अणु-आण्विक सिद्धांत. रासायनिक घटक

सहसंयोजक रासायनिक बंध, त्याचे प्रकार आणि निर्मिती यंत्रणा. सहसंयोजक बाँडची वैशिष्ट्ये (ध्रुवीयता आणि बाँड ऊर्जा). आयनिक बंध. मेटल कनेक्शन. हायड्रोजन बंध

रासायनिक बंधनाचा सिद्धांत हा सर्व सैद्धांतिक रसायनशास्त्राचा आधार आहे.

रासायनिक बंध हा अणूंचा असा परस्परसंवाद आहे जो त्यांना रेणू, आयन, रॅडिकल्स, क्रिस्टल्समध्ये बांधतो.

चार प्रकारचे रासायनिक बंध आहेत: आयनिक, सहसंयोजक, धातू आणि हायड्रोजन.

रासायनिक बंधांचे प्रकारांमध्ये विभाजन करणे सशर्त आहे, कारण त्या सर्वांची विशिष्ट एकता आहे.

आयनिक बाँड हे सहसंयोजक ध्रुवीय बाँडचे मर्यादित प्रकरण मानले जाऊ शकते.

धातूचा बंध सामायिक केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या मदतीने अणूंचा सहसंयोजक परस्परसंवाद आणि या इलेक्ट्रॉन आणि धातूच्या आयनांमधील इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण एकत्र करतो.

पदार्थांमध्ये, रासायनिक बंध (किंवा शुद्ध रासायनिक बंध) चे कोणतेही मर्यादित प्रकरण नसतात.

उदाहरणार्थ, लिथियम फ्लोराइड $LiF$ हे आयनिक कंपाऊंड म्हणून वर्गीकृत आहे. खरं तर, त्यातील बॉण्ड $80%$ आयनिक आणि $20%$ सहसंयोजक आहे. म्हणून, रासायनिक बंधाच्या ध्रुवीयतेच्या (आयनिसिटी) डिग्रीबद्दल बोलणे अधिक योग्य आहे.

हायड्रोजन हॅलाइड मालिका $HF—HCl—HBr—HI—HAt$ मध्ये, बाँड ध्रुवीयतेची डिग्री कमी होते, कारण हॅलोजन आणि हायड्रोजन अणूंच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी मूल्यांमधील फरक कमी होतो आणि अॅस्टॅटिक हायड्रोजनमध्ये बाँड जवळजवळ नॉनपोलर बनतो. $(EO(H) = 2.1; EO(At) = 2.2)$.

समान पदार्थांमध्ये विविध प्रकारचे बंध असू शकतात, उदाहरणार्थ:

1. बेसमध्ये: हायड्रॉक्सो गटांमधील ऑक्सिजन आणि हायड्रोजन अणूंमध्ये, बंध ध्रुवीय सहसंयोजक आहे आणि धातू आणि हायड्रॉक्सो गटामध्ये आयनिक आहे;
2. ऑक्सिजन-युक्त ऍसिडच्या क्षारांमध्ये: धातू नसलेल्या अणू आणि ऍसिड अवशेषांच्या ऑक्सिजन दरम्यान - सहसंयोजक ध्रुवीय, आणि धातू आणि आम्ल अवशेष दरम्यान - आयनिक;
3. अमोनियम, मेथिलॅमोनियम इत्यादींच्या क्षारांमध्ये: नायट्रोजन आणि हायड्रोजन अणूंमध्ये - सहसंयोजक ध्रुवीय, आणि अमोनियम किंवा मेथिलॅमोनियम आयन आणि आम्ल अवशेष - आयनिक;
4. मेटल पेरोक्साइड्समध्ये (उदाहरणार्थ, $Na_2O_2$) ऑक्सिजन अणूंमधील बंध सहसंयोजक नॉन-ध्रुवीय असतो, आणि धातू आणि ऑक्सिजनमध्ये ते आयनिक असते, इत्यादी.

विविध प्रकारचे कनेक्शन एकमेकांमध्ये जाऊ शकतात:

- सहसंयोजक संयुगांच्या पाण्यात इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण दरम्यान, सहसंयोजक ध्रुवीय बंध आयनिकमध्ये जातो;

- धातूंच्या बाष्पीभवनादरम्यान, धातूचा बंध सहसंयोजक नॉन-ध्रुवीय इ. मध्ये बदलतो.

सर्व प्रकारच्या आणि रासायनिक बंधांच्या एकतेचे कारण म्हणजे त्यांचे समान रासायनिक स्वरूप - इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियर परस्परसंवाद. कोणत्याही परिस्थितीत रासायनिक बंध तयार होणे हे अणूंच्या इलेक्ट्रॉन-न्यूक्लियर परस्परसंवादाचा परिणाम आहे, ज्यासह ऊर्जा सोडली जाते.

सहसंयोजक बंध तयार करण्याच्या पद्धती. सहसंयोजक बाँडची वैशिष्ट्ये: बाँडची लांबी आणि ऊर्जा

सहसंयोजक रासायनिक बंध हे एक बंधन आहे जे सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड्यांच्या निर्मितीमुळे अणूंमध्ये उद्भवते.

अशा बाँडच्या निर्मितीची यंत्रणा एक्सचेंज आणि दाता-स्वीकारकर्ता असू शकते.

आय. विनिमय यंत्रणाजेव्हा अणू न जोडलेले इलेक्ट्रॉन एकत्र करून सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड्या तयार करतात तेव्हा कार्य करतात.

1) $H_2$ - हायड्रोजन:

हायड्रोजन अणूंचे $s$-इलेक्ट्रॉन ($s$-ऑर्बिटल्सचे आच्छादन) द्वारे सामान्य इलेक्ट्रॉन जोडी तयार झाल्यामुळे बंध उद्भवतात:

2) $HCl$ - हायड्रोजन क्लोराईड:

$s-$ आणि $p-$इलेक्ट्रॉन ($s-p-$ ऑर्बिटल्स ओव्हरलॅपिंग) च्या सामाईक इलेक्ट्रॉन जोडीच्या निर्मितीमुळे हे बंध उद्भवतात:

3) $Cl_2$: क्लोरीन रेणूमध्ये, $p-$इलेक्ट्रॉन ($p-p-$ऑर्बिटल्स ओव्हरलॅपिंग) मुळे एक सहसंयोजक बंध तयार होतो:

4) $N_2$: नायट्रोजन रेणूमधील अणूंमध्ये तीन सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड्या तयार होतात:

II. दाता-स्वीकारणारी यंत्रणाअमोनियम आयन $NH_4^+$ चे उदाहरण वापरून सहसंयोजक बंध तयार करण्याचा विचार करूया.

दात्याकडे इलेक्ट्रॉन जोडी असते, स्वीकारणार्‍याकडे रिक्त कक्ष असते जी ही जोडी व्यापू शकते. अमोनियम आयनमध्ये, हायड्रोजन अणूंसह चारही बंध सहसंयोजक असतात: नायट्रोजन अणू आणि हायड्रोजन अणू एक्सचेंज यंत्रणेद्वारे सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड्या तयार केल्यामुळे तीन तयार झाले, एक - दाता-स्वीकारणार्‍या यंत्रणेद्वारे.

सहसंयोजक बंधांचे वर्गीकरण ज्या पद्धतीने इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स ओव्हरलॅप करतात, तसेच बंधित अणूंपैकी एकाकडे त्यांचे विस्थापन केले जाऊ शकतात.

बाँड रेषेवर इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सच्या ओव्हरलॅपच्या परिणामी तयार झालेल्या रासायनिक बंधांना $σ$ म्हणतात. -बंध (सिग्मा-बॉन्ड). सिग्मा बाँड खूप मजबूत आहे.

$p-$ऑर्बिटल्स दोन प्रदेशांमध्ये आच्छादित होऊ शकतात, पार्श्व ओव्हरलॅपद्वारे सहसंयोजक बंध तयार करतात:

संप्रेषण रेषेच्या बाहेर इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सच्या "पार्श्विक" ओव्हरलॅपिंगच्या परिणामी रासायनिक बंध तयार होतात, म्हणजे. दोन क्षेत्रांमध्ये $π$ म्हणतात -बंध (पीआय-बॉन्ड).

द्वारे पूर्वाग्रह पदवीसामान्य इलेक्ट्रॉन जोड्या एका अणूला जोडतात, एक सहसंयोजक बंध असू शकतो ध्रुवीयआणि नॉन-ध्रुवीय

समान विद्युत ऋणात्मकता असलेल्या अणूंमध्ये तयार झालेल्या सहसंयोजक रासायनिक बंधाला म्हणतात नॉन-ध्रुवीयइलेक्ट्रॉन जोड्या कोणत्याही अणूंमध्ये स्थलांतरित होत नाहीत, कारण अणूंमध्ये समान ER असते - इतर अणूंमधून व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्स स्वतःकडे खेचण्याचा गुणधर्म. उदाहरणार्थ:

त्या सहसंयोजक नॉन-ध्रुवीय बंधाद्वारे, साध्या नॉन-मेटल पदार्थांचे रेणू तयार होतात. ज्या घटकांची विद्युत ऋणात्मकता भिन्न असते अशा घटकांच्या अणूंमधील सहसंयोजक रासायनिक बंध म्हणतात ध्रुवीय

सहसंयोजक बंधाची लांबी आणि ऊर्जा.

वैशिष्ट्यपूर्ण सहसंयोजक बाँड गुणधर्मत्याची लांबी आणि ऊर्जा आहे. दुव्याची लांबीअणूंच्या केंद्रकांमधील अंतर आहे. रासायनिक बंध तिची लांबी जितकी कमी तितकी मजबूत असते. तथापि, बाँड मजबुतीचे मोजमाप आहे बांधणारी उर्जा, जे बंध तोडण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उर्जेच्या प्रमाणात निर्धारित केले जाते. हे सहसा kJ/mol मध्ये मोजले जाते. अशाप्रकारे, प्रायोगिक डेटानुसार, $H_2, Cl_2$, आणि $N_2$ रेणूंच्या बाँडची लांबी अनुक्रमे $0.074, 0.198$, आणि $0.109$ nm आहेत आणि बंधनकारक ऊर्जा $436, 242$ आणि $946$ kJ/ आहे. mol, अनुक्रमे.

आयन. आयनिक बंध

अशी कल्पना करा की दोन अणू "भेटतात": गट I चा एक धातूचा अणू आणि गट VII चा नॉन-मेटल अणू. धातूच्या अणूच्या बाह्य ऊर्जा स्तरावर एकच इलेक्ट्रॉन असतो, तर धातू नसलेल्या अणूमध्ये त्याची बाह्य पातळी पूर्ण करण्यासाठी फक्त एक इलेक्ट्रॉन नसतो.

पहिला अणू सहजपणे दुसऱ्याला त्याचा इलेक्ट्रॉन देईल, जो न्यूक्लियसपासून दूर आहे आणि त्याच्याशी कमकुवतपणे बांधलेला आहे आणि दुसरा त्याला त्याच्या बाह्य इलेक्ट्रॉनिक स्तरावर एक मोकळी जागा देईल.

मग एक अणू, त्याच्या एका नकारात्मक शुल्कापासून वंचित राहून, एक सकारात्मक चार्ज केलेला कण बनेल आणि दुसरा प्राप्त झालेल्या इलेक्ट्रॉनमुळे नकारात्मक चार्ज केलेल्या कणात बदलेल. अशा कणांना म्हणतात आयन

आयनांमध्ये निर्माण होणाऱ्या रासायनिक बंधाला आयनिक म्हणतात.

एक उदाहरण म्हणून सुप्रसिद्ध सोडियम क्लोराईड कंपाऊंड (टेबल सॉल्ट) वापरून या बाँडच्या निर्मितीचा विचार करा:

अणूंचे आयनमध्ये रूपांतर करण्याची प्रक्रिया आकृतीमध्ये दर्शविली आहे:

अणूंचे आयनांमध्ये असे रूपांतर नेहमी ठराविक धातू आणि ठराविक नॉन-मेटल्सच्या अणूंच्या परस्परसंवादाच्या वेळी होते.

आयनिक बाँडची निर्मिती नोंदवताना तर्काचा अल्गोरिदम (क्रम) विचारात घ्या, उदाहरणार्थ, कॅल्शियम आणि क्लोरीन अणूंमध्ये:

अणू किंवा रेणूंची संख्या दर्शविणाऱ्या संख्यांना म्हणतात गुणांक, आणि रेणूमधील अणू किंवा आयनांची संख्या दर्शविणाऱ्या संख्यांना म्हणतात निर्देशांक

धातू कनेक्शन

धातूच्या घटकांचे अणू एकमेकांशी कसे संवाद साधतात याबद्दल परिचित होऊ या. धातू सामान्यत: पृथक अणूंच्या स्वरूपात अस्तित्वात नसतात, परंतु एक तुकडा, पिंड किंवा धातूच्या उत्पादनाच्या स्वरूपात असतात. धातूचे अणू एकत्र काय ठेवतात?

बाह्य स्तरावरील बहुतेक धातूंच्या अणूंमध्ये कमी प्रमाणात इलेक्ट्रॉन असतात - $1, 2, 3$. हे इलेक्ट्रॉन सहजपणे विलग होतात आणि अणूंचे सकारात्मक आयनमध्ये रूपांतर होते. विलग केलेले इलेक्ट्रॉन एका आयनमधून दुस-या आयनमध्ये जातात, त्यांना एका संपूर्णमध्ये बांधतात. आयनांशी जोडून, ​​हे इलेक्ट्रॉन तात्पुरते अणू बनवतात, नंतर पुन्हा खंडित होतात आणि दुसर्‍या आयनसह एकत्र होतात, इत्यादी. परिणामी, धातूच्या व्हॉल्यूममध्ये, अणू सतत आयनमध्ये रूपांतरित होतात आणि त्याउलट.

सोशलाइज्ड इलेक्ट्रॉन्सच्या सहाय्याने आयनमधील धातूंमधील बंधांना धातू म्हणतात.

आकृती सोडियम धातूच्या तुकड्याची रचना योजनाबद्धपणे दर्शवते.

या प्रकरणात, थोड्या संख्येने समाजीकृत इलेक्ट्रॉन मोठ्या संख्येने आयन आणि अणूंना बांधतात.

धातूचा बंध सहसंयोजक बंधाशी काहीसा साम्य असतो, कारण ते बाह्य इलेक्ट्रॉनच्या सामायिकरणावर आधारित असते. तथापि, सहसंयोजक बंधामध्ये, केवळ दोन शेजारच्या अणूंचे बाह्य जोडलेले इलेक्ट्रॉन सामाजिकीकरण केले जातात, तर धातूच्या बंधनात, सर्व अणू या इलेक्ट्रॉनच्या सामाजिकीकरणात भाग घेतात. म्हणूनच सहसंयोजक बंध असलेले स्फटिक ठिसूळ असतात, तर धातूचे बंध असलेले स्फटिक हे नियमानुसार, प्लास्टिक, विद्युत वाहक असतात आणि त्यांना धातूची चमक असते.

धातूचे बंध हे शुद्ध धातू आणि विविध धातूंचे मिश्रण - घन आणि द्रव स्थितीत असलेल्या मिश्र धातुंचे वैशिष्ट्य आहे.

हायड्रोजन बंध

एका रेणूचे सकारात्मक ध्रुवीकरण केलेले हायड्रोजन अणू (किंवा त्याचा काही भाग) आणि सामायिक न केलेल्या इलेक्ट्रॉन जोड्या ($F, O, N$ आणि कमी वेळा $S$ आणि $Cl$) असलेल्या मजबूत इलेक्ट्रॉन-ऋणात्मक घटकांचे नकारात्मक ध्रुवीकृत अणू यांच्यातील रासायनिक बंध. रेणू (किंवा त्याचे भाग) हायड्रोजन म्हणतात.

हायड्रोजन बाँड निर्मितीची यंत्रणा अंशतः इलेक्ट्रोस्टॅटिक आहे, अंशतः दाता-स्वीकारणारा.

इंटरमॉलिक्युलर हायड्रोजन बाँडिंगची उदाहरणे:

अशा बंधनाच्या उपस्थितीत, अगदी कमी आण्विक वजनाचे पदार्थ देखील सामान्य परिस्थितीत द्रव (अल्कोहोल, पाणी) किंवा सहजपणे द्रवीकरण करणारे वायू (अमोनिया, हायड्रोजन फ्लोराइड) असू शकतात.

हायड्रोजन बाँड असलेल्या पदार्थांमध्ये आण्विक क्रिस्टल जाळी असतात.

आण्विक आणि नॉन-मॉलिक्युलर रचनेचे पदार्थ. क्रिस्टल जाळीचा प्रकार. त्यांच्या रचना आणि संरचनेवर पदार्थांच्या गुणधर्मांचे अवलंबन

पदार्थांची आण्विक आणि नॉन-आण्विक रचना

हे वैयक्तिक अणू किंवा रेणू नसतात जे रासायनिक परस्परसंवादात प्रवेश करतात, परंतु पदार्थ असतात. दिलेल्या परिस्थितीत पदार्थ एकत्रीकरणाच्या तीनपैकी एका स्थितीत असू शकतो: घन, द्रव किंवा वायू. पदार्थाचे गुणधर्म ते तयार करणाऱ्या कणांमधील रासायनिक बंधाच्या स्वरूपावर देखील अवलंबून असतात - रेणू, अणू किंवा आयन. बाँडच्या प्रकारानुसार, आण्विक आणि नॉन-आण्विक संरचनेचे पदार्थ वेगळे केले जातात.

रेणूंनी बनलेल्या पदार्थांना म्हणतात आण्विक पदार्थ. अशा पदार्थांमधील रेणूंमधील बंध खूपच कमकुवत असतात, रेणूमधील अणूंच्या तुलनेत खूपच कमकुवत असतात आणि तुलनेने कमी तापमानात ते तुटतात - पदार्थ द्रव आणि नंतर वायूमध्ये (आयोडीन उदात्तीकरण) बदलतात. रेणूंचा समावेश असलेल्या पदार्थांचे वितळण्याचे आणि उकळण्याचे बिंदू वाढत्या आण्विक वजनाने वाढतात.

TO आण्विक पदार्थअणु संरचना ($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$) असलेल्या पदार्थांचा समावेश करा, त्यापैकी धातू आणि नॉन-मेटल्स आहेत.

विचार करा भौतिक गुणधर्मअल्कली धातू. अणूंमधील तुलनेने कमी बंध शक्तीमुळे यांत्रिक शक्ती कमी होते: अल्कली धातू मऊ असतात आणि चाकूने सहजपणे कापता येतात.

मोठ्या आकाराच्या अणूंमुळे अल्कली धातूंची घनता कमी होते: लिथियम, सोडियम आणि पोटॅशियम पाण्यापेक्षा हलके असतात. अल्कली धातूंच्या गटात, उत्कलन आणि वितळण्याचे बिंदू घटकांच्या क्रमिक संख्येत वाढ झाल्यामुळे कमी होतात. अणूंचा आकार वाढतो आणि बंध कमकुवत होतात.

पदार्थांना आण्विक नसलेलेरचनांमध्ये आयनिक संयुगे समाविष्ट आहेत. धातू नसलेल्या बहुतेक धातूंच्या संयुगेमध्ये अशी रचना असते: सर्व क्षार ($NaCl, K_2SO_4$), काही हायड्राइड्स ($LiH$) आणि ऑक्साइड ($CaO, MgO, FeO$), बेस ($NaOH, KOH$). आयनिक (नॉन-मॉलिक्युलर) पदार्थांमध्ये उच्च वितळणारे आणि उकळण्याचे बिंदू असतात.

क्रिस्टल जाळी

एक पदार्थ, जसे की ज्ञात आहे, एकत्रीकरणाच्या तीन अवस्थांमध्ये अस्तित्वात असू शकतो: वायू, द्रव आणि घन.

घन: अनाकार आणि स्फटिक.

रासायनिक बंधांची वैशिष्ट्ये घन पदार्थांच्या गुणधर्मांवर कसा परिणाम करतात याचा विचार करा. घन पदार्थांमध्ये विभागले जातात स्फटिकआणि आकारहीन

अनाकार पदार्थांना स्पष्ट वितळण्याचा बिंदू नसतो - जेव्हा गरम होते तेव्हा ते हळूहळू मऊ होतात आणि द्रव बनतात. अनाकार स्थितीत, उदाहरणार्थ, प्लॅस्टिकिन आणि विविध रेजिन आहेत.

क्रिस्टलीय पदार्थ हे कणांच्या योग्य व्यवस्थेद्वारे दर्शविले जातात ज्यामध्ये ते बनलेले असतात: अणू, रेणू आणि आयन - अंतराळातील काटेकोरपणे परिभाषित बिंदूंवर. जेव्हा हे बिंदू सरळ रेषांनी जोडलेले असतात, तेव्हा एक अवकाशीय चौकट तयार होते, ज्याला क्रिस्टल जाळी म्हणतात. ज्या बिंदूंवर क्रिस्टल कण असतात त्यांना जाळी नोड्स म्हणतात.

क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सवर असलेल्या कणांच्या प्रकारावर आणि त्यांच्यातील कनेक्शनच्या स्वरूपावर अवलंबून, चार प्रकारचे क्रिस्टल जाळी वेगळे केले जातात: आयनिक, अणु, आण्विकआणि धातू

आयनिक क्रिस्टल जाळी.

आयनिकज्याला क्रिस्टल जाळी म्हणतात, ज्याच्या नोड्समध्ये आयन असतात. ते आयनिक बंध असलेल्या पदार्थांद्वारे तयार होतात, जे दोन्ही साधे आयन $Na^(+), Cl^(-)$, आणि जटिल $SO_4^(2−), OH^-$ बांधू शकतात. परिणामी, क्षार, काही ऑक्साईड्स आणि धातूंच्या हायड्रॉक्साईड्समध्ये आयनिक क्रिस्टल जाळी असतात. उदाहरणार्थ, सोडियम क्लोराईड क्रिस्टलमध्ये $Na^+$ सकारात्मक आयन आणि $Cl^-$ नकारात्मक आयन असतात, ज्यामुळे घन-आकाराची जाळी तयार होते. अशा क्रिस्टलमधील आयनांमधील बंध खूप स्थिर असतात. म्हणून, आयनिक जाळी असलेले पदार्थ तुलनेने उच्च कडकपणा आणि सामर्थ्य द्वारे दर्शविले जातात, ते अपवर्तक आणि अस्थिर असतात.

अणु क्रिस्टल जाळी.

आण्विकक्रिस्टल जाळी म्हणतात, ज्याच्या नोड्समध्ये वैयक्तिक अणू असतात. अशा जाळींमध्ये, अणू अतिशय मजबूत सहसंयोजक बंधांनी एकमेकांशी जोडलेले असतात. या प्रकारच्या क्रिस्टल जाळी असलेल्या पदार्थांचे उदाहरण म्हणजे डायमंड, कार्बनच्या ऍलोट्रॉपिक बदलांपैकी एक.

अणु क्रिस्टल जाळी असलेल्या बहुतेक पदार्थांचे वितळण्याचे बिंदू खूप जास्त असतात (उदाहरणार्थ, हिऱ्यासाठी ते $3500°C$ पेक्षा जास्त असते), ते मजबूत आणि कठोर, व्यावहारिकदृष्ट्या अघुलनशील असतात.

आण्विक क्रिस्टल जाळी.

आण्विकक्रिस्टल जाळी म्हणतात, ज्याच्या नोड्सवर रेणू असतात. या रेणूंमधील रासायनिक बंध एकतर ध्रुवीय ($HCl, H_2O$) किंवा nonpolar ($N_2, O_2$) असू शकतात. रेणूंमधील अणू अतिशय मजबूत सहसंयोजक बंधांनी बांधलेले असूनही, स्वतः रेणूंमध्ये आंतरआण्विक आकर्षणाची कमकुवत शक्ती असते. म्हणून, आण्विक क्रिस्टल जाळी असलेल्या पदार्थांमध्ये कमी कडकपणा, कमी वितळण्याचे बिंदू असतात आणि ते अस्थिर असतात. बहुतेक घन सेंद्रीय संयुगेमध्ये आण्विक क्रिस्टल जाळी (नॅप्थालीन, ग्लुकोज, साखर) असतात.

धातूच्या क्रिस्टल जाळी.

धातूचा बंध असलेल्या पदार्थांमध्ये धातूच्या क्रिस्टल जाळी असतात. अशा जाळीच्या नोड्समध्ये अणू आणि आयन असतात (एकतर अणू किंवा आयन, ज्यामध्ये धातूचे अणू सहजपणे वळतात, त्यांचे बाह्य इलेक्ट्रॉन "सामान्य वापरासाठी" देतात). धातूंची अशी अंतर्गत रचना त्यांचे वैशिष्ट्यपूर्ण भौतिक गुणधर्म निर्धारित करते: लवचिकता, प्लॅस्टिकिटी, विद्युत आणि थर्मल चालकता आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण धातूची चमक.

पदार्थांची आण्विक आणि नॉन-आण्विक रचना. पदार्थाची रचना

हे वैयक्तिक अणू किंवा रेणू नसतात जे रासायनिक परस्परसंवादात प्रवेश करतात, परंतु पदार्थ असतात. बॉण्डच्या प्रकारानुसार पदार्थ वेगळे केले जातात आण्विकआणि आण्विक नसलेली रचना. रेणूंनी बनलेल्या पदार्थांना म्हणतात आण्विक पदार्थ. अशा पदार्थांमधील रेणूंमधील बंध खूपच कमकुवत असतात, रेणूमधील अणूंच्या तुलनेत खूपच कमकुवत असतात आणि तुलनेने कमी तापमानात ते तुटतात - पदार्थ द्रव आणि नंतर वायूमध्ये (आयोडीन उदात्तीकरण) बदलतात. रेणूंचा समावेश असलेल्या पदार्थांचे वितळण्याचे आणि उकळण्याचे बिंदू वाढत्या आण्विक वजनाने वाढतात. TO आण्विक पदार्थअणु रचना (C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W) असलेल्या पदार्थांचा समावेश करा, त्यापैकी धातू आणि नॉन-मेटल्स आहेत. पदार्थांना आण्विक नसलेली रचनाआयनिक संयुगे समाविष्ट करा. धातू नसलेल्या बहुतेक धातूंच्या संयुगेमध्ये अशी रचना असते: सर्व क्षार (NaCl, K 2 SO 4), काही हायड्राइड्स (LiH) आणि ऑक्साइड (CaO, MgO, FeO), बेस (NaOH, KOH). आयनिक (नॉन-मॉलिक्युलर) पदार्थउच्च वितळणे आणि उकळत्या बिंदू आहेत.

घन: अनाकार आणि स्फटिक

घन पदार्थांमध्ये विभागले जातात क्रिस्टलीय आणि अनाकार.

अनाकार पदार्थस्पष्ट वितळण्याचा बिंदू नाही - गरम झाल्यावर ते हळूहळू मऊ होतात आणि द्रव बनतात. अनाकार स्थितीत, उदाहरणार्थ, प्लॅस्टिकिन आणि विविध रेजिन आहेत.

स्फटिकासारखे पदार्थज्या कणांपासून ते बनलेले आहेत त्यांच्या योग्य व्यवस्थेद्वारे दर्शविले जातात: अणू, रेणू आणि आयन - अंतराळातील काटेकोरपणे परिभाषित बिंदूंवर. जेव्हा हे बिंदू सरळ रेषांनी जोडलेले असतात, तेव्हा एक अवकाशीय चौकट तयार होते, ज्याला क्रिस्टल जाळी म्हणतात. ज्या बिंदूंवर क्रिस्टल कण असतात त्यांना जाळी नोड्स म्हणतात. क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सवर असलेल्या कणांच्या प्रकारावर आणि त्यांच्यातील कनेक्शनच्या स्वरूपावर अवलंबून, चार प्रकारचे क्रिस्टल जाळी वेगळे केले जातात: आयनिक, अणू, आण्विक आणि धातू.

क्रिस्टल जाळींना आयनिक म्हणतात, ज्या ठिकाणी आयन आहेत. ते आयनिक बंध असलेल्या पदार्थांद्वारे तयार होतात, जे साध्या आयन Na +, Cl - आणि जटिल SO 4 2-, OH - या दोन्हीशी संबंधित असू शकतात. परिणामी, क्षार, काही ऑक्साईड्स आणि धातूंच्या हायड्रॉक्साईड्समध्ये आयनिक क्रिस्टल जाळी असतात. उदाहरणार्थ, सोडियम क्लोराईड स्फटिक हे सकारात्मक Na + आणि ऋण Cl - आयनमधून तयार केले जाते, ज्यामुळे घन-आकाराची जाळी तयार होते. अशा क्रिस्टलमधील आयनांमधील बंध खूप स्थिर असतात. म्हणून, आयनिक जाळी असलेले पदार्थ तुलनेने उच्च कडकपणा आणि सामर्थ्य द्वारे दर्शविले जातात, ते अपवर्तक आणि अस्थिर असतात.

क्रिस्टल जाळी - अ) आणि आकारहीन जाली - ब).

क्रिस्टल जाळी - अ) आणि आकारहीन जाली - ब).

अणु क्रिस्टल जाळी

आण्विकक्रिस्टल जाळी म्हणतात, ज्याच्या नोड्समध्ये वैयक्तिक अणू असतात. अशा जाळींमध्ये अणू एकमेकांशी जोडलेले असतात खूप मजबूत सहसंयोजक बंध. या प्रकारच्या क्रिस्टल जाळी असलेल्या पदार्थांचे उदाहरण म्हणजे डायमंड, कार्बनच्या ऍलोट्रॉपिक बदलांपैकी एक. अणु क्रिस्टल जाळी असलेल्या बहुतेक पदार्थांमध्ये वितळण्याचे बिंदू खूप जास्त असतात (उदाहरणार्थ, हिऱ्यामध्ये ते 3500 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त असते), ते मजबूत आणि कठोर असतात, व्यावहारिकदृष्ट्या अघुलनशील असतात.

आण्विक क्रिस्टल जाळी

आण्विकक्रिस्टल जाळी म्हणतात, ज्याच्या नोड्सवर रेणू असतात. या रेणूंमधील रासायनिक बंध ध्रुवीय (HCl, H 2 O) आणि गैर-ध्रुवीय (N 2 , O 2) दोन्ही असू शकतात. रेणूंमधील अणू अतिशय मजबूत सहसंयोजक बंधांनी बांधलेले असले तरीही, आंतरआण्विक आकर्षणाची कमकुवत शक्ती रेणूंमध्येच कार्य करते. म्हणून, आण्विक क्रिस्टल जाळी असलेल्या पदार्थांमध्ये कमी कडकपणा, कमी वितळण्याचे बिंदू असतात आणि ते अस्थिर असतात. बहुतेक घन सेंद्रीय संयुगेमध्ये आण्विक क्रिस्टल जाळी (नॅप्थालीन, ग्लुकोज, साखर) असतात.

आण्विक क्रिस्टल जाळी (कार्बन डायऑक्साइड)

धातूच्या क्रिस्टल जाळी

सह पदार्थ धातूचा बंधधातूच्या क्रिस्टल जाळी आहेत. अशा lattices च्या नोड्स येथे आहेत अणू आणि आयन(एकतर अणू किंवा आयन, ज्यामध्ये धातूचे अणू सहजपणे वळतात, त्यांचे बाह्य इलेक्ट्रॉन "सामान्य वापरासाठी" देतात). धातूंची अशी अंतर्गत रचना त्यांचे वैशिष्ट्यपूर्ण भौतिक गुणधर्म निर्धारित करते: लवचिकता, प्लॅस्टिकिटी, विद्युत आणि थर्मल चालकता आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण धातूची चमक.

फसवणूक पत्रके

ज्या रेणूमध्ये सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केलेल्या विभागांची गुरुत्वाकर्षण केंद्रे जुळत नाहीत त्याला द्विध्रुव म्हणतात. चला "द्विध्रुव" ची संकल्पना परिभाषित करूया.

द्विध्रुव हा एकमेकांपासून काही अंतरावर स्थित विरुद्ध परिमाणाच्या दोन समान विद्युत शुल्कांचा संग्रह आहे.

हायड्रोजन रेणू H 2 हा द्विध्रुव नाही (चित्र 50 ए), आणि हायड्रोजन क्लोराईड रेणू द्विध्रुव आहे (चित्र 50 b). पाण्याचा रेणू देखील द्विध्रुव आहे. H 2 O मधील इलेक्ट्रॉन जोड्या हायड्रोजन अणूपासून ऑक्सिजनच्या अणूमध्ये मोठ्या प्रमाणात हलवल्या जातात.

ऋण शुल्काच्या गुरुत्वाकर्षणाचे केंद्र ऑक्सिजन अणूजवळ असते आणि सकारात्मक शुल्काच्या गुरुत्वाकर्षणाचे केंद्र हायड्रोजन अणूजवळ असते.

क्रिस्टलीय पदार्थामध्ये, अणू, आयन किंवा रेणू कठोर क्रमाने असतात.

ज्या ठिकाणी असा कण असतो त्याला म्हणतात क्रिस्टल जाळीचा नोड.क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समधील अणू, आयन किंवा रेणूंची स्थिती अंजीरमध्ये दर्शविली आहे. ५१.

g मध्ये
तांदूळ. 51. क्रिस्टल जाळीचे मॉडेल (एक बल्क क्रिस्टलचे एक विमान दाखवले आहे): ए) सहसंयोजक किंवा परमाणु (डायमंड C, सिलिकॉन Si, क्वार्ट्ज SiO 2); b) आयनिक (NaCl); व्ही) आण्विक (बर्फ, I 2); जी) धातू (Li, Fe). धातूच्या जाळीच्या मॉडेलमध्ये, ठिपके इलेक्ट्रॉन दर्शवतात

कणांमधील रासायनिक बंधाच्या प्रकारानुसार, क्रिस्टल जाळी सहसंयोजक (अणु), आयनिक आणि धातूमध्ये विभागली जातात. क्रिस्टल जाळीचा आणखी एक प्रकार आहे - आण्विक. अशा जाळीमध्ये, वैयक्तिक रेणू द्वारे धारण केले जातात आंतरआण्विक आकर्षण शक्ती.

सहसंयोजक बंध असलेले क्रिस्टल्स(चित्र 51 ए) पॉलिएटॉमिक आण्विक रचना आहेत. डायमंड किंवा क्वार्ट्जचा तुकडा सहसंयोजक रासायनिक बंधांसह पॉलिमर रेणूपेक्षा अधिक काही नाही.

आयनिक क्रिस्टल्स(चित्र 51 b) क्रिस्टल जाळीच्या ठिकाणी सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केलेले आयन असतात. क्रिस्टल जाळी अशा प्रकारे बांधली जाते की विरुद्ध चार्ज केलेल्या आयनांच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षणाची शक्ती आणि समान-चार्ज केलेल्या आयनांची प्रतिकार शक्ती संतुलित असतात. अशा क्रिस्टल जाळी LiF, NaCl आणि इतर अनेक संयुगांचे वैशिष्ट्य आहेत.

आण्विक क्रिस्टल्स(चित्र 51 व्ही) क्रिस्टलच्या ठिकाणी द्विध्रुवीय रेणू असतात, जे आयनिक क्रिस्टल जाळीतील आयनसारख्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण शक्तींद्वारे एकमेकांशी संबंधित असतात. उदाहरणार्थ, बर्फ ही पाण्यातील द्विध्रुवांनी बनलेली आण्विक क्रिस्टल जाळी आहे. अंजीर वर. ५१ व्ही चिन्हे शुल्कासाठी दिलेली नाहीत, जेणेकरून आकृती ओव्हरलोड होऊ नये.

धातूचा क्रिस्टल(चित्र 51 जी) मध्ये जाळीच्या ठिकाणी सकारात्मक चार्ज केलेले आयन असतात. काही बाह्य इलेक्ट्रॉन आयनांमध्ये मुक्तपणे फिरतात. " ई-गॅस"क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समध्ये सकारात्मक चार्ज केलेले आयन धारण करतात.. प्रभाव पडल्यावर, धातू बर्फ, क्वार्ट्ज किंवा मीठ क्रिस्टल सारखे टोचत नाही, परंतु फक्त आकार बदलतो. इलेक्ट्रॉन्स, त्यांच्या गतिशीलतेमुळे, या क्षणी हलण्यास वेळ असतो. प्रभावाचा आणि आयनांना नवीन स्थितीत ठेवा. म्हणूनच धातू आणि प्लास्टिक फोर्जिंग, तुटल्याशिवाय वाकणे.

तांदूळ. 52. सिलिकॉन ऑक्साईडची रचना: ए) स्फटिक; b) अनाकार. काळे ठिपके सिलिकॉन अणू दर्शवतात, खुली वर्तुळे ऑक्सिजन अणू दर्शवतात. क्रिस्टलचे विमान चित्रित केले आहे, म्हणून सिलिकॉन अणूवरील चौथा बंध दर्शविला जात नाही. डॅश केलेली रेषा अनाकार पदार्थाच्या विकारात लहान-श्रेणी क्रम दर्शवते
आकारहीन पदार्थामध्ये, स्फटिकाच्या अवस्थेचे वैशिष्ट्य असलेल्या संरचनेच्या त्रि-आयामी कालावधीचे उल्लंघन केले जाते (Fig. 52 b).

द्रव आणि वायूअणूंच्या यादृच्छिक हालचालीमुळे स्फटिकासारखे आणि आकारहीन शरीरांपेक्षा वेगळे असतात आणि
रेणू द्रवपदार्थांमध्ये, आकर्षक शक्ती घन शरीरातील अंतरांशी सुसंगत, जवळच्या अंतरावर सूक्ष्म कण ठेवण्यास सक्षम असतात. वायूंमध्ये, अणू आणि रेणूंचा परस्परसंवाद व्यावहारिकदृष्ट्या अनुपस्थित असतो, म्हणून, द्रवपदार्थांप्रमाणे वायू त्यांना प्रदान केलेले संपूर्ण खंड व्यापतात. 100 0 C वर द्रव पाण्याचा एक तीळ त्याच तापमानात 18.7 सेमी 3 आणि संतृप्त पाण्याच्या वाफेचा 30,000 सेमी 3 आकारमान व्यापतो.


तांदूळ. 53. द्रव आणि वायूंमधील रेणूंच्या परस्परसंवादाचे विविध प्रकार: ए) द्विध्रुव-द्विध्रुव; b) द्विध्रुव-नॉन-द्विध्रुव; V)द्विध्रुव नसलेला - द्विध्रुव नसलेला
घन पदार्थांच्या विपरीत, द्रव आणि वायूंमधील रेणू मुक्तपणे फिरतात. चळवळीच्या परिणामी, ते एका विशिष्ट मार्गाने उन्मुख असतात. उदाहरणार्थ, अंजीर मध्ये. ५३ a,b. द्विध्रुवीय रेणू कसे परस्परसंवाद करतात हे दाखवले आहे, तसेच द्रव आणि वायूंमधील द्विध्रुवीय रेणूंसह गैर-ध्रुवीय रेणू.

जेव्हा द्विध्रुव द्विध्रुवाजवळ येतो तेव्हा आकर्षण आणि तिरस्करणाचा परिणाम म्हणून रेणू फिरतात. एका रेणूचा सकारात्मक चार्ज केलेला भाग दुसर्‍याच्या नकारात्मक चार्ज केलेल्या भागाजवळ असतो. अशा प्रकारे द्विध्रुव द्रव पाण्यात संवाद साधतात.

जेव्हा दोन नॉन-ध्रुवीय रेणू (नॉन-द्विध्रुव) अगदी जवळच्या अंतरावर एकमेकांकडे येतात तेव्हा ते एकमेकांवर प्रभाव टाकतात (चित्र 53) व्ही). न्यूक्लीला झाकून नकारात्मक चार्ज केलेल्या इलेक्ट्रॉन शेल्सद्वारे रेणू एकत्र आणले जातात. इलेक्ट्रॉन शेल अशा प्रकारे विकृत केले जातात की एकतर रेणूमध्ये सकारात्मक आणि नकारात्मक केंद्रे तात्पुरती दिसतात आणि ते एकमेकांकडे आकर्षित होतात. तात्पुरते द्विध्रुव पुन्हा नॉन-ध्रुवीय रेणू बनल्यामुळे रेणूंचे विखुरणे पुरेसे आहे.

वायू हायड्रोजनच्या रेणूंमधील परस्परसंवादाचे उदाहरण आहे. (चित्र 53 व्ही).
३.२. अजैविक पदार्थांचे वर्गीकरण. साधे आणि जटिल पदार्थ
19व्या शतकाच्या सुरूवातीस, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ बर्झेलियस यांनी सजीवांपासून मिळणाऱ्या पदार्थांना असे म्हटले जाते. सेंद्रियनिर्जीव निसर्गाचे वैशिष्ट्य असलेल्या पदार्थांना नावे देण्यात आली अजैविककिंवा खनिज(खनिजांपासून मिळविलेले).

सर्व घन, द्रव आणि वायू पदार्थ साध्या आणि जटिल मध्ये विभागले जाऊ शकतात.

पदार्थांना साधे म्हणतात, ज्यामध्ये एका रासायनिक घटकाचे अणू असतात.

उदाहरणार्थ, खोलीच्या तपमानावर हायड्रोजन, ब्रोमिन आणि लोह आणि वातावरणाचा दाब हे साधे पदार्थ आहेत जे अनुक्रमे वायू, द्रव आणि घन अवस्थेत असतात (चित्र 54 अ बी सी).

वायूयुक्त हायड्रोजन H 2 (g) आणि द्रव ब्रोमाइन Br 2 (l) मध्ये डायटॉमिक रेणू असतात. सॉलिड आयर्न Fe(t) धातूच्या क्रिस्टल जाळीसह क्रिस्टलच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे.

साधे पदार्थ दोन गटांमध्ये विभागलेले आहेत: धातू नसलेले आणि धातू.

ए) b) व्ही)

तांदूळ. 54. साधे पदार्थ: ए) वायू हायड्रोजन. ते हवेपेक्षा हलके आहे, म्हणून चाचणी ट्यूब बंद केली जाते आणि उलटी केली जाते; b) द्रव ब्रोमिन (सामान्यतः सीलबंद ampoules मध्ये संग्रहित); व्ही) लोह पावडर

नॉन-मेटल्स हे घन अवस्थेत सहसंयोजक (अणु) किंवा आण्विक क्रिस्टल जाळी असलेले साधे पदार्थ आहेत.

खोलीच्या तपमानावर, बोरॉन B(t), कार्बन C(t), सिलिकॉन Si(t) सारख्या नॉन-मेटल्सचे वैशिष्ट्य म्हणजे सहसंयोजक (अणु) क्रिस्टल जाळी. आण्विक क्रिस्टल जाळीमध्ये पांढरा फॉस्फरस P (t), सल्फर S (t), आयोडीन I 2 (t) असतो. काही गैर-धातू केवळ अत्यंत कमी तापमानात द्रव किंवा घनरूपात एकत्रीकरणाच्या अवस्थेत जातात. सामान्य परिस्थितीत ते वायू असतात. अशा पदार्थांमध्ये, उदाहरणार्थ, हायड्रोजन H 2 (g), नायट्रोजन N 2 (g), ऑक्सिजन O 2 (g), फ्लोरिन F 2 (g), क्लोरीन Cl 2 (g), हेलियम He (g), निऑन Ne. (d), आर्गॉन Ar(d). खोलीच्या तपमानावर, आण्विक ब्रोमाइन Br 2 (l) द्रव स्वरूपात अस्तित्वात आहे.

धातू हे साधे पदार्थ असतात ज्यात घन अवस्थेत धातूची क्रिस्टल जाळी असते.

हे निंदनीय, लवचिक पदार्थ आहेत ज्यात धातूची चमक असते आणि उष्णता आणि वीज चालविण्यास सक्षम असतात.

नियतकालिक प्रणालीचे अंदाजे 80% घटक साधे पदार्थ-धातू बनवतात. खोलीच्या तपमानावर, धातू घन असतात. उदाहरणार्थ, Li(t), Fe(t). फक्त पारा, Hg (l) हा एक द्रव आहे जो -38.89 0 С वर घन होतो.

संयुगे हे पदार्थ आहेत जे वेगवेगळ्या रासायनिक घटकांच्या अणूंनी बनलेले असतात.

जटिल पदार्थातील घटकांचे अणू स्थिर आणि चांगल्या प्रकारे परिभाषित संबंधांद्वारे जोडलेले असतात.

उदाहरणार्थ, पाणी H 2 O एक जटिल पदार्थ आहे. त्याच्या रेणूमध्ये दोन घटकांचे अणू असतात. पृथ्वीवर कुठेही पाण्यामध्ये नेहमी 11.1% हायड्रोजन आणि 88.9% ऑक्सिजन असतो.

तापमान आणि दाब यावर अवलंबून, पाणी घन, द्रव किंवा वायूच्या अवस्थेत असू शकते, जे पदार्थाच्या रासायनिक सूत्राच्या उजवीकडे सूचित केले जाते - H 2 O (g), H 2 O (g), H 2 O (ट).

सराव मध्ये, आम्ही, एक नियम म्हणून, शुद्ध पदार्थांशी नाही तर त्यांच्या मिश्रणासह व्यवहार करतो.

मिश्रण म्हणजे वेगवेगळ्या रचना आणि संरचनेच्या रासायनिक संयुगांचा संग्रह

चला साध्या आणि जटिल पदार्थांचे तसेच त्यांचे मिश्रण आकृतीच्या स्वरूपात दर्शवू:

सोपे

धातू नसलेले

इमल्शन

पाया

अजैविक रसायनशास्त्रातील जटिल पदार्थ ऑक्साईड, बेस, ऍसिड आणि क्षारांमध्ये विभागले जातात.

ऑक्साइड
धातू आणि नॉन-मेटल्सचे ऑक्साइड असतात. मेटल ऑक्साईड हे आयनिक बंध असलेले संयुगे आहेत. घन अवस्थेत ते आयनिक क्रिस्टल जाळी तयार करतात.

नॉन-मेटल ऑक्साईड्स- सहसंयोजक रासायनिक बंधांसह संयुगे.

ऑक्साइड हे दोन रासायनिक घटकांचे अणू असलेले जटिल पदार्थ आहेत, त्यापैकी एक ऑक्सिजन आहे, ज्याची ऑक्सिडेशन स्थिती -2 आहे.

खाली धातू आणि धातू नसलेल्या काही ऑक्साईड्सची आण्विक आणि संरचनात्मक सूत्रे आहेत.
आण्विक सूत्र संरचनात्मक सूत्र

CO 2 - कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) O \u003d C \u003d O

SO 2 - सल्फर ऑक्साईड (IV)

SO 3 - सल्फर ऑक्साईड (VI)

SiO 2 - सिलिकॉन ऑक्साइड (IV)

Na 2 O - सोडियम ऑक्साईड

CaO - कॅल्शियम ऑक्साईड

K 2 O - पोटॅशियम ऑक्साईड, Na 2 O - सोडियम ऑक्साईड, Al 2 O 3 - अॅल्युमिनियम ऑक्साईड. पोटॅशियम, सोडियम आणि अॅल्युमिनियम प्रत्येकी एक ऑक्साइड तयार करतात.

एखाद्या घटकाच्या अनेक ऑक्सिडेशन अवस्था असल्यास, त्याचे अनेक ऑक्साइड असतात. या प्रकरणात, ऑक्साईडच्या नावानंतर, घटकाच्या ऑक्सिडेशनची डिग्री ब्रॅकेटमधील रोमन अंकाद्वारे दर्शविली जाते. उदाहरणार्थ, FeO लोह (II) ऑक्साईड आहे, Fe 2 O 3 लोह (III) ऑक्साईड आहे.

आंतरराष्ट्रीय नामकरणाच्या नियमांनुसार तयार केलेल्या नावांव्यतिरिक्त, ऑक्साइडसाठी पारंपारिक रशियन नावे वापरली जातात, उदाहरणार्थ: CO 2 कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) - कार्बन डाय ऑक्साइड, CO कार्बन मोनोऑक्साइड (II) – कार्बन मोनॉक्साईड, CaO कॅल्शियम ऑक्साईड - झटपट SiO 2 सिलिकॉन ऑक्साइड- क्वार्ट्ज, सिलिका, वाळू.

ऑक्साईडचे तीन गट आहेत, जे रासायनिक गुणधर्मांमध्ये भिन्न आहेत, - मूलभूत, अम्लीयआणि एम्फोटेरिक(इतर ग्रीक , - ते दोन्ही, दुहेरी).

मूलभूत ऑक्साईड्सनियतकालिक प्रणालीच्या गट I आणि II च्या मुख्य उपसमूहांच्या घटकांद्वारे तयार केलेले (घटकांची ऑक्सिडेशन स्थिती +1 आणि +2 आहे), तसेच दुय्यम उपसमूहांचे घटक, ज्याची ऑक्सिडेशन स्थिती देखील +1 किंवा + आहे 2. हे सर्व घटक धातू आहेत, म्हणून मूलभूत ऑक्साइड हे धातूचे ऑक्साईड आहेत, उदाहरणार्थ:
Li 2 O - लिथियम ऑक्साईड

MgO - मॅग्नेशियम ऑक्साईड

CuO - तांबे (II) ऑक्साईड
बेसिक ऑक्साईड बेसशी संबंधित असतात.

ऍसिड ऑक्साईड्स नॉन-मेटल्स आणि धातूंनी बनवलेले, ज्याची ऑक्सिडेशन स्थिती +4 पेक्षा जास्त आहे, उदाहरणार्थ:
CO 2 - कार्बन मोनोऑक्साइड (IV)

SO 2 - सल्फर ऑक्साईड (IV)

SO 3 - सल्फर ऑक्साईड (VI)

P 2 O 5 - फॉस्फरस ऑक्साईड (V)
ऍसिड ऑक्साईड्स ऍसिडशी संबंधित असतात.

एम्फोटेरिक ऑक्साईड्स धातूंद्वारे तयार होते, ज्याची ऑक्सिडेशन स्थिती +2, +3, कधीकधी +4 असते, उदाहरणार्थ:
ZnO - झिंक ऑक्साईड

Al 2 O 3 - अॅल्युमिनियम ऑक्साईड
एम्फोटेरिक ऑक्साईड्स एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साईड्सशी संबंधित असतात.

याव्यतिरिक्त, तथाकथित एक लहान गट आहे उदासीन ऑक्साइड:
N 2 O - नायट्रिक ऑक्साईड (I)

NO - नायट्रिक ऑक्साईड (II)

CO - कार्बन मोनोऑक्साइड (II)
हे लक्षात घेतले पाहिजे की आपल्या ग्रहावरील सर्वात महत्वाच्या ऑक्साईडपैकी एक हायड्रोजन ऑक्साईड आहे, जे तुम्हाला पाणी H 2 O म्हणून ओळखले जाते.
पाया
"ऑक्साइड" विभागात, असे नमूद केले आहे की बेस मूलभूत ऑक्साईडशी संबंधित आहेत:
सोडियम ऑक्साईड Na 2 O - सोडियम हायड्रॉक्साइड NaOH.

कॅल्शियम ऑक्साईड CaO - कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड Ca (OH) 2.

कॉपर ऑक्साइड CuO - कॉपर हायड्रॉक्साइड Cu (OH) 2

बेस हे जटिल पदार्थ असतात ज्यात धातूचा अणू आणि एक किंवा अधिक हायड्रॉक्सो गट -OH असतात.

बेस हे आयनिक क्रिस्टल जाळी असलेले घन पदार्थ असतात.

पाण्यात विरघळल्यावर, विद्रव्य तळांचे क्रिस्टल्स ( अल्कली)ध्रुवीय पाण्याच्या रेणूंच्या क्रियेने नष्ट होतात आणि आयन तयार होतात:

NaOH(t)  Na + (सोल्यूशन) + OH - (सोल्यूशन)

आयनांची समान नोंद: Na + (सोल्यूशन) किंवा OH - (सोल्यूशन) म्हणजे आयन द्रावणात आहेत.

फाउंडेशनच्या नावामध्ये शब्द समाविष्ट आहे हायड्रॉक्साईडआणि अनुवांशिक प्रकरणात धातूचे रशियन नाव. उदाहरणार्थ, NaOH सोडियम हायड्रॉक्साइड आहे, Ca (OH) 2 कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड आहे.

जर धातू अनेक पाया बनवते, तर धातूची ऑक्सिडेशन स्थिती कंसात रोमन अंकासह नावाने दर्शविली जाते. उदाहरणार्थ: Fe (OH) 2 - लोह (II) हायड्रॉक्साइड, Fe (OH) 3 - लोह (III) हायड्रॉक्साइड.

याव्यतिरिक्त, काही कारणांसाठी पारंपारिक नावे आहेत:

NaOH- कॉस्टिक सोडा, कॉस्टिक सोडा

कोह - कॉस्टिक पोटॅश

Ca (OH) 2 - slaked चुना, चुना पाणी

आर
पाण्यात विरघळणारे तळ म्हणतात अल्कली

भेद करा पाण्यात विरघळणारे आणि अघुलनशील तळ.

हे Be आणि Mg च्या हायड्रॉक्साईड्स वगळता गट I आणि II च्या मुख्य उपसमूहांचे मेटल हायड्रॉक्साइड आहेत.

एम्फोटेरिक हायड्रॉक्साईड्समध्ये समाविष्ट आहे,
HCl (g)  H + (सोल्यूशन) + Cl - (सोल्यूशन)

आम्लांना जटिल पदार्थ म्हणतात, ज्यामध्ये हायड्रोजन अणूंचा समावेश होतो जे धातूच्या अणूंसाठी बदलले किंवा बदलले जाऊ शकतात आणि आम्ल अवशेष.

रेणूमध्ये ऑक्सिजन अणूंची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती यावर अवलंबून, anoxic आणि ऑक्सिजन युक्तऍसिडस्

ऑक्सिजन-मुक्त ऍसिडचे नाव देण्यासाठी, नॉन-मेटलच्या रशियन नावावर एक अक्षर जोडले जाते - O-आणि हायड्रोजन हा शब्द :

एचएफ - हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड

एचसीएल - हायड्रोक्लोरिक ऍसिड

HBr - हायड्रोब्रोमिक ऍसिड

HI - हायड्रोआयडिक ऍसिड

एच 2 एस - हायड्रोसल्फाइड ऍसिड
काही ऍसिडची पारंपारिक नावे:

एचसीएल- हायड्रोक्लोरिक आम्ल; HF- हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड

ऑक्सिजन-युक्त ऍसिडचे नाव देण्यासाठी, नॉन-मेटलच्या रशियन नावाच्या मुळाशी शेवट जोडले जातात - नया,

-ओवायाजर नॉन-मेटल सर्वोच्च ऑक्सिडेशन स्थितीत असेल. उच्च ऑक्सिडेशन स्थिती ज्या गटात नॉन-मेटल घटक स्थित आहे त्याच्या संख्येशी जुळते:
H 2 SO 4 - ser nayaआम्ल

HNO 3 - नायट्रोजन nayaआम्ल

HClO 4 - क्लोरीन nayaआम्ल

HMnO 4 - मॅंगनीज नवीनआम्ल
जर घटक दोन ऑक्सिडेशन अवस्थेत ऍसिड तयार करतो, तर शेवटचा वापर घटकाच्या खालच्या ऑक्सिडेशन स्थितीशी संबंधित ऍसिडला नाव देण्यासाठी केला जातो - खरे:
H 2 SO 3 - chamois खरेआम्ल

HNO 2 - नायट्रोजन खरेआम्ल
रेणूमधील हायड्रोजन अणूंच्या संख्येनुसार, मोनोबॅसिक(HCl, HNO 3), dibasic(H 2 SO 4), आदिवासीऍसिडस् (H 3 PO 4).

अनेक ऑक्सिजनयुक्त ऍसिडस् पाण्याशी संबंधित ऍसिडिक ऑक्साईड्सच्या परस्परसंवादाने तयार होतात. दिलेल्या ऍसिडशी संबंधित ऑक्साईडला त्याचे म्हणतात एनहाइड्राइड:

सल्फर डायऑक्साइड SO 2 - सल्फरयुक्त आम्ल H 2 SO 3

सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड SO 3 - सल्फ्यूरिक ऍसिड H 2 SO 4

नायट्रस एनहाइड्राइड N 2 O 3 - नायट्रस ऍसिड HNO 2

नायट्रिक एनहाइड्राइड N 2 O 5 - नायट्रिक ऍसिड HNO 3

फॉस्फोरिक एनहाइड्राइड P 2 O 5 - फॉस्फोरिक ऍसिड H 3 PO 4
लक्षात घ्या की ऑक्साईडमधील घटकाच्या ऑक्सिडेशन अवस्था आणि संबंधित ऍसिड समान आहेत.

जर एकाच ऑक्सिडेशन अवस्थेतील एक घटक अनेक ऑक्सिजन-युक्त ऍसिड तयार करतो, तर ऑक्सिजन अणूंची कमी सामग्री असलेल्या ऍसिडच्या नावात "" उपसर्ग जोडला जातो. मेटा", उच्च ऑक्सिजन सामग्रीसह - उपसर्ग " ऑर्थो". उदाहरणार्थ:

एचपीओ 3 - मेटाफॉस्फोरिक ऍसिड

H 3 PO 4 - ऑर्थोफॉस्फोरिक ऍसिड, ज्याला सहसा फॉस्फोरिक ऍसिड म्हणून संबोधले जाते

H 2 SiO 3 - मेटासिलिक ऍसिड, सहसा सिलिकिक ऍसिड म्हणतात

H 4 SiO 4 - ऑर्थोसिलिक ऍसिड.

SiO 2 च्या पाण्याशी परस्परसंवादाने सिलिकिक ऍसिड तयार होत नाहीत, ते वेगळ्या पद्धतीने प्राप्त होतात.
सह
लवण हे धातूचे अणू आणि अम्लीय अवशेष असलेले जटिल पदार्थ आहेत.
oli
NaNO 3 - सोडियम नायट्रेट

CuSO 4 - कॉपर सल्फेट (II)

CaCO 3 - कॅल्शियम कार्बोनेट

पाण्यात विरघळल्यावर, मीठ क्रिस्टल्स नष्ट होतात, आयन तयार होतात:

NaNO 3 (t)  Na + (सोल्यूशन) + NO 3 - (सोल्यूशन).
क्षारांना धातूच्या अणूंद्वारे अॅसिड रेणूमधील हायड्रोजन अणूंच्या पूर्ण किंवा आंशिक प्रतिस्थापनाची उत्पादने किंवा आम्लीय अवशेषांद्वारे बेस हायड्रॉक्सो गटांच्या पूर्ण किंवा आंशिक प्रतिस्थापनाची उत्पादने मानली जाऊ शकतात.

हायड्रोजन अणूंच्या संपूर्ण बदलीसह, मध्यम क्षार: Na 2 SO 4, MgCl 2. . आंशिक प्रतिस्थापनासह, आम्ल ग्लायकोकॉलेट (हायड्रोसाल्ट्स) NaHSO4 आणि मूलभूत क्षार (हायड्रॉक्सोसाल्ट्स) MgOHCl.

आंतरराष्ट्रीय नामकरणाच्या नियमांनुसार, क्षारांची नावे नामांकित प्रकरणात ऍसिडच्या अवशेषांच्या नावावरून आणि जननात्मक प्रकरणात धातूच्या रशियन नावावरून तयार केली जातात (तक्ता 12):

NaNO 3 - सोडियम नायट्रेट

CuSO 4 - तांबे(II) सल्फेट

CaCO 3 - कॅल्शियम कार्बोनेट

Ca 3 (RO 4) 2 - कॅल्शियम ऑर्थोफॉस्फेट

Na 2 SiO 3 - सोडियम सिलिकेट

ऍसिड अवशेषांचे नाव ऍसिड तयार करणार्‍या घटकाच्या लॅटिन नावाच्या मुळापासून (उदाहरणार्थ, नायट्रोजेनियम - नायट्रोजन, मूळ नायट्र-) आणि शेवट:

-येथेसर्वोच्च ऑक्सीकरण स्थितीसाठी, -तेआम्ल-निर्मिती घटकाच्या कमी ऑक्सिडेशन स्थितीसाठी (तक्ता 12).

तक्ता 12

आम्ल आणि क्षारांची नावे

ऍसिडचे नाव	ऍसिड फॉर्म्युला	क्षारांचे नाव	उदाहरणे सोलील
हायड्रोजन क्लोराईड (मीठ)	एचसीएल	क्लोराईड	AgCl चांदी क्लोराईड
हायड्रोजन सल्फाइड	H 2 S	सल्फाइड्स	FeS सल्फ आयडीलोह (II)
गंधकयुक्त	H2SO3	सल्फाइट्स	Na 2 SO 3 सल्फ तेसोडियम
सल्फ्यूरिक	H2SO4	सल्फेट्स	K 2 SO 4 सल्फ येथेपोटॅशियम
नायट्रोजनयुक्त	HNO 2	नायट्रेट्स	LiNO 2 नायटर तेलिथियम
नायट्रोजन	HNO3	नायट्रेट्स	Al(NO 3) 3 Nitr येथेअॅल्युमिनियम
ऑर्थोफॉस्फोरिक	H3PO4	ऑर्थोफॉस्फेट्स	Ca 3 (PO 4) 2 कॅल्शियम ऑर्थोफॉस्फेट
कोळसा	H2CO3	कार्बोनेट	Na 2 CO 3 सोडियम कार्बोनेट
सिलिकॉन	H2SiO3	सिलिकेट	Na 2 SiO 3 सोडियम सिलिकेट

आम्ल क्षारांची नावे मध्यम क्षारांच्या नावांप्रमाणेच तयार केली जातात, उपसर्ग जोडून " हायड्रो":

NaHSO 4 - सोडियम हायड्रोजन सल्फेट

NaHS - सोडियम हायड्रोसल्फाइड
मूळ क्षारांची नावे उपसर्ग जोडून तयार केली जातात. हायड्रॉक्सो": MgOHCl - मॅग्नेशियम हायड्रॉक्सोक्लोराइड.

याव्यतिरिक्त, अनेक क्षारांची पारंपारिक नावे आहेत, जसे की:
Na 2 CO 3 - सोडा;

NaHCO3 - अन्न (पिण्याचे) सोडा;

CaCO 3 - खडू, संगमरवरी, चुनखडी.

महान रशियन शास्त्रज्ञ एम.व्ही. लोमोनोसोव्ह यांनी अणु-आण्विक सिद्धांत विकसित केला आणि प्रथम रसायनशास्त्रात लागू केला. या सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदी "गणितीय रसायनशास्त्राचे घटक" (1741) आणि इतर अनेक कामात मांडल्या आहेत. लोमोनोसोव्हच्या शिकवणींचे सार खालील तरतुदींमध्ये कमी केले जाऊ शकते.

1. सर्व पदार्थांमध्ये "कॉर्पसल्स" असतात (लोमोनोसोव्हला रेणू म्हणतात).

2. रेणूंमध्ये "घटक" असतात (लोमोनोसोव्हला अणू म्हणतात).

3. कण - रेणू आणि अणू - सतत गतीमध्ये असतात. शरीराची थर्मल स्थिती ही त्यांच्या कणांच्या गतीचा परिणाम आहे.

4. साध्या पदार्थांच्या रेणूंमध्ये एकसारखे अणू असतात, जटिल पदार्थांच्या रेणूंमध्ये भिन्न अणू असतात.

लोमोनोसोव्हच्या 67 वर्षांनंतर, जॉन डाल्टन या इंग्रज शास्त्रज्ञाने रसायनशास्त्रात अणुवादी सिद्धांत लागू केला. त्यांनी "द न्यू सिस्टीम ऑफ केमिकल फिलॉसॉफी" (1808) या पुस्तकात अणुवादाच्या मुख्य तरतुदींचे वर्णन केले. त्याच्या मुळाशी, डाल्टनची शिकवण लोमोनोसोव्हच्या शिकवणीची पुनरावृत्ती करते. तथापि, डाल्टनने साध्या पदार्थांमध्ये रेणूंचे अस्तित्व नाकारले, जे लोमोनोसोव्हच्या शिकवणीच्या तुलनेत एक पाऊल मागे आहे. डाल्टनच्या मते, साध्या पदार्थांमध्ये फक्त अणू असतात आणि फक्त जटिल पदार्थ - "जटिल अणू" (आधुनिक अर्थाने - रेणू) असतात. रसायनशास्त्रातील अणु-आण्विक सिद्धांत शेवटी 19 व्या शतकाच्या मध्यभागी स्थापित झाला. 1860 मध्ये कार्लस्रुहे येथे रसायनशास्त्रज्ञांच्या आंतरराष्ट्रीय कॉंग्रेसमध्ये, रेणू आणि अणूच्या संकल्पनांची व्याख्या स्वीकारण्यात आली.

रेणू हा दिलेल्या पदार्थाचा सर्वात लहान कण असतो ज्याचे रासायनिक गुणधर्म असतात. रेणूचे रासायनिक गुणधर्म त्याच्या रचना आणि रासायनिक संरचनेद्वारे निर्धारित केले जातात.

अणू हा रासायनिक घटकाचा सर्वात लहान कण असतो जो साध्या आणि जटिल पदार्थांच्या रेणूंचा भाग असतो. एखाद्या घटकाचे रासायनिक गुणधर्म त्याच्या अणूच्या संरचनेवरून ठरवले जातात. यावरून आधुनिक कल्पनांशी संबंधित अणूची व्याख्या खालीलप्रमाणे आहे:

अणू हा विद्युतदृष्ट्या तटस्थ कण आहे ज्यामध्ये सकारात्मक चार्ज केलेले अणू केंद्रक आणि नकारात्मक चार्ज केलेले इलेक्ट्रॉन असतात.

आधुनिक विचारांनुसार, वायू आणि बाष्पयुक्त अवस्थेतील पदार्थ हे रेणूंनी बनलेले असतात. घन अवस्थेत, रेणूंमध्ये फक्त तेच पदार्थ असतात ज्यांच्या क्रिस्टल जाळीमध्ये आण्विक रचना असते. बहुतेक घन अजैविक पदार्थांची आण्विक रचना नसते: त्यांच्या जाळीमध्ये रेणू नसतात, परंतु इतर कण (आयन, अणू) असतात; ते मॅक्रोबॉडीजच्या रूपात अस्तित्वात आहेत (सोडियम क्लोराईडचा एक क्रिस्टल, तांब्याचा तुकडा इ.). क्षार, धातूचे ऑक्साईड, डायमंड, सिलिकॉन, धातू यांची आण्विक रचना नसते.

रासायनिक घटक

अणु आणि आण्विक सिद्धांतामुळे रसायनशास्त्राच्या मूलभूत संकल्पना आणि नियमांचे स्पष्टीकरण करणे शक्य झाले. अणु आणि आण्विक विज्ञानाच्या दृष्टिकोनातून, प्रत्येक वेगळ्या प्रकारच्या अणूला रासायनिक घटक म्हणतात. अणूचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याच्या न्यूक्लियसचा सकारात्मक चार्ज, अंकीयदृष्ट्या घटकाच्या क्रमिक संख्येइतका असतो. न्यूक्लियसच्या चार्जचे मूल्य विविध प्रकारच्या अणूंसाठी एक वेगळे वैशिष्ट्य म्हणून कार्य करते, जे आम्हाला घटकाच्या संकल्पनेची अधिक संपूर्ण व्याख्या देण्यास अनुमती देते:

रासायनिक घटकसमान सकारात्मक आण्विक शुल्कासह विशिष्ट प्रकारचे अणू.

107 घटक ज्ञात आहेत. सध्या, उच्च अनुक्रमांकांसह रासायनिक घटकांच्या कृत्रिम उत्पादनावर काम सुरू आहे.

सर्व घटक सामान्यतः धातू आणि नॉन-मेटलमध्ये विभागले जातात. मात्र, ही विभागणी सशर्त आहे. घटकांचे एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे पृथ्वीच्या कवचामध्ये त्यांची विपुलता, म्हणजे. पृथ्वीच्या वरच्या घन शेलमध्ये, ज्याची जाडी पारंपारिकपणे 16 किमी मानली जाते. पृथ्वीच्या कवचातील घटकांच्या वितरणाचा अभ्यास भू-रसायनशास्त्राद्वारे केला जातो, पृथ्वीच्या रसायनशास्त्राचे विज्ञान. भू-रसायनशास्त्रज्ञ ए.पी. विनोग्राडोव्ह यांनी सरासरी सारणी तयार केली रासायनिक रचनापृथ्वीचा कवच. या आकडेवारीनुसार, सर्वात सामान्य घटक म्हणजे ऑक्सिजन - पृथ्वीच्या कवचाच्या वस्तुमानाच्या 47.2%, त्यानंतर सिलिकॉन - 27.6, अॅल्युमिनियम - 8.80, लोह -5.10, कॅल्शियम - 3.6, सोडियम - 2.64, पोटॅशियम - 2.6, मॅग्नेस. 2.10, हायड्रोजन - 0.15%.