Atom tuzilishi. Atom tuzilishi xaqidagi nazariyalar. D.I.Mendeleyev elementlar davriy qonuni. Davriy qonunning zamonaviy tarifi.
Reja:
1. Atom tuzilishi. Atomning tarkibiy qismi (yadro, protonlar, neytronlar).
2. Atom orbitallar. Elektronlarning energiyalarini kvant sonlari bilan xarakterlash.
3. Ko‘p elektronli atomlarda elektronlarning orbitallar bo‘ylab taqsimlanishi. Pauli prinsipi. Xund qoidasi.
4. Energetik poQonachalarda bo‘lishi mumkin bo‘lgan elektronlarning maksimal soni.
5. D.I.Mendeleyev elementlar davriy qonuni va uning anorganik kimyo fanining rivojlanishidagi roli va axamiyati.
6. Davriy qonunning zamonaviy ta’rifi.
XVIII asrning oxirlarida 25 ta element ma’lum bo‘lib, XIX asrning birinchi choraklarida yana 19 ta element kashf qilindi. Yangi elementlarning kashf qilinishi natijasida ba’zi elementlarning tabiiy gruppalari mavjudligi sezilib qoldi. Masalan, ishqoriy metallar, ishqoriy-yer metallar, galogenlar shular jumlasidandir.
Elementlar va ularning birikmalarini o‘rganish esa mavjud moddalarni turli klassifikatsiyalarga ajritishni talab qildi.
Elementlarni xossalarining o‘xshashligiga asoslanib muayan gruppalar tarzida birlashtirishga ko‘p urinib ko‘rildi. Lekin olimlar gruppalar orasida mavjud bo‘lgan ichki boQlanishlarni topishda elementlarni yagona sistema qilib birlashtirishda aniq yechimga kela olmadilar.
Kimyoviy elementlarni sistemaga keltirish masalasini D.I.Mendeleyev (1834-1907) muvaffaqiyatli xal qildi. U 1869 yilda davriy qonunni kashf etdi va kimyoviy elementlarning davriy sistemasini yaratdi. Mendeleyev elementlarni sistemaga solishda atom massasini asos qilib oldi. U kimyoviy elementlarni atom massasi ortib borish tartibida joylashtirib, xossalari bir-biriga o‘xshash bo‘lgan elementlar-analoglar qat’iy oraliqda, ya’ni ma’lum sondagi elementdan keyin uchrashini aniqladi. Demak, elementlarning muayyan xossalari davriy ravishda takrorlanadi. Boshqacha aytganda, elementlarning xossalari, ular atom massalarining davriy funksiyasidir.
Elementlar xossalarining o‘zgarishdagi bu qonuniyat davriy qonunda o‘z ifodasini topgan Oddiy moddalarning xossalari, shuningdek, elementlar birikmalarining forma va xossalari elementlar atom massalari kattaligiga davriy ravishda boQliqdir.
Elementlar ma’lum izchillikda joylashtirilgan, bunda ularning xossalari yaqqol namoyon bo‘lgan metallik xossasidan metallemaslik xossasigacha muayyan qonuniyatda o‘zgaradi. Elementlar xossalarining shunday o‘zgarishi sodir bo‘ladigan oraliqni Mendeleyev davr deb atadi. Xamma davrlarni bir-birining tagiga joylashtirib, Mendeleyev elementlarning davriy sistemasi deb atalgan jadval xosil qiladi. Ba’zi xollarda Mendeleyev atom massasi kichik bo‘lgan elementni atom massasi katta bo‘lgan elementdan keyin qo‘yib (tellur va yod: Te, J) elementlarning atom massasi ortib borishi tartibida joylashishi prinsipini buzdi.
Chunki davriy sistemani tuzishda Mendeleyev faqatgina elementlarning atom massasiga asoslanib qolmay, balki ularning barcha fizik va kimyoviy xossalarini xam nazarda tutgan. Undan tashqari bir necha elementlarning atom massalarini aniqladi: Ve, Jn, U, Th (berilliy, indiy, uran, toriy).
Davriy sistemani tuzishda Mendeleyev duch kelgan qiyinchiliklardan asosiysi-o‘sha vaqtda xali ko‘p elementlar ma’lum emasligi edi: Sa, Ti orasida yana bir elementga (Sc) joy qoldirdi.
Bunday joylar davriy sistemada Zn, As (rux va mishyak), Mo, Ru (molibden va ruteniy) orasida qoldirilgan. Davriy qonunga asoslanib, Mendeleyev tabiatda xali aniqlanmagan bir qancha elementlar borligini dadil aytdi. Bu elementlar xozirgi jadvalda 21 (Sc), 31 (Ga), 32 (Ge) o‘rinlarida joylashgan.
Atom murakkab sistema bo‘lib u musbat zaryadli yadrodan va yadro atrofida xarakat qiladigan manfiy zaryadli elektronlardan iborat. Atom yadrosi proton va neytronlardan tuzilgan. Protonning massasi taxminan 1 uglerod birligiga, zaryadi +1 ga teng. Neytron zaryadsiz zarracha bo‘lib, massasi taxminan proton massasiga teng. Proton shartli ravishda: 1p bilan, neytron esa 1n bilan belgilanadi. Elektronlar xar qanday elementar zarrachalar singari massaga ega bo‘lishi bilan birga to‘lqin xossasini xam namoyon qiladi. Elektronning 9,1*10-27g ga to‘lqin uzunligi 1*1010 sm va zaryadi — 1 ga teng.
Elektron zarracha to‘lqin xususiyatiga ega bo‘lgani uchun, u atom yadrosi atrofida bir necha kvant qavatlar xosil qilib xarakat qiladi. Bu kvant qavatlarga energetik poQonalar deyiladi.
Elektronlarning xarakati 4 kvant son bilan ifodalanadi. Bosh kvant soni — n atom yadrosi atrofida qancha energetik poQona borligini bildiradi va uning son qiymati davriy sistemadagi aloxida davrning tartib nomeriga teng bo‘ladi.
n ning qiymatlari 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 … yoki K, L, M, N, O, P … xarflar bilan belgilanadi. Xar qaysi energetik poQonadagi elektronlarning eng katta qiymati quydagi formula bilan ifodalanadi.
N = 2n2 n — bosh kvant son
Elektron poQona (orbita) ning shakli orbital yoki yonaki kvant son — L bilan xarakterlanadi.
L -ning qiymatlari odatda butun son yoki lotin alifbesining kichik xarflari bilan ko‘rsatiladi.
L = 0, 1, 2, 3, 4, 5 …
L = s, p, d, f, q, h
Elektron orbitalarining fazodagi vaziyati maginit kvant son (m) bilan xarakterlanadi. m — ayni energetik poQonada necha xil orbita borligi xamda bu orbitalarning fazoga vaziyatini ko‘rsatadi.
To‘rtinchi kvant son spin kvant son deyiladi va ms bilan belgilanadi. Uning son qiymatlari +1/ 2 va-1/ 2 bo‘lishi mumkin.
Pauli prinsipiga muvofiq, bir atomda to‘rtta kvant son o‘zaro teng bo‘lgan ikkita elektron bo‘la olmaydi. Xar qaysi elektron eng kam energiyaga muvofiq keladigan xolatni egallashga intiladi.
Energetik poQana va poQanachalarning elektronlar bilan to‘lish tartibi quyidagicha ifodalanadi:
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s
Atomlar energetik poQonalarida oxirgi elektroni s-, p-, d- va f — poQonachalarning qaysi biriga joylashuviga qarab, davriy sistemadagi barcha elementlar (s, p, d, f) elektron oilaga bo‘linadi.
1 — misol. Tartib nomeri 17 ga teng bo‘lgan element atomining elektron formulasini tuzing.
Yechish: Davriy sistemada tartib nomeri 17 ga teng bo‘lgan element xlor, u uchinchi davr yettinchi gruppaning asosiy gruppachasida joylashgan. Uning elektron formulasi kuyidagicha:
1s22s22p63s23p5
Demak CL r element ekan.
2 — misol. Tartib nomeri 25 bo‘lgan Mn atomida elektronlar energetik poQona va poQonachalarda qanday taqsimlanadi. Bu element qaysi elektron oilasiga tegishli?
Yechish: Element atomidagi 25 ta elektron quyidagicha taqsimlanadi:
1s22s22p63s23p63d54s2
Eng so‘nggi elektron d poQonachada bo‘lgani uchun bu element d- oilaga karidi.
D.I.Mendeleyev 1869 yilda tabiatning qonuni ximiyaviy elementlarining davriy qonunini kashf etdi. Davriy sistemada elementlarning xossalari ularning tartib nomeri (yadro zaryadi) bilan xarakterlanadi.
Davriy sistema shunday ta’riflanadi:
“Oddiy moddalarning (elementlarning) xossalari, shuningdek elementlar birikmalarining shakl va xossalari elementlarning yadro zaryadining kattaligiga davriy ravishda boQliqdir“.
Davriy sistemada xamma elementlar 7 ta davrga joylashtirilgan: 1, 2, 3 davrlar kichik davr 4, 5, 6 davrlar katta davrlar. 7 — davr tugallanmagan davr. Davriy sistema 8 gruppadan iborat. Xar qaysi gruppa asosiy gruppacha (A) va qo‘shimcha gruppaga (V) dan iborat.
Adabiyotlar:
1. Raximov X.R. Anorganik kimyo. II nashr. T. “o‘qituvchi”. 1984.
2. Axmerov K.M., Jalilov A., Ismoilov A. Umumiy va anorganik kimyo. T. “o‘qituvchi. 1988.
3. Axmetov N.S. Anorganik kimyo. Visshaya shkola. 1975.
