10)
ქიმიური ნაერთების ფორმულის შედგენა
|
ქიმიური ფორმულა: ინდივიდუალურ ნივთიერებათა შედგენილობის გამოსახულება ქიმიური ნიშნებისა და რიცხვების საშუალებით. ზოგად შემთხვევაში გამოისახება როგორც აyბxგz. სადაც ა, ბ, გ არის ქიმიურ ელემენტთა სიმბოლოები (Na, O, Fe, Cl და ა.შ.) რომელთაგან შედგება მოცემული ნივთიერება, ხოლო x, y, z მთელი რიცხვებია, რომლებიც გვიჩვენებენ მოლეკულაში შემავალი ცალკეული ატომების რაოდენობას. საგულისხმოა, რომ ქიმიურ ფორმულებში რიცხვი 1 არ იწერება და ის უგულველყოფილია. |
 |
ქიმიური ელემენტების კომბინირებით მიიღებიან ნაერთები ძირითადი პრინციპით:
აx+ + ბ-y → აyბx (სქემა 1)
❶ ნაერთის ფორმულის ელემენტ „ა“-ს როლში გამოდის ის, რომელიც პერიოდულ სისტემაში მეორესთან შედარებით უფრო მარცხნივ არის განლაგებული.
| მაგალითისათვის: Li და F დაწყვილებისას. პერიოდულ სისტემაში Li-ის პოზიცია უფრო მარცხნივ არის ვიდრე F-ს, მათი შეერთებით მისაღები ფორმულის სწორ ჩანაწერში „ა“-ს როლში გამოდის Li (ლითიუმი), ხოლო „ბ“-ს როლში იქნება პერიოდულ სისტემაში უფრო მარჯვნივ განლაგებული ელემენტი F (ფტორი). |
❷
ელემენტების შესაბამისი ჟანგვის ხარისხი
x+ და y-
იძებნება პერიოდულ სისტემაში მოცემული ელემენტის უჯრაში.
მოძიებისას მიაქციეთ ყურადღება
'+' და
'—' მუხტებს. „ა“-ს როლში გამოსული
ელემენტისათვის ყოველთვის შეირჩევა ჟანგვის ხარისხი + ნიშნით, ხოლო „ბ“-ს
კი უარყოფითი - ნიშნით.
❸ ელემენტების დაკავშირებისას მათი სიმბოლოების ინდექსები (x და y) იწერებიან კონკრეტული ციფრების სახით და მათ წარმოადგენს მეწყვილე ელემენტის ჟანგვის ხარისხი (იხ. დასაწყისში სქემა 1.) მაგალითად:
| P5+ + O2- → P2O5 | V5+ + C4- → V4C5 |
| Al3+ + S2- → Al2S3 | Cl7+ + O2- → Cl2O7 |
❹ საყურადღებოა, რომ თუ ჟანგვის ხარისხი ერთის ტოლია ის ციფრების სახით არ აღინიშნება (წერისას და კითხვისას იგულისხმება, რომ ერთია).
| გამოსახვის ფორმატი | |
| სწორი | არასწორი |
| K+ + N3- → K3N | K1+ + N3- → K3N1 |
| Si4+ + F- → SiF4 | Si4+ + F1- → Si1F4 |
| Na+ + C4- → Na4C | Na1+ + C4- → Na4C1 |
❺
ასევე, თუ ელემენტების ინდექსები ერთმანეთზე იყოფიან, მაშინ ორივე
ინდექსი იყოფა მათგან უმცირესზე. მაგალითად:
S4+
+ O2-
→
S2O4
ინდექსები 4 და 2 ერთმანეთზე იყოფა (არიან ჯერადები).
შესაბამისად შემდგომ უნდა მოხდეს მათი გაყოფა
უმცირესზე, ანუ ამ შემთხვევაში 2-ზე. მაშასადამე საბოლოო ფორმულა იქნება
არა S2O4
არამედ SO2.
ამგვარად:
Mg2+
+ Si4-
→
არ დარჩება, როგორც Mg4Si2.
რადგანაც მოცემული ინდექსები 4 და 2 ერთმანეთზე
იყოფიან და ფორმულაში გამოდის 2 და 1 შესაბამისად საბოლოო
ფორმულა გამოდის, როგორც Mg2Si.
იგივენაირად W6+
+ O2-
→
არა W2O6
არამედ
WO3-ია
ვინაიდან ინდექსები 6 და 2 ერთმანეთზე
იყოფიან.
11) ლითონთა და არალითონთა ოქსიდების ქიმიური თვისებები.
|
ოქსიდები: ქიმიური ელემენტის ჟანგბადთან ნაერთს ოქსიდი ეწოდება. ოქსიდები მხოლოდ ორი ელემენტისაგან შემდგარი ნაერთებია, რომელთაგანაც ერთ-ერთი ჟანგბადია. ოქსიდებში ჟანგბადი ყოველთვის ავლენს 2- ჟანგვის ხარისხს. |
 |
| ნახ 1. ელემენტთა ოქსიდების ზოგადი ფორმულები. E სიმბოლოთი აღინიშნება ნებისმიერი ელემენტი. |
ატომების მიერ ელექტრონების მიმართ განსხვავებული სწრაფვა უთუოდ ისახება მათგან შემდგარი ნივთიერებების ქიმიურ თვისებებზე. როგორც ჩვენთვის ცნობილია, ელექტრონების მიმართ მაღალი ლტოლვის მქონე (ელექტრონების ამრთმევი, დამჟავნგველი) ატომები წარმოადგენენ არალითონებს, ხოლო ელექტრონების გამცემ ატომებს წარმოადგენენ ლითონები, აღმდგენელები. გასულ კვირას გარჩეულ იქნა ლითონთა და არალითონთა ქიმიური თვისებები, რომლებიც როგორც ირკვევა გააჩნიათ ურთიერთგამომრიცხავი/ურთიერთშემავსებელი ხასიათი (ვისაც გახსენება სჭირდება იხ. ბმული კვირა 2/ნახ. 3). როგორც თქვენ სავარაუდოდ ხვდებით, ანალოგიური სურათი ვრცელდება მათგან წარმოქმნილ ნივთიერებებზეც. ლითონებისა და არალითონების ნაერთებს ასევე გააჩნიათ თვისებათა ამგვარი პოლარობა.
რაც შეეხებათ თავად ოქსიდებს, აქ აღსანიშნავია:
|
ოქსიდების ქიმიური თვისებები: • ლითონთა ოქსიდებს გააჩნიათ ფუძე თვისებები და წყალთან ურთიერთქმედების შემთხვევაში იძლევიან ფუძეებს; • არალითონთა ოქსიდებს გააჩნიათ მჟავა თვისებები და წყალთან ურთიერთქმედების შემთხვევაში იძლევიან მჟავებს. |
ამასთან დამატებით კიდევ ორი თვისებაც:
• ლითონთა და არალითონთა ოქსიდების ურთიერთქმედების
შედეგად მიიღებიან მარილები;
• ლითონთა ოქსიდები ურთიერთქმედებენ მჟავებთან, ხოლო
არალითონების - ფუძეებთან.
12) ფუძეების და მჟავების ქიმიური თვისებები. მარილები.
დედამიწის ბიოსფეროში წყლის შემცველობა იმდენად დიდია და გაბატონებული, რომ გამორიცხულია მისი დომინირების უგილველყოფა. როგორც სიცოცხლის შემსწავლელ, ასევე სხვა და სხვა ფუნდამენტურ თუ გამოყენებით სფეროებში წყალს ხშირად უკავია ცენტრალური ადგილი. არ იქნებოდა მცდარი, რომ ნივთიერებების შესახებ, დედამიწაზე პრობლემების გადაჭრის სამსახურში მდგარი, მეცნიერებისათვის პირდაპირ "წყლის ქიმია" ეწოდებინათ. ამრიგად, არ არის გასაკვირი რომ წყლის მონაწილეობით მიღებულ ნივთიერებებს ეთმობათ განსაკუთრებული და დიდი ყურადღება.
ქიმიური მეცნიერებებისათვის წყალი, გამხსნელის გარდა, შესაძლოა განიხილებოდეს როგორც პოტენციური რეაგენტი (H2O იგივე HOH). მისი მოლეკულები იშლებიან რეაქციაში მონაწილეობის მისაღებად თავისი შემადგენლობიდან გამომდინარე ერთ შემთხვევაში თავისუფალ ელემენტებად: სუფთა (H) წყალბადად და (O) ჟანგბადად, ასევე, რაც უფრო ხშირად ხდება (H) წყალბადად და (OH) ჰიდროქსილის ჯგუფად.
არსებობს წყლის წარმოებული ნივთიერებების მთელი რიგები, რომელთა მნიშვნელოვნობის გამო ისინი ცალკეულ კლასებად არიან წოდებულნი. ერთი კლასი წარმოადგენს დაშლილი წყლის ფრაგმენტ H-ის შემცველ ნაერთებს (მჟავები), ხოლო მეორე კლასი - ფრაგმენტ OH-ის შემცველ ნაერთებს (ფუძეები).
|
|
განხილული პრეზენტაცია ¹1 |
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
||||||
პრეზენტაციიდან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ:
|
ფუძე:
არის ლითონის ჰიდროქსიდი (OH) − ჰიდროქსიდის ჯგუფის ჟანგვის ხარისხი არის -1 |
|
მჟავა:
შედგება აქტიური (ძვრადი) წყალბადისაგან და მჟავური ნაშთისაგან. მოძრავი წყალბადის ჟანგვის ხარისხი არის +1; ხოლო დარჩენილი მჟავური ნაშთის ჟანგვის ხარისხი უარყოფითია და რაოდენობრივად უდრის მჟავისაგან მოწყვეტილი წყალბადიონების რიცხვს. |
|
მარილი:
შედგება ლითონისა და მჟავური ნაშთისაგან. |
ფუძისა და მჟავის ურთიერთქმედება
|
ნეიტრალიზაციის
რეაქცია:
ნეიტრალური (ლათ. neuter — არც ეს და არც ის). მჟავისა და ფუძის ურთიერთქმედების რეაქცია, რომლის დროსაც წარმოიქმნება მარილი და წყალი. |
მჟავა და ფუძე ერთმანეთის
ანტაგონისტი (საწინააღმდეგო) თვისებების მქონე ნაერთები გახლავთ. მათი
ურთიერთქმედების შედეგად მიღებულ პროდუქტებში ცხრება როგორც მჟავა ასევე
ფუძე თვისებები, ისინი ნეიტრალიზდებიან.
ამ ტიპის რეაქციის გამომწვევი მიზეზი გახლავთ წყალბადის
(H) და ჰიდროქსი
ჯგუფის (OH)
ერთმანეთთან ძლიერი სწრაფვა, რომლის მიღწევის შედეგად მიიღება წყალი
(HOH)
იხ. ნახ 2. ფუძისაგან ჰიდროქსიდის ჩამოშორებით რჩება ლითონი
(Me),
ხოლო მჟავისაგან - მჟავური ნაშთი
(A),
სწორედ ამ დარჩენილი ფრაგმენტების კომბინირებით მიიღებიან მარილები
(MeA).
 |
 |
| ნახ 2. ნეიტრალიზაციის რეაქციის სქემები |
მიაქციეთ ყურადღება, მარილის ფორმულის შედგენისას აუცილებელია მასში შემავალი კომპონენტების ვალენტობების გათვალისწინება (მარილის კომპონენტებია ლითონი და მჟავური ნაშთი).
ასე მაგალითად ნახ 2. (მეორე მაგალითი):
KOH და H₂SO₃
ნეიტრალიზაციის შედეგად მიღებული მარილის ფორმულა არ იქნება
KSO₃
არამედ ლითონის და მჟავური ნაშთის
ვალენტობების/ჟანგვის ხარისხის გათვალისწინებით
ის იქნება K₂SO₃,
მოგეხსენებათ
K (+1) და
SO₃
(-2).
ბინარული ნაერთების დასახელება
ორი ქიმიური ელემენტისაგან შემდგარ ნაერთებს ბინარულები ეწოდებათ (ლათ. bi- ორი).
|
ცნობისათვის:
|
ქიმიური ნომენკლატურის თანახმად ორი ელემენტისაგან
შემდგარი ნივთიერების პირველ ელემენტს
სახელი
ერქმევა მშობლიურ (ლოკალურ) ენაზე, ხოლო
მეორე ელემენტს - საერთაშორისო, რომელიც "-იდი" დაბოლოებით სრულდება.
მაგ.:
ბრომიდი, ოქსიდი, სულფიდი, კარბიდი, სელენიდი და ა.შ.
| AgS | ვერცხლის სულფიდი | NCl3 | აზოტის ქლორიდი | H2O2 | წყალბადის პეროქსიდი | OF2 | ჟანგბადის ფტორიდი | |||
| P2O3 | ფოსფორის ოქსიდი | Mg2N3 | მაგნიუმის ნიტრიდი | CaH2 | კალციუმის ჰიდრიდი | Fe2O3 | რკინის ოქსიდი |
ფუძეების დასახელება
ფუძეები გახლავთ რთული ნივთიერებები, რომლებიც შედგებიან ლითონისა და ჰიდროქსიდ (—OH) ჯგუფისაგან.
| AgOH | ვერცხლის ჰიდროქსიდი | Al(OH)3 | ალუმინის ჰიდროქსიდი | W(OH)2 | ვოლფრამის ჰიდროქსიდი | ||
| Zn(OH)2 | თუთიის ჰიდროქსიდი | KOH | კალიუმის ჰიდროქსიდი | Mg(OH)2 | მაგნიუმის ჰიდროქსიდი |
მჟავების დასახელება
არაორგანული მჟავები იყოფა ორ ძირითად სახეობად: ჟანგბადარშემცველ და ჟანგბადშემცველ მჟავებად. პირველთა დასახელების შედგენა გახლავთ "წყალბადმჟავა"-ს საფუძველზე. მაგალითად: უჟანგბადო მჟავაა H2Se (სელენწყალბადმჟავა) და HCl (ქლორწყალბადმჟავა). რაც შეეხება ჟანგბადშემცველ მჟავებს მათ შორის ხშირად გვხვდება ერთი და იგივე ელემენტის ნაერთები განსხვავებული ჟანგბადატომების რაოდენობით, რაც გამომდინარეობს მჟავის ცენტრალური არალითონის ჟანგვის ხარისხის სიდიდით. რით უფრო მეტი იქნება არალითონის ჟანგვის ხარისხი მით მეტი ჟანგბადატომი იქნება მჟავის შემადგენლობაში. შესაბამისად საჭირო გახლავთ მათთვის განსხვავებული სახელწოდებების დარქმევა, რომელთა შედგენა ხდება შემდეგი წესით: ჟანგბადშემცველი მჟავას ერქმევა დასახელება მისი არალითონის საფუძველზე, რომელთაც ექნებათ განსხვავებული დაბოლოებები.
არალითონის მაქსიმალური ჟანგვის ხარისხის შემთხვევაში, როდესაც მჟავის მოლეკულაში ჟანგბადატომთა რაოდენობა მაქსიმალურია, მჟავას პირდაპირ ელემენტის სახელი ერქმევა: S (+4 და +6) ჟანგვის ხარისხი +6 შეესაბამება მჟავის ფორმულა H2SO4 რომელსაც პირდაპირ არალითონი ელემენტის სახელი დაერქმევა - გოგირდმჟავა.
არასრული ჟანგვის ხარისხის მქონე არალითონთა მჟავების დასახელებებს ემატებათ სუფიქსი "-ოვანი". იგივე S+4 შეესაბამება მჟავა H2SO3, რომლის დასახელება იქნება გოგირდოვანი მჟავა.
ქვემოთ (ნახ. 3)-ში წარმოდგენილი ინფორმაცია გახლავთ მოცემული საგანმანათლებლო კურსისათვის სასწავლებლად სავალდებულო, კერძოდ: მჟავის დასახელების შესაბამისი ქიმიური ფორმულის, ასევე მისი მჟავური ნაშთისა და მათგან წარმოებული მარილის საერთაშორისო დასახელების ცოდნა.
 |
| ნახ 3. დასასწავლად სავალდებულო მჟავათა ნუსხა. |
მარილების დასახელება
ჯერ მხოლოდ ამ კლასის ნაერთების განმარტებიდან, რომ "მარილი შედგება ლითონისა და მჟავური ნაშთისაგან", ჩანს, რომ ბუნებაში მარილების მრავალი სახეობა არსებობს. მათ უმრავლესობას უპირატესად მლაშე ან უფრო იშვიათად მწარე ან ტკბილი გემო აქვთ, მაშინ როდესაც მჟავებს - მკვეთრად მჟავე. მინერალური ნივთიერებებისათვის სახელწოდებების შედგენის ზოგადი წესის მიხედვით მარილის დასახელებაც იწყება ქართულად (ლოკალურ ენაზე) და ბოლოვდება მჟავური ნაშთის საერთაშორისო დასახელებით (ნახ. 3, მარილის საერთაშორისო დასახელება). ამასთან აღსანიშნავია, რომ მარილში შემავალ ლითონებს ხშირად გააჩნიათ ცვლადი ვალენტობები, შესაბამისად ცვლადი ვალენტობის მქონე ლითონის საფუძველზე წარმოქმნილი ნაერთების სახელწოდებაში აუცილებელია ვალენტობის მითითება. წესის მიხედვით აღინიშნება რომაული რიცხვით და ისმევა ფრჩხილებში. შესაბამისად უცვლელი ვალენტობის მქონე ლითონების მარილების დასახელებაში ეს მაჩვენებელი არ აღინიშნება.
| FeCl3 | რკინა (III) ქლორიდი | K2S | კალიუმის სულფიდი | Mg3(PO4)2 | მაგნიუმის ფოსფატი | ||
| Fe(NO3)2 | რკინა (II) ნიტრატი | Pb(SO4)2 | ტყვია (IV) სულფატი | Zn(HCO3)2 | თუთიის ჰიდროკარბონატი |
