О.Н. Зефирова - Краткий курс истории и методологии химии (1118122), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Химическая ажомвсжияа Даяьтояа его к выводу о различии атомов по весу. Так вошло в науку фундаментальное пошггие атомного веса, который был фактически первой относительной количественной характеристикой каждого атома. Введение этого понятия позволило установить взаимосвязь между макро- и микроуровнями организации вещества и подойти к истолкованию экспериментальных химических закономерностей на основе атомистнческой концепции, т.

е. к «ииической ажаятистике. Дальтон предположил. что химические соединении образуются между различным числом атомов определенного веса. Попытка подтвердить эту идею с помощью аналитических данных о весовых соотношениях элементов в соединениях привела его (1803 — 1804 гг.) к открытию закона кратных отношений.

Сущность этого закона заключается в том, что, если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на одну и ту же массу другого, соотносятса как целые числа . Например, если в различных соединениях кислорода и азота опреде! лить количество кислорода, взятое по отношению к одному н тому же количеству азота, то получатся следующие простые соотношения: закись азожа — 2:1, окись азота — 1:1, двуокись азата — 1:2.

Установление факта целочисленности соотношений элементов в соединениях (1:2, 1:3, 2:3 и тзь) подтверждало мысль о том, что в ее основе лежит целостность, химическая неделимость соответствующих микро- частиц вещесгва. Будучи химически неделимы, они соединяются так, что на адин атом одного элемента приходится один, два и тд. (но не дробное число) атомов другого элемента. Таким образом, с позиций атомистической теории закон кратных отношений получал логичное объяснение.

Концепция химической реакции как взаимодействия между дискретными частицами объясняла н факт существования определенных массовых соотношений реагентов и продуктов химических реакций (стехиометрические закономерности). Действительно, необходимость определенного соотношения мельчайших частиц вещества в реакции означала, что такое же соотношение должно иметь место и в большом объеме этого вещества (построенного из этих мельчайший частиц). Из этого следовала возможность перенести все весовые пропорции, установленные для макровеличнн на микровеличины. Это позволило Дальтону приступить к вычислению относительных атомных весов элементов, принимая за единицу атомный вес водорода. Очевнлно, что для подобных расчетов знания только весовых пропорций, в которых одно вещество соединяется с определенным весовым количеспюм вещества-стандарта (водорода), было недостаточно. Требова- К открытвго тееопв крятпыв отповепил были бллткн некоторые хпмиеи ХУ!П в., например, Ж.

Д. Пруст, У. Хиггинс и лр. 4б б.2. Теория Давьтона лось еще знание числа атомов, входящих в то или иное соединение'. Дальтон принял допущение, что наиболее л)зосншя ((ю)змо ЯвлаетсЯ наиболее веРоатной, т. е., что бинаРные о Ф Ф Оз Ф ° Ф Ф соединения содержат по одному атому каждого Ф Ф о Ф Ф Ф Ф Ф элемента В этом случж формула воды — НО, фор- ФФФО мула аммиака — ХН, а относительные веса кислоро- ФО ВФ Фо ФФ ОФ да н азота равны, соответственно, 8 и 4.5. Для тех случаев, когда для двух элементов было известно есн сео ево ФФФ несколько бинарных веществ, Дальтон принимал бОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ СОСтаам. Тал, МаСЛОрОдНЫй Гаэ (Этн- А СЕО Свйзэ Емйа лен) он считал состоящим нз одного атома углерода и одного атома водорода (СН), а болотный газ (ме- ебю 888 тан) — из Однопз атома )'глерода и двух атомОв ВОДО- рода (СНз).

Атомный вес углерода из этих формул ф ф получался равным б. В 1803 г. Дальтон опубликовал первую таблицу атомных весов, используя свою систему символов элементов и соединений химических элементов. Значения в этой таблице очень отличаются от современных, как вследствие неверной концепции максимальной простоты, так и вследствие несовершенства методов количественного анализа в то время. Суммируя результаты своих работ, Основные цележеннн дальтон выдвинул следующие основные химической атеын- положения химической атомисгики: атомы стнкн Дальтена неделимы ии механически, ни химически и характеризуются атомным весом; все атомы одного и того же вида тождественны (одинаковы по весу, объему и другим характеристикам); атомы различного вида не тождественны.

Разнородные атомы способны соединяться между собой в различных соотношениях, но вследствие своей неделимости, они вступают в соединение только целыми единицами. Соответственно, строение «сложных атомовв, образованных всегда из целого числа различных элементарных атомов, Объясняет кратность отношений в составе химических соединений. Отметим, что кажущееся противоречие пололсеиия о неделимости атома и химической делимости «сложного атома», например углекислоты (СОз) Дальтон разрешал следующим образом: «хотя такой атом может быть разделен, однако он перестает тогда быль углекислотой, будучи разложен при этом разделении на уголь и кнаюродв. Например, в частице воды вес кислорола в восемь раз превынзвет вес водорода.

Атомный вес кислорода будет. однако. менлтьсл в зависимости от того, сколько атомов ныодитсв в этом соединении: ллл Н О ои будет равен ) б, а ллл НОн — К 47 ГЛАВА 6. Хкиичеекая атиииетика Дакьтана Важным аспектом химической атомистнки Дальтона было впервые введенное в химию представление о качественной разнородности атомов различных элементов, которая понималась как следствие неких глубинных внутренних различий атомов, проявляющихся в нетождественности их весов и размеров. Зта идея принципиально отличала атомистику Дальтона от корпускуляристских концепций Бойля или Ньютона, предполагавших изначальную качественную однородность мельчайших частиц. В отличие от сторонников идеи об однородности корпускул Дальтон допускал, по его выражению, «существование значительного количества элементарных начал..., которые никогда не могут превращаться одно в другое прн посредстве находящихся в нашем распоряжении сил», Сравнение этого заключения Дальтона с идеей Лавуазье о химических элементах показывает, что химическая атомистика позволила соотнести между собой разошедшиеся в древности понятия атома н элемента.

Зто достигалось положением о том, что каждому элементу соответствует определенный вид атомов. С современной точки зрения химическая атомнстика представляется поворотным моментом в развитии всей химии. Дальтон установил взаимосвязь между эмпирически измеримыми характеристиками веществ и теоретическими представлениями об их атомном строении, в результате чего атом из философской идеи или абстрактно-механической модели превратился в конкретное нхимическое» понятие.

Атомистика Дальтона сделала более определенным и понятие элемента, а также способствовала возникновению научных представлений о сущности химической реакции и объяснила прерывность весовых отношении в химических соединениях. По мнению некоторых исследователей, с атомистики Дальтона начался новый период развития научных представлений о веществе — этап познания строения вещества после того, как были пройдены этапы познания свойств (алхимия, иатрохимня) и состава (аналитическая химия ХУП— ХУП! вв.) вещества. Важно отметить, что для современников Дааьтона ценность атомистической гипотезы была далеко не очевидной.

Хотя она давала логичное объяснение закону кратных отношений, многие химики считали, что этот закон можно было просто принять как факт, без атомной гипотезы с ее умозрительным правилом наибольшей простоты н понятия об атомах, существование которых невозможно доказать. Преимущества атомистнческой концепции проявились только к середине Х1Х в.

при создании структурной теории органических соединений. Отметим также, что некоторые химики, склонные придерживаться взглялов о единстве материи, не принимали атомистической теории вплоть до конца Х1Х столетия. В начале ХХ в., когда было открыто сложное строение атома, теория Дальтоиа была пересмотрена. 6.3. Дискуссия о законе посяоянслчеа состава 6З. Дискуссия о закове постояиства состава Важное методологическое значение для утверждения химической атомнстнки Дальтона имела проходившая в течение нескольких лет параллельно с его работами полемика двух французских ученых К.Л.

Бертолле и Ж.Л. Пруста о постоянстве состава химических веществ. Предположение о том, что процентный состав химического соединения независимо от его происхождения всегда неизменен, интуитивно принималось многимн химикамн~. Однако, в конце ХЧ!и в. это фундаментальное положение еще не было достаточно подкреплено опытом. По этому вопросу высказывались прямо противоположные суждения.

Так, К. Бертолле на основании весьма веских аргументов (см. гл, 8) полагал, что в известных пределах элементы должны соединяться в любых пропорциях в зависимости от преобладания в реакции того илн иного элемента, Он признавал, что некоторые соединения как будто имеют постоянный состав, но приписывал зто нерастворимости соединений или их особенной способности к кристаллизации. Противником этой точки зрения выступил Пруст, и ему удалось показать, что во всех случаях, где Бертолле считал. что он приготовил ряд соелинений переменного состава, на самом деле имелась смесь двух веществ, из которых каждое в чистом виде обладало различными свойствами и постоянным химическим составом. Поэтому Пруста обычно считает открывателем закона послзояистиа «остаеа.

Характеристики

Список файлов книги