D. I. Mendeleyev davriy qonuni

Modda tuzilishi. Valent bo’glar va molekulyar orbitallar usuli.

Modda — tinch holatda massaga ega boʻlgan zarralar majmui; umumiy tinchlik massasi nolga teng boʻlmagan elementar zarralar (asosan, elektron, proton va neytron). modda gaz, suyuqlik, qattiq jism va plazma holida boʻladi. Modda — materiyanmt asosiy shakllaridan biri. Kvant mexanika, elektrodinamika va elementar zarralar fizikasi taraqqiyoti natijasida fizik reallikning moddadan boshqa shaklda — maydon shaklida boʻlishi ham aniqlandi. Kimyoda moddani bir kimyoviy element atomlaridan iborat oddiy va kimyoviy birikmalardan tuzilgan murakkab moddalarga boʻlish qabul qilingan.^[1] Moddalar 3 yagdoyda boladilar. Ular qattiq, suyuk va gaz.

Valent bog’lanishlar usuli, elektron orbitallarning gibridlanish usuli  bilan uyg’unlashgan holda turli tuman moddalarning tuzilishi, molekuladagi valent bog’larning  yo’nalishi,  molekulalarning geometriyasini juda ko’p moddalar uchun to’g’ri tushuntiradi.

  Ba’zi moddalarda elektron juftlar yordamisiz boglanish yuzaga kelib chiqadi. Masalan, XIX asrning oxirida Tomson molekulyar vodorod ionini vodorod (H₂⁺)molekulasini elektronlar bilan bombardimon qilib oldi.

     Bunga asoslanib 2 yadro bir-biri bilan birgina elektron yordamida boglana oladi degan xulosa kelib chiqadi.

     Tarkibida toq elektronlar bo’lgan moddalargina magnitga  tortiladi.  Kislorodni valent bog’lanishlar usuliga asoslanib unda toq elektronlar borligini ko’rsata  olmaymiz.  Lekin  kislorod  qattiq holda magnitga tortiladi.  Buni valent bog’lanishlar usuli tushuntirib beraolmaydi.

     Erkin radikallar  tarkibida ham juftlanmagan elektronlar bo’ladi.

     Benzolga o’xshash aromatik uglevodorodlarning tuzilishini valent bog’lanishlar tushuntirib bera olmaydi.   Molekula hosil  bo’lishida toq elektronlarning rolini ko’rsatadigan nazariya 1932 yilda Xund va Malliken tomonidan yaratilgan bo’lib, bu nazariya molekulyar orbitallar nazariyasi nomini oldi.

     Molekulyar orbitallar nazariyasini yaratishda  atom  orbitallarning tuzilishi haqidagi kvant-mexanik tasavvurlarni molekula tuzilishi uchun qo’llash mumkin deb hisoblandi.

     Farqi shundaki, atom bir markazli (bir yadroli) sistema bo’lsa, molekula ko’p markazli sistemadir.  Bu nazariyaga ko’ra,  har  qaysi elektron molekuladagi  barcha yadro va ko’p markazli orbitallar ta’sirida bo’lishi e’tiborga olinadi.

     Molekulyar orbitallar  (MO)  usulining  bir  necha variantlari bor. Atom orbitallarining  chiziqli  kombinatsiya  usuli  (LKAO  yoki AOCHK) eng ko’p qo’llaniladigan variant.  Bu usulda elektronning molekulyar to’lqin funktsiyasi, o’sha molekulani tashkil etgan barcha atomlardagi elektronlarning to’lqin funktsiyalaridan kelib chiqadigan chiziqli kombinatsiya, ya’ni molekulyar orbitallarni tasvirlovchi funktsiyalarni molekulani  tashkil etgan atomning funktsiyalarini bir-biriga qo’shish va bir-biridan ayirish natijasida topiladi.

     Agar biz  tarkibida 1ta elektron va 2 yadro bo’lgan molekulani nazarda tutsak,  ayni sistemada elektron harakatini 2 ta  funktsiya bilan izohlash mumkin.

     Birinchisi              w ₁ = C₁ j₁ + C₂ j₂

     Ikkinchisi              w₂   = C₁ j₁ - C₂ j₂

     C₁ , C₂   - koeffitsientlar

    w ₁  j₁   -   ayni elektronning I va II yadroga oid funksiyalari

      j₁  - simmetrik funksiya

       j₂ - antisimmetrik funksiya

     Agar elektron bog’lanayotgan atomlar yadrolaridan tashqarida joylashgan bo’lsa,, elektron bulut yadrolar orasida zichlana olmaydi,  binobarin yadrolar

bir-biridan uzoqlashadi.  Elektronning bunday holatiga bo’shashtiruvchi orbital

mos keladi.  Bunday molekulyar orbitalda 2 ta yadro oralig’ida elektronlarning zichligi juda kichik bo’ladi.  Bunday orbital molekulaning turgunligini kamaytiradi.Agar elektronning harakati simmetrik funktsiya bilan ifodalansa, elektron buluti yadrolar orasida juda zich holatni  egalllaydi, buning natijasida  yadrolar bir-biriga tortiladi va ular o’zaro birikadi. Bu orbital bog’lovchi orbital deb atalib,  bir xil  zaryadga ega bo’lgan zarrachalar - yadrolarni bir-biridan itarilishini kuchsiz-lantirib, kimyoviy bog’lanishni kuchaytiradi.

     Molekulaning barqaror yoki barqaror emasligi uning tarkibidagi bog’lovchi va bo’shashtiruvchi elektron orbitallarning nisbiy miqdoriga bog’liq bo’ladi. Agar sistemada 1  ta bo’shashtiruvchi orbital hosil bo’lsa, u 1  ta bog’lovchi orbitalning ta’sirini yo’q qiladi.

   Molekulyar orbitallar  usulida molekula tarkibidagi elektronlarning o’zaro  ta’siri  e’tiborga  olinmaydi.  Atomda  har  qaysi elektron orbital s,  p,  d,  f    harflar bilan ifodalangani kabi, molekulyar orbitallar ham j,p, l  va s harflari bilan belgilanadi.

      Atom orbitaldagi elektronning energiyasi bosh va orbital kvant sonlarga bog’liq bo’lib, magnit kvant songa bog’liq emas. Molekulyar orbitaldagi elektronning energiyasi ayni orbitalning yo’nalishiga, ya’ni magnit kvant songa  ham  bog’liq, chunki  molekulada  yadrolarni bir-biriga bog’lab turgan yo’nalish boshqa yo’nalishlardan farq qiladi.

       Molekulada elektronning harakat momenti proektsiyasini atom yadrolarini bo’shashtiruvchi o’qqa nisbatan kattaligini xarakterlash uchun magnit kvant soni

 m ga o’xshash molekulyar kvant son -  l kiritilgan.

      l = 0, bunday holat  s holat deyiladi, bu holatni qabul qiladigan lektronlarning maksimal soni 2ga teng.

     l =   ±1 bo’lsa,   p holat deyiladi.  Bu holatda eng ko’pi bilan 4ta elektron bo’lishi mumkin.