ზოგადი ქიმია

საქართველოს აგრარულიუნივერსიტეტი

www.agruni.edu.ge

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი ქიმიის მეცნიერებათა დოქტორისაქართველოს პროფესიონალ ქიმიკოსთაასოციაციის თავმჯდომარე

ტელ: 593 35 75 38ელ-ფოსტა: e.elizbarashvili@agruni.edu.geვებ-გვერდი: www.chemistry.ge/eliz

ლე

ქც

ია

1

““Scientist believe in things, not in person ” Marie Curie.

ქიმიის ძირითადი ცნებები და კანონები

დღეს უნდა განვიხილოთ

ატომურ-მოლეკულური მოძღვრება

ატომი და ქიმიური ელემენტი

მარტივი ნივთიერებები: მეტალები და არამეტალები

ფარდობითი ატომური და ფარდობითი მოლეკულური მასები

მოლი - ნივთიერების რაოდენობის საზომი

მოლური მასა

ნაერთში ელემენტების მასური წილი

მასის მუდმივობის კანონი

შედგენილობის მუდმივობის კანონი

ავოგადროს კანონი

ბოილ-მარიოტის კანონი

გეილ-ლუსაკის კანონი

იდეალური აირის მდგომარეობისგანტოლება(კლაპეირონ-მენდელეევისგანტოლება)

ცნება ვალენტობის შესახებ

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია © 2014 2

ატომურ-მოლეკულური მოძღვრება

თეორია, რომლის თანახმად სამყაროში ყველაფერი შედგება უმცირესი ნაწიკალებისაგან -ატომებისაგან, რომლებიც თავის მხრივ იყოფა სუბატომურნაწილაკებად.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 3

ნივთიერებამასალა

ატომურ-მოლეკულური მოძღვრება

მოლეკულა - ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკია

ატომი შედგება ბირთვისა და ელექტრონებისაგან

ბირთვის შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისაგნ

პროტონები: მასა 1, მუხტი +1;

ნეიტრონები: მასა 1, მუხტი 0;

ელექტრონები: მასა 0, მუხტი -1

თუ ბირთვში პროტონებისა და ელექტრონების რაოდენობა ტოლია, მაშინ ატომი დამუხტული არ არის!

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 4

ატომი და ქიმიური ელემენტი

ატომი - მოლეკულის უმცირესი ნაწილაკი

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 5

++ He4

2

ქიმიური სიმბოლო ელემენტის გამოსახვის

საშუალება

რიგობრივი ნომერი

მასა სიმბოლო

ატომები ერთმანეთისგან განსხვავდებაქიმიური თვისებებით, მასითა და ზომით

ერთნაირი ქიმიური თვისებების მქონეატომებს ქიმიური ელემენტი ეწოდება

ატომი და ქიმიური ელემენტი

დღეისათვის ცნობილია 118 ქიმიური ელემენტი

ბუნებაში გავრცელებულია მხოლოდ 92 ელემენტი, დანარჩენი მიღებულია ხელოვნურად

ყველაზე „ახალი“ ელემენტების ფლეროვიუმი (114, Fl) და ლივერმორიუმი (116, Lv)

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 6

მარტივი ნივთიერებები: მეტალები და არამეტალები

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 7

ნივთიერება

მარტივი რთული

შედგება მხოლოდ ერთი სახისატომებისაგან

შედგება მხოლოდ ორი ანმეტი სახის ატომებისაგან

მარტივი ნივთიერებები: მეტალები და არამეტალები

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 8

მარტივი ნივთიერებები

მეტალები არამეტალები

Na, K, Li, Al, Ca, Fe ….. O2, N2, He , S8, ….

მარტივი ნივთიერებები: მეტალები და არამეტალები

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 9

მეტალები(ოთხი თვისება)

ბზინვარება პლასტიურობა თბოგამტარობა ელექტროგამტარობა

მარტივი ნივთიერებები: მეტალები და არამეტალები

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 10

არამეტალებიერთდროულად არ ახასიათებს ეს

ოთხი თვისება

ბზინვარება

პლასტიურობა თბოგამტარობა

ელექტროგამტარობა

ფარდობითი ატომური და ფარდობითი მოლეკულური მასები

წყალბადის ატომის მასა = 1,66x10-24g

ნახშირბადის ატომის მასა = 1,99x10-23g

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 11

ძალიან მცირე სიდიდეებია!

ფარდობითი ატომური მასა

Ar𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐻𝐻 = 𝑚𝑚𝑎𝑎 𝐻𝐻

⁄1 12𝑚𝑚𝑎𝑎(12𝐶𝐶)= 0.166�10−23

⁄1 121.99�10−24=1

ფარდობითი ატომური მასაგანყენებითი რიცხვია დაგვიჩნებს თუ რამდენჯერაღემატება ელემენტის მასანახშირბადატომის მასისერთმეთორმეტედს.

ფარდობითი ატომური და ფარდობითი მოლეკულური მასები

მოლეკულის მასაც მცირე სიდიდეა. ამიტომ ვიყენებთ ფარდობით მოლეკულურ მასას.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 12

H HO

Mr= 1 + 16 + 1 = 18

მოლი - ნივთიერების რაოდენობის საზომი

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 13

H O12-ჯერ უფრომძიმე

გამოვთვალოთ:

1გ0,166 � 10−23 გ

= 6,022 × 1023

1გ1,99 � 10−23 გ

= 6,022 × 1023

H

C

ავოგადროს რიცხვი ნივთიერების სტრუქტურულიერთეულების იმ რაოდენობას,

რომელიც ავოგადროს მუდმივასტოლია მოლი ეწოდება

მოლური მასა

ერთი მოლი ნივთიერების მასას მოლური მასა ეწოდება

მოლური მასა აღინიშნება M სობლოლოთი

მოლის მასას გამოსახავენ გ/მოლი ან კგ/მოლ ერთეულებში

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 14

𝑚𝑚𝑎𝑎 × 𝑁𝑁𝑎𝑎 = 𝑀𝑀აქედან

𝑚𝑚𝑎𝑎 =𝑀𝑀𝑁𝑁𝑎𝑎

ან ნივთიერების რაოდენობა:𝜈𝜈 =

𝑚𝑚𝑀𝑀

ნაერთში ელემენტების მასური წილი

მოლეკულური ფორმულა გვიჩვენებს ატომების რიცხვს ნივთიერების ერთმოლეკულაში ანუ ატომების მოლების რაოდენობას ერთ მოლ ნივთიერებაში. აქედან გამომდინარე შესაძლებელია მოლეკულაში შემავალი ელემენტების მასურიწილის განსაზღვრა. მაგალითად, ერთ მოლ H2O-ში წყალბადის მასური წილია:

𝜔𝜔(H) = 2 � Ar(H)/Mr(H2O) = 2/18 = 0.1111

თუ 𝜔𝜔-ს გავამრავლებთ 100%-ზე, მივიღებთ მასურ წილს პროცენტებით, რომელიცაღინიშნება ω%-ით. ω% H = 0.1111 � 100% = 11.11%.

მაგალითად, თუ ნივთიერების ფორმულაა A𝑥𝑥ByCz, ამ ნივთიერებაში A ელემენტისმასური წილი იქნება:

𝜔𝜔 A =𝑥𝑥 � Ar A

Mr(A𝑥𝑥ByCz)

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 15

მასის მუდმივობის კანონი

ქიმიურ რეაქციაში შესული ნივთიერებების მასა უდრის რეაქციის შედეგადმიღებული ნივთიერებების მასას.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 16

H H

O OH H

იხილეთ ბლოგი: „რამდენად ვაცნობიერებთ მასის მუდმივობის კანონს“ (2012-06-15, mastsavlebeli.ge) http://mastsavlebeli.ge/?action=page&p_id=12&id=44

ავოგადროს კანონი

ფრანგი ქიმიკოსის გეი-ლუსაკის ცდა (1805 წელი): 1 ლ ქლორი რეაქციაში შედის 1 ლ წყალბადთან და წარმოქმნის 2 ლ ქლორწყალბადს; 1 ლ ჟანგბადი რეაქციაში შედის 2 ლ წყალბადთან და წარმოქმნის 2 ლ წყლის ორთქლს

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 17

რეაქციაში შესული და რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი აირების მოცულობები ისეშეეფარდება ერთმანეთს, როგორც მცირე მთელი რიცხვები.

ავოგადროს კანონი

გეი-ლუსაკის მიერ აღმოჩენილი კანონზომიერების ასახსნელად იტალიელმაფიზიკოსმა ა. ავოგადრომ გამოიყენა მოლეკულის ცნება და ჩამოაყალიბა კანონი(1811 წ.):

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 18

ტოლი მოცულობის სხვადასხვა აირი ერთნაირი წნევისა და ტემპერატურისპირობებში შეიცავს ერთნაირი რაოდენობის მოლეკულებს.

ავოგადროს კანონი

ავოგადროს კანონიდან გამომდინარეობს ორი შედეგი:

1. სხვადასხვა აირის ერთი და იმავე რაოდენობის მოლეკულები ერთნაირფიზიკურ პირობებში ერთსა და იმავე მოცულობას იკავებს.

2. სხვადასხვა აირის 1 მოლი ნორმალურ პირობებში (0°C და 101.3 კპა) იკავებს22.4 ლ მოცულობას. ამ მოცულობას მოლური მოცულობა ეწოდება და აღინიშნება VM-ით.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 19

ბოილ-მარიოტის კანონი

ბოილ_მარიოტის კანონის თანახმად (მუდმივი ტემპერატურის პირობებში) აირისმოცულობა წნევის უკუპროპორციულია:

V1V0

= P0P1

; P0V0 = P1V1

გეი-ლუსაკის კანონის თანახმად (მუდმივი წნევის პირობებში) აირის მოცულობატემპერატურის პირდაპირპროპორციულია:

V1T1

= V2T2

; V1V2

= T1T2

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 20

გეილ-ლუსაკის კანონი

ბოილ_მარიოტის (17) და გეი-ლუსაკის (18) გაერთიანებული კანონისთანახმად:

P0V0T0

= 𝑃𝑃𝑃𝑃T

სადაცP0 არის ნორმალური წნევა _ 1 ატმ (SI სისტემაში 1 ატმ = 101325 პა ანუ 101.325 კპა ანუ 0.1 მგპა), V0 _ აირის მოცულობა ნორმალურ პირობებში (0°C ანუ 273K და 101.325 კპა), V _ აირის მოცულობა მოცემულ ტემპერატურასა და წნევაზე, T0 _ ნორმალური ტემპერატურა აბსოლუტური ტემპერატურის სკალით და უდრის 273 K, T - აბსოლუტური ტემპერატურა (T=273+t°C).

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 21

იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება (კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება

როცა V0 = VM, P0VM/T0 არის კონსტანტ.

იგი აღინიშნება R ასოთი.

ყველა სხვა შემთხვევაში:

PVT

= νR ანუ PV = νRT ან 𝐏𝐏𝐏𝐏 =𝐦𝐦𝐌𝐌𝐑𝐑𝐑𝐑

ამ ფორმულას იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება ანუ კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება ეწოდება.

მისი მეშვეობით შესაძლებელია აირის მოლური მასის განსაზღვრა. თუ წნევაგანსაზღვრულია ატმოსფეროებით და მოცულობა ლ-ით, მაშინR = 0.082 ატმ � ლ/(მოლი � K). თუ წნევა მოცემულია პასკალებით და მოცულობა მ3-ით (ე.ი. SI სისტემისერთეულებში), მაშინ R = 8.314 ჯ/(მოლი � K).

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 22

იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლება (კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება

იდეალური აირის მდგომარეობის განტოლების მიხედვით შესაძლებელიაფორმულაში შემავალი ნებისმიერი სიდიდის გამოთვლა, თუ გვეცოდინებადანარჩენი.

მაგალითი:

განსაზღვრეთ იმ აირის მოლეკულური მასა, რომლის 800 მლ 17°C ტემპერატურისადა 1.025 ატმ წნევის პირობებში 2 გ-ს იწონის.

ამოხსნა:კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლებიდან.

M = m�R�TP�V

= 2�0.082(273+17°C)1.025�0.8

= 58 გ/მოლი

ე.ი. აირის მოლის მასა უდრის 58 გ/მოლს.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 23

ცნება ვალენტობის შესახებ

ელემენტის უნარს, შეიერთოს განსაზღვრული რაოდენობის წყალბადის ატომები, ვალენტობა ეწოდება. წყალბადის ვალენტობა ერთის ტოლად არის მიღებული.

ელემენტები წყალბადნაერთებში ამჟღავნებენ 1-დან 4-მდე ვალენტობას.

წყალბადნაერთებში გამომჟღვანებულ ელემენტის ვალენტობას ეწოდება ვალენტობაწყალბადის მიმართ.

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 24

ცნება ვალენტობის შესახებ

სხვადასხვა ვალენტობის გასათანაბრებლად ელემენტის ვალენტობებს ჯვარედინადგადასვამენ და ინდექსად მიუწერენ ატომებს (კენტი ვალენტობის შემთხვევაში), ანერთი ატომის (მაღალ) ლუწ ვალენტობას გაყოფენ მეორე ატომის (დაბალ) ვალენტობაზე და მიღებულ მთელ რიცხვს მიუწერენ დაბალი ვალენტობის მქონეატომს ინდექსად;

მაგალითად

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 25

Na2O, Al2O3, CO2,CaO, N2O5, SO3, Mn2O7, OsO4

I II IIII III II IIIV IIV IIVI IIVII IIVIII

ცნება ვალენტობის შესახებ

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 26

C HH

HH

AlO

O

AlO

PO PO

OO O

შეკითხვები?

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 28

გახსოვდეთ, ცხოვრებაში კითხვები უფრო ბევრია, ვიდრე პასუხები!

მადლობთ ყურადღებისათვის

პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი, საავტორო უფლებები დაცულია (c) 2014 29