінде жұптасқан электрондар екі π – байланыс түзеді. График түрінде: 2 мысал. HCl молекулсының түзілуінің электрондық схемасын құрастырыңыз. HCl, HBr және HJ қатарында химиялық байланыстың полярлығы қалай өзгереді?
НСI, НВг, НJ қатарында байланыстың полярлығы кемиді. Бұның себебі сутек атомымен Cl, Br, J атомдарының электр терістіктерінің айырмасы азаяды. Хлор, бром, иод жетінші топтың негізгі топшасында орналасқан. Топта жоғарыдан төмен қарай электр терістік кемиді. Хлордың электр терістігі 3-ке, бромның электр терістігі 2,8-ге, иодтың электр терістігі 2,6-ға тең. Айырмасы: 3 мысал. Фосфордың қалыпты және қозған жағдайдағы жұпталмаған тақ электрондарының санына (спинваленттік) байланысты көрсететін валенттілігі нешеге тең? Шешуі: Фосфордың сыртқы энергетикалық денгейіндегі электрондардың …3s23p3 (хунда ережесін еске алып – 3s23px3py3pz) кванттық ұяшықтарға орналасуы төмендегідей болады:
Фосфор атомында бос d-орбиталь болғандықтан қозған жағдайда 3s-орбитальдан бір электрон 3d-орбитальға ауысады:
Жоғарыда көрсетілген желіге қарай отырып фосфор атомында қалыпты жағдайда үш, қозған жағдайда бес электрон бар екенін көреміз. Осыған байланысты фосфордың валенттігі (спинвалентілігі) үшке және беске тең. 4 мысал. Валенттік орбитальдың гибридтелуі деген не? Егер химиялық байланыс А атомы орбитальінің sp-, sp2-, sp3- гибридтелуі арқылы түзілетін болса, АВn молекуласының құрлысы қандай болады? Шешуі: Валенттік байланыс (ВБ) теориясы бойынша коваленттік байланыс түзуге тек «таза атомдық орбиталь (АО)» ғана қатыспай гибридтелген атомдық орбиталь (АО) – «аралас» атомдық орбиталь қатысады. Гибридтелген кезде бастапқы орбитальдың кескіні, энергиясы өзгеріп кескіні, энергиясы бірдей жаңа орбиталь (электрондық бұлт) түзіледі. Гибридтелген орбитальдың саны бастапқы орбитальдың санына тең. Қойылған сұрақтың жауабы 4-кестеде келтірілген. 4-кесте Орбитальдардың гибридтелуі және молекуланың кескіні
5 мысал. [CrCl6]3- – кешенді ионының құрылысын талдаңыз. Донорды және акцепторды көрсетіңіз. Осы ионның октаэдрлік құрылысын валенттік байланыс (В.Б.) әдісі қалай түсіндіреді? Шешуі: Хром атомының валенттік электрондарының формуласын жазып кванттық ұяшықтарға орналастырамыз:
Хром атомы 4s-энергетикалық деңгейдегі бір, 3d-деңгейдегі екі электронын беріп Cr3+ – ионына айналады. Хром ионында бос алты орбитал пайда болады: екі – d-орбитал және үш р-орбиталь. Осылардың арқсында d2sp3-гибридтелген орбиталь түзіледі. Алты хлор ионының әрқайсысы жұпталған электрондарымен хромның бос орбиталдарына орналасып кешендік ион түзеді. Кешендік ионның тотығу дәрежесі 3-, құрылысы октаэдр. Cl- – ионы донор, Cr3+ – ионы акцептор. №6 дәріс Химиялық реакциялардың энергетикасы. Термодинамиканың бірінші заңы. Химиялық реакциялардың жылу эффектлері. Гесс заңы. Энтропия туралы түсінік. Термодинамиканың екінші заңы. Гибсс энергиясы. Химиялық реакция кезінде жүйеде терең сапалық өзгерістер болады. Реакцияға түсетін заттарда ескі химиялық байланыс үзіліп жаңа химиялық байланыс пайда болып басқа жаңа өнім түзіледі. Бұл өзгерістердің болуы химиялық реакция кезіндегі энергияның өзгеруіне байланысты. Көпшілігінде энергия жылу түрінде бөлінеді немесе сіңіріледі. Химиялық реакциялардың энергиясын және сол термодинамикалық көрсеткіштердің мәні бойынша реакцияның жүру шартын қарастыратын химияның бөлімін термохимия дейді. Химиялық реакцияның нәтижесінде аз уақыт мөлшерінде көп өнім алу оның жылдамдығына байланысты. Химиялық реакцияның жылдамдығын және оған әсер ететін факторларды қарастыратын химия бөлімін химиялық кинетика дейді. Сонымен химиялық процестердің жүру заңдылықтарын химиялық термодинамика және химиялық кинетика бөлімі қарастырады. Химиялық термодинамика Химиялық термодинамиканың негізгі көрсетіштеріне энтальпия, энтропия және Гиббстің бос энергиясы жатады. Осы көрсеткіштер химиялық реакцияның жылу бөліп немесе сіңіріп жүретінін, реакцияның өздігінен қарастырып отырған бағытта жүретінін немесе жүрмейтінін және қандай температурада жүретінін анықтауға мүмкіндік береді. Жылу эффектісі көрсетілген реакцияларды термохимиялық реакция дейді. Химиялық реакцияның жылу эффектісі: ΔH белгіленеді, өлшемі кДж/моль экзотермиялық реакцияда ΔH<O, эндотермиялық реакцияда ΔH>O. Химиялық реакцияның жылу эффектісін Гесс заңынан шығатын салдар бойынша есептеуге болады: «Химиялық реакцияның жылу эффектісі реакция нәтижесінде түзілген заттардың түзілу жылуының қосындысынан реакцияға түскен заттардың түзілу жылуларының қосындысын алғанға тең»: Заттың түзілу жылуы дегеніміз 1 моль күрделі заттың жай заттардан түзілу энтальпиясы. Жайы заттардың энтальпиясы нольге тең. Заттардың стандартық жағдайдағы энтальпиясының мәндері анықтама оқулықтарда берілген. Т=298ºК (25ºС) және 101,825 кПа (1 атм, 760 мм.с.б.) – стандарттық жағдай деп аталынады. Энтальпияның мәні бір мольге есептеліп берілген, сондықтан реакция теңдеуіндегі коэффициенттер ескеріледі. Сонымен қатар әр қосылысқа оның физикалық күйі көрсетіледі. Газ түрінде (г), сүйық (с), қатты зат (қ). Химиялық реакция кезінде әрекеттесуші заттар арасында тартылыс және тербеліс күші пайда болады, соның нәтижесінде олар бір жағынан реттілікке, екінші жағынан ретсіздікке ұмтылады. Жүйенің реттілікке (агрегация) ұмтылуын энтальпия, ретсіздікке (дезагрегация) ұмтылуын энтропия сипаттайды. Энтропия – әрпімен белгіленеді, өлшемі Дж/мольºК. Энтропияның өзгеруін Гесс заңынан шығатын салдар бойынша мына формуламен есептейді: Заттардың стандарттық жағдайдағы энтропиясының мәні анықтама оқулықта берілген. Әрекеттесуші заттарды қыздырғанда, буландырғанда, балқытқанда және көлем ұлғайғанда энтропия артады, яғни ΔS>0, конденсация кристаллизация және қысу арқылы көлемді азайтқанда энтропия кемиді, яғни ΔS<0. Термохимиялық жүйенің реттілікке ұмтылуын энтальпия, ретсіздікке ұмтылуын энтропия сипаттайды. Бұл екі көрсеткіштің әсері бір-біріне байланысты емес. Сондықтан осы екі көрсеткіштің термохимиялық жүйеге әсерін есепке алу үшін термохимияға тағы бір көрсеткіш енгізілген, ол изобаро-изоптермиялық потенциал немесе Гиббстің борс энергиясы деп атайды. Гиббстің бос энергиясы G – әрпімен белгіленеді, оның өзгерісі ΔG, өлшемі кДж/моль. Гиббстің бос энергиясының өзгеруі мына формуламен анықталады: ∆G =∆H ─ Т∆S. Гиббс энергиясының мәні бойынша реакцияның өздігінен жүретінін, немесе жүрмейтінін және қандай температурада жүретінін анықтауға болады. Егер ΔG<0 өздігінен жүреді; ΔG>0 өздігінен жүрмейді; ΔG=0 жүйе химиялық тепе-теңдікте. Реакция жүрмей тұрған кезде ΔG=0, онда ΔH=TΔS. Осыдан реакцияның қандай температурада жүретінін есептеуге болады: . жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||