76. Строение молекул. Теория химического строения а.М. Бутлерова

Первоначальные представления о молекуле как некоторой связанной совокупности атомов восходят еще к М.В.Ломоносову. Ломоносов, в частности, предполагал возможность существования разных молекул, одинаковых по атомному составу, но различающихся способом связи атомов.

Разработка общей и последовательной классической теории строения молекул связана, с именем А.М.Бутлерова. В 1861г. А.М.Бутлеров выдвигает теорию, сущность которой можно сформулировать следующим образом:

а) атомы в молекуле соединяются друг с другом в определенном порядке;

б) соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью;

в) свойства вещества зависят не только от природы атомов и от их количества, но и от их расположения, т.е. от химического строения молекул.

Бутлеров рассматривал молекулу как динамическое образование. Намеченная им принципиальная программа развития теории предполагала рассмотрение внутренних движений эффективных атомов в молекуле и теории вращения как целого.

76. Структура вещества. Деление по агрегатному состоянию. Кристаллические и аморфные вещества. Высокомолекулярные соединения

Существует 3 основных агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное.

Газообразное – в нем энергия межмолекулярного взаимодействия частиц меньше их кинетической энергии. Поэтому молекулы (атомы) газа не удерживаются вместе, а свободно перемещаются в объеме. Слабое межмолекулярное взаимодействие обуславливает малую плотность газа, способность оказывать давление на стенки сосуда. Молекулы газа находятся в беспорядочном хаотичном движении.

Жидкое – в нем  энергия межмолекулярного взаимодействия частиц соизмерима с кинетической энергией движения частиц. Жидкое состояние является промежуточным между газообразным и кристаллическим. Сходство жидкостей с газами: текучи, одинаковые свойства во всех направлениях. Сходство с твердыми телами – высокая плотность. Жидкость легко изменяет свою форму, т.е. в ней отсутствуют прочные межмолекулярные взаимодействия. Степень упорядоченности частиц у различных жидкостей различна и изменяется с изменением температуры. При низких температурах она велика, с ростом температуры она падает, приближаясь к свойствам газа.

Твердое состояние характеризуется тем, что энергия взаимодействия его частиц между собой выше кинетической энергии их движения. Твердые вещества могут находиться в аморфном или кристаллическом состояниях.

Аморфное состояние вещества. В этом состоянии вещества не имеют упорядоченной структуры. Некоторые из них очень медленно текут. Наиболее известное из аморфных веществ – стекло. Аморфными являются также многие полимеры, смолы, простые вещества (Se, Si, Ag), оксиды (SiO₂, B₂O₃), сульфаты, карбонаты. Аморфные вещества имеют одинаковые свойства во всех направлениях.

Кристаллическое состояние вещества характеризуется дальним порядком, т.е. трехмерной периодичностью структуры по всему объему твердого тела. Регулярное расположение частиц в твердом теле изображается в виде решетки, в узлах которой находятся частицы, соединенные воображаемыми линиями. Кристаллические вещества плавятся при определенной температуре.

Высокомолекулярные соединения (полимеры) характеризуются молярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В состав молекул полимеров входят тысячи атомов, соединенных химическими связями. Любые атом или группа атомов, входящие в состав цепи полимера, называются составным звеном. Примеры полимеров – целлюлоза, белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, полиэтилен.