Автор: Цветков Л.А.   Минченков Е.Е.   Зазнобина Л.С.  

Теги: химия  

ISBN: 5-9219-0110-5

Год: 2003

Текст
                    химия
S=0' химия
««■■■■■■■■в


ЭЛЕМЕНТЛАРНЫҢ Д . И . M E H Д ЕЛ E E B П ЕРИОДИК СИСТЕМАСЫ периодлар рәтләр з ^ород 6,941 E Vlll Vll Vl IV ТӨП I Ө P Ы Ң E м н ә P E ТӨП I ЯН 4,003 12,011 14,007 15,999 10,811 9,0122 Cl " ФОСФ 30,974 35,4! 26,982 28,086 КОБАЛЬТ ТИМЕР 55,847 НИКЕЛЬ 58,70 ФТОР 18,998 HEOH 20,179 КҮКЕРТ 32,064 АРГОН 39.948 Э J Ti H төп ГЕЛИЙ Ne '• ТӘРТИП НОМЕРЫ ЭЛЕМЕНТНЫҢ БИЛГЕСЕ 29 Cu БАКЫР (-*>63,546 ЭЛЕМЕНТНЫҢ ИСЕМЕ Na " i Mg " i Al ®i Si ■■ i P " i S НАТРИЙ МАГНИЙ АЛЮМИНИЙ КРЕМНИЙ ФОСФОР 22,99 24,312 ЧАГЫШТЫРМА ATOM МАССАСЫ ЭЛЕКТРОННАРНЫҢ КАТЛАУЛАРДА УРНАШУЫ 4 БАКЫР 63,546 K ® i Ca ®• J Sc 1S® Ti 1J ® V i ® Cr ’• ® Mn КАЛИЙ 2 КАЛЬЦИЙ 2 2 СКАНДИЙ 2 ТИТАН 2 ВАНАДИЙ 2 XPOM МАРГАНЕЦ 39,102 40,08 44,956 47,90 50,941 51,996 54,93« ЦИНК ГАЛЛИЙ 65,37 69,72 ГЕРМАНИЙ 72,59 33 1« МЫШЬЯК 74,922 78,96 СЕЛЕН 58,933 79,904 POi г РУТЕНИЙ 101,07 ® Mo a ® Tc s® Ru а © Rh a® Pd ' ~ ' X» innlHlRs КРИПТОН 83,80 6 « ® Au ю РУБИДИЙ 85,468 ФРАНЦИЙ 1» [223] ; 47 Ag КӨМЕШ 107,868 СТРОНЦИЙ ’ ’ ИТТРИЙ 87,62 88,906 48 ЮГАРЫ ОКСИДЛАРЫ ОЧУЧАН ВОДОРОДЛЫ КУШЫЛМАЛАРЫ АККУРГАШ г СӨРМӘ 118,69 121,75 127,60 Те 52 ТЕЛЛУР ' а ® W та * * ’цирконий ’ НИОБИЙ 91,22 92,9 Cd In 49 S Sn 50 s Sb ИЙ ' ИНДИЙ 12,41 114,82 ЦЕЗИЙ ’’ БАРИЙ 132,905 2 137,34 18 N«Ne 57-71 1S ЛАНТАНОИДЛАР s® Hd ® т 1S ГАФНИЙ 2 178, ТАНТАЛ > 180,941 2 МОЛИБДЕН ! ТЕХНЕЦИЙ 95,94 [991] . ВОЛЬФРАМ ’ 183,85 S3 «• IIB XeEI КСЕНОН 131,30 13 32 РЕНИЙ 186,2017 а j- Hg Tl ” a Pb ' «6^967 2 ТЕРЕ 20СЬ59 204Т,37ИЙ 2 207JJ Fr 87 j Ra 88 РАДИЙ Ii Rl ■ NeNe 89-103 АКТИНОИДЛАР КУРГАШ, 8 ВИСМУТ -,19 2 208,980 1J 104Z Rf ж, ^РЕ^РФОДИЙ] ДУБНИЙ^ “ Db R2O RO R2O3 RO2 R2O5 л H RH4 RH3 H в АГАЛТЫН ‘ 195,09 . ИРИДИЙ I 192,22 ‘ ПОЛОНИЙ . ACTAT [210] 2 [210] 32 VJj ’• ОСМИЙ 190,2 i 1 08 Sg i107 Bh 18 СИБОРГИРГ 18 БОРИИ [263] 9 [268] 106 RO3 H2R O 108 Hn » 1и 18 ХАНИЙ I [”S1 t “ МЕЙТНЕРИЙ Mt »110 R2Ot RO4 HR и д л Rn Ч РАДОН в [222] 2 ” Lai.” Cei- Pr i. • Nd i. " Pm i. Sm i. “ Eu ‘j “ Gd I “ Tb i “ Dy Но i. “ Er j ” Tm” Yb '• " Lu ■ W-" *a,<2 i "HS. i не«,24 i nrwS4 i i Е’Тв"Гда •' ™“S&i Ж»: "cnEfo ? roJffiSoo: 3W,.- i Vffis-: “ПЕЯ<и: ПЮЖ„, 138,906 140,12 Ц45] K И ■ H O И Д Л 89 Ac 90 Th һ 91 Pa һ 92 Uh 93 Np b 94 Pu һ 98 Am АКТИНИЙ ?в ТОРИЙ 1в ПРОТАКТИНИЙ “ УРАН 11 НЕПТУНИЙ ?S ПЛУТОНИИ is АМЕРИЦИИ [227] » 232,038 « [231] ‘ 238,29 • [237] • [244] > [243] 18 “ АКТИНИЙ ' [227] • 232,038 « [231] [237] [244] “ Cmi •' Bki. Cfi. " Es КсРИЙ “ БЕРКЛИЙ и КАЛИФОРНИЙ «ЭЙНШТЕЙНИЙ Л[ [247] • [247] 3 [251] 3 [254] [247] [251] [254] I Fm һ 101 Md « ФЕРМИЙ - «■«шип™'3''» ' [257] “ МЕНДЕЛЕВИЙ ■ [258] L 192 No 2B НОБЕЛИЙ 1 [259] • •» 103 Lr “ лоуренсий” ! [260]
Е. Е. Минченков, Л. А. Цветков, Л. С. Зазнобина ХИМИЯ Татар урта гомуми белем мәктәбенең 9 нчы сыйныфы өчен дәреслек Профессор Е. Е. Минченков редакциясендә Россия Федерациясенең Мәгариф министрлыгы тарафыннан тәкъдим ителгән Тәрҗемә Татарстан Республикасы Мәгариф министрлыгы тарафыннан расланган МОСКВА • «ШКОЛЬНАЯ ПРЕССА» КАЗАН • «МӘГАРИФ» НӘШРИЯТЫ 2003
УДК 373.167.1:546*09 ББК 24.1я721 М50 Минченков Е. E., Цветков Л. А., Зазнобина Л. С. Химия: Учебник для 9-го класса средней общеобразовательной школы / Под ред. проф. Е. Е. Минченкова.— 3-е изд.— M.: Школьная Пресса, 2002. Охраняется Законом РФ «Об авторском праве и смежных правах». Воспроиз¬ ведение всей книги или ее части на любых видах носителей запрещается без письменного разрешения издательства. Переводное издание учебника выпущено в свет по Лицензионному договору 1/4-66 от 14.11.2002 г. Экземпляры переводного издания подлежат распростра¬ нению исключительно в Республике Татарстан, а также среди татарских диаспор на территориях других субъектов Российской Федерации. Минченков Е. Е. Һ. б. М50 Химия: Татар урта гомуми белем мәкт. 9 нчы с-фы өчен д-лек/ Русча өченче басмадан Р. И. Хәлиуллин тәрҗ.— Казан: Мәгариф, 2003.— 231 б.: рәс. б-н. ISBN 5-9219-0110-5 ISBN 5-7761-0635-4 9 нчы сыйныф өчен дәреслекнең эчтәлеге химия курсы буенча Россия Феде¬ рациясе Гомуми һәм һөнәри белем бирү министрлыгы раслаган төп белем программасына һәм хәзерге норматив документларга туры килә. Материалның аңлаешлы телдә бәян ителүе, иллюстрацияләрнең күплеге, төрле-төрле биремнәр, күнегүләр, эксперименталь эшләр һәм материалны укучылар үзләштерүен оешты¬ руның киң мөмкинлекләре мәктәп балаларының уңышлы белем алу эшчәнле- генә шартлар тудыра. Дәреслеккә өстәмә рәвештә басма нигездә ике дәфтәр төзелде. Алар укучы¬ ларга дәресләрдә дә, өй эшләрен башкарганда да танып белү эшчәнлеген камил¬ ләштерүгә ярдәм итәчәк. Дәреслек белән берлектә бу дәфтәрләр бербөтен комлект тәшкил итә. Дәреслекне һәм уку-укыту дәфтәрләрен аерым-аерым рәвештә дә кулла¬ нырга мөмкин. Димәк, бу комплект мәктәп өчен универсаль булып тора. БЗ — 10(69)-35-2002/2003 ISBN 5-9219-0110-5 ISBN 5-7761-0635-4 © Издательство «Школьная Пресса», 2002 © Художественное оформление. Издательство «Школьная Пресса», 2003 Все права защищены © Татарчага тәрҗемә, «Мәгариф» нәшрияты, 2003
НЕОРГАНИК МАТДӘЛӘР
VIII сыйныфның неорганик химия КУРСЫННАН ТӨП СОРАУЛАРНЫ КАБАТЛАУ Үткән уку елында сез төп химик төшенчәләрне өйрәндегез, неорганик матдәләрнең класслары, матдәләр арасында уза торган химик реакцияләр белән таныштыгыз. Сез шулай ук 1869 елда Д. И. Менделеев ачкан перио¬ дик законны өйрәндегез, аның график чагылышы булган химик элемент¬ ларның периодик системасыннан файдалану күнекмәләре алдыгыз. Сез химик элементларның, алардан барлыкка килгән гади һәм катлаулы матдәләрнең үзлекләре периодик рәвештә үзгәрүнең сәбәпләре турында, ягъни аларның атомнарының төзелешенә бәйле булуын белдегез. VIII сыйныф химия курсының төп сорауларын кыскача кабатлап чыгыйк. Бу белемнәр сезгә IX сыйныфта кирәк булачак. Төп химик төшенчәләр Химиянең төп төшенчәләреннән берсе булып химик элемент турын¬ дагы төшенчә тора. Химик элемент дип төш корылмалары бертөрле бул¬ ган атомнарның төрен атыйлар. Химик элемент атомының төш корыл¬ масы сан ягыннан аның периодик системадагы тәртип номерына тигез. Әйтик, водород атомының төш корылмасы +1, гелийныкы +2, литийны¬ кы +3 һ. б. Шунлыктан водород химик элементы периодик системада — беренче шакмакны, гелий — икенчесен, ә литий өченчесен алып тора. Периодик системада натрий, кальций, күкерт химик элементларын табыгыз. • Бу элементларның атом төшләре корылмаларын ачыклагыз. Тәртип номерлары 12, 15, 18 булган элементларның атом төшләре корыл¬ маларын билгеләгез. Бу химик элементларның исемнәрен әйтегез. Химик элементларның атомнарына масса хас. Химиядә чагыштырма атом массасы (Ar) дип атала торган зурлыкны кулланалар. Бу зурлык бирелгән атомның массасы фәндә кабул ителгән эталонның массасыннан ничә тапкыр зуррак булуын күрсәтә: _ т(атом), кг г т(эталон), кг Шуңа күрә чагыштырма атом массасының үлчәү берәмлеге юк. Периодик системада натрий, кальций, күкерт химик элементларының чагыш- • тырма атом массалары кыйммәтләрен табыгыз. 5
Химик элементлар гади һәм катлаулы матдәләр хасил итәләр. Нинди матдәләрне гади матдәләр дип атыйлар? Мисаллар китерегез. • Катлаулы матдәләр дип нинди матдәләрне атыйлар? Мисаллар китерегез. Матдәләрнең формулалары бирелгән: O2, H2O, HCl, S, CaO, Mg. Алар арасын¬ нан: а) гади матдәләрнең; б) катлаулы матдәләрнең формулаларын аерып языгыз. Матдәләрнең исемнәрен атагыз. Матдәләрнең составын галимнәр тәҗрибәләр ярдәмендә билгелиләр һәм формулалар рәвешендә язалар. Матдәнең сыйфат һәм микъдар соста¬ вын чагылдыручы шартлы язуны химик формула дип атыйлар. Сыйфат составы ул — кушылмага керүче атомнарның төрләре, ягъни аны тәшкил итүче элементлар. Микъдар составы матдә молекуласындагы һәр элемент¬ ның атомнары санын яки кристаллдагы төрле элементларның атомнары саны нисбәтен чагылдыра. Кушылмадагы атомнар санын индекслар ярдәмендә күрсәтәләр. Мәсә¬ лән, суның формуласы — H2O. Ул су молекуласы составына ике водород атомы һәм бер кислород атомы керүен күрсәтә. Матдәнең химик форму¬ ласы буенча аның чагыштырма молекуляр массасын (Mr) исәпләп табарга мөмкин. Түбәндәге матдәләрнең сыйфат һәм микъдар составын ачыклагыз: MgO, Cl2, • SiO2, H2SO4, O2, SO3, NaOH, MgCl2, P2O5. Күрсәтелгән матдәләрнең исемнәрен языгыз. Формулалары буенча беренче дүрт кушылманың чагыштырма моле¬ куляр массаларын исәпләп табыгыз. Матдәләрнең формулаларын төзү өчен, сезгә химик элементлар атом¬ нарының валентлыкларын белергә кирәк. Валентлык дип атомнарның кушылмаларда билгеле бер сандагы башка атомнарны тотып тора алу үзлеген атыйлар. Исегезгә төшерегез: водород атомнарының валентлыгы I гә, кислородныкы II гә тигез. Ике төрле атомнардан торучы кушыл¬ маларда төрле химик элементлар атомнарының валентлыклар берәм¬ лекләре суммалары үзара тигез. Q SO2, HCl, MgCl2 кушылмаларында күкерт, хлор һәм магний атомнарының • валентлыкларын билгеләгез. Кайбер химик элементларның атомнары төрле кушылмаларда валент¬ лыкларын төрлечә күрсәтәләр. Атомнарның югары валентлыгы, кагыйдә буларак, периодик системада шул химик элемент урнашкан төркем номе¬ рына тигез. Периодик система буенча бор, углерод һәм күкерт атомнарының югары валент- • лыгын билгеләгез. By элементларның югары оксидлары формулаларын төзегез. 6
Матдәләрнең химик үзлекләре төрле химик реакцияләр барышында чагыла. Химик реакциянең билгесе яңа үзлекләргә (төс, ис, ялтыравык һ. б.) ия булган яңа матдәләр барлыкка килүдән гыйбарәт. Матдәләр арасында үзара тәэсир итешү (химик реакция) башлансын өчен матдә¬ ләрне катнаштырырга, ягъни аларны бер-берсе белән орындырырга кирәк. Матдәләр арасында узучы химик реакцияләрне гадәттә тигезләмәләр рәвешендә язалар. Химик реакциянең химик формулалар ярдәмендәге язылышын химик тигезләмә дип атыйлар. Үзара тәэсир итешкән матдәләрнең массасы барлыкка килгән матдә¬ ләрнең массасына тигез була (химик реакцияләр вакытында матдәләр¬ нең массасы саклану законы). Бирелгән схемалар буенча химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзе- • гез: а) Zn-I-O2 ZnO б) Mg + S -ә MgS в) Fe + Cl2 —> FeCl3 г) Na + Cl2 -> NaCl Башлангыч матдәләрнең һәм продуктларның саны буенча химик реакцияләрне төп берничә типка бүләләр: кушылу реакцияләре таркалу реакцияләре алмаштыру реакцияләре алмашу реакцияләре S + O2 = SO2 Cu(OH)2 = CuO + H2O Fe + 2НС1 = FeCl2 + H2T NaOH + HCl = NaCl + H2O Төрле типтагы химик реакцияләр тигезләмәләренең күрсәтелгән мисалларын • тикшерегез. Химик реакцияләрнең һәр тибына билгеләмә бирегез һәм төрле типтагы реакцияләргә тагын берәр тигезләмә языгыз. Химик реакцияләрне башка билгеләр буенча да классификацияләргә мөмкин. Исегезгә төшерегез, нинди химик реакцияләрне экзотермик реакцияләр дип • атыйлар? Экзотермик химик реакциягә мисал китерегез. Нинди химик реакцияләрне эндотермик реакцияләр дип атыйлар? Эндо¬ термик реакциянең тигезләмәсен языгыз. 7
Периодик закон һәм химик элементларның Д. И. Менделеев периодик системасы. Атомнарның төзелеше Д. И. Менделеев ачкан периодик законның хәзерге вакыттагы әйтеле¬ шен искә төшерик: химик элементларның, алар хасил иткән гади матдә¬ ләрнең, шулай ук химик элементлар кушылмаларының составы һәм үзлекләре аларның атомнары төшләренең корылмаларына периодик бәйлелектә тора. Законга нигезләнеп, Д. И. Менделеев химик элементлар¬ ның системасын төзегән. Сезгә мәгълүм .булганча, анда химик элементлар периодларда һәм төркемнәрдә урнашкан. Исегезгә төшерегез, химик элементларның периодик системадагы нинди • рәтен период дип атыйлар? Химик элементларның хәзерге периодик системасы ничә периодтан тора? Нинди периодларны — кечкенә, ә кайсыларын зур периодлар дип атый¬ лар? Бер үк вертикаль баганага берләштерелгән химик элементлар перио¬ дик системаның төркемен тәшкил итәләр. Бәр төркем ике төркемчәгә бүленә. Химик элементлар периодик системасының кайсы төркемчәләрен — төп, • ә ниндиләрен ян төркемчәләр дип атыйлар? Матдәләрнең химик үзлекләре күбесенчә химик элементлар атомна¬ рының электроннар сүрүләренең төзелешенә бәйле. Исегезгә төшерегез, кечкенә периодларның элементлары атомнарында • электроннар сүрүләренең электроннар белән тулуы ничек бара? Кечкенә периодларның химик элементлары атомнарының төзелеше белән алар хасил иткән гади һәм катлаулы матдәләрнең үзлекләре ара¬ сындагы бәйлелек 1 нче таблицада чагылыш таба. Кечкенә периодларның элементлары атомнарының тышкы электрон¬ нар катлауларында электроннар туплану тәртибенә игътибар итегез. Сел¬ теле металларның атомнарының тышкы катлавында бер электрон; II төр¬ кемнең төп төркемчә металлары атомнарының тышкы катлавында ике электрон һәм бу электроннар парлашкан. Ill, IV һәм V төркемнәрнең төп төркемчәләре элементларының атомнарында тышкы катлаудагы парлаш¬ маган электроннар саны 1 дән 3 кә кадәр арта. Аннары VI, VII һәм VIII төркемнәрнең төп төркемчәләре элементларының атомнарында тышкы 8
1 нче таблица Атомнарның төзелеше белән матдәләрнең үзлекләре арасындагы бәйлелек өченче период элементлары мисалында Элементларның һәм алар хасил иткән матдәләрнең тасвирламасы ЭЛЕМЕНТЛАРНЫҢ ТӨРКЕМНӘРЕ I II III IV V VI VII VIII Элементның химик билгесе Na Mg Al Si P S Cl Ar Атом төшенең корылмасы +11 +12 +13 +14 +15 +16 +17 + 18 Электроннарның атомдагы катлау¬ ларда урнашуы 2,8,1 2,8,2 2,8,3 2,8,4 2,8,5 2,8,6 2,8,7 2,8,8 Атомның тышкы электроннар катлавы төзелеше¬ нең схемасы -Na = Mg = Al = Si- = P- = S- = Cl = = Ar = Гади матдәнең үзлекләре Металл Металл Күчеш металы Неме¬ талл Неме¬ талл Неме¬ талл Неме¬ талл Инерт газ Атомның югары оксидындагы һәм гидроксидындагы валентлыгы I II III IV V VI VII — Югары оксидының һәм югары гидрок- сидының формула¬ лары Na2O NaOH MgO Mg(OH)2 Al2O3 Al(OH)3 яки H3AlO3 SiO2 H2SiO3 P2O5 H3PO4 SO3 H2SO4 Cl9O7 HClO4 — Оксидының һәм гидроксидының үзлекләре Нигез Нигез Амф. Киел. Киел. Киел. Киел. — Неметаллның очучан водородлы кушылмасының формуласы — — — SiH4 PH4 H2S HCl — Атомның очучан водородлы кушыл¬ масындагы валент¬ лыгы — ■ — IV III II I — 9
катлаудагы парлашмаган электроннар саны нульгә кадәр кими (инерт газ¬ ларның атомнарында). Периодик системаның икенче период элементлары атомнарында тышкы • электроннар катлауларының төзелеш схемаларын языгыз. Кайбер атомнарның пар электроннары төрле тәэсирләрдән сыңар электроннарга әверелә — парлашмаган халәткә күчә ала. Атомның тышкы электроннар катлавындагы парлашмаган электроннар саны аның валент- лыгын, ягъни химик кушылмалар хасил булганда билгеле бер сандагы башка атомнарны тотып тора алучанлыгын билгели. Хәзер, сез инде химиянең төп төшенчәләрен һәм законнарын кабат¬ лап чыккач, аны өйрәнүне дәвам итәргә дә була. Бу юлда уңышлар сезгә! Биремнәр 1. Төрле массалы, әмма төш корылмалары бер үк төрле булган атомнарны ничек атыйлар? 2. Чагыштырма атом массасы (чагыштырма молекуляр масса) нәрсәне күрсәтә? 3. Химик формула нәрсәне чагылдыра? Формулалары: a) H3PO4; б) ZnCl2; в) Al2(SO4)3 булган матдәләрнең сыйфат һәм микъдар составы нинди? 4. Матдәләрнең формулалары буенча атомнарның валентлыгын билгеләгез: P2O5, SO3, H2S, HCL 5. а) К; б) Be; в) C; г) Cl атомнарының тышкы электроннар катлавында ничә пар¬ лашкан һәм парлашмаган электрон бар?
МАТДӘЛӘРНЕҢ ТӨЗЕЛЕШЕ Матдәләрнең төзелешен өйрәнү атомның катлаулы структурасын ачмыйча мөмкин булмас иде. Физика өлкәсендә атомның элект¬ ронлы төзелешен ачыклауга бәйле рәвештә үткәрелгән зур эксперименталь тикшеренүләр молекулаларда һәм кристалларда атомнарны нинди көчләр тотып торуын аңларга мөмкинлек бирде. Бу көчләр химик бәйләнешләр дигән атама алды. 1 нче бүлектә сез химик бәйләнешләрнең төрле төрләре белән танышырсыз, матдәнең төзелеше аның үзлекләренә йогынты ясавы ту¬ рында белерсез, бу үзлекләр химик элемент¬ ларның периодик системадагы урынына нинди бәйлелектә булуын тикшерерсез.
§ 1. Kobajieht бәйләнеш Гади һәм катлаулы матдәләрдә химик элементларның атомнарын бер- берсе янында химик бәйләнешләр тотып тора. Химик бәйләнеш ул — химик кушылмада атомнарны тотып торучы көч. Бу көчләр ничек бар¬ лыкка килә соң, аларның табигате нинди? Бу сорауларга җавап бирү өчен, водород молекуласының ничек ясалуын тикшереп карыйк. Билгеле булганча, водород атомы корылмасы +1 булган төштән һәм бер электроннан тора. Водород атомының электроны төш тирәсендә, мик¬ родөнья законнарына туры килгәнчә хәрәкәт итеп, пространствода тискәре корылган шарсыман формадагы болыт — электрон болыты барлыкка китерә (1 нче рәсем). 1 нче рәсем. Водород атомының модельләре. Атомның төзелешен чагылдыручы мо¬ дельләр реаль атом белән хәзер безне кызыксындыра торган тасвирламалары буенча охшаганнар. Водород атомының электрон болыты шарсыман формада һәм аны бары тик бер генә электрон барлыкка китергән. Рәсемнең а өлешендә ул күп санлы нокталар белән күрсәтелгән. Бу нокталар урынында электронның булу ихтималлыгы бар. Нокталарның тыгызрак урыны зуррак электрон тыгызлыгына туры килә. Рәсемнең б схемасында водород атомында төш һәм электрон болыты булуы күрсәтелгән (масштаб сакланмаган). Ә рәсемнең в схемасында нәрсә күрсәтелгән? «Электрон болыты» дигәнне электронның булу ихтималлыгы аеруча зур яки, башкача әйткәндә, электрон тыгызлыгы максималь булган пространство өлкәсе дип аңларга кирәк. Водород атомының электрон болытында аеруча зур тыгызлык 0,053 нанометр* радиуслы сфера белән * 1 нанометр (нм) 0,000000001 м, яки 10 9 м га тигез; 0,053 нм = 5,3 • 10 11 м. 12
чикләнгән пространствода күзәтелә. Водород атомының электроны прост- ранствоның нәкъ менә шушы өлкәсендә, бу сфера чигенең тышына кара¬ ганда, ешрак була. Шунлыктан водород атомының радиусын 0,053 нм дип исәплиләр. Водородның ике атомы якынлашканда аларның электрон болытлары бергә аралаша һәм ике электронлы бер уртак болыт барлыкка килә. Атомнарның төшләре арасындагы пространствода бу болытның электрон¬ нар тыгызлыгы башка өлешләренә караганда зуррак һәм шуңа күрә анда тискәре корылма да арта. Аның тәэсирендә водород атомнарының уңай корылган төшләре молекулада тартылып торалар, химик бәйләнеш бар¬ лыкка килә. Шулай итеп, водород атомнары молекулага электр көчләре тәэсире нәтиҗәсендә кушылалар. Башкача әйткәндә, водород атомнарын молекулада тотып торучы көчләр электр табигатьле була. Водород атомнарының төшләрен бәйләүче электроннар ике атом өчен дә уртак халәткә күчә (2 нче рәсем). Уртак пар электроннар хасил булу нәтиҗәсендә барлыкка килгән химик бәйләнешне ковалент бәйләнеш дип атыйлар. «Ковалент» сүзе «берләшкән валентлы» дигән мәгънәгә ия: берләшкән электроннар атомнар өчен уртак була. 2 нче рәсем. Водород молекуласы барлыкка килүнең шартлы сурәтләре. Уртак пар электроннарга игътибар итегез — алар бер үк вакытта ике водород атомыныкы да булып тора. Водород молекуласы барлыкка килгәндә электрон болытлары аралаша, аларның формалары бераз үзгәрә һәм шар формасы юкка чыга. Ике электронлы бер уртак болыт барлыкка килә 13
Водород молекуласында ковалент бәйләнеш барлыкка килүне физик тикшеренүләр раслый. Әйтик, молекулада водород атомнарының төшләре арасындагы ераклык 0,074 нм тәшкил итә, ягъни ике атомның радиус¬ лары суммасыннан кимрәк. Төшләр арасындагы ераклыкның кимүе уртак пар электроннар барлыкка килгәндә электрон болытларының аралашуы белән аңлатыла. Ковалент бәйләнешле молекулаларны сурәтләү өчен төрле билгеләрне кулланалар. Еш кына атомнарны бәйләүче электроннарны нокталар белән күрсәтәләр: H = H Молекуляр формула дип аталучы гадәти язылыштан (H2) аермалы буларак, бу язылышны без электронлы формула дип атарбыз. График формуланы да кулланырга мөмкин. Бу формулада пар электроннарны сызыкча ярдәмендә күрсәтәләр: H-H Водород молекуласының төрлечә сурәтләнешен: молекуляр, электронлы һәм • график формулаларын, шулай ук 3 нче рәсемдәге модельләрен тикшереп карагыз. Аларның һәркайсы реаль молекуланың теге яки бу мөһим ягын гәүдәләндерә. Тәкъдим ителгән сурәтләрнең һәркайсын нинди очракта кулла¬ ну максатка ярашлы булуын аңларга һәм аңлатып бирергә тырышыгыз. 3 нче рәсем. Водород молекуласының модель¬ ләре Водород атомының тыш¬ кы катлавында бер электрон бар. Аннан соңгы химик эле¬ мент гелий атомында — ике электрон. Икенче һәм өченче периодларның Li дан Ne га һәм Na дан Ar га кадәрге эле¬ ментлары атомнарының тыш¬ кы катлауларындагы элект¬ роннарның саны 1 дән 8 гә кадәр арта (2 нче таблица). Периодик системаның күрсәтелгән фрагментыннан мисал сыйфатында теләсә • кайсы шакмакны сайлап алыгыз (2 нче таблицаны карагыз). Билгеләр, сан¬ нар, дугалар, түгәрәкләр нәрсәне белдерүен аңлатып бирегез. By таблицаның нинди закончалыкларны чагылдыруын исегезгә төшерегез. Инерт элементларның атомнары үзара химик бәйләнешләр барлыкка китермиләр, шуңа күрә аларның гади матдәләре — гелий He, неон Ne, 14
2 нче таблица Химик элементларның Д. И. Менделеев периодик системасындагы беренче егерме элемент атомнарының төзелеш схемалары Периодлар ТӨРКЕМНӘР I II III IV V VI VII VIII 1 1 H 2 He ¢+2))2 2 3 Li ¢+3))2)1 4 Be ¢+4))2)2 5 B ¢+5))2)3 6 C ¢+6))2)4 7 N ¢+7))2)5 8 O ¢+8))2)6 9 F ¢+9))2)7 10 Ne @»2)8 3 11 Na @»2)8)1 12 Mg @»2)8)2 13 Al @»2)8)3 14 Si @»2)8)4 15 P @»2)8)5 16 S @»2)8)6 17 Cl @»2)8)7 18 Ar @)2)8)8 4 19 K @)2)8)8)1 20 Ca @»2)8)8)2 аргон Аг, криптон Kr, ксенон Xe һәм радон Rn аерым атомнардан тора. Башка элементларның атомнары белән бары тик авыр инерт газларның (Kr, Xe, Rn) атомнары гына тәэсир итешә. Башкача әйткәндә, инерт эле¬ ментларның атомнары химик бәйләнешләрне сирәк барлыкка китерәләр. Шунлыктан инерт элементлар атомнарының тышкы электроннар кат¬ лауларының химик тотрыклылыгы турында әйтеп үтәргә мөмкин. Моның сәбәбе шуннан гыйбарәт: бу элементларның атомнарындагы тышкы кат¬ лауларда барлык электроннар да парлашкан, ягъни атомнарда алар пар- пар булып урнашкан. Гелий атомының тышкы катлавында бер пар электроннар, ә башка инерт элементларның атомнарында тышкы кат¬ лауларда 4 әр пар электрон була. Исегезгә төшерик, мондый электроннар катлауларын тәмамланган катлаулар дип атыйлар. Гелий, неон, аргон атомнарының тәмамланган тышкы катлауларында ничә- • шәр электрон бар? 15
Башка химик элементларның тышкы электроннар катлауларында парлашкан электроннар да, парлашмаган электроннар да булырга мөмкин (3 нче таблица). 3 нче таблица Беренче егерме химик элементның тышкы электроннар катлауларының төзелеш схемалары Периодлар ТӨРКЕМНӘР I II in IV V VI VII VIII 1 *.Н 2 :Не 2 3 -Li 4 :Ве 5 . :В 6 . :С- 7 . :N- • 8 .. :О- • 9 .. :F- • • ю.. :Ne: • • 3 Ii -Na 12 -Mg 13 :А1 14 :Si- 15 :Р- • 16., :S- • 17.. :С1- • • 18.. :Аг: • • 4 19 -K 20 :Са Төрле химик элементларның атомнарына тышкы электроннар катлау¬ лары тәмамлану өчен кирәкле электроннарның саны төрлечә. 3 нче таблицадан файдаланып, икенче периодның һәр химик элементына • тышкы электроннар катлавы тәмамлану өчен ничәшәр электрон җитмәвен санап чыгарыгыз. Водород молекуласы барлыкка килгәндә һәр атом ике электронга, ягъни беренче период элементларының атомнары өчен тотрыклы ике электронлы катлауга ия булды. Икенче период элементлары атомна¬ рыннан азот, кислород һәм фтор гади матдәләре барлыкка килгәндә һәр атомда, неон инерт элементы атомындагы кебек, тотрыклы сигез электрон¬ лы катлау хасил була дип фикер йөртергә мөмкин. 16
Атомнардан фтор молекуласы ничек барлыкка килүен тикшереп ка¬ рыйк. Һәр фтор атомының тышкы электроннар катлавы тәмамлану өчен тагын берәр электрон кирәк. Ике атом үзара тәэсир итешкәндә аларның парлашмаган электроннары берләшәләр һәм һәр атом җитешмәгән элект¬ ронга ия була. Уртак бер пар электроннар барлыкка килә: : F • + • F : -» : F : F : Фтор молекуласы барлыкка килү нәтиҗәсендә һәр ике атомның тыш¬ кы электроннар катлавы сигез электронлы, ягъни тәмамланган һәм шуңа күрә тотрыклы була. Молекула хасил булганда берничә пар уртак электроннар да барлыкка килүе мөмкин. Мәсәлән, азот N2 молекуласы хасил булуның электронлы схемасын карагыз: :N-+-N: -> :N^N: Азот атомына тышкы электроннар катлавы тәмамланган (сигез электронлы) • булсын өчен ничә электрон җитми? Азот молекуласында уртак ничә пар электрон бар? Азот молекуласында ничә химик бәйләнеш бар? Азот молеку¬ ласының график формуласын языгыз. Водород H2, фтор F2 , азот N2 молекулалары барлыкка килгәндә атом¬ нарның тышкы электроннар катлаулары, ике атомның электроннары парлашу исәбенә, тотрыклы булганчы тулыланалар дигән нәтиҗә ясарга мөмкин. Дәфтәрегездә хлор Cl2 молекуласы барлыкка килүнең электронлы схемасын • языгыз. Ковалент бәйләнеш ярдәмендә бертөрле атомнар гына түгел, ә төрле химик элементларның (кагыйдә буларак, неметалларның) атомнары да берләшә ала. Мондый молекулаларда, гади матдәләрнең молекулала¬ рындагы кебек үк, һәр атом тәмамлайган тышка электроннар катлавына ия була. Мәсәлән, хлороводород молекулалы барлыкка килүне карыйк (4 нче рәсем). 2 Я-314 17
4 нче рәсем. Хлороводород молекуласы барлыкка килү схемалары Водород һәм хлор атомнарына аларның тышкы электроннар катлау¬ лары тәмамлану өчен берәр электрон җитми. Атомнар үзара тәэсир итеш¬ кәндә парлашмаган электроннар берләшәләр, ә бу исә уртак бер пар элект¬ роннар хасил булуга китерә. Ковалент бәйләнеш барлыкка килә. Нәтиҗәдә водород атомының тышкы катлавында ике электрон, ә хлор атомының тышкы катлавында сигез электрон була, ягъни һәр ике атомның да тыш¬ кы электроннар катлаулары тәмамланган халәткә килә. Водородның һәм хлорның химик элементларның Д. И. Менделеев периодик • системасында тоткан урыннарына карап, хлороводород молекуласының ничек барлыкка килүен аңлатып бирегез (4 нче рәсем, а). Водород һәм хлор атомна¬ рының күләмле (масштаблы) модельләренең рәсемнәреннән файдаланып, бу процессны дәфтәрегездә сурәтләгез. Дәфтәрегезгә б схемасын күчереп языгыз, анда уртак пар электроннарны аерып күрсәтегез. Хлороводород молекуласы барлыкка килүне башка шартлы схеманы (4 нче рәсем, в) кулланып та күрсәтергә була. Аңа охшаш схемаларны сез бу дәрес¬ лектә дә, химия буенча башка китапларда да очрата аласыз. Әгәр бу схема сезгә аңлаешлырак булып күренсә, аны дәфтәрегезгә күчереп ясагыз һәм тулыландырыгыз. Кушылмада атом барлыкка китергән химик бәйләнешләрнең саны атомның тышкы катлавындагы парлашмаган электроннар саныннан күб¬ рәк булган очраклар да күзәтелә. Әйтик, углерод атомының тышкы катла¬ вында гадәти халәттә бары тик ике генә парлашмаган электрон була (16 нчы биттәге 3 нче таблицаны карагыз). Әмма шул ук вакытта кушылмаларда, 18
мәсәлән, метанда CH4, ул дүрт химик бәйләнеш барлыкка китерә. Углерод атомында тагын ике парлашмаган электрон, ул турыдан-туры башка атом¬ нар белән тәэсир итешкәндә, парлы электроннар сыңарлашу нәтиҗәсендә барлыкка килә. Сыңарлашкан электронлы атомнарны ярсынган (тәэсир¬ ләнгән) атомнар дип атыйлар. Атомның ярсынган халәткә күчүе өчен энергия кирәк: :С энергия> -C- Сыңарлашкан электроннар исәбенә углерод атомы башка атомнар белән дүрт ковалент бәйләнеш барлыкка китерә, мәсәлән: H H : C : H O :: C :: O (электронлы формулалар) H яки H H—C—H O=C = O (график формулалар) H Ковалент бәйләнешле кушылмада химик элемент атомының валент- лыгы ул башка атомнар белән барлыкка китергән уртак электрон пар¬ лар санына тигез була. ШУЛАЙ ИТЕП, химик бәйләнеш ул — атомнарны химик кушылмада тотып торучы көч. Уртак электрон парлар барлыкка килү нәтиҗәсендә хасил булган химик бәйләнеш ковалент бәйләнеш дип атала. Уртак электрон парлар неметалл атомнарының парлашмаган валентлык электроннары берләшү нәтиҗә¬ сендә барлыкка килә. Химик бәйләнеш барлыкка килгәндә атомнар тотрыклы тәмамланган тышкы электроннар катлавына ия булалар. Биремнәр 1. Ковалент бәйләнешнең ничек барлыкка килүен аңлатып бирегез. 2. а) Кремний; б) фосфор; в) күкерт; г) хлор атомнары кушылмаларда ничә кова¬ лент бәйләнеш барлыкка китерә алалар? 3. Бром молекуласы барлыкка килүнең электронлы схемасын төзегез. 4. Сероводородның H2S, аммиакның NH3, йодның I2 электронлы һәм график формулаларын языгыз. 2* 19
§ 2. ХИМИК ЭЛЕМЕНТЛАР АТОМНАРЫНЫҢ ЭЛЕКТРОТИСКӘРЕЛЕГЕ. ПОЛЯР ЬӘМ ПОЛЯР БУЛМАГАН КОВАЛЕНТ БӘЙЛӘНЕШ Без ачыклаганча, ковалент бәйләнеш үзара тәэсир итешүче атомнар өчен уртак электрон парлар барлыкка килү нәтиҗәсендә хасил була. Бу электрон парлар атомнарның уңай корылган төшләрен үзләренә тартып торалар. Ләкин атомнарның төшләре дә уртак пар электроннарга тәэсир итәләр. Димәк, үзара бәйләнеш, молекулалардагы уртак пар электроннар һәм атомнарның төшләре арасындагы үзара тәэсир итешү турында сүз алып барырга мөмкин. Әгәр молекулалар бер химик элемент (мәсәлән, водород) атомнарыннан барлыкка килсә, атомнар төшләренең уртак пар электроннарга тәэсире бертигез була. Мондый очракларда уртак электрон парлар атомнарның төшләреннән тигез ераклыкта урнашалар. Андый ковалент бәйләнешне поляр булмаган бәйләнеш дип атыйлар. Әгәр молекулалар төрле химик элементларның атомнарыннан хасил булса, аларның төшләре уртак пар электроннарга төрлечә йогынты ясый һәм, уртак электрон парлар атомнарның берсенә таба авыша. Мондый ку¬ шылмалардагы химик бәйләнешне поляр ковалент бәйләнеш дип атыйлар. Атомнарның кушылмаларда уртак пар электроннарны үзләренә тарту үзлеген электротискәрелек дип атыйлар. Атомның электротискәрелеге аның төзелешенә бәйле, ә атомның төзелешен, үз чиратында, белгәнегезчә, элементның периодик системадагы тоткан урынына карап билгеләргә мөмкин. Гадәттә периодик системаның бер периодында яки бер төркемчәсендә урнашкан элементларның электро- тискәрелекләрен чагыштыралар. Ь.әр периодта атомнарның төш корылмалары арту белән аларның радиуслары, кагыйдә буларак, кечерәя бара (4 нче таблица). Моның сәбәбе бер период элементларының атомнарында электроннар катлауларының саны даими булып, ә төш корылмасының элементның тәртип номеры арткан саен зурая баруында. Шунлыктан электроннарның төшкә тар¬ тылуы эзлекле рәвештә көчәя һәм электроннар сүрүе кысыла. Периодта, атомнар төшләренең корылмалары арту һәм аларның радиуслары кечерәю сәбәпле, атомнарның электротискәрелеге зурая бара. Бер период элементларының ике атомыннан төш корылмасы зуррак һәм радиусы кечерәк булганының электротискәрелеге, ягъни кушылмада уртак электроннарны тарту сәләте көчлерәк күзәтелә. 20
Кайсы химик элемент атомнарының электротискәрелеге зуррак: а) литийны- • кымы яки углеродныкымы; б) борныкымы яки азотныкымы? 4 нче таблица Төп төркемчәләрдә урнашкан кайбер химик элементлар атомнарының радиуслары (нм да) Периодлар ТӨРКЕМНӘР I II III IV V VI VII VIII 1 1 H 0,053 2 He 0,093 2 3 Li 0,152 4 Be 0,113 5 B 0,088 6 C 0,077 7 N 0,070 8 O 0,066 9 F 0,064 10 Ne 0,112 3 11 Na 0,186 12 Mg 0,160 13 Al 0,143 14 Si 0,117 15 P 0,110 16 S 0,104 17 Cl 0,099 18 Ar 0,154 4 19 K 0,231 20 Ca 0,197 Периодик системаның теләсә кайсы төп төркемчәсендә элементлар¬ ның тәртип номерлары арту белән төшләрнең корылмалары да, атом¬ нарның радиуслары да зурая бара (4 нче таблица). Төп төркемчәләрдә тәртип номеры арту белән химик элементлар атомнарының электро- тискәрелекләре, кагыйдә буларак, кимүе ачыкланган. Кайсы химик элементның атомнары электротискәрерәк: а) бериллийныкымы • яисә кальцийныкымы; б) кислородныкымы яисә селенныкымы? Кайбер химик элементлар атомнарының чагыштырма электротискә- релегенең кыйммәтләре 5 нче таблицада күрсәтелгән. 21
5 нче таблица Беренче егерме химик элемент атомнарының чагыштырма электротискәрелеге Периодлар ТӨРКЕМНӘР I II III IV V VI VII VIII 1 1 H 2,1 He 2 3 Li 1,0 4 Be 1,5 5 B 2,0 6 C 2,5 7 N 3,0 8 O 3,5 9 F 4,0 10 Ne 3 11 Na 0,9 12 Mg 1,2 13 Al 1,5 14 Si 1,8 15 P 2,1 16 S 2,5 17 Cl 3,0 18 Ar 4 19 K 0,8 20 Ca 1,0 Таблицадагы мәгълүматларны анализлап, сез фторның, кислородның һәм азотның электротискәрелеге аеруча зур булуын күрерсез. Метиллар¬ ның электротискәрелеге зур түгел. Атомнарның электротискәрелеге кимү тәртибендә химик элемент¬ ларны түбәндәге рәткә тезәргә мөмкин: F, O, N, Cl, Br, I, S, C, Se, P, H, B, Si, Al, Mg, Ca, Li, Na ... Фтордан селтеле металларга таба электротискәрелек кими. Электро- тискәрелек рәтен игътибар белән карасаң, анда элементларның неметалл үзлекләре кимү тәртибендә урнашуларын күрергә була. Мондый туры килү очраклы түгел, чөнки атомнарның неметалл үзлекләренә ия булуы, электротискәрелек кебек үк, аларның электроннарны үзләренә тартып 22
тора алуына бәйле бит. Менә ни өчен электротискәрелекне атомнарның неметаллык үлчәме дип кабул итәргә мөмкин. Гади матдәләрнең молекулаларында (H2, O2, Cl2, N2 һ. б.) поляр бул¬ маган ковалент бәйләнешләр, уртак пар электроннар атомнарның төшлә¬ реннән тигез ераклыкта урнашалар. Электротискәрелекләре төрле булган атомнардан торучы молекула¬ ларда уртак пар электроннар һәрвакыт электротискәрерәк атом ягына авышкан була. Мондый молекулалардагы ковалент бәйләнешләрне поляр бәйләнешләр дип атыйлар. Берләшкән атомнарның электротискәрелекләр аермасы никадәр зуррак булса, алар арасындагы бәйләнеш тә шулкадәр ныграк полярлаша. Молекулаларда уртак пар электроннарның авышуы нәтиҗәсендә атомнарда өлешчә корылмалар барлыкка килә. (Бу корылмалар электрон корылмасыннан кимрәк, чөнки электроннар электротискәрерәк атом сүрүенә тулысынча күчмәгәннәр, ә бары тик аңа таба авышканнар гына. Шунлыктан барлыкка килгән корылмаларны өлешчә корылмалар дип атыйлар да.) Өлешчә корылманы грек хәрефе 5 (дельта) белән тамгалый¬ лар. График формулада пар электроннарның авышуын электротискәрерәк атомның химик билгесенә юнәлтелгән ук белән күрсәтәләр: 8+ 8- H ->С1 8+ 8- H ->0 H 8 + Электрон парларның авышуын кайвакыт электронлы формулаларда да билгелиләр. Моның өчен уртак пар электроннарны күрсәтүче нокта¬ ларны электротискәрерәк элементның билгесенә якынрак язалар: 3+ 8- H : Cl: Шулай итеп, молекулаларда электр полюслары хасил була. Электр полюсларына ия булган молекулаларны поляр молекулалар дип атыйлар (5 нче рәсем). 23
5 нче рәсем. Поляр молекулаларның шартлы сурәтләре: а — хлороводород; б — бромо¬ водород. Бу матдәләрнең молекулаларында уртак пар электроннарның авышуы күрсә¬ телгән. Һәр ике матдәнең дә молекулалары — дипольләр (грекча di — ике һәм polos — полюс) O I2’ HBr, H2O, F2 молекулаларында бәйләнешләр полярмы, әллә поляр түгелме? • Поляр молекулаларда уртак пар электроннар кайсы атомга күбрәк тар¬ тылган? ШУЛАЙ ИТЕП, электротискәрелек химик элементлар атомнарының кушылмада үзләренә уртак пар электроннарны тарту үзлегеннән гыйбарәт. Ул периодик системада закончалыклы рәвештә үзгәрә: периодларда (инерт элемент¬ ларга кадәр) арта, төп төркемчәләрдә кими. Кушылманы хасил итүче атомнарның электротискәрелекләре аермасына бәйле рәвештә, поляр һәм поляр булмаган ковалент бәйләнеш булырга мөмкин. Биремнәр 1. Төп төркемчәләрдәге химик элементл’ар атомнарының радиуслары зураюны ничек аңлатырга була? 2. Периодик системаның периодларында һәм төп төркемчәләрендә химик эле¬ ментлар атомнарының электротискәрелекләре ничек үзгәрә? 3. Поляр ковалент бәйләнешнең поляр булмаган бәйләнештән аерымлыгы нидән гыйбарәт? 4. Матдәләрнең формулалары бирелгән: Br2, NH3, I2, H2S, HF. Кайсы матдәләрнең молекулаларында: а) поляр; б) поляр булмаган ковалент бәйләнеш? By матдә¬ ләрнең молекулалары барлыкка килүнең электронлы схемаларын ясагыз һәм ал арның график формулаларын языгыз. Поляр ковалент бәйләнешле матдәләр¬ нең формулаларында уртак пар электроннарның авышуын һәм атомнардагы өлешчә корылмаларны күрсәтегез. 5. Ни өчен периодларда химик элементлар атомнарының радиуслары, кагыйдә буларак, закончалыклы рәвештә кечерәя? Аңлатып бирегез (6 нчы рәсем). 24
Li Be B C N O F Ne 6 нчы рәсем. Икенче период элементлары атомнарының электроннар сүрүләренең схематик модельләре. Атомның зурлыгы аның төзелешенә генә түгел, ә төш һәм электроннарның үзара электростатик тәэсир итешүенә дә бәйле. Схемаларда төшләр күрсәтелмәгән (югыйсә масштабны саклап булмас иде). Электрон болытларының төсе аларның тыгызлыгы арткан саен куелана бара. Электрон болытларының шарсыман формада гына булмавына игътибар итегез. Бу турыда тулырак итеп сез X һәм XI сыйныф химия курсларыннан белерсез § 8. ИОНЛЫ БӘЙЛӘНЕШ Ковалент бәйләнешне без неметалл атомнарыннан торучы матдәләр мисалларында тикшердек. Хәзер сез металларның неметалл ар белән булган кушылмаларында кисәкчәләрне нинди көчләр тотып торуын белер¬ сез. Селтеле металларның галогеннар белән барлыкка китергән кушыл¬ маларын тикшереп узыйк. Теләсә кайсы селтеле металл атомының тышкы электроннар катлавы тәмамланудан ерак тора — анда бер электрон бар һәм ул төшкә аз тарты¬ ла, чөнки төштән шактый ерак урнашкан. Селтеле металлар атомна¬ рының электротискәрелеге бик кечкенә. Шуңа күрә галогеннар белән химик реакцияләрдә селтеле металлның һәр атомы тышкы электронын (ё) бик җиңел бирә һәм уңай корылмалы кисәкчәгә әверелә: Na • —ё —> Na+ @))2)8)1 -> @))2)8 Атомнар электроннарны бирү яки китереп кушу нәтиҗәсендә бар¬ лыкка килгән корылмалы кисәкчәләрне ионнар дип атыйлар. 25
Натрий атомы тышкы катлаудагы электронын бирде, шулай итеп, анда ике электрон катлавы калды. Элеккеге тышкы катлаудан алдагы тәмамланган икенче катлау тышкы катлау булып калды. Димәк, натрий ионы Na+, неон Ne атомындагы кебек үк, тотрыклы сигез электронлы катлауга ия. Галогеннар атомнарының тышкы электроннар катлаулары җиде электроннан тора, ягъни тәмамлануга якын. Галогеннар атомнарының электротискәрелеге селтеле металлар атомнарының электротискәреле- геннән күпкә артыграк. Шуңа күрә селтеле металлар белән реакцияләр вакытында галогенның һәр атомы җитмәгән электронны ала һәм тискәре корылмалы кисәкчәгә әверелә: : CI • +7 @))2)8)7 : Cl :~ @))2)8)8 Хлор ионының Cl (хлорид-ион) тышкы электроннар катлавында 8 электрон бар, ягъни аның да электроннар сүрүе тотрыклы — ул аргон Ar атомыныкы кебек үк. Шулай итеп, натрий белән хлор үзара тәэсир итешкәндә натрий атомының тышкы электроны хлор атомының тышкы катлавына күчә. Схема рәвешендә бу процессны болай күрсәтәләр: е Na + • Cl: Na+ [: Cl:] Әмма чынбарлыкта химик реакциягә хлорның атомнары түгел, ә ике атомлы молекулалары керә. Хлор молекуласының электронлы формула¬ сын болай күрсәтергә мөмкин: : Cl: Cl: Химик реакция вакытында атомнарны молекулага берләштерүче ковалент бәйләнеш өзелә: : ClpjCl: —> : Cl - + ■ Cl: 26
Шулай итеп, 2 ё I i 2 Na + Cl2 = 2 Na+ + 2 СГ Барлыкка килгән ионнарның корылмалары төрле исемдә (төрле там¬ галы), ягъни натрий ионы Na+ уңай корылган, ә хлорид ионы Cl- тискәре корылган. Сезгә физика курсыннан билгеле булганча, төрле исемдәге (төрле тамгалы) корылмалы кисәкчәләр бер-берсенә электростатик көчләр (Кулон көчләре) белән тартылалар. Ионнар арасында үзара электростатик (Кулон көчләре) тәэсир итешү нәтиҗәсендә барлыкка килгән бәйләнешне ионлы бәйләнеш дип атыйлар. a) Li+ һәм F-; б) Br- һәм Cl-; в) Na+ һәм K+ ионнары арасында ионлы бәйләнеш барлыкка килергә мөмкинме? Ни өчен? Литий һәм фтор атомнары үзара тәэсир итешкәндә, ионнар хасил була. Барлыкка килгән һәр кисәкчәдәге электроннар санын исәпләгез. Литий ионының һәм фторид-ионның корылмаларын билгеләгез. Тискәре яки уңай ионның корылмасы сан ягыннан атом китереп кушкан яки биргән электроннар санына тигез була. Ионның корылмасын химик билгедән өстә уңда күрсәтәләр, ә корылманың тамгасын (+ яки -) саннан соң язалар: Ca2+, Br-, S2-, Na+. Ионнардан торучы матдәләрне ионлы кушылмалар дип атыйлар. Ионлы кушылмалар типик металлардай һәм неметаллардан барлыкка килгәннәр. Игътибар итегез, ионлы кушылмалар молекулалардан түгел, ә төрле корылмалы (төрле тамгалы) ионнардан торалар. Мондый кушылмалар күп санлы ионнардан торучы кристаллар барлыкка китерәләр. Башка ионлы кушылмаларның барлыкка килү реакцияләренең тигез¬ ләмәләрен тикшереп карыйк: 2ё I ♦ Ca + F2 = Ca2+F2- кальций фториды 2 • 2ё I I 2 Ca + O2 = 2 Ca2+O2- кальций оксиды 27
Шуларга охшаш барлык реакцияләрнең асылы бер үк: ул электрон¬ нарның бер атомнардан икенчеләренә күчүеннән гыйбарәт. Ионлы кушыл¬ малар барлыкка килгәндә, металларның атомнары электроннарны бирә¬ ләр, ә неметалларның атомнары аларны алалар. Атомның электроннарны бирү процессын — оксидлашу дип, ә элект¬ роннарны китереп кушу процессын кайтарылу дип атыйлар. Электроннарны бирүче атомнар башка элементларның атомнарын кайтаралар, шуңа күрә аларны кайтаручылар (кайтаргычлар) дип атый¬ лар. Киресенчә, электроннарны алучы атомнар башка элементларның атомнарын оксидлаштыралар, шунлыктан аларны оксидлаштыручылар (оксидлаштыргычлар) дип атыйлар. Оксидлашу процессы һәрвакыт кай¬ тарылу процессы белән бәйләнгән. Сез химик бәйләнешнең ике төре: ковалент һәм ионлы бәйләнешләр белән таныштыгыз, атомнарның электротискәрелекләре аермасына бәйле рәвештә поляр һәм поляр булмаган ковалент бәйләнеш булырга мөмкин¬ леге турында белдегез. Поляр ковалент бәйләнешле кушылмаларда уртак пар электроннар электротискәрерәк атом ягына авышкан була. Ионлы кушылмаларда валентлык электроннары практик яктан тулысынча ме¬ талл атомнарыннан неметалл атомнарына күчә. Әмма поляр ковалент һәм ионлы бәйләнешле кушылмалар арасында кискен чик юк. ШУЛАЙ ИТЕП, ионлы бәйләнешне төрле исемдәге (төрле тамгалы) корылмалы ионнарның үзара электростатик (Кулон көчләре) тәэсир итешүе билгели. Ионлы кушылмалар типик металлар һәм неметаллар үзара тәэсир итешкәндә хасил булалар. Ионнарның корылмаларын химик билгедән өстә уңда күрсәтәләр. Ионнарның тышкы электроннар катлавы тәмамланган була. Әгәр төшнең корылмасы электроннар сүрүенең корылмасыннан артыграк икән, ион уңай корылмалы, әгәр киресенчә икән, ион тискәре корылмалы була. Химик реакция нәтиҗәсендә уңай корылмалы ионнарга әверелүче атомнар — кайтаручылар һәм, киресенчә, тискәре корылмалы ионнарга әверелүче атомнар оксидлаштыручылар булып тора. Биремнәр 1. Ионлы бәйләнешнең поляр булмаган һәм поляр ковалент бәйләнешләрдән нәрсә белән аерылып торуын аңлатыгыз. 2. Поляр ковалент һәм ионлы бәйләнешләрнең барлыкка килү процессларының охшашлыгы нидән гыйбарәт? 3. Дәфтәрегезгә 7 нче рәсемдәге схеманы күчереп ясагыз. Аны хлор һәм натрий атомнары төш корылмаларының билгеләре белән тулыландырыгыз. 28
7 иче рәсем. Химик тәэсир итешү вакытында натрий атомының тышкы катлавындагы электронның хлор атомының тышкы катлавына күчү схемасы 4. а) Калий һәм бром; б) натрий һәм фтор үзара тәэсир итешкәндә ионлы бәй¬ ләнеш барлыкка килү схемаларын ясагыз. 5. Mg2+ һәм F- ионнарының төзелешен неон Ne атомының төзелеше белән ча¬ гыштырыгыз. Ионнар неон атомыннан нәрсә белән аерылып торалар? 6. Составларына: a) Na+ һәм Br ; б) Ca2+ һәм Cl-; в) K+ һәм S2 ' ионнары кергән кушылмаларның формулаларын төзегез. 7. Реакцияләрнең схемаларын күчереп языгыз: a) Mg + S -ә MgS; б) Na + H2 -> NaH; в) Sr + Br2 -ә SrBr2. Кайсы атомнар — оксидлаша, ә кайсылары кайтарыла, күрсәтегез. Коэффи¬ циентларны куегыз. § 4. КУШЫЛМАЛАРДА ХИМИК ЭЛЕМЕНТЛАР АТОМНАРЫНЫҢ ОКСИДЛАШУ ДӘРӘҖӘЛӘРЕ Табигатьтә киң таралган оксидлашу-кайтырылу процессларын анализ¬ лау өчен кулланыла торган «оксидлашу дәрәҗәсе» төшенчәсе химиянең мөһим төшенчәләреннән берсе булып тора. Атомның оксидлашу дәрәҗәсе нидән гыйбарәт булуын ачыклау өчен, бу төшенчәне сезгә билгеле «валентлык» төшенчәсе белән чагыштырып карыйк. Билгеле булганча, валентлык ул — кушылмада атомнарның, 29
уртак пар электроннар барлыкка килүе исәбенә, билгеле бер сандагы башка атомнарны тотып тора алу үзлеге. Берничә кушылманы тикшерик: N=N H—N—H F-N-F ' H F Азот молекуласында уртак өч пар электроннар бар. Димәк, бу молеку¬ лада һәр азот атомының валентлыгы III кә тигез. Аммиак NH3 һәм азот фториды NF3 молекулаларында азот атомнары шулай ук өчәр ковалент бәйләнеш барлыкка китерәләр һәм бу кушылмаларда да азот атомна¬ рының валентлыгы III кә тигез. Әмма бу өч матдә бер-берсеннән бик нык аерылып тора. Бу матдәләрнең аерымлыкларын кушылмаларның состав¬ ларына керүче химик элементлар атомнарының электротискәрелеген ча¬ гыштырып аңлатырга мөмкин (22 нче биттәге 5 нче таблицаны карагыз). Азот N2 гади матдәсенең молекуласында уртак пар электроннар атом¬ нарның төшләреннән тигез ераклыкта урнашалар. Шуңа күрә азотның молекуласы поляр түгел. Аммиак NH3 молекуласында электротискәрелеге водород атомыныкына караганда зуррак булган азот атомы уртак пар электроннарны үзенә авыштыра. Нәтиҗәдә азот атомында өлешчә тискәре корылма (5-), ә водород атомнарында өлешчә уңай корылма (8+) барлыкка килә. Шунлыктан аммиак молекуласындагы бәйләнешләр поляр була. Азот фториды NF3 молекуласында өлешчә тискәре корылма электротискә¬ релеге азот атрмыныкыннан зуррак булган фтор атомында барлыкка килә. Тагын бер кабат N2, NH3, NF3 молекулаларының график формулаларын сурәтлик һәм бу кушылмалардагы атомнарның өлешчә корылмаларын күрсәтик: 0 0 8 + 8- 8 + 8- 8 + 8- N=N H - )Ne- Ж H F < -N-J ► F ? е 8 + х8- H F Бу кушылмаларда азотның валентлыгы бер үк булуга карамастан, уртак пар электроннарның электротискәрерәк атомнарга авышуы арка¬ сында барлыкка килүче өлешчә корылмалар төрле. Шулай итеп, әлеге кушылмаларда азот атомнарының халәте һич кенә дә бертөрле була алмый. Нейтраль атомнар корылмалы кисәкчәләргә — ионнарга әверелгәндә тагын да зуррак үзгәрешләр була. Бу ионлы кушылмалар барлыкка кил¬ гәндә, ягъни уртак пар электроннар практик яктан тулысынча электро¬ тискәрерәк атомнарның электроннар сүрүләренә күчкәндә күзәтелә. 30
Кушылмаларда атомнарның һәм ионнарның төрле халәтләрен харак¬ терлау өчен оксидлашу дәрәҗәсе дигән төшенчә кертелгән. Ионлы кушылмалардагы ионнарның корылмаларын һәм поляр ковалент бәйләнешле кушылмалардагы атомнарның шартлы корыл¬ маларын оксидлашу дәрәҗәсе дип атыйлар. Ионлы кушылмаларда (аларга башлыча типик металлар белән гало¬ геннарның кушылмалары керә) оксидлашу дәрәҗәләренең кыйммәтләре һәм тамгалары ионнарның корылмаларына туры килә. Түбәндәге кушылмаларда оксидлашу дәрәҗәләрен (ионнарның корылма- • ларын) билгеләгез: LiCl, BaBr2, CsCl. Санның корылма тамгасы алдына язылуын исегездә тотыгыз. Поляр ковалент бәйләнешле кушылмаларда атомнардагы корылма нәкъ менә шартлы, чөнки ул молекулаларда электроннар өлешчә генә авышкан дип түгел, ә, ионлы кушылмалардагы кебек, электротискәрерәк атомнарның электроннар сүрүләренә тулысынча күчкән дип фаразларга нигезләнеп исәпләнә. Кушылмаларда атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен ничек билге¬ лиләр соң? Аның өчен: 1) кушылмада кайсы атомның электротискәрерәк булуын; 2) химик бәйләнешләр барлыкка килгәндә һәр атомнан ничә электрон катнашуын (поляр ковалент бәйләнешле кушылмаларда) яки бер атомнан икенче атомга ничә электрон күчүен (ионнар хасил булганда) белергә кирәк. Мисал итеп күкертне алып, аның водород һәм кислород белән булган кушылмаларын тикшереп узыйк. Гади матдәдә күкерт атомнарының оксидлашу дәрәҗәсе нульгә тигез, чөнки барлык күкерт атомнарының да электротискәрелеге бер төрле һәм уртак пар электроннар бер атомга да авышмыйлар. Күкерт атомнарының электротискәрелеге водород атомнарыныкыннан артыграк, ләкин кислород атомнарыныкыннан кимрәк (22 нче биттәге 5 нче таблицаны карагыз). Шуңа күрә сероводород молекуласындагы күкерт атомнарының оксидлашу дәрәҗәсе тискәре, ә кислородлы кушыл¬ маларда уңай булачагын бик тиз ачыкларга мөмкин. Хәзер бу кушылмаларда атомнарның оксидлашу дәрәҗәләренең кыйм¬ мәтләрен билгелик. Сероводород H2S молекуласындагы күкерт атомы белән ике водород атомы тоташкан. Күкерт элементы периодик системада VI төркемнең төп төркемчәсендә урнашканлыктан, күкерт атомының тышкы электроннар катлавында 6 электрон була. Водород атомнарының 2 электронын үзенә тартып, күкерт атомы үзенең тышкы электроннар 31
катлавын тотрыклы сигез электронлы булганчы тулыландыра. Димәк, сероводород молекуласында күкерт атомының оксидлашу дәрәҗәсе -2 гә тигез. Молекула нейтраль кисәкчә булганга күрә, аны тәшкил итүче барлык атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре суммасы нульгә тигез. Шулай булгач, һәр водород атомының оксидлашу дәрәҗәсе +1 була: H^1S-2 Шуңа игътибар итегез: молекулаларда электротискәрерәк атомнар үзләренә тышкы электроннар катлаулары тәмамланган булырлык сандагы электроннарны тарталар. Кислород һәм галогеннар атомнарына аларның тышкы электроннар катлау- • лары тәмамлану өчен ничәшәр электрон кирәк? Бу элементлар атомнарының электротискәрелекләре кимрәк булган атомнар белән кушылмаларындагы оксидлашу дәрәҗәләренең кыйммәтләрен һәм тамгаларын билгеләгез. Җавап бирү өчен, элементларның периодик системада ничек урнашуына карап, бу атомнарның электроннар сүрүләренең төзелешен ачыклагыз. Хәзер сез бернинди кыенлыксыз күкерт оксидларындагы атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгели аласыз: s+4o“2 S46O.;2 Оксидлашу дәрәҗәсе атомның кушылмадагы оксидлашу үлчәмен күрсәтә. Атом никадәр күбрәк оксидлашса, аңа туры килүче ионның уңай корылмасы шулкадәр зуррак була, яки кушылмада бу атомнан шулкадәр күбрәк уртак пар электроннар авышкан була. Киресенчә, атом никадәр азрак оксидлашса, тиешле ионның корылмасы шулкадәр кечерәк була, яки кушылмада бу атомнан шулкадәр азрак уртак пар электроннар авыш¬ кан була. Атомнарның мөмкин булган оксидлашу дәрәҗәләрен күрсәтүче саннар күчә- • ренең бер өлешен карагыз: Кайтарылу —4 -3 —2 -1 O +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 —I 1 1 I I I I I Iiiii Оксидлашу Кайсы оксидлашу дәрәҗәсендә атом күбрәк оксидлашкан: а) +5 яки +4; б) +1 яки 0; в) 0 яки -1; г) -2 яки -4? 32
Атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен күрсәткәндә, цифр һәм тамганы химик элементның символыннан уңда өстә язалар: H+1 — CF1 O2 = S+4 = O-2 Ca2+S2" Na+CF Шунысына игътибар итегез: поляр ковалент бәйләнешле кушылма¬ ларда атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен күрсәткәндә тамганы цифр алдына куялар: +1, +2, +3. Әгәр кушылманың ионлы бәйләнешле икәнен күрсәтергә кирәк булса (димәк, бу очракта элементлар атомнарының оксидлашу дәрәҗәләре ионнарның корылмаларына туры килә), санны — беренче урында, ә корылманың тамгасын аннан соң язалар: 2+, 3+ һ. б. Ионның корылмасын күрсәткәндә, 1 цифрын язмыйлар, ә поляр ковалент бәйләнешле кушылмадагы атомның оксидлашу дәрәҗәсен күрсәткәндә, 1 санын язалар. Бинар кушылмаларның (ягъни ике төрле атомнардан торучы кушыл¬ маларның) химик формулаларында, кагыйдә буларак, беренче урынга уңай оксидлашу дәрәҗәле элементның билгесен куялар: K+F- с+4о;2 Углерод һәм азотның водородлы кушылмалары чыгарма булып тора: C4H+1 N-3II+1 Күкертнең кушылмалары мисалында сез кайбер химик элементлар¬ ның атомнары төрле оксидлашу дәрәҗәләре күрсәтә алуын белдегез. Атомның югары оксидлашу дәрәҗәсе сан ягыннан, кагыйдә буларак, тиешле химик элемент периодик системада урнашкан төркемнең номеры¬ на тигез була. Шулай итеп, күкерт атомының югары оксидлашу дәрәҗәсе +6 га тигез. Иң түбән оксидлашу дәрәҗәсенең кыйммәте атомның тыш¬ кы электроннар катлавы тәмамлану өчен җитмәгән электроннар санына туры килә; күкерт атомының иң түбән оксидлашу дәрәҗәсе -2 гә тигез. Металлар химик реакцияләрдә кайтаручы үзлекләрен күрсәткәнлек¬ тән, ягъни алар үзләренең электроннарын башка атомнарга бирәләр, кушылмаларда металлар атомнарының оксидлашу дәрәҗәләре һәрвакыт уңай була. Периодик системадагы беренче өч төркемнең төп төркемчә металлары атомнарының оксидлашу дәрәҗәсенең кыйммәтләре гамәлдә һәрвакыт төркем номерына (металлар атомнарындагы тышкы электрон¬ нар санына) туры килә. Na2O, Li2O, Fe2O3, CaO, CuS, NaF формулалары буенча кушылмалардагы • атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләгез. 3 Я-314 33
Гади матдәләрдә атомнарның оксидлашу дәрәҗәсе нульгә тигез: °2 F2 N2 Металл атомнарының оксидлашу дәрәҗәсе шулай ук нульгә тигез дип кабул ителгән: Na0 Fe0 Атомнардан торучы гади матдәләрдә неметалларның да оксидлашу дәрәҗәсе нульгә тигез: He0 Ne0 Өч һәм аннан да күбрәк элементлардан торучы кушылмаларда да оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләп була. Мисал итеп, сульфат кислотасы H2SO4 молекуласындагы атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгелик. Иң элек кушылмада кайсы атомның электротискәрелеге зуррак бу¬ луын белергә кирәк. (Моны яисә 22 нче биттәге 5 нче таблица буенча, яисә периодик системадан файдаланып белеп була.) Сульфат кислотасы молеку¬ ласында кислородның электротискәрелеге иң зуры. Кислород элементы периодик системаның VI төркемендә төп төркемчәдә урнашкан. Шулай булгач, кислород атомнарына тышкы катлау тәмамлану өчен ике электрон җитми. Бу электроннарны кислород атомнары күкерт һәм водород атом¬ нарыннан тарта. Шулай булгач, һәр кислород атомының оксидлашу дәрәҗәсе -2 гә тигез. Һәр водород атомының оксидлашу дәрәҗәсе +1 гә тигез, чөнки водород һәм кислород атомнарын бәйләүче уртак пар элек¬ троннар кислород атомына авышкан. Молекуланың электронейтраль бу¬ луын исәпкә алып, сульфат кислотасы молекуласындагы күкерт атомы¬ ның оксидлашу дәрәҗәсен исәпләп чыгарырга авыр түгел. Күкертнең оксидлашу дәрәҗәсен х дип билгелик. Ул чагында 2 •(+1) + х + 4- (-2) = 0. Тигезләмәне чишеп, х = +6 икәнен табабыз. Шулай итеп, без сульфат кислотасы молекуласындагы атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләдек: h+1s+6o;2 Л HMnO4 формулалы кушылмадагы атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен исәп- • ләп табыгыз. Йомгаклап шуны әйтергә кирәк: атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре билгеле булса, химик реакцияләрдә матдәләр белән нинди үзгәрешләр күзәтеләсен дә белергә мөмкин. Әйтик, нитрат кислотасында HN+5O3 азот 34
атомнары иң югары оксидлашу дәрәҗәсенә (+5) ия булып торалар. Димәк, алар электроннарны бирә алмыйлар, ә бары тик үзләренә китереп куша гына алалар. Шунлыктан химик реакцияләрдә нитрат кислотасы оксид¬ лаштыручы булачак. Аммиак N 3H3 молекуласында азот атомнарына иң түбән оксидлашу дәрәҗәсе (-3) хас, шуңа күрә аммиак бары тик кайта¬ ручы үзлекләрен генә күрсәтә ала. Азот атомнарының арадаш оксидлашу дәрәҗәләренә ия булган кушылмалар (N2, N+4O22 һ. б.), шартларга карап, оксидлаштыручы үзлекләрен дә, кайтаручы үзлекләрен дә күрсәтергә мөмкин. ШУЛАЙ ИТЕП, оксидлашу дәрәҗәсе кушылмада атомның халәтен, аның оксидлашканлык дәрәҗәсен күрсәтүче төп характеристика булып тора. Оксидлашу дәрәҗәсен сан һәм + яки - тамгасы белән күрсәтәләр. Тамга — ко¬ рылманың төрен, ә сан шул корылманың кыйммәтен күрсәтә. Валентлык исә һәрвакыт уңай саннан гыйбарәт, чөнки ул кушылмада атом барлыкка китергән химик бәйләнешләр санына тигез. Моннан валентлыкның һәм оксидлашу дәрәҗә¬ сенең төрле төшенчәләр булуы һәм атомнарның төрле үзлекләрен чагылдыруы күренә. Ионлы кушылмаларда атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре ионнарның ко¬ рылмаларына тигез. Поляр ковалент бәйләнешле кушылмаларда атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләү өчен, атомнарның тышкы электроннар кат¬ лаулары төзелешен һәм аларның электротискәрелекләрен чагыштыра белергә кирәк. Кайбер элементларның атомнары барлык кушылмаларда да даими оксид¬ лашу дәрәҗәсен күрсәтәләр; башка элементларның атомнары төрле матдәләрдә төрле оксидлашу дәрәҗәләренә ия булып торалар. Атомнарның оксидлашу дәрә¬ җәләре буенча матдәләрнең оксидлашу-кайтарылу үзлекләрен билгеләргә мөмкин. Биремнәр 1. Атомнарның оксидлашу дәрәҗәсе дип нәрсәне атыйлар? Күрсәтелгән атомнар¬ ның кайсыларына — даими, ә кайсыларына үзгәрүчән оксидлашу дәрәҗәләре хас булуын ачыклагыз: Na, S, N, F, О. 2. Түбәндәге кушылмалардагы атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләгез: SiCl4, MgI2, SF6, NaBr. 3. a) H2SO3; б) H3PO4; в) H2SiO3 кушылмаларындагы атомнарның оксидлашу дәрә¬ җәләрен ачыклагыз. 4. Күрсәтелгән элементларның: а) оксидларының формулаларын төзегез: Pb (+4), Na (+1), Ba (+2); б) сульфидларының формулаларын төзегез: Sr (+2), Ag (+1), Hg (+2). Җәяләр эчендә атомнарның кушылмалардагы оксидлашу дәрәҗәләре күрсәтелгән. 5. a) PH3 һәм H3PO4; б) H2S һәм H2SO4 матдәләре химик реакцияләрдә оксид¬ лаштыручы булырмы яки кайтаручы булырмы? 3* 35
§5. ОКСИДЛАШУ-КАЙТАРЫЛУ РЕАКЦИЯЛӘРЕ Сезгә билгеле булганча, типик металлар типик неметаллар белән үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә ионнардан торучы кушылмалар барлыкка килә: 2ё I I 2 Na0 + Cl^ = 2 Na+Cl- Барлыкка килгән ионнарның корылмалары атомнарның оксидлашу дәрәҗәләренә туры килә. Мондый химик реакцияләр узу процессында, атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрә дип әйтергә була. Китерелгән мисалда алар натрий һәм хлор атомнарында үзгәрде. Гади матдәләрдән поляр ковалент бәйләнешле кушылмалар барлыкка килгәндә, шулай ук атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрә: S0 + O02 = S+4O22 Химик элементлар атомнарының оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү белән уза торган химик реакцияләрне оксидлашу-кайтарылу реакция¬ ләре дип атыйлар. <Э Түбәндә тигезләмәләре күрсәтелгән химик реакцияләрнең кайсылары оксид- • лашу-кайтарылу реакцияләренә керүен ачыклагыз: a) 2 Mg + O2 = 2 MgO; б) BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl; в) 2 СО + O2 = 2 CO2. Оксидлашу-кайтарылу реакцияләре узу процессында, кайбер кисәкчә¬ ләр (атомнар, ионнар) электроннарны бирәләр һәм үзләре белән тәэсир итешүче башка кисәкчәләрне (атомнарны, ионнарны) кайтаралар. Шуңа күрә электроннарны бирүче кисәкчәләрне кайтаручылар дип атыйлар. Металларның атомнары үзләренең электроннарын ансат бирәләр, шун¬ лыктан химик реакцияләрдә алар кайтаручылар булып торалар. Электроннарны алучы кисәкчәләр башка кисәкчәләрне оксидлашты¬ ралар. Аларны оксидлаштыручылар дип атыйлар. Югарыда тасвирлан¬ ган мисалларда оксидлаштыручылар булып хлор һәм кислород атомнары торды. Шулай итеп, натрий хлор белән үзара тәэсир итешкәндә, натрий атомнары электроннарны хлор атомнарына бирәләр. Шуңа күрә натрий атомнары — кайтаручылар, ә хлор атомнары оксидлаштыручылар булып торалар. 36
2 Na0 + Cl° = 2Na+CF 2 Na0 — 2 ё —> 2 Na+ оксидлашу кайтаручы Cl 2 + 2 ё —> 2 Cl кайтарылу оксидлаш¬ тыручы Күкерт кислород белән үзара тәэсир итешкәндә, күкерт (IV) оксиды — поляр ковалент бәйләнешле матдә хасил булды. Бу кушылмада күкертнең оксидлашу дәрәҗәсе +4 кә, ә кислородның оксидлашу дәрәҗәсе -2 гә тигез. Исегезгә төшерегез, кушылмаларда химик элементлар атомнарының оксид¬ лашу дәрәҗәсе дип нәрсәне атыйлар? Шуңа нигезләнеп, реакция нәтиҗәсендә күкерт атомы һәр кислород атомына икешәр электрон биргән дип исәпләргә мөмкин. Шуңа күрә бу реакциядә күкерт — кайтаручы, ә кислород — оксидлаштыручы: 4ё S0+ 0° = S+4Oj2 qO д — . q+4 S — 4 е —> Ь оксидлашу кайтаручы Q 2 Oj + 4 е —> 2 O кайтарылу оксидлаш¬ тыручы Кайтаручылар — электроннарны бирүче кисәкчәләр — химик реакция¬ ләр барышында оксидлашалар. Ә оксидлаштыручылар — электроннарны алучы кисәкчәләр кайтарылалар: 2ё I I 2 Na0 +«2 = 2 Na+CF 4е Sro + Oo = S+4Oj2 Кайтаручылар Оксидлашты- оксидлашалар ручылар кайтарылалар 37
Оксидлаштыручының кайтарылу процессы кайтаручының оксидлашу процессы белән бер үк вакытта уза, һәм бу процессларның бер-берсеннән башка булуы мөмкин түгел. Башкача әйткәндә, кайтаручы үзенең элек¬ троннарын бары тик химик реакциядә оксидлаштыручы катнашкан очрак¬ та гына бирә ала. ШУЛАЙ ИТЕП, электроннар бер атомнардан башка атомнарга күчү белән уза торган химик реакцияләрне оксидлашу-кайтарылу реакцияләре дип атыйлар. Оксидлашу-кайтарылу реакцияләренең узуы үзара тәэсир итешүдә оксидлаштыручы да, кайтаручы да катнашкан очракта гына мөмкин. Биремнәр 1. Кушылу реакцияләренең тигезләмәләрен язып бетерегез: а) Li + Br2 —> б) Mg + F2 -> в) Ba + I9 —> г) Na + F2 -» д) Ca + Cl2 —> е) K + S —» Электроннарның металл атомнарыннан неметалл атомнарына күчешен, һәр реакциядә оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. 2. Барий оксиды һәм калий сульфидының барлыкка килү реакцияләренең ти¬ гезләмәләрен төзегез, һәр процесстагы оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. 3. Оксидлашу һәм кайтарылу процессларын күрсәтегез: а) Mg0 - 2 е -> Mg2+ б) S0 + 2 е -> S-2 в) S0 - 4 е -> S+4 г) Cl!? - 2 е -> 2 Cl+ д) S+4 - 2 ё -ә S+6 е) F2 + 2 ё -> 2 F- 4. Бирелгән химик реакцияләрнең тигезләмәләрендә оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны, шулай ук күчә торган электроннарның санын һәм күчү юнә¬ лешен күрсәтегез: а) 2 Mg + O2 = 2 MgO в) FeO + CO = Fe + CO2 б) 2 Al + 3 Br2 = 2 AlBr3 г) CuO + H2 = Cu + H2O 5. Бары тик кайтаручы яки оксидлаштыручы гына катнашкан химик реакция¬ нең узуы мөмкинме? Ни өчен? 6. Литий, бром, калий һәм йод ионнары барлыкка килү схемаларын төзегез. Бу ионнарның нинди химик реакцияләрдә хасил булуы мөмкин? Тиешле химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. 38
§6. МЕТАЛЛИК БӘЙЛӘНЕШ Металл гади матдәләрендә үзенә бер төрле бәйләнеш — металлик бәйләнеш була. Аның үзенчәлекләре металлар атомнарының үзлекләренә бәйле. Алар тышкы электроннарын бик ансат бирәләр һәм җиңел генә уңай корылган ионнарга әвереләләр. Шунлыктан металл кисәгендә металл атомнарының валентлык (тышкы) электроннары барлыкка килгән ионнар арасында ирекле рәвештә күчеп йөриләр. Валентлык электроннары нинди дә булса ике атом өчен уртак пар электроннар (ковалент бәйләнешкә хас) хасил итмиләр һәм бер атомның тышкы катлавыннан икенче атомның тышкы катлавына да күчмиләр (ионлы бәйләнеш очрагындагы кебек). Бу электроннар металлның уңай корылмалы ионнары арасында өзлексез күчеп йөриләр һәм ионнарны электростатик рәвештә тотып торалар. Мондый бәйләнешне металлик бәйләнеш дип атыйлар. Металлик бәйләнеш — металл ионнары һәм ирекле электроннар арасындагы бәйләнеш ул. Металлик бәйләнешнең ковалент бәйләнеш белән дә, ионлы бәйләнеш белән дә охшашлык һәм аерымлык билгеләре бар. Ковалент бәйләнеш белән охшашлыгы һәр ике очракта да уртак электроннар булудан гыйба¬ рәт. Әмма ике атом өчен уртак пар электроннар хасил булуга бәйле, кова¬ лент бәйләнештән аермалы буларак, металлик бәйләнешне барлык ионнар өчен дә уртак электроннар билгели. Металлик бәйләнеш ионлы бәйләнешкә ионнар булуы белән охшаш. Әмма металлда ионнарның корылмалары бер төрле һәм аларны капма- каршы корылмалы ионнар түгел, ә уртак электроннар тотып тора. Гадәттәге шартларда металлар аерым молекулалар хасил итмиләр. Металларның молекулалары фәкать югары температурада, металлар газ- сыман агрегат хәлгә күчкәндә генә була. Уртак электроннар ярдәмендә берләшкән металл ионнары кристаллар хасил итәләр. ШУЛАЙ ИТЕП, металлик бәйләнеш металл ионнары һәм уртак элек¬ троннар арасында үзара Кулон көчләре тәэсирендә барлыкка килгән химик бәйлә¬ неш булып тора. Металлик бәйләнеш ковалент бәйләнеш белән охшаш, чөнки металл атомна¬ рының төшләрен тартып торучы көчләрнең барлыкка килүе аларда уртак элек¬ троннар хасил булуга бәйле. Ионлы бәйләнеш белән металлик бәйләнешне ионнар булу якынайта. Әмма кристаллда металл кисәкчәләрен тотып торучы көчләр уңай корылмалы ионнар белән тискәре корылмалы электроннар арасындагы үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә барлыкка килә. 39
Биремнәр 1. Металларда кисәкчәләрне тотып торучы көчләрнең ничек барлыкка килүен аңлатып бирегез. 2. Металлик бәйләнешне ковалент һәм ионлы бәйләнешләр белән чагыштырыгыз. 3. Металлик бәйләнеш турындагы күзаллауларга нигезләнеп, металларның электр үткәрүчәнлеген аңлатып бирегез. §7. КРИСТАЛЛИК ЧЕЛТӘРЛӘР Матдәләр атомнардан, молекулалардан яки ионнардан торалар. Поляр ковалент бәйләнешле матдәне ионлы кушылмадан аерырга мөмкинлек бирүче тышкы билгеләр юк. Моның шулай икәнен сез, мәсәлән, аш тозын NaCl шикәр белән чагыштырып карап та белә аласыз. Ьәм шул ук вакыт¬ та бер үк төрле бәйләнешләр белән берләшкән кисәкчәләрдән торучы матдәләр бер-берсеннән бик нык аерылырга мөмкин. Суда һәм кремний оксидында атомнар поляр ковалент бәйләнеш белән берләшкәннәр. Ләкин боз 0 oC та эри, ә кремний (IV) оксиды 1728 0C та эретелә. Кристаллик матдәләрнең үзлекләрендәге күптөрлелек аларның крис- таллары төзелешенә бәйле. Кристаллик матдәләрдә аларны тәшкил итүче атомнар, молекулалар яисә ионнар билгеле бер тәртиптә урнашалар. Ки¬ сәкчәләрнең пространствода билгеле бер тәртиптә урнашуын кристаллик челтәр дип атыйлар. Кисәкчәләрнең табигатенә карап, ионлы, молекуляр, атомлы һәм металлик кристаллик челтәрләрне аерып йөртәләр. 8 нче рәсем. Натрий хлоридының кристаллик челтәре модельләре: а) натрий хлори¬ дының кристаллик челтәре төеннәренең пространствода урнашуы (ачык төстәге шар¬ чыклар — натрий ионнарының үзәкләрен, ә карасулары хлор ионнарының үзәкләрен белдерә); б) шул ук челтәрнең масштаблы моделе (шарчыклар ионнарны белдерә) 40
Ионлы кристаллик челтәрне аш тозы — натрий хлориды мисалында тик¬ шерик. Натрий хлоридын үзара электро¬ статик көчләр (Кулон көчләре) белән тар¬ тылып торучы натрий ионнары Na+ һәм хлорид-ионнар СГ тәшкил итә. Төрле исемдә (төрле тамгалы) корылган ионнар шулай урнашканнар ки, һәр натрий ионы тирәсенә — хлорид-ионнар һәм, ки¬ ресенчә, һәр хлор ионы тирәсенә натрий ионнары төркемләшкән (8 нче рәсем). Аш тозының кристаллары еш кына куб формасында була (9 нчы рәсем). Ионлы кристаллик челтәрләр нык була. Әйтик, натрий хлориды¬ ның эретелү температурасы 801 °C, натрий фторидыныкы 996 0C тәшкил итә. Башка ионлы кушылмаларның да эретелү температуралары бик югары. Атомлы кристаллик челтәр, мәсәлән, алмазга хас. Алмазның кристал¬ лик челтәре углерод атомнарыннан тора. Анда аларның һәркайсы кова- лент бәйләнешләр ярдәмендә тетраэдрның түбәләрендә урнашкан күрше дүрт атом белән тоташкан (10 нчы рәсем). 9 нчы рәсем. Аш тозы кристаллары 10 нчы рәсем. Алмазның кристаллик челтәре модельләре: а) кристаллик челтәрнең төеннәре; б) масштаблы модель (углерод атомнары шарчыклар рәвешендә сурәтләнгән) Алмазның кристаллик челтәренең төзелешенә бәйле үзлекләре турында сөйләп бирегез. Атомлы кристаллик челтәрләр гади матдәләргә генә түгел, ә кайбер катлаулы матдәләргә дә, мәсәлән, гадәти елга комы — кремний (IV) окси- 41
дына SiO2 хас. Бу матдәнең кристаллик челтәре төеннәрендә кремний һәм кислород атомнары урнаша (11 нче рәсем). -Si-O-Si-O-Si-O-Si-O- Illl OOOO Illl -Si-O-Si-O-Si-O-Si-O- 11 нче рәсем. Кремний оксидының кристаллик челтәре схемасы Төзелешенә нигезләнеп, бу матдәнең нинди үзлекләре турында әйтә аласыз? Атомлы кристалларда барлык атомнар да нык ковалент бәйләнешләр белән тоташканнар, аларны җимерү өчен шактый күп энергия сарыф итәргә кирәк. Атомлы кристаллик челтәрле матдәләргә югары эретелү һәм кайнау температуралары хас. Ковалент бәйләнешнең нык булуы шулай ук бу матдәләрнең югары дә¬ рәҗәдәге катылыгын да билгели. Мәсәлән, алмаз — иң каты табигый матдә. Молекуляр кристаллик челтәрләр каты хәлләрендә, мәсәлән, су, йод һәм башка галогеннар, инерт газлар, углекислый газ кебек кайбер матдә¬ ләргә хас (12 нче рәсем). Молекуляр кристаллик челтәрләрнең төеннәрендә молекулалар урнаша. Химик бәйләнеш белән чагыштырганда, молеку¬ лаара тәэсир итешү көчләре азрак. Шуңа күрә мондый матдәләр нык түгел, ал арның эретелү температуралары түбән. 12 нче рәсем. Молекуляр кристаллик челтәрнең модельләре: а) йод; б) углерод (IV) оксиды 42
Төзелешләренә нигезләнеп, бу матдәләр¬ нең үзлекләре турында нинди фаразлар кы¬ лырга мөмкин? Металларга металлик кристаллар челтәре хас (13 иче рәсем). Аның төен¬ нәрендә уртак электроннар белән тоты¬ лып торучы металл ионнары яки атом¬ нары урнаша. Металларның шундый эч¬ ке төзелеше аларның характерлы физик үзлекләрен: пластиклыгын, җылылык үткәрүчәнлеген, электр тогы үткәрүчән- леген, металлга хас ялтыравыгын бил¬ гели (14 нче рәсем). 13 нче рәсем. Металлик кристал¬ лар челтәренең схемасы 14 нче рәсем. Аеруча әһәмиятле металларның чагыштырма җылы үткәрүчәнлеген (ак төстәге турыпочмаклыклар) һәм электр үткәрүчәнлеген (карасу турыпочмаклыклар) күрсәтүче диаграмма Үзлекләренә нигезләнеп, кайбер металларны куллану турында сөйләп бирегез. Металларның катылыгы һәм эретелү температуралары үзгәрү чиге гаять киң. Әйтик, терекөмешнең эретелү температурасы -39 0C, ә вольф¬ рамныкы 3420 °C. Селтеле металлар балавыз кебек йомшак, ә вольфрам белән хромны игәү белән дә эшкәртеп булмый. Металларның физик үзлекләре чагыштырма атом массасына, радиус¬ ларына һәм аларның атомнарының һәм кристалларының башка харак¬ теристикаларына бәйле. 43
(f-* 1 ■ . — —V ФАКТЛАР Галлийның кристаллары башка металларның кристаллары кебек ионнардан түгел, ә ионлашкан молекулалардан Ga2" тора. Бу молекулалар арасында электроннар күчеп йөри. Шуңа бәйле рәвештә галлий түбән температурада, 29,8 0C та эретелә. Сыек хәлдән каты хәлгә күчкәндә галлий күпчелек металлар кебек кысылмый, ә киресенчә, киңәя (су, висмут, чуен кебек). Галлий сыек хәлдә 30 oC тан 2240 oC ка кадәр температура арасында була. Галлийның бу үзлеге, шулай ук җылытканда бертөрле диярлек тигез киңәюе, аны югары температураны үлчәү термометрлары ясаганда алыштыргысыз итә. 30 г алтыннан 80 км чамасы озынлыгында кыл сузарга мөмкин. Саф бакырның электр үткәрүчәнлеге бик зур, шуңа күрә ул электр двигательләре, трансформаторлар һ. б. ясау өчен кулланыла. Бакырның җылысыешлыгы аз булу аннан төрле төрдәге җылыалмаштыргычлар җитештерү мөмкинлеге бирә. ШУЛАЙ ИТЕП, кристаллик матдәләрдә атомнар, молекулалар яки ионнар билгеле бер тәртиптә урнашалар һәм кристаллик челтәрләр хасил итәләр. Атомлы, молекуляр, ионлы һәм металлик кристаллик челтәрләрне аерып йөртә¬ ләр. Матдәләрнең физик үзлекләре күбесенчә аларның кристаллик хәлдәге төзелешенә бәйле: кристаллик челтәрнең төеннәрендәге кисәкчәләрне тотып торучы көчләр зуррак булган саен, кристаллар ныграк, ягъни матдә катырак, аның эретелү һәм кайнау температуралары да югарырак була. Биремнәр 1. Нинди кристалларны а) ионлы; б) атомлы; в) молекуляр; г) металлик кристал¬ лар дип атыйлар? 2. Ниндидер матдә атомлы кристаллик челтәргә ия. План буенча аның үзлекләрен чамалап тасвирлагыз: а) катылыгы; б) электр үткәрүчәнлеге; в) пластиклыгы яки уалучанлыгы; г) металлга хас ялтыравыгы; д) эретелү температурасы. 3. Бер матдә — ионлы кристаллик челтәргә, ә икенчесе молекуляр кристаллик чел¬ тәргә ия. Аларны нинди үзлекләре буенча аерып булыр? Җавап биргәндә 2 нче биремдәге планнан файдаланыгыз. 4. а) Молекуляр кристаллик челтәрле матдәләрнең эретелү температурасы түбән булуны; б) атомлы һәм ионлы кристаллик челтәрле матдәләрнең эретелү температурасы югары булуны ничек аңлатырга мөмкин? 5. Гади матдә гадәти шартларда каты хәлдә була, электр тогын үткәрә, чүкеч белән сукканда үзенең формасын үзгәртә, суда эреми. Бу матдәнең кристаллик челтәре нинди? Җавапны дәлилләгез. 6. Химик элемент табигатьтә ике төрле гади кристаллик матдә рәвешендә очрый. Бер матдәнең кристаллары, кагыйдә буларак, төссез, үтә күренмәле, бик каты, электр тогын үткәрми. Икенче матдәнең кристаллары кара төстә, йомшак, 44
электр тогын үткәрә. Бу матдәләр ничек аталалар? Аларның кристаллик челтәр¬ ләре нинди? 7. Әгәр матдә гадәти шартларда газсыман хәлдә булып, -40 0C та электр тогын үткәрмәүчән төссез кристаллардай торса, аның кристаллик челтәре турында нинди фараз кылырга мөмкин? § 8. МАТДӘЛӘРНЕҢ ЭЛЕКТРОЛИТИК ДИССОЦИАЦИЯСЕ Кайбер матдәләрнең судагы эремәләре электр тогын үткәрә. Бу алар¬ ның төзелешендәге ниндидер үзенчәлекләргә бәйле дигән нәтиҗә ясарга мөмкинме? Өч матдә — шикәр, аш тозы һәм дистиллирланган су алыйк. 15 нче рәсемдә күрсәтелгән җайланма ярдәмендә аларның электр үткәрүчәнлеген тикшерик. Тәҗрибәләр бу матдәләрнең берсе дә электр тогын үткәрмәвен күрсәтә. Аннары шикәрнең һәм аш тозының судагы эремәләрен әзерлик һәм бу эремәләрнең электр үткәрүчәнлеген тикшерик. Шикәр эремәсе электр тогын үткәрми, ә аш тозы эремәсе электр тогын үткәрә. Күп кенә матдәләрнең, аларның эремәләренең һәм эретелмәләренең электр үткәрүчәнлеген билгеләү буенча үткәрелгән шундый тәҗрибәләр матдәләрне ике зур төркемгә — электролитларга һәм электролит булмаган матдәләргә (неэлектролитларга) бүләргә мөмкинлек бирде. 15 нче рәсем. Матдәләрнең электр үткәрүчәнлеген тикшерү. Каты хәлдәге аш тозы, шикәр (а) һәм дистиллирланган су (б) электр тогын үткәрмиләр; аш тозы эремәсе (е) электр чылбырын тоташтыра һәм лампочка яна башлый 45
Эремәләре һәм эретелмәләре электр тогын үткәрә торган матдәләрне электролитлар дип атыйлар. Эремәләре һәм эретелмәләре электр тогын үткәрми торган матдәләрне электролит булмаган матдәләр (неэлектро- литлар) дип атыйлар. Электролитларга тозлар, селтеләр һәм кислоталар — ионлы яки поляр ковалент бәйләнешле матдәләр керә. Электролит булмаган матдәләр — шикәр, спирт, азот, кислород һәм башка поляр булмаган яки аз поляр¬ лашкан ковалент бәйләнешле матдәләр. Әгәр нинди дә булса матдә эремәсе электр тогын үткәрсә, димәк, эре¬ мәдә күчеп йөри ала торган корылмалы кисәкчәләр бар. Бу шартлар үтәлмәгәндә электр үткәрүчәнлекнең күзәтелүе мөмкин түгел. Искә төше¬ рик әле: металлар электр тогын яхшы үткәрәләр, чөнки аларда ирекле электроннар бар. Ионлы кушылмалар (тозлар, селтеләр) ионнардан торалар, ләкин каты хәлдә алар электр тогын үткәрмиләр, чөнки ионнар ирекле хәрәкәт итә алмыйлар. Ни өчен соң электролитларның эремәләрендә корылмалы кисәкчәләр ирекле хәрәкәт итү мөмкинлеге алалар? Бәлки сәбәп су моле¬ куласының төзелешендәдер? 16 нчы рәсем. Cy диполе* схемасы Сезгә физика курсыннан билгеле булганча, вектор зурлыкларны, ә поляр кова¬ лент бәйләнешләр нәкъ шундыйлардан, параллелограмм кагыйдәсенә нигезләнеп ку¬ шарга мөмкин. Шулай итеп, су диполе — F1 һәм F2 векторларының суммасына тигез булган нәтиҗә вектор. 46
Cy молекуласында кислород һәм водород атомнары поляр ковалент бәйләнеш белән бәйләнгән, уртак пар электроннар электротискәрерәк кислород атомына таба авышкан. Шунлыктан кислород атомында өлеш¬ чә — тискәре корылма (8-), ә водород атомнарында өлешчә уңай корылма (8+) була. Шулай итеп, су молекуласында ике полюс бар, ягъни һәр моле¬ кула дипольдән гыйбарәт (16 нчы рәсем). Cy молекулалары даими җылылык хәрәкәтендә булалар, чөнки алар шактый энергиягә ия. Натрий хлоридының ионлы кристалын суга сал¬ ганда, су молекулалары дипольләрнең уңай полюслары белән — тискәре ионнарга, ә тискәре полюслары белән уңай ионнарга тартылалар. Cy молекулаларының энергиясе аш тозы кристалын аерым Na+ һәм CP ионнарына җимерү өчен җитәрлек (17, 18 нче рәсемнәр). 5 H NaCl кристалы 17 нче рәсем. Cy дипольләре тәэсирендә натрий хлориды кристалының ионнарга таркалуы 16 нчы һәм 17 нче рәсемнәрдән файдаланып, натрий хлориды кристалларын суда эреткәндә нәрсә булуын аңлатып бирегез. Ул эремәнең электр үткәрүчэн- легенә ничек йогынты ясый? Барлыкка килгән натрий ионнары һәм хлорид-ионнар эремәдә ирекле хәрәкәт итәләр, һәм алар корылмаларны күчереп йөртүчеләр булып тора¬ лар. Аш тозы кристалларының җимерелүе матдәне эретелү темпера¬ турасына кадәр җылытканда да күзәтелә. Шулай итеп, эретелмәдә шулай ук ирекле хәрәкәт итә алырлык корылмалы кисәкчәләр барлыкка килә. 47
18 нче рәсем. Натрий хлориды кебек үк, су дипольләре тәэсирендә күп кенә башка ионлы матдәләр дә (электролитлар) ионнарга таркалалар, мәсәлән, калий хлориды Суда эрегәндә яки кыздырып эреткәндә электролитный, ионнарга таркалуын электролитик диссоциация дип атыйлар. Гадиләштереп, электролитик диссоциация процессын тигезләмә рәве¬ шендә язарга мөмкин: NaCl = Na+ + СГ Барлык тозлар металл ионнарына һәм кислота калдыгы ионнарына диссоциацияләшәләр, мәсәлән: NaNO3 = Na+ + N0“ нитрат ионы (нитрат-ион) K9CO3 = 2К+ + CO^ Zo о карбонат ионы (карбонат-ион) Диссоциацияләшүнең соңгы тигезләмәсен болай укырга кирәк: ка¬ лий карбонаты уңай бер корылмалы ике калий ионына һәм тискәре ике корылмалы карбонат ионына диссоциацияләшә. Селтеләр металл ионнарына һәм гидроксид ионнарына (гидроксид- ионнарга) диссоциацияләшәләр, мәсәлән: 48
NaOH = Na+ + ОН" Ca(OH)2 = Ca2+ + 2 ОН" Селтеләрнең һәм тозларның күрсәтелгән диссоциацияләшү тигезләмәләрен • укып бирегез. Матдәнең электролитик диссоциациясе вакытында барлыкка килә торган уңай һәм тискәре корылган ионнарның корылмалары суммалары абсолют зурлыклары белән үзара тигез булалар. Уйлап карагыз әле, матдә диссоциацияләшкәндә уңай ионнарның корыл- • малары суммасы тискәре ионнарның корылмалары суммасына тигез булмавы мөмкинме? Җавапны аңлатып бирегез. Поляр ковалент бәйләнешле матдәләрнең электролитик диссоциация- сен хлорид кислотасы мисалында карыйк. Хлороводородның поляр молекулалары суга эләккәндә, аларның тирәсендә су дипольләре урнаша (19 нчы рәсем). Cy молекулалары тәэси¬ рендә хлороводородның һәр молекуласында бәйләнеш тагын да ныграк полярлаша, уртак пар электроннар тулысынча хлор атомына авыша, һәм водород ионнары белән хлор ионнары барлыкка килә. Поляр ковалент бәйләнешле матдәләрнең диссоциацияләшү тигезләмәләре ионлы бәйлә¬ нешле матдәләрнеке кебек үк языла. 19 нчы рәсем. Хлороводородның поляр молекулаларының су дипольләре тәэсирендә таркалуы 4 Я-314 49
Хлороводород кислотасының (хлорид кислотасының) диссоциацияләшүе • тигезләмәсен языгыз. Бу вакытта нинди ионнар барлыкка килә? Барлык кислоталар да суда водород ионнарына һәм кислота калдыгы ионнарына диссоциацияләшәләр: HNO3 = H+ + NO3 водород нитрат ионы ионы (нитрат-ион) H2SO4 = 2 H+ + SO* ике водород сульфат ионы ионы (сульфат-ион) Кислоталарның диссоциацияләшүе тигезләмәләрен укып бирегез. ШУЛАЙ ИТЕП, матдәләрнең үзлекләрен өйрәнү аларның төзелешен танып белүнең мөһим ысулларыннан берсе булып тора. Әйтик, матдәнең эремә¬ ләрдә яки эретелмәләрдә электр тогын үткәрүе яисә үткәрмәве буенча андагы химик бәйләнешләр турында фикер йөртергә мөмкин. Электролитларга ионлы яки ковалент көчле поляр бәйләнеш хас. Электролитның ионнарга таркалу процессын электролитик диссоциация дип атыйлар; эремәдә ул матдәнең су дипольләре белән үзара тәэсир итешүенә бәйле, ә эретелмәдә җылытуга бәйле. Биремнәр 1. Нинди матдәләр: а) электролитларга; б) электролит булмаган матдәләргә керә¬ ләр? Мисаллар китерегез. 2. Электролитик диссоциация нәрсә ул? Бу процесста суның роле нинди? 3. Түбәндәге матдәләрнең электролитик диссоциациясе тигезләмәләрен языгыз: a) KBr; б) NaF; в) LiI; г) HL 4. a) HBr; б) H2SO3; в) H3PO4; г) HMnO4 кислоталарының электролитик диссоциа¬ циясе тигезләмәләрен языгыз һәм укып бирегез. 5. Селтеләрнең электролитик диссоциациясе тигезләмәләрен языгыз һәм укып бирегез: а) КОН; б) Ba(OH)2; в) LiOH; г) Sr(OH)2. 6. a) MgCl2; б) Na3PO4; в) CuSO4; г) Fe(NO3)3 тозларының электролитик диссоциа¬ циясе тигезләмәләрен языгыз һәм укып бирегез. 50
§ 9. ИОННАРНЫҢ ҮЗЛЕКЛӘРЕ Атомнарның һәм алардан барлыкка килә торган ионнарның үзлек¬ ләре аерыла, чөнки аларның төзелешләре төрле. Моның шулай икә¬ нен исбатлау өчен натрий, хлор атомнарын һәм ионнарын тикшереп карыйк. Натрий һәм хлор атомнарының электроннар сүрүләре төзелешенең схема- • ларын ясагыз. Ионнар барлыкка килгәндә натрий һәм хлор атомнары белән ни була? Ионнар натрий һәм хлор атомнарында электроннар сүрүләренең төзелеше үзгәрү нәтиҗәсендә барлыкка киләләр. Натрий ионының элек¬ троннар сүрүе неон атомының сүрүенә охшаш, ә хлорид-ионныкы аргон атомының электроннар сүрүенә охшаган. Шуңа күрә натрий ионнарының һәм хлорид-ионнарның үзлекләре натрий һәм хлор атомнарының үзлек¬ ләренә бөтенләй охшамаган. Натрий метал ы натрий атомнарыннан һәм ионнарыннан, ә газсыман хлор, составына икешәр хлор атомы кергән, молекулалардан тора.Натрийның — актив металл, ә хлорның актив неме¬ талл булуы билгеле. Бу матдәләр натрий һәм хлор ионнарыннан торган натрий хлоридыннан (аш тозыннан) бик нык аерыла. Әйтик, натрий хлориды хлордан аермалы буларак төссез, иссез, һәм ул агулы түгел. Натрийдан аермалы буларак натрий хлориды су белән тәэсир итешми һәм судан водородны этеп чыгармый. Әгәр натрий металы һәм хлор газы кеше организмы өчен куркынычлы булса, Na+ һәм CF ионнары исә, нормаль тереклек эшчәнлеге өчен, хәтта файдалы да. Шуңа күрә дә аш тозын азыкка салалар. Натрий ионнары һәм хлорид-ионнар эремәдә төссез. Әмма ионнарның төслеләре дә бар. Мәсәлән, Cu2+ ионнары эремәдә күксел-зәңгәр төстә, ә перманганат кислотасы калдыгы ионнары MnO4 шәмәхәсыманрак кура җиләге төсендә булалар. (Бу кислотаның калийлы тозы — калий перман¬ ганаты KMnO4 медицинада «марганцовка» исеме белән киң кулланыла. Калий перманганаты эремәсенең төсе MnO4 ионнарына бәйле.) Төсле ионнары булган матдәләрдән ионнарның корылмалы кисәкчәләр булуын исбатлау өчен файдаланырга мөмкин. Шундый тәҗрибә үткәрик. Фильтр кәгазен калий нитраты эремәсенә чылатыйк, ә ул, белгәнегезчә, электр тогын үткәрә. Электролитка чылатылган фильтр кәгазен даими ток чыганагы белән тоташтырыйк һәм фильтр кәгазенә бакыр (II) хлориды CuCl9 кристалларын урнаштырыйк (20 нче рәсем). Бакыр ионнары төсле, 4* 51
20 иче рәсем. Ионнарның электр кы¬ рында хәрәкәт итүен күзәтү: 1 — плас¬ тина, 2 — KNO3 эремәсенә чылатылган фильтр кәгазе, 3 — электродлар, 4 — CuCl2 кристаллары ә калий, хлор һәм нитрат ионнары төссез. Берникадәр вакыттан соң тоз кристалларыннан тискәре корылган электродка таба төсле «телсыман» таплар сузылыр. Димәк, бакыр ион¬ нары Cu2+ тискәре корылган элект¬ родка — катодка таба авышалар. Калий ионнары да K+ шул якка хә¬ рәкәт итәләр, ә хлорид ионнары СГ һәм нитрат ионнары NOg уңай ко¬ рылмалы электродка — анодка таба күчәләр дип уйларга нигез бар. Бу прибор ярдәмендә -үткәрергә мөм¬ кин булган тәҗрибәләр турында кыс- кача сөйләп бирегез. Электр кырында катодка таба хәрәкәт итүче ионнарны катионнар дип атыйлар. Катионнарга уңай корылган металл ионнары, шулай ук водород H+, аммоний NH4+ ионнары һ. б. керә. Электр кырында анодка таба хәрәкәт итүче ионнарны анионнар дип атыйлар. Анионнарга гидроксид ионнары OET, шулай ук кислота калды¬ гы ионнары: NO3, SO2 , СГ һ. б. керә. ФАКТЛАР Уңай электрод өчен «анод» терминын һәм тискәре электрод өчен «катод» терми¬ нын куллануны беренче булып Майкл Фарадей керткән. «Электролит» һәм «ион» терминнарын да ул тәкъдим иткән. ч . . ... Ч ШУЛАЙ ИТЕП, атомнарның һәм ионнарның үзлекләре бер-берсеннән җитди аерыла, бу аларның электроннар сүрүләренең төзелешендәге аерма белән аңлатыла. Даими электр тогы тәэсирендә катодка таба хәрәкәт итүче ионнар — катионнар дип, ә анодка таба хәрәкәт итүчеләре анионнар дип атала. Биремнәр 1. Бром атомнарының һәм ионнарының төзелешләрен чагыштырыгыз. Аларның үзлекләре бер-берсеннән нәрсә белән аерылыр дип уйлыйсыз? 2. Түбәндәге ионнар арасыннан катионнарны һәм анионнарны аерып языгыз: SO* 1 2-, Br~, NH4, Mg2+, NO3, K+. 52
1 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Матдәләр хасил булганда химик элементларның атомнары арасында химик бәйләнешләр барлыкка килүе мөмкин (схеманы карагыз). Атомнар арасындагы ковалент бәйләнешләр атомнарның валентлык электроннары парлашуы нәти¬ җәсендә барлыкка килә. Гади матдәләрдәге ковалент бәйләнешләр поляр булмый. Катлаулы матдәләрдә уртак пар электроннар электротискәрерәк атомга таба авыша, ягъни ковалент бәйләнешләр поляр була. Ионлы бәйләнеш электротискәрелекләре нык аерылып торучы атомнардан — типик металлар һәм типик неметаллардан барлыкка килгән катлаулы матдәләрдә була; аны төрле исемдә (төрле тамгалы) корылган ионнарның үзара электростатик тәэсир итешүе китереп чыгара. Поляр ковалент бәйләнешле кушылмалардагы атомнарның шартлы корыл¬ маларын һәм ионлы кушылмалардагы ионнарның корылмаларын аларга туры килүче атомнарның оксидлашу дәрәҗәләренең кыйммәтләре билгели. Металлик бәйләнеш металл ионнарының гомумиләшкән электроннар белән үзара электрик тәэсир итешүенә бәйле. Мондый бәйләнеш гади матдәләрдә — метал лар да барлыкка килә. Химик бәйләнешләр бердәм электр табигатьле, һәм алар корылган кисәкчә¬ ләрнең үзара тәэсир итешүенең нәтиҗәсе булып тора. 53
Атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү белән уза торган химик реакция¬ ләрне оксидлашу-кайтарылу реакцияләре дип атыйлар. Аларга кайбер кушылу реакцияләре, алмаштыру реакцияләре һ. б. керә. Матдәләрнең үзлекләре күбесенчә кристаллик челтәрләрнең тибына, химик бәйләнешләрнең төренә һәм матдәләрне барлыкка китерүче атомнарның төзеле¬ шенә бәйле. Электролит матдәләр кыздырып эреткәндә яки суда эреткәндә электр корылмаларын күчерүчеләр булып торучы ионнарга таркалалар. Эремәләрдә һәм эретелмәләрдә ионнарның барлыкка килүе матдәләрнең электролитик диссоциа- циясенә бәйле. Эремәләрдә селтеләр, кислоталар һәм тозлар диссоциацияләшә. Селтеләр металл катионнарына һәм гидроксид-анионнарга диссоциацияләшәләр. Кислоталар эремәдә диссоциацияләшкәндә водород катионнары һәм кислота калдыгы анионнары барлыкка килә. Тозлар металл катионнарына һәм кислота калдыгы анионнарына диссоциацияләшәләр. Ионнар атомнардан электроннар сүрүләренең төзелеше һәм корылмалары булу белән аерылып торалар. Шунлыктан ионнарның һәм атомнарның үзлекләре төрле.
НЕОРГАНИК МАТДӘЛӘРНЕҢ ҮЗЛЕКЛӘРЕ Сез неорганик матдәләрнең төзелеше турын¬ дагы мөһим күзаллаулар белән таныштыгыз. Алган белемнәрегез сезгә аларның үзлекләрен өйрәнгәндә кирәк булачак, чөнки матдәләрнең үзлекләре аларның составына һәм төзелешенә бәйле. Башта гади матдәләрнең үзлекләрендәге охшашлыкларны һәм аерымлыкларны тикше¬ рербез. Ни өчен металл гади матдәләре физик һәм химик үзлекләре буенча бер-берсенә шул¬ кадәр охшаганнар? Ни өчен неметаллар турында моны әйтеп булмый? Бу сорауларга җавапны сез дәреслекнең шушы бүлеген өйрәнгәндә та¬ барсыз.
§ 10. ГАДИ МАТДӘЛӘР — МЕТАЛЛАР ЬӘМ НЕМЕТАЛЛАРНЬЩ ҮЗАРА ТӘЭСИР ИТЕШҮЕ ФАКТЛАР Алтын, бакыр, кургаш, аккургаш, көмеш һәм тимер кебек металларны кешеләр инде борынгы заманнарда ук кулланганнар. ... J Билгеле булганча, химиклар гади матдәләрне металларга һәм неме¬ талл арга аерып йөртәләр. Химик яктан кайбер металлар һәм неметал- лар — актив матдәләр, алар бүлмә температурасында ук төрле химик реакцияләргә керәләр, ә икенчеләре — актив түгел, алар бары тик шактый җылытканда гына химик реакцияләргә керә алалар. Металларның неметаллар белән үзара тәэсир итешүе Металларның химик үзлекләрен тасвирлаганда иң элек, аларның күбесе типик неметаллар — кислород, күкерт, галогеннар белән чагыш¬ тырмача җиңел химик реакцияләргә керүен, ягъни металларның мөһим химик үзлеген — неметаллар белән үзара тәэсир итешүчәнлеген билгеләп үтәләр: t 4 Li + O9 = 2 Li2O литий оксиды t Mg + S = MgS магний сульфиды t 2 Fe + 3 Cl9 = 2 FeCl4 4 O тимер (III) хлориды 56
Бу һәм башка шуларга охшаш химик реакцияләрнең тигезләмәләре металларның гына химик үзлекләрен түгел, ә химик процессларда катна¬ шучы неметалл арныкын да чагылдыруына игътибар итегез. Димәк, гади матдәләрнең — металлар һәм неметалларның химик үзлекләрен тасвир¬ лаганда шуны әйтергә кирәк: бу матдәләр бер-берсе белән үзара тәэсир ите¬ шергә мөмкин. а) Кальций һәм күкерт; б) натрий һәм хлор; в) алюминий һәм бром ара- • сындагы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. Барлыкка килгән матдәләрнең исемнәрен атагыз. Шулай итеп, металлар һәм неметалл ар үзара тәэсир итешә алалар. Бу вакыттагы химик процессларда алар капма-каршы роль уйныйлар. Бу металлар һәм неметаллар атомнарының төзелешендәге аерымлыклар белән аңлатыла. Периодик системада металлар кайда урнашуын аңлатыгыз (58 нче биттәге • 6 нчы таблицаны карагыз). Ни өчен һәр периодта элементларның тәртип номерлары арту белән аларның үзлекләре үзгәрә? Периодта химик элементларның үзлекләре ничек үзгәрә? Металл атомнарының тышкы электроннар катлауларында электрон¬ нар аз, ә металл атомнарының радиуслары неметалл атомнарының ра¬ диуслары белән чагыштырганда гаять зур (бер периодта). Металл атомна¬ рының тышкы электроннары атомнан бик ансат аерылып китә алалар. Неметалл атомнарының тышкы электроннар катлаулары, киресенчә, тәмамлануга якын. Матдәләр үзара тәэсир итешкәндә, металл атомнары¬ ның тышкы электроннары неметалл атомнарының электроннар сүрүлә¬ ренә күчә, мәсәлән: 2ё I i Ca0 + F° = Ca2+F2 кайта- оксидлаш- кальций ручы тыручы фториды Кальций — типик металл. Бу химик процесста кальций атомнары электроннарын фтор атомнарына бирә. Шулай итеп, кальций оксидлаша һәм кайтаручы булып тора. Фтор — типик неметалл. Аның атомнары, киресенчә, электроннарны ала һәм кальций атомнары биргән электрон¬ нарны тышкы катлауларда тотып тора. Димәк, фтор кайтарыла һәм реакциядә оксидлаштыручы ролен уйный. 57
6 нчы таблица Металларның элементларның периодик системасының төп төркемчәләрендә урнашуы Периодлар I п in ТӨРК IV ЕМНӘР V VI VII VIII 1 1H 2He 2 3 Li 4Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 3 Ii Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 4 19 K 20 Ca 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 5 37 Rb 38 Sr 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra Металлар Күчеш* металлары Неметаллар * Күчеш металлары дип, амфотер оксидлар һәм гидроксидлар хасил итүче метал - ларны атыйлар. 58
56 нчы биттә китерелгән химик реакцияләрнең тигезләмәләрен дәфтәрегезгә • күчереп языгыз. Бу реакцияләрдә кайсы матдәләрнең — кайтаручылар, ә кай¬ сыларының оксидлаштыручылар булуларын күрсәтегез. Кайбер металлар водород белән дә тәэсир итешә алалар һәм бу ва¬ кытта водород оксидлаштыручы ролен уйный: 2ё I I 2 Na0 + Н° = кайта- оксидлаш- ручы тыручы 2 Na+H- натрий гидриды Водород селтеле һәм селтеле-җир металларын чагыштырмача җиңел оксидлаштыра. Бу процесста барлыкка килә торган гидридлар ионлы кушылмалар булып торалар. Неметалларның водородлы кушылмала¬ рыннан аермалы буларак, алар металларның галогенлы кушылмаларына охшаган каты матдәләрдән гыйбарәт. Шулай итеп, металлар белән неметаллар арасындагы реакция¬ ләр — оксидлашу-кайтарылу реакцияләре, шуның белән бергә аларда металлар — кайтаручылар, ә неметаллар оксидлаштыручылар булып то¬ ралар. Неметалларның бер-берсе белән үзара тәэсир итешүе Сезгә билгеле булганча, күпчелек неметаллар шулай ук кислород, водород, галогеннар белән реакцияләргә керә алалар. Ләкин кислород, водород һәм галогеннар — шулай ук неметаллар бит! а) Күкерт һәм водород; б) күмер һәм кислород; в) күкерт һәм фтор арасын- • дагы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. Атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләгез һәм һәр химик реакциядәге оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. Ни өчен соң неметаллар, металлар белән тәэсир итешкәндә, һәрвакыт оксидлаштыручылар булып торалар, ягъни металл атомнарының элек¬ троннарын алалар, ә бер-берсе белән реакциягә кергәндә алар оксидлаш¬ тыручы үзлекләрен дә, кайтаручы үзлекләрен дә күрсәтергә мөмкин? Үзара тәэсир итешүче неметалларның кайсысы — оксидлаштыручы, ә кайсысы кайтаручы булуын ничек белергә? 59
Бу сорауларга җавап бирү өчен неметаллар атомнарының төзелеше үзенчәлекләрен ачыкларга һәм аларның электротискәрелекләренең кыйммәтләрен чагыштырып карарга кирәк. Периодик системаның периодларында һәм төп төркемчәләрендә химик • элементлар атомнарының электротискәрелекләре ничек үзгәрә? Электротис- кәрелекләре арту белән атомнарның нинди үзлекләре көчәя: металл үзлеклә¬ реме яки неметалл үзлекләреме? Ни өчен? Әгәр аңлатып бирергә авырсын¬ сагыз, җавапны 23 нче биттән эзләгез. Хәзер югарыда куелган сорауларга җавап бирергә мөмкин. Кагыйдә буларак, неметалл атомнарының тышкы электроннар катлау¬ ларында электроннар металл атомнарыныкына караганда күбрәк була. Химик реакцияләрдә неметаллар атомнары тышкы катлауларын яисә җитмәгән электроннарны алып, яисә тышкы электроннарын биреп тәмам¬ лыйлар. Металлар белән үзара тәэсир итешкәндә, неметаллар атомнары электроннарны һәрвакыт алалар, ягъни оксидлаштыручылар булып тора¬ лар, чөнки теләсә кайсы неметаллның электротискәрелеге металларны- кыннан зуррак. Ике неметалл үзара тәэсир итешкәндә исә, электротискә- рерәк неметаллның атомы электроннарны алыр, ягъни оксидлаштыручы булыр, ә электротискәрелеге кимрәк булганының атомы электроннарны бирер, ягъни ул кайтаручы үзлеген күрсәтер. Хәзер сез 59 нчы биттәге биремне башкарганда төзегән оксидлашу- кайтарылу реакцияләренең тигезләмәләрен тикшерербез. 4ё I C0 + O? = C+4Oo2 кайта- оксидлаш- углерод (IV) ручы тыручы оксиды Бу реакциядә ни өчен углерод — кайтаручы? Чөнки аның электро¬ тискәрелеге кислородныкыннан кимрәк. Углерод атомнарының неметалл үзлекләре кислород атомнарыныкына караганда азрак дәрәҗәдә чагыла. Водород һәм күкерт үзара реакциягә кергәндә (21 нче рәсем), водо¬ род — кайтаручы, чөнки аның атомнарының электротискәрелеге күкерт атомнарының электротискәрелегеннән кимрәк: 2ё Н° + S0 = H+1S"2 Lt Li кайта- оксидлаш- серо- ручы тыручы водород 60
(Исегезгә төшерегез: натрий бе¬ лән химик реакциядә водород — ок¬ сидлаштыручы, чөнки аның атомна¬ рының электротискәрелеге натрий атомнарыныкыннан зуррак.) Рәсемне карагыз. Бу реакциянең, узу шартларын һәм билгеләрен әйтеп бире¬ гез. Сероводородның булу-булмавын белү өчен индикатор эремәсен кулланырга мөмкинме? Нинди индикатор эремәсен тәкъдим итәсез? Сероводород атмосфе¬ рага эләкмәсен өчен, стаканга нинди матдәнең эремәсен салырга кирәк? Барлык химик элементларның атомнары арасында фтор атомна- 21 иче рәсем. Сероводород синтезлау ры иң зур электротискәрелеккә ия. Шуңа күрә фтор атомнарын оксидлаштыру мөмкин түгел. Барлык химик реакцияләрдә дә фтор оксидлаштыручы ролен уйный: бё S0 + 3 F° = S+6F"1 кайта- оксидлаш- күкерт (VI) ручы тыручы фториды 2е I * Н° + F° = кайта- оксидлаш- ручы тыручы 2 H+1F-1 фторо¬ водород Шулай итеп, неметаллар арасында уза торган химик реакцияләр дә оксидлашу-кайтарылу реакцияләре булып торалар. Металларның бер-берсе белән үзара тәэсир итешүе. Металларның һәм неметалларның эретмәләре Берничә металлдан торучы кушылмаларның булуы мөмкинме? Әйе, металларны кушып эреткәндә, андый химик кушылмаларның барлыкка килүе мөмкин. Мәсәлән, алюминийны һәм бакырны кушып эреткәндә, 61
аларның үзара тәэсир итешүе нәтиҗәсендә, Al2Cu кушылмасы хасил була, ә калий белән кургашны кушып эреткәндә, K4Pb составлы кушылма барлыкка килә. Металларның мондый кушылмаларын химиклар ме- таллидлар яки интерметаллидлар дип атыйлар. Күп сандагы металлидлар билгеле. Аларның үзлекләре башлангыч компонентларның үзлекләреннән җитди аерыла. Гадәти шартларда интер¬ металлидлар аларны хасил иткән металлардай электр үткәрүчәнлеге һәм җылы үткәрүчәнлеге буенча калышалар, ләкин катылыгы һәм эретелү температурасы югарырак булулары белән өстенлек итәләр. Металларны кушып эреткәндә, һәрвакытта да даими составлы кушыл¬ малар (металлидлар) барлыкка килми. Ешрак эретмәләр хасил була. Кайбер эретмәләрнең үзлекләре 7 нче таблицада бирелгән. Төрле машиналар һәм механизмнар эшләп чыгару өчен кирәкле бик күп төрле үзлекләргә ия булган эретмәләр табарга мөмкин. Еш кына эретмәләрнең үзлекләре кушып эретелә торган металларның үзлекләреннән шактый аерылып торалар. Әйтик, саф бакыр һәм аккур¬ гаш — йомшак металлар, ә аларның эретмәсе булган бронза — каты мате¬ риал. Ничә мең еллар дәвамында, әле рудадан тимер табу ысулын да белмәгән кешеләр, сугыш һәм эш кораллары ясау өчен, юкка гына брон¬ заны кулланмаганнар (бронза гасыры). Алюминий — шулай ук йомшак металл һәм саф хәлдә сирәк кулла¬ ныла. Алюминийны бакыр, магний һәм марганец белән кушып эреткәндә катырак материаллар — дуралюминнар табыла; алар нык һәм җиңел, шунлыктан аларны самолетлар ясаганда кулланалар. f ~ ФАКТЛАР 1800 елдан 1850 елга кадәр кальций, магний, кадмий, алюминий, ванадий, бериллий, күп кенә селтеле металлар (литий, натрий, калий) һәм платина (агалтын) метал- лары (рутений, родий, палладий, осмий, иридий) табуга ирешелде. Яңа ачылган металларны кулланып, яңа эретмәләр таба башладылар. A . — Металлар неметаллар белән дә эретмәләр барлыкка китерәләр. Сезгә тимернең углеродлы эретмәләре билгеле. Эретмәдәге углеродның микъ¬ дарына карап, аны яисә чуен дип, яисә корыч дип атыйлар. Чуенда — 2 % тан артыграк, ә корычта 2 % ка кадәр тимердә эрегән углерод була. Чуенда һәм корычта эрегән углерод тимер белән тимер карбиды Fe3C хасил итәргә мөмкин. Бу матдә эретмәләрнең катылыгын арттыра. 62
7 нче таблица Эретмәләрнең үзлекләре Эретмәнең атамасы Төп металл Мөһим өстә¬ мәләр, масса буенча % ларда Кайбер үзлекләре Кулланылышы Корыч Fe C (2 % ка кадәр), Mn, Si Катылык, сыгылучанл ык, пластиклык, ныклык Аеруча нык конструкцияләр һәм детальләр җитештерү өчен Чуен Fe C (>2 %), Si, Mn Катылык, уалучанлык Зур машиналар¬ ның станина- ларын кою өчен Бронза Cu Sn (20 % ка кадәр), Zn, Pb Катылык, ныклык Машина деталь¬ ләре, сәнгать әйберләре эшләп чыгару өчен Җиз Cu Zn (50 % ка кадәр) Ныклык, пластиклык Кайбер прибор¬ ларның деталь¬ ләрен, торбалар эшләп чыгару өчен «Третник» ябыштыру эретмәсе (припой) Sn (t3il = 231,9 0C) Pb (37%) (t3 = 327,5 0C) Җиңел эретелүчәнлек (t3 = 182 °C) Пайкалап ябыштырганда Дуралюмин Al Cu, Mg, Mn Ныклык, җиңеллек Авиация һәм транспорт машиналары төзелешендә Победит W C, Co Хәтта кызган хәлдә дә югары катылык, тузуга чыдамлылык Кискечләр ясау өчен э* — эретелү 63
ШУЛАЙ ИТЕП, гади матдәләр үзара бер-берсе белән химик тәэсир итешә алалар. Гади матдәләр катнашындагы химик реакцияләрнең асылы элек- тротискәрелекләре кимрәк булган атомнардан электротискәрелекләре зуррак булган атомнарга электроннар күчүдән гыйбарәт. Бу вакытта атомнарның оксид¬ лашу дәрәҗәләре үзгәрә, ягъни барлык бу реакцияләр оксидлашу-кайтарылу реакцияләре булып торалар. Биремнәр 1. а) Барий һәм кислород; б) натрий һәм күкерт; в) магний һәм хлор; г) алюми¬ ний һәм кислород арасындагы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. Бер атомнан икенче атомга электроннар күчешен ук белән күрсәтегез. Бу процесста нинди элементларның атомнары — оксидлаштыручылар, ә кайсыла- рыныкы — кайтаручылар? 2. Күкертнең водород һәм кислород белән булган химик реакцияләренең тигез¬ ләмәләрен языгыз. Кайсы процесста күкерт — оксидлаштыручы, ә кайсысында кайтаручы булып тора? 3. Мичкә якканда күмер кислород белән үзара тәэсир итешә. Морҗа капкачын утыннар кызган күмер өеменә әверелгән вакытта япсаң, ис тиюе ихтимал, чөнки углерод (II) оксиды — ис газы хасил булу өчен шартлар туа. Күмер бераз сүрел¬ гәч һәм аларның өслегендә зәңгәрсу ут юкка чыккач кына капкачны ябарга ярый. 22 нче рәсемне кулланып, мичкә ягу кагыйдәләре турында сөйләгез. Күмернең кислородта януы һәм углерод (IV) оксидын күмер белән углерод (II) оксидына кайтару химик реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. 22 нче рәсем. Мичкә якканда бара торган химик процесслар: а — морҗа ачык; б — морҗа ябык 64
4. Элементның периодта урнашуына бәйле рәвештә гади матдәләрнең һәм ку¬ шылмаларның үзлекләре ничек үзгәрә? Җавап бирү һәм өстәмә белешмәләрне эзләп табу өчен 23 нче рәсемдә бирелгән мәгълүматлардан файдаланыгыз. 5. Металлар, неметаллар белән үзара тәэсир итешкәндә, оксидлаштыручы үзлек¬ ләрен күрсәтәме яки кайтаручы үзлекләренме? Ни өчен? Җавапны дәлилләүче химик реакцияләрнең ике тигезләмәсен языгыз. 6. Неметаллар, металлар белән үзара тәэсир итешкәндә, оксидлаштыручы үзлек¬ ләрен күрсәтәме яки кайтаручы үзлекләренме? Җавапны дәлилләүче химик реакциянең тигезләмәсен языгыз. 7. «Беренче егерме химик элемент атомнарының чагыштырма электротискәрелек- ләре» дигән 5 нче таблицадан (22 нче бит) файдаланып, үзара тәэсир итешкәндә кайсы элементларның атомнары: а) оксидлаштыручы; б) кайтаручы булуын күрсәтегез: S + O2 —> Na + H9 —> H2 + S —» Li + O2 —> S + F2 -» K + Cl2 -> Бу химик реакцияләрнең тигезләмәләрен язып бетерегез. Югары ок¬ сидлары һәм неметал- ларның водородлы кушылма¬ лары Нигезләр һәм кислота¬ лар Гади матдәләр Химик элементлар Д Д Д Д MgO Na2O Cl2O7 HCl Al9O, Z <5 SO, H9S O Z SiO2 SiH4 P2O5 рнз Тозлар 23 нче рәсем. III периодның I — VII төркем элементлары һәм аларның аеруча әһә¬ миятле кушылмалары 5 Я-314 65
8. Неметалл атомы химик реакцияләрдә металл үзлекләрен күрсәтә аламы? Әгәр сез мөмкин дип уйласагыз, реакция тигезләмәләрен языгыз. 9. Сез нинди эретмәләр беләсез? Мисаллар китерегез. 10. Массасы 1,6 г булган күкертне яндыру өчен кирәк булачак кислородның кү¬ ләмен (н. ш.) исәпләп табыгыз. 11. Матдә микъдары 0,1 моль тәшкил иткән күкерт белән үзара тәэсир итешү өчен кирәкле водородның күләме (н. ш.) күпме булыр? 12. 2 мл водородтан һәм 2 мл кислородтан (н. ш.) торучы катнашманы яндыр¬ ганнар. Кайсы газ сарыф ителмичә калыр? Аның күләмен билгеләгез. § UL ТАБИГАТЬТӘ ГАДИ МАТДӘЛӘР. METAJIJIAPHbI ТАБУ Неметаллар күп санлы табигый кушылмаларның составларына керә¬ ләр. Кайбер неметаллар шулай ук гади матдәләр рәвешендә дә очрыйлар, мәсәлән, азот, кислород, күкерт һәм углерод (алмаз һәм графит). Инерт газлар атмосферада фәкать гади матдәләр рәвешендә генә булалар. ФАКТЛАР Хлор табигатьтә борынгы диңгезләрнең һәм океаннарның сулары парга әйләнеп бетү нәтиҗәсендә барлыкка килгән натрий, калий, магний хлоридларының калын катламнары рәвешендә очрый. Водород —Галәмнең иң мөһим элементы. Ул Кояш һәм күпчелек йолдызлар массасының яртысына якынын, йолдызара пространствоның һәм томанлыкларның төп өлешен тәшкил итә. <—— . —— ——J Җирдәге барлык тереклек өчен бигрәк тә кислород элементы әһәми¬ ятле. Ул үсемлекләргә һәм хайваннарга сулау өчен кирәк. Моннан тыш, кислородны гаять күп микъдарда кешелек промышленность процесс¬ ларында куллана: кислород электр станцияләрендә күмер, мазут һәм янучан газны яндырганда, автомобильләрнең, корабльләрнең һәм самолет¬ ларның эчке янулы двигательләре эшләгәндә, чуен, корыч тапканда һәм башка очракларда тотыла. Җир атмосферасында ирекле кислород Кояш нурланышы тәэсирендә су парларының таркалуы (фотолиз), шулай ук үсемлекләрнең тереклек эшчәнлеге нәтиҗәсендә барлыкка килгән. Үсемлекләрнең организмна- 66
рында фотосинтез процессында кислород хасил була, һәм ул атмосферага чыга. Аның атмосферадагы микъдары даими һәм күләм буенча ул 21 % тәшкил итә. Моның белән без диңгезләрдә һәм океаннарда тереклек итүче югары төзелешле үсемлекләргә һәм суүсемнәргә бурычлы. Промышленностьта һәм авыл хуҗалыгында кешеләр эшчәнлеге нәти¬ җәсендә урманнарның мәйданнары кими, ә бу Җир атмосферасына аеры¬ лып чыга торган кислородның да микъдары кимүгә китерә. Дөнья океа¬ нының өслеге нефть белән пычрануы суүсемнәрнең бетүенә китерә, димәк, моның нәтиҗәсендә атмосферага кислород аерылып чыгу да кими. Шуңа күрә, атмосферада кислородның микъдары кимүгә юл куймас өчен, кисел¬ гән агачлар урынына яңа урманнар утыртырга, диңгезләрнең һәм океан¬ нарның өслеге нефть белән пычрануны булдырмаска кирәк. ФАКТЛАР Табигый чималны химик ысуллар белән эшкәртүгә ел саен 10—20 млрд тонна кислород, шулай ук 2,5 млрд тонна күмер һәм нефть сарыф ителә. s Металларның табигатьтә нинди рәвештә очравы аларның химик активлыгына бәйле. Күпчелек металлар кислород белән җиңел оксидла¬ шалар, кислота эремәләре тәэсирендә җимереләләр. Этеп чыгару рәтендә актив металлар водородка кадәр урнаша: Li, K, Ca, Na, Ba, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb (H2) Cu, Hg, Ag, Pt, Au Химик актив металлар табигатьтә ирекле хәлдә булмыйлар, ягъни гади матдәләр рәвешендә очрамыйлар, Җир кабыгында алар бары тик кушылмалар хәлендә генә. Актив булмаган металлар — бакыр, терекөмеш, көмеш, агалтын, алтын — җирдә ирекле хәлдә дә, химик кушылмалар рәвешендә дә очрыйлар. Ни өчен табигатьтә кайбер металлар фәкать кушылмалар рәвешендә генә, • ә башкалары ирекле хәлдә дә очрыйлар? ' Чх ФАКТЛАР Кайчандыр табылган иң эре табигый алтын, көмеш һәм бакыр кисәкләренең авырлыгы 112 кг, 13,5 т һәм 420 т тәшкил иткән. > _____ 5* 67
Металлар табу өчен кулланыла торган табигый кушылмаларны рудалар дип атыйлар. Тимер рудалары — тимер оксидлары: кызыл тимер¬ таш Fe9O3, магнитлы тимерташ Fe3O4, төсле металларның рудалары — оксидлар һәм тозлар, мәсәлән, цинк обманкасы (цинк ялганы) ZnS, халь¬ козин Cu2S һ. б. Металларны рудалардан табу металларны кайтару процессыннан гый¬ барәт, аны үткәрү өчен химик кайтаручылар — электроннарны бирә торган матдәләр (күмер, углерод (II) оксиды, водород, актив металлар) кулла¬ налар. Мәсәлән, тимерне рудадан күмер белән кайтарырга мөмкин: 12ё f I 2 Fe9 3 O4 + 3 C0 = 4 Fe0 + 3 C+4O9 Zo Z ФАКТЛАР XVI гасырның башыннан XX гасырның урталарына кадәр Җир астыннан 50 млрд тонна күмер, 2 млрд тонна тимер, 20 млн тонна бакыр, 20 мең тонна алтын чыга¬ рылган. Соңгы 20—30 елда төсле металлар кешелекнең үткән барлык тарихи чорындагыга караганда да күбрәк табылган. Тимерне тимер оксидыннан водород белән дә кайтарырга мөмкин. Тимер (III) • оксидыннан тимерне водород белән кайтару реакциясенең тигезләмәсен языгыз. 24 нче рәсем. Бакырны водород белән кайтару Бу реакциянең узу шартлары һәм билгеләре турында сөйләп бирегез. 68
Лабораториядә бакырны, мәсәлән, бакыр (II) оксидыннан водород белән кайтарырга мөмкин (24 нче рәсем): 2ё f I Cu+2O + Hg = Cu0 + H+1O Бакырны бакыр (II) оксидыннан күмер ярдәмендә дә кайтарып була. Бу • процесска туры килүче химик реакция тигезләмәсен языгыз. Аеруча актив металларны аларның тозларының эретелмәләренә электр тогы белән тәэсир итеп кайтаралар: 2е f 1 2 Na+CF — 2 Na0 + Clg T эретелмә Кешелек миллионлаган тонналарда рудалар чыгара һәм аларны төрле металлар табу өчен эшкәртә (25, 26 нчы рәсемнәр). Машиналар һәм меха¬ низмнарның металлдан ясалган өлешләре ышкылып туза, һәм металлар тузан булып әйләнә-тирә мохиткә эләгә. Мәсәлән, тимер юл составла¬ рының тәгәрмәчләре рельсларга ышкылу нәтиҗәсендә, тимер тузаны 25 нче рәсем. Бакыр кою мичләре (XVIII гасыр) 69
26 нчы рәсем. Чуен кою өчен домна миченең схемасы (XX гасыр): 1 — известьташ CaCO3 һәм кокс C бе¬ лән катнаштырылган тимер рудасын тутыру җайланмасы; 2 — җылытылган һаваны өрдерү тишекләре; 3 — кокс яну һәм кайтаручы CO барлыкка килү зонасы; 4 — рудадан тимер кайтарылу зонасы; 5 — известьташтан һәм буш токымнан шлак ясалу зонасы; 6 — эре¬ телгән чуен; 7 — эретелгән шлак; 8 — домна газлары барлыкка килә. Тимер юл полотносы¬ на игътибар белән карасагыз, аның, бигрәк тә станцияләр тирәсендә, коң¬ гырт сары төстә булуын күрерсез, бу — тимер оксидының һәм гидроксиды- ның төсе, алар тимер тузанының һава кислороды һәм су белән үзара тәэсир итешүе нәтиҗәсендә барлыкка килә. Әйләнә-тирәлеккә төрле металлар күп микъдарда аларны заводларда тапканда һәм эшкәрткәндә эләгә. Шулай итеп, кешелек Җирнең аерым урыннарында тупланып яткан рудалардан металларны таба һәм алар¬ ны Җир өстендә төрле урыннарга та¬ рата. Металлар кислород, су, кислота эремәләре белән үзара тәэсир итешәләр һәм химик кушылмалар хасил итәләр. Бу кушылмаларда алар ионнар хәлендә була. Металларның кушылмалары, хайван һәм кеше организмнарына элә¬ геп, төрле авырулар китереп чыгара. Кеше өчен бигрәк тә кургаш, терекө¬ меш, кадмий, бакыр ионнары куркы¬ нычлы. Tepe организмнарда металл ионна¬ ры туплануны биосфераның металла¬ шуы дип атыйлар; бу куркыныч күре¬ нешкә каршы тору өчен, мөмкин бул¬ ган очракларда, металларны неметал- лар белән алыштырырга, шулай ук металларны табу һәм эшкәртү техно¬ логиясен камилләштерергә кирәк. ШУЛАЙ ИТЕП, неметаллар һәм металлар табигатьтә гади матдәләр хәлендә дә, кушылмалар хәлендә дә очрый. Промышленностьта металларны рудалардан табалар, бу процесс оксидлашу-кайтарылу реакцияләреннән гыйбарәт. Аның асылы электроннарның кайтаручыдан кайтарыла торган металлга күчүдә. Металл ионнарының тере организмнарда туплануын биосфераның металла¬ шуы дип атыйлар. Бу процесс хайваннар һәм кеше өчен куркыныч тудыра. 70
Биремнәр 1. Җирдә гади матдәләр хәлендә очрый торган үзегез белгән неметалларны атагыз. 2. Нинди неметаллар һәм металлар Җирдә гади матдәләр хәлендә очрамый? Җа¬ вапны дәлилләгез. 3. Кайсы металлар һәм ни өчен ирекле хәлдә очрыйлар? 4. Рудалардан металлар табу процессының асылы нидән гыйбарәт? Мисал итеп ике реакциянең тигезләмәләрен языгыз. 5. Биосферанын металлашуы дип нинди күренешне атыйлар? Аңа каршы көрәш чаралары нинди? 6. Җирнең үсемлек капламы турында ни өчен кайгыртырга кирәк? 7. Тимер табу өчен төрле рудалар: магнитлы тимерташ Fe3O4, кызыл тимерташ FeoO3, шпат тимерташын FeCO3 кулланалар. Кайсы рудада тимер: а) иң күп; б) иң аз микъдарда? 8. Алюминийны алюминий оксидыннан (глиноземная) электр тогы белән кай¬ тарып табалар. 1 т глиноземнан табылган алюминийның массасы күпме булыр? 9. Чуен җитештергәндә домна мичендә тимерне углерод (II) оксиды белән кайта¬ ралар (26 нчы рәсемне карагыз): Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2? Кызыл тимерташтан Fe2O3 1 т тимер кайтару өчен кирәкле углерод (II) окси¬ дының күләмен (н. ш.) исәпләгез. C + CO2 = 2 COt реакциясе тигезләмәсе буенча, шул күләмдәге углерод (II) оксидын табу өчен кирәк булган коксның массасын исәпләп чыгарыгыз. 10. Натрийны натрий гидроксиды яки натрий хлориды эретелмәләреннән электр тогы белән кайтарып табалар. Бу процессны электролиз дип атыйлар. Кайсы матдәне электролизлаганда натрий металын күбрәк табарга мөмкин? Җавапны исәпләүләр белән раслагыз. § 1S. ГАДИ МАТДӘЛӘРНЕҢ СУГА МӨНӘСӘБӘТЕ Металлар һәм неметаллар үзара тәэсир итешәләр. Бу матдәләр ара¬ сындагы химик реакцияләрнең асылы электроннарның металл атомна¬ рыннан неметалл атомнарына яки атомнарының электротискәрелекләре кимрәк булган химик элементлардан атомнарының электротискәрелек¬ ләре зуррак булган химик элементларга күчүеннән гыйбарәт. Хәзер метал¬ лар һәм неметалларның катлаулы матдәләр белән үзара химик тәэсир итешүен тикшерик. 71
Металларның суга мөнәсәбәте Күп кенә металлар су белән тәэсир итешергә мөмкин, бу вакытта судан водород этеп чыгарыла. Бу металлар металларның этеп чыгару рәтендә водородка кадәр урнашалар: Li, K, Ca, Na, Ba, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb (H2) Cu, Hg, Ag, Pt, Au судан водородны этеп чыгаралар судан водородны этеп чыгармыйлар < Кайтару үзлеге көчәя Этеп чыгару рәтендә водородка кадәр урнашкан металлар су белән төрлечә тәэсир итешәләр. Металлның кайтару үзлеге никадәр зуррак булса (металл этеп чыгару рәтендә сулдарак урнашкан саен), ул су белән шулкадәр көчлерәк реакциягә керә. Ь.әм, киресенчә, металл этеп чыгару рәтендә уңдарак урнашкан саен, аның су белән тәэсир итешүе авыррак уза. Водородтан соң урнашкан металлар аны судан этеп чыгара алмыйлар. Селтеле металлар һәм селтеле-җир металлары су белән гадәти шарт¬ ларда да актив тәэсир итешәләр (27 нче рәсем): 2е I * 2 Na0 + 2 H+1O = кайта- оксидлаш- ручы тыручы 2Na+0H + Н°Т натрий гидроксиды — селте 2е I i Ca0 + 2 H+1O = кайта- оксидлаш- ручы тыручы Ca2+(OH)2 + Н° T кальций гидроксиды — 27 нче рәсем. Натрийның су бе¬ лән үзара тәэсир итешүе селте Бу реакцияләрдә металлар — кайтаручы, ә су молекуласындагы водород — оксидлаш¬ тыручы. Реакцияләр нәтиҗәсендә водород һәм суда эрүчән нигезләр — селтеләр бар¬ лыкка килә. Бу реакциянең узу шартлары һәм билгеләре турында сөйләгез. 72
Литий һәм су арасындагы химик реакциянең тигезләмәсен төзегез. Бу реакциядәге оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. Магний салкын су белән тәэсир итешми диярлек, ләкин җылытканда судан водородны этеп чыгара: 2ё Mg0 + Hl1O = кайта- оксидлаш- ручы тыручы Mg+2O + н°? магний оксиды Магний су белән үзара тәэсир итешкәндә, металлның гидроксиды түгел, ә оксиды хасил була. Кайбер башка металлар да, мәсәлән, тимер су белән шулай ук тәэсир итешә. Тимернең су белән химик реакциясе бары тик кызган тимер өстеннән су парларын җибәргәндә генә уза: 3 Fe + 4 H9O = Fe4O4 + 4 H9? & 0 4 Z кайта- оксидлаш- тимер ручы тыручы касмагы Бу химик реакция процессында тимер оксидларының (Fe+2O һәм Fe|3O3) катнашмасы барлыкка килә. Кайбер металлар (мәсәлән, алюминий һәм цинк) тыгыз, суда эреми торган оксид элпәсе белән капланган була. Бу металларны суга салганда бернинди үзара химик тәэсир итешү сизелмәс. Химик реакция барсын өчен, мәсәлән, алюминий белән су арасында, металлны оксид элпәсеннән чистартырга кирәк. Фәкать шул вакытта гына үзара тәэсир итешү башла¬ начак: бё I 2 Al0 + 6 Hl1O = 2 Al3+(OH)3? + ЗН°? кайта- оксидлаш- алюминий ручы тыручы гидроксиды Реакция нәтиҗәсендә суда эреми торган алюминий гидроксиды бар¬ лыкка килүенә игътибар итегез. Никель һәм аккургаш гадәти шартларда су белән практик яктан тәэсир итешми; кургаш су белән, төрле кушылмалар катнашмасы хасил итеп, акрын реагирлаша. 73
ФАКТЛАР Борынгы Римда, суүткәргечләр итеп кургаш торбалар кулланылганлыктан, кургаш ионнары белән агулану бик киң таралган булган. Моны борынгы римлыларның мәетләренә ясалган анализларның нәтиҗәләре күрсәтә. Металлар белән су арасындагы реакцияләрнең барысы да — оксид- лашу-кайтарылу реакцияләре. Бу реакцияләрдә металлар — кайтаручылар, ә су молекулаларындагы водород оксидлаштыручы булып тора. Неметалларның суга мөнәсәбәте Химикларга неметаллар белән су арасындагы реакцияләр дә билгеле. Алар шулай ук оксидлашу-кайтарылу реакцияләренә керәләр. Химик реакцияләрдә бары тик кайтаручы үзлекләрен генә күрсәтүче, ягъни тышкы электроннарын башка химик элементларның атомнарына бирүче металлардай аермалы буларак, неметаллар төрле үзлекләргә ия. Кайбер неметаллар — көчле оксидлаштыручылар, аларның атомнары башка элементларның атомнарыннан электроннарны «тартып алалар». Көчле оксидлаштыручы үзлекләрен күрсәтүче гади матдәләрне барлыкка • китерә торган элементлар химик элементларның периодик системасында кайсы өлештә урнашкан? Башка неметаллар оксидлаштыручы үзлекләрен дә, кайтаручы үзлек¬ ләрен дә күрсәтә алалар. Неметалларның оксидлашу-кайтарылу үзлекләре нык аерылып торганлыктан, алар су белән дә төрлечә тәэсир итешәләр. Мисал итеп фторның су белән үзара тәэсир итешүен тикшерик. Фтор — гади матдәләр арасындагы иң көчле оксидлаштыручы. Шуңа күрә ул су молекулаларындагы кислород атомнарын оксидлаштыра ала: 4е ■i I 2 F° + 2 H2CF2 оксидлаш- кайта- тыручы ручы 4 HF-1? + О°Т Бу химик реакция күп җылылык аерылып чыгу белән уза, су фторда яна. Реакция продуктларыннан берсе — кислород. 74
Башка галогеннар да (Cl9, Br2, I2) су белән үзара тәэсир итешергә мөмкин. Әмма химик реакцияләр башкача уза, без аларны тикшереп тормыйбыз. Углерод су белән үзара тәэсир итешкәндә кайтаручы үзлекләрен күр¬ сәтә. Гадәти температурада күмер су белән реагирлашмый, ләкин кызган күмер өстеннән су парлары җибәргәндә химик реакция күзәтелә: 2е I C0 + кайта¬ ручы 3 t H+1O = оксидлаш¬ тыручы C+2OT + H2 T углерод (II) оксиды Водород кайтарыла, ә углерод углерод (II) оксидына оксидлаша. ШУЛАЙ ИТЕП, гади матдәләр су белән үзара тәэсир итешергә мөмкин. Гади матдәнең табигатенә бәйле рәвештә, бу үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә яисә водород кайтарыла (металлар һәм күмер су белән реагирлашканда), яисә кислород оксидлаша (фтор су белән реагирлашканда). Металларның кайтару үзлек¬ ләре кимегән саен, аларның су белән реакцияләрдә активлыгы да кими. Этеп чыгару рәтендә водородтан соң урнашкан металлар су белән үзара тәэсир итеш¬ миләр. Биремнәр 1. а) Калийның су белән; б) литийның кислород белән; в) магнийның су белән химик реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. Бу химик реакцияләрдәге оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. 2. Фтор су белән үзара тәэсир итешкәндә водородның барлыкка килүе мөмкинме? Җавапны дәлилләгез. 3. Cy һәм: а) кальций; б) барий; в) стронций арасындагы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. Ьәр реакциядәге оксидлаштыручыны һәм кайта¬ ручыны күрсәтегез. 4. Кайтарылу һәм оксидлашу процессларын күрсәтегез: а) Mg0 -> Mg2+ б) P0 -> Р“3 в) 0“2 -» O0 г) Br-1 -> Br0 д) S-2 -> S+6 \ q+4 . q+6 Атомнар тарафыннан бирелгән һәм алынган электроннарны күрсәтеп, схема¬ ларны тулыландырыгыз. 75
§ia. ГАДИ МАТДӘЛӘРНЕҢ КИСЛОТАЛАРГА МӨНӘСӘБӘТЕ Металларның кислоталарга мөнәсәбәте Сезгә билгеле булганча, этеп чыгару рәтендә водородка кадәр урнаш¬ кан металлар кислоталар белән үзара тәэсир итешкәндә, тоз һәм водород хасил була. Металлның кислота белән химик реакциясенең тигезләмәсен языйк: 2е I I Zn0 + 2 H+1Cl = Zn2+Cl2 + Н° T Бу тигезләмә молекуляр рәвештә язылган. Ләкин сезнең белүегезчә, хлороводород кислотасы һәм тоз — электролитлар, алар суда ионнарга диссоциацияләшәләр. Шунлыктан бу химик реакциянең тигезләмәсен ионлы рәвештә язарга мөмкин: 2ё I V Zn + 2 H+ + 2 СГ = Zn2+ + 2 СГ + Н® T Хлорид-ионнар СГ тигезләмәнең сул як өлешендә дә, уң як өлешендә дә язылганын күрергә мөмкин, ягъни бу ионнар процесста катнашмаган сыман. Ә бу реакциянең асылы цинк атомнарының водород ионнарын кайтаруыннан гыйбарәт. Шуңа күрә реакциянең ионлы тигезләмәсен кыскарак итеп язарга була: 2ё I I Zn0 + 2 H+ = Zn2+ + Н® ? Кыскартылган ионлы тигезләмәдән цинк атомнарының электрон¬ нарын водород ионнарына бирүе һәм аларны кайтаруы ачык күренә: Zn0 — 2 е —> Zn“+ оксидлашу кайтаручы 2 H+1 + 2 е —» Н® кайтарылу оксидлаштыручы 76
Металлар һәм кислоталар арасында мөмкин булган химик реакцияләрнең, • тигезләмәләрен молекуляр һәм ионлы рәвештә төзегез (28 нче рәсем). Кайта¬ ручы атомнарыннан оксидлаштыручы ионнарына күчә торган электроннар санын күрсәтегез. Химик реакцияләрнең узу шартларын һәм билгеләрен тасвирлап бирегез. Кайсы оч¬ ракта матдәләр үзара тәэсир итешмиләр? Металлар су белән үзара тәэсир итешкәндәге кебек үк, барлык тикше¬ релгән реакцияләрдә металлар — кайта¬ ручылар, ә кислота составына кергән водород оксидлаштыручы булып тора. Кайбер кислоталар металлар белән үзенә бер төрле тәэсир итешә. Химик¬ 28 нче рәсем. Металларның кислота¬ лар белән үзара тәэсир итешүе лар аларны көчле оксидлаштыручылар дип атыйлар. Бу матдәләрнең оксид¬ лаштыру үзлеге шулкадәр көчле, хәтта алар этеп чыгару рәтендә водородтан соң торган металлар белән дә реакциягә керә алалар. Мәсәлән, нитрат һәм куертылган сульфат кислоталары металлар белән башка кислоталар кебек реагирл ашмый лар. Куертылган сульфат кислотасының бакыр белән реак¬ циясенең тигезләмәсен карагыз (хәтердә калдыру өчен түгел): 2е I Cu0 + 2 H2S+6O4 = Cu2+SO4 + S+4O2T + 2 H2O куерт. бакыр (II) күкерт (IV) сульфаты оксиды Cu0 — 2 е —> Cu2+ оксидлашу кайтаручы S+6 + 2 е —> S+4 кайтарылу оксидлаш¬ тыручы Бу реакциядә бакыр атомнары тоз составына керүче Cu2+ ионнарына оксидлашалар. Реакциянең үзенчәлеге шуннан гыйбарәт, биредә оксид¬ лаштыручы ролен водород ионнары түгел, ә күкерт атомнары уйный. Нәтиҗәдә күкерт күкерт (IV) оксидына кайтарыла. Водород оксидлашу дәрәҗәсен үзгәртми һәм шуңа күрә газ хәлендә аерылып чыкмый. 77
Шуны күздә тотарга кирәк: сульфат кислотасының эремәсе, ягъни сыегайтылган сульфат кислотасы матдәләрнең бу классына хас химик үзлекләрне күрсәтә: I ) Zn + Ha1SO4 = Zn2+SO4 + Н° ? Zn0 - 2 ё -> Zn2+ оксидлашу кайтаручы 2 H+1 + 2 е —> H9 кайтарылу оксидлаштыручы Неметалларның кислоталарга мөнәсәбәте Неметаллар, кагыйдә буларак, кислоталар белән химик реакцияләргә керми: водород ионнары шактый көчле оксидлаштыручылар булган неме¬ талларның атомнарын оксидлаштыра алмый. Әмма көчле оксидлаштыру¬ чы үзлекләренә ия булган кислоталар белән неметаллар үзара тәэсир итешер¬ гә мөмкин. Мәсәлән, куертылган нитрат кислотасы күмерне углерод (IV) оксидына оксидлаштыра (29 нчы рәсем): 4ё I C0 + 4 HN+5O4 = C+4O9 T + 4 N+4O9 ? + 2 H9O OZ A Z Мондый химик реакцияләрдә неметаллар кайтаручы ролен уйныйлар: C — 4 е —» C оксидлашу кайтаручы 4 N+5 + 4 е —> 4 N+4 кайтарылу оксидлаштыручы 29 нчы рәсем. Күмернең куертылган нитрат кисло¬ тасы белән үзара тәэсир итешүе ШУЛАЙ ИТЕП, этеп чыгару рәтендә водо¬ родка кадәр урнашкан металлар водородны кислота эремәләреннән кайтаралар. Неметаллар андый реак¬ цияләргә кермиләр. Нитрат һәм куертылган сульфат кислоталары этеп чыгару рәтендә водородка кадәр һәм аннан соң урнашкан барлык металлар белән диярлек, шулай ук неме¬ таллар белән тәэсир итешә ала. Бу реакцияләрдә неметаллар да кайтаручы үз¬ лекләрен күрсәтә. Шулай итеп, кислоталар оксидлаштыручы үзлекләрен я водород ионнары исәбенә, я башка элементларның атомнары исәбенә, мәсәлән, нитрат кислотасында азот, куертылган сульфат кислотасында күкерт исәбенә күрсәтергә мөмкин. 78
Биремнәр 1. а) Магний һәм сульфат кислотасы эремәсе; б) тимер һәм хлорид (хлороводород) кислотасы арасындагы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. Бу химик реакцияләрдә кайсы химик элементларның атомнары (яки ионнары) оксидлаш¬ тыручы, кайтаручы булыр? Ни өчен? 2. Химик реакциянең тигезләмәсен күчереп языгыз: Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2T. Ул оксидлашу-кайтарылу реакциясе булырмы? Җавапны дәлилләгез. 3. Түбәндә китерелгән химик реакцияләрнең схемаларында коэффициентлар куегыз: а) Zn + HCl -> ZnCl2 + H2T б) Al + H9SO, -> Al9(SO4)4 + H9T zX 'I' O Z Һәр химик реакция барышында кайтаручының барлык атомнары ничә электрон бирә һәм оксидлаштыручының барлык ионнары ничә электрон ала? Атомнар биргән һәм алган электроннар санының тигезләнеше бозылырга мөмкинме? 4. Хлорид кислотасы көчле оксидлаштыручы үзлекләренә ия түгел. Ул түбәндәге металларның кайсылары белән химик реакциягә керә ала: Mg, Zn, Fe, Hg, Au? Химик реакцияләрнең тигезләмәләрен молекуляр һәм ионлы рәвештә языгыз. 5. Күп кенә металлар водородны кислоталардан этеп чыгаралар (30 нчы рәсем). Шундый ике реакциянең тигезлә¬ мәләрен языгыз. Аларның һәркай- сында оксидлаштыручыны һәм кай¬ таручыны күрсәтегез. 6. Оксидлашу-кайтарылу реакциялә¬ ренең китерелгән схемаларында оксидлаштыручыны һәм кайтару¬ чыны күрсәтегез: а) P + HNO3 + H2O -ә H3PO4 + NOT б) Ag + HNO3 -ә AgNO3 + NO2T + H2O в) S + H2SO4 -» H2O + SO2T куерт. 7. Кирәгеннән артыграк алынган 30 нчы рәсем. Металларның хлорид кисло- магний һәм алюминий составында тасы белән үзара тәэсир итешүе 0,1 моль хлороводород булган хло¬ рид кислотасы белән үзара тәэсир итешкәндә табылган водородның күләме (н. ш.) бер-берсеннән аерылып торыр¬ мы? Җавапны исәпләүләр белән дәлилләгез. 8. Магний һәм алюминий металлары һәркайсы 0,1 әр моль микъдарында алын¬ ган. Кирәгеннән артыграк алынган кислота белән кайсы металл тәэсир итеш¬ кәндә, водород күбрәк күләмдә аерылып чыгар? Җавапны исәпләүләр белән дәлилләгез. 79
§ 14. ГАДИ МАТДӘЛӘРНЕҢ ТОЗЛАР ЭРЕМӘЛӘРЕНӘ МӨНӘСӘБӘТЕ Металлар һәм неметаллар тозлар белән дә тәэсир итешә алалар. Мон¬ дый реакцияләр бигрәк тә гади матдәләр һәм тозларның эремәләре ара¬ сында еш уза. Металларның тозлар эремәләренә мөнәсәбәте Металлар тозларның эремәсе белән алмаштыру реакциясенә кереп, алардан активлыгы кимрәк булган металлны этеп чыгара алалар. Мәсәлән, этеп чыгару рәтендә бакырдан сулдарак урнашкан цинк бакыр (II) хло¬ риды белән тәэсир итешкәндә бакырны кайтара: 2ё Zn0 + Cu2+Cl2 = Zn2+Cl2 + Cu0 реакциянең молекуляр тигезләмәсе Ике тоз да суда диссоциацияләшкәнлектән, тигезләмәне ионлы рә¬ вештә язарга мөмкин: 2ё I I Zn0 + Cu2+ + 2 СГ = Zn2+ + 2 СГ + Cu0 реакциянең тулы ионлы тигезләмәсе 2ё Zn0 + Cu2+ = Zn2+ + Cu0 реакциянең кыскартылган ионлы тигезләмәсе Металларның тозларның эремәләре белән реакцияләре оксидлашу- кайтарылу реакцияләренә керә. Активрак металл атомнары электронна¬ рын эремәдәге активлыгы кимрәк булган металлның ионнарына бирәләр. Шулай итеп, активрак металл атомнары (тикшерелә торган очракта — цинк атомнары) — кайтаручы, ә активлыгы кимрәк булган металл ионна¬ ры (бу очракта — бакыр ионнары) — оксидлаштыручы: Zn0 - 2 е —> Zn2+ оксидлашу кайтаручы Cu2+ + 2 е —» Cu0 кайтарылу оксидлаш¬ тыручы 80
Неметалларның тозлар эремәләренә мөнәсәбәте Инде билгеләп үтелгәнчә, металларның атомнары фәкать кайтаручы үзлекләрен генә күрсәтә алалар, ә неметалларның атомнары кайтаручы үзлекләрен дә, оксидлаштыручы үзлекләрен дә күрсәтергә мөмкин. Әйтик, галогеннар һәм кислород — көчле оксидлаштыручылар һәм химик реак¬ цияләрдә алар ешрак башка элементларның атомнарыннан электроннарны «тартып алалар». (Билгеле бер шартларда алар, фтордан кала, кайтаручы үзлекләрен дә күрсәтә алалар.) Башка неметаллар, мәсәлән күкерт, күмер, водород химик реакцияләрдә оксидлаштыручылар да, кайтаручылар да булалар. Күкертнең кайсы химик реакциядә — оксидлаштыручы, ә кайсысында кайта- • ручы булуын ачыклагыз: S + H2 = H2S; S + O2 = SO2. Неметалларның химик үзлекләре төрле булу сәбәпле, аларның тозлар эремәсе белән тәэсир итешүе төрлечә уза. Иң гади мисалларны гына — галогеннарның галогеноводородлы кислоталарның тозлары белән реак¬ цияләрен тикшерик. (Бу кислоталар һәм аларның тозлары — галогенид- лар турында мәгълүматлар 8 нче таблицада күрсәтелгән.) Галогеннар төркемчәсендә элементның тәртип номеры арту белән гади матдәләренең оксидлаштыру үзлекләре кими бара. Галогеннар галогенид- ларның эремәләре белән химик тәэсир итешкәндә көчлерәк оксидлаш¬ тыручы көчсезрәген аның тозы эремәсеннән кысрыклап чыгара. Мәсәлән, 8 нче таблица Галогеноводородлы кислоталарның һәм аларның тозларының исемнәре Кислотаның исеме Формуласы Кислота калдыгы Тозларның исеме Фтороводород (плавик) кислотасы HF F- Фторидлар Хлороводород (хлорид) кислотасы HCl СГ Хлоридлар Бромоводород кислотасы HBr Br- Бромидлар Иодоводород кислотасы HI I- Йодидлар 6 Я-314 81
хлор калий бромидындагы — бромны, калий йодидындагы йодны ок¬ сидлаштыра, ә бром исә калий йодидындагы йодны гына оксидлаш¬ тыра ала: 2ё I 2 K+Br- + С1° = 2 K+CF + Вг° кайта- оксидлаш- ручы тыручы 2ё I ' 2 K+F + Cl® = 2 K+CF + I® кайта- оксидлаш- ручы тыручы 2ё [ i 2 K+F + Br° = 2 K+Br- + 1° кайта- оксидлаш- ручы тыручы Бу реакцияләрдә галоген гади матдәләре — оксидлаштыручылар, ә галогенид-ионнар (бром һәм йод ионнары) — кайтаручылар. Иң көчсез оксидлаштыручы — йод — башка галогеннарны аларның тозлары эремәсеннән кысрыклап чыгармый. Фтор исә, шундый көчле оксидлаштыручы, аны фторидларның эремәсеннән башка галогеннар белән кысрыклап чыгарып булмый, ә ул үзе тозларның судагы эремәләре белән тәэсир итешкәндә су составына керүче кислородны оксидлаштыра. ШУЛАЙ ИТЕП, металлар һәм неметаллар тозларның эремәләре белән оксидлашу-кайтарылу реакцияләренә керергә мөмкин. Биремнәр 1. 31 нче рәсемне карагыз. Химик символиканы кулланып, аны металларның кайтаргыч үзлекләре кимү тәртибендә дәфтәрегезгә күчереп языгыз. Бу рәттә металларның кайтаргыч үзлекләре кимүен дәлилләүче ике реакциянең тигез¬ ләмәсен төзегез. 2. Кайсы металларны аларның тозларының эремәсеннән тимер белән кайтарып була: Al, Pb, Mg, Ag? Мөмкин булган реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез, оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. 82
Литий Калий K Кальций ф ST ф Натрий K Магний ф Рч Алюминий ч и Цинк ф (=3 Тимер Аккургаш а Кургаш 5S Бакыр cd И Терекөмеш Көмеш Алтын 31 иче рәсем. Кайбер метил¬ ларның кайтару үзлеклә¬ рен чагыштыру 3. Бирелгән яки алынган электроннарның санын күр¬ сәтеп, схемаларны тулыландырыгыз, оксидлашу һәм кайтарылу процессларын күрсәтегез: Cl0->сг K0^K+ Fe3+ -»Fe2+ S0 -> S-2 1~—»1° H0 —> H+1 4. Натрий иодиды эремәсендә йодны оксидлаштыру өчен кайсы галогеннарны кулланырга мөмкин? Хи¬ мик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез, алар- ның һәркайсында оксидлаштыручыны һәм кайта¬ ручыны күрсәтегез. 5. Металларның һәм неметалларның химик үзлек¬ ләрендә нинди охшашлыклар һәм аерымлыкларны билгели аласыз? Аларның сәбәпләре нинди? 6. 16,6 г массалы калий иодиды эремәсе аша 0,448 л күләмендә (н. ш.) хлор җибәргәннәр. Калий йоди¬ дындагы йодны тулысынча оксидлаштыру өчен ки¬ рәкле өстәмә хлорның күләмен исәпләп табыгыз. 7. Реакция нәтиҗәсендә 44,8 л күләмендә (н. ш.) серово¬ дород барлыкка килсә, водород белән реакциягә кер¬ гән күкерт матдәсенең микъдарын исәпләп табыгыз. § 15. ОКСИДЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Сез гади матдәләрне — металларны һәм неметалларны өйрәндегез һәм бу матдәләрнең физик һәм химик үзлекләре аларның төзелешенә: крис¬ таллик челтәрнең тибына, бу матдәләрне тәшкил итүче атомнарның төзелешенә бәйле булуына ышандыгыз. Хәзер катлаулы матдәләрнең һәм иң элек оксидларның үзлекләрен тикшерик. Сезгә мәгълүм булганча, оксидлар дип, составларына ике химик элемент атомнары кереп, аларның берсе кислород булган катлаулы матдәләрне атыйлар. Химик үзлекләре буенча оксидларны нигез оксидларына, амфотер оксидларга һәм кислота оксидларына аерып йөртәләр. Типик металлар¬ ның оксидларына — нигез оксидларының үзлекләре (Na2O, CaO), күчеш металлары оксидларына — амфотер оксидларның үзлекләре (Al2O3, ZnO), ә неметалл оксидларына һәм югары оксидлашу дәрәҗәсендәге кайбер күчеш металларының оксидларына кислота оксидларының үзлекләре 6* 83
(P2O5, SO2, Mn2O7, CrO3) хас. Оксидларның үзлекләренең характеры эле¬ ментларның Д. И. Менделеев периодик системасындагы тоткан урынына бәйле. Периодларда атомнарның төш корылмалары арту белән химик элементларның үзлекләре әкренләп металлардай — неметалларга, ә оксид¬ ларның үзлекләре амфотер оксидлар аша нигез оксидларыныкыннан кислота оксидларыныкына күчә. Бу закончалыкны икенче период эле¬ ментлары һәм аларның югары оксидлары мисалында күзәтегез: Li Be B C N O F Ne Металл Күчеш металы Неметалл Неметалл Неметалл Неметалл Неметалл Инерт элемент Li2O Нигез оксиды BeO Амфотер оксид Кислота оксиды CO2 Кислота оксиды N2O5 Кислота оксиды — • Jj Периодик системаның өченче период химик элементлары оксидларының • үзлекләре ничек үзгәрә? Төп төркемчәләрдә химик элементларның тәртип номерлары арту белән аларның металл үзлекләре һәм оксидларының үзлекләре шулай ук үзгәрә. Моның шулай булуын II һәм III төркемнәрнең төп төркемчәләрен тәшкил итүче элементлар мисалында белә аласыз: Be BeO B B2Oo Күчеш металы Амфотер оксид Неметалл Кислота оксиды Mg MgO Al Al2O3 Металл Нигез оксиды Күчеш металы Амфотер оксид Ca CaO Ga Ga2O3 Металл Нигез оксиды Күчеш металы Амфотер оксид Sr SrO In 1п2°3 Металл Нигез оксиды Күчеш металы Амфотер оксид Ba BaO Tl Tl2O3 Металл Нигез оксиды Металл Нигез оксиды Ra RaO Металл Нигез оксиды 85 нче биттәге 9 нчы таблицада оксидларның химик үзлекләре гому- миләштерелеп бирелгән. 9 нчы таблицаны анализлагыз. Оксидлар катнашындагы химик реакция- • ләрнең тигезләмәләренә игътибар итегез. Бу химик реакцияләр барышында атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү-үзгәрмәвен ачыклагыз. 84
9 нчы таблица Оксидларның гомуми химик үзлекләре ОКСИДЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ нигез оксидлары амфотер оксидлар кислота оксидлары Нигез оксидлары кислота оксидлары белән тәэсир итешәләр: t Li2O + CO2 = Li2CO3 Амфотер оксидлар кислота оксидлары белән тәэсир итешәләр: t ZnO + SO, = ZnSO4 о 4 Нигез оксидлары амфотер оксидлар белән тәэсир итешәләр: t Na2O + ZnO = Na2ZnO2 Кислота оксидлары нигез оксидлары белән тәэсир итешәләр: t CO2 + Li2O = Li2CO3 Эрүчән нигез оксидлары су белән тәэсир итешә¬ ләр: Na2O + H2O = 2 NaOH — Эрүчән кислота оксидла¬ ры су белән тәэсир итешә¬ ләр: SO3 + H2O = H2SO4 Нигез оксидлары кисло¬ талар белән тәэсир итешә¬ ләр: CuO + H2SO4 = CuSO4 + + H2O Амфотер оксидлар кисло¬ талар белән тәэсир ите¬ шәләр: ZnO + 2 HCl = ZnCl2 + + H2O — — Амфотер оксидлар селте¬ ләр белән тәэсир итешә¬ ләр: ZnO + 2 KOH = = K9ZnO9 + H9O A & Кислота оксидлары селте¬ ләр белән тәэсир итешә¬ ләр: CO2 + 2 KOH = = KoCOo+ H2O AO A 85
Сез оксидлар катнашындагы реакцияләрнең оксидлашу-кайтарылу реакцияләре булмавын белдегез. Яңа матдәләрнең барлыкка килүе һәр¬ вакытта да атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү белән бармавы турында нәтиҗә ясарга мөмкин. Бер атомнан икенчесенә электроннар күчеше күзәтелмәгән химик процесслар да була. Атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәреп уза торган кушылу реакция- • сенең тигезләмәсен языгыз. ШУЛАЙ ИТЕП, химик үзлекләре буенча оксидлар нигез оксидларына, кислота оксидларына һәм амфотер оксидларга бүленәләр. Элементларның перио¬ дик системасында оксидларның үзлекләре нигез оксидларыныкыннан (металл оксидлары) амфотер оксидларныкына (күчеш металларының оксидлары), ә анна¬ ры кислота оксидларыныкына (неметалл оксидлары) үзгәрә. Беренче өч период¬ ның инерт элементлары оксидлар барлыкка китерми. Төп төркемчәләрдә элемент¬ ларның тәртип (атом) номерлары арту белән, кагыйдә буларак, оксидларның нигез үзлекләре көчәя. Оксидларга төрле химик үзлекләр хас. Алар капма-каршы үзлекле матдәләр белән (мәсәлән, нигез оксидлары кислота оксидлары һәм кислоталар белән) тәэсир итешәләр; суда эрүчән оксидлар су белән тәэсир итешәләр (селте яисә кислота барлыкка килә). Биремнәр 1. Химик үзлекләре буенча оксидларны нинди өч төркемгә бүлергә мөмкин? Һәр төркемгә керүче икешәр оксидның формуласын языгыз. 2. Кальций оксиды — нигез оксиды. Бу фикерне дәлилләүче химик реакцияләр¬ нең тигезләмәләрен төзегез. 3. Углерод (IV) оксиды — кислота оксиды. Моны нинди химик реакцияләр ярдә¬ мендә дәлилләргә мөмкин? Реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 4. Химик реакцияләрнең типларын ачыклагыз: Na2O + SO3 = Na2SO4 + Q BaO + 2 HNO = Ba(NO3)2 + H2O + Q CuO + H2 = Cu + H2O + Q Биремне башкарганда химик реакцияләрне классификацияләүнең сезгә билгеле булган ысулларын исегезгә төшерегез (башлангыч һәм барлыкка килүче матдәләрнең саны буенча, энергиянең аерылып чыгуы яки йотылуы буенча, химик әверелешләр вакытында атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү буенча). 5. 112 г массалы кальций оксидын 30 г массалы су белән катнаштырганда бар¬ лыкка килгән сүндерелгән известьнең Ca(OH)2 массасы күпме булыр? 6. 11,2 г массалы калий гидроксиды белән тулысынча реакциягә керү өчен кирәк булган углекислый газның күләме (н. ш.) күпме булыр? 86
§1«. ГИДРОКСИДЛАРНЫҢ химик ҮЗЛЕКЛӘРЕ Гидроксидлар — оксидларның су белән булган кушылмаларының гомуми исеме ул. Аларның кайберләрен оксидлар турыдан-туры су белән тәэсир итешкәндә табарга мөмкин: SO3 + H2O = H2SO4 сульфат кислотасы CaO + H2O = Ca(OH)2 кальций гидроксиды Күп кенә оксидлар су белән тәэсир итешмиләр, ләкин мондый оч¬ ракларда да гидроксидларны табарга мөмкин, мәсәлән тозларны кул¬ ланып: CuCl2 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + 2 NaCl бакыр (II) гидроксиды Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3 4- + Na2SO4 силикат кислотасы Оксидлар кебек үк, химик үзлекләре буенча гидроксидлар өч төркемгә бүленәләр: нигезләр, амфотер гидроксидлар һәм кислоталар. Нигез оксид¬ ларына туры килүче типик металларның гидроксидлары — нигезләр (NaOH, Cu(OH)2), амфотер оксидларга туры килүче күчеш металларының гидроксидлары — шулай ук амфотер гидроксидлар (Al(OH)3, Zn(OH)2), ә кислота оксидларына туры килүче неметаллар һәм күчеш металларының гидроксидлары кислоталар (H2SO4, HMnO4) булып торалар. Периодик системаның периодларында һәм төркемнәрендә гидроксид- ларның үзлекләре, оксидларның үзлекләре кебек үк, закончалыклы рә¬ вештә үзгәрәләр. Өченче период элементлары оксидларының һәм гидрок- сидларының үзлекләре үзгәрү характерын чагыштырыгыз: 87
Na Металл Mg Металл Al Күчеш металы Si Неметалл P Неметалл S Неметалл CI Неметалл Ar Инерт элемент Na2O Нигез MgO Нигез Al2O3 Амфотер SiO2 Кислота P2O5 Кислота SO3 Кислота Cl2O7 Кислота — оксиды оксиды оксид оксиды оксиды оксиды оксиды NaOH Нигез Mg(OH)2 Нигез Al(OH)3 Амфотер H2SiO3 Кислота HoPO4 Кислота H2SO4 A 4 Кислота HClO4 Кислота — гидроксид Периодик системаның III төркемендәге төп төркемчәне тәшкил итүче эле- • ментларның гидроксидларының үзлекләре ничек үзгәрә? Гидроксидларның гомуми химик үзлекләре 10 нчы таблицада күрсә¬ телгән. 10 нчы таблица Гидроксидларның гомуми химик үзлекләре ГИДРОКСИДЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Нигез гидроксидлары (нигезләр) Амфотер гидроксидлар Кислота гидроксидлары (кислоталар) 1 2 3 Селтеләрнең эремәләре индикаторларның төсен үзгәртәләр Амфотер гидроксидлар суда эремиләр һәм ин¬ дикаторларның төсен үзгәртмиләр Кислоталарның эремәлә¬ ре индикаторларның тө¬ сен үзгәртәләр Нигезләр кислоталар бе¬ лән тәэсир итешәләр: Cu(OH)2 + H2SO4 = = CuSO4 + 2 H2O — Кислоталар нигезләр бе¬ лән тәэсир итешәләр: H2SO4 + Cu(OH)2 = = CuSO4 + 2 H2O Селтеләр амфотер гидроксидлар белән тәэсир ите¬ шәләр: 2 NaOH + H9ZnO9 = Na9ZnO9 + 2 H9O AA AA A Амфотер гидроксидлар кислоталарның эремәләре белән тәэсир итешәләр: Zn(OH)2 + 2 HNO3 = Zn(NO3)2 + 2 H2O 88
Дәвамы. 1 2 3 Селтеләр кислота оксидла¬ ры белән тәэсир итешәләр: 2 NaOH + SO2 = Na2SO4 + + H2O — Кислоталар нигез оксид¬ лары белән тәэсир итешә¬ ләр: H2SO4 + MgO = MgSO4 + + H2O т— — Кислоталарның эремәлә¬ ре этеп чыгару рәтендә водородтан сулдарак ур¬ нашкан металлар белән тәэсир итешәләр: H2SO4+ Mg = MgSO4 + + H2? Суда эреми торган нигез¬ ләр җылытканда таркала¬ лар: Cu(OH)2 = CuO + H2O Амфотер гидроксидлар җылытканда таркалалар: Zn(OH)2 = ZnO + H2O Суда эреми торган кисло¬ талар җылытканда тарка¬ лалар: H2SiO3 = H2O + SiO2 Селтеләр тозлар белән тәэ¬ сир итешәләр: 2 KOH + CuCl2 = = Cu(OH)2J, + 2 KCl — Кислоталар тозлар белән тәэсир итешәләр: 2 HNO3 + Na2SiO3 = = H2SiOoJ- + 2 NaNO4 «6 0 0 Шунысына игътибар итегез: химик реакцияләрнең кайбер тигезлә¬ мәләре таблицаның ике баганасына урнаштырылган. Бу бер үк реакция үзара тәэсир итешүче ике матдәнең дә химик үзлекләрен чагылдыруы белән бәйләнгән. Әйтик, әгәр нигезләр кислоталар белән тәэсир итешәләр икән, димәк, кислоталар да нигезләр белән химик реакцияләргә керәләр дигән сүз һ. б. 10 нчы таблицада гидроксид булып торучы кислоталарның үзлекләре күрсәтелгән. Бу кислоталарны кислородлы кислоталар дип атыйлар. Сезгә мәгълүм булганча, алар белән беррәттән кислородсыз кислоталар да була: хлороводород (хлорид) HCl, сероводород H2S кислоталары һ. б. Кислород¬ сыз һәм кислородлы кислоталарга бер төрле химик үзлекләр хас. Ни өчен төрле нигезләр охшаш химик үзлекләргә ия? • Ни өчен төрле кислоталарның химик үзлекләре охшаш? 89
Әгәр сез нигезләрнең һәм кислоталарның үзлекләрен характерлаучы химик реакцияләрдәге башлангыч матдәләрнең һәм реакция продуктла¬ рының составына керүче атомнарның оксидлашу дәрәҗәләрен билгеләсә¬ гез, аларның күпчелегендә электроннарның бер элемент атомнарыннан икенчеләренә күчмәвен, ягъни бу химик реакцияләрнең оксидлашу-кайта- рылу реакцияләре булмавын күрерсез. Кислоталарның металлар белән булган реакцияләре чыгарма булып тора. 1 нче лаборатор тәҗрибә Ике пробирка алыгыз. Аларның берсенә — цинк, ә икенчесенә бакыр кисәкчеге салыгыз. Һәр ике пробиркага да бераз хлорид кислотасы өстәгез. Нәрсә күзәтәсез? Күзәтүлә- регезгә аңлатма бирегез. Химик реакциянең тигезләмәсен языгыз, оксидлаштыручыны һәм кайтаручыны күрсәтегез. 2 нче лаборатор тәҗрибә Алюминий хлориды эремәсе салынган пробиркага әз-әзләп (тамчылап) натрий гидрок¬ сиды эремәсен өстәгез һәм пробирканы селкеткәләгез. Селтене утырым төшкәнче салыгыз. Алюминий гидроксидын табу химик реакциясенең тигезләмәсен языгыз. Утырымны ике пробиркага бүлегез. Беренче пробиркага —кислота эремәсе, ә икенче¬ сенә селте эремәсе өстәгез. Нәрсә күзәтәсез? Химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. Алюминий гидроксидының кислоталар һәм селтеләр белән үзара тәэсир итешүе турында нинди нәтиҗә ясарга мөмкин? 3 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага натрий гидроксидының сыегайтылган эремәсен салыгыз, берничә тамчы фенолфталеин индикаторын тамызыгыз. Сез нәрсә күзәтәсез? Индикаторның төсе үзгәргәнче, тамчылап хлорид кислотасы эремәсен өстәгез. Ни өчен фенолфталеинның кура җиләге төсе юкка чыкты? Хлорид кислотасын һәм зәһәр натр эремәсен бергә кушканда тоз (натрий хлориды) һәм су хасил була: HCl + NaOH = NaCl + H2O нейтральләшү реакциясе Бу химик реакция нинди типка керә? Хлорид кислотасы һәм зәһәр натр — электролитлар, судагы эремәлә¬ рендә алар ионнарга диссоциацияләшәләр. Бу матдәләрнең эремәләре тәэсир итешү эремәдә ионнар тәэсир итешүгә кайтып кала, һәм алардан яңа матдәләр барлыкка килә. Ионнардан торучы башка матдәләрнең эремәләре арасында да химик реакцияләр шулай уза. Шуңа күрә мондый реакцияләрне ионнар алмашу реакцияләре дип атыйлар. 90
Кислота һәм селте эремәләрен бергә кушканда ни өчен ионнар тәэсир итешүен аңлау өчен, башлангыч матдәләрнең формулаларын ионнар рәве¬ шендә языйк: H+ + СГ + Na+ + OH- -> Җылылык хәрәкәте нәтиҗәсендә төрле исемдә корылган (төрле там¬ галы) ионнар даими рәвештә бәрелешеп торалар. Ни өчен бер төрле корылган (бер тамгалы) ионнар бер-берсе белән бәрелешә • һәм тәэсир итешә алмый? Na+ һәм OH-, H+ һәм Cl-, Na+ һәм Cl- ионнарының бәрелешүләре тотрыклы нейтраль кисәкчекләр хасил булуга китерми, чөнки натрий гидроксиды, хлорид кислотасы һәм натрий хлориды — электролитлар, шунлыктан алар барлыкка килүгә, яңадан ионнарга таркалалар. Шуңа күрә химик реакциянең тигезләмәсендә бу матдәләрнең формулаларын ионнар рәвешендә язалар. Водород ионнары H+ һәм гидроксид ионнары OH тәэсир итешкәндә су молекуласы барлыкка килә (H+ + OH = H2O). Cy молекулалары бик аз диссоциацияләшәләр, нәкь менә шуңа күрә дә саф су практик яктан электр тогын үткәрми (45 нче биттәге 15 нче рәсемне карагыз). Cy молекуласы хасил итеп, водород ионнары һәм гидроксогруппалар химик реакциядә башка катнашмыйлар. Бу мөһим хәлне реакция тигез¬ ләмәсендә суның формуласын молекуляр рәвештә язып, ассызыклап күр¬ сәтәләр: H+ + СГ + Na+ + OH- = Na+ + СГ + H2O Игътибар итегез: Na+ һәм СГ ионнары реакция тигезләмәсенең сул һәм уң өлешендә үзгәрешсез язылган. Әгәр реакция нәтиҗәсендә эремәдә башка ионнар да үзгәрмәсәләр, кислота һәм нигез арасындагы химик тәэсир итешү яңа матдәләрнең хасил булуына китермәс иде. Реакция тигезләмәсенең сул һәм уң як өлешләреннән Na+ һәм СГ ионнарын алып ташлаганда, без кыскартылган рәвештәге ионлы тигезләмә табарбыз, ул кислотаны селте белән нейтральләштерү процессының асы¬ лын чагылдыра: H+ + OH- = H2O Шул рәвешчә, кислота һәм нигез арасындагы ионнар алмашу химик реакциясе водород ионнарының һәм гидроксид-ионнарның аз диссоциа- цияләшә торган кушылмага — суга берләшүе белән бара. Шуңа күрә дә химик реакциянең узуы мөмкин. Нейтральләшү реакциясенең асылы водород һәм гидроксид ионнарының берләшүеннән гыйбарәт. 91
ШУЛАЙ ИТЕП, гидроксидларны өч төркемгә: нигезләргә, амфотер гидроксидларга һәм кислоталарга бүләләр. Элементларның периодик системасын¬ дагы периодларда һәм төп төркемчәләрдә оксидларның һәм гидроксидларның үзлекләре үзгәрү закончалыклары бер-берсенә туры киләләр. Гидроксидлар, оксидлар кебек үк, химик үзлекләре капма-каршы булган мат¬ дәләр белән тәэсир итешәләр. Моның ачык мисалы булып нейтральләшү реак¬ циясе тора. Шуның белән беррәттән, кислоталар һәм селтеләр тозлар белән тәэсир итешәләр; кислоталар этеп чыгару рәтендә водородка кадәр урнашкан металлар белән реакциягә керә алалар. Суда эрүчән кислоталар һәм нигезләр — электролитлар. Электролит эремәлә¬ ренең үзара тәэсир итешүе эремәләрдәге ионнардан яңа матдәләр хасил булуга кайтып кала. Биремнәр 1. Химик үзлекләре буенча гидроксидларны нинди өч төркемгә бүләләр? Нигез¬ ләрнең химик үзлекләрен характерлаучы химик реакцияләрнең молекуляр һәм ионлы тигезләмәләрен төзегез. 32 нче рәсем. Бу приборны нейтраль¬ ләшү реакциясе барышында су хасил булуын исбатлау өчен кулланалар. Сел¬ те бөртекләре салынган колбага куер¬ тылган сульфат кислотасы өстиләр. Нейтральләшү реакциясендә җылылык аерылып чыга (экзотермик реакция). Cy парлары бакыр (II) сульфатының CuSO4 ак кристаллары урнаштырыл¬ ган көпшә аркылы уза, һәм зәңгәр төстәге матдә CuSO4 • 5 H2O хасил итә. Пробиркада куерган су җыела 10 нчы таблицадан (88, 89 нчы битләр) файдаланыгыз. 2. Кислоталарның химик үзлекләрен ха¬ рактерлаучы химик реакцияләрнең молекуляр һәм ионлы тигезләмәләрен төзегез. Мисал итеп: а) кислородлы; б) кислородсыз кислоталарны алыгыз. Химик реакцияләрнең тигезләмәләрен язганда 10 нчы таблицадан файдала¬ ныгыз. 3. Сез 1 нче һәм 2 нче биремнәрне баш¬ карганда язган һәр реакция тигезләмәсе нинди матдәләрнең үзлекләрен харак¬ терлый? 4. 32 нче рәсемне карагыз. Нейтральләшү химик реакциясенең тигезләмәсен молекуляр һәм ионлы рәвешләрдә языгыз. Ни өчен бу реакция шулай атала? Бу реакциянең асылы нидән гыйбарәт? 5. а) 0,1 моль сульфат кислотасы һәм 0,2 моль натрий гидроксиды; б) 0,1 моль сульфат кислотасы һәм 0,1 моль нат¬ рий гидроксиды; в) 0,05 моль сульфат кислотасы һәм 0,1 моль натрий гид- 92
роксиды булган эремәләрне бергә кушканда барлыкка килгән эремә нинди булыр: кислоталымы, селтелеме яки нейтральме? 6. 9,8 г сульфат кислотасы һәм 8 г зәһәр натр үзара тәэсир итешкәндә барлыкка килгән тозның массасын исәпләп табыгыз. §17. ТОЗЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Тозлар — составларында металл катионнары һәм кислота калдыгы анионнары булган катлаулы матдәләр, мәсәлән: Na+CF, Ca2+SO^- һ. б. Тозлар неорганик матдәләрнең классларыннан берсен тәшкил итәләр. Сез неорганик матдәләрнең нинди классларын беләсез? Тозлар — гадәти шартларда каты матдәләр. Аларның суда эрүчәнлеге төрле. Мәсәлән, нитратларның барысы да суда яхшы эри, күп кенә метал- ларның фосфатлары суда эреми (дәреслекнең 2 нче форзацындагы эрүчән- лек таблицасын карагыз). Барлык тозлар да — электролитлар, чөнки аларның эремәләре яки эретелмәләре электр тогын үткәрә. Тозлар төрле химик үзлекләргә ия. Аларның кайберләре белән сез неорганик матдәләрнең башка классларына хас үзлекләрне өйрәнгәндә таныштыгыз инде. (Матдәләрнең химик үзлекләре, барыннан да бигрәк, алар башка матдәләр белән үзара тәэсир итешкәндә күренә бит. Бары тик катлаулы матдәләрнең таркалу реакцияләре генә чыгарма булып тора.) Әйтик, металл гади матдәләренең үзлекләрен өйрәнгәндә (80 нче бит), сез металл арның этеп чыгару рәтендә уңдарак урнашкан, активлыгы кимрәк булган металларны тоз эремәләреннән кайтара алуларын белдегез: Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu алмаштыру реакциясе Zn + Cu2+ + 2 СГ = Zn2+ + 2 СГ + Cu Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu Тозларның металлар белән нинди шартларда тәэсир итешә алуын әйтеп • бирегез. Тоз белән металл арасындагы химик реакциянең тигезләмәсен моле¬ куляр һәм ионлы рәвешләрдә языгыз. 93
Тозлар белән шулай ук селтеләр һәм кислоталар үзара тәэсир итешә алалар: FeCl2 + 2 NaOH = Fe(OH)2J- + 2 NaCl ионнар алмашу реакциясе Fe2+ + 2 СГ + 2 Na+ + 2 OH = Fe(OH)2J- + 2 Na+ + 2 СГ Fe2+ + 2 OH- = Fe(OH)2J Na9SiO4 + 2 HNO4 = H9SiO4J- + 2 NaNO4 Ao о А о о ионнар алмашу реакциясе 2 Na+ + SiO4- + 2 H+ + 2 NOZ = «5 о = H9SiO4J- + 2 Na+ + 2 NOJ A O O SiO2- + 2 H+ = H9SiO4J- O Ao Суда эремәүчән матдәләр бөтенләй диссоциацияләшми дип уйларга кирәкми. Табигатьтә абсолют эремәүчән матдәләр булмаганлыктан, эреми торган матдәнең бер¬ никадәр өлеше (аз гына булса да) суда эри һәм, яхшы эрүче матдә кебек үк, ионнарга диссоциа- цияләшә. Реакцияләрнең ионлы тигезләмәләрендә утырымга төшә торган матдәләрнең фор¬ мулаларын молекуляр рәвештә язу кабул ителгән. Химик реакцияләрнең китерелгән тигезлә- • мәләре буенча тозларның селтеләр һәм кис¬ лоталар белән үзара тәэсир итешү шартла¬ рын әйтеп бирегез. Тимер (III) гидроксиды барлыкка килә торган химик реакциянең 33 нче рәсем. Тимер (II) суль¬ фиды сульфат кислотасы белән тәэсир итешкәндә, тимер (II) сульфаты тозы һәм сероводород газы хасил була. Сероводород¬ ның судагы эремәсе сероводо¬ род кислотасы дип атала тигезләмәсен языгыз. Кислоталар тозлар белән тәэсир итеш¬ кәндә утырым төшү мәҗбүри шарт түгел (33 нче рәсем). Химик реакциянең тигезләмәсен төзегез. 94
Эрүчән тозлар үзара тәэсир итешергә мөмкин. Әгәр натрий хлориды һәм көмеш нитраты эремәләрен бергә кушсаң, химик реакция уза, реак¬ ция нәтиҗәсендә ак утырым барлыкка килә: NaCl + AgNO3 = AgCU + NaNo3 ионнар алмашу реакциясе Na+ + Cl " + Ag+ + NO3 = AgCU + Na+ + N0“ СГ + Ag+ = AgCU Ике тоз үзара тәэсир итешкәндә яңа тозлар хасил була. 4—6 нчы лаборатор тәҗрибәләрне башкарып, сез ионнар алмашу реакцияләренең узу шартлары турында нәтиҗәләр ясый алырсыз. 4 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага тимер (III) хлориды эремәсен салыгыз, тамчылап зәһәр натр эремәсен өстәгез. Нәрсә күзәтәсез? Табылган утырымга бераз хлорид (хлороводород) кислотасы эремәсен өстәгез. Нәрсә күзәтәсез? Үткәрелгән реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 5 нче лаборатор тәҗрибә Кечкенә акбур кисәге салынган пробиркага хлорид кислотасы өстәгез. Нәрсә күзә¬ тәсез? Химик реакциянең тигезләмәсен языгыз. Карбонат кислотасының тотрыксыз матдә булуын һәм аның углекислый газ белән суга таркалуын күздә тотыгыз. 6 нчы лаборатор тәҗрибә Барий хлориды эремәсенә натрий сульфаты эремәсе өстәгез. Нәрсә күзәтәсез? Химик реакциянең тигезләмәсен языгыз. Ионнар алмашу химик реакцияләренең узу шартлары нинди соң? Реакцияләрнең тигезләмәләренә анализ ясау күрсәткәнчә, барлык очрак¬ ларда да реакция катнашмасыннан я утырым, я газ, я аз диссоциация- ләшүче матдә рәвешендә аерылып чыга торган матдәләр хасил була. Шулай булгач, ионнар алмашу реакцияләре ахыргача узсын өчен, шартлар: 1) аз диссоциацияләшә торган матдә, мәсәлән су; 2) утырымга төшә торган эремәүчән матдә; 3) газсыман матдә хасил булудан гыйбарәт. 95
ШУЛАЙ ИТЕП, тозлар металлар, селтеләр, кислоталар һәм бер-берсе белән тәэсир итешә алалар. Тозлар катнашында уза торган химик реакцияләрнең оксидлашу-кайтарылу яки ионнар алмашу реакцияләре булуы мөмкин. Ионнар алмашу реакцияләре реакция катнашмасыннан нинди дә булса ысул белән чыга¬ рыла торган матдәләр барлыкка килү шартларында ионнарны үзара бәйләү юнәле¬ шендә узалар. Биремнәр 1. Тозларның химик үзлекләрен характерлаучы химик реакцияләрнең тигезлә¬ мәләрен молекуляр һәм ионлы рәвешләрдә төзегез. 2. Химик реакцияләрнең схемалары бирелгән: а) Mg + CuCl2 -» Cu + MgCl2 б) Ba(NO3)2 + K2SO4 -> KNO3 + BaSO4 в) FeCl2 + K2S -» FeS + KCl Аларның кайсылары ионнар алмашу реакцияләре булып торыр? Коэффициент¬ лар куегыз. Бу реакцияләрнең ионлы тигезләмәләрен языгыз һәм һәр реакция¬ нең узу сәбәбен ачыклагыз. 3. Парлап бирелгән кайсы матдәләр арасында ионнар алмашу реакцияләренең узуы мөмкин булмавын билгеләгез: а) NaNO3 һәм KCl б) KCl һәм AgNO3 в) FeSO4 һәм NaOH г) MgCl2 һәм Ba(NO3)2 д) H2SO4 һәм KCl е) NaOH һәм HCl Җавапны дәлилләгез. 4. Тозлар барлыкка килә торган ун химик реакциянең молекуляр тигезләмәләрен төзегез. 10, 13—17 нче параграфларда бәян ителгән материалдан файдала- Г ныгыз. 5. 6,4 г бакырны аның тозының эремәсеннән табу өчен кирәкле цинкның масса¬ сын исәпләп табыгыз. 6. 0,1 моль барий хлориды булган эремәгә 0,05 моль натрий сульфатының тозы эрегән эремә өстәгәннәр. Барлыкка килгән утырымлы эремәне кипкәнче парга әйләндергәннәр. Хасил булган катнашманың сыйфат һәм микъдар составын билгеләгез. 96
§18. НЕОРГАНИК МАТДӘЛӘРНЕ КУЛЛАНУ Матдәләрне промышленностьта һәм көнкүрештә куллану аларның үзлекләрендәге үзенчәлекләргә бәйләнгән. Төрле классларга керүче матдә¬ ләрнең ничек кулланылуын тикшереп узыйк. ФАКТЛАР Саф тимер шулкадәр йомшак, ул машиналар һәм механизмнар ясау өчен яраксыз. Аннан электромагнитларның кендеген ясыйлар. Саф тимернең вак порошогыннан аммиак табуда кулланыла торган катализаторлар җитештерәләр. Металларны куллану Промышленностьта саф металларны сирәк кулланалар. Күбесенчә металларны эретмәләр хәлендә кулланалар. Чуен һәм корыч — тимернең углеродлы эретмәләре — техникада төп конструкцион материаллар булып саналалар. Корычның һәм чуенның үзлекләрен яхшырту өчен аларны легирлыйлар, ягъни аларга махсус рәвештә хром, никель, молибден, воль¬ фрам һәм башка металлар өстиләр. Шулай тутыкмый торган корыч, озак вакытлар дәвамында бәрелүләргә чыдамлы корыч һ. б. табалар. ФАКТЛАР Саф цинкны электр тогының химик чыганакларында (батарейкаларда) кулла¬ налар. Цинк йөгертелгән корыч калай йорт түбәләрен ябу өчен файдаланыла, чөнки ул әйләнә-тирәлек шартларының җимеручән тәэсиренә чыдам. s ~ > Металларның һәм эретмәләрнең нинди үзлекләре аларны конструк¬ цион материаллар итеп куллану мөмкинлеге бирә соң? Барыннан да бигрәк бу — аларның ныклыгы, шулай ук пластиклыгы, ягъни җимерелмичә формасын үзгәртә алучанлыгы. Шуңа күрә металларны һәм эретмәләрне чүкеп һәм прокатлап (табакларга җәеп) эшкәртеп була. Ләкин металларның башка мөһим үзлекләре дә бар. 7 Я-314 97
Металларның электр тогын үткәрүчәнлеге ничек кулланыла? • Металларның җылылыкны яхшы үткәрүчәнлеге кайда кулланыла? Металларны куЛлану аларның яктылыкны яхшы кайтаручанлыгы белән ничек бәйләнгән? ФАКТЛАР Саф көмешнең яктылыкны яхшы кайтаручанлыгын көзгеләр ясаганда куллана¬ лар. Көмеш барлык башка металлар арасында электр тогын иң яхшы үткәрү¬ че булып тора, шуңа курә аннан электр чыбыклары һәм контактлары җитеш¬ терәләр. Саф индий яктылыкны яхшы кайтара һәм коррозиягә бирешми, шунлыктан ул автомобиль фаралары һәм прожекторлар эшләп чыгару өчен кулланыла. Металларның химик үзлекләре аларның электроннарын бирүчән- легенә бәйле. Шуңа күрә кайбер металларны химия промышленностенда нинди дә булса башка матдәләрне кайтару өчен кулланалар. Мәсәлән, алюминийны тимер табу өчен кулланырга мөмкин: Fe2O3 + 2 Al = Al2O3 + 2 Fe Неметалларны куллану Неметаллар физик һәм химик үзлекләре буенча металларга караганда шактый төрлерәк. Кайбер неметаллар гадәти шартларда газ хәлендә булалар (водород, кислород, хлор, азот), бром — сыеклык, ә фосфор, селен, күкерт һ. б. — каты матдәләр. Неметаллар арасында иң каты табигый матдә — алмаз да, йомшак графит та, иң түбән кайнау температурасына ия булган матдә — гелий да. Неметалларның күпчелеге электр тогын үткәрми, ләкин электр үткәрүчәнлеккә ия булганнары да бар, мәсәлән, күмер һәм селен. - __== -- — < ФАКТЛАР Бром —бердәнбер сыек неметалл. Ул —авыр кызгылт коңгырт сыеклык, бүлмә температурасында ансат парга әверелә. Бром парларына зәһәр сасы ис хас. 98
Неметалларның кайберләре — көчле оксидлаштыручылар (фтор, кис¬ лород, хлор), икенчеләре — актив кайтаручылар (күмер). Неметалларның төрле үзлекләрен кешеләр техникада һәм көнкү¬ рештә файдаланалар. Тыгызлыклары зур булмаган водород һәм гелий катнашмасын һава шарларына һәм дирижабльләргә тутыралар. Гелийның кайнау температурасы түбән булу аны абсолют нульгә, ягъни -273 oC ка якын температураларны үлчәргә яраклы термометрларда куллану мөмкин¬ леге бирә. Углеродның үтә каты төре — алмаздан кискеч инструментлар ясыйлар, ә махсус шомартып эшкәртелгән алмазны — бриллиантны — юве¬ лир әйберләрендә кулланалар. Йомшак графит электротехникада кулла¬ ныла, чөнки ул электр тогын чагыштырмача яхшы үткәрә. Ә графит порошоклары төрле катылыклы карандашлар эшләп чыгаруга китә. Крем¬ ний һәм германий ярымүткәргечләре алмаш электр тогын турайту өчен хезмәт итә. Хлорның оксидлаштыручы үзлекләреннән файдаланып, аны суны йогышсызландыру, тукымаларны һәм кәгазьне агарту өчен кулланалар (34 нче рәсем). 34 нче рәсем. Хлорны куллану 99
Күмернең металларны аларның оксидларыннан кайтару сәләтен ме¬ таллургиядә кулланалар. Тимерне тимер рудасыннан Fe2O3 кокс C белән кайтару реакциясенең тигез- • ләмәсен языгыз. Азотны куллануның төп өлкәсе — аммиак NH3 җитештерү. Аннан, үз чиратында, нитрат кислотасы һәм авыл хуҗалыгында үсемлекләрне тук¬ ландыру өчен кулланыла торган минераль ашламалар табалар. Иң киң кулланыла торган неметалл — кислород. Кислородның януга һәм сулауга ярдәм итү үзлеге кайда кулланыла? Оксидларны куллану Оксидлардан бигрәк тә кальций оксиды, күкерт (VI) оксиды, шулай ук углерод һәм кремний оксидлары киң кулланыла (35 нче рәсем). 35 нче рәсем. Пыяла төзелешенең схемасы. Кремний оксидын пыяла җитештерү өчен кулланалар IOO
Кальций оксидын (сүндерелмәгән известьне) цемент, хлорлы известь һәм сода табу өчен күп кулланалар. Күкерт (VI) оксидын сульфат кисло¬ тасы җитештерү өчен махсус табалар һәм кулланалар. Углерод (II) оксиды чуен койганда тимерне оксидларыннан кайтаручы ролен уйный: Fe9O4 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO9 ? Ll O Ll Януга ярдәм итмәүче углерод (IV) оксидын углекислоталы утсүндер- гечләрдә кулланалар. Утсүндергечнең баллоны зур басым астында сыек углекислый газ белән тутырыла. Утсүндергечтән файдаланганда баллон¬ дагы басым кискен кими һәм аннан газ агымы ыргылып чыга, аның ярдәмендә ялкынны сүндерәләр дә инде. Югары басым яки түбән темпе¬ ратура шартларында углерод (IV) оксиды каты хәлгә күчә. Каты хәлдәге углерод (IV) оксидын «коры боз» дип атыйлар һәм продуктларны саклау өчен кулланалар. Нигезләрне һәм кислоталарны куллану Нигезләр һәм кислоталар нейтральләшү реакциясе ярдәмендә тозлар табу өчен күп кулланылалар. Кешеләр үзләренең эшчәнлегендә күп кенә кислоталарны һәм нигезләрне кулланалар, ләкин химия промышленносте өчен натрий һәм калий гидроксидлары, хлорид, сульфат, фосфат һәм нитрат кислоталары аеруча әһәмиятле. Селтеләр сабын җитештерү өчен күп тотыла. Хлорид кислотасы корычны ашату, ягъни аның өслегендәге оксидлар элпәсен һәм тутыкны бетерү өчен кирәк. Сыегайтылган хлорид кислотасы даруханәләрдә дә сатыла. Аны ашказаны сыекчасында кислотасы аз бул¬ ган авыру кешеләр куллана. Хлорид кислотасын корычны оксид элпәләреннән чистарту өчен куллану • аның нинди үзлегенә нигезләнгән? Сульфат кислотасы күп кенә тозлар, кислоталар, минераль ашла¬ маларны җитештерү, нефть продуктларын чистарту, буяулар һәм дару матдәләре синтезлау өчен кирәк. Табыла торган фосфат кислотасының төп өлеше фосфорлы ашламалар җитештерүгә китә. Нитрат кислотасы тозлар (нитратлар), шулай ук шартлаучан матдәләр һәм буяулар җитештергәндә төп компонент булып тора. 101
Тозларны куллану Тозларның үзлекләре гаять күптөрле, шуңа күрә алар промышлен¬ ностьта һәм көнкүрештә киң кулланылалар. - '■ 1 ФАКТЛАР Известьташлар тау токымнары басымы астында югары температурада крис¬ таллашкан мәрмәрнең төрле төрләреннән гыйбарәт. Катышмалар аларга төрле төс бирә. S ... . ■ ...... Көнкүрештә нинди тозларны һәм ни өчен һәрвакыт кулланалар? Күп кенә тозлар минераль ашламалар булып хезмәт итәләр, чөнки аларда үсемлекләрнең туклануы өчен кирәкле элементлар була. Азотлы, фосфорлы һәм калийлы ашламаларны аерып йөртәләр. Азотлы ашламаларга нитратлар — нитрат кислотасының тозлары керә. 36 нчы рәсем. Азотның солы уңы¬ шына йогынтысы: а — туфракка калийлы һәм фосфорлы ашламалар кертелгән; б — туфракка калийлы, фосфорлы һәм азотлы ашламалар кертелгән Башкача аларны селитралар дип атый¬ лар: KNO3 — калий селитрасы, NaNO3 — натрий селитрасы, NH4NO3 — аммиак се¬ литрасы. Азотлы ашламалар авыл хуҗалы¬ гы культураларының уңдырышлылыгын арттыруда нәтиҗәле чара булып торалар (36 нчы рәсем). Әмма аларны саклык бе¬ лән генә кулланырга кирәк, чөнки азотлы ашламаларны кирәгеннән артык куллан¬ ганда үсемлекләрдә нитратлар туплана. Андый үсемлекләрне азык итеп кулла¬ ну кешенең сәламәтлеге өчен куркы¬ нычлы. Азот белән бергә үсемлекләргә фос¬ форлы һәм калийлы матдәләр дә кирәк. Фосфорлы ашламалар — фосфат кислота¬ сының тозлары ул. Безнең илдә аммофос NH4H2PO4 аеруча киң кулланыла. Ка¬ лийлы ашламалар сыйфатында калий тозларын — калий сульфатын һәм калий хлоридын кулланалар. 102
Биремнәр 1. Металлардай ясалган берничә әйберне атагыз. Металларның нинди үзлекләре аларны шул рәвешчә кулланырга мөмкинлек бирә? 2. Неметалларны куллануга мисаллар китерегез. Аларны куллану нәрсәгә нигез¬ ләнгән? 3. Нигезләрне ничек кулланалар? Нигезләрнең нинди үзлекләре аларны шулай кулланырга мөмкинлек бирә? 4. Хлорид, сульфат һәм нитрат кислоталарын куллану өлкәләрен әйтеп бирегез. Ни өчен аларны шулай кулланырга була? 5. Минераль ашламалар нәрсә ул? Сезгә нинди минераль ашламалар билгеле? Аларны ничек кулланалар? 2 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Неорганик матдәләрне берничә төрле класска бүләләр: гади матдәләр, оксид¬ лар, гидроксидлар (нигезләр, амфотер гидроксидлар, кислоталар) һәм тозлар. Гади матдәләр арасында металларны һәм неметалларны аерып йөртәләр. Гади матдәләр бер-берсе белән химик тәэсир итешә алалар. Бу вакытта электротискәрелеге кимрәк булган атомнардан торучы матдә — кайтаручы, ә электротискәрелеге зуррак булган атомнардан торучы матдә оксидлаштыручы ролен уйный. Этеп чыгару рәтендә водородка кадәр урнашкан металлар су һәм кислоталар белән водородны кайтарып химик тәэсир итешәләр. Этеп чыгару рәтендә водо¬ родтан соң торучы кайбер металлар нитрат һәм куертылган сульфат кислоталары белән тәэсир итешә алалар. Әлеге реакцияләрдә бу кислоталар көчле оксидлаш¬ тыручы үзлекләрен водород ионнары исәбенә түгел, ә азот һәм күкерт атомнары исәбенә күрсәтәләр. Неметаллардан су белән фәкать галогеннар һәм күмер генә реакциягә керә ала. Фтор су молекуласындагы кислород атомнарын ирекле кислородка кадәр оксидлаштыра, ә күмер водородны кайтара. Кайбер неметаллар кайтаручылар ролендә көчле оксидлаштыручы булып торган кислоталар белән реагирла- шалар. Химик үзлекләре буенча нигез оксидларын, амфотер оксидларны һәм кислота оксидларын аерып йөртәләр. Оксидларга характерлы химик реакцияләр кушылу һәм алмашу реакцияләренә керә. By реакцияләр атомнарның оксидлашу дәрәҗә¬ ләре үзгәрмичә уза, ягъни алар оксидлашу-кайтарылу реакцияләре булмый. Гидроксидларны химик үзлекләренә карап нигезләргә, амфотер гидроксид- ларга һәм кислоталарга бүлеп йөртәләр. Кислоталар — гидроксидлар белән беррәт- тән, кислородсыз кислоталар да бар. Бу — галогеноводородларның һәм кайбер башка матдәләрнең судагы эремәләре. Кислородсыз кислоталарга кислоталарның 103
барлык гомуми үзлекләре хас. Гидроксид ларның күпчелек химик әверелешләре ионнар алмашу реакцияләре булып тора, һәм алар атомнарның оксидлашу дәрә¬ җәләре үзгәрмичә уза. Кислоталар белән металлар арасындагы химик реакцияләр чыгарма булып тора. Тозлар кислоталар, селтеләр белән һәм бер-берсе белән үзара ионнар алмашу реакцияләренә керәләр. Тозларның металлар белән үзара тәэсир итешүе — оксид- лашу-кайтарылу реакцияләре. Матдәләрнең физик һәм химик үзлекләре аларны халык хуҗалыгының төрле өлкәләрендә куллануның нигезе булып тора. 1 нче практик дәрес КИСЛОРОД ТАБУ ҺӘМ АНЫҢ ҮЗЛЕКЛӘРЕН ӨЙРӘНҮ Кислород табу һәм аны җыю Калий перманганаты салынган пробиркага көпшәк мамык кисәге куеп калдырыгыз һәм пробирканы газүткәргеч көпшәле бөке белән каплагыз. Приборның герметиклыгын тикшерегез. Моның өчен газүткәргеч көпшәнең очын суга төшерегез һәм, уч төбендә тотып, калий перманганаты салынган пробирканы җылытыгыз. Әгәр прибор герметик булса, газүткәргеч көпшәдән һава куыкчыгы чыгар. 37 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, җайланма җыегыз. Кислород табу өчен, башта пробирканың барлык урыннарын, аннан соң аның калий перманганаты салынган өлешен генә җылытыгыз. Кислород суда начар эри, шуңа күрә газүткәргеч көпшәдән чыгучы кислород куыкчыклары пробиркадагы суны этеп чыгара. 37 нче рәсем. Кислород табу һәм аны суны этеп чыгару юлы белән җыю 38 нче рәсем. Кислород табу һәм аны һа¬ ваны этеп чыгару юлы белән җыю 104
Кислород җыелган пробирканы авызы су катламы астында булырлык итеп калды¬ рырга мөмкин. Калий перманганаты салынган пробирканы җылытуны дәвам итеп, газүткәргеч көпшәне судан чыгарырга кирәк. Пыскып торган чыра ярдәмендә пробиркада кислород булуын исбатлагыз. Әгәр пыскып торган чыра пробиркада янып китсә, димәк, анда кислород бар. Кислород һавадан бераз авыррак, шуңа күрә аны һаваны этеп чыгару ысулы белән дә җыярга мөмкин (38 нче рәсем). Кислород төссез газ булганлыктан, стаканга кисло¬ род тулганын пыскып торган чыра ярдәмендә тикшерергә мөмкин. Стакан кислород белән тулгач, калий перманганатын җылытуны туктатыгыз. Стаканны пыяла пластинка белән каплагыз. Күмернең һавада һәм кислородта януы Матдәләрне яндыру өчен кулланыла торган тимер кашыкка күмер кисәкчеге урнаштырыгыз да, аны спиртовка (горелка) ялкынында кыздырыгыз. Аннары күмерле кашыкны ялкыннан чыгарыгыз. Нәрсә күзәтәсез? Күмерне яңадан кыздырыгыз һәм күмерле кашыкны кислород тутырылган стаканга төшерегез. Нәрсә күзәтәсез? Күмернең кислородта януы аның һавада януыннан нәрсә белән аерыла? Ни өчен күмер кислородта һавадагыга караганда яктырак яна? Күмер яну химик реакциясенең тигезләмәсен языгыз. Күмер янган стаканга аз гына известьле су (кальций гидроксидының Ca(OH)2 эремәсе) салып болгатыгыз. Нәрсә күзәтәсез? Булып узган химик реакциянең тигезләмәсен языгыз. Нинди матдәләр барлыкка килде? Җайланманы сүтегез. Лабораториядә кислородны ничек табалар? Кислородны җыюның төрле ысуллары бу газның нинди үзлекләренә нигезләнгән? Тәҗрибәләрне башкарганда сез кислород¬ ның нинди физик һәм химик үзлекләре белән таныштыгыз? Матдәләрнең кислородта һәм һавада януы турында нинди нәтиҗә ясарга мөмкин? 2 нче практик дәрес «НЕОРГАНИК МАТДӘЛӘРНЕҢ ҮЗЛЕКЛӘРЕ» ТЕМАСЫ БУЕНЧА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬ БИРЕМНӘР 1 нче бирем. Сезгә бирелгән металларның кайсысы металларның этеп чыгару рәтендә — водородка кадәр, ә кайсысы водородтан соң урнашуын тәҗрибәдә бил¬ геләгез. 2 нче бирем. Сезгә бирелгән металларның кайсысы (цинк яки кургаш) метал¬ ларның этеп чыгару рәтендә сулдарак урнашуын химик реакцияләр ярдәмендә ачык¬ лагыз. 3 нче бирем. Сезгә ике пробиркада сульфат кислотасының һәм зәһәр натрның эремәләре бирелгән. Кайсы пробиркада —кислота эремәсе, ә кайсында селте булуын ачыклагыз. Тәҗрибәләр өчен тикшерелә торган матдәләрнең пробаларын гына алырга кирәклеген онытмагыз. 105
Кислота салынган пробиркага магний оксиды өстәгез. Күзәтүләрегезне аңлатып бирегез. Селте салынган пробиркага аз гына хлорид кислотасы өстәгез. Күзәтүләрегезне аңлатып бирегез. 4 нче бирем. Түбәндәге матдәләрнең эремәләре арасындагы химик реакцияләрне башкарыгыз: а) натрий карбонаты һәм сульфат кислотасы; б) натрий сульфаты һәм барий хлориды; в) калий карбонаты һәм нитрат кислотасы; г) бакыр (II) хлориды һәм калий гидроксиды; д) магний хлориды һәм натрий гидроксиды; е) тимер (III) хлориды һәм калий гидроксиды. Химик реакцияләрнең тигезләмәләрен молекуляр һәм ионлы рәвешләрдә языгыз һәм бу реакцияләрнең ни өчен узуын аңлатып бирегез. 5 нче бирем. Өстәлдәге реактивларны кулланып: а) барий сульфатын; б) магний карбонатын; в) цинк гидроксидын табыгыз. 6 нчы бирем. Алюминийдан чыгып, натрий алюминаты эремәсен табыгыз. 7 нче бирем. Тимердән файдаланып, тимер (II) гидроксидын табыгыз. 8 нче бирем. Әверелешләрне башкарыгыз: Mg -> MgCI2 Mg(OH)2 -> Mg(NO3)2.
ОРГАНИК МАТДӘЛӘР
КЕРЕШ Элементның периодик системада урнашуына карап, аның атом төзе¬ лешен, гади матдәсенең үзлекләрен, элемент хасил итә торган оксидлар һәм гидроксидларның составларын һәм үзлекләрен тулы итеп тасвирлап бирергә мөмкин. Периодик системаның икенче периодында үзенә бер төрле элемент бар, ул — углерод. Бу элемент 4 миллионнан артыграк матдәләр барлыкка китерә. Бу кушылмаларның саны барлык башка химик элементлар хасил иткән матдәләрнең гомуми саныннан (300 мең чамасы) күп тапкырлар артыграк. Углерод кушылмаларының күпчеле¬ генең составын һәм үзлекләрен аның периодик системада тоткан урыны¬ на турыдан-туры бәйләп күзалларга мөмкин түгел. Ни өчен соң углерод шулкадәр күп кушылмалар барлыкка китерә? Сез бу сорауга җавапны шул матдәләр арасыннан аеруча әһәмиятлеләрен өйрәнгәч табарсыз. Бу элемент барлыкка китергән матдәләр безнең тормышыбызда гаять зур әһәмияткә ия. Алар барлык үсемлек һәм хайван организмнарында, димәк, без тукла¬ на торган азык (икмәк, ит, яшелчәләр һ. б.) составында булалар, кием тегү өчен материал булып хезмәт итәләр, төрле ягулыклар барлыкка китерәләр, дарулар, буягычлар, ашлыкларны корткычлардан саклау чаралары һ. б. сыйфатында кулланылалар. Составларына углерод кергән матдәләрне органик матдәләр дип атый¬ лар; барлык башка химик элементлар барлыкка китерә торган матдәләрне неорганик матдәләр дип атыйлар. Органик кушылмалар составына, угле¬ род белән беррәттән, еш кына водород, кислород һәм азот керә, ә инде күкерт, фосфор, галогеннар һәм башка элементлар сирәгрәк очрый. ; — — . = — = — ФАКТЛАР XIX гасыр урталарына кадәр химиклар органик матдәләр «тереклек көче» тәэси¬ рендә бары тик тере организмнарда гына барлыкка килә дип уйлаганнар. Органик һәм неорганик матдәләр арасында кискен чик юк. Әйтик, углеродның оксидлары CO2 һәм CO, карбонат кислотасы H2CO3, аның тозлары, мәсәлән, Na2CO3, CaCO3 үзләрендә углерод булуга карап, органик матдәләр булып исәпләнергә тиеш булсалар да, үзлекләре ягыннан шун¬ дый ук типтагы неорганик матдәләргә (оксидларга, кислоталарга, тоз¬ ларга) якынрак торалар һәм алар белән бергә өйрәнеләләр. 109
«Органик матдәләр» терминын фәнгә 1807 елда швед химигы Й. Я. Бер¬ целиус керткән. Ул вакытта бу терминны фәкать тере организмнардан алынган матдәләргә карата гына кулланганнар. Химия фәненең үсеше белән органик матдәләрне табигый чыганаклардан гына алып калмыйча, ә бәлки башка матдәләрдән аларны химик ысуллар белән эшкәртеп табу мөмкинлекләре дә ачыла. Хәзерге вакытта, шул рәвешчә, табигатьтә бул¬ маган гаять күп матдәләр: төрле-төрле пластмассалар, синтетик сүсләр, дарулар, шартлаучан матдәләр, буяулар, җилемнәр, каучуклар һ. б. табыла. «Органик матдәләр» терминының башлангыч мәгънәсе инде күптән шактый киңәйде. Хәзер бу термин тере организмнар составына керә торган матдәләрне генә түгел, ә шулай ук организмнарга һич кенә дә катнашы булмаган матдәләрне дә үз эченә ала. Әмма тарихи яктан урнаш¬ кан буларак, составына углерод кергән бик күп матдәләргә карата да бу термин кулланыла. Органик матдәләрне өйрәнә торган фәнне органик химия дип атыйлар. Органик матдәләрнең үз классификациясе бар, һәм бу аларны өйрәнү мөмкинлеген җиңеләйтә. Әйтик, бары тик ике генә химик элементтан — углеродтан һәм водородтан торган гаять күп матдәләр билгеле. Аларны углеводородлар дигән гомуми исем белән атыйлар һәм, төзелешләренә карап, төрле классларга: чикле, чиксез, ароматик углеводородларга бүләләр. Әгәр органик матдәләр составына углерод һәм водородтан тыш кисло¬ род та керсә, мондый кушылмаларны кислородлы органик матдәләр дип атыйлар. Үз чиратында аларны да төрле классларга бүләләр: спиртлар, альдегидлар, карбон кислоталары һ. б. Азотлы органик кушылмаларның да класслары билгеле, мәсәлән, аминнар, аминокислоталар һ. б.
ЧИКЛЕ УГЛЕВОДОРОДЛАР Сез органик матдәләр белән танышуны сос¬ тавлары буенча чагыштырмача иң гади булган- нарыннан — чикле углеводородлар дип аталган матдәләр классыннан башларсыз. Бу классның ни өчен шулай аталуын сез аларның төзелеше һәм үзлекләре белән таныш¬ каннан соң аңларсыз. Өйрәнүне чикле углево¬ дородларның иң гадие — метаннан башларбыз.
§ 19. МЕТАН. МЕТАН РӘТЕНДӘГЕ УГЛЕВОДОРОДЛАР 39 нчы рәсем. Сазлык төбеннән метан күтәрелү Илебезнең күп кенә шәһәрләрендә һәм торак пунктларында газсыман ягулык итеп кулланыла торган табигый газны хәзер кем генә белми икән? Бу газның төп өлешен (90 % тан артыграк) метан тәшкил итә. Аның молекуляр формуласы CH4 һәм ул углеродның химик элементларның периодик системасындагы IV төркемдә тоткан урынына туры килә: IV төр¬ кем неметалларының очучан водородлы кушылмаларына RH4 гомуми формуласы туры килә. Көнкүреш газының төп компоненты — метан — төссез, иссез газ*. Аның һавадан ике тапкыр чамасы җиңелрәк булуын да әйтергә кирәк. Метан табигый газ составында гына очрамый. Сезнең бәлки сазланган сулык¬ лар өстенә газ куыклары күтәрелүен күр¬ гәнегез бардыр, бигрәк тә саз төбендәге ләмне таяк белән актарганда (39 нчы рә¬ сем). Бу — метан газы, ул сазлык төбен¬ дәге үсемлек калдыклары таркалганда барлыкка килә. Ташкүмер катламнарындагы процесс¬ лар нәтиҗәсендә дә метан барлыкка килә, шуңа күрә аны ташкүмер шахталарында да очратырга мөмкин. Метан белән һава¬ ның катнашмасы шартлаучан булганлык¬ тан, шахталарда һаваның составын махсус приборлар — газ анализаторлары ярдәмен¬ дә җентекләп тикшерәләр, һәм зур егәр¬ лекле вентиляторлар һаваны өзлексез җилләтеп торалар. Шуңа да кара¬ мастан кайвакыт шахталарда метан шартлау очраклары була, күпләгән кешеләрнең гомерләре өзелә. Табигый газда метан белән беррәттән башка составлы углеводородлар да (шактый кимрәк микъдарларда), мәсәлән C2H6, C3H8, C4H10 була. Нефть составында да төрле молекуляр массалы углеводородлар күп. * Сезнең, мөгаен, өйдә көнкүреш газының сасы исен сизгәнегез бардыр. Бу ис метанныкы түгел, ә табигый газга махсус өстәлә торган матдәләрнеке. Аларны табигый газга аның тирә-юньгә чыгып тору-тормавын белү өчен кушалар. 112
Алар — барысы да суда эреми торган янучан матдәләр. 11 нче таблицада кайбер чикле углеводородларның составы һәм кайнау температуралары турында мәгълүматлар күрсәтелгән. 11 нче таблица Метан рәтендәге чикле углеводородлар У глеводоро дның исеме Молекуляр формуласы Кайнау температурасы, oC Метан CH4 - 162 Этан C2H6 -89 Пропан C3H8 -42 Бутан C4H10 -0,5 Пентан C5H12 36 Гексан C6H14 69 Гептан C7H16 98 Октан C8H18 126 Нонан C9H20 151 Декан C10H22 174 һ. б. Бу рәтнең беренче дүрт матдәсе гадәттәге шартларда — газлар, алар- дан соң килүчеләре — сыеклыклар. Молекулаларында уналты һәм аннан да күбрәк углерод атомы булган углеводородлар — каты матдәләр (алар таблицада күрсәтелмәгән). Метан рәтендәге беренче дүрт углеводородның гына гадәти шартларда газсы- • ман хәлдә булуы турыңдагы нәтиҗәне нинди мәгълүматларга нигезләнеп ясарга мөмкин? Әгәр сез чикле углеводородларның молекулаларындагы углерод һәм водород атомнары чагыштырмасының закончалыгына төшенсәгез, молекулаларында: а) унбер углерод атомы; б) унөч углерод атомы булган матдәләрнең молекуляр формулаларын төзегез. Рәттәге һәр углеводород үзеннән алда килгәненнән молекулаларының составында CH2 атомнар төркеме артыграк булуы белән аерылып торуын күрми калырга мөмкин түгел. Бу закончалык органик матдәләрнең бар¬ лык классларына да хас. 8 Я-314 113
Углеводородларның таблицада китерелгән молекуляр формулаларын күреп, сез, бәлки, аптырап та калгансыздыр. Углеродны без дүрт валентлы элемент буларак беләбез, һәм метанда ул нәкъ шундый валентлык күрсәтә дә. Метан рәтендәге башка углеводородларда да аларның формулалары буенча углеродның валентлыгын билгеләп карагыз әле. Этанда C2H6 углерод өч валентлы кебек, ә калган кушылмаларда валентлык хәтта вакланмалы сан белән күрсәтелә кебек. Элементларның периодик систе¬ масында углеродның тоткан урынына бәйле рәвештә билгеле булган мәгълүматлар белән каршылык туа. Бу каршылыкны органик химиянең теоретик күзаллауларына нигезләнеп кенә хәл итәргә мөмкин. Бу күзал¬ лаулар шулай ук элегрәк туган сорауларга да җавап табарга ярдәм итә, мәсәлән: ни өчен углерод, башка химик элементлардан аермалы буларак, практик карашка чиксез күп сандагы химик кушылмалар хасил итә? Ни өчен алар шулкадәр күптөрле? ШУЛАЙ ИТЕП, метан — чикле углеводородларның составларында углерод һәм водород атомнары булган катлаулы матдәләрнең төркемендәге беренче вәкил. Чикле углеводородларны аларның чагыштырма молекуляр масса¬ лары арту тәртибендә бер рәткә урнаштырганда, һәр матдә үзеннән алдагысыннан CH2 төркеменә аерылып тора. Биремнәр 1. Молекуласында: а) дүрт углерод атомы; б) унике водород атомы булган чикле углеводородның чагыштырма молекуляр массасын исәпләп табыгыз. 113 нче биттәге 11 нче таблицадан файдаланыгыз. 40 нчы рәсем. Лабораториядә метан¬ ны натрий ацетатыннан табу 41 нче рәсем. Лабораториядә метанны алюми¬ ний карбидыннан табу 114
2. Чикле углеводородлар рәтендә молекулада углерод атомнары саны арту белән матдәләрнең физик үзлекләре ничек үзгәрә? Мисаллар белән расланган җавап бирегез. 3. Метанда углеродның һәм водородның масса өлешләрен исәпләп табыгыз (телдән). 4. 40 нчы рәсемне карагыз. Реактор-пробиркага каты матдәләр катнашмасы: серкә кислотасының тозы — натрий ацетаты CHgCOONa һәм зәһәр натр салын¬ ган. Реакция нәтиҗәсендә метан һәм натрий карбонаты барлыкка килүен белеп, химик реакциянең тигезләмәсен төзегез. Ни өчен метанны авызы аска каратылган пробиркага җыялар? 5. Лабораториядә метанны башка ысул белән дә табарга мөмкин (41 нче рәсем). Химик реакциянең тигезләмәсен языгыз. Промышленностьта куллану өчен метанны бу ысул белән табу максатка ярашлымы? Ни өчен? Табигый матдәләрне лабораториядә ни өчен табалар? §20. ЧИКЛЕ УГЛЕВОДОРОДЛАРНЫҢ ХИМИК ТӨЗЕЛЕШЕ. А. М. БУТЛЕРОВ ТЕОРИЯСЕ Александр Михайлович Бутлеров (1828—1886) Казан, Петербург университетлары профессоры, акаде¬ мик. Ул химик төзелеш теориясен иҗат итә һәм шуның белән хәзерге заман органик химиясенә нигез сала. Бу тео¬ риягә таянып, күп кенә яңа, элек билгеле булмаган кушылма¬ лар турында алдан әйтә һәм беренче тапкыр аларны синтез юлы белән таба. XIX гасыр урталарында фәндә атомистика турындагы карашлар тара¬ лыш ала. «Атом» һәм «молекула» төшенчәләрен аера башлыйлар. Ләкин күп кенә галимнәр молекулаларның атомнардан ничек төзелүенә әһәмият бирмиләр. Казан университеты профессоры А. М. Бутлеров мөһим теоре¬ тик нәтиҗәләргә килә: 1) молекулаларда атомнар тәртипсез урнашмыйлар, ә валентлык- ларына карап, бер-берсе белән билгеле бер төгәл эзлеклелектә тоташа¬ лар; 2) матдәләрнең үзлекләре аларның составына гына түгел, бәлки атомнарның нинди тәртиптә (эзлеклелектә) тоташуларына да бәйле. 8* 115
Матдәләрнең үзлекләрен билгеләүче, атомнарның молекулаларда тоташу тәртибен А. М. Бутлеров химик төзелеш дип атаган. Шуңа күрә аның тәгълиматын органик кушылмаларның химик төзелеше теориясе дип атыйлар. Башта атомнарның молекулаларда урнашу тәртибе турындагы сорау¬ ны тикшереп узыйк, ә соңрак аның матдәләрнең үзлекләренә нинди йогынты ясавына тукталырбыз. Метан CH4 молекуласында углерод һәм водород атомнарының нинди тәртиптә урнашуын күз алдына китерүе җиңел: H I H-C-H H Этан C2H6 молекуласында углерод атомнары үзара тоташа. Шун¬ лыктан алар бары тик 6 водород атомын гына куша ала: H H I I Н—С—С—H I I H H Этан C2H6 молекуласында углерод шулай ук дүрт валентлы. Пропан C3H8 молекуласында атомнар мондый эзлеклелектә тота¬ шалар: HHH I I I Н—С—С—С—H HHH Бу кушылмада да углеродның дүрт валентлы булуына игътибар итегез. Сезгә билгеле булганча, молекулаларда атомнарның бер-берсе белән тоташу тәртибен чагылдыра торган формулаларны график формулалар яки төзелеш формулалары дип атыйлар. Алар, югарыда күрсәтелгәнчә, тулы яки кыскартылган рәвешләрдә булырга мөмкин: CH3- CH3 CH4- CH9- CH4 O Z O 116
Бутанның һәм пентанның тулы һәм кыскартылган график формулаларын • төзегез (113 нче биттәге 11 нче таблицаны карагыз). Бу матдәләрдә углерод атомнарының валентлыгы нинди? Хәзер элегрәк туган сорауларга җавап бирергә мөмкин (114 нче бит). Углерод кушылмаларының күп төрлелегенең сәбәпләре нидән гыйбарәт? Бу сәбәпләрнең берсе углерод атомнарының бер-берсе белән чылбыр хасил итеп тоташа алуында. Ә бу үзлек башка химик элементларның атомнарына ул кадәр үк хас түгел. Органик кушылмаларда углеродның валентлыгы бозыламы? Юк, алар- да углерод дүрт валентлы. Хәзер, химик төзелеш теориясе буенча, атомнарның молекулаларда тоташу тәртибе матдәләрнең үзлекләренә йогынты ясавын исбат итәргә кирәк. А. М. Бутлеров, углеводородлар молекулаларының төзелешен өйрәнеп, бу матдәләрдә, бутаннан башлап, молекулаларның составы бер үк төрле булса да, атомнарның тоташу тәртибе төрлечә булырга мөмкин дигән нәтиҗәгә килә. Мәсәлән, бутанда C4H10 углерод атомнарының ике төрле тәртиптә — тармаксыз һәм тармакланган чылбыр рәвешендә урнашуы мөмкин (угле¬ род атомнарына номерлар сугылган): -C1-C2-C3-C4- -C1-C2-C3- Беренче очракта һәрбер углерод атомы бер (әгәр ул кырыйда булса) яки ике углерод атомы белән тоташкан; икенче очракта углерод атомна¬ рының берсе берьюлы өч углерод атомы белән тоташкан. Китерелгән формулаларда бер, ике, өч углерод атомы белән тоташкан атом¬ нарны табыгыз. Төзелеш теориясе буенча, составлары бердәй булган молекулаларда атомнарның тоташу тәртибе үзгәрсә, матдә дә үзгәрә. Әгәр бу теория дөрес икән, төзелешләре һәм үзлекләре белән бер-берсеннән аерылып торган ике бутан булырга тиеш. Ул вакытта әле бер генә бутан билгеле булганлыктан, А. М. Бутлеров химик юл белән икенче төрле төзелешле бутанны тапмакчы була. Синтезланган матдәнең составы шундый ук — C4H10, ә үзлекләре, атап әйткәндә кайнау температурасы түбәнрәк булып чыга. Бутаннан аеру өчен, яңа матдәне «изобутан» дип атыйлар (грекча isos — тигез, охшаш): 117
CH4 о CH4-CH9-CH9-CH4 O Zj & O бутан (t - = -0,5 0C) 'кайнау ’ ’ CH4-CH-CH4 O O изобутан (t . =-11,7 °C) 'кайнау ’ '-') Пентанның C5H19 мөмкин булган төзелешләрен тикшереп караганнан соң, А. М. Бутлеров мондый составлы өч төрле углеводород булырга тиеш дигән нәтиҗәгә килә: CH4-CH9-CH9-CH9-CH4 (t .. = 36 0C) 'кайнау ’ CH4 о CH4-CH-CH9-CH4 O Zj O (t - =28 °C) ' кайнау 7 CH4 O CH4-C-CH4 O I O CH4 O (t - = 9,5 °C) 'кайнау ’ 7 Бу матдәләр өчесе дә синтезлана, алар бер-берсеннән физик үзлекләре белән аерылып торалар. Молекуляр формуласы C6H14 булган барлык углеводородларның график фор- • мулаларын төзегез. Бер үк составлы, ләкин төрле үзлекле матдәләрнең булу очраклары химикларга инде күптәннән билгеле. Әмма изомерия дип атала торган бу күренешнең асылына төшенә алмыйлар. Бары тик химик төзелеш теория¬ се генә аны ышандырырлык итеп аңлатып бирде: изомерлар — состав¬ лары бердәй, ләкин химик төзелешләре төрлечә булган матдәләр. Изо¬ мерларның үзлекләре атомнарның молекулалардагы урнашу тәртибенә бәйле. Исәпләүләр күрсәткәнчә, молекулада углерод атомнарының саны арту белән, матдәнең мөмкин булган изомерларының саны да бик тиз арта (12 нче таблица). 118
12 нче таблица Чикле углеводородларның мөмкин булган изомерлары саны Чылбырда углерод атомнарының саны Изомерлар саны 1 — 2 — 3 — 4 2 5 3 6 5 7 9 8 18 10 75 15 4 347 20 366 319 30 4 Ill 846 763 Органик кушылмаларның күп төрлелегенең тагын бер сәбәбе — угле¬ род атомнарының үзара туры чылбырлар гына түгел, ә тармакланган чылбырлар да хасил итеп тоташа алуында. Шуны һәрвакыт истә тотыгыз: матдәнең график формуласы атом¬ нарның һәм атомнар төркемнәренең пространствода ничек урнашуын күрсәтми, ул фәкать аларның молекулада урнашу эзлеклелеген генә ча¬ гылдыра. Шунлыктан, мәсәлән, гексанның график формуласын ничек кенә язсагыз да: туры сызык рәвешендәме Ch4-CH9-CH9-CH9-CH9-CH4 Ozzzzo яки бөгелгән сызык рәвешендәме CH4-CH9-CH9-CH9-CH9 CH9-CH9-CH9-CH9 һ. б„ O Z Z Z I Z I Z Z Z I Z CH4 CH4 CH4 OO O алар барыбер молекулалары тармакланмаган төзелешле булган бер үк матдә — гексанны күрсәтә. 119
Бирелгән график формулаларның кайсылары пентанны, ә кайсылары пентан- • ның изомерларын белдерә: 1) CH4-CH9-CH9-CH9-CH., о о 4) CH4-CH- CH9-CH4 ' о I Zo CH3 CH3 2) CH9-CH9-CH9 z z z I Z CH4 O CH4 I 3 5) CH3-C- CH3 CH3 3) CH2-CH2 CH3 CH9-CH3 6) CH4-CH9-CH9 zO Z I Z CH9 I 2 CH3 Пентанның изомерлары формулаларында башка углерод атомнары белән бер, ике, өч, дүрт химик бәйләнешләре булган углерод атомнарын табыгыз. Чикле углеводородларның молекулаларында углерод чылбырының төзелеше нинди булуга карамастан — тармакланган яки тармакланма¬ ган — углеродның һәр атомы башка углерод атомы (яки башка углерод атомнары) белән бер химик бәйләнеш белән тоташкан булуына игътибар итегез. Углерод атомнарының калган валентлык берәмлекләре (валент- лыклары) тулысынча, ягъни ахыр чиккәчә, водород атомнары белән бәйлә¬ нешләр барлыкка китерүгә сарыф ителгән. Шул сәбәпле углерод атомна¬ рына тагын башка атомнарны китереп кушарга мөмкин түгел. Менә ни өчен бу углеводородларны чикле углеводородлар дип атыйлар. ШУЛАЙ ИТЕП, химик төзелеш теориясе буенча, органик матдәләр¬ нең молекулаларында углерод атомнарының чылбырлары тармакланмаган һәм тармакланган булырга мөмкин. Составлары бердәй, ләкин химик төзелешләре төрлечә булган матдәләрне изомерлар дип атыйлар. Изомерларның үзлекләре төрле. Органик матдәләрнең молекулалары составын гадәти молекуляр формулалар рәвешендә язып күрсәтергә мөмкин. Шул ук матдәләрнең молекулаларында атомнарның тоташу тәртибен тулы яки кыскартылган график формулалар рәве¬ шендә язып күрсәтәләр. Чикле углеводородларда углеродның валентлыгы IV кә тигез. 120
Биремнәр 1. Органик матдәләрнең химик төзелеше теориясенең асылы нидән гыйбарәт? Молекулаларда атомнарның тоташу тәртибен ничек аңлавыгызны мисалларда раслагыз. 2. а) Сероводород; б) углерод (IV) оксиды; в) сульфат кислотасы молекулала¬ рындагы атомнарның тоташу тәртибен график формулалар рәвешендә язып күрсәтегез. 3. Химик төзелеш теориясенең матдәләрнең үзлекләре аларның төзелешенә бәйле булуы турындагы положениесен мисалларда аңлатып бирегез. 4. Матдәләрнең түбәндә бирелгән: а) тулы; б) кыскартылган график формула¬ ларын углерод атомнарының саны арту тәртибендә дәфтәрегезгә күчереп язы¬ гыз. 113 нче биттәге 11 нче таблицадан файдаланып, матдәләрнең исемнәрен атагыз: CH. CH,— CH4 CH4- CH9- СН„— CH4 CoHfi 4 OO OZZO Zv CH3- CH2- CH2- CH2-CH2-CH3 CH3— CH2— CH3 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 CH3- CH2- CH2- CH2- CH3 Illll I Illlll Н—С—С—С—С—С—H H-C-H Н—С—С—С—С—С—С—H HHHHH H HHHHHH Illl Il Ill н—с—С—С—С—H Н—С—С—H H-C-C-C —H HHHH HH HHH 5. Кыскартылган график формула буенча матдәнең чикле углеводородлар классы¬ на керү-кермәвен белеп буламы? 6. Тармакланмаган төзелешле гептанның ике изомерын график формулалар яр¬ дәмендә язып күрсәтегез. 7. Пентан һәм аның барлык изомерларының сыйфат һәм микъдар составлары бер¬ дәйме яки юкмы? Молекулаларның сыйфат һәм микъдар составларын анализ¬ лап, изомерларны ничек аңлавыгызны бәян итеп языгыз. 121
§ ЧИКЛЕ УГЛЕВОДОРОДЛАР МОЛЕКУЛАЛАРЫНЫҢ ЭЛЕКТРОНЛЫ ЬӘМ HPOCTPAHCTBOJIbI ТӨЗЕЛЕШЕ Белгәнегезчә, химик бәйләнешләр валентлык электроннары исәбенә барлыкка килә. Углеводородларның молекулаларында электроннар ничек итеп бәйләнешләр барлыкка китерә соң? Метан молекуласының төзелеше белән танышыйк. Углерод та, во¬ дород та неметалл булганлыктан, бу атомнарның электроннар сүрүләре өлешчә аралашканда валентлык электроннары тулысынча бер атомнан икенчесенә күчмиләр, ә уртак пар электроннар барлыкка китерәләр; кова- лент бәйләнеш барлыкка килә. Аны электронлы формулада — ике нокта белән, ә график формулада сызыкча белән билгелиләр: H H : C : H H H H-C-H H Нәтиҗәдә һәр атомның тышкы электроннар катлавы тәмамлана: углерод атомында — сигез электрон, водород атомнарында икешәр элект¬ рон була. Молекула тотрыклы. Башка углеводородларның молекулаларында, C—H бәйләнешләреннән тыш, C—C бәйләнешләре дә була. Углерод атомнары арасындагы бәйлә¬ нешләр дә, әлбәттә, ковалент бәйләнешләр, алар янәшәдәге углерод атом¬ нарының электроннары парлашуы нәтиҗәсендә барлыкка киләләр. Мисал итеп бутанның электронлы формуласын китерик: HHHH H : C : C : C : C : H HHHH Бу молекулада да һәр атомның тышкы электроннар катлавы тәмам¬ ланган. График һәм электронлы формулалар нигезендә углеводородларның молекулаларында атомнар, кәгазьдә сурәтләнгәнчә, бер яссылыкта урнаш¬ кан булып күз алдына килергә мөмкин. Чынбарлыкта молекулалар яссы төзелешле түгел, аларга күләмле төзелеш хас. 122
Тагын бер кат метан молекуласының төзелешенә әйләнеп кайтыйк. Углерод атомы белән тоташкан водород атомнарының электрон болыт¬ лары бер-берсеннән мөмкин кадәр ераграк этеләләр. Шуңа күрә водород атомнары тетраэдрның (дөрес өчпочмаклы пирамиданың) түбәләрендә урнашалар, ә аның үзәгендә углерод атомы була (42 нче рәсем, a). C—H бәйләнешләре, метанның яссы график формуласына карап уйлаганча туры почмак ясамыйлар, ә чама белән 109° лы почмак ясап урнашалар. Углерод атомының химик бәйләнешләре тетраэдрик юнәлешләрдә булуы атомнар арасындагы бәйләнешләрне хасил иткән дүрт пар электрон¬ нарның үзара этелүе белән дә аңлатыла, алар бер үк исемдә корылган, шуңа күрә бер-берсеннән мөмкин кадәр ераграк урнашырга омтылалар. Моңа химик бәйләнешләр тетраэдрның үзәге булып торган углерод ато¬ мыннан шул тетраэдрның түбәләренә, ягъни бер-берсенә ~ 109° почмак ясап юнәлгән очракта ирешелә. Молекулаларның пространстволы төзе¬ лешен еш кына модельләр рәвешендә күрсәтәләр (42 нче рәсем, б, в). 42 нче рәсем. Метан молекуласының тетраэдрик төзелеше: а — тетраэдр — дөрес өчпочмаклы пирамида; б — метан молекуласының шарлы-таякчыклы моделе. Углерод һәм водород атомнары — шарчыклар ярдәмендә, ә алар арасындагы химик бәйләнешләр таякчыклар рәвешендә сурәтләнгән. Мондый модель атомнарның тоташу эзлеклелеген ачык күз алдына китерә, ләкин ул молекуланың чагыштырмача зурлыгын һәм аның тышкы формасын чагылдырмый. Чынлыкта молекулада атомнар бер-берсенә орынып торалар, чөнки электроннарның болытлары аралашалар бит; в — метан молекуласы¬ ның масштаблы моделе. Атомнар, аларның зурлыкларын исәпкә алып, билгеле бер масштабта күрсәтелгәннәр; бу модель атомнарның чагыштырмача зурлыкларын чагыл¬ дыра. Электрик көчләр тәэсирендә атомнарның электрон болытларының формалары үзгәрә 123
43—45 нче рәсемнәрдә этан, пропан һәм бутан молекулаларының модельләре күрсәтелгән. Пропаннан башлап, чикле углеводородларның молекулаларында углерод атомнары, без формулада язганча, туры сызык буенча түгел, бәлки сынык сызык ясап урнашуына игътибар итегез. Мо¬ ның шулай булуына сез углерод чылбырының моделен ясап ышана аласыз. 43 нче рәсем. Этан молекуласының модельләре: а — шарлы-таякчыклы модель; б — масштаблы модель 44 нче рәсем. Пропан молекуласының мо¬ дельләре: а — шарлы-таякчыклы модель; б — масштаблы модель 45 нче рәсем. Бутан молекуласының мо¬ дельләре: а — шарлы-таякчыклы модель; б — масштаблы модель 124
7 нче лаборатор тәҗрибә Модель җыю өчен пластилиннан 2—3 см диаметрлы дүрт шарчык ясагыз, алар углерод атомнарын сурәтләр. Бу шарчыклар өслегендә бер-берсеннән бертигез ераклыкта итеп дүрт төртке ясагыз. Алар химик бәйләнешләрнең ясалу мөмкинлеге булган урыннарны аңлатыр. Зур булмаган таякчык (шырпы) ярдәмендә ике «углерод атомын» тоташ¬ тырыгыз. Табигый ки, әлегә бернинди сынык сызык юк. Тоташтырылган «атомнарның» берсенә, бәйләнешләрнең алдан билгеләп куелган урыннарының кайсын да булса файдаланып, өченче «углерод» шарчыгын өстәп тоташтырыгыз. Сез углерод чылбырының сынык сызык рәвешен ала башлавын күрерсез. Шул рәвешчә, өченче шарчыкка дүртенче «углерод» шарчыгын өстәп тоташтырсак, чылбырның сынык сызыклы төзелеше тагын да ачыграк күренер. Углеводородлар молекулаларының сынык сызык рәвешендәге төзе¬ леше углерод атомнарының химик бәйләнешләре тетраэдрик юнәлештә урнашу белән аңлатыла. ШУЛАЙ ИТЕП, чикле углеводородларның молекулаларында углерод һәм водород атомнары билгеле бер эзлеклелектә тоташалар (углеводородларның химик төзелеше). C—C һәм C—H бәйләнешләре — ковалент бәйләнешләр, алар углерод һәм водород атомнарының валентлык электроннары парлашуы исәбенә хасил булганнар (углеводородларның электронлы төзелеше). Чикле углеводород¬ ларның молекулаларында химик бәйләнешләр тетраэдрик юнәлештә урнашалар (углеводородларның пространстволы төзелеше). Углеводородларның төрле форму¬ лалары белән эш иткәндә, һәрбер формуланың молекула төзелешендәге нинди дә булса бер үзенчәлекне чагылдыруын онытмаска кирәк. Биремнәр 1. Метан молекуласы ни өчен тетраэдр формасында төзелүен аңлатып бирегез. 2. Түбәндәге формулалар белән ничә матдә күрсәтелгән: a) CH4-CH-CH9-CH, z O I Z «э CH, в) CH4-CH9-CH9-CH, 'O Z Z о б) CH4-CH9-CH-CH, '6 Z I о CH3 г) CH4-CH-CH4 ' O I O CH3 3. Пентанның барлык изомерларының электронлы формулаларын төзегез. 4. Чикле углеводородларның молекулаларында углерод атомнарының чылбыры ни өчен сынык сызык рәвешендә булуын аңлатыгыз. 125
46 нчы рәсем. Чикле углеводородлар моле¬ кулаларының масштаблы модельләре 47 иче рәсем. Чикле углеводородлар мо лекулаларының шарлы-таякчыклы мо дельләре 5. Матдәләрнең график формулалары буенча ал арның электронлы формулаларын төзегез: CH4 I 3 CH3-C-CH3 CH3-CH-CH3 Снз CH3 6. Молекулаларының модельләре 46 нчы рәсемдә сурәтләнгән углеводородларның график формулаларын төзегез. 7. 47 нче рәсемдә ике изомерның модельләре сурәтләнгән дигән фикер белән сез килешәсезме? Җавапны аңлатып бирегез. ЧИКЛЕ УГЛЕВОДОРОДЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ ЬӘМ АЛАРНЫ КУЛЛАНУ Чикле углеводородлар табигый газ һәм нефть составында булалар. Нефть — углеводородларның катлаулы катнашмасыннан торучы, ачык көрән — карасу коңгырт төстәге майсыман сыеклык. Эшкәртү процессын¬ да аны берничә фракциягә — бензинга, керосинга һ. б. аералар. Молекула¬ ларында 5—11 углерод атомнары булган углеводородлар — бензин, состав¬ ларында 12—18 углерод атомнары булган углеводородлар катнашмасы — керосин; тагын да авыррак углеводородлар дизель ягулыгын хасил итәләр. Составлары белән аерылып торучы бу нефть продуктлары кайнау темпе¬ ратуралары белән дә аерылалар. 126
48 нче рәсем. Әһәмиятле нефть продуктларын җитештерү: а — производствоның гомуми схемасы; б — ректификация колоннасының төзелеше 48 нче рәсем нефтьтән төрле нефть продуктларын табу белән таныштыра. Нефтьне тәшкил итүче углеводородлар төрле температураларда кайный, нефтьне фракциягә аеру нәкъ менә шуңа нигезләнгән (48 нче рәсем, а). Труба буйлап килеп торучы нефтьне трубасыман мичтә янып торган мазут яки газ ялкынында 350 0C ка кадәр җылыталар. Барлыкка килүче газсыман һәм сыек матдәләр катнашмасын ректификация колонна¬ сына җибәрәләр. Колонна эчендә бик күп тишемле берничә дистә бүлгеләр — тәлинкә¬ ләр бар (48 нче рәсем, б). Газсыман матдәләр өскә күтәрелгән саен куералар һәм, кайнау температураларына бәйле рәвештә, теге яки бу тәлинкәләрдә сыеклыкка әвереләләр. Артык очучан булмаган углеводородлар, астагы тәлинкәләрдә үк куерып, дизель ягу¬ лыгын барлыкка китерәләр. Тагын да очучанрак углеводородлар өскә юнәләләр; сыек халәткә күчеп, алар керосин фракциясен тәшкил итәләр. Аеруча очучан углеводород¬ лар, колоннадан пар хәлендә чыгып, бензин хасил итәләр. Колоннага кергән нефтьнең сыек өлеше, тәлинкәләрдән аска агып төшеп, чагыштырмача авыр углеводородлар катнашмасы — мазут рәвешендә җыела. Аны түбән басым шартларында өстәмә рәвештә кудырып, төрле майлагыч материаллар табалар. 127
Бензин автомашиналар һәм карбюраторлы двигательләр куелган очкычлар өчен ягулык итеп файдаланыла, ул шулай ук майларны, кау¬ чукны эретүче итеп, тукымаларны һ. б. чистарту өчен кулланыла. Керо¬ син — очкычларның реактив двигательләре өчен ягулык. Дизель ягулы¬ гын тракторларның, авыр йөк ташу машиналарының, зур булмаган судно¬ ларның дизель двигателен эшләтү өчен кулланалар. Каты углеводородлар катнашмасы парафин буларак билгеле, аннан шәмнәр ясыйлар; сыек һәм каты углеводородлар катнашмасы — вазелин, ул техникада майлагыч материал итеп кулланыла. Сез чикле углеводородларның уртак билгеләре (охшаш төзелеш, сос¬ тавларының закончалыклы үзгәрүе, физик үзлекләре) булуын беләсез. Чикле углеводородларның химик үзлекләре дә охшаш. Аларның берсе сезгә билгеле инде. Барлык чикле углеводородлар — янучан матдәләр. Нәкъ менә шуңа күрә табигый газның состав өлеше булган метан ягулык итеп файдаланыла: CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O + Q Бу реакция нәтиҗәсендә углерод (IV) оксиды һәм су барлыкка килүен исбатларга мөмкин. Янып торган газ өстендә төбе өскә әйләндерелгән савытны бераз тотып торганда, аның эчке стеналарында су тамчылары күренер. Аннары бу савытка салган известьле су, кальций карбонаты барлыкка килгәнлектән, болганчыкланыр. Бу исә яну продуктларының берсе углекислый газ булуын раслый: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 i + H2O Иярчен нефть газыннан аерып табыла торган пропан һәм бутан сые¬ гайтылган хәлдә көнкүрештә һәм автомобильләр өчен (йөк ташу машина¬ сының кузов борты астындагы кызыл баллоннарда) ягулык итеп кулла¬ ныла: C4H8 + 5 O9 = 3 CO9 + 4 H9O + Q Нефтьтән табыла торган бензинның, керосин һәм дизель ягулыгының ягулык итеп кулланылуын һәркем белә. Чикле углеводородларга галогеннар — хлор һәм бром белән реак¬ цияләр хас. Әгәр хлор белән метан катнашмасы тутырылган ябык пыяла цилиндрны, кояш нурлары туры төшмәслек итеп, яктыга куйсак, метан белән тәэсир итешүе нәтиҗәсендә, хлорның саргылт яшел төсе әкренләп 128
кимүе сизелер (кояш нуры төшкәндә шартлау булырга мөмкин). Реакция башта болай бара: H-C-H + Cl-Cl -> H-C-Cl + HCl H H хлорметан Органик химиядә мондый химик реакцияләрне алмаштыру реакция¬ ләре дип атыйлар. Хлор атомы метан молекуласындагы бер водород ато¬ мын алмаштырды. Нәтиҗәдә ике катлаулы матдә: хлорметан һәм хлоро¬ водород барлыкка килде (49 нчы рәсем). 49 нчы рәсем. Метанны хлорлау реакциясен масштаблы модельләр ярдәмендә сурәтләү Неорганик һәм органик химиядә алмаштыру реакцияләре нәрсә белән аеры- • лып торалар? Хлорметан молекуласындагы башка водород атомнары да шул рәвеш¬ чә үк алмаштырыла алалар һәм бу вакытта метанның төрле хлорлы кушылмалары барлыкка килә: H-C-Cl Cl дихлорметан H-C-Cl Cl трихлорметан Cl-C-Cl Cl тетрахлорметан 9 Я-314 129
Метанның хлорметанга әверелү реакциясенең тигезләмәсен язганча, хлорме- • танның дихлорметанга һәм дихлорметанның трихлорметанга әверелү реак¬ цияләренең тигезләмәләрен языгыз. Органик матдәләрнең формулаларын график рәвештә күрсәтегез. Углеводородларның кайбер галогенлы кушылмаларының практик яктан әһәмиятенә тукталып китик. Тетрахлорметан CCl4 — метанны тулысынча хлорлаштыру продук¬ ты — янмый торган матдә, органик матдәләрне яхшы эретүче сыеклык. Сезнең, бәлки, фреоннар (хладоннар — суыткыч матдәләр) турында ишеткәнегез бардыр. Алар фторхлоруглеродлардан, ягъни углеводород¬ лардагы водород атомнарын фтор һәм хлор атомнарына алмаштырудан барлыкка килгән продуктлардан гыйбарәт. Мәсәлән, фреоннарның бер¬ сен — CF2Cl2 суыткычларда суыткыч матдә буларак кулланалар, чөнки ул зур булмаган басым астында да бик җиңел сыек хәлгә күчә, һәм, яңадан парга әйләнгәндә, күп җылылык йота, өстәвенә ул әле янмаучан да. Мон¬ нан тыш, фреоннарны төрле сыеклыкларны, мәсәлән: лаклар, буяуларны, бөҗәкләр, авыл хуҗалыгы корткычлары белән көрәшү чараларын сиптерү (пульверизацияләү) өчен кулланалар. Әмма фреоннарның атмосфераның озон катлавын таркатуы ачыкланды. Ә озон катлавы кешеләрне Кояшның кирәгеннән артык ультрамиләүшә нурланышы тәэсиреннән саклый. Шуңа күрә хәзерге вакытта фреоннарны алыштырырлык матдәләр табу буенча эзләнүләр алып барыла. Неорганик матдәләрнең химик үзлекләрен өйрәнгәндә, гадәттә, алар- ның кислоталарга һәм селтеләргә карата үзлекләрен ачыклыйлар. Әгәр бу матдәләрнең эремәләре салынган пробиркаларга парафин кисәкләре тө¬ шерсәк яки бераз гексан өстәсәк, химик реакция билгеләре сизелмәс. Гадәттәге шартларда бу реагентлар чикле углеводородларга тәэсир ит¬ миләр. ФАКТЛАР Чикле углеводородларны башкача парафиннар дип атыйлар. «Парафин» термины «аз охшаган» мәгънәсенә ия. Дөрестән дә, чикле углеводородлар химик яктан шактый инерт. Ч . . Алга таба органик матдәләрнең үзлекләрен өйрәнгәндә, сезгә аларның бромлы суга (бромның судагы сары төстәге эремәсе) карата мөнәсәбәтен күп тапкырлар тикшерергә туры киләчәк. Аннары шундый тәҗрибә¬ 130
ләрнең нәтиҗәләрен чагыштыру мөмкинлеге булсын өчен, чикле углеводо¬ родларның бромлы су белән үзара тәэсир итешмәүләрен әйтеп үтик. Йомгак ясап, чикле углеводородларның химик яктан шактый тотрыклы матдәләр булулары турында әйтергә мөмкин. ШУЛАЙ ИТЕП, чикле углеводородларның табигый чыганаклары булып табигый газ һәм нефть тора. Нефтьне эшкәртеп, бензин, керосин, дизель ягулыгы һ. б. табалар. Чикле углеводородлар гадәти шартларда кислород һәм галогеннар белән үзара тәэсир итешәләр. Углеводородларның януы нәтиҗәсендә, углекислый газ — углерод (IV) оксиды һәм су хасил була. Галогеннар чикле углеводородлар белән тәэсир итешкәндә, бу матдәләрнең галогенлы кушылмалары барлыкка килә. Чикле углеводородларның галогеннар белән химик реакцияләрен органик хи¬ миядә алмаштыру реакцияләре дип атыйлар. Биремнәр 1. Яну реакциясеннән файдаланып, метанны водородтан ничек аерып белергә? 2. Төрле матдәләрнең судагы эремәләре салынган пробиркаларга (50 нче рәсем) парафин кисәкләре төшерелгән. Аларның үзара химик тәэсир итешүе мөм¬ кинлеге турында нинди фаразлар әйтә аласыз? 3. Бром метанга хлор кебек үк тәэсир итә. Метаннан бромметан һәм бромме- таннан дибромметан хасил булу реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. Әгәр: а) 0,15 моль бромметан; б) 17,4 г дибромметан барлыкка килсә, реакциягә кергән бромның массасын исәпләп табыгыз. 4. 0,6 моль хлорны һәм 15,68 л (н. ш.) этанны катнаштырулары билгеле булса, барлыкка килгән хлорэтанның массасын табыгыз. 50 нче рәсем. Парафинның химик үзлекләрен тикшерү 9* 131
5. Этанны хлорлаштыру нәтиҗәсендә табылган матдәләрнең молекулаларының модельләре 51 нче рәсемдә сурәтләнгән. Бу матдәләрнең исемнәрен атагыз, аларның график формулаларын языгыз. 51 нче рәсем. Этанның хлорлы кушылмалары молекулаларының модельләре 52 нче рәсем. Биогаз табу схемасы. Махсус генераторларда хайван һәм үсемлек кал¬ дыклары черегәндә биогаз хасил була. Табигый газ кебек, ул башлыча метаннан тора. Калдыкларны биогазга эшкәртүдән калган продуктны ашлама итеп кулланырга мөмкин 132
6. 52 нче һәм 53 нче рәсемнәрне карагыз, аларга бирелгән кыскача аңлатмалар белән танышыгыз. Сез телевизион тапшырулар карыйсыз, радио тыңлыйсыз, газета-журналлар укыйсыз. Бу рәсемнәр белән бәйле нинди дә булса мәгълү¬ матларны искә төшерергә тырышып карагыз. 53 нче рәсем. Автомобильдән чыккан газларны үзгәрткеч. Углеводородлар бензин составында булалар һәм углерод оксидлары белән бергә автомобиль двигателе эшлә¬ гәндә хасил була торган газлар составына керәләр. Һаваның бу газлар белән пычра¬ нуын киметү өчен махсус үзгәрткеч кулланырга мөмкин §«3. ЦИКЛИК УГЛЕВОДОРОДЛАР Углерод атомнары бер-берсе белән циклик төзелешле молекулалар хасил итеп тоташа алалар: Н2С CH2 \ / H2C CH2 циклопентан CH2 H2C CH2 H2C CH2 CH2^ циклогексан 133
54 иче рәсем. Циклик углеводородлар молекулаларының модельләре: а — циклопентан молекуласының шарлы-таякчыклы моделе; б — циклогексан молекуласының масштаб¬ лы моделе (барлык водород атомнары да күренми) Бу молекулаларның модельләре 54 нче рәсемдә күрсәтелгән. Мондый циклик структураларның углеводород чылбырлары рәвешен¬ дәге ян тармаклары да булырга мөмкин: CH2 H2C CH-CH3 \ / H2C — CH2 /CH2^ H9C CH-CH9-CHo Zj I ZO H2C CH2 ^CH2 метилциклопентан этилциклогексан Мондый кушылмаларның исемнәрен ничек төзергә икәнлеген аңла¬ тып китик. Углеводородларның бер яки берничә водород атомы җитмәгән кал¬ дыкларын радикаллар дип атыйлар. Чикле углеводородның молекула¬ сыннан бер водород атомы аерылганда бер валентлы радикаллар хасил була. Аларны үзләренә тиңдәш углеводородның исемендәге -ан кушым¬ часын -ил кушымчасына үзгәртеп атыйлар:—CH3 — метил;—C2H5 — этил;—C3H7 — пропил һ. б. Матдәнең исеме ян радикалларның һәм молекуланың циклик өлешенең исемнәреннән ясала. 134
Циклик төзелешле углеводородлар күп кенә яклары белән элегрәк өйрәнелгән чикле углеводородларга охшаган: алар янучан, водород атом¬ нары галоген атомнарына алмаштырыла ала. Циклик углеводородлар, чикле углеводородлар кебек үк, нефтьнең состав өлеше булып торалар, мәсәлән Баку нефте аларга бай. Башка нефть продуктлары кебек, циклик углеводородларны да ягулык итеп һәм химик чимал буларак кулланалар. ШУЛАЙ ИТЕП, углерод атомнары сызыкча яки тармакланган молеку¬ лалар гына түгел, ә циклик молекулалар да хасил итә алалар. Циклик углеводо¬ родларның табигый чыганагы булып нефть хезмәт итә. Химик үзлекләре буенча циклик углеводородлар чикле углеводородларга якын: аларга шулай ук яну һәм галогеннар белән үзара тәэсир итешү (алмаштыру реакциясе) химик реакция¬ ләре хас. Биремнәр 1. Циклопентанны пентанның изомеры дип исәпләргә мөмкинме? Җавапны аңлатыгыз. Пентанда һәм циклопентанда углеродның масса өлешләрен исәпләп табыгыз. 2. Химик реакцияләрнең тигезләмәләре буенча исәпләүләр башкармыйча гына, 1 моль пентан һәм 1 моль циклопентан тулысынча янганда барлыкка килүче суның матдә микъдарын билгеләгез. 3. Циклогексанның электронлы формуласын төзегез. 4. Молекулаларында өч һәм дүрт углерод атомы булган циклик углеводородлар — циклопропан һәм циклобутан бар. Аңлашыла ки, аларның молекулаларында углерод атомнары бәйләнешләре арасындагы почмак 109° тан кимрәк. Мондый углеводородлар циклопентанга һәм циклогексанга караганда тотрыксызрак. Бу фактны аңлатып бирегез. 5. а) Циклопентанның тулысынча яну; б) циклопентаннан хлорциклопентан табу реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. 6. 1 моль циклопентандагы водород атомнарын тулысынча алмаштыру өчен нинди күләмдә (н. ш.) хлор кирәк булыр? 3 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Органик химиянең теоретик нигезен А. М. Бутлеров иҗат иткән органик кушылмаларның химик төзелеше теориясе тәшкил итә. Бу теория буенча, матдә¬ ләрнең үзлекләре аларның молекулалары составына нинди химик элементлар¬ ның атомнары керүенә һәм аларның күпмешәр булуына гына түгел, бәлки бу атомнарның молекулаларда нинди эзлеклелектә (тәртиптә) тоташуларына да бәйле. Атомнарның молекулада тоташу тәртибен А. М. Бутлеров химик төзелеш 135
дип атаган. Матдәләрнең химик төзелешен график формулалар белән сурәт¬ лиләр — тулы формулалар белән молекулалардагы барлык атомнар арасындагы бәйләнешләрне һәм кыскартылган формулаларда сызыкчалар белән бары тик углерод атомнары арасындагы бәйләнешләрне генә күрсәтәләр. Чикле углеводородларда углерод һәм водород атомнары ковалент химик бәйләнешләр ярдәмендә тоташканнар. Электроннар болытлары өлешчә арала¬ шудан барлыкка килгән бу бәйләнешләрне кушылучы атомнар хасил иткән пар электроннар билгели. Химик бәйләнешнең уртак пар электроннарын электронлы формулаларда химик элементларның символлары арасында ике нокта белән күрсәтәләр. Чикле углеводородларның молекулалары водород атомнары белән тоташкан углерод атомнарының туры һәм тармакланган чылбырлары рәвешендә төзел¬ гәннәр. Метан чыгарма булып тора, аның молекуласында бер генә углерод атомы бар. Циклик төзелешле углеводородлар бар. Иң гади чикле углеводородның — метанның молекуласы үзәгендә углерод атомы, ә түбәләрендә дүрт водород атомы булган тетраэдр формасына ия. Башка чикле углеводородларның молекулаларында углерод атомнарының химик бәйлә¬ нешләре шулай ук тетраэдрик юнәлешле булалар. Чикле углеводородларга изомерия күренеше — молекулаларының составы бердәй (бер үк молекуляр формула), ләкин төзелеше төрлечә булган һәм шуңа КҮРӘ үзлекләре бер-берсеннән аерылып торган матдәләр булуы хас. Чикле углеводородларның активлыгы зур түгел. Алар кислоталар һәм сел¬ теләр тәэсиренә тотрыклы; кабызып җибәргәндә яналар; аларга водород атом¬ нарын галогеннар атомнарына (хлорга һәм бромга) алмаштыру реакциясе хас — бу реакция нәтиҗәсендә углеводородларның галогенлы кушылмалары барлыкка килә. Чикле углеводородлар нефть һәм табигый газ составында булалар. Аларны сыек һәм газсыман ягулык (бензин, керосин, янучан газ) сыйфатында, майлагыч материаллар буларак һәм башка матдәләр табу өчен чимал итеп кулланалар.
ЧИКСЕЗ УГЛЕВОДОРОДЛАР Чиксез углеводородлар органик кушылма¬ ларның практик яктан бик мөһим гаять зур классын тәшкил итәләр. Бу класска керә торган матдәләр чикле углеводородларга охшаганнар. Алар шулай ук углерод һәм водород атомна¬ рыннан торалар. Әмма үзлекләре буенча хи¬ миклар чиксез углеводородларны чикле углево¬ дородлардан бик җиңел аерып белә алалар. Чиксез углеводородларның иң гадие — этилен.
§ S4. ЭТИЛЕН, АНЫҢ ТӨЗЕЛЕШЕ. ЭТИЛЕН РӘТЕНДӘГЕ УГЛЕВОДОРОДЛАР Этилен* — һавадан бераз җиңелрәк, бөтенләй иссез диярлек, төссез газ. Метаннан аермалы буларак, ирекле хәлдә табигатьтә очрамый. Этиленның молекуляр формуласы C2H4. Күргәнегезчә, ул, молекула¬ сындагы углерод атомнарының саны буенча аңа туры килүче чикле угле¬ водород этанга C2H6 караганда, водород атомнарына берникадәр ярлырак. Этилен молекуласында углерод атомнарының дүрт валентлы булуы ничек саклана соң? Этилен молекуласының симметрияле булуы ачыкланган, андагы угле¬ род атомнары үзара бер-берсе белән һәм һәр углерод атомы икешәр водо¬ род атомы белән бәйләнгән. Углеродның дүрт валентлы булуы турындагы карашлардан чыгып, мондый төзелешне күз алдына китерергә мөмкин: I I H-C-C-H H H Атомнарның валентлык электроннарын нокталар белән билгеләп, электронлы формуланы яза алабыз: H : C : C : H H H Углерод атомнарының тышкы электроннар катлауларындагы дүр¬ тенче электроннары парлашалар һәм углерод атомнары арасында икенче бәйләнеш хасил итәләр. Хәзер инде этиленның формулаларын болай язарга мөмкин: Hx /H H. .H C=C .С::С. H7 ХН H' H Шулай итеп, этилен молекуласында углерод атомнары элеккечә дүрт валентлы, аларның һәркайсы сигез электронлы тышкы катлауга ия. Уг¬ лерод атомнарын бәйләп торучы электроннарның икенче пары тәэсирендә * Этилен — матдәнең тарихи кереп калган исеме. Аның хәзерге атамасы — этен. 138
бу атомнарның төшләре тагын да бер-берсенә якынаялар: этан молеку¬ ласында углерод атомнарының үзәкләре (төшләре) арасындагы ераклык 0,154 нм, ә этилен молекуласында ул 0,134 нм тәшкил итә. Төшара ераклыкның кыскаруын масштаблы модельдә (55 нче рәсем) углерод атомнарын белдерүче шарчыкларны тагын да ныграк яньчеп күрсә¬ тәләр. Углерод атомнары арасында икеле бәйләнеш булган башка углеводо¬ родлар да бар, мәсәлән, гадәттәге шартларда газсыман матдәләр: пропен CH2 = CH-CH3, бутен CH2 = CH-CH2-CH3. Чикле һәм чиксез углеводородларның исемнәрен һәм составларын чагыштырыгыз (13 нче таблица). 13 нче таблица Этилен рәтендәге углеводородларны метан рәтендәге чикле углеводородлар белән чагыштыру Метан рәтендәге Этилен рәтендәге чикле углеводородлар чиксез углеводородлар Метан CH4 — Этан C2H6 Этен (этилен) C2H4 Пропан C3H8 Пропен C3H6 Бутан C4H10 Бутен C4H8 Пентан C5H12 Пентен C5H10 Гексан C6H14 Гексен C6H12 һ. б. һ. б. 139
Күргәнегезчә, этилен углеводородларының исемнәре үзләренә туры килүче чикле углеводородларның исемнәрендәге -ан кушымчасын -ен* кушымчасына алыштырып ясала. Углеводородларның молекуляр форму¬ лаларын чагыштырганда, сез, һәрбер чиксез углеводород молекуласында үзенә тиңдәш чикле углеводород молекуласындагыга караганда, водород атомнарының икегә кимрәк булуын күрәсез, нәкъ менә шуның исәбенә углерод атомнары арасында икеле бәйләнеш ясала да инде. Чиксез углеводородларның молекулаларында икеле бәйләнеш төрле торышларда булырга мөмкин, мәсәлән: CH4-CH = CH-CH9-CH9-CH4 CH4-CH9-CH = CH-CH2-CH4 O ZZo OZ ZO Бу матдәләр изомерлар булып торалар: аларның составы бердәй (C6H12), ләкин төзелешләре (икеле бәйләнешнең торышы) төрле. a) C3H6; б) C4H8 составлы молекулада икеле бәйләнешнең төрлечә торышына • бәйле изомерларның булуы мөмкинме? Җавапны формулалар язып дәлил¬ ләгез. Моннан тыш, чиксез углеводородларның молекулаларында углерод чылбыры тармакланган һәм тармакланмаган булырга мөмкин, мәсәлән: CH3-CH = C-CH2-CH3 CH3 CH4-CH = CH-CH9-CH9-CH4 O ZZO углеводородлары изомерлар булыр. Шулай итеп, чикле углеводородларның изомерлары бары тик углерод чылбырының төзелеше белән генә аерылып торалар, чиксез углеводород¬ ларның изомерлары исә углерод чылбырының төзелеше белән генә түгел, ә молекулада икеле бәйләнешнең торышы белән дә аерылып торырга мөмкин. Шул сәбәпле чиксез углеводородлар арасында бер үк составлы матдәләр (изомерлар) чикле углеводородларга караганда күбрәк. ШУЛАЙ ИТЕП, этилен рәтендәге углеводородларның молекулала¬ рында углерод атомнары арасында бер икеле бәйләнеш бар; бу кушылмаларда углерод атомнарының валентлыгы IV кә тигез булып кала. * Химия буенча китапларда сез этилен углеводородларының -илен кушымчалы башка исемнәрен дә очратырга мөмкин (пропилен, бутилен һ. б.). 140
Этилен углеводородларының изомерлары саны чикле углеводородлар белән чагыштырганда күбрәк, чөнки углерод чылбырының төзелеше белән аерылып торучы изомерларга, молекулаларындагы икеле бәйләнешнең торышы төрле булган изомерлар өстәлә. Биремнәр 1. Формулалары түбәндә китерелгән матдәләр арасыннан изомерлар булганнарын күрсәтегез: a) CH2 = CH-CH2-CH3 в) CH2 = C-CH3 д) CH3-CH = CH-CH2-CH3 CH2 CH3 б) H2C CH2 \ / H2C — CH2 г) H2C-CH2 е) CH3-CH = CH-CH3 H2C-CH2 2. Чагыштырма молекуляр массалары 56 га тигез булган изомер углеводород¬ ларның график формулаларын төзегез. 3. а) Пропенның; б) бутенның электронлы формулаларын төзегез. § 25. ЭТИЛЕН РӘТЕНДӘГЕ УГЛЕВОДОРОДЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Сезгә билгеле булганча, этилен углеводородларының молекулаларында икеле бәйләнешләр бар. Шунлыктан аларның химик үзлекләре чикле углеводородларның химик үзлекләреннән аерылып тора. Этиленның үзлекләре белән танышу өчен, сезгә аны химик ысул белән табарга һәм аның иң элек без чикле углеводородларның хи¬ мик үзлекләрен ачыклаганда кулланган матдәләргә карата мөнәсәбәтен тикше¬ рергә кирәк булыр. 8 нче лаборатор тәҗрибә Этил спирты, сульфат кислотасы һәм кызды¬ рылган ком катнашмасы салынган пробирканы алып, аны газүткәргеч көпшәле бөке белән кап¬ лагыз һәм штативка беркетегез (56 нчы рә¬ сем). Приборның герметиклыгын тикшерегез, катнашманы (саклык белән генә!) җылытыгыз. 56 нчы рәсем. Лабораториядә этилен табу һәм аның үзлекләрен тикшерү 141
Реакция башлангач, этиленның үзлекләрен тикшерегез. Газүткәргеч көпшәне 1—2 мл бромлы су салынган пробиркага төшерегез һәм этиленны шул сыеклык аша җибәрегез. Катнашманы җылытудан туктатмагыз, югыйсә пробиркадагы бромлы суның көпшә буйлап күтәрелеп җылытыла торган пробиркага эләгүе мөмкин. Бромлы суның төсе үзгәрәме? Газүткәргеч көпшәне эремәдән алып, көпшәнең авызын өскә каратыгыз һәм, кабызып, этиленның яну-янмавын тикшерегез. Ялкынның нинди булуын ачыклагыз: яктымы, әллә тоныкмы? Спиртовканы сүндерегез. Газ аерылып чыгу акрынлап кимер һәм туктар. Этиленның составында углерод һәм водород барлыгын тикшерү өчен, юга- • рыда тасвирланган тәҗрибәне сез ничек дәвам итәр идегез? Тәҗрибәне башкарып, сез этиленның януын һәм бромлы суны төссез¬ ләндерүен ачыкладыгыз. Этиленның януы аның молекулалары составын¬ да углерод һәм водород химик элементлары булуга бәйле. Этаннан аерма¬ лы буларак, этилен якты ялкын белән яна. Бу, этан белән чагыштырганда, аның молекулаларында углеродның масса өлеше күбрәк булудан килә. Шуңа күрә этилен һавада янганда углерод тулысынча оксидлашмый, корым хасил була — аның кисәкчәләре, ялкында кызып, ялкынны якты- рак итәләр дә инде. Кислородта этилен, углекислый газ һәм су хасил итеп, тулысынча янып бетә. C9H4 + 3 O9 = 2 CO9 + 2 H9O zX A A A Этилен, бромлы суны төссезләндереп, бром белән үзара тәэсир итешә. Бу химик реакция узганда, этилен молекуласында углерод атомнары ара¬ сындагы бәйләнешләрнең берсе өзелә, һәм бәйләнеш өзелгән урында углерод атомнарына бром атомнары килеп кушыла: CH9 = CH9 + Br9 -> CH9-CH9 + Br9 -ә CH9-CH9 A Z Z I Z I A A I A I A этен (этилен) бром Br Br дибромэтан Реакция барышында бром гади матдәсе сарыф ителә, шунлыктан аның төсе юкка чыга. Төссез сыеклык — дибромэтан эремәсе барлыкка килә. Дибромэтан молекуласындагы углерод атомнары арасында икеле бәйләнеш калмый. Шулай итеп, чиксез углеводородтан чикле углеводород¬ ның галогенлы кушылмасы табылды. Этилен кебек үк, молекулаларында икеле бәйләнеш булган башка углеводородлар да бромны (яки хлорны) кушалар. 142
Хлорның пропенга кушылу реакциясенең тигезләмәсен төзегез. Барлыкка • килүче органик матдәнең исемен атагыз. Ул углеводородлар классына керер¬ ме? Бромлы су — чиксез органик матдәләрне танып белү өчен кулланыла торган реактив: аның төсе юкка чыгуга карап, матдәнең чиксез булуы турында фикер йөртәләр. Мондый реакцияләрне сыйфат реакцияләре дип атыйлар. Катализатор* катнашында чиксез углеводородларга водород кушыла ала. Водород кушылу химик реакцияләренең тигезләмәләрен болай язар¬ га мөмкин: ГШ1 . CH9 = CH9 + H9 > CH4-CH4 Z C C UU этен (этилен) этан кат. CH9 = CH-CH4 + H9 > CH4-CH9-CH4 C UC UCU пропен пропан Кушылу реакцияләре нәтиҗәсендә углерод атомнарының валентлык мөмкинлекләре (валентлыклары) водород атомнары белән тулысынча (ахыр чиккә кадәр) туендырыла. Хәзер сезгә чиксез углеводородларның гомуми исеме аңлашыладыр: бу матдәләрдә углерод атомнарының ва¬ лентлык мөмкинлекләре водород атомнары белән тулысынча туенды¬ рылмаган, углерод атомнары өстәмә рәвештә башка атомнарны китереп куша алалар. Чиксез углеводородлар гади матдәләрне генә түгел, бәлки катлаулы матдәләрне дә куша алалар. Мәсәлән, этилен хлороводород белән реагир- лаша: CH9 = CH9 + HCl -ә CH4-CH9Cl с C ис этен (этилен) хлорэтан Хлорэтан — газга бик җиңел әверелә торган сыеклык. Уч төбенә аз гына хлорэтан салганда, ул бик тиз парга әйләнә, һәм уч төбенең суынуын сизәргә мөмкин. Бу реакция нәтиҗәсендә чиксез углеводородтан шулай ук чикле углеводородның галогенлы кушылмасы хасил була. Катализаторлар дип, химик реакцияләрне тизләтүче матдәләрне атыйлар. Химик реакция ахырында катализатор аның продуктлары составына керми, ә химик яктан үзгәрешсез кала. Катализаторлар куллануны кайбер химик реакцияләрнең узу шартла¬ рыннан берсе булып тора дип исәпләргә мөмкин. 143
Этилен рәтендәге чиксез углеводородларның молекулалары озын чылбырлар тәшкил итеп тоташа алалар. Мәсәлән, берничә мең этилен молекуласы бер-берсе белән үзара тоташканда, сезгә яхшы таныш матдә — полиэтилен молекулалары барлыкка килә. Реакцияне схема рәвешендә күрсәтик. Этиленның берничә молекуласының формулаларын языйк һәм алар- ны «+» тамгасы белән тоташтырыйк (күп нокталар реакциягә күп сандагы молекулалар керүен күрсәтә): ... + CH9 = CH9 + CH9 = CH9 + CH9 = CH9 + ... -» La La La La La La Этилен молекулаларында икеле бәйләнешләрнең өзелүен чагылды¬ рыйк: Illlll -> ... + CH9-CH9 + CH9-CH9 + CH9-CH9 + ... -» La La La La La La Аннары этилен молекулаларының озын чылбырларга тоташуын күр¬ сәтик: -» ... + CH9-CH9 + CH9-CH9 + CH9-CH9 + ...-> La La La La La La —> ...-CH9-CH9-CH9-Ch9-CH9-CH9 — ... Z La La La La La Реакция продуктының формуласын кыскарак итеп язарга мөмкин: (-сн2-сн2-)п Сызыкча макромолекулалардан (грекча makros — зур, озын) торучы югары молекуляр матдә хасил була. Бердәй молекулаларның үзара тоташып зуррак молекулалар хасил итү процессын полимерлашу реакциясе дип, ә барлыкка килгән матдәне (продуктны) полимер дип атыйлар. Полиэтилен — полимер, аның чагыш¬ тырма молекуляр массасы берничә йөз меңгә җитә (57 нче рәсем). 57 нче рәсем. Полиэтилен молекуласы фрагментының моделе 144
Этиленның полимерлашу реакциясенең тигезләмәсен кыскача түбән¬ дәгечә күрсәтергә мөмкин: HCH2 = CH2 -> (—CH2-CH2-)л этен (этилен) полиэтилен Пропен (пропилен) да шулай ук полимерлаша һәм үзлекләре полиэти¬ ленга охшаган полипропилен барлыкка килә: TiCH2 = CH -э (-CH2-CH-Jn CH4 CH4 пропен полипропилен (пропилен) Югарыда этилен өчен төзегән кебек, пропиленның полимерлашу реакциясен дә схема рәвешендә күрсәтик. Моның өчен башлангыч матдәнең берничә молекуласының формуласын һәм «+» тамгаларын языйк, күп нокталар куеп, реакциягә бик күп молекулалар керүен чагылдырыйк: ... + CH9 = CH + CH9 = CH + CH9 = CH + ... -> I I I CH3 CH3 CH3 Шартлы рәвештә башлангыч матдәнең молекулаларындагы икеле бәйләнешләрнең өзелүен билгелик: I Illll -ә ... + CH9-CH + CH9-CH + CH9-CH + ... -> I I 2I CH3 CH3 CH3 Молекулаларның чылбырларга тоташуын күрсәтик: п гп гп г -> ... + CH9-CH + CH9-CH + CH9-CH + ... -> 2 I ! ! CH3 CH3 CH3 -> ... -CH9-CH-CH9-CH-CH9-Ch- ... I I I CH4 CH4 CH4 0 0 0 Әгәр шундый озын молекулада кабатлана торган звеноны аерып алсак, гаять зур молекуланың формуласын кыскача түбәндәгечә язарга мөмкин: (-сн2-сн-)п CH3 10 Я-314 145
Полиэтилен һәм полипропилен — көнкүрештә һәм хәзерге заман техникасында киң кулланыла торган иң билгеле полимерлар булып торалар. ШУЛАЙ ИТЕП, этилен рәтендәге углеводородлар, чикле углеводород¬ лар кебек үк, кислородта яналар. Чиксез углеводородларның молекулаларында икеле бәйләнешнең булуы аларның галогеннар һәм галогеноводородлар белән кушылу реакцияләренә керә алуларын билгели. Кушылу молекулаларда икеле бәйләнеш өзелгән урыннарда була. Чиксез углеводородларның катализатор катна¬ шында водород белән тәэсир итешүе нәтиҗәсендә, чикле углеводородларны табар¬ га мөмкин. Чиксез углеводородларга (этен, пропен) полимерлар (полиэти¬ лен, полипропилен) хасил булуга китерүче полимерлашу реакцияләре харак¬ терлы. Биремнәр 1. Практикада метанны этилен катышмасыннан ничек итеп арындырырга мөм¬ кин? 2. Лабораториядә, производствода, көнкүрештә ягулык итеп кулланыла торган газда чиксез углеводородларның булу-булмавын практик рәвештә ничек бе¬ лергә? 3. Пропен һәм пропанның үзлекләрен чагыштырыгыз. Аларның охшашлыгы һәм аерымлыгы нидән гыйбарәт? Җавапны реакцияләрнең тигезләмәләрен язып аңлатыгыз. 4. Хлорэтанны CH3—CH2Cl нинди ике ысул белән табарга мөмкин? Тиешле реак¬ цияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 5. 0,6 моль бром булган бромлы су аша 11,2 л (н. ш.) пропен уздырганда эремә төссезләнерме? Җавапны исәпләүләр белән дәлилләгез. 6. 5,6 л (н. ш.) этиленның тулысынча януы өчен кирәкле һаваның күләмен исәп¬ ләп табыгыз. 7. 5,85 г натрий хлориды 0,1 моль сульфат кислотасы белән тәэсир итешкән¬ дә хасил булган хлороводород 2,24 л (н. ш.) пропен белән реакциягә керү өчен җитәрлекме? Хлороводород табу химик реакциясенең тигезлә¬ мәсе: NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl ?. 146
§«e. ЭТИЛЕН УГЛЕВОДОРОДЛАРЫН КУЛЛАНУ НӘМ ТАБУ Чиксез углеводородларны табигать безгә «әзер килеш» бирми (алар, кагыйдә буларак, табигый газда да, нефтьтә дә юк), шуңа күрә аларны ягу¬ лык сыйфатында куллану һич тә максатка ярашлы түгел. Чиксез углево¬ дородлар полимер материаллар һәм күп кенә башка органик матдәләрне табу өчен кыйммәтле чимал булып саналалар. Бу максатта бигрәк тә этилен киң кулланыла. Этиленның хлор белән тәэсир итешүеннән дихлорэтан табалар: CH2==CH2H-Cl2 -> CH2-CH2 Cl Cl дихлорэтан Яхшы эреткеч буларак, дихлорэтанны сумалаларны эретү, тукымалар¬ ны һ. б. чистарту өчен файдаланалар. Ул, күгәрек гөмбәләрен үтергәнлек¬ тән, ашлык амбарларын зарарсызлау өчен кулланыла. Этиленга су кушылу реакциясе синтетик этанол дип атап йөртелә торган этил спиртын җитештерүнең нигезе булып тора: CH9 = CH9H-H9O -> CH9-CH9-OH Zi Ci £1 O с, (H-OH) этил спирты (этанол) Этил спирты синтетик каучук табу өчен бик күп кулланыла. Билгеләп үтелгәнчә, полимерлашу реакциясе ярдәмендә полимер материаллар таба¬ лар. Полимерларның заманча әһәмиятен аңлау өчен, полиэтилен һәм полипропилен мисалында, аларның үзлекләре белән танышыгыз. 9 нчы лаборатор тәҗрибә Полимер үрнәкләрен (бөртекләр, полиэтилен капкач, бөке кисәкләре) калай пластинкага урнаштырыгыз һәм, кыскыч белән тотып, спиртовка ялкынында аз гына җылытыгыз. Полимерның акрынлап йомшаруын күзәтегез. Пыяла яки агач таякчык белән йомшарган полимер кисәгенең формасын үзгәртегез, ә аннары аның суынуын көтегез. Полимерның формасын гадәттәге температурада үзгәртергә тырышып карагыз. Сезгә бирелгән үрнәкләрнең (мәсәлән, полиэтилен пленка, полипропилен шпагат) механик ныклыгын тикшерү ысулын табыгыз. 10* 147
Полимерның химик үзлекләрен тикшерегез. Полимер бөртекләрен яки кисәкләрен 1—2 мл бромлы су салынган пробиркага төшерегез. Эремәнең төсе үзгәрәме? Полимер кисәкләрен 1 әр мл сульфат кислотасы һәм селте эремәләре салынган пробиркаларга төшерегез. Химик реакцияләр күзәтеләме? Башкарылган тәҗрибәләр нигезендә полимерның үзлекләре турында нинди нәти¬ җәләр ясарга мөмкин? Полимерларның җылытканда йомшару һәм бу хәлдә формаларын җиңел үзгәртү, аннары суынганда яңадан бирелгән форманы саклау үзле¬ ген термопластиклык дип атыйлар. Бу үзлек полимерлардан бик күп төрле әйберләр җитештерүнең нигезе булып тора (58 нче рәсем). 58 нче рәсем. Полиэтиленнан торба ясау җылытыла торган цилиндрда йомшара һәм тишемнән әйләнә торган шнек ярдәмендә формасын саклый схемасы. Полиэтилен электр тогы белән машинаның баш өлешендәге балдаксыман кысып чыгарыла. Суынганнан соң торба Сез тәҗрибәләрдән полиэтиленның һәм полипропиленның химик яктан тотрыклы матдәләр булуларын белдегез. Моны аңлау авыр түгел, чынында алар югары молекуляр төзелешле чикле углеводородлар булып торалар бит. Полиэтиленның һәм полипропиленның химик яктан тот¬ рыклы һәм нык булулары аларны торбалар, канатлар, химик аппаратлар, сыеклыклар (шул исәптән зәһәр үзлекле сыек матдәләр) өчен савытлар, пленкалар, сезгә таныш көнкүреш әйберләре эшләп чыгару өчен киң кулланырга мөмкинлек бирә. Этилен углеводородларының табигый газда һәм нефть составында ни өчен булмавын аларның югары дәрәҗәдәге химик активлыгы белән аңла¬ тырга мөмкин. (Ирекле хлорның, натрий металының һ. б. ларның таби¬ гатьтә ни өчен очрамавын исегезгә төшерегез.) 148
Промышленностьта бу углеводородларны нефть продуктларын эшкәрт¬ кәндә чикле углеводородларны югары температурада таркату, ягъни алар- дан водородны аерып алу юлы белән табалар, мәсәлән: H H H-C-C- H - I I ә H-C = C-H + H9 I I H H этан H H этен (этилен) CH4-CH9-CH9-CH4 -э CH9 = CH-CH9-CH4 + H9 OZZO & ZOZ бутан бутен Бу реакцияләрнең тигезләмәләрен матдәләрнең молекуляр формулаларын кулланып төзегез. Сез элегрәк моңа капма-каршы процесс — чиксез углеводородларга водородның кушылуы белән танышкан идегез (143 нче бит). Димәк, бу — кайтма реакция, ул ике юнәлештә дә уза ала. Химик тигезләмәдә аны капма-каршы юнәлдерелгән уклар белән күрсәтәләр: CH4-CH4 # CH9 = CH9 + H9 OO Z ZZ этан этен (этилен) Тиешле шартлар булдырып, кайтма реакцияне кирәкле матдәләр бар¬ лыкка килү ягына юнәлтәләр. Лабораториядә чиксез углеводородларны төрле ысуллар белән табарга мөмкин. Сез этиленны этил спиртыннан таптыгыз. Аны сульфат кисло¬ тасы белән бергә җылытканда, спиртның һәр молекуласыннан су молеку¬ ласы аерылып чыга, ягъни бу процесс этиленнан спирт барлыкка килү реакциясенә кире реакция булып тора: H-C-C-H # CH9 = CH9 + H9O IlZ ZZ H пи . эте\ n vjrA (этилен) этил спирты ШУЛАЙ ИТЕП, этилен углеводородларын полимерлар табу өчен кулла¬ налар. Бу полимерларны эшкәртеп, пластмасс әйберләр (пленкалар, торбалар, канатлар һ. б.) эшләп чыгаралар. Этилен углеводородлары шулай ук этил спирты, төрле эреткечләр (мәсәлән, дихлорэтан) табу өчен чимал булып тора. 149
Этилен углеводородларын табуның гомуми ысулы чикле углеводородларның молекулаларыннан ике водород атомын аерып алудан гыйбарәт (дегидрирлау реакциясе). Шуның белән беррәттән, аларны спиртларны дегидратлау (су молеку¬ ласын аерып алу) процессында да табарга мөмкин. Биремнәр 1. Пропенга водород кушылу һәм пропаннан водород аерылу реакцияләрен бер химик тигезләмә белән күрсәтегез. 2. Белүегезчә, этилен химик яктан актив матдәләрдән санала. Ни өчен соң поли¬ этиленга химик активлык хас түгел? 3. Тетрафторэтилен газы CF2 — CF2 химик яктан бик тотрыклы полимер хасил итә: хәтта җылытканда да ул кислоталар, селтеләр, оксидлаштыручылар тәэси¬ ренә бирешми. Элегрәк этиленның полимерлашу реакциясенең схемасын язган кебек, тетрафторэтиленның полимерлашу реакциясе схемасын төзегез (144 нче бит). §27. МОЛЕКУЛАЛАРЫНДА ӨЧЛЕ БӘЙЛӘНЕШ БУЛГАН ЧИКСЕЗ УГЛЕВОДОРОДЛАР Этилен углеводородларына караганда да чиксезрәк углеводородлар бар. Бу — молекулаларында ике углерод атомы өчле бәйләнеш белән тоташкан кушылмалар. Аларның иң әһәмиятле вәкиле — ацетилен (этин). Ацетилен C2H2 — төссез газ. Сезнең, бәлки, аның турында ишеткәне¬ гез бардыр, чөнки аны еш кына металл арны эретеп ябыштырганда һәм кискәндә ягулык итеп файдаланалар. ФАКТЛАР Ацетилен кислородта янганда, ялкынның температурасы 3000 oC ка кадәр күтә¬ релә. Мондый ялкында кайбер металларны эретеп ябыштырырга һәм кисәргә мөмкин. S 4 Ацетиленның химик һәм электронлы төзелешен түбәндәге форму¬ лалар белән күрсәтергә була: H-C = C-H CH = CH H : C ::: C : H 150
Молекулада углерод атомнары арасында өченче пар уртак электрон¬ нарның барлыкка килүе аларның тагын да якынаюына китерә: ацетилен молекуласында углерод атомнарының төшләре арасындагы ераклык 0,120 нм тәшкил итә. Масштаблы модельдә моны углерод атомнарын су¬ рәтләүче шарчыкларны тагын да ныграк яньчеп күрсәтәләр (59 нчы рәсем). 59 нчы рәсем. Ацетилен молекуласының модельләре: а — шарлы-таякчыклы; б —масштаблы Молекулаларында өчле бәйләнеш булган башка углеводородлар¬ ның төзелешен, этилен углеводородларына охшатып, җиңел күзалларга мөмкин: CH = C-CH4 пропин CH S= C-CH9-CH4 һ. б. бутин Ацетилен углеводородларының чиксез булуларын белеп, сез аларның химик активлыгы турында да фараз кыла аласыз. Дөрестән дә, ацетилен, этилен кебек үк, бромлы суны төссезләндерә. Бу очракта кушылу реакциясе ике стадиядә уза. Башта ацетилен молеку¬ ласына бер молекула бром кушыла: Br Br I I H-C = C-H + Br2 -ә H-C = C-H этин бром дибромэтен (ацетилен) 151
Аннары бромның икенче молекуласы кушыла: Br Br Br Br Il Il H-C = C-H + Br9 -» Н—С—C-H 2 I I Br Br дибромэтен бром тетрабромэтан Катализатор (агалтын, никель) катнашында ацетиленга водород та кушыла ала. Ацетилен башта — этиленга, ә аннары чикле углеводород этанга әверелә: CH = CH - H2 ЭТИН (ацетилен) Ni, Pt * CH2 = CH2 этен (этилен) Ni, Pt CH9 = CH9+ H9 > CH4-CH4 a L 6 OO этен этан (этилен) Водородның чиксез углеводород пропинга CH = C-CH3 эзлекле рәвештә • кушылу реакцияләренең тигезләмәләрен языгыз. Бу вакытта барлыкка килүче матдәләрнең исемнәрен атагыз. Реакцияләргә бик җиңел кергәнлектән, ацетилен углеводородларын органик синтезда кулланалар. Бигрәк тә ацетилен киң кулланыла. Аннан углеводородларның төрле галогенлы кушылмаларын табалар, аларны эреткечләр итеп кулланалар. Кайбер кушылмалары пластмассалар, мәсә¬ лән поливинилхлорид җитештерү өчен кирәк. Ул электр үткәргечлә¬ рен изоляцияләү, клеенка, ясалма күн һ. б. эшләп чыгару өчен кулла¬ ныла. Ацетиленны промышленностьта табуның аеруча заманча ысулы ме¬ танны (табигый газны) югары температурада өлешчә таркатудан гый¬ барәт: 2 CH4 -> C2H2+ 3 H2 метан ацетилен водород 152
Ацетиленга ихтыяҗ чагыштырмача зур булмаганда, аны «иске» ысул белән —кальций карбидына гадәттәге шартларда су белән тәэсир итеп табалар: CaC9 + 2 H9O = Ca(OH)9 + C9H9? <6 Li Ll Li кальций ацетилен карбиды Бу реакция металларны ацетилен-кислород ялкыны ярдәмендә кис¬ кәндә һәм эретеп ябыштырганда кулланыла торган махсус генераторларда уздырыла. ШУЛАЙ ИТЕП, ацетиленның һәм аның рәтендәге углеводородлар¬ ның молекулаларында углерод атомнары арасында өчле бәйләнеш була. By кушылмаларда углеродның валентлыгы IV кә тигез булып кала. Ацетилен угле¬ водородларына, этилен углеводородлары кебек үк, галогеннарны һәм водородны кушу реакцияләре хас. Водородны китереп кушу нәтиҗәсендә, ацетилен углеводо¬ родларыннан эзлекле рәвештә этилен һәм метан рәтләренең углеводородларын табарга мөмкин. Ацетиленны метанны җылытып яки кальций карбидына су белән тәэсир итеп табарга мөмкин. Ацетиленны һәм аның кушылмаларын күп кенә органик матдәләрне — эреткечләрне, пластмассаларны һ. б.ны синтезлау өчен кулла¬ налар. Биремнәр 1. Этилен, этан һәм ацетиленның формулаларын молекулаларында углерод атом¬ нарының үзәкләре арасындагы ераклыкның артуы тәртибендә языгыз. Күрсә¬ телгән матдәләрнең молекулаларында бу зурлыкның үзгәрү сәбәбен аңлатып бирегез. 2. Молекуласында дүрт углерод атомы һәм өчле бәйләнеше булган тармакланган төзелешле углеводородның булуы мөмкинме? Җавапны аңлатып бирегез. 3. Ацетиленны кулланып, дихлорэтан табу реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. 4. Ацетиленнан чыгып, ничек хлорэтан табарга? Реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. 5. 0,2 моль ацетилен тулысынча янып бетсен өчен, нинди күләмдә (н. ш.) кислород кирәк булуын исәпләп чыгарыгыз. 6. 5,6 л (н. ш.) ацетиленны бромлы су аша уздырганда шешәнең массасы күпмегә артуын исәпләп табыгыз. Бромлы суда 32 г бром булган. 7. 60 нчы рәсемдә күрсәтелгән приборны кулланып, сез нинди тәҗрибә үткәрер идегез? 1, 2, 3, 4 саннары белән нинди матдәләр күрсәтелүе мөмкин? Химик реакцияләрнең тигезләмәләрен төзегез. 153
8. 61 нче рәсемдә сурәтләнгән прибордан файдаланып, тикшерү өчен бирелгән углеводородларның сыек катнашмасында чиксез углеводородлар барлыгын ничек белергә мөмкин? Тәҗрибәне тасвирлагыз. 60 нчы рәсем. Газларны табу һәм алар- ның үзлекләрен тикшерү приборы 61 нче рәсем. Углеводородларның үзлек¬ ләрен Ландольт савытында тикшерү 9. 62 нче рәсемдә ацетилен табу өчен ике прибор күрсәтелгән, а приборы ярдә¬ мендә ацетиленны табарга һәм суны этеп чыгару ысулы белән җыярга мөмкин. б приборы ярдәмендә ацетиленны табарга һәм аның үзлекләреннән берсен — яну үзлеген тикшерергә мөмкин. Бу приборлар белән эш иткәндә нинди саклык чараларын үтәргә кирәк? 62 нче рәсем. Ацетилен табу приборы 63 нче рәсем. Ацетиленны табу һәм аның үзлекләрен өйрәнү приборы 154
10. 63 нче рәсемдә ацетиленны табу һәм аның үзлекләрен өйрәнү приборы күр¬ сәтелгән. Ацетилен табу өчен пипеткага һәм 1 нче пробиркага нинди матдәләр салырга кирәк? Ацетиленның чиксез углеводород булуын исбатлау өчен, 2 нче пробиркага нинди матдә салырга кирәк? 11. 64 нче рәсемдә металларны кисү өчен ацетилен горелкасының схемасы сурәт¬ ләнгән. Схеманы карагыз. Горелканың төзелеше турында сөйләп бирегез. Металларны кискәндә ни өчен ацетилен кулланыла? 64 нче рәсем. Металлар кисүдә кулланыла торган ацетилен горелкасының схемасы. Ацетилен һәм кислородтан торучы янучан катнашма металлны җылыту өчен кирәк. Металлны оксидлаштыру өчен кирәкле кислородның (кисүче кислород дип атала) өстәмә агынтысы белән металлны кисәләр дә инде 4 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Чиксез углеводородларга молекулаларында углерод атомнары арасында гадәти, гади химик бәйләнешләр белән беррәттән кабатлы (икеле яки өчле) бәйлә¬ нешләр булу хас. Үзара бәйләнгән углерод атомнары арасындагы икеле бәй¬ ләнешне — ике, өчле бәйләнешне өч пар электроннар хасил итә. Кабатлы бәйлә¬ нешләрне график формулаларда углерод атомнарының символлары арасында —- ике яки өч сызыкча белән, ә электронлы формулаларда ике яки өч пар нокта белән күрсәтәләр. Чиксез углеводородларның изомериясе молекуладагы углерод чылбырының төзелешенә генә түгел (тармакланган яки тармакланмаган), бәлки молекулада кабатлы бәйләнешнең кайда урнашуына да бәйле. 155
Чиксез углеводородлар — химик яктан актив матдәләр. Аларга гади һәм катлаулы матдәләрнең (галогеннар, водород, галогеноводородлар) кабатлы бәйлә¬ нешләр өзелгән урынга кушылу реакцияләре хас. Барлык углеводородлар кебек, кабызганда алар яналар. Чиксез углеводородларга сыйфат реакциясе бромлы суның төссезләнүеннән гыйбарәт. Чиксез углеводородларның мөһим үзлеге — нәтиҗәдә югары молекуляр матдәләр — полимерлар (мәсәлән, полиэтилен һәм полипропилен) хасил итеп, полимерлашу реакциясенә керә алулары. Янучан табигый казылмалар (нефть, табигый газ) составында чиксез углево¬ дородлар кагыйдә буларак очрамыйлар, аларны нефть продуктларын һәм табигый газны химик ысул белән эшкәртеп — чикле углеводородлардан водородны аерып алу юлы белән табалар. Реакциягә керүчәнлекләре көчле булу аркасында, чиксез углеводородларны химия промышленностенда төрле органик матдәләрне синтезлауда киң кулла¬ налар. Мәсәлән, этиленнан — хлорэтан, этил спирты, полиэтилен, ә ацетиленнан полимерлар һ. б. ны җитештерү өчен кирәкле төрле галогенлы кушылмалар табалар.
АРОМАТИК УГЛЕВОДОРОДЛАР Бу класс углеводородларының галимнәргә иң беренче билгеле булганнарыннан хуш ис килгәнгә, ал арны шулай атаганнар. Соңга таба- рак төзелеше һәм химик үзлекләре охшаш булып, бу класска керә торган матдәләрдән еш кына хуш ис килмәгәнлеге мәгълүм булган. Ләкин бу кушылмаларның иске исеме безнең көннәрдә дә сакланып калган. Ароматик угле¬ водородлар белән сез араларында иң әһәмият- лесе һәм иң типик үзлеклесе — бензол миса¬ лында танышырсыз.
§88. БЕНЗОЛНЫҢ ТӨЗЕЛЕШЕ Бензол — төссез, бик тиз кайный, суда эреми торган сыеклык. Бензолның молекуляр формуласы C6H6. Күргәнегезчә, бензол нык туендырылмаган кушылма: тиешле чикле углеводородның (C6H14) составы¬ на җиткерү өчен, аның молекуласына тагын сигез водород атомы кирәк. Бензолның төзелешен ачыклау бик кыен булып чыккан. Галимнәр бу матдәнең күп төрле график формулаларын тәкъдим итеп караганнар. Еш кына аның төзелешен әле 1865 елда ук немец химигы Ф. А. Кекуле тәкъ¬ дим иткән формула белән күрсәтәләр: HC * I /CH^ ~"сн Il I HC ' CH ' /СН Мондый төзелеш C6H6 молекуляр формуласына җавап бирсә дә, бен¬ золның үзлекләренә туры килми. Кекуле тәкъдим иткән график формуладан чыгып фикер йөртсәк, бензол молекуласында өч икеле бәйләнеш булырга тиеш, димәк, бу матдә чиксез углеводород үзлекләрен күрсәтергә тиеш. Әмма, тәҗрибәләр күрсә¬ түенчә, химик яктан бензол шактый тотрыклы, мәсәлән, ул бромлы су белән реагирлашмый. Бензолның электронлы төзелешен ачыклау бу кар¬ шылыкны аңлатып бирергә һәм куллануга төгәлрәк график формуланы кертергә ярдәм итте. Менә нәрсә ачыкланды. Чыннан да, бензол молеку¬ ласына циклик төзелеш хас (65 нче рәсем), анда һәр углерод атомы ике күрше углерод атомы белән һәм бер водород атомы белән тоташкан: 65 нче рәсем. Бензол молекуласының масштаблы моделе 158
Бу бәйләнешләр барлыкка килүдә углерод атомнарының өчәр валент- лык электроны катнаша. Бәр атомның берәр электроны кала. Менә хәзер инде сез иң кызыклысын белерсез, бәлки аны шунда ук аңларга җиңел дә булмас. Бу дүртенче электрон, Кекуле формуласы буенча күз алдына китергәнчә, нинди дә булса бер углерод атомы белән икеле бәйләнеш хасил итми, ә бер үк вакытта ике күрше атомның да дүртенче электроннары белән үзара тәэсир итешә икән. Төгәлрәк итеп әйткәндә, углерод атомна¬ рының дүртенче электроннары хасил иткән электрон болытлары күрше атомнарның электрон болытлары белән өлешчә аралаша. Шулай итеп, үзара тәэсир итешүче алты электрон барлыкка китергән болыт углерод атомнарын өстәмә рәвештә боҗрага бәйли, нәтиҗәдә бензол молекуласы химик тотрыклылыкка ирешә. Бензол молекуласындагы барлык углерод атомнарының алты элект¬ ронлы бәйләнешен (ароматик бәйләнеш дип аталучы) график формулада түгәрәк белән күрсәтәләр: Элементларның символларын язмыйча, бензол¬ ның график формуласын еш кына эченә түгәрәк сызылган алтыпочмак рәвешендә сурәтлиләр: Бензол молекуласы төзелешенең үзенчәлекләрен күрше углерод атом¬ нарының үзәкләре арасындагы ераклыкның төгәл ачыкланган кыйм¬ мәтләре раслый. Хәтерләсәгез, этан молекуласында ул ераклык 0,154 нм, ә этилен молекуласында (икеле бәйләнеш) — 0,134 нм иде. Биредә исә углерод атомнарының үзәкләре арасындагы ераклыклар барысы да бер¬ тигез, һәм алар 0,140 нм тәшкил итә. Димәк, чыннан да, бензол молеку¬ ласында гади һәм икеле бәйләнешләр юк, ә ниндидер икесенең арасын¬ дагы арадаш бәйләнешләр бар. Бензолның эчендә түгәрәк сызылган алтыпочмак рәвешендәге график фор¬ муласын исбатлау өчен нинди дәлилләр китерергә мөмкин? 159
Китапларда һәм журналларда Кекуле формуласын кулланулары сезне аптырашта калдырмасын. Гадәт буенча кулланып, аның шартлы икәнен, әмма бензолда углерод атомнарының дүрт валентлы булуын ачык чагыл¬ дыруын исәпкә алалар. ШУЛАЙ ИТЕП, бензол молекуласы циклик төзелешкә ия булып тора. Анда углерод атомнары өстәмә (ароматик) бәйләнеш белән тоташканнар. Бу бәйләнешне молекуладагы барлык углерод атомнарына да караган алты электрон хасил итә. Димәк, бу кушылмада да углерод атомнары дүрт валентлы. Биремнәр 1. Бензолның Кекуле тәкъдим иткән график формуласы белән бу матдәнең үзлекләре арасында нинди каршылыклар бар? 2. Бензолның график формуласы бер үк вакытта аның электронлы төзелешендәге үзенчәлекләрне дә (уртак алты электронлы болыт) һәм углерод атомнарының дүрт валентлы булуын да чагылдырсын өчен, укучы эчендә өстәмә рәвештә түгәрәк сызылган Кекуле формуласыннан файдаланырга тәкъдим иткән. Бу тәкъдимгә карата үзегезнең фикерегезне әйтеп бирегез. 3. Бензолның, гексанның һәм циклогексанның формулаларын аларда водород¬ ның масса өлеше артуы тәртибендә языгыз. Җавапны исәпләүләр белән рас¬ лагыз. 4. Бензолның молекуласы алты углерод атомыннан һәм алты водород атомыннан тора. Бензолның төзелешен: а) CH2=C=C=CH-CH=CH2; б) CH = C-CH=CH-CH=CH2 график формулалары белән күрсәтергә ярыймы? Җавапны дәлилләгез.
§ 29. БЕНЗОЛНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Хәзер бензол молеку¬ ласының үзенчәлекле төзе¬ леше нинди үзлекләрдә чагылуын тулырак итеп ачыклыйк. Хәтерләвегезчә, бензол суда эрегән бром бе¬ лән реакциягә керми. Лә¬ кин башка шартларда (кай¬ бер матдәләр катнашында) ул бром белән шулай да тәэсир итешә. Озын вертикаль көп¬ шәсе суыткыч хезмәтен үти торган колбага (66 нчы рә¬ сем) бензол һәм бераз бром белән тимер вагы салсак (тимер вагы FeBr3 катализаторын барлыкка китерү өчен кирәк), тиздән бу прибор көпшәсеннән «төтен» — суда эрүчән бро¬ моводород HBr газы чыгу¬ ын күрербез. Реакциядән соң колбада авыр сыек¬ лык — бромбензол C6H5Br кала: 11 Я-314 161
Бу реакция нәтиҗәсендә бром бензолга, күз алдына китерергә мөмкин булганча кушылмый, бәлки водород атомнарын алмаштыра. Мондый әверелеш чикле углеводородларга хас булган алмаштыру реакцияләрен хәтерләтә. Ләкин бензол чиксез углеводородларга хас булган кушылу реакция¬ ләренә дә керә ала. Мәсәлән, катализатор катнашында бензолга водород кушыла ала, һәм бу вакытта циклогексан табыла. Бу реакциянең тигез¬ ләмәсен Кекуле формуласын кулланып язу уңайлырак: бензол CH2 H2C CH2 H2C CH2 CH2 циклогексан Бу химик реакцияләр белән беррәттән, бензол, барлык башка органик матдәләр кебек үк, яну реакциясенә дә керә. Бензол яну химик реакциясенең тигезләмәсен языгыз. ШУЛАЙ ИТЕП, бензол төзелеше белән генә түгел, бәлки химик үзлек¬ ләре буенча да чикле һәм чиксез углеводородлар арасында тора сыман. Бензолга алмаштыру реакцияләре, кушылу реакцияләре, шулай ук яну реакциясе, ягъни кислород белән тәэсир итешү хас. Биремнәр 1. Бензолның: а) чикле; б) чиксез углеводородлар белән охшашлыгын күрсәтүче реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 2. 7,8 г массалы бензолга кушыла алырлык водородның күләмен (н. ш.) исәпләп табыгыз. 3. 8 г бром 3,9 г бензолны бромбензолга әверелдерү өчен җитәрме? 4. 1 моль бензолдан 1 моль циклогексан табу өчен 60 л (н. ш.) водород җитәрме? Җавапны исәпләүләр белән дәлилләгез. 162
§ 30. БАШКА АРОМАТИК УГЛЕВОДОРОДЛАР Бензол молекуласындагы бер яки берничә водород атомын төрле угле¬ водород радикалларына алмаштырудан табылган продукт дип карарга мөмкин булган күп кенә углеводородлар бар. Бензол боҗрасында углерод һәм водород атомнарын гадәттә кабул ителгәнчә билгеләп тормыйча гына, ал арның кайберл әренең формулаларын китерик: метилбензол (толуол) этилбензол диметилбензол Бензолның чикле генә түгел, бәлки чиксез ян чылбырлы кушыл¬ малары да булырга мөмкин, мәсәлән стирол: CH=CH 2 Икеле бәйләнеше булганлыктан, стирол полимерлашу реакциясенә керә ала. Полимерлашу продукты — полистирол сезгә көнкүрештә кулла¬ ныла торган әйберләр (телефон аппаратының корпусы, электротехника детальләре һ. б.) буенча билгеле. Молекулаларында бер генә түгел, ә берничә бензол боҗрасы булган ароматик углеводородлар да бар. Мисал итеп элегрәк көягә каршы кулла¬ нылган ак төстәге кристаллик матдәне — нафталинны китерергә мөмкин (67 нче рәсем): нафталин 11* 163
Барлык углерод һәм водород атомнарын да күрсәтеп, бу матдәнең график • формуласын төзегез. 67 нче рәсем. Нафталин молекуласының моделе ШУЛАЙ ИТЕП, ароматик углеводородларга бензолны һәм аның моле¬ куласындагы бер яки берничә водород атомын углеводород радикалларына алмаш¬ тырудан табылган кушылмаларны — толуолны, этилбензолны кертәләр. Молеку¬ лалары берничә бензол боҗрасыннан торган кушылмалар да (нафталин) ароматик кушылмаларга керәләр. Биремнәр 1. Түбәндәге кушылмаларның формулалары буенча углеводородларның кайсы классына керүен ачыклагыз: а) Q— б) C6H14 в) C4H10 C4H7 O ( г) CH2=CH-CH2-CH3 д) CH = C-CH3 “ е) CH3-CH=CH-CH3 2. Углеводородның формуласы C7H8. Ул бромлы суны төссезләндерми, ләкин, үзенә водородны кушып, метилциклогексанга әверелә. Бу углеводородның график формуласын языгыз. 3. Этилциклогексанны ароматик углеводородка әверелдерергә мөмкин. Нинди углеводородка? Ароматик углеводородның формуласын языгыз. 4. Молекулаларында: а) гади; б) икеле; в) өчле; г) ароматик бәйләнешләр булган углеводородларга нинди химик үзлекләр хас? Җавапны реакцияләрнең тигезлә¬ мәләрен язып раслагыз. 164
5. Элегрәк этиленның полимерлашу реакциясенең схемасын язган кебек (144 нче бит), стиролның полистиролга полимерлашу реакциясенең схемасын төзегез. Полистиролның төзелешен график формула ярдәмендә чагылдырыгыз. 6. Нафталинның чагыштырма молекуляр массасы бензолның чагыштырма моле¬ куляр массасыннан ничә тапкыр зуррак булуын исәпләп табыгыз. Табылган нәтиҗәне аңлатып бирегез. 7. 0,5 моль микъдарында алынган бензол тулысынча янганда хасил булган угле¬ кислый газның күләмен (н. ш.) һәм суның массасын исәпләп табыгыз. § 31. АРОМАТИК УГЛЕВОДОРОДЛАРНЫ КУЛЛАНУ ЬӘМ ТАБУ Ароматик углеводородларны күп кенә органик матдәләр, мәсәлән, үсемлекләрне химик саклауда кулланылучы матдәләр, дару препаратлары, хуш исле матдәләр, буягычлар һ. б. ларны синтезлау өчен киң куллана¬ лар. Моннан тыш, бензолны кайбер илләрдә мотор ягулыгының сыйфатын яхшырту өчен аңа өстәмә итеп тә файдаланалар. 68 нче рәсем. Ташкүмер составына кергән матдәләрдән берсенең төзелеш фрагменты. Ташкүмер — углерод, водород, кислород һәм кайбер башка химик элементлардан торган катлаулы матдәләрнең катнашмасы ул. Күмерне тәшкил итүче кушылмалар күп санлы бензол боҗраларыннан төзелгәннәр. Ташкүмерне (шул кушылмаларны) таркатканда ароматик углеводородлар хасил була 165
Ароматик углеводородларны табуда иң әһәмиятле чыганак булып ташкүмерне кокслау — аны һава кертмичә бик нык кыздыру (1000 oC ка кадәр) тора. Кокслау процессында күмердәге катлаулы органик кушылма¬ лардан бик күп очучан матдәләр хасил була (68 нче рәсем). Алардан бензолны һәм башка ароматик углеводородларны аерып алалар. Каты калдык — кокс — күбесенчә углеродтан тора. Аны домна мичләрендә тимер рудасыннан чуен җитештерү өчен кулланалар. Академик Н. Д. Зелинский ароматик булмаган углеводородларны ароматик углеводородларга әверелдерү мөмкинлеген ача. Хәзер бу процесс¬ лар промышленностьта киң кулланылалар. Мәсәлән, циклогексаннан (ул кайбер ятмалардагы нефтьтә була), аны катализатор катнашында җылы¬ тып, бензол табалар: CH9 H2C CH2 I I H2C CH2 кат. CH HC CH I Il HC . хсн сн'" + зн2 бензол циклогексан Шулай ук чикле углеводород — гексан да бензолгә әверелергә мөмкин: H2C ' I CH9 / ч CH4 O I H2C "сН^ CH4 O гексан кат. CH HC ' ' CH Il HC . ,CH CH^ + 4 H2 бензол ШУЛАЙ ИТЕП, ароматик углеводородлар практик яктан әһәмиятле булган кушылмалар — дарулар, буягычлар, хуш исле матдәләр һ. б. ларны табу өчен киң кулланылалар. Ароматик углеводородларны циклик һәм сызыкча төзелешле чикле углево¬ дородлардан Н. Д. Зелинский ачкан химик реакцияләр ярдәмендә табарга мөмкин. 166
Биремнәр 1. Бензолны хлорлап, бөртекле культураларның орлыкларын агулау өчен кулла¬ ныла торган кристаллик матдә — гексахлорбензолны C6Cl6 табалар. График формулаларны кулланып, бу реакциянең тигезләмәсен төзегез. Бу реакциянең тибы буенча бензол чикле углеводородларга якынракмы яки чиксез углеводо¬ родларгамы? 2. Бензол хлор белән тәэсир итешкәндә (көчле яктылык шартларында), авыл ху¬ җалыгында кулланыла торган (чикләнгән микъдарларда) агулы химикат — гек- сахлорциклогексан (гексахлоран) C6H6Cl6 табыла. Реакция тигезләмәсен төзегез. Бу реакция алдагы биремдә телгә алынган реакциядән принципиаль рәвештә нәрсә белән аерыла? 3. Чикле, чиксез һәм ароматик углеводородларның бер-берсенә әверелүләрен чагылдыручы химик реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 4. Бензол 70 г массалы хлор белән реакциягә кергәндә хасил булган гексахлоран- ның массасын исәпләп табыгыз (2 нче биремне карагыз). 5. Әгәр реакция нәтиҗәсендә 8,96 л (н. ш.) водород аерылып чыккан булса, цик- логексаннан барлыкка килгән бензолның массасын исәпләп табыгыз. 5 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Ароматик углеводородлар молекулаларында бер яки берничә бензол боҗрасы булу белән характерланалар. Аларның иң гади вәкиле — бензол. Гадәттә, аны формуласы белән күрсәтәләр, ләкин бу формула аның молекуласының чын төзелешенә туры килми: бензол бромлы су белән реагирлашмый, димәк, аның молекулаларында икеле бәйләнешләр юк. Бензол молекуласында углерод атомнары арасында ароматик химик бәйләнеш урнаша. Ул уртак алты электронлы болыт исәбенә барлыкка килә. Шунлыктан бензолның төзелешен мондый формула белән күрсәтәләр: 167
Бензолның төзелешендәге үзенчәлекләр аның үзлекләрендәге үзенчәлекләрдә чагылыш таба. Химик үзлекләре белән бензол чикле һәм чиксез углеводородлар арасында тора сыман. Чикле углеводородлар кебек, бензол галогеннар белән алмаштыру реакцияләренә керә, ләкин ул водород һәм хлор белән кушылу реакцияләренә дә керә ала, ә монысы инде — чиксез углеводородларга хас үз¬ лекләр. Ароматик углеводородларны күп кенә органик кушылмалар — үсемлекләрне химик саклау чаралары, дару препаратлары, буягычлар, пластмассалар (мәсәлән, полистирол) синтезлау өчен кулланалар. Ароматик углеводородлар кайбер ятмалардагы нефтьтә бар. Аларны табуның иң мөһим чыганагы — ташкүмерне кокслау. Ароматик углеводородларны күп микъдарда шулай ук башка матдәләрне химик юл белән эшкәртеп, мәсәлән чикле һәм циклик углеводородлардан водородны аерып алу ысулы белән табалар.
СПИРТЛАР Составларына углерод һәм водород атом¬ нары белән беррәттән кислород та кергән мат¬ дәләр чиксез күптөрле. Кислородлы органик матдәләр белән танышуны спиртлар классын¬ нан башларбыз. Чикле углеводородлардан угле¬ водородларның башка классларын табарга мөмкин булган кебек, спиртларны да төрле кислородлы органик кушылмаларга әверелде¬ рергә мөмкин. Шуңа күрә еш кына спиртларны кислородлы матдәләрнең төрле классларына башлангыч итеп карыйлар.
§8S. ЧИКЛЕ БЕР АТОМЛЫ СПИРТЛАРНЫҢ ТӨЗЕЛЕШЕ Молекулаларында углеводород радикалы белән бәйләнгән бер яки берничә гидроксогруппасы булган кушылмаларны спиртлар дип атыйлар. Н—с—С—OH I I H H этил спирты (этанол) HHH I I I Н—С—С—С—H I I I OHOHOH глицерин Молекуладагы гидроксогруппаларның санына карап, бер атомлы һәм күп атомлы (ике атомлы, өч атомлы һ. б.) спиртларны аерып йөртәләр. Югарыда бер атомлы һәм өч атомлы спиртларның график формулалары китерелде. Чиксез углеводородларның да гидроксогруппалы кушылмалары бу¬ луы мөмкин, бу чиксез спиртлар, мәсәлән: CH2=CH-CH2-OH Чикле углеводородларның составларын белгәндә, молекулаларындагы углерод атомнарының саны буенча аларга туры килүче бер атомлы спирт¬ ларның формулаларын китереп чыгару җиңел (14 нче таблица). Кайвакыт бер атомлы спиртларның гомуми формуласын да язалар: R-OH Биредә R — теләсә кайсы углеводород радикалын белдерә. 69 нчы рәсемдә бер атомлы спиртлар: метил һәм этил спиртлары молекулаларының модельләре күрсәтелгән. Таблицада исемнәре аталган һәм бу рәтнең алардан соң урнашкан тагын берничә спирты гадәттәге шартларда — сыеклыклар. Югарырак молекуляр массалы спиртлар — каты матдәләр. 170
14 нче таблица Чикле бер атомлы спиртлар Спиртның исеме Формуласы Кайнау температурасы, oC Метил спирты CH4-OH 64,5 Этил спирты C9H--OH 78,4 Пропил спирты CoH7-OH 97,2 Бутил спирты C4H9-OH 117,5 Амил спирты C5H11-OH 138,0 Гексил спирты C6H13-OH 157,2 һ. б. 69 нчы рәсем. Спиртлар молекулаларының модельләре: а — этил спирты; б — метил спирты 171
Спиртлар рәтенең беренче вәкилләре суда эриләр, молекуладагы углерод атомнарының саны арту белән, спиртларның суда эрүчәнлеге кими, зур молекуляр массалы спиртлар суда эремиләр. Спиртларның суда эрүчәнлеге гидроксогруппаларның һәм су молекулаларының үзара тәэсир итешүе (үзара тартылуы) белән аңлатыла икән. Углеводородлар исә суда практик яктан эремиләр, шуңа күрә спиртларның молекулала¬ рында углеводород радикалларының зураюы аларның суда эрүенә кома¬ чаулый. 14 нче таблица буенча янәшә урнашкан спиртларның молекулалары соста- • вындагы аерманы билгеләгез. Җавапны график формулалар ярдәмендә аңла¬ тып бирегез. Спиртларның молекулаларында гидроксогруппалар төрле углерод атомнары белән тоташкан булырга мөмкин. Бу — спиртларның күп төрле булуның сәбәпләреннән берсе. (Исегезгә төшерегез: этилен углеводород¬ ларының күптөрлелеге углерод чылбырының төзелешенә генә түгел, бәлки молекулаларда икеле бәйләнешнең торышына да бәйле.) Мәсәлән, төзелешләре түбәндә күрсәтелгән спиртлар изомерлар булырлар: CH4-CH9-CH9-CH9-OH CH4-CH-CH9-CH4 о d & d о I O OH ('кайнау =117,5 °C) ('кайнау = 99,5 °C) Спиртларның изомериясе молекулаларның углерод чылбырлары төзелешенә • дә бәйле. Югарыда күрсәтелгән спиртларга изомер булган (углерод чылбыры тармакланган) тагын бер спиртның график формуласын языгыз. ШУЛАЙ ИТЕП, спиртлар — молекулалары гидроксогруппалар белән бәйләнгән углеводород радикалыннан торучы кислородлы органик матдәләр. Углеводород радикалы чикле дә, чиксез дә булырга мөмкин. Спиртларның изомериясе углерод чылбырының төзелешенә һәм молекула¬ дагы гидроксогруппаларның торышына бәйле. Биремнәр 1. Составлары C5H11OH формуласына туры килә торган барлык изомер спирт¬ ларның график формулаларын төзегез. 2. Спиртларның чагыштырма молекуляр массалары артканда, ни өчен аларның суда эрүчәнлеге кимүен аңлатып бирегез. 172
3. Спиртларның молекулаларында кислород атомының башка атомнар белән химик бәйләнешләре ничек хасил булуны аңлатыгыз: а) метил спиртының; б) пропил спиртының электронлы формулаларын языгыз. 4. Ике спиртның формулалары бирелгән: CH4-CH9-CH9-OH һәм CH4-CH-CH4 O Z Z O J O OH Ни өчен, исәпләүләр башкармыйча да, бу матдәләрдә углеродның масса өлеше бер төрле дип расларга була? 5. Ике спиртның формулалары бирелгән: CH4-CH9-CH9-OH һәм CH9=CH-CH9-OH O Z Z Z Z Кайсы спиртта углеродның масса өлеше күбрәк булуын исәпләп табыгыз. Нәтиҗәне аңлатып бирегез. §33. СПИРТЛАРНЫҢ ХИМИК ҮЗЛЕКЛӘРЕ Төрле физик үзлекләргә ия булсалар да, спиртлар гомуми химик үзлекләр белән характерланалар. Күпчелек органик матдәләр кебек үк, кабызганда, спиртлар күп җылылык чыгарып яналар: C2H5OH + 3 O2 = 2 CO2 + 3 H2O + Q этил спирты Бу үзлек этил спиртын — спиртовкаларда, ә кайбер илләрдә автомо¬ биль двигательләрендә ягулык итеп кулланырга мөмкинлек бирә. Спиртларның күп кенә үзлекләре аларның химик төзелешендәге үзенчәлекләргә, ягъни молекулаларында гидроксогруппа булуга бәйле. Кислород атомының «килеп керүе» молекуладагы атомнарның тоташу тәртибен үзгәртә, водород атомнарының берсен аерым бер үзенчәлекле торышка куя: ул углерод атоМы белән тоташмыйча, кислород атомы белән тоташа. Углеводородлардагы водород атомнарыннан аермалы буларак, бу водород атомы актив металл атомына алмаштырыла ала. 173
Спирт салынган пробиркага натрий кисәге төшергәндә водород аеры¬ лып чыга (аны кабызырга мөмкин): 2 C2H5OH + 2 Na = 2 C2H5ONa + H2T ZO ZO Z этил натрий спирты этилаты Эремәнең берничә тамчысын, пыяла пластинкага тамызып, спиртовка ялкынында парга әйләндергәндә хасил булучы натрий этилатының крис¬ талл арын күрергә мөмкин. Спиртларның актив металлар белән реагирлаша алуы, спиртлар — органик кислоталар дигән фикергә китерергә мөмкин. Әмма спиртлар кислоталар булып тормыйлар: алар индикаторларның төсен үзгәртмиләр һәм селтеләр белән реакциягә кермиләр. Спиртларга гидроксил группасындагы водород атомы гына түгел, ә гидроксогруппа тулысынча алмаштырылу реакцияләре дә хас. Этил спир¬ тын галогеноводород (мәсәлән, бромоводород) белән бергә җылытыйк (бромоводород хасил булсын өчен, калий бромиды яки натрий бромиды белән сульфат кислотасы катнашмасын алалар). Берникадәр вакыттан соң җыйгыч колбада су катлавы астында авыр сыеклык — бромэтан җыелуын күрербез (70 нче рәсем): C2H5OH + HBr = C2H5Br + H2O ZO Z O Z этил бромо- бромэтан спирты водород Хлороводородны метил спирты аша уздырганда, метанның галогенлы кушыл- • масы барлыкка килә. Реакция тигезләмәсен төзегез һәм табылган матдәнең исемен атагыз. Хәтерләвегезчә (149 нчы биттән карагыз), куертылган сульфат кисло¬ тасы белән бергә җылытканда, спиртлардан су аерылып чыга. Этил спир¬ тыннан бу вакытта этилен барлыкка килә: Н—С—С—H I I H OH этил спирты -> CH2=CH2 + H2O этен (этилен) Бу әверелешне башкаруның вариантларыннан берсе 71 нче рәсемдә сурәтләнгән. 174
70 иче рәсем. Бромэтан табу өчен җайланма 71 нче рәсем. Этил спиртыннан этилен табу. Тәҗрибәне башкаручы елга комына этанолны сеңдергән, ә аның өстенә балчык катламы салган. Катализатор ролен үтәүче балчык өстендә этанол парларыннан су аерылып чыга Kupe химик реакциянең булуы мөмкинме? Kupe реакциянең тигезләмәсен языгыз. Промышленностьта бу реакцияләрнең кайсысын үткәрәләр: турысынмы әллә киресенме? 175
Бу реакция этилен белән су арасындагы реакциягә карата кире реак¬ ция булып тора. Тиешле шартларны булдырганда кайтма реакцияне эти¬ леннан этил спирты табу ягына яки этил спиртыннан этилен табу ягына авыштырырга мөмкин. Этил спиртыннан соң килүче спиртлардан суны аерып алу башка чиксез углеводородлар табылуга китерә. Тиешле бер атомлы спирттан пропен табу реакциясенең тигезләмәсен график • формулалар кулланып төзегез. Күргәнегезчә, спиртлар өчен характерлы химик үзлекләр аларның молекулаларында гидроксогруппа булуга бәйле. Матдәләрнең характерлы химик үзлекләрен, ягъни химик функция¬ ләрен билгели торган атомнар төркемен функциональ группа дип атый¬ лар. — OH төркеме — спиртларның функциональ группасы. Спиртларның тагын бер үзлеген тикшереп узыйк. Яну реакциясе вакытында спиртлар ахыргы продуктларга — углекислый газга һәм суга кадәр оксидлашалар. Ләкин аларның оксидлашуы ул чаклы тулы бул¬ маска да мөмкин. 10 нчы лаборатор тәҗрибә Бакыр чыбыктан ясалган спиральне кара төстәге бакыр оксиды CuO элпәсе белән капланганчы спиртовка ялкынында кыздырыгыз да, тиз генә пробиркадагы спиртка батырыгыз. Моны берничә тапкыр кабатлагыз. Спиртның оксидлашуы нәтиҗәсендә барлыкка килгән матдәнең исе сизелә башлый. Бакыр кайтарылганлыктан, чыбык элеккеге төсен ала. Спиртны бакыр (II) оксиды белән оксидлаштыру реакциясенең ти¬ гезләмәсе: H H Н—С—С—О—H + CuO CH4-C O .0 + H9O + Cu H H спирт альдегид Спиртлар бакыр (II) оксиды белән генә түгел, ә башка матдәләр белән дә оксидлашырга мөмкин. Оксидлаштыручыны шартлы рәвештә атом 176
хәлендәге кислород белән билгеләп, химик реакциянең тигезләмәсен болай язарга була: H CH4-C-O-H + O - ә CH4-C + H9O O I H H спирт альдегид Спиртларны оксидлаштырганда —C функциональ группасы булган 4H матдәләр барлыкка килә, ал арны альдегидлар дип атыйлар. 72 нче рәсемдә серкә альдегидының модельләре күрсәтелгән. Без альдегидларны җентек¬ ләп өйрәнмәячәкбез, ләкин аларның төзелешен белү сезгә соңрак таны¬ шачак материалны аңлау өчен кирәк булачак. 72 нче рәсем. Серкә альдегиды молекуласының модельләре Спиртлар кеше организмы өчен агулы булып торалар. Бигрәк тә метил спирты (метанол) агулы. Бик аз гына эчкәндә дә ул күрү нервларын үтерә һәм гомерлеккә сукырайта, ә 30 мл спирт үлемгә китерергә мөмкин. Спиртлы эчемлекләрнең төп состав өлеше булган этил спирты — нарко¬ тик. Спирт тәэсирендә кешенең игътибары кими, реакциясе тоткарлана, хәрәкәтләр координациясе бозыла, кеше үз-үзен тотышына контрольне югалта. Алкоголь белән мавыгу алкоголизм дигән каты авыруга китерә. Алкоголь бигрәк тә яшьләр өчен зарарлы. 12 Я-314 177
ШУЛАЙ ИТЕП, спиртлар, күп кенә органик матдәләр кебек үк, угле¬ кислый газ һәм су хасил итеп, яну реакциясенә керә алалар. Спиртларның үзенчәлекле химик үзлекләре аларның молекулаларында —OH функциональ группалары булуга бәйле. Спиртларны тулы булмаган оксидлаштыру юлы белән альдегидлар табарга мөмкин. Биремнәр 1. Сезнең уйлавыгызча, бер атомлы спиртлар нинди металл белән натрийга караганда активрак реагирлашыр? Реакция тигезләмәсен төзегез. 2. Метил спирты белән натрий металы арасындагы реакциянең тигезләмәсен төзегез. Хасил булучы органик матдәнең исемен атагыз. 3. Этил спирты хлороводород белән үзара тәэсир итешкәндә нинди матдә барлыкка килә? Реакция тигезләмәсен языгыз. Бу матдәне тагын нинди ысул белән табарга мөмкин? 4. Түбәндәге әверелешләрне башкарырга мөмкинлек бирүче реакцияләрнең тигез¬ ләмәләрен төзегез: CH4-CH9-CH9-CH9-OH ? -> CH4-CH9-CH9-CH4 O A 4 Zi 0 4 4 0 Барлык матдәләрнең дә исемнәрен атагыз. 5. 6,4 г метил спиртын яндыру өчен кирәк булган кислородның күләмен (н. ш.) исәпләп табыгыз. 6. Натрий металы метил һәм этил спиртлары белән үзара тәэсир итешкәндә һәр очракта да 5,6 шар л (н. ш.) водород аерылып чыккан. Реакцияләргә кергән спиртларның массалары һәм матдә микъдарлары (моль) бер төрле булырмы? Җавапны исәпләүләр белән дәлилләгез. 7. 11,2 м3 этилен (н. ш.) табу өчен кирәк булган этил спиртының массасын исәп¬ ләп табыгыз. 8. 5 әр грамм массалы метил һәм этил спиртларын яндырганда барлыкка килгән суның массасы бер үк төрле булырмы әллә юкмы? Табылган нәтиҗәләрне аңлатып бирегез. 9. Әгәр һәр спиртны 0,1 әр моль микъдарында алсалар, метил һәм этил спиртлары бромоводород белән үзара тәэсир итешкәндә хасил булган суның массасын исәпләп чыгарыгыз.
§ 84. СПИРТЛАРНЫ КУЛЛАНУ ЬӘМ ТАБУ Производствоның күп кенә тармакларында спиртлар эреткеч сыйфа¬ тында кулланыла. Химия промышленностенда алардан төрле органик матдәләрне синтезлау өчен файдаланалар. Метил спирты пластмассаларның кайбер төрләрен җитештерү өчен кулланыла торган кырмыска альдегиды, яки формальдегид табуда күп микъдарларда тотыла. H формальдегид Чит илләрдә метил спиртын мотор ягулыгы итеп кулланалар, чөнки ул янганда чыккан газларда була торган зарарлы матдәләр барлыкка килүне киметә. Этил спирты эреткеч буларак күп кенә дарулар, хушбуйлар һәм исле¬ майларны җитештергәндә кирәк, аннан аш тәмләткеч итеп кулланыла торган серкә кислотасын табалар. Z ———— ■ — —•X ФАКТЛАР Абсолют спирт — 100% лы этил спирты. Денатуратлаштырылган спирт (денатурат) метанол һәм башка зарарлы матдәләр катнаштырылган этанолдан гыйбарәт. Производство шартларында спиртларны сезгә инде таныш булган ысул белән — чиксез углеводородларга су кушып табалар: CH9=CH9 + H9O # CHo-CH9-OH La La La O La этен этил спирты (этилен) Спиртларның химик үзлекләрен белгәнгә күрә, бу процессның кайтма процесс булуы яхшы аңлашыла. Этил спиртын табу өчен, реакцияне ката¬ лизатор катнашында басым астында һәм югары температурада узды¬ ралар. 12* 179
Углеводородларның галогенлы кушылмалары белән су арасында ба¬ ручы реакцияләрне дә спиртларны табуның гомуми ысулы дип карарга мөмкин: C9Ht-Br + HOH -ә C9Ht-OH + HBr бромэтан су этил бромо- спирты водород Элегрәк сез, спиртларның галогеноводородлар белән үзара тәэсир итешеп, • углеводородларның галогенлы кушылмаларын хасил итү кайтма реакциясе белән танышкан идегез (174 нче бит). Югарыда китерелгән тигезләмәне ул кайтма реакцияне чагылдырырлык итеп үзгәртегез. Бу реакцияне спирт табу өчен кулланганда, бромоводород спирт белән үзара тәэсир итә алмаска тиеш. Моның өчен реакцияне селте катнашында уздыралар, чөнки селте бромоводородны нейтральләштерә һәм кире реак¬ циянең узу мөмкинлеген бетерә. Углеводородларның галогенлы кушылмаларын табуның сезгә билгеле булган ысулын исәпкә алып, чикле бер атомлы спиртларны углеводород¬ лардан түбәндәге әверелешләр ярдәмендә табарга мөмкин булуы турында нәтиҗә ясый алабыз: + Br9 CH4 —> метан + HOH CH4Br > O бромметан CH4OH метил спирты Шундый ук юл белән этил • әверелеше схемасын төзегез. спиртын табу мөмкинлеген бирүче матдәләр Бу ысулның практик әһәмиятенә караганда теоретик әһәмияте зур¬ рак. Ул чикле углеводородлар, аларның галогенлы кушылмалары һәм спиртлар арасындагы уртаклыкны, генетик бәйләнешне чагылдыра. ШУЛАЙ ИТЕП, спиртларны төрле органик матдәләрне табу өчен кул¬ ланалар. Спиртлар чикле углеводородларның галогенлы кушылмаларыннан яки этилен углеводородларын гидратлаштырып (су белән тәэсир итешүе) табылырга мөмкин. Бу химик реакцияләр чикле һәм чиксез углеводородлар һәм спиртлар арасындагы генетик бәйләнешләрне чагылдыра. 180
Биремнәр 1. Пропенга су кушып, CH3—CH—CH3 төзелешле пропил спирты табалар. OH График формулаларны кулланып, реакция тигезләмәсен төзегез. 2. Түбәндәге схема буенча этаннан этил спирты табу реакцияләренең тигезләмә¬ ләрен языгыз: C2H6 / C2H5OH // 3. Пропил спиртын оксидлаштырып, пропион альдегидын CH3—CH9—C 4H табарга мөмкин. Реакция тигезләмәсен төзегез. 4. 0,2 моль метил спиртыннан кырмыска альдегиды табу өчен кирәк булган ба¬ кыр (II) оксидының массасын исәпләп табыгыз. 5. 12,9 г хлорэтаннан һәм 4,48 л (н. ш.) этиленнан табылган этил спиртының массасы бер төрле булырмы әллә юкмы? Җавапны исәпләүләр белән раслагыз. §ss. КҮП АТОМЛЫ СПИРТЛАР Күп атомлы спиртлардан сезгә, бәлки, глицерин таныштыр. Аны пропан молекуласының өч водород атомы гидроксогруппаларга алышты- рылган кушылма дип карарга мөмкин: CH9-CH-CH I l I OH OH OH Димәк, глицерин — өч атомлы спирт. Ул — тәме баллырак, сироп- сыман төссез сыеклык. Күп атомлы спиртларда гидроксогруппаларның төрле углерод атомнары • белән генә тоташканын белеп, этаннан табылган кушылма буларак, ике атомлы спирт — этиленгликольнең һәм, гексанның кушылмасы буларак, алты атомлы спирт — сорбитның график формулаларын төзегез. Күп атомлы спиртларның суда яхшы эрүчәнлеге турында фараз кы¬ лырга мөмкин. Чагыштырма молекуляр массалары зур булмаган бер атомлы спиртларның, гидроксогруппалары су молекулалары белән үзара 181
тәэсир итешүләре сәбәпле, суда эрүчән булуларын, ә спиртлар рәтендә эрүчәнлекнең кимүе молекуланың углеводород радикалы өлеше зураюга бәйле икәнен исегезгә төшерегез. Аңлашыла ки, молекулаларында берничә гидроксогруппа булган күп атомлы спиртларга яхшы эрүчәнлек хас бу¬ лырга тиеш. Моның шулай икәнен тәҗрибәдә тикшерегез. 11 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага 0,5 мл су һәм шулкадәр үк глицерин салыгыз, катнашманы болгатыгыз. Катнашма беришле булырмы? Тагын бераз глицерин өстәгез. Матдә эредеме? Глицерин хәтта һавадагы дымны да йота. Шушы гигроскопиклык үзлегенә нигезләнеп, аны кулларның тиресен йомшартучы кремнар һәм медицина мазьлары ясау өчен кулланалар. Күн эшләү промышленностенда ул күнне кибүдән саклау өчен кулланыла. Күп атомлы спиртларның химик үзлекләре аларның молекулала¬ рында гидроксогруппалар булуга бәйләнгән һәм шуңа күрә аларның күп кенә үзлекләре бер атомлы спиртларныкы белән охшаш. Мәсәлән, гидрок- согруппалардагы водород атомнары селтеле металларның атомнарына алмаштырыла ала. Ике атомлы спирт — этиленгликольнең гидроксогруппаларындагы водород • атомнарының натрий атомнарына алмаштырылу реакциясенең тигезләмәсен төзегез. Күп атомлы спиртларны, бер атомлы спиртлар кебек үк, углеводород¬ ларның галогенлы кушылмалары аша табарга мөмкин. Мәсәлән, этилен- гликольне (ул антифризлар — автомобиль двигателен суыту өчен кулла¬ нылучы катмый торган сыеклыклар әзерләгәндә кирәк) түбәндәге схема буенча табарга була: CH9-Cl HOH CH2 -OH + + 2 HCl CH2-Cl HOH CH2- -OH дихлорэтан су этиленгликоль хлороводород Gp Ни өчен бу реакцияне селте катнашында үткәрергә кирәк? Җавапны аңлатып • бирегез. Югарыда әйтеп үтелгәннәрдән тыш, күп атомлы спиртларны төрле химик синтезда кулланалар. Мәсәлән, этиленгликольне — лавсан сүсе җи¬ тештергәндә, глицеринны дару препараты — нитроглицерин тапканда кулланалар. 182
ШУЛАЙ ИТЕП, күп атомлы спиртларның молекулаларында берничә гидроксогруппа була: глицерин молекуласында — өч, этиленгликольнекендә — ике. Күп атомлы спиртларның үзлекләре һәм ал арны табу ысуллары бер атомлы спиртларның үзлекләре һәм аларны табу ысуллары белән охшаш, чөнки тегелә¬ ренең дә, боларының да составына —OH функциональ группасы керә. Биремнәр 1. Этиленгликольнең яки глицеринның электронлы формуласын языгыз. 2. Сорбитның (диабет белән авыручыларга шикәрне алыштыра) төзелешен мон¬ дый формула белән күрсәтергә мөмкин: CH9-CH-CH-CH-CH-Ch9 I2I Il I I2 OH OH OH OH OH OH Аның үзлекләре турында фараз кылыгыз. 3. Этиленгликольдән ничек итеп дихлорэтан табарга? Реакция тигезләмәсен төзегез. 4. Трихлорпропаннан CH2—CH—CH2 глицерин табу реакциясенең тигезләмәсен Cl Cl Cl языгыз. Бу реакцияне нинди шартларда үткәрергә кирәк? 0,3 моль трихлор¬ пропаннан табарга мөмкин булган глицеринның массасын исәпләп чыга¬ рыгыз. 6 НЧЫ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Спиртларның молекулаларында углеводород радикалы белән тоташ¬ кан бер яки берничә гидроксогруппа була. Молекулалардагы функциональ группаларның санына карап, бер атомлы һәм күп атомлы спиртларны аерып йөртәләр. Бер атомлы спиртларның төзелешен R—OH гомуми формуласы белән күрсәтергә була, биредә R — углеводород радикалы. Спиртларның изомериясе углерод чылбырының төзелешенә һәм молеку¬ лада гидроксогруппаның торышына бәйле булырга мөмкин. Молекулаларында гидроксогруппалар булуга бәйле рәвештә спиртлар рәтендәге беренче матдәләр суда эриләр, әмма углеводород радикалы зураюы белән ал арның эрүчәнлеге кими. Күп атомлы спиртлар суда яхшы эриләр. 183
Күпчелек органик кушылмаларга характерлы янучанлык үзлегеннән тыш, спиртларның функциональ группалар булуга бәйле башка үзлекләре дә бар. Кислород атомы белән тоташкан водород атомнары селтеле металл атомнарына алмаштырылырга мөмкин. Галогеноводородлар белән үзара тәэсир итешкәндә спиртлар молекулаларындагы гидроксогруппа тулы- сынча алмаштырылырга мөмкин. Спиртлар молекулаларыннан су моле¬ кулалары аерылып чыгарга мөмкин, һәм бу вакытта чиксез углево¬ дородлар хасил була. Спиртлар оксидлашканда төзелеше молекулаларында —C атомнар төркеме булуга бәйле альдегидлар барлыкка килә. 4H Спиртларны табуның гомуми ысулы эзлекле рәвештә углеводород¬ ларны галогенлы кушылмаларга, ә аларны спиртларга әверелдерүдән гыйбарәт. Әмма бу ысул башлыча теоретик әһәмияткә ия булып тора, чөнки ул органик кушылмаларның төрле класслары арасындагы уртак¬ лыкны, генетик бәйләнешне ачып бирә.
КАРБОН КИСЛОТАЛАРЫ Сез кислородлы органик матдәләрнең ике классы — спиртлар һәм альдегидлар булуы турында беләсез. Альдегидлар спиртларны оксидлаштыру продуктлары булып торалар. Альдегидларны оксидлаштыруны дәвам иткән¬ дә карбон кислоталары барлыкка килә. Heopra- ник кислоталардан аермалы буларак, ал арның составында һәрвакытта да углерод (латинча исеме Carboneum) була. Шуңа күрә аларны кар¬ бон кислоталары дип атыйлар.
§36. КАРБОН КИСЛОТАЛАРЫНЫҢ ТӨЗЕЛЕШЕ ЬӘМ ҮЗЛЕКЛӘРЕ Молекулаларында углеводород радикалына бәйләнгән бер яки берничә карбоксил группасы — C булган кушылмаларны карбон кислоталары 4OH дип атыйлар. Карбоксил группасының спиртлар һәм альдегидларның ха¬ рактерлы төркемнәрен үз эченә алуына игътибар итмичә мөмкин түгел: Z/0 аның —C фрагменты альдегидлардан, ә —OH группасы спиртлардан. 73 нче рәсемдә серкә кислотасы молекуласының моделе күрсәтелгән. Молекуладагы карбоксил группаларының санына карап, карбон кис¬ лоталарын, неорганик кислоталар кебек үк, бер нигезлеләргә, ике нигез- л ел әргә һ. б. бүләләр. Кайбер бер нигезле карбон кислоталары турындагы мәгълүматлар 15 нче таблицада китерелгән. Бер нигезле карбон кислоталарының төзе¬ лешен R—C яки R—COOH 4OH гомуми формуласы белән күрсәтергә мөмкин. 73 нче рәсем. Серкә кислотасы CH3-C OH молекуласының масштаблы моделе 186
15 нче таблица Бер нигезле карбон кислоталары Кислотаның исеме Формуласы //° Кырмыска кислотасы* H-C 4OH Серкә кислотасы CHo-C O \ OH Пропион кислотасы CH3-CH2-C xOH Май кислотасы CH4-CH2-CH2-C O Z Z X. xOH Валериан кислотасы CH4-CH2-CH2-CH2-C O Z Zi Zi \ OH Капрон кислотасы CH4-CH2-CH2-CH2-CH2-C O Z Zi Zi Zi \ OH Пальмитин кислотасы CH3-(CH2)14-C xOH Z Маргарин кислотасы CH4-(CH2)1--C OH Стеарин кислотасы CH3-(CH2)16-C4 һ. б. OH * Башка карбон кислоталарыннан аермалы буларак, кырмыска кислотасында карбоксил группасы водород атомы белән тоташкан. 187
ФАКТЛАР Кырмыска тешләгән, бал корты яки кычыткан чаккан кеше кырмыска кислота¬ сының ярсыткыч тәэсирен сизә. ч — ■■ - . ■> Органик матдәләрне тарихи яктан өйрәнү карбон кислоталарыннан башлангандыр, күрәсең. Шунлыктан хәзерге көнгә кадәр ал арның исемнә¬ рендә бу кислоталарның табигый чыганаклары чагыла. Мәсәлән, кыр¬ мыска кислотасын — кырмыскалар бүлендегеннән, май кислотасын — атланмайдан, пальмитин кислотасын пальма маеннан тапканнар. Молекуляр массалары зур булмаган карбон кислоталары зәһәр исле, суда яхшы эри торган сыеклыклардан гыйбарәт. Аларның эрүчәнлеге, спиртларның эрүчәнлеге кебек үк, функциональ группаларның су молеку¬ лалары белән үзара тәэсир итешүенә бәйләнгән. Молекуляр массалары арту белән, ягъни углеводород радикалы зураю белән, кислоталарның эрүчәнлеге кими. Югары төзелешле кислоталар — каты матдәләр, алар¬ ның исе юк, суда эремиләр. Табигый ки, кислоталар дип бу кушылма¬ ларны аларның үзлекләренә карап атыйлар. Сезгә неорганик кислоталарга хас үзлекләр билгеле. Кислоталарның индикаторлар төсен ничек үзгәртүен, металлар, нигез оксид- • лары һәм нигезләр белән ничек реагирлашуын исегезгә төшерегез. Карбон кислоталары бу үзлекләргә ияме соң? Моны тикшерү өчен лаборатор тәҗрибәләр башкарыгыз. 12 нче лаборатор тәҗрибә Сезгә серкә кислотасы эремәсе бирелгән (көндәлек тормышта аны, гадәттә, серкә дип атыйлар). Кислота эремәсенә индикатор өстәгез. Аның төсе үзгәрдеме? 13 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага серкә кислотасы эремәсе салыгыз һәм аңа магний вагы (йомычкасы) өстәгез. Пробирканы пыяла көпшә куелган бөке белән каплагыз, аерылып чыгучы газны төбе өскә әйләндерелгән пробиркага җыегыз. Бу газның водород булуын ничек бе¬ лерсез? Серкә кислотасы мисалында сез карбон кислоталарының неорганик кислоталар белән күп кенә уртак үзлекләре булуын белдегез. Күрәсең, 188
алар, неорганик кислоталар кебек үк, эремәләрдә ионнарга диссоциация- ләшәләрдер. Серкә кислотасы суда начар диссоциацияләшә, ягъни ул көчсез элект¬ ролит булып тора. Серкә кислотасының электролитик диссоциациясе тигезләмәсен болай язарга була: CH4COOH # CH4COO" + H+ O O Көчсез электролитларның диссоциацияләшүе тигезләмәләрендә тигез¬ лек билгесе урынына процессның кайтмалык билгесен куюларына игътибар итегез. Карбон кислоталарының диссоциацияләшүе тигезләмәсен гомуми рәвештә түбәндәгечә язарга мөмкин: R-COOH # R-COO” + H+ Сез башкарган реакцияләрнең тигезләмәләрен төзик. Металл кислота эремәсенә тәэсир иткәндә, водород аерылып чыга һәм тоз эремәсе хасил була: 2 CH3COOH + Mg = (CH3COO)2Mg + H2 T серкә магний кислотасы ацетаты Көчсез электролитлардан саналган карбон кислоталарының фор¬ мулаларын ионлы тигезләмәләрдә молекулалар рәвешендә язу кабул ителгән: 2 CH3COOH + Mg = 2 CH3COO" + Mg2+ + H2T Табигый ки, водородның аерылып чыгуы, металл көчле кислоталар — сульфат һәм хлорид кислоталары белән реакциягә кергәндәгегә караганда әкренрәк бара. Кырмыска кислотасы белән цинк арасындагы реакциянең тигезләмәсен моле- • куляр һәм ионлы рәвештә языгыз. Кислота нигез белән үзара тәэсир итешкәндә, тоз һәм су хасил була: CH4COOH + NaOH = CH4COONa + H9O O OZ серкә натрий кислотасы ацетаты 189
CH4COOH + Na+ + ОН' = CH4COO- + Na+ + H9O О OZ CH4COOH + ОН" = CH4COO" + H9O О OZ iQ Пропион кислотасының калий гидроксиды белән нейтральләшү реакция- • сенең молекуляр һәм ионлы тигезләмәләрен языгыз. Ләкин карбон кислоталары неорганик кислоталарны өйрәнгәндә без тикшермәгән реакцияләргә дә керәләр. 14 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага 1 мл сезгә бирелгән этил спирты һәм сульфат кислотасы катнашмасын салыгыз. 0,5 мл серкә кислотасы өстәгез һәм катнашманы спиртовка ялкынында әкрен генә җылытыгыз. Шунда ук диярлек хасил булган яңа матдә —серкә кислотасының этил эфирына хас тәмле ис сизелә башлый. Серкә кислотасы белән этил спиртын катализатор буларак сульфат кислотасы катнашында җылытканда, хуш исле матдә — серкә кислотасы¬ ның этил эфиры барлыкка килә: CH4-C + HOC9H- OH серкә этил кислотасы спирты х0 кат. // —> CH3-C xO-C2H5 серкә кислотасының этил эфиры H2O су Кислотаның спирт белән үзара тәэсир итешүен этерификация реакциясе дип атыйлар. Табылган матдә катлаулы эфирлар* классына керә. Югарыда тикшерелгән мисалга охшатып, кырмыска кислотасы белән метил • спирты үзара тәэсир итешкәндә катлаулы эфир хасил булу реакциясенең тигезләмәсен төзегез. Эфирның исемен атагыз. * Катлаулы эфирлардан аермалы буларак, гади эфирлар — молекулалары кислород атомы ярдәмендә тоташкан ике углеводород радикалыннан (бер төрле яки төрле) торган матдәләр, мәсәлән CH3—O—CH3. 190
Этерификация (грекча aith6r — эфир) реакциясе ярдәмендә табыла торган күп кенә катлаулы эфирлардан хуш ис килә. Мәсәлән, кырмыска кислотасының этил эфирына ром исе хас. Аны кырмыска кислотасы белән этил спиртыннан табарга мөмкин: H-C + xOH кырмыска кислотасы HOC2H52^ этил спирты //° Н—C + H2O O-C2H5 кырмыска кислотасының этил эфиры су Май кислотасының бутил эфиры CH4-CH9-CH9-C O 4 Zj X. O-C4H9 үзенең исе белән ананасны хәтерләтә. Чәчәкләрдән, җиләк-җимешләрдән хуш ис аңкып тору шактый дәрә¬ җәдә аларда катлаулы эфирлар булуга бәйле. Синтетик катлаулы эфир¬ ларны җиләк-җимеш эссенцияләре рәвешендә җиләк-җимеш сулары, татлы ашамлыклар, хушбуй һәм ислемайлар җитештергәндә кулланалар. ШУЛАЙ ИТЕП, карбон кислоталары — үзләренең составында бер яки берничә карбоксил группасы булган органик матдәләр. Карбон кислоталары сезгә билгеле булган неорганик кислоталарга хас үзлек¬ ләрне күрсәтәләр. Шуның белән беррәттән, карбон кислоталары спиртлар белән химик реакциягә керәләр һәм нәтиҗәдә катлаулы эфирлар барлыкка килә (этери¬ фикация реакциясе). Биремнәр 1. Төгәл генә әйткәндә, кырмыска кислотасының төзелеше карбон кислотала¬ рының гомуми билгеләмәсенә туры килми. Бу туры килмәүнең нидән гыйбарәт булуын аңлатып бирегез. Сорауга җавап бирү өчен 15 нче таблицадан (187 нче бит) файдаланыгыз. 2. Түбәндә китерелгән формулалар арасыннан изомерларның формулаларын язып алыгыз: //Q a) CH3-CH2-C ОН //° б) CH3-CH-CH2-C I 4OH CH3 191
.0 B) CH3-CH- CH3 4OH г) CH3-CH2-CH2-C I xOH CH4 о е) CH4-CH-CH9-OH ' о I 2 CH3 ZZ0 ж) CH3-CH2-CH2-C xOH д) CH3-CH2-CH2-CH2-OH ZZ0 з) CH4-CH-C I xH CH3 3. Карбон кислоталарының химик үзлекләрен берничә химик тигезләмә ярдәмен¬ дә күрсәтегез. 4. а) Метаннан кырмыска кислотасының метил эфирын; б) этиленнан серкә кис¬ лотасының этил эфирын табу реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. 5. 3,6 г магний 200 г 6 % лы серкә кислотасы эремәсе белән үзара тәэсир итешкәндә аерылып чыккан водородның күләмен (н. ш.) исәпләп табыгыз. 6. Кислоталарның формулалары бирелгән: HNO3, H3PO4, CH3COOH, H2SO4 һәм HCOOH. 1 әр моль һәр кислотаны тулысынча нейтральләштерү өчен, натрий гидроксиды ничәшәр грамм кирәк булуын ачыклагыз. Кайсы кислотаны нейт¬ ральләштерү өчен иң күп микъдарда натрий гидроксиды кирәк булачак? Җавапны аңлатып бирегез. 7. Серкә кислотасы (аш серкәсе) белән өйдә эшләргә мөмкин булган тәҗрибәләрне башкарыгыз, мәсәлән: а) аның акбурга, содага, кайбер металларга тәэсирен тик¬ шерегез; б) аның нинди дә булса үсемлек сокларының төсен үзгәртү-үзгәрт- мәвен ачыклагыз. § 37. КАРБОН КИСЛОТАЛАРЫН ТАБУ Карбон кислоталарын табуның гомуми ысулы итеп альдегидридларны оксидлаштыруны алырга мөмкин. Оксидлаштыручыны шартлы рәвештә кислород атомы белән билгеләсәк, альдегидларның кислоталарга әве¬ релүен альдегид R-C 4OH карбон кислотасы тигезләмәсе белән күрсәтергә була. 192
Әмма, сезгә билгеле булганча, альдегидлар спиртларны оксидлаш¬ тырып табыла, ә спиртларны, үз чиратында, галогенлы кушылмалары аша углеводородлардан табарга мөмкин. Шуңа күрә углеводородлардан карбон кислоталарына китерүче эзлекле әверелешләр чылбырын язарга була: + Cl9 CH4 — + HOH CH4Cl —> ,0 + 0 —> H-C xOH + 0 3 H метан хлор- метан метил кырмыска кырмыска спирты альдегиды кислотасы Бу схемада күрсәтелгән әверелешләрне химик тигезләмәләр ярдәмендә чагыл- • дырыгыз. Практик рәвештә карбон кислоталарын төрле юллар белән, еш кына һәркайсының үзенә генә хас (үзенчәлекле) ысуллар белән табалар. ШУЛАЙ ИТЕП, карбон кислоталарын альдегидларны оксидлаштырып табарга мөмкин. Альдегидларны, үз чиратында, спиртларны тулы булмаган оксид¬ лаштыру ысулы һәм башка ысуллар белән табалар. Чикле углеводородлардан карбон кислоталарына кадәр булган әверелешләр чылбыры органик матдәләрнең генетик бәйләнешләрен ачып бирә. Биремнәр 1. Көчсез карбон кислоталарын аларның тозларына көчле неорганик кислоталар (сульфат, хлорид кислоталары) белән тәэсир итеп табарга мөмкин. Кырмыска кислотасын аның тозыннан ничек табарга? Реакция тигезләмәсен төзегез. 2. Эзлекле рәвештә этаннан серкә кислотасына күчү реакцияләренең тигезләмә¬ ләрен языгыз: C9Hfi -> ? -+ C9H-OH -> ? -> CH4COOH Z. O £ Ә «5 3. Этиленны кулланып, сез ничек серкә кислотасы табар идегез? Реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. 4. Натрий ацетатын CH3COONa зәһәр натр белән бергә җылытып эреткәндә уза торган реакция түбәндәге тигезләмәгә туры килә: CH3COONa + NaOH = CH4 + Na2CO3 Реакциягә 4 г зәһәр натр керсә, нинди күләмдә (н. ш.) метан табылырга мөмкин? 13 Я-314 193
§38. АЕРУЧА ӘЬӘМИЯТЛЕ КАРБОН КИСЛОТАЛАРЫ Аеруча әһәмиятле карбон кислоталарына кыскача тасвирлама бирик. Карбон кислоталары арасында иң күп кулланыла торганы — серкә кисло¬ тасы. Серкә кислотасының судагы эремәсе — аш серкәсе азыкка тәм бирүче һәм гөмбәләрне, яшелчәләрне маринадлаганда консервлаучы матдә буларак кулланылуы һәркемгә билгеле. Серкә кислотасының катлаулы эфирлары эреткеч (мәсәлән, тырнаклар өчен лаклар җитештергәндә) һәм хуш исле матдәләр буларак (мәсәлән, җиләк-җимеш сулары җитештер¬ гәндә) кулланыла. Серкә кислотасы ацетат сүс җитештергәндә, төрле буягычлар, дару матдәләре синтезлаганда файдаланыла. Аның нигезендә табыла торган агулы химикатларны авыл хуҗалыгында корткычларга каршы көрәшү өчен кулланалар. Чагыштырмача зур молекуляр массалы кислоталардан аеруча әһәми- ятлеләре: пальмитин (74 нче рәсем) һәм стеарин кислоталары. Пальми¬ тин кислотасының углеводород радикалында — унбиш, ә стеарин кислота- сыныкында унҗиде углерод атомы бар: CH3-(CH2)14-C^ xOH пальмитин кислотасы CH3-(CH2)16-C OH стеарин кислотасы Пальмитин һәм стеарин кислоталары — каты матдәләр. Аңлашыла ки, молекулаларында шундый зур углеводород радикаллары булгач, алар 74 нче рәсем. Пальмитин кислотасының масштаблы моделе: а — функциональ группа; б — углеводород радикалы 194
суда эреми. Глицеринның катлаулы эфирлары рәвешендә бу кислота¬ лар үсемлек һәм хайван майлары составына керәләр. Ләкин аларның әһәмияте моның белән генә чикләнми. Кислоталарның натрийлы тоз¬ лары Z CH3-(CH2)14-C^ һәм CH3-(CH2)16-C^ 4ONa XONa гадәти каты сабынның нигезен тәшкил итәләр, чөнки бу тозлар, кисло¬ таларның үзләреннән аермалы буларак, суда эриләр һәм аларга юу үз¬ леге хас. Пальмитин һәм стеарин кислоталарының кальцийлы һәм магнийлы тозлары суда эреми. Шуңа күрә Ca2+ һәм Mg2+ ионнары булган каты суда сабынның юу үзлеге кими, чөнки барлыкка килгән кальций һәм магний тозлары утырымга төшә. Бәлки сезнең каты суда эреми торган тозларның ябалак карсыман утырым хасил итүен һәм күбекнең бик аз ясалуын күргәнегез дә бардыр. Химия промышленносте бик күп синтетик юучы матдәләр (СЮМ) — кер порошоклары җитештерә. Бу порошокларның һәм сабынның (паль¬ митин һәм стеарин кислоталары тозларының) юу механизмы бер төрле. Синтетик юучы матдәләрнең аермасы шунда: аларның составына керүче матдәләрнең кальцийлы һәм магнийлы тозлары суда эри, шуңа күрә алар үзләренең юу функцияләрен хәтта каты суда да уңышлы башкаралар. Моның шулай булуын сез тәҗрибәләр ясап белә аласыз. 15 нче лаборатор тәҗрибә Сезгә кер сабыны һәм синтетик юучы матдә эремәләре салынган пробиркалар бирел¬ гән. Ике пробиркага 3—4 әр мл каты су салыгыз. Бер пробиркага тамчылап —сабын эремәсе, ә икенчесенә порошок эремәсе өстәгез. Һәр тамчыны тамызган саен пробир¬ кадагы сыеклыкны болгатыгыз. Тотрыклы күбек хасил булганчы кайсы эремәне күбрәк салырга туры килә? Димәк, кайсы матдә —сабынмы яки порошокмы — каты суда үзенең юу үзлекләрен югалтмый? Ике нигезле карбон кислоталарыннан араларында төзелеше буенча иң гади булганын — кузгалак кислотасын билгеләп үтик: HO7 хон 13* 195
Аның молекуласы бер-берсе белән тоташкан ике карбоксил группа¬ сыннан тора, димәк анда ике водород атомы металл атомнарына алмаш¬ тырыла ала. Ни өчен кислотаның шулай аталуын сез аңладыгыз инде, әлбәттә. Карбон кислоталары циклик төзелешле углеводородларның кушыл¬ малары булып торырга да мөмкин. Терефталь кислотасы дип аталган матдә — молекуласында ике карбоксил группасы булган бензолның ку¬ шылмасы игътибарга лаек: Бу кислотаны ике атомлы спирт этиленгликоль белән HO—CH2—CH2—OH реакциягә кертеп, полимер табалар, ә аннан сезгә таныш булган лавсан сүсе җитештерәләр. 75 иче рәсем. Эретелмәдән синтетик сүс формалау Терефталь кислотасы һәм этиленгликоль этерификация реакциясенә керәләр. Реакция продукты шул рәвешчә тереф¬ таль кислотасының башка молекуласындагы карбоксил группасы белән реагирлаша. Яңа молекула тагын этиленгликоль молекуласы белән үзара тәэсир итешә һәм шулай дәвам итә. Бу матдәләр арасында күп тапкыр кабат¬ лана торган этерификация реакциясе югары молекуляр төзелешле матдә — полиэфир хасил булуга китерә. Ә аннан лавсан дип аталучы сүс формалаштыралар. Формалау процессы (75 нче рәсем) шун¬ нан гыйбарәт: барлыкка килгән полимерны 196
эретелгән хәлдә бик вак тишекле металл калпаклар (фильералар) аша уздыралар. Полимерның башта тәртипсез урнашкан озын молекулалары бер юнәлештә тезе¬ ләләр (бүрәнәләр тар елгадан акканда бер тәртиптә яткан кебек). Синтетик сүс үтә нык була. Биремнәр 1. Моделе 76 нчы рәсемдә сурәтләнгән кислотаның исемен атагыз. Углеводород радикалы беренче карашка туры сызыклы булып күренсә дә, аның зигзагсыман төзелешле булуына төшенергә тырышыгыз. 76 нчы рәсем. Молекуланың масштаблы моделе 2. Пальмитин кислотасының кальцийлы тозының формуласын төзегез. Тозның суда эрүчәнлеге турында сез нәрсә әйтә аласыз? Сабынны юу матдәсе буларак кулланганда кайсы очракта бу тоз барлыкка килә? Аның хасил булуы нәрсәгә китерә? 3. Керне каты суда юганда сабын шактый күбрәк тотыла. Моны ничек аңлатырга мөмкин? 4. Ни өчен синтетик юучы матдәләрне каты суда эреткәндә, йомшак суда эреткән¬ дәге кебек үк, күбек күп ясала? 5. Углеводород радикалында икеле бәйләнеше булган карбон кислоталары да билгеле. Аларга мисал булып олеин кислотасы тора ала: Z/0 CH3-(CH2)7-CH = CH-(CH2)7-C xOH Башка кислоталар белән беррәттән, ул майлар хасил булуда катнаша. Олеин кислотасы бромлы суны төссезләндерә һәм водородны куша ала (катализатор катнашында). Бу реакцияләрнең ни өчен мөмкин булуын аңлатып бирегез. Икенче реакция нәтиҗәсендә нинди кислота хасил була? 6. Кузгалак кислотасының химик үзлекләрен тасвирлагыз. Берничә химик реак¬ циянең тигезләмәләрен языгыз. 197
7 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Карбон кислоталары молекулаларында углеводород радикалы белән бәйләнгән бер яки берничә карбоксил —C функциональ группасы булу белән харак- OH терланалар. Карбоксил группасының санына карап, карбон кислоталарын бер нигезле- ләргә, ике нигезлеләргә һ. б. бүлеп йөртәләр. Углеводород радикаллары чикле, чиксез яки ароматик булырга мөмкин. Функциональ группалары су молекулалары белән үзара тәэсир итешүе арка¬ сында, түбән молекуляр төзелешле карбон кислоталары, спиртлар кебек үк, суда эриләр. Углеводород радикалы зурайган саен, карбон кислоталарының эрүчәнлеге кими. Карбон кислоталарының күпчелек химик үзлекләре неорганик кислота¬ ларның үзлекләре белән охшаш. Аларның эремәләрендә индикаторларның төсе үзгәрә, бу эремәләр, кайбер металлар белән реагирлашып, водородны аерып чыга¬ ралар, нигезләр белән нейтральләшү реакциясенә керәләр. Карбон кислоталары спиртлар белән реагирлашалар, нәтиҗәдә катлаулы эфирлар барлыкка килә. Карбон кислоталарының һәм аларның кушылмаларының кулланылышы төрле. Карбон кислоталарын табуның гомуми ысулы — альдегидларны оксидлаш¬ тыру. Альдегидларны — спиртлардан, ә спиртларны галогенлы кушылмалары аша углеводородлардан табарга мөмкин булганлыктан, карбон кислоталарын тиешле углеводородлардан табып була дип исәпләргә ярый. Шулай итеп, органик матдә¬ ләрнең барлык өйрәнелгән класслары арасында уртаклык бар, алар үзара генетик бәйләнештә торалар.
нч БИОЛОГИК ЯКТАН ӘҺӘМИЯТЛЕ ОРГАНИК МАТДӘЛӘР Хәзер сез гаять зур биологик әһәмияткә ия булган матдәләр белән танышырсыз. Сүз бар¬ лык үсемлек һәм хайван организмнарының составына керүче кушылмалар — майлар, угле¬ водлар, аксымнар турында барачак. Бу матдә¬ ләр организмның тереклек эшчәнлегенең ниге¬ зен тәшкил итәләр һәм шуңа күрә азыкның мәҗбүри компонентлары булып торалар. Бу кушылмаларның төзелешен һәм организмнар¬ дагы әверелешләрен аңлау өчен сезгә гадирәк органик матдәләр турындагы белемнәрегез ки¬ рәк булачагына һәм биологик әһәмияткә ия булган органик матдәләрне өйрәнү кеше анато¬ миясе һәм физиологиясе, гомуми биология курс¬ лары материалын тирәнрәк аңларга һәм төпле¬ рәк үзләштерергә ярдәм итәчәгенә ышанырсыз.
§39. МАЙЛАР Каты Һәм сыек майлар була. Үзләренең төзелешләре буенча майлар — өч атомлы спирт глицерин¬ ның һәм карбон кислоталарының катлаулы эфирлары. Майларның бу матдәләрдән сезгә таныш булган этерификация реакциясе буенча бар¬ лыкка килүен түбәндәгечә күрсәтергә була: H I Н—с—OH Н—С—OH H-C-OH H глицерин HO-C-R1 O Il HO-C-R2 O Il HO-C-R4 «3 карбон кислоталары R хәрефе белән карбон кислоталарының углеводород радикаллары билгеләнгән. Алар углерод атомнарының саны буенча да, химик төзелеш¬ ләре буенча да төрле (чикле һәм чиксез) була алалар. Мәсәлән, сыек майларның молекулаларына, әлбәттә, углерод атомнары арасында икеле бәйләнеше булган карбон кислоталарының радикаллары керә. Күпчелек очракларда майлар, югары төзелешле чикле пальмитин һәм стеарин карбон кислоталары һәм чиксез олеин карбон кислотасыннан хасил була. Түбән төзелешле кислоталар, мәсәлән май кислотасы (аның радикалы атланмайда була) майлар хасил итүдә азрак катнашалар. Стеарин, пальмитин һәм май кислоталарының формулаларын языгыз. Майлар, белгәнегезчә, суда эремиләр. Моның шулай булуын тагын бер кат тәҗрибәдә тикшереп карагыз. 16 нчы лаборатор тәҗрибә Бер пробиркага—1 мл су, ә икенчесенә шулкадәр үк бензин салыгыз. Аларга чама белән бер үк зурлыктагы каты май кисәкләре салыгыз яки берничәшәр тамчы үсемлек 200
мае тамызыгыз. Пробиркаларны селкетеп болгатканда нәрсә күзәтәсез? Сыеклык¬ ларның кайсында май яхшырак эри? Һәр пробиркадан 2—3 тамчы сыеклыкны фильтр кәгазенә тамызыгыз. Эреткеч (су, бензин) парга әйләнеп беткәннән соң нәрсә күзәтелә? Бу тәҗрибә моннан алда ясаган нәтиҗәне раслыймы? Майларның суда ни өчен эремәүләрен аңлату җиңел. Беренчедән, аларның молекулаларында спиртларның һәм карбон кислоталарының суда эрүчәнлеген билгеләүче гидроксогруппалар һәм карбоксил группа¬ лары юк; икенчедән, майларның молекулаларындагы углеводород ради¬ каллары зур, алар, сез инде күп тапкырлар ышанганча, матдәләрнең суда эрүчәнлегенә комачаулыйлар. ....... ’ ФАКТЛАР Күп кенә майлар һавада әчи. Әчегән майдан начар ис килә, тәме дә бозыла. Майның үзлекләре оксидлаштыручылар тәэсирендә үзгәрә. Яктылык, температура күтәрелү һәм һаваның дымлылыгы арту әчү процессын тизләтә. ■■— - / Майларның химик үзлекләре аларның катлаулы эфирлар классына керүләре белән билгеләнә. Шуңа күрә алар өчен иң характерлы реакция булып, гидролиз, ягъни су белән тәэсир итешеп, глицеринга һәм карбон кислоталарына таркалу санала. Шулай итеп, катлаулы эфирларның барлыкка килү реакциясе кайтма реакция булып тора. Шартларга бәйле рәвештә ул туры яки кире юнәлештә узарга мөмкин. Катлаулы эфир¬ ларның гидролиз реакциясе тигезләмәсен гомуми рәвештә языйк: R-C + H-OH # R-C 4O-R1 4OH катлаулы су карбон + R1-OH спирт эфир кислотасы Сезгә беренче карашка авыр булып күренгән бирем: майның гидролиз реак- • циясе тигезләмәсен төзергә кирәк. Гадилек өчен аның молекуласындагы барлык өч радикал да бер үк төрле дип исәпләгез (майны хасил итүдә бер генә карбон кислотасы катнашкан). Гидролиз реакциясе гаять зур биологик әһәмияткә ия булып тора. Суда эреми торган матдәләр буларак, майлар организм тарафыннан ту¬ 201 14 Я-314
рыдан-туры үзләштерелә алмый. Ферментлар тәэсирендә алар нечкә эчәклектә глицеринга һәм карбон кислоталарына таркалалар. Гидролиз продуктлары, эчәклекнең төксыман үсентеләре аша канга сеңеп, күзәнәк¬ ләргә керәләр һәм анда шушы организмга хас яңа майга әвереләләр. Майларның углерод (IV) оксидына һәм суга кадәр оксидлашуы орга¬ низмга тереклек эшчәнлеге өчен кирәкле энергияне биреп тора. Гидролиз реакциясен промышленностьта да башкаралар. Майны су белән автоклавларда (югары басым астында) җылытып, глицерин һәм карбон кислоталары җитештерәләр, ә кислоталардан аларның тозларын табалар. Каты кер сабынының нигезен тәшкил итүче пальмитин һәм стеарин кисло- • таларының натрийлы тозларының формулаларын исегезгә төшерегез һәм языгыз. Хәзерге вакытта, майларны азык промышленносте ихтыяҗлары өчен саклау максатында, глицеринны күбрәк — синтез ысулы белән (пропен- нан), ә карбон кислоталарын углеводородларны оксидлаштырып табалар. Майлардан җитештерелә торган сабын урынына синтетик юучы матдәләр (СЮМ) киң кулланыла. ШУЛАЙ ИТЕП, майлар глицерин һәм карбон кислоталарының кат¬ лаулы эфирлары булып торалар. Барлык катлаулы эфирлар да, шул исәптән майлар да, су белән үзара тәэсир итешеп, карбон кислоталарына һәм спиртларга гидролизлашалар. Биремнәр 1. Каты һәм сыек майларның төзелеше арасындагы аерымлыкны аңлатып би¬ регез. 2. Глицерин һәм май, олеин, стеарин кислоталары хасил иткән майның (катлаулы эфирның) график формуласын языгыз. 3. Нефтьне куганда табыла торган майлагыч матдәне майдан (мәсәлән, көнбагыш, җитен майлары) ничек итеп химик ысул белән танып белергә? 4. а) Кырмыска кислотасының метил эфиры; б) серкә кислотасының этил эфиры гидролизлашу реакцияләренең тигезләмәләрен языгыз. Ьәр очракта 0,2 моль катлаулы эфир гидролизлашканда табылган кислотаның массасын исәпләп чыгарыгыз. 5. 200 г 9 % лы серкә кислотасы эремәсе һәм 18,4 г этил спирты үзара тәэсир итешкәндә табарга мөмкин булган катлаулы эфирның массасын исәпләгез. 202
§ 40. УГЛЕВОДЛАР Безнең азыгыбыздагы төп углевод — крахмал. Ул үсемлекләр дөнья¬ сында гаять күп таралган. Бәрәңге бүлбеләрендә 25 % чамасы, арыш һәм дөге бөртекләрендә 80 % ка кадәр крахмал бар (77 нче рәсем). 77 нче рәсем. Күзәнәкләрдәге крахмал тупланмалары: а — арыш бөртекләрендә; б — р,&ге бөртекләрендә; в — бәрәңге бүлбеләрендә Крахмал — табигый полимер. Югары молекуляр төзелешле һәм суда эреми торган матдә буларак, ул организмда турыдан-туры үзләштерелә алмый. Майлар шикелле үк, ашкайнату органнарында ул башта гидролиз¬ лата. Майлардан аермалы буларак, крахмал бер матдә — глюкоза хасил итеп гидролизлата. Майларның төзелеше аларның гидролизлашу продуктларын өйрәнү нигезендә билгеле була. Крахмалның төзелешен аңлау өчен глюкоза белән танышыйк, чөнки крахмал молекулалары нәкъ менә шушы углевод моле¬ кулаларының калдыкларыннан төзелгән. Глюкоза — тәме татлы булган төссез кристаллик матдә. Аның моле¬ куляр формуласы C6H12O6. Глюкоза крахмал хасил итеп кенә калмый, ә табигатьтә ирекле хәлдә дә үсемлекләрнең барлык органнарында да дияр¬ лек очрый. Виноград суында һәм өлгергән җиләк-җимешләрдә ул бигрәк тә күп була. 203
Глюкозаның химик төзелешен аңлау җиңел: CH9-CH-CH-CH-CH-C I2IIII \н OH OH OH OH OH Аның молекулаларында альдегид группасы һәм биш гидроксогруппа бар. Шулай итеп, глюкоза — бифункциональ (ике функцияле) кушылма — альдегидоспирт. Сез глюкозаның, күп атомлы спиртлар кебек үк, суда яхшы эрүчән булуын күз алдына китерә аласыз. O Молекулаларында төрле функциональ группалар булгач, сезнеңчә глюкоза • нинди химик реакцияләргә керер? Оксидлаштыручыны атомар кислород (O) рәвешендә күрсәтеп, глюкозаның альдегид группасы оксидлашу реакциясенең тигезләмәсен языгыз. Реакция нәтиҗәсендә глюконат кислотасы хасил була. Глюкоза, организмда җиңел үзләштерелүчән матдә һәм энергия чыга¬ нагы буларак, организмны ныгытучы дәвалау чарасы итеп кулланыла. Составлары C6H12O6 молекуляр формуласы белән күрсәтелә торган башка углевод¬ лар да бар. Алар глюкозаның изомерлары булып торалар. Мәсәлән, фруктоза: CH9-CH-CH-CH-C-CH9 I2I I I Il I 2 OH OH OH OH O OH Фруктоза глюкозадан һәм гади шикәрдән татлырак. Ул өлгергән җиләк-җимеш- ләрдә була, бертигез микъдардагы глюкоза һәм фруктоза табигый балның нигезен тәшкил итә. Тагын бер углевод — сахарозаның (гади шикәр) C12H22O11 молекулалары да глюкоза һәм фруктоза молекулаларының калдыкларыннан тора. Гидролиз (су катна¬ шында таркалу) вакытында шикәр молекулаларыннан глюкоза молекулалары һәм фруктоза молекулалары хасил була: C19Н990,, + H9O = CfiH190fi + CfiH190fi 12 22 11 2 О 12 О О 12 О сахароза глюкоза фруктоза Хәзер инде крахмалның үзлекләрен җентекләбрәк өйрәнергә дә була. Крахмал — салкын суда эреми торган ак порошок (кайнар суда ул бүртә һәм крахмал клейстеры хасил итә). Крахмал үсемлекләрнең яшел (хлорофиллы) яфракларында фотосинтез процессында углекислый газдан һәм судан барлыкка килә. Биология курсыннан сезгә билгеле булганча, крахмалның үзенчәлекле бер үзлеге бар — аңа йод белән тәэсир иткәндә, ул зәңгәр төскә керә. 204
17 нче лаборатор тәҗрибә Пробиркага 1—2 мл крахмал клейстеры салып, су белән сыегайтыгыз һәм бер тамчы йодның спиртлы эремәсен тамызыгыз. Нәрсә күзәтәсез? Катнашманы җылытыгыз. Нинди үзгәрешләр күрәсез? Суытканда катнашма элеккеге төсенә кайтамы? Крахмалның молекуляр формуласы (C6H10O5)n. Аның макромолекулаларын¬ да берничә мең C6H10O5 звенолары була. Алар сызыкча төзелешле дә, тармаклан¬ ган төзелешле дә булырга мөмкин (78 нче рәсем). Крахмалның гидролизлашу процес¬ сында су молекулалары тәэсиреннән C6H10O5 звенолары арасындагы бәйлә¬ нешләр өзелә һәм һәр фрагментка водо¬ род атомы һәм гидроксогруппа килеп кушыла. Нәтиҗәдә макромолекуланың һәр звеносы глюкоза молекуласына әве¬ релә: 78 нче рәсем. Крахмал молекула¬ ларының тармакланган һәм сызык¬ ча төзелеше •• C6Hi0O5 C6H10O5—C6H10O5 C6H10O5 — ... —> H-OH H-OH H-OH H-OH H-OH —>...+ CfiH19Ofi + CfiH19Ofi + CfiH19Ofi о 12 о о 12 о о 12 о + C6H12O6 + ... яки кыскача: (C6H10O5)n + дН20 —> HC6H12O6 крахмал глюкоза Крахмалның гидролизлашуы, төкерек ферменты тәэсирендә, азыкны чәйнәгәндә үк башлана. Аннан соң крахмал гидролизы ашказанында һәм эчәклектә дәвам итә. Хасил булган глюкоза эчәклек стенкалары аша канга сеңә һәм кан белән бавырга килә, ә аннан организмның барлык тукымаларына китә. Крахмал өлешчә гидролизлашканда барлыкка килгән матдәләр (дек¬ стриннар), крахмалның үзенә караганда, организмда җиңелрәк үзләш¬ терелә, чөнки алар кечкенәрәк молекулалардан тора һәм суда яхшырак эри. Шуңа күрә крахмаллы продуктларны азык итеп кулланганда, алар- ның кайберләрен махсус рәвештә эшкәртәләр. Азык әзерләү еш кына 205
крахмалны декстриннарга әверелдерүгә кайтып кала. Крахмалның өлеш¬ чә гидролизы, мәсәлән, бәрәңге, икмәк пешергәндә була. Азык промышлен¬ ностенда крахмалны гидролизлаштырып патока (декстриннарның глюкоза белән катнашмасы) табалар. Патока конфетларның кайбер сортларын, мармелад, прәннек ясаганда кулланыла. Патока кулланып әзерләнгән татлы ашамлыклар артык баллы түгел, шикәр белән ясалганнарга караган¬ да тәмлерәк һәм озак искерми. Крахмалны туклыклы матдә итеп кенә кулланмыйлар. Ул кер крах¬ маллау өчен киң кулланыла: кайнар үтүк тәэсирендә крахмал декстрин¬ нарга әверелә, ә декстриннар тукыманың җепселләрен ябыштырып, тукы¬ маны тиз керләнүдән саклый. Кыяклыларның бөртекләрендәге һәм бәрәңгедәге крахмалдан этил спирты җитештерәләр. Моның өчен крахмалны башта фермент тәэсирендә гидролизлаштыралар, ә аннары гидролизатны әчетеп спирт табалар. ШУЛАЙ ИТЕП, углеводларга глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал һәм башка матдәләр керә. Крахмал — фотосинтез процессында үсемлекләрнең яфракларында углекислый газдан һәм судан хасил була торган табигый полимер. Крахмал гидролизлашканда глюкоза молекулалары барлыкка килә. Крахмал — мөһим туклыклы матдә. Биремнәр 1. Ни өчен молекулаларында глюкозадагы кебек үк алты углерод атомы булган бер атомлы спиртлар суда эреми, ә глюкоза суда эри? Моны ничек аңлатырга мөмкин? 79 нчы рәсем. Продуктларда крахмал¬ ның барлыгын тикшереп белү 2. Югары молекуляр төзелешле матдә буларак, крахмалга тасвирлама бире¬ гез. 3. Гидролиз нәтиҗәсендә барлыкка ки¬ лүче глюкозаның массасы башлангыч матдә рәвешендә алынган крахмал¬ ның массасыннан артык булырмы, әллә кимме? Җавапны аңлатып бире¬ гез. Гидролиз процессында крахмал тулысынча глюкозага әверелә дип исәп¬ ләгез. 4. Пешкән бәрәңгенең ябыштыру үзле¬ ген ничек аңлатырга була? 5. Өлгермәгән алма согы йод белән реак¬ ция бирә. Өлгергән алма согы мондый реакцияне бирми. Сез бу нәтиҗәләрне ничек аңлатырсыз? 206
6. Өйдә түбәндәге тәҗрибәне ясагыз: бераз гына йодның спирттагы эремәсен алып, аны су белән 10 тапкырга сыегайтыгыз һәм шул эремә белән пешкән бәрәңгедә, ак икмәктә, вакланган дөгедә, теш пастасында һ. б. крахмалның барлыгын тикшереп ачыклагыз (79 нчы рәсем). §4Ь АКСЫМНАР Аксымнар — табигый югары молекуляр төзелешле матдәләр. Алар барлык үсемлек һәм хайван күзәнәкләрендә булалар һәм тереклек өчен кирәкле төп матдәләр булып торалар. Аксым булмаган җирдә тереклек тә юк. Сезгә биология курсыннан билгеле булганча, организмда меңнәрчә төрле аксым очрый, һәм алар гаять күп төрле функцияләр башкара. 4^ Организмнарның тереклек эшчәнлегендә аксымнарның роле турында сез • нәрсәләр беләсез? Аксымнарның төзелеше турында, майлар һәм углеводларның төзе¬ леше турындагы кебек үк, гидролиз продуктлары буенча фикер йөртергә мөмкин. Теләсә кайсы аксымны тулысынча гидролизлаштырганда да бер матдә түгел (крахмалны гидролизлаганда бердәнбер ахыргы продукт буларак глюкоза барлыкка килүен исегезгә төшерегез), ә төрле амино¬ кислоталар катнашмасы табыла. Аксымнарның төзелеше турында алга таба фикер йөртү өчен сезгә, әлбәттә, аминокислоталарның төзелешен белергә кирәк. Аминокислоталар — молеку¬ лаларында карбоксил группалары —COOH һәм аминогруппалар —NH2 булган органик матдәләр. (Амино- группаларны аммиак NH3 молекула¬ сының бер валентлы калдыклары дип карарга була.) Сез элегрәк өйрәнгән һәм составларына углерод, водород һәм кислород атомнары кергән орга¬ ник матдәләрдән аермалы буларак, аминокислоталарда тагын азот та бар, алар — азотлы органик матдәләр (80 нче рәсем). 16 нчы таблицада кайбер амино¬ кислоталарның төзелеше күрсәтелгән. 80 нче рәсем. Аминосеркә кислотасы молекуласының масштаблы моделе 207
16 нчы таблица Кайбер аминокислоталар Кислотаның исеме Формуласы Аминосеркә кислотасы CH9-COOH Li NH2 Аминопропион кислотасы CH9-CH9-COOH Li Li NH9 Li Аминомай кислотасы CH2-CH2-CH2-COOh NH2 Аминовалериан кислотасы CH9-(CH9)4-COOH NH9 Li Аминокапрон кислотасы CH9-(CH9)d-COOH Li ' Li' 4* NH2 Аминокислоталар — суда эри торган кристаллик матдәләр. Аминокис¬ лоталарның аеруча әһәмияте аларның үсемлек һәм хайван аксымнарын төзүдә катнашуларыннан гыйбарәт. Аминокислоталарны дәвалау чарасы итеп тә, авыл хуҗалыгында терлекләрне өстәмә тукландыру өчен дә кулла¬ налар. 16 нчы таблицада күрсәтелгән аминокислоталарның молекулаларында аминогруппалар углерод чылбырының очына урнашкан, ләкин алар баш¬ ка углерод атомнары белән дә тоташа ала. Молекулаларында аминогруппа төрле углерод атомнары белән тоташкан аминокислоталар изомерлар булалар: CH4-CH9-CH9-CH-C O Li 4 I \\ NH2 °Н CH4-CH-CH9-CH9-C Ol Li Lt \ NH2 OH аминовалериан кислотасының ике изомеры 208
Аминокапрон кислотасының аминогруппа торышына бәйле ике изомерының • график формулаларын языгыз. Сезнеңчә, аминокислоталарның изомериясе тагын нәрсәгә бәйле булырга мөмкин? Аминокапрон кислотасының башка төрдәге изомерларының формулаларын языгыз. Аксымнар хасил булуда барыннан да ешрак 20 аминокислота катнаша. Аларның кайберләренең төзелеше 17 нче таблицада күрсә¬ телгән. 1 7 нче таблица Аксымнардан аерып алынган кайбер аминокислоталарның төзелеше Аминокислотаның исеме Формуласы Глицин (аминосеркә кислотасы) CH2-COOH NH2 Аланин CH4-CH-COOH 3 I NH9 Серин HO-CH2-Ch-COOH NH9 Глутамин кислотасы HOOC-CH2-CH2-CH-COOH NH2 Тирозин HO^O-CH2—CH-COOH NH9 Сез 17 нче таблицада китерелгән барлык аминокислоталарның төзеле¬ шендәге уртаклыкны күрдегез, әлбәттә. Аларның барысының да молеку¬ лаларында аминогруппа карбоксил группасы белән янәшәдәге углерод ато¬ мына тоташкан. Молекуланың үзгәрүчән өлешен R хәрефе белән билге- 209
ләсәк, аксымнарны хасил итүдә катнаша торган барлык аминокислота¬ ларның төзелешен R-CH-C NH2 хон гомуми формуласы белән күрсәтергә мөмкин. Шуны ук H-N-CH-C H R OH рәвешендә дә язарга була. 17 нче таблицадан күренгәнчә, R радикалы составында ачык һәм йомык чылбырлар һәм төрле функциональ группалар булырга мөмкин. Аминокислоталарның молекулаларындагы төрле функциональ груп¬ палар бу матдәләрнең төрле үзлекләрен билгелиләр. Аминокислоталар¬ ның үзлекләреннән безне бары тик берсе — аминокислота молекула¬ ларының бер-берсе белән үзара тәэсир итешүе генә кызыксындырачак. Бу реакция аминокислота звеноларыннан аксым молекулалары төзелүнең нигезендә ята. Аксымнарның молекуляр массасы уннарча һәм йөзләрчә меңнәр белән күрсәтелә, ә кайбер аксымнарның молекуляр массасы берничә миллионга җитә. Димәк, аксымның макромолекуласында аминокислота звенолары күп тапкырлар кабатлана. Аксым молекуласы хасил булу схемасын гадиләштереп, мәсәлән, болай күз алдына китерергә мөмкин: H-N-CH9-C I xOH + H-N-CH-C I I xOH H CH4 глицин аланин о .0 -> H-N-CH9-C-N-CH-C + H9O |2II\ 2 H CH3 он H 210
Барлыкка килгән матдәнең карбоксил группасы өченче аминокислота молекуласының аминогруппасы белән реагирлашырга мөмкин һ. б. Хасил булган матдәнең серин аминокислотасы белән реакциясе схемасын төзегез. Уңайлылык өчен серинның формуласын H CH2 O OH OH рәвешендә күрсәтегез. Аксымнарның макромолекулаларында аминокислота звенолары (тө¬ гәлрәге — аминокислота калдыклары) күп тапкырлар кабатлана. Шул ук вакытта шунысы бик мөһим: һәр аксымда аминокислоталарның звено¬ лары төгәл бер тәртиптә, эзлеклелектә урнаша. Шуңа күрә, әлифбадагы хәрефләр чиксез күп төрле сүзләр төзегән кебек, егерме төрдәге амино¬ кислота чиксез күп санда аксым хасил итә ала. Аксым макромолекулалары еш кына спиральгә чорналган була (телефон, электробритва һ. б. ның спиральсыман шнурын күз алдына китерегез), бу спираль, үз чиратында, волы конфигурация алырга мөмкин. Һәр аксымга хас гаять катлаулы, ләкин төгәл бер пространстволы структура (андагы функциональ группалар тышка карап тора) аның химик үзлекләренең төрлелеген һәм үзенчәлекле биологик функциясен билгели (81 нче рәсем). Аксымга хас пространстволы структура (төзелеш) бозылганда, мак¬ ромолекулалардагы аминокислота калдыкларының эзлеклелеге үзгәр¬ мәүгә карамастан, ул үзенең биоло¬ гик активлыгын югалта. Бу процесс аксымның денатурациясе дип атала. Аксымның денатурациясе йомырка, ит пешергәндә һәм башка очраклар¬ да була (82 нче рәсем). тагын да катлаулырак пространст- 81 нче рәсем. Миоглобин аксымы моле¬ куласының моделе 14* 211
82 нче рәсем. Аксымның денатурациясе: а — җылытканда аксымның «оюы». Тавык йомыркасы аксымының эремәсе җылылык тәэсирендә денатурацияләшә. Процесс кайтма түгел; б — денатурация процессында пространстволы төзелешнең бозылуы Аксымнарның денатурациясеннән башка аларның гидролизлашуын тикшереп узыйк. Майлар һәм углеводлар очрагындагы кебек үк, аксым¬ нарның организмда үзләштерелүе нәкъ менә гидролиздан башлана. Ак¬ сымнарның гидролизы акрынлап уза. Аксымнарның макромолекулалары ашказанында, ферментлар тәэсирендә, кечерәк «кыйпылчыкларга» тарка¬ лалар, ә эчәкләргә күчкәч, аминокислоталарга кадәр гидролизлашалар. Аминокислоталар канга сеңәләр һәм организмның барлык тукымаларына һәм күзәнәкләренә үтеп керәләр. Без элегрәк крахмалның макромолекулалары су белән үзара тәэсир итешеп таркалуын күрсәткән кебек (205 нче бит), аксымның гидролизла- шуы процессын да күз алдына китерергә мөмкин (башлангыч итеп чыл¬ бырның ике гади аминокислота калдыгыннан торган өлешен алырбыз): ...-N-CH9-C-N-CH-C-... -» I2II H H CH4 O HO-H HO-H HO-H +H-N-CH9-C I 2 H-N-CH-C H CH3 011 212
Шуңа охшатып макромолекула чылбырының аланин һәм серин моле- • кулалары калдыкларыннан торган өлеше өчен гидролизлашу схемасын тө¬ зегез. Аксымнар — азыгыбызның мәҗбүри состав өлеше булып санала. Азык итеп кулланылмый торган аксымнарны да файдаланалар, мәсәлән: йон, табигый ефәк, күн һәм башкалар. Мондый аксымнарның практик кулланылышын сез үзегез дә беләсез, әлбәттә. ШУЛАЙ ИТЕП, аминокислоталарның молекулаларында һәрвакытта да ике функциональ группа — карбоксил группасы һәм аминогруппа була. Алар ярдәмендә аминокислоталар, бер-берсе белән үзара тәэсир итешеп, аксым молеку¬ лалары барлыкка китерә алалар. Аксымнар — күп тапкырлар кабатланучы аминокислота калдыкларыннан торган табигый югары молекуляр төзелешле матдәләр. Аксымнарның молекула¬ лары үзләренә генә хас төрле пространстволы конфигурацияләргә (структураларга) ия булып торалар. Химик төзелеше һәм пространстволы структура үзенчәлекләре аксымнарның организмнардагы специфик биологик функцияләрен билгели. Биремнәр 1. Аминомай кислотасының мөмкин булган изомерларының график формула¬ ларын языгыз. 2. Ниндидер аксымның макромолекулалары 17 нче таблицада (209 нчы бит) күрсәтелгән аминокислоталардан гына барлыкка килгән дип уйлап, сезнең фикерегезчә, бу аксымга хас булган химик реакцияләргә мисаллар китерегез. 3. Түбәндә формуласы язылган кушылма гидролизлашканда барлыкка килә тор¬ ган матдәләрнең формулаларын языгыз һәм исемнәрен атагыз: O O Il Il So H2N-CH-C-N-CH-C-N-CH-C CH3 H CH2 H CH2 OH CH3 CH4 O 4. Аксымнарның денатурациясе нәрсә ул? Аның практик әһәмияте бармы? Җавап¬ ны аңлатып бирегез. 5. Организмда а) майлар; б) углеводлар; в) аксымнар гидролизлашканда нинди матдәләр барлыкка килә? Гидролиз продуктларының алга таба «язмышы» нинди? 213
8 НЧЕ БҮЛЕКНЕҢ КЫСКАЧА ЭЧТӘЛЕГЕ Өйрәнелгән органик кушылмаларның төзелешен һәм үзлекләрен белү орга¬ низмдагы майлар, углеводлар, аксымнар кебек безнең азыгыбызның төп компо¬ нентлары булган биологик яктан әһәмиятле мөһим матдәләрнең табигатен һәм әверелешләрен аңларга ярдәм итә. Майлар — глицерин һәм карбон кислоталарыннан (башлыча югары төзе¬ лешле чикле һәм чиксез кислоталардан) барлыкка килгән катлаулы эфирлар. Майлар суда эреми, чөнки аларда глицеринның һәм карбон кислоталарының функциональ группалары калмый, өстәвенә кислоталарның углеводород радикал¬ лары да эрүгә комачаулый. Организмда азык эшкәртелгәндә майлар гидролизга дучар була (ферментлар тәэсирендә су белән тәэсир итешеп таркалалар) — гли¬ церин һәм карбон кислоталары барлыкка килә. Майларның гидролиз реакциясенә нигезләнеп, промышленностьта глицерин, карбон кислоталары һәм ал арның тозларын (сабыннар) табалар. Азык майларын сарыф итмәү максатында, глицеринны пропеннан синтезлыйлар, ә майлардан табыла торган сабыннарны синтетик юучы матдәләр белән алыштыралар. Безнең азыгыбыздагы мөһим углевод булып крахмал (C6H10O5)n санала. Ул — табигый югары молекуляр төзелешле кушылма. Крахмалның макромоле¬ кулалары сызыкча яки тармакланган структуралы булырга мөмкин. Ашкайнату процессында крахмал акрынлап гидролизлата, гидролизның соңгы продукты — глюкоза C6H19O6. Глюкоза — альдегидоспирт, ягъни бифункциональ кушылма. Азык әзерләү еш кына крахмалны арадаш продуктларга — декстриннарга әверелдерүгә кайтып кала, ә бу исә аның үзләштерелүен җиңеләйтә. Крахмалдан глюкоза, патока, этил спирты табалар. Аксымнар — табигый югары молекуляр төзелешле матдәләр. Аларның мак¬ ромолекулалары барлыкка килүдә NH2 — CH — COOH гомуми формуласына туры R килә торган егерме төрдәге аминокислота катнаша. Аксымнарның макромолекулалары төрле аминокислоталарның карбоксил группалары һәм аминогруппалары үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә барлыкка килә. Һәр аксымда аминокислота калдыклары төгәл бер тәртиптә, эзлеклелектә урнаша. Аксым молекулаларына аларның тиешле биологик функцияләрне үтәвен тәэмин итүче билгеле бер пространстволы конфигурация хас. Майлар һәм крахмал кебек үк, аксымнар да ашкайнату процессында гидро¬ лизлата. Гидролизның соңгы продукты — аминокислоталар. Ал ардан организмда аксымнар һәм башка органик кушылмалар синтезлана. Аксымны җылытканда аның денатурациясе — пространстволы структурасы бозылу күзәтелә һәм бу аксымның биологик функцияләре югалуга китерә. 214
3 нче практик дәрес ОРГАНИК ХИМИЯ КУРСЫ БУЕНЧА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬ БИРЕМНӘР 1 нче бирем. Сезгә бирелгән бензинда (керосинда) чиксез углеводородларның катышмасы булу-булмавын ачыклагыз. 2 нче бирем. Винилхлоридны CH9=CH полимерлаштырып табыла торган поливи- I ’ Cl нилхлорид (— CH2-CH-)„ җылытканда таркала, һәм хлороводород аерылып чыга. Моны Cl тәҗрибә ясап исбат итегез. 3 нче бирем. Пробиркага этил спирты, сульфат кислотасы эремәсе (1:1) һәм аш тозы катнашмасын аз гына салып җылытыгыз (83 нче рәсем). Аерылып чыга торган газны кабызыгыз. Ялкынның яшькелт төсенә игътибар итегез. Этил спиртыннан нинди матдә барлыкка килде? 4 нче бирем. Пробиркаларга хлорид кислотасы һәм серкә кислотасы эремәләре салынган. Кайсы пробиркада нинди кислота булуын химик юл белән билгеләгез. 5 нче бирем. Натрий ацетатына CH3COONa сульфат кислотасы эремәсе белән тәэсир итеп, серкә кислотасын табыгыз (84 нче рәсем). Төрле типтагы реакцияләрне кулланып, серкә кислотасы тозларының эремәләрен табыгыз. 83 нче рәсем. 3 нче биремне башкару өчен прибор 84 нче рәсем. Натрий ацетатыннан серкә кислотасын табу 215
6 нчы бирем. Төрле пробиркаларга сабын һәм синтетик юучы матдә (СЮМ) эремәләре салынган. Тәҗрибәләр ярдәмендә һәр пробиркадагы матдәне билгеләгез. 7 нче бирем. Йон әйберләрне юу өчен селтеле үзлекләргә ия булган синтетик юучы матдәләр кулланырга ярамый. Индикаторлар ярдәмендә сезгә бирелгән СЮМнең селтеле үзлекләргә ия булу-булмавын ачыклагыз. 8 нче бирем. Үсемлек мае (көнбагыш, җитен, мамык майлары) молекулаларындагы карбон кислоталары радикалларының углерод атомнары арасында икеле бәйләнешләр булуын тәҗрибә ясап исбатлагыз. 9 нчы бирем. Гадәттәге шикәр составында углерод булуын тәҗрибә ясап исбат итегез. 10 нчы бирем. Бәрәңгедә һәм ак икмәктә крахмал барлыгын тәҗрибә ясап исбат итегез. 11 нче бирем. Пробиркаларга крахмал (крахмал клейстеры), сабын һәм аксым эремәләре салынган. Һәр эремәнең кайсы пробиркада булуын тәҗрибәләр ясап ачык¬ лагыз. ЙОМГАКЛАУ Химияне өйрәнеп, сез табигатьтә баручы химик күренешләр вакы¬ тында үзлекләре белән химик тәэсир итешүдә катнашкан матдәләрдән аерылып торучы яңа матдәләр хасил булуы турында белдегез. Хәзер инде сез чагыштырмача күп булмаган сандагы химик элементлардан (атомнар¬ ның төрләреннән) күп миллионнарча матдәләр барлыкка килүе турында беләсез. Бу матдәләрнең һәркайсы физик һәм химик үзлекләре буенча аерылып тора, ягъни аларның һәрберсенең үзенә генә хас физик һәм химик үзлекләре бар. Матдәнең үзлекләре аның составына һәм төзелешенә, ягъни матдәне хасил итүче атомнарның төренә һәм санына, алар арасындагы бәйләнеш¬ ләрнең төренә бәйле. Матдәләр составының һәм төзелешенең төрлелеге — матдәләрдә чагылган гаҗәеп күп төрле үзлекләрнең сәбәпләреннән берсе. Әмма матдәләрнең күптөрле булуы аларны өйрәнүгә каршылык тудыр¬ мый, чөнки аларның составында һәм төзелешендә билгеле бер законча¬ лыклар ачылган: охшаш составлы һәм үзлекле матдәләрнең класслары ачыкланган; химик бәйләнешләрнең төрләре өйрәнелгән һәм аларның матдәләр үзлекләренә йогынтысы беленгән һ. б. Тупланган мәгълүматлар матдәнең төзелеше теориясенә берләштерелгән. Бу теориягә нигезләнеп, билгеле фактларны аңлатырга гына түгел, бәлки әле ачылмаган матдә¬ ләрнең составын, төзелешен һәм үзлекләрен алдан әйтергә дә мөмкин. Бу 216
теорияне кулланып, алдан билгеләнгән үзлекләргә ия булырдай матдә¬ ләрне максатка ярашлы рәвештә табарга мөмкин. Матдә төзелеше теориясенең нигезендә атомның катлаулы төзелеше турындагы күзаллаулар ята. Бу теориянең нигезен Э. Резерфорд һәм Н. Бор салган. Хәзерге күзаллаулар буенча, атом уңай корылган төштән һәм аның тирәсендә электроннар сүрүен тәшкил итеп хәрәкәтләнүче электроннардан тора. Атомдагы электроннар саны төш корылмасының кыйммәтенә туры килә, шунлыктан атом электронейтраль. Атомда элек¬ троннар катлауларда урнашалар, һәр электронның халәте билгеле бер энергия белән характерлана. Төшкә иң якын булган беренче катлауда энергия запасы иң аз булган электроннар урнаша. Электрон катлавы төштән ераклашкан саен, электроннарның энергия кыйммәте арта бара. Шуңа күрә атомның электроннар сүрүендәге электрон катлауларын икен¬ че төрле энергетик дәрәҗәләр дип атыйлар. Төш корылмалары арту белән элементлар атомнарының электроннар сүрүләрендәге электроннарның саны да арта бара. Бу вакытта тышкы катлаудагы электроннарның саны периодик рәвештә 1 дән 8 гә кадәр үзгәрә. Атомнарның тышкы катлаулары төзелешенең периодик рәвештә кабатлануы элементларның гади матдәләренең һәм кушылмаларының үзлекләре периодик үзгәрүнең сәбәбе булып тора. 1869 елда, атомнарның катлаулы төзелеше әле билгеле булмаганда, Д. И. Менделеев периодик законны ачкан һәм шуның нигезендә химик элементларның периодик системасын төзегән. Матдәләрнең үзлекләре периодик рәвештә үзгәрүне ул бу матдәләрне тәшкил итүче атомнарның массалары үзгәрү белән бәйләгән. Д. И. Менделеев ачкан периодик закон фәндә зур роль уйнады. Ул барлык билгеле булган химик элементлар турындагы мәгълүматларны периодик системада гомумиләштерүгә һәм алар арасындагы бәйләнеш¬ ләрне ачык күрсәтергә мөмкинлек бирде. Периодик системага нигезләнеп, әле ачылмаган яңа химик элементлар алдан әйтелде, ә аннары ачылды. Ниһаять, периодик закон атом төзелешен өйрәнүгә куәтле этәргеч булды. Атомнарның төзелеше турындагы белемнәр камилләшкән саен, Д. И. Мен¬ делеев ачкан периодик законның физик асылы аңлаешлырак була бара. Химик элементларның периодик системадагы тәртип номеры нинди физик • мәгънәгә ия? Д. И. Менделеев ачкан периодик законның хәзерге әйтелешен исегезгә тө¬ шерегез. Химик элемент дип нәрсәне атыйлар? 15. Я-314 217
Химик элементларның периодик системасы периодлардан һәм төр¬ кемнәрдән тора. O Периодик системаның периоды дип нәрсә атала? J Беренче, икенче һәм өченче период элементлары атомнарының тышкы катлауларында иң күбе ничә электрон булырга мөмкин? Икенче һәм өченче период элементлары барлыкка китергән гади матдәләр¬ нең үзлекләре ничек үзгәрә? Беренче, икенче һәм өченче период элементлары атомнарында ничәшәр электроннар катлавы бар? Химик элемент урнашкан периодның номеры нинди физик мәгънәгә ия? Химик элементларның периодик системасында һәркайсы төп һәм ян төркемчәләрдән торучы сигез төркем булуы мәгълүм. O Төркем номеры төп төркемчә элементы атомының тышкы электроннар i катлавындагы нинди үзенчәлекне чагылдыра? Бер үк төркемнең төп төркемчәсендәге элементлар атомнарының электрон¬ нар сүрүләре төзелешендәге аерымлык нидән гыйбарәт? Шулай итеп, атом төзелеше турындагы белемнәр химик элементлар¬ ның Д. И. Менделеев периодик системасында чагылыш тапкан матдәләр¬ нең табигый классификациясенең физик асылын аңларга мөмкинлек бирде. Матдә төзелеше теориясендә үзәк урынны химик бәйләнеш турын¬ дагы тәгълимат алып тора. Химик кушылмаларның бер төрле (H2, O2) яки төрле атомнардан (CO2, H2O, NaCl) барлыкка килүе электроннарның пар электроннар хасил итеп берләшә, парлаша алуы аркасында мөмкин. Теләсә кайсы химик элементның (водородтан тыш) атомнарында парлаш¬ кан электроннар булуы сезгә билгеле. Парлашкан электроннарның энер¬ гиясе ике сыңар электронныкыннан кимрәк. Электроннарның парлашкан халәте энергетик яктан отышлырак. Сезгә атомнар арасындагы нинди бәйләнеш төрләре билгеле? • Кушылмалардагы атомнарның уртак пар электроннарны үзләренә тарту үзлеге ничек дип атала? Периодик системаның периодларында, төп төркемчәләрендә атомнарның бу үзлеге ничек үзгәрә? Ковалент поляр һәм поляр булмаган бәйләнешле матдәләрнең, шулай ук ионлы кушылманың барлыкка килү схемаларын төзегез. Шулай итеп, атомнар арасында бәйләнешләрне тышкы электроннар катлауларындагы сыңар электроннар барлыкка китерә. 218
Кайбер химик элементларның атомнары (кислород, күкерт һ. б.) бер- берсе белән чылбырлар хасил итеп тоташа алалар. Бу үзлек бигрәк тә угле¬ род атомнарына хас — алар туры, тармакланган һәм йомык чылбырлар барлыкка китерергә сәләтле. Составларына углерод кергән катлаулы мат¬ дәләрне органик матдәләр дип атыйлар. Аларны органик химия өйрәнә. Органик химиянең нигезен А. М. Бутлеров иҗат иткән органик матдә¬ ләрнең химик төзелеше теориясе тәшкил итә. Органик химияне өйрәнгәндә, сез изомерия төшенчәсе белән таныш¬ тыгыз. O Исегезгә төшерегез, «изомерия, «изомерлар» төшенчәләре нәрсәне аңлата, изо- ® мерларның график формулаларына мисаллар китерегез. Углерод атомнары арасында гади, икеле, өчле һәм ароматик бәйләнеш¬ ләр булырга мөмкин. Атомнар арасындагы бәйләнешләрнең үзенчәлекләре матдәләрнең үзлекләрендә чагыла. Бер үк составлы тармакланган һәм тармакланмаган углеводородлар үзлек- в ләре белән ничек аерылып торуларын исегезгә төшерегез. Чикле һәм чиксез углеводородларның үзлекләрендә нинди аерымлык бар? аминогруппа —NH2, Органик кушылмаларда атомнарның төрле функциональ группалары очрый: гидроксогруппа —ОН, альдегид группасы —C хн O карбоксил группасы — C хон Атомнарның барлык бу группалары матдәләрнең характерлы үзлек¬ ләрен билгелиләр. Мәсәлән, спиртлар молекулаларындагы гидроксогруп¬ па — галоген атомына, ә гидроксогруппаның водород атомы селтеле ме¬ таллга алмаштырыла ала. Карбоксил группасы булганга күрә, карбон кислоталары металлар белән генә түгел, ә металл арның гидроксидлары (нигезләр) һ. б. белән дә үзара тәэсир итешә алалар. Молекулалар төзелешенең матдәләрнең үзлекләренә йогынтысы шул¬ кадәр зур ки, молекулаларның углерод чылбырындагы үзенчәлекләре һәм теге яки бу функциональ группалар булуы органик кушылмаларның классификациясен билгели. • : Органик кушылмаларның үзегез танышкан классларын әйтеп чыгыгыз. • Гомумиләштерелгән таблица төзегез: сул якка углерод чылбырының төзеле¬ шендәге үзенчәлекләрне һәм функциональ группаларны күрсәтеп, органик 219
матдәләрнең сезгә билгеле булган классларын языгыз. Уң якка ал арга хас химик реакцияләрнең тигезләмәләрен языгыз. Мәсәлән, чикле углеводо¬ родлар өчен — яну, алмаштыру, водородны аерып алу реакцияләре; чиксез углеводородлар өчен яну, галогеннар, водород, галогеноводород, су кушылу реакцияләре, полимерлашу реакциясе һ. б. күрсәтелергә тиеш. Атомнарның үзара тәэсир итешүе, алар арасындагы химик бәйләнеш¬ ләрнең өзелүе һәм барлыкка килүе — болар барысы да яңа матдәләр хасил булганда, ягъни химик реакцияләр процессында күзәтелә. Химик реакцияләр вакытында яңа матдәләр башлангыч матдәләрне тәшкил иткән атомнардан барлыкка килгәнлектән, реакциягә керүче матдәләрнең массасы хасил булган матдәләрнең массасына тигез була (химик реакцияләрдә матдәләрнең массасы саклану законы). Шул за¬ конга нигезләнеп, химик реакцияләрнең тигезләмәләрендә коэффициент¬ лар куялар. Сез химик реакцияләрнең кайбер типлары — кушылу, таркалу, ал¬ маштыру, алмашу реакцияләре белән таныштыгыз. Неорганик матдәләр катнашында химик реакцияләрнең һәр тибына берәр • тигезләмә төзегез. Сезгә билгеле булган органик матдәләр катнашында кушылу, алмаштыру һәм алмашу химик реакцияләренең тигезләмәләрен төзегез. Химик реакцияләрнең башка классификациясе дә бар, аның нигезенә атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү турындагы карашлар са¬ лынган. Ковалент бәйләнешле кушылмаларда, ионлы кушылмаларда атомнарның • оксидлашу дәрәҗәсе дип нәрсәне атыйлар? Атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрү белән узучы химик реак¬ цияләрне оксидлашу-кайтарылу реакцияләре дип атыйлар. Башка химик реакцияләрдә атомнарның оксидлашу дәрәҗәләре үзгәрми. Оксидлашу- кайтарылу реакцияләре процессында бер атомнар — кайтаручылар (кай¬ таргычлар) — үзләренең электроннарының бер өлешен башка атомнар¬ га — оксидлаштыручыларга (оксидлаштыргычларга) бирәләр. Кайтаручы биргән электроннар саны оксидлаштыручы алган электроннар санына һәрвакыт тигез була. Оксидлашу-кайтарылу химик реакциясенең тигезләмәсен төзегез, оксидлаш- • тыручыны һәм кайтаручыны, шулай ук күчкән электроннар санын күр¬ сәтегез. 220
Ионнар алмашу реакциясенең молекуляр һәм ионлы тигезләмәләрен языгыз. Сул һәм уң өлешләрдәге уңай һәм тискәре корылмаларның суммаларын исәпләп чыгарыгыз. Химик реакция тигезләмәсенең сул һәм уң өлешләрен¬ дәге уңай һәм тискәре корылмаларның суммалары тигезме? Химик реакция¬ ләр узганда корылмалар сакланамы? Оксидлашу-кайтарылу реакцияләрендә органик матдәләр дә катна¬ шырга мөмкин. Бу процессларда, неорганик матдәләрнең оксидлашу-кай¬ тарылу реакцияләрендәге кебек үк, оксидлаштыручы да, кайтаручы да катнаша. Сез төрле классларга керүче неорганик һәм органик матдәләрне өй¬ рәндегез һәм аларның үзлекләре, бу матдәләрнең составы һәм төзелеше кебек үк, гаять күптөрле булуын белдегез. Матдәләр арасындагы аерым¬ лыклар белән беррәттән, сез аларны нәрсә берләштерүен дә күрдегез. Матдәләрнең бердәмлеге аларның барысының да химик элементлар атомнарыннан, ә атомнарның протоннардан, нейтроннардан һәм электрон¬ нардан торуыннан гыйбарәт. Матдәләр үзара төрле химик әверелешләр белән бәйләнгән. Әйтик, гади матдәләрдән — оксидлар, ә оксидлардан гидроксидлар һ. б. табарга мөмкин. Чикле углеводородлар — чиксез һәм ароматик углеводородларга әверелә, спиртлар альдегидларга һәм карбон кислоталарына оксидлаша алалар. Әверелешләр нәтиҗәсендә матдәләрнең үсешен, катлаулануын күрергә мөмкин: чагыштырмача гади матдәләрдән катлаулырак кушылмалар барлыкка килә. Матдәләр арасындагы бәйлә¬ нешне генетик бәйләнеш дип, ягъни барлыкка килү буенча бәйләнеш дип атыйлар. Түбәндәге әверелешләрне башкарырга мөмкинлек бирүче химик реакцияләр- • нең тигезләмәләрен языгыз: Mg -> MgO -ә Mg(OH)2 -> MgCl2 S —> SO9 —» H2SO3 —> Na2SO3 C2H6 —*C2H4“*C2H2 —>CO2 C2H5OH Органик һәм неорганик матдәләр материаль бердәмлектә торалар. Органик матдәләрне барлыкка китерүче химик элементлар (углерод, водо¬ род, кислород, азот һ. б.) неорганик матдәләрнең составына да керәләр бит. Гади матдәләрдән, неорганик кушылмалардан органик матдәләр табарга мөмкин (мәсәлән, углерод һәм водородтан — метан, ә аннан — башка ку¬ шылмалар), органик матдәләр, үз чиратында, неорганик матдәләргә әвере¬ лергә мөмкин (янганда, организмнардагы оксидлашу процессында һ. б.) 221
Матдәләрне фәнни танып белү атомнар, молекулалар һәм элементар кисәкчәләр дөньясына тагын да күбрәк дәрәҗәдә үтеп керә бара. VIII һәм IX сыйныфларда химияне өйрәнгәндә сез иң элек матдәләрнең классик төзелеш теориясенә таянып эш иттегез, ләкин фәнгә соңрак билгеле булган мәгълүматлар да читтә калмады: төрле химик бәйләнешләр барлыкка килү, молекулаларның пространстволы төзелеше (мәсәлән, метан молеку¬ ласының тетраэдрик төзелеше, чикле углеводородлардагы углерод чылбы¬ рының сынык сызык (зигзаг) рәвешендәге төзелеше, бензолның электрон¬ лы төзелеше үзенчәлекләре һ. б.) Галимнәр матдәләрне табигать серләренә үтеп керү максатында гына өйрәнмиләр. Фәнни белемнәр табигатьтә чикләнгән микъдарда очрый тор¬ ган яки Җирдә гомумән очрамый торган кирәкле кушылмаларны синтез¬ лау, химия промышленностен үстерү, халык хуҗалыгы ихтыяҗларын химик продукция белән тәэмин итү, хезмәт эшчәнлегендә, көнкүрештә матдәләрдән дөрес файдалану мөмкинлеген бирә. Неорганик һәм органик матдәләрнең һәр классы турында нәрсәләр белүе- ® гезне исегезгә төшереп, практик яктан аеруча әһәмиятле мәгълүматларны бәян итегез. Алган белемнәрегез сезгә мәктәпнең югары сыйныфларында, башка уку йортларында химияне уңышлы үзләштерергә мөмкинлек бирер, химия буенча фәнни-популяр әдәбият укыганда ярдәм итәр. Химия буенча китаплар, мәкаләләр укыганда, беренче карашка, нинди генә катлаулы булып күренсәләр дә, матдәләрнең формулаларын игъти¬ бардан читтә калдырмагыз, аларда үзегезгә таныш булган структур эле¬ ментларны табарга тырышыгыз. Шул вакытта гына сез күрсәтелгән матдә¬ ләрнең үзлекләрен яхшырак аңларсыз яки тасвирланган күренешнең асылына төшенерсез, һәм, һичшиксез, мөстәкыйль рәвештә яңа белемнәр үзләштерә алуыгыздан зур канәгатьләнү алырсыз.
АТАМАЛАР ЬӘМ ИСЕМНӘР КҮРСӘТКЕЧЕ* A Азот(ның) (азот, ~ а) 17, 30, 46, 66, 100 — оксидлары (— оксиды) 35 — фториды (— фторид) 30 Азотлы ашламалар (азотные удобрения) 102 Азотлы органик матдәләр (азотсодержа¬ щие органические вещества) 110, 207 Аксымнар (белки, ~ ов) 207, 209—213 — гидролизы (гидролиз —) 207, 212 — денатурациясе (денатурация—) 211, 214 — ның пространстволы төзелеше (пространственная структура—) 211 Алмаз (алмаз) 41, 42, 66, 98, 99 Алтын (золото) 44, 67 Алюминий (алюминий, ~ я) 43, 61, 62, 63, 73, 98 — гидроксиды (гидроксид —) 73 — оксиды (оксид —) 83 Альдегид группасы (альдегидная группа) 177, 219 Амил спирты (амиловый спирт) 171 Аминогруппа (аминогруппа) 207 Аминокислоталар (аминокислоты) 207—212 Аммиак (аммиак) 30, 35, 100 Аммофос (аммофос) 102 Амфотер гидроксидлар (амфотерные гид¬ роксиды) 87—90 Амфотер оксидлар (амфотерные оксиды) 83—85 Анионнар (анионы) 52 Анод (анод) 52 Антифризлар (антифризы) 182 Ароматик углеводородлар (ароматические углеводороды) 157, 163—168 Атом(нар) (атом, ~ы) 5, 8, 51, 217, 219, 221 — ның оксидлашу дәрәҗәсе (степень окисления атомов) 29—35, 36, 220 — ның иң түбән (низшая ) 33 — ның югары (высшая — ) 33 — ның радиуслары (радиусы атомов) 20—21 — ның төзелеше (строение атомов) 15 — төше (ядро атома) 5 Ацетилен (ацетилен) 150—155 Аш тозы (поваренная соль) 41, 45, 47, 51 Б Бакыр(ның) (медь, ~ и) 43, 61, 62, 63, 68 — гидроксиды (гидроксид —) 87 — оксиды (оксид—) 176 — хлориды (хлорид—) 51, 52 Бензин (бензин) 126, 127 Бензол (бензол) 158—162, 165, 166 Бинар кушылмалар (бинарные соедине¬ ния) 33 Биогаз (биогаз) 132 Биосфераның металлашуы (металлизация биосферы) 70 Бор H. 217 Бром (бром) 98, 128, 142, 151, 152, 161 Бромбензол (бромбензол) 161 Бромлы су (бромная вода) 130, 142, 143, 151, 158 Бромоводород (бромоводород) 161, 174 Бромэтан (бромэтан) 174 Бронза (бронза) 62, 63 Бронза гасыры (бронзовый век) 62 Бутан (бутан) 113, 117, 118, 128 Бутен (бутен) 139 Бутил спирты (бутиловый спирт) 171 Бутлеров А. М. 115—118 В Вазелин (вазелин) 128 Валентлык (валентность) атомнарның — гы (валентность атомов) 6, 10, 19, 29, 35 югары — (высшая —) 6 * Атамалардан һәм исемнәрдән соң торучы саннар алар дәреслекнең кайсы битендә телгә алынуын күрсәтә. 223
Водород(ның) (водород, ~ а) 59, 60, 66, 98, 99, 143, 152, 162 — атом модельләре (модели атома —) 12 — атом радиусы (радиус атома —) 12 — молекула төзелеше (строение моле¬ кулы —) 13 Водородлы кушылмалар (водородные соединения) металларның ы ( металлов) 59 неметалларның ы ( неметал¬ лов) 9, 59, 112 Вольфрам (вольфрам) 43, 63 г Галлий (галлий) 44 Галогенидлар (галогениды) 81 Галогеннар (галогены) 26, 56, 59, 81, 82, 128, 129, 146, 153, 168 Галогеноводородларның кислоталары (галогеноводородные кислоты) 81 Гексан (гексан) 113 Гексил спирты (гексиловый спирт) 171 Гелий (гелий) 15, 98, 99 Генетик бәйләнеш (генетическая связь) 180, 198, 221 Гидратлаштыру, гидратлашу (гидратация) 180 Гидролиз (гидролиз) 201, 202, 214 аксымнар — ы (— белков) 207, 212 крахмалның — ы (— крахмала) 205, 206 майлар — ы (— жиров) 201 Гидроксид-ион (гидроксид-ион) 52 Гидроксидлар (гидроксиды) 87—90, 103 амфотер — (амфотерные —) 87—90 кислота — ы (кислотные —) 87—90 нигез — ы (основные —) 87—90 Гидроксогруппа (гидроксогруппа) 170, 172, 174, 176, 183, 204, 219 Глицерин (глицерин) 181—183, 200, 202 Глюкоза (глюкоза) 203—205 График формулалар (графические формулы) 14, 23, 116, 119, 120, 136 тулы (развернутые ) 116, 120, 136 кыскартылган (сокращенные ) 116, 120, 136 Графит (графит) 66, 99 д Дегидратлашу (дегидратация) 150 Дегидрирлашу (дегидрирование) 150 Декстриннар (декстрины) 205, 214 Дибромэтан (дибромэтан) 142 Дизель ягулыгы (дизельное топливо) 128 Диполь (диполь) 24, 46 Дихлорэтан (дихлорэтан) 147 Дуралюминнар (дуралюмины) 62, 63 3 Зелинский Н. Д. 166 И Изобутан (изобутан) 117, 118 Изомерия (изомерия) 118, 136 аминокислоталарның — се (— амино¬ кислот) 208 спиртларның — се (— спиртов) 172, 183 чикле углеводородларның — се (— пре¬ дельных углеводородов) 118, 136 чиксез углеводородларның — се (— непредельных углеводородов) 140, 155 Изомерлар (изомеры) 118 Индекс (индекс) 6 Индий (индий) 98 Инерт элементлар (газлар) (инертные эле¬ менты (газы)) 14, 15, 42, 66 Интерметаллидлар (интерметаллиды) 62 Иод (иод) 42, 82, 204 Ионлы кушылмалар (ионные соединения) 27 Ионнар (ионы) 25, 28, 51, 52 К Кайтаручы (восстановитель) 28, 36, 37 Кайтарылу (восстановление) 28 Калий (калий, ~ я) — перманганаты (марганцовка) (пер¬ манганат —) 51, 104 — хлориды (хлорид —) 48, 66 Калийлы ашламалар (калийные удобре¬ ния) 102 Кальций (кальций, ~ я) 57 — гидроксиды (гидроксид —) 72 — карбиды (карбид —) 153 — оксиды (оксид —) 101 224
Карбоксил группасы (карбоксильная груп¬ па) 186, 198, 207 Карбон кислоталары (карбоновые кисло¬ ты) 185—191 Катионнар (катионы) 52 Катод (катод) 52 Кекуле Ф, А. 158 Кекуле формуласы (Кекуле формула) 158—159 Керосин (керосин) 126—128 Кислород (кислород) 47, 56, 59, 66, 67, 104 Кислородлы органик матдәләр (кислород¬ содержащие органические вещества) 110, 169 Кислоталар (кислоты) 46, 50, 76—79, 94, 101 карбон — ы (карбоновые—) 185—191, 192, 198, 200, 202 кислородлы — (кислородсодержащие —) 89 кислородсыз — (бескислородные —) 89, 103 Кислоталар — көчле оксидлаштыручылар (— сильные окислители) 77 Кокс (кокс) 70—166 Корылма (заряд) атом төшенең — сы (— ядра атома) 5 ионның — сы (— иона) 27, 28, 33, 49 өлешчә — (частичный —) 23 Корыч (сталь) 62, 63, 97 Крахмал (крахмал, ~ а) 203—206 — ның гидролизлашуы (гидролизы) (гидролиз — ) 205 Кремнийның оксиды (кремния оксид) 40, 41 Кристаллик челтәрләр (кристаллические решетки) 40, 44 атомлы (атомные ) 41 ионлы (ионные ) 41 металлик (металлические ) 43 молекуляр (молекулярные ) 42 Кузгалак кислотасы (щавелевая кислота) 195 Кургаш (свинец) 56, 74 Кырмыска кислотасы (муравьиная кис¬ лота) 187, 188 Кырмыска кислотасының этил эфиры (этиловый эфир муравьиной кислоты) 191 Көмеш (серебро) 67, 98 Көчсез электролитлар (слабые электро¬ литы) 189 Күкерт (сера, ~ ы) 31, 56, 60, 66 — нең оксидлары (оксиды —) 32, 101 Күмер (уголь) 75, 78, 99, 100, 105 л Лавсан (лавсан) 182, 196, 197 M Магний (магний) 73 Май кислотасы (масляная кислота) 187, 188, 200 Май кислотасының бутил эфиры (бути¬ ловый эфир масляной кислоты) 191 Майлар (жиры) 200—202 каты — (твердые — ) 200 сыек — (жидкие —) 200 Майларның гидролизлашуы (гидролизы) (гидролиз жиров) 201 Макромолекулалар (макромолекулы) 144, 205, 211 Матдәләр (вещества) 6, 103, 216 неорганик — (неорганические —) 103, 109, 221 органик — (органические — ) 109, 110, 221 югары молекуляр төзелешле —(высоко¬ молекулярные — ) 144, 156, 196, 203, 207 Матдәләрнең массасы саклану законы (закон сохранения массы веществ) 7 Матдәләрнең материаль бердәмлеге (мате¬ риальное единство веществ) 221 Матдәләрнең төзелеш теориясе (теория строения веществ) 216 Матдәләрнең формулалары (формулы ве¬ ществ) 6, 125 — график — (графические ) 14, 23, 116, 119, 120, 136 — молекуляр — (молекулярные ) 14, 120 — электронлы — (электронные ) 14, 23 Матдәнең составы (состав вещества) — микъдар — (количественный ) 6 — сыйфат — (качественный ) 6 Менделеев Д. И. 8, 217 Металлар (металлы) 33, 34, 39, 43, 56—59, 61 225
күчеш — ы (переходные — ) 58 селтеле-җир — ы (щелочноземельные — ) 59, 72 селтеле — (щелочные — ) 8, 25, 43, 59, 72, 184 Металларның гидридлары (гидриды ме¬ таллов) 59 Металларның этеп чыгару рәте (вытесни¬ тельный ряд металлов) 67, 72 Металлидлар (металлиды) 62 Метан (метан) 112, 113, 114, 122—124, 128, 129, 136, 152 Метанол (метанол) 177, 179 Метил спирты (метиловый спирт) 171, 177, 179 Минераль ашламалар (минеральные удоб¬ рения) 102 H Натрий (натрий, ~ я) 51, 72, 174 — гидроксиды (гидроксид — ) 72, 101 — хлориды (хлорид — ) 41, 47, 48, 51, 66 Нафталин (нафталин) 163 Неметаллар (неметаллы) 56—61, 64, 66, 74, 78, 81, 98, 103 Нефть (нефть) 126, 127, 128, 135, 168 Неэлектролитлар (электролит булмаган матдәләр) (неэлектролиты) 46 Нитрат кислотасы (азотная кислота) 34, 77, 101 O Оксидлаштыручы (окислитель) 28, 36, 37 Оксидлашу (окисление) 28 Оксидлар (оксиды) 83—86, 100, 103 амфотер — (амфотерные — ) 83—85 кислота — ы (кислотные — ) 83—85 нигез — ы (основные — ) 83—85 Олеин кислотасы (олеиновая кислота) 197, 200 Органик кушылмаларның күптөрлелеге (многообразие органических соединений) 117, 119 Органик кушылмаларның химик төзеле¬ ше теориясе (теория химического строения органических соединений) 116, 135 Органик матдәләрнең классификациясе (классификация органических веществ) 110 Органик матдәләрнең пространстволы төзе¬ леше (пространственное строение органичес¬ ких веществ) 123, 125 Органик матдәләрнең химик төзелеше (хими¬ ческое строение органических веществ) 116, 125, 135 Органик матдәләрнең электронлы төзелеше (электронное строение органических веществ) 125 Органик химия (органическая химия) 110 п Пальмитин кислотасы (пальмитиновая кис¬ лота) 187, 188, 194, 195, 200 Парафин (парафин) 128 Пар (парлашкан) электроннар (спаренные электроны) 8, 10, 218 Пентан (пентан) 113, 118 Периодик закон (периодический закон) 8, 217 Периодик системаның төркемнәре (группы периодической системы) 8, 218 Периодик системаның төркемчәләре (под¬ группы периодической системы) 8 Периодлар (периоды) 8 Победит (победит) 63 Полимер (полимер) 144, 147, 196, 203 Полипропилен (полипропилен) 145, 146, 148 Полистирол (полистирол) 163 Полиэтилен (полиэтилен) 144, 145, 148 Поляр молекулалар (полярные молекулы) 23 Припой (третник) (припой) 63 Пропан (пропан) 113, 128 Пропен (пропен) 139 Пропил спирты (пропиловый спирт) 171 P Реакцияләр (реакции) алмаштыру — е (— замещения) 7, 54, 129, 162 алмашу — е (— обмена) 7 ионнар алмашу — е (•— ионного обмена) 90, 95, 96 кайтма химик — (обратимые химические —) 149 кушылу — е (— соединения) 7, 54, 142, 151, 152, 156, 162, 179 226
нейтральләшү — е (— нейтрализации) 90, 91, 198 оксидлашу-кайтарылу — е (окислитель¬ но-восстановительные — ) 36, 54 полимерлашу — е (— полимеризации) 144 сыйфат — е (качественные —) 143 таркалу — е (— разложения) 7 этерификация — е (— этерификации) 190 Резерфорд Э. 217 Ректификация колоннасы (колонна ректи¬ фикационная) 127 Рудалар (руды) 68, 69 тимер — ы (железные —) 68 төсле металларның — ы (— цветных ме¬ таллов) 68 C Сабын (мыло) 101, 195, 202 Селен (селен) 98 Селитралар (селитры) 102 Селтеләр (щелочи) 46, 48, 72, 88, 89, 94, 101 Серкә кислотасы (уксусная кислота) 187—190, 194 Серкә кислотасының этил эфиры (этило¬ вый эфир уксусной кислоты) 190 Сероводород (сероводород) 31, 32 Синтетик юучы матдәләр (синтетические моющие средства) 195, 202 Спиртлар (спирты) 169—180, 190 бер атомлы — (одноатомные —) 169—171 күп атомлы — (многоатомные —) 169, 181, 182 Стеарин кислотасы (стеариновая кислота) 187, 194, 195, 200 Cy (вода) 40, 42, 45, 47, 72—75, 147, 172, 179, 201, 204, 205 Сульфат кислотасы (серная кислота) 34, 77, 78, 101, 190 T Табигый газ (природный газ) 112, 126, 152 Ташкүмер (уголь каменный) 165, 166 Ташкүмерне кокслау (коксование камен¬ ного угля) 165, 166 Терекөмеш (ртуть) 43 Терефталь кислотасы (терефталевая кис¬ лота) 196 Термопластиклык (термопластичность) 148 Тетрахлорметан (тетрахлорметан) 129, 130 Тетраэдр (тетраэдр) 123 Тимер (железо, ~ а) 63, 73, 97 — карбиды (карбид —) 62 — касмагы (железная окалина) 73 — нең оксидлары (оксиды — ) 68, 73 Третник (припой) (третник) 63 У Углеводлар (углеводы) 203, 204, 206 Углеводород радикаллары (радикалы углеводородные) 134, 172, 188, 201 Углеводородлар (углеводороды) 110, 172, 180, 193 ароматик — (ароматические — ) 157, 163—168 чикле — (предельные —) 113, 119, 120, 124, 125, 128, 130, 131, 135, 136, 146, 149 чиксез — (непредельные — ) 139, 140, 143, 144, 146, 147, 149, 150, 155, 156, 176 циклик — (циклические — ) 133, 134, 168 Углекислый газ (углекислый газ) 42, 101, 128, 176 Углерод (углерод, ~ а) 66, 77, 109, 110, 219, 221 — ныц оксидлары (оксиды — ) 42, 100, 101, 128 Углерод чылбырлары (углеродные цепи) 117, 119 йомык (замкнутые ) 219 тармакланган (разветвленные ) 117, 119 туры (прямые ) 117, 119 Ф Формальдегид (формальдегид) 179 Фосфат кислотасы (фосфорная кислота) 101 Фосфорлы ашламалар (фосфорные удоб¬ рения) 102 Фреоннар (фреоны) 130 Фруктоза (фруктоза) 204 Фтор (фтор) 17, 22, 57, 61, 74, 82 227
Фтороводород кислотасы (фтороводород¬ ная кислота) 81 Функциональ группа (функциональная группа) 176, 210, 219 альдегидларның сы ( альде¬ гидов) 177 аминокислоталарның сы ( аминокислот) 207 карбон кислоталарының сы ( карбоновых кислот) 186 спиртларның сы (— — спиртов) 176 X Химик бәйләнеш (химическая связь) 12, 13, 53, 122, 218 ароматик (ароматическая ) 165 икеле (двойная ) 139, 140, 155 ионлы (ионная ) 27, 28, 39, 46, 53 ковалент (ковалентная ) 13, 28, 39, 53, 136 поляр булмаган ковалент (непо¬ лярная ковалентная ) 20, 23, 28, 46, 53 поляр ковалент (полярная кова¬ лентная ) 20, 23, 28, 46, 53 металлик (металическая ) 39, 53 өчле (тройная ) 150, 155 Химик бәйләнеш турындагы тәгълимат (учение о химической связи) 218 Химик реакцияләр (химические реак¬ ции) 7 Химик реакцияләрнең билгеләре (приз¬ наки химических реакций) 7 Химик реакцияләрнең тигезләмәләре (уравнения химических реакций) 7, 220 ионлы формада ( в ион¬ ном виде) 76, 80 — молекуляр формада ( в молекулярном виде) 76, 80 Химик реакцияләрнең типлары (типы химических реакций) 7, 220 Химик элемент (химический элемент) 5, 216 Химик үзлекләр (химические свойства) 7 Хлор (хлор) 26, 51, 66, 98, 99, 128, 129, 142 Хлорметан (хлорметан) 129 Хлороводород (хлороводород) 18, 49, 143 Хлороводород (хлорид) кислотасы (хлоро¬ водородная (соляная) кислота) 49, 81, 101 Хлорэтан (хлорэтан) 143 ц Циклик углеводородлар (циклические углеводороды) 133, 134, 168 Циклогексан (циклогексан) 166 Цинк (цинк, - а) 73, 97 — гидроксиды (гидроксид —) 87 — оксиды (оксид —) 83 ч Чагыштырма атом массасы (относитель¬ ная атомная масса) 5 Чагыштырма молекуляр масса (относи¬ тельная молекулярная масса) 6 Чуен (чугун) 62, 63, 70, 97 ш Шикәр (сахароза) (сахар) 45, 46, 204 э Электролит булмаган матдәләр (неэлектролитлар) (неэлектролиты) 46 Электролитик диссоциация (электролити¬ ческая диссоциация) 48 Электролитик диссоциация тигезләмәләре (уравнения электролитической диссоциа¬ ции) 48, 189 Электролитлар (электролиты) 46 Электрон болыты (электронное облако) 12 Электроннар катлавы (электронный слой) 8, 217 тышкы (внешний ) 8, 9, 14— 16, 217 тәмамланган (завершенный ) 15, 19, 122 Электроннар (электроны) 8, 217 парлашкан — (спаренные —) 8, 10, 218 парлашмаган (сыңар) — (неспарен¬ ные —) 8, 10, 19, 218 Электроннар тыгызлыгы (электронная плотность) 12, 13 Электроннарның сыңарлашуы (распари¬ вание электронов) 10, 19 Электротискэрелек (электроотрицатель¬ ность) 20—22 228
Электротискәрелек рәте (электроотрица¬ тельности ряд) 22 Электр үткәрүчәнлек (электропроводи¬ мость) 43, 45 Элементлар атомнарының неметаллылы- гы (неметалличность атомов элементов) 23 Элементларның периодик системасы (пе¬ риодическая система элементов) 8, 217 Элементның тәртип номеры (порядковый номер элемента) 5 Энергетик дәрәҗә (энергетический уро¬ вень) 217 Эретмәләр (сплавы) 61—64 Этан (этан) 113 Этанол (этанол) 147, 170, 175, 179 Этилен (этилен) 138, 139, 141—143, 147, 149, 174 Этиленгликоль (этиленгликоль) 182, 196 Этилен углеводородлары (этиленовые угле¬ водороды) 139, 141, 147, 149, 150, 172, 180 Этил спирты (этиловый спирт) 147, 170 Эфирлар (эфиры) гади — (простые —) 190 катлаулы — (сложные —) 190, 194, 195, 200—202 Я Ярсынган (тәэсирләнгән) атомнар (возбужденные атомы) 19 Ө Өлешчә корылма (частичный заряд) 23 Җ Җиз (латунь) 63 Җылы үткәрүчәнлек (теплопроводи¬ мость) 43
ЭЧТӘЛЕК 1 нче өлеш. НЕОРГАНИК МАТДӘЛӘР VIII сыйныфның неорганик химия курсыннан төп сорауларны кабатлау 5 1 нче бүлек. Матдәләрнең төзелеше 11 § 1. Ковалент бәйләнеш 12 § 2. Химик элементлар атомнарының электротискәрелеге. Поляр һәм поляр булмаган ковалент бәйләнеш 20 § 3. Ионлы бәйләнеш 25 § 4. Кушылмаларда химик элементлар атомнарының оксидлашу дәрәҗәләре 29 § 5. Оксидлашу-кайтарылу реакцияләре 36 § 6. Металлик бәйләнеш 39 § 7. Кристаллик челтәрләр 40 § 8. Матдәләрнең электролитик диссоциациясе 45 § 9. Ионнарның үзлекләре 51 1 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 53 2 нче бүлек. Неорганик матдәләрнең үзлекләре 55 §10. Гади матдәләр — металлар һәм неметалларның үзара тәэсир итешүе 56 §11. Табигатьтә гади матдәләр. Металларны табу 66 §12. Гади матдәләрнең суга мөнәсәбәте 71 §13. Гади матдәләрнең кислоталарга мөнәсәбәте 76 § 14. Гади матдәләрнең тозлар эремәләренә мөнәсәбәте 80 §15. Оксидларның химик үзлекләре 83 §16. Гидроксидларның химик үзлекләре 87 §17. Тозларның химик үзлекләре 93 §18. Неорганик матдәләрне куллану 97 2 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 103 1 нче практик дәрес. Кислород табу һәм аның үзлекләрен өйрәнү 104 2 нче практик дәрес. «Неорганик матдәләрнең үзлекләре» темасы буенча эксперименталь биремнәр 105 2 нче өлеш. ОРГАНИК МАТДӘЛӘР Кереш 109 3 нче бүлек. Чикле углеводородлар Ill §19. Метан. Метан рәтендәге углеводородлар 112 § 20. Чикле углеводородларның химик төзелеше. А. М. Бутлеров теориясе 115 230
§21. Чикле углеводородлар молекулаларының электронлы һәм пространстволы төзелеше 122 § 22. Чикле углеводородларның химик үзлекләре һәм аларны куллану 126 § 23. Циклик углеводородлар 133 3 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 135 4 нче бүлек. Чиксез углеводородлар 137 §24. Этилен, аның төзелеше. Этилен рәтендәге углеводородлар 138 §25. Этилен рәтендәге углеводородларның химик үзлекләре 141 § 26. Этилен углеводородларын куллану һәм табу 147 §27. Молекулаларында өчле бәйләнеш булган чиксез углеводородлар .... 150 4 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 155 5 нче бүлек. Ароматик углеводородлар 157 § 28. Бензолның төзелеше 158 § 29. Бензолның химик үзлекләре 161 § 30. Башка ароматик углеводородлар 163 §31. Ароматик углеводородларны куллану һәм табу 165 5 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 167 6 нчы бүлек. Спиртлар 169 §32. Чикле бер атомлы спиртларның төзелеше 170 §33. Спиртларның химик үзлекләре 173 § 34. Спиртларны куллану һәм табу 179 §35. Күп атомлы спиртлар 181 6 нчы бүлекнең кыскача эчтәлеге 183 7 нче бүлек. Карбон кислоталары 185 § 36. Карбон кислоталарының төзелеше һәм үзлекләре 186 § 37. Карбон кислоталарын табу 192 § 38. Аеруча әһәмиятле карбон кислоталары 194 7 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 198 8 нче бүлек. Биологик яктан әһәмиятле органик матдәләр 199 § 39. Майлар 200 § 40. Углеводлар 203 §41. Аксымнар 207 8 нче бүлекнең кыскача эчтәлеге 214 3 нче практик дәрес. Органик химия курсы буенча эксперименталь биремнәр 215 Йомгаклау 216 Атамалар һәм исемнәр күрсәткече 223
Учебное издание Минченков Евгений Евгеньевич Цветков Леонид Александрович Зазнобина Людмила Семеновна ХИМИЯ Учебник для 9 класса татарской средней общеобразовательной школы (перевод с русского на татарский язык) Редакция мөдире Л. X. Мөхэммэтҗанова Редакторы Р. 3. Закирова Бизәлеш редакторы Р. А. Сайфуллина Техник редакторы А. С. Трофимова Корректоры Г. Р. Мифтахова, Т. Н. Сэгъдуллина Компьютерда биткә салучысы Г. Р. Галимҗанова Рәсемнәрне компьютерда эшкәртүче Э. Ф. Нурмөхэммэтова Оригинал-макеттан басарга кул куелды 10.04.2003. Форматы TOxOO1Z16. Офсет кәгазе. «Школьная» гарнитурасы. Офсет басма. Басма табагы 16,97 + форз. 0,29. Нәшер-хисап табагы 12,06 + форз. 0,49. Тиражы 18 250 д. Заказ Я-314. «Мәгариф» нәшрияты. 420111. Казан, Бауман урамы, 19. Издательство «Магариф». 420111. Казань, ул. Баумана, 19. Тел./факс (8432) 92-57-48. http://magarif.kazan.ru E-mail: magarif@mail.ru «Идел-Пресс» полиграфия-нәшрият комплексы. 420066. Казан, Декабристлар урамы, 2.
кислот A л A P H и Г E 3 л Ә P F 1 ә г и ионнар H Li И K Na Ag Ba24 Ca2t Mg IZn2 OH Э Э э Э Э A Ю Ю NO3 э э э э э Э э Э э Э F э э э э э э A Ю ю A Cl э э э э э ю Э Э э Э Br э э э э э ю Э Э э Э Г э э э э э ю Э Э э Э S2 э э э э э ю Ю SO3 э э э э э A A A A A SO2 э э э э э A Ю A Э Э CO3 э э э э э A A Ю A SiO3 ю э э э Ю Ю [Г Ю PO43 э ю э э э Ю Ю ю A Ю CrO4 э э э э э Ю Ю [Т Э Ю CH3COO э э э э э Э Э э Э э Э эрүчән аз эрүчән А обЗЗб^бб^^® о 5 м 5 5 о 3 Q(I)SqS 3 os ooS ТОЗЛАРНЫҢ СУДА ЭРҮЧӘНЛЕГЕ Cu I Cu HglHg2 |РЬ! |Ё? |г? JaF F |ВГ Sn F ю Ю ю Ю ю Ю ю A э э э э э э э э Э ю [д’ ю Га’ э э э ю э |Т ю э A э э э э э Э ю рГ А э э э э э Э ю Ю э э э |Т э ю ю ю ю ю ю ю э ю ю |а~ ю ю ю A A э э э э э э ю Ю ю Ю ю ю ю Ю ю ю ю Ю ю ю ю [Т ю ю ю ю ю Ю ю A э Э э э э э э э Э :уда таркала яки 1ндый кушылма юк Ю эремәүчән