Bildiyiniz kimi, kimya maddələrin quruluşunu və xassələrini, həmçinin onların qarşılıqlı çevrilmələrini öyrənir. Kimyəvi birləşmələrin səciyyələndirilməsində onların hansı növ hissəciklərdən ibarət olması sualı mühüm yer tutur. Atomlar, ionlar və ya molekullar ola bilər. Bərk cisimlərdə onlar kristal qəfəslərin düyünlərinə daxil olurlar. Molekulyar quruluş bərk, maye və qaz halında nisbətən az sayda birləşməyə malikdir.
Məqaləmizdə molekulyar kristal qəfəslərlə xarakterizə olunan maddələrə nümunələr verəcəyik, həmçinin bərk, maye və qazlar üçün xarakterik olan molekullararası qarşılıqlı təsirlərin bir neçə növünü nəzərdən keçirəcəyik.
Niyə kimyəvi birləşmələrin quruluşunu bilməlisiniz
İnsan biliyinin hər bir sahəsində elmin gələcək inkişafının əsaslandığı bir qrup fundamental qanunları ayırmaq olar. kimya üzrə- bu M. V-nin nəzəriyyəsidir. Lomonosov və J. D alton, maddənin atom və molekulyar quruluşunu izah edir. Alimlərin müəyyən etdiyi kimi, daxili quruluşu bilməklə birləşmənin həm fiziki, həm də kimyəvi xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmaq mümkündür. İnsan tərəfindən süni şəkildə sintez edilən bütün böyük miqdarda üzvi maddələr (plastiklər, dərmanlar, pestisidlər və s.) onun sənaye və məişət ehtiyacları üçün ən qiymətli olan əvvəlcədən müəyyən edilmiş xüsusiyyətlərə və xüsusiyyətlərə malikdir.
Birləşmələrin quruluşunun xüsusiyyətləri və xassələri haqqında biliklərə kimya kursu üzrə nəzarət bölmələri, sınaq və imtahanlar aparılarkən tələb olunur. Məsələn, təklif olunan maddələr siyahısında düzgün cavabları tapın: hansı maddənin molekulyar quruluşu var?
- Sink.
- Maqnezium oksidi.
- Almaz.
- Naftalin.
Düzgün cavab belədir: sink molekulyar quruluşa malikdir, eləcə də naftalin.
Molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvələri
Təcrübi olaraq müəyyən edilmişdir ki, molekulyar quruluş aşağı ərimə nöqtələrinə və aşağı sərtliyə malik maddələr üçün xarakterikdir. Bu birləşmələrin kristal qəfəslərinin kövrəkliyini necə izah etmək olar? Məlum olub ki, hər şey onların düyünlərində yerləşən hissəciklərin birgə təsirinin gücündən asılıdır. O, elektrik təbiətinə malikdir və əks yüklü molekulların - dipolların bir-birinə təsirinə əsaslanan molekullararası qarşılıqlı təsir və ya van der Vaals qüvvələri adlanır. Məlum oldu ki, onların formalaşması üçün bir neçə mexanizm var,maddənin özünün təbiətindən asılı olaraq.
Molekulyar tərkibli birləşmələr kimi turşular
Həm üzvi, həm də qeyri-üzvi turşuların əksəriyyətinin məhlullarında əks yüklü qütbləri olan bir-birinə nisbətən istiqamətlənmiş qütb hissəcikləri var. Məsələn, hidroklor turşusu HCI məhlulunda dipollar var, onların arasında oriyentasiya qarşılıqlı təsirləri baş verir. Temperaturun artması ilə hidroklor, hidrobromik (HBr) və digər halogen tərkibli turşuların molekulları oriyentasiya təsirində azalma olur, çünki hissəciklərin istilik hərəkəti onların qarşılıqlı cazibəsinə mane olur. Yuxarıda göstərilən maddələrdən əlavə saxaroza, naftalin, etanol və digər üzvi birləşmələr molekulyar quruluşa malikdir.
İnduksiya edilmiş yüklü hissəciklər necə əmələ gəlir
Əvvəllər biz Van der Waals qüvvələrinin oriyentasiyalı qarşılıqlı təsir adlanan təsir mexanizmlərindən birini nəzərdən keçirdik. Üzvi maddələrə və halogen tərkibli turşulara əlavə olaraq, hidrogen oksidi su, molekulyar quruluşa malikdir. Qeyri-qütblü, lakin karbon qazı CO2 kimi dipolların, molekulların əmələ gəlməsinə meylli maddələrdən ibarət olan maddələrdə induksiya edilmiş yüklü hissəciklərin - dipolların görünüşünü müşahidə etmək olar. Onların ən mühüm xüsusiyyəti elektrostatik cazibə qüvvələrinin görünüşünə görə bir-birini cəlb etmək qabiliyyətidir.
Qazın molekulyar quruluşu
Əvvəlki yarımbaşlıqda biz birləşmə karbon dioksidi qeyd etmişdik. Onun hər bir atomu öz ətrafında elektrik sahəsi yaradır, bu da induksiya ediryaxınlıqdakı karbon dioksid molekulunun atomu başına polarizasiya. O, dipola çevrilir ki, bu da öz növbəsində digər CO2 hissəciklərini qütbləşdirməyə qadir olur. Nəticədə molekullar bir-birinə cəlb olunur. İnduktiv qarşılıqlı təsir qütb hissəciklərindən ibarət maddələrdə də müşahidə oluna bilər, lakin bu halda o, oriyentasiya van der Waals qüvvələrindən xeyli zəifdir.
Dispersiya qarşılıqlı əlaqəsi
Həm atomların özləri, həm də onları təşkil edən hissəciklər (nüvə, elektronlar) fasiləsiz fırlanma və salınım hərəkəti edə bilirlər. Bu, dipolların görünüşünə səbəb olur. Kvant mexanikasının araşdırmalarına görə, ani ikiqat yüklü hissəciklərin meydana gəlməsi həm bərk cisimlərdə, həm də mayelərdə sinxron şəkildə baş verir ki, yaxınlıqda yerləşən molekulların ucları əks qütblü olur. Bu, onların dispersiya qarşılıqlı təsiri adlanan elektrostatik cazibəsinə gətirib çıxarır. Qaz halında olan və molekulları monotomik olanlar istisna olmaqla, bütün maddələr üçün xarakterikdir. Bununla belə, van der Waals qüvvələri, məsələn, aşağı temperaturda inert qazların (helium, neon) maye fazaya keçməsi zamanı yarana bilər. Beləliklə, cisimlərin və ya mayelərin molekulyar quruluşu onların müxtəlif növ molekullararası qarşılıqlı təsir yaratmaq qabiliyyətini müəyyən edir: oriyentasiya, induksiya və ya dispersiya.
Sublimasiya nədir
Bərk cismin molekulyar quruluşu, məsələn, yod kristalları,sublimasiya kimi maraqlı fiziki hadisəyə səbəb olur - I2 molekullarının bənövşəyi buxarlar şəklində uçuculaşması. O, maye haldan yan keçərək bərk fazadakı maddənin səthindən baş verir.
Bu vizual cəhətdən möhtəşəm təcrübə molekulyar kristal qəfəslərin struktur xüsusiyyətlərini və birləşmələrin əlaqəli xassələrini göstərmək üçün tez-tez məktəb kimya siniflərində edilir. Adətən bunlar aşağı sərtlik, aşağı ərimə və qaynama nöqtələri, zəif istilik və elektrik keçiriciliyi və uçuculuqdur.
Maddələrin quruluşu haqqında biliklərin praktiki istifadəsi
Gördüyümüz kimi, kristal şəbəkənin növü, birləşmənin quruluşu və xassələri arasında müəyyən bir əlaqə qurmaq olar. Buna görə də, bir maddənin xüsusiyyətləri məlumdursa, onun quruluşunun xüsusiyyətlərini və hissəciklərin tərkibini proqnozlaşdırmaq olduqca asandır: atomlar, molekullar və ya ionlar. Əldə edilən məlumat o zaman faydalı ola bilər ki, kimya üzrə tapşırıqlarda atomik və ya ion tipli qəfəslərə malik olanlar istisna olmaqla, müəyyən birləşmələr qrupundan molekulyar quruluşa malik olan maddələri düzgün seçmək lazımdır.
Xülasə edərək, aşağıdakı nəticəyə gəlmək olar: bərk cismin molekulyar quruluşu və onun kristal qəfəslərdən ibarət fəza quruluşu, maye və qazlarda qütbləşmiş hissəciklərin düzülüşü onun fiziki və kimyəvi xassələrinə tam cavabdehdir. Nəzəri baxımdan birləşmələrin xassələri,tərkibində dipollar molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvələrinin böyüklüyündən asılıdır. Molekulların polaritesi nə qədər yüksək olarsa və onları təşkil edən atomların radiusu nə qədər kiçik olarsa, onlar arasında yaranan oriyentasiya qüvvələri bir o qədər güclü olar. Əksinə, molekulu təşkil edən atomlar nə qədər böyükdürsə, onun dipol momenti bir o qədər yüksəkdir və deməli, dispersiya qüvvələri bir o qədər əhəmiyyətlidir. Beləliklə, bərk cismin molekulyar quruluşu onun hissəcikləri - dipollar arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvələrinə də təsir edir.
