Kimyo (arabcha کيمياء (kīmiyā’) so‘zidan; ehtimol qadimgi misrcha Kemet (translit. egip. Kmt) — “qora” so‘ziga borib taqaladi; bu so‘zdan Misr, qora tuproq va Ta-Kemet — “qora yer” (egip. tA-kmt) nomlari ham kelib chiqqan; boshqa ehtimoliy variantlar: qad. yunoncha χυμός — “shira”, “mohiyat”, “namlik”, “ta’m”, χύμα — “(metall) qotishma”, “quyish”, “oqim”, χυμεῦσις — “aralashma/ aralashtirish”) — tabiiyot fanlarining eng muhim va keng qamrovli sohalaridan biri bo‘lib, moddalar, ularning tarkibi va tuzilishi, xossalari, tarkib o‘zgarishiga olib keluvchi kimyoviy reaksiyalar hamda bu o‘zgarishlar bo‘ysunadigan qonun va qonuniyatlarni o‘rganadi.
Barcha moddalar atomlardan tashkil topgani va ular kimyoviy bog‘lanishlar orqali molekulalar hosil qila olgani sababli, kimyo, avvalo, yuqoridagi masalalarni atom-molekulyar darajada, ya’ni kimyoviy elementlar va ularning birikmalari darajasida ko‘rib chiqadi. Kimyo fizika va biologiya bilan ko‘plab tutash nuqtalarga ega (ular orasidagi chegara, aslida, shartli); chegara-yon yo‘nalishlar kvant kimyo, kimyoviy fizika, fizik kimyo, geokimyo, biokimyo va boshqalardir. Kimyo — eksperimental fan.
| Fan | |
| Kimyo | |
|---|---|
| ingl. Chemistry | |
|
|
| Mavzu | Tabiiy fan |
| O‘rganish predmeti | elementlar, birikmalar, moddalar |
| Paydo bo‘lish davri | XVIII asr |
| Asosiy yo‘nalishlar | noorganik kimyo, organik kimyo, biokimyo |
Kimyo tarixi
Kimyoning ilk kurtaklari insoniyat vujudga kelgan zamonlarga borib taqaladi. Inson doimo kimyoviy moddalarga duch kelgan: olov bilan dastlabki tajribalar, teri duborlash, ovqat pishirish — bularning bari amaliy kimyoning ibtidoiy ko‘rinishlaridir. Amaliy bilimlar to‘planib borgani sari sivilizatsiyaning ilk bosqichidanoq odamlar ayrim bo‘yoqlar, emallar, zaharlar va dori-darmonlar tayyorlashni bilganlar. Avvaliga achish va chirish kabi biologik jarayonlardan foydalanilgan; keyin, olov o‘zlashtirilgach, yonish, speklash, eritib-quyish kabi jarayonlar qo‘llana boshlagan. Qaytarilish-oksidlanish (redoks) reaksiyalari — masalan, metallarni birikmalaridan qaytarib olish — tabiiy holda kechmasa ham amaliyotda ishlatilgan.
Metallurgiya, kulolchilik, shishasozlik, bo‘yash, attorlik (parfyumeriya) va kosmetika kabi hunarmandchilik tarmoqlari eramizdan avval ham yuqori darajada rivojlangan. Masalan, hozirgi butilka shishasining tarkibi miloddan avvalgi 4000-yilda Misrda ishlatilgan shisha tarkibidan deyarli farq qilmaydi. Kimyoviy bilimlar kohinlar tomonidan sir tutilgan bo‘lsa-da, baribir asta-sekin boshqa yurtlarga tarqalgan. Yevropaga kimyo ilmi asosan arablar orqali, ularning 711-yilda Ispaniyani zabt etishidan keyin kirib kelgan. Ular bu fanni “alximiya” deb atagan va ushbu atama Yevropaga ham yoyilgan.
Ma’lumki, Misrda allaqachon miloddan avvalgi 3000-yilda yog‘och ko‘mirni qaytaruvchi sifatida qo‘llab, birikmalardan mis olishgan, shuningdek kumush va qo‘rg‘oshin ham olingan. Misr va Mesopotamiyada bronza ishlab chiqarish rivojlandi, shimoliy mamlakatlarda esa temir o‘zlashtirildi. Teoretik qarashlar ham paydo bo‘la boshladi. Masalan, Xitoyda m.a. XXII asrdan besh unsur (Suv, Olov, Daraxt/Yog‘och, Oltin, Yer) haqidagi ta’limot bo‘lgan. Mesopotamiyada esa olam qarama-qarshiliklardan (olov—suv, issiq—sovuq, quruq—nam va h.k.) tarkib topgani g‘oyasi paydo bo‘lgan.
m.a. V asrda Gretsiyada Levkip va Demokrit moddaning atomlardan tuzilishi — atomizm ta’limotini rivojlantirdilar: nutq qanday so‘zlardan, so‘zlar harflardan tuzilsa, barcha moddalar ham avval molekulalar, ular esa bo‘linmas atomlardan tuziladi, degan fikrni ilgari surdilar.
m.a. V asrda Empedokl asosiy stixiyalar sifatida Suv, Olov, Havo va Yerni ajratdi. m.a. IV asrda Platon Empedokl ta’limotini rivojlantirib, har bir unsurga rang va unga xos muntazam ko‘pyoqlikni bog‘ladi: olov — qizil, tetraedr, suv — ko‘k, ikosaedr, yer — yashil, geksaedr, havo — sariq, oktaedr. Uningcha, butun moddiy olam ana shu “g‘ishtchalar” kombinatsiyasidan qurilgan. Aristotel to‘rt unsur haqidagi ta’limotni meros qilib oldi.
Alximiya
“Alximiya” so‘zi yevropa tillariga arabcha **الخيمياء (al-kīmiyā’) **dan kirgan; u esa o‘z navbatida o‘rta yunoncha χυμεία (“suyuqlik”, “fluid”)dan olingan.
Misr madaniyati nazariy va amaliy bazaga tayanadigan ilg‘or texnologiyalarga ega bo‘lganini yodgorlik va inshootlar yaqqol ko‘rsatadi. So‘nggi yillarda Misrda dastlabki nazariy bilimlar bo‘lganini tasdiqlovchi dalillar ko‘paymoqda. Biroq alkimyoning an’anaviy manbalari ko‘proq ezoterik, konseptual xususiyatga ega bo‘lib, san’at va tabiiyotning eng muhim bo‘limlaridan biri — kimyo bilan o‘ziga xos, rang-barang “simbioz” hosil qilgan murakkab ta’limot majmuasidan iborat deb qaraladi. Bunday manbalar qatorida, avvalo, Germes Trismegistga nisbat beriladigan “Zumraddan lavha” (lot. Tabula smaragdina) va “Katta alkimyo majmuasi”dagi boshqa risolalar tilga olinadi.
Alkimyogarlar faylasuf toshini qidirmoqdalar
m.a. IV—III asrlardayoq Sharqda (Hindiston, Xitoy, arab olami) alkimyoning ilk “proto-” ko‘rinishi bo‘lgan. O‘sha va keyingi davrlarda simob (Hg), oltingugurt (S), fosfor (P) kabi elementlarni olish usullari topilgan, ko‘plab tuzlar tavsiflangan, azot kislotasi (HNO₃) va ishqor (NaOH) ma’lum bo‘lgan. O‘rta asrlar boshidan alximiya biz bugun tushunadigan ko‘rinishda shakllandi: unda yuqoridagi “ilmga o‘xshash” komponentlar bilan birga zamon falsafiy qarashlari, yangi hunar ko‘nikmalari hamda sehr-jodu va mistika unsurlari qorishib ketgan (o‘sha davr falsafasi ayrim ko‘rinishlarda ana shunday irrasional xususiyatlarga ham ega edi). O‘sha paytning mashhur alkimyogarlaridan Jabir ibn Hayyon (Geber), Ibn Sino (Avitsenna) va Abu Bakr ar-Roziyni tilga olish mumkin. Antik davrdanoq savdo taraqqiyoti tufayli oltin va kumush ishlab chiqarilgan tovarlar uchun umumiy ekvivalentga aylangan. Nisbatan kamyob bu metallarni olish qiyinchiliklari Aristotelning bir moddani boshqasiga aylantirish haqidagi transmutatsiya qarashlarini amalda qo‘llashga urinishlarni tug‘dirgan; an’anaga ko‘ra, bu g‘oyalar Germes Trismegist nomi bilan ham bog‘langan. Mazkur tasavvurlar XIV asrgacha deyarli o‘zgarmagan.
VII asrda alximiya Yevropaga kengroq kirib keldi. Jamiyatning hukmron qatlamlari orasida hashamat buyumlari, ayniqsa oltin alohida qadrlangani bois alkimyogarlar boshqa metallardan oltin olish va metallarni ishlov berish muammolari bilan ham qiziqishdi. Bu vaqtda arab alximiyasi amaliyotdan biroz uzoqlashib, ta’siri susaydi. Germetik qarashlar, belgilash tizimi, terminologiya hamda yopiqlik tufayli alkimyo juda sekin rivojlandi. Eng mashhur yevropalik alkimyogarlar qatorida Nikola Flamel, Albert Buyuk, Jon Di, Rojer Bekon va Raymon Lulliy tilga olinadi. Alkimyogarlar davrida ko‘plab birlamchi moddalarning olinishi, ularni ajratish va tozalash usullarining ishlab chiqilishi bilan bog‘liq yirik yutuqlar qo‘lga kiritildi. Faqat XVI asrda, ayniqsa metallurgiya va farmatsevtika kabi sohalar rivoji tufayli, bu fan yanada izchil, amaliy usullarga ega bo‘la boshladi. Bu bosqichda, avvalo, Georgiy Agrikola va Teofrast Bombast Paratsels nomlarini tilga olish mumkin.
Kimyo fan sifatida
Kimyo mustaqil fan sifatida XVI—XVII asrlarda shakllandi: mexanistik olam manzarasini asoslagan qator kashfiyotlar, sanoatning rivojlanishi va burjua jamiyatining paydo bo‘lishi bu jarayonni tezlashtirdi. Biroq kimyo, fizikadan farqli o‘laroq, darhol miqdoriy ifoda topa olmagani uchun u miqdoriy qayta ishlab bo‘ladigan fanmi yoki boshqa turdagi bilishmi, degan bahslar mavjud edi. 1661-yilda Robert Boyl “Kimyogar-skeptik” asarida turli moddalarning xossalari ularni tashkil etuvchi turli zarralar (korpusculalar) bilan belgilanadi, deb tushuntirdi. Yan Baptist van Gelmont yonishni o‘rganar ekan, unda hosil bo‘ladigan modda uchun gaz tushunchasini kiritdi va uglerod(IV) oksid (CO₂)ni ta’rifladi. 1672-yilda Boyl metallar qizdirilganda (objikda) ularning massasi ortishini kuzatib, buni “olovning og‘ir zarralari”ni yutish bilan izohladi.
M. V. Lomonosov o‘zining ilk ma’lum ilmiy ishidayoq — “Matematik kimyo elementlari” (1741) — ko‘pchilik zamondosh kimyogarlardan farqli ravishda kimyoni san’at emas, fan sifatida tasnifladi va asarini shu so‘zlar bilan boshladi.
Dmitriy Ivanovich Mendeleev
Issiqlik va flojiston. Gazlar
XVIII asr boshida G. E. Shtal flojiston nazariyasini shakllantirdi — go‘yoki moddalardan yonishda ajralib chiqadigan maxsus “modda”. 1749-yilda Lomonosov “Issiqlik va sovuqlik sababi haqida mulohazalar”ni yozdi (g‘oya 1742–1743-yillarga boradi — “Fizika va korpuskulyar falsafa bo‘yicha qaydlar”). Bu ishga L. Eyler juda yuqori baho berdi (1747-yil 21-noyabr maktubi). 1848-yilda prof. D. M. Perevoshchikov Lomonosovning muhim g‘oyalarini batafsil bayon qilib, uning issiqlik nazariyasi o‘z davridan yarim asr ilg‘or bo‘lganini ta’kidladi (“Sovremennik”, 1848-yil, yanvar, t. VII…) — bu fikr ko‘plab tadqiqotchilar tomonidan qo‘llab-quvvatlangan.
1754-yilda Jozef Blek uglerod(IV) oksidi (CO₂)ni, 1774-yilda Jozef Pristli kislorod (O₂)ni, 1766-yilda Genri Kavendish vodorod (H₂)ni kashf etdi.
1740—1790-yillar oralig‘ida A. Lavuazye va M. Lomonosov [7] yonish, oksidlanish va nafas olish jarayonlarini kimyoviy jihatdan izohlab, olov — modda emas, balki jarayon ekanini ko‘rsatdilar. J. Prust 1799—1806-yillarda tarkib doimiyligi qonunini shakllantirdi. J. L. Ge-Lyussak 1808-yilda hajmiy munosabatlar qonunini (Avogadro qonuni bilan bog‘liq) ochdi. Jon Dalton “Kimyoviy falsafaning yangi tizimi” (1808—1827) asarida atomlar mavjudligini asoslab, atom massasi va element (bir xil atomlar majmui) tushunchalarini kiritdi.
Atom nazariyasining qayta jonlanishi
1811-yilda Amedeo Avogadro elementar gazlar ikki bir xil atomdan tuzilgan molekulalardan iborat, degan gipotezani ilgari surdi; keyinchalik shu asosda S. Kanitssaro atom-molekulyar nazariyani isloh qildi. Bu nazariya 1860-yil 3–5-sentyabr kunlari Karlsrueda bo‘lib o‘tgan kimyogarlarning birinchi xalqaro s’ezdida ma’qullandi.
1869-yilda D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy qonunini kashf etdi va davriy sistemani yaratdi. U kimyoviy element tushunchasini aniqlab berdi va element xossalarining atom massasiga bog‘liqligini ko‘rsatdi. Ushbu kashfiyot kimyoni faqat tasviriy/ sifat fanidan miqdoriy fanga aylantirdi.
Radioaktivlik va spektrlar
XIX asr kashfiyotlari modda tuzilishini anglashda muhim rol o‘ynadi. Spektrlarning nozik tuzilishini tadqiq qilish olimlarni ularning atom tuzilishi bilan bog‘liqligi haqidagi fikrga olib keldi. 1896-yilda radioaktivlikning kashf etilishi ayrim atomlar barqaror emasligini (izotoplar mavjudligini) va o‘z-o‘zidan boshqa atomlarga aylanishi (masalan, radon — “emanatsiya”) mumkinligini ko‘rsatdi.
Kvant kimyo
Kvant kimyo — kimyoviy birikmalarning tuzilishi va xossalari, reaksion qobiliyati, kinetikasi va kimyoviy reaksiyalar mexanizmini kvant mexanikasi asosida o‘rganuvchi yo‘nalish. Uning bo‘limlariga molekulalar tuzilishining kvant nazariyasi, kimyoviy bog‘lanishlar va molekulalararo o‘zaro ta’sirlarning kvant nazariyasi, kimyoviy reaksiyalar va reaksion qobiliyatning kvant nazariyasi va boshqalar kiradi. Kvant kimyo kimyo va kvant fizika (kvant mexanikasi) tutashgan joyda joylashgan: u moddalarning kimyoviy-fizik xossalarini atomar darajada (kvant mexanik nuqtayi nazardan elektron-yadro modellari va o‘zaro ta’sirlar) ko‘rib chiqadi. Tadqiqot obyektlari murakkabligi ko‘pincha tenglamalarga aniq yechim topishni imkonsiz qilgani uchun yaqinlashtiruvchi hisob-kitob usullari qo‘llanadi. Kvant kimyo bilan hisoblash (kompyuter) kimyosi uzviy bog‘liq: u kvant kimyo matematik usullariga tayangan maxsus dasturlar orqali molekulyar xossalar, elektronlarning atomlarda topilish ehtimoli amplitudasini hisoblaydi va molekulyar xulq-atvorni simulyatsiya qiladi.
Asosiy tushunchalar
Elementar zarracha
Bu atom yadrolari yoki atomlar bo‘lmagan (istisno tariqasida proton ham elementar zarracha sifatida qaraladi) barcha zarrachalar. Tor ma’noda — berilgan energiya miqyosida boshqa zarrachalardan tarkib topgan deb bo‘lmaydigan zarrachalar. Elementar zarrachalarga elektron (−), proton (+) va neytron ham kiradi.
Atom
Kimyoviy elementning barcha xossalariga ega bo‘lgan eng kichik zarracha. Atom yadro va uni o‘rab turgan elektronlar “buluti”dan iborat. Yadro musbat zaryadli protonlar va neytral neytronlardan tuzilgan. Atomlar o‘zaro ta’sirlashib molekulalar hosil qilishi mumkin.
Atom — istalgan moddaning kimyoviy parchalanishidagi chegara: oddiy modda (agar u bir atomli bo‘lmasa, masalan, geliy He) bitta tur atomlarga, murakkab modda esa turli atomlarga parchalanadi. (Aniqrog‘i, atom yadrolari kimyoviy yo‘l bilan bo‘linmaydi.)
Molekula
Ikki yoki undan ko‘p atomdan tarkib topgan, mustaqil mavjud bo‘la oladigan zarracha. Sifat va miqdor tarkibi o‘zgarmas. Molekula xossalari uning tarkibiy atomlari, ular orasidagi bog‘lar, molekulyar tuzilish va fazoviy joylashuvga (izomerlar) bog‘liq. Molekula bir necha holatda bo‘lishi va tashqi omillar tasirida holat almashishi mumkin. Moddaning (muayyan molekulalardan iborat) xossalari molekulalarning holati va o‘ziga xos xususiyatlariga bog‘liq.
Modda
Klassik qarashlarga ko‘ra, materiyaning ikki fizik shakli bor: modda va maydon. Modda — massaga ega shakl (massa noldan farqli). Kimyo asosan atomlar, molekulalar, ionlar va radikallar tarzida tashkil topgan moddalarni o‘rganadi; bular esa o‘z navbatida elektron, proton, neytron kabi elementar zarrachalardan tuzilgan.
Oddiy va murakkab moddalar. Kimyoviy elementlar
Sof moddalar orasida oddiy (bitta kimyoviy element atomlaridan) va murakkab (bir nechta element atomlaridan) moddalar farqlanadi. Oddiy modda tushunchasini “atom” va “kimyoviy element”dan farqlash lozim.
Kimyoviy element — yadrosining musbat zaryadi (protonlar soni) ma’lum bo‘lgan atom turi. Barcha elementlar D. I. Mendeleyevning Davriy sistemasida keltiriladi; har bir elementga tartib (atom) raqami mos keladi. Elementning tartib raqami uning atom yadrosi zaryadiga teng, ya’ni element — tartib raqami bir xil atomlar majmuidir.
Oddiy moddalar — kimyoviy elementlarning erkin holatdagi mavjudlik shakllari; odatda har bir elementning bir necha allotropik shakllari bo‘ladi. Ular tarkib bo‘yicha farqlanishi mumkin (masalan, atomar kislorod O, kislorod O₂, ozon O₃) yoki kristall panjarasi bilan (masalan, uglerod elementi uchun olmos va grafit). Oddiy moddalar bir atomli ham, ko‘p atomli ham bo‘lishi mumkin.
Murakkab moddalar — kimyoviy birikmalar: oddiy moddalardan sintez reaksiyalari bilan olinadi yoki tahlil (analiz) orqali tarkibiy elementlarga (oddiy moddalarga) parchalanadi. Oddiy moddalardan hosil bo‘lgan murakkab moddalarda tarkibiy oddiy moddalarning kimyoviy xossalari saqlanmaydi.
Yuqoridagilarni jamlab, quyidagicha belgilash mumkin:
bu yerda E — oddiy moddalar (elementlarning erkin holati), C — murakkab moddalar (birikmalar), S — sintez, A — analiz.
Bugun “sintez” va “analiz” tushunchalari kengroq ma’noda ham ishlatiladi. Sintez — zarur modda olinadigan istalgan kimyoviy jarayon (va uni reaksiya aralashmasidan ajratib olish imkoni bo‘lsa). Analiz — modda yoki aralashmalar sifat va miqdor tarkibini aniqlashga imkon beradigan istalgan kimyoviy jarayon. Shunga muvofiq sifat va miqdoriy analiz — analitik kimyoning ikki tarkibiy qismi ajratiladi.
Metallar va metalmaslar
Elementlar (erkin atomlari va ular hosil qilgan oddiy hamda murakkab moddalarning xossalariga ko‘ra) odatda metall va metallmaslarga bo‘linadi. Shartli ravishda nometallarga He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, F, Cl, Br, I, At, O, S, Se, N, P, C, H kiradi. Yarim metalllarga B, Si, Ge, As, Sb, Te (ba’zan Po) qo‘shiladi. Qolgan elementlar metallar hisoblanadi.
Sof moddalar va aralashmalar
Individuallashgan sof modda o‘ziga xos xususiy xossalar majmuiga ega. Aralashma — ikki yoki undan ortiq sof moddalardan tashkil topgan, tarkibiy qismlar o‘z xossalarini saqlab qoladigan tizim.
Aralashmalar gomogen (bir jinsli) va geterogen (ko'p jinsli) bo‘ladi.
Agregat holatlari va aralashmalar turlari — misollar
| Tarkibiy qismlarning boshlang‘ich agregat holati | Gomogen aralashma (gomogen tizim) | Geterogen aralashma (geterogen tizim) |
|---|---|---|
| Qattiq + qattiq | Qattiq eritmalar, qotishmalar (masalan, latun, bronza) | Tog‘ jinslari (mas., granit), rudalar va b. |
| Qattiq + suyuq | Suyuqlardagi eritmalar (mas., tuzlarning suvli eritmalari) | Qattiqning suyuqda: suspensiyalar, kolloidlar (mas., loy zarrachalari suvda); Suyuqlikning qattiqda: g‘ovak jismlardagi suyuqlik (tuproq, grunt) |
| Qattiq + gaz | Xemosorbsiya qilingan vodorod (Pt, Pd, po‘latlarda) | Qattiqning gazda: aerozollar, chang, tutun, smog; Gazning qattiqda: g‘ovak materiallar (g‘isht, pemza) |
| Suyuqlik + qattiq | — | “Qattiq suyuqliklar” (mas., shisha — qattiq, ammo suyuq fazaga yaqin xossalar) — turli shaklni qasddan saqlashi mumkin |
| Suyuqlik + suyuqlik | Suyuqlik eritmalari (mas., sirka — sirka kislotasining suvdagi eritmasi) | Ikki yoki ko‘p qatlamli tizimlar, emulsiyalar (mas., sut — suvda yog‘ tomchilari) |
| Suyuqlik + gaz | Suyuqlik eritmalari (mas., CO₂ ning suvdagi eritmasi) | Suyuqlikning gazda: tuman va b. aerozollar; Gazning suyuqlikda: ko‘piklar (mas., sovun ko‘pig‘i) |
| Gaz + gaz | Gaz aralashmalari (istalgan miqdor va turdagi gazlar; mas., havo) | Geterogen gaz tizimi — mumkin emas |
Gomogen aralashmalarda tarkibiy qismlarni na ko‘z bilan, na optik asboblar bilan ajratib bo‘lmaydi (moddalar mikro darajada bir-biriga singib ketgan). Barcha gaz aralashmalari va chin eritmalar gomogendir; ayrim suyuqliklar va qattiq moddalarning aralashmalari (mas., qotishmalar) ham gomogen bo‘lishi mumkin.
Geterogen aralashmalarda esa turli moddalarga tegishli sohalar (agregatlar) ko‘zga ko‘rinadi yoki optik asboblar bilan ajratiladi; har bir bunday soha ichida gomogen bo‘ladi. Bunday sohalar faza deyiladi. Gomogen aralashma — bitta fazadan, geterogen aralashma — ikki va undan ortiq fazadan iborat.
Dispers tizimlar — geterogen aralashmalarning maxsus holati bo‘lib, bunda bir faza boshqa fazada zarrachalar ko‘rinishida tarqalgan bo‘ladi. Bu yerda dispers muhit (taqsimlovchi muhit) va dispers faza (zarrachalar) farqlanadi.
Fizik usullar yordamida aralashmalar tarkibiy qismlariga (ya’ni sof moddalarga) ajratilishi mumkin.
Aralashmalarni ajratishning ba’zi fizik usullari (kimyo va kimyoviy texnologiyada)
| Tarkibiy qismlar agregat holati | Foydalaniladigan fizik xossa | Ajratish usuli |
|---|---|---|
| Qattiq + qattiq | Zichlik | Cho‘ktirish (sedimentatsiya) |
| Sirt namlanishi | Flotatsiya, ko‘pik flotatsiyasi | |
| Zarracha o‘lchami | Elekdan o‘tkazish (prosеivanie) | |
| Erituvchanlik | Ekstraksiya, yuvish (vыshchelachivanie) | |
| Magnitlanish | Magnit separatsiyasi | |
| Qattiq + suyuq | Zichlik | Cho‘ktirish, dekantatsiya (cho‘kma ustidan suyuqlikni ehtiyotkor qulish), sentrafugirovka |
| Qaynash temperaturasi | Bug‘latish, distillatsiya, quritish | |
| Zarracha o‘lchami | Filtrlash | |
| Erituvchanlik | Kristallizatsiya | |
| Qattiq + gaz | Zichlik | Cho‘ktirish, markazdan qochma separatsiya |
| Zarracha o‘lchami | Filtrlash | |
| Elektr zaryadi | Elektrofiltrlash | |
| Suyuqlik + suyuqlik | Zichlik | Cho‘ktirish (ajratish voronkasi, moy ajratkich), sentrafugirovka |
| Qaynash temperaturasi | Distillatsiya | |
| Erituvchanlik | Ekstraksiya | |
| Suyuqlik + gaz | Zichlik | Sedimentatsiya, markazdan qochma separatsiya |
| Gazning erituvchanligi | Gazni haydash (haroratni oshirib), yuvish (boshqa suyuqlik bilan) | |
| Gaz + gaz | Kondensatsiya temperaturasi | Kondensatsiya |
| Absorbsiyalanish | Absorbsiya (hajm bo‘yicha yutilish) | |
| Adsorbsiyalanish | Adsorbsiya (sirt bo‘yicha yutilish) | |
| Zarracha o‘lchami | Diffuziya | |
| Massa | Sentrafugirovka |
Sof modda — fizik usullar bilan ikki yoki undan ortiq boshqa moddalarga ajratib bo‘lmaydigan, o‘zining fizik xossalarini o‘zgartirmaydigan modda.
Tabiatda mutlaqo sof modda yo‘q: masalan, “o‘ta sof alyuminiy” tarkibida ham 0,001 % miqdorda qo‘shimcha aralashmalar bo‘lishi mumkin. Demak, mutlaqo sof modda — abstraksiya. Lekin kimyoda ma’lum modda haqida so‘z borganda, odatda “ideal sof” deb qaraladi (amaliyotda esa kam miqdor nopokliklarga ega namuna olinadi). Kimyogar iloji boricha eng sof moddalar bilan ishlashga intilishi kerak; chunki arzimas qo‘shimchalar ham moddaning kimyoviy xossalarini sezilarli o‘zgartirishi mumkin.
Murakkab modda va aralashma o‘rtasidagi farqlar
| Aralashma | Murakkab modda (kimyoviy birikma) |
|---|---|
| Fizik jarayon (sof moddalarni aralashtirish) natijasida hosil bo‘ladi | Kimyoviy reaksiya (oddiy moddalardan sintez) natijasida hosil bo‘ladi |
| Tarkibiy sof moddalarning xossalari saqlanadi | Tarkibiy oddiy moddalarning xossalari saqlanmaydi |
| Sof moddalar aralashmada istalgan massaviy nisbatda bo‘lishi mumkin | Elementlar har doim aniq massaviy nisbatda bo‘ladi |
| Fizik usullar bilan tarkibiy qismlarga ajratish mumkin | Faqat kimyoviy reaksiya (analiz) bilan elementlarga (oddiy moddalarga) parchalanadi |
Ion
Ion — zaryadlangan zarracha (atom yoki molekula) bo‘lib, undagi elektronlar soni protonlar soniga teng emas. Elektronlar ko‘p bo‘lsa — manfiy zaryadlangan anion (mas., Cl⁻), elektronlar kam bo‘lsa — musbat zaryadlangan kation (mas., Na⁺). Ionlar kimyoviy reaksiyalar, biologik jarayonlar va elektr qurilmalar ishida muhim rol o‘ynaydi.
Radikal
Erkin radikal — tarkibida juftlashmagan elektron(lar) saqlovchi atom yoki molekula. Odatda kimyoviy bog‘ ikki elektron ishtirokida hosil bo‘ladi; juftlashmagan elektronga ega zarracha juda faol bo‘lib, tezda bog‘lanish hosil qiladi, shuning uchun radikalning umri odatda juda qisqa.
• Shuningdek, radiobiologiyada radioliz jarayonidagi erkin radikallar haqida qarang.
Kimyoviy bog‘
Atomlar yoki atom guruhlarini bir-biriga biriktirib turadigan o‘zaro ta’sir. Asosiy turlari: ion bog‘i, kovalent (qutbli va noqutbli), metall bog‘, vodorod bog‘i.
Davriy qonun
D. I. Mendeleyev tomonidan 1869-yil 1-martda ochilgan. Zamonaviy ifoda: Elementlar va ular hosil qilgan birikmalarning xossalari ularning atomlari yadrolari zaryadiga davriy bog‘liq.
Kimyoviy reaksiyalar
Moddalarda yoki ularning aralashmalarida kechib, yangi moddalar hosil bo‘lishiga olib keladigan jarayonlar. Mohiyatan bu molekula tuzilishining o‘zgarishi: molekuladagi atomlar soni ortishi (sintez), kamayishi (parchalanish) yoki o‘zgarmasligi (izomerlanish, qayta guruhlanish) mumkin; jarayonda bog‘lanishlar va atomlarning fazoviy tartibi ham o‘zgaradi.
Reagentlar — reaksiya uchun olingan boshlang‘ich moddalar; reaksiya mahsulotlari — natijada hosil bo‘lgan moddalar. Umumiy yozuv:
Reagentlar → Mahsulotlar.
Kimyo bu jarayonlarni makromiqyosda (katta miqdorlar) ham, mikromiqyosda (atom-molekulyar daraja) ham tasvirlaydi. Makrodarajadagi tashqi namoyonlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri mikrodarajaga ko‘chirish va bir qiymatli talqin qilish mumkin emas; biroq bu o‘tishlar faqat mikrosohaga xos maxsus kimyoviy qonunlarni to‘g‘ri qo‘llash orqali amalga oshiriladi.
Nomenklatura
Kimyoviy birikmalarni nomlash qoidalari majmui. Ma’lum birikmalar soni 20 milliondan ortiq va amalda cheklanmagan bo‘lgani uchun nomdan tuzilishni tiklash (va aksincha) imkonini beradigan aniq qoidalarga ehtiyoj bor. Organik va noorganik birikmalarni nomlashning bir necha tizimi mavjud, biroq IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) standart hisoblanadi.
Kimyo bo‘limlari
Zamonaviy kimyo shunchalik kengki, ko‘plab bo‘limlari amalda mustaqil, ammo o‘zaro uzviy bog‘liq ilmiy intizomlardir.
- Noorganik kimyo — noorganik birikmalar xossalari va reaksiyalari; metalloorganik kimyo kabi tutash yo‘nalishlar mavjud, aniq chegara yo‘q.
- Organik kimyo — uglerod skeleti asosidagi moddalarning kimyosi.
- Fizik kimyo — kimyoviy tizim va jarayonlarning fizik-nazariy asosi: kimyoviy termodinamika, kinetika, elektrokimyo, statistik mexanika, spektroskopiya va b. (molekulyar fizika bilan ko‘p umumiylikka ega; kimyoviy fizikadan alohida intizom).
- Kvant kimyo.
- Elektrokimyo.
- Analitik kimyo — moddalarning tarkibi va tuzilishini aniqlash; kimyoviy tahlilning eksperimental usullarini ishlab chiqadi.
- Kolloid kimyo.
- Hisoblash/kompyuter kimyosi.
- Teoretik kimyo — kimyo bilimlarini fundamental nazariy mulohazalar (odatda matematika yoki fizika doirasida) orqali umumlashtiradi va asoslaydi.
- Kimyoviy texnologiya — tabiiy xomashyolarni samarali sanoat qayta ishlash va tabiatda uchramaydigan kimyoviy mahsulotlarni olish usullarini o‘rganadi.
- Agrokimyo.
- Biokimyo — tirik organizmlarda kimyoviy moddalarning xossalari, o‘zgarishlari va ularni kuzatib boruvchi hodisalarni o‘rganadi; organik kimyo, dori kimyosi, neyrokimyo, molekulyar biologiya va genetika bilan chambarchas bog‘liq.
- Bioorganik kimyo.
- Geokimyo — Yer va sayyoralarning ( kosmoximyo ) kimyoviy tarkibi, element va izotoplar taqsimlanishining qonuniyatlari, tog‘ jinslari, tuproq va tabiiy suvlarda kechuvchi jarayonlar.
- Kosmoximyo.
- Radiatsion kimyo.
- Fotokimyo.
- Yadro kimyosi — yadro reaksiyalari va ularning kimyoviy oqibatlari.
- Materialshunoslik (kimyoviy materiallar yo‘nalishlari).
- Neyrokimyo — mediatorlar, peptidlar, oqsillar, yog‘lar, shakarlar, nuklein kislotalar va ularning o‘zaro ta’siri, nerv tizimi shakllanishi va o‘zgarishidagi roli.
- Metalloorganik kimyo.
- Nanokimyo.
- Neftkimyo.
- Umumiy kimyo.
- Preparativ kimyo.
- Suvramolekulyar (supra-molekulyar) kimyo.
- Polimerlar kimyosi / Yuqori molekulali birikmalar kimyosi / Bir uglerodli molekulalar kimyosi.
- Tuproq kimyosi.
- Farmatsevtika (dori moddalar kimyosi bilan tutash sohasi).
- Toksikologik kimyo.
- Atrof-muhit kimyosi / Ekologik kimyo.
