1. Atom tuzilishi

Davriy tizim va uning tuzilishi. Davriy tizimning birinchi variantini 1869 yilda D.I. Mendeleyev tuzdi. D.I. Mendeleyev tuzgan bu tizimda 63 ta element bo’lib, o’xshash elementlar gorizontal qatorlarga joylashgan edi. Davriy tizimning ikkinchi varianti 1871 yilda e'lon qilindi. Bu variantda o’zaro o’xshash elementlar vertikal qatorlarga joylashgan. D.I. Mendeleyev bitta vertikal qatorga joylashgan o’xshash elementlarni guruh deb, xar qaysi ishqoriy metalldan galogengacha bo’lgan elementlar qatorini davr deb atadi.
D.I. Mendeleyev dastlab taklif qilgan davriy tizimga keyinchalik birmuncha o’zgarishlar kiritilib, davriy tizimning xozirgi variantlari tuzildi. U yettita davr va sakkizta guruhdan iborat.
Hozir davriy tizimda 118 ta element mavjud. I, II va III davrlarning xar biri faqat birgina qatordan tuzilgan bo’lib, ularni kichik davrlar, IV, V, VI, va VII davrlar katta davrlar deyiladi. IV, V va VI davrlarning xar qaysisi ikki qatordan tuzilgan, VII davr tugallanmagan davrdir.
Atomda energetik pog’onachalarning elektronlar bilan to’lib borish jarayonida oxirgi elektron qaysi pog’onachaga joylashganligiga bog’liq holda davriy tizimdagi hamma elementlar 4 ta oilaga (tipga) bo’linadi.
Tashqi elektron qavati s pog’onachada turgan elementlarga- s-elementlar deb ataladi. Yoki, elektron konfiguratsiyasi s-pog’onachasi bilan tugallanadigan elementlarga s-elementlar oilasi deyiladi.
p- elementlar oilasiga III, IV, V, VI, VII va VIII bosh guruh
elementlari kiradi. Davriy tizimda jami 30 ta p- elementlar bor.
Tashqi elektron qavati d- pog’onacha bilan tugallanadigan elementlarga d- elementlar oilasi deyiladi. Ushbu oilaga mansub elementlarning oxirgi elektronlari d - pog’onachada joylashadi. Masalan, ₂₆Fe-1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
d- elementlar oilasiga mansub hamma elementlar qo’shimcha (yonaki) guruhlarda joylashgan. Davriy tizimda jami 33 ta d- elementlar bo’lib, ularning hammasi metallardir.
Elektron konfiguratsiyalari f - pog’onachalar bilan tugallanadigan elementlarga f- elementlar oilasi deyiladi. Ushbu oilaga mansub elementlarning oxirgi elektronlari f- pog’onachada joylashadi.
Masalan, ₅₈Ce-1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f² Davriy tizimda f-elementlar oilasi 2 ga bo’linadi:
4f- elementlar: ₅₈Ce dan boshlanib ₇₁Lu bilan tugallanadi.
5f-elementlar: ₉₀Th dan boshlanib ₁₀₃Lr bilan tugallanadi.
4f- elementlarga lantanoidlar deyiladi, chunki ular ₅₇La dan keyin joylashadi ular 14 ta. 5f- elementlarga aktinoidlar deyiladi, ular ham 14 ta bo’lib, ₈₉Ac-dan keyin joylashadi.
Jami f-elementlar oilasiga 28 ta elementlar kiradi, ularning hammasi metallardir. f- elementlardan: ₉₃Np- neptuniydan keyingilari yer qobig’ida uchramaydi, ular sun’iy usulda olingan. Ularga transuran – urandan keyingi elementlar deyiladi.
Birinchi davrdan boshqa xamma davrlar ishqoriy metall bilan boshlanib inert gaz bilan tugaydi.
Kichik davrlarda ishqoriy metall bilan galogen orasiga 5 ta element, katta davrlarda 15 ta element (VI da 29 ta element) joylashgan. Shunga ko’ra katta davrlarda bir elementdan ikkinchi elementga o’tganda elementlarning xossalari kichik davrdagilarga qaraganda bir muncha sustroq o’zgaradi. Katta davrlar juft va toq qatorlarga ega. Xar qaysi katta davrda elementlarning xossalari ishqoriy metalldan inert gazga o’tgan sayin ma'lum qonuniyat bilan o’zgarib boradi, bundan tashqari elementlarning xossalari xar bir juft qator ichida va xar bir toq qator ichida xam ma'lum ravishda o’zgaradi. Shunga asoslanib, katta davrlarda qo’shaloq davriylik namoyon bo’ladi deb aytiladi. Masalan, Be, Mg, Ca, Sr, Ba elementlaridan iborat guruhcha Zn, Cd, Hg elementlaridan tuzilgan guruhga o’xshaydi. Xar ikki guruhcha elementlarining maksimal valentligi ikkiga teng. Katta davrlarning juft qator elementlari faqat metallar bo’lib, metallik xususiyati chapdan o’ngga o’tgan sayin pasayadi. Toq qatorlarda chapdan o’ngga o’tish bilan metallik xossalari yanada zaiflashib, metallmaslik xossalari kuchayadi.
Davriy tizimda 57- element lantan va undan keyin 14 ta element lantanoidlar aloxida vaziyatni egallaydi. Bu 14 ta element o’zlarining kimyoviy xossalari bilan lantanga va bir-birlariga o’xshaydi. Shuning uchun davriy tizimda bu 15 ta elementga faqat bitta katak berilgan. VII davrda 89-element va 14 ta aktinoidlarga xam bir o’rin berilgan. II va III davr elementlarini D.I. Mendeleyev tipik elementlar deb atagan. Xar qaysi guruh ikkita guruhchaga bo’linadi. Tipik elementlarga ega guruhcha asosiy guruhcha nomi bilan yuritiladi. Toq qatorlarning elementlari esa yonaki yoki qo’shimcha guruhcha deb ataladi.
Asosiy guruhcha elementlari kimyoviy xossalari jixatidan yonaki guruhcha elementlaridan farq qiladi. Buni VII guruh elementlarida yaqqol ko’rish mumkin. Bu guruhning asosiy guruhcha elementlari (vodorod, ftor, brom, yod, astat) aktiv metallmaslar bo’lib, yonaki guruhcha elementlari (marganes, texnesiy, reniy)- xaqiqiy metallardir.
VIII guruhning asosiy guruhchasi inert gazlar, yonaki guruhchasi 9 ta metall (temir, kobalt, nikel, ruteniy, radiy, palladiy, osmiy, iridiy, platina)dir. Xar qaysi guruh raqami o’sha guruhga kiruvchi elementlarning kislorodga nisbatan maksimal valentligini ko’rsatadi. Lekin mis guruhchasida va VII, VIII guruh elementlarida bu qoidadan chetga chiqish xollari ro’y beradi; chunonchi mis bir va ikki valentli bo’ladi, oltinning valentligi 3 ga yetadi; VIII guruhning qo’shimcha guruhcha elementlaridan faqat osmiy va iridiy 8 valentlik bo’ladi; VII guruh elementi ftor faqat bir valentli bo’la oladi; boshqa galogenlarning kislorodga nisbatan valentligi yetti (yodda, xlorda) besh (bromda) bo’lishi mumkin. Asosiy guruhcha elementlari vodorodga nisbatan xam valentlik namoyon qiladi. IV, V, VI va VII guruh elementlari gazsimon (yoki uchuvchan) gidridlar hosil qiladi. Elementlarning vodorodga nisbatan valentligi IV guruhdan VII guruhga o’tgan sari 4 dan 1 ga qadar pasayadi, ularning kislorodga nisbatan valentliklari esa 4 dan 7 ga qadar ortadi. Xar qaysi guruhda metallmasning kislorodga nisbatan valentligi bilan vodorodga nisbatan valentligi yig’indisi 8 ga tengdir.
Xar bir guruh ichida atom og'irlik ortishi bilan elementlarning metallik xossalari kuchayib boradi. Demak, elementlarning xossalari (atom og'irligi, valentliklari, kimyoviy birikmalarining asos yoki kislota hususiyatiga ega bo’lishi va xakazolar) davriy tizimda va davr ichida xam, guruh ichida ma'lum qonuniyat bilan o’zgaradi. Binobarin xar qaysi element davriy tizimda o’z o’rniga ega va bu o’rin o’z navbatida ma'lum xossalar majmuasini ifodalaydi va tartib raqamii bilan tavsiflanadi. Shu sababli, agar biror elementning davriy tizimda tutgan o’rni ma'lum bo’lsa, uning xossalari xaqida to’la fikr yuritib, ularni to’g’ri aytib berish mumkin.
D.I. Mendeleyev davriy tizimdagi biror elementning atom og'irligini topish uchun uni o’rab turgan 4 qo’shni elementlarning atom og'irliklarini bir-biriga qo’shib 4 ga bo’lish kerak.
Davriy tizimda elementlar o’rtasidagi o’xshashlik uch yo’nalishda namoyon bo’ladi.
1) Gorizontal yo’nalishda: bu o’xshashlik - katta davr elementlarida, lantanoidlar va aktinoidlar turkumiga kirgan elementlarda uchraydi. Masalan, misning ba'zi xossalari nikelnikiga o’xshaydi.
2)Vertikal yo’nalishda: Davriy tizimning vertikal yo’nalishda joylashgan elementlari o’zaro bir-biriga o’xshaydi.
3) Diagonal yo’nalishda: Davriy tizimda o’zaro diagonal joylashgan ba'zi elementlar o’zaro o’xshashlik namoyon qiladi. Masalan: Li bilan Mg; Be bilan Al; B bilan Si; Ti bilan Nb lar bir-biriga kimyoviy xossalari jixatidan o’xshaydi.
Shredinger tenglamasining murakkabligi ko’p elektronli orbitallarning energiyasini aniq hisoblash imkonini bermaydi. Shuning uchun atom energiyasini hisoblaydigan bir necha usullardan foydalanilmoqda. Atom orbitallari energiyasini tajribada aniqlashning eng qulay va universal usullaridan biri spektroskopik tahlil usulidir. Bizga ma’lumki atom spektrlari spektral chiziqlarning to’plamini hosil qiladi, ya’ni har bir seriya turli orbitallardan boshqa yadroga elektronning o’tishini belgilaydi. Elektron bir orbitaldan boshqa orbitalga o’tganda ajralib chiqadigan energiyaga ionlanish energiyasi yoki ionlanish potentsiali deyiladi.
E_asosiy – E = I, bu yerda I – ionlnish energiyasi, E – atom tarkibini tashkil qiluvchi elektronning energiyasi, E_asosiy – elektronning asosiy holatdagi energiyasi.
Agar kichik to’lqinli maydondan elektromagnit tebranishlar chastotasi Ei va ionlanish energiyasi Ii ni Plank formulasi bilan ifodalash mumkin Ii = hEi.
Agar ko’p elektronli atom bo’lsa, elektronning uzib chiqish energiyasini boshqa usullarda aniqlash qulaydir, ya’ni fotoionizatsion usul yordamida va x.k.

4. Kimyoviy bog’lanish va elektromanfiylik