Aniq-tabiiy va jismoniy madaniyat fakulteti

I.Asosiy qism . VI A guruh elemenlari haqida umumiy tavsif
I. 1. Kislorod elementi haqida umumiy tushunchalar. Kislorod garchi VI guruppada joylashgan bo‘lsada , u odatda ikki valentli elementlar jumlasiga kiradi . oltingugurtning maksimal valentligi , oltiga teng , ya`ni oltingugurt joylashgan gruppacha nomeriga muvofiq keladi . Bu tafavutning sababi nimada ?
Oltingugurt atomlarida elektronlarning orbitallariga joylashishini quyidagicha tavsiflash mumkin :

Bu sxemadan ko‘rinib turibdiki , oltingugurt atomida ikkita toq ( juftlashtirilgan ) elektron mavjud. Haqiqatdan ham oltingugurt uchun oksidlanish darajasi ikkiga teng bo‘ladigan birikmalari ( masalan , vodorod sulfid H₂S ) ma`lum . Oltingugurt atomining uchinchi energetik pog‘onasida bo‘sh d- orbitallar bo‘lganligi sababli juftlashmagan 3p va 3d – elektronlar bo‘lganligi sababli bir – biridan ajralib oladi . Binobarin buning natijasida to‘rtta yoki oltita toq elektronlar hosil bo‘lishi mumkin.

Shu sabali oltingugurt ( IV ) – oksidi SO₂ va oltingugurt ( VI) – oksidi SO_3, kabi birikmalarda oltingugurtning oksidlanish darajasi +4 va +6 bo‘ladi .
Kislorod atomida elektronlarning orbitallarga joylashishi quyidagicha bo‘ladi :

Xuddi oltingugurt kabi kislorod atomida ham ikkita toq elektron mavjud . Lekin kislorod atomining ikkinchi energetik pog‘onasida bo‘sh orbitallar yo‘ligi sababli 3s va 3p – juft elektronlar ajaralib toq holatlarga o‘ta olmaydi . Shu sabali kislorod odatdagi birikmalarda ikkita teng valentlik nomoyon qiladi .

Biz bilamizki , kislorodning vodorod bilan hosil qilgan birikmasi H₂O da kislorod atomi o‘zining bir juft taqsimlanmagan elektronlarini kisloroddagi vodorod ionining bo‘sh orbitaga berib gidroksoniy ionini hosil qilishi mumkin :

Demak kislorod atomi o‘zining umumiy elektron juftini vodorod ioniga berib , donorlik vazifasini , vododrod ioni esa akseptorlik vazifasini bajaradi . Binobarin gidrokosoniy ionida kislorodning valentligi uchga oksidlanish darajasi esa manfiy ikkiga teng .
Gidroksoniy (shuningdek ammoniy) ionining hosil bo‘lish jarayoni asosida quyidagicha xulosa chiqarish mumkin :
Atomlarning valentlik imkoniyatlari faqat bog‘ hosil qilishda juftlashgan elektronlar soni bilangina emas , balki boshqa elemnent atomi orbitallariga o‘tishga qabul bo‘lgan taqsimlanmagan elektron juftlari soniga ham bog‘liqdir .
Valentligi ayni atomning boshqa atomlar bilan bog‘lanish sonlari orqali o‘1lchash qabul qilganligi sababli yuqorida keltirilgan ta`rif orqali faqat kovalent bog‘lanishli birikmalar uchun o‘z kuchini saqlab qoladi . lekin ionlardan tuzilgan birikmalarda ionlar aro bog‘lanishlar soni valentlik birikmalariga muvofiq keladi .\
Kislorodning maksimal valentligi to‘rtga to‘rtga teng bo‘lishi mumkin . U holda kislorod atomida sp ³ gibridlanish sodir bo‘ladi .
Davriy sistemaning oltinchi gruppa asosiy guruppachasi elementlari xalkogen ( ruda hosil qiluvchi ) lar deyiladi . Ular qatoriga kislorod , oltingugurt , selen , tellur va poloniy kiradi . ^[3]
Bu gruppacha elementlari S, Se, Te , Po atomlarida d- orbitallarning bo‘lishi ularning ayrim xossalrini kislorod elementi xossalaridan farqli bo‘lishga sabab bo‘ladi. Buning isboti sifatida S ni narmal va qo‘zg‘algan holatdagi elektron tuzulishini ko‘rib chiqamiz :
S_(normal) = 1s ²2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ 3d^o + E_{(qo‘zg‘algan )} = S _{( qo‘zg‘algan)} 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3p³ 3d²
Ko‘rininb , turibdiki bu elementlarning atomida qo‘zg‘algan holatda 6 tagacha toq valent elektronlari ( ns¹np³nd² ) bo‘lgani uchun birikmlarda oksidlanish darajalari ( - 2 , 0 , +4 , +6 ) ga teng bo‘ladi . Lekin kislorod bundan mustasno . Kislorod atomining 3,5 va ionlanish potensiali katta qiymat (12.62 eV) ga 2 – qavatida d – orbitallarni bo‘lmaganligi uchun kislorod atomining qo‘zg‘algan holatga o‘ytish imkoniyati yo‘q . Demak kislorod atomida elektronlar juda kuchli bog‘langan Kislorod atomi boshqa element atomidan ikkita elektron tortib olib , oksidlanish darajasi – 2 ga teng bo‘ladi . Kislorod atomidan atom tortib oladigan atom faqat ftor atomidir .
Kislorod (lotincha so‘zda Oxygenium, yunoncha da esa oxys — nordon va gennao — tugʻmoq), O — Mendeleyev davriy sistemasining VI guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 8, atom massasi 15,9994. Ilk bor shved kimyogari Kislorod Sheyele (1771) selitra (KNO₃, NaNO₃)HH, marganets qoʻsh oksid (MpO2)ni va ingliz kimyogari Kislorod Pristli (1774) simob oksid (HgO)HH, surik (R^O^ni qizdirish natijasida bir-biridan mustaqil holda ajratib olishgan. 1775-yilda Kislorod Lavuazye havo azot va kisloroddan iborat ekanligini aniqladi. Kislotalar tarkibida Kislorod borligidan Lavuazye uni oxygen, yaʼni "kislota hosil qiluvchi" deb atadi. Kislorod tabiatda eng koʻp tarqalgan element. Massasi jihatidan Yer poʻstining 47% ini, suvning 85,82% ni, atmosfera havosining 23,10% ini (hajm jihatdan 20,95% ni) tashkil qiladi. Kislorod juda koʻp (1400 tacha) mineral hosil qiladi. Tirik organizmlarda 70% atrofida Kislorod bor; u koʻpgina organiq (oqsillar, yogʻlar, uglevodlar) va anorganiq birikmalar tarkibiga kiradi. Fiziologik jarayonlarda, ayniqsa, nafas olishda juda muhim rol oʻynaydi. Odam organizmi tinch turganda sutkasiga 300 l, jismoniy ish qilganda 10—15-marta koʻp kislorod sarf qiladi. Sarflangan kislorod miqdorini yashil oʻsimliklar tiklab turadi (Fotosintez). Kislorod yonish; achish; chirish jarayonlarida ishtirok etadi; masalan yoqilgʻilarning yonishi uchun butun dunyoda har yili 9-10 t Kislorod sarf boʻladi.Kislorodning kashf etilishi bu flagiston nazariyasi bilan chambarchas bog‘liqdir . Chunki deganda flogiston nazariyasi barcha yonish jarayonlariga tadbiq etildi, chunki barcha yonuvchi jismlar tarkibida flogiston borligi G. Shtal tomonidan tajribada asoslandi: ko'mir sulfat kislotasini oitingugurtgacha, boshqa yerlar (oksidlar)ni esa metallargacha qaytaradi. G. Shtal tarafdorlarining fikricha, nafas olish va zanglash ham o'z tarkibida flogiston tutgan jismlaming sekin parchalanishidir (yonishidir). Metall qizdirilganda yonish xossasini yo'qotadi, ammo u bilan aralashgan. ko'mir yoki boshqa moddalarning yonishini ta'minlaydi, ya'ni yonuvchi moddalardan yonish xususiyatini izchil qabul qilgan metallning yonuvchanligi tiklanadi. Metallarni oksidlanish-qaytarilish xossalarini tushuntirish G. Shtalning flogiston va A. Lavuazyening kislorodli yonish nazariyalari asosida quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:
G. Shtalning flogiston nazariyasiga ko'ra kalsitlanish jarayoni:
Metall-flogiston = metall ohagi (oksidi) ko'rinishida bo'ladi.

1. 
   Lavuazye kislorodli nazariyasiga ko'ra:
   

Metall + kislorod = metall oksidi ko'rinishida bo'ladi. Shunday qilib, bu nazariyaga ko'ra flogistonni manfiy kislorod deb hisoblash mumkin. Ko'rinib turibdiki, flogiston nazariyasi ayrim hollarda va kamchiliklardan iborat fikrlarga asoslangan. Bu tajribalar natiijasida keyinchalik G. Shtalning o'zi ham flogistonni real jism emas, balki abstrakt, mavhum tushuncha sifatida qabul qilishga majbur bo'ldi.
Jamiyatda va sanoatda yuz berayotgan yangi ijtimoiy-iqtisodiy o‘zarishlar, tabiatshunoslik fanlari yutuqlari, ayniqsa kimyo fanida mohiyatini tushuntirish muammo bo'lgan jarayonlar va mahsulotlar sifatini kafolatlashni taqozo qiluvchi miqdoriy analiz va ishlab chiqarishni tashkil etishga qo'yilgan talablar, flogiston nazariyasi yemirilishiga olib keldi.
Lavuazye 1774-1777-yillar davomida bajargan ilmiy tadqiqotlari natijasida kislorodning yonish va oksidlanish jarayonidagi hamda hayvonlaming nafas olishdagi bevosita ahamiyatini ko'rsatdl 1774-yilda Parijga kelgan J. Pristli bilan suhbatlashgan A.Lavuazye I “flogistonsiz havo” olish kashfiyotning ahamiyatini darhol anglagan olim 1775-yilda Fanlar akademiyasida ma'ruza bilan chiqib, havo oddiy modda emas, balki ikki xil gazlarning aralashmasi deb tasdiqlaydi. A. Lavuazyening fikricha, havoning beshdan bir qismini J. Pristlining “flogistonsiz havosi” (A. Lavuazye kislorodni» ni ochilishi o'ziga taalluqli kashfiyot deb hisoblaydi) tashkil etadi, Aynan ana shu miqdordagi havo komponenti zanglayotgan melall bilan yoki yonadigan jism bilan birikadi, xuddi shuningdek, tirik organizm hayoti uchun zarur sanaladi. A. Lavuazye bu gazni “kislorod”- kislota hosil qiluvchi deb atadi. Havoning beshdan to‘rt qismini tashkil etgan ikkinchi gaz (D. Rezerford kashf etgan I “flogistonli havo”) alohida mustaqil modda va bu gaz yonish jarayonida so'ndirib, tirik organizmlarning yashashiga to'sqinlik qiladi. A. Lavuazye bu gazni “azot” - “hayotni so'ndiruvchi” deb atadi. Keyinroq azot lotincha nitrogen — selitra hosil qiluvchi deb qayta nomlandi. J. Pristlining tajribalarni takrorlagan A. Luvazye 1775-yilda Metallar qizdirilganda ular bilan birikib, massasini oshiradigan modda haqida” maqolasini e'lon qildi. Barcha natijalarning umumlashtirilgan tahlilini A. Lavuazye kislorodli yonish nazariyasining asosiy qoidalari ko'rinishida 1777-yilda e'lon qildi:
1, Jismlar faqat “toza havoda ” yonadi,
2, Modda yonganda u tomonidan yutilgan “toza havo” massasi havoning shuncha massa miqdorida kamayishini belgilaydi,
3, Metallar kuydirilganda “tuproqqa” (oksidlarga) aylanadi. Oltingugurt va fosfor “toza havo” bilan birikib kislotalarga aylanadi. Tirik to'qimalar va organizmlar ham uglerod va vodorod birikmalari bo'lib, ular nafas olganda kislorod bilan birikishini A.Luvuazye idrok etdi. U o’zi olgan ilmiy-amaliy natijalari tahlili etishda 1774-yilda qisman, 1777-yilda to'liq va ochiqchasiga flogiston nazariyasiga qarshi chiqdi.