Раздел I. Теоретические основы химии

Глава 1. Некоторые понятия и законы химии § 1.1 Атомно-молекулярное учение. Агрегатные состояния веществ

Представления об атомах как о мельчайших частицах, из которых со­стоят все вещества, существовали еще в глубокой древности. В XVIII в. эти представления легли в основу создания химии как естественной науки и способствовали окончательному отделению ее от алхимии. По мере развития научных представлений о составе вещества и выяснения закономерностей протекания химических процессов было введено понятие о молекулах как о мельчайших частицах, способных к самостоятельному существованию и участвующих в химических реакциях.

§ 1.2 Масса атомов и молекул

Понятие «атомная масса» и «молекулярная масса» были введены в хи­мию задолго до того, как научились точно определять их значения. При­нято представлять массу атомов и молекул в виде относительных вели­чин, определенных по отношению к массе атома какого-либо одного хи­мического элемента. Это так называемое относительные и молекулярные массы, или просто атомные и молекулярные массы.

Атомные и молекулярные массы выражают в атомных единицах массы. Б настоящее время за атомную единицу массы принимается 1/12 часть массы атома углерода-12, что составляет 1,66 * 10"²⁷ кг.

§ 1.3 Количество вещества. Молярная масса

Одной из основных физических величин является количество вещества. Б соответствии с Международной системой единиц (СИ) единицей изме­рения количества вещества служит моль.

Моль — количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (т. е. атомов, молекул, ионов, электронов), сколько содержится атомов в 12 граммах изотопа углерода-12.

Число атомов в 12 грамм утлерода-12 известно, оно равно 6,02 х 10²³. Постоянная величина называется постоянной Авогадро. Она показывает число структурных единиц в одном моле любого вещества. Поэтому можно сказать, что моль — это количество вещества, которое содержит 6,02 х 10²³ структурных единиц данного вещества.

§ 1.4 Химические реакции и их классификация

Химическая реакция, или химическое превращение, — это процесс, при котором из одних веществ образуются другие вещества. При химических реакциях не происходит превращений атомов одних химических элемен­тов в другие. Превращения, в результате которых образуются атомы но­вых элементов (так называемые ядерные реакции), являются предметом изучения ядерной физики.

В зависимости от характера процесса выделяют несколько типов хими­ческих реакций: реакции разложения, соединения, обмена, замещения и нейтрализации.

§ 1.5 Закон сохранения массы веществ

В 1748 г. М. Б. Ломоносов сформулировал положение, которое в дальнейшем сыграло большую роль в развитии химии и получило название закона сохранения массы веществ: масса веществ, вступающих в химиче­скую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Впоследствии М. Б. Ломоносов экспериментально подтвердил пра­вильность своих выводов. Независимо от М. В. Ломоносова закон сохранения массы веществ был сформулирован позднее французским химиком Лавуазье.

§ 1.6 Закон постоянства состава

В начале XIX в. французский ученый Пруст установил закон постоян­ства состава: вещества имеют постоянный качественный и количествен­ный состав независимо от способа их получения.

Первоначально этот закон считался всеобщим, его распространяли на все химические вещества. С развитием химии выяснилось, что этот закон не является всеобщим. Многие кристаллические вещества немолекуляр­ного строения могут иметь разный количественный состав в зависимости от способа их получения.