Развитие атомно-молекулярного учения

 

Еще одним подтверждением химической атомистики следует считать открытие французским химиком и физиком Ж.Гей-Люссаком (1778-1850) Закона объемных отношений:

"Объемы газов, вступивших в химическую реакцию, и объемы газов, образовавшихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".

Удивительно, но факт - против этого закона активно выступал Д.Дальтон. В 1801 г. Д.Дальтону пришла в голову, как он говорил, "смущающая идея", что "в равных объемах газов при одинаковых температуре и давлении содержится равное число частиц". Но вскоре он отказался от этой идеи. В 1811 г. появилась статья итальянца А.Авогадро (1776-1856) "Исследование метода определения относительных масс элементарных молекул веществ и установление отношений, в которых они вступают в соединения". Под элементарными молекулами А.Авогадро понимал атомы, а под интегральными молекулами - молекулы. В статье написано: "Следует, таким образом, принять, что существуют весьма простые отношения между объемами газообразных веществ и числом молекул, которые их образуют. В связи с этим первой гипотезой, которая представляется единственно приемлемой, служит допущение, что "число интегральных молекул в любых газах всегда одинаково в равных объемах". Трагедия Д.Дальтона и современников А.Авогадро состояла в том, что они считали, что все простые вещества (например кислород, азот, водород, хлор и т.д.) состоят из атомов, а не из молекул, как считал А.Авогадро. Однако на статью А.Авогадро не обратили внимания.

Наиболее талантливым последователем химической атомистики Д.Дальтона был шведский ученый И.Берцелиус (1779-1848). Он выполнил тщательные количественные исследования окислов, кислот, солей, оснований с целью определения пропорций, в которых входят в них различные элементы, проверил и перепроверил относительные атомные веса химических элементов. Главным результатом деятельности Берцелиуса в направлении развития химической атомистики можно считать его таблицы атомных весов, рассчитанные на основе весьма тщательных химико-аналитических исследований.

Важной заслугой Берцелиуса была разработка символов химических элементов и правил написания формул химических соединений. Предоставим слово самому Берцелиусу: "Когда мы пытаемся выразить химические пропорции, мы ощущаем необходимость химических символов... Химические символы должны быть буквами с тем, чтобы обеспечить максимальную легкость их написания и устранить затруднения при печатании книг... Я буду применять для химических символов начальные буквы латинских названий каждой элементарной субстанции. Но так как названия некоторых элементарных субстанций начинаются с одних и тех же букв, я буду различать их, пользуясь следующими правилами:

1) В классе, который я называю металлоиды, я буду применять только начальную букву... 2) В классе металлов я буду различать символы, в случае, если названия начинаются с одной и той же буквы как для металлов, так и для металлоидов, таким образом, что буду писать первые две буквы названия металла. 3) Если первые две буквы являются общими для двух металлов, я буду прибавлять к начальной букве первый консонант (созвучную букву)... Например: S - сера, Si - кремний, Sb - сурьма, Sn - олово, C - углерод, Co - кобольт, Cu - медь, O - кислород, Os - осьмий".

Большую помощь химикам в нахождении относительных атомных весов химических элементов - металлов - оказало открытие в 1819 г. французскими физиками П.Дюлонгом и А.Пти закона, по которому произведение удельной теплоемкости металлов на их атомный вес является величиной постоянной, равной 6 кал.

Для того чтобы химики договорились об основных понятиях, ведущими учеными-химиками в 1860 г. в Карлсруэ (Германия) был созван Международный химический конгресс. На конгрессе присутствовали семь русских химиков (среди них Н.Н.Зинин и Д.И.Менделеев). Основным докладчиком был итальянский ученый С.Канниццаро (1826-1910). В 1858 г. он написал небольшую книгу "Конспект курса химической философии", в которой возродил учение А.Авогадро, привлек к обоснованию и нахождению количественных соотношений между атомами химических элементов в молекулах Закон объемных отношений Гей-Люссака, устранил существенный недостаток химической атомистики Д.Дальтона, который отрицал, что простые вещества - водород, азот, хлор, кислород - состоят из молекул (H2, N2, Cl2, O2), а исходя из принципа "максимальной простоты", считал, что они построены из атомов H, N, Cl, O. Доклад С.Канниццаро и его книга смогли убедить Международный конгресс. Итак, основные положения атомно-молекулярного учения можно изложить так:

1. Все вещества состоят из молекул - мельчайших частиц, которые обладают химическими свойствами вещества.

2. Молекулы состоят из атомов: молекулы простых веществ состоят из атомов одного и того же химического элемента, а в молекулы сложных веществ входят атомы двух или большего числа химических элементов.

3. Каждому химическому элементу соответствует свой вид атомов. Атом - это мельчайшая частица химического элемента.

4. При химических реакциях молекулы исходных веществ разрушаются и образуются молекулы продуктов реакции. Атомы химических элементов при химических реакцях сохраняются и лишь переходят из одних молекул в другие.

 

см. также