' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
* Qatorlar haqida 2.9-§ ga ham q
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
|
* Qatorlar haqida 2.9-§ ga ham q. Br ga qadar b o ‘lgan elem entlarda (bular toq qator elem entlari) oksidlanish darajasi xuddi shunday ortib borishi kuzatiladi. Xuddi shu holni biz qolgan katta davrlarda ham ko‘ramiz, 7-davr bundan mustasno, bu davr bitta (juft) qatordan iborat. Katta davrlarda ele m entlar birikmalarining shakli ham ikki m arta takrorlanadi. 6 -davrda lantandan keyin tartib raqam lari 58—71 bo'Igan 14 elem ent joylashadi, ular lantanoidlar deyiladi*. L antanoidlarjadvalning pastki qismiga alohida joylashtirilgan, ularning sistem ada joylashish ketm a-ketligi katakchada yulduzcha bilan ko'rsatilgan: La — Lu. Lantanoidlarning kimyoviy xossalari bir-biriga jud a o ‘xshaydi. M asalan, ularning ham m asi reaksiyaga kirishuvchan m etallar hisoblanadi, suv bilan reaksiyaga kirishib gidroksid ham da vodorod hosil qiladi. Bundan lantanoidlarda gori- zontal o'xshashlik kuchli ifodalangan, degan xulosa kelib chiqadi. 7-davrda tartib raqamlari 90—103 b o ‘lgan 14 elem ent aktinoid- lar oilasini hosil qiladi. U lar ham alohida — lantanoidlar ostiga joylashtirilgan, tegishli katakchada esa ularning sistem ada joyla shish ketm a-ketligi ikkita yulduzcha bilan ko‘rsatilgan: Ac — Lr. Lekin lantanoidlardan farq qilib, aktinoidlarda gorizontal analo- giya b o ‘sh ifodalangan. U lar birikmalarida ko‘pincha turli xil oksid lanish darajalarini nam oyon qiladi. M asalan, aktiniyning oksid lanish darajasi +3, uranniki + 3, +4, +5 va + 6 . A ktinoidlarning yadrolari beqaror b o ‘lganligi sababli ularning kimyoviy xossala rini o ‘rganish jud a murakkab ishdir. Davriy sistem ada vertikal b o ‘yicha sakkizta gruppa joylashgan (rim raqam lari bilan belgilangan). G ruppaning tartib raqam i ele- m entlarning birikm alarida nam oyon qiladigan oksidlanish dara- jalari bilan bog‘liq. O datda, eng yuqori musbat oksidlanish d ara jasi gruppa raqamiga teng. F to r bundan mustasno — uning oksid lanish darajasi — 1 ga teng; mis, kum ush, oltin + 1 , + 2 va +3 oksidlanish darajalarini nam oyon qiladi; V III gruppa elem entla- ridan faqat osmiy, ruteniy va ksenon + 8 oksidlanish darajasini nam oyon qiladi. V III gruppada nodir gazlar joylashgan. Ilgari ular kimyoviy birikm alar hosil qila olm aydi, deb hisoblanar edi. Lekin bu hoi
tasdiqlanm adi. 1962-yilda nodir gazning birinchi kimyoviy birik- masi — ksenon tetraftorid X eF 4 olindi. Hozirgi paytda n o d ir ele m entlar kimyosi jadal rivojlanm oqda ( 8 .1
-§ ga q.). H ar qaysi gruppa ikkita — bosh (A) va yonaki (B) grup- pachaga b o ‘lin g an, bu davriy sistem ad a b irin ch isin i o ‘ngga, boshqasini esa chapga siljitib yozish bilan ko‘rsatilgan. Bosh gruppachani tipik elem entlar 2- va 3-davrlarning elem entlari ham da kimyoviy xossalari jihatidan ularga o ‘xshash b o ig a n katta davr larning elem etlari tashkil etadi. Yonaki gruppachani faqat m etal lar — katta davrlarning elem entlari hosil qiladi. V III gruppa boshqalaridan farq qiladi. U nda geliyning bosh gruppachasidan tashqari uchta yonaki gruppacha bor: tem ir gruppachasi, kobalt gruppachasi va nikel gruppachasi (14.5-§ ga ham q.). Bosh va yonaki g ru p p ach a lard ag i e le m e n tla m in g k im y o viy x o ssa la ri b ir- b irid a n a n c h a farq q ila d i. M a s a la n , V II g ru p p ad a bosh g ru p p ach a n i m e ta llm a sla r F, C l, Br, J, At; yonaki g ru p p a c h a n i m eta llar M n, T c, R e tashkil qiladi. S h u n day qilib, b ir-b irig a ju d a o ‘xshash e le m e n tla r g ru p p a c h a la rn i hosil qiladi. Geliy, neon va argondan boshqa barcha elem entlar kislorodli birikm alar hosil qiladi; kislorodli birikm alarning 8 xil shakli bor.. U lar davriy sistem ada ko‘pincha um um iy form ulalar bilan ifo- dalanib, har qaysi gruppa tagida elem en tlar oksidlanish dara- jalarining ortib borishi tartibida joylashtirilgan: R 2 0 , RO, R 2 0 3,
RO ,, R 2 O s, R 0 3, R 2 0 7, R 0 4, bunda R — shu gruppa elem enti. Yuqori oksidlarining formulalari gruppaning barcha (bosh va yona ki gruppachalar) elem entlariga taalluqlidir, elem en tlar gruppa raqamiga teng oksidlanish darajasini nam oyon qilm aydigan hol lar bundan m ustasnodir. IV gruppadan boshlab, bosh gruppachalarning elem entlari gazsim on vodorodli birikm alar hosil qiladi. Bunday birikm alarning 4 xil shakli bor. U lar ham um um iy form ulalar bilan R H 4, R H 3, R H 2, RH ketm a-ketlikda tasvirlanadi. V odorodli birikm alarning formulalari bosh gruppachalarning elem entlari tagiga joylashtiri- ladi va faqat ularga taalluqli b o ‘ladi. G ru p p ach ala rd a elem en tlam in g xossalari q o n u n iy a t bilan o ‘zgaradi: yuqoridan pastga tom on m etall xossalari kuchayadi va metallmaslik xossalari susayadi. Ravshanki, metallik xossalari fran- siyda, so‘ngra seziyda eng kuchli ifodalangan; metallmaslik xossalar — ftorda, so'ngra kislorodda kuchli ifodalangan. D .I.M endeleyev elem entlar davriy sistemasining uzun shaklida ham 7 davr va 18 gruppa bor. G ruppalar A yoki В harfli rim raqam lari bilan raqam lanadi. Lantanoidlar ham , aktinoidlar ham oilalar deyiladi va hech qaysi gruppaga kiritilmaydi. 2.3- §. Atomlar tuzilishining yadro modeli XIX asrning oxiriga qadar atom lar bo'linm as deb hisoblanar edi. So'ngra tajriba m a’lumotlari to ‘plana borgan sari bunday fikrdan voz kechishga va atom lar murakkab tuzilganligini tan olishga to ‘g‘ri keldi. Yangicha nazam i D.I.M endeleyevning davriy qonuni tasdiqlar edi. 1871-yildayoq D.I.M endeleyev shunday deb yozgan edi: „H ozir oddiy jism larning atomlari aslida yana kichikroq zarrachalarning qo‘shilishidan hosil bo'lgan murakkab moddalar ekanligini isbotlash- ga imkoniyat yo‘qligini taxmin qilish m um kin... M en tuzgan davriy bog‘liqlik bunday taxminni tasdiqlasa kerak“ . D .I.M endeleyevning davriy qonuni, tajriba tadqiqotlari va, ayniqsa, radioaktivlik hodisalari asosida atom va m olekulalarning tuzilishi haqidagi ta ’limot tez rivojlandi. A tom larning tuzilishini o ‘rganish uchun ingliz olimi E.Re- zerford a-zarrachalarning kuchli singuvchanlik xususiyatidan foy- dalandi. U qalinligi taxm inan 10 000 atom keladigan yupqa m etall plastinkadan a-zarrach alarnin g (geliy yadrolarining) o'tish in i ku- zatdi. Rux sulfid ZnS qatlami bilan qoplangan ekranga a-za rra ch a- lar urilganda chaqnash sodir b o ‘ladi, bu esa zarrachalar sonini sanashga imkon beradi. M a’lum bo‘lishicha, a-zarrachalarning kam- roq qismi metall plastinkadan o ‘tganida o ‘z yo‘lidan turli burchakka og‘adi, ayrim zarrachalar esa uchish yo‘nalishini keskin o ‘zgartiradi. Bu hodisa
deb ataladi (2.1-rasm). 0
0
—► cx—zarrachalarning yo'li 2.1-rasm. Atom yadrosiga yaqinlashayotgan a-zarrachalam ing sochilishi. 48 Rezerford 1911 -yilda atom tuzilishining yadro modelini taklif qilib, a-zarrach alarn in g sochilishini tushuntirib berdi. Bu modelga muvofiq atom m usbat zaryadlangan, o ic h a m la ri ju d a kichik og‘ir y ad ro d an ib orat. Y ad ro d a ato m n in g d ey arli b a rc h a m assasi to ‘plangan. Yadro atrofida und an anchagina m asofada elektronlar aylanib, atom ning elektron qobig'ini hosil qiladi. B utun atom n in g o ‘lcham i 10 -8 sm atrofida, yad ro niki — 1 0 -18 sm ga y aq in , y a ’ni o ‘lc h am i jih a td a n y ad ro a to m d a n tax m in an 100 000 m arta kichik. S h u n in g u c h u n a - z a rr a c h a larning k o 'p ch ilig i m etall plastink an in g ato m lari orqali u la r ning yad ro la rid an an ch a uzo q m asofadan o ‘tib ketadi va o ‘z yo ‘lidan o g ‘m aydi. Lekin a -z a rra c h a la rn in g bir qism i y adro- ning yaq inidan o ‘tad i, n atijad a kulon itarilish k u ch lari vujudga keladi va z arra c h ala r og 'ad i. Y adroga ju d a yaqin jo y d a n o ‘tgan zarrach alar o ‘sha ku chlar ta ’sirida yanad a kuchliroq og‘adi ( 2 . 1 - rasmga q.). Atom ning yadro m odeli hozirgi tasaw urlarda h am saqlanib qolgan.
A to m u m u m a n e le k tr n e y tr a l b o ‘lg a n lig i s a b a b li ele k - tro n la rn in g u m u m iy zaryadi y adro zaryadiga te n g b o ‘Iishi ke rak. K eyingi te k sh iris h la r sh u n i k o ‘rsatd ik i, a to m y a d ro si- ning m usbat zaryadi ele m e n tn in g D .I.M e n d e le y e v e le m e n t lar davriy sistem asid ag i ta rtib n o m e rig a son jih a td a n teng b o ‘lar ek an. Shunday qilib,
Eng oddiysi vodorod (tartib raqam i 1 ga teng) atom ining tuzi- lish sx em asid ir. U n in g y a d ro sin in g b itta e le m e n ta r m u sb at zary ad i bor va yadro m aydonida bitta elektron aylanadi. V odorod atom ining yadrosi elem entar zarracha b o ‘lib,
deyiladi. T itan atom ining tartib raqam i 22 ga teng. D em ak, uning m usbat zaryadi 2 2 ga teng va yadro m aydonida 2 2 ta elektron aylanadi. Y adrosining m usbat zaryadi 107 ga teng b o ‘lgan 107- elem ent yadrosining m aydonida 107 ta elektron aylanadi. Boshqa elem entlar atom larinin g tuzilishini ham xuddi shunday tasav- v u r qilish m um kin. 2.4- §. Atom yadrolarining tarkibi. Yadro reaksiyalari Hozirgi vaqtda atom yadrosida k o ‘p sonli elem entar zarracha lar kashf qilingan. U lardan eng m uhim lari p rotonlar (simvoli
bilan neytronlardir (simvoli n). Bu ikkala zarracha nuklon deyila- digan yadro zarrachasining ikki turli xil holati sifatida qaraladi. Elem entar zarrachalarning m uayyan massasi va zaryadi bo'ladi. Protonning massasi 1,0073 m. a. b. ga va zaryadi + 1 ga teng. Neytron- ning massasi 1,0087 m. a. b. ga, zaryadi esa nolga teng (zarracha elektr neytraldir). Proton bilan neytronning massasini deyarli bir xil deyish mum kin. N e y tro n k a s h f e tilg a n d a n keyin tez o ra d a rus o lim la ri D .D .Iv an e n k o bilan Y .N .G ap o n yadro tuzilishining p ro to n — neytron nazariyasini yaratdilar (1932). Bu nazariyaga muvofiq vodorod atom ining yadrosidan boshqa barcha atom larning yadro- lari
protonlar bilan (A—Z) neytronlardan tarkib topgan, bunda Z — elem entning tartib raqam i, A — massa soni. M assa soni
atom yadrosidagi protonlar Z bilan neytron- lam ing
um um iy sonini ko‘rsatadi, y a’ni A = Z + N
(2.1) Proton bilan neytronlarni yadroda tutib turuvchi kuchlar yadro kuchlari deyiladi. Bular ju d a qisqa m asofalarda (10 ~ 15 m atrofida) ta ’sir etuvchi nihoyatda katta kuchlar b o ‘lib, itarilish kuchlari- dan katta b o ‘ladi. Bu kuchlarning tabiatini-yadro fizikasi o'rganadi. Y adroda atom ning deyarli barcha massasi to ‘plangan. M asa lan, xlor atom ida elektronlar hissasiga 1/1837x17= 0,009 qismi (xlor atomi massasining 0,03%) to ‘g ‘ri keladi. Y adroning massasiga nisbatan elektronlarning massasini hisobga olm aslik m um kin. Y adroning xossalari, asosan, proton va neytronlar soni, y a’ni yadroning tarkibi bilan aniqlanadi. M asalan, kislorod atom ining y a d ro si у О da 8
16—8=8
8
104
2 6 0 -1 0 4 = 1 5 6 n e y tr o n b o 'la d i, ya d ro ta r k ib in in g q isq a c h a y o z u v i: (104
p, 156л)
va h .k . Tekshirishlar shuni k o'rsatdiki, tab iatd a b itta elem en tn in g massasi turlicha b o ‘lgan atom lari mavjud bo'lishi m um kin ekan. M asalan, xlom ing massasi 35 va 37 bo'lgan atom lari uchraydi. Bu atom larning yadrolarida p ro to n lar soni b ir xil, lekin ney tro n - larning soni turlicha bo'ladi. Elementning yadro zaryadlari bir xil, lekin massa sonlari turli cha bo‘lgan atom turlari iz o to p la r deyiladi. H ar qaysi izotop ikkita kattalik: massa soni (tegishli kim yo viy elem ent belgisining chap tom oni yuqorisiga yoziladi) va
(kimyoviy elem ent belgisining chap to m o n i pastiga yozi ladi) bilan xarakterlanadi. M asalan, uglerodning massa soni 12 bo'lgan izotopi shunday yoziladi: j C yoki 12 C, so ‘z bilan yoz- ganda „u g lero d -12“ bo'ladi. Yozuvning bunday shakli elem entar zarrachalarga ham tatbiq etiladi; elektron ° e , neytron ±n, pro
to n p yoki j H , neytrino-j v . Barcha kimyoviy elem entlam ing izotoplari borligi m a ’lum. M asalan, kislorodning massa sonlari 16, 17, 18 bo'lgan izotoplari bor: ljjO, ^ О , 'jJO. Argonning izotop lari: ^ Ar, jjjAr, ts A r- Kaliyning izotoplari: ” K, *°K, ^ K . Elementning atom massasi uning barcha tabiiy izotoplari* massalarining shu izotoplarning tarqalganlik darajasi e’tiborga olingan o ‘rtacha qiymatiga teng. Masalan, tabiiy xlom ing 75,4 foiz massa soni 35 bo'lgan izotop- dan va 24,6 foiz massa soni 37 bo ‘lgan izotopdan iborat: xloming o ‘rtacha atom massasi 35,453. Tarkibida 92,7% 7 Li va7,3% 3Li bo‘l- gan tabiiy litiyning o ‘rtacha atom massasi 6,94 ga teng va h.k. Ele m entlam ing D .I.M endeleyev davriy sistem asida keltirilgan atom massalari tabiiy izotoplari aralashm asining o ‘rtacha massa so- nidir. A na shuning uch u n ham u lar b u tu n son qiym atlaridan farq qiladi. Shunday qilib, turli xil kimyoviy elem entlar atomlari yadrolari- ning tarkibi bir xil em as, shu sababli elem entlar atom massalari
6
radionuklid M0 , radionuklid niJ va h.K. „Izotop lar 11
m entning barqaror va radioaktiv nuklidlarini ko'rsatish uchungina ish- latish lozim (yuqorida berilgan ta’rifga q.). jih atidan bir-biridan farq qiladi. Y adro tarkibiga p rotonlar kirgan- ligi u ch u n yadro m usbat zaryadlangan. Yadroning zaryadi son jihatd an elem entning tartib raqam iga tengligi sababli u atom ning elektron qobig‘idagi elektronlar sonini belgilaydi va bu bilan kimyo viy elem entlam ing xossalarini ham belgilab beradi. Shu sababli
Ana shu asosda kimyo viy elementga yanada aniq ta ’rif berilgan, kimyoviy elem ent haqidagi tushuncha esa kimyoda asosiy tushuncha hisoblanadi ( 1 .
-§ ga q.). Yadro reaksiyalari — bu ato m y a d ro la rin in g e le m e n ta r zarrachalar bilan va bir-biri bilan o ‘zaro ta ’sirlashishi natijasida o'zgarishidir. Bunday reaksiyalam ing tenglam alarini yozish massa va zaryadning saqlanish qonunlariga asoslangan. Bu degan so'z, tenglam aning chap qism ida m assalar yig'indisi bilan zaryadlar yig'indisi tenglam aning o ‘ng qismidagi massalar yig‘indisi bilan zaryadlar yig‘indisiga teng bo'lishi kerak, demakdir. M asalan: f 3
4 ° S i + 1H Bu tenglam a aluminiy atom i a-zarracha bilan o ‘zaro ta ’sirlash- ganda kremniy atomi bilan proton hosil bo'lishini ko'rsatadi. Radiy- ning radioaktiv parchalanib, radon bilan geliy hosil qilishini quyi dagicha yozish mum kin: 2
2
1919-yilda Rezerford azot atom larining yadrolarini a-za rra ch a lar bilan bom bardim on qilib, birinchi m arta su n ’iy ravishda yadro reaksiyasini amalga oshirdi: '^N + jHe = '^0+ JH Yadro reaksiyasi natijasida azot kislorodga aylanib, proton ajra lib chiqdi. S iklotron qurilm asi yaratilgandan (1930) keyin ju d a k o ‘p tu rli-tum an yadro reaksiyalari kashf qilindi va tekshirildi. Yadro reaksiyalarining tenglam alarini qisqacha yozish k o ‘p qo'llaniladi. Dastlab boshlang'ich yadroning kimyoviy belgisi yozila di, so'ngra (qavs ichida) reaksiyani vujudga keltirgan zarracha va reaksiya natijasida hosil b o ‘lgan zarracha qisqacha belgilanadi, shundan keyin hosil bo‘lgan yadroning kimyoviy belgisi qo'yiladi. Bunda boshlang‘ich va hosil bo‘lgan yadrolaming simvollarida faqat massa sonlari qo‘yiladi, chunki yadrolam ing zaryadlarini D .I.M endeleyevning elem en t lar davriy sistem asidan oson aniqlash m um kin. Ilgari k o ‘rib chi- qilgan yadro reaksiyalarining qisqacha yozuvi quyidagicha bo'ladi: 52
27 А1(а,
р)
30 Si; l 4 N ( a , p ) , 7 0 ;
226 R a ( - , a ) 222 Rn,
bunda: а —zarrachaning ( ^ He ) belgisi; p — proton ( [ He ) ; chizi- qcha radioaktiv parchalanish b o ‘lganda ta ’sir etuvchi zarracha bo‘lmasligini bildiradi. Y adro reaksiyalari yo rdam ida radioaktivlik xususiyati b o r izotoplar (radioaktiv izotoplar) olinadi. Ularning hammasi beqaror va radioaktiv parchalanish natijasida boshqa elem entlam ing izotop- lariga aylanadi. Barcha kimyoviy elem entlam ing radioaktiv izotoplari olin- gan. U larning taxm inan 1500 turi m a’lum. Faqat radioaktiv izotop- lardan tarkib topgan elementlar radioaktiv elementlar deyiladi. Bular
Z = 4 3 , 61 va 84 — 107-elem entlardir. B arqaror (radioaktiv emas) izotoplardan 300 ga yaqini m a’lum. D .I.M endeleyev elem entlar davriy sistemasidagi ko'pchilik kim yo viy elem en tlar ana shunday izo toplardan tarkib topgan. B a’zi elem entlarda barqaror izotoplari bilan birga uzoq vaqt yashaydigan radioaktiv izotoplari ham b o ia d i. Bular 4 °K ,
37 Rb, '{
9 In.
K im yoviy xossalari jih a td a n radioaktiv izo to p lar b arq aro r izotoplardan deyarli farq qilm aydi. S huning uch u n u lar „nishon- langan atomlar“ sifatida ishlatiladi, bunday atom lar radioaktiv- ligining o ‘zgarishiga qarab berilgan elem en t b archa atom larining xususiyatini va ularning siljishini kuzatishga im kon beradi. R adio aktiv iz o to p la r ilm iy tek sh irish ish la rid a , sa n o a td a , q ish lo q x o ‘jaligida, tibbiyotda, biologiya va kim yoda keng k o ‘lam da ish latiladi. Y adro reaksiyalarining m u him xususiyati hosil b o ‘ladigan zarrachalarning kinetik energiyasi yoki nurlanish energiyasi holi- da ko‘p miqdorda energiya chiqishidir. Kimyoviy reaksiyalarda ener giya, asosan, issiqlik holida ajralib chiqadi. Yadro reaksiyalarining energiyasi kimyoviy reaksiyalam ing energiyasidan millionlab m arta k o ‘p b o ‘ladi. K im yoviy reak siy a lar so d ir b o ‘lishida a to m la r yadrolarining parchalanm asligi ana shu bilan tushuntiriladi. Y adro reaksiyalaridan tran su ran elem entlar* sintez qilish uch u n keng ko‘lam da foydalaniladi.
Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|