Kimyo · Kimyo asoslari · 7-sinf

Kimyoviy formula va valentlik

Nega suv — H₂O, alyuminiy oksidi esa Al₂O₃? Valentlik formulani qanday «yig‘adi»?

Vaziyat

Kimyo xonasida stolga o‘n ikki xil modda qo‘yildi: temir mixlar, mis sim, oltingugurt kukuni, suv, osh tuzi, bo‘r, gaz to‘ldirilgan silindrlar. Har birining kimyoviy «nomi» bor — formula: Fe, H₂O, NaCl, CaCO₃. Bu harflar va raqamlar nimani bildiradi, qaysi moddalar bitta elementdan tuzilgan? Nega suv H₂O, alyuminiy oksidi esa Al₂O₃ deb yoziladi? Dalaga solinadigan karbamid o‘g‘itining qancha qismi azot?

Mavzu

Kimyoviy belgi, formula va valentlik. Molekula konstruktori: suv, ammiak, metan, karbonat angidrid va osh tuzini valentlik bo‘yicha yig‘ish; karbamid o‘g‘itida necha foiz azot bor

Asosiy tushunchalar

Kimyoviy belgi
Valentlik
Massa ulushi

Formulalar

M_{r} = \sum_{i} n_{i} A_{r} (E_{i})

Nisbiy molekulyar massa — formuladagi barcha atomlar nisbiy atom massalarining yig‘indisi ( $n_{i}$ — indekslar).

ω (E) = \frac{n \cdot A_{r} (E)}{M_{r}} \cdot 100 %

Elementning massa ulushi: moddaning qancha qismi shu elementga to‘g‘ri keladi.

A_{x} B_{y} : x \cdot a = y \cdot b

Valentlik qoidasi: $a$ va $b$ — elementlar valentligi; ikki elementning valentlik birliklari soni teng.

{Al}^{III} O^{II} : EKUK (3, 2) = 6 \Rightarrow Al_{2} O_{3}

Formulani valentlik bo‘yicha tuzish: valentliklarning eng kichik umumiy karralisini (EKUK) har bir valentlikka bo‘lamiz — Al: 6 : 3 = 2, O: 6 : 2 = 3.

ω (N) = \frac{2 \cdot 14,007}{60,06} \approx 46,6 %

Karbamid $CO (NH_{2})_{2}$ — eng ko‘p ishlatiladigan azotli o‘g‘it.

Nazariya

Kimyoviy element va belgi

Kimyoviy element — bir xil turdagi atomlar (yadro zaryadi bir xil). Har bir element kimyoviy belgi bilan yoziladi: 1813–1814-yillarda shved kimyogari Y. Berselius element lotincha nomining bosh harfini yoki bosh harfi bilan keyingi harflaridan birini olishni taklif qilgan: Fe — *Ferrum* (temir), Cu — *Cuprum* (mis), S — *Sulfur* (oltingugurt), Na — *Natrium*, C — *Carboneum*, O — *Oxygenium*, H — *Hydrogenium*. Belgi elementni ham, uning bitta atomini ham bildiradi: 2O — ikkita kislorod atomi. Elementlar haqida batafsil — «Elementlar va davriy jadval» tajribasida.

Oddiy va murakkab moddalar, molekula

Oddiy modda bitta element atomlaridan tuzilgan: temir Fe, mis Cu, oltingugurt S, kislorod O₂. Murakkab modda (birikma) ikki va undan ko‘p element atomlaridan iborat: suv H₂O, osh tuzi NaCl, bo‘r CaCO₃. Bitta element bir nechta oddiy modda hosil qilishi mumkin: kislorod O₂ va ozon O₃, grafit va olmos — bu allotropiya. Molekula — moddaning kimyoviy xossalarini saqlovchi eng kichik zarra (H₂O, CO₂, S₈). Ammo hamma moddalar molekulalardan tuzilmagan: metallarda atomlar, osh tuzida Na⁺ va Cl⁻ ionlari kristall panjara hosil qiladi — ular uchun formula atomlar (ionlar) nisbatini ko‘rsatadi.

Kimyoviy formula nimani aytadi

Formula moddaning sifat tarkibini (qaysi elementlar) va miqdoriy tarkibini (har biridan nechta atom) bildiradi. Belgining o‘ng pastidagi kichik raqam — indeks: H₂O da ikkita H va bitta O (1 yozilmaydi). Formula oldidagi katta raqam — koeffitsient: 3H₂O — uchta suv molekulasi, ularda 6 ta H va 3 ta O atomi. Qavs ichidagi guruh indeksga ko‘paytiriladi: CO(NH₂)₂ da 2 ta N va 4 ta H. Kristallogidratdagi nuqta suv molekulalarini qo‘shadi: CuSO₄·5H₂O.

Valentlik

Valentlik — atomning boshqa atomlar bilan hosil qiladigan bog‘lari soni; birlik sifatida vodorodning valentligi (I) olinadi, kislorod birikmalarida deyarli doim II valentli. Doimiy valentlik: H, Na, K — I; O, Mg, Ca — II; Al — III. O‘zgaruvchan: Fe — II, III; Cu — I, II; S — II, IV, VI; N — I dan V gacha; P — III, V; C — II, IV. Ikki elementli birikmada $A_{x} B_{y}$ valentlik birliklari teng: $x \cdot a = y \cdot b$ . Formula tuzish: valentliklarning EKUK ini topib, har biriga bo‘lamiz — Al(III) va O(II): EKUK = 6, $x = 2$ , $y = 3$ → Al₂O₃. Aksincha: Fe₂O₃ da kislorod 3 · II = 6 birlik beradi, demak har bir Fe atomi 6 : 2 = III valentli. Sahnadagi chiziqlar — grafik formula: har bir chiziq bitta valentlik birligi.

$M_r$ va massa ulushi (amaliy mashg‘ulot)

Nisbiy molekulyar massa $M_{r}$ — formuladagi atomlar nisbiy atom massalarining yig‘indisi: $M_{r} (H_{2} O) = 2 \cdot 1,008 + 15,999 \approx 18,02$ . Elementning massa ulushi $ω$ — moddaning qancha qismi shu element: suvda $ω (H) = 2,016 : 18,02 \approx 11,2 %$ — atomlarning uchdan ikkisi vodorod, lekin massaning atigi 11 foizi. Namunadagi element massasi: $m (E) = ω \cdot m$ — 50 kg karbamidda $\approx 23,3$ kg azot. Teskari masala — massa ulushidan formula: atomlar nisbati $x : y = \frac{ω_{A}}{A_{r} (A)} : \frac{ω_{B}}{A_{r} (B)}$ , so‘ng eng kichik butun sonlarga keltiriladi.

Model va manbalar

Nisbiy atom massalar — IUPAC/CIAAW (2024) qiymatlari ( $A_{r}$ (H) = 1,008, $A_{r}$ (O) = 15,999). «Maktab qiymatlari» tugmasi butun sonlarni yoqadi (Cl = 35,5) — masala shartida qaysi qiymat berilganiga qarang. Grafik formula faqat valentlik birliklarini ko‘rsatadi, molekula shaklini emas: suv molekulasi aslida burchakli (104,5°); NaCl, Al₂O₃ kabi ion birikmalarda alohida bog‘ chiziqlari yo‘q; fosfor(V) oksidining molekulasi aslida P₄O₁₀ — formula eng oddiy nisbatni beradi. Gologrammadagi molekula va kristallar o‘lchangan bog‘ uzunliklari va panjara doimiylari bo‘yicha qurilgan, atomlar kattaligi sxematik; mis kuporosi tuzilishi soddalashtirilgan.

Bilasizmi?

Kimyoviy belgilarni hozirgi ko‘rinishda 1813–1814-yillarda shved kimyogari Yens Yakob Berselius taklif qilgan. Undan oldin Jon Dalton elementlarni ichiga har xil belgi chizilgan doirachalar bilan tasvirlagan.
1828-yilda nemis kimyogari Fridrix Vyoler ammoniy sianatni qizdirib karbamid oldi — noorganik moddadan organik modda sintez qilishning mashhur dastlabki misollaridan biri.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.