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:

• 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

• 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.

• 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.

• 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:

АІОНСО₃Са₂(ОН)₂СО₃

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

• Құрылым формулаларында әрбір валенттілік сызықшамен көрсетіледі. Мысалы:

НО-НН-О

ОСаС=О

НО-НН-О

Сукальций гидроксидікөмір қышқылы

О

СаС=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.