Kimyoviy element!


Download 1.2 Mb.

bet11/14
Sana15.05.2019
Hajmi1.2 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

Kovalent  bog'lanishning  karralilik  xossasi.  O'zaro  birikuvchi  atomlar  orasida 
birgina  valent  chiziq  bilan  tasvirlanadigan  yakka  bog'lanish  hosil  bo'lishida,  elek­
tron  bulutlari  o'sha  atomlaming  yadrolararo  eng  yaqin  to'g'ri  chiziq  bo'ylab,  ya’ni 
x  -   o'qi  bo'yicha  bir-birini  qoplasa,  bunday  bog'lanish  a  -   bog'lanish  deb  ataladi. 
Barcha  yakka  bog'lanishlar,  asosan,  a -  bog'lanishdir.
Molekulalardagi  x-o‘qi  bo'ylab  hosil  bo'Iadigan  a  -   bog'lanishdan  tashqari 
elektron  bulutlari  bir-birini  *   o'qiga  perpendikular  yo'naiishda,  ya’ni  y-  o'qi
101

bo‘ylab  ham  qoplay  oladi.  Natijada  hosil  boMgan  bogManish  nr  -   bog‘lanish  deb 
ataladi.  s  va p  orbitalidagi  n  va  я  bogManish  4.15-rasmda  ko'rsatilgan.
4.15-rasm.  Parallel  (a) va  antiparallel  (b)  ta'sirlanishda  a   va я   bog‘lanishlar.
Har  ikkala  bogManishning  bir  vaqtda  hosil  boMishiga  kovalent  bogianishning 
karralilik  xossasi  deyiladi.  Atomlardagi  d-elektronlaming  magnit  kvant  sonlari  -  
2  ga  teng  boMganda  d  v  va  d^  2  -   orbitallar  ishtirokida  hosil  boMgan  bogManish 
a  bog'lanish  deb  ataladi.  Delta  boglanish  kompleks  birikmalarda,  tuzlarning  kristall 
gidratlarida  uchraydi:
H —
 С 
C^ H 
к
4.11.  MOLEKULAR  ORBITALLAR  USIJLI
Atom  orbitallar  usuli  ba'zi  moddalar  elektron  orbitallarining  gibridlanishi  orqali 
tuzilishini,  molekulalarda  valentliklaming  yo'nalishini  va  ko‘pgina  moddalaming 
molekular  shaklini  izohlab  berdi.  Lekin  elektron  juftlar  yordamisiz  ionlanishlaming 
hosil  bo‘lishini  tushuntira  olmadi.
H

H ^ C ^ H

H
> c — cX o 
\ Y  
л  
X  H
102

XIX asming oxirida Tomson vodorod molekulasini elektronlar bilan bombardimon 
qilib. tarkibidagi  bir dona elektron hisobiga H2  tarkibli  ion hosil  bo‘lganini  isbotiagan.
Hosil  qilingan  H2+  ioni  barqaror  zarrachadir.  Demak.  ikki  yadro  bir-biri  bilan 
birgina  elektron  orqali  birika  oladi,  ya’ni  bir  elektronli  bogManishlar  hosil  bo‘lishi 
mumkin.
Bundan  tashqari,  atom  tuzilishi  nazariyasiga  muvofiq  tarkibida  toq  elektronlari 
boMgan  atomlar yoki  molekulalaming  magnitga  tortilishi  aniqlangan.  Binobarin,  qat- 
tiq  holatdagi  kislorod  valent  bogManish  nazariyasiga  muvofiq  mzilgan  elektron  for- 
mulasida juft  elektronlari  boMishi  kerakligiga  qaramay magnitga  tortilishi  kuzatilgan. 
Demak,  valent  bogManish  nazariyasi  qattiq  holatdagi  kislorod  molekulasining  tuzi- 
lishini  izohlay  oimadi.  Erkin  radikallar,  benzol  va  aromatik  birikmaiaming  tuzilishini 
ham  valent  bogManishlar nazariyasi  orqali  tushuntirib  boMmaydi.
Bu  hodisalami  tushuntirish  maqsadida,  molekula  hosil  boMishida  toq  elektronlar 
rolini  ko‘rsatadigan  molekular orbitallar nazariyasi  yaratildi.  Bu  nazariyada  har qaysi 
elektron  molekuladagi  barcha  yadrolar  ta’sirida  boMgan  va  ko'p  markazli  molekular 
orbitallami  egallagan  boMadi  deb  hisoblanadi.
Hozirgi  vaqtda  molekular  orbitallami  keltirib  chiqarishda  atom  orbitallaming 
chiziqli  kombinatsiya  usuli  ko‘p  qoMlaniladi.  Bu  usulga  binoan  biror  elektronning 
molekular  toMqin  funksiyasi  molekulani  tashkil  etgan  barcha  atomlardagi  elektron- 
larning  toMqin  funksiyalaridan  kelib  chiqadigan  chiziqli  kombinatsiya  asosida.  ya'ni 
molekular  orbitallar  ta’sir  funksiyalarini  molekulani  tashkil  etgan  atomlaming  funk- 
siyalarini  o‘zaro  qo'shish  yoki  ayirish  natijasida  topiladi.
Tarkibida  bitta  elektron  va  ikkita  yadro  boMgan  molekulaning  elektron  harakatini 
quyidagi  ikki  funksiya  bilan  ifodalash  mumkin:

9 = C x{
*)

^ i= C 2 ( ^ + <3B)
Bunda, 
 simmetrik  funksiya, 
 antisimmetrik  funksiya, C,  va C,  o‘zgarmas 
koeffitsientlar.

  va  
 -  ayni  elektronning  yadroga  oid  funksiyalari.
Agar elektronning  harakati  antisimmetrik  funksiya  bilan  ifodalansa,  u holda  elek­
tron  bulut  yadrolar  orasida  zichlasha  olmaydi,  natijada  yadrolar  bir-biridan  uzoqla- 
shadi,  ikki  yadro  va  bir elektron  o ‘zaro  birikib  molekula  hosil  qilmaydi.
Demak,  antisimmetrik  funksiya  bilan  ifodalanadigan  orbital  kimyoviy  bogManish 
hosil  qilmaydi.  Shuning  uchun  bunday  orbitalni  bo‘shashtiruvchi  orbital  (qisqacha, 
bo'sh  orbital)  deyiladi.  Bunday  molekular  orbitalda  2  ta  yadro  oraligMda  elektron 
zichligi  juda  ham  kichik  boMadi.  Shuning  uchun  bunday  orbitallar  molekulaning 
turg‘unligini  kamaytiradi.
Agar elektron  harakati  simmetrik  funksiya bilan  ifodalansa. elektron  buluti  yadro­
lar  orasidagi  joyda  zich  holatni  egallaydi,  natijada  yadrolar  bir-biriga  tortiladi  va 
ular  o'zaro  birikadi.  Hosil  boMgan  molekular  orbital  bogMovchi  orbital  deb  ata-
103

ladi.  Molekulaning  barqaror  yoki  barqaror  emasligi  uning  tarkibidagi  bogiovchi  \_ 
bo’shashtiruvchi  elektron  orbitallarining nisbiy  miqdoriga  bogiiq  boiadi.  Molekula- 
orbitallar  usulida  molekula  tarkibidagi  elektronlaming  o’zaro  ta’siri  e’tiborga  olir- 
maydi. Atomda  har qaysi  elektron 5, p,  d, f  harflari  bilan belgilanadigan  atom  orbita - 
lari  orqali  ifodalangani  kabi  molekulada  ham  har  qaysi  elektron  molekular  orbitalla- 
bilan  belgilanadi.  Molekular orbitallar а,  тс,  в va  cp  harflari  bilan  belgilanadi.
Molekular  orbitaldagi  elektron  energiyasi  aynan  orbitalning  tashqi  magnit  may- 
doni  yo’nalishiga,  ya’ni  magnit  kvant  soniga  ham  bogiiq,  shuning  uchun  molekula- 
kvant  son  X  kiritilgan.
Agar X=0  boisa,  a -  bogianish  2  ta  boiadi,
X = ± l  boisa, л  -  bogianish  4  ta  bo‘ladi,
X = ±2  boisa,  a -   bogManish  4  ta  bo‘ladi.
Molekular  orbitallaming  elektron  bilan  to iib   borishi  ham  Pauli  prinsipiga,  Gund 
va  Klechkovskiy  qoidalariga  bo‘ysunadi.
Molekular  orbitalda  kimyoviy  bog‘lanishning  hosil  bo'lishi  bog'lanish  tartib: 
N  bilan  tavsiflanadi:
Bu  yerda,  пЫуу,  -   bogMovchi,  «bosh  -   bo‘shashtiruvchi  orbitallardagi  elektronlar 
soni.
Agar    ning  qiymati  noldan  katta  qiymatga  ega  bo‘lsa,  u  holda  ikkita  atom 
ta’sirlashganda  molekulalar hosil  boMadi. Agar  ning qiymati  nolga teng b o isa  yoki 
noldan  kichik  boisa,  u  holda  ikkita  atom  ta’sirlashganda  molekula  hosil  boimaydi 
Molekular  orbitallar  usuli  bilan  molekula  hosil  boiishini  quyidagi  misollarda 
Ko‘rib 
chiqamiz.
Vodorod  molekulasi
H + H  ->  H2
Ikkita  vodorod  atomi  o ‘zaro  birikib  H,  hosil  qilganda  ikkala  atomning  Is  orbital- 
laridan  ikkita  molekular  orbital  kelib  chiqadi.  Bu  orbitallaming  biri  bogiovchi,  ik- 
kinchisi  bo’shashtiruvchi  orbitallar  b o iib ,  H2  hosil  boiganda  ikkala  Is2  elektronlar 
bogiovchi  orbitalga joylashadi  (4.16-rasm).
Vodorod  molekulasidagi  bogiovchi  orbital  [(Is)  va  (Is)]  dan  paydo  boigan  faqat 
bitta  kimyoviy  bogianishga  muvofiq  kelib,  bogianish  tartibi  birga  teng boiadi:
Л/  — 
ПЬ°8
  + 
nbo'sh
 
2—0
  _  «
-  

T ~ l
104

А О  
М.О 
А. О
4.16-rasm.  Vodorod  molekulasining  hosil  bo'lishi.
Molekular vodorod  ionining  hosil  bolishi:  H + H + —>
Vodorodning  Is  orbitalidan  hosil  bo‘lgan  molekular  orbitalni  8 ^ .  shakisda  lfoda- 
laymiz  (4.17-rasm).
#
M(IS')
4.17-rasm.  Molekular vodorod  ionining hosil  bo'lishi.
Demak:
H(ls)+H+ —*■ №£[(5,^. * Is1)], 
N = \
H+  -  zarrachasidagi  birgina  (Is)  elektron  shu  orbitalni  egallagan  bo‘Iadi. 
Bo‘shashtiruvchisi  bo‘sh  holda  turadi.
Molekular  geliy  ioni  va  molekulasining  hosil  boMishi.
Molekular  geliy  ioni  He;  da  uchta  Is  elektron  ishtirok  etadi.
Molekular  geliy  Het  ionida  bitta  bog‘lovchi  orbitalga  ikkita  elektron,  bitta 
bo‘shashtiruvchi  orbitalga  bitta  elektron joylashadi  (4.18-rasm).
105

м . о
А.О
Не( 1 s2)
А.О
He(lS’)
4.18-rasm.  Molekular geliy  He*,  ionining  hosil  bo'lishi.
Demak,
He(ls2)+ H e+(ls 2)  -   H + K c ^ • Is)2•  { o ^ •  Is)']
Bogianish  tartibi  > 0  boiadi.  Shuning  uchun  haqiqatda  molekular  geliy  He2 
ioni  mavjuddir.
Geliy  molekulasida  -   He,  esa  bitta  bog‘lovchi  va  bitta  bo‘shashtiruvchi  orbital- 
larga  geliy  atomidagi  ikkitadan  elektronlar borib joylashadi:
He(ls2)+ H e+(ls 2)  -   He,[(cbHgMs)2- { a bog-  Is)2]
Bu  yerda  bog‘lanish  tartibi  nolga  teng  bo’lganligi  uchun  geliy  molekulasi  He, 
mavjud  emas.  Chunki  elektronlar  bilan  to‘lgan  bo‘shashtiruvchi  orbital  bog‘lovchi 
orbital  ta’sirini  yo‘q  qilib  yuboradi.
Davriy  sistema  ikkinchi  davr  elementlari  molekulalarining  hosil  bo‘lishini  tu- 
shuntirishda,  atomlar  birinchi  qavatidagi  elektronlar  kimyoviy  bogManishning  hosil 
boMishida  ishtirok  etmaydi  deb  faraz  qilamiz.  U  holda  atomdagi  p,  elektronlaming 
magnit  kvant  sonlari  A.=0  va  A.= l  boMishi  sababli  bu  elektronlar  molekulada  a-  va 
7r-orbitallarga joylanishi  mumkin.  Ya’ni:
A.=0 
о  =2 
X =±I 
k
=4
Bu  yerda  ham  elektronlaming  taqsimlanishida  Pauli  prinsipiga,  Csind  va  Klech- 
kovskiy  qoidalariga  rioya  qilinadi,  ya’ni  energiyaning  minimumga  intilish  prinsipi 
o‘z  kuchini  saqlaydi.  Yuqorida  keltirilgan  mulohazalami  misollarda  ko’rib  chiqamiz. 
Litiy  molekulasi  Li,  ning  ikki  Li  atomidan  molekular
Li -I- Li  —*•  Li2
orbitallari  hosil  boMishida  litiy atomining orbitallari  ishtirok etib,  bogManishni  yuzaga 
keltiradi:
Li(2s')+Li(2s') -   Li,  [(Sbog. •  2s)2]
106

BogManish  tartibi:
N=2/2= \
Demak,  litiy  molekulasining  Li,  mavjudligi  ma’lum.  Berilliy  atomlarining  o‘zaro 
ta'sirida  2s2 elektronlar  bogManishda  ishtirok  etadi:
Be  (2s2)  +   Be(2s2) • Be2[/% , • 2 ! # • ( * * *  2s)2]
Berilliy  molekulasining  hosil  bo'lishida  bitta  abog.  va  ab 
orbitallar  elektronlar 
bilan  to‘ladi.  Bog‘lanish  tartibi:
2-2
N =  
= 0 ga teng.
Demak,  berilliy  molekulasida  bogMovchi  orbitallar  ta’sirini  bo‘sha>ht;nnchi  or­
bitallar  yo'q  qilib  yuboradi.  Natijada  bogManish  ro‘y  bermaydi.  Haqiqatdir.  ham  be­
rilliy  molekulasi  mavjud  emasligi  isbotlangan.
Bor  molekulasining  hosil  boiishida  atomlardagi  2s2  va  2p’  elektronlar  molekular 
orbital  hosil  qilishda  ishtirok  etadi:
B(2s2 • 2//)+B(2.s'2 • 2pv) • B2[(fT^ • 2s)2 (nboj( ■ 2s)2  (nhog • 2p):
Bog‘lanish  tartibi:
= 6 — 0/2 =  3  ga  teng  boMadi.
Demak,  ikkita  bor  atomining  o ‘zaro  ta’siri  natijasida  molekula  hosil  boMadi 
Haqiqatan  ham  bor  molekulasi  mavjudligi  tajribada  tasdiqlangan.
Azot  molekulasining  hosil  boMishida  atomning  2s2  •  2
p
3 elektronlari  ishtirok 
etadi:
N(2s2 • 2p')+N (2s2 • 2p3)  - N 2[(0bog • 2s)2 • ( o ^  • 2s)2 • ( o ^  • 2p)2 • [(n ^  • 2p f]
Azot  molekulasida  bogManish tartibi  uchga  teng:
N= 8 - 2 / 2 = 3
Demak,  azot molekulasi  mavjud  va  u  nihoyatda mustahkamdir.  Lekin  uglerod  (II) 
oksidining  hosil  boMishida  uglerod  atomining  2s2 ■ 2p 2  elektronlari.  kislorod  atomi­
ning  2$2-2 p 4  elektronlari  molekula  hosil  qilishda  ishtirok  etadi:
C(2s2 • 2p2)+0(2s2 ■ 2p4)  -*   CO[/obog • 2s)2 • ( o ^  • 2s)2 • (abog • 2p )2 • [ ( n ^  ■ 2pY]
Uglerod  (II)  oksid  molekulasining  hosil  boMishida  bog‘lanish  tartibi
N= 8 — 2/2 = 3  ga  teng.
Molekular  orbirtalda  CO  ning  hosil  boiish  sxemasi  4.19-rasmda  keltirilgan.
107

4И2-  €>
4.19-rasm.  Molekular orbitalda CO ning hosil boiish  sxemasi.
Agar  azot  molekulasining  hosil  boMishidagi  tenglama  bilan  uglerod  (II)  oksid 
molekulasining hosil bo'lishidagi  tenglamani taqqoslasak, har ikkala tenglamada hosil 
boMgan  bogMovchi  va  bo'shashtiruvchi  orbitallarda joylashgan  elektronlar  o‘xshash 
boiganligi  sababli, azot molekulasi  bilan  uglerod 
(II) 
oqsil  molekulasi  kimyoviy xos- 
salari jihatidan  ham  bir-biriga  o‘xshashdir.  Masalan:
2 C O + 0 , —»  2CO.,  -  oson 
N, + 0 ,  —*  2N 0  -   qiyin
Molekular  orbitallar  usuli  yordamida  yanada  murakkab  molekulalaming  tuzi- 
lishini  to‘g‘ri  talqin  qilish  mumkin.
Murakkab  moddalarda  kimyoviy  bogManishning  bir  necha  turlarini  uchratish 
mumkin.  Masalan;  mis 
(II) 
sulfat  tuzi  kristall  gidrat  boigani  uchun  tarkibida  besh 
molekula  suv  saqlaydi.  ya’ni  CuS04 • 5H ,0  yoki  [Cu(H,0)4]S 0 4 • H.O  ko'rinishda 
yozish  mumkin.  Bu  txiz  quyidagicha  dissotsilanadi:
[Cu(H20 ) 4]S 0 4H20   -   [Cu(H20 ) 4]2++  S 0 /- +   H2o
Demak,  [CuIH^OjJ2'1’  ioni  bilan  SOj-  ioni  orasida  ionli  bogManish  mavjud 
bo‘Isa,  Cu2+  ioni  bilan  to‘rtta  suv  molekulasi  orasida  donor-akseptor  bogManish, 
[Cu(H20 ) 4] • S 0 4  bilan  bir  molekula  suv  orasida  esa  vodorod  bogManishlar  borligini 
kuzatish  mumkin.  Bu modda tarkibiga kirgan vodorod bilan kislorod orasida esa qutb- 
li  kovalent  bogManish,  oltingugurt  atomi  bilan  kislorod  atomlari  orasida  esa,  qutbsiz 
kovalent  bogManish  bor.
108

4.12.  MOLEKULALARNING  D1POL  MOMENTI
Qutblangan  inolekulalarda atomlar orasida elektr zaryadlari  teng taqsimlanmagan- 
ligi  sababli  molekula  simmetrik  boMmaydi.  manfiy  va  musbat  zaryadlaming  mar- 
kazlari  bir  nuqtaga  to‘g‘ri  kelmaydi.  Manfiy  va  musbat  zaryadlar  teng  bo‘lib,  mar- 
kazlari  bir  nuqtada  bo‘lmagan  har  qanday  sistema  dipol  deb  ataiadi.  Shu  sababdan 
qutbli  molekulalar  ham  dipol  bo'Iadi.
Qutblangan  molekulada  qutblar  bir-biridan  qancha  uzoq  bo'Isa.  qutblanganlik 
shuncha  yuqori  bo‘Iadi.  Qutblar  orasidagi  masofa  dipol  uzunligi  deb  ataiadi.  Dipol 
uzunligining  zaryadga  ko‘paytmasi  dipol  momenti  deyiladi:
^dip= e ’ ‘ 1
bu  yerda:  (/t^  
dipol  momenti:  e 
zaryad,  elektrostatik  birlik;  /-dipol  uzunligi.  >m.
Qutblanmagan  inolekulalarda  /= 0   bo‘lsa,  dipol  momenti  /tdiri= 0  boiadi.  Bink- 
malarda  dipol  momenti  ortgan  sari  ular  ion  bogManishli  birikmalarga  yaqinlashadi
Quyidagi jadvalda  ba'zi  birikmalaming  dipol  momenti  ko'rsatilgan:
Q utblangan
Dipol
Q u tb lan m ag an
Dipol
m olekulalar
momenti
molekulalar
momenti
H20
00 4^
О
1
Sc
О
p
0
SO,
1,60 - 1 0 18
c s 2
0
NH,
1,46-  10-18
0
K2S
1
,
10
-  i o - 18
H
,
0
HC1
1.03 - 1 0 -18
0 2
0
HBr
p
О
О
i
HJ
0 ,3 8 - Y u '18
Dipol  momenti 
vektor kattalikdir. Agar molekulada bir qancha qutbli  bog’lanish 
boMsa,  u  holda  molekulaning  umumiy  dipoli  alohida  olingan  boglanishlar  dipol- 
larining  vektor  yig‘indisiga  teng  bo‘ladi.
4.13.  MOLEKULALARARO  TA’SIR  KUCHLARI
Hozirgi  vaqtda  molekulali  birikmalar,  qattiq,  suyuq  va  gazsimon  moddalaming 
tuzilishini  va  hosil  bo'lishini  kovalent,  ion  va  metall  bogManish  nuqtayi  nazaridan 
tushuntirish  murakkabligicha  qolmoqda.
Bunga  misol  tariqasida  inert  gazlami  ko’rsatish  mumkin.
Buelementlamingatomlari sferik simmetriyagavabarqarorelektron konfiguratsiya- 
ga  (ns2,  npb)  ega  bo‘lganligi  uchun  yuqorida  aytilgan  kimyoviy  bog’lanishlarni  hosil 
qila  olmaydi.  Mutlaq  nol  temperatura  atrofida  inert  gazlar  suyuq  va  qattiq  holatga 
o'tkazilganda atomlarning bir-biriga ta’sir kuchlarini  kuzatish  mumkin.  Moddalardagi 
bunday  ta’sir  Van-der-Vaals  kuchlari  va  vodorod  bog'lanish  hisobiga  vujudga  keladi.
109

Demak,  qattiq,  suyuq  va  gaz  holatidagi  fazada  zaryadlanmagan  atom  va  molekulalar 
orasida  hosil  boMadigan  tortishish  kuchini  oddiy  valent  bogianish  tushunchasi  aso- 
sida tushuntirib  bo'lmaydi.  Bunday kuchlar mavjudligini  quyidagi  faktlar tasdiqlaydi:
1)  oddiy  gazlaming  ideal  emasligi.  Gazlaming  ideal  holati  Mendeleyev-Klapey- 
ron  tenglamasi  bilan  ifodalanadi:
PV—RT
bu  yerda  V-  molyar  hajm,  P  -   bosim,  T  mutlaq  temperatura,  R  -   gaz  universal 
doimiysi.
Ideal  bo'lmagan  gazlarda  o’zaro  tortishish  kuchi  ta’sir ko‘rsatadi.  Shuning  uchun 
yuqoridagi  tenglamaga  o’zgartirish  hadlari  kiritildi:
(P + P ,) * ( V -   B)=RT
bu  yerda  V  -   molyar  hajm,  В  -   molekulalaming  hajmlarini  va  ma’lum  masofada- 
gi  o'zaro  tortilish  kuchini  hisobga  oladigan  o‘zgartirish  koeffitsienti,  P  -   ichki  bo­
sim  hosil  bo'lishidagi  molekulalaming  o ‘zaro  tortishuvini  hisobga  oladigan  had.  Bu 
qo'shimchalami  birinchi  bo‘lib  1873-yilda  Van-der-Vaals  kiritgan.
2)  Joul-Tomson  effekti.
Gaz  g'ovak  to'siqdan  o'tganda  o‘z  hajmini  kengaytirsa,  buning  hisobiga  tem­
peratura  pasayadi.  Bu  hodisani  gaz  hajmining  kengayishi  va  molekulalar  tortishish 
kuchining  kamayishi  bilan  izohlash  mumkin;
3)  oddiy  valent  bog'lanish  hosil  qila  olmaydigan  inert  gazlar  tortishish  kuchi  hi­
sobiga  energiya  ajratib  chiqarishi,  suyuq  va  qattiq  faza  hosil  qilib  kondensatlanishi 
mumkin.
Van-der-Vaals  kuchlari  quyidagi  xususiyatlarga  ega:
Van-der-Vaals  kuchlari  oddiy  valent  bogManishdan  kuchsiz.  Masalan:  xlor  mole- 
kulasining  atomlarga  ajralish  energiyasi  (ya’ni,  kovalent  bogianish  energiyasi) 
2,34 •  105  J/mol  ga,  kristall  holdagi  xlorning  sublimatsiyalanish  (to‘g‘ridan  to 'g ’ri 
suyuqlanmasdan  bug'  holatga  o'tishi)  energiyasi  -   2,52 •  104  J/mol  ga teng.
Van-der-Vaals  kuchlari  oddiy  valent  bogianishga  o’xshab  to‘yinuvchanlik  namo- 
yon  qila  olmaydi.
Demak,  ikkita  A  va  В  alomlari  orasidagi  tortishish  kuchi  boshqa  atomlaming 
boMishiga  b o g iiq   emas.  Masalan,  А,  В,  C  atomlarining  ta’sir  etish  energiyasini, 
A va  В  atomlari  ta’sir etish  energiyasiga AC  va  BC  atomlarining ta’sir etish  nazariya- 
sini  qo'shib  hisoblash  mumkin
Van-der-Vaals  kuchlarining  hosil  boiish  sabablarini  quyidagicha  tushuntirish 
mumkin.
Buning  sababi,  birinchidan,  molekulada  dipol  momentining  boiishidir.  Bu  ho- 
latda  ikkiga  dipolning  oddiy  elektrostatik  tortishishi  natijasida  uchinchi  kuchsizroq 
boigan  ta’sir  kuchi  hosil  boiadi.
Bu hodisani  1912-yili V.  Keyezom quyidagicha izohlab berdi:  ikkita birxil zaryadli 
qutblar molekulalari  dipollar bilan  itarilishadi,  har xil  zaryadli  qutbli  molekulalar esa
n o

tortishadi.  Ya’ni,  ikkala  molekula  turli  zaryadli  qutblari  bilan  oriyentatsiyalanishga 
harakat  qiladi.  Bunday  holatda  o'zaro  itarilish  kuchi  ma'lurn  miqdorda  kompensatsi- 
yalanadi.  Shuning  hisobiga  molekulalar orasida  doimiy  dipollar ta’sirida  qo'shimcha 
tortishish  kuchi  -  oriyentatsion  kuch  hosil  bo'ladi,  molekulalar yaqinlashadi,  natijada 
bir-biriga  tortila  boshlaydi.
Zaryadlaming  bir-biriga  ta’sirini  ko'pgina  hollarda  energiya  (ya’ni,  zaryadlami 
bir-biridan  batamom  ajratish  uchun  sarf  bo'lgan  energiya)  niiqdori  bilan  ifodalash 
qabul  qilingan.  Bunday  ta’sir  natijasida  hosil  bo'lgan  o'rtacha  energiya  miqdori
U
  =  
2-^
or 
Ъгб-кТ
yoki
Nn
3RT-rT
ga  teng.
Bu yerda  //  dipol  momenti,  r  dipollar markazi  orasidagi  masofa. A'  Bolsman 
doimiysi  (1,380 •  10-16  erg/g),  T -  mutlaq  temperatura.
Bu  tenglamadan  ko'rinib  turibdiki,  oriyentatsion  effekt  issiqlik  energiyasi 
o'zgarishining  teskari  qiymati  boigani  uchun  mutlaq  temperaturaga  teskari  propor- 
sionaldir.
Ikkinchidan,  Van-der-Vaals  kuchlarining  hosil  bo'lishiga  sabab,  molekulalar- 
ni  o'rab  turgan  induksion  dipollar  bilan  molekulalaming  qutblanishi  orasida  ta’sir 
kuchining  vujudga  kelishidir.  Agar  molekula  dipol  momentiga  yoki  zaryadga  ega 
bo‘lsa,  u  holda  qo'shni  molekulani  siljitishga  harakat  qiladi,  shu  ta’sir  hisobiga  doi­
miy  hosil  qilingan  dipolar  o'rtasida  tortishish  vujudga  keladi.  Bir  vaqtning  o'zida 
qo'shni  molekulalaming  qutblari  ta’sirida  har  bir  molekulaning  deformatsiyasi  ham 
vujudga keladi.  Bu deformatsiya natijasida vujudga kelgan dipollarning o'zaro hisobi­
ga  hbsil bo'lgan  kuch  induksion  kuch  deyiladi  va  u  molekulalaming o’zaro  tortishu- 
viga  olib  keladi.  Bu  kuchlaming  oriyentatsiyalanishi  molekulalararo  ta’sir  kuchining 
ortishiga  bog’liq  bo’ladi.  Demak,  molekulalaming  qutblanishi  ikki  effekt  natijasidir. 
ya’ni  qutblanish  -   oriyentatsiyalanish  -   deformatsiyalanish.  Zaryadlangan  molekula 
qo’shni  molekulaning  dipol  momentini  l/r2  ga  proporsional  induksiyalaydi.  Bu  yerda 
r-molekulalar  orasidagi  masofa.  U  holda  zaryadlangan  molekula  bilan  induksion  di­
pol  orasidagi  ta’sir  energiyasi  l/rA ga  proporsional  bo'ladi.
Dipollangan  molekulaning  qo’shni  molekula  dipol  momentini  induksiyalashi 
l/r3  ga  proporsionaldir.  Shuning  uchun  dipol  energiyasining  induksion  dipolga  ta’siri 
I //'  ga  o‘zgaradi.
Qutblangan  molekula  bilan  dipol  ta’siri  natijasida  qo’shni  molekulalar  induksiya- 
langanda  hosil  bo‘lgan  qo’shimcha  energiya  Debay  energiyasi  yoki  induksion  ta’sir 
energiyasi  deb  ataladi.  Agar  molekulaning  dipol  momenti  - / / ,   molekulalar orasidagi 
masofa  -  r  bo‘lsa,  qutblanish 
a  bo'ladi.  U  holda  Debay  energiyasi  (yoki  induksion 
energiya)  quyidagi  tenglama  bilan  ifodalanadi:
ill

Qutblangan va qutblanmagan molekulalar ta'sirida hosil  bo‘lgan energiyaning De­
bay  energiyasidan  farqi  shuki,  birinchi  navbatda,  qutblanmagan  molekulada  induk- 
sion  dipol  hosil  bo'ladi,  bu  dipol  qutblangan  molekula  dipollariga  ta’sir  ko‘rsatadi.
Bu  ikki  faktor Van-der-Vaals  kuchlarini  tavsiflashda katta  rol  o'ynashiga qaramay 
H: ,  Cl,,  Nr   CH4  va  boshqa  moddalar  qattiq  yoki  suyuq  holatda  bo'lishi  sababin 
izohlab  bera  olmaydi.
Shuning  uchun  atomlar bilan  qutblanmagan  molekulalar tortishish  kuchi  va  qutb­
langan  molekulalar  ta’siri  natijasida  hosil  bo'lgan  qo'shimcha  effektdan  tashqar. 
uchinchi  efiekt  bo'lishi  kerak.  Bu  effektni  1930-yili  London  quyidagicha  tushuntirib 
beradi.
Atom-molekular  tuzilish  nazariyasiga  binoan  barcha  zarrachalar  mutlaq  nol 
temperaturada  ma’lum  miqdorda  energiyaga  ega  bo'ladi.  Bu  energiya  miqdorin: 
Geyzenbergning  noaniqlik  prinsipi  orqali  tushuntirish  mumkin.  Aks  holda,  eng  qu>: 
nuqtada  potensial  energiya  miqdori,  atom  va  molekulalaming joylashgan  o ‘mi  aniq 
ma’lum  bo'lishi  kerak.  Bu  esa  Geyzenbergning  noaniqlik  prinsipiga  zid  keladr 
Shuningdek,  elektronlar  orbital  bo'ylab  yadroga  nisbatan  doimiy  harakatda  bo'lish: 
va  har  qanday  atomda  musbat  va  manfiy  zaryadlaming  markazi  bir-biriga  to'g'r: 
kelmasligi  hisobiga  dipol  hosil  bo'ladi.  Bunday  dipolning  yo'nalishi  tez  o'zgaradi 
Mazkur  o'zgarish  miqdori  og'ir  atomlarda  zaryadlaming  yo‘nalishi  bilan  tengla- 
shadi.  shuning  uchun  ularda  dipol  nolga  teng  bo'ladi.  Agar  bu  o‘zgarishni  ayn: 
fursatda  suratga  olinsa  (masalan,  geliy  atomida),  yadro  atrofidagi  elektronlaming 
nosimmetrik  joylashganini  ko‘ramiz.  Bunday  notekis  joyiashish  qisqa  vaql  ichida 
hosil  boigan  dipolni  ro‘yobga  chiqaradi.  Bunday  dipol  ikkinchi  atomda  ham  sodir 
bo'ladi  va  dipollar,  o‘z  navbatida,  bir-biriga  xuddi  Debay  effekti  yoki  induksion  ef- 
fekt  kabi  ta’sir  ko'rsatadi.  Bu  esa  sistema  energiyasining  kamayishiga  olib  keladi. 
Bu  ta'sir juda  kuchsiz  bo'lib,  u  dispersion  energiya  yoki  London  energiyasi  deb 
ataladi  va  miqdori  quyidagi  formuladan  aniqlanadi:
tj
  _  зл.Г0.«
4^6
Bu  yerda  hv0  -   har  qaysi  molekula  yoki  atomning  mutlaq  temperaturadagi  ener­
giyasi.
Mutlaq  nol  temperaturadagi  energiya  hv0  taxminan  atomning  ionlanish  energiyasi 
I  ga  teng.  U  holda  yuqoridagi  tenglama  quyidagi  ko'rinishga  ega  bo'ladi:
Yuqorida  keltirilgan  tenglamalardan  ko'rinadiki,  zaryadlangan  atomlami  mole- 
kulalardan  ajratish  uchun  ma’lum  miqdorda  energiya  sarf qilish  kerak.  Bu  energiya 
ta’sirlanish  energiyasini  ifodalaydi.  Ta’sir  kuchini  hisoblab  topish  uchun  tenglamani 
r ga  nisbatan  difterensiallash  kerak.
112

Shunday  qilib,  yuqorida  keltirilgan  uchta  faktor yordamida Van-der-Vaals  kuchini 
hisoblab topish mumkin.  Ma'lumki, simmetrik joylashgan atomlaryoki molekulalarda 
dispersion  kuch mavjud.  Bu  kuch  kam  qutblangan  molekulalardagi  atomlarda  yuqori, 
ko‘p  qutblangan  molekula  yoki  atomlarda  past  bo‘ladi.  Ko‘p  qutblangan  molekula 
yoki  atomlarda  oriyentatsion  etTekt  yuqori  bo'ladi.
Agar  yuqoridagi  tenglamalardagi  o'zgarmas  qiymatlami  birlashtirsak.  moleku- 
lalararo  tortishish  energiyasini  ifodalaydigan  quyidagi  tenglamani  hosil  qilamiz:
bu  yerda:
h —
2 ^ -A
q

RT
= 2 a /л2 +
2 a 2-hY0 
4
Agar  molekulalar  orasida  masofa juda  kichik  bo‘lsa,  itarilish  kuchi  hosil  bo'ladi:
U = m /r'2
Bu  yerda  m  -   o'zgarmas  itarilish  konstantasi.  Itarilish  kuchi  molekulalararo 
masofa  kichiklashgan  sari juda  tez  ortib  boradi.  U  holda  molekulalar orasidagi  umu- 
miy  ta’sir kuchi  quyidagiga  teng  bo‘ladi:
U=U  +U.
ttort 
it
Yoki


Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling