O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi

5.1.4. Moddalar nisbiy zichligiga ko’ra ularning massasini aniqlashni o’zlashtiradi.
5.1.5. Gey-Lyussak, Dyuma, Jerar, Loran ishlari qaysi ta’limotning boyishiga turtki bo’lganligini o’zlashtirib oladi;


1- savol bayoni: XIX asrning muhim voqealaridan biri Daltonning atomistik ta’limoti bo’ldi. Uning ishlari kimyoviy tahlilning empirik qiymatlariga nazariy yondoshish uchun katta turtki berdi. Kimyoviy tadqiqotlarni o’zaro singdira oladigan kimyo fanining mantiqiy rivojlanish asosi yaratildi.
R. Boyl va N. Lemeri atomlar turli shakllarga ega deb aytishgan edi, bu mexanistik ta’limotdan qabul qilingan tushunchadir. Bu ishlari bilan ular kimyoviy reaksiya mexanizmini tushuntirish uchun harakat qilib, qaysi sharoitda korpuskulalar o’zaro ta’sirlashishini aniqlamoqchi bo’ldilar: Masalan, kuchli aroq (HNO₃) simobni eritadi, ammo kuchsiz aroq: (CH₃COOH) eritmaydi, chunki sirka kislotasi simob sirtiga kira olmaydi, deydi Lemery. Yoki "shoh arog’i" simobni eritmaydi, chunki selitra spirti (HNO₃) tuz qo’shilgandan keyin o’tkir uchlari o’tmaslashadi va kumush sirtida sirg’anadi, natijada ichkariga kira olmaydi, oltin sirtidagi teshikchalar kattaroq shuning uchun u bilan ta’sirlashadi deydilar.
XVIII asrda atom haqidagi I. Nyutonning yangi fikrlari bilan boyitgan edi. Uning fikricha, kichik zarrachalar shunday tabiiy kuch bilan bog’langanki, ularning o’zaro ta’sirini shu kuch belgilaydi. I. Nyutonning fikricha: "Atomlar o’tkir ilmoqlari bilan emas, balki ma’lum kuchlar bilan ta’sirlashadi. Bu kuch birinchi bo’lib zarrachalar orasida tortishish kuchi borligini, juda yaqin masofada esa, ular o’zaro itarishishi mumkin",- deb aytadi.
XVIII va XIX asr olimlariga Nyutonning g’oyalari katta ta’sir etdi. Burgave 1732- yilda yozgan "Kimyo elementlari" kitobida bundan to’la foydalangan. U kimyoviy hodisalar kichik zarrachalar orasidagi tortishish va qarama-qarshi kuchlar ta’sirida bo’ladi deb tushuntiradi.
1732-yili materiya tuzilishi haqida Leonard Eyler (1707-1783-yy.) Peterburg Fanlar akademiyasida axborot berdi. Bu ma’ruzada dastlabki atom ta’limoti va kimyoviy elementlarni birlashtiruvchi fikr tug’iladi.
Korpuskulyar ta’limot o’zining fizik mohiyati bilan shu davrning progressiv fikr yurituvchi olimlarini xech qoniqtirmadi. M.V. Lomonosov (1711-1765-yy.) atom tuzilishi haqida yangi ta’limot yaratib, fizik-kimyoviy hodisalarni tushuntirmoqchi bo’ldi. Uning fikricha, tabiat hodisalari zarrachalarning ichki harakatlari oqibatida ro’y beradi. M. Lomonosov o’zining ta’limotini 1741-1750 yillar orasida olib borgan tadqiqotlari asosida atom-korpuskulyar nuqtai-nazardan yaratdi va 1756 yili massalar saqlanish qonunini e’lon qildi. 1747-1752-yillarda olib borgan izlanishlari natijasida kimyoni chuqur o’rganish uchun fizika kerakligini asosladi. Dastlab bu sohaning nazariy bo’limini "fizikaviy kimyo " deb, amaliy tomonini "texnikaviy kimyo" deb ajratdi. Uning ishlari natijasida naturfalsafa bilan tabiatshunoslik orasidagi aniq chegara qo’yildi.
M. Lomonosov, J. Bekon, R.Boyl, Guk, Lokk ishlarida issiqlik hodisasining mexanik tabiati tushuntirilib, issiqdik ham moddalar kichik zarrachalari harakatidir deb tan olindi.
Ingliz fizik va kimyogari J. Dalton (1766-1844-yy.) atmosferadagi gaz aralashmasi va suv bug’i holatini o’rganib, 1801-1802-yillarda parsial bosim qonuniyatini ochdi. Uning aniqlashicha, o’zaro kimyoviy ta’sir bo’lmaganda bir gaz ikkinchisi orasiga xuddi bo’shliq-vakuumda tarqalgandek aralashadi. Daltonning tushuntirishicha, gaz molekulalari kattaligi bir xil emas, shuning uchun katta molekulalar orasidagi bo’shliqda kichkinalari taksimlanadi. Dalton har qaysi modda atomlari o’z atom massalariga ega deydi. U kimyoviy birikma hosil bo’lishi uchun har xil atomlar o’zaro yaqin masofada ta’sirlashadi va murakkab modda atomini (molekula demoqchi) hosil qiladi. Bu modda massasi shu moddani hosil qiluvchi atom massalarining yig’indisi deb hisoblaydi. Moddalar tarkibini miqdoriy o’rganish bu fikrlar to’g’riligini isbotlaydi. Dalton har xil moddalar atom massalarini aniqlash bilan birga, ularning vodorod atomi massasiga nisbatini xam aniqladi o’lchov birligi asosida vodorod atom massasini qabul qilib, u ni 1 deb oldi. Suv tarkibida 88 % - O va 12 % - H borligini aniqdadi. Ammiak tarkibini o’rganib, azot atom massasini aniqladi va ammiakda 80 % - azot va 20 % vodorod borligini hisoblab chiqdi.
Turli massaga ega atomlar borligini aniqlagan Daltoning ishlaridan keyinchalik atomlarning bir-biri bilan karrali nisbatlar asosida birikish faktini ochishga olib keldi va 1803-yilda Dalton karrali nis­batlar qonunini yaratdi: CO da 3 qism uglerod va 4 qism kislorod birikkan. Is gazida ular 3 : 4 kabi nisbatda bo’lsa, CO₂ da 3 qism uglerod va 8 qism kislorod birikkan va ular 3 : 8 nisbatda ekanligini isbotladi. 1808 yilda Dalton "Kimyoviy falsafadagi yangi tizim" asarini yozib, yangi atomistik nazariyani batafsil yoritib berdi va azot oksidlarida N va O nisbatlari turlicha bo’lishini ham ko’rsatdi: N₂O da - (2:1), NO da - (1:1), NO₂ da - (1:2). Shu yili karrali nisbatlar qonunini boshqa ingliz olimi Uilyam Gayd Uollaston (1766-1828yy.) tasdiqladi va atomistik nazariyani yanada boyitdi. Atom massalarining eng birinchi jadvalini ham Dalton tuzdi. O’sha paytda atom bo’linmas degan tushunchaga amal qilishar va u paytda yadroni bombardimon qilish hech kimning xayoliga kelmagan edi. Karrali nisbatlar qonuni ochilishidan keyin Dalton elementlarning nisbiy atom massasini aniqlashga harakat qildi va bu uchun quyigilardan foydalanildi:
1. Aniq miqdorda metallni yoqib, olingan oksid massasini o’lchash.
2. Aniq massadagi metallni kislotada eritib, undan cho’kmaga tushirilgan va termik parchalanishda hosil bo’lgan oksidni o’rganish,
3. Aniq miqdor metall bilan kislota reaksiyaga kirishganda ajralgan vodorod hajmini aniqlash.
4. Elementlarning quyi oksidlarini xlorli ohak bilan oksidlab,
yuqori oksidlarigacha o’tkazish va ularni cho’ktirib o’rganish,
5.. Metallarni nitrat kislotasida eritib, ajralgan azotning oksidlari hajmini aniqlash.
Murakkab modda atom massasini (molekulyar massa demoqchi) topish uchun uning tarkibiga qancha oddiy atomlar kirishini aniqlash lozim deydi Dalton va bu uchun quyidagi umumiy qoidaga amal qilishlikni taklif etdi:
1. Ikki oksid atomlar faqat birgina murakkab modda hosil qiladimi yoki ko’proqmi? Agar boshqa moddalar hosil qilmasa va boshqa oddiy ele­ment atomlari qatnashmasa, bu murakkab modda ikki qismdan iborat,
2. Agar moddalar bir necha birikma hosil qilsa, ularni alohida o’rganish lozim.
J. Daltonning nazariyasini olimlar tomonidan qabul qilinishida shved olimi Ya. Berseliusning (1779-1849-yy.) ishlari muhim rol uynadi. U Dalton ta’limoti tugriligini targib qilish bilan birga, uning hisoblashlaridagi xato-kamchiliklarini tuzatdi va atomistik ta’limotni kimyoda ilmiy shakllantirdi. Nemis olimlaridan Kant, Shelling, Vyolerlar. J. Daltonning ishlariga shubxa bilan qarashdi, ammo keyinchalik Gegeda va Libix bu olimlarning fikrlari xato ekanligini tushuntirdilar. Dal­ton ta’limoti fransuz olimlari Gey-Lyussak, Dyuma, Jerar, Loran ishlari orqali yana boyidi va tula fanga kiritildi.
1814-yili Berselius 41 element uchun o’zining atom massalari asosida-gi elementlar jadvalini to’zib, ularni e’lon qilgan bo’lsa, 18-18 yili kimyo darsligi 3-tomida kimyoviy nisbatlar nazariyasini e’lon qildi. Bu kito-bida u 10 yillik izlaniqhlari natijalarini umumlashtirib, Daltonning atomistik ta’limotiga amaliy poydevor yaratdi, bo’lardan tashqari 45 ele­ment atom massalarini aniqladi va 2000 birikma tarkibiy qismini hisoblab chiqdi.
XIX asr tabiatshunosligida elektr haqidagi tushunchaning paydo bo’lishi kimyodagi bir qator kamchiliklarni ochishga va ularni tuzatishga ko’maklashdi. Ya. Berselius birinchilardan bo’lib elektr toki bizning atro-fimizdagi tabiatning eng birinchi ta’sir etuvchi kuchi deb qabul qildi.
1811-1818-yillardagi ilmiy izlanishlarida elementlarning reaksiyon qobilyatini sinflashda elektrokimyoni asos qilib oldi va "Kimyoviy reak­siya turli atomlardagi qarama-qarshi zaryadli zarrachalarining o’zaro ta’siridir",- deb aniqladi.
1800- yilda italiyalik olim Aleksandro Volta (1745-1827-yy.) dastlab ikki xil metall plastinkalarini elektr to’kini o’tkazuvchi eritmaga tushirish orqali elektr toki hosil qilish mumkinligini ko’rsatib berdi. Bu xildagi plastinkalarning 20 tasini birlashtirib birinchi elektr batareyasini yaratdi va bu o’zgarmas tok manbaini olimlar Volta ustuni nomi bilan atay boshladilar. Ikki metall plastinkalari va ularni bir-biridan ajratib turuvchi eritma orasidagi kimyoviy reaksiya natijasida elektr toki hosil bo’ladi. Bu tajribalar elektr toki va kimyoviy reaksiyalar orasida uzviy aloqa borligini ko’rsatib berdi. Ammo uni amalga oshirish uchun insoniyatga hali 100 yillik izlanishlar kerak bo’ldi. Kimyoviy reaksiya natija­sida elektr toki hosil bo’lsa, uning teskarisini, ya’ni elektr toki ta’sirida moddalar orasida kimyoviy reaksiyalarli amalga oshirish mumkinligini olimlar qidira boshladilar. Haqiqatan ham 2 oy ichida ingliz olimlari Uilyam Nikolson (1753-1815-yy.) va Entoni Karlayl (1768-1840-yy.) birinchi bo’lib elektr toki ta’sirida suvni parchalash reaksiyasini, ya’ni G. Kavendish reaksiyasining teskarisini amalga oshirdilar. Ajralib chiqdan vodorod va kislorodni alohida idishlarga yig’dilar va vodorodning hajmi kislorodnikidan ikki marta ko’pligini isbotladilar:
H₂O → 2H₂ + O₂

Nikolson va Karlayl ishlarining to’g’riligini fransuz kimyogari Jozef Lui Gey-Lyussak (1778-1850-yy.) ikki hajm vodorod va bir hajm kislorodning o’zaro birikishi orqali yana bir karra isbotladi. Keyinchalik u gazlar o’zaro reaksiyaga kirishganda, hosil qilgan birikmalari tarkibidagi ularning nisbatlari butun sonlar kabi bo’lishini aniqladi va 1808 yilda hajmiy nisbatlar qonunini e’lon qildi va shu qonun yordamida ammiakda qancha azot va vodorod borligini isbotladi. Ilgari ammiakdagi bu gazlarning hajmiy nisbati 1:1 kabi deb hisoblanardi. Endi ammiak molekulasida bir atom azotga uch atom vodorod to’g’ri kelishi va azotning atom massasi 5 emas, balki 14 ekanligi ham isbotlandi.

Endi vodorod va xlor gazlari aralashmasining reaksiyasini ko’rib chiqaylik ular o’zaro reaksiyaga kirishib uchinchi gaz vodorod xloridini hosil qiladi. Bir hajm vodorod va bir hajm xlor o’zaro reaksiyaga kirishganda bir hajm vodorod xloridini hosil qilishi kerak deb hisoblaymiz. 100 atom vodorod 100 atom xlor bilan reaksiyaga kirishganda bu zarrachalarch ning o’zaro juftlashganida 100 molekula vodorod xloridi hosil bo’lishi kutiladi. Ammo reaksiya natijasida 200 molekula vodorod xloridining hosil bo’lishini tajriba ko’rsatadi. Demak birta vodorod zarrachasi bitta xlor zarrachasi bilan reaksiyaga kirishganda ikki molekula vodorod xloridi hosil bo’lishi lozim ekan, vodorod va xlor zarrachalari birgina atomlardan emas, balki ikkitadan atomlarning yig’indisi bo’lib chiqmoqda. Bularning barchasi har qanday gazlarning bir xil miqdordagi soni bir xil hajmni egallashi aniqlandi. Bunga eng avval e’tiborini qaratgan olim A. Avogadro (1776-1856-yy.) bo’lib, 1811-yilda e’lon qilgap gipotezasi hozir ham o’z ahamiyati va kuchini yo’qotgan emas. Bu gipotezani e’tiborga olsak vodorod va boshqa har qanday gazlarning atomlari va molekulalari orasida aniq chegara borligini bilamiz. Ammo o’z zamonasida olimlar Avogadro gipotezasini tan olishmagan, gazsimon elementlarning atom va molekulyar farqiga hech kim e’tibor qaratmagan. Bu anglashilmovchilik bir qancha chalkashliklarga olib keldiki, olimlar o’z xatolarini Avogadro o’limidan so’ng 50 yil o’tib bildilar va bir qator zaruriy elementlarning atom massalaridagi noaniqliklarni bartaraf etdilar.
Bu davrga kelib olimlar atom massalarini aniqlashning boshqa usullarini ham kashf qildilar. 1818-yilda Pyer Dyulong (1735-1838 yy.) va Aleksis Pti (1791-1820 yy.) shunday elementlardan birining atom massasini aniqladilar va bu tajriba 1819 yili matbuotda e’lon qilindi. Ular­ning aniqlashicha, elementlarning solishtirma issiqik sig’imi (bir birlik massadagi moddaning issiqligini bir darajaga ko’tarish uchun sarflanadigan issiqlik miqdori) ularning atom massasiga teskari proporpiopal ekan. Boshqacha aytganda, agar x-moddaning atom massasi y-elementidan ikki marta katta bo’lsa va ularning bir xil og’irlikdagi namunasiga teng miqdorda issiqlik ta’sir etilsa, y-namunaning harorati y-elementnikiga nisbatan ikki martaga ko’tariladi. Demaq molekulalar tarkibidagi element atom massasi bilan solishtirma issiqlik sig’imi ko’paytmasi o’zgarmas son (Cons) ekanligini aniqlandi:
6,3 = A ^.C
6,3 — atom issiqlik sig’imi, A—elementning atom massasi, C— solishtirma issiqlik sig’imi.
Bu usul bilan faqat qattiq holdagi elementlar uchun taxminiy qiymatlar olinsa ham, o’z vaqtida kimyo fanida ijobiy natijalar olishga imkon yaratdi. Ya. Berselius Dyulong va Ptilarning solishtirma issiqlik sig’imi qonunini elementlarning aniq atom massasini hisoblab topishda birinchi bo’lib ko’rishadi.
1819 yilda nemis kimyogari Eylgard Mitcherlix (1794-1863 yy.) odatda kimyoviy tarkibi yaqin moddalar eritmalaridan qayta kristallanganda aralash kristallar shaklida ajralib chiqishini isbotladi, ya’ni bir modda molekulalari shaklan o’ziga o’xshagan boshqa modda molekulalari bi­lan aralashib ketadi. Shunday qilib, izomorfizm ("bir xil shakl") qonuni yaratildi. Bu sonundan shunday xulosa chiqariladiki, aralash kristallar hosil qiluvchi moddalarning kimyoviy tabiati bir-biriga yaqin bo’ladi.