Атомизм в химии XIX в.
Страница 1

Атомная теория впервые возникает в Древней Греции. Её прародителями являются Левкипп и Демокрит. До нас не дошло ни строчки их трудов, известны только комментарии их учения. По этим комментариям мы знаем основной тезис первых атомистов – «нет ничего, кроме атомов и пустого пространства». «Атом» в целом – «недробимый», нечто, неподверженное дальнейшему делению.

Древнегреческий атомизм на протяжении двух тысячелетий существовал без существенных изменений. Это учение не являлось каноническим, церковью не поддерживалось и не отрицалось. Новое качество и новую аргументацию атомистическое учение приобретает в XIX в.

Атомизм развивали химики, а у физиков отношение к атомам было скептическим. Особенно энергично отрицали атомную структуру вещества эмпириокритики во главе с Э. Махом. Нельзя сказать, что физики были едины – в XIX в. развивалась молекулярная теория газов и создавали её такие замечательные теоретики, как Максвелл, Гиббс, Больцман.

Химия как наука возникает во второй половине XVIII в. в первую очередь благодаря трудам А. Лавуазье. Основной теоретический базис, который отделил химию от алхимии – признание неизменяемости, «непревращаемости» химических элементов. Лавуазье обосновал существование 33 элементов (в их числе свет и теплород), которые, вступая в соединение друг с другом, образуют всё разнообразие природных веществ. Дальнейшее развитие химии в этом направлении шло по пути уточнения списка элементов, но без изменения концептуальной базы.

В 1799 г. Пруст постулирует «Закон постоянства состава веществ» или «закон Пруста». Если в борщ положить немножко больше или немножко меньше свёклы, он останется борщом. По аналогии с этим можно ожидать, что если при образовании воды ввести больше или меньше водорода, получится вода (может быть, чуть гуще или жиже). Новорожденная химия того времени дебатировала подобные вопросы.

Но «закон Пруста» утверждает, что вода всегда одинакова и избыток водорода просто не превратится в воду.

Следующим шагом, приведшим к атомному учению, был «закон кратных отношений» Дальтона (это уже самое начало XIX в.). В углекислом газе на весовую единицу углерода ровно в 2 раза больше кислорода, чем в угарном газе. Сейчас мы запишем их формулы как СО2 и СО, что означает, что с одним атомом углерода связаны, соответственно, два и один атома кислорода. Дальтон так и объяснил, почему в ряду окислов весовые соотношения меняются как целые числа – сложные вещества состоят из целого числа атомов каждого элемента. Углерод присоединяет один, два, но не «пи пополам» атомов кислорода.

Итак, атомная теория из умозрительных рассуждений превращается в нечто, подтверждающееся химическими наблюдениями, и кладётся в основу теоретического аппарата химии: Дальтон публикует капитальный труд «Атомная химия». Далее Авогадро оперирует понятием «молекула». Поскольку при реакциях в газовой фазе относительные объемы исходных веществ и продуктов реакции относятся как целые числа, следует считать, что в равных объёмах газов содержится равное число молекул (не атомов!). Если два объёма водорода и один объём кислорода дают два объёма водяных паров (разумеется при той же температуре и том же давлении), то это неслучайно – при таком соотношении объёмов каждая молекула кислорода и две молекулы водорода дают две молекулы воды.

К середине XIX в. расширился как круг элементов, так и объём знаний об их свойствах. К этому времени Франкланд ввёл в химию понятие «сродство», которое количественно выражалось в числе атомов водорода, которое может присоединить или заместить данный элемент. У кислорода, например, две единицы сродства, азота – три, углерода – четыре. Это то же самое, что нынешнее понятие «валентность».

Страницы: 1 2


Другое по теме:

Влияние света на питание и испарение
Практически единственным источником энергии для всех живых организмов является энергия солнца. Напрямую утилизировать солнечную энергию может только одна группа организмов - зеленые растения и фотосинтезирующие организмы. Речь идет об уни ...

Обсуждение результатов исследования
Несмотря на разностороннее активное изучение проблем алкоголизма, биохимические механизмы многих нарушений, возникающих при этом, остаются мало понятны. Одним из основных направлений является исследование нарушений, возникающих у потомств ...

Суточная активность пчелиной семьи
Раннему вылету пчёл способствует солнечный свет. Первые вылеты после выставки пчёл из зимовника. Пчёл выставляют в середине или конце апреля, иногда в начале мая. С этого периода и начинается активность пчелиной семьи, ведь в зимний перио ...