Қазақстан Республикасының іім министрлігі Төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты
жүктеу/скачать 3,29 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ДӘРІС КУРСЫ
- Дәріс № 1 Тақырыбы: Химия пәні. Химия жарытылыстану бөлімі ретінде
- 1.1 Химияның ғылым ретінде пайда болуы, оның дамуының негізгі кезеңдері.
- Жаңа химияның пайда болуы.
- 1.2 Химияның жаратылыстану ғылымдары жүйесінде алатын орны.
- Химияның маңызды мәселесі
- 1.3 Химиялық құбылыстарды зерттеу әдістері.
| 1
Төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты Жалпы техникалық пәндер, ақпараттық жүйе және технологиялар Кафедрасы 5В 100 100 «Өрт қауіпсіздігі», 5В103100 «Төтенше жағдайларда қорғау» мамандықтарының курсанттарына арналған ДӘРІС КУРСЫ
Оқу түрі: Күндізгі Көкшетау - 2015 ж. 2
Дәріс курсы 5В100100 «Өрт қауіпсіздігі» 5В103100 «Төтенше жағдайларда қорғау» мамандықтары бойынша бакалаврлар даярлауға арналған ҚР МЖМБС 3.08.376-2006 типтік бағдарламасына сәйкес құрастырылды.
Жалпы техникалық пәндер, ақпараттық жүйе және технологиялар кафедрасының аға оқытушысы, химия магистрі, азаматтық қорғау аға лейтенанты Шарипов Р.А.
ҚР ТЖК ІІМ КТИ оқу-әдістемелік кеңесімен бекітілді Хаттама №5 2015 жыл 3 шілде
Жалпы техникалық пәндер, ақпараттық жүйелер және технологиялар кафедрасының отырысында талқыланды «10» маусым 2015ж. Хаттама № 11
Кафедра әдістемелік кеңесімен келісілді 2015 жыл «10» маусым / Хаттама № 5 Пікір жазғандар: Ш. Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетіндегі инженерлі профиль ядролық магниттік резонанс спектроскопия зертханасының меңгерушісі, х.ғ.к. Сейлханов Төлеген Мұратұлы. ҚР ІІМ ТЖК КТИ жалпы техникалық пәндер ақпараттық жүйе және технологиялар кафедрасының доценті, х.ғ.к., азаматтық қорғау аға лейтенанты Казьяхметова Дана Тұрсынбаевна.
3
Дәріс материалдары ........................................................................................................................................ 5 Дәріс № 1 .......................................................................................................................................................... 5 Тақырыбы: Химия пәні. Химия жарытылыстану бөлімі ретінде ................................................................ 5 1.1 Химияның ғылым ретінде пайда болуы, оның дамуының негізгі кезеңдері. ................................. 5
Дәріс №2 ......................................................................................................................................................... 13 Тақырыбы: Негізгі химиялық түсініктер мен заңдар ................................................................................. 13
Дәріс №3. ........................................................................................................................................................ 23 Тақырыбы: Атом кұрылымының күрделілігі ............................................................................................. 23 3.1.Атом кұрылысының квантты-механикалык моделі. ...................................................................... 23 3.2 Атомдык орбитальдар. Квант сандары (Бор - Зоммерфельд квант сандары). .......................... 29 Дәріс №4 ......................................................................................................................................................... 32 Тақырыбы:Химиялық байланыс. ................................................................................................................. 32 4.1 Иондық байланыс. ............................................................................................................................... 32 4.2 Ковалентті байланыс, оның сипаттамалары. Валенттілік байланыстар және молекулалық орбитальдар әдістері. .............................................................................................................................. 34 Дәріс №5 ......................................................................................................................................................... 37 Тақырыбы: Радиоактивтілік. Ядролық химия. ........................................................................................... 37
Дәріс №6 ......................................................................................................................................................... 40 Тақырыбы:Химиялық үрдістердің жалпы зандылықтары ......................................................................... 40
Дәріс№7 .......................................................................................................................................................... 46 Химиялық реакция жылдамдығы. Реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар. .............................. 46
Дәріс№8 .......................................................................................................................................................... 50 4
Тақырыбы: Ерітінділер. Ерітінділер жайлы түсінік. Ерітінділер концентрациялары. ........................... 50 8.1 Ерітінді жайында түсінік. Ерітінділер концентрацияларын көрсету тәсілдері. .......................... 50 Дәріс№9 .......................................................................................................................................................... 53 Тақырыбы: Тотығу – тотықсыздану реакциялары ..................................................................................... 53
Дәріс №10 ....................................................................................................................................................... 60 Тақырыбы: Органикалық қосылыстар химиясы. ....................................................................................... 60 Органикалық қосылыстардың жіктелуі. Қанныққан көмірсутектер (Алкандар). ................................... 60 10.1 Органикалық қосылыстардың жіктелуі. ....................................................................................... 60 10.2 Қаныққан көмірсутектер (Алкандар). ............................................................................................ 61 Дәріс №11 ....................................................................................................................................................... 64 Тақырыбы: Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер). .................................................................................. 64 Дәріс №12 ....................................................................................................................................................... 67 Тақырыбы: Ароматты көмірсутектер. ......................................................................................................... 67 Дәріс №13 ....................................................................................................................................................... 69 Тақырыбы: Спирттер және жай эфирлер. ................................................................................................... 69 Дәріс №14 ....................................................................................................................................................... 73 Тақырыбы: Альдегидтер және кетондар. ................................................................................................... 73 Дәріс №15 ....................................................................................................................................................... 78 Тақырыбы: Өздігінен тұтануға қабілетті химиялық қосылыстар және олардың қасиеттері. ................ 78 Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ................................................................................................................ 82
5
Дәріс № 1 Тақырыбы: Химия пәні. Химия жарытылыстану бөлімі ретінде 1.1. Химиянын ғылым ретінде пайда болуы, оның дамуының негізгі кезеңдері. 1.2. Химиянын жаратылыстану ғылымдары жүйесінде алатын орны. 1.3. Химиялық құбылыстарды зерттеу әдістері. 1.4. Химия және қоршаған ортаны қорғау. 1.1 Химияның ғылым ретінде пайда болуы, оның дамуының негізгі кезеңдері. Химия екі жақты шығу тегіне ие. Біріншіден, хмияның пайда болуы металдарды балқыту, тері дайындау және оны бояу сияқты әрекеттерден туындаған. Бұл іс әрекеттер өз кезегінде заттардың қасиеттері жайында мағлұмат берген. Екіншіден, философиялық ойлардан, яғни материяның негізгі қасиеттері жайындағы ойлардан туындаған.
– химиялық білімдердің жиналып қалыптасуына негіз болды. Металдарды балқыту өнері ежелден белгілі. Металлургияның дамуы, алғашқы әрекеттер мен қателесулерден, сонымен қатар кездейсоқ жаңалықтардың ашылуымен байланысты. Адамзат тарихында металдарды алу, оларды металл рудаларынан алумен белгілі болды. Бірінші кезекте алтынды ала бастады, себебі алтын табиғатта бос күйінде кездесіп жатты. Мыс, едәуір кең тараған металл, металл рудасынан алу арқылы белгілі болған. Арине, бұл жаңалықтар кездейсоқ ашылған жаңалықтар болды, яғни металл рудаларының байқаусызда от ошағына түсуінен немесе оның тас көмірмен араласып жануынан туындаған. Осылайша металл рудаларын жағу арқылы металл оксидтері алынған.
1772 жылы француз аристократы Антуан Лавуазье жану процестерін зерттей бастады. Ол, заттарды жаққан кезде олардың массаларының өзгеретінін байқады. Ол, заттарды жаққанға дейін және жаққаннан соң өлшеп, жаққаннан кейін заттар массасының артатынын аңғарып, жану процесі барысында жанған зат ауадан белгілі бір затты сіңіреді деген тұжырымға келді. Себебі, жабық ыдыста заттарды жаққанда масса өзгерісі байқалмады және жанған зат массасы сол орта ауасынан алынып тасталған массамен тең болды. Жану процесі кезінде ауа құрамынан сіңірілген затқа
2 ) деген атау берді. Осыны ескере отырып, мысалы, көміртегінің жануы – көміртегінің оттегімен әрекеттесуі болып табылады және нәтижесінде көмірқышқыл газы түзіледі.
С + О
2 = СО
2
Айналамыздағы заттар уақыт өтуіне байланысты өзгереді, мысалы күзде жапырақтар сарғаяды, өсімдіктер ыдырайды және т.б. Химия, ғылым ретінде заттармен және олардың өзгерісімен айналысады. Сондықтан химияны оқуды бастаған уақыттан бастап, өз назарымызды заттарға қоямыз. 6
Химия өзгеріп тұратын ғылым. Бұл дегеніміз, химиктер жауап беруге тырысатын сұрақтар да өзгереді. Сондықтан да химияны химиктердің жұмысы ретінде анықтауға болады. Химиядағы химиктердің маңызды іс әрекеттері жаңа заттарды жасап шығару немесе оларды алу жолдарын жақсарту болып есептеледі. Химияның бұл саласының біздің өмірімізге көп ықпалы бар, мысалы, химиктер жаңа материалдар жасап шығарды, дәрілік препараттар, тыңайтқыштар, ауылшаруашылық зиянкестерімен күресетін заттар және құрылыс материалдарын ойлап тапты. Көптеген химиялық өнімдер практикалық қолданылысқа ие емес, бірақ өз кезегінде химиктер үшін заттың құрылысы және оның өзгерісі жайындағы күрделі мәселелерді шешуде маңызы зор.
– жаратылыстану ғылымдарының бірі, ол заттардың құрылысын, құрамын, қасиеттерін және өзгерістерін, сонымен қатар осы өзгерістер кезіндегі құбылыстарды зерттейді.
– нақты бір мақсаттық қажеттіліктерге арналған материалдар мен заттарды алу. Химия өндірісі, химия ғылымына сүйене отырып алуан түрлі материалдарды және оларды рационалды өңдеудің технологияларын жасайды. Бұл заттармен біз күнделікті өмірімізде өте жиі кездесеміз. 1.3 Химиялық құбылыстарды зерттеу әдістері. Өлшеу және бірліктердің метрлік жүйесі. Лавуазьенің жану процесін зерттеуі мөлшерлік өлшеудің маңызды екендігін көсетеді. Казіргі таңда ол бәріне де белгілі. Сезу түйсігі арқылы біз адамның дене температурасының көтеріліп тұрғанын анықтай аламыз, бірақ кейдір адамдар біздің бұл тұжырымымызбен келіспеуі мүмкін. Сондықтан бәріне бірдей дәлелдеу үшін біз термометрді қолданамыз және өлшеу нәтижелерін аламыз, мысалы дене температурасы 37º С немесе 39º С екенін анықтаймыз. Бұл мысал, өлшеудің үш маңызды ерекшеліктерін көрсетеді. Біріншіден, сезім мүшелері біз үшін өте ең маңызды болса да, олардың мүмкіндіктері шектеулі. Сондықтан да біз әртүрлі құралдардың көмегіне жүгінеміз, олар біздің сезім түйсіктерінің мүмкіндіктерін кеңейтеді. Екіншіден, мөлшерлік мәліметтер нәтижесінде адамдардың бәрі дерлік бірдей нәтиже алады, сөйтіп оларды, бір нәтиженің дұрыстығына көз жеткізулеріне әкеледі, осының салдарынан адамдар арасында ешбір тайталас туындамайды. Үшіншіден, өлшеулер стандарттарға және эталонға тәуелді. Мысалы 102ºF және 102º С мәндер арасындағы айырмашылық айтарлықтай. Ғылымда пайдаланылатын стандарттарды әдетте метрлік бірліктер жүйесінде көрсетеді. Бұл салмақ және өлшемдер жүйесі көптеген мемлекеттерде қолданылады. 1960 жылғы халықаралық келісімге сәйкес ғылыми практикада негізгі метрлік бірліктер қолданылу ұсынылды. Бұл негізгі бірліктер Халықаралық бірліктер жүйесі деп аталады. (әдетте оларды СИ жүйесі деп атайды, француз тілінен Systeme Internationale). СИ жүйесінің негізгі бірліктері төменде 1 кестеде көрсетілген.
7
Кесте 1. СИ жүйесінің негізгі бірліктері. Физикалық өлшем Бірлік атауы Белгіленуі Масса
килограмм кг
Ұзындық метр
м Уақыт
секунд с Ток күші Ампер А Температура кельвин К Жарық күші кандела Кд
Зат мөлшері моль
моль
Метрлік жүйеде бірліктердің ондаған бөліктерін көрсету үшін көптеген приставкалар қатары қолданылады. Едәуір кең қолданылысқа енгендері 2 кесетеде берілген. Кесте 2. Метрлік бірліктердің ондаған мәндерін көрсету Приставка Белгіленуі Мәні
Мысал Мега
М 10 6 1 мегаметр(Мм)=1·10 6 м
Кило к 10 3
1 километр (км)=1·10 3 м
Деци д 10 -1 1 дециметр (дм)=0,1 м Санти с
-2 1 сантиметр (см)=0,01 м Милли м
-3
1 миллиметр (мм)=0,001 м Микро мк
10 -6
1 микрометр (мкм)= 1·10 -6 м Нано н 10 -9 1 нанометр (нм)= 1·10 -9 м
Пико п 10 -12 1 пикометр (пм)= 1·10 -12 м
Ұзындық. СИ жүйесінде ұзындықтың негізгі бірлігі метр болып табылады. Метрлік жүйені ағылшын жүйесімен салыстыратын болсақ, метр ярдтан сәл ұзындау екенін байқаймыз, 3 кестеде көрсетілген. 1,2-суреттерде метрлік бірлік пен ағылшын бірлігі салыстырылған.
Кесте 3. Метрлік жүйенің ағылшын жүйесімен салыстыру Ұзындық Масса
Көлем 1 метр=1.094 ярд 2,54 сантиметр=1 дюйм 1 килограмм=2,205 фунт 453,6 грамм=1 фунт 1 литр=1,06 кварт 1 фут куб=28,32 литр
8
Көлем. СИ жүйесіндегі бірлік туындысы, ұзындықтың негізгі бірлігін шаршыға көшіру негізінде алынған куб метр (м 3 ). Куб метр (м 3 ), қабырғасының ұзындығы 1 м-ге тең кубтың көлеміне тең. Сонымен қатар кіші де бірліктер қолданылады: сантиметр куб (см 3 ), дициметр куб (дм 3 ). Басқа кең тараған көлем бірлігі литр. 1 литрде 1000 мл, ал миллилитр куб сантиметр көлеміне тең келеді. Сондықтан көлемнің мәнін көрсету үшін әдетте миллилитрлер және оларға тең кубтық сантиметрлер қолданылады. Литр – СИ жүйесіне кірмейтін метрлік бірлік. 3 суретте, химияда едәуір кең тараған көлемді өлшейтін ыдыстар келтірілген. Пипеткалар және бюреткалар өлшегіш цилиндрлерге қарағанда едәуір заттар көлемін дәлірек өлшейді. Өлшегіш колбалар берілген концентрацияда ерітінділер дайындауға қолданылады.
9
Тығыздық. Тығыздық – химияда, заттарды анықтауда (идентификациялауда) кеңінен қолданылатын шама. Тығыздық берілген зат көлемі бірлігіндегі масса мөлшері ретінде анықталады: ?????? = ??????
?????? 4 кестеде кеңтарған заттардың тығыздықтары берілген.
Кесте 4. Едәуір кең тараған заттардың тығыздық мәндері Зат Тығыздық г/см 3
Тығыздық г/см 3 Ауа 0,001 Ас тұзы
2,16 Бальзды ағаш 0,16 Темір
7,9 Су
1,00 Алтын
19,32
Тығыздықты әдетте грамм/сантиметр кубпен өлшейді (г/см 3 немесе г∙см - 3 ). Температура. Ғылыми зеттеулерде әдетте Цельси және Кельвин шкалалары қолданылады. 1 кестеде көрсетіп кеткендей СИ жүйесіне Кельвин шкаласы жатады. Цельси шкаласында 0ºС ретінде судың қату температурасы алынады, ал 100ºС – ге теңіз деңгейінде судың қайнау температурасы алынады. АҚШ-та Фаренгейт температуралық шкаласы қолданылады, бұл шкала бойынша, жоғарыда аталған судың қату және қайнау нүктелеріне 32ºF және 212ºF сәйкес келеді. Судың қайнау және қату температуралары аралығындағы айырмашылық, цельси шакаласы бойынша 100ºС, ал Фаренгейт шкаласы бойынша 180ºС. Сондықтан да цельси мен фаренгейт шкалалары арасында келесі қатынас бар: ℃ =
100 180
(℉ − 32°) = 5 9 (℉ − 32°)
Кельвин шкаласы газдарға негізделген, және бұл жайында толығырақ алдағы дәрістерде қарастырамыз. Бұл шкаланың нолі цельси бойынша -273,15 ºС тең. Кельвин және Цельси шакалалары арасында төмендегі қатынас бар: К = ℃ + 273,15 Шкалаларды салыстыру графикалық түрде төменде көрсетілген:
10
Қоспаларды бөлу. Фильтрлеу. жүктеу/скачать 3,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|