§  10.  ӘР  ТҮРЛІ  ЯДРОЛЫ  ҮШ  АТОМДЫ  МОЛЕКУЛАЛАР

і  АО
іе
мо
АО
N
36-сурет.
ВеНг  молекуласы  түзілуінің 
энергетикалық  сызба-нұсқасы
37-сурет.
СОг  молекуласы  түзілуінің 
энергетикалық  сызба-нұсқасы
оасым  сутеп  атомдары  төменірек  орналасқан.  Бұл  моле-
кулада  берилий  орталық  атом,  ал  екі  сутегі  шеткі 
атомдарға  жатады.
Молекулалық  орбитальдар  түзуге  берилийден  2$-, 
2рх-,  2ру, 
2рг
  орбитальдары  мен  екі  сутегі  атомдарының 
15-орбитальдары  қатысады.  Өздерінің  кеңістіктегі  сим- 
метриялары  сәйкес  келетіндіктен,  тек  бериллийдің  2$
орбиталімен  сутегінің  15-орбиталінен  бір  о^-орбиталь, 
бір 
о
 
орбиталь,  ал  бериллийдің 
2рх
  орбиталім^ң.  екін- 
ші  сутегішң  15-орбиталімен  әрекеттесуінен  бір 
о
 
ор-
биталь  мен  бір 
о х
  -орбиталь  түзіледі,  ал  бериллийдің
2рУ,  2рх-орбитальдарының  симметриясына  сәйкес  келетін 
шекті  орбитальдар  жоқ  болғандықтан,  олар  молекулалық 
орбитальдар  түзуге  қатыспайды.  Сонымен  ВеН2  молеку- 
ласында  екі  сигма-байланыстырушы,  екі  сигма-босатушы 
орбитальдар  түзіледі.  Атомдық  орбитальдардагы 
рон  байланыстырушы 
байланысын  түзеді
-   * 
- 
Л
 
---------------------Г  ^  
Д
орбитальдарға  көшіп  екі  сигма
сондыктан  бүл  қосылыста  бериллий 
екі  валентті,  сутегі  бір  валентті.
Әр  түрлі  ядролы  үш  атомды  молекулалардың  тағы 
бір  мысалы  ретінде  кеміртегі  (IV)  окснді  (С02)  молеку- 
ласын  түзу  үшін  көміртегі  атомымен  екі  атом  оттегі 
әрекеттеседі  (37-сурет).  Молекулалық  орбитальдар  түзу 
үшін  көміртегінің  2^-,  2р-орбитальдары  мен  екі  оттегі 
атомының  2р-орбитальдары  қатысады.  Оттегінің  2^-орби- 
тальдарының  энергиялары  өте  аз  болгаңдықтан,  олар  мо-
2Р
-вмнв-
-ШНЙ-
2Р
131

!
Ш
лекулалық  орбитальдар  түзуге  қатыспайдьі.  Энергиялары 
мен  симметриялары  сәйкес  келгендіктен,  көміртегінің 
2$ 
орбиталымен  оттегінің  біреуінің  2рх-орбиталының  әрекет-
оанл. 
бос. 
-
тесуі  нәтижесінде  бір 
о
 
-ороиталымен  оір 
ог
  -ороита-
лы  түзіледі.  Көміртегінің  2рх-орбиталымен  екінші  ^т- 
тегінің  2р-орбиталының  әрекеттесуі  нәтижесінде  бір 
а
орбиталы,  бір 
а
 
орбиталы  түзіледі.  Көміртегінің  2ру-,
2рг-орбитальдарының  симметриялары  сәйкес  келетін  от- 
тегі  атомының  2ру-,  2рх-орбитальдарымен  әрекеттесуі  нә-
бакл. 
бдкл.
тижесінде  екі  байланыстырушы 
жу 
жг
  ^молекулальіқ
орбитальдары  және  екі  босатушы 
л
 
, 
л  г
  -орбитальда-
ры  түзіледі.  Оттегі  атомының  қалған  екі 
2ру  2рг
  орби- 
тальдарына  симметрия  жагынан  сәйкес  келетін  көмір- 
тегінің  орбитальдары  жоқ  болғандықтан,  олар 
л
у—, 
л г- 
байланыстырмайтын  орбитальдары  түрінде  бүрынғы  энер- 
гетикалық  деңгейде  қалып  қояды.
Сонымен  СОг  молекуласыңда  төрт  байланыстырушы 
(екі  сигма-,  екі  л-байланыстары),  төрт  босатушы  (екі
сигма-,  екі  л-байланыстары)  молекулалық  орбитальдар, 
екі 
л-байланыстырмайтын 
молекулалық 
орбитальдар
түзіледі.
Үш  атомдағы  12  электрондардың  төртеуі  байланы- 
стырмайтын  орбитальдарда  қалады  да,  қалған  электрон- 
дар  4  байланыстырушы  орбитальдарға  ауысып  4  байла-
ныс
гт? 
8 - 0  
.
БЕ 
=  
~ 2 ~
  =  
4
8  I I .  ИОНДЫҚ  БАЙЛАНЫС
Иондық  байланыс  оң  және  теріс  зарядталған  иондар-
дың  бірін-бірі  электрстатикалық  күшпен  тартудың  нәти-
жесінде  түзіледі  (13,  в-сурет).  Әрбір  ионды  күш  өрісі 
кеңістікте  жан-жаққа  біркелкі  тараған  шар  деп  қарас- 
тыруға  болады.  Сондықтан  әрбір  ион  заряды  қарама- 
қарсы  иондарды  өзіне  кез  келген  бағытта  тарта  алады, 
яғни 
иондық 
байланыстың 
ковалентті 
байланыстар 
сияқты  бағыты  болмайды.
Ион  зарядының  күш  өрісі  барлық  бағытта  бірдей  та- 
ралғандықтан,  қарама-қарсы  зарядталған  екі  ионның  бір- 
бірімен 
әрекеттесуі 
олардың 
күш 
өрістерін 
толық 
бейтараптай  алмайды.  Соңдықтан  әрбір  ионның  басқа 
бағыттарда  зарядтары  қарама-қарсы  иондарды  өзіне  тар-
132

ту^  мүмкіндігі  болады.  Иондық  байланыстың  ковалентті 
байланыстардан  тағы  бір  айырмашылығы — иондық  бай- 
ланыс  қанық.  Соңдықтан  әрбір  ион  заряды  қарама-қарсы 
басқа  иондардың  бірнешеуін  өзіне  қосып  алады.  Иондар- 
дың  мүндай  қасиеттері  иондық  кристалдар  түзілгенде 
айқын  көрінеді.  Иондық  байланыс  электр  терістіктерінің 
айырмашылықтары  бар  элементтер,  мысалы  бірінші  және 
екшші  негізгі  топша  элементтері  жетінші  негізгі  топша 
элементтерімен  әрекеттескенде  түзіледі.
Мысал  ретінде  натрий  мен  хлор  атомдарының  натрий 
хлоридінің  ионды  қосылысының  түзілуін  келтіруге  бола- 
ды.  Натрга  элементі  периодтық  жүйеде  он  бірінші  тор- 
да,  үшінші  периодта,  біршші  топтың  негізгі  топшасында 
орналасқан.  Сондықтан  оның  ядросында  оң  зарядты  11 
протон,  оны  аиналып  жүрген  11  теріс  зарядты  электрон 
үш  қабатқа  2,  8,  1  ретімен  орналасады  да,  заряды 
нөлге  тең  болады.  Хлор  элементі  периодтық  жүйеде  17- 
торда,  үшінші  периодта,  жетінші  топтың  негізгі  тогапа- 
сында  орналасқан,  ал  заряды  нөлге  тең.  Екі  элемент 
әрекеттескенде  натрий  сыртқы  бір  валенттілік  электро- 
нын  береді  де  екінпгі  сегіз  электронды  қабаты  (инертті 
газдардікшдей)  сыртқы  қабат  болып  қалады  да,  өзі  бір 
оң  зарядты  ионға  аиналады,  ал  хлор  натрийдың  элек- 
тронын  қосып  алып  сыртқы  қабатын  сегіз  электронды 
етеді  де,  бір  теріс  зарядты  ионға  айналады.  Түзілген  на- 
трий  катионы  мен  хлор  анионы  электростатикалық 
күшпен  бірін-бірі  тартьш  иондық  байланыс  арқылы  на- 
трий  хлоридын  түзеді.  Олар  былай  көрсетіледі  (сыртқы 
валенттілік  электрондар  ноқатпен  белгіленген):
• • 
X 
• •
N3
:С1: 
• 
♦
Ка
Г   Ь
+ 11
+ 17
+ 11
+ 17
-  11
-  17
-  10
-  18
0
0
+ 1
-  1
[: С1:
Протондары 
Электрондары 
Зарядтары
Осындай  иондық  қосылыстарға  галогенидтер  (СзСІ, 
СаҒ2,  ВаҒ2),  оксидтер  (Ка20 ,  М^О,  А120 3  т.  б.)  суль- 
фидтер  (Ғе8,  2пЗ,  Си28),  нитридтер  (Ыа3Ы,  МеэЫ2)  жа-
тады.  Бүлардың  барлығыы  да  кәдімгі  жағдайда  қатты 
заттар.
Бүрын  айтылғандай,  ковалентті  және  иондық  байла- 
ныстардың  тегі  бір,  яғни  олар  қос  электрондардың  атом-
133

дарға  ортақтасуы  арқылы  түзілетіндіктен,  тіпті  нағыз 
нондық  қосылыстардың  (мысалы  сілтілік  металдардың 
галогенидтері)  өзіңде  де  электрондар  электр  терістігі  аз 
элементтен  (металдан)  электр  терістігі  көп  элементке 
(металл  емеске)  мүлдем  ауысып  кетпейді.  Сондықтан 
натрий 
хлоридыңдағы 
хлорид-ионның 
нақты 
заряды
электрон  зарядының  0,94  немесе  94%-ке  тең.  Сондай-ақ
натрий  ионының  нақты  зарядының  абсолюттік  мөлшері
де  0,94-ке  немесе  94%-ке  тең.  Сонымен  нақты  заряд
қосылыстағы  элементтің  иондану  дәрежесін  көрсетеді. 
Таза  ковалентті  қосылыстарда,  яғни  бірдей  атомдардан 
түратын  молекулаларда  (Нг,  О
2
,  N
2
)  атомдардың  ионда- 
ну  дәрежесі  де,  нақты  заряды  да  нөлге  тең.  Полюсті
молекулага  жататын  хлорсутегі  сутегінің  нақты  заряды
+ 0,17-ге,  хлорид-иондікі  -0,17-ге  тең.  Бүл  айтылған- 
дйрдян  қосылысты  түзетін  элементтердің  электр  терістік- 
терінің  айырмасы  неғүрлым  көп  болса,  соғүрлым  олар- 
дың  иондану  дәрежесі  де,  яғни  нақты  заряды  да  көп  бо- 
лады,  яғни  бүл  көрсеткіштері  нағыз  иондық  қосылыс- 
тарда  1-ге  жақындайды.  Нағыз  иондық  қосылыстарда 
анионның  немесе  катионның  зарядтарының  абсолюттік 
мөлшерлері  электрон  зарядынан  кем  болуын  катион  мен 
анионның  бір-біріне  әсер  етіп  пішіндерін  өзгеруінен  деп 
түсіну  керек.
Бір  иондардың  екінші  бір  иондардың  пішіндерін 
өзгерту  қабілеті  олардың  көлемдері  мен  зарядтарының 
мөлшерлеріне  байланысты. 
Ионның  көлемі  неғүрлым 
уіпті  болса,  заряды  неғүрлым  көп  болса,  соғүрлым  басқа 
заряды  қарама-қарсы  ионның  пішінін  көбірек  өзгертеді. 
Мысалы  бір  оң  зарядты  сілтілік  металдардың  катионда- 
рынан  көлемі  кіші  литий  ионы  аниондардың  пішінін 
көбірек  өзгертеді,  ал  екінші  периодта  түрған  литий  мен 
бериллийдің  иондарынан  заряды  көп  (+ 2)  бериллий  ка- 
тионы  аниондардың 
пішінін 
көбірек  өзгертеді.  Металл 
атомы  катионға  айналғанда  сыртқы  қабат  жайылатын- 
дықтан,  көлемі  кішірейеді  және  оның  артық  мөлшердегі 
оң  заряды  (немесе  зарядтары)  сыртқы  электрондарды 
тартып  олардың  пішіндерінің  өзгеруін  қиындатады.  Ме- 
талл  еместер  электрондар  қосып  алғанда  түзілген  анион- 
дардың  көлемі  үлкейеді  және  сыртқы  қабаттағы  артық 
электрондар  өзара  тебісіп,  олардың  ядроға  тартылуы  әл- 
сірейді.  Осы  себептен  катиондардың  әсерінен  аниондар 
өздерінің  пішіндерін  біршама  оңай  өзгертеді.
Сонымен  көлемі  кіші  катиондар  өздерінің  пішіндерін 
аз  өзгертеді,  ал  өзімен  кездескен  аниондардың  пішінін
134

көбірек  өзгергеді.  Осы  айтылғандар  негізінде  натрий
хлоридыңдагы  натрий  катионы  мен  хлор  анионының  за-
рядтары  абсолюттік  мөлшерлерінің  не  себепті  электрон
зарядынан  аз  болатынын  түсіну  қиын  емес.  Көлемі  кіші,
оң  зарядты  натрий  ионы  хлор  ионының  электрон  бүлтын
өзіне  тартып,  оның  аз  мөлшерін  орбиталына  қабылдайды
да  иондық  байланысты  полюсті  байланысқа  айналдырып, 
зарядының  мөлшерін  кемітеді.
Кез  келген  химиялық  қосылыс,  оның  ішінде  иондық 
қосылыс  түзілу  үшін  жүретін  реакция  энергия  жагынан 
тшмді  болуы  керек,  ягни  металдың  иондану  энергиясы 
аз,  ал  металл  еместің  электрон  қосып  алгыштық  энерги- 
ясы  кеп  болуы  керек.  Дегемен  элементтер  атомдары  мен 
иондарында  газ  күйіңде  байқалатын  иондану  және  элект- 
рон 
қосып 
алгыштық 
энергиялары 
иоңдық 
қосылыстардың  түрақтылығын,  яғни  олар  түзілген  кезде 
не  себепті  энергия  бөлінетінін  түсіндіре  алмайды.  Мыса- 
лы:  натрий  хлориды  түзілу  кезінде  натрийдың  атомын 
ионга  айналдыруга  жүмсалатын  энергия  хлор  атомы
электрон  қосып  алганда  бөлінетін  энергидан  көп  болады. 
Олай  болса,  натрий  хлориды  энергия  бөлінбейтіндіктен, 
түзілмеуі  керек,  ал  бірақ  аталган  қосылыс  энергия  бөлу 
арқылы  түзіліп,  өзінің  түрақты  күйі — кристалдық  күйге 
айналады.  Газ  күйдегі  1  моль  натрийдың  катиондары 
мен  1  моль  хлордың  аниондары  кристалдық  торға  ай- 
налганда  787  кДж/моль  энергия  бөлінеді,  ал  бүл  экзо- 
термиялық  процестің  нәтижесінде  жүйенің  энергиясы 
азаятындықтан,  оның  түрақтылыгы  артады.
Иондық  қосылыстар  электр  тогын  қатты  күйде  нашар
балқығанда, 
суда 
ерігенде 
жаксы 
өткізеді. 
Иондық
қосылыстардағы  байланыстар  мықты  болғандықтан,  жо-
ғары  температурада  балқиды.  Иондық  қосылыстар  қатты
және  морг  келеді,  оның  себебі  иондар  кеңістікте  еселі
байланыстар  түзбейді  және  жылжып  қозғалу  қабі-леті
болмайды.  Аздаған  әсерден  катион — катион,  анион —
анион  тебісулері  болатындықтан,  иондық  қосылыстар 
морт  келеді.
9  12.  МОЛЕКУЛААРАЛЫҚ  БАЙЛАНЫСТАР
Молекулалар — өз  бетінше  өмір  сүре  алатын  электр 
нейтрал  бөлшектер.  Бірақ  жеке  молекуланың  химиялық 
түрақтылығы  жүйедегі  молекулалардың  арақашықтығы 
өте  үлкен  болған  жағдайда  ғана  байқалады.  Жүйедегі 
молекулалар  бір-біріне  бір  немесе  бірнеше  нанометр
135

жақындағанда  олар  бірін-бірі  тартып  молекулааралық 
әрекеттесу  басталады.  Көп  жағдайда  молекулалар  бір- 
бірімен  әрекеттескенде  олардың  атомдарының  электрон 
бүлттары  қаптаспайды.  Тек  кейбір  молекулалар  бір- 
біріне  өте  жақын  келгенде  олардагы  атомдардың  орби- 
тальдары  өзара  каптасады.  Мүның  нәтижесінде  түзілген 
химиялық  байланыстардың  беріктігі  әр  түрлі  болады. 
Молекулааралық  байланыстарға  сутектік,  донорлы-акцеп- 
торлы  т.  б.  байланыстар  жатады.  Сутектік  байланыс, 
ковалентті  байланыстан  әлсіздеу  болады.
Молекулалар  арасындағы  әрекеттесу  электростатика- 
лық  жолмен  немесе  донорлы-акцепторлы  жолмен  іске 
асуы  мүмкін.
Молекулалардың 
электростатикалық 
әрекеттесуі.
Молекулалардың  электростатикалық  әрекеттесуі  багыт-
талупш,  индукциялы  және  дисперсті  болып  үшке  бөлі- 
неді. 
- 
\,л ; 
‘7^-
Багытталушы 
әрекеттесу 
полюсті  молекулалардың 
арасында  жүреді.  Ретсіз  қозгалып  жүрген  молекулалар 
бір-бірімен  кездескенде  олар  өздерінің  әр  түрлі  полю- 
стері  арқылы  әрекеттесіп  молекулааралық  байланысының 
бағытталушы  типін  түзеді.  Молекулалардың  полюстігі 
неғүрлым  басым  болса,  олардың  арасындағы  әрекеттесу 
де  күшті  болады.
Индукциялық  әрекеттесу  көбінесе  полюсті  және  по- 
люссіз  молекулалардың  арасында  жүреді.  Полюсті  және 
полюссіз  молекулалар  кездескенде  полюсті  молекуланың 
әсер  етуінен  полюссіз  молекула  өзінің  піппнін  өзгертіп, 
онда  индукцияланудың  нәтижесінде  оң  және  теріс  полю- 
стер  пайда  болады.  Индукцияланған,  яғни  полюстері 
пайда 
болған 
молекула 
полюсті 
молекулалармен 
әрекеттесіп  молекулааралық  байланыстар  түзеді.  Полюсті 
молекуланың  дипольдық  моменті  неғүрлым  үлкен  болса 
және  полюссіз  молекуланың  индукциялануы  неғүрлым 
жоғары 
болса, 
индукциялық 
әрекеттесу  де 
жоғары 
соғурлым  болады.
Молекулаарапық  әрекеттесудің  көбірек  тараған  түріне 
дисперстік 
тип 
жатады. 
Дисперстік 
молекулааралық 
әрекеттесу  молекулаларда  лезде  пайда  болатын  полю- 
стерге  байланысты.  Молекулалар  бір-біріне  жақындас- 
қанда  олар  қарама-қарсы  жақтарымен  әрекеттеседі.  Сөй- 
тіп  молекулаларда  лезде  болып  және  жойылып  кетіп 
отыратын  полюстер  олардың  арасында  молекулааралық 
байланыстардың  түзілуіне  жағдай  жасайды.
136

Осы  қарастырылған  молекулааралық  әрекеттесудің
түрлерін 
Ван-дер-Ваальс  куиітері
  деп  атайды.  Ван-дер- 
Ваальс  күштері  молекулалардың  арасы  қашықтаған  сай- 
ын  азаяды,  ал  жақыңдаған  сайын  күшейеді.  Сондықтан 
Ван-дер-Ваальс  күштерінің,  яғни  молекулааралық  байла- 
ныстардың  заттың  газ  күйінен  сүйыққа,  сүйықтан  қатты 
күйге  айналуын  түсіндіруде  маңызы  зор.
Донорлы-акцепторлы  байланыстар.  Донорлы-акцеп- 
торлы  баиланыстар  молекулалардың  әрекеттесуі  нәтиже- 
сіңде  түзіледі.  Молекуланың  біреуінің  жүп  электроны 
болады 
ол  донор,  ал  екінші  молекуладағы  атомның 
біреуінің  бос  орбиталы  болады — ол  акцептор.  Осындай 
екі  молекула  жақындасқанда  донор  өзінің  дайын  жүп 
электронын  береді,  ал  акцептор  өзінің  бос  орбиталіне  ол
электронды  қабылдайды.  Осындай  әрекеттесудің
жүп
нәтижесшде  донор  мен  акцептордың  арасында  жүп  элек- 
тронды  байланыс  түзіледі.  Мүндай  байланыстың  түрін 
донорлы-акцепторлы  байланыс
  дейді.  Мысалы  ретінде 
аммиак  пен  хлорсутектің  әрекеттесуі  нәтижесінде  аммо- 
ннй  хлоридының  түзілу  реакциясын  келтіруге  болады:
ЫНз + НСІ = КН4С1
Молекулалардағы  байланыстарды  сызықша  арқылы 
көрсетіп,  ал  донорлы-акцепторлы  байланыс  түзуге  қаты- 
сатын  жүп  электронды  тілшемен  көрсету  арқылы  донор- 
лы-акцепторлы 
баыйланыстың 
түзілу 
сызба-нүскасын
қарастырайлық.
Н
Н
N
+  -
+  Н  С1
н
н
н
I
N1
I
н
н
+
С1
Сызба-нүсқадан 
көршіп 
түрғанындай, 
аммиактағы 
азот  пен  сутегі  ионының  арасындағы  төртінпгі  байланыс 
тек  азоттың  дайын  жүп  электронының  есебінен  түзіледі. 
Бүл  жүп  электрондьі  түзуге  сутегі  ионы  қатыспайды,  ол 
өзінің  бос  орбиталына  оны  қабылдайды.  Сонымен  өзінің 
дайын  жүп  электронын  ортақ  пайдалануға  берген  азот 
донор,  ал  ол  жүп  электронды  қабылдаган  сутегі  катионы 
акцептор,  ал  азот  пен  сутегі  ионының  арасында  түзілген
137

байланыс  донорлы-акцепторлы  деп  аталады.  Қүрамында 
донорлы-акцепторлы  байланыстары  бар  қосьілыстарды  ке- 
шенді  қосылыстар  дейді.  Кешенді  қосылыстар  жеке  тара-
уда  қарастырылады  (IX  тарау).
Сутектік  байланыс.  Сутектік  байланыстар  молекула- 
аралық  байланысқа  да,  молекула  ішіндегі  байланысқа  да 
жатуы  мүмкін.  Молекулааралық  сутектік  байланыс  кө- 
бінесе  қүрамында  сутегі  бар  полюсті  молекулалар  әре- 
кеттескенде  түзіледі. 
Сутегі  электр  терістігі  басым 
элементтермен  (фтор,  хлор,  оттегі,  азот.  т.  б.)  әрекет- 
тесіп  полюсті  молекулалар  түзеді.  Бүл /молекулалардагы 
молекулалигқ  электрон  бүлты  электр  терістігі  басым  эле- 
ментке  қарай  ауысады  да,  ол  элемент  біршама  теріс  за- 
рядталады,  ал  сутегі  оң  зарядталады.  Осьшдай  «полюсті 
бір  молекуладагы  оң  зарядты  сутегінің  екінші  молекула- 
дағы  теріс  зарядты  элементке  тартылуы  нәтижесінде 
түзілген  байланысты 
сутектік  байланыс
  дейдіі  Мысал 
ретінде  су  молекулаларының  арасыңда  түзілетін  сутекті 
байланыстарды  қарастырайық.  Су  молекуласындагы  су- 
тегінің  электр  терістігі  аз,  ал  оттегінің  электр  терістігі 
көбірек  болгандықтан,  олардың  арасыцда  түзілетін  моле- 
кулалық  электрон  бүлты  оттегіне  қарай  ауысып,  оны 
біршама  теріс  зарядтайды,  ал  сутегі  біршама  оң  заряд- 
талады:
-------------------------  
О
-----------------------
+ 
ч н+
Судың  осындай  полюсті  молекулалары  бір-бірімен 
әрекеттескенде  бір  молекуладагы  оң  зарядты  сутегі  ато- 
мы  екінші  молекуладагы  теріс  зарядталган  оттегінің  дай- 
ын  жүп  электрондарына  тартылып  сутекті  байланыс 
түзеді:
+
—
+
ш
+
—
+
—•
н
0
. . .
н
0
... н
0... н
0
1
1
1
1
Н
н
н
н
+
+
+
Сутекті  байланыстар  көп  нүктелер  арқылы  көр- 
сетілген.  Сонымен  сутекті  байланыс  түзілгецде  әрбір  су- 
тегі  атомы  оттегінің  екі  атомымен  байланысады — оның 
бірі  молекуладағы  ковалентті  байланыс,  екіншісі  молеку-
138

лааралық  сутекті  байланыс.  Сутекті  байланыстың  түзілуі 
заттардың  қасиеттеріне  әсер  етеді,  олардың  қайнау, 
балқу  температуралары  артады.
5 - Т А Р А  
у.
ЗАТТАРДЫҢ АГРЕГАТТЫҚ  КҮЙІ
Химиялық  байланысгардың  типтері  негізінен  заттар-
дың  химиялық  қасиеттерін  анықтайды,  бірақ  агрегаттық
күйін  көрсете  алмайды.  Заттардың  агрегаттық  күйі,  фи-
зикалылқ  қасиеттері  олардың  қүрылысына  және  сол  за-
ттар 
қүралатын 
бөлшектердің 
әрекеттесу 
сипатына 
байланысты.
Кәдімгі  жағдайда  заттар  газ,  сүйық  немесе  қатты 
күйде  болады.  Мысалы  ауа  газ  күйінде,  су  сүйық  күйде, 
әр  түрлі  металдар  мен  түздар  қатты  күйде  болады. 
Бірақ  заттың  кәдімгі  жағдайдағы  агрегаттық  күйі  оның 
өзгермейтін  қасиеті  бола  алмайды.  Өйткені  сыртқы 
жағдайдың  ягни  температураның,  қысымның  әсерінен  зат 
бір  күйден  екінші  күйге  ауысады.  Мысалы  кәдімгі 
жағдайда  сүйық  күйде  болатын  су  температураны  100°С-
га  (373  К)  жогарылатқанда  газ  тәрізді  (бу)  күйге  айна- 
лады,  ал  температураны  0°С-ға  (273  К)  төмендеткенде 
қатты 
күйге 
(мүзға) 
айналады. 
Сонымен 
сыртқы 
жағдайға  (температураға,  қысымға)  байланысты  заттың 
әр  түрлі  агрегаттық  күйде  болуы  оны  қүрайтын  бөлшек- 
тердің  (атомдардың,  молекулалардың,  иоңдардың)  бір- 
біріне  әсер  ететін  күпггің  табиғатына,  мөлшеріне  және 
сол  бөлшектердің  қозғалу  сипатына  байпанысты.  Заттың 
бір  күйден  екінші  күйге  өту  температурасы  әр  уақытта 
түрақты  болады.
8 1.  ЗАТТЫҢ  ГАЗ  ТӘРІЗДІ  КҮЙІ
Газ  күйдегі  заттың  бөлшектері  белгілі  көлемде  (ыды- 
стың  көлемінде),  біркелкі  таралып  үнемі  үдемелі  қоз- 
галыста  болады.  Газ  күйдегі  заттың  бөлшегі  басқа 
бөлшекпен  немесе  ыдыстың  қабырғасымен  соқтығысқанга 
дейінгі  аралықта  түзу  сызық  бойымен  қозғалады,  ал  бүл 
қозғалыстың  орташа  үзындығы  10~7  м  болады.  Газ  күй- 
дегі  зат  бөлшектерінің  орташа  жылдамдығы  олардың 
массаларына  байланысты,  яғни  зат  бөлшектері  неғүрлым 
ауыр  болса,  олардың  жылдамдығын  арттыруға  кететін
139

1
1
4 2
энергияның  мөлшері  де  көп  болады,  басқаша  айтқанда, 
газ  күйдегі  ауыр  заттың  бөлшектерінің  жылдамдығын 
арттыру  үшін  температураны  да  көбірек  жоғарылату  ке- 
рек.  Газ  күйдегі  заттың  бөлшектерінің  орташа  квадрат- 
тық  жылдамдығын  мынадай  теңдеу  арқылы  көрсетуге 
болады:
V
  =  
][зкт /м ,
мүндағы 
V
 — газ  бөлшектерінің  орташа  квадраттық 
жылдамдағы, 
Я
 — универсал  газ  түрақтысы,  оынң  сан- 
дық  мәні  8,314  Дж/моль  К, 
Т
 — абсолюттік  температу- 
ра, 
К, 
М
 — газ  тәрізді  заттың  молярлық  массасы, 
г/моль.
Сонымен  газ  күйдегі  зат  бөлшектерінің  ораташа 
квадраттық  жылдамдығы  квадрат  түбірден  алынган  абсо- 
люттік  температурасына  тура  порпорционал,  ал  квадрат 
түбірден  алынған  молярлық  массасына  кері  пропорционал 
тәуелділікте  болады.
Газ  күйдегі  зат  бөлшектерінің  өзі  орналасқан  ыдыс
қабырғаларына 
соқтыгысу 
жиынтыгы 
олардың 
осы 
қабырғаға  әсер  ететін  күшін, 
ал  бүл  күштің  бет 
бірлігіне  қатынасы  газдың  ыдыс  қабырғасына  әсер  ететін 
қысымын  біпдіреді.
Белгілі  бір  көлемдегі  газ  күйдегі  зат  бөлшектерінің 
ара  қашықтығы  бөлшектердің  өздерінің  бөлшектерімен 
салыстырғанда  едәуір  үлкен.  Сондықтан  газ  бөлшек- 
терінің 
ретсіз 
қозгалысының 
кинетикалық  энергиясы 
жоғары,  ал  потешщялық  энергиясы  төмен,  яғни  газ 
бөлшектерінің  бір-біріне  тартылу  күші  өте  төмен  болады. 
Температура  жоғарылаған  сайын,  қысым  төмендеген  сай- 
ын  газ  көлемі  үлкейе  береді,  ал  бүл  көлеммен  салы- 
стырғанда  бөлшектердің  мөлшері  мен  бір-біріне  тарты- 
луы  тым  аз  болгандықтан,  есептеулер  жүргізгенде  соң- 
ғысы  ескерілмейді.  Газдың  осындай  күйін 
идеал  газ 
дейді.  Бөлшектерінің  мөлшерімен  олардың  арасындағы 
әрекеттесу  есепке  алынбайтын  идеал  газдардың  жағдай- 
ын  Бойль-Мариотт  пен  Гей-Люссак  газ  заңдарынан  ту- 
ындайтын  Менделеев-Клапейрон  теңдеуі  бойынша  анық- 
тайды:
РУ
  -  
пВТ,
мүндағы 
Р
 — газдың  қысымы, 
V
 — газдың  көлемі, 
п
 — 
газдың 
моль 
саны, 
К
 — молярлық 
универсал 
газ 
түрақтысы, 
Т
 — абсолюттік  температура.
140

Газ  күйдегі  заттың  температурасы  төмендегенде, 
қысымы  жоғарылағанда  оның  бөлшектерінің  мөлшерлер- 
мен  олардың 
(молекулалардың) 
арасындағы  тартылу 
күшін  есепке  алу  керек.  Мүндай  газдарды 
реал  газдар 
деп  атайды.  Реал  газдардың  жағдайларын  көрсететін 
теңдеуді  Ван-дер-Ваальс  үсынды  (1873):
(р
 + 
~  ь
 )  = 
пКТ,
мүндағы 
а
 — молекулалардың 
әрекеттесу 
энергиясын 
есепке  алатын  пропорционалдық  коэффициент,  ал 
а / У 2 
мүшесі  молекулалардың  өзара  тартылыс  күшінің  әсе- 
рінен  газ  көлемінің  кішіреюін  есепке  алады, 
Ь
 — молеку- 
лалардың 
соқтыгысуын 
көбейтуге, 
олардың 
қозғалу 
жолын  қысқартуға  жагдай  жасайтын  газ  бөлшектері 
көлемінің  әсерін  есепке  алатын  коэффициент.  Мүндағы 
а 
және 
в
  түрақтылары  неғүрлым  аз  болса,  реал  газдар 
идеал  газдарга  жақындайды,  ал  қысым  нөлге  таяғанда 
реал  газдардың  теңдеуінің  орнына  идеал  газдардың 
теңдеуі  қолданылады.

жүктеу/скачать 28,51 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: