Молекула (лат. moles – масса) — белгілі бір заттың негізгі химиялық қасиеттерін сақтайтын ең кіші бөлшегі. Молекуладағы атомдар өзара белгілі бір тәртіппен байланысып, кеңістікте де белгілі тәртіппен орналасады.
Тарихы
Молекула ұғымы ғылымға 1860 ж. енгізілген. Молекуланы тәжірибе жүзінде 1906 ж. француз ғалымы броундық қозғалысты зерттеу кезінде дәлелдеген. Молекула құрамында бір (инертті газдар), екі (H2, O2, N2, CO, т.б.), үш (O3, N2O), сондай-ақ жүздеген, мыңдаған, тіпті одан да көп атомдар (полимер, ақуыз, т.б.) болады.
Халықаралық Карлсруэ Конгресінде 1860 жылы молекулалар мен атомдар анықтамалары қабылданды. Молекулалардың химиялық қасиеттері бар барлық химиялық заттар, ең аз бөлшектер ретінде анықталды.
Заттың химиялық құрылымының классикалық теориясы
Молекулалары бір атомнан тұратын заттар үшін (мысалы, инертті газдар) молекула ұғымы мен атом ұғымы сәйкес келеді.
Молекула құрамы брутто-формула (Н2O, CH4, HNO3) арқылы көрсетіледі. Органикалық қосылыстардың классикалық құрылыс теориясы молекуланың құрылысын атомдар арасындағы тізбекті және байланыс тәртібін көрсететін құрылымдық формуламен өрнектеуге мүмкіндік берді. Эмпирикалық формулалары бірдей молекулалардың құрылысы әр түрлі және түрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Молекуланың көптеген қасиеттері оның симметриясына тікелей байланысты болады. Молекула энергиясы ондаған және жүздеген кДж/мольмен есептелетін квантталған құраушылардан – электрон қозғалысының энергиясынан, атом ядроларының тербелмелі қозғалысының, сондай-ақ бүтіндей молекуланың кеңістікте ілгерілемелі және айналмалы қозғалысының энергияларынан құралады. Қандай да бір электрондық күйдегі молекуланың орнықтылығы ядролардың тербелмелі қозғалысының потенциалдық энергиясы минимумының болуына байланысты анықталады.
Заттың құрылымының квантты-химиялық теориясы
Молекула — электрбейтарап жүйе. Егер молекулада оң және теріс зарядтардың «ауырлық центрі» сәйкес келмесе, онда молекула полюсті және олардың меншікті электрлік дипольдік моменті болады. Молекула сыртқы электр өрісінде дипольдік моментке ие болу қасиетімен сипатталады. Молекулалардың басым көпшілігі диамагнитті, яғни тұрақты магниттік моменті болмайды; олардың магниттік алғырлығы теріс. Парамагнитті молекула тұрақты магниттік моментінің болуымен сипатталады. Парамагниттік қасиет молекуланың құрамында жұпталмаған электрондардың болуымен байланысты; олардың магниттік алғырлығы оң болады. Молекула туралы көптеген ақпарат оптикалық, мессбауэрлік, фотоэлектрондық, ядролық магниттік резонанс, ядролық квадрупольдік резонанс спектроскопиялары, сонымен қатар кванттық химия және химиялық әдістер көмегімен алынады.
Молекулалық масса
Молекулалық масса, салыстырмалы молекулалық масса – заттың бір молекуласының массасы. Молекулалық масса молекуланы құрайтын барлық атомдар массаларының қосындысына тең. Олар өте кішкене болғандықтан, тәжірибеде олардың орнына салыстырмалы атомдық масса және салыстырмалы молекулалық масса ұғымдары қолданылады. Салыстырмалы молекулалық масса (Мr) заттың бір молекуласы массасының көміртектің 12С изотопы массасының 1/12 бөлігіне қатынасына тең. Көміртектің 12С изотопы массасының 1/12 бөлігі массаның атомдық бірлігі ретінде қабылданған: молекуланың атомдық бірлігі (м.а.б.) =1,6607.10–24 г. Егер зат молекуласының құрамы белгісіз болса, онда белгісіз заттың молекулалық массасын эбуллиоскопия, криоскопия, осмометрия, масс-спектроскопия, т.б. әдістер арқылы анықтауға болады. Молекулалық масса химиялық, физикалық және химия-техникалық есептеулерде қолданылады.
Молекулалық спектр
Спектр — берілген физикалық шаманың қабылданатын әр түрлі мәндерінің жиынтығы. Спектрлі әдісте зерттелетін атомдар мен молекулалардың электро-магнигті толқындарды таңдап, талғап өзіне сіңіру, тарату қабілеті пайдаланылады. Бұл әдістер молекулаларда қатарынан жүретін бірнеше құбылыстарды білуге мүмкіндік береді, атап айтканда, электрондардың бір энергетикалық денгейден басқа деңгейге ауысуы, бүтіндей молекуладағы не оның құрамына енетін атом мен элементар бөлшектерде болатын тербелмелі не айналмалы қозғалыс энергиясының өзгеруі, т. б.
Оқшауланған атомдар мен молекулалардың қозғалысындағы ерекшеліктері олардың спектр құрылымынан көрінеді. Атомдарға сызық-сызық болып көрінетін спектрлер тән. Олардын әрбір сызығы жеке-жеке, анық және әрқайсысы белгілі бір жиіліктегі жағдайды білдіреді. Демек, атомдардағы шығару спектрлері. электрондардын қоздырылған энергетикалық деңгсйден ңегізгіге ауысқан кезінде пайда болады. Ондағы тербелістің жиілігі квантталу шартымен анықталады: ү= (Е, — Е0) : һ; (\v — тербеліс жиілігі; Е{ — қоздырылған деңгейдегі электрон энергиясы; Е0 —негізгі деңгейдегі электрон энергиясы; һ — Планк тұрактысы).
Атомдық спектрмен салыстырғанда, толық молекулалық спектрлер әлдеқайда күрделі. Олар бір-біріне өте жақын, жиі тшті кейде бірігіп, бүтін бір жолақ болып көрінетін көптеген сызықтан тұрады. Мұндай спектрлер молекуладағы өте күрделі және көптеген құбылыстар мен өзгерістерді көрсетеді, мысалы, ядроның тербелуі және оның тепе-теңдік жағдайдан ауытқуы, электрондардың ауысуы, кванттық өзгерістер, т. б.
Молекулалық спектрлер көбіне сіңіру спектрі болады, ал олардан шығару спектрін алу қиын, өйткені молекула электромагниттік тербеліс шығару үшін, оны қоздыру керек. Әрине, күрделі молекула электрлік әсер не қыздыру кезінде қозудын орнына оңай ыдырап, жекеленген атомдарға жіктеледі және осы кезде пайда болатын шығару спектрі өте әлсіз де, оның есесіне сіңіру спектрі айқын, басым болады.
Молекула құрылысын спектрлік әдіспен зерттегенде, әр түрлі облыста сәйкес орналасқан толқын ұзындығымен жұмыс жүргізуге тура келеді. Әдетте, мынадай спектрлі облыстар белгілі: а) шамамен толқын ұзындығы 10~5— 10~4 см аралықтағы көзге көрінетін облыстағы және ультракүлгін (УҚ); б) толқын ұзьшдығы 10~4 — —10~3 см немесе 1—50 мк аралығындағы, көзге көрінбейтін инфра-қызыл (ИҚ) сәулелер; в) ИҚ сәуледен алыс 10~3— 10^2см немесе 50—250 мк аралығында орналасқан толқындар. Мұның әрі радио-спектроскопия әдісімен зерттелетін микротолқынды облыстар ор-наласады.
Молекуладағы атомдардың тербелуі
Молекулалардағы тербелмелі қозғалыстардың түрі сан алуан. Олардың арасындағы бірден бір қарапайым түрі — екі атом ядросын қосатын түзу сызық бойына орналасқандардың бір-біріне тәуелсіздік жағдайда тербелуі. Мұны серіппе арқылы байланыскан екі шардың механикалық тербелісімен ойша салыстыруға болады. Егер екі шарды бір-біріне тартатын күш серіппе болса, молекулаларда мұндай серіппенің міндетін электрондардың өзара әсерінен пайда болатын валенттілік байланыс атқарады, ал екі ядроның бір-біріне әсерінен тебіліс пайда болады. Егер ядроларды тербеліске келтіретін энергия жеткілікті, тіпті көп болса, онда тербелмелі қозғалыс ангармоникалық заңдылыққа бағынады.
Инфрақызыл спектрлер (КҚС) инфрақызыл сәулелер үшін мөлдір, яғни сәулені тұтпайтын ас тұзы, калий бромиді сияқты кристалдар оптикалық аспаптары бар спектограф көмегімен жазылады. ИК-сәулелерді тіркеу олардың жылу әсеріне негізделіп, термоэлемент пен болометр және өзі жазатын құралдар, қондырғылар көмегімен жүзеге асады. Сұйық және газ күйіндегі қосылыстардың ИҚ-спектрлері бірден жазылып шығады, ал қатты заттардын спектрін жазу үшін оларды әуелі бір ортада ұсактап аламыз. Тәжірибеден алынған деректерге қараған-да, сіңіру ИҚ-спектрлері сіңіру энергиясының толқын жиілігіне не оның ұзындығына тәуелді болады.
ИК-спектрлерде кез келген толқын көрініп, анықтала бермейді, тек молекуланың дипольдік моментіне әсер етіп, оны өзгертуге себепкер болатын толқындар ғана жазылады. Бұл құбылыс оңай түсіндіріледі және молекуладағы атом құрылысы мен ИК-спектрлер арасындағы табиғи бірлікті, байланысты көрсетеді. Таралатын толқындардың бәрі де тербелмелі электромагниттік өрісі бар құбылыс және оның пайда болуы үшін электр зарядының осцилляциялануы шарт. Зерттелетін зат толқынды өзіне сіңірсе, онда оныңорнына осцилдеуші электр заряды пайда болады. Молекуладағы ядро электрондар ықпалынан пайда болатын электр өрісінің ортасында тербеледі. Мұндайда оң және теріс зарядтардың тез-тез қайта бөлініп, таралуы салдарынан дипольдік момент өзгерсе, онда дипольдік момент қандай жиілікте осцилденсе, ИК-сәуле де сондай жиілікпен таралады.
Валенттілік және деформациялық тербелістерді тек олардың өздеріне ғана тән жиілік шамасына орай айыруға болады. Мысалы, көміртек пен сутек арасындағы валенттілік тербеліс 2800— 3000 см~’ жиілікте кездеседі. Ал, валенттілік бұрыштарын деформациялауға жұмсалатын күш шамасы, осы байланысты созуға, алыстатуға қажетті күштен кем болады. Олай болса, сол көміртек пен сутек байланысын деформациялау тербелісі 1200—1400 см~’ жиілік шамасында екен, әрине, бұл валенттілік тербеліс жиілігінен екі еседей аз.
Көптеген қосылыстардын молекуланың спектрінде белгілі бір құрылымдағы топ қайталана берсе, онда оларға ортақ жиілікті бөліп көрсетуге болады. Бұл жиілік тек осы топтағы байланысты ғана сипаттайды. Айталық, көміртек пен көміртек арасындағы қос байланыс 1710 см-І, спирттегі оттек пен сутек арасындағы байланыс 3688 см~! жиілікте сипатталады. Барлық химиялық элементтерді, олардың арасындағы валенттілік байланыстар белгілі бір жиілікке сай келеді және ол анықтамалықтарда беріледі. ИК-спектрді пайдаланып құрамы, құрылысы әлі белгісіз кез келген қосылыстарды зерттеп, қандай химиялық элементтерден құралғанын және олардың қалай байланысқанын анықтауға болады. ИҚ-спектр көмегімен тек химиялық ғана емес физикалық зерттеулер де жүргізіледі, бұл әдіс ғылым лабораториясынан өндіріс лабораториясынада енуде.
Дереккөздер
- Қазақ Совет Энциклопедиясы, 8–том
- , 6 том.
Сілтемелер
- Ортаққорда бұған қатысты медиафайлдар бар: Молекула
Бұл мақаланы Уикипедия сапа талаптарына лайықты болуы үшін уикилендіру қажет. |
уикипедия, wiki, кітап, кітаптар, кітапхана, мақала, оқу, жүктеу, тегін, тегін жүктеу, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, сурет, музыка, ән, фильм, кітап, ойын, ойындар, ұялы, андроид, iOS, apple, ұялы телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ДК, веб, компьютер
Molekula lat moles massa belgili bir zattyn negizgi himiyalyk kasietterin saktajtyn en kishi bolshegi Molekuladagy atomdar ozara belgili bir tәrtippen bajlanysyp kenistikte de belgili tәrtippen ornalasady TarihyMolekula ugymy gylymga 1860 zh engizilgen Molekulany tәzhiribe zhүzinde 1906 zh francuz galymy broundyk kozgalysty zertteu kezinde dәleldegen Molekula kuramynda bir inertti gazdar eki H2 O2 N2 CO t b үsh O3 N2O sondaj ak zhүzdegen myndagan tipti odan da kop atomdar polimer akuyz t b bolady Halykaralyk Karlsrue Kongresinde 1860 zhyly molekulalar men atomdar anyktamalary kabyldandy Molekulalardyn himiyalyk kasietteri bar barlyk himiyalyk zattar en az bolshekter retinde anyktaldy Zattyn himiyalyk kurylymynyn klassikalyk teoriyasy Molekulalary bir atomnan turatyn zattar үshin mysaly inertti gazdar molekula ugymy men atom ugymy sәjkes keledi Molekula kuramy brutto formula N2O CH4 HNO3 arkyly korsetiledi Organikalyk kosylystardyn klassikalyk kurylys teoriyasy molekulanyn kurylysyn atomdar arasyndagy tizbekti zhәne bajlanys tәrtibin korsetetin kurylymdyk formulamen ornekteuge mүmkindik berdi Empirikalyk formulalary birdej molekulalardyn kurylysy әr tүrli zhәne tүrli kasietterge ie boluy mүmkin Molekulanyn koptegen kasietteri onyn simmetriyasyna tikelej bajlanysty bolady Molekula energiyasy ondagan zhәne zhүzdegen kDzh molmen esepteletin kvanttalgan kuraushylardan elektron kozgalysynyn energiyasynan atom yadrolarynyn terbelmeli kozgalysynyn sondaj ak bүtindej molekulanyn kenistikte ilgerilemeli zhәne ajnalmaly kozgalysynyn energiyalarynan kuralady Қandaj da bir elektrondyk kүjdegi molekulanyn ornyktylygy yadrolardyn terbelmeli kozgalysynyn potencialdyk energiyasy minimumynyn boluyna bajlanysty anyktalady Zattyn kurylymynyn kvantty himiyalyk teoriyasy Molekula elektrbejtarap zhүje Eger molekulada on zhәne teris zaryadtardyn auyrlyk centri sәjkes kelmese onda molekula polyusti zhәne olardyn menshikti elektrlik dipoldik momenti bolady Molekula syrtky elektr orisinde dipoldik momentke ie bolu kasietimen sipattalady Molekulalardyn basym kopshiligi diamagnitti yagni turakty magnittik momenti bolmajdy olardyn magnittik algyrlygy teris Paramagnitti molekula turakty magnittik momentinin boluymen sipattalady Paramagnittik kasiet molekulanyn kuramynda zhuptalmagan elektrondardyn boluymen bajlanysty olardyn magnittik algyrlygy on bolady Molekula turaly koptegen akparat optikalyk messbauerlik fotoelektrondyk yadrolyk magnittik rezonans yadrolyk kvadrupoldik rezonans spektroskopiyalary sonymen katar kvanttyk himiya zhәne himiyalyk әdister komegimen alynady Molekulalyk massaMolekulalyk massa salystyrmaly molekulalyk massa zattyn bir molekulasynyn massasy Molekulalyk massa molekulany kurajtyn barlyk atomdar massalarynyn kosyndysyna ten Olar ote kishkene bolgandyktan tәzhiribede olardyn ornyna salystyrmaly atomdyk massa zhәne salystyrmaly molekulalyk massa ugymdary koldanylady Salystyrmaly molekulalyk massa Mr zattyn bir molekulasy massasynyn komirtektin 12S izotopy massasynyn 1 12 boligine katynasyna ten Komirtektin 12S izotopy massasynyn 1 12 boligi massanyn atomdyk birligi retinde kabyldangan molekulanyn atomdyk birligi m a b 1 6607 10 24 g Eger zat molekulasynyn kuramy belgisiz bolsa onda belgisiz zattyn molekulalyk massasyn ebullioskopiya krioskopiya osmometriya mass spektroskopiya t b әdister arkyly anyktauga bolady Molekulalyk massa himiyalyk fizikalyk zhәne himiya tehnikalyk esepteulerde koldanylady Molekulalyk spektrSpektr berilgen fizikalyk shamanyn kabyldanatyn әr tүrli mәnderinin zhiyntygy Spektrli әdiste zertteletin atomdar men molekulalardyn elektro magnigti tolkyndardy tandap talgap ozine siniru taratu kabileti pajdalanylady Bul әdister molekulalarda katarynan zhүretin birneshe kubylystardy biluge mүmkindik beredi atap ajtkanda elektrondardyn bir energetikalyk dengejden baska dengejge auysuy bүtindej molekuladagy ne onyn kuramyna enetin atom men elementar bolshekterde bolatyn terbelmeli ne ajnalmaly kozgalys energiyasynyn ozgerui t b Okshaulangan atomdar men molekulalardyn kozgalysyndagy erekshelikteri olardyn spektr kurylymynan korinedi Atomdarga syzyk syzyk bolyp korinetin spektrler tәn Olardyn әrbir syzygy zheke zheke anyk zhәne әrkajsysy belgili bir zhiiliktegi zhagdajdy bildiredi Demek atomdardagy shygaru spektrleri elektrondardyn kozdyrylgan energetikalyk dengsjden negizgige auyskan kezinde pajda bolady Ondagy terbelistin zhiiligi kvanttalu shartymen anyktalady ү E E0 һ v terbelis zhiiligi E kozdyrylgan dengejdegi elektron energiyasy E0 negizgi dengejdegi elektron energiyasy һ Plank turaktysy Atomdyk spektrmen salystyrganda tolyk molekulalyk spektrler әldekajda kүrdeli Olar bir birine ote zhakyn zhii tshti kejde birigip bүtin bir zholak bolyp korinetin koptegen syzyktan turady Mundaj spektrler molekuladagy ote kүrdeli zhәne koptegen kubylystar men ozgeristerdi korsetedi mysaly yadronyn terbelui zhәne onyn tepe tendik zhagdajdan auytkuy elektrondardyn auysuy kvanttyk ozgerister t b Molekulalyk spektrler kobine siniru spektri bolady al olardan shygaru spektrin alu kiyn ojtkeni molekula elektromagnittik terbelis shygaru үshin ony kozdyru kerek Әrine kүrdeli molekula elektrlik әser ne kyzdyru kezinde kozudyn ornyna onaj ydyrap zhekelengen atomdarga zhikteledi zhәne osy kezde pajda bolatyn shygaru spektri ote әlsiz de onyn esesine siniru spektri ajkyn basym bolady Molekula kurylysyn spektrlik әdispen zerttegende әr tүrli oblysta sәjkes ornalaskan tolkyn uzyndygymen zhumys zhүrgizuge tura keledi Әdette mynadaj spektrli oblystar belgili a shamamen tolkyn uzyndygy 10 5 10 4 sm aralyktagy kozge korinetin oblystagy zhәne ultrakүlgin UҚ b tolkyn uzshdygy 10 4 10 3 sm nemese 1 50 mk aralygyndagy kozge korinbejtin infra kyzyl IҚ sәuleler v IҚ sәuleden alys 10 3 10 2sm nemese 50 250 mk aralygynda ornalaskan tolkyndar Munyn әri radio spektroskopiya әdisimen zertteletin mikrotolkyndy oblystar or nalasady Molekuladagy atomdardyn terbeluiMolekulalardagy terbelmeli kozgalystardyn tүri san aluan Olardyn arasyndagy birden bir karapajym tүri eki atom yadrosyn kosatyn tүzu syzyk bojyna ornalaskandardyn bir birine tәuelsizdik zhagdajda terbelui Muny serippe arkyly bajlanyskan eki shardyn mehanikalyk terbelisimen ojsha salystyruga bolady Eger eki shardy bir birine tartatyn kүsh serippe bolsa molekulalarda mundaj serippenin mindetin elektrondardyn ozara әserinen pajda bolatyn valenttilik bajlanys atkarady al eki yadronyn bir birine әserinen tebilis pajda bolady Eger yadrolardy terbeliske keltiretin energiya zhetkilikti tipti kop bolsa onda terbelmeli kozgalys angarmonikalyk zandylykka bagynady Infrakyzyl spektrler KҚS infrakyzyl sәuleler үshin moldir yagni sәuleni tutpajtyn as tuzy kalij bromidi siyakty kristaldar optikalyk aspaptary bar spektograf komegimen zhazylady IK sәulelerdi tirkeu olardyn zhylu әserine negizdelip termoelement pen bolometr zhәne ozi zhazatyn kuraldar kondyrgylar komegimen zhүzege asady Sujyk zhәne gaz kүjindegi kosylystardyn IҚ spektrleri birden zhazylyp shygady al katty zattardyn spektrin zhazu үshin olardy әueli bir ortada usaktap alamyz Tәzhiribeden alyngan derekterge karagan da siniru IҚ spektrleri siniru energiyasynyn tolkyn zhiiligine ne onyn uzyndygyna tәueldi bolady IK spektrlerde kez kelgen tolkyn korinip anyktala bermejdi tek molekulanyn dipoldik momentine әser etip ony ozgertuge sebepker bolatyn tolkyndar gana zhazylady Bul kubylys onaj tүsindiriledi zhәne molekuladagy atom kurylysy men IK spektrler arasyndagy tabigi birlikti bajlanysty korsetedi Taralatyn tolkyndardyn bәri de terbelmeli elektromagnittik orisi bar kubylys zhәne onyn pajda boluy үshin elektr zaryadynyn oscillyaciyalanuy shart Zertteletin zat tolkyndy ozine sinirse onda onynornyna oscildeushi elektr zaryady pajda bolady Molekuladagy yadro elektrondar ykpalynan pajda bolatyn elektr orisinin ortasynda terbeledi Mundajda on zhәne teris zaryadtardyn tez tez kajta bolinip taraluy saldarynan dipoldik moment ozgerse onda dipoldik moment kandaj zhiilikte oscildense IK sәule de sondaj zhiilikpen taralady Valenttilik zhәne deformaciyalyk terbelisterdi tek olardyn ozderine gana tәn zhiilik shamasyna oraj ajyruga bolady Mysaly komirtek pen sutek arasyndagy valenttilik terbelis 2800 3000 sm zhiilikte kezdesedi Al valenttilik buryshtaryn deformaciyalauga zhumsalatyn kүsh shamasy osy bajlanysty sozuga alystatuga kazhetti kүshten kem bolady Olaj bolsa sol komirtek pen sutek bajlanysyn deformaciyalau terbelisi 1200 1400 sm zhiilik shamasynda eken әrine bul valenttilik terbelis zhiiliginen eki esedej az Koptegen kosylystardyn molekulanyn spektrinde belgili bir kurylymdagy top kajtalana berse onda olarga ortak zhiilikti bolip korsetuge bolady Bul zhiilik tek osy toptagy bajlanysty gana sipattajdy Ajtalyk komirtek pen komirtek arasyndagy kos bajlanys 1710 sm I spirttegi ottek pen sutek arasyndagy bajlanys 3688 sm zhiilikte sipattalady Barlyk himiyalyk elementterdi olardyn arasyndagy valenttilik bajlanystar belgili bir zhiilikke saj keledi zhәne ol anyktamalyktarda beriledi IK spektrdi pajdalanyp kuramy kurylysy әli belgisiz kez kelgen kosylystardy zerttep kandaj himiyalyk elementterden kuralganyn zhәne olardyn kalaj bajlanyskanyn anyktauga bolady IҚ spektr komegimen tek himiyalyk gana emes fizikalyk zertteuler de zhүrgiziledi bul әdis gylym laboratoriyasynan ondiris laboratoriyasynada enude DerekkozderҚazak Sovet Enciklopediyasy 8 tom 6 tom SiltemelerOrtakkorda bugan katysty mediafajldar bar MolekulaBul makalany Uikipediya sapa talaptaryna lajykty boluy үshin uikilendiru kazhet