Սովորում եմ Մխիթար Սեբաստացու անվան ավագ դպրոցի 9 — 3 դասարանում
2021-2022թթ. ուսումնական տարում ես ունեմ 15 հրապարակում քիմիայից:
Քիմիական Ռեակցիաների տեսակները
Թթվածնի քիմիական հատկությունները
Ավոգադրոյի օրենքը, գազի մոլային ծավալը
Օքսիդների դասակարգումը: Ստացման եղանակները։
Մասնակցել եմ լաբորատոր աշխատանքներին և ֆլեշմոբերին:
Մոլեկուլում -2 օքսիդացման աստիճանով թթվածնի ատոմ պարունակող երկտարր այն միացությունները, որոնցում թթվածնի ատոմներն անմիջականորեն միացած են մեկ այլ տարրի ատոմների հետ, իսկ միմյանց հետ միացած չեն, անվանվում են օքսիդներ:
Օքսիդները դասակարգվում են ըստ քիմիական հատկությունների.
1.Հիմնային օքսիդներ՝ Na2O,CaO,CuO,FeO,MnO,Cu2O և այլն:
Հիմնային են կոչվում այն օքսիդները, որոնց համապատասխանող հիդրատները հիմքեր են:
Na2O⇒NaOH,CaO⇒Ca(OH)2
Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ալկալիական կամ հողալկալիական մետաղ է կամ այլ մետաղ է, որը ցուցաբերում է այդ օքսիդում նվազագույն վալենտականություն (I,II),ապա օքսիդը որպես կանոն հիմնային է:
նատրիումի օքսիդ՝ Na2O կալցիումի օքսիդ՝ CaO
պղնձի (II) օքսիդ՝ CuO պղնձի (I) օքսիդ՝ Cu2O
երկաթի (II) օքսիդ՝ FeO մանգանի (II) օքսիդ՝ MnO
2. Թթվային օքսիդներ՝P2O5,N2O5,Mn2O7,CrO3,CO2, և ալն:
Թթվային են կոչվում այն օքսիդները, որոնց համապատասխանող հիդրատները թթուներ են:
SO2⇒H2SO3,N2O5⇒HNO3
Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ոչ մետաղ է, ապա այդ օքսիդը հիմնականում՝ թթվային է:
Եթե օքսիդ առաջացնող տարրի ատոմը ցուցաբերում է մետաղական հատկություն և առավելագույն վալենտականություն (V-VIII), ապա oքսիդը թթվային է:
ֆոսֆորի (V) օքսիդ՝ P2O5 քրոմի (VI) օքսիդ՝ CrO3
3.Երկդիմի (ամֆոտեր) օքսիդներ՝ BeO,ZnO,Al2O3,Cr2O3 և այլն:
Նյութերը, որոնք ցուցաբերում են և թթվային, և հիմնային հատկություններ,անվանվում են երկդիմի (ամֆոտեր):
Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ցուցաբերում է մետաղական հատկություններ և բարձր վալենտականություն (III, IV), ապա օքսիդը երկդիմի է:
ալյումինի օքսիդ՝ Al2O3 ցինկի օքսիդ՝ ZnO
քրոմի (III) օքսիդ՝ Cr2O3 բերիլիումի օքսիդ՝ BeO
4.Անտարբեր (աղ չառաջացնող) օքսիդներ` N2O,NO,CO,SiO և այլն
Ոչ մետաղների օքսիդները, որոնք թթուների ու հիմքերի հետ սովորական պայմաններում չեն փոխազդում, կոչվում են անտարբեր օքսիդներ:
սիլիցիումի (II) օքսիդ՝ SiO ածխածնի (II) օքսիդ՝ CO
Օքսիդների ստացման եղանակները
Օքսիդներն ստացվում են.
1. թթվածնի հետ պարզ և բարդ նյութերի փոխազդեցությունից (հիմնականում`տաքացնելիս).
C+Օ2=CO2
4Al+3O2=2Al2O3
2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2
2. թթվածին պարունակող որոշ բարդ նյութերի՝ տաքացման պայմաններում քայքայվելիս.
Mg(OH)2=MgO+H2OCaCO3=CaO+CO2H2SiO3=SiO2+H2O
3.աղի ու թթվի փոխազդեցությունից.
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4+ CO2↑ + H2OK2SO3 + 2HCl = 2KCl + SO2↑ + H2O
Բազմաթիվ նյութեր սովորական պայմաններում գտնվում են գազային ագրեգատային վիճակում:
Պինդ և հեղուկ ագրեգատային վիճակում գտնվող նյութերի մոլեկուլները, ատոմները կամ իոնները հպված են միմյանց, փոխազդում են միմյանց հետ, և հենց այդ կառուցվածքային մասնիկների սեփական չափերով է պայմանավորված նյութի ընդհանուր ծավալը: Ի տարբերություն պինդ և հեղուկ նյութերի, գազերում մոլեկուլները չեն հպվում միմյանց, նրանց միջև հեռավորությունը տասնյակ անգամներ գերազանցում է մոլեկուլների սեփական չափերը:
Գազերում միջմոլեկուլային հեռավորությունները պայմանավորված են արտաքին պայմաններով՝ ջերմաստիճան և ճնշում: Այդ պատճառով գազերն ունեն մի շարք ըհդհանուր ֆիզիկական հատկություններ: Օրինակ՝ բոլոր գազերի սեղմելիության հատկությունը նույնն է (Բոյլ-Մարիոտի օրենք), կամ՝ բոլոր գազերն ունեն նույն ջերմային ընդարձակման գործակից (Գեյ-Լյուսակի օրենք) և այլն:
1. գազ 2. հեղուկ 3. պինդ
Օրինակ՝ գոլորշի (1) և հեղուկ (2) վիճակներում գտնվող ջրի մոլեկուլների միջև հեռավորությունները խիստ տարբեր են. գոլորշին հեշտությամբ սեղմվում է, իսկ հեղուկ ջուրը՝ ոչ:
Գազի ծավալը որոշվում է ոչ թե գազի մոլեկուլների սեփական չափսերով, այլ միջմոլեկուլային հեռավորություններով, ինչն էլ իր հերթին պայմանավորված է արտաքին պայմաններով՝ ճնշումով և ջերմաստիճանով:
Բազմաթիվ դիտարկումներից հետո իտալացի անվանի գիտնական Ամադեո Ավոգադրոն 1811 թվին առաջարկեց մի վարկած, որն այնուհետև ապացուցվեց և ձևակերպվեց որպես Ավոգադրոյի օրենք:
Տարբեր գազերի հավասար ծավալներում արտաքին միատեսակ պայմաններում (ճնշում, ջերմաստիճան) պարունակվում են հավասար թվով մոլեկուլներ:Երկու տարբեր գազերի համար ասվածը մաթեմատիկորեն կներկայացվի այսպես. եթե V1=V2, ապա N1=N2 հաստատուն ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում:
Հայտնի է, որ մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող յուրաքանչյուր նյութի մեկ մոլը պարունակում է 6,02⋅1023 թվով մոլեկուլներ: Ավոգադրոյի օրենքից բխում է, որ մեկ մոլ քանակով ցանկացած գազի զբաղեցրած ծավալը պետք է լինի հաստատուն: Նորմալ պայմաններում (ն.պ.) (0C0, 101,3 կՊա ճնշում) այն կազմում է 22,4 լիտր և կոչվում է գազի մոլային ծավալ.
Vm=22,4 լ/մոլ
Սովորական պայմաններում գազեր են ոչ մետաղային տարրերի առաջացրած որոշ պարզ նյութեր՝ ջրածին, թթվածին, օզոն, ազոտ, քլոր, ֆտոր, որոշ ոչ մետաղային տարրերի ջրածնային միացություններ՝ մեթան, ամոնիակ, ացետիլեն, քլորաջրածին, ֆտորաջրածին, բրոմաջրածին, յոդաջրածին, սիլան և այլն, որոշ ոչ մետաղների օքսիդներ՝ ածխածնի, ազոտի և քլորի որոշ
օքսիդները, բոլոր իներտ գազերը՝ հելիում, նեոն, արգոն, կրիպտոն, քսենոն և այլն:
H2N2CH4O3 և այլն:
Հեղուկ և պինդ նյութերի մոլային ծավալները պայմանավորված են իրենց խտություններով և միմյանցից խիստ տարբեր են:
Որոշակի n մոլ քանակով գազի ծավալը կարող ենք հաշվել հետևյալ բանաձևի միջոցով՝
V=n⋅Vm
Օրինակ` 3 մոլ ջրածնի ծավալը նորմալ պայմաններում հավասար է.
V=3 մոլ⋅22,4 մոլ/լ=67,2 լ
Քիմիայում առավել հաճախ օգտագործվում է օքսիդացման աստիճան հասկացությունը: Որպեսզի հասկանանք այդ հասկացության իմաստը, համեմատենք լիցքերի առաջացումը նատրիումի քլորիդում` NaCI:
Նատրիումի քլորիդն առաջանալիս տեղի է ունենում էլեկտրոնի անցում նատրիումի ատոմից քլորի ատոմին, և առաջանում են լիցքավորված մասնիկներ` Na+ևCl− , որոնք էլեկտրաստատիկ ձգողության ուժերով ձգում են միմյանց՝ առաջացնելով իոնային բյուրեղավանդակ:
Բյուրեղավանդակում Na+ևCl− իոնների թվի հարաբերությունը կազմում է 1:1, որի պատճառով նատրիումի քլորիդ նյութի համար ընդունված է NaCI բանաձևը, չնայած պինդ վիճակում այդպիսի մոլեկուլ գոյություն չունի:
Բոլոր իոնային միացությունները գրառում են այնպիսի քիմիական բանաձևերով, ինչպիսիք ընդունված են մոլեկուլային միացությունների համար:
Իոնային միացություններում տարրի վալենտականությունը հավասար է իոնի լիցքին:
Քիմիական միացություններում ատոմների նման վիճակը բնութագրելու համար ընդունված է այդ լիցքերը հաշվել ոչ թե մասնակի, այլ ամբողջական:
Որպեսզի պայմանական լիցքը չշփոթեն իոնի լիցքի հետ, այն անվանել են օքսիդացման աստիճան:
Տարրի օքսիդացման աստիճանը պայմանական այն լիցքն է, որը քիմիական միացության մոլեկուլում վերագրվում է ատոմին` ենթադրելով, թե միացությունը կազմված է միայն իոններից:
Օքսիդացման աստիճանը կարող է ունենալ դրական, բացասական և զրոյական արժեքներ:
Դրանք պայմանական լիցքեր են և անվանվում են օքսիդացման աստիճան:
Միացությունում ավելի մեծ էլեկտրաբացասականությամբ քիմիական տարրի ատոմի օքսիդացման աստիճանը բացասական է, իսկ կապեր առաջացնող մյուս տարրերի ատոմներինը՝ դրական:
Տարրերի օքսիդացման աստիճանները որոշելիս անհրաժեշտ է պահպանել հետևյալ սկզբունքները.
1. Պարզ նյութերի մոլեկուլներում տարրերի ատոմների օքսիդացման աստիճանները միշտ հավասար են 0-ի:
Օրինակ
H⁰2,O⁰2,Cl⁰2,Zn⁰
2.Ոչ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում ջրածնի օքսիդացման աստիճանը հիմնականում +1 է, ակտիվ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում` հիդրիդներում −1 է:
3. Թթվածինը միացություններում հիմնականում դրսևորում է –2-ի հավասար օքսիդացման աստիճան, պերօքսիդներում` –1:
Օրինակ
H2O2 -ում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը –1 է:
4. I,II,III խմբերի մետաղների օքսիդացման աստիճանները հավասար են խմբերի համարներին, բացառությամբ I խմբի երկրորդական ենթախմբի:
5. Միացություններում բոլոր ատոմների գումարային լիցքը հավասար է զրոյի:
1) Նշված նյութերից ո՞րն է մետաղ:
Ա) քլոր
Բ) ածխածին
Գ) ֆոսֆոր
4) այլումին
2) Որքա՞ն պրոտոն ունի երկաթի ատոմը:
Ա) 56
Բ) 28
Գ) 30
Դ) 26
3) Տարրի ատոմը ունի հետևյալ բաղադրությունը ` 15 պրոտոն,15 էլեկտրոն,16 նեյտրոն։ Ո՞ր տարրի մասին է խոսքը։
Ա) ազոտ
Բ) ֆոսֆոր
Գ) թթվածին
Դ) քլոր
4) Քիմիական տարրի կարգաթիվը 7 է։ Ո՞րն է 5 մոլեկուլ այդ տարրի ատոմներից կազմված նյութերը:
Ա) P5
Բ) N5
Գ) 5N2
Դ) 5P
5) Քանի՞ կենտ էլեկտրոն ունի ազոտի ատոմը էլեկտրոնային շերտում:
Ա) 3
Բ) 2
Գ) 5
Դ) 7
6) Ո՞ր մոլեկուլում կա կովալենտ բևեռային կապ:
Ա) H2S
Բ) KF
Գ) N2
Դ) P4
7) Նյութերից որ՞ի մոլեկուլում է ոչ բևեռային Կովալենտային կապ:
Ա) HCl
Բ) H2O
Գ) Cl2
Դ) NH3
8) Ինչպե՞ս է կոչվում այն քիմիական կապը, որն առաջանում է իոնների միջեւ գործող էլեկտրաստատիկ ձգողության ուժերի շնորհիվ:
Ա) կովալենտ բևեռային
Բ) կովալենտ ոչ բևեռային
Գ) իոնային
9) Ի՞նչ է ցույց տալիս տարրի կարգաթիվը:
Ա) հարաբերական ատոմային զանգված
Բ) նեյտրոնների թիվը
Գ) պրոտոնների և էլեկտրոնների թիվը
Դ) օքսիդացման աստիճանը
10) Հետևյալ նյութերից որու՞մ կա իոնական կապ
Ա) NaCl
Բ) H20
Գ) HCl
Դ) Cl2
Ջրածնային կապ
Ջրածնային կապն առաջանում է ջրածին պարունակող այնպիսի միացություններում, որոնցում ջրածինը միացած է խիստ էլեկտրաբացասական տարրի ատոմին:
Ջրածինը իր միակ էլեկտրոնը տալու կամ տեղաշարժելու ժամանակ վերածվում է գրեթե «մերկ» պրոտոնի, ձեռք է բերում դրական լիցքի մեծ խտություն և կարողանում է մեծ ուժով ձգվել այլ՝ բացասական լիցք կրող ատոմների կողմից:
Օրինակներ՝
Մետաղային կապ
Այն փոխազդեցությունը, որն առաջանում է մետաղների ատոմների վալենտային էլեկտրոնների ընդհանրացված օրբիտալների և մետաղի իոնների միջև, կոչվում է մետաղային կապ:
Մետաղային տարրերի ատոմներն արտաքին էնեգիական մակարդակում ունեն քիչ թվով էլեկտրոններ և մեծ շառավիղ, ինչի պատճառով էլեկտրոնները թույլ են ձգվում միջուկների կողմից և ընդհանրացվում մետաղի բյուրեղում առկա բոլոր ատոմների միջև:
Մետաղների բոլոր հատկությունները պայմանավորված են դրանցում մետաղային կապի առկայությամբ. օրինակ՝ էլեկտրահաղորդականությունը.
Կովալենտային կապը լինում է երկու տեսակի՝ կովալենտային ոչ բևեռային և կովալենտային բևեռային կապ:
Այն կապը, որն առաջանում է հավասարաչափ բաշխված ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգերով, որոնց կապված են երկու միջուկները (կենտրոնների) կոչվում է կովալենտային ոչ բևեռային:
Եթե կովալենտային կապն առաջանում է նույն տարրի երկու ատոմների միջև, ապա այն կոչվում է ոչ բևեռային կովալենտային կապ:
Ոչ բևեռային կովալենտային կապ առկա է, հիմնականում, պարզ նյութերի մոլեկուլներում, սակայն, այդպիսի կապ կարող է լինել նաև բարդ նյութերի մոլեկուլներում:
Այն քիմիական կապը, որն առաջանում է ոչ մետաղների ատոմների միջև՝ դեպի առավել էլեկտրաբացասական տարրի ատոմը՝ շեղված էլեկտրոնային զույգի միջոցով, անվանվում է կովալենտային բևեռային:
Այս դեպքերում ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը կամ օրբիտալների փոխծածկի տիրույթը խտանում, բևեռանում է դեպի առավել էլեկտրաբացասական տարրի ատոմը, մոլեկուլի այդ մասը ձեռք է բերում մասնակի բացասական, իսկ մյուս մասը՝ մասնակի դրական լիցք: Այդպիսի կապը կոչվում է բևեռային կովալենտային կապ:
Այս նկարում կարող ենք տեսնել Ոչ բևեռային, բևեռային կովալենտային և իոնային կապերի համեմատությունը:
Սիգմա և պի կովալենտային կապեր.
Քննարկված բոլոր դեպքերում կովալենտային կապն առաջանում էր ատոմային օրբիտալների փոխծածկմամբ՝ ատոմների միջուկները միացնող առանցքի ուղղությամբ և կոչվում է սիգմա` σ− կապ:
Բոլոր միակի կապերը սիգմա՝ σ−, կապեր են:
Նույն ատոմների միջև երկրորդ, երրորդ կապերի առաջացումը կատարվում է p- ատոմային օրբիտալների կողմնային, կրկնակի փոխծածկմամբ՝ միջուկները միացնող առանցքի երկու կողմերում և կոչվում է պի՝ π− կապ: Օրինակ էթենի մոլեկուլում ածխածնի ատոմների միջև առաջին կապը σ− կապ է, իսկ երկրորդը՝ π−:
Վերջին դեպքում ատոմային օրբիտալների փոխծածկը կատարվում է ավելի փոքր չափով, ինչի պատճառով π− կապի էներգիան փոքր է σ− կապի համեմատությամբ:
Բազմակի կապերից միայն մեկը կարող է լինել սիգմա՝ σ− կապ:
Կան բազմաթիվ π− կապ պարունակող նյութեր, օրինակներ՝
ածխածնի (IV) օքսիդ ազոտ
Քիմիական կապը ատոմների միջև փոխազդեցություն է, ինչի արդյունքում առաջանում են մոլեկուլներ (բյուրեղներ):
Ներկայումս տարբերում են քիմիական կապի մի քանի տեսակներ՝ իոնային, կովալենտային, մետաղական և ջրածնային:
Իոնային քիմիական կապի առաջացման հիմքում ընկած է գերմանացի ֆիզիկոս Վ.Կոսելի այն ենթադրությունը, որ միացություններ առաջացնելիս ցանկացած տարրի ատոմ, որոշակի թվով էլեկտրոններ կորցնելով կամ միացնելով, ձեռք է բերում մոտակա իներտ գազի էլեկտրոնային կառուցվածքը:
Քիմիական կապը, որն առաջանում է երկու ատոմի միջև ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգի միջոցով կոչվում է կովալենտային:
Յուրաքանչյուր էլեկտրոնային զույգ մեկ քիմիական կապ է: Ջրածնի մոլեկուլում առկա է մեկ ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգ և հետևաբար՝ մեկ քիմիական կապ:
Իսկ օրինակ ազոտի մոլեկուլում ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը երեքն են՝
Ազոտի մոլեկուլում առկա է կովալենտային ոչ բևեռային եռակի կապ` N≡N
Կովալենտային կապը լինում է երկու տեսակի՝ կովալենտային ոչ բևեռային և կովալենտային բևեռային կապ:
Այն կապը, որն առաջանում է հավասարաչափ բաշխված ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգերով, որոնց կապված են երկու միջուկները (կենտրոնների) կոչվում է կովալենտային ոչ բևեռային:
Այն քիմիական կապը, որն առաջանում է ոչ մետաղների ատոմների միջև՝ դեպի առավել էլեկտրաբացասական տարրի ատոմը՝ շեղված էլեկտրոնային զույգի միջոցով, անվանվում է կովալենտային բևեռային:
Այն փոխազդեցությունը, որն առաջանում է մետաղների ատոմների վալենտային էլեկտրոնների ընդհանրացված օրբիտալների և մետաղի իոնների միջև, կոչվում է մետաղային կապ:
Ջրածնային կապն առաջանում է ջրածին պարունակող այնպիսի միացություններում, որոնցում ջրածինը միացած է խիստ էլեկտրաբացասական տարրի ատոմին:
Ջրածինը իր միակ էլեկտրոնը տալու կամ տեղաշարժելու ժամանակ վերածվում է գրեթե «մերկ» պրոտոնի, ձեռք է բերում դրական լիցքի մեծ խտություն և կարողանում է մեծ ուժով ձգվել այլ՝ բացասական լիցք կրող ատոմների կողմից:
Վալենտականությունը քիմիական տարրի ատոմի՝ մի այլ տարրի խիստ որոշակի թվով ատոմներ միացնելու հատկությունն է:
Քիմիական տարրերի վալենտականություն հասկացությունը պատկանում է (1852թ.) անգլիացի նշանավոր քիմիկոս էդվարդ Ֆրանկլենդին:
Քիմիական կապի առաջացմանը մասնակցող էլեկտրոններն անվանվում են վալենտային էլեկտրոններ:
Թթվածինը բնության մեջ
Դասի նպատակը
Ծանոթացնել թթվածին քիմիական տարրի տարածվածությունը երկրակեղևում, թթվածին պարզ նյութի ստացման պատմությանը։
Թթվածնի ստացումը և ֆիզիկական հատկությունները
Դասի նպատակը
Իմանալ լաբորատոր պայմաններում և արդյունաբերության մեջ թթվածնի ստացման եղանակները,տարբերել նյութերի ստացման լաբորատոր եղանակի առանձնահատկությունը արդյունաբերական եղանակից։ Ծանոթանալ թթվածնի կարևոր քիմիական հատկություններին, տարբեր նյութերի հետ թթվածնի ռեակցիայի ընթացքի պայմաններին։Սահմանել օքսիդները, լաբորատոր փորձերի միջոցով ստանալ մի քանի օքսիդ։
Պարզ նյութերի այրումը թթվածնի մթնոլորտում
Մենք վերցրեցինք մի կտոր չոր սպիրտ և վրան դրեցինք ինչ-որ նյութի սպիտակ կոճակ: Սպիրտը այրեցինք և կոճակը սկսեց աճել:
Սադոյան Բագրատ 