2.2. Закон постоянства состава60

(Ж. Пруст⁶¹, 1799–1806)

Любое химическое соединение, независимо от способа его получения, имеет один и тот же состав

Молекулы состоят из определённого числа атомов, а поскольку они имеют постоянную массу, то и состав вещества (качественный и количественный) постоянен.

Закон постоянства состава утвердился в результате спора (1801– 1808 гг.) Ж. Пруста с К. Бертолле⁶², который полагал, что состав химического соединения является переменным, непрерывно изменяется. В 1912–1913 гг. Н.С. Курнаков, опираясь на результаты физико-химического анализа различных сплавов, установил, что помимо соединений молекулярного строения, имеющих постоянный состав – дальтонидов, в твёрдом состоянии существуют и соединения переменного состава – бертоллиды. К ним относятся многие кристаллические соединения (оксиды, сульфиды, нитриды, карбиды, фосфиды и другие бинарные соединения⁶³ "металл – неметалл", тройные соединения, особенно имеющие дефекты кристаллической решётки).

Например, оксид титана в газообразном состоянии имеет состав ТiО, тогда как в твёрдом от колеблется от ТiО_0,8 до ТiО_1,2.

В связи с этим закон постоянства состава утратил универсальный характер и должен рассматриваться как частный случай общих закономерностей, описывающих состав химических соединений.

Например, вода. Независимо от способа получения и от внешних условий её молекула всегда состоит из атомов двух элементов – водорода и кислорода, находящихся в отношении 2 : 1:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

2NаНСО₃ = Nа₂СО₃ + СО₂ + Н₂О

Сu(ОН)₂ + Н₂SО₄ = СuSО₄ + 2Н₂О

СuSО₄ · 5Н₂О = СuSО₄ + 5Н₂О

2.3. Закон кратных64 отношений

(Дж. Дальтóн, 1803 г.)

Если два элемента образуют между собой несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на единицу массы другого, относятся как небольшие целые числа

Например, в оксидах: N₂О, NО, N₂О₃, NО₂ и N₂О₅ на 1 г (одну массовую часть) элемента азота приходится соответственно 0,57; 1,14; 1,71; 2,28 и 2,85 г (массовых частей) элемента кислорода; отношение указанных массовых частей кислорода равно 1 : 2 : 3 : 4 : 5.

Соединение	N2O	NO	N2О3	NO2	N2О5
Масса азота (в г) в соединении с массой кислорода (в г)	14	14	14	14	14
	8	16	24	32	40
Соотношение масс кислорода	1 : 2 : 3 : 4 : 5

Закон кратных отношений фактически объединяет законы сохранения массы и постоянства состава.

Данный закон обусловлен существованием атомов и молекул (в приведённом примере выполнению закона соответствуют формулы оксидов азота, выражающие атомный состав молекул).

Закон кратных отношений справедлив для стабильных газообразных и молекулярных соединений; для многих кристаллических (особенно неорганических) соединений наблюдаются отклонения от этого закона.