Idee, et kõik ained koosnevad üksikutest osakestest, tekkis ammu enne meie ajastut. Vana-Kreeka filosoofid uskusid. Et ained on üles ehitatud väikseimatest jagamatutest osakestest – aatomitest, mis on pidevas liikumises. Köidete vahel on tühi ruum. Muistsed mõtlejad uskusid, et kõik ained erinevad üksteisest neid moodustavate aatomite kuju, arvu ja paigutuse poolest ning kõiki looduses toimuvaid muutusi seletati aatomite ühendamise või eraldamisega.
Antiikfilosoofide atomistlikud ideed töötas välja M.V. Lomonosov (1748) harmooniliseks aatom-molekulaarseks doktriiniks, mille olemus taandub järgnevale. Kõik ained koosnevad pisikestest osakestest – kehakestest (molekulidest), mis on pidevas liikumises. Korpusklid koosnevad omakorda elementidest (aatomitest). Eristades selgelt aatomi ja molekuli mõisteid, Lomonosov M.V. kaugel ees välismaistest keemikutest. Ammu enne inglise teadlast Daltonit kasutas ta atomistlikke mõisteid mitmete keemiliste ja füüsikaliste nähtuste selgitamiseks. Ta uskus, et tekkivate ainete omadused sõltuvad aatomite tüübist ja arvust, samuti nende omavaheliste seoste järjekorrast. Veidi hiljem defineerisid keemikud keemilise elemendi mõiste.
19. sajandi algust iseloomustas kolme kõige olulisema seaduse avastamine: koostise püsivuse seadus (Proust, 1799), lihtsate mitmiksuhte seadus (Dalton, 1804) ja reageerimise lihtsate mahusuhete seadus. gaasid (Gay-Lussac, 1805). 1808. aastal pakkus Dalton välja aine struktuuri aatomiteooria ning keemias võeti kasutusele mõisted "aatom" ja "molekul".
Hiljem, tuginedes aatom-molekulaarteadusele, aatommassidele ja elementide keemilistele omadustele, on D.I. Mendelejev avastas 1869. aastal perioodilise seaduse – ühe põhilise loodusseaduse.
Praegu on aatom-molekulaarteooria (nagu ka perioodiline seadus) keemia aluseks. AMU peamised sätted on järgmised:
1. Kõik ained koosnevad keemiliselt jagamatutest osakestest – aatomitest.
Aatomid esindama aine pisikesed osakesed, mida ei saa keemiliselt komponentideks lahutada, üksteiseks muuta ega hävitada. Aatom – interakteeruvate elementaarosakeste süsteem, mis koosneb prootonitest ja neutronitest moodustatud tuumast ning elektronidest.
Erinevate elementide aatomite mass on erinev. Identsete aatomite kogum moodustab lihtsa aine, mis vastab konkreetsele keemilisele elemendile. Erinevate elementide aatomid interakteeruvad üksteisega täisarvudes. Tulemuseks on keerulised moodustised, eelkõige molekulid.
2. Molekul - laenguneutraalne on väikseim keemilise interaktsiooni tõttu teatud järjekorras ühendatud (st teatud struktuuriga) aatomite kogum, millel reeglina pole paarituid elektrone ja mis on võimeline iseseisvalt eksisteerima. .
Molekulid on üksiku aine väikseimad osakesed, mis säilitavad selle keemilised omadused, keemilise individuaalsuse. Molekulide vahel toimivad nii tõmbe- kui ka tõukejõud. Molekulid on pidevas liikumises (translatsiooniline ja pöörlev). Molekulid on keemiliselt jagunevad.
3. Keemiline element – on ühesuguse tuumalaenguga aatomite kogum.
4. Aine – teatud kogum aatomi- ja molekulaarosakesi, nende assotsieerunud ja agregaate, mis paiknevad mis tahes kolmes agregatsiooni olekus.
Lihtsad ained- need on ained, mis koosnevad sama keemilise elemendi aatomitest ja komplekssed ained tekivad erinevate keemiliste elementide aatomite keemilise vastasmõju käigus.
Teame juba, et paljud ained koosnevad molekulidest ja molekulid koosnevad aatomitest. Teave aatomite ja molekulide kohta on ühendatud aatom-molekulaarteaduseks. Teate, et selle õpetuse põhisätted töötas välja suur vene teadlane M.V. Lomonosov. Sellest ajast on möödunud üle kahesaja aasta ning aatomite ja molekulide uurimine on saanud edasist arengut. Näiteks nüüdseks on teada, et kõik ained ei koosne molekulidest. Enamikul anorgaanilises keemias esinevatest tahketest ainetest on mittemolekulaarne struktuur.
Suhtelised molekulmassid arvutatakse aga nii molekulaarse kui ka mittemolekulaarse struktuuriga ainete puhul. Viimase puhul kasutatakse mõisteid "molekul" ja "suhteline molekulmass" tinglikult.
Aatom-molekulaarse doktriini põhisätted võib sõnastada järgmiselt:
1. On molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga aineid.
2. Molekulide vahel on tühimikud, mille suurused sõltuvad aine agregatsiooniseisundist ja temperatuurist. Suurimad vahemaad on gaasimolekulide vahel. See seletab nende lihtsat kokkusurutavust. Vedelikke, kus molekulide vahelised ruumid on palju väiksemad, on raskem kokku suruda. Tahketes ainetes on molekulide vahelised ruumid veelgi väiksemad, mistõttu need peaaegu ei suru kokku.
3. Molekulid on pidevas liikumises. Molekulide liikumiskiirus sõltub temperatuurist. Temperatuuri tõustes suureneb molekulide liikumise kiirus.
4. Molekulide vahel on vastastikuse tõmbe- ja tõukejõud. Need jõud väljenduvad suurimal määral tahketes ainetes ja kõige vähem gaasides.
5. Molekulid koosnevad aatomitest, mis nagu molekulidki on pidevas liikumises.
6. Ühte tüüpi aatomid erinevad teist tüüpi aatomitest massi ja omaduste poolest.
7. Füüsikaliste nähtuste käigus molekulid säilivad, keemiliste nähtuste käigus need reeglina hävivad.
8. Tahkes olekus molekulaarstruktuuriga ainetel on kristallvõre sõlmedes molekulid. Nõrgad sidemed kristallvõre sõlmedes paiknevate molekulide vahel katkevad kuumutamisel. Seetõttu on molekulaarse struktuuriga ainetel reeglina madal sulamistemperatuur.
9. Mittemolekulaarse struktuuriga ainete kristallvõre sõlmedes on aatomid või muud osakesed. Nende osakeste vahel on tugevad keemilised sidemed, mille purunemiseks kulub palju energiat.
Harjutus
1. Valige slaid, mis vastab ühele aatomi-molekulaarse õpetamise sätetest. Valige seda kinnitavad illustratsioonid ja näited elust enesest.
Valmimiskuupäevad: 25.01.-30.01.162. Hinnake järgmist slaidi pärast enda oma järgmiste kriteeriumide alusel:
1. Sellele sättele vastava illustratsiooni olemasolu. 0-1b
2. Valitud faktid kinnitavad seda seisukohta. 0-1b
3. Materjal on esitatud juurdepääsetavas keeles. 0-1b
4. Esteetiline disain (hea kvaliteediga illustratsioonid, loetav tekst). 0-1b
Aatomi-molekulaarteadus- sätete, aksioomide ja seaduste kogum, mis kirjeldab kõiki aineid aatomitest koosnevate molekulide kogumina.
Vana-Kreeka filosoofid Ammu enne meie ajastu algust esitasid nad juba oma töödes aatomite olemasolu teooria. Hüppades jumalate ja teispoolsuse jõudude olemasolu, püüdsid nad kõiki arusaamatuid ja salapäraseid loodusnähtusi seletada looduslike põhjustega – inimsilmale nähtamatute osakeste – aatomite – ühenduse ja eraldumise, vastastikmõju ja segunemisega. Kuid kirikuministrid kiusasid sajandeid taga aatomiõpetuse järgijaid ja järgijaid ning kiusasid neid taga. Kuid vajalike tehniliste seadmete puudumise tõttu ei saanud iidsed filosoofid loodusnähtusi põhjalikult uurida ja "aatomi" mõiste alla peitsid nad kaasaegse "molekuli" mõiste.
Alles 18. sajandi keskel suur vene teadlane M.V. Lomonossov põhjendatud aatom-molekulaarkontseptsioonid keemias. Tema õpetuse põhisätted on ära toodud teoses “Matemaatilise keemia elemendid” (1741) ja mitmetes teistes. Lomonosov nimetas teooriat korpuskulaar-kineetiline teooria.
M.V. Lomonossov Aine struktuuris eristatakse selgelt kahte etappi: elemendid (tänapäevases mõistes - aatomid) ja korpusklid (molekulid). Tema korpuskulaar-kineetilise teooria (kaasaegne aatom-molekulaarõpetus) aluseks on aine struktuuri (diskreetsuse) katkendlikkuse põhimõte: iga aine koosneb üksikutest osakestest.
Aastal 1745 M.V. Lomonosov kirjutas:“Element on kehaosa, mis ei koosne ühestki väiksemast ja erinevast kehast... Korpusklid on elementide kogum üheks väikeseks massiks. Need on homogeensed, kui koosnevad samast arvust samadest elementidest, mis on samal viisil ühendatud. Korpusklid on heterogeensed, kui nende elemendid on erinevad ja erineval viisil või erineva arvuga seotud; sellest sõltub kehade lõpmatu mitmekesisus.
Molekul on aine väikseim osake, millel on kõik selle keemilised omadused. Ained, millel on molekulaarne struktuur, koosnevad molekulidest (enamik mittemetalle, orgaanilisi aineid). Märkimisväärne osa anorgaanilistest ainetest koosneb aatomitest(aatomi kristallvõre) või ioonid (ioonstruktuur). Selliste ainete hulka kuuluvad oksiidid, sulfiidid, erinevad soolad, teemant, metallid, grafiit jne. Nende ainete keemiliste omaduste kandjaks on elementaarosakeste (ioonide või aatomite) kombinatsioon, see tähendab, et kristall on hiiglaslik molekul.
Molekulid koosnevad aatomitest. Atom- molekuli väikseim, edasi keemiliselt jagamatu komponent.
Selgub, et molekulaarteooria selgitab ainetega esinevaid füüsikalisi nähtusi. Aatomite uurimine tuleb molekulaarteooriale appi keemiliste nähtuste seletamisel. Mõlemad teooriad – molekulaarne ja aatomiline – on ühendatud aatom-molekulaarseks teooriaks. Selle doktriini olemuse saab sõnastada mitme seaduse ja määruse kujul:
- ained koosnevad aatomitest;
- kui aatomid interakteeruvad, tekivad lihtsad ja keerulised molekulid;
- füüsikaliste nähtuste käigus molekulid säilivad, nende koostis ei muutu; kemikaalidega - need hävivad, nende koostis muutub;
- ainete molekulid koosnevad aatomitest; keemilistes reaktsioonides säilivad aatomid erinevalt molekulidest;
- ühe elemendi aatomid on üksteisega sarnased, kuid erinevad mis tahes muu elemendi aatomitest;
- keemilised reaktsioonid hõlmavad uute ainete moodustumist samadest aatomitest, mis moodustasid algsed ained.
Tänu oma aatom-molekulaarsele teooriale M.V. Lomonosovit peetakse õigustatult teadusliku keemia rajajaks.
blog.site, materjali täielikul või osalisel kopeerimisel on vaja linki algallikale.
Keemia põhimõisted, stöhhiomeetria seadused
Keemiline atomism (aatomi-molekulaarteooria) on ajalooliselt esimene fundamentaalne teoreetiline kontseptsioon, mis on moodsa keemiateaduse aluseks. Selle teooria kujunemine võttis rohkem kui sada aastat ja seda seostatakse selliste silmapaistvate keemikute nagu M.V. Lomonosov, A.L. Lavoisier, J. Dalton, A. Avogadro, S. Cannizzaro.
Kaasaegset aatomi-molekulaarset teooriat saab esitada mitme sätte kujul:
1. Keemilistel ainetel on diskreetne (katkendlik) struktuur. Aineosakesed on pidevas kaootilises soojusliikumises.
2. Keemilise aine põhiliseks struktuuriüksuseks on aatom.
3. Keemilises aines olevad aatomid on omavahel seotud, moodustades molekulaarosakesi või aatomiagregaate (supramolekulaarseid struktuure).
4. Komplekssed ained (või keemilised ühendid) koosnevad erinevate elementide aatomitest. Lihtained koosnevad ühe elemendi aatomitest ja neid tuleks käsitleda homonukleaarsete keemiliste ühenditena.
Aatomi-molekulaarteooria põhiprintsiipide sõnastamisel tuli kasutusele võtta mitmeid mõisteid, mis vajavad põhjalikumat käsitlemist, kuna need on kaasaegses keemias fundamentaalsed. Need on mõisted "aatom" ja "molekul", täpsemalt aatomi- ja molekulaarosakesed.
Aatomiosakesed hõlmavad aatomit ennast, aatomiioonid, aatomiradikaalid ja aatomiradikaalioonid.
Aatom on keemilise elemendi väikseim elektriliselt neutraalne osake, mis on selle keemiliste omaduste kandja ning koosneb positiivselt laetud tuumast ja elektronkihist.
Aatomi ioon on aatomiosake, millel on elektrostaatiline laeng, kuid millel ei ole paarituid elektrone, näiteks Cl - on kloriidanioon, Na + on naatriumkatioon.
Aatomi radikaal- elektriliselt neutraalne aatomiosake, mis sisaldab paarituid elektrone. Näiteks vesinikuaatom on tegelikult aatomradikaal - H × .
Nimetatakse aatomiosakest, millel on elektrostaatiline laeng ja paardumata elektronid aatomi radikaali ioon. Sellise osakese näiteks on Mn 2+ katioon, mis sisaldab d-alamtasandil (3d 5) viit paaristamata elektroni.
Aatomi üks olulisemaid füüsikalisi omadusi on selle mass. Kuna aatomi massi absoluutväärtus on tühine (vesinikuaatomi mass on 1,67 × 10 -27 kg), kasutatakse keemias suhtelise massi skaalat, milles 1/12 süsinikuaatomi massist isotoobi- 12 on valitud ühikuks. Suhteline aatommass on aatomi massi ja 1/12 12C isotoobi süsinikuaatomi massi suhe.
Tuleb märkida, et perioodilises süsteemis D.I. Mendelejev esitab elementide keskmised isotoopsed aatommassid, mida enamasti esindavad mitmed isotoobid, mis moodustavad elemendi aatommassi proportsionaalselt nende sisaldusega looduses. Seega on element kloori esindatud kahe isotoobiga - 35 Cl (75 mol%) ja 37 Cl (25 mol%). Kloori elemendi keskmine isotoopmass on 35,453 amu. (aatommassi ühikud) (35×0,75 + 37×0,25).
Sarnaselt aatomiosakestele hõlmavad molekulaarsed osakesed molekule endid, molekulaarseid ioone, molekulaarseid radikaale ja radikaaliioone.
Molekulaarosake on väikseim stabiilne omavahel seotud aatomiosakeste kogum, mis on aine keemiliste omaduste kandja. Molekulil puudub elektrostaatiline laeng ja sellel pole paarituid elektrone.
molekulaarne ioon on molekulaarosake, millel on elektrostaatiline laeng, kuid millel ei ole paarituid elektrone, näiteks NO 3 - on nitraadi anioon, NH 4 + on ammooniumi katioon.
molekulaarne radikaal on elektriliselt neutraalne molekulaarosake, mis sisaldab paarituid elektrone. Enamik radikaale on lühikese elueaga (suurusjärgus 10 -3 -10 -5 s) reaktsiooniosakesed, kuigi praegu on teada üsna stabiilseid radikaale. Seega metüülradikaal × CH3 on tüüpiline vähestabiilne osake. Kui aga vesinikuaatomid selles asendatakse fenüülradikaalidega, siis moodustub stabiilne molekulaarne radikaal trifenüülmetüül
Väga stabiilseteks vabadeks radikaalideks võib pidada ka paaritu arvu elektronidega molekule, nagu NO või NO 2 .
Nimetatakse molekulaarosakest, millel on elektrostaatiline laeng ja paardumata elektronid molekulaarse radikaali ioon. Sellise osakese näiteks on hapnikuradikaali katioon – ×O 2 + .
Molekuli oluline omadus on selle suhteline molekulmass. Suhteline molekulmass (M r) on molekuli keskmise isotoobi massi suhe, mis arvutatakse isotoopide looduslikku sisaldust arvesse võttes, ja 1/12 12C isotoobi süsinikuaatomi massist..
Nii saime teada, et iga keemilise aine väikseim struktuuriüksus on aatom või õigemini aatomiosake. Mis tahes aines, välja arvatud inertgaasid, on aatomid omakorda ühendatud keemiliste sidemetega. Sel juhul on võimalik kahte tüüpi ainete moodustumine:
· molekulaarsed ühendid, milles on võimalik eraldada väikseimad stabiilse struktuuriga keemiliste omaduste kandjad;
· supramolekulaarse struktuuriga ühendid, mis on aatomiagregaadid, milles aatomiosakesed on omavahel seotud kovalentsete, ioonsete või metalliliste sidemetega.
Vastavalt sellele on supramolekulaarse struktuuriga ained aatom-, ioon- või metallikristallid. Molekulaarsed ained moodustavad omakorda molekulaarseid või molekulaar-ioonseid kristalle. Ainetel, mis on tavatingimustes gaasilises või vedelas agregatsiooni olekus, on samuti molekulaarne struktuur.
Tegelikult ei ole konkreetse keemilise ainega töötades tegemist üksikute aatomite või molekulidega, vaid väga suure hulga osakeste kogumiga, mille organiseerituse tasemeid saab kujutada järgmise diagrammiga:
Suurte osakeste massiivide, mis on makrokehad, kvantitatiivseks kirjeldamiseks võeti kasutusele spetsiaalne mõiste "aine hulk" kui selle struktuurielementide rangelt määratletud arv. Aine koguse ühik on mool. Mool on aine kogus(n) , mis sisaldab nii palju struktuuri- või valemiühikuid, kui on aatomeid 12 g süsiniku isotoobis 12 C. Praegu on see arv üsna täpselt mõõdetud ja on 6,022 × 10 23 (Avogadro arv, N A). Struktuuriüksustena võivad toimida aatomid, molekulid, ioonid, keemilised sidemed ja muud mikromaailma objektid. Valemiühiku mõistet kasutatakse supramolekulaarse struktuuriga ainete puhul ja seda määratletakse kui lihtsaimat seost selle koostisosade vahel (brutovalem). Sel juhul võtab valemiühik molekuli rolli. Näiteks 1 mool kaltsiumkloriidi sisaldab 6,022 × 10 23 valemiühikut - CaCl 2.
Aine üheks oluliseks tunnuseks on selle molaarmass (M, kg/mol, g/mol). Molaarmass on aine ühe mooli mass. Aine suhteline molekulmass ja molaarmass on arvuliselt samad, kuid erinevate mõõtmetega, näiteks vee puhul M r = 18 (suhtelised aatom- ja molekulmassid on dimensioonideta väärtused), M = 18 g/mol. Aine kogus ja molaarmass on seotud lihtsa seosega:
Peamised stöhhiomeetrilised seadused, mis formuleeriti 17. ja 18. sajandi vahetusel, mängisid suurt rolli keemilise atomismi kujunemisel.
1. Massi jäävuse seadus (M.V. Lomonosov, 1748).
Reaktsiooniproduktide masside summa on võrdne interakteeruvate ainete masside summaga. Matemaatilises vormis väljendatakse seda seadust järgmise võrrandiga:
Selle seaduse täienduseks on elemendi massi jäävuse seadus (A. Lavoisier, 1789). Selle seaduse järgi Keemilise reaktsiooni käigus jääb iga elemendi mass konstantseks.
Seadused M.V. Lomonosova ja A. Lavoisier leidsid lihtsa seletuse aatomiteooria raames. Tõepoolest, mis tahes reaktsiooni ajal jäävad keemiliste elementide aatomid muutumatuks ja konstantsetes kogustes, mis hõlmab nii iga elemendi massi püsivust eraldi kui ka ainete süsteemi tervikuna.
Vaadeldavad seadused on keemia jaoks määrava tähtsusega, kuna võimaldavad võrrandite abil modelleerida keemilisi reaktsioone ja teha nende põhjal kvantitatiivseid arvutusi. Tuleb aga märkida, et massi jäävuse seadus ei ole absoluutselt täpne. Nagu relatiivsusteooriast (A. Einstein, 1905) tuleneb, kaasneb iga protsessiga, mis toimub koos energia vabanemisega, süsteemi massi vähenemine vastavalt võrrandile:
kus DE on vabanenud energia, Dm on süsteemi massi muutus, c on valguse kiirus vaakumis (3,0×10 8 m/s). Selle tulemusena tuleks massi jäävuse seaduse võrrand kirjutada järgmisel kujul:
Seega kaasneb eksotermiliste reaktsioonidega massi vähenemine ja endotermiliste reaktsioonidega massi suurenemine. Sel juhul saab massi jäävuse seaduse sõnastada järgmiselt: isoleeritud süsteemis on masside ja redutseeritud energiate summa konstantne suurus. Kuid keemiliste reaktsioonide puhul, mille termilist mõju mõõdetakse sadades kJ/mol, on massidefekt 10 -8 -10 -9 g ja seda ei saa katseliselt tuvastada.
2. Kompositsiooni püsivuse seadus (J. Proust, 1799-1804).
Molekulaarstruktuuriga üksikul keemilisel ainel on konstantne kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis, sõltumata selle valmistamismeetodist.. Nimetatakse ühendeid, mis järgivad konstantse koostise seadust värvipime. Daltoniidid on kõik praegu teadaolevad orgaanilised ühendid (umbes 30 miljonit) ja osa (umbes 100 tuhat) anorgaanilistest ainetest. Ained, millel on mittemolekulaarne struktuur ( Bertolides), ei järgi seda seadust ja nende koostis võib sõltuvalt proovi võtmise meetodist olla erinev. Nende hulgas on suurem osa (umbes 500 tuhat) anorgaanilisi aineid. Need on peamiselt d-elementide binaarsed ühendid (oksiidid, sulfiidid, nitriidid, karbiidid jne). Muutuva koostisega ühendi näiteks on titaan(III)oksiid, mille koostis varieerub TiO 1,46 kuni TiO 1,56. Bertoliidi valemite muutuva koostise ja irratsionaalsuse põhjuseks on muutused mõne kristalli elementaarraku koostises (kristallstruktuuri vead), millega ei kaasne aine omaduste järsku muutust. Daltoniidide jaoks on selline nähtus võimatu, kuna molekuli koostise muutumine põhjustab uue keemilise ühendi moodustumist.
3. Ekvivalentide seadus (I. Richter, J. Dalton, 1792-1804).
Reageerivate ainete massid on otseselt võrdelised nende ekvivalentmassidega.
kus E A ja E B on reageerivate ainete ekvivalentmassid.
Aine ekvivalentmass on selle ekvivalendi molaarmass.
Ekvivalent on reaalne või tingimuslik osake, mis loovutab või omandab ühe vesinikkatiooni happe-aluse reaktsioonides, ühe elektroni redoksreaktsioonides või interakteerub vahetusreaktsioonides ühe ekvivalendi mis tahes muu ainega.. Näiteks kui metalliline tsink reageerib happega, tõrjub üks tsingi aatom välja kaks vesinikuaatomit, andes ära kaks elektroni:
Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2
Zn 0 - 2e - = Zn 2+
Seetõttu on tsingi ekvivalent 1/2 selle aatomist, s.o. 1/2 Zn (tingimuslik osake).
Arvu, mis näitab, milline aine molekuli või valemiühiku osa on selle ekvivalent, nimetatakse ekvivalentsusteguriks - f e. Ekvivalentmass või ekvivalendi molaarmass määratakse ekvivalentsusteguri ja molaarmassi korrutisena:
Näiteks neutraliseerimisreaktsioonis eraldab väävelhape kaks vesiniku katiooni:
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
Vastavalt sellele on väävelhappe ekvivalent 1/2 H 2 SO 4, ekvivalenttegur on 1/2 ja ekvivalentmass on (1/2) × 98 = 49 g/mol. Kaaliumhüdroksiid seob ühte vesinikkatiooni, mistõttu selle ekvivalent on valemiühik, ekvivalenttegur on võrdne ühega ja ekvivalentmass on võrdne molaarmassiga, s.o. 56 g/mol.
Vaadeldud näidetest on selge, et ekvivalentmassi arvutamisel on vaja määrata ekvivalentsustegur. Selleks on mitmeid reegleid:
1. Happe või aluse ekvivalentsitegur on võrdne 1/n, kus n on reaktsioonis osalevate vesiniku katioonide või hüdroksiidi anioonide arv.
2. Soola ekvivalentsustegur võrdub ühiku jagatisega, mis on jagatud metalli katiooni või happejäägi valentsi (v) ja nende arvu (n) korrutisega soolas (stöhhiomeetriline indeks valemis):
Näiteks Al 2 (SO 4) 3 puhul - f e = 1/6
3. Oksüdeeriva aine (redutseerija) ekvivalentsitegur võrdub ühtsuse jagatisega, mis on jagatud sellega seotud (annetatud) elektronide arvuga.
Tähelepanu tuleb pöörata asjaolule, et samal ühendil võib erinevates reaktsioonides olla erinev ekvivalentsustegur. Näiteks happe-aluse reaktsioonides:
H 3 PO 4 + KOH = KH 2 PO 4 + H 2 O f e (H 3 PO 4) = 1
H 3PO 4 + 2KOH = K 2 HPO 4 + 2H 2 O e (H 3 PO 4) = 1/2
H 3PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O ef (H 3 PO 4) = 1/3
või redoksreaktsioonides:
KMn 7+ O 4 + NaNO 2 + H 2 SO 4 ® Mn 2+ SO 4 + NaNO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
MnO4 - + 8H + + 5e - ® Mn 2+ + 4H 2Of e (KMnO 4) = 1/5
Aatomi-molekulaarteaduse töötas välja ja esmakordselt rakendas keemias suur vene teadlane M. V. Lomonosov. Selle doktriini põhisätted on toodud teoses “Matemaatilise keemia elemendid” (1741) ja paljudes teistes. Lomonossovi õpetuste olemuse võib taandada järgmistele sätetele.
1. Kõik ained koosnevad “kehadest” (nagu Lomonosov nimetas molekulideks).
2. Molekulid koosnevad “elementidest” (nagu Lomonosov nimetas aatomiid).
3. Osakesed – molekulid ja aatomid – on pidevas liikumises. Kehade termiline olek on nende osakeste liikumise tulemus.
4. Lihtainete molekulid koosnevad identsetest aatomitest, kompleksainete molekulid - erinevatest aatomitest.
67 aastat pärast Lomonosovit rakendas inglise teadlane John Dalton atomistlikku õpetust keemias. Ta tõi välja atomismi aluspõhimõtted raamatus “Uus keemiafilosoofia süsteem” (1808). Oma tuumas kordab Daltoni õpetus Lomonossovi õpetust. Dalton aga eitas molekulide olemasolu lihtainetes, mis on Lomonossovi õpetusega võrreldes samm tagasi. Daltoni järgi koosnevad lihtsad ained ainult aatomitest ja ainult kompleksained “keerulistest aatomitest” (tänapäevases mõistes molekulidest). Aatom-molekulaarne teooria keemias kehtestati lõplikult alles 19. sajandi keskel. 1860. aastal Karlsruhes toimunud rahvusvahelisel keemikute kongressil võeti vastu molekuli ja aatomi mõistete määratlused.
Molekul on antud aine väikseim osake, millel on selle keemilised omadused. Molekuli keemilised omadused määratakse selle koostise ja keemilise struktuuri järgi.
Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, mis on osa lihtsate ja keerukate ainete molekulidest. Elemendi keemilised omadused määrab selle aatomi struktuur. See toob kaasa aatomi määratluse, mis vastab tänapäevastele mõistetele:
Aatom on elektriliselt neutraalne osake, mis koosneb positiivselt laetud aatomituumast ja negatiivselt laetud elektronidest.
Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt koosnevad gaasilises ja aurulises olekus olevad ained molekulidest. Tahkes olekus koosnevad molekulidest ainult ained, mille kristallvõre on molekulaarstruktuuriga. Enamikul tahketel anorgaanilistel ainetel puudub molekulaarne struktuur: nende võre ei koosne molekulidest, vaid muudest osakestest (ioonidest, aatomitest); need eksisteerivad makrokehade kujul (naatriumkloriidi kristall, vasetükk jne). Sooladel, metallioksiididel, teemandil, ränil ja metallidel ei ole molekulaarset struktuuri.
Keemilised elemendid
Aatomi-molekulaarteadus võimaldas selgitada keemia põhimõisteid ja seadusi. Aatomi-molekulaarse teooria seisukohalt on keemiline element iga aatomitüüp. Aatomi kõige olulisem omadus on selle tuuma positiivne laeng, mis on arvuliselt võrdne elemendi aatomnumbriga. Tuumalaengu väärtus on erinevat tüüpi aatomite jaoks iseloomulik tunnus, mis võimaldab meil anda elemendi mõiste täielikuma määratluse:
Keemiline element- See on teatud tüüpi aatom, mille tuumas on sama positiivne laeng.
On teada 107 elementi. Praegu jätkub töö suurema aatomarvuga keemiliste elementide kunstliku tootmise kallal.
Kõik elemendid jagunevad tavaliselt metallideks ja mittemetallideks. See jaotus on aga tingimuslik. Elementide oluliseks tunnuseks on nende rohkus maakoores, s.o. Maa ülemises tahkes kestas, mille paksuseks oletatakse ligikaudu 16 km. Elementide levikut maakoores uurib geokeemia – Maa keemia teadus. Geokeemik A. P. Vinogradov koostas tabeli maakoore keskmise keemilise koostise kohta. Nende andmete kohaselt on levinuim element hapnik - 47,2% maakoore massist, millele järgneb räni - 27,6, alumiinium - 8,80, raud -5,10, kaltsium - 3,6, naatrium - 2,64, kaalium - 2,6, magneesium - 2,10, vesinik - 0,15%.