1.1. Атомно-молекулярне вчення

До числа основних узагальнень хімії та природознавства відноситься атомно-молекулярна теорія розвинута і вперше застосована в хімії великим російським вченим М.В. Ломоносовим. Основні положення його вчення викладені в роботі ”Елементи математичної хімії” (1741 р.). Суть вчення М. В. Ломоносова зводиться до наступного:

1. Всі речовини складаються із “корпускул” (так М.В. Ломоносов називав молекули);

2. Молекули складаються із “елементів” (так М.В. Ломоносов

називав атоми);

3. Частинки, атоми та молекули перебувають у безперервному русі. Теплота є внутрішній рух цих частинок;

4. Молекули простих речовин складаються з однакових атомів, молекули складних речовин складаються із різних атомів.

Далі вчення М.В. Ломоносова розвинув англійський вчений Джон Дальтон. У своїй книзі “Нова система хімічної філософії”(1808 р.) він вперше визначив атомні маси відомих тоді елементів, увів символи для позначення атомів. Цілком правильно вважаючи, що абсолютна маса атомів надзвичайно мала, Дж. Дальтон запропонував визначати відносні атомні маси. При цьому масу атома Гідроґену, як найлегшого з усіх атомів, було прийнято за одиницю. Проте Дж. Дальтон не бачив якісної різниці між атомами і молекулами.

Атомно-молекулярне вчення в хімії остаточно затвердилось лише в середині ХІХ століття. На міжнародному з’їзді хіміків у м. Карлсруе в 1860 р. було дано означення понять молекула та атом.

Молекула – це найменша частинка даної речовини, що володіє її властивостями. Хімічні властивості молекули визначаються її складом та будовою.

Атом − найменша частинка хімічного елементу, що здатна зберігати його хімічні властивості. За сучасними уявленнями: атом – це електронейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, які рухаються навколо нього.

Хімією молекул продовжує залишатись сучасна орга-нічна хімія. Проте, для неорганічних сполук молекулярна форма існування речовини характерна лише для газуватого та пароподібного станів. Переважна більшість твердих неорганічних речовин не має молекулярної структури , існує у вигляді макротіл.

Макротіла, що складаються з атомів одного й того ж хімічного елемента, називаються простими речовинами, а із атомів різних елементів – хімічними сполуками.

1.2. Основні поняття хімії

Хімічний елемент − це вид атомів з однаковим позитив-ним зарядом ядра.

Прості речовини − це речовини, які утворені атомами одного елементу. Наприклад, проста речовина залізо утворена атомами елемента Феруму, проста речовина азот утворена атомами елемента Нітроґену.

Складні речовини (хімічні сполуки) − це речовини, які утворені атомами різних елементів. Так, вода утворена атомами елементів Гідроґену та Оксиґену, сульфатна кислота − атомами елементів Гідроґену, Сульфуру та Оксиґену.

Поняття “проста речовина” не можна ототожнювати з поняттям “хімічний елемент”. Проста речовина характери-зується певними фізичними (густиною, розчинністю, темпера-турою плавлення та кипіння тощо) та хімічними властивос-тями. Всі ці властивості відносяться до сукупності атомів і для різних простих речовин вони є різними. Хімічний елемент характеризується певним позитивним зарядом ядра, ізотопним складом і т.д.

Багато хімічних елементів, що мають однакові характе-ристики окремих атомів, утворюють кілька простих речовин, відмінних за своєю будовою, а, отже, і властивостями. Таке явище називається алотропією. Так, елемент Оксиґен утворює дві алотропні модифікації: кисень і озон; елемент Карбон – три: алмаз, графіт і карбін. Явище алотропії може бути обумовлене двома причинами:

1. Різна кількість атомів у молекулі (наприклад, кисень О₂ та озон О₃);

2. Утворення різноманітних кристалічних форм (наприклад, алмаз, графіт і карбін).