Hozirgi zamon kimyosining rivojlanish boskichlari

Hozirgi zamon kimyosining rivojlanish boskichlari.

Reja:
1. Molekular va supramolekular kimyo
2.Fotokatalitik sintez
3.Femtokimyo (o‘ta tezkor jarayonlar kimyosi)
4.Magnitkimyo
5.Biogeokimyo, koinot kimyosi va astrokimyo gibrid fanlarning vujudga kelishi va shakllanishi
Molekular va supramolekular kimyo
ATOM – MOLEKULAR TA’LIMOT
Asoschisi: 1741 yil rus olimi M.V.Lomonosov, 1808 yil ingliz olimi J.Dalton
Qoidalari: a) Barcha moddalar korpuskulalardan (molekulalar) iborat va ular orasida ma’lum masofa mavjud; b) Molekular elementlardan (atomlar) iborat, atomlar va molekulalar to‘xtovsiz harakatda bo‘ladi. Bu harakat moddaning agregat holatiga va temperaturaga bog‘liq; v) Atomlarning muayyan massasi va o‘lchami bor; g) Oddiy moddalarning molekulasi bir xil atomlardan, murakkab moddalarning molekulasi esa har xil atomlardan tuzilgan.
Qo‘shimcha ma’lumotlar: 1) Moddalar hajmi temperatura o‘zgarganda kengayadi yoki torayadi; 2) Moddalar temperatura ta’sirida bir agregat holatdan boshqasiga o‘tadi; 3) Bosim ortganda barcha moddalar, ayniqsa gaz moddalar siqiladi; 4) Moddalar molekulalarining bir-biri bilan aralashishi diffuziya deyiladi; 5) Moddalar bir-birida eriydi.
Atom – molekular ta’limotni rivojlanishiga o‘z xissasini qo‘shgan olimlar: M.V.Lomonosov, R.Boyl, J.Dalton, Kannitssaro, A.Avagadro, Gey-Lyussak, Jerar va h.k.
Atom – molekular ta’limotning hozirgi zamon talqini quyidagicha: 1) Moddaning kimyoviy jixatdan bo‘linmaydigan eng kichik zarrachasi – atom deb aytiladi. Bir turdagi atomlar kimyoviy element deyiladi. 2) Tabiatdagi moddalarning turli – tumanligi kimyoviy elementlar atomlarining o‘zaro turlicha birikishi bilan izohlanadi. 3) Atomlar o‘zaro birikib molekulalar hosil qiladi. Molekula – ayni modda tarkibini va xossalarini ifodalovchi eng kichik zarrachadir. 4) Moddalar o‘z tarkibiga ko‘ra oddiy va murakkab bo‘lishi mumkin. 5) Molekula va atom uzluksiz harakatda bo‘ladi. 6) Kimyoviy reaksiya vaqtida o‘zaro ta’sirlashuvchi moddalar molekulalari saqlanmaydi, atomlar saqlanadi va molekula tarkibidagi atomlar qayta guruhlanib yangi molekulalar hosil bo‘ladi.
MODDA MASSASINING SAQLANISH QONUNI
Asoschilari: 1748 yil rus olimi M.V.Lomonosov va 1789 yil fransuz olimi A.Lavuaze.
Qoidasi: Reaksiyaga kirishayotgan moddalar massalari yig‘indisi hosil bo‘lgan moddalar massalari yig‘indisiga teng bo‘ladi. (Yadroviy reaksiyalarda modda massasining saqlanish qonuni amal qilmaydi). Kimyoviy reaksiya vaqtida juda katta energiya ajralishi bilan boradigan jarayonlarda massaning o‘zgarishi kuzatiladi. Masalan: yadro va termoyadro reaksiyalari, vodorod bombasining portlashi va h.k. 1905 yilda A.Eynshteyn massa o‘zgarishini quyidagi formula bilan ko‘rsatib berdi. m – modda massasi, Ye – jarayonda ajralgan energiya miqdori, s – yorug‘lik tezligi (300000000 m/sek). Boshqa barcha jarayonlar moddaning massasini saqlanish qonuniga amal qiladi. Qonunini yaratishda M.Lomonosov “RЕTORTA” degan asbobdan foydalangan.
Atom – molekular ta’limot modda massasining saqlanish qonunini quyidagicha tushuntiradi: Kimyoviy reaksiya vaqtida atomlarning umumiy soni o‘zgarmaydi, faqat ular qayta guruhlanadi. Modda massasining saqlanish qonuni kimyoning asosiy qonuni hisoblanadi. Kimyoviy reaksiyalar bo‘yicha barcha hisoblashlar shu qonunga asoslanib bajariladi.
Hozirgi zamonaviy talqini qoidasi: Reaksion sistemadagi moddalar massalari va sistemadan ajralayotgan yoki yutilayotgan energiyaga ekvivalent massa summasi doimiy.
MODDA TARKIBINING DOIMIYLIK QONUNI
Asoschisi: 1801 – 1809 yy. fransuz ximigi J.L.Prust.
Qoidasi: Har qanday toza (sof) modda nimadan, qachon va qanday usulda olinishidan qat’iy nazar o‘zgarmas miqdoriy tarkibga ega.
1781 yilda A.Lavuaze 10 xil usul bilan SO2 – karbonat angidrid hosil qildi va gaz tarkibida S – uglerod va O – kislorod atomlari o‘zaro 3:8 massa nisbatda ekanligini aniqladi va “Har qanday toza birikmani tashkil etuvchi elementlarning massalari o‘zgarmas nisbatda bo‘ladi” degan xulosaga keladi. 1803 yilda Bertolle: qaytar jarayonlarni o‘rganib, reaksiyada hosil bo‘ladigan moddaning tarkibi dastlabki moddalarning massa nisbatlariga bog‘liq bo‘ladi, degan. 1801 – 1809 yy.da Prust toza moddalarning tarkibi doimiy ekanini isbotlab beradi. Kurnakov taklifi bilan moddalar 2 ta sinfga bo‘lindi: 1) Tarkibi doimiy bo‘lgan, ya’ni Prust qonuniga bo‘y sunadigan moddalar daltonidlar (ingliz olimi J.Dalton sharafiga) va 2) Tarkibi o‘zgaruvchan bo‘lgan, Prust qonuniga bo‘y sunmaydigan moddalar bertollidlar (fransuz olim Bertolle sharafiga) deb nomlandi.
Daltonidlar: Ko‘pchilik oksidlar, asoslar, kislotalar, tuzlar va kichik molekular organik moddalar.
Bertollidlar: Og‘ir metallarning oksidlar, sulfidlar, karbidlar, ko‘pchilik qotishmalar, shishalar, plastmassalar, rezinalar va yuqori molekular birikmalar (YUMB).
Ahamiyati: Toza moddalarning tarkibi o‘zgarmas bo‘lganligi uchun ularning massasi, molekula tarkibidagi atomlar massa nisbatlari, foiz tarkibi ham o‘zgarmas bo‘ladi. Masalan: Suv – N2O molekulasining massa hisobida 11,11% vodorod atomlari, 88,89% kislorod atomlari tashkil etadi. Massa nisbati N:O = 1:8 va h.k.
KARRALI NISBATLAR QONUNI
Asoschisi: 1803 yil ingliz olimi J.Dalton.
Qoidasi: Agar ikki element atomlari o‘zaro turli ko‘rinishdagi murakkab moddalarni hosil qilsa, birinchi elementning bir xil massasiga mos ikkinchi elementning massalari nisbati o‘zaro butun sonlar nisbati kabi nisbatda bo‘ladi. Masalan: Azot bilan kislorod o‘zaro besh xil birikma hosil qiladi, N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5. Oksidlar tarkibida azotning bir xil massasiga to‘g‘ri keladigan kislorodning massalari nisbati 1:2:3:4:5 nisbat kabi bo‘ladi:
HAJMIY NISBATLAR QONUNI
Asoschisi: 1808 yil Fransiyalik olim Gey – Lyussak.
Qoidasi: Bir xil sharoitda reaksiyaga kirishayotgan va hosil bo‘lgan gaz moddalarning hajmlari nisbati o‘zaro butun sonlar nisbati kabi bo‘ladi. Masalan: 2H2 + O2 = 2H2O(bug‘) reaksiyaga 2 hajm vodorod bilan 1 hajm kislorod kirishib, 2 hajm suv bug‘lari hosil bo‘ladi, ularning hajmiy nisbatlari 2 : 1 : 2 nisbat kabi bo‘ladi.
Ahamiyati: Qonunning yaratilishi gazlar aralashmalari o‘zaro ta’siridan hajm o‘zgarishlarini oldindan, ya’ni reaksiyani o‘tkazmay turib hisoblash imkonini berdi.
AVOGADRO QONUNI
Asoschisi: 1811 yil Italiyalik olim A.Avagadro.
Qoidasi: Bir xil sharoitda teng hajmda olingan barcha gaz va gazlar aralashmalarida molekulalar soni ham teng bo‘ladi. Masalan: Bir xil temperatura va bosimda 1 l vodoroddagi molekulalar soni 1 l kisloroddagi molekulalar soniga teng bo‘ladi.
Normal sharoit (n.sh.)da barcha gaz yoki gazlar aralashmalari 1 moli 22,4 l hajmni egallaydi va molyar hajm deyiladi, u Vm bilan belgilanadi. N.sh.da 1 mol gaz yoki gazlar aralashmasi 6,02 1023 ta molekuladan yoki zarrachadan (struktura birlikdan) iborat bo‘ladi va NA = 6,02 1023 raqami Avagadro soni deyiladi. Normal sharoit (n.sh.)da temperatura t = 0oC, absolyut temperatura T = 273 K (Kelvin) (T = toC + 273), bosim P = 101,325 kPa (760 mm simob ustuni, 1 atm.) deb qabul qilingan.
SHARL QONUNI (IZOBARIK JARAYON)
Asoschisi: XIXasr birinchi yarmi yevropalik olim Sharl.
Qoidasi: O‘zgarmas (doimiy) bosimda gazning hajm o‘zgarishi temperatura o‘zgarishiga to‘g‘ri proporsional. Agar o‘zgarmas bosimda gazning temperaturasi necha marta oshirilsa (kamaytirilsa), uning hajmi shuncha marta ortadi (kamayadi).
Bu yerda, cons’t – konstanta, o‘zgarmas degan ma’noni beradi. R – bosim, kPa. V0 – dastlabki hajm, V – keyingi hajm (l yoki ml). T0 – dastlabki harorat, T – keyingi harorat (K).
BOYL - MARIOTT QONUNI (IZOTЕRMIK JARAYON)
Asoschisi: XIX asr birinchi yarmi Italiyalik olim Boyl – Mariott.
Qoidasi: O‘zgarmas (doimiy) temperaturada gazning hajm o‘zgarishi bosim o‘zgarishiga teskari proporsional. Agar o‘zgarmas temperaturada gazning bosimi necha marta oshirilsa (kamaytirilsa), uning hajmi shuncha marta kamayadi (ortadi).
Bu yerda, cons’t – konstanta, o‘zgarmas degan ma’noni beradi. T – absolyut temperatura (K). V0 – dastlabki hajm, V – keyingi hajm (l yoki ml). R0 – dastlabki bosim, R – keyingi bosim, kPa.
MЕNDЕLЕЕV – KLAYPЕRON TЕNGLAMASI
Asoschisi: XIX asr ikkinchi yarmiD.I.Mendeleyev va Klayperon.
Qoidasi: tenglamani chap tomonini R bilan almashtirsak, u ko‘rinishga o‘tadi. n – mol gaz uchun esa, ga ega bo‘lamiz.
Bu yerda, P – bosim, kPa. V – hajm, l. n – modda miqdori, mol. R – universal gaz doimiysi (8,31). T – absolyut temperatura, K. m – gaz massasi, g. Mr – gaz yoki gazlar aralashmasi molyar massasi, g/mol.
GAZLARNING NISBIY ZICHLIGI
Qoidasi: Bir gaz massasining ikkinchi gaz massasiga nisbati, birinchi gazning ikkinchi gazga nisbatan zichligi deyiladi va d – yoki D – bilan belgilanadi.
Masalan biror gazning vodorodga nisbatan zichligi formula yordamida topiladi.
formula bilan esa zichlik yordamida gaz molyar massasi aniqlanadi.