Вопрос 12. Химическое учение о строении вещества.

Вещество – это материальное образование, состоящее из частиц, имеющих собственную массу, т.е. массу покоя. Вещества в чистом виде в природе не встречаются. Природные вещества представляют собой смеси, состоящие иногда из очень большого числа различных веществ. Так, природная вода всегда содержит растворенные соли и газы.

Чистое вещество всегда однородно, смеси же могут быть однородными или неоднородными.

Простое вещество состоит из одного химического элемента. Названия простых веществ, как правило, совпадают с названиями соответствующих химических элементов. Простое вещество характеризуется определенными физическими и химическими свойствами. Когда какое-нибудь простое вещество вступает в химическую реакцию и образует новое вещество, то оно при этом утрачивает большинство своих свойств.

Сложные вещества или химические соединения – соединения, построенные из молекул, в состав которых входят атомы различных элементов. HCl – соляная кислота, NaCl – поваренная соль.

Структура вещества – расположение в пространстве атомов при образовании молекулы вещества. Для этого необходимо рассмотрение молекулы с квантовых позиций.

Заключается в следующем:

1. соединяются между собой элементы, атомы которых имеют незаполненные внешние атомные орбитали (валентные сферы)

2. в образовании химической связи между атомами главную роль играют электроны, расположенные на внешней оболочке (валентные электроны).

Представление о том, что вещество состоит из отдельных, очень малых частиц,— атомная гипотеза — возникло еще в древней Греции.

Однако создание научно обоснованного атомно-молекулярного учения стало возможным значительно позже—в XVIII — XIX веках, когда физика стала базироваться на точном эксперименте. (Не следует забывать, что химические изменения всегда сопровождаются изменениями физическими. Поэтому химия тесно связана с физикой.)

В химию количественные методы исследования были введены М. В. Ломоносовым во второй половине XVIII века. Ломоносов изучал протекание химических реакций, взвешивая исходные вещества и продукты реакции. При этом он установил закон сохранения массы (веса): Масса (вес) веществ, вступающих в реакцию, равна массе (весу) веществ, образующихся в результате реакции.

Несколько позже (1789 г.) закон сохранения массы был независимо от Ломоносова установлен французским химиком Лавуазье.

В первой половине XIX века зародилась принципиально новая концепция химии – структурная химия, исходящая из предпосылки о том, что свойства вещества определяются не только его составом, но и структурой, т.е. порядком соединения атомов и их пространственным расположением. В начале 19 века английский химик и физик Дж. Дальтон заложил основы химической атомистики: ввёл понятие «атомный вес», открыл закон кратных отношений, объяснив его атомным строением вещества и способностью атомов одного вещества соединяться с различным количеством атомов другого вещества. Он впервые в истории химии составил таблицу атомных масс, которая включала 14 элементов.

Законы постоянства состава и кратных отношений вытекают из атомно-молекулярного учения.

Важнейшим этапом развития структурной химии стало установления пространственного строения молекул. В 1811 г. итальянский химик А. Авогардо ввёл термин «молекула» и выдвинул молекулярную теорию строения вещества.

В 1861 г. русский химик А.Бутлеров обосновал теорию химического строения вещества. Развитие атомно-молекулярного учения привело к идее о сложном строении не только молекулы, но и атома.

В 19 веке окончательно закрепляется атомно-молекулярное учение в химии,

В 20 веке атомно-молекулярная теория дополнена электронной теорией строения вещества.