Берілген молекулалар мен молекулалық иондардың энергетикалық диаграммасын МО (молекулалық орбиталдар) әдісі бойынша және.

СO⁺ , NO, байланыстырушы және босаң орбиталдар түзілуін көрсетіңіз.

Молекулалық орбиталдар әдiсi бойынша молекуладағы электронды бiрнеше орталықты қамтитын (атомдардың ядроларын) толқындық функция арқылы өрнектеуге болады. Оның негiзгi қaғидасы мынадай: молекулада бастапқы атомдарды байқамайды, тек ядроларды бөлiп қарайды. әрбiр электрон барлық ядролар жэне молекуладағы барлық электрондар өрiсiнде қарастырылады. Ең қарапайым жақындасуда молекулалық орбиталдар Шредингер теңдеуiнен шығатын атомдық орбиталдардың сызықтық комбинациясы болып табылады. қазiргi уақытта молекулалық орбиталдар теориясы бiрте-бiрте кеңiнен қолданыла бастады.

Молекулалық орбиталдар теориясы (МО) - молекуланың электрондық құрылысын анықтайтын әдiс. Бұл теорияның негiзгi принципi - молекула бутiн бiр тұтac жүйе. Молекулаға барлық электрондар мен ядролар ортақ. Химиялық байланыстың түзiлуiнiң себебi - барлық электрондардың барлық ядролар мен электрондарға ортақ өpicтe қозғалуы.

МО ерекшелiктерi. Валенттiк байланыс әдiсi АО (атомдьық орбитал) жеке бiр атомның электронының козғалысын сипаттайды. Молекулалық орбиталдар (МО) бүкiл молекуладағы ядроларға ортақ МО – көп центрлi орбиталдар. МО әдiсi молекуладағы әр электронға сәйкес молекулалық орбиталды сипаттайды.

Молекулалық орбитал атомдық орбиталды сызықты комбинациялау нәтижесiнде түзiледi деп саналады. Бастапқы әрiптерiн алып қысқартқанда былай жазылады: АОСК=МО, молекулалық орбитал ол атомдық орбиталдардың сызықты комбинациясы.

Бiрақ, молекулалық орбиталдар түзiлу үшiн АО - орбиталдар кесімді шарттарға сай болу қажет:

_ атомдық орбиталдар энергияларының шамасы жақын болуы;

_ атомдық орбиталдағы бүркескен электрон OOбұлттары тығыздығының шамасы үлкен болуы;

- атомдық орбиталдардың байланыс орталығы бiр симметрияда болуы. молекулалық орбиталдар әдiсiнiң принципi - молекуладағы әp электронды сипаттайтын толқындық функция молекула құрамындағы барлық ядролар өpiciне қатынасты болуы қажет. Ең қарапайым турiнде: молекулалық орбитал дегенiмiз атомдык орбиталдардың өзара сызықты комбинациясын құру нәтижесiнде түзiлген жаңа орбитал.

Молекулалық орбиталдар әдісi молекуладағы электрондар бiрнеше орталықгарға ие болған (атомдардың ядролары) толқындық функциялармен сипатталады. Атомдық орбиталдарды өзара қосып не алып тастаса молекулалық орбиталдар түзiледi.

20. d-элементтерінің жалпы сипаттамасы. -s,-p элементтерінен айырмашылығы мен ұқсастықтары.
d-элементтерінің басты химиялық сипаты сыртқы электрон қабатында 2s электрон болуымен анықталады.Кезекті электрондар сыртқы электрондық қабаттан санағанда екінші қабатқа түсіп,d- деңгейшені толтырады.Сондықтан d-элементтер химиялық реакцияларда металдар сияқты оң тотығу дәрежесін көрсетеді.

Ұқсастықтары:

p мен s негізгі топша және тұрақты валенттілік

Айырмашылықтары:

s-металдық

p – 3-ші топ элементтері – амфотерлі

7-ші топ - галоген

8-ші топ - инертті газдар

d-элементтері – 4-ші периодтан басталады

аяқталған период

металдық қасиет көрсетеді

тотықсыздандырғыш

ауыспалы валенттілі

21 Металдардың химиялық қасиеттері. Тотықтырғыштық- тотықсыздандырғыштық, Металдардың коррозиясы, Күресу жолдары:
Металдардың химиялық реакцияласу қабілетін хим-қ қасиеті дейміз. Металдарды хим-қ жағынан толық сипаттаушы қасиеті-бос жеке оң иондар түзуі. Металдар тотықсыздандырғыштар. Метал-ң активтігі бірдей емес, электронын неғұрлым оңай беретін металдар активті металдар болады, олар оңай реакцияласқыш болады. Металдардың активтігін алғаш толық зерттеген Н.Н.Бекетов болды. Металдарды активтігінің төмендеу реті ментізіп, оны "ығыстыруқатары "д.а.Бұл қатардағы әрбір Ме өзінен кейін орналасқан Ме ң барлығын, олардың тұздарының ерітінділерінен ығыстырып шығарады. Сутек те сол сияқты, оның алдында тұрған Ме-р оны қышқылдардың сұйытылған ертіндісінен ығыстырып шығарады. Сутектен кейін келетін Ме-р сутекті қышқылдардын ығыстырып шығара алмайды. Қатар бойынша сол жақта тұрған Ме активтеу болады. Р-ясушы екі Ме-ң арасы неғұрлым қашығырақ болса, бірінен біріне электрон көшу оңайырақ болады. Қоршаған ортаның әсерінен металдың жаңа химиялық қосылыс түзе күйреуін коррозия «жемірілу») дейді. Коррозияның күнде кездесетін мысалы-темірдің таттануы-темір ауадағы оттекпен тотығып, беті таттанады (Fe2O3*H2O ). Жалпы алғанда, металдардың және олардың құймаларының қоршаған орта әсерінен жемірілуге ұшырауын химиялық және электрохимиялық деп екіге бөледі Коррозияның бір түрін химиялық коррозия дейді, ол қышқыл, сілті, тұздардың ерітінділерінің және түрлі газдардың (CO2, H2S, SO2, HCl т.т.) тікелеі әрекеті, мысалы металдан жасалған көп заттар-машиналар, көпірлер, түрлі каркастар, станоктар, механизмдер, үйдіңшатыры, рельс, провод т.б. ашық ауада, судың, түрлі ерітінділердің және газдардың әсері тиетін жерлерде болады. Бірақ, халық шаруашылығының түрлі салаларына өте көп зиян келтіретін электрхимиялық коррозия. Электрохимиялық коррозия болу үшін электрхимиялық процесс өту керек; ондай процесс үшін екі электрод және электродтар батырылып тұратын электролит болуы шарт. Металл таза болса коррозияланбайды. Тіпті темір сияқты металдың өзі де таза болса таттанбайды. Бірақ техникада алынатын металдар ешуақыт таза болмайды, оларда аралас көбіне басқа металдар қоспалары болады, міне, осыдан коррозияға қолайлы жағдай туады. Металдар мен құймалар әртүрлі заттармен жанасқанда, олармен әрекеттесіп, химиялық қосылыстар түзеді. Әсіресе жаңбыр, топырақ ылғалы, ауа әсерінен қоршаған ортадағы металдар бүлініп желінеді. Металдардың бәрі бірдей жемірілуге ұшырай бермейді. Кернеу қатарында күмістен соң орналасқан металдар "бекзат металдар" деп аталады, олар іс жүзінде бүлінбейді. Сондықтан бұл металдарды және олардың құймаларын жемірілуге тыйым салынған жерлерде қолданады. Мысалы, электрондық өнеркәсіпте, ғарыштық техникада контактілер жасау үшін алтынды пайдаланады. Кернеу қатарында магнийдің сол жағында орналасқан сілтілік және сілтілік жер металдар "бекзат металдарға" қарама-қарсықасиетке ие. Олар кәдімгі жағдайдың өзінде қоршаган ортадағы көптеген заттармен (ең алдымен, оттекпен және сумен) оңай әрекеттеседі, сондықтан қондырғылар мен аппараттар жасауға пайдаланылмайды. Кернеу қатарының орта шенінде жемірілуге баяу ұшырайтын металдар орналасқан. Олардың біразы, мысалы, Mg, Zn, Al, Cr, Ni жемірілуге төзімді, себебі металдардың бетінде оксидтен тұратын өте жұқа қабықша пайда болып, металдарды қоршаған ортамен жанасудан сақтап тұрады. Адамдар темірдің таттануын жиі кездестіреді, жемірілген темірдің бетін кеуек қоңырқай тат қабаты басады. Темірдің таттануы, әдетте, оттектің әсерінен болады:

2Fe0 + 2Н2О + О2 = 2Ғе(ОН)2

Оттек молекуласы темірді алдымен Ғе+2, содан кейін Ғе+3 катионына айналдырады:

Тотықсыздандырғыш 2Ғе0 — 2ē —> 2Ғе+2

Тотыктырғыш О02 + 4ē = 2О2-24Ғе(0Н)2 + 2Н2О + О2 -> 4Ғе(0Н)3

Тотықсыздандырғыш Fe+2 — ē —> Fe+3

Тотыктырғыш О02+4ē —> 2О-2

Коррозиямен күресудің қазіргі кезде көп әдістері бар. Олардың маңыздылары:1)сыртын қаптау; 2)тұрақты құйма жасау; 3)қоршаушы ортаны өзгерту;4)электрохимиялық қорғау

.

22 Қүймалар жане олардын колданылуы. Осы кезде металдарды жеке, тазакүйінде сирек қолданады, өйткені ғылым мен техниканың талабың жеке металдардың қасиеттері қанағаттандыра алмайтын болды.1 Металдардыараластырып қүйма жасаса, қүймалардың қүрамын қажетке сөйкес өзгерту арқылы, техниканың талабына сай, арнаулы қасиеті бар қүймалар алуға болады. Сондықтан жер жүзінде өндірілетін металдардың дені түрлі қүймалар жасауға жүмсалады.
Қазіргі кезде өнеркөсіп пен өндірісте 8000-нан астам қүймалар қолданылады. Ал олардың өрқайсысын арнайы өндеуден өткізіп, қалаған мақсатта қолданылатын түрлерін алуға болады.
Қүйма жасау үшін керекгі металдарды тиісті мөлшерде алып араластырып, отқа төзімді қазандарда, не арнаулы пештерде балқығанша қыздырады. Металдардың көпшілігі балқыған күйде бірінің ішінде бірі жақсы ериді, араласады. Сол балқыған күйдегі металдар қайтадан қатқан кезде қүйма түзеді.
Қүйманың не екенін түсіну үшін металдар балқысып, қүйысып қатып қүйма болғанда, олардың арасында не қүбылыс болатындығын қаралық. Онда үш түрлі қүбылыс болуы мүмкін.
1. Балқыған күйде араласқанмен, қатқан кезде эр металл өз жөнінде кристалданады.
Мүндай жағдайда қүйма дейініміз жеке металдардың таза кристалдарының қоспасы. Ондай қүйма біртекті болмайды. Оған мынадай металдар жүбынан шығатын қүймаларды мысалға алуға болады: Pb-Sn, Bi-Cd, Ag-Pb. Бұлардың кристалдары Ван-дер-Ваальс күштерінің арқасында байланысып тұрады. Микроскоппен қарағанда онда әр металдың кристалдарының жеке түрғандығын байқау қиын емес.
2. Қүйма түзуші металдар бірінің ішінде бірі ериді. Қатқан
қүйманы қатты ерітінді деп атайды. Қатты ерітіндіде металдар,
кристалдық қүрылымын бұзбай, бірінің орнына екіншісі тұра
береді. Қатты ерітінді біртекті.
Мәселен, Ag-Cu, Cu-Ni, Mn-Fe, Ag-Au, Pt-Au қүймалары қатты ерітінділер түзеді.Қатты ерітінділердің беріктігі де, қаттылығы да, серпімділігі де, электротехникалық қасиеттері де, химиялық түрақтылығы да оны қүрайтын металдардікінен әрдайым жоғары болады. Тот баспайтын болаттар осытопқа жатады.
3. Құйма түзуші металдар құрамы кесімді химиялық қосылыс түзеді (AuZn, Au2Zn5, AuZn3, Na4Sn, NaSn, NaSn2).Мұндай қосылыстардыинтерметалдық қосылыс дейді. Металдар ғана емес кейбір бейметалдар да балқысқан күйде металдармен химиялық қосылыстар түзеді (Ғе3С, Ғез8І2, СІІзР, Cu2Si). Мүндай жағдайда да қүйма біртекті.
Интерметалдық қосылыстар металдардың валенттігіне сай түзілмейді, олардың құрамы біртіндеп баяу өзгереді. Сондықтан оларды бертоллидтердеп те атайды. (Қүрам түрақтылық заңын қара).Бірақ көпшілік жағдайда қүйма біртекті болмайды, өйткені қүймалардың көпшілігі, онда түзілген интерметалдық қосылыспен қосылыспай, артық қалған металдың қоспасы болып табылады. Ғылым мен техниканыңөскелең талабына сай керекті жаңа қүймалар жасау өтеқауырт дамуда. Мысалы, аса қатты
қуймалар жасап шығу үшін болаттарға бор, азот және басқа элементтер қосылады. Металдардың ең жеңілі литийді негізге алып аса жеціл қуймажасап шығаруда алыс болмас деп сенуге болады.
Эвтектика - жеділ балқығыш деген сөз. Екі немесе онан да көп минералдарды (немесе металдарды) белгілі бір мөлшерде алып араластырса, сол қоспа ең жеңіл балқитын болса, осыны эвтектикалык, қоспа дейді. Эвтектикалық қоспаның балқу температурасы сол қоспаны құрушы әрбір минералдардың жеке қалпындағы балқу температурасынан төмен болады. Демек, кейбір жеке минералдардың кристалдануынан бұрын олардың эвтектикалық қоспасы кристалданады. Сондықтан эвтектикалық коспалар минералдардың парагенезисін түзуші ерекше жағдай болып табылады. Эвтектикалық кристалдануда екі минералдың айқасып өскен әдемі құрылысы пайда болады. Оны эвтектикалық структура немесе эвтектикалық текстура деп атайды. Эвтектикалық құрылыстын, айқын мысалы оның ортоклаз бен кварц эвтектикасында пайда болады. Кварц ортоклаз минералының арасына белгілі бір тәртіп бойынша жазған жазу сияқты ретпен орналасады. Оны пегматит деп атайды, өйткені мұнда эвтектикалық структура пегматит аталатын калдық магмадан пайда болады. Сонымен, пегматит деген сөз екі мағынада қолданылады. Пегматит эвтектикалык, мағынада қолданғанда оны шимай гранит, жазулы тас, немесе «еврей тас» деп атайды (шимайы еврей жазуына ұқсас келеді).

23.Көміртектің аллотропиясы,алынуы,физ.және хим.қасиеттері, қолданылуы Көміртек адамзатқа көмір, күйе түрінде ерте заманнан белгілі. 1780 жылы А.Лавуазье көміртектің табиғатын зерттеді. Оған латынша «карбонеум» көмір деген атау 1827 жылы берілді. Бұл жер қыртысының 0,8 %-ын және атмосфераның 0,03 %-ын құрайды.Көміртегінің жалғыз элемент күйі де,басқа затпен қосылған күйі де пайдалы болып табылады. Гауһар, графит және көмір көміртегінің элементті түрлеріне жатады.Көміртегі литосферада минерал карбонаттары ретінде де кездеседі.
Табиғатта таралуы Көміртек бос күйінде алмаз, графит, карбин деп аталатын аллотропиялық күйлерінде кездеседі. Табиғи қосылыстары карбонаттар (СаСО3 • MgCО3 - доломит, СаСО3 -мәрмәр, MgCО3 - магнезит). Байланысқан күйде көмірде, мұнайда, табиғи газдарда кездеседі. Бос күйінде көміртек улы емес, ал оның қосылыстары CO - иіс газы, ССl4 - төрт хлорлы көміртек, CS3 — күкіртті көміртек улы заттар. Аллотропиялық түрезгерістері кристалдық торларының әр түрлілігімен сипатталады.Аллотропия дегеніміз– химиялық қасиеттері бірдей, алайда физикалық қасиеттері әр түрлі, түрі де әрқилы элементтің қасиеті. Көміртегінде аллотропия қасиеті бар. Көміртегінің әр түрлі түрлері көміртегі аллотроптары деп аталады.Олар не кристалдар, не аморфтар болуы мүмкін. Гауһар мен графит кристалл аллотроптарға жатса, көмір, кокс, ағаш көмір, қара күйе, көміртегі газы және мұнай коксы аморфты аллотроптарға жатады.
Физикалық қасиеттері.Алмаз ең катты зат, графит май тәрізді жылтыр сұр түсті жұмсақ зат. Графит 2000°С-да, төменгі қысымда карбинге айналады. Жаңадан алынған фуллерен деген түрі де бар, ол футбол добы сияқты құрылысты болады. Көміртектің бұл түр өзгерістеріне аморфты көміртекті қосуға болады. Оны ағаш көмірін, тас көмірді ауа қатысынсыз құрғақ айдау арқылы алады. Сонда алынған көмірде өз бетіне газдарды, сұйықтарды сіңіретін қасиет (адсорбция) пайда болады. Алынуы.Көміртек ағашты ауасыз ыдырату арқылы, органикалық заттардың көмірленуі нәтижесінде түзіледі.
Химиялық қасиеттері Көміртек көптеген жай заттармен оңай әрекеттеседі.
1) Жану реакциясы: a) 2С + О2 = 2СО ә) С + О2 = CO2
2) Хлормен әрекеттескенде көміртек тек жарық сәулесінің әсерінен төрт хлорлы көміртек түзіледі: С + 2Cl2= CCl4 (бағалы еріткіш) өрт сөндіруде қолданылады.
3) Металдармен әрекеттесіл карбидтер түзеді: 2С + Са = СаС2 (бұдан ацетилен алынады)
4)Күкіртпен күкіртті көміртек түзеді:С + 2S = CS2 (еріткіш)
5) Сутекпен әрекеттескенде метан түзіледі:
С + 2Н2→СН4 (отын - ол табиғи газдың негізгі құрам белігі)
Көміртектің күрделі заттармен әрекеттесуі: 1) Сумен әрекеттескенде газдар коспасы (су газы) бөлінеді:
С + Н2О = CO + Н2 (су газы - бағалы отын)
Алынған газдардың екеуі жанғыш болғандықтан жылу көбірек белінеді. Сондықтан көмірді жаққанда сулау қажет.
2) Концентрлі күкірт және азот қышқылдарымен әрекеттескенде тотығады:
С + 4HNО3(конц)=СО2+4NO2+2Н2O
3) С+ 2H2SО4(конц) = СО2+2SO2+2Н2O Қолданылуы Алмаз - бұрғылар жасау үшін, қырланған алмаздан бриллиант, әшекейлі зат әзірленеді. Графит - қарындаштың өзегі, электродтар дайындауда. Кокс (C) тотықсыздандырғыш ретінде металл өндіруде. Активтелген көмірдің адсорбциялық қасиеті медицинада және газтұтқыштар (противогаз) әзірлеуде қолданылады.

24.Марганец топша элементтерінің жалпы сипаттамасы, алынуы, ең маңызды қосылыстары.Менделеевтің периодтық жүйесінің VII-B тобының элементтерін марганец топшасы дейді. Марганец топшасына марганец, технеций және рений жатады.Технеций радиоактивті,ол бірінші синтезделген жасанды элемент және де техниций ядролық технологияның радиоактивтік қалдықтарында жиналады. VII-B тобы элементтері атомдарының валенттік электрондық деңгейі мына формулаға (n-1)d5ns2 сәйкес. Сыртқы қабатта жеті электронның болуы арқасында тотығу дәрежесі алуан түрлі: (-1)-ден (+VII)-ге дейін өзгереді. Марганец үшін MnII және MnIV тұрақты, ал технеций мен ренийге (қасиеттері өзара жақын және марганецтің қасиеттерінен өзгеше) ЭVII валенттігі тұрақты. Бұл элементтердің ішінде маңыздысы марганец, рений. VII-B тобының элементтері – типтік металдар. Металдардың кернеу қатарында марганец сутекке дейін тұр және оны тотықтырғыш емес қышқылдардан ығыстырып шығарады: Mn+2H3O++4H2O=[Mn(H2O)6]2+ +H2

Тотықтырғыш қышқылдар марганецті ерітіндіге марганецтің II аквакатионы түрінде; рений(шамасы технеций де) тотығу дәрежесі (+VII)-ге тең қосылыстардың ерітіндісін береді: 4Mn+10H3O+ +2NO3- + 9H2O=4[Mn(H2O)6]2+ +N2O

3Re+4H3O+ +7NO3-=3ReO4- + 7NO+6H2O

Марганецтің алынуы;

Марганец алюминотермия әдісімен алынады.

Марганецті кремнийтермия әдісімен де алады:

MnO2+Si=Mn+SiO2

Таза марганец алу үшін оның сульфатының не хлоридінің ерітіндісін электролиздейді. Сонда катодта:

2H2O+2e=H2+2OH-

Mn2+ +2e=Mn

анодта:

4OH- -4e=2H2O+O2

Марганецтің қосылыстары: Марганец оксиді II, Марганец оксиді III, Марганец оксиді IV, Марганец ангидриді (VI), Марганец ангидриді VII

Рений

Ренийді алу үшін калий перренатын KreO4 тотықсыздандырады. Мұнан рений ұнтақ түрінде шығады, оны тұтас кесекке айналдыру үшін, вольфрамды алғандағыдай «пісіреді». Өйткені мұның да балқу температурасы өте жоғары (3175С)

Рений қосылыстары:ренийде екі валенттілік болмайды. Төрт валентті ренийде де ReO2, ReГ4, Me2ReO3 , Me2ReГ6 сияқты қосылыстары бар.Алты валентті қосылыстары: ReF4, ReCl6, ReOF4, ReOCl4, ReO3

Технеций

Технецийдің болмашы мөлшері жер қыртысынан да табылды. Жорамал бойынша, ол технеций молибден,ниобий, рутений минералдарына космостан келетін өте қысқа сәулелердің әрекетінен, не уран ядроларының спонтанды ыдырауынан түзілсе керек. Технецийдің синтезі кейбір жұлдыздарда, күн бетінде жүзеге асады.

Жер бетінде технецийді көбірек мөлшерде жасау үшін атомдық өнеркәсіптің қалдығын тұтынады.

Технецийдің қосылыстары: екі валентті қосылыстары жоқ. Төрт валентті TcO2,TcГ4, Me2TcO3, Me2ЭГ6 сияқты қосылыстары бар.

Тс қосылыстары: Mn (IV) мен Re(IV)-тен гөрі тұрақты

Тс (VI) қосылыстары Mn(VI) Re(VI) сияқты қышқылдық қасиеті бар, гидролизденгенде диспропорцияланады:

3TcF6+12H2O=2HTcO4+18HF