Основите на атомно-молекулярната наука са очертани за първи път от Ломоносов. През 1741 г. в една от първите си творби - „Елементи на математическата химия“ - Ломоносов формулира най-важните разпоредби на така наречената корпускулярна теория за структурата на материята, която той създаде.
Според идеите на Ломоносов всички вещества се състоят от малки "нечувствителни" частици, физически неделими и способни на взаимно сцепление. Свойствата на веществата се определят от свойствата на тези частици. Ломоносов разграничава два вида такива частици: по-малки - „елементи“, съответстващи на атомите в съвременното разбиране на този термин, и по-големи - „корпускули“, които сега наричаме молекули.
Всяка частица има същия състав като цялото вещество. Химически различни вещества също имат корпускули с различен състав. „Корпускулите са хомогенни, ако се състоят от еднакъв брой едни и същи елементи, свързани по един и същи начин“ и „корпускулите са хетерогенни, когато техните елементи са различни и свързани по различни начини или в различен брой“.
От горните определения става ясно, че Ломоносов смята, че причината за разликите в веществата е не само разликата в състава на корпускулите, но и различното разположение на елементите в корпускулите.
Ломоносов подчертава, че корпускулите се движат според законите на механиката; Без движение, корпускулите не могат да се сблъскат една с друга или по друг начин да действат една върху друга и да се променят. Тъй като всички промени в веществата се причиняват от движението на корпускулите, химичните трансформации трябва да се изучават не само с методите на химията, но и с методите на физиката и математиката.
През повече от 200 години, изминали от живота и творчеството на Ломоносов, неговите идеи за структурата на материята са били подложени на цялостна проверка и тяхната валидност е напълно потвърдена. В момента всички наши представи за структурата на материята, свойствата на веществата и природата на физичните и химичните явления се основават на атомно-молекулярната наука.
В основата на атомно-молекулярното учение е принципът на дискретността (прекъснатостта на структурата) на материята: всяко вещество не е нещо непрекъснато, а се състои от отделни много малки частици. Разликата между веществата се дължи на разликата между техните частици; Частиците от едно вещество са еднакви, частиците от различни вещества са различни. При всякакви условия частиците на материята са в движение; колкото по-висока е телесната температура, толкова по-интензивно е това движение.
За повечето вещества частиците са молекули. Молекулата е най-малката частица от вещество, което има своите химични свойства. Молекулите от своя страна са изградени от атоми. Атомът е най-малката частица от елемент, която има неговите химични свойства. Една молекула може да съдържа различен брой атоми. Така молекулите на благородните газове са едноатомни, молекулите на вещества като водород, азот са двуатомни, водата е триатомна и т.н. Молекулите на най-сложните вещества - висши протеини и нуклеинови киселини - са изградени от редица атоми, които се измерва в стотици хиляди.
В този случай атомите могат да се комбинират помежду си не само в различни съотношения, но и по различни начини. Следователно, при относително малък брой химични елементи, броят на различните вещества е много голям.
Студентите често се чудят защо молекулата на дадено вещество няма неговите физични свойства. За да разберем по-добре отговора на този въпрос, нека разгледаме няколко физични свойства на веществата, например точки на топене и кипене, топлинен капацитет, механична якост, твърдост, плътност, електрическа проводимост.
Свойства като точки на топене и кипене, механична якост и твърдост се определят от силата на връзките между молекулите в дадено вещество при даденото му състояние на агрегиране; следователно прилагането на такива концепции към отделна молекула няма смисъл. Плътността е свойство, което отделната молекула притежава и което може да бъде изчислено. Но плътността на молекулата винаги е по-голяма от плътността на веществото (дори в твърдо състояние), тъй като във всяко вещество винаги има малко свободно пространство между молекулите. И такива свойства като електрическа проводимост и топлинен капацитет се определят не от свойствата на молекулите, а от структурата на веществото като цяло. За да се убедите в това, достатъчно е да запомните, че тези свойства се променят значително, когато агрегатното състояние на веществото се промени, докато молекулите не претърпяват дълбоки промени. По този начин концепциите за някои физични свойства не са приложими за отделна молекула, докато други са приложими, но самите тези свойства са различни по величина за молекулата и за веществото като цяло.
Не във всички случаи частиците, които изграждат дадено вещество, са молекули. Много вещества в твърдо и течно състояние, като повечето соли, имат йонна структура, а не молекулярна. Някои вещества имат атомна структура. Строежът на твърдите и течните тела ще бъде разгледан по-подробно в глава V, но тук само ще посочим, че при веществата с йонна или атомна структура носителят на химичните свойства не са молекулите, а тези комбинации от йони или атоми, които образуват това вещество.
Основите на атомно-молекулярната теория са създадени от руския учен М. В. Ломоносов (1741 г.) и английския учен Дж. Далтън (1808 г.).
Атомно-молекулярната теория е учението за структурата на материята, чиито основни положения са:
1. Всички вещества се състоят от молекули и атоми. Молекулата е най-малката частица от вещество, която е способна да съществува независимо и не може да бъде раздробена допълнително, без да се загубят основните химични свойства на веществото. Химичните свойства на една молекула се определят от нейния състав и химична структура.
2. Молекулите са в непрекъснато движение. Молекулите се движат произволно и непрекъснато. Скоростта на движение на молекулите зависи от агрегатното състояние на веществата. С повишаване на температурата скоростта на движение на молекулите се увеличава.
3. Молекулите на едно и също вещество са еднакви, но молекулите на различните вещества се различават по маса, размер, структура и химични свойства. Всяко вещество съществува, докато съществуват неговите молекули. Веднага щом молекулите се унищожат, даденото вещество престава да съществува: появяват се нови молекули, нови вещества. По време на химичните реакции молекулите на едни вещества се разрушават и се образуват молекули на други вещества.
4. Молекулите се състоят от по-малки частици – атоми. Атомът е най-малката частица от химически елемент, която не може да бъде разградена химически.
Следователно атомът определя свойствата на елемента.
атом– електрически неутрална частица, състояща се от положително заредено ядро и отрицателно заредени електрони.
Химичен елементнаречен вид атоми, характеризиращи се с определен набор от свойства.
Понастоящем елемент се определя като вид атоми, които имат еднакъв ядрен заряд.
Наричат се вещества, чиито молекули се състоят от атоми на един елемент прости вещества(C, H2, N2, O3, S8 и т.н.).
Наричат се вещества, чиито молекули се състоят от атоми на два или повече елемента сложни вещества ( H 2 O, H 2 SO 4, KHCO 3 и др.). Броят и относителното разположение на атомите в една молекула са от съществено значение.
Нарича се способността на атомите на един и същ елемент да образуват няколко прости вещества, различни по структура и свойства алотропия,и образуваните вещества - алотропни модификации или модификации,например елементът кислород образува две алотропни модификации: O 2 - кислород и O 3 - озон; елемент въглерод - три: диамант, графит и карабин и др.
Явлението алотропия се причинява от две причини: различен брой атоми в молекулата (кислород O 2 и озон O 3) или образуването на различни кристални форми (диамант, графит и карбин).
Елементите обикновено се означават с химически символи. Винаги трябва запомни,че всеки символ на химичен елемент означава:
1. име на елемент;
2. един атом от него;
3. един мол от неговите атоми;
4. относителна атомна маса на елемента;
5. мястото му в периодичната система на химичните елементи
DI. Менделеев.
Така например знакът Споказва какво е пред нас:
1. химичен елемент сяра;
2. един атом от него;
3. един мол серни атоми;
4. Атомната маса на сярата е 32 а. u.m. (единица за атомна маса);
5. пореден номер в периодичната система на химичните елементи D.I. Менделеев 16.
Абсолютните маси на атомите и молекулите са незначителни, следователно за удобство масата на атомите и молекулите се изразява в относителни единици. Понастоящем единицата за атомна маса се приема атомна единица за маса(съкратено А. е.м.), представляваща 1/12 от масата на въглеродния изотоп 12 C, 1 a. e.m. 1,66 × 10 -27 кг.
Атомна маса на елементасе нарича масата на неговия атом, изразена в a. е.м.
Относителна атомна маса на елементае отношението на масата на атом на даден елемент към 1/12 от масата на въглеродния изотоп 12C.
Относителната атомна маса е безразмерна величина и се обозначава Ар,
например за водород 
за кислород 
.
Молекулна маса на веществотое масата на молекулата, изразена в a. e.m. Тя е равна на сумата от атомните маси на елементите, изграждащи молекулата на дадено вещество.
Относително молекулно тегло на веществотое отношението на масата на молекула на дадено вещество към 1/12 от масата на въглеродния изотоп 12 C. Означава се със символа г-нОтносителната молекулна маса е равна на сумата от относителните атомни маси на елементите, включени в молекулата, като се вземе предвид броят на атомите. Например, относителната молекулна маса на ортофосфорната киселина H 3 PO 4 е равна на масата на атомите на всички елементи, включени в молекулата:
Mr(H 3 PO 4) = 1,0079 × 3 + 30,974 × 1 + 15,9994 × 4 = 97,9953 или ≈ 98
Относителното молекулно тегло показва колко пъти масата на една молекула на дадено вещество е по-голяма от 1 а. е.м.
Наред с единиците за маса, в химията използват и единица за количество вещество, т.нар молете се(съкращение "молец").
Мол вещество- количеството вещество, съдържащо толкова молекули, атоми, йони, електрони или други структурни единици, колкото се съдържа в 12 g (0,012 kg) въглероден изотоп 12 C.
Познавайки масата на един въглероден атом 12 C (1,993 × 10 -27 kg), можем да изчислим броя на атомите в 0,012 kg въглерод:
Броят на частиците в мол от всяко вещество е еднакъв. То е равно на 6,02 × 10 23 и се нарича Константата на Авогадроили Числото на Авогадро (N A).
Например три мола въглеродни атоми ще съдържат
3 × 6,02 × 10 23 = 18,06 × 10 23 атома
Когато се използва понятието „бенка“, във всеки конкретен случай е необходимо да се посочи кои точно структурни единици се имат предвид. Например, трябва да се прави разлика между един мол водородни атоми H, един мол водородни молекули H2, един мол водородни йони или Един мол частици има определена маса.
Моларна масае масата на един мол вещество. Означава се с буквата М.
Моларната маса е числено равна на относителната молекулна маса и има единици g/mol или kg/mol.
Масата и количеството на веществото са различни понятия. Масата се изразява в kg (g), а количеството на веществото се изразява в молове. Съществуват връзки между масата на веществото (m, g), количеството на веществото (n, mol) и моларната маса (M, g/mol):
n = g/mol; M = g/mol; m = n × M, g.
С помощта на тези формули е лесно да се изчисли масата на определено количество вещество, моларната маса на веществото или количеството вещество.
Пример 1 . Каква е масата на 2 мола железни атоми?
Решение: Атомната маса на желязото е 56 amu. (закръглено), следователно 1 мол железни атоми тежи 56 g, а 2 мола железни атоми имат маса 56 × 2 = 112 g
Пример 2 . Колко мола калиев хидроксид се съдържат в 560 g KOH?
Решение: Молекулното тегло на KOH е 56 amu. Моларно = 56 g/mol. 560 g калиев хидроксид съдържа: 10 mol KOH. За газообразните вещества съществува понятието моларен обем Vm. Според закона на Авогадро един мол от който и да е газ при нормални условия (налягане 101,325 kPa и температура 273 K) заема обем от 22,4 литра. Това количество се нарича моларен обем(той е зает от 2 g водород (H 2), 32 g кислород (O 2) и т.н.
Пример 3 . Определете масата на 1 литър въглероден окис (ΙV) при нормални условия (№).
Решение: Молекулната маса на CO 2 е M = 44 amu, следователно моларната маса е 44 g/mol. Според закона на Авогадро, един мол CO 2 при бр. заема обем от 22,4 литра. Следователно масата на 1 литър CO 2 (n.s.) е равна на g.
Пример 4. Определете обема, зает от 3,4 g сероводород (H 2 S) при нормални условия (n.s.).
Решение: Моларната маса на сероводорода е 34 g/mol. Въз основа на това можем да запишем: 34 g H 2 S при стандартни условия. заема обем от 22,4 литра.
3,4 g ______________________ X l,
следователно X = 
л.
Пример 5. Колко молекули амоняк има?
а) в 1 литър б) в 1 g?
Решение: Числото на Авогадро 6,02 × 10 23 показва броя на молекулите в 1 мол (17 g/mol) или 22,4 литра при стандартни условия, следователно 1 литър съдържа
6,02 × 10 23 × 1= 2,7 × 10 22 молекули.
Броят на молекулите амоняк в 1 g се намира от пропорцията:
следователно X = 6,02 × 10 23 × 1= 3,5 × 10 22 молекули.
Пример 6. Каква е масата на 1 мол вода?
Решение: Молекулната маса на водата H 2 O е 18 amu. (атомна маса на водород – 1, кислород – 16, общо 1 + 1 + 16 = 18). Това означава, че един мол вода е равен по маса на 18 грама и тази маса вода съдържа 6,02 × 10 23 водни молекули.
Количествено, масата на 1 мол вещество е масата на веществото в грамове, числено равна на неговата атомна или молекулна маса.
Например, масата на 1 мол сярна киселина H 2 SO 4 е 98 g
(1 +1 + 32 + 16 + 16 + 16 + 16 = 98),
и масата на една молекула H 2 SO 4 е равна на 98 гр= 16,28 × 10 -23 g
По този начин всяко химично съединение се характеризира с масата на един мол или моларна (моларна) маса М, изразено в g/mol (M(H 2 O) = 18 g/mol и M(H 2 SO 4) = 98 g/mol).
Атомно-молекулярната наука е разработена и приложена за първи път в химията от великия руски учен М.В.Ломоносов. Основните положения на тази доктрина са изложени в работата „Елементи на математическата химия“ (1741) и редица други. Същността на учението на Ломоносов може да се сведе до следните разпоредби.
1. Всички вещества се състоят от „корпускули“ (както Ломоносов нарича молекули).
2. Молекулите се състоят от „елементи“ (както Ломоносов нарича атоми).
3. Частиците – молекули и атоми – са в непрекъснато движение. Топлинното състояние на телата е резултат от движението на техните частици.
4. Молекулите на простите вещества се състоят от еднакви атоми, молекулите на сложните вещества - от различни атоми.
67 години след Ломоносов английският учен Джон Далтън прилага атомистичното учение в химията. Той очертава основните принципи на атомизма в книгата „Нова система на химическата философия“ (1808). В основата си учението на Далтон повтаря учението на Ломоносов. Далтон обаче отрича съществуването на молекули в прости вещества, което е крачка назад в сравнение с учението на Ломоносов. Според Далтън простите вещества се състоят само от атоми, а само сложните вещества се състоят от „сложни атоми“ (в съвременния смисъл на думата молекули). Атомно-молекулярната теория в химията е окончателно установена едва в средата на 19 век. На международния конгрес на химиците в Карлсруе през 1860 г. са приети дефиниции на понятията молекула и атом.
Молекулата е най-малката частица от дадено вещество, която има неговите химични свойства. Химичните свойства на една молекула се определят от нейния състав и химична структура.
Атомът е най-малката частица от химичен елемент, която влиза в състава на молекулите на прости и сложни вещества. Химичните свойства на даден елемент се определят от структурата на неговия атом. Това води до дефиниция на атом, която съответства на съвременните концепции:
Атомът е електрически неутрална частица, състояща се от положително заредено атомно ядро и отрицателно заредени електрони.
Според съвременните представи веществата в газообразно и парообразно състояние са изградени от молекули. В твърдо състояние само веществата, чиято кристална решетка има молекулярна структура, се състоят от молекули. Повечето твърди неорганични вещества нямат молекулна структура: тяхната решетка не се състои от молекули, а от други частици (йони, атоми); те съществуват под формата на макротела (кристал от натриев хлорид, парче мед и др.). Соли, метални оксиди, диамант, силиций и метали нямат молекулярна структура.
Химични елементи
Атомно-молекулярната наука направи възможно обяснението на основните понятия и закони на химията. От гледна точка на атомно-молекулярната теория химичен елемент се нарича всеки отделен вид атом. Най-важната характеристика на атома е положителният заряд на ядрото му, който е числено равен на атомния номер на елемента. Стойността на ядрения заряд служи като отличителна черта за различните видове атоми, което ни позволява да дадем по-пълна дефиниция на понятието елемент:
Химичен елемент- Това е определен вид атом с еднакъв положителен заряд на ядрото.
Има 107 известни елемента. В момента продължава работата по изкуственото производство на химични елементи с по-високи атомни числа.
Всички елементи обикновено се разделят на метали и неметали. Това разделение обаче е условно. Важна характеристика на елементите е тяхното изобилие в земната кора, т.е. в горната твърда обвивка на Земята, чиято дебелина се приема приблизително 16 км. Разпределението на елементите в земната кора се изучава от геохимията - науката за химията на Земята. Геохимикът А. П. Виноградов състави таблица на средния химичен състав на земната кора. Според тези данни най-често срещаният елемент е кислородът - 47,2% от масата на земната кора, следван от силиций - 27,6, алуминий - 8,80, желязо -5,10, калций - 3,6, натрий - 2,64, калий - 2,6, магнезий - 2.10, водород - 0.15%.
Материал от Унциклопедия
Водещата идея на атомно-молекулярната наука, която формира основата на съвременната физика, химия и естествени науки, е идеята за дискретност (прекъснатост на структурата) на материята.
Първите идеи, че материята се състои от отделни неделими частици, се появяват в древността и първоначално са били развити в съответствие с общите философски представи за света. Например, някои философски школи на Древна Индия (1-во хилядолетие пр. н. е.) признават не само съществуването на първични неделими частици на материята (ану), но и способността им да се комбинират помежду си, образувайки нови частици. Подобни учения съществуват и в други страни от древния свят. Най-голяма слава и влияние върху последващото развитие на науката оказва древногръцкият атомизъм, чиито създатели са Левкип (5 век пр. н. е.) и Демокрит (р. ок. 460 г. пр. н. е. - ок. 370 г. пр. н. е.). „Причините за всички неща“, пише древногръцкият философ и учен Аристотел (384–322 г. пр. н. е.), излагайки учението на Демокрит, „са определени различия в атомите. И има три разлики: форма, ред и позиция. В трудовете на самия Аристотел има важна концепция за миксис - хомогенно съединение, образувано от различни вещества. По-късно древногръцкият философ материалист Епикур (342–341 г. пр. н. е. - 271–270 г. пр. н. е.) въвежда концепцията за масата на атомите и способността им спонтанно да се отклоняват по време на движение.
Важно е да се отбележи, че според много древногръцки учени сложното тяло не е проста смес от атоми, а качествено нова интегрална формация, надарена с нови свойства. Въпреки това, гърците все още не са разработили концепцията за специални „многоатомни“ частици - молекули, междинни между атомите и сложните тела, които биха били най-малките носители на свойствата на телата.
През Средновековието се наблюдава рязък спад на интереса към древния атомизъм. Църквата обвини древногръцките философии, че твърдят, че светът е възникнал от произволни комбинации от атоми, а не по Божия воля, както изисква християнската догма.
През XVI–XVII век. В атмосфера на общ културен и научен подем започва възраждането на атомизма. През този период водещи учени от различни страни: Г. Галилей (1564–1642) в Италия, П. Гасенди (1592–1655) във Франция, Р. Бойл (1627–1691) в Англия и др., провъзгласяват принципа: правете не търсете истината в Светото писание, а „директно“ четете книгата на природата
П. Гасенди и Р. Бойл имат основна заслуга за по-нататъшното развитие на древния атомизъм. Гасенди въвежда концепцията за молекула, под която разбира качествено нова формация, съставена от комбинирането на няколко атома. Широка програма за създаване на корпускулярна философия на природата е предложена от Р. Бойл. Светът на корпускулите, тяхното движение и "плексус", според английския учен, е много сложен. Светът като цяло и неговите най-малки частици са целенасочено подредени механизми. Корпускулите на Бойл вече не са първичните, неразрушими атоми на древните философи, а сложно цяло, способно да променя структурата си чрез движение.
„Откакто прочетох Бойл, – пише М. В. Ломоносов, – бях обладан от страстно желание да изследвам най-малките частици. Великият руски учен М. В. Ломоносов (1711–1765) развива и обосновава учението за материалните атоми и корпускули. Той приписва на атомите не само неделимост, но и активен принцип - способността да се движат и взаимодействат. „Нечувствителните частици трябва да се различават по маса, форма, движение, инерционна сила или местоположение.“ Корпускулите на хомогенни тела, според Ломоносов, "се състоят от един и същ брой едни и същи елементи, свързани по един и същи начин... Корпускулите са разнородни, когато техните елементи са различни или свързани по различни начини или в различен брой." Само защото изследването на масовите отношения в началото на 18в. Тепърва започваше, Ломоносов не успя да създаде количествена атомно-молекулярна теория.
Това е направено от английския учен Д. Далтън (1766–1844). Той разглежда атома като най-малката частица от химичен елемент, която се различава от атомите на други елементи предимно по маса. Химичното съединение, според неговото учение, е съвкупност от „сложни” (или „съставни”) атоми, съдържащи определен брой атоми на всеки елемент, характерен само за дадено сложно вещество. Английският учен съставя първата таблица на атомните маси, но поради факта, че идеите му за състава на молекулите често се основават на произволни предположения, основани на принципа на „най-голямата простота“ (например за водата той приема формулата OH, ), тази таблица се оказа неточна.
Освен това през първата половина на 19в. много химици не вярваха във възможността за определяне на истинските атомни маси и предпочитаха да използват еквиваленти, които могат да бъдат намерени експериментално. Следователно на едно и също съединение бяха приписани различни формули и това доведе до установяване на неправилни атомни и молекулни маси.
Едни от първите, които започнаха борбата за реформа на теоретичната химия, бяха френските учени К. Жерар (1816–1856) и О. Лоран (1807–1853), които създадоха правилната система от атомни маси и химични формули. През 1856 г. руският учен Д. И. Менделеев (1834–1907), а след това, независимо от него, италианският химик С. Канизаро (1826 - 1910) предлага метод за изчисляване на молекулното тегло на съединенията от двойната плътност на техните пари относително към водород. До 1860 г. този метод е установен в химията, което е от решаващо значение за установяването на атомно-молекулярната теория. В речта си на Международния конгрес на химиците в Карлсруе (1860 г.) Канизаро убедително доказва правилността на идеите на Авогадро, Жерар и Лоран, необходимостта от тяхното приемане за правилното определяне на атомните и молекулните маси и състава на химичните съединения . Благодарение на работата на Laurent и Cannizzaro, химиците осъзнаха разликата между формата, в която даден елемент съществува и реагира (например за водорода, това е H 2), и формата, в която той присъства в съединение (HCl, H2O, NH3 и др.). В резултат на това Конгресът прие следните определения за атом и молекула: молекула - „количество от тяло, което влиза в реакции и определя химичните свойства“; атом - „най-малкото количество от елемент, включен в частици (молекули) на съединения.“ Също така беше прието, че понятието „еквивалент“ трябва да се счита за емпирично, несъвпадащо с понятията „атом“ и „молекула“.
Атомните маси, установени от S. Cannizzaro, послужиха за основа на Д. И. Менделеев при откриването на периодичния закон на химичните елементи. Решенията на конгреса имаха благоприятен ефект върху развитието на органичната химия, тъй като установяването на формулите на съединенията отвори пътя за създаването на структурна химия.
Така до началото на 1860 г. Атомно-молекулярната доктрина се формира под формата на следните разпоредби.
1. Веществата се състоят от молекули. Молекулата е най-малката частица от вещество, което има своите химични свойства. Много физични свойства на веществото - точки на кипене и топене, механична якост, твърдост и др. - се определят от поведението на голям брой молекули и действието на междумолекулни сили.
2. Молекулите се състоят от атоми, които са свързани помежду си в определени отношения (вижте Молекула; Химична връзка; Стехиометрия).
3. Атомите и молекулите са в постоянно спонтанно движение.
4. Молекулите на прости вещества се състоят от еднакви атоми (O 2, O 3, P 4, N 2 и т.н.); молекули на сложни вещества - от различни атоми (H 2 O, HCl).
6. Свойствата на молекулите зависят не само от техния състав, но и от начина, по който атомите са свързани помежду си (вж. Теория на химичната структура; Изомерия).
Съвременната наука е разработила класическата атомно-молекулярна теория и някои от нейните разпоредби са преработени.
Установено е, че атомът не е неделимо безструктурно образувание. Въпреки това много учени през миналия век също се досещаха за това.
Оказа се, че не във всички случаи частиците, които образуват дадено вещество, са молекули. Много химични съединения, особено в твърди и течни състояния, имат йонни структури, като соли. Някои вещества, като благородните газове, се състоят от отделни атоми, които слабо взаимодействат помежду си дори в течно и твърдо състояние. В допълнение, веществото може да се състои от частици, образувани от комбинацията (асоциацията) на няколко молекули. Така химически чистата вода се образува не само от отделни молекули H2O, но и от полимерни молекули (H2O)n, където n = 2–16; В същото време съдържа хидратирани H + и OH − йони. Специална група съединения се състои от колоидни разтвори. И накрая, при нагряване до температури от порядъка на хиляди и милиони градуси, веществото преминава в специално състояние - плазма, което е смес от атоми, положителни йони, електрони и атомни ядра.
Оказа се, че количественият състав на молекулите с еднакъв качествен състав понякога може да варира в широки граници (например азотният оксид може да има формулата N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5, NO 3 ), докато ако разгледаме не само неутралните молекули, но и молекулните йони, границите на възможните състави се разширяват. По този начин молекулата NO 4 е неизвестна, но NO 3− 4 йонът беше открит наскоро; няма молекула CH 5, но катионът CH + 5 е известен и т.н.
Открити са така наречените съединения с променлив състав, в които на единица маса от даден елемент има различна маса от друг елемент, например: Fe 0,89–0,95 O, TiO 0,7–1,3 и др.
Беше изяснено положението, че молекулите се състоят от атоми. Според съвременните квантово-механични концепции (виж Квантова химия), за атомите в молекулата само ядрото, т.е. ядрото и вътрешните електронни обвивки, остават повече или по-малко непроменени, докато характерът на движението на външните (валентни) електрони радикално се променя така че се образува нова, молекулна електронна обвивка, покриваща цялата молекула (вижте Химическа връзка). В този смисъл в молекулите няма непроменливи атоми.
Имайки предвид тези уточнения и допълнения, трябва да се има предвид, че съвременната наука е запазила рационалното зърно на класическото атомно-молекулярно учение: идеи за дискретната структура на материята, способността на атомите да произвеждат, като се свързват помежду си. в определен ред, качествено нови и по-сложни образувания и за непрекъснатото движение на частиците, изграждащи материята.
Атомно-молекулярна наука- набор от разпоредби, аксиоми и закони, които описват всички вещества като набор от молекули, състоящи се от атоми.
Древногръцки философиМного преди началото на нашата ера те вече изложиха теорията за съществуването на атомите в своите трудове. Отхвърляйки съществуването на богове и неземни сили, те се опитват да обяснят всички неразбираеми и мистериозни природни явления с естествени причини - свързването и разделянето, взаимодействието и смесването на невидими за човешкото око частици - атоми. Но в продължение на много векове църковните служители преследваха привържениците и последователите на учението за атомите и ги подлагаха на преследване. Но поради липсата на необходимите технически устройства, древните философи не можеха да изучават внимателно природните явления и под понятието „атом“ скриха съвременното понятие „молекула“.
Едва в средата на 18в големият руски учен М.В. Ломоносов обосновава атомно-молекулни концепции в химията.Основните положения на неговото учение са изложени в работата „Елементи на математическата химия“ (1741) и редица други. Ломоносов нарече теорията корпускулярно-кинетична теория.
М.В. Ломоносовясно разграничени два етапа в структурата на материята: елементи (в съвременния смисъл - атоми) и корпускули (молекули). Основата на неговата корпускулярно-кинетична теория (модерно атомно-молекулярно учение) е принципът на прекъсване на структурата (дискретност) на материята: всяко вещество се състои от отделни частици.
През 1745 г. М.В. Ломоносов написа:„Елементът е част от тяло, която не се състои от по-малки и различни тела... Корпускулите са сбор от елементи в една малка маса. Те са еднородни, ако се състоят от еднакъв брой еднакви елементи, свързани по еднакъв начин. Корпускулите са разнородни, когато техните елементи са различни и свързани по различен начин или в различен брой; безкрайното разнообразие от тела зависи от това.
Молекулае най-малката частица от вещество, която притежава всичките му химични свойства. Вещества, имащи молекулярна структура,се състоят от молекули (повечето неметали, органични вещества). Значителна част от неорганичните вещества се състоят от атоми(атомна кристална решетка) или йони (йонна структура). Такива вещества включват оксиди, сулфиди, различни соли, диамант, метали, графит и др. Носителят на химични свойства в тези вещества е комбинация от елементарни частици (йони или атоми), т.е. кристалът е гигантска молекула.
Молекулите са съставени от атоми. атом- най-малкият, химически неделим компонент на молекулата.
Оказва се, че молекулярната теория обяснява физическите явления, които се случват с веществата. Изследването на атомите идва на помощ на молекулярната теория при обяснението на химичните явления. И двете теории - молекулярната и атомната - се обединяват в атомно-молекулярната теория. Същността на тази доктрина може да се формулира под формата на няколко закона и разпоредби:
- веществата са съставени от атоми;
- при взаимодействие на атомите се образуват прости и сложни молекули;
- по време на физически явления молекулите се запазват, съставът им не се променя; с химикали - те се унищожават, съставът им се променя;
- молекулите на веществата се състоят от атоми; при химичните реакции атомите, за разлика от молекулите, се запазват;
- атомите на един елемент са подобни един на друг, но различни от атомите на всеки друг елемент;
- химичните реакции включват образуването на нови вещества от същите атоми, които са изградили първоначалните вещества.
Благодарение на своята атомно-молекулярна теория М.В. Ломоносов с право се смята за основател на научната химия.
blog.site, при пълно или частично копиране на материал е необходима връзка към първоизточника.