1.Химияның негізгі заңдары мен түсініктері

химиялық элемент – ядро зарядтары бірдей болатын атомдар түрі. Атом - химиялық реакция кезінде бөлінбейтін элементтің ең кішкене бөлшегі, бірақ сол элементтің химиялық қасиеттерін көрсетеді. Молекула – сол заттың химиялық қасиетін көрсететін заттың ең кішкене бөлшегі.

Жай заттар – құрамына тек бір элементтің атомдары ғана кіретін заттар. Күрделі заттар – құрамына әртүрлі элементтер атомдары кіретін заттар. Моль – заттың мөлшерінің бірлігі, көміртегі-12 атомының 0,012 кг массасындағы атомдар санына тең, яғни 6,02× 1023 . Заттың эквиваленті - 1 моль сутегі атомдарымен ( 0,5 моль оттегі атомдарымен) қосыла алатын не сондай сутегі (оттегі) атомдарының мөлшерін химиялық реакцияларда ығыстырып шығара алатын мөлшері. Эквивалент масса – заттың 1 эквивалентінің массасы. Авогадро тұрақтысы NA - кез келген жүйенің (N) бөлшектер санының жүйе заттарының мөлшеріне қатынасы n: N/n = NA моль-1 = 6,02×1023 моль-1. Осыдан : 1) әртүрлі газдардың бірдей жағдайда (t,p) бірдей көлемдеріндегі молекулаларының саны бірдей болады; 2) Қалыпты жағдайда (қ.ж.) газдардың молярлық көлемі 22,4л/моль болады. Олай болса, 1 моль газдың қ.ж. көлемі 22,4л. Эквивалент көлем – заттың 1 эквиваленті алатын көлем. Сутегінің эквиваленті 1 моль , оттегінің эквиваленті 0,5 моль болғандықтан сәйкесінше эквивалент көлемдері 11,2 л/моль және 5,6 л/моль болады.

Химияның негізгі заңдары Масса сақталу заңы; энергия сақталу заңы; құрам тұрақтылық заңы; еселік және көлемдік қатынастар заңдары; Авогадро заңы, эквиваленттер заңы. Заттардың массасы сақталу заңы: Реакцияға түскен заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттардың массасына тең болады. Химиялық реакциялар кезінде атомдар массалары өзгермейтіндіктен, реакцияға қатысқан заттардың массасы тұрақты болады. Барлық химиялық реакциялар заттар массасы сақталу заңына бағынады. Құрам тұрақтылық заңы. Заттар массасы сақталу заңы ашылуының химияны дамытудағы маңызы өте зор болды. Осы заңға сәйкес көптеген заттардың сапалық және сандық құрамдары зерттеліп анықталды. Заттың құрамы тұрақты, әлде айнымалы бола ма деген мәселе төңірегінде ХІХ ғасырдың басында екі ғылыми пікір айтылды. Қ. Л. Бертолле заттың құрамы айнымалы болуы тиіс десе, Ж.Л.Пруст заттың құрамы тұрақты болады деді. Бұл ғылыми айтыс жеті жылға созылды. Соңында Ж.Л.Прусттың пікірі қабылданып, ол заттың құрам тұрақтылық заңын ашты. Ол заңның қазіргі анықтамасы былай айтылады: Алыну жолына қарамастан молекулалық құрылысты әрбір химиялық таза заттың сапалық және сандық құрамы тұрақты болады. Еселік қатынас заңы. 1803 жылы ағылшын ғалымы Д. Дальтон еселік қатынас заңын ашты. Ол былай аталады: егер екі элемент бір – бірімен бірнеше молекулалық қосылыс түзетін болса, онда бір элементтің белгілі бір тұрақты массасына келетін екінші элементтің массаларының өзара қатынасы кіші бүтін сандардың қатынасындай болады. Эквиваленттер заңы - әрекеттесетін заттардың массасы олардың эквивалент массаларына пропорционал. Бұл заңдар стехиометриялық заңдар деп аталады, себебі олар барлық заттардың массалары мен көлемдерін есептеуге қолданылады. 1811 жылы А.Авогадро кейін заңға айналған гипотезасын ұсынды: Бірдей жағдайда әр түрлі газдардың бірдей көлемдеріндегі молекулалар саны бірдей болады. Авогадро газ тәрізді жай заттардың молекулалары екі атомнан тұрады деп көрсетті.2.Эквивалент заңдары, эквиваленттік массасы мен эквиваленттік көлем жөнінде ұғым, мысалдар келтіріңіз

Химияда эквивалент, эквиваленттік масса түсініктерін кеңінен қолдану нәтижесінде эквиваленттер заңы ашылады; Заттардың бір – бірімен әрекеттесетін мөлшері олардың химиялық эквиваленттеріне пропорционал болады. Бұл заңды есептер шығаруға қолайлы болу үшін былай айтуға болады: Әрекеттесетін заттардың массалары (көлемдері) олардың эквиваленттік массаларына ( көлемдеріне) пропорционал болады: m1/ m2= Э1/ Э2мұндағы m1 , m2 — бірінші және екінші заттардың массалары, Э1 , Э2 – сәйкес бірінші және екінші заттардың эквиваленттері..Эквивалент – екі элементтің немесе екі заттың бір – бірімен қалдықсыз әрекеттесетін тең мөлшерін көрсетеді.Элементтің эквиваленті дегеніміз сутегі атомдарының 1 молімен әрекеттесетін немесе сондай молді қосылыстан ығыстырып шығаратын мөлшерін айтады.Мысалы, иодсутекте НІ сутегінің 1 молімен қосылып тұрғандықтан иодтың эквиваленті 1 мольге, күкіртсутекте H2S сутегінің екі молімен қосылысатындықтан күкірттің эквиваленті 1 :2 мольге, аммиакта NH3, азоттың эквиваленті 1 : 3 мольге, силанда SiH4, кремнийдің эквиваленті 1 : 4 мольге тең. Эквиваленттің 1 эквивалентінің массасын оның эквиваленттік массасы дейді, ал ол г/мольмен көрсетіледі. Жоғарыда келтірілген қосылыстарда иодтың, күкірттің, азоттың, кремнийдің сәйкес эквиваленттік массалары мынадай: 127 г/моль, 32 :2 = 16 г/моль, 14 : 3 = 4,76 г/ моль, 28 : 4 = 6,5 г/моль.Эквиваленттік көлем дегеніміз заттың бір эквивалентіне сәйкес келетін көлемді айтады. Мысалы, қалыпты жағдайда сутегінің 1 эквиваленті (1г/моль), 11,2 л оттегінің бір эквиваленті (8г/моль) 5,6л көлем алады. Эквивалент, эквиваленттік масса ұғымдарын күрделі заттарға қолданады. Күрделі заттың эквиваленті дегеніміз оның сутегі атомдарының бір молімен немесе кез – келген заттың 1 эквивалентімен әрекеттесетін мөлшерін айтады. Оксидтердің эквиваленттік массасы Эр2о5 = М (Р2О5) / 2• 3 = 142 /6= 23,66 г/моль Қышқылдардың эквиваленттік массасы Эн2S о4 = М (Н2 SОң) / 2 . 1= 98 / 2= 49 г/моль Негіздердің эквиваленттік массасы ЭAl(OH)3 = М (Al(ОH)3 / 3 = 78/3 = 26 г/моль Тұздардың эквиваленттік массасы ЭAl2(SO4)3 = М (Al2(SO4)3) / 2• 3 = 342 /6 = 57 г/мольАлмасу реакциясына қатысатын негіздер мен қышқылдардың эквиваленттік массаларын олардың молярлық массаларын реакция кезінде жоғалтатын гидроксид немесе сутегінің иондарының сандарына бөлу арқылы табады. Мысалы, NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O ЭNaOH = 40/1= 40 г/моль Эн2SO4 = 98/1= 98 г/моль 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O ЭNaOH = 40/1= 40 г/моль Эн2Sо4 = 98/2= 49г/моль Тотығу – тотықсыздану реакцияларында тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың эквиваленттік массаларын қосып не беріп жіберетін электрон санына сәйкес анықтайды. Мысалы, 5KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 = 5 KNO3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O Ионды – электронды әдіс бойынша коэффициенттерді анықтаймыз. NO2¯ + H2O — 2e¯ → NO3¯ + 2 H+ 5 MnO4¯ + 8H+ + 5e¯ → Mn2+ + 4 H2 О 2 5 NO2¯ + 5 H2O + 2MnО4¯ + 16 H+ → 5 NO3¯ + 10 H+ + 2 Mn2+ + 8 H2O 6 3 ЭKNO2 = М (KNО2 )/2 = 42, 5 г/моль ЭKMnO4= М (KMnО4)/5 = 31,6 г/моль

3.Элементтер мен күрделі заттардың эквиваленттік массаларын есептеу

Эквиваленттің 1 эквивалентінің массасын оның эквиваленттік массасы дейді, ал ол г/мольмен көрсетіледі

Оксидтердің эквиваленттік массасы Эр2о5 = М (Р2О5) / 2• 3 = 142 /6= 23,66 г/моль Қышқылдардың эквиваленттік массасы Эн2S о4 = М (Н2 SОң) / 2 . 1= 98 / 2= 49 г/моль Негіздердің эквиваленттік массасы ЭAl(OH)3 = М (Al(ОH)3 / 3 = 78/3 = 26 г/моль

Тұздардың эквиваленттік массасы ЭAl2(SO4)3 = М (Al2(SO4)3) / 2• 3 = 342 /6 = 57 г/моль

Алмасу реакциясына қатысатын негіздер мен қышқылдардың эквиваленттік массаларын олардың молярлық массаларын реакция кезінде жоғалтатын гидроксид немесе сутегінің иондарының сандарына бөлу арқылы табады. Мысалы, NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O ЭNaOH = 40/1= 40 г/моль Эн2SO4 = 98/1= 98 г/моль 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O ЭNaOH = 40/1= 40 г/моль Эн2Sо4 = 98/2= 49г/моль Тотығу – тотықсыздану реакцияларында тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың эквиваленттік массаларын қосып не беріп жіберетін электрон санына сәйкес анықтайды. Мысалы, 5KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 = 5 KNO3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O Ионды – электронды әдіс бойынша коэффициенттерді анықтаймыз. NO2¯ + H2O — 2e¯ → NO3¯ + 2 H+ 5 MnO4¯ + 8H+ + 5e¯ → Mn2+ + 4 H2 О 2 5 NO2¯ + 5 H2O + 2MnО4¯ + 16 H+ → 5 NO3¯ + 10 H+ + 2 Mn2+ + 8 H2O 6 3 ЭKNO2 = М (KNО2 )/2 = 42, 5 г/моль ЭKMnO4= М (KMnО4)/5 = 31,6 г/моль

4.Электронның екі жақты корпускула-толқындық табиғаты. Электрон бұлттарының пішіні. Де Бройль толқындары

Фотоэффект құбылысын түсіндіру жолын Эйнштейн тапты. Ол фотоэффект құбылысын түсіндіру үшін жарықтың бөлшектік әрі кванттық қасиетіне сүйенді. Шынында да, жарық екіжақтылығымен сипатталады: біріншісінде ол толқындық жағынан танылса, екінші жолы бөлщек, яғни Эйнштейн сөзімен айтқанда, фотондар ағыны ретінде көрінеді. Бұл құбылыс жарықтың толқындық-корпускулалық дуализм деп аталады. Дуализм - бүкіл материяның кірпіші болып табылатын элементар бөлшектердің барлығына ортақ қасиет. Кванттық көзқарас бойынша жарықты таситын әрбір бөлшек, яғни фотон бір квант энергияға ие болады: E=hv

Атом құрылысының қазіргі теориясы микробөлшектердің екі жақты табиғатын ,яғни бөлшектік және толқындық табиғатын алып қоса түсіндіреді.Материалды дүниенің екі жақты табиғаты ең алғаш сәуле үшін тағайындалған еді. Өткен ғасырдың алғашқы жартысында жарықтығ интерференциясы мен дифракциясын зерттей келе, тәжірибе жүзінде олардың электромагниттік толқындар екендігі анықталды. Ал 20 ғ басында жарықтың фотон деп аталған материалды бөлшектердің ағыны екендігін дәлелдейтін толып жатқан құбылыстар ашылды. Солардың бірі фотоэффект құбылысы болатын.Столетов ашқан фотоэффект құбылысының сырын жарықтың бір ғана толқындық теориясы негізінде түсіндіру мүмкін болмады.Теориялық есептеулер электронның шамасы тым кіші болғандықтан оған түскен электромагниттік толқындардың беретін энергиясы тым аз болып, фотоэффекті тудыра алмайтынын көрсетті. Сондықтан кәдімгі ккүн сәулесінің әсерімен металдың бетіндегі электронын ұшырып шығару үшін бірнеше сағат бойы жарық түсіріп тұру қажет болар еді. Ал іс жүзінде металдың бетіне жарық түсісімен, оның жиілігіне тәуелді бірден электрондар ұшып шыға бастайды. А Энштейн жарық сәулесін фотон деп қарағанда ғана фотоэффект құбылысының сырын түсінуге болатынын айтты.Фотон металл бетіне тигенде, кәдімгі бильярдтың бір шары екіншісіне дәл тигенде ұшыратыны тәрізді, оның электронын ұрып шығарады. Ол үшін электронмен соұтығысқанда фотондар оған өз энергиясын береді, оның мөлшері Планк теңдеуі бойынша hv-ге тең.1924 жылы француз ғалымы Де Бройль корпускулалаық – толқындық табиғат фотондарға ғана тән емес, кез келген материалдық бөлшектердің бойында да болады деп айтты.

Соған сай кез келген бөлшектің қозғалысын толқындық процесс ретінде қарауға болады. Сонда

Бұл формуламен сипатталатын толқындарды Де-Бройль толқындары деп атайды. Де-Бройль теңдеуі бойынша қозғалған дененің массасы неғұрлым үлкен болған сайын, оған сай «толқын ұзындығы» солғұплым кіші болатындығын көреміз.Бірақ микробөлшектердің массасын кіші, жылдамдығын біршама үлкен етіп алсақта «толқын ұзындығын» байқау мүмкін болмайды.Мәселен, массасы m=10^-3 г зат 10 м/с жылдамдықпен қозғалады десек, оның Де-Бройль толқының ұзындығы:

ʎ=6,626*10^-34 /10-³*10=6,625*10^-29 м

Электронның пішіндері

L мәні	0	1	2	3
Эл.деңгейше	s	p	d	f
Эл.бұлттарының пішіндері	Шар тәріздес	Шексіздік тәріздес	2 шексіздік тәріздес	күрделі