2.5. Закон авогадро

Основоположник: итальянский химик и физик Амедео Авогадро (1811).

Формулировка закона: «В равных объёмах различных газов при одинаковых внешних условиях (температура Т, давление р) содержится одинаковое число молекул (или атомов, в случае благородных газов - атомов)».

Следствие из закона Авогадро: «равные количества различных газов при одинаковых внешних условиях (Т, р) занимают равные объёмы».

При нормальных условиях (н. у.): при Т = 273,15 К (0 °С) и р = 101 325 Па (1 атм, 760 мм рт. ст.) – любой газ (близкий по свойствам к идеальному, т. е. газу, отвечающему следующим условиям: отсутствие взаимодействий между молекулами; размеры молекул гораздо меньше расстояний между ними, идеально упругие столкновения молекул между собой и со стенками сосуда), количество которого равно одному молю, занимает объём 22,4 л. Эта физическая постоянная называется молярным объёмом газа при нормальных условиях. Единица измерения молярного объёма газа V_m – л/моль; при н. у. V_m = 22,4 л/моль. или 22,4 м³/кмоль.

V_m = V/n

Молярный объём газа равен отношению объёма газа V к количеству вещества n в этом объёме (n = m/M = N/N_А).

3. Периодический закон и периодическая система химических элементов д.И. Менделеева

3.1. История систематизации химических элементов

Немецкий химик И.В. Дёберейнер (1829) опубликовал таблицу, в которой разделил в группы по три химических элемента. Объединялись элементы со сходными свойствами образуемых ими веществ – триады Дёберейнера. Пример триад: Li, Nа, К; С1, Вr, I.

Американский химик Д.А.Р.Ньюлендс (1863) расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс и обнаружил сходство между каждым восьмым по счёту элементом, начиная с любого, подобно строению музыкальной октавы, состоящей из восьми звуков (закон октав Ньюлендса). Однако учёному не удалось удовлетворительно объяснить найденную закономерность.

Немецкий химик Ю.Л.Мейер (1864) расположил химические элементы в порядке увеличения их атомных масс в виде таблицы, в которую поместил 27 элементов (меньше половины известных в то время); расположение других элементов было неясным.

Д.И. Менделеев ¹(1869) открыл Периодический закон: «…Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомного веса ».

До Менделеева исследователи преследовали только классифи-кационные цели и не шли дальше объединения отдельных химических элементов в группы на основании сходства их химических свойств. При этом каждый новый элемент рассматривался как нечто обособленное, не состоящее в связи с другими элементами. Менделеев был убеждён, что между всеми химическими элементами должна существовать закономерная связь, объединяющая их в единое целое, и пришёл к заключению, что в основу систематики элементов должен быть положен их относительный атомный вес. Расположив все элементы в порядке возрастающих атомных весов (масс), Менделеев обнаружил, что сходные в химическом отношении элементы встречаются через определённые интервалы, соответственно, в ряду элементов многие их свойства периодически повторяются.

Систему классификации химических элементов Менделеев выразил в виде периодической системы в форме таблицы. Ко времени открытия периодического закона было известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства многих их соединений.

Периодическая таблица является графическим изображением периодической системы. Периодическая система едина, а её табличное выражение может иметь различные формы (см. приложение, табл. 1 и 2).