§ 7. Атомдар мен молекулалар. Жай және күрделі заттар

Химия, 7 сынып. Оқулық: Оспанова М.Қ. және т.б. (Мектеп, 2025). 3 тарау: Атомдар. Молекулалар. Заттар. 42–45-беттер.

Нені үйренесің

• Атом мен молекуланың не екенін, олардың немен ұқсас және немен ерекшеленетінін түсіндіруді.
• Кімдердің еңбектері атом-молекулалық ілімге әкелгенін айтып беруді.
• Жай заттарды күрделі заттардан құрамына қарай ажыратуды.
• Суды ыдырату тәжірибесі арқылы көзге көрінбейтін молекулалар мен атомдардың бар екенін түсіндіруді.

Тірек сөздер: атом-молекулалық ілім, атом, молекула, жай зат, күрделі зат, химиялық қосылыс, анализ.

Ой қозғау

• Бор кесегін екіге бөліп, әрқайсысын тағы екіге бөле берсек, оны шексіз бөлуге бола ма? Болмайды. Ертелі-кеш ең ұсақ бөлшекке жетесің, оны әдеттегі тәсілмен бөлуге болмайды. Бұл ойды ежелгі гректер айтқан.
• «Су» «екі газға ыдыратылған судан» немен ерекшеленеді? Бұл әзірге жұмбақ: сабақтың соңында суды ыдыратқанда не шығатынын түсіндіре аласың.

💡 Біз миллиардтаған көзге көрінбейтін бөлшектердің арасында өмір сүреміз. Оларды көрудің қажеті жоқ: химиктер олардың бар екенін тәжірибемен дәлелдеуді үйренді.

Тақырыпты талдаймыз

2400 жылдан астам ескі идея

Ежелгі Грецияда-ақ адамдар: «Айналамыздағының бәрі неден тұрады?» деп сұраған. Біздің заманымызға дейінгі 420 жылы грек философы Демокрит материя ұсақ, бөлінбейтін бөлшектерден тұрады деген болжам айтты. Грекше «бөлінбейтін» «атомос» деп аталады, осыдан атом сөзі шыққан.

Демокриттің ойы қарапайым. Зат шексіз ұсақталмайтын болса, бір жерде ең кішкентай түйір қалуы тиіс. Әйтпесе заттар «жоққа» жоғалып, ал жаңалары жоқтан пайда болар еді.

🌟 Бір стақан суда шамамен 8·10²⁴ молекула бар (бұл — септиллиондар). Көзге әрең көрінетін шаң түйірінде шамамен квадриллион атом болады. Оларды біртіндеп санау мүмкін емес, сондықтан ғалымдар «байлам-байламмен» санайды.

Атом-молекулалық ілімді кім қалады

Бұл — көптеген ғалымның еңбегі, бірақ үш есім ерекше маңызды:

Ломоносов — ұлы орыс ғалымы. Ол ғылымның көптеген саласына (физика, химия, астрономия, геология, география, тіл білімі және тарих) зор үлес қосты. Көптеген химиялық өндірістің ұйымдастырушысы болды, химия мен физиканың негізгі заңдарын (заттар массасының сақталу заңы мен энергияның сақталу заңы) ашты және физикалық химияның да негізін қалады.

Дальтон — ағылшын физигі және химигі. Ол қыздырғанда газдардың біркелкі ұлғаю заңын және еселі қатынас заңын ашты.

Атом-молекулалық ілім химия ғылымына XIX ғасырдың ортасында ғана енді. 1860 жылы Карлсруэ (Германия) қаласында химиктердің халықаралық съезінде атом және молекула ұғымдарының нақты анықтамалары қабылданды.

🌟 Ломоносов тек химик емес еді. Ол физикамен, астрономиямен, геологиямен, тарихпен және тіл білімімен де айналысты. Заттар массасының сақталу заңы да соныкі: реакцияға дейін қанша зат болса, одан кейін де сонша қалады.

Атом мен молекула: қысқаша және нақты

📌 Молекулалар — заттың құрамы мен қасиетін сақтайтын ең ұсақ бөлшектері. Химиялық реакциялар барысында молекулалар өзгерістерге ұшырайды, яғни олар химиялық бөлінетін бөлшектер.

📌 Атомдар — заттың химиялық бөлінбейтін ұсақ бөлшектері. Атомдар өзара бірігіп молекула түзеді, ал молекулалар ыдыраған кезде қайтадан атомдарға айналады.

Конструкторды елестет. Бөлшектері — атомдар, ал олардан жиналған фигура — молекула. Фигураны бөлшектеріне дейін ажыратуға болады, ал бөлшектің өзін әдеттегі тәсілдермен кесіп жіберуге болмайды.

Көрінбейтінді қалай көреміз: суды ыдырату

Атомдар мен молекулаларды көрмейміз, бірақ олардың бар екенін тәжірибемен дәлелдеуге болады. Су — өте берік зат. Ол жоғары температурада немесе тұрақты электр тогының әсерінен ғана ыдырайды.

Суды ыдырататын арнайы аппаратта су арқылы ток жіберсең, екі түтікте екі түрлі газ жиналады (20-сурет):

• бірінші түтікте (плюс жағында) оттек жиналады: ол жерде түтеп тұрған шырпы жарқырап жанады;
• екінші түтікте (минус жағында) газ екі есе көп жиналады. Бұл — сутек: ол жанған шырпыдан тұтанады.

Сутек жанып, қайтадан суға айналады. Жалынға салқын шыны жақындатсаң, су тамшыларынан бу басады.

Сөзбен сызба: су → сутек + оттек. Формуламен: 2H₂O→2H₂+O₂ (мұндай жазбаларды кейін үйренеміз).

💡 Заттың құрамын оны жай заттарға жіктеу арқылы анықтау әдісі анализ (талдау) деп аталады (грек. analysis — айырылу).

Жай және күрделі заттар

📌 Атомдардың бір түрінен түзілген заттар жай заттар деп аталады: мыс, темір, күкірт, оттек, сутек т.б. Атомдардың әр түрінен түзілген заттар күрделі заттар деп аталады: қант, су, сода. Күрделі заттар химиялық қосылыстар деп те аталады.

🌟 Мысты Жезқазғанда өндіреді. Бұл — жай зат: тек мыс атомдары. Ал Арал теңізі маңындағы көлдердің тұзы, натрий хлориді, күрделі зат: ішінде натрий мен хлор атомдары бар.

Қоспа мен қосылыс: айырмашылығы неде

Темір және күкірт ұнтақтарын араластырайық. Қоспа шығады: темір темір күйінде, күкірт күкірт күйінде қалады. Темірді магнитпен тартып алуға болады, ал күкіртті магнит тартпайды. Әр зат өз қасиетін сақтайды. Күкірт сары түсті кристалл күйін сақтайды.

Осы қоспаны қыздырсақ, темір мен күкірт атомдары қосылады. Қара түсті жаңа күрделі зат — темір (II) сульфиді түзіледі. Оның қасиеттері темірге де, күкіртке де мүлде ұқсамайды.

⚠️ Жиі кететін қате. «Қоспа» мен «қосылыс» шатастырылады. Қоспада заттар жай қатар жатып, өз қасиеттерін сақтайды, ал қосылыста атомдар өзара қосылып, жаңа зат түзіледі.

💡 Темір мен күкірт қоспасын қалай бөлуге болады? Темірді магнитпен тартып алуға немесе қоспаны суға себуге болады: күкірт бетінде қалқып жүреді, темір батып кетеді.

⚠️ Темір мен күкіртті қыздыру тәжірибесін тек химия кабинетінде мұғаліммен бірге жасайды. Үйде мұны қайталауға болмайды.

Ермексазбен тәжірибе (үйде, қауіпсіз)

Бір кесек ермексазды екіге бөліңдер, содан кейін әр жартысын тағы екіге бөліңдер және осылай бөле беріңдер, қанша рет бөлуге болатынша. Әр кесек ермексаз күйінде қалады: ол да жұмсақ, илеуге болады және түсі сондай. Демек, кесектер зат қасиеттерін сақтайды.

Бірақ ермексазды қолмен жеке молекулаларға бөлу мүмкін емес: молекулалар тым кішкентай. Ол үшін арнайы аспаптар мен химиялық түрленулер қажет.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Ермексазбен тәжірибе қауіпсіз. Баладан сұраңыз: «Одан әрі бөле берсек не болады?» Ең ұсақ бөлшек туралы ойға өзі келсін. Үйде электр тогымен және оппен тәжірибе жасаудың қажеті жоқ: суды ыдыратуды тек кабинетте көрсетеді.

Өзіңді тексер

• «Атом» сөзі грекше нені білдіреді? «Бөлінбейтін».
• Анализ деп нені айтады? Заттың құрамын оны жай бөліктерге ыдырату арқылы анықтау әдісін.
• Жай зат күрделі заттан немен ерекшеленеді? Жай зат атомдардың бір түрінен, ал күрделі зат атомдардың әр түрінен тұрады.
• Судың сутек пен оттектен тұратынына қалай көз жеткізуге болады? Су арқылы тұрақты электр тогын жіберіп, екі газды жинау керек: бір түтікте оттек, екіншісінде сутек, ол екі есе көп.
• Суды ыдыратқанда сутек неге көп шығады? Су молекуласында сутектің екі атомы және оттектің бір атомы бар, сондықтан сутек көлемі бойынша екі есе көп.

Жаттығуларды шығарамыз

Өзіңді тексер

№ 1

Атом және молекула ұғымдарына анықтама беріңдер. Олардың бір-бірінен айырмашылығын түсіндіріңдер. Жауаптарыңды Венн диаграммасы түрінде бейнелеңдер. Қиылысу аймағына атом мен молекуланың ұқсастығын, ал жеке аймақтарына айырмашылықтарын жазыңдар.

Қалай ойлаймыз. Анықтамаларды еске түсір. Алдымен ортақ белгілерін жаз, содан кейін әр бөлшектің бір-бір айырмашылығын жаз.

Шешуі.

• Атом — заттың химиялық бөлінбейтін ұсақ бөлшегі.
• Молекула — заттың құрамы мен қасиетін сақтайтын ең ұсақ бөлшегі; химиялық реакцияларда ол ыдырайды.

Жауабы: ортақ белгісі — екеуі де заттың ең ұсақ, көзге көрінбейтін бөлшектері. Айырмашылығы: атом химиялық бөлінбейді, ал молекула атомдардан құралған және реакцияларда соларға ыдырайды.

№ 2

Атом-молекулалық ілімнің пайда болуына үлес қосқан ғалымдарды атаңдар.

Қалай ойлаймыз. «Тақырыпты талдаймыз» бөліміндегі кестені еске түсір: грек, орыс және ағылшын ғалымдары және химиктер съезі.

Жауап үлгісі. Бөлінбейтін бөлшектер туралы идеяны ежелгі грек философы Демокрит (б.з.д. шамамен 420 ж.) айтты. Атом-молекулалық ілімді дамытып, оны химияда алғаш қолданған — М. В. Ломоносов. Одан кейін атомдық ілімді химияда ағылшын ғалымы Дж. Дальтон қолданды. 1860 жылы Карлсруэдегі химиктер съезі атом мен молекуланың нақты анықтамаларын берді.

Жауабы: Демокрит, М. В. Ломоносов, Дж. Дальтон (және 1860 жылы Карлсруэдегі съезге қатысқан барлық ғалымдар).

№ 3

Атомдар мен молекулалар көзге көрінбейді. Ал олардың бар екенін қандай тәжірибемен дәлелдеуге болады? (QR арқылы берілген тапсырмаларды орындамаймыз.)

Қалай ойлаймыз. Зат басқа заттарға ыдырайтын, ал нәтижесін біз көретін тәжірибе керек: газдар, от, су тамшылары.

Жауап үлгісі. Бұл — суды тұрақты электр тогымен ыдырату тәжірибесі.

1. Аппараттың бір түтігінде газ жиналады, оның ішінде түтеп тұрған шырпы жарқырап жанады: бұл — оттек.
2. Екінші түтікте газ екі есе көп. Ол шырпыдан тұтанады: бұл — сутек.
3. Су молекулалары сутек және оттек атомдарына ыдырады. Бірдей атомдар өзара қосылып, сутек және оттек молекулалары түзілді.
4. Сутек жанғанда қайтадан су түзіледі: жалын үстіндегі шыныны бу басады.

Демек, судың көзге көрінбейтін бөлшектерден: молекулалар мен атомдардан тұратын ішкі құрылысы бар.

Жауабы: суды электр тогымен ыдырату тәжірибесі: судан оттек және сутек шығады, оның үстіне сутектің көлемі екі есе көп.

Ермексазбен тәжірибе

Тәжірибе оқулықта нөмірсіз жеке тапсырма түрінде берілген, оны да талдайық.

Қалай ойлаймыз. Қолдан келгенше бөлеміз және тексереміз: әр кесекте ермексаздан не қалды?

Шешуі.

1. Кесекті екіге бөлеміз, тағы екіге бөлеміз және осылай саусақпен ұстауға болатынша жалғастырамыз.
2. Әр кішкентай кесек ермексаз күйінде қалады: ол да жұмсақ, илеуге болады, түсі мен иісі сондай. Қасиеттері сақталды.
3. Ермексазды үйде құраушы молекулаларға бөлу мүмкін емес: молекулалар тым кішкентай, ал затты молекулалар мен атомдарға тек химиялық тәсілдермен және арнайы аспаптармен ғана бөлуге болады.

Жауабы: кесектер ермексаздың қасиеттерін сақтайды; оны үй жағдайында молекулаларға бөлуге болмайды.

Жадынама

• Атомдар бірігіп молекула түзеді, ал молекулалар реакцияларда атомдарға ыдырайды.
• Жай заттар атомдардың бір түрінен, күрделі заттар әр түрінен тұрады.
• Қоспада заттар өз қасиеттерін сақтайды, ал химиялық қосылыста басқа қасиетті жаңа зат түзіледі.
• Атомдар туралы ілімді Демокрит, Ломоносов, Дальтон дамытты.

Шағын тест