Лекция 11,12

Химияның алғ ашқ ы заң дарының даму тарихы

Жоспар:

1. Заттар массасының сақ талу заң ының пайда болуы

2. Қ ұ рам тұ рақ тылық заң ының дамуы

3. Эквиваленттер заң ының даму тарихы

4. Еселі қ атынастар заң ының шығ у тарихы

Қ олданылғ ан ә дебиеттер тізімі:

Негізгі жә не қ осымша ә дебиет

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: Қ азҰ У, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұ рахметов 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: «Қ азақ университеті»-2004ж

7. Шоқ ыбаев Ж. Бейорганикалық жә не аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мә тіні:

М.В. Ломоносов жалпы ғ ылымғ а, оның ішінде химияғ а сің ірген ең бегі ө те зор. Ол химияда ә сіресе химиялық тә жірибелерде, ә рдайым «салмақ пен мө лшерді» қ олдану қ ажет екендігін баса кө рсетті. Бұ л уақ ытта дейінгі тә жірибелерде таразыны сирек қ олданатын. ХVІІІ ғ асырдың екінші жартысынан бастап химиялық тә жірибеге алынғ ан жә не реакциядан шық қ ан заттарды ө лшеп, тә жірибелерде салмақ тық бақ ылау жасалынатын болды. Бұ л ә дістің нә тижесі кө п кү ттірген жоқ, бірнеше жаң а заттар, бірнеше жаң а заң дар ашылды. Мысалы, Джозеф Блек кө міртек диоксидін (1752ж), Генри Кавендиш сутекті (1766ж), Д. Резерфорд (1772ж) пен К. Шееле (1773) азотты, К. Шееле- оттекті (1772ж), Д. Пристли-оттекті екінші рет (1774ж), К. Шееле-хлорды (1774ж) ашты.

Заттар массасының сақ талу заң ының пайда болуы. М.В. Ломоносов 1748жылы материя сақ талуының принциптерін былай тұ жырымдады. «...Табиғ атта болатын кү ллі ө згерістердің мә нісі мынады: бір денеден қ анша кемісе, екіншісіне соншама қ осылады; бір жерден бірнеше материя азайса, басқ а жерде артады...» М.В. Ломоносов материя ретінде затты қ абылдап, оның мө лшеріне массасын алды. Қ азіргі кө зқ арас бойынша, жалпы материяның сақ талу заң ын химиялық процестерге арнасақ, ол заттар массасының сақ талу заң ы болып шығ ар еді.

Реакцияғ а қ атысқ ан барлық заттардың, яғ ни реагенттердің массасы реакция нә тижесінде шығ атын заттардың, яғ ни ө німдердің массаларына тең.

Ломоносов ашқ ан бұ л заң былай да оқ ылады: химиялық реакцияларғ а қ атынасушы заттардың массасы ө згермейді.

1756 жылы Ломоносов аузы бітелген ыдыста металдарды қ ыздыру тә жірибесін жасады. Ыдысты тә жірибеге дейін жә не одан соң ө лшеп, «металдың салмағ ы ө згермейді» деген қ орытындығ а келеді, сө йтіп масса сақ талу заң ын эксперимент жү зінде дә лелдеді.

1774жылы Лавуазье металдардың тотығ уын зерттеп, массалар сақ талу заң ын тә жірибе жү зінде нығ айта тү сті. Мысалы мырыштың оттекпен ә рекеттесуін алсақ:

6, 54 с.б. +1, 6с.б. =8, 14 с.б.

мырыш оттек мырыш оксиді

реагенттер мен ө німнің массалары бірдей болатынын кө реміз.

ХІХ ғ асырда М.В. Ломоносов ашқ ан заттар массаларының сақ талу заң ы тә жірибе жү зінде ә лденеше рет дә лелденіп, оның ешбір кінә сі байқ алмады.

Қ ұ рам тұ рақ тылық заң ының дамуы: М.В. ломоносовтың корпускула мен олардан тү зілген заттың қ ұ рамы сә йкес болады деген пікірінен корпускуланың қ ұ рамы тұ рақ ты болатын болса, олардан тү зілген заттың да, қ ұ рамы тұ рақ ты болу керек деген қ орытынды туады. Міне, осы тә жірибе жү зінде тексеруге ХVІІІ ғ асырдың аяғ ында ғ ана мү мкіншілік туды. Тү рлі заттардың салмақ қ ұ рамы жайындажиналғ ан тә жірибелік матеиалдарды француз ғ алымы Пруст зерттеп мынадай қ орытындығ а келген: «... Химиялық қ осылыс дейтініміз... жаратылыс ө зі тұ рақ ты қ ұ рам берген зат...Перуден ташылғ ан болсын, не Сібірде табылғ ан болсын хлорлы кү містің қ ұ рамдары бірдей, кү ллі дү ние жү зінде бір ғ ана тү рлі хлолы натрий, бір ғ ана тү рлі селитра болады». 1801 жылы Пруст ашқ ан заттың қ ұ рам тұ рақ тылық заң ының анық тамасын былай айтуғ а болады: Қ андай жолмен алынғ ан болса да, таза химиялық қ осылыстар қ ұ рамы ә рдайым тұ рақ ты болады.

Мысалы, кө міртек диоксидін мынадай ү ш жолмен алуғ а болады:

С+ О₂→ СО₂, 2СО+ О₂ → 2СО₂, СаСО₃ → СаО +СО₂

Ә рбір таза кө міртек диоксидінің қ ұ рамында 27, 29 масса кө міртек пен 72, 71 масса оттек бар.

Эквивалент заң ының пайда болуы: Химиялық тә жірибелерде таразы кең қ олдану, химиялық қ осылыстардың қ ұ рамын білу, химиктердің алдына бірнеше жаң а мә селелерді қ ойды. Соның бірі химиялық элементтер бір-бірімен қ осылысқ анда қ андай салмақ мө лшерінде қ осылысады деген мә селе болды. Ағ ылшын ғ алымы Джон Дальтон 1803 жылдан бастап бірнеше жыл осы мә селемен шұ ғ ылданып, ақ ырында химияғ а эквивалент деген тү сінік енгізді.

Эквивалент дейтініміз - химиялық элементтер бір-бірімен қ андай салмақ мө лшерімен қ осылысатындығ ын кө рсететін сан.

Ә детте, сутек пен оттекті ө лшеуіш ретінде пайдаланады, сутектің, 1, 008 салмақ бө лігіне оттектің 8 салмақ бө лігі сә йкес келетіні белгілі, сондық тан:

Элементтің химиялық эквиваленті дейтініміз- оның 8 салмақ бө лік оттекпен не 1, 008 салмақ бө лік сутекпен қ осылыса алатын немесе қ осылыстарда солардың орнын баса алатын салмақ мө лшері.

Химияғ а эквиваленттен кейін эквивалент заң ы енді. Элементтер бірімен-бірі эквиваленттеріне пропорционал масса мө лшерлерінде реакцияласады.

Қ азіргі уақ ытта эквивалент жайындағ ы тү сінік кү рделі заттарғ а да қ олданылады.

Кү рделі заттың эквивалентті дегеніміз-басқ а заттың эквивалентімен қ алдық сыз реакцияласатын салмақ мө лшері.

Жалпы алғ анда эквиваленттер заң ын былай тұ жырымдауғ а болады:

Жай немесе кү рделі заттар қ атысатын барлық химиялық реакцияларда заттардың ө зара эквивалентті мө лшерлері ә рекеттеседі.

Еселі қ атынастар заң ының шығ у тарихы. Кейбір элементтер қ осылысқ анда бір ғ ана емес, бірнеше қ осылыс тү зеді, демек бұ л қ осылыстарда ол элементтердің салмақ мө лшерлері де ә ртү рлі қ атынаста болады. Мысалы, сутек пен оттек екі қ осылыс- су жә не сутектің пероксидін тү зеді. Мыс оттекпен екі қ осылыс-қ ара тү сті мыс (ІІ) оксиді жә не қ ызыл тү сті мыстың (І) оксидін тү зеді. Осы сияқ ты басқ а кө п мысалдар келтіруге болады.

Сутек пен оттектің қ осылыстарында сутектің бір салмақ бө лігіне оттектің қ осылып тұ рғ ан салмақ бө ліктерінің біреуі екіншісінен, екі есе артық 8: 16=1: 2. Осы сияқ ты мыс пен оттектің де екі тү рлі қ осылысында оттектің бірдей салмақ бө лігіне (16с.б.) сай келетін мыстың салмақ бө ліктері еселі қ атынаста болады. 32: 64= 1: 2

Бұ л жағ дайды зерттеген Дальтон (1803ж) мынадай қ орытындығ а келген:

Екі элемент бірімен-бірі бірнеше қ осылыс тү зетін болса, ол қ осылыстарда, сол элементтердің біреуінің бірдей етіп алынғ ан салмақ бө лігіне екіншісінің сай келетін салмақ бө ліктерінің ө зара қ атынасы, кішкене бү тін сандар қ атынасындай болады. Бұ л еселі қ атынас заң ы деп аталады.

Лекция 13

Атомистиканың қ айта тууы

Жоспар:

1. Атомистиканың қ айта тууы

2. Джон Дальтонның ең бектері

Қ олданылғ ан ә дебиеттер тізімі:

Негізгі жә не қ осымша ә дебиет

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: Қ азҰ У, 2001ж.

4. Бірімжанов Б., Нұ рахметов 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: «Қ азақ университеті»-2004ж

7. Шоқ ыбаев Ж. Бейорганикалық жә не аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

Лекция мә тіні:

Осы айтылғ ан ү ш заң элементтердің қ осылуының ретін кө рсетеді. Осы заң дарда ашылып отырғ ан қ ағ идаларының дұ рыстығ ын тү сіндіру ү шін Дальтон (1808ж) атом жө ніндегі тү сінікке қ айта оралып, ө зінің пікірін былайша тұ жырымдады:

1. Барлық зат ө те кішкене бө лшектерден-атомдардан тұ рады.

2. Жай заттар одан ә рі бө лінбейтін, біріне-бірі ұ қ сас, басқ алардан айырмашылығ ы бар, жай атомдардан, ал кү рделі заттар “кү рделі атомдардан” тұ рады. Кү рделі атомдар реакция кезінде жай заттардың атомдарына ажырайды.

3. Кү рделі заттың “кү рделі атомдары” ә р тү рлі жай атомдардың азғ ана санынан қ ұ ралады. Мысалы, екі жай заттың (А жә не В) атомдары қ осылып кү рделі зат бере алады, ол “кү рделі атомдардың ” қ ұ рамы: АВ, А₂В, АВ₂ болуы мү мкін, демек, екі элемент арасында бірнеше қ осылыс тү зіледі.

4. “Кү рделі атомның ” салмағ ы оны қ ұ раушы жай атомдардың массаларының қ осындысына тең. Атомдардың массасы оларды сипаттаушы қ асиеттерінің бірі, атомдардың салыстырмалы массасын білу ө те қ ажет.

Дальтонның атомистикасының негізінде Ломоносовтың пікіріне ұ қ сас, бірақ ө згешелігі де бар. Дальтонның “кү рделі атомдар” (молекулалар) дейтіндерінде, бірдей жай атомдардан тұ ратын осы кездегі тү сінікке қ арағ анда жай заттың молекулалары жоқ. Ломоносов қ ағ идасында ондай корпускулалар бар еді. Дальтон пікірінше жай заттың молекулаларының болмауы атом молекула теориясының қ абылдануына кө п уақ ыт (Авогадро заң ы кіргенше) бө гет болды. Дальтонның атомистикасының екінші ерекшелігі-мұ нда сапалық сипаттан басқ а, сан-салмақ тық сипат та бар (еселі қ атынас заң ы). Ал, Дальтонның атомдық массаны анық тауы тамаша табыс еді.

Джон Дальтон (1766-1844). Дальтонның ә кесі деревняда мата тоқ у қ олө нерін кә сіп еткен кедей шаруа болғ ан. Мектепте оқ ып кө п білім ала алмағ ан, ө йткені 12 жасынан бастап жұ мыс істей бастады- ә уелі ө зінің мұ ғ алімінің орнын басты. Содан бастап математика, физика, натурфилософия (жаратылыстану) оның мамандығ ы болды. Бос уақ ытын ө з бетінше білім толық тыруғ а, метеорологиялық бақ ылауларғ а жұ мсады.

Дальтон 1793 жылы Манчестерге, колледжғ а мұ ғ алімдік қ ызметке шақ ырылды. Осы қ алада ол философиялық қ оғ амның ә уелі хатшысы, соң ынан президенті болып сайланды. Осы кезде сұ йық тық тың булану серпімділігінің, газдардың ерігіштігінің заң ын табады. 21 жасынан бастап ү збей метеорологиямен айналасады, 78 жасында метеорологиялық 200000 бақ ылау жұ мысын аяқ тағ аннан кейін, кө п ұ замай қ айтыс болады. Дальтон дү ние жү зіне атағ ы жайылғ ан ғ алым болғ анымен, ө мірінің аяғ ына дейін жоқ шылық кө рген.

Лекция 14

Молекула жайында тү сініктің қ айта туып ө ркендеуі

Жоспар:

1. Атомның пайда болуы