Амедео Авогадро
1776—1856

Количественные теории в химии на конец XVIII века. Теории Дальтона и Гей-Люссака

Почти до самого конца XVIII века химия не знала никаких количественных законов.

Первым таким законом стал закон сохранения массы участвующих в реакции веществ, открытый М. В. Ломоносовым в 1756 году и независимо от него Лавуазье в 1774 году. В начале XIX века были открыты еще два закона — закон постоянства состава и закон кратных отношений. Первый из них утверждает, что каким бы путем ни было получено данное химическое соединение, состав его всегда один и тот же. Иными словами, при образовании данного сложного вещества элементы, из которых оно состоит, всегда соединяются друг с другом так, что их массы находятся в строго определенном отношении. Например, в воде отношение масс водорода и кислорода всегда равно 1 :8.

Второй закон указывает, что в различных химических соединениях, образованных одними и теми же элементами, массы этих элементов относятся друг к другу как небольшие целые числа. Например, в различных окислах азота (N₂O, NO, N₂O₃, N₂O₅) массы кислорода и азота относятся друг к другу как 1:2; 1:1; 3:2; 5:2.

Для объяснения этих законов знаменитый английский химик Дальтон выдвинул гипотезу о том, что все простые вещества (элементы) состоят из простых атомов, а сложные — из «сложных атомов», которые при химических реакциях могут распадаться на атомы простых веществ. До этого в химии не существовало четкого разграничения понятий «атом» и «молекула». Оба эти понятия были слиты воедино в термине «частица», которая рассматривалась как бесструктурная единица вещества. Дальтон составил первую таблицу относительных атомных масс элементов, приняв атомную массу водорода за единицу.

Как показал позднее Авогадро, эта таблица, была неверной, так как Дальтон считал, что газообразный водород участвует в реакциях в виде одноатомного вещества (II), а в действительности реакции происходят с участием молекулярного водорода (Н₂). По той же причине оказались неправильными представления Дальтона о составе молекул.

В 1808 году французский ученый Гей-Люссак, изучая реакции между газами, установил, что объемы вступающих в реакцию газов и газообразных продуктов реакции относятся как небольшие целые числа. (Конечно, при этом все объемы должны быть измерены при одинаковых давлениях и температурах.) Например, в реакции образования водяного пара объемы водорода, кислорода и паров воды относятся как 2 : 1 : 2, т. е.

В реакции образования хлористого водорода объемы водорода, хлора и продуктов реакции относятся как 1 : 1 :2, т. е.

Согласно представлениям Дальтона указанные реакции должны были выглядеть так:

2Н + 0 = Н₂0, Н + Сl = НСl.

При этом должно было бы образоваться по одному объему паров воды и хлористого водорода. Так что согласовать опытные данные Гей-Люссака с теорией Дальтона было невозможно.

По материалам книги
"Замечательные ученые"
под ред. С.П. Капицы

предыдущая / главная /  следующая страница

© Все права сохранены. Initeh.ru