ebook img

G İ R İ Ş PDF

611 Pages·2011·7.57 MB·English
by  
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview G İ R İ Ş

G İ R İ Ş 1. KİMYANIN PREDMETİ Materiya və onun hərəkəti. Bizi əhatə edən maddi aləmdə mövcud olan nə varsa materiya adlanıb özünü maddə və sahə şəklində büruzə verir. Maddə məxsusi kütləyə malik hissəcik- lərdən, məsələn, atom, molekul, ionlardan təşkildir. Sahə isə materiyanın hər şeydən əvvəl enerji ilə xarakterizə olunan for- masıdır. Məhz sahə vasitəsi ilə maddələri təşkil edən hissəciklər arasında qarşılıqlı təsir mövcud olur. Materiyanın sahə forma- larına elektromaqnit, qravitasiya sahələrini misal göstərə bilərik. Materiyanın mövcudluq formalarından biri materiyanın da- imi və əbədi hərəkətdə olmasıdır. Hərəkətsiz materiya və ya materiyasız hərəkət mövcud deyildir. Materiyanın hərəkəti bir- birilə qarşılıqlı əlaqədə olan olduqca müxtəlif formalarda özünü biruzə verir. Bu formalara fiziki, kimyəvi, bioloji və s. formaları misal göstərə bilərik. Materiyanın ayrı-ayrı hərəkət növləri ilə bu və ya digər elm sahələri məşğul olur. Məsələn, materiyanın fiziki hərəkət növün- dən fizika, kimyəvi hərəkət növündən kimya, bioloji hərəkət nö- vündən biologiya və s. məşğul olur. Materiyanın hərəkət növləri bir-birinə çevrilmə xassəsinə malikdir. Məsələn, mexaniki enerji elektrik enerjisinə, elektrik enerjisi kimyəvi enerjiyə, kimyəvi enerji istilik enerjisinə və s. çevrilə bilər. Materiyanın hərəkət ölçüsünü və onun miqdarı xarakteristi- kasını enerji təşkil etdiyi halda, inersiya ölçüsüni kütlə təşkil edir. Odur ki, enerji və kütlə materiyanın qarşılıqlı əlaqədə olan 5 xassələrini təşkil edir. Bu qarşılıqlı əlaqə e n e r j i n i n v ə k ü t l ə n i n s a x l a n m a s ı q a n u n u şəklində aşağıdakı kimi ifadə olunur: İzoləedilmiş sistemdə kütlələrin və enerjilərin cəmi sabitdir. Kütlə m ilə enerjinin E qarşılıqlı əlaqəsi riyazi olaraq A.Eyn- şteyn tənliyi (1905) ilə ifadə olunur: 2 E = mc 1 8 Burada c – işığın boşluqda sürətidir (3.10 m/san.). Kimyəvi reaksiyalar enerji effektləri ilə xarakterizə olundu- ğundan reaksiya zamanı (1) tənliyinə əsasən kütlə dəyişməsi baş verir. Kimyəvi reaksiyaların maddənin miqdar vahidinə düşən enerji effektlərinin 10-1000 kC (kilocoul) olduğunu nəzərə al- -8 -10 saq, Eynşteyn tənliyinə əsasən kütlə dəyişməsi 10 -10 q təşkil edər. Odur ki, kimyəvi reaksiyalar zamanı baş verən kütlə də- yişməsi olduqca kiçik olduğundan onu nəzərə almamaq olar. Qeyd edək ki, Eynşteyn tənliyi kütlə və enerjinin ekviva- lentliyini və onların bir-birinə çevrilməsini deyil, qarşılıqlı əla- qəsini müəyyən edir. Kimyanın predmeti. Kimya təbiət elmlərindən biri olub materiyanın kimyəvi hərəkət formasından bəhs edir. Kimyəvi hərəkət dedikdə maddələrin keyfiyyət dəyişmələri, yəni onların keyfiyyətcə bir formadan digər formaya çevrilməsi başa düşülür. Materiyanın kimyəvi hərəkəti kimyəvi reaksiya adlanır. Kimyəvi reaksiyalar zamanı müxtəlif maddələrin atomları arasında müba- dilə prosesləri, elektronların atomlar arasında paylanması, müəy- yən birləşmələrin parçalanması və digərlərinin əmələ gəlməsi prosesləri baş verir. Kimyəvi proseslər zamanı yeni kimyəvi və fiziki xassələrlə xarakterizə olunan maddələr əmələ gəlir. Beləliklə, kimya maddələr və onların çevrilmə qanunları haqqında elmdir. 6 Müasir kimya ümumi, qeyri-üzvi, üzvi, fiziki, analitik kim- ya, elektrokimya, geokimya, biokimya, kosmokimya və s. elm- ləri özündə birləşdirən çox sahəli bir elmi sistemdir. Umumi kimya atomun quruluşu və kimyəvi rabitə nəzə- riyyələri, dövri qanun, kimyəvi proseslərin əsas qanunauyğun- luqları, məhlullar, oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları haqqında təlim və s. daxil olmaqla kimyanın ən ümumi qanun və konsep- siyalarını öyrənir. Kimyanın tədqiqat obyektini kimyəvi elementlər və onların birləşmələri təşkil edir. K i m y ə v i e l e m e n t nüvəsinin yükü ilə xarakterizə olunan atomlar növüdür. Öz növbəsində a t o m elementin kimyəvi xassələrini özündə daşıyan ən kiçik hissəcikdir. Maddənin əsas kimyəvi xassələrini özündə daşıyan, sərbəst yaşama qabilyyətinə malik ən kiçik hissəcik m o l e k u l adlanır. Molekullar bir, iki və çoxatomlu olurlar. Onlar bir çox maddələ- rin tərkib hissələrini təşkil edir. Molekulları eyni növ atomlardan təşkil olunmuş maddələr bəsit (məsələn, He, Ar, Ne, O2, O3, S4, S8, P4 və s.), müxtəlif növ atomlardan təşkil olunmuş maddələr (məsələn, H2O, CO2, NH3, HCl, CH4, CH2O və.s) isə mürəkkəb maddələr adlanır. Bəsit maddələr kimyəvi elementlərin sərbəst yaşayan formalarıdır. İxtiyari maddə müəyyən tərkiblə, quruluşla, fiziki və kim- yəvi xassələrlə xarakterizə olunur. Maddənin kimyəvi xassəsi onun kimyəvi reaksiyalara girmə qabiliyyətini xarakterizə edir. Bu xassələri başa düşmək üçün maddənin tərkib və quruluşunu bilmək lazımdır. Odur ki, kimya maddələrin tərkibini, qurulu- şunu, xassələrini və onların çevrilmə qanunauyğunluqlarını öyrənir. Kimya təbiət elmlərindən biri kimi digər elmlərlə sıx əla- qədədir. Kimyəvi reaksiyalar fiziki, bioloji, geoloji və digər pro- seslərdə olduqca böyük rol oynayır. Maddə miqdarı. Maddənin miqdar ölçüsü olaraq mol anla- yışından istifadə olunur. 7 Karbon-12-nin 0,012 kq-da olan atomların sayına bərabər quruluş vahidlərinə (atom, molekul, ion, elektron, proton, ney- tron və s.) malik maddə miqdarı mol adlanır. 23 0,012 kq karbon-12-də 6,02.10 karbon atomu vardır. Bu ədəd Avaqadro ədədi və ya sabiti adlanıb NA ilə işarə olunur. 23 Göstərilən baxımdan bir mol-atom hidrogendə 6,02.10 hidro- 23 gen atomu, bir mol-molekul hidrogendə 6,02.10 hidrogen mo- 2- 23 2- lekulu, bir mol SO4 -də 6,02.10 SO4 -ionları, bir mol H2O-da 23 23 6,02.10 su molekulları, bir mol elektronda 6,02.10 elektron vardır və s. Bir mol maddənin kütləsi m o l y a r və ya m o l k ü t l ə (M) adlanır, q/mol və ya kq/mol-la ifadə olunur. Maddənin mol- yar kütləsi ədədi qiymətcə onun uyğun gəldiyi elementin və ya molekulun nisbi kütləsinə bərabərdir. Məsələn, nisbi atom və molekul kütləsi uyğun olaraq Ar(Na) = 23, Mr (NH3) = 17 olan natrium və ammonyakın molyar kütləsı M(Na)=23q/mol, M(NH3)=17q/mol-dur. N i s b i a t o m kütləsi atomun molyar kütləsinin karbon-12 izotopunun molyar kütləsinin 1/12-dən neçə dəfə cox olduğunu göstərən ədəddir. C-12-nin molyar kütləsinin 1/12 atom kütlə -27 vahidi (a.k.v) adlanıb 1,66057.10 kq-a bərabərdir. 2. KİMYANIN ƏHƏMİYYƏTİ Təbiətin ən mühüm fundamental elmlərindən biri kimi kim- yanın dərk edilməsi elmi dünyagörüşün formalaşmasında mü- hüm rol oynayır. Kimyanın öyrənilməsi gələcək mütəxəssisin yaradıcı təfəkkürünün, yaradıcılığının inkişafında mühüm əhə- miyyət kəsb edir. Kimya hər bir insanın həyatında, onun praktiki fəaliyyətində mühüm yer tutur. Kimya qanunlarının dərindən mənimsənilməsi yeni proseslərin, maşınların, qurğuların və cihazların yaradıl- masına, mövcud olanların isə təkmilləşdirilməsinə imkan ya- radır. 8 Xalq təsərrüfatının kimyalaşdırılması onun inkişafının inten- sivləşdirilməsinin ən başlıca yollarından birini təşkil edir. Bir çox istehsalat prosesləri kimyəvi reaksiyalara əsaslanır. Elektrik enerjisinin, yanacağın, metalların, müxtəlif materialla- rın, qida məhsullarının alınması birbaşa kimyəvi reaksiyalarla bağlıdır. Hazırda elektrik və mexaniki enerjinin alınmasında təbii yanacağın kimyəvi enerji çevrilmələri əsas rol oynayır. Bu çevrilmələr zamanı baş verən yanma, suyun qarışıqlara, metal- lara və s. təsiri kimi mürəkkəb proseslər baş verir. Bu proses- lərin mexanizmini bilmədən istilik elektrik stansiyalarının və daxili yanma mühərriklərinin effektiv işləməsini təmin etmək mümkün deyildir. Bir sıra müəssisələrdə kimyəvi reaksiyalardan istifadə edil- məsi əmək məhsuldarlığının kəskin artmasına, məhsulun keyfiy- yətinin yüksəlməsinə, yeni materialların alınmasına səbəb olur. Kənd təsərrüfatında yüksək məhsuldarlığın əldə edilməsin- də, bitkilərin ziyanvericilərinə və xəstəliklərinə qarşı mübarizə- də kimya xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Kimya qanunlarının mənimsənilməsi və tətbiqi istehsalın ef- fektliyinin, məhsulun keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasında olduq- ca mühüm rol oynayır. Maşınqayırmanın, elektrotexnikanın, elektronikanın, radio- texnikanın, mikroelektronikanın, kosmik texnikanın, avtomati- kanın, hesablama texnikasının və digər sahələrin inkişafında kimyanın rolu durmadan artır. Yeni texnikanın inkişafı üçün yüksək təmizliyə, bərkliyə, keçiriciliyə, odadavamlılığa malik materialların yaradılması xü- susı əhəmiyyət kəsb edir. Belə materiallar məhz müasir kimya sənayesi tərəfindən əldə edilir. Elektrotexnika sənayesində bura- xılan sənaye məhsullarının 80%-dən çoxu polimer materialların tətbiqi ilə həyata keçirilir. 9 3. KİMYANIN ƏSAS MİQDARİ (STEXİOMETRİK) QANUNLARI Tərkibin sabitlik qanunu. Bu qanun müasir şəkildə aşa- ğıdakı kimi ifadə olunur: Hər bir təmiz molekulyar birləşmənin miqdari tərkibi alın- ma üsullarından asılı olmayaraq sabitdir. Bu qanun fransız alimləri J.Prust və K.Bertolle arasında uzun sürən (1801-1808) mübahisə nəticəsində meydana çıxmış- dır. Prust alınma üsullarından asılı olmayaraq maddələrin tərki- binin sabitliyini irəli sürdüyü halda, Bertolle əksinə, maddələrin tərkibinin alınma üsullarından asılı olaraq qeyri-sabit olduğunu iddia edirdi. Tərkibin sabitliyi qanunu kimyanın inkişafında bö- yük rol oynayaraq öz əhəmiyyətini hal-hazıra kimi saxlamışdır. Lakin müəyyən edilmişdir ki, heç də bütün birləşmələr bu qanuna tabe deyildir. 1912-1913-cü illərdə N.S.Kurnakov müəy- yən etmişdir ki, bir sıra birləşmələr tərkibin sabitlik qanununa tabe olmayıb dəyişən tərkibə malik olurlar. Kurnakov belə bir- ləşmələri b e r t o l l i d l ə r adlandırmışdır. Bertollidlərə bir çox kristallik maddələr: oksidlər, karbidlər, nitridlər, fosfidlər və s. daxildir. Məsələn, alınma üsulundan asılı olaraq titan oskidin tərkibi TiO0,6-dən TiO1,25-ə qədər dəyişə bilər. Tərkibin sabitlik qanununa tabe olan birləşmələri isə N.S.Kur- nakov d a l t a n i d l ə r adlandırmışdır. Ekvivalent. Ekvivalentlər qanunu. Tərkibin sabitlik qanu- nundan belə nəticə çıxır ki, elementlər bir-birilə olduqca mü- əyyən miqdari nisbətlərdə reaksiyaya daxil olurlar (paylar qay- dası ). Bununla əlaqədar kimyaya ekvivalent və ekvivalent kütlə anlayışları daxil edilmişdir. Müasir anlayışa görə elementin bir mol hidrogen atomları ilə birləşən və ya həmin miqdar hidrogen atomlarını əvəz edən miqdarı onun ekvivalenti adlanır. Məsələn, HCl, H2S, NH3, CH4 birləşmələrində Cl, S, N və C-nun ekvivalenti uyğun olaraq 1mol Cl, 1/2 mol S, 1/3mol N və 1/4 mol C təşkil edir. 10 Elementin 1 mol-ekvivalentinin kütləsı onun ekvivalent küt- ləsi (ME) adlanır. Bu baxımdan göstərilən misallarda xlorun, kükürdün, azotun və karbonun ekvivalent kütləsi uyğun olaraq 35,45 q/mol, 32/2 = 16 q/mol, 14/3 = 4,67 q/mol və 12/4 = 3 q/mol olacaqdır. Ekvivalent və ekvivalent kütlə adətən mad- dənin tərkibinin miqdari analizi və ya bir elementin digəri ilə əvəz olunmasından alınan nəticələr əsasında müəyyən edilir. Ek- vivalenti təyin etmək üçün elementlərin hidrogenli birləşmələ- rindən istifadə olunması məcburi deyildir. İxtiyari elementin ek- vivalenti onun ekvivalenti məlum digər elementlə birləşməsinin miqdari tərkibı əsasında hesablana bilər. Bir çox elementlər bir-birilə bir neçə birləşmə əmələ gətirir. Buradan aydın olur ki, belə birləşmələrdə element bir neçə ek- vivalentə və ya ekvivalent kütləyə malik olur. Belə hallarda hə- mişə elementin ekvivalentlərinin nisbəti sadə tam ədələrin nis- bəti kimi olur. Məsələn, CO və CO2-də karbonun ekvivalenti uy- ğun olaraq 1/2 mol C və 1/4 mol C və ya ekvivalent kütlələri 6 q/mol və 3 q/mol təşkil edir. Bu ədədlərin nisbəti isə 2:1 kimidir. Ekvivalent və eləcə də ekvivalent kütlə anlayışları eyni mənada mürəkkəb maddələrə aid edilir. Mürəkkəb maddənin ekvivalenti qalıqsız olaraq bir ekvivalent hidrogenlə və ya ixtiyari digər maddənin bir ekvivalenti ilə təsirdə olan miqdarına deyilir. Ekvivalent anlayışının kimyaya daxil edilməsi İ.Rixter tərə- findən ekvivalentlər qanununun kəşf olunmasına səbəb olmuş- dur. İ.Rixter apardığı tədqiqatlar nəticəsində (1792-1800) ekvi- valentlər qanununu kəşf edilmişdir: Maddələr bir-birilə ekvivalentlərinə mütənasib miqdarlarda qarşılıqlı təsirdə olurlar. Bir sıra məsələləri həll etdikdə ekvivalentlər qanununun aşa- ğıdakı ifadəsindən istifadə etmək əlverişli hesab olunur: Reaksiyada iştirak edən maddələrin kütlələri (həcmləri) nisbəti onların ekvivalentlərinin molyar kütlələrinin (həcmlə- rinin) nisbəti kimidir. 11 Göstərilən qanunu riyazi şəkildə aşağıdakı kimi ifadə etmək olar: mA : mB : ... = ME(A) : ME(B) : ... Maddələr qaz halında olduqda: VA : VB: ... = VE(A) : VE(B) ... Burada mA (VA) və mB (VB ) – uyğun olaraq A və B maddə- lərinin reaksiyada iştirak edən kütlələri (həcmləri), ME(A), (VE(A) ) və ME(B) (VE(B)) isə onların ekvivalent kütlələridir (həcmləridir). Həndəsi nisbətlər qanunu. Bu qanun D.Dalton (1803) tərə- findən kəşf olunmuşdur: Əgər iki element bir-birilə bir neçə birləşmə əmələ gətirirsə, bunlardan birinin eyni kütləsinə düşən digər elementin kütlələri nisbəti sadə tam ədədlərin nisbəti kimidir. Məsələn, CO2 ilə CO birləşmələrində karbonla oksigenin kütlələri nisbəti 12:32 və 12:16 nisbəti kimidir. Deməli, kar- bonun oksigenin sabit kütləsi ilə birləşən kütlələri nisbəti 2:1-ə nisbəti kimidir. Bu qanun əsasında Dalton hidrogenin kütləsini şərti olaraq vahid qəbul edərək elmə nisbi atom kütləsi anlayı- şını daxil etmişdir. Hal-hazırda isə göstərdiyimiz kimi nisbi atom kütlə vahidi olaraq karbon-12 izotopunun molyar kütləsi- nin 1/12 qəbul edilmişdir. 12 BÖLMƏ 1 MADDƏ QURULUŞU Birinci fəsil ATOMUN QURULUŞU VƏ ELEMENTLƏRİN DÖVRİ SİSTEMİ 1.1.ATOM QRULUŞUNUN İLK MODELLƏRİ Atomun mürəkkəbliyi. X1X əsrin sonunda və XX əsrin əvvəllərində təbiətşunaslıqda baş verən bir sıra mühüm kəşflər atomun materiyanın son həddi olması haqqındakı təsəvvürlərin yanlış olduğunu meydana çıxartdı. Bu kəşflərdən ən mühümü elektronun kəşfi idi. İngilis alimi Stoney ilk dəfə Faradeyin elektrolizə aid təcrü- bələrinə istinad edərək atomların tərkibinə mənfi elektrik yükü daşıyan hissəciklərin daxil olmasi fikrini irəli sürmüşdür. Stoney bu hissəciklərə elektron adını vermişdir. Təcrübi olaraq elektron 1897-ci ildə ingilis alimi Tomson tərəfindən kəşf edilmişdir. -19 −28 Elektron yükü 1,602. 10 Kl, kütləsi isə 9,110.10 q-a bərabər elementar hissəcikdir. Müəyyən edildi ki, maddələri qızdırdıqda, rentgen şüaları ilə təsir etdikdə və s. onlardan elektron qopartmaq mümkündür. Atomların bütövlükdə elektroneytrallığını nəzərə alsaq onların tərkibinə həmçinin müsbət yüklü hissəciklərin də (protonların) daxil olması fikri irəli sürülmüşdür. Atomun mürəkkəbliyini is- bat edən mühüm kəşflərdən biri də radioaktivlik hadisəsinin kəşfi olmuşdur. 13 1896-cı ildə fransız alimi Anri Bekkerel uran duzlarının özündən gözə görünməyən kağızdan, nazik metal lövhədən və s. asanlıqla keçən, qaranlıqda fotokağıza təsir edən şüa buraxdığını müəyyən etmişdir. Bu şüanın təbiəti ilə məşğul olan Mariya Skladovskaya-Küri və onun əri Pyer Küri müəyyən etmişlər ki, belə şüa buraxma nəinki uran duzlarına, həmçinin torium birləş- mələrınə, habelə onlar tərəfindən həmin dövrdə kəşf olunmuş polonium və radiuma da aiddir. Mariya Kürinin təklifi ilə bu tip şüalanma radioaktivlik adlandırılmışdır. Radioaktiv xassəli mad- dələrə isə radioaktiv maddələr deyilir. M.Küri, P.Küri və həm- çinin ingilis fiziki E.Rezerfordun tədqiqatları göstərmişdir ki, radioaktiv şüa bircinsli olmayıb α , β , γ şüaları adlanan üç tər- kib hissəsindən ibarətdir. α − şüası yükü +2, kütləsi 4 a.k.v-nə bərabər olan helium atomlarının nüvələri, β -şüası elektron se- lindən, γ − şüası isə heç bir yük daşımayan yüksəktezlikli elek- tromaqnit dalğalarından ibarətdir. Yuxarıda qeyd olunanlar və habelə bir sıra digər kəşflər gös- tərdi ki, atom materiyanın son həddi olmayıb tərkibinə müsbət, mənfi yük daşıyan elementar hissəciklər daxildir. Odur ki, atom fəzasında bu hıssəciklərin necə yerləşdiklərini, başqa sözlə ato- mun quruluşunu müəyyən etmək tələb olunurdu. Atom quruluşunun planetar (nüvə) modeli. Atoma ilk qu- ruluş C.Tomson tərəfindən verilmişdir. O, atomu kürəcik kimi təsvir edərək müsbət və mənfı yükləri bu kürəcik daxilində bəra- bər surətdə paylamışdır. Müsbət yükləri (protonları) dayanıqlı hesab edərək, mənfi yükləri (elektronları) isə müsbət yüklər ət- rafında rəqs edən kimi təsvir etmişdir. 1911-cu ildə α − şüasının nazik qızıl lövhəcikdən keçmə qa- nunauyğunluqlarını tədqiq edən Rezerford, Tomson modelinin səhv olduğunu müəyyən etdi. O, müəyyən etdi ki, α -hissəcik- lərinin əksəriyyəti (~99%) heç bir maneəyə rast gəlmədən metal lövhəcikdən keçir. Ancaq bəzi hissəciklər (~1% ) müəyyən bucaq altında səpələnirlər. Çox nadir hallarda isə təxminən 100 milyon α -hissəçiklərindən biri tam geriyə qayıtmaya məruz 14

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.