Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В чем была причина противоречий представлений Дальтонаи Гей-Люссака?Что моглоЛюссака?2.3.4. Закон Авогадрообъединить представления ДальтонаиТещНеобходимость объединить закон Гей-Люссака с атомистической теорией Дальтона была осознана итальянским ученым43Авогадро А м е д е о ( 1 7 7 6 - 1 8 5 6 ) — итальянскийученый. В 1811 г. в работе «Попытка методаопределения относительной массы элементарных молекул веществ и отношений, в которыхони вступают в соединение» развил молекулярную гипотезу. Сформулировал закон, носящийего имя.
На основании этого закона предложилспособ о п р е д е л е н и я молекулярного и атомноговесов.А. Авогадро. На основании выводов Гей-Люссака он в 1811г.предположил, что «число составных молекул любого газа всегда одно и то же в одном и том же объеме, или же всегдапропорционально объему». При этом Авогадро считал, чтомолекулы газов могут состоять из нескольких атомов, которыеон называл «элементарными, или простыми молекулами».Исходя из своей гипотезы, Авогадро предложил «средстводля довольно легкого определения относительной массы молекул тел, которые могут существовать в газообразном состоянии; и относительного числа этих молекул в соединениях;так как отношение масс молекул равно отношению плотностейразличных газов при одинаковых температурах и давлении,относительное число молекул в каком-либо соединении получается сразу из отношения объемов газов, которые вошли вего состав».В отличие от Дальтона, считавшего молекулы простых газоводноатомными, Авогадро допустил, что при соединении газовпроисходит деление молекул.
По его представлениям, из двухмолекул водорода и одной молекулы кислорода образуетсясложная молекула, которая затем делится на две части. Авогадро высказал предположение, что масса составной молекулыравна сумме масс составляющих ее простых молекул (то естьатомов).
Молекулы простых веществ состоят из атомов одногорода, а молекулы сложных веществ — из атомов разного рода.Авогадро привел правильные составы молекул нескольких веществ, уточнил атомные веса элементов. Приняв атомный весводорода за 1, он получил для кислорода 16, азота 14, углерода11,36, что очень близко к современным значениям. Метод44Часть 2. Становление химии как наукиопределения относительных молекулярных масс газообразныхвеществ объединил представления Дальтона и закон объемныхотношений Гей-Люссака.
Авогадро установил различие междуатомами и молекулами и предположил, что молекулы простыхгазов состоят из двух атомов.Несмотря на важность работ Авогадро, они не были должным образом оценены современниками. В те годы господствовала экспериментальная химия, а выводы Авогадро опиралисьна опыты других исследователей и не были подтвержденыего собственными экспериментами.
Сохранялась путаница впонятиях атома, эквивалента и молекулы. Гипотеза Авогадрополучила полное признание лишь через полвека после еепоявления. Положение о том, что при одинаковых температуре ;и давлении в равных объемах всех газов содержится одно и то >лее количество молекул, стало законом, носящим его имя.Вопросы1. Какие математические преобразования следует произвести,чтобы выразить отношение молярных масс двух газов черезих плотности, учитывая закон Авогадро?2.
Каким образом Авогадро мог прийти к выводу о двухатомности молекул водорода, хлора, кислорода, азота и другихгазов?2.3*5. Развитие понятий «атом», «молекула»,«эквивалент»Как можно было объединить противоречащие друг другузаконы стехиометрии?Открытый Ж. Л. Гей-Люссаком закон привлек вниманиевыдающегося шведского ученого Й.
Я. Берцелиуса. Берцелиуссчитал, что представление об объемных отношениях, согласнокоторому происходит образование газообразных соединений изпростых газов, можно использовать для установления состававеществ. Однако он отвергал существование молекул, так какне допускал соединения атомов одного и того же элемента, чтопомешало применять закон объемных отношений д л я определения атомных весов. В конце концов, Берцелиус обратилсяк решению этой проблемы химическими методами, то естьприбегнув к анализу соединений.В результате длительных и тщательных аналитическихработ Берцелиус пришел к выводу о существовании простых2,3. Законы стехиометрии45Берцелиус Йене Якоб (1779-1848) — шведскийхимик. Открыл элементы церий (1803), селен(1817), торий (1828). В 1824-1825 гг.
впервыеполучил в свободном состоянии кремнии, титан, тантал и цирконий. Создал (1812-1819)электрохимическую теорию сродства, сыгравшую значительную роль в развитии химии. Наоснове этой теории построил классификациюэлементов и их соединений. Ввел современныесимволы атомов химических элементов и формулы соединений (1814). Разработал ряд методов химического анализа.
Определил атомныевеса 46 элементов.постоянных отношений между атомами кислорода кислоты иоснования, участвующих в образовании соли. В 1818 г. Берцелиус опубликовал таблицу атомных весов по отношению ккислороду, атомный вес которого был принят за 100. Отказ отиспользования водорода в качестве точки отсчета Берцелиусмотивировал тем, что он «вызывает большие трудности, потомучто водород очень легок и с трудом дает неорганическиесоединения». Тем не менее атомные массы многих элементовоказались в несколько раз больше современных значений, таккак Берцелиус признавал соединения только с самыми простыми отношениями и, как и Дальтон, не различал понятий атомаи молекулы, рассматривая молекулы как атомы различнойстепени сложности.Большой заслугой Берцелиуса является разработанная имсистема химической символики, используемая и в настоящеевремя.
По его мнению, для химических обозначений следовалоиспользовать буквы, чтобы их легко было писать и печатать.В качестве символа элемента принималась первая буква еголатинского или греческого названия; иногда за ней следоваладругая буква (чтобы избежать одинакового обозначения разных элементов).Понятия «атом», «молекула», «эквивалент» путали друг сдругом многие химики.
Результаты проводившихся анализоввеществ давали представление только о «соединительных весах» (эквивалентах) элементов, а для расчета их атомных весовзачастую не хватало точности существовавших тогда методов.Было установлено, что некоторые элементы соединяются другс другом в различных весовых соотношениях, то есть имеют46Часть 2. Становление химии как наукиКанниццаро Станислав- ( 1 8 2 6 - 1 9 1 0 ) — итальянский химик.
Изучая альдегиды, в 1853 г. открыл реакцию взаимодействия бензальдегидас гидроксидом калия, получившую его имя.Изучал строение и химические свойства органических соединений жирного и ароматического рядов. Внес большой вклад в устранениепротиворечий в атомно-молекулярной теории.разные эквиваленты. Необходимо было обобщить накопленныеэкспериментальные данные и научные выводы разных исследователей. Это сделал в 1858 г.
С. Канниццаро, который столкнулся с трудностями при подготовке учебного курса химии. Позжеон писал: «Состояние путаницы и двойственности, в которомв то время находилась химия, и было для меня источникомвдохновения».Канниццаро проанализировал размышления Дальтона, ГейЛюссака, Авогадро и других ученых. Он выявил причины,которые мешали химикам принять гипотезу Авогадро — изучая количественные отношения реагирующих веществ, онипренебрегали их объемами в газообразном состоянии.Основываясь на способе Авогадро определения относительных молекулярных весов через плотности соответствующихгазов, Канниццаро принял вес молекулы водорода равным 2и рассчитал молекулярные веса десятков простых и сложныхвеществ. Он пришел к выводу, что «различные количестваодного и того же элемента, содержащиеся в разных молекулах,являются целыми кратными одной и той же величины, котораявходит неделимо в эти соединения и по праву называетсяатомом».
Эта формулировка объединила законы кратных отношений Дальтона и объемных отношений Гей-Люссака.Канниццаро считал, что даже если произойдет такое невероятное событие, как отказ от атомистической теории, егосистема атомных весов или численные значения количествэлементов останутся, поскольку они не включают понятий оформе, величине, протяженности атомов, а связаны лишь смассой, характеризующей само вещество.2.4. Основные направления химии47Свои выводы Канниццаро представил в 1860 г. на Международном химическом конгрессе в Карлсруэ.
От России вКонгрессе участвовали 7 делегатов, среди них —Д.И.Менделеев, Н . Н . З и н и н , А. П. Бородин. Конгресс путем голосованияпринял, что п о н я т и я «атом» и «молекула» различны. Глубокийпересмотр атомно-молекулярной теории получил название реформы Канниццаро, которая завершает период установленияколичественных законов — законов стехиометрии.Вопросы1. Канниццаро п р и ш е л к своим выводам на основании, какон сам говорил, «исторического исследования химическихтеорий». Е с т ь ли другие примеры, когда анализ историинауки привел к появлению новых идей?2.
Как повлияла реформа Канниццаро на появление теориистроения органических соединений и естественной классификации х и м и ч е с к и х элементов?2.4. Основные направления химииКакие объекты изучает химия?". Какие методы при этомиспользуются?Химия — самостоятельная часть естествознания. Однако помере накопления знаний в химии стали выделяться отдельныенаправления, изучающие свои предметы и использующие специфические методы исследований, и тем не менее оставаясьвзаимосвязанными.В X V I I I в. начала формироваться так называемая минеральная химия. Сейчас этот раздел химии мы называем неорганической химией — в отличие от органической химии, котораяпервоначально исследовала вещества, образующиеся в живыхорганизмах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
