' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
|
§ ga qarang).
Masalan, testdagi vodorod brom id va sulfat kislotalar protoni akseptor, erituvchi — suvning kislorod atomi ' I 4
H I H H donorlik xususiyati borligi natijasida gidroksoniy kationida yangi bog' hosil bo'ladi. Chum oli va sirka kislotalari protoni ham shunday bog' hosil qiladi. Shunday vaziyat m etilam inning azot atomidagi taqsimlanmagan elektron jufti bilan suvning vodorod atomi hisobiga ham donor-akseptor bog'lanish paydo bo'ladi: C H 3
2
3
Javob: E bo'ladi. 2 .5 . Quyidagi moddalar qaysilarining m olekulasida s/?-gibrid orbitalli atomlar mavjud? 1) etilen; 2) etin; 3) toluol; 4) azot; 5) vinil asetilen; 6
8
6
B) 2, 4, 5, 7, 8
8
8
Yechish.
taqsimlangan elektron juftlarga ega bo'lgan ikki yoki uch xil orbital kvant songa (/= 0,1, 2 yoki 3 bo'lgan s-, p-, d-
lar) ega bo'lgan atom orbitallar gibridlanishi shu sistem adagi orbitallami energetik jihatdan turg'un holatlarga o'tkazadi. Bunday aralash orbitallar sp -,
sp 2- va sp3-
organik sistemalarda uchraydi (3.2 -§ ga qarang). Testda keltirilgan molekulalardagi atomlarda faqat .sp-gibrid orbitallarga ega bo'lgan m olekulalar 2. 4, 5, 7 va 8
moddalarga taalluqli. Qolgan m olekulalarda ^/?3-gibrid orbitallar esa 3 va 6
Javob: В bo'ladi. 3 - B O B . KIMYOVIY BO G ‘LANISH 3. 1 . Kovalent bogManish Kim yoviy b og‘lanish haqidagi ta’lim ot — hozirgi kim yoning asosiy masalasidir. Bu ta ’lim otning turli-tum anlilik sabablarini, ularning hosil bo'lish m exanizm ini, tuzilishini va reaksiyaga kirisha olish xususiyatlarini tushunib b o im a y d i. Atomlardan molekulalar hosil bo'lishi sistem aning energiya yutishiga olib keladi, chunki odatdagi sharoitda m olekular holat atom holatidan barqarorroqdir. A tom larning tuzilishi haqidagi ta ’lim ot molekulalarning hosil bo'lish m exanizm ini, shuningdek, kim yoviy bog'lanish tabiatini tushuntirib beradi. A tom ning tashqi energetik pog'onasida elektronlar soni shu pog'ona sig'dira oladigan eng ko'p elektronlar soniga teng bo'lsa, bunday pog'ona tugallangan pog'ona deyiladi. Tugallangan pog'onalar juda mustahkamligi bilan farq qiladi. Nodir gazlar atomlarining tashqi pog'onalari ana shunday pog'onalardir: geliyning tashqi pog'onasida ikkita elektron (s2), qolgan gazlamikida — sakkiztadan elektron {пёпрР) b o 'la d i. B oshqa e le m en tla r ato m la rin in g tashqi p og'o n a la ri tugallanmagan bo'lib, kimyoviy jarayonda ular tugallanadi (to'ladi). Kimyoviy bog'lanish valent elektronlar hisobiga vujudga keladi, lekin turli usullarda amalga oshadi. K im yoviy bog'lanishning uchta asosiy turi bor: kovalent, ionli va metall bog'lanish. Kovalent bog'lanishning vujudga kelish m exanizm ini vodorod m olekulasining hosil bo'lishi m isolida ko'rib chiqamiz: N + H = H 2; Д Н = —436 kJ/m ol Erkin vodorod atom ining yadrosi ls-elektron hosil qilgan sferik simmetrik elektron bulut bilan o'ralgan bo'ladi (2.2- rasmga q.). Atomlar o'zaro m uay yan m asofaga qadar yaqinlashganida ularning elektron bulutlari (orbitallari) bir-birini qisman qoplaydi (3.1-rasm ). Natijada ikkala yadroning markazlari orasid a (yad rolar o rasid a g i fa zo d a ) maksimal elektron zichlikka ega bo'lgan ikki elektronli molekular bulut vujudga k ela d i; m a n fiy zaryad z ic h lig in in g ko'payishi esa yadrolar bilan m olekular bulut orasidagi tortishish kuchlarining keskin ortishiga imkon beradi. 3.1- rasm. Vodorod m ole kulasi hosil bo'lishida elek tron orbitallarning bir-biri ni qoplash sxemasi.
S h u n d a y q ilib , k o v a le n t b o g 'la n is h a to m la r e le k tr o n bulutlarining bir-birini qoplashi natijasida hosil bo'ladi, bunda energiya ajralib chiqadi. Agar bir-biriga juda yaqinlashgan vodorod atomlarining yadrolari orasidagi masofa 0,106 nm b o ‘lsa, elektron bulutlar bir-birini qoplaganidan (H 2
keyin bu masofa 0,074 nm ga teng bo'lib qoladi (3.1-rasm). Elektron bulutlar bir-birini, odatda, ikkala atom yadrosini birlashtiruvchi to ‘g ‘ri chiziq bo'yicha eng k o‘p qoplaydi. Elektron orbitallar bir- birini qancha ko‘p qoplasa, kimyoviy bog'lanish shuncha puxta bo'ladi. Ikkita vodorod atomi orasida kimyoviy bog'lanish vujudga kelishi natijasida bu atomlarning har biri nodir gaz — geliy ato m ining elektron konfiguratsiyasiga erishadi. K im yoviy bog'lanishlarni turlicha tasvirlash qabul qilingan: 1
elem entning kimyoviy belgisiga qo'yilgan nuqtalar ko'rini- shidagi elektronlar yordamida. Bunda vodorod molekulasining hosil bo'lishini ushbu sxema bilan ko'rsatish mumkin: 2
kvant katakchalar (orbitallar) yordamida, bunda qarama- qarshi spinli ikkita elektronning bitta molekular kvant katakchada joylashuvi sifatida ko'rsatiladi: Chap tom on d a joyla sh g a n sxem ada m olekular en ergetik pog'ona boshlang'ich atom pog'onalarga qaraganda pastroqda joylashtirilgan, ya’ni m oddaning molekular holati atom holatiga nisbatan barqaror ekanligini ko'rsatadi; 3) ko'pincha, ayniqsa organik kimyoda, kovalent bog'lanish elektronlar juftini bildiradigan chiziqcha (shtrix) bilan tasvirlanadi (masalan, H — H). Xlor molekulasida ham kim yoviy bog'lanish ikkita um um iy elektron, ya’ni elektronlar jufti yordamida vujudga keladi: bo'linm agan elektronlar jufti, ular atom da 3 ta ; ; : : elektronlarning taqsim- n Cl + Cl Cl : Cl lanmagan jufti ular ta : /|ч
: •’ -j- •' molekulada 6 ta juftlashmagan elektronlarning umumiy yoki elektron ikki yadro oralig’ida taqsim- lanmagan jufti
Ko'rinib turibdiki, xlorning har bir atom ida uchta bo ‘linmagan juft va bitta juftlashmagan elektron bor. K im yoviy bog'lanish har qaysi atom ning juftlashmagan elektronlari hisobiga hosil bo'ladi. Juftlashmagan elektronlar bog'lanib, um um iy elektronlar juftini hosil qiladi, u taqsimlangan juft ham deyiladi. Agar atom lar orasida bitta kovalent bog'lanish (bitta um um iy elektronlar jufti) vujudga kelsa, u yakka bog'lan ish deyiladi, agar bittadan ko'p bo'lsa, karrali b og'lan ish deyiladi: m asalan, qo'shbog' (ikkita um um iy elektronlar ju fti), uchlamchi b o g 'la nish (uchta elektronlar jufti). Yakka b o g 'la n ish bitta c h iz iq c h a , q o 'sh b o g ' — ik k ita, uchlam chi bog'lanish — uchta chiziqcha bilan tasvirlanadi. Ikki atom orasidagi chiziqcha ularda elektronlar jufti umumlashganligini, buning natijasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganligini anglatadi. M olekulalarning struktura formulalari ana shunday chiziq- chalar yordamida tasvirlanadi (3 .8 -§ ga q.). Shunday qilib, xlor m olekulasida uning har qaysi atomi sakkiz elektrondan {s2pb) iborat tugallangan tashqi pog'onaga ega bo'ladi, bu elektronning ikkitasi (elektronlar jufti) ikkala atomga bir xil darajada taalluqli bo'lad i. M oleku la h osil bo'lishida elektron orbitallarning bir-birini qoplashi 3.2-rasm da ko'rsatilgan. Kislorod m olekulasi O , dagi bog'lanish qisman boshqacha tasvirlanadi. Kislorod paramagnit modda ekanligi (magnit maydoniga to r tila d i) tajribada a n iq la n g a n . U n in g m o le k u la sid a ikkita juftlashmagan elektron bor. Bu m olekulaning tuzilishini shunday tasvirlash mumkin: Kislorod molekulasining elektron tuzilishini tasvirlashga yagona usul hali topilgan emas.* Lekin uni quyidagicha tasvirlash yaramaydi: * 0 2 molekulasining tuzilishini molekular orbitallar usuli bilan bayon qilgan yaxshi, bu usul maktablarda o'rganilmaydi ci О------- О ci H О---- О ci 3.2-rasm . Xlor Cl2 va vodorod xlorid HC1 molekulalarida kimyoviy bog'lanishning hosil bo'lish sxemasi.
Azot molekulasi N 2
jufti bor: : N : + : N : N : : N : Ravshanki, azot molekulasi kislorod yoki xlor molekulalariga qaraganda ancha mustahkam, shu sababli azot kimyoviy reak- siyalarda anchagina inert bo'ladi. Elektron juftlar tufayli vujudga keladigan kimyoviy bog‘lanish kovalent bog'lanish* deyiladi. Bu ikki elektronli va ikki markazli (ikkita yadroni tutib turadi) bog‘lanishdir. Kovalent b og‘lanishli birikmalar gom eopolyar yoki atom b irik m a la r deyiladi. Kovalent bog‘lanishning ikki turi: qutbsiz va qutbli bog'lanish mavjud. Qutbsiz kovalent bog‘lanishda um um iy elektronlar jufti hosil qilgan elektron buluti, boshqacha aytganda bog'lanishning elektron buluti fazoda ikkala atom ning yadrolariga nisbatan sim m etrik taqsimlanadi. Bunga bitta elem ent atomlaridan tarkib topgan ikki atomli molekulalar: H 2, C l,, 0 2, N ,, F, va b. m isol bo'la oladi, ularda elektronlar jufti ikkala atomga bir xil darajada taalluqli bo'ladi. Qutbli kovalent bog‘lanishda elektron buluti nisbiy elektr manfiyligi katta atomga tom on siljigan bo'ladi. Bunga uchuvchan anorganik birikmalar: HC1, H ,0 , H 2
3
H - + C 1 := H Q C 1 : Elektronlar jufti xlor atom iga tom on siljigan, chunki xlor atom ining nisbiy elektrmanfiyligi (3,0) vodorod atominikiga (2,1) qaraganda kattadir. K ovalent bog'lan ish bir elektronli bulutlarning bir-birini qoplash hisobiga hosil bo'lsa — bu kovalent bog'lanish hosil bo'lishining almashinish m exanizm i deyiladi. * «Kovalent» so'zi «birlashgan» degan m a’noni bildiradi. Bu so'zdagi ко— old qo'shimcha «birgalikda ishtirok etish» degan m a’noni beradi. Kovalent bog'lanish hosil b o ‘lishining boshqacha — donor akseptorli m exanizm i ham bo'lishi mumkin. Bu holda kimyoviy bog'lanish bitta atom ning ikki elektronli buluti bilan boshqa atom ning erkin orbitali hisobiga vujudga keladi. M isol tariqasida am m on iy ioni N H 4
ch iq am iz. A m m iak m olekulasida azot atom ining bo'linm agan elektronlar jufti (ikki H elektronli buluti) bo'ladi: H : N : V odorod io n id a /s -o r b ita l H
A m m oniy ioni hosil bo'lishida azotning ikki elektronli buluti azot bilan vodorod atomlari uchun um um iy bo'lib qoladi, y a ’ni u molekular elektron bulutga aylanadi. Demak, to'rtinchi kovalent bog'lanish vujudga keladi. A m m oniy ioni hosil bo'lish jarayonini ushbu sxema bilan ko'rsatish mumkin: H H : N : + D H +- H H H: N O H H +
kallashgan, ya’ni barcha atomlar orasida tarqalgan), azotga tegishli ikki elektronli bulut (bo'linm agan elektronlar jufti) esa vodorod bilan um um iy bo'lib qoladi. Sxemalarda katakchaning tasviri □ ko'pincha tushirib qoldiriladi. Bo'linm agan elektronlar juftini beradigan atom donor, uni biriktirib oladigan (ya'ni bo'sh orbital beradigan) atom akseptor deyiladi. Bir atomning (donorning) ikki elektronli buluti va boshqa atomning (akseptorning) bo'sh orbitali hisobiga kovalent bogManish hosil bo'lish mexanizmi don or-akseptorli m exanizm deyiladi. Shu y o ‘I bilan hosil boMgan kovalent bog‘lanish d on or-akseptorli yoki koordinatsion b o g‘lanish deyiladi. Lekin bu bog'lanishning alohida turi em as, balki kovalent bog'lanish hosil bo'Iishining boshqacha m exanizm i (usuli)dir, xolos. A m m oniy ionidagi to'rtinchi N —H bog'lanish xossalari jihatidan qolgan uchta bog'lanishdan hech farq qilmaydi. 3.2- §. Kovalent bog‘lanishning xossalari K ovalent b o g ‘lanishning o ‘ziga xos xususiyatlari — uning uzunligi, energiyasi, to ‘yinuvchanligi va y o ‘nalganligidir. Bog'lanishning uzunligi — bu yadrolararo m a so fa . Bu m asofaning uzunligi qancha kam bo'lsa, kim yoviy b o g ‘lanish shuncha puxta bo ladi. Lekin b o g ‘lanishning puxtalik o ‘lchovi bog'lanish energiyasi hisoblanadi. Bog'lanish energiyasi b og‘lanishni uzish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori bilan aniqlanadi. Odatda, u bir m ol moddaga to'g'ri keladigan kilojoullar bilan o'lchanadi. M asalan, tajriba m a’lumotlariga ko'ra H 2, C l 2
2
3
chiqamiz. M a ’lum ki, kovalent b og'lan ish o'zaro ta ’sir etuvchi a to m lar elektron orbitalarining bir-birini m aksim al qoplashi y o 'n a - lishida vujudga keladi. HC1 m olekulasi hosil b o'lish id a vodorod atom in in g s-orbitali bilan xlor atom ining /j-orbitali bir-birini qop layd i. B unday turdagi m o lek u lalar g a n te lsim o n shaklda b o'lad i (3 .2 - rasm, b). Kislorod atom ining tashqi pog'onasida juftlashmagan ikkita elektron bo'ladi. Ularning orbitallari bir-biriga perpendikular, ya’ni bir-biriga nisbatan 90° li burchak ostida joylashadi. Suv molekulasi h osil b o 'lish ig a kisloro d n in g har bir p -orb ital e lek tro n in in g orbitalini vodorod atomining ls-elektroni orbitali koordinata o'qlari chizig'i bo'ylab quyuq nuqtalar bilan belgilangan joyda qoplaydi 3.3-rasm. H ,0 molekulasida kimyoviy bog'lanishlarning hosil bo‘lish sxemasi.
kimyoviy bog‘lanishlarning hosil bo'lish sxemasi.
3
juftlashmagan л-elektroni (ularning elektron orbitalari ham bir- biriga perpendikular) va uchta vodorod atom ining lj-elektronlari ishtirok etadi. B og‘lanishlar p-orbitallarning uchta o ‘qi bo'ylab joylashadi (3.4-rasm ). M olekula t o ‘g ‘ri piram ida shaklida b o ‘ladi: uchburchakning burchaklarida vodorod atomlari, piramidaning uchida esa — azot atomi turadi. B og'lanishlar orasidagi burchak H —N —H = 107,3°. A zotning analoglari — fosfor, mishyak, surma ham vodorod bilan xuddi shunday shakldagi (lekin burchagining qiymati boshqacha) molekulalar hosil qiladi. Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|