III) Закон постоянства состава.

Впервые сформулирован Прустом.

– Всякое чистое вещество независимо от способа его получения и местонахождения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Например, вода может быть продуктом различных химических процессов:

NaOH + HCl  NaCl + H₂O

2H₂ +O₂  2H₂O.

Однако во всех случаях образуются молекулы одной природы, состоящие из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Наряду с соединениями постоянного состава (дальтонидами) существуют соединения переменного состава (бертоллидами). Состав бертоллидов выражается формулами с нецелочисленными стехиометрическими индексами (TiO_2.1, TiO_1.9, Ti_1.1O₂ – общая формула TiO_x, где x принимает значения от 0,7 до 1,25).

Бертоллиды встерчаются среди веществ, имеющих кристаллическую структуру (оксиды, гидриды, сульфиды, нитриды, карбиды, силициды и т.д.).

IV) Закон кратных отношений.

Несмотря на то, что молекулы химических веществ, полученных различными методами, имеют один и тот же состав, часто они состоят из атомов одних и тех же элементов, но в разном их количественном соотношении, например:

N₂O NO N₂O₃ NO₂ N₂O₅

Конечно, такие соединения, состоящие исключительно из атомов азота и кислорода или водорода, серы и кислорода существенно различаются по физическим и химическим свойствам. Но, тем не менее, они имеют одну общую черту: количества атомов в молекулах этих оксидов относятся как простые целые числа:

2 : 1; 1 : 1; 2 : 3; 1 : 2; 2 : 5.

Это же касается и органических соединений, в составе молекул которых атомов различных химических элементов может быть много или очень много. В этом случае следует говорить о формулах гомологических рядов, в соответствии с которыми находится и соотношение атомов различных элементов в молекулах. Например, первые члены гомологического ряда алканов таковы:

СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈ С₄Н₁₀,

что соответствует следующему соотношению атомов углерода и водорода в их молекулах:

1 : 4; 2 : 6 (1 : 3); 3 : 8; 4 : 10 (2 : 5).

В целом, же формула гомологического ряда алканов, имеет вид C_nH_2n+2 и, следовательно, соотношение атомов углерода и водорода соответствует отношению n : 2n + 2.

V) Закон объемных отношений.

Был открыт Гей-Люссаком:

– Объемы газообразных веществ, вступающих в реакцию, и объемы газообразных продуктов реакции при одинаковых условиях (давление, температура) относятся между собой как простые целые числа.

Например, при взаимодействии азота и водорода с образованием аммиака протекает реакция

N₂ + 3H₂ = 2NH₃.

При этом если азот и водород реагируют полностью, то расходуется 1 объем азота и 3 объема водорода и получается 2 объема аммиака. Иначе говоря, из 4-х объемов газовой смеси получается 2 объема продукта реакции.

VI) Закон Авогадро.

– В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура, давление) содержится одинаковое число молекул.

Из закона Авогадро вытекает ряд важных следствий:

1) При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л (н.у.: T = 273K, p = 1.013*10⁵ Па).

Объем одного моля газа называют молярным объемом V_m (м³/моль, л/моль).

V_m = V/n; n = V/ V_m

2) Один моль любого вещества независимо от его агрегатного состояния содержит число Авогадро частиц этого вещества.

3) Массы равных объемов различных газов при одинаковых условиях относятся как относительные молекулярные (или молярные) массы этих газов. В этом случае под молекулярной массой будем понимать массу одной молекулы, под молярной – одного моля, состоящего из числа Авогадро молекул (N_A).

Отношение масс газов, находящихся в равных объемах при одинаковых условиях, есть относительная плотность одного газа по другому D:

D = m_газа1/m_газа2 или D = M_газа1/M_газа2/