В статье впервые представлен порядок вычисления изменения общих связей при химических реакциях и вычисления пи (π) связей в химических соединениях математическим методом без использования графических формул.
Ключевые слова: сигма (σ) связь, пи (π) связь, валентность, енталпия, линоленовая кислота, етин (ацетилен).
The article first introduced the procedure of calculating changes in general bonds in chemical reactions and calculating pi (π) bonds in chemical compounds without the use of a mathematical method of graphical formulas.
Keywords: sigma (σ) bond, pi (π) bond valence entalpiya, linolenic acid, etin (acetylene).
Известно, нахождение количеств связей в химических соединениях осуществляется посредством графических формул. В отличие от простых соединений, при оформлении графических формул некоторых сложных веществ возникают определенные трудности и требуется много времени. Однако, посредством впервые предложенных формул уже возможно точно вычислить количество общих, сигма (σ) и пи (π) связей во всех неорганических и органических соединениях без использования графических формул.
О вычислении общих и сигма (σ) связей в химических соединениях математическим методом, с помощью формул мы говорили в наших прежних статьях [1–3].
Найдя разность предложенных формул для вычисления количеств общих и сигма (σ) связей без использования графических формул можно вычислить количество пи (π) связей.
Извлечение математического выражения количества пи (π) связей с нахождением разности впервые предложенных формул для вычисления количеств общих (1) и сигма (σ) (2) связей приведено ниже:
(1)
(2)
(3)
Здесь Аπ — общее количество пи (π) связей в химических соединениях, а1, а2, аn — количество атомов различных элементов соединения, е1, е2, еn — валентность данных элементов соответственно, S — количество циклов.
Рассмотрим вычисление количеств пи (π) связей математическим методом в молекуле линоленовой кислоты.
В графической формуле ясно видно равенство пи (π) связей 4-ем.
Ниже приводится вычисление количеств пи (π) связей в молекуле жидкого масла.
Отражение равенства количества пи (π) связей 11-ти в графической формуле показывает точность вычисления.
Таким образом, посредством впервые предложенных формул возможно вычисление общих, сигма (σ) и пи (π) связей во всех неорганических и органических соединениях без использования графических формул.
Методика математического выражения изменения количеств связей при химических реакциях.
Количество, вид, угол валентности, длина, энергия, содержание, насыщенность химических реакций играют решающую роль в изучении теплоэффекта химических реакций, температуры возгорания, образования веществ, энтальпии реакций, пространственного строения молекул и т. д.
Известно, что при химических реакциях между атомами, образующими первичное вещество или вещества, ломаются определенные связи и за счет появления новых связей вместо них получаются новые продукты реакции.
Исследования, проведенные в направлении нахождения математического выражения изменения количеств связей во время появления продуктов реакции из исходных веществ при химических реакциях, дали положительные результаты. Так, стало возможным вычисление изменения количеств связей при химических реакциях математическим методом, без использования графических формул. Для этого нужно использовать следующую формулу [4, 5].
(4)
Здесь ΔА — разность количеств химических связей на правой и левой стороне реакции, а1, а2, аn — количество атомов элементов, изменяющих валентность при реакции, е1, е2, еn — валентность данных элементов на левой е'1, е'2, е'n — на правой стороне соответственно.
При получении положительного значения в результате вычисления, количество химических соединений на правой стороне по сравнению с левой стороной реакции увеличивается до данного значения, а при получении отрицательного значения — уменьшается. Если данная разность равняется нулю, количество связей на левой и правой стороне реакции становится равным по числовому значению.
Рассмотрим вычисление изменения количеств при химических реакциях математическим методом.
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
Атомы железа и серы изменили валентность во время реакции.
Получение вычислением положительного десятичного значения по сравнению с веществами, входящими в реакцию показывает увеличение количеств химических связей на десять единиц. Составив графические формулы веществ можно подтвердить точность вычисления.
Вычисление изменения химических связей в уравнении реакции окисления этина (ацетилена) математическим методом, посредством формулы, приведено ниже.
3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O → 3HOOC — COOH + 8MnO2 + 8KOH
Атомы Mn изменили валентность во время реакции.
Получения вычислением значения «-12» показывает уменьшение количества химических связей на правой стороне на 12 единиц по сравнению с левой стороной. Точность результата ясно видна на графической формуле:
Равенство результата вычисления нулю показывает равенство (не изменение) количеств химических связей в исходных веществах и продуктах реакции. Составив графические формулы веществ можно удостовериться в точности вычисления.
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
Литература:
1. Salahov M. S., Abbasov V. M., Bağmanov B. T., Abbasov Z. S., “Kimyəvi birləşmələrdə rabitə saylarının riyazi ifadəsi”, “Kimya məktəbdə” jurnalı 2 (22) 2008, s. 70–75.
2. Salahov M. S., Abbasov V. M., Bağmanov B. T., Abbasov Z. S., “Üzvi birləşmələr valentlik rabitələrinin hesablanması”, “Kimya məktəbdə” jurnalı, 3 (23) 2008, s. 3–12.
3. Салахов М. С., Багманов Б. Т., Аббасов З. С., «Математическое выражение количества связей в химических соединениях», «Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук», «Москва 2010», с. 41–44.
4. Salahov M. S., Bağmanov B. T., Abbasov Z. S., “Kimyəvi birləşmələrdə rabitə saylarının riyazi ifadəsi”, “Pedaqoji universitet xəbərləri”, “Bakı — № 5–2008”, s. 12–17.
5. Salahov M. S., Abbasov V. M., Bağmanov B. T., Abbasov Z. S., “Reaksiyalar zamanı kimyəvi rabitə saylarının dəyişməsinin riyazi ifadəsi”, “Kimya məktəbdə” jurnalı 4 (24) 2008, s. 34–40.
