nekrasovI (Б.В. Некрасов - Основы общей химии), страница 8

На основе всестороннего вскрытия этой химической аналогии Менделеев открыл периодический закон и построил периодическую систему, которая в ее современной форме дана на форзаце (развороте переплета). В ней указаны номера элементов по порядку (атомные номера), их химические обозначения, названия и атомные веса. Для большинства элементов, претерпевающих радиоактивный распад, приведены в квадратных скобках массовые числа наиболее устойчивых атомов. Периодическая система элементов дала химикам новый метод установления атомных весов. Первым применил его сам Менделеев, исправив атомные веса ряда элементов. В качестве примера рассмотрим элемент индий. Для него известен был только эквивалентный вес, равный (округленно) 38,3. Атомный вес его, следовательно, мог равняться 38,3; 76,6; 114,9; 153,2 и т.

д, Летучих соединений индия известно не было. Если принять, что атомный вес индия равен 38,3, то этот элемент должен стоять в системе после хлора, т. е. на месте калия (№ 19; аргон в то время известен не был). Но индий совершенно не похож по свойствам на находящиеся в том же вертикальном ряду другие элементы; следовательно, это предположение отпадает. Если приннть атомный вес равным 76,6 (как тогда и считали), то индий попадает на место селена (№ 34). Однако индий совершенно не похож на другие элементы этого вертикального ряда. Если принять следующий возможный атомный вес 114,9, то индий попадет на место № 49, т. е.

окажется в одном вертикальном столбце с алюминием (№ 31 — галлий не был известен), с которым он сходен по свойствам. Следовательно, атомный вес индия должен быть равен именно 1!4,9. Впоследствии этот и все другие атомные веса, указанные Менделеевым, были подтверждены опытом. Благодаря периодическому закону установление атомного веса элемента стало сводиться к возможно более точному определенито его эквивалента. Если для отдельных элементов сопоставить величины их атомных и эквивалентных весов, то окажется, что атомный вес либо равен эквивалентному, либо содержит два, три и т. д. эквивалентных веса.

Число, показывающее, сколько эквивалентных весов заключается в атомном весе, т. е. частное от деления атомного веса на эквивалентный, называется валеитностью рассматриваемого элемента. Так, атомный вес водорода равен эквивалентному, следовательно, водород одн о в а л е н т н ы й элемент; атомный вес кислорода равен 16, а эквивалентный — 8, следовательно, кислород д в у х в а л е н т е н и т, д.

Элемент, имеющий два или более различных эквивалентных веса (например, медь), будет характеризоваться переменной валентностью, Физический смысл понятия «валентность» выясняется следующим образом. Если в атомном весе какого-нибудь элемента, например кислорода, заключаются два эквивалентных веса, то это значит, что один его грамм-атом соответствует в соединениях двум грамм-атомам одновалеитного элемента.

Иначе говоря, атом кислорода способен соединяться с двумя атомами какого. либо одновалентного элемента (например, водорода). Следовательно, валентность есть число, показывающее со сколькими одновалентными атомами может соединиться атом данмого элемента (или сколько таких атомов он может заместить) при об- р 5. Атомные веса рсзоеинии молекулы. Валентность часто обозначают соответствующим числом черточек при символе элемента. Понятие о валентности элементов наметилось в 50-х годах прошлого века.

Особое значение этого понятия для химии определяется тем, что оно было принято А. М. Бутлеровым за основу разработанной им в 1861 г. теории строения химических соединений, — той теории, которой химия руководствуется и в настоящее время. $6. Химические формулы и уравнения. Трудно представить себе ту путаницу в химических обозначениях, которая существовала до признания гипотезы Авогадро. Поскольку общепринятых атомных весов не было, каждый химик руководствовался в этом вопросе теми соображениями, которые ему представлялись наиболее правильными.

Соображения эти часто менялись в резу.тьтате тех или иных отдельных опытов, что приводило к изменению и форм выражении состава химических соединений — химических формул. Даже для воды не существовало общепринятого обозначения. В отношении формул более сложных веществ разногласия нередко были так велики, что химики лишь с трудом понимали друг друга. Все этн затруднения отпали с принятиелт единых атомных весов. Химики, наконец, нашли общий язык. Действительно, установление простейшей формулы какого-либо соединения уже не представляло трудностей: нужно было только знать его процентный состав (определявшийся путем химического анализа) и атомные веса содержащихся в нем элементов.

Простейший атомный марыатазь Атомцма фактор Процсатный састаа Элементы. асодагдна а сасднаанне Атомнмй аас ш.6 55,5 7Л одя 2АП с... С1 .. Пример 2. Найдем простейшне формулы окнслов меди. Простейшая атомный маоынтель Атомный фактор Процентный состав Элементы, азодащаа а сасдааеане Атомный асс ав,в 11.2 79.9 М.

! и сс . о. г сц . о . вэд, гв,а азд 35.0 г,а ол 1.25 1Дв Ссотаетствуюшне простейшнс формулы будут СизО н СиО. Пример 1. Соединение углерода с хлором содержат 7,8ай С н 22,2мл С1. Соответстеуктшне атомные веса равны 12,0 н 35,5. Рассуждаем следуюшнм образом, Чем больше атомный вес элемента, тем меньше (прн данном процентном составе саеднне. ння) атноснтельное число его атомов в молекуле. Поэтому для нахождения чисел, характернзуюшнх относнтельнае содержание атаман каждого нз элементов в молекуле соедннення (атомных факторов). нужна чнсла процентов разделять на соответствутошне атомные веса.

Пронзнедя такое деленне, находим для углерода фактор 0,55 н злр хлора 2,50. Этн чнсла ) же отражают относительное содержанке атомов в молекуле. Однако аба фактора дробные, а в молекуле может содержаться только целое чнгло атомов. гзля првведення к иелым числам делам оба фактора на нанменьшнй нэ ннх. Полученные величины (атомные множителя) 1 н 4 непосредственно указывают число атомов каждого нз элементов в вскопай простейшей формуле,' которая н будет, следовательно, СС1ь Выч~гслення удобно располагать по прнваднмой ниже форме.

/. Введение. Атомно-молекулярная теория Пример 3. Найдем простейшую формулу глицерина. Процентный состав Атомный фактор Элементы, аходящне в соединение Простайщнй атомный множите.хь Атом н ы й вас с. и. О. 20.!а 0,70 62ЛО 72,0 !.0 !6.0 3,26 6,70 З.зб 1 2.67 ! Процентный состав Простоям на атомный множнголь Атомный фактор Элементы. входящие а соадмненне Атомный аес 6,67 20,0 00,0 и!.О с. Н Расчет приводит, таким образом, к формуле СНа. Имея простейшие формулы веществ, можно вычислить по ним формульные веса (равные сумме соответствующих атомных весов) и сопоставить полученные числа с найденными на опыте.

Закмсь меди Четырех. х.хорнггый углерод этан Гхнцарня Охмсь мадн Молекулярный вес: по простейшей формуле из опыта . 15,0 92,1 92 143,1 79,5 Методы определения 153,5 154 неиавестны Как видно из данных таблицы, определение молекулярного веса подтверждает пай!денные формулы четыреххлористого углерода и глицерина, а для этапа правильной оказывается удвоенная формула — СиНе. Следовательно, простейшие формулы только тогда действительно выражают атомный состав рассматриваемого соединения, когда они подтверждаются определением его молекулярного веса.

Иными словами, для установления истинной формулы соединения, кроме процснтного состава и атомных весов, нужно знать и молекулярный вес. Хотя в настоящее время известно несколько методов определения молекулярных весов, однако имеется много веществ, к которым ни один из этих методов неприменим (примером могут служить оба окисла меди). В таких случаях приходится ограничиваться простейшими формулами, условно принимая их за истинные.'2 Имея формулу какого-либо соединения, легко рассчитать его процентный состав.

Лля этого суммированием атомных весов находят от- Получается, что а молекуле глицерина должно содержаться 2,57 атома водорода. Это, конечна, невозможно. Результат расчета указывает на то. что молекула глицерина содержит а действительности не по одному атому углерода и кислорода, а некоторое большее их число н соответственно большее число атомов водорода.

Так как соотношение между атомными множите!ими измениться не может, пробуем увеличением нх вдвое, втрое и т. д. привести атомный множитель водорода к целому числу. При умножении на 2 получаем 2; 5,34 и 2. Множитель для водорода опять значительно отличается от целого числн. При умножении на 3 получаем 3; 5,01 и 3. Следовательно.