Kimyoviy hodisalar sodir boʻlganda moddalar ma'lum miqdoriy nisbatlarda oʻzaro ta'sirlashadilar. Moddalarning miqdorlari va ular bilan bogʻliq boʻlgan hisoblashlarni amalga oshirish uchun "atom massasi", "molekulyar massa", "mol" tushunchalarini bilish. zarur. Bu tushunchalarni oʻrganishdan oldin atom-molekulyar taʼlimot nuqtai nazaridan qisqacha ta'riflarni eslab o'tamiz.
M. V. Lomonosov oʻzining "Matematik kimyo elementlari" asarida atom-molekulyar ta'limotning asosiy qoidalarini quyidagicha keltiradi:
- Barcha moddalar korpuskula (molekula)lardan iborat va bu korpuskulalar orasida oraliqlar bor.
- Molekulalar to'xtovsiz harakatda boʻladilar.
- Molekulalar "element" (atom)lardan iborat. Atomlar ham molekulalar kabi to'xtovsiz harakatda boʻladilar.
- Atomlarning muayyan massa va oʻlchami bor.
- Oddiy moddalarning molekulalari bir xil atomlardan, murakkab moddalarning molekulalari esa har xil atomlardan tuzilgan.
Atom-molekulyar taʼlimot kimyoda XIX asrning oʻrtalarida toʻla tasdiqlandi. 1860 yilda Karlsrueda boʻlgan kimyogarlarning xalqaro s'yezdida atom va molekulaga ta'rif berildi. Bunga asosan:
Molekula — muayyan moddaning kimyoviy tarkibi, tuzilishi - va xossalarini o'zida mujassamlashtirgan eng kichik zarracha. Molekulaning kimyoviy xossalari uning tarkibi va kimyoviy tuzilishi bilan aniqlanadi.
Atom — kimyoviy elementning barcha xossalarini o'zida namo- yon etuvchi oddiy va murakkab moddalar molekulasi tarkibiga ki- ruvchi eng kichik zarracha. Atomning kimyoviy xossalari uning tuzili- shiga bogʻliq.
Hozirgi kunda atomga quyidagicha ta'rif beriladi:
Atom musbat zaryadlangan yadro bilan uning atrofida harakatlanuvchi manfiy zaryadli bir yoki bir necha elektronlardan tarkib topgan elektroneytral zarracha.
Kimyoviy moddalar molekulyar va nomolekulyar tuzilishga ega boʻladi. Molekulyar tuzilishga ega boʻlgan moddalar molekulalardan iborat, masalan: uglerod (IV)-oksid va suv. Nomolekulyar tuzilishga ega boʻlgan moddalar esa bir-biri bilan kimyoviy bogʻlangan zarrachalar (atom, ion) lardan tarkib topgan boʻladi. Masalan, olmos, kremniy, oksidlar, tuzlar.
Molekulyar tuzilishli moddalarda molekulalar orasidagi bog'lanish (oʻzaro ta'sir) atomlar va ionlar orasidagiga nisbatan ancha boʻshroq boʻladi. Shu sababli, bunday moddalarning suyuqlanish va qaynash temperaturalari pastroq boʻladi. Nomolekulyar tuzilishli moddalarda esa zarrachalar orasidagi kimyoviy bog'lanish kuchli boʻladi. Shuning uchun bu moddalarning suyuqlanish va qaynash temperaturalari nisbatan yuqoriroq boʻladi.
Kimyoviy element — yadrosining musbat zaryadlari soni bir xil boʻlgan atomlar turi. Atomlar yadrosidagi musbat zaryad elementning D. I. Mendeleyev davriy jadvalidagi tartib raqamiga tengdir. Har xil elementlarda atom yadrosining musbat zaryadi har xil boʻladi.
Kimyoviy elementlar yer qobig'ida juda notekis tarqalgan. Yer qobig'ining yuqori qismida elementlar taxminan quyidagicha tarqalgan: yer qobig'i massasining 47% ini kislorod, 29,5% ini kremniy, 8,05% ini alyuminiy, 4,65% ini temir, 3,3% ini kalsiy, 2,5% ini natriy, 2,5% ini kaliy, 1,87% ini magniy, 0,15% ini vodorod tashkil etadi. Yer qobig'ida elementlarning tarqalishini oʻrganuvchi fan geokimyo yoki yer kimyosi deb ataladi.
Yuqorida keltirilgan elementlar yer qobig'ining 99,52% ini, va qolgan barcha elementlar 0,48% ni tashkil etadi. D. I. Mendeleyev aniqla- shicha, tabiatda atom ogʻirligi kichik boʻlgan elementlar koʻp tarqalgan, organizmlarda ham yengil elementlar (vodorod, uglerod, azot, kislorod) ko'p miqdorda boʻladi.
Atom massasi
Atom massasi. Atomlarning haqiqiy massalari 10-24 dan 10-22 grammgacha boʻladi. Bu qiymatlar juda kichik boʻlib, amalda ulardan foydalanib boʻlmaydi. Shu sababli atomlarning real massalari oʻrniga "nisbiy atom massa”si tushunchasi ishlatilib (A), uning oʻlchov birligi sifatida "uglerod birligi” (u. b) tushunchasi qabul qilingan.
Atomning uglerod birligiga nisbatan aniqlangan massasi atommassasi deyiladi. "Uglerod birligi” deb, uglerod atomining massasi 12 boʻlgan izotopi massasining 1/12 qismiga teng boʻlgan massa miqdoriga aytiladi. Bu tushunchaga asosan:
Nisbiy atom massa (A) = (Element bitta atomining massasi)\( 12C atom massasining1/12 qismi)
“Uglerod birligi” boʻyicha vodorod (H) atomining massasi 1,0078 u. b. ga teng boʻlib, bu qiymatning ma'nosi 1 ta H atomining massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismiga nisbatan 1,0078 marta katta demakdir. Shuningdek, kislorod (16O) atomining massasi 15,994 = 16 marta ogʻir, degan ma'noni anglatadi.
12C atomi ogʻirligining 1/12 qismi massaning atom birligi ham deyiladi va m.a. b koʻrinishida belgilanadi. Uning haqiqiy son qiymati 1 (1,66056550,0000086)10-27 g. = m.a. b.
Masalan, temir atomi massasi 56 u.b.ga teng deganda, butemir atomi 12C atomi massasining 1/12 qismidan 56 martaogʻirligini bildiradi.
Har qanday elementning nisbiy atom massasi deb, son jihatdan uning atom massasiga teng boʻlib, uglerod birliklarida ifodalangan ogʻirligiga aytiladi. Elementlarning nisbiy atom massalari qiymati davriy jadvalda berilgan boʻlib, bu qiymatlardan barcha kimyoviy hisob- lashlarda foydalaniladi. Masalan: Ar(Fe)=55,847 m.a.b.: Ar(Cl) = 35,453 m.a.b. va hokazo.
Nisbiy atom massa - element atomi massasini ¹²C (uglerod-12) atomi massasining 1/12 qismidan necha marta ogʻirligini ko'rsatuvchi kattalik.
Hozirgi vaqtda elementlarning nisbiy atom massalarini aniqlashda mass-spektroskopiya usuli qoʻllanilib, “standart” sifatida ¹²C atomining massasidan foydalaniladi.
Atomning absolut massasi - element atomining haqiqiy massasi boʻlib, juda kichik massa birligiga teng. Absolut massani topish uchun elementning davriy jadvalda berilgan nisbiy atom massasini Avogadro soniga, ya'ni 6,02 1023 ga boʻlinadi.
Molyar massa. Moddaning nisbiy molyar massasi deb, son jihatdan har qanday modda molekulasining massasiga teng boʻlib, uglerod birliklarida ifodalangan ogʻirligiga aytiladi. Molyar massa ham ¹²C - atomining 1/12 qismiga nisbatan oʻlchangani uchun "nisbiy molyar massa” deyiladi va Mr— holida belgilanadi.
Masalan: Mr (O₂) = 32 u.b. yoki 32 g/mol, Mr (H₂SO4) = 98 u. b. yoki 98 g/mol va hokazo. Molekula tarkibiga kirgan atomlar soni bitta boʻlsa (Fe, Au, Ar, Cu, Si), molyar massa atom massasiga teng boʻladi: Mr= (Fe) = Ar(Fe) = 55,847 u. b. yoki 55, 847 g/mol. Agar ikki yoki undan ortiq atomdan iborat molekulalar boʻlsa, ularning massalari quyidagicha hisoblanadi.
M(H2O)=2A(H)+A(O)=(2•1)+16=18 u. b. yoki 18 g/mol
M(H3PO4) = 3A(H)+A(P) +4A(O) =(3•1)+31+(4•16) = 98 u. b. yoki 98 g/mol.
Ayrim murakkab molekulalar: KAl(SO4)₂•12H₂O ning molyar massasini hisoblashda ham shu qoidaga amal qilinadi.
Mr = A(K) + A(AI)+2A(S)+8A(O)+ 12M(H2O) =39+27+ + (322) + (8-16) + (1182)=474 u. b.yoki 474 g/mol.
Kimyoda moddalar miqdorining o‘lchov birligi sifatida “mol” qabul qilingan.
"Mol" deb, moddaning12C izotopining 6,02•1023 ta C atomlari soniga teng zarracha (molekula, atom, ion) saqlagan miqdoriga aytiladi. Masalan, suvning molyar ogʻirligi ≈ 18 u. b. ga teng. Suvning 1 moli 18 grammga teng boʻladi va 6,02•1023 ta suv molekulasidan iborat.
Mol -bu moddalaming 0,012 kg uglerod izotopi 12C da nechta atom bo'Isa, tarkibida shuncha strukturabirliklar (molekula, atom, ion, elektron) bo'ladigan miqdoridir.
Bitta uglerod atomi massasi 1,993•10-26 kg, 0,012 kg atomlar soni NA quyidagicha topiladi:
6,02•1023-Avogadro soni deyiladi va barcha moddalar uchun bir xilda qo’llanadi.
Shu bilan bir qatorda, kimyoviy hisoblashlarda kilo-molekula (k- mol), milligramm-molekula (mg-mol) ham ishlatiladi. 1 k-mol 1000 molga teng, 1 mg-mol 0,001 molga teng boʻladi.
Moddaning "mol"lar sonini n, massasini m va molekulyar massasini M bilan belgilasak, bu uchala kattalik orasidagi oʻzaro bogʻliqlik:
Bu formuladan moddalarning miqdorini hisoblashda juda keng foydalaniladi. Masalan: 20 gramm NaOH da necha "mol" modda borligini hisoblaylik. Demak, mNaOH = 20 g, MNaOH= 40 g/mol boʻlsa, yuqoridagi formulaga binoan:
