Учебное пособие: Основные положения и законы химии

Представления об «элементах» из которых можно получать любые вещества развивались алхимиками. Они собрали огромный фактический материал (получили множество новых соединений, разработали основные методы синтеза и анализа веществ).

Далее химики занимались изготовлением лекарств, красок.

Следующий этап в развитии химии связан с именами Ломоносова и Лавуазье, которые независимо друг от друга открыли законы сохранения.

В 1748 г. Ломоносов обосновал законы сохранения материи и энергии. Лавуазье сформулировал закон сохранения материи на 50 лет позже.

В XIX в. открыты 3 важных закона:

закон постоянства состава (Пруст, 1799 г)

закон простых кратных отношений (Дальтон, 1804 г)

закон простых объёмных отношений для реагирующих газов (Гей-Люссак, 1805 г)

В химию введены понятия атома как носителя свойств химического элемента и молекулы – сложной частицы, состоящей из нескольких атомов и являющейся наименьшей частицей вещества, обладающей его химическими свойствами.

В 1811 г. Авогадро объяснил закон простых объёмных отношений, поняв, что простые газообразные вещества состоят не из атомов, а из молекул. Закон Авогадро был последним «кирпичиком» в создании атомно-молекулярного учения до конца XIXв. Опираясь на него, Д.И. Менделеев открыл в 1869 г. периодический закон – один из основных законов природы.

Открытие в конце XIX в. электрона, радиоактивности, сложного строения атома и целого мира элементарных частиц привело к тому, что многие положения атомно-молекулярного учения пришлось пересмотреть. Стало ясно, что атом неделим только химически. И всё же это вошло в основу современного атомно-молекулярного учения.

Современное представление.

Все вещества состоят из атомов. Атомы представляют собой мельчайшие частицы вещества, которые химическим путём невозможно разделить на составные части, превратить друг в друга или уничтожить. Атомы различных элементов различаются по массе. Совокупность одинаковых атомов образует простое вещество, соответствующее определённому химическому элементу.

Атомы различных элементов взаимодействуют друг с другом в целочисленных отношениях. В результате получаются сложные образования, в частности молекулы.

Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Одно из наиболее важных свойств молекулы – масса.

Как же определить массу этих мельчайших частиц – атомов и молекул?

Уже во времена Ломоносова и Лавуазье химики определили, что, например, в соединении с – 94,2% , а в соединении с – только 13,8%. Отсюда можно сделать вывод, что атомы тяжелее, чем атомы , но легче чем атомы . На основании этого можно сказать какие атомы легче, какие тяжелее и далее расположить их в порядке возрастания масс. При этом выяснили, что самый лёгкий – .

Атом оказался в 16 раз тяжелее атома , атом – в 2 раза тяжелее атома . На основании эти данных Дальтон предложил шкалу относительных атомных масс. Атом каждого элемента характеризовался безразмерным числом, показывающим во сколько раз данный атом тяжелее самого лёгкого (т.е. за единицу приняли ).

Существовала и кислородная шкала.

В 1961 г. была принята углеродная шкала, в которой за единицу приняли 1/12 массы атома изотопа углерода .

III. Относительной атомной массой называется безразмерное число, показывающее во сколько раз масса данного атома больше чем 1/12 атома изотопа углерода .

Совершенно аналогично определяется и относительная масса молекул.

Основные законы.

Закон постоянства состава: Состав чистого вещества не зависит от способа получения этого вещества.

Т. е. для одной и той же молекулы, например соотношение и всегда постоянно.

Сейчас мы знаем, что большинство твёрдых веществ состоят не из молекул, а из атомов или ионов и в этом случае возможны изменения состава в зависимости от условий его получения.

Закон кратных отношений: Если 2 элемента образуют друг с другом несколько соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как небольшие целые числа.

Например, с образуют 2 соединения – твёрдое белое вещество и бесцветную тяжёлую жидкость. Оба различаются по своему составу: 1-ое содержит 37,2% , а 2-ое 54% .

Например, какая масса присоединится на единицу массы .