2. Қомлексті қосылыстар. Қомлексті қосылыстардың типтері. Қомплексті қосылыстардың теориялық негіздері.

1893 жылы А.Вернердің координациялық теориясына сәйкес комплексті қосылыстың молекулалары орталық атомнан (комплекс түзуші) және онымен байланысқан лигандтардан (зарядталған немесе нейтралды анорганикалық немесе органикалық бөлшектер, яғни иондар немесе молекулалар) тұрады.

Комплексті қосылыстардың кұрылысы өте күрделі. Сулы ерітінділерде комплексті объектілер комплекс түзуші мен лигандтардың электронды орбиталдары арасындағы өзара әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Лигандтарда бөлінбеген электрондар жұбы болады, ол жұпты комплекс түзуші өзінің бос орбиталіне қабылдайды. Электронды жұп ортақ болып, нәтижесінде комплекс түзуші мен лиганд арасында донорлы-акцепторлы деп аталатын химиялық байланыс түзіледі.

Сапалық және сандық анализде комплекс түзілу реакциялары өте жиі қолданылады. 1893 жылы А.Вернердің координациялық теориясына сәйкес комплексті қосылыстың молекулалары ішкі координациялық сферамен бірге сыртқысын да түзетін иондар немесе молекулалардан тұрады. Ішкі сферасының ортасында бір не бірнеше орталық атомдар (иондар) бар, оларды комплекс түзушілер деп атайды және көбінесе М әрпімен белгілейді. Оларды айнала қарама-қарсы зарядты иондар немесе полюсті молекулалар топтасады, олар лигандтар деп аталады және L әрпімен белгіленеді.

№5 билет

1. Атом құрылысының кванттық механикалық моделі. Квант сандары. Атомдық орбитальдар. 933ж Нильс Бор Резерфордтың моделімен Планктың теориясын қолданып,атом моделінің құрылысын жасады.Атом құрылысы квант – механикалық теориясының ережелер:1.Электронның екі жақты табиғаты ( бөлшектік–корпускулалық және толқындық ) болады.Ол өзін бөлшек ретінде де , толқын ретінде де ұстай алады:бөлшек ретінде,электронның белгілі массасы мен заряды бар;мұнымен қатар қозғалыстағы электрон толқындық та қасиет көрсетеді,мәселен дифракцияға қабілеттілігімен сипатталады.2.Электрон үшін координат пен жылдамдықты бірден,бір сәтте дәл өлшеу мүмкін емес.Жылдамдықты неғұрлым дәл өлшенген сайын,соғұрлым координатта белгісіздік болады және керісінше.3.Атомдағы электрон белгілі траектория бойынша қозғалмайды,ядро маңындағы кеңістіктің кез келген бөлігінде бола алады,алайда оның атом кеңістігінің әртүрлі бөлігінде болу ықтималдылығы бірдей емес.Ядро айналасындағы электронның болуының ықтималдығы ең жоғары кеңістік атомдық орбиталь д.а. Бас квант саны (n)-электронның энергиясы мен орбитальдың өлшемін анықтап,энергетикалық деңгейді сипаттайтын шама.n=1,2,3,4,5.Оның мәні жоғары болса,энергиясыда жоғары болады.Энергетикалық деңгей-бас квант санының бірдей мәні бар орбитальдардың жиынтығы.Орбитальдық квант саны (l)-энергетикалық деңгеидің деңгейшесінде орналасқан электронның энергиясын сипаттайтын ж\е электрондық бұлт пішінін анықтайтын шама.Энергетикалық деңгейше-бір энергетикалық деңгейде болатын ж\е бірдей формадағы орбитальдардың жиынтығы.l=0 шар тәрізді(s-деңгей),l=1гантель формалы(p-деңгей).Магнит квант саны (Ml)-сыртқы магнит өрісінің әсерінен орбитальдардың кеңістікте орналасуын және деңгейдегі орбиталдардың санын анықтайтын шама.-1,0,+1 бүтін сандар мәнін қабылдайды.Спин квант саны (Ms)-электронның өз өсінің айналасында айналуын сипаттап,тек қана екі мәнді қабылдай алатын шама.(+1/2және1/2)

2. Электролиттер және электролиттер еместердің ерітінділері. Электролиттердің сулы ерітінділері.Электролиттер және бейэлектролиттер — кейбір заттардың ерітіндіде тоқ өткізетіні ал, кейбір заттардың сол жағдайларда тоқ өткізбейтіні бәріне белгілі. Оны анықтайтын көптеген эксперименттер бізге мәлім.Ертіндіде тоқ өткізетін заттар – электролиттер деп аталады.Ертіндіде тоқ өткізбейтін заттар – бейэлектролиттер деп аталады.Электролиттерге негіздер, қышқылдар және тұздардың көбі, ал, бейэлектролиттерге көптеген органиқалық заттар жатады. Ерітіндіде электролиттер иондарға ыдырайды осының арқасында олар тоқ өткізеді. Ерітіндіде неғұрлым ион көп болса соғұрлым тоқ жақсырақ өтеді.Электролиттердің ерітіндіде иондарға ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады. Мысалы, NaCl ерітіндіде түгелдей Na+ және Cl- иондарына ыдырайды.Ерітінділер— кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенді (біртекті) жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді,сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады. Ерітінділер қаныққан, қанықпаған және аса қаныққан деп бөлінеді. Берілген температурада жақсы еритін заттардың ерігіштігінің де шегі бар. Еріген заттың концентрациясы белгілі бір мөлшерден асқанда, оның артығы ерімей, ерітіндінің түбіне шөгеді. Бұл кезде ерітінді мен еріген зат тепе-теңдік жағдайда болады. Мұндай ерітінділерді қаныққан ерітінділер, ал концентрациялары қаныққан ерітіндінің концентрациясына дейінгі барлық ерітінділерді қанықпаған ерітінділер деп атайды. Кейбір еріткіштің белгілі бір мөлшерінде еритін заттың ерігіштігіне сәйкес мөлшерінен де артық мөлшерін ерітуге болады. Мұндай ерітінділер аса қаныққан ерітінділер деп аталады. 

№5 билет

1. Паули принципі. Атомдық орбитальдарды толтыру реті мен ережесі.Паули принципі. Күрделі атомдардың орбитальдарын электрондармен толтыру үшін орбитальдардың әрқайсысында бола алатын электрондар санын анықтап алу қажет. Ол үшін 4 квант санын өзара комбинациялайдың жолын білу керек.Швецария физигі В. Паули 1925 жылы элементтердің периодтық жүйедегі орнына қарап және спектрлерін анализдей отырып, квант сандарын электронның реалды күйін сипаттай алатындай етіп, комбинациялаудың жалпы принципін ұсынған. Паули бұл тыйым салу деп аталған принципі бойынша бір атомның ішінде барлық жағынан ұқсас екі электрон болуы мүмкін емес, яғни атомдағы 2 электронның 4 квант санының төртеуі де бірдей бола алмайды.Атомдағы әрбір электронның басқалардан гөрі ең кемінде бір квант саны өзгеше болуы керек. Паули принципін пайдалана отырып алғашқы екі квант қабатында бола алатын электрондардың санын табайық: n = 1, l = 0 десек, ондағы электрондардың тек спиндері ғана өзгеше болады:n l m s;1 – электрон: 1 0 0 +½; 2- электрон: 1 0 0 -½.Мұнда үшінші электрон болуы мүмкін емес, егер болған жағдайда онда Паули принципін бұзып, үшінші электрон алғашқы екеуінің біреуіне ұқсап кетер еді. n = 2 болғанда біріне бірі ұқсамайтын 8 электрон бола алады. Бір квант қабатындағы бірдей орбитальдарды электрондармен толтыру үшін Гунд ережесін білу керек. Гунд ережесі бойынша берілген қабатшадағы электрондардың спин сандарының қосындысы максималь болуы шарт.

2. Күшті және әлсіз электролиттер.Әлсіз электролиттердің ерітінділерінің қасиеттері.Күшті және әлсіз электролиттер Электролит молекуласындағы атомдар арасындағы байланыстың беріктігіне карай диссоциацияланған молекулалар саны диссоциацияланбаған молекулалар санынан не көп, не аз болуы мүмкін. Электролит молекуласындағы байланыс әлсіз болса, диссоциацияланған молекулалар саны көп болады. Керісінше байланыс берік болғанда, иондарға айналатын молекулалар саны аз болады. Электролиттің қандай мөлшерде диссоциацияланғанын көрсететін шама -иссоциациялану дәрежесі деп аталады және α (альфа) әрпімен белгіленеді. Диссоциациялану дәрежесі дегеніміз — диссоциацияланган молекулалар санының ерітіндідегі жалпы молекулалар санына қатынасы. Диссоциациялану дәрежесін процентпен көрсету үшін оның шамасын 100-ге көбейтеді.Мысалы, электролиттіңдиссоциациялану дәрежесі 60% болса, бұл оның 100 молекуласының 60-ы иондарға ыдырағанын білдіреді. Диссоциациялану дәрежесіне байланысты электролиттер 3 топқа жіктеледі.Күшті электролиттер, олардың диссоциациялану дөрежелері 30%-тен жоғары болады. Мысалы: HN0₃ 91%, NaCl 84%, HC1 92%, КОН жәнө NaOH 84% болады. Күшті электролиттердің молекулалары сүйылтылған ерітіндіде иондарға толығымен ыдырайды.Әлсіз электролиттер. Олардың диссоциациялану дәрежелері 3%-тен төмен болады. Мысалы, СН₃СООН (сірке кышкылы) 1,3%, NH₄OH (аммоний гидроксиді) 1,3%, Н₂С0₃ (көмір қышқылы) 0,171'/о, H₂S (күкіртті сутек қышқылы) 0,07%, т.с.с.

№6 билет

1. Элемент атомдарының электрондық және электрондық- графикалық формулалары. Д.И. Менделеевтің периодтық заңының маңызы.Периодтық заң ашылған кезде көптеген элементтер белгісіз еді. Д. И. Менделеев аса үлкен болжампаздықпен олардың кейбіреулерінің қасиеттерін сипаттаған болатын (скандий - Л. Нильсон, галлий - Лекок де Буабодран, германий - К. Винклер). Ғалымның көзінің тірісінде ол болжаған элементтер ашылып, периодтық заңның дұрыстығының айғағы болды. Галлий Ga 1875 ж., скандий Sc 1879 ж., германий (Ge) 1885 ж. ашылды. Д. И. Менделеев есептеу жолымен анықтаған сипаттамалары олардың тәжірибе жүзінде анықталған шамаларына сәйкес келеді. Периодтық заң ашылған кезде белгісіз бекзат газдар да қасиеттеріне қарай галогендер мен сілтілік металдар арасынан орын алды. Заңның ашылған кезінде кейбір элементтердің валенттіліктері мен атомдық массалары дұрыс анықталмаған еді. Элементтердің қасиеттерінің өзгеру заңдылықтары сақталатындай етіп, Менделеев бериллийдін, (Be), торийдің (Тһ), церийдің (С1), индийдің (In), т.б. кейбір элементтердің атомдық массаларын түзетті. Периодтық заң табиғаттың дамуы мен бірлігін көрсететін жалпы заңдарға жатады. Бұл заңның құрылымдық кескіні болып табылатын периодтық жүйеде периодтар бойынша элементтердің сыртқы қабаттарында электрондар санының біртіндеп өсуінен (1-8) металдық қасиет екідайлылық арқылы бейметалдыққа ауысады. Бұл заңдылық табиғаттың санның сапаға ауысу заңының бір көрінісі. Табиғаттың тағы бір жалпы заңы — терісті терістеу бір периодтан екіншісіне өткенде байқалады. Әрбір келесі периодтың элементі өзіне ұқсас алдыңғы периодтың (III—>11) элементінің (К—>Na, CI—>Ғ) қасиетін қайталағанымен, оның касиеті алдыңғы элементтікінен аздап өзгешеленеді, яғни олардың белсенділігі жоғарырақ екенін көреміз. Қарама-қарсылықтың күресі мен бірлігі - периодтың басынан аяғына жеткенде байқалады (Na - CI; К - Вг).

2.Тотығу-тотықсыздану процестері. Тотығу дәрежесі.Тотығу-тотықсыздану реакциялары (ТТР) - реакцияға қатысушы заттардың құрамындағы элементтердің тотығу дәрежелерінің өзгеруімен жүретін реакциялар.^[1]

18 ғасырдың аяғында А.Лавуазье жанудың оттекті теориясын ұсынған кезден бастап тотығу заттардың оттекпен қосылуы, ал тотықсыздану оттекті бөліп алу процестері деп қаралған. 1920 – 1930 ж. химияда электрондық түсініктің қалыптасуына байланысты оттек қа-тыспайтын реакциялардың да Тотығу-тотықсыздану реакциялар болатындығы анықталды. Тотығу-тотықсыздану реакциялар процестері көбінесе электрондық теңдеулермен өрнектеледі. Зарядтардың сақталу заңына қайшы келмес үшін Тотығу-тотықсыздану реакциялар кезінде тотықтырғыштың қосып алған электрондар саны тотықсыздандырғыштың берген электрондар санына тең болуы керек деген жалпы ереже сақталады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларын коэффиценттер қойып теңестірудің екі әдісі бар: электрондық тепе-теңдік және электрон-ион. Электрондық тепе-теңдік әдісі бойынша берілген және қосып алған электрондар саны элементтердің реакцияға дейінгі және реакциядан кейінгі тотығу дәрежесінің негізінде анықталады.

1+HO+1Cl болатын Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тепе-теңдік қышқылдық ортада солға, ал негіздік ортада оңға ығысады. Күшті тотықтырғышHClЭлектрон-ион әдісі бойынша жалпы иондық реакцияларды құру ережесіне сәйкестеп реакция сұлбасын құ-рады. Күшті электролитті ион түрінде, бейэлектролит пен әлсіз электролиттерді, газдарды және тұнбаларды молекула күйінде жазады. Бұл әдіс реакция жүрген ортаның табиғатына байланысты. Себебі реакция бағытына орта күшті әсерін тигізеді. Мыс., +H2O Mn+7 қышқылдық ортада Mn2+-ге дейін, сілтілік ортада Mn+6, бейтарап ортада Mn+4O2 молекуласына дейін тотықсызданады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының стехиометр. коэффицеттерін табудың бұлардан басқа А.Гарсиа, электронды баланс, матем. әдістері де бар. Химияда Тотығу-тотықсыздану реакциялар өте көп таралған. Мысалы, аммиак, азот қышқылы, күкірт қышқылын алу, электролиз (анодта электрхимиялық тотығу, катодта электрхим. тотықсыздану), жану процесі, металдар коррозиясы, фотосинтез, т.б. маңызды биологиялық құбылыстар Тотығу-тотықсыздану реакциялар процесіне жатады. Тотығу-тотықсыздану реакциялар өнеркәсіпте және техникада көміртек (ҚҚ, ҚV) оксидтерін, таза металл, т.б. алуда кеңінен қолданылады.

Тотығу дәрежесі, тотығу саны – химиялық қосылысты тек иондардан тұрады деп қарастырғанда әр атомда болатын шартты зарядтың сан шамасы. Бұл ұғыммолекуладағы атомдардың 2, H+1, т.с.с.2, Cl+5, O) қосып алған электрон санын көрсетеді. Элементтердің Т. д-н белгілегенде алдымен таңбасы, содан соң сандық мәні жазылады. Мысалы, Mn+7, S+6, Sкүйін сипаттау үшін қолданылады. Кез келген қосылысты ионды қосылыс деп қарастыруға болмайтындықтан, Тотығу дәрежесу шартты түрде алынады. Тотығу дәрежесінің оң мәні (+) берген электрон санын, ал теріс мәні (

Химияда тотығу дәрежесі ұғымы тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін, анорганикалық қосылыстардың классификациясын құруда, т.б. пайдаланылады. Тотығу дәрежесінің мәні валенттілікке сәйкес келе бермейді. Мысалы, метандағы (СН4) көміртектің Т. д. – 4, метил спиртінде (СН3ОН) – 2, құ-мырсқа альдегидінде (НСНО) – 0, бірақ іс жүзінде жоғарыда аталған қосылыстардың барлығында да көміртек атомы 4 валентті болады. Т. д. ұғымын тотығу-тотықсыздану реакцияларын теңестіру үшін кеңінен қолданады.

№7 билет

1. Химиялық байланыстардың негізгі типтері және сипаттамасы. Ковалентті және иондық байланыс Химиялық байланыстар — химиялық элементтер арасындағы тұрақты тепе-тең күйдегі жүйе жасауға келіп тірелетін (молекула, ион, радикал) электромагниттік әсерлесу жиынтығы. Кванттық механика көзқарасы тұрғысынан Химялық байланыс валенттілік сұлба және молекулалық орбиталдар әдісімен түсіндіріледі. Химиялық байланыс түзілуіне қарай төртке бөлінеді:иондық, коваленттік, металдық, сутектік.Иондық байланыс Химиялық байланыс электр терістілігі бойынша айырмашылығы үлкен металл мен бейметалл атомдары арасында түзіледі. Химиялық әрекеттескенде валенттік электрондарын беріп, оң зарядты иондарға (катиондарға): К־–е–К+ бейметалл атомдары электрондар қосып алып, теріс зарядты иондарға (аниондарға) айналады: Cl+е–Cl־. Әр аттас зарядты иондар бірін-бірі тартып молекула құрайды: K+ + Cl ־= KCl. Иондық Химиялық байланыс қарама-қарсы зарядталған иондардың электрстатикалық тартылысы нәтижесінде жүзеге асады. Иондар түзілу арқылы жүзеге асатын байланыстарды иондық байланыс, қосылыстың өзін иондық қосылыс деп атайды. Иондық қосылыстардың қайнау, балқу температурасы жоғары, қызуға тұрақты, олар полюстік еріткіштерде тез ериді, ерітінділері электр тогын жақсы өткізеді.Ковалентті байланыс ортақ электрон жұбы түзілу арқылы іске асады.Химиялық байланыстың түзілуін электртерістілік ұғымын қолданып түсіндіруге болады.Электртерістіліктері бірдей элемент атомдарының арасында (Н₂, О₂, N₂, С1₂) байланыста болатын сутек молекуласының түзілу мысалында қарастырайык. Сутек атомының электрондық формуласы 1s¹. Сутектің электротерістілігі 2,1. S-электрондарының электрон бұлттары сфера (шар) тәрізді, олардың өзара әсерлесуін былай көрсетуге болады.