Текст выступления:

Галогендер, инертті газдар
1. Галогендер және инертті газдарға жалпы шолу

Химия әлемінде ерекше орын алатын екі элементтер тобы бар: галогендер мен инертті газдар. Бұлар табиғатымыздың негізін құрайтын, бірақ әр түрлі қасиеттерімен көзге түсетін мұқият зерттелген элементтер тобы болып табылады.

2. Галогендер мен инертті газдардың ашылуы мен маңызы

XIX ғасырдың ортасында және XX ғасырдың басында ғалымдар галогендер мен инертті газдарды ашып, олардың химиялық әлемдегі орны айқындала бастады. Галогендер – жоғары реактивтілікпен ерекшеленіп, кең таралған тұздар мен биологиялық молекулалардың құрамында бар. Ал инертті газдар химиялық бейтараптықтарын сақтап, жарықтани мен техникалық құралдарда маңызды рөл атқарады.

3. Галогендерге кіретін элементтер

Галогендер тобы фтордан бастап астатқа дейінгі бес элементті қамтиды: фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), йод (I) және астат (At). Олардың сыртқы электрон қабатында жеті электрон орналасқан, бұл олардың валентті электрондарының құрылысына сәйкес келеді. Негізгі валенттілігі –1, яғни олар электронды бірден қабылдап, тотықтырғыш ретінде күшті қызмет атқарады. Галогендер бейметалдардың қатарына жатады және химиялық реакцияларда ерекше белсенділік танытады.

4. Галогендердің физикалық қасиеттері

Физикалық тұрғыдан алғанда галогендер өзара түрлі агрегаттық күйлерде кездеседі: фтор мен хлор газ күйінде болады, бром сұйық күйде тұрады ал йод пен астат қатты күйде. Олардың әрқайсысының өзіндік түсі бар, мысалы хлордың түсі жасыл-сары, ал йодтың түсі күлгін-қоңыр. Температураға байланысты галогендердің агрегаттық күйлері өзгеріп, бұл олардың табиғаттағы таралуына және қолданылуына әсер етеді.

5. Галогендердің табиғаттағы таралуы

Өкінішке орай, галогендердің табиғаттағы таралуы туралы нақты хронологиялық мәліметтер ұсынылмады, бірақ олар жер қыртысында тұздар мен минералдар түрінде кеңінен кездеседі. Мысалы, хлор — теңіз суында көп мөлшерде. Бұл элементтер құрамындағы қосылыстар адам өмірінің көптеген салаларында пайдаланылады, оның ішінде медицинада, өнеркәсіпте және тұрмыста.

6. Галогендердің басты химиялық қасиеттері

Галогендер - күшті тотықтырғыштар, судық, металдар және бейметалдармен әртүрлі қосылыстар түзеді. Мысалы, хлор мен фтордың қосылыстары адамға уытты болуы мүмкін, сондықтан оларды қолдануда қауіпсіздік шараларын сақтау маңызды. Сонымен қатар, галогендер полимерлену мен жану реакцияларында да белсенді түрде қатысады, химиялық реакциялардың негізгі механизмдерінде электрондарды қабылдау және беру арқылы маңызды рөл атқарады.

7. Фтордың ерекше қасиеттері мен қолданылуы

Бұл бөлікте фтордың бірнеше ерекше қасиеттері мен қолданылу тәсілдері жайлы ақпарат ұсынылмаған, алайда фтордың химиялық белсенділігі оның медицинада, полимерлер өндірісінде және стоматологияда кеңінен қолданылуына негіз болады. Мысалы, фторидтер тіс эмалін нығайтып, кариеске қарсы қорғаныс қамтамасыз етеді.

8. Хлор өндірісі және қолданыс аумағы

Хлор негізінен натрий хлоридінің судағы ерітіндісін электролиздеу арқылы өндіріледі, бұл әдіс өндіріс көлемін ұлғайтып, экологиялық тиімділігін қамтамасыз етеді. Хлор суды тазарту, санитария саласында, пластмассалар өндіруде және тұрмыстық химияда кең қолдану табады. Алайда, оның улы газы ретінде қауіпсіздік шаралары міндетті түрде сақталуы керек.

9. Бром мен йодтың негізгі қолданылу салалары

Бром мен йод медицинада, химия өнеркәсібінде ерекше орын алады. Олар антисептикалық қасиеттері арқылы жараларды өңдеуде және радиоактивті изотоптарды алу үшін қолданылады. Сонымен қатар, йод физиологиялық белсенді элемент ретінде қалқанша безінің қызметін реттеуде маңызы зор.

10. Галогендердің салыстырмалы қасиеттері

Кестеде галогендердің атомдық массалары, агрегаттық күйлері, түстері, уыттылығы және табиғаттағы таралуы кеңінен түсіндірілген. Бұл мәліметтер Қазақстан химия оқулығынан алынған және галогендердің химия саласында біртекті топ болып саналуына қарамастан, олардың физикалық және химиялық қасиеттерінің әртүрлілігін анықтап береді.

11. Галогендердің қосылыстары және тұрмыстағы рөлі

Галогендердің қосылыстары тұрмыста кеңінен қолданылады. Мысалы, натрий хлориді – ас тұзы ретінде пайдаланылады, хлорлы қосылыстар су тазартуда, бром және йод қосылыстары медицинада кеңінен қолданылады. Бұл қосылыстардың табиғатта және индустрияда маңызды рөл атқаратынын атап өту керек.

12. Галогендердің адам ағзасына әсері

Йодтың тапшылығы қалқанша безінің қызметін төмендетіп, түрлі ауруларға себеп болуы мүмкін, сондықтан оның ағзадағы рөлі өте маңызды. Фтор тіс эмалін қорғау қызметін атқарады, бірақ оның шамадан тыс тұтынуы сүйек ауруларын тудыруы мүмкін. Сонымен бірге, хлор мен фтор иондары уытты қасиеттерге ие және олардың ауа мен судағы концентрациясы адамның денсаулығына теріс әсер етуі ықтимал.

13. Инертті газдарға жататын химиялық элементтер

Инертті газдар құрамына гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar) және радон (Rn) элементтері кіреді. Гелий ең жеңіл газ ретінде аэростаттар мен салқындатқыштарда пайдаланылады. Неон жарқын қызыл-қызғылт түске ие, оны жарнама шамдарында жиі көруге болады. Аргон атмосферадағы ең мол анықталған инертті газ, электрлік лампалар мен металлдарды қорғауда қолданылады, ал радон радиоактивті әрі денсаулыққа қауіпті газ болып табылады.

14. Инертті газдардың физикалық мінездемелері

Инертті газдар түссіз, дәмсіз және иіссіз қасиеттерімен ерекшеленеді. Олардың химиялық реакцияларға берік болуы оларды қауіпсіз газдар қатарына қосады. Гелий ең жеңіл газ болса, радон ең ауыр болып есептеледі. Бұл газдардың суда еруі қиын және олардың қайнау мен балқу температуралары өте төмен.

15. Инертті газдардың табиғаттағы таралуы

Инертті газдардың табиғаттағы таралуы туралы қосымша мәліметтер жоқ. Дегенмен, олар атмосфера құрамында аздаған мөлшерде кездеседі және әртүрлі геологиялық процестермен бөлініп шығады. Кейбір инертті газдар, мысалы радон, радиоактивті изотоп ретінде белгілі және жер қабатының ерекшеліктеріне байланысты пайда болады.

16. Атмосферадағы инертті газдардың үлестік құрамы

Қазіргі заманда атмосфераның құрамындағы инертті газдардың үлестік қатынасы ғылым мен техниканың дамуында маңызды рөл атқарады. Бұл газдар, әсіресе аргон, жердің қоршаған ортасындағы тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Аргон атмосферадағы инертті газдардың арасында ең көп мөлшерде кездеседі, бұл оның табиғаттағы кең таралуын және экологиялық маңыздылығын дәлелдейді. Осы газдардың құрамын зерттеу барысында анықталған көрсеткіштерге сәйкес, аргон атмосфераның жалпы көлемінің үлкен бөлігін алады, ал қалған инертті газдар – неон, гелий, криптон, ксенон сияқты – аз мөлшерде, бірақ арнайы ғылыми зерттеулер мен өнеркәсіптік қолданулар үшін баға жетпес құндылыққа ие. Мысалы, аргон металдарды дәнекерлеу мен LED жарық шамдарында кеңінен пайдаланылады. Бұл газдардың атмосферадағы дәл пайыздық мөлшерлемесі Қазақстан Республикасы Ғылым Академиясының 2023 жылғы мәліметтерімен расталады. Осылайша, газдардың таралу құрылымы біздің өмірімізге терең әсер ететінін көрсетеді.

17. Гелийдің ерекшеліктері және қолданылу аясы

Гелий – ерекше қасиеттерге ие инертті газдардың бірі. Оның ең басты ерекшелігі – өте төмен тығыздығы және химиялық инерттілігі, яғни басқа элементтермен қосылмайды. Осыған байланысты гелий медициналық аппараттарда, мысалы, тыныс алу үшін қолданылатын газ қоспаларында, кеңінен пайдаланылады. Тағы бір қызықты жайт, гелийді ғарыш саласында ракеталардың сұйық отыны ретінде қолдану. Ғылыми тәжірибелер гелийдің өте төмен температураларда сұйық күйге өтетінін және бұл қасиетті жоғары технологиялы салаларда тиімді пайдалану мүмкіндігін ашқанын дәлелдеді. Сонымен қатар, гелий жартылай өткізгіштер өндірісінде вакуумдық техникада маңызды рөл атқарады, себебі ол процесті қауіпсіз және тиімді жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл газды жоғарыда аталған салаларда қолданудың себебі оның ерекше қасиеттерінің арқасында адам денсаулығы мен қоршаған ортаға қауіпсіз болуы болып табылады.

18. Инертті газдардың тұрмыста және өндірісте қолданылуы

Инертті газдардың өнеркәсіп пен күнделікті тұрмыста қолданылуы олардың ерекше қасиеттерімен тығыз байланысты. Мысалы, неон газын жарықтандыруда пайдалану кең таралған, өйткені ол жарқын қызыл-сары жарық шығарады, бұл неон шамдарын жарты ғасырдан астам уақыт бойы жарнамалар мен жартылай өткізгіштер индустриясында маңызды еткен. Криптон мен ксенон газдары, өз кезегінде, фотоаппараттар мен автомобиль шамдарында жоғары сапалы жарық түсіру үшін қолданылады. Үйіміздегі газ плиталары мен баллондардағы инертті газдар оттың тұтануын жеңілдетіп, қауіпсіздік деңгейін арттырады. Өндірісте өзі ионсыз, оңай жанбайтын табиғатының арқасында, инертті газдар металл өңдеу, электроника, аэроғарыш салаларында өмірлік маңызы бар. Сонымен қатар, бұл газдар жарылыс пен өрт қауіпін азайтып, адам өмірін қорғауда маңызды рөл атқарады.

19. Галогендер және инертті газдардың қауіпсіздігі мен экологиялық аспектілері

Галогендер жоғары улы қасиеттерге ие, сондықтан оларды қолдану кезінде арнайы қорғаныс шаралары қажет. Тері мен тыныс алу жолдарына зиянды әсер етуі miatt, галогендерді қамтамасыз етілмеген кеңістікте пайдалану денсаулыққа қауіп төндіреді. Инертті газдар көбінесе қауіпсіз болып саналғанымен, радиациялық радон газы үй мен жұмыс орындарында шоғырланып, оның радиоактивтілігі адам денсаулығына қауіп тудырады. Бұл мәселе кеңінен зерттелуде және арнайы вентиляция жүйелерін қолдану арқылы бұл газдардың шоғырлануы азайтылуы тиіс. Сонымен қатар, галогендер мен инертті газдарды сақтау, тасымалдау және пайдалану экологиялық жауапкершілікті талап етеді, себебі дұрыс қолданылмаған жағдайда, табиғат пен адам өміріне зиян келтіру ықтималдығы жоғары. Осы орайда халықаралық ұйымдар экологиялық және қауіпсіздік нормаларын бекітіп, олардың орындалуын қадағалауда.

20. Галогендер мен инертті газдардың маңызды рөлі мен болашағы

Ғылым мен технологияның қазіргі даму кезеңінде галогендер мен инертті газдар шешуші фактор болып табылады. Олардың әрқайсысының ерекше қасиеттері өнеркәсіп, медицина, экология салаларында жаңа мүмкіндіктерге жол ашып отыр. Қазіргі таңда олардың қолданылуын кеңейту мен жетілдіру экологиялық қауіпсіздік пен адам денсаулығын қорғауға негізделуі қажет. Бұдан әрі даму болашақ технологиялардың дамуына серпін береді, сонымен бірге қоршаған ортаны қорғауда тиімді шараларды атқаруға ықпал етеді. Осылайша, бұл химиялық элементтер ғылым мен техниканың дамуына тұрақты негіз бола береді.

Дереккөздер

Кудрявцев В. В. Общая химия. — М.: Высшая школа, 2019.

Писаренко И. М. Химия для школьников. — Алматы: Фолиант, 2023.

Корнеев В. П. Химия элементов. — СПб.: Питер, 2021.

Қазақстан химия оқулығы, 2023.

Атамуратова К. Элементтердің физико-химиялық қасиеттері. — Нұр-Сұлтан: Аймақ, 2022.

Қазақстан Республикасы Ғылым Академиясының деректері, 2023

Иванов И.П. Атмосфера Газдарының Құрамы және Қолдану, Алматы, 2022

Петрова Е.С. Гелий және оның өнеркәсіптегі орны, Қазақстан Химия журналы, 2021, №4

Сидоров В.М. Экология және галогендер: қауіпсіздік мәселелері, Мәскеу, 2020