Химия тілі

Жоспар:

1. Химиялық тіл

2. Химиялық формулалардың пайда болуы

3. Химиялық теңдіктің шығуы

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Химиялық элементтерді бір белгімен кескіндеу алхимииктерден басталады. Темір, мыс, қорғасын, күміс, алтын, сынап сияқты элементтерге алхимиктердің берген белгілері де бар. Қазіргі түсінік бойынша әрбір белгі қай элемент екенін көрсеткеннен басқа, сол элементтен қанша алынғанын көрсетеді. Мысалы, О деген белгі, басқа элемент емес, алынған оттек екенін, сонымен қабат ол оттектің бір атомы, яки 16с.б. екенін көрсетеді. Са деген белгі, алынған кальций екенін, оның бір атом, 40 с.б. екенін көрсетеді. Сонымен химиялық белгі элементтің атомын сипаттайды.

Химиялық формулалар. Химиялық формула молекуланың сапалық және салмақтық құрамын көрсетеді. Молекулалар жай және күрделі болып келеді, мысалы, О₂ не О₃ оттек элементтінің белгісі емес. О₂-жай зат күйіндегі оттектің моекуласының формуласы, ал О₃ азон деген жай заттың молекуласының формуласы. Бұл формулалар біріншіден екі атом оттек, яғни 32 с.б. екіншісінде үг атом оттек 48с.б. бар екенін көрсетеді.

Енді химиялық формулалардың мазмұнымен танысалық:

1) химиялық формула бойынша химиялық қосылыстың құрамындағы элементтердің процент мөлшерін есептеп шығаруға болады.

Мысалы, көміртек тетрахлоридінің проценттік құрамын есептеп шығарайық.

ССІ₄ молекулалық массасы 12+4*35,5 ═154

Демек, хлордың ℅═ 4*35,5*100/154═92,2

Көміртектің ℅═ 12*100/154═7,8

2) Осыған керісінше, химиялық қосылыстың құрамындағы элементтердің проценттік мәні белгілі болса, формуласын шығаруға болады.

Мысалы, хромның оттекті қосылысының біреуінде хром 68,4℅, оттек 31,6℅ екен, формуласын шығарайық.

Ол үшін алдымен қосылыстың құрамындағы элементтердің берілген масса қатынасын моль қатынасына айналдырамыз: 68,4г хром, 68,4/52═ 1,32 моль болады,

31,6г оттек, 31,6/16═ 1,98 моль болады

Қандай элементтің болмасын моліндегі атом саны бірдей болады, сондықтан бұл қосылыстың молекуласындағы хром мен оттектің атомдар санының қатынасы 1,32: 1,98 болады.

Молекуладағы атомдар саны бүт сан ғана болуы тиіс, сондықтан біз бұл арадағы кіші шаманы –1,32-бірге балап алсақ, олардың қатынасы 1:1,5 болады, әрине молекулада 1,5 атом оттек болуы мүмкін емес, сондықтан екіге көбейтіп, қосылысымыздың молекуласында хром мен оттек атомдарының қатынасы 2:3 дейміз. Атомдардың мұндай қатынасына бірнеше формулалар тура келеді: Сr₂О₃, Сr₄О_6, Сr₆О₉ және басқа.

Шынын айтқанда, қосылыстағы элементтердің құрамын білгенмен, молекуладағы атомдардың дәл санын біле алмаймыз, сондықтан келтірілген формулалардың ең қарапайымына Сr₂О₃ тоқтаймыз. Қарапайым формула, яки эмпирикалық формула-молекуладағы атомдар санының қатынасын ең кіші бүтін сандармен көрсетеді, бірақ атомдардың шын санын көрсете алмайды.

3) Молекула құрамында әрбір элементтен неше атом бар екенін көрсететін формуланы нақты формула не молекулалық формула дейді.

Химиялық қосылыстың нақты формуласын табу үшін оның масса құрамын білумен қабат, тәжірибе арқалы анықталған оның молекулалық массасын да білу қажет.

Мысалы, сірке қышқылын анализдегенде, онда 4,2 с.б. көміртек, 0,70с.б. сутек, 5,6с.б. оттек бар екені табылды. Сутек арқылы анықталған тығыздығы D=30. Сірке қышқылының нақты формуласын табу үшін бұл масса бөліктерін мольге айналдырамыз:

Көміртек 4,2/12= 0,35 моль

Сутек 0,70/1= 0,70 моль

Оттек 5,6/16=0,35 моль

Содан кейін сірке қышқылының молекуласындағы көміртек, сутек және оттектің атомдарының қатынасын табамыз:

0,35:0,70:0,35 = 1:2:1

Демек, сірке қышқылының қарапайым формуласы СН₂О бұлай болса оның молекулалық массасы 30. Бірақ біздің шартымызда оның тығыздығы D=30 еді, демек М=2 D=2*30 =60, онда сірке қышқылының нақты формуласы СН₃СООН болады.

4) Химиялық формуланы валенттілік бойынша құрастыру да оңай. Валенттілік түсінігі дара атомдардан басқа реакция кезінде химиялық қосылыстардың құрамында бүтін тұтас жүретін атомдар тобына да жатады. Ондай атомдар тобын радикалдар деп атайды, олардың маңыздылары:

Су қалдығы не гидроксид ОН - бұл судың молекуласынан бір атом сутекті тартып алғанда қалатын, теріс бір валенттік қалдық;

Қышқылдық қалдықтар-қышқылдың молекуласындағы металға ауыса алатын сутектерін тартып алғаннан қалатыны, олардың валенттігі, айрылған сутек атомдарының санымен анықталады, әр уақыт теріс мәнді болады. Мысалы, ортафосфор қышқылының Н₃РО₄ үш түрлі қалдығы бар: Н₂РО₄^/-бір валентті, НРО₄^//-екі валентті, РО₄^///-үш валентті.

Негіздік қалдық-негіздің молекуласындағы бір не бірнеше гидроксидті тартып алғаннан қалатыны, олардың валенттілігі айрылған гидроксид санымен анықталады. Әр уақыт оң мәнеге ие. Мысалы АІ(ОН)₃ молекуласынан гидроксилдерді біртіндеп тартып алатын болсақ, мынадай негіздік қалдықтар қалады: АІ(ОН)₂^° -оң бір валентті, АІОН^°° -оң екі валентті, АІ°°°-оң үш валентті.

Ішінде гидроксид тобы бар негіздік қалдықтар негіздік тұздар деп аталатын тұздардың құрамына кіреді. Мысалы:

АІОНСО₃ Са₂(ОН)₂СО₃

Дара элементтердің және радикалдардың валенттіліктерін білсек, химиялық қосылыстардың көпшілігінің формулаларын тез құрастыруға болады, демек, формулаларды жаттаудың керегі болмайды.

5) Құрылым формулаларында әрбір валенттілік сызықшамен көрсетіледі. Мысалы:

Н О-Н Н-О

О Са С=О

Н О-Н Н-О

Су кальций гидроксиді көмір қышқылы

О

Са С=О

О

Кальций карбонаты

Химиялық теңдік дейтініміз- химиялық белгілер және формулалардың жәрдемімен қысқа түрде жазылған реакция. Теңдік дұрыс жазып әдеттенген дұрыс, ол үшін:

а) реакцияға қатынасушы заттардың формулалары жазылып, арасына қосу белгісі, соңына стрелка қойылады, оның оң жағына реакциядан шығуға тиісті заттардың формулалары жазылады, мысалы:

Ғе₂О₃ + Н₂SО₄ → ҒеSО₄ +Н₂О

б) жазылған формулалар, оларды құраушы элементтердің және радикалдардың валенттіліктері бойынша тексеріліп, дұрыс формулаға айналдырылады:

Ғе₂О₃ +Н₂СО₃ → Ғе₂(СО₃)₃ + Н₂О

в) енді теңдікті зат сақталу заңына сәйкестендіріп, ол үшін реакцияға алынған және реакциядан шыққан заттардың, теңдіктің екі бөлігіндегі атомдар және радикалдардың саны теңестіріліп, формулалардың алдына коэффициент қойылып, стрелканың орнына теңдік белгісі қойылады:

Ғе₂О₃ +3Н₂СО₃ → Ғе₂(СО₃)₃ + 3Н₂О

Әрине, бір теңдікті үш рет көшіріп, жазудың қажеттігі жоқ, бірақ қиын теңдіктерді жазғанда қателеспес үшін осы айтылған тәртіпке әдеттену керек.

Химиялық теңдік бойынша, реакцияласушы заттардың масса қатынастарын есептеуге болады, ондай есептердің оқу жұмысында, әсіресе өндірістік маңызы зор.

Лекция 17

Химиялық элементтердің даму тарихы

Жоспар:

1. Химиялық элементтердің пайда болуы

2. Химиялық элементтердің дамуына үлес қосқан ғалымдар

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Химиялық элемент дегеніміз-ядроларының заряды бірдей атомдар жинағы. Барлық жай және күрделі заттар осы элементтерден түзіледі.

Адамды айнала қоршаған түрлі заттардан неден тұрады, қандай бастапқы элементтерден құралады деген ой өте еррте заманнан ақ туған. Біздің жыл санауымыздан 15 ғасыр бұрын үнді философтары элементті материя деп қарамай, бастауыш рухани тектен туады деп санаған. Олардың “вед”, берірек заманында “упанишад” деп аталатын шығармаларында от, жер, су сияқты материялық заттар “тад экам”, “браман”, “атман” деп аталатын рухани тектерден, солар түрліше құдайлардың бейнесіне айналып барып, өзінен-өзі қызып өзгеруінен туады деген.

Грек философиясы натурфилософиялық тұрғыда болған, адамға тікелей әсер ететін дүниені түсіндіруге тырысқан.

Илиада мен Одиссеяда күллі дүние мұхиттан, судан жаралған деген пікірге кездесеміз. Грек философиясының негізгі элементтер-су, ауа, от және жер деуі, дүниенің негізгі материялық екендігін мойындаудан шыққан. Бірақ Аристотель бұл төрт элементке, материялық емес, бесінші элемент-квинтэссенция эфирді қосқан және оны ең бастысы деп санаған.

Орта ғасырларда, әсіресе Европада, Аристотельдің элемент жайындағы ілімі кең тарады, ол 2000 жылға жақын уақыт үстемдік етіп, алхимиктердің металдарды трансмутациялау (жай металды алтынға айналдыру) жұмыстарына теориялық негіз болды. Алхимия дәуірінде Аристотельдің элементтеріне тағы үш элемент қосылды: сынап- металдық қасиеттің, күкірт-жанғыштық пен бейметалдық қасиеттің, тұз-ерігіштік қасиеттің иелері. Кейбір алхимиктер-спирт, май, флегма сияқтыларды элементтер санына қосуды ұсынды.

17-ғасырдың орта шегінде химиялық өзгерістер жайында мәлімет көбейген сайын, элмент деген түсінікке ойша емес, эксперимент қорытындысына сүйеніп ғылыми анықтама беру керек деген пікірлер туды. Химияға “элемент” деген сөзді енгізіп, оған жаңа түсінік берген Р. Бойль (1661 жылы “Химик скептик” деген кітабында). Бойльдың пікірінше, элемент дегніміз қарапайым, өзінен басқа еш затпен қосылмаған, басқа барлық заттарды түзетін, күрделі заттар айрылғанда ақтығында шығатын зат. Бұл анықтама дұрыс болғанменен, ол кезде эксперимент жасаудың дәрежесі төмен болғандықтан, қай заттарды элементтер қатарына жатқызу керек екені анықталмаған.

18 ғасырда, химиялық тәжірибеде таразы жетекші орын алып, анализ бен минтез деген түсініктер ажырап, сапалық анализбен қатар, сандық анализ жасау күшейген кезде, элемент деген түсінікке Бойльдың берген анықтамасын дәлелдейтін эксперименталдық материалдар көбейді. Сөйтіп, бұрын күмәнді болып жүрген біраз заттар элемент қатарына кірді, жаңадан сутек, оттек, азот, хлор сияқты газ түрінде кездесетін элементтер табылды. Бұл жөнінде Лавуазье бірқатар еңбектер сіңірді. Лавуазье 1789 жылы жасаған химиялық элементтердің бірінші тізімінде 33 заттың аты бар. Ол тізімде жарық, жылу сияқты элемент еместер болды, әк, глинозем, кремнезм сияқты оксидтер және радикалдар да кірді, нақты элементтер 23 қана еді.

Химия тарихында ерекше табысты ғасыр, химияның теориялық негіздері-атом-молекулалық теория және элементтердің периодтық жүйесі ашылған ХІХ ғасырда химияда элемент жайындағы білім аса көбейді. Ескі заманнан және орта ғасырлардан белгілі заттардың қайсысы химиялық элемент екендігі анықталды. Бұл жөнінде химиялық элемент деген түсінік пен байланыстырудың үлкен маңызы болды. Ломоносовтың, әсіресе Дальтонның пікірінше әрбір химиялық элементке атомдардың нақтылы бір түрі сәйкес келеді, олардың өзіне тән салмағы болады. Атом және молекула деген түсініктерді ажыратып түсінумен байланысты, элемент және жай зат деген түсініктерді де ажыратып түсінуге мүмкіншілік туды. Атомдық массаны табудың әдістері жақсаруы, ақтығында Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесінің өзі жаңа химиялық элементтерді ашуға зор мүмкіншіліктерді туғызды.

ХІХ ғасырдың басында белгілі химиялық элементтер саны 28 болса, Д.И. Менделеевтің заманында 63, ғасырдың аяғында 83 болды. Осы кезде 109 элемент белгілі.

Лекция 18

Элементтердің Менделеевке дейінгі классификациясы

Жоспар:

1. Добериеейнердің еңбектері

2. Бегье де Шанкуртуа мен. Ньюлендс еңбектері

3. Лотар Мейердің элементтер кестесін жариялауы

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Химиялық элементтердің саны көбейген сайын, олар жайындағы білім көбейіп, оларды бір тәртіпке келтіріп жинақтау керек бола берді. Элементтердің қасиеттерін салысытырып ерте уақыттан ақ металл және бейметалл деп екіге бөлетін. Бұл ірі бөлу химиктерді қанағаттандыра алмады, сондықтан элементтердің бір қасиетіне сүйеніп топқа бөлу қажет болды.

1817 жылы неміс химигі Добериейнер өзіне белгілі элементтердің қасиеті ұқсастарын үш-үштен тіркестіріп, триада деп ат беріп, оларды байланыстыратын математикалық заңдылық тапқан:

Li Ca P S CI

Na Sr As Se Br

K Ba Sb Te I

әрбір триаданың ортаңғы элементінің атомдық массасы шеткілерінің атомдық массаларының арифметикалық санына тең болады:

7 (Li) +39 (К)/ 2 = 23 (Na)↓ 35,5 (СІ) + 127 (І) /2═ 80 (Вr)

Ол уақыттағы белгілі элементтердің барлығы мұндай триада түзе алмаған.

1863 жылы француз ғалымы Бегье де Шанкуртуа 50 элементтің тізімін, атомдық массаларына сәйкес, белгілі машстаб бойынша цилиндрдің сыртына винт сызығының бойымен орналастырған. Сонда ұқсас элементтердің көбі бірінің астына бірі келеді.

1864 жылы ағылшын ғалымы Ньюлендс, элементтерді атомдық массаларының өсу ретімен орналастырған, сонда әрбір сегізінші элемент бірінші элементтің қасиетін қайталайтындығын байқаған. Бұл музыкада сегізінші нотаның қайталайтындығына ұқсас болған соң Ньюлендс оны “октава заңы” деп атаған. Бірнеше “октаваларды ” келтірейік:

Н Li Ве B C N O

Ғ Na Mg AI Si P S

СІ К Ca Ti Cr Mn Fe

Со (Nі) Си V Zn In As Se

Ньюлендстің кестесінде қателіктер, қайшылықтар бар; кей орында екі элементтен (Со Nі) тұр, Tі, Cr, V, Мп тағы басқалары өз орындарында емес, жоқ элементтерге орын қалдырылмаған. Бірақ атомдық масса өскен сайын химиялық қасиет периодты түрде өзгеретіндігін көрсетуі дұрыс пікір.

Сол 1864 жылы неміс ғалымы Лотар Мейер 28 элементтен тұратын кестені жариялады. Мейердің не негізге алғаны элементтердің атомдық массалары мен валенттілігі мына кестеде келтірілген:

Мейер бұл элементтердің атомдық массаларының айырымды есептеген атомдық көлемдердің атомдық массаға периодты түрде байланысты екенін көрген, бірақ одан ешбір керекті қорытынды шығаруға батылы бармаған. Мейер де периодтық заңды қолына ұстап отырып, уысына шығарып алған.

Менделеевке дейінгі барлық химиялық элементтенрді классификациялаушылар бір топтағы элементтердің арасында байланыс барлығын, олар барлығы бүтін бір жүйе екендігін көре алмаған.

Периодтық заңды ашу приоритетін француздар- Бегье де Шанкуртуаға, ағылшындар-Ньюлендске, немістер-Л. Мейерге бермек болған. Бірақ жер жүзілік химиялық әдебиетте бұл заңды ашқан Д.И менделеев деп танылған.

Лекция 19

Д.И. Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық заңды ашуы

Негізгі және қосымша әдебиет

Жоспар:

1. Периодтық заң және периодтық жүйе

2. Периодтық заң және атомның күрделілігі

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Д.И. Менделеев элементтер жүйесін жасауда сол уақытқа дейінгі химияның үш табысына сүйенді: олар химиялық элементтер жайындағы түсінік, элементтердің оның сол уақытта белгілі 63 түрі; 1852 жылы ғана химияға енген жаңа түсінік-элементтердің валенттігі; 1860жылы Карлсруэдегі химиктер съезінің қорытындысының бірі- элементтердің атомы және атомдық масса жайындағы түсінік.

Менделеев элементтерді жүйелеуге негіз етіп, элементтің шешуші қасиеті масса деп түсініп, массаның көрсеткіші атомдық массаны алады. Масса-материға тән қасиет. Менделеевтің массаны негізге алуы оның ғылыми ойлау жүйесі материалистік екенін көрсетеді.

Менделеев сол кезде өзіне белгілі 63 элементті, жеке-жеке қағазға олардың таңбасын, атомдық массасын, валентілігін және басқа да басты қасиеттерін көрсете отырып жазып шығады. Бұларды элементтердің атомдық массасы өсу ретімен вертикаль бойына орналастырғанда, белгілі, бірақ бірдей емес интервалдерде, элементтердің қасиеттерінің анық қайталайтындығын байқаған.

Менделеев 1869 жылы ақпанда жүйенің бірінші нұсқасын ірі ғалымдарға таратып, жариялайды, және сол жылы периодтық заңның негізгі тезистерін жазады:

1) элементтерді атомдық массасы өсу ретімен орналастырса, қасиеттері периодты түрде қайталайтындығы байқалады;

2) атомдық масса элементті сипаттайды;

3) бұрын белгісіз жаңа элементтердің ашылуын күту керек;

4) элементтің атомдық массасын оның ұқсас элементтері белгілі болса, түзетіп дәлірегін табуға болады;

1870жылы Менделеев «Химия негіздерінің» бірінші басылуында элементтер жүйесінің жаңа нұсқасын береді. Мұнда бірінші нұсқа да кестені 90⁰ бұрған, сонда ондағы вериткаль қатарлар мұнда период болып, параллель горизантальдағы элементтер валентігі бойынша, топ түзеді. Біздің осы уақытта қолданатын кестелеріміз осы екінші нұсқаның негізінде жасалған.

Бұл нұсқаға сүйеніп Менделеев:

1) 12 элемент тағы ашылу керек деп болжап, оларға бос орын қалдырады, ол осы күні табылған- скандий, галлий, германий, технеций, рений, гафний, полоний, астат, франций, радий, актиний, протактиний; бұлардан басқа лантаноидтар мен ураннан кейінгі элементтер табылуы мүмкін деген пікір айтқан;

2) 10 элементтің атомдық массаларын 1,5-2 есе түзеп өзгертеді, олар берилий, индий, ванадий, торий, уран, лантан, церий және басқа лантаноидтар осылардың валенттіліктерін өзгертеді;

3) 10 элементтің атомдық массаларын түзетеді;

4) 8 элементті, ол уақытта ұқсас деп жүрген элементтерден басқа элементтермен ұқсастығын тауып солармен бір топқа орналастырады.

5) Осындай жұмыстардың ақтығында 1871 жылы Менделеев периодтық заңның анықтамасын береді:

Элементтердің, олардың жай және күрделі қосылыстарының қасиеттері атомдық массаға периодтық тәуелділікте болады.

Периодтық заң және атомның күрделілігі. Периодтық заңда анық көрінген химиялық элементтердің атомдарының арасындағы байланыс, тәуелділік осы атомдардың бәріне ортақ бір негіз бар шығар, осы атомдарда бір текстік болуы мүмкін деген ой туғызады. Олай болса атом өзі неден, қалай құралған деген сұраулар туады.

Элементтердің атомдарының қасиеттері период тсайын қайталайтындығы, ол атомдарының құрылымында да бір ұқсастықтардың қайталайтындығын көрсетеді.

Бірақ бұл периодтық жүйенің нұсқап көрсетіп отырған атом құрлымындағы ортақтықты, тектестікті, ұқсастықты іздеу, басқаша айтқанда, атомның құрылысын зерттеу бірден басталмады. ХІХ ғасырдың аяғына дейін химияда да, физикада да атом материяның бөлініп болған ең кіші бөлігі, одан әрі бөлінбейді деген метафизикалық жалған пікір үстем болған.

Бұл пікірдің бір жақты, қате пікір екенін кейбір дана ғалымдар ерте-ақ түсінді. Мысалы, Москва университетінің профессоры М.Г. Павлов 1819 жылы барлық зат материядан тұрады, материяда электр зарядтары болады, ең кіші бөлшек атом оң және теріс зарядтардан түзілген, элементтердің атомдары планетарлық құрылысты болады деген. Бұл атомның күрделі жүйе екендігі айтылған ең алғашқы пікір еді. Осы жайында А.М. Бутлеров 1886 жылы былай деген: «Атомдар... жаратылысы бойынша бөлінбейді емес, қазіргі біздің қолымызда бар тәсілдермен ғана бөлінбейді... кейін ашылатын жаңа процестерде бөлінуі мүмкін....»

Осы жылдарда Н.А. Морозов атомның күрделі екендігін айтумен қатар оның орталық бөлімі және жеңіл электр бөлшектері болады деген. Морозовтың есебінше, атомның құрылымында массасы бірге, екіге, және төртке тең бөлшектер, олардың оң әрі теріс зарядтары болады. Олар осы кездегі-α-бөлшектер, дейтрон, протон, нейтрон, электрон, позитрондар сияқты. Морозов бұл пікірлерін периодтық жүйеге сүйене отырып айтты.

Орыстың көрнекті химигі Б.Н. Чигерин 1888жылы математикалық есептеулер арқылы атомның құрылымын күн жүйесі сияқты деген қорытындыға келген.

Д.И. Менделеев өзі де былай жазған болатын: «... Периодтылық заңы өте түсінікті болғанымен, оның себебін анықтап түсірудің біз әзір болжауымыз да қиын....

Жорамалдауымызға өте қолайлы, әттең әзір дәлелдеуге мүмкіншілігіміз жоқ... бірақ жай заттардың атомдары-күрделі заттар, олар өзінен де кішірек бөлшектердің қосылуынан түзілген: біз атом бөлінбейді дегенде кәдімгі химиялық жолмен бөлінбейтіндігін ғана айтамыз...»

Ағылшын ғалымы Дж. Томсон 1904 жылы атомның ішіндегі оң заряд бір жерінде емес бар жерінде бірдей орналасқан, ал оларды нейтралдай»тын электрондар осы оң зарядтардың арасында, концентрлі шеңберлер сияқты болып орналасқан; периодтық жүйеде ұқсас элементтердің шеңберлеріндегі электрондардың орналасуы ұқсас деп, периодтылықты түсіндіруге тырысқан.

Лекция 20

ХІХ-ХХ ғасырлардың аралығындағы химиядағы үлкен жаңалықтардың ашылуы...

Жоспар:

1. Электронның ашылу тарихы

2. Рентген сәулесі мен радиоктивтіліктің анықталуы

8. Атомның ядролық моделі

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Электронның ашылуы. 1879 жылы ағылшын ғалымы Курск мынадай тәжірибе жасаған: екі шетіне электрод енгізілген шыны түтіктің ішіндегі ауасының көбін сорып шығарып, кернеуі жоғары ток жібергенде, катодтан сәуле шығатынын байқаған, ол сәулелер түскен жерін жылытып, жолындағы ұсақ, жеңіл заттарды екпінімен ілестіріп, жылжытып, әрі оларды теріс зарядтап, өзі оң полюске тартылып қиыстайтындығы байқалады; бұл сәулелер катод сәулесі деп аталады. Катод сәулелерін зерттеген Дж. Томсон, ол сәулелер теріс зарядты электр атомдарының ағыны екенін дәлелдеген, Стонэйдің ұсынысы бойынша оларды электрон деп атап е таңбасымен белгілейтін болды. 1917 жылы американ ғалымы Милликен тәжірибе арқылы электронның заряды 1,602 *10^-19Кл тең текенін тапқан. Бергі кезде оның массасы сутек атомныңы массасының 1/ 1837,5 бөлігі, не 9,10*10^-31 кг екендігі анықталды. Нақты мөлшері болмағанмен «радиусы» -1,4 *10^-6нм.

Әзір электронннан кіші бөлшек табылған жоқ, бірақ электрон да мәңгі емес, айталық соңғы кезде электронның жарық материясына айналатындығы және онан түзілетіндігі тәжірибе жүзінде байқалған.

Рентген сәулесі мен радиоктивтіліктің анықталуы. 1895 жылы неміс ғалымы Рентген катод сәулелерін зерттей отырып, ол сәулелер түтіктің шынысына, сол араға орнатқан металға түссе, ол шыныдан көрінбейтін ерекше нұр шығатындығы байқаған. Олар рентген сәулесі деп аталады. Бұо рентген сәулесі фотопластинкаға із қалдырады, қағаз, картон, жеңіл металдардың қаңылтырына, дене тканіне тоқтамай өтіп кетеді, электр және магнит өрістерінде бағытын өзгертпей тіке өтеді, газдарды иондандырады басқа да қасиеттері бар. Рентген сәулесі электро- магниттік сәуле екендігі анықталды, бірақ бұлардың толқыны қысқағырақ, мысалы, жарық сәулесінікі 400нм болса, рентген сәулесінікі 0,01=2,0нм.

Радиоактивтік-1896 жылы француз физигі Анри Беккерель рентген сәулелерін зерттегенде уран деген металдың тұздары да рентген сәулесіне ұқсас бір сәуле шығаратындығын байқаған. Бұл құбылысты Мария Складовская-Кюри күйеуі Пьер Кюримен бірге зерттеп, радиоактивтік деп атаған. Қазіргі кезде радиоактивтік ауыр атомдардың ядроларының өздігінен ыдырауы екендігі мәлім.

Атомның ядролық моделі. Атомның эксперимент қорытындысынан шығарылған ең алғаш моделін 1911 жылы ағылшын ғалымы Эрнест Резерфорд ұсынды.

Бұл уақытқа дейінгі эксперимент нәтижесінде зат ішінен, атомнан, электрондар бөлініп шығатындығы анық болды, атомның ішінде оларды нейтралдайтын оң зарядтар болуы мүмкін.

Міне, осы оң зарядтарды, олардың орналасқан жерін, Резерфорд α-бөлшектерімен тәжірибе жасау арқылы тапқан.

Резерфорд өз тәжірибелерінде бір шоқ α-бөлшектерін жұқа металға бағыттап жібергенде, олардың басым көпшілігі жұқа металдан өтіп, түзу бағытта жүретін экраннан көрген. Сонымен қатар α-бөлшектерінің біразы әуелдегі бағытынан ауытқып, әртүрлі бұрыш түзіп бұрылғанын байқаған. Кейбір өте сирек жағдайда жеке α-бөлшектерінің кейін қайтқаны да байқалды. Соңғы айтылған α-бөлшектерінің бұлайша кейін тебілуі, сірә атомның ішінде, оның жолында бір жерге жиналған өте көп онымен аттас, яки оң зарядтардың болуына байланысты.

Осы тәжірибелерге сүйеніп Резерфорд атомның моделін ұсынған. Модел бойынша оң зарядтардың барлығы атомның орталығында ядроға жиналған, оны айналып электрондар жүреді. Ядроның оң заряды мен электронның саны тең, сондықтан атом нейтрал бөлшек. Атқыланған 8-10 мың α-бөлшектерінің біреуі ғана кейін қайтуы, ол ядроның өте кішкене екенін көрсетеді.

Лекция 21

Аналитикалық химия пәні және оның әдістері

Жоспар:

1. Аналитикалық химия пәні

2. Аналитикалық химияның әдістері

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Заттардың атомдық, иондық, изотоптық немесе молекулалық құрамын зерттейтін химия ғылымы бөлігін аналитикалық химия дейді. Ол сапа және сан анализі болып екіге бөлінеді.

Сапа анализі заттардың қандай элементтерден, иондардан тұратынын ғана анықтайды.

Сан анализі кезінде заттар құрамындағы элементтердің, иондардың сандық мөлшері анықталады.

Заттардың құрамын зерттеген кезде алдымен оның қандай элементтерден не иондардан тұратынын, яғни сапасын анықтайды. Содан кейін оның құрамындағы элементтердің не иондардың сандық мөлшерін табады. Демек бірінші сапа, содан соң анализі жүргізіледі.

Заттардың сапалық және мөлшерлік құрамын ол заттарды анализ жасау арқылы анықтау мүмкін. Халық шаруашылығындағы әртүрлі материалдар және өнімдердің сапасы олардың өздерінің сапалық және мөлшерлік құрамына өте байланысты болады. Бұлардың сапалық және мөлшерлік құрамын жалғыз анализ жолымен анықтау мүмкін. Бұдан басқа әртүрлі геологиялық зерттеулер, биологиялық зерттеулер, қоршаған ортаның жағдайларын бақылау және қорғау, ғылыми зерттеулерді дамыту жұмыстары әртүрлі объекттерді сапалы және мөлшерлі анализ жасау жұмыстарымен тығыз байланыста болады. Демек заттарды анализ жасау әртүрлі методтары турасындағы ғылым – Аналитикалық химия деп аталады. Анализ жасалатын объект қандай да материал заттар араласпасы немесе индивидуал зат болуы мүмкін.

Химиялық анализді жүргізу үшін анализ жасалынып жатқан зат немесе оның құрамдық бөліктері аналитикалық қасиеттер немесе аналитикалық сигнал хабар деп аталатын химиялық немесе физикалық қасиеттерге еге болуы керек. Анықтаушы аналитикалық қасиеттерге: рең, иіс және химиялық реагенттермен өзара әсерлескенде бояулы қосылыстар, тұнба- шөкпелер, газдар пайда ету қабілеттерін енгізу мүмкін.

Аналитикалық эффекттер пайда ететін химиялық реакциялар аналитикалық химиялық реакциялар деп аталады. Аналитикалық реакцияларды өткізу үшін керек болған реактивтер – Аналитикалық реагенттер деп аталады.

Аналитикалық химияның шешетін мәселелеріне төмендегілер кіреді:

1. Заттардың аналитикалық қасиеттерін реакцияларын таңдау, зерттеу

2. Заттардың қасиеттері мен түзілісі арасындағы өзара байланысты зерттеу

3. Заттарды ажырату методтарын жасау және үйрену физ сапалы және мөлшері

4. Химиялық анализ методтарын жасау

2.Қазіргі кезде қолданылып жүрген аналитикалық химия әдістерін жалпы үш топқа бөлуге болады: Химиялық, физикалық және физика-химиялық әдістер:

Химиялық әдіс заттар арасында жүретін химиялық реакцияға негізделген. Бұл реакциялар кеезінде әр затқа тән айрықша не тұнба, не түсті қосылыс, не газ түзілуі тиіс. Айрықша қосылыс түзетін реакциялар аналитикалық деп аталады. Химиялық әдіспен анализ жүргізу үшін қажет реактивтер мен ыдыстар болса болғаны.

Физикалық әдіс элементтің, ионның физикалық тұрақты қасиеттеріне-түр-түсіне, спектріне, тығыздығына негізделген.

Физика-химиялық әдіспен анализ жасаған кезде, алдымен химиялық реакцияға жүргізіп анықталатын затқа тән айрықша қосылыс алынады. Содан соң оны физикалық әдіспен зерттейді.

Лекция 22

Аналитикалық химия даму тарихы

Жоспар:

1. Аналитикалық химия дамуының бірінші кезеңі

2. Аналитикалық химия теориясының даму тарихы

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Ерте заманнан адам әр нәрсенің түр-түсі, иісі, дәмі, қаттылығы бойынша қарапайым тәсілдер қолданып заттарды ажырата алған. Сол кездің өзінде заттарды қайта кристалдау, сүзу және қайта айдау арқылы тазарта білген.

Алғаш «химиялық анализ» терминінін ағылшын ғалымы Бойль 17-ғасырдың басында енгізді. Ол күкірт және тұз қышқылдарын кальций мен күміс-тұздары көмегімен анықтауды және индикаторды енгізді.

Аналитикалық химия жеке ғылым ретінде М.В. Ломоносовтың массалардың сақталу заңын ашып, сол бойынша есептеулер жүргізгеннен бері дами бастады. М.В. Ломоносовпен қатар өмір сүрген академик Т.Е. Ловиц микрокристаллоскопиялық анализдің негізін салды.

Зат массасының сақталу заңын пайдаланып француз ғалымы Лавуазье оксидтерге химиялық анализ жүргізді.

18-19 ғасырда аналитикалық химияның дамуына швед химиктері Бергман мен Берцелиус жұмыстарының маңызы зор болды. Ал француз ғалымы Гей-Люссак заттарға титрометрия әдісімен анализ жасауды алғаш іске асырды. 1859 жылы неміс ғалымдары Бунзен мен Кирхгоф спектрлік анализдің негізін қалады. Аналитикалық химияның ең көрнекті даму белесі- Д.И. Менделеевтің периодтық заңды ашуы мен период жүйесін жасауы еді.

Алғаш сапа және сан анализінің теориялық негізін Н.Н: Меншуткин 1871 «Аналитикалық химия» деген кітабында жазды. Онда сапа анализінің күкіртті сутегі әдісі алғаш қолданылған.

Аналитикалық химияның келесі даму белесі атом құрылысының ашылуы мен, ерітінділер теориялары және электролиттік диссоциация теорисымен байланысты.

1903 жылы орыс ғалымы М.С. Цвет хромотографиялық анализді ашты. Совет үкіметі орнағаннан соң аналитикалық химияның теориялық және іс жүзінде дамуына үлес қосқан ғалымдар саны өте көп болды. Қазір халық шаруашылығының аналитикалық химия қолданылмайтын бірде-бір саласы жоқ десе болады. Аналитикалық химияхалықаралық бірлік жүйесіне 1982 жылы енді.

Лекция 23,24

Органикалық химияның даму тарихы

Жоспар:

1. Органикалық химияның дамуы

2. Витализм теориясы

3. Радикалдар теориясы

4. Типтер териясы

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.

3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.

6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж

7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мәтіні:

Көптеген органикалық заттар адам баласына көне заманнан бері белгілі. Ертедегі адамдар құрақ қантын пайдалануды, жүзім шырынын ашытып шарап алу жолдарын жақсы білген. Сонымен қатар олар сірке қышқылының ерітіндісін, өсімдіктер мен жануарлар майларын өз тұрмыстарында өте ертеден – ақ пайдаланған, майдан сабын өндіруді білген. Римдықтар мен египеттіктер әртүрлі маталарды көк түсті етіп индиго арқылы бояудың тәсілдерін меңгерген.

Бұдан кейін бояғыш заттар ализарин, пурпур белгілі болды. Біздің эрамыздың ІХ ғасырында скипидар алынды. XVI – XVII ғасырларда заттарды құрғақтай ажырату жолдары игеріліп, соның нәтижесінде метил спирті, ацетон, янтарь және бензой қышқылдары, т.б. көптеген заттар белгілі болды.

1769 – 1786 жылдар аралығында стокгольмдік дәруші өз бетімен білім алған ғалым Карл Вильгелм Шееле (1742 - 1786) өсімдіктер мен жануарлардың шырындарынан шарап, лимон, алма, галло, сүт, қымыздық қышқылдарын бөліп алудың жолдарын тапты; өсімдік пен жануар майларының негізгі құрамдық бөлігі глицерин екенін көрсетті. Бұл кезде басқа ғалымдар өсімдік пен жануарлардан мочевинаны, холестеринді, морфин және т.б. көптеген алкалоидтарды бөліп алды. Басқа сөзбен айтқанда, XVІI – XVIIІ ғасырларда өсімдік пен жануарлар организмдерінен немесе олардың қалдықтарын ыдыратып, ажыратудан құрамдары мен қасиеттерінде көптеген ұқсастықтары бар, алайда сол уақытта дейінгі барлық белгілі минералды заттардан мүлдем ерекше тұратын жүздеген жаңа заттар бөлініп алынды және бұның өзі сол заттардың басын біріктіріп, бір жүйеге келтіруді, олардың ерекше қасиеттерін зерттеуді талап етті – ғалымдардың химиялық заттарды жіктеуі басталды.

1675 жылы Н. Лемери барлық заттарды үш топқа:

1. Өсімдік текті заттар.

2. Жануар текті заттар.

3. Минералды заттар, - деп бөлген.

Алайда, бұл жіктеу ұзақ өмір сүре алмады. Өсімдіктің ғана құрамынан бөліп алуға болады деген көптеген заттардың жануарлар организмінде болатындығы белгілі болды. XVIІІ ғасырдың аяғында ондай заттар үшін «органикалық заттар» деген жаңа ұғым пайдалана бастады.

Бұл ұғымды ең алғаш 1807 жылы швед ғалымы Якоб Берцелиус (1779 - 1848) ұсынды.

Ол барлық тірі организмдерден алынатын заттарды «органикалық заттар» дей келе, бұл күрделі заттар белгілі бір «құпия күштердің» қатысуымен тек тірі клеткаларда ғана түзіледі деп көрсетті. Сөйтіп, ол бейорганикалық заттардың, органикалық заттардан негізгі айырмашылығы: бейорганикалық заттарды лабораторияларда синтездеп алуға болады, ал органикалық заттарды синтездік жолмен жай заттардан алу мүлдем мүмкін емес деді. Мұндай «құпия күшке» сенушілердің өз дәуірінде дүние тануда в и т а л и з м теориясын туғызғаны белгілі. Алайда, неміс химигі Фридрих Велердің 1824 жылы дицианнан қымыздық қышқылын, ал 1828 жылы аммонийдің цианатынан мочевинаны алуы – органикалық заттарды синтездік жолмен алуға болатындығын толық дәлелдеп, витализм теориясын тас – талқан етті.

NH₄OCN CO(NH₂)₂

Поиск по сайту: