Сабақтың мақсаты: жаратылыстану ғылымдарының арасындағы химияның рөлін анықтау және пәнаралық байланысты қалыптастыра білу

Дәріс №1.3
Физика мен химияның бірдей ұғымдары. Физикалық химия 
жәнехимиялық физика: ұқсастықтары мен айырмашылықтары. 
Химиядағы физикалық зерттеулер әдістері. Масса, тығыздық, көлем 
және оларды өлшеу. Атомдар мен химиялық қосылыстардың құрылымы. 
Химиялық байланыстың физикалық табиғаты (Кулон заңы). 
Молекулааралық өзара әрекеттесудің жинақталу жағдайына, серпімділік 
күші мен үйкеліс күшіне әсері. 
 
 
Жоспар: 
1.Химия мен физика пәндерінің теориялық оқытудың түсінігі 
2. Физика және химиялық материалдың мазмұны 
 
1.Химия мен физика пәндерінің теориялық оқытудың түсінігі. 
Химия мен физика пәндерінің ортақ бір саласы бар – атомдық және заттардың 
молекулалық түрлері болып табылады. Заттың құрылысы мен қасиеттерін 
зерттеу осы теорияны бойынша қолданады.
Химия мен физиканы байланыстыратын материалды таңдаудан 
бастау бірнеше физиканың принциптері бойынша қарастыруға болады: 
1. 
Химия саласындағы бағдарламалық материал физика-химиялық 
ақпарат арқылы шектелген болуы тиіс. 
Химия мен физика курстарының жалпы пәндік саласы бар болып 
табылады. Бұл физика-химиялық материалдар және физика курсының екі 
бөлімін зерттеуде қолданылады. Олар «Молекулалық физика» және 
«Кванттық механика».
2. 
Физика-химиялық материал қолжетімді және білім алушылардың 
шамадан тыс жүктемесін тудырмау керек. 
Физика-химиялық материалдар мынадай талаптарға сәйкес болуы тиіс: 
- 
химиядан да, физикадан да білім алушылардың теориялық білімі; 
- 
химиядағы әрбір нақты тақырыпты зерттеу әдістері және оны 
зерттеуге бөлінген уақыты; 
3. 
Физика-химиялық материал жаратылыстану түсініктерін 
нақтылау және жалпылау арқылы өз үлесін қосуы керек. 
Химия мен физиканың өзара әрекеттесуінің бүкіл тарихы идеялармен, 
объектілермен және зерттеу әдістерімен алмасудың мысалдарына толы. 
Физика өзінің дамуының әртүрлі кезеідерінде химияға химияның дамуына 
қатты әсер ететін ұғымдар мен теориялық тұжырымдамаларды ұсынды. 
Сонымен қатар, химиялық зерттеулер неғұрлым күрделі болса, зерттеу мен 
есептеудің физикалық әдістері химияға терең енеді. Реакцияның жылу 
әсерлерін өлшеу қажеттілігі, спектрлік және рентгендік құрылымдық 
талдауды дамуы, изотоптар мен радиоактивті химиялық элементтерді, 
маңызды кристалл торларын, молекулалық құрылымдарды зерттеу ең күрделі 
физикалық құрылғыларды құруды талап етті және қолдануға әкелді.
Қазіргі ғылымның дамуы физика мен химия арасындағы терең 
байланысты растады, ол материяның белгілі бір түрлерінің, соның ішінде 

белгілі бір химиялық элементтерден, атомдардан және элементар 
бөлшектерден тұратын маңызды молекулалардың құрылысына негізделген. 
Қазіргі уақытта периодтық заң негізінде химияда ғана емес, ядролық физикада 
да зерттеулердің дамуы анықталады, оның шекарасында изотоптық химия, 
радиациялық химия сияқты аралас физика-химиялық теориялар пайда болды.
Химия мен физика іс жүзінде бірдей объектілерді зерттейді, бірақ 
олардың әрқайсысы осы объектілерде өз жағын, зерттеу тақырыбын көреді. 
Сонымен, молекула тек химияны ғана емес, сонымен бірге молекулалық 
физиканы да зерттеу пәні болып табылады. Егер біріншісіне түзілу 
заңдылықтары, құрамы, химиялық қасиеттері, байланыстары, диссоциация 
шарттары тұрғысынан құраушы атомдарға зерттейтін болса, онда соңғысы 
молекулалардың массаларының әрекетін статистикалық түрде зерттейді: жылу 
құбылыстары, әртүрлі агрегаттық күйлер, газдан сұйық және қатты фазаларға 
және керісінше ауысулар, молекулалар құрамының және олардың ішкі 
химиялық құрылымының өзгеруімен байланысты емес құбылыстар. Әрбір 
химиялық реакцияны реагент молекулаларының массаларын механикалық 
араластыру, жаңа молекулаларда байланыстардың үзілуіне немесе пайда 
болуына байланысты жылу шығару немесе сіңіру химиялық және физикалық 
құбылыстардың тығыз байланысын сенімді түрде көрсетеді. Сонымен, 
энергетика химиялық процестер термодинамика заңдарымен тығыз 
байланысты. Әдетте жылу мен жарық түрінде энергия шығарумен жүретін 
химиялық реакциялар экзотермиялық деп аталады. Сондай-ақ эндотермиялық 
реакциялар энергия сіңіру арқылы жүреді.
Мысал келтіретін болсақ: термодинамиканың алғашқы басталуының 
ерекше жағдайы Гесс заңы болып табылады. Онда реакцияның жылу әсері тек 
заттардың бастапқы және соңғы күйіне байланысты және процестің аралық 
сатыларына тәуелді емес делінген. Гесс заңы реакцияның жылу әсерін оны 
тікелей өлшеу мүмкін емес жағдайларда есептеуге мүмкіндік береді.
Белгілі болғандай, химияны зерттеу пәні – қайта құру олардың 
құрамының және (немесе) құрылымының өзгеруімен қатар жүретін белгілер, 
бұл ретте атомдар жоғалып кетпейді және қайта пайда болмайды, олар тек 
қайта топталады. Химиялық реакцияның құрғауы бастапқы заттардағы 
химиялық байланыстардың үзілуі және реакция өнімдерінде химиялық 
байланыстардың пайда болуы. Бұл жағдайда атомдардың электронды 
құрылымы, олардың өзара орналасуы өзгереді. Сондықтан реакция 
толқындарының 
ішкі 
энергиясы 
реактивтердің 
ішкі 
энергиясынан 
ерекшеленеді (бастапқы мәндер). Химиялық өзара әрекеттесудің қарапайым 
актіссі болуы үшін, реакцияланған бөлшектер бір-бірімен соқтығысуы керек. 
Алайда, кез-келген соқтығысу химиялық өзара әрекеттесуге әкелмейді. 
Соңғысы бөлшектер қашықтыққа жақындаған кезде пайда болады, 
электрондық тығыздықтың қайта бөлінуі және химиялық байланыстардың 
пайда болуы мүмкін. Реакция пайда болу үшін, яғни жаңа молекулалар пайда 
болуы үшін, алдымен бастапқы заттардың молекулаларындағы атомдар 
арасындағы байланысты үзу немесе әлсірету керек. Химиялық байланыстар 
үзілген кезде энегрия жұмсалады- процесс эндотермиялық. Химиялық 
байланыс пайда болған кезде энергия бөлінеді – процесс экзотермиялық 
болады.

Химиялық реакция кезінде шығарылатын немесе сіңірілетін жылу 
түріндегі энергия мөлшері химиялық реакцияның жылу эффектісі деп 
талады.
Гесс заңын қолдану әдістерін темірдің тотығу процесіның мысалында 
түсіндіріп қарастырсақ. Темірдің (ІІІ) оксдінің тотығу реакциясының теңдеуін 
келесі түрде ұсынуға болады: 
2Fe
(қ)
+ 3/2О
2(газ)
= Fe
2
O
3(қ)
(1) 
Көрсетілген реакцияны екі сатыда жүргізуге болады. Темір (ІІ) оксиді 
FeO аралық өнім: 
1 кезең: 2Fe
(қ)
+ О
2(газ)
= 2FeO
(қ)
(2) 
2 кезең: 2FeО
(қ)
+ 1/2О
2(газ)
= Fe
2
O
3(қ)
(3) 
Барлық көрсетілген реакциялар тұрақты қысым кезінде жүреді, бастапқы 
және соңғы күйлер – температура, барлық реакциялар үшін фазалық күйлер 
бірдей. Гесс заңының көмегімен әр реакцияның жылу әсерін есептеуге болады.
Реакцияны есептеу үшін (1):
 

жүктеу/скачать 3,67 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: