Атомно – молекулярна теорiя

Вивчення речовини з кiлькiсної сторони дало можливiсть вияснити природу хiмiчних сполук, знайти рiзницю мiж хiмiчною сполукою та механiчною сумiшшю.

Однак, поряд з цим нагальною проблемою була потреба якiсного пояснення стрибкуватої змiни, яка спостерiгається при переходi вiд однiєї сполуки до iншої, якщо однi i тiж елементи утворюють декiлька сполук.

Вимагав якiсних пояснень i закон постiйностi складу.

Таким чином в хiмiї назрiвало народження нової теорiї, покликаної дати якiсне пояснення хiмiчних перетворень.

Ця теорiя виникла не несподiвано, їй передувала велика кiлькiсть гiпотез та здогадок, якi своїми корiннями сягають у далеке минуле.

21/37

Атомно – молекулярна теорiя

Хiмiчна атомiстика бере своє зародження вiд Ломоносова.

За Ломоносовим у складi всякої речовини мають бути два типи частинок: елементи i корпускули.

”Елемент це частинка, яка не складається з яких-небудь iнших тiл”. ”Корпускула це скупчення елементiв в одну невеличку масу”.

Якщо корпускула складається iз однакових елементiв, то маємо справу з простою речовиною, якщо iз рiзних елементiв, то з хiмiчною сполукою.

Пiзнiше корпускулярним вченням користувався iрландський хiмiк Хiггiнс (1765-1825рр). Вiн розрiзняв корпускули та частинки.

22/37

Атомно – молекулярна теорiя

Атомiстика Дальтона

Важливе значення для розвитку хiмiчної атомiстики мала гiпотеза Дальтона. Основнi положення цiєї гiпотези:

1Речовини складаються з найменших частинок-атомiв. Складна речовина складається iз складних атомiв, а проста з простих. Атоми рiзних речовин – рiзнi. Дальтон ввiв сим-

воли атомiв: H, O, S, C тощо.

2Характерною властивiстю атомiв є їх маса. Маса складного атома дорiвнює сумi мас простих атомiв.

3Атоми не можуть руйнуватися. При хiмiчних реакцiях можливий розклад складних атомiв на простi, або навпаки. За Дальтоном хiмiчнi перетворення вiдбуваються на атомному рiвнi. Це давало можливiсть пояснити закон простих кратних вагових вiдношень (так як атоми неподiльнi i один елемент з другим утворює декiлька сполук, то певне число атомiв одного елемента приєднує тiльки цiле число атомiв

другого елемента.

23/37

Атомно – молекулярна теорiя

Атомiстика Дальтона

Атомiстика Дальтона узгоджувалася i з законом Ломоносова i повнiстю ствержувала закон Пруста. В цьому полягало її значення для хiмiї.

Не менш важливе значення її в тому, що вона вказувала на вагомiсть атомiв, допускала можливiсть визначення вiдносних атомних мас.

Дальтон вперше зробив спробу визначити атомну масу вiдносно маси самого найлегшого елемента гiдрогена. Однак знайденi ним атомнi маси були не постiйними. Вiн по сутi оперував не атомними, а еквiвалентними масами. Дальтон i його сучасники не змогли зрозумiти рiзницю мiж атомними та еквiвалентними масами.

Гiпотеза Дальтона лише поставила на повiстку дня цю проблему, але не зумiла її розв‘язати.

24/37

Атомно – молекулярна теорiя

Iдея Дальтона була пiдтримана швецьким хiмiком Берцелiусом, який вiдстоював гiпотезу електрохiмiчного дуалiзму.

За цiєю гiпотезою кожний атом має рiзнойменно зарядженi полюси, але у одного iз них переважає додатнiй заряд, а у iншого-вiд‘ємний, тому однаковi атоми не можуть сполучатися мiж собою.

Таке тлумачення гальмувало розвиток атомiстичних поглядiв в хiмiї. До речi Берцелiус був талановитим вченим, багато зробив корисного для розвитку хiмiї.

25/37

Атомно – молекулярна теорiя

Закон простих об‘ємних вiдношень Гей-Люсака

На початку 19 ст. широко вивчаються гази, зокрема, повiтря. Вивчаючи кiлькiсний склад повiтря французький хiмiк Гей-Люссак в 1808 р сформулював закон простих об‘ємних вiдношень:

за одинакових умов об‘єми газiв, що вступили в реакцiю, вiдносяться мiж собою i до об‘ємiв одержаних газiв, як простi цiлi числа.

Cl2 + H2 = 2 HCl 1 : 1 : 2 NH3 + HCl = NH4Cl 1 : 1 2 NH3 = N2 + 3 H2 2 : 1 : 3

26/37

Атомно – молекулярна теорiя

Цей закон опинився в протирiччi з атомiстикою Дальтона.

Берцелiус зробив спробу пояснити закон Гей-Люссака. Вiн висловив думку, що в однакових об‘ємах рiзних газiв мiститься однакова кiлькiсть атомiв.

Але уважний аналiз газових реакцiй показував помилковiсть пояснення Берцелiуса. Насправдi iз одного атома хлору i одного атома гiдрогену повинен утворитися один складний атом хлороводню, в дiйсностi одержують два.

Найбiльш послiдовно i логiчно скористався газовими реакцiями iталiйський юрист Авогадро. Вiн зрозумiв, що одного уявлення про атом для розумiння хiмiчних перетворень недостатньо.

27/37

Атомно – молекулярна теорiя

Закон Авогадро

В 1811р вiн вводить поняття про молекулу, як складнiшу частинку i в цьому ж роцi формулює гiпотезу, яка незабаром переросла в закон:

в однакових об‘ємах рiзних газiв при однакових тисковi та температурi вмiщується однакова кiлькiсть молекул.

Молекула за Авогадро - маленька частинка речовини, яка складається iз атомiв.

Закон Авогадро повнiстю пояснював закономiрностi Гей-Люссака. Вiн пояснював iснуючi факти i допомогав робити передбачення нових фактiв. На його основi можливе визначення молекулярних мас газiв.

Закон Авогадро витримав перевiрку часом i лiг в основу атомно-молекулярної теорiї.

28/37

Атомно – молекулярна теорiя

Незважаючи на свою простоту i наукову цiннiсть закон Авогадро довгий час не мiг стати провiдним знаряддям в руках експериментаторiв.

Цьому значною мiрою перешкоджала метафiзична гiпотеза електрохiмiчного дуалiзму Берцелiуса. Вона не допускала сполучення однакових атомiв, а вiдповiдно вiдкидала можливiсть утворення двохатомних молекул елементарних газiв.

В хiмiї ще довго панувала анархiя та хаос. Однак i в цей час були ентузiасти (Жерар, Каннiцаро, Воскресенський, Зiнiн, Менделєєв). Особливо яскраво проявилася боротьба 2-х протилежних точок зору на 1-му Мiжнародному з‘їздi хiмiкiв у м. Карлсруе (1860 р). Цей з‘їзд по сутi ствердив атомно – молекулярну теорiю.

29/37

Атомно – молекулярна теорiя

Змiст теорiї зводиться до слiдуючих положень:

3Атом – це носiй властивостей хiмiчного елемента, тобто найменша частинка елемента, яку не можна розкласти хi-

мiчним способом.

4Хiмiчнi реакцiї вiдбуваються зi сполученням, розкладом або обмiном окремими атомами молекул мiж собою.

5При утворенi молекул або кристалiв атоми сполучаються мiж собою в строго певних спiввiдношеннях, якi визначаються валентнiстю.

30/37