Коллоидная химия

Колло́идная хи́мия (др.-греч. κόλλα — клей) — традиционное название физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений, возникающих на границе раздела фаз.

Современная коллоидная химия — это наука «на стыке» химии, физики, биологии. Особое междисциплинарное положение коллоидной химии подчёркивается тем, что в зарубежной литературе часто используют название «коллоидная наука».

Коллоидная химия — наука о дисперсных системах и поверхностных явлениях. Изучает адгезию, адсорбцию, смачивание, коагуляцию, электрофорез. Разрабатывает технологии строительных материалов, бурения горных пород, зол-гель технологии. Играет фундаментальную роль в нанотехнологии.

Коллоидная химия как наука имеет небольшую историю, однако свойства коллоидных систем и коллоидно-химические процессы человек использовал с давних времён. Это, например, такие ремёсла, как получение красок, керамики, глазури, прядение льна, хлопка, шерсти, выделывание кож.

Основоположником коллоидной химии принято считать Т. Грэма, выполнившего в 60-х годах XIX века первые систематические исследования коллоидных систем (золей). Ему же принадлежит и введение термина «коллоид». Впоследствии коллоидная химия включила в себя результаты, полученные в других областях физики и химии, и в конце XIX — начале XX веков сформировалась в самостоятельный раздел химии.

Строение атома

Атомно-молекулярное учение. Представление об атомах как о мельчайших неделимых уже дальше частицах, из которых состоят все вещества, возникло и сформировалось впервые в V в. до нашей эры в трудах древнегреческих философов Левкиппа, Демокрита и позднее Эпикура и др. Это представление было чисто умозрительным, не основанным на опытных данных. В дальнейшем оно было надолго вытеснено возникшим примерно в ту же эпоху учением Аристотеля об элементах. Длительному господству учения Аристотеля в немалой степени способствовало то, что оно было возведено в догмат католической церковью, которая всякие попытки возродить атомистические представления подавляла как еретические. Лишь в XVI в. с учением об атомах открыто выступил Джордано Бруно. В 1626 г. парижский парламент декретировал запрещение (под страхом смертной казни) заниматься корпускулярной теорией, как тогда называлось атомное учение. Однако, учение об атомах как научная гипотеза уже разрабатывалось в XVII в. Декартом, Гассенди, Ньютоном и другими учеными.

Дальнейшее значительное развитие атомное учение получило в работах М. В. Ломоносова, который считал атом не просто мельчайшей частицей, а частицей, обладающей определенными (для данного элемента) химическими свойствами. Он впервые указал на различие между атомами и молекулами и рассматривал молекулы как мельчайшие частицы данного вещества, обладающие тем же составом, что и вещество в целом. Ломоносов считал, что молекулы данного вещества одинаковы и состоят из одинакового числа соответствующих атомов, взаимно соединенных между собой одинаковым образом. Его работы в области атомно-молекулярного учения не были приняты учеными того времени, но нашли блестящее подтверждение в последующем развитии науки.

В первый период развития атомно-молекулярной теории основные положения ее в сущности мало отличались от взглядов, высказанных Ломоносовым.

Развитие количественных методов исследования в химии связано с определением относительных масс атомов и молекул и введением величин грамм-атома и грамм-молекулы (моля). В настоящее время термину «моль» присвоено более широкое содержание. Он охватывает теперь понятия грамм-молекулы, грамм-атома, грамм-иона, грамм-радикала, грамм-эквивалента и др.

Согласно решениям соответствующих международных организаций величина моль может быть определена следующим образом.

Моль — это такое количество вещества или частиц данного вида, которое содержит столько же частиц данного вида, сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С.

Вводится следующее различие в употреблении понятий «масса» и «.количество» вещества.

Масса вещества выражается числом килограммов (или граммов и пр.), а количество вещества или частиц выражается числом молей (или киломолей и пр.).

Атом водорода. Первая количественная теория атома была разработана Бором для наиболее простого из атомов — атома водорода. В 1913 г. он опубликовал результаты теоретического расчета модели атома водорода, прекрасно подтверждающиеся экспериментальными данными о спектре водорода. Теория эта основывалась на некоторых допущениях (постулатах), которые нельзя было тогда доказать, но правильность их подтверждалась данными опыта. Позднее в несколько другой интерпретации эти постулаты получили обоснование в выводах квантовой механики. Указанные постулаты могут быть сведены к следующему: