Атом-молекулалық ілім негіздері. Х имияның негізгі заңдары

Реакция төмендегі теңдеу бойынша  жүреді:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2KCN → K[Ag(CN)₂] + KCl + 2NH₃

Комплексті тұздарға қос тұздар жатады, мысалы: калий алюминий ашудасы КAl(SO₄)₂ * 12H₂O немесе K[Al(SO₄)₂]*12H₂O. Оларды өте тұрақсыз комплексті қосылыстар ретінде қарастыру дұрыстырақ болады.

Комплексті қосылыстарға көптеген изомерия түрлері тән. Олардың ішінде негізгілерінің бірі-гидраттық изомерия. Гидраттық изомерияға құрамы CrCl₃*6H₂O қосылысы мысал бола алады. Күлгін түсті тұз молекуласында барлық алты молекулалары ішкі сферада орналасқан [Cr(OH₂)₆]Cl₃.

Қыздыру кезінде су молекулалары біртіңдеп  ішкі сфераны босатып, хлорид-иондарына орын босатады. Нәтижесінде келесідей комплексті иондар түзіледі: [Cr(OH₂)₅Cl]Cl₂ * H₂O – ашық-жасыл түсті, [Cr(OH₂)₄Cl₂]Cl*2H₂O – қою-қоңыр түсті.

Орталық атом мен лиганда арасында донорлы-акцепторлы механизммен түзілетін  ковалентті байланыс болады.

Мысалы, [Ag(NH₃)₂]⁺ комплексті ионында Ag⁺ ионы екі NH₃ молекуласын донорлы-акцепторлы механизммен түзілетін екі σ-байланыс арқылы координациялайды. (NH₃ молекулалары   жұбының доноры, ал Ag⁺ акцептор).

4р

Ag           4s

 

 

4p

Ag⁺            4s

 

σ – байланысының түзілуі күміс атомындағы sp – гибридизация нәтижесінде жүреді, ондағы валенттік бұрыш 180⁰.

Кесте 18

Координациялық сан	Гибридтелу типі	Кеңістік конфигурация
2	Sp	Сызықтық
4	Sp3	Тетраэдрлі
6	Sp3d2	Октаэдрлі

 

Координациялық сан орталық  атом мен лигандалар арасындағы σ- байланыстар  санымен белгіленеді.

2.5 Сулы ерітінділердегі тотығу-тотықсыздану реакциялары.

Мақсаты:Тотығу-тотықсыздану процесімен, реакцияларымен, олардың  жіктелуімен, теңестіру әдістерімен таныстыру. Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышэквивалентін табуды үйреті.

Сұрақтар:

1. Тотығу-тотықсыздану реакциялары дегеніміз не?
2. Тотығу дәрежесі, оны анықтау жолдары.
3. тотығу процесі дегеніміз не?
4. Тотықсыздану процесі дегеніміз не?
5. Тотығу-тотықсыздану реакция теңдеулерін теңестіру әдістері.
6. Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш эквиваленті.

Тақырып: «Тотығу-тотықсыздану реакциялары»

Тотығу дәрежесі деп – атомда электрон жұбының терісэлектрлігі жоғары атомға ығысқан кездегі зарядты атайды. Тотығу дәрежесі “n” әріпімен белгіленеді. Молекуладағы атомның тотығу дәрежесін анықтау үшін мынадай жағдайларға сүйену қажет:

Молекула құрамындағы  атомдардың тотығу дәрежелерінің алгебралық қосындысы әрқашан нольге тең.

+1  +6  -2

Na₂ S O₄  2*(+1) + 1*(+6) +4*(-2) = 0

Фтордың тотығу дәрежесі барлық қосылыстарында “–1” – ге, оттегінікі “-2”-ге тең.

OF₂,  F^-1 ¬ O⁺² ® F^-1, n_O=+2;  H₂O₂ H⁺¹ ®O^-1 ¸ O^-1¬ H⁺¹; n_O= -1

Cутегінің тотығу дәрежесі гидридтерден басқа қосылыстарында “+1” – ге тең.

СаН₂  Н^-1 - Са - Н^-1   n_H= -1.

Тотығу дәрежесі бөлшек сан болуы мүмкін:

Н⁺¹N^-1/3; K⁺¹O₃^-1/3 (калий озониді)

Көптеген жағдайларда  тотығу дәрежесі валенттілікке, яғни атомдардың байланыстар санына тең болмайды.

Әрекеттесетін заттардың құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелері өзгере жүретін реакциялар тотығу – тотықсыздану реакциялары деп аталады.

С⁰ + С₂⁰ ® СО₂

Тотығу дәрежелерінің  өзгеруі электрондардың ауысуына байланысты. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының электрондық  теориясының негізгі жағдайлары:

1) Тотығу –  молекулардың, атомдардың немесе иондардың электрон беру процесі. 

Zn –2 ® Zn²⁺

H₂ –2   ® 2H⁺

2Cl^- -2   ® Cl₂

2) Тотығу-тотықсыздану атомдардың, молекулардың немесе иондардың электрон қосып алу процесі.

S + 2   ® S^2-

Cl₂ +2   ® 2Cl^-

3) Электрон беретін атомдар, молекулалар немесе иондар тотықсыздандырғыштар деп аталады. Реакция кезінде олар тотығады.

Электрон қосып алатын атомдар, молекулалар немесе иондар тотықтырғыштар деп аталады. Реакция кезінде олар тотықсызданады.

Тотығу процесі - әрқашан  тотықсызданумен қатар жүреді және керісінше. Сондықтан тотығу-тотықсыздану реакциялары екі қарама-қарсы  процесс тотығу мен тотықсызданудың  бірігуі болып табылады. 

Электрондық баланс әдісі – бастапқы және соңғы зат атомдарының тотығу дәрежелерін салыстыруға негізделген.

Оның негізінде  тотықсызданатын берген электрон саны тотықтырғыштың қосып алған электрон санына тең болу ережесі жатыр.

Ионды – электронды әдіс. Ионды – электронды әдіспен тотығу – тотықсыздану реакцияларын теңестіру үшін төмендегідей ережелер қолданылады:

1) Тотығу –  тотықсыздану реакциясына қатысатын  қосылыстардың тотығу дәрежесі  емес, ион заряды анықталады:

KMnO₄ + KJ + H₂SO₄   ® MnSO₄ + J₂  + K₂SO₄  + H₂O

2) Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты анықтап, тотығу – тотықсыздану үрдісінде шынайы қатысатын иондарды көрсете отырып, химиялық реакцияның иондық сызбанұсқасын құраймыз:

MnO₄^- - ионы Mn²⁺ - ке дейін тотықсызданып, J^- - ионы J⁰ –ге дейін тотығады. Реакция кезінде сутегі ионының қатысуы реакцияның қышқылдық ортада өтетіндігін көрсетеді. Бұл әрі қарай тұжырым жасауға көмектеседі.

3) Әрбір жартылай  реакция тңдеуі үшін электронды  – иондық теңдеу құрастырылады.  Егер бастапқы алынған затта оттегі саны көп болса, онда сол жақ бөлігіне оттегіні байланыстыруға қажетті сутегі ионы қосылады. Ал теңдеудің оң бөлігіне судың сәйкес келетін молекула саны жазылады.

Әрбір жарты  реакция теңдегіндегі электрон саны ион зарядтарының қосындысына тең болу керек.

 екінші жартылай реакция

                                     

тотығу

               тотықсыздану

Әрбір жартылай реакция теңдеунің көбейткішке көбейтіп, тотығу – тотықсыздану үрдісіндегі электрон санын теңестіреміз. Осыдан кейін әрбір жартылай реакция теңдеуін қосып, толық реакция  теңдеуін  аламыз.

4) Алынған коэффициенттерді сәйкес заттардың алдына қоямыз.

2KMnO₄ + 10KJ + 8H₂SO₄   ® 2MnSO₄ + 5J₂  + 6K₂SO₄  + 8H₂O

Егер орта қышқылдық  болса, оттегі атомдарының саны су молекуласымен  байланыстырылады. Сілтілік ортада оттегі атомының саны гидроксил ионымен  немсе су молекуласымен теңеседі, ал бейтарап ортада тек су молекуласымен теңестіріледі.

Ионды – электронды реакцияның артықшылығы:

• “тотығу дәрежесі” формальды түсінігін қолданбаймыз;
• Тотығу – тотықсыздану реакциясындағы орта әсерін анықтауға мүмкіндік береді.

Негізгі әдебиет: [1] 244-253 бет. [2] 170-184 бет.

Қосымша әдебиет: [11] 255-295 бет.