1* 8. Коваленттік байланыс, коваленттік байланыстың қанығуы, бағытталуы, полюстенуін түсіндіріңіз

Ортақ электрон жұбын түзу арқылы пайда болатын химиялық байланыс. Коваленттік байланыс түзілуінің үрдісін көбінесе схема түрінде береді, ондағы электрондар нүктемен белгіленген. Егер атомдардың арасында бір коваленттік байланыс болса (жалғыз ортақ электрондық жұп), онда ол дара, егер екеу болса, қос (екі ортақ электрондық жұп), үштік (үш ортақ электрондық жұп) деп аталады. H₂ затын құратын ковалентті байланыс - екі сутегі атомдарында ортақ екі электроны бар.Коваленттік байланысты екі түрге бөледі: полярлы және полярлы емес. Полярлы емес коваленттік байланыстың электрон бұлттары ортақ электрон жұбымен құрылған, яғни электрондық байланыс бұлттары екі атом ядроларына қатысты кеңістікте симметриялы орналасқан. Полярлы емес коваленттік байланыс бейметалдарда пайда болады және металл жұптарында, химиялық элементтің бір атомынан: Н₂, О₂, О₃, N₂, S₂, Li₂, Na₂, C, Si және басқалары құрылса, полярлы коваленттік байланыстың электрон бұлттары электртерістілігі жоғары атомға қарай ығысқан (НСl, H₂O, H₂S, NH₃ және т.б). өзіне тарту қабілеті. Электрондық бұлттардың формасы әртүрлі болғандықтан, олардың тұйықталуы әртүрлі тәсілдермен жүзеге асуы мүмкін. Тұйықталу әдісі мен симметриясына байланысты түзілген бұлттар σ − , π − және δ-байланыстары болып ажыратылады. σ-байланыс (сигма-байланыс) – бұл байланыс бұлттардың тұйықталуынан атомдардың байланыс сызықтарының маңайында іске асады. Симметрия шарттары негізінде келесідей қорытынды жасуға болады: s-орбиталь электрондары σ-байланыс түзілуінде, p-электрондар σ және π-байланыстар, ал d-электрондар σ, π, δ-байланыстары түзілуіне қатысады. Бұлттар қабаттасуы σ-байланыс кезінде максимал болады. Коваленттік байланыс тек қана қарама-қарсы спиндері бар электрон бұлттарының қабаттасуы нәтижесінде түзілмейді. Коваленттік байланыс сонымен қатар донорлы-акцепторлы механизммен түзілуі мүмкін. Бұл жағдайда химиялық байланыс бір атомның екі электрон бұлттары мен басқа атомның бос орбиталі нәтижесінде түзіледі (NH₄⁺).К.б\ң бағытталуы.К.б\ты түзетін электрон бұлттарының белгілі бір бағыты болады,осының салдарынан молекулалар кеңістікте белгілі құрылысқа иеб\ды. Бұл мәселені ВБ теориясы қарастырады. Бұл теория\ң х\қ байланыс атомдарының жалқы электронды орбитальдары\ң бүркесуі нәтижесінде түзіледі. Олардың өздерінің пішіндеріне сай бағыттары б\ды

1* 9. Гибридтену теориясы бойынша молекулалардың кеңістіктегі конфигурациясын айқындаңыз

1*10. Иондық байланыс. Иондық байланыстың бағыталмағыштығы мен қанықпауын түсіндіріңіз

Иондық байланыс түзілуі кез келген атомдарға тән емес,тек ерекше қасиет көрсеткен атомдардың арасында пайда болады. Байланысқа түсетін атом электрон беріп,оң зарядты ионға катионға айналу керек. Атом электрон қосып алып теріс зарядты ионға аниондарға айналу қажет. «а» типті атомдар оң зарядты иондарға жатады,олардың заряды атомның қанша электрон бергеніне байланысты. «б» типтес атомдар электртерістікті деп айтады заряды түзілген иондардың теріс зарядына тең. Иондық байланыс теориясын құрған Коссель болатын. Мысал ретінде екі бос атомдарды алайық біреуі –цезий атомы, екіншісі-газ күйінде хлор атомы. Жоғарыда айтылғандай осы екі атомдар, біреуі электрон беріп, екіншісі электрон қабылдап бос иондарға айналады. Электрон ауысу процесіне энергияның өзгеруі де сай болуы қажет. Цезий атомы мен хлор атомының арасында электрон ауысуы екі энергитикалық процестен тұрады.Біріншісі-цезий атомы иондану үшін энергия жұмсалады. ( цезийдің АО бір электронды жұлып алуға керекті энергия).Мұндай энергияны иондану энергиясы деп аталады. Сr(г) Сr(г)+е ИЭ=89,4 ккал\г-атом Екіншісі-сол электрон хлор атомының 3p AO келіп осы орбитальдарға жалқы электронмен жұпрасады бұл процесте энергия бөлінеді оны электрон тартқыштық энергиясы деп аталады. CI()+e → CI() →ЭТар=86,5ккал\г-атом.

Периодық жүйедегі элементтердің иондар түзу қабілеттілігі атомдардың электрондық құрлысына тікелей байланысты. Элементтердің ион түзу қабілеттігін атомдардың иондану энергиясымен және электрон терістікпен бағалауға болады.Сілтілік және сілтілік жер металдардың иондану энергиясы төмен болғандықтан олар оң зарядталған катиондарды тез түзеді.Ал басқа злементтер химиялық реакция нәтижесінде катиондар оңай алынбайды себебі катионның түзілуі атомдарды иондарға жұмсалатын энергияның ұтымымен байланысты.Электрон тартқыштың қабілеті жоғары болғасын 7-ші топтың р-элементтері(галогендер) аниондарды жеңіл түзеді. Жалпы қарапайым иондардан тұратын қосылыстар негізінде сілтілік және сілтілік жер металдар мен галогендер әрекеттескенде пайда болады.Электр заряды бар бөлшектер бір-біріне тартылып не болмаса тебіседі.Тартылуы не тебілісу күштері бөлшектердің стереохимия құрлысы мен құрамына байланысты егер иондарды зарядталған шар тәрізді деп алса, онда иондардың электр күштері қоршаған кеңістікте барлық жағына біркелкі бағытталады.(4.40-сурет)

Кез келген ион өзіне қарай бағытталған қарама-қарсы зарядталған ионды тарта алады. Басқаша айтқанда иондық байланыс коваленттіге қарағанда бағыттылықсыз байланыс деп атайды.Қарама-қарсы зарядталған иондар бір-бірімен әрекетескенде олардың электрөрістері толық қанықпайды.

Иондар басқа бағыттардан өзіне қарай қарсы зарядталған иондарды тарта алады.Иондық байланыс ковалентті байланысқа қарағанда қанықпаған байланыс. Иондық байланысты былай сипатауға болады.Әрекеттесуші атомдардың ядро аралығында электрон бұлтының тығыздығы болмағандықтан атомдардың электрон бұлттары бүркеспейді. Иондық байланыстың бағыттылығы жоқ байланыс барлық бағыттарда бірдей таралған.Иондық байланыс қанықпаған байланыс.Орталық атомды кеңістікте қоршап тұрған бөлшектердің саны (координациялық сан) бөлшектердің көлеміне байланысты .

1* 12. Химиялық реакция жылдамдығына температураның және зат табиғатының әсерін айқындаңыз

Химиялық реакцияның жылдамдығы әр түрлі болады. Кейбіреулері өте тез, біреулері баяу болады. Оның жылдамдығы басқа процесстердің жылдамдығы сияқты уақытпен өлшенеді.химиялық реакция жылдамдығына : әрекеттесуші заттардың табиғаты, қысым, температура, әрекеттесуші заттардың концентарциясы және катализатор әсер етеді. Әрекеттесуші заттардың табиғатының әсері. Заттың табиғатының хим.реакцияның жылдамдығына әсері үлкен. Кейбір реакциялар өте тез, біреулері баяу жүреді. Мыс: а) 2Rb

2H2O=2RbOH+H2(қопарылыс болады). б) Ag+H2O=реакция өте баяу жүреді,айлап, жылдап өтеді. Температураның әсері. Заттардың өзара әрекеттесулері үшін олардың бөлшектері бір- бірімен соқтығысуы қажет. Соның нәтижесінде бөлшектердің электрон бұлттарының тығыздықтары өзгеріп, жаңа хим-қ байланыстар түзіледі.

1* 13 Вант-Гофф ережесімен Аррениус теңдеуін қолданылуын түсіндіріңіз

Жылдамдықтың тем-ға тәуелділігін Вант- Гоффтың эмпирикалық ережесімен бағалуға облады: «тем.әрбір 10ºС-қа артқанда реакцияның жылдамдығы 2-4 есе өседі»:Вант-Гофф ережесінің математикалық теңдеуін реакцияның жылдамдық константаларының не жылдамдықтарының арақатынасы арқылы өрнектейді:

U t2/Ut1=γ t2-t1/10

Аррениус теңдеуі. Аррениус көптеген реакцияларда температура жоғарылаған кезде жылдамдықтың артып сызықты болмайтынына назар аударады. Реакция жылдамдығының константасы мына теңдеуге бағынады.

lgK=lgA-Eакт /

2,3RT

Бұл теңдеу Аррениус теңдеуі деп аталады. Мұнда Еакт – активтену энергиясы, R- молярлы газ тұрақтысы, Т-абсолют температура, А-молекулалар арасындағы бір секунд ішіндегі жалпы соқтығысу саны. Соқтығысу молекулалардың рекацияға қолайлы ориентациялары кезінде молекулалар арасында болады.

1* 16. Стандартты энтропия олардың әртүрлі процесстердегі өзгеруін түсіндіріңіз

Әр түрлі заттардың энтропиясын өзара салыстыры алатындай болу үшін,әрі үдеріс кезінде олардың өзгеруін есептейтіндей мүмкіндік тудыру үшін,жылу эффекттері тәрізді,стандартты жағдайды таңдап алады.Ол бұрыннан белгілі температураның 25°С (298°К),қысымның 1атм, тең кезі.Стандартты жағдайда газдарды идеал күйде,ал ерітінділердің концентрациясын 1мольге тең деп санайды.Міне,осындай шартқа сай анықталған энтропия мөлшерін стандартты энтропия деп атап,S°₂₉₈ деп белгілейді.Химиялық реакцияның жүруі бір ғана ішкі энергияның азаюына сай бола бермейтінді, басқа да белгісіз фактордың әсеріне тәуелді. Ол фактор маңызды термодинамикалық функция –энтропия деп аталады. Энтропия да энергия сияқты әрекеттесуші бөлшектердің көп санынан тұратын кез - келген жүйенің қасиеті.Сонымен қатар,энтропияның өзгеруі жүйе күйіне тәуелді болады. Термодинамиканың бірінші заңы энергиямен байланысты болса,екінші заңы энтропиямен байланысты. Екінші заң былай айтылады: жылу мөлшері Q жүйеге T температурада қайтымды процесс арқылы сіңірілсе,жүйенің энтропиясы S мына шамаға тең болады: ΔS Энтропияның өлшемі ретінде шартты энтропиялық бірлік пайдаланылады,э.б.=4.1840кДж/моль*К. Энергияның кез келген түрі механикалық,электрлік,химиялық және басқалары түгелімен жылуға өте алады.Алайда,қайтымды толық ауыса бола алмайды,өйткені жылу энергиясының бір бөлімі таралып кетеді.Әртүрлі физикалық және химиялық процестерде энергетикалық өзгерудің қайтымсыздық дәрежесін сипаттауға энтропия қолданылады. Энтропия физикалық немесе химиялық процесстерде энергияның өз бетінше басқа түрлеріне ауыса алмайтын және жұмыс жүргізуге қолданыла алмайтын түріне ауысу шамасы деп қарастыруға боллады.Энтропияның өсуі процестердің өз бетінші жүруін,оның мүмкіншілігін сипаттайды. Энтропия өсуі арқылы жүретін процестердің мүмкіндігі зор және бұл процестер көп жағдайда өз бетінше жүреді. Егер кристалл зат суда еритін болса,энтрапия өседі.Энтрапия өсуі арқылы жүретін процестер тек тұйық жүйелерде ғана жүретінін ғана ескеруін керек.Мұндай процестер қайтымсыз болып табылады.Барлық қайтымды процестерде энтрапия өзгермейді.ΔS=0.Кей жағдайларда табиғатта процестер өз бетінше энтрапия өзгеруімен де жүруі мүмкін.Бұл тек жүйе тұйық болмаған жағдайда және энергия өзгерген кезде ғана болады.Энтрапияны да энергияны да өлшеуге болмайды,оны тек жүйенің жылулық сипаттамаларын қолдана отырып сипаттауға болады.Бастапқы күйден соңғы күйге ауысу процесінде жүйенің энтрапия өзгерісін мына формуламен оңай табуға болады:ΔS=S_c-S_b=R*LnW_c\W_b7Энтрапия заттың бөлшектерінің қозғалысын көрсететін және заттың бнрілген күйіндегі ықтималдық сипаттамасы.S=k*LnW болатын қасиеті