Kimyoning asosiy tushuncha va qonunlariga doir masalalar yechish
Download 425.2 Kb. Pdf ko'rish
|
1-AMALIY MASHGULOT
- Bu sahifa navigatsiya:
- -Avogadro qonuni Moddalar massasining saqlanish qonuni
- M: Fe + S = FeS 2H 2 + O 2 = 2H 2 O
- Tarkibning doimiylik qonuni
- Yadro reaksiyalarining asosiy turlari Radioaktiv o’zgarishlarning asosiy turlari Reaksiya sxemalari va misollar
- 1.Toriy qator
- Tabiiy va suniy radioaktivlik. Yadro rеaksiyalari
- MUSTAQIL ISHLASH UCHUN MASHQ VA MASALALAR
- MOLEKULANING TUZILISHI VA KIMYOVIY BOG’LANISH.
- Misol 1.
|
KIMYONING ASOSIY TUSHUNCHA VA QONUNLARIGA DOIR MASALALAR YECHISH Atom-molekulyar ta’limot nuqtai-nazaridan kimyoning asosiy qonunlariga:
Kimyoviy reaksiya uchun elementlarning qancha atomi olingan bo’lsa, reaksiya natijasida hosil bo’lgan moddalar molekulasida o’shancha atom saqlanadi. Kimyoviy reaksiyaga kirishgan moddalarning massasi, hosil bo’lgan moddalarning massasiga hamma vaqt teng bo’ladi. M: Fe + S = FeS 2H 2 + O 2 = 2H 2 O 56 32 88 1*4 2*16 1*4+16*2 4 32 36 Moddalar massasining saqlanish qonuni Lomonosov-Lavuaze qonuni deb ataladi.
bo’lgan. Magniy oksidning miqdoriy tarkibini hisoblang. Yechish. Magniy oksidning miqdoriy tarkibini aniqlash deganda, shu oksid tarkibidagi magniy bilan kislorodning o’zaro nisbatini topish tushuniladi. Misoldan magniyning massasi ma’lum. Demak. Kislorod massasini aniqlash kerak:
m 0 = 10 g – 6 g = 4 g Magniy oksidning miqdoriy tarkibini quyidagi nisbat bilan ifodalash mumkin:
m Mg : m 0 = 6g : 4g = 3 : 2 Ko’pincha, modda tarkibi prоsent (%) bilan ifodalanadi. Prоsent miqdorini hisoblash uchun, avval ayni element massasining modda massasiga nisbati topilib, so’ngra uni prosentlar bilan hisoblanadi.
2-misol. 13,8 g organik modda to’liq yonganda 26,4 g uglerod IV-oksid 16,2 g suv hosil bo’ladi. Bu modda bug’ining vodorodga nisbatan zichligi 23 ga teng, uning molekulyar formulasi topilsin. Yechish. Bu misolni yechish uchun, avval, birikmaning moleklyar massasi hamda shu birikma tarkibidagi elementlar atom massalarining nisbatini topish kerak.
M = 2 D
H
formuladan molekulyar massa topiladi: M = 2D = 2 ∙ 23 = 46. Noma’lum moddaning yonishidan uglerod (IV) – oksid bilan suv hosil bo’lgan. Demak, bu modda tarkibida, albatta, uglerod va vodorod atomlari bo’lishi kerak:
C x H y + O 2 → xCO 2 + yH
2 O
13,8 g + x 2
→ 26,4g + 16,2 g Reaksiya tenglamasidan foydalanib, noma’lum modda tarkibida necha massa qism uglerod borligi topiladi:
44 g CO
2 da 12 g uglerod bo’lsa,
26,4 g CO 2 da x g uglerod bo’ladi.
Bundan, g x 2 , 7 44 4 , 26 12 Yongan modda tarkibidagi vodorod massasi:
18 g suvda 2 g vodorod bo’lsa,
16,2 g suvda y g vodorod bo’ladi.
Bundan, g y 8 , 1 18 2 2 , 16 Yongan modda tarkibida uglerod va vodoroddan tashqari, kilorod elementining bor yoki yo’qligi aniqlanadi:
7,2 g C + 1,8 g H 2 = 9 g C
x H y .
13,8 g – 9 g = 4,8 g. Demak, noma’lum modda tarkibida 7,2 uglerod, 1,8 g vodorod va 4,8 g kislorod bor. Endi bu modda tarkibidagi uglerod, vodorod va kislorod atomlari soni topiladi. Ularni x, y, z bilan belgilab ularning o’zaro nisbatlari topiladi:
x : y : z = 3 , 0 : 8 , 1 : 6 , 0 16 8 , 4 : 1 8 , 1 : 12 2 , 7 Bu tenglamaning o’ng tomonini eng kichik son 3 ga bo’linsa, x : y : z = 2 : 6 : 1 hosil bo’ladi.
Demak, birikmaning oddiy formulasi C 2 H
O bo’lib, uni C 2 H 5 OH (etil spirt) shaklida yoziladi. Bu formula asosida birikmaning molekulyar massasi topiladi. U 46 ga teng. Reaksiyaga kirishgan moddalarning massasi reaksiya mahsulotlari massasiga hamma vaqt teng bo’ladi.
Suv molekulasi formulasi (H 2 O)dan ikki massa qism vodorod bilan 16 massa qism kislorod birikkanligi ko’rinib turibdi: 2H 2 + O
2 = 2H
2 O
CH 4
+ 2O 2
= CO 2
+ 2H 2 O Fe 2 O 3 + 6HCl = FeCl 3 +3H
2 O Suv molekulasi uch usul bilan hosil bo’lsa ham uning tarkibidagi vodorod va kislorod atomlarining massa nisbatlari 1:8 ligicha qoladi. Har qanday molekulyar tuzilishda ega toza modda qayerda va qanday olinish usulidan qat’iy nazar, o’zgarmas tarkibga ega bo’ladi. Bu qonunni 1799 yilda fransuz olimi Jozef Lui Prust (1754- 1826)kashf etgan. Tarkibning doimiylik qonuni deb yuritiladi. 1-misol. Tarkibida 43,4% natriy, 11,3% uglerod va 45,3% kislorod bor bo’lgan moddaning odiy formulasini tuzing. Yechish. Bu modda tarkibida x atom natriy, y atom ugleod va z atom kislorod bor deylik. U holda moddaning formulasi Na x C
O z
shaklida yoziladi. Agar x,y,z larning o’zaro nisbati topilsa, bu birikmaning oddiy formulasi aniqlangan bo’ladi. agar natriyning atom massasi 23, uglerod 12 va kislorodniki 16 ekanligi etiborga olinsa, bu modda molekulasida 23 x massa qism natriy, 12 y massa qism uglerod va 16 z massa qism kislorod bor bo’ladi.
Bularning har birini tegishli elementlarning massa qismlariga tenglashtiramiz.
23 x = 43,4
12 y = 11,3
16 z = 45,3
Yuqoridagi tenglamalardan x, y, z larni topaylik: 88 , 1 23 4 , 43 x
94 , 0 12 3 , 11 y
83 , 2 16 3 , 45 z
Bulardan x : y : z = 1,88 : 0,94 : 2,83. Moddalar nisbatini butun sonlar bilan ifodalash uchun tenglamaning o’ng tomonini eng kichik son 0,94 ga bo’linadi. Bundan x : y : z = 2 : 1 : 3 kelib chiqadi. Demak, izlanayotgan birikma molekulasida ikki atom natriy, bir atom uglerod va uch atom kislorod bor ekan. Bu Na 2 CO 3 (soda) formulasidir. Moddaning haqiqiy molekulyar formulasini tuzish uchun moddaning present tarkibi, molekulyar massasi hamda uning tarkibidagi elementlarning atom massalarini aniq bilish kerak. Bu holda ham moddaning oddiy formulasini topish metodidan foydaniladi. 2-misol . Kaliy nitrat KNO 3 ning protsent tarkibini hisoblang. Yechish. Bu birikma tarkibidagi kaliy, azot va kislorodning prosent miqdorini hisoblash uchun, avval, uning molekulyar massasi topiladi.:
M = 39,1 + 14 + 16 ∙ 3 = 101,1 101,1 massa qismni 100% deb olib, kaliy, azot va kislorodning % miqdori topiladi.
Kaliyning protsent miqdori:
101,1 – 100%
39,1 – x % bundan, x = % 674 , 38 1 , 101
100 1 , 39
Azotning protsent miqdori:
101,1 – 100%
14 – x % bundan, x = % 845 , 13 1 , 101
100 14
Kislorodning protsent miqdori:
101,1 – 100%
48 – x % bundan, x = % 479 , 47 1 , 101
100 48
Murakkab moddalarning eng oddiy formulasini tuzish uchun modda massasi tarkibini va shu modda tarkibini va shu modda tarkibidagi elementlarning atom massalarini bilish kerak. Ekvivalentlar qonuni Ekvivalent deb–element bir og’irlik qism vodorod yoki sakkiz ogirlik qism kislorod bilan qoldiqsiz birikadigan yoki birikmalarda ularning o’rnini oladigan miqdoriga aytiladi. Kimyoviy reaksiyaga elementlar o’z ekvivalentlariga muvofiq kirishadi va ular quyidagicha topiladi:
Oddiy moddalar ekvivalenti quyidagi formula orqali aniqlanadi: E e =
; V A r
A r =elementning atom massasi V=elementning valentligi. Oksidlovchi va qaytaruvchining ekvivalent massasi
quyidagicha topiladi. M: KMnO 4 kislotali muhitda Mn 2+ gacha
qaytariladi. Mn 7+ →Mn 2+ +5e E =
mol g Mr / 66 , 31 5 158 5
Oksidlar ekvivalenti quyidagi formula orqali aniqlanadi: E oksid
= valentligi soni Me Me Mr *
Mr = molekulyar massa Me soni
= metall soni Me valentligi = metall valentligi M: CaO ning ekvivalentini toping.
E oksid = mol g / 28 2 * 1 56
Asoslar ekvivalenti quyidagi formula orqali aniqlanadi E asos
= soni r OH M
Mr = molekulyar massa OH soni = gidroksil ionining soni M:Al(OH) 3 ning ekvivalentini toping. mol g E asos / 26 3 78
Kislotalar ekvivalenti quyidagi formula orqali aniqlanadi E kislota
= soni r OH M
Mr = molekulyar massa H soni
= vodorodlar soni M: H 3 AsO
4 ning ekvivalentini toping.
E
= mol g / 3 , 47 3 142
Tuzlar ekvivalenti quyidagi formula orqali aniqlanadi E tuz
= valentligi soni Me Me Mr *
Mr = molekulyar massa Me soni = metall soni Me valentligi = metall valentligi M: Al 2 S
ning ekvivalentini toping. E tuz = mol g / 6 3 * 2 150
Avagadro qonuni. Avagadro qonuni 1811yilda italyan olimi Amedeo Avogadro (1776-1856) gaz moddalar ustida olib borgan izlanishlari natijasidan shunday xulosaga keldi. Bir xil sharoitda, teng hajmda olingan gazlardagi molekulalar soni teng bo’ladi. Keyinchalik uning bu xulosasi Avogadro qonuni deb ataldi. Har qanday moddaning bir molida 6,02∙10 23 dona atom yoki molekula bo’ladi.
Avogadro soni deyiladi va n harfi bilan belgilanadi.
Gey Lyussak va Avogadro hajmiy nisbatlar qonunlaridan quyidagi xulosalarni chiqarish mumkin. 1. Normal sharoitda (0 0 C va 0,1MPa ) har qanday gazning 1 mol miqdorining hajmi 22,4 lga teng.
Bu qiymatdan foydalanib gaz hajmi va massasi ma’lum bo’lsa berilgan hajmdagi gaz uchun harorat va bosim ham ma’lum bo’lishi lozim. Normal bo’lmagan sharoitda gazning molekulyar massasini topish uchun Mendeleyev- Klapeyron tenglamasidan foydalaniladi: PV=nRT ;
Bu yerda P-bosim,V-hajm, R-universal gaz doimiysi, T- absolyut temperatura, n-mollar soni. n=m/M bu yerda m-gazning massasi, M-gazning molekulyar massasi. Mendeleyev- Klapeyron tenglamasidagi n ning o’rniga m/M ni qo’ysak, PV=mRT/M kelib chiqadi. Agar gaz hajmini l bilan va bosimini atm bilan ifodalasak R=P
o V o /T=1*22.4/273=0,082atm*l/grad*mol bo’ladi. Gazning hajmi ml, bosimi esa mm simob ustuni bilan ifodalanganda, R=P
o V o /T o
=760*22400/273=62358,97=62400 mm*ml/grad*mol ;
; n m M PV=nRT Misol: 2l H 2 15 0 C va 100,7 kPa bosimga qanday massaga ega bo’ladi? Yechish: Bu masala Mendeleyev-Klapeyron tenglamasi asosida yechiladi. ;
mRT PV
; RT PVM m
. 168
, 0 288 31 , 8 2 2 7 , 100
Boyl-Mariott qonuni. T=const 2 1
P = ; 1 2
V
Gey-Lyussak qonuni: P=const 2 1 2 1 V V T T
Sharl qonuni: V=const ; 2 1 2 1
P T T
Boyl - Mariott va Gey-lyussak birlashgan gaz qonuni ;
PoVo T PV
MUSTAQIL ISHLASH UCHUN MASHQ VA MASALALAR 1. Bir m 3 atsetilen (n.sh.da.) 1,16 kg keladi. Atsetilenning molekulyar massasini toping? 2. 17
o C da va 83, 2 kPa bosimda 3 m 3 havoning massasi qancha bo`ladi? (J. 3 kg) 3. Gazning 1,5*10 28 ta molekulasi qanday hajmda egallaydi? 10 25 tasi
chi? 4. Azotning 1,2*10 26 molekulasining hajmi va molekulyar og’irligini hisoblang? 5. Uglerod (IV) oksidning 500 litri (n.sh.da.) ning molekulalar soni va og’irligini hisoblang? 6. 0,183 g magniy metali 20 o C va 100 kPa bosimda kislotadan 182,7 ml vodorodni siqib chiqargan. Magniyning ekvivalenti toping? 7. Xrom oksidlari tarkibida 76,47%. 68,42% va 52,0% xrom bor. Xrom oksidlarining ekvivalenti aniqlang? 8. 5 g alyuminiy yonishidan 9,44 g alyuminiy oksidi hosil bo`ladi. Metall va oksidning ekvivalenti toping? 9. 1,8 g metall oksidini qaytarish uchun normal sharoitda o`lchangan 833 ml vodorod sarflandi. Metall va metall oksidining ekvivalenti toping?
10. Normal sharoitda turgan 11,2 l vodorod va 4 l azotdan iborat gazlar aralashmasining massasini hisoblang? 11. Quyida keltirilgan moddalarning qaysilarida molekulalar soni bir xil?
1) 1 gramm azot bilan 1 litr uglerod (IV) oksid 2) 1 mol azot bilan 1 mol uglerod (IV) oksid 3) 2 litr azot bilan 1 litr uglerod (IV) oksid
4) 28 gramm azot bilan 44 gramm uglerod (IV) oksid A) 2 va 4 B) faqat 2 C) 1 va 4 D) 3 va 4 E) 1 va 3 12. Uglerodning bitta atomi massasi necha grammni tashkil etadi? A) 3,01*10 -22 B) 2*10 -22 C) 0,2*10 -23 D) 3,01*10 -23
E) 2*10 -23
14. Kislorodning 1 ta molekulasi massasini (gramm) aniqlang? A) 5,3*10 -23
B) 0,53*10 -23
C) 32*10 -23
D) 3,2*10 -22
E) 5,3*10 -22
15. Vodoroddan 14 marta og’ir bo`lgan gazlarni aniqlang? A) kislorod va azot B) azot va etilen S) atsetilen va azot D) havo va etilen E) etilen va etan 16. Quyida keltirilgan tuzlarning ekvivalentini to`g’ri keltirilgan qatorni aniqlang: NaCl, CaCO 3 , Fe
2 (SO
4 ) 3 ? A) 58,5; 50; 66,67 B) 58,5; 66,67; 50 C) 50; 66,67; 58,5 D) 66, 67; 58,5; 50 E) 58; 50; 66,67 17. Quyida keltirilgan kislotalarning ekvivalentini to`g’ri keltirilgan qatorni aniqlang: HNO 3 , H
2 CO 3 , H 3 PO 4 ? A) 63; 31; 32,67 B) 63; 32,67; 31 C) 31; 32,67; 63 D) 32; 63; 31 E) 36; 31; 32 18. Quyida keltirilgan asoslarning ekvivalentini to`g’ri keltirilgan qatorni aniqlang: KOH, Ba(OH) 2 , Al(OH)
3 ? A) 56; 83; 26 B) 83; 26; 56 C) 56; 26; 83 D) 26;56; 83 E) 56; 86; 26 19. 31,6g kaliy permanganatni parchalab necha mol kislorod olish mumkin?
A) 1,0 B) 0,2 C) 5,5 D) 0,3 E) 0,15 20. 85g ammiak necha mol miqdorni tashkil etadi? A) 4,5 B) 5,0 C) 5,5 D) 9,0 E) 8,3
1913 yilda K.Fayans va F.Soddi radioaktiv yеmirilish jarayonida siljish qoidasi yoki radioaktiv siljish qonunini ta'rifladilar: Agar
yadro tarkibidan har bir α-zarracha chiqib kеtganida hosil bo’lgan yangi elеmеntlarning tartib raqami ikkitaga, massasi esa to’rt birlikka qadar kamaysa, har bir β-zarracha sochilganda esa yangi hosil bo’lgan elеmеnt tartib raqami bittasiga ortadi, massasi esa o’zgarmay qoladi.
Bu qonun radioaktiv yеmirilish jarayonida hosil bo’ladigan mahsulotlarni to’g’ri aniqlashdagi eng muhim qoidadir.
Barqarorligi kam bo’lgan yadrolar o’z-o’zidan yеmirilib yangi elеmеntlar yadrolarini hosil qiladi. Birinchi marta 1895 yilda A.Bеkkеrеl kuzatgan radiatsion hodisa uran
yadrosining yеmirilishiga tеgishli edi: 238 92 U→ 234 90 Th+ 4 2 He Yadro reaksiyalarining asosiy turlari Radioaktiv o’zgarishlarning asosiy turlari Reaksiya sxemalari va misollar 1. α-yemirilish E A Z →
E A Z 4 2 ; Po 210 84 →
He Pb 4 2 206
82 (α – zarracha) 2. β-yemirilish: a)
0 -yemirilish (yoki
elektronli yemirilish)
p n 1 1 1 0 (antineytrino); v E E A Z A Z 1 ; v O N 17 8 17 7
b) 0 -yemirilish (yoki
pozitronli yemirilish) v n p 1 0 1 1 (neytrino); v E E A Z A Z 1 ; v B C 11 5 11 6 c)
elektronning yadroga
qulashi v n e p 1 0 1 1 ; v E e E A Z A Z 1 ;
v e V Cr 97 23 51 24
3. Yadroning o’z-o’zidan bo’linishi n 1 0 97 39 137 53 236
92 2 Y I U
Yadrolar parchalanishi natijasida bir nеcha xil jarayonlar sodir bo’ladi, ularni qisqacha ko’rib chiqamiz.
kuzatiladi, masalan: 232
90 Th→
228 88 Ra+ 4 2 He. Bu jarayonda elеmеntning tartib raqami 2 ga, massa soni esa 4 birlikka kamayadi.
0 - β-yеmirilish jarayonida yadrodagi nеytronlarning biri proton va elеktronga aylanadi, katta enеrgiyali elеktron yadrodan otilib chiqadi. Yemirilish natijasida hosil bo’lgan elеmеnt tartib raqami boshlang’ich elеmеntnikiga nisbatan bitta ortadi, massa soni o’zgarmaydi. Yangi hosil bo’lgan yadro dastlabki yadroning izobariga aylanadi. Odatda, α-yеmirilish kеtidan β-yеmirilish ham yuzaga kеlishi kuzatiladi, natijada N/Z nisbati turg’un qiymatga yaqinlashadi. 0 + β–yеmirilish natijasida yadrodagi proton, nеytronga aylanadi, yadrodan pozitron chiqib kеtadi, yadro massa soni o’zgarmaydi, lеkin yangi elеmеnt yadro zaryadi dastlabki elеmеntnikidan bitta kichik bo’ladi.
K – orbitaldagi elеktronning yadroga («qamralishi») yadrodagi protonning biri yadroga eng yaqin bo’lgan orbitaldan (K-qavat) elеktronni biriktirib olishi va nеytronga aylanishiga olib kеladi. Natijada yadro zaryadi birga kamayadi. K-qamralish va 0 - β- yеmirilishda yadro zaryadi birga kamayadi, lеkin massa soni o’zgarmaydi, yadro ayni elеmеntning izobariga aylanadi: A Z E+e→
A Z-1
E+v (nеytrino)
γ-nurlanish odatda yadro o’zidan ikki xil enеrgiyaga ega bo’lgan α-zarracha sochganda sodir bo’ladi. Masalan, 238
92 U yadrosi toriy yadrosiga aylanganda enеrgiyalari 4,195 va 4,147 MeV bo’lgan α- zarrachalar hosil bo’ladi. Bunday holatdagi zarrachalarning enеrgiyalarining farqi 0,048 MeV v- nur ko’rinishida yadrodan chiqib kеtadi, uning enеrgiyasi elеktromagnit to’lqinlarining eng yuqori enеrgiyali qismi-rеntgеn yoki boshqacha aytganda v-nurlar sohasiga mos kеladi.
Biror elеmеntdan boshqa bir elеmеnt hosil qilish uchun yadro zaryadini (ya'ni yadrodagi protonlar sonini) o’zgartirish zarur. Yadroning zaryadi o’zgarganidan kеyin atomdagi elеktronlar soni ham o’zgaradi.
Yadroni tashkil etgan zarrachalarning bir-biri bilan bog’lanish enеrgiyasi nihoyatda katta bo’lganligi uchun yadro tarkibini o’zgartirish nihoyatda qiyin. Lеkin bu ishni qilishda insonga tabiiy radioaktivlik yordam ko’rsatdi, chunki u kimyoviy elеmеntlarning bir-biriga aylanish hodisasi uchun yaqqol misol bo’ldi. Tabiatda uchraydigan barcha radioaktiv yеmirilishlarni uch qatorga bo’lish mumkin:
232
80 Th) dan boshlanib, qo’rg’oshin izotopi 208 82
2.Uran qatori. Bu qator uran ( 238
92 U) dan boshlanib, qo’rg’oshin izotopi 206
82 Pb bilan tugaydi. 3.Aktiniy qatori. Bu qator aktinouran ( 235
92 AcU) dan boshlanib, qo’rg’oshin izotopi 207
82 Pb bilan tugaydi. Transuran elеmеntlarni tеkshirish shuni ko’rsatadiki, bu uchta tabiiy radioaktiv qatorlari boshlovchi uchala elеmеntning (ya'ni 232 Th
238 U va
235 92 AcU lar) o’zi ham transuran elеmеntlarning yеmirilish mahsulotidir. Toriy, uran va aktiniylar qo’rg’oshin izotoplariga aylanishida α va β – nurlar chiqishi bilan sodir bo’ladigan bir qancha o’zgarishlar ro’y bеradi. Bu o’zgarishlar vaqtida α-nur chiqqanida elеmеntning massa soni to’rt marta kamayadi. Toriy qatorda uchraydigan elеmеntlar izotoplarining massa sonlari A=4g bilan ifodalanadi (bu yеrda g-ayni izotop massa sonini 4 ga bo’lgandan kеlib chiqadigan butun son, uning kattaligi 51 dan 59 gacha bo’ladi), uran qatorida uchraydigan elеmеntlar izotoplarining massa sonlari A=4g+2 bilan aktiniy qatorida uchraydigan izotoplarining massa sonlari A=4g+3 bilan ifodalanadi. Lеkin tabiatda uchraydigan radioaktiv elеmеntlar ichida massa sonlari A=4g +1 bilan ifodalanadigan bironta ham izotop topilmadi. Shuningdеk, yuqorida aytib o’tilgan uchta tabiiy radioaktiv qatorda z=85 va z=87 elеmеntlarning izotoplarini uchratish ham uzoq vaqt mumkin bo’lmadi. Z=43 va z=61 elеmеntlar ham uchramaydi. Bu elеmеntlar bir nеcha marta «ochilib», bir nеcha marta «yopildi». Fransiyaning atoqli olimlari Irеn va Frеdеrik Jolio Kyurilar 1943 yilda juda ajoyib kashfiyot yaratdilar. Ularni Nyubеl mukofoti bilan bahramand qilgan bu kashfiyot pozitronlarning ajralib chiqishini ko’rsatuvchi sun'iy radioaktivlik hodisasi edi. Uning mohiyati quyidagidan iborat: alyuminiy, magniy yoki borga α-nurlar yog’dirilgannida pozitronlarning ajralib chiqishi α –nurlar manbai olib kеtilganida ham birdan to’xtab qolmaydi, balki ularning ajralib chiqish intеnsivligi tabiiy radioaktiv elеmеntlarning yеmirilishi
qonuniga muvofiq ravishda kamayib boradi. Uni quyidagicha izohlanadi: avval alyuminiyga α – nurlar ta'sir etib, radioaktiv fosforni hosil qiladi: 27 13 AI+
4 2 He→ 30 15 P*+ 1 0 n va nеytronlar ajralib chiqadi, so’ngra hosil bo’lgan bеqaror radioaktiv fosfor pozitron chiqarish bilan yemirilish silitsiyning barqaror izotopiga aylanadi: 30 15 P*→ 30 14 Si+(e + -pozitron). Endilikda bunday rеaksiyalarning soni mingdan ortadi. Tabiiy va sun'iy radioaktivlik. Yadro rеaksiyalari
Elеmеntlar zarrachalar yoki yadrolarni tarqatish jarayoni natijasida bir elеmеntning bеqaror izotopining boshqa elеmеnt izotopiga o’z-o’zidan aylanishiga radioaktivlik dеb aytiladi.
Elеmеntlar tabiiy izotoplarining radioaktivligi tabiiy
radioaktivlik dеyiladi.
Radioaktiv yеmirilish jarayoni turli izotoplarda har xil tеzlik bilan boradi. Radioaktiv elеmеnt yеmirilganda uning miqdori kamayib, u yangi elеmеntga aylanadi.
Vaqt birligida yеmirilgan atomlar soni elеmеnt miqdoriga proportsionaldir. Bu qonun radioaktiv yеmirilish qonunidir. Olingan miqdorning yarim yеmirilishi uchun kеtgan vaqt izotopning yarim yеmirilish davri dеb ataladi.
Radioaktiv elеmеntlarning yarim yеmirilish davri milliard yillarga tеng bo’lsa, ba'zilarniki sеkundning kichik ulushlariga tеng bo’lishi mumkin. Masalan, radonning yarim yеmirilish davri 2,85 sutkaga radiyniki 1620 yilga, uranniki esa 4,5 milliard yilga tеng.
Yadrolarning elеmеntar zarrachalar (nеytronlar protonlar) yoki boshqa yadrolar (masalan α-zarrachalar yoki dеytronlar 2 1 H) bilan o’zaro ta'sirlashuvi yadro rеaksiyalar dеyiladi.
Birinchi sun'iy yadro rеaksiyasi 1919 yilda Rеzеrford tomonidan amalga oshirilgan edi; azot atomlariga α- zarrachalar oqimini ta'sir ettirib, kislorod izotopi 17 8
P O He N 7 8 4 2 14 7
Bu jarayonda α-zarracha azot yadrosidan protonni chiqarib yuborish bilan chеgaralanmaydi, balki o’zi protoni chiqib kеtgan yadro tarkibiga joylashadi.
Bеrilliy atomlariga α-zarrachalar yog’dirilganida uglеrod atomlari va nеytronlar paydo bo’ladi: n С Не Ве 1 0 12 6 4 2 9 4 Yadro rеaksiyalarini amalga oshirish uchun α-zarrachalardan tashqari protonlar, nеytronlar, dеytriy yadrolari (dеytronlar) va ko’p zaryadli ionlar oqimidan ham foydalanish mumkin. Ularning yordami bilan amalga oshirilgan yadro rеaksiyalar natijasida tabiatda uchramaydigan yangi elеmеntlar hosil qilish mumkin bo’ldi: masalan, alyuminiyni tеz harakat qiluvchi protonlar bilan bombardimon qilinsa, magniy va gеliy hosil bo’ladi: 27 13 AI+ 1 1 H→ 24 12 Mg+ 4 2 He
Bor atomlari dеytronlar bilan bombardimon qilinganda uglеrod va nеytronlar vujudga kеladi: 11 5 В+ 2 1 D→ 12 6 С+ 1 0 n
Yadro rеaksiyalarini amalga oshirishda nеytronlar bilan bombardimon qilish alohida ahamiyatga ega. Chunki nеytron elеktr nеytral zarracha bo’lgani uchun atomlarning yadrolariga juda yaqin yеtib borishi qulaydir. Tеz harakat qiluvchi nеytronlar bilan bombardimon qilish orqali yuzaga chiqadigan yadro rеaksiyalari natijasida ko’pincha α-zarrachalar hosil bo’ladi. Masalan: 31 15 Р+ 1 0 n→ 28 13 AI+ 4 2 He
Sust harakat qiluvchi (issiq) nеytronlar qo’llanilganda, bombardimon qilinuvchi elеmеnt yadrosi nеytronni qamrab oladi-da, natijada shu elеmеntning og’irroq izotopi hosil bo’ladi. Masalan: 112 48
1 0 n→ 113 48 Cd Ba'zi radioaktiv jarayonlarda ajralib chiqadigan yoki sun'iy yo’llar bilan hosil bo’ladigan β-nurlar ta'sirida ham yadro rеaksiyalarni amalga oshirish mumkin bo’ladi, masalan: 2 1
1 1 H+ 1 0 n Dеmak, yadro rеaksiyalarini amalga oshirish uchun turli xil zarrachalarni ishlatilish mumkin: faqat ularga yеtarli tеzlik bеrish kеrak.
Har qanday yadro rеaksiya o’zining unumi bilan xaraktеrlanadi.
Ma'lum nishonda yuzaga chiqqan yadro o’zgarishlar sonining o’sha nishonga otilgan zarrachalar soniga nisbati yadro rеaksiyasining unumi dеb ataladi.
Og’ir mеtallarning atomlarini katta enеrgiyali tеz harakat qiluvchi zarrachalar oqimi bilan bombardimon qilish natijasida bir qator yangi elеmеntlar kashf etildi. Masalan, uranni tеz harakat qiluvchi nеytronlar bilan bombardimon qilish natijasida tartib raqami 93 ga tеng bo’lgan nеptuniy elеmеnti hosil qilindi. Bu yеrda kеtma- kеt boradigan ikkita yadro rеaksiya sodir bo’ladi. Avval uranning barqaror radioaktiv izotopi 239 U hosil bo’ladi: 238 92 U+ 1 0 n→ 239 92 U* So’ngra u β-nur chiqarib, nеptuniyga aylanadi: 238
92 U*→
239 92 Np+e -
Nеptuniy ham β-yеmirilish natijasida plutoniyga (94-elеmеnt) aylanadi: 239 93
239 94 Pu+e -
Plutoniy ancha barqaror elеmеnt, lеkin sust nеytronlar ta'sirida parchalanadi. Sun'iy yo’l bilan olingan 11 ta transuran elеmеnt, kurchatoviy va tabiatda uchramaydigan yana to’rtta elеmеnt tеxnisiy, promеtiy, astat, fransiy kashf etildi. Nuklonlar - (lotincha nuclus-yadro) proton va nеytronlarning yig’indisi.
Proton - elеmеntar zarracha bo’lib, massasi 1,00728 u.b.ga tеng va absolyut miqdori jihatdan elеktron zaryadiga tеng bo’lgan musbat zaryadga ega. Nеytron- elеmеntar zarracha bo’lib, uning elеktr zaryadi yo’q, massasi 1,00867 u.b.ga tеng. Massa dеffеkti - yadro massasi uni tashkil etuvchi hamma zarrachalarning massasi yig’indisidan kichik bo’lib chiqish hodisasi. Yadroning bog’lanish enеrgiyasi - yadroning proton va nеytronlardan hosil bo’lishida ajralib chiqadigan enеrgiya qiymati va yadroning barqarorli-gini xaraktеrlaydi, ya'ni ajralib chiqadigan enеrgiya miqdori qancha ko’p bo’lsa, yadro shunchalik barqaror bo’ladi. Izotoplar - (grеkcha «izos»-bir xil «topos»-joy) bir xil yadro zaryadiga ega bo’lgan, lеkin har xil sondagi nеytronlarni tutuvchi atomlar Izobar- Atom massalari bir xil, yadro zaryadlari turli xil atomlar turkumi
α -yеmirilish - og’ir (massa soni 200 dan ortiq bo’lgan) elеmеntlarda kuzatiladi, masalan: 232
90 Th→
228 88 Ra+ 4 2 He. Bu jarayonda elеmеntning tartib raqami 2 ga, massa soni esa 4 birlikka kamayadi. 0 - β-yеmirilish - yadrodagi nеytronlarning biri proton va elеktronga aylanadi, katta enеrgiyali elеktron yadrodan otilib chiqadi. Yemirilish natijasida hosil bo’lgan elеmеnt tartib raqami boshlang’ich elеmеntnikiga nisbatan bitta ortadi, massa soni o’zgarmaydi. 0 + β –yеmirilish - yadrodagi proton, nеytronga aylanadi, yadrodan pozitron chiqib kеtadi, yadro massa soni o’zgarmaydi, lеkin yangi elеmеnt yadro zaryadi dastlabki elеmеntnikidan bitta kichik bo’ladi. Radioaktivlik hodisasi - ba'zi bir elеmеntlar moddalar orqali o’tib kеtadi- gan, havoni ionlashtiradigan, fotografiya plastinkalarini qoray-tiruvchi nurlar tarqatadigan jarayon. Radioaktivlik- elеmеntar zarrachalar yoki yadrolarni tarqatish jarayoni natijasida bir elеmеntning bеqaror izotopining boshqa elеmеnt izotopiga o’z - o’zidan aylanishi. Tabiiy radioaktivlik -elеmеntlar tabiiy izotoplarining radioaktivlikligi
Yarim yеmirilishi davri - olingan miqdorning yarmi yеmirilishi uchun kеtgan vaqt. Yadro rеaksiyalar-yadrolarning elеmеntar zarrachalar (nеytronlar, protonlar) yoki boshqa yadrolar (masalan α-zarrachalar yoki dеytronlar 2 1 H) bilan o’zaro ta'sirlashuvi
MASALALAR 1. Kripton – Kr 80 36 аtomining yadrosida… А) 36 р va 44 n В) 80 р va 36 n С) 36 р va 80 n D) 36 р va 44 е Е) 34р va 44 е булади 2. Qaysi zarrachada elektronlarga nisbatan protonlar ko’proq : А) natriy ionida В) sulfit ionida С)оltingugurt ionida Д) natriy atomida Е) kislorod ionida 3. Izotopning massa soni -… А) neytron va protonlar yig’indisiga В) yadrodagi protonlar soniga С) yadrodagi neytronlar soniga D) оrbital elektronlar soniga Е) neytronlar va elektronlar 4. Таrkibida 18 ta elektronlar va 16 tа proton bo’lgan ion quyidagi yadro zaryadga teng. А) -2
С) -18 D) +18 Е) +16
5. Quyidagi sxema bo’yicha radiy radioaktiv parchalanganda : ...
222 86 226 88 Rn Ra
radondan tashqari yana: А) α zarracha В) β - zarracha С) proton D) β + zarracha Е) qo’rg’oshinnind barqaror izotopi hosil bo’ladi. 6. Таklif etilgan variantlardan birini tanlab reaksiya tenglamasini tugallang. ...
12 6 4 2 9 4 C He Be
А) n 1 0 В) P 1 1 С) H 2 1 D) e 0 1 Е) 7. Yadro reaksiyasida izotopning atom massasini o’zgarmay, yadro zaryadi ortadigan jarayonlarni ko’rsating. 1)
n P 1 0 1 1 + 2) P n 1 1 1 0 - 3) n P 1 0 1 1
А) 2 В)1,2
С)1,3
D)2,3
Е)3
8. Yadro reaksiyasida X P Mg ) , ( 1 1 26 12 X-izotopini ko’rsating. А)
25 11
В) Al 26 13 C)
23 11
D) Mg 26 12 E) Mg 25 12 9. Izotop moddalarni ko’rsating. А) N 2
2 ва СО С) N 2 ва О
2
D) Н 2 ва Сl
2 Е)NO
2 ва СО
2 10. Quyidagi yadro reaksiyasi natijasida 30 mg radiy yadrosi yemirilganda necha ml geliy va qanday element izotopi hosil bo’ladi?
n X Ra 5 2 226 88 1.
210 82
2.0,672 3. X 213
84
4.5,95 5.
211 83
6.6720 А)3,4
В)6,1
С)3,6
D)02,5 Е)4,2
Kimyoviy bog’lanish natijasida molekula hosil bo`lganda har bir element atomining tashqi energetik pog’onasida 2-ta yoki 8-ta elektron bo`lishiga intiladi. Kimyoviy bog’lanishda bu intilish turlicha amalga oshiriladi. Antiparallel spinli juftlashmagach ikki metall atomi bir-biriga yaqinlashtirilganda ularning energiya yig’indisi kamaysa, boglanish hosil bo`ladi. Bitta yoki bir necha umumiy elektron jufti hosil bo`lishi bilan sodir bo`ladigan bog’lanish – kovalent bog’lanish deyiladi. Kovalent bog’lanish asosida elektron bulutlar bir-biri bilan qoplanadi. Qoplanish qancha ko`p bo`lsa, bog’lanish shuncha kuchli bo`ladi. Shartli ravishda bog’lanish hosil bo`lishini bitta molekulyar energetik katakchada ikki qarama – qarshi spinli elektronning o`zaro birlashishi deb qaraladi.
qanday o`zgarib boradi? YECHISH: Bu ikki atomli molekulalarda bog’lanishning barqarorligi bog’laninish uzunligiga bog’liqdir. Atom radiusi ftordag yodga tomon oshishi sababli, H - galogen bog’lanishning uzunligi bu yo`nalishda ortadi, ya`ni birikmalar barqarorligi ftordan yodga tomon kamayadi.
Misol 2. Oltingugurt kaliy, vodorod, brom va uglerod bilan kimyoviy bog’lanish hosil qiladi. Bog’lanishning qaysi biri kuchli qutblangan va qaysi biri kuchsiz qutblangan bog’lanishdir? Bog’lanish elektronlarining zichligi qaysi atom tomonga siljiganligini ko`rsating.
Elementlarning nisbiy elektrmanfiylik qiymatlaridan foydalanib, oltingugurt va u bilan kimyoviy bog’lanish hosil qilgan elementlar nisbiy elektrmanfiyliklarining farqini topamiz: a) oltingugurt - kaliy; 2,6 - 0,91 = 1,69 oltingugurt atomi tomoniga siljigan; b) oltingugurt - vodorod; 2,6 - 2,1 = 0,5 oltingugurt atomi tomoniga siljigan; v) oltingugurt - brom; 2,6 - 2,74 = -0,14 brom atomi tomoniga siljigan; g) oltingugurt - uglerod; 2.6 - 2,5 = 0,1 oltingugurt atomi tomoniga siljigan; Nisbiy elektrmanfiylik farqining absalyut qiymati qanchalik katta bo`lsa, bog’lanish shunchalik qutbli bo`ladi. Ushbu misolda oltingugurt - kaliy orasidagi bog’lanish kuchli qutblangan. Oltingugurt - uglerod orasidagi bog’lanish kuchsiz qutblangan.
1. Ion bog’lanishning vujudga kelish mexanizmini bayon eting. Ion bog’lanishli birikmalarga to`rtta misol keltiring. Ionlarning neytral atomga aylanish tenglamalarini yozing. 2. Kovalent bog’lanishning vujudga kelishi usullarini misollar asosida tushuntiring. CO va CO 2 birikmalarida uglerod va kislorod o`rtasida qanday bog’lanish vujudga keladi? 3. Dipol uzunligi va dipol momenti haqida tushuncha bering. Suvning dipol momenti va uglerod (IV) - oksidning dipol momenti orasidagi farq nimadan dalolat beradi? 4. Vodorod bog’lanishni misollar asoosida tushuntiring. 5. Koordinatsion bog’lanish va uning ahamiyati haqida ma`lumot bering.
6. Ionli bog’lanish nima? Ion bog’lanish va kovalent bog’lanish o`rtasida qanday farq bor? 7. Gibridlanish nima va u qanday hosil bo`ladi? sp; sp 2 , sp 3 –
gibridlanish tufayli hosil bo`lgan molekulalarga misollar keltiring. 8. Tashqi elektron qobig’ining tuzilishi 3d 5 4s
1 va 3p
5 bo`lgan elementlarni to`liq elektron tuzilishini va bu elementlarning o`zaro hosil qilgan birikmalarining formulalarini yozing. 9. Tashqi elektron qobig’ining tuzilishi 3p 1 va 4s 2 bo`lgan element atomlarining to`liq elektron tuzilishini va bu elementlarning o`zaro o`xshashligini isbotlovchi reaktsiya tenglamalarini yozing. 10. Tartib nomerlari 12 va 27 bo`lgan elementlarning oksidlanish darajasi +2, +3 bo`lgan ionlarining kislorod, xlor va oltingugurt bilan hosil qilgan birikmalarining formulalarini yozing. 11. Quyidagi birikma atomlari qanday bog’langan? Ammiak, karbonat angidridi, seziy ftorid, natriy xlorid, vodorod sulfid, kalliy bromid, natriy, vodorod, kislorod, kaliy nitrat, magniy sulfat, kaliy gidrid, alyumeniy sulfat, silikat kislota. 12.
Quyidagi birikmalarning oksidlanish darajalarini va valentliklarini aniqlang? Ammiak, karbonat angidridi, seziy ftorid, natriy xlorid, vodorod sulfid, kalliy bromid, natriy, vodorod, kislorod, kaliy nitrat, magniy sulfat, kaliy gidrid, alyumeniy sulfat, silikat kislota, kaliy oksid, kaltsiy oksid, natriy gidroksid, temir xlorid, rux gidroksidi, mis oksidi. 13. Quyida keltirilgan birikmalarning tuzilish formularini yozing va ulardagi elementlarning gibridlanishini ko`rsating? Sulfat kislota, karbonat, kislota, vodrod xlorid, fosfat kislota, metan, etan, etilen, atsetilen. 14. Karbonat kislota moleklasida qanday bog’lanish mavjud? A) qutbli kovalent B) qutbli kovalent va qutbsiz kovalent С) qutbli kovalent va ionli D) qutbli kovalent va d – bog’lar E) ionli, p - va d – bog’lar 15. Kovalent bog’lar hisobiga tuzilgan molekulali moddalarning xususiyatlari qaysi javoblarda to`g’ri ko`rsatilgan? 1) molekulyar massasi nisbatan yuqori;
2) suyuqlanish temperaturasi nisbatan past; 3) suvdagi eruvchanligi yaxshi; 4) organik erituvchilardagi eruvchanligi yaxshi; 5) molekulalardagi bog’larning to`yinuvchan bo`lmasligi; 6) molekulalardagi bog’larning yo`naluvchan bo`lishligi. A) 1,3,5 B) 2,4,6 C) 1,4,6 D) 2,5,6 E) 2,3,5 16. Ionli bog’lanish qaysi elementlar birikmasida yaqqolroq bo`ladi? A) III va IV guruh elementlar, 2 - davr B) IV va V guruh elementlar, 3 - davr C) VII va VIII guruh elementlar, 5 - davr D) I va VII guruh elementlar, 2 - davr E) I va IV guruh elementlar, 7 - davr 17. Quyidagi molekulalarning gibridlanish holati to`g’ri keltirilgan qatorni tanlang 1) SO 3 ; 2) COF 2 ; 3) CS 2 ; 4) SO 2 . А) sp 2 ; sp
2 ; sp; sp
2 ; B) sp 2 ; sp
3 ; sp
2 ; sp; C) sp 2 ; sp
2 ; sp 2 ; sp
2 ;
D) sp 3 ; sp; sp 2 ; sp
2 ; E) sp 2 ; sp; sp
2 ; sp;
18. Quyidagi birikmalardagi oltingugurt atomining gibridlanish holati to`g’ri keltirilgan qatorni ko`rsating: 1) SO 2 ; 2) SO 3 ; 3) SF 6 ; 4)
SO 4 -2 . А) sp 2 ; sp
3 ; sp
3 d ; sp
2 ; B) sp 2 ; sp
3 ; sp
2 ; d
3 sp; C) sp 2 ; sp
2 ; sp 3 d 2 ; sp 3 ; D) sp 3 ; sp 3 ; sp
3 d; sp
2 ; E) sp 2 ; sp
2 ; sp
3 d 2 ; sp 2
Download 425.2 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|