Kimyoviy birikmalar nima

Kimyoviy birikma — murakkab modda bo‘lib, u kimyoviy bog‘langan atomlardan tashkil topgan ikki yoki undan ortiq elementning birikishidan hosil bo‘ladi. Kengroq ma’noda, Katta sovet ensiklopediyasida ham qayd etilganidek, kimyoviy birikmalarga oddiy moddalar ham kiritiladi, agar ularning molekulalari kovalent bog‘ bilan birikkan atomlardan tashkil topsa (azot, kislorod, yod, brom, xlor, ftor). Inert (nodir) gazlar bir atomli oddiy moddalar sifatida, shuningdek, atomar vodorod kimyoviy birikmalar hisoblanmaydi.

Tarixi

Kimyoviy birikma tushunchasining shakllanishida tarkibning doimiylik qonuni muhim o‘rin tutgan. Uni Jozef Prust, xususan, 1799-yildagi ishida asoslab bergan. Bu qonunga ko‘ra, muayyan doimiy tarkibli birikma qanday usulda olinganidan qat’i nazar, bir xil kimyoviy elementlardan iborat bo‘ladi va bu elementlarning massalari nisbati o‘zgarmaydi. Oradan bir necha yil o‘tib, 1803-yilda Jon Dalton tomonidan karrali nisbatlar qonuni ta’riflandi. Unga ko‘ra, agar ikki element bir nechta birikma hosil qilsa, ulardan birining ikkinchi elementning bir xil massasiga birikadigan massalari o‘zaro kichik butun sonlar nisbatida bo‘ladi. Bu ikki qoida moddaning atom tuzilishini tushunishga yo‘l ochdi.

1850-yillarda kimyoviy tuzilish haqidagi tasavvurlarni rivojlantirishga nemis kimyogari Fridrix Avgust Kekule fon Shtradonits katta hissa qo‘shdi. 1858-yilda Archibald Skott Kuper mustaqil ravishda uglerod atomlarining zanjir bo‘lib birikishi haqidagi g‘oyani rivojlantirdi va kimyoviy bog‘larni elementlar belgisi orasidagi chiziqlar bilan tasvirladi.

Sifat va miqdoriy tarkib

Kimyoviy birikmaning tarkibi kimyoviy formulalar orqali yoziladi, tuzilishi esa ko‘pincha tuzilish formulalari bilan ifodalanadi. Sistematik nomi (IYUPAK nomenklaturasi) ham birikmaning tarkibini ko‘rsatadi.

Kimyoviy birikmalarning aksariyati tarkibning doimiylik qonuniga va karrali nisbatlar qonuniga bo‘ysunadi. Biroq tarkibi o‘zgaruvchan birikmalar (bertollidlar) ham anchagina ma’lum. Masalan:

vyustit Fe_1−xO.

Kimyoviy birikmaning sifat va miqdoriy tarkibini aniqlash uchun kimyoviy tahlilning turli usullari (masalan, kolorimetriya, xromatografiya) qo‘llanadi. Bu usullarni o‘rganuvchi fan — analitik kimyo.

Birikmalar va aralashmalar

Kimyoviy birikmalarning fizik va kimyoviy xossalari oddiy moddalar — bu birikmani oddiy yoki murakkab moddalar aralashmasidan ajratib turuvchi asosiy mezonlardan biridir, chunki aralashma xossalari odatda uning tarkibiy qismlari xossalari bilan chambarchas bog‘liq. Yana bir farq shundaki, aralashmani odatda elash, filtrlash, bug‘latish yoki magnit yordamida tarkibiy qismlarga ajratish mumkin. Kimyoviy birikmani esa oddiyroq moddalarga faqat kimyoviy reaksiya orqali parchalash mumkin. Aksincha, aralashmalar kimyoviy reaksiyasiz ham hosil qilinadi, birikmaning boshqa moddalardan hosil bo‘lishi esa kimyoviy reaksiyani talab etadi.

Qotishmalar tarkibida qattiq eritmalar yoki fazalar aralashmasi bo‘lishi, shuningdek, kimyoviy birikmalar mavjud bo‘lishi mumkin. Qotishmalarni olish usullaridan biri — tarkibiy qismlarni eritib, aralashtirish va keyin sovitishdir.

Intermetallidlar — qotishmalarda hosil bo‘lishi mumkin bo‘lgan metallarning kimyoviy birikmalari.

Kimyoviy reaksiyalar

Kimyoviy birikmalar kimyoviy reaksiyalar natijasida olinadi. Murakkab moddalar parchalanib, bir nechta boshqa moddani hosil qilishi mumkin. Kimyoviy birikmalar hosil bo‘lishida issiqlik ajralishi (ekzotermik reaksiya) yoki yutilishi (endotermik reaksiya) kuzatilishi mumkin. Kimyoviy birikmalarning fizik va kimyoviy xossalari ularni hosil qilgan moddalarning xossalaridan farq qiladi.

Kimyoviy birikmalar sinflari

Kimyoviy birikmalar ikki sinfga bo‘linadi: anorganik va organik. Ikkinchisi keng ma’noda elementorganik birikmalarni: bororganik, kremniyorganik, fosfororganik va boshqalarni ham o‘z ichiga oladi.

Murakkab anorganik birikmalarning ayrim turlari:

oksidlar (H₂O, CaO, CO₂, P₂O₅ (P₄O₁₀) va boshqalar)
gidroksidlar:
- asoslar (NaOH, Ca(OH)₂ va boshqalar)
- kislorodli kislotalar (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄ va boshqalar)
- amfoter gidroksidlar (Al(OH)₃, Fe(OH)₃ va boshqalar)
kislorodsiz kislotalar (HCl, HCN va boshqalar)
nitridlar (NH₃, Si₃N₄ va boshqalar)
tuzlar (NaCl, KNO₃, Fe₂(SO₄)₃, LiBr va boshqalar)
kristallogidratlar: (CuSO₄·5H₂O va boshqalar)
kompleks birikmalar: (K₃[Fe(CN)₆] va boshqalar)

Organik moddalar

Organik birikmalar yoki organik moddalar — tarkibida uglerod bo‘lgan kimyoviy birikmalar sinfidir (bundan karbidlar, karbonat kislota, anorganik karbonatlar, oksidlar, uglerodning anorganik sianidlari va an’anaviy tarzda anorganik deb hisoblanadigan ayrim boshqa birikmalar mustasno).

Anorganik moddalar

Anorganik modda yoki anorganik birikma — organik bo‘lmagan kimyoviy birikma. U odatda uglerod saqlamaydi, biroq karbidlar, anorganik sianidlar va karbonatlar, oksidlar uglerod hamda uglerodning ayrim boshqa birikmalari an’anaviy ravishda anorganik moddalar deb hisoblanadi.

Organik birikmalarning asosiy guruhlari tavsifi

Uglevodorodlar

Organik birikmalar bo‘lib, faqat uglerod va vodorod atomlaridan tashkil topadi. Uglevodorodlar organik kimyoning asosiy birikmalari hisoblanadi, boshqa organik birikmalar ko‘pincha ularning hosilalari sifatida qaraladi. Eng oddiy uglevodorod — metan (CH₄). Uglevodorodlarni tasniflashda uglerod skeletining tuzilishi va uglerod atomlarini birlashtiruvchi bog‘lar turi e’tiborga olinadi. Uglerod skeletining topologik tuzilishiga ko‘ra, uglevodorodlar atsiklik va karbotsiklik turlarga bo‘linadi. Atsiklik uglevodorodlar uglerod-uglerod bog‘larining karraliligiga ko‘ra to‘yingan (alkanlar) va to‘yinmagan (alkenlar, alkinlar, diyenlar) turlarga bo‘linadi. Siklik uglevodorodlar alitsiklik va aromatik.

Spirtlar

Organik birikmalar bo‘lib, ular bir yoki bir nechta gidroksil guruhini (gidroksil, −O H) bevosita to‘yingan (ya’ni sp³-gibridlanish holatidagi) uglerod atomiga biriktirgan bo‘ladi. Spirtlarni suvning (H−O−H)) hosilalari deb qarash mumkin: ularda bitta atom vodorod o‘rnini organik guruh egallaydi: R−O−H. IYUPAK nomenklaturasida gidroksil guruhi qaysi uglerod atomiga birikkaniga qarab «enollar» (gidroksil vinil C=C bog‘iga birikkan) va «fenollar» (gidroksil benzol yoki boshqa aromatik halqaga birikkan) ham ajratiladi. Spirtlar tabiatda keng tarqalgan, tarkibi va xossalari xilma-xil bo‘lgan katta birikmalar sinfidir. Ular tayyor mahsulot va organik sintezning oraliq moddalari sifatida, shuningdek, erituvchi va sanoat mahsulotlari sifatida ishlatiladi.

Efirlar

Oddiy efirlar — organik moddalar bo‘lib, ularning umumiy formulasi R-O-R₁, bu yerda R va R₁ — uglevodorod radikallaridir. Biroq bunday guruh oddiy efirlar hisoblanmaydigan birikmalarning boshqa funksional guruhlari tarkibida ham uchrashi mumkinligini hisobga olish lozim.

Murakkab efirlar — oksokislotalarning (ham karbon, ham mineral kislotalarning) R_kE(=O)_l(OH)_m, (l ≠ 0) hosilalari bo‘lib, rasmiy jihatdan kislota funksiyasidagi gidroksil guruhlarning —OH tarkibidagi vodorod atomlari organik qoldiq (alifatik, alkenil, aromatik yoki geteroaromatik) bilan almashinishidan hosil bo‘lgan mahsulotlar hisoblanadi; ular spirtlarning atsil hosilalari sifatida ham qaraladi. IYUPAK nomenklaturasida murakkab efirlar qatoriga xalkogenid analoglarining (jumladan, tiollar, selenollar va tellurollarning) atsil hosilalari ham kiritiladi. Ular oddiy efirlardan farq qiladi: oddiy efirlarda ikkita uglevodorod radikali kislorod atomi orqali birikkan bo‘ladi (R₁—O—R₂).

Aldegidlar

Bu organik birikmalar sinfida karbonil guruhining (C=O) uglerod atomi vodorod atomi va uglerodli o‘rinbosar bilan bog‘langan bo‘ladi. Bundan formaldegid mustasno, chunki unda karbonil guruhidagi uglerod atomi ikki vodorod atomiga birikkan. Ketonlarda esa karbonil uglerodi ikki uglerod atomi bilan bog‘langan. «Uglerod—kislorod» qo‘sh bog‘ining qutblanishini quyidagi rezonans tuzilmalar: ${\mathsf {C{\text{=}}O\leftrightarrow C^{+}-O^{-}}}$ yordamida tasvirlash mumkin. Karbonil guruhidagi uglerodning qisman musbat zaryadga ega bo‘lishi uning elektrofil xossalarini belgilaydi. Ko‘plab reaksiyalarda aldegidlarning xossalari ketonlarning xossalariga o‘xshash, ammo nukleofil birikish reaksiyalarida elektron va fazoviy omillar sababli aldegidlar odatda faolroq bo‘ladi. Aldegidlar ham, ketonlar ham suvli eritmada gidratlanib, geminal diollar hosil qilishi mumkin. Bu reaksiya qaytar; metanal uchun muvozanat gidrat hosil bo‘lishi tomon kuchli siljigan: ${\mathsf {RCHO+H_{2}O\rightleftharpoons RCH(OH)_{2}}}$ . Ayrim aldegidlar o‘ziga xos hidga ega (masalan, benzaldegid — bodom). Gidroksilamin ta’sirida hosil bo‘ladigan mahsulotlar — oksimlar: ${\mathsf {CH_{3}CHO+NH_{2}OH\rightarrow CH_{3}CH{\text{=}}NOH+H_{2}O}}$ .

Ketonlar

Organik moddalar bo‘lib, ularning molekulalarida karbonil guruhining uglerod atomi yana ikkita uglerod atomi bilan bog‘langan. Ketonlarning umumiy formulasi: R₁-CO-R₂. Boshqa karbonil birikmalardan farqli ravishda, ketonlarda karbonil guruhiga bevosita ikki uglerod atomi birikkan bo‘ladi. Bu ketonlarni quyidagi moddalardan farqlaydi: karbon kislotalar, ularning hosilalari va aldegidlar.

Karbon kislotalar

Molekulalarida bir yoki bir nechta funksional karboksil guruhlari -COOH bo‘lgan organik birikmalar sinfi. Ularning kislotalik xossalari mazkur guruhning nisbatan oson proton ajratib chiqarishi bilan izohlanadi. Kamdan-kam istisnolarni hisobga olmaganda, karbon kislotalar kuchsiz kislotalardir. Masalan, sirka kislotaning CH₃COOH uchun kislotalik konstantasi suvli eritmada 25 °C haroratda 1,75⋅10⁻⁵. Di- va trikarbon kislotalar bosqichma-bosqich dissotsilanadi; har bir bosqichning o‘z kislotalik konstantasi mavjud.

Amidlar

Ular oksokislotalarning (ham karbon, ham mineral kislotalarning) R_kE(=O)_l(OH)_m, (l ≠ 0) gidroksil guruhlarining o‘rnini bosishidan hosil bo‘lgan hosilalardir. Bunda gidroksil guruhlari -OH o‘rniga aminoguruh (almashmagan yoki almashgan) kiradi; bu moddalar aminlarning atsil hosilalari deb ham qaraladi. IYUPAK terminologiyasida azot atomida bitta, ikkita yoki uchta atsil o‘rinbosari bo‘lgan birikmalar tegishlicha birlamchi, ikkilamchi va uchlamchi amidlar deb ataladi. Ikkilamchi amidlar imidlar deb ham yuritiladi. Karbon kislotalar amidlari — karboksamidlar RCO-NR¹R² (bu yerda R¹ va R² — vodorod, atsil yoki alkil, aril yoxud boshqa uglevodorod radikali) odatda amidlar deb ataladi. Boshqa kislotalarning amidlari uchun esa tegishli nomlar qo‘llanadi. Masalan, RS(=O)₂NH₂ birikmalari sulfonamidlar deyiladi. E=O guruhidagi kislorod boshqa xalkogen bilan almashgan amid analoglari tioamidlar, selenoamidlar va telluroamidlar deb ataladi.

Aminlar

Organik birikmalar bo‘lib, ammiakning molekulasidagi bir, ikki yoki uchta atom vodorod o‘rnini uglevodorod radikallari egallashidan hosil bo‘ladi. Almashgan vodorod atomlari soniga ko‘ra birlamchi (bir vodorod atomi almashgan), ikkilamchi (uchta vodorod atomining ikkitasi almashgan) va uchlamchi (uchta vodorod atomining uchtasi almashgan) aminlar farqlanadi. To‘rtlamchi ammoniy birikmasi, masalan, [R₄N]⁺Cl⁻, organik ammoniy tuzi bo‘lib, amin hisoblanmaydi. Azotga birikkan organik guruhning tabiatiga ko‘ra alifatik C H₃-N<, aromatik C₆H₅-N< va yog‘-aromatik (aromatik va alifatik radikallarga ega) aminlar farqlanadi. Molekuladagi aminoguruhlar soniga ko‘ra aminlar monoaminlar, diaminlar, triaminlar va shu kabi turlarga bo‘linadi.

CAS ro‘yxatga olish raqami

Chemical Abstracts Service tashkilotining CAS REGISTRY ma’lumotlar bazasiga kiritilgan kimyoviy moddalarga noyob CAS raqami beriladi. Bu raqam kimyoviy ma’lumotlar bazalaridan modda haqidagi axborotni izlash uchun ishlatilishi mumkin. Birikma haqida ilmiy nashr mavjudligi uning allaqachon CAS raqamini olganini anglatmaydi. CAS REGISTRYda faqat kimyoviy birikmalar emas, balki boshqa moddalar, jumladan, oddiy moddalar, qotishmalar va ayrim aralashmalar ham ro‘yxatdan o‘tkaziladi.

Adabiyotlar

Robert Zigfrid. Elementlardan atomlargacha: kimyoviy tarkib tarixi (From Elements to Atoms: A History of Chemical Composition) (inglizcha). — Amerika falsafa jamiyati (American Philosophical Society), 2002. — ISBN 978-0-87169-924-4.
Silberberg, Martin. Kimyo: modda va o‘zgarishning molekulyar tabiati (Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change). Nyu-York: McGraw-Hill Companies, 2004. ISBN 0-07-310169-9
Spirtlar // Brokgauz va Yefronning ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 ta qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.
Yuqori yog‘ spirtlari (qo‘llanish sohalari, ishlab chiqarish usullari, fizik-kimyoviy xossalari) / S. M. Loktev tahriri ostida. — Moskva: «Kimyo», 1970. — 329 bet.
Kurts A. L., Brusova G. P., Demyanovich V. M. Bir va ikki atomli spirtlar, oddiy efirlar hamda ularning oltingugurtli analoglari . O‘quv materiallari. Organik kimyo. ChemNet. Moskva davlat universitetining kimyo fakulteti (1999). Murojaat sanasi: 10-iyul 2010-yil.
Markizova N. F., Grebenyuk A. N., Basharin V. A., Bonitenko Ye. Yu. Spirtlar. — Sankt-Peterburg: «Foliant», 2004. — 112 bet. — (Shifokorlar uchun toksikologiya). — ISBN 5-93929-089-2.
Reutov O. A., Kurts A. L., Butin K. P. Organik kimyo. — 3-nashr. — Moskva: Binom. Bilimlar laboratoriyasi, 2010. — J. 2. — ISBN 978-5-94774-614-9.
Spirtlar . Mehnatni muhofaza qilish va xavfsizlik ensiklopediyasi. IV jild. XVIII bo‘lim. Ma’lumotnomalar. Kimyoviy birikmalar sharhi. Sanoat xavfsizligi, mehnatni muhofaza qilish va ijtimoiy sheriklik instituti. Murojaat sanasi: 27-dekabr 2010-yil.
Kimyo. Ma’lumotnoma qo‘llanma. Nemis tilidan tarjima. Leningrad: «Kimyo», 1975, 240—242-betlar.
5 jildli kimyo ensiklopediyasi. I. L. Knunyants tahriri ostida. 5-jild.
Aldegid // Brokgauz va Yefronning ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 ta qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.
Knunyants I. L. va boshqalar. 1-jild: A—Darzana // Kimyo ensiklopediyasi. — Moskva: Sovet ensiklopediyasi, 1988. — 623 bet. — 100 000 nusxa.
Sayks P. Organik kimyoda reaksiya mexanizmlari. Moskva: «Kimyo», 1991.
J. Roberts, M. Kaserio. «Organik kimyo asoslari», 1-jild. To‘ldirilgan 2-nashr. 1978.
Amidlar // Brokgauz va Yefronning ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 ta qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.

Havolalar

Kimyoviy birikmalar ro‘yxati