Asas sains atom-molekul pertama kali digariskan oleh Lomonosov. Pada tahun 1741, dalam salah satu karya pertamanya - "Unsur Kimia Matematik" - Lomonosov merumuskan peruntukan yang paling penting dalam apa yang dipanggil teori korpuskular tentang struktur jirim yang diciptanya.
Menurut idea-idea Lomonosov, semua bahan terdiri daripada zarah-zarah kecil "tidak sensitif", secara fizikal tidak boleh dibahagikan dan mampu melekat bersama. Sifat bahan ditentukan oleh sifat zarah ini. Lomonosov membezakan dua jenis zarah tersebut: yang lebih kecil - "elemen", sepadan dengan atom dalam pemahaman moden istilah ini, dan yang lebih besar - "korpuskel", yang kini kita panggil molekul.
Setiap corpuscle mempunyai komposisi yang sama dengan keseluruhan bahan. Bahan kimia yang berbeza juga mempunyai korpuskel dengan komposisi yang berbeza. "Corpuscules adalah homogen jika ia terdiri daripada nombor yang sama unsur yang sama, disambungkan dengan cara yang sama," dan "Corpuscles adalah heterogen apabila unsur-unsurnya berbeza dan disambungkan dengan cara yang berbeza atau dalam nombor yang berbeza."
Daripada definisi di atas adalah jelas bahawa Lomonosov percaya bahawa sebab perbezaan dalam bahan bukan sahaja perbezaan dalam komposisi corpuscles, tetapi juga susunan unsur yang berbeza dalam corpuscle.
Lomonosov menekankan bahawa corpuscles bergerak mengikut undang-undang mekanik; tanpa gerakan, corpuscles tidak boleh berlanggar antara satu sama lain atau sebaliknya bertindak antara satu sama lain dan berubah. Oleh kerana semua perubahan dalam bahan adalah disebabkan oleh pergerakan korpuskel, transformasi kimia harus dikaji bukan sahaja oleh kaedah kimia, tetapi juga oleh kaedah fizik dan matematik.
Sepanjang lebih 200 tahun yang telah berlalu sejak Lomonosov hidup dan bekerja, ideanya tentang struktur jirim telah menjalani ujian menyeluruh, dan kesahihannya telah disahkan sepenuhnya. Pada masa ini, semua idea kami tentang struktur jirim, sifat bahan dan sifat fenomena fizikal dan kimia adalah berdasarkan sains molekul atom.
Asas pengajaran atom-molekul ialah prinsip diskret (ketakselanjaran struktur) jirim: setiap bahan bukanlah sesuatu yang berterusan, tetapi terdiri daripada zarah yang sangat kecil individu. Perbezaan antara bahan adalah disebabkan oleh perbezaan antara zarah mereka; Zarah satu bahan adalah sama, zarah bahan yang berbeza adalah berbeza. Di bawah semua keadaan, zarah jirim sedang bergerak; semakin tinggi suhu badan, semakin sengit pergerakan ini.
Bagi kebanyakan bahan, zarah adalah molekul. Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimianya. Molekul pula terdiri daripada atom. Atom ialah zarah terkecil unsur yang mempunyai sifat kimianya. Sesuatu molekul boleh mengandungi bilangan atom yang berbeza. Oleh itu, molekul gas mulia adalah monoatomik, molekul bahan seperti hidrogen, nitrogen adalah diatomik, air adalah triatomik, dll. Molekul bahan yang paling kompleks - protein dan asid nukleik yang lebih tinggi - dibina daripada beberapa atom yang diukur dalam ratusan ribu.
Dalam kes ini, atom boleh bergabung antara satu sama lain bukan sahaja dalam nisbah yang berbeza, tetapi juga dengan cara yang berbeza. Oleh itu, dengan bilangan unsur kimia yang agak kecil, bilangan bahan yang berbeza adalah sangat besar.
Pelajar sering tertanya-tanya mengapa molekul bahan tertentu tidak mempunyai sifat fizikalnya. Untuk lebih memahami jawapan kepada soalan ini, mari kita pertimbangkan beberapa sifat fizikal bahan, contohnya, takat lebur dan didih, kapasiti haba, kekuatan mekanikal, kekerasan, ketumpatan, kekonduksian elektrik.
Sifat seperti takat lebur dan didih, kekuatan mekanikal dan kekerasan ditentukan oleh kekuatan ikatan antara molekul dalam bahan tertentu pada keadaan pengagregatan yang diberikan; oleh itu, mengaplikasikan konsep tersebut pada satu molekul tidak masuk akal. Ketumpatan ialah sifat yang dimiliki oleh molekul individu yang boleh dikira. Walau bagaimanapun, ketumpatan molekul sentiasa lebih besar daripada ketumpatan bahan (walaupun dalam keadaan pepejal), kerana dalam mana-mana bahan sentiasa terdapat beberapa ruang kosong antara molekul. Dan sifat seperti kekonduksian elektrik dan kapasiti haba tidak ditentukan oleh sifat molekul, tetapi oleh struktur bahan secara keseluruhan. Untuk memastikan ini, cukup untuk diingat bahawa sifat-sifat ini berubah dengan ketara apabila keadaan pengagregatan bahan berubah, manakala molekul tidak mengalami perubahan yang mendalam. Oleh itu, konsep beberapa sifat fizikal tidak boleh digunakan untuk molekul individu, manakala yang lain boleh digunakan, tetapi sifat ini sendiri berbeza dalam magnitud untuk molekul dan untuk bahan secara keseluruhan.
Tidak dalam semua kes zarah yang membentuk bahan adalah molekul. Banyak bahan dalam keadaan pepejal dan cecair, seperti kebanyakan garam, mempunyai struktur ionik dan bukannya molekul. Sesetengah bahan mempunyai struktur atom. Struktur pepejal dan cecair akan dibincangkan dengan lebih terperinci dalam Bab V, tetapi di sini kita hanya akan menunjukkan bahawa dalam bahan dengan struktur ionik atau atom, pembawa sifat kimia bukanlah molekul, tetapi gabungan ion atau atom yang membentuk bahan ini.
Asas teori atom-molekul dicipta oleh saintis Rusia M.V Lomonosov (1741) dan saintis Inggeris J. Dalton (1808).
Teori atom-molekul ialah doktrin struktur jirim, peruntukan utamanya ialah:
1. Semua bahan terdiri daripada molekul dan atom. Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mampu wujud secara bebas dan tidak boleh dihancurkan lagi tanpa kehilangan sifat kimia asas bahan tersebut. Sifat kimia molekul ditentukan oleh komposisi dan struktur kimianya.
2. Molekul berada dalam gerakan berterusan. Molekul bergerak secara rawak dan berterusan. Kelajuan pergerakan molekul bergantung pada keadaan pengagregatan bahan. Apabila suhu meningkat, kelajuan pergerakan molekul meningkat.
3. Molekul bahan yang sama adalah sama, tetapi molekul bahan yang berbeza berbeza dari segi jisim, saiz, struktur dan sifat kimia. Setiap bahan wujud selagi molekulnya kekal. Sebaik sahaja molekul dimusnahkan, bahan yang diberikan tidak lagi wujud: molekul baru, bahan baru muncul. Semasa tindak balas kimia, molekul beberapa bahan dimusnahkan, molekul bahan lain terbentuk.
4. Molekul terdiri daripada zarah yang lebih kecil - atom. Atom ialah zarah terkecil unsur kimia yang tidak boleh dipecahkan secara kimia.
Oleh itu, atom menentukan sifat unsur.
Atom– zarah neutral elektrik yang terdiri daripada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif.
Unsur kimia dipanggil sejenis atom yang dicirikan oleh set sifat tertentu.
Pada masa ini, unsur ditakrifkan sebagai spesies atom yang mempunyai cas nuklear yang sama.
Bahan yang molekulnya terdiri daripada atom satu unsur dipanggil bahan mudah(C, H 2, N 2, O 3, S 8, dll.).
Bahan yang molekulnya terdiri daripada atom dua atau lebih unsur dipanggil bahan kompleks ( H 2 O, H 2 SO 4, KHCO 3, dsb.). Bilangan dan susunan relatif atom dalam molekul adalah penting.
Keupayaan atom unsur yang sama untuk membentuk beberapa bahan ringkas yang berbeza dari segi struktur dan sifat dipanggil alotropi, dan bahan yang terbentuk - pengubahsuaian atau pengubahsuaian alotropik, sebagai contoh, unsur oksigen membentuk dua pengubahsuaian alotropik: O 2 - oksigen dan O 3 - ozon; unsur karbon - tiga: berlian, grafit dan karabin, dsb.
Fenomena alotropi disebabkan oleh dua sebab: bilangan atom yang berbeza dalam molekul (oksigen O 2 dan ozon O 3), atau pembentukan bentuk kristal yang berbeza (berlian, grafit dan karbin).
Unsur biasanya ditetapkan oleh simbol kimia. Harus selalu ingat, bahawa setiap simbol unsur kimia bermaksud:
1. nama unsur;
2. satu atom daripadanya;
3. satu mol atomnya;
4. jisim atom relatif unsur;
5. kedudukannya dalam jadual berkala unsur kimia
DI. Mendeleev.
Jadi, sebagai contoh, tanda S menunjukkan apa yang ada di hadapan kita:
1. unsur kimia sulfur;
2. satu atom daripadanya;
3. satu mol atom sulfur;
4. Jisim atom sulfur ialah 32 a. u.m. (unit jisim atom);
5. nombor siri dalam sistem berkala unsur kimia D.I. Mendeleev 16.
Jisim mutlak atom dan molekul boleh diabaikan, oleh itu, untuk kemudahan, jisim atom dan molekul dinyatakan dalam unit relatif. Pada masa ini unit jisim atom dianggap sebagai unit jisim atom(disingkatkan A. e.m.), mewakili 1/12 jisim isotop karbon 12 C, 1 a. e.m. ialah 1.66 × 10 -27 kg.
Jisim atom unsur dipanggil jisim atomnya, dinyatakan dalam a. e.m.
Jisim atom relatif unsur ialah nisbah jisim atom bagi unsur tertentu kepada 1/12 jisim isotop karbon 12 C.
Jisim atom relatif ialah kuantiti tanpa dimensi dan dilambangkan Ar,
contohnya untuk hidrogen 
untuk oksigen 
.
Jisim molekul bahan ialah jisim molekul, dinyatakan dalam a. e.m. Ia adalah sama dengan jumlah jisim atom unsur-unsur yang membentuk molekul bahan tertentu.
Berat molekul relatif bahan ialah nisbah jisim molekul bahan tertentu kepada 1/12 jisim isotop karbon 12 C. Ia ditetapkan oleh simbol En. Jisim molekul relatif adalah sama dengan jumlah jisim atom relatif unsur-unsur yang termasuk dalam molekul, dengan mengambil kira bilangan atom. Sebagai contoh, berat molekul relatif asid ortofosforik H 3 PO 4 adalah sama dengan jisim atom semua unsur yang termasuk dalam molekul:
En(H 3 PO 4) = 1.0079 × 3 + 30.974 × 1 + 15.9994 × 4 = 97.9953 atau ≈ 98
Berat molekul relatif menunjukkan berapa kali jisim molekul bahan tertentu lebih besar daripada 1 a. e.m.
Bersama-sama dengan unit jisim, dalam kimia mereka juga menggunakan unit kuantiti bahan, dipanggil berdoa(singkatan "pelanduk").
Tahi lalat bahan- jumlah bahan yang mengandungi seberapa banyak molekul, atom, ion, elektron atau unit struktur lain seperti yang terkandung dalam 12 g (0.012 kg) isotop karbon 12 C.
Mengetahui jisim satu atom karbon 12 C (1.993 × 10 -27 kg), kita boleh mengira bilangan atom dalam 0.012 kg karbon:
Bilangan zarah dalam mol sebarang bahan adalah sama. Ia bersamaan dengan 6.02 × 10 23 dan dipanggil Pemalar Avogadro atau Nombor Avogadro (N A).
Sebagai contoh, tiga mol atom karbon akan mengandungi
3 × 6.02 × 10 23 = 18.06 × 10 23 atom
Apabila menggunakan konsep "mol", adalah perlu dalam setiap kes tertentu untuk menunjukkan dengan tepat unit struktur yang dimaksudkan. Sebagai contoh, seseorang harus membezakan antara mol atom hidrogen H, mol molekul hidrogen H2, mol ion hidrogen, atau Satu mol zarah mempunyai jisim tertentu.
Jisim molar ialah jisim satu mol bahan. Ditandakan dengan huruf M.
Jisim molar secara berangka sama dengan jisim molekul relatif dan mempunyai unit g/mol atau kg/mol.
Jisim dan kuantiti bahan adalah konsep yang berbeza. Jisim dinyatakan dalam kg (g), dan jumlah bahan dinyatakan dalam mol. Terdapat hubungan antara jisim bahan (m, g), jumlah bahan (n, mol) dan jisim molar (M, g/mol):
n = , g/mol; M = , g/mol; m = n × M, g.
Menggunakan formula ini adalah mudah untuk mengira jisim sejumlah bahan, jisim molar bahan atau jumlah bahan.
Contoh 1 . Berapakah jisim 2 mol atom besi?
Penyelesaian: Jisim atom besi ialah 56 amu. (bulat), oleh itu, 1 mol atom besi mempunyai berat 56 g, dan 2 mol atom besi mempunyai jisim 56 × 2 = 112 g
Contoh 2 . Berapakah bilangan mol kalium hidroksida yang terkandung dalam 560 g KOH?
Penyelesaian: Berat molekul KOH ialah 56 amu. Molar = 56 g/mol. 560 g kalium hidroksida mengandungi: 10 mol KOH. Bagi bahan gas terdapat konsep isipadu molar Vm. Menurut undang-undang Avogadro, mol mana-mana gas dalam keadaan normal (tekanan 101.325 kPa dan suhu 273 K) menduduki isipadu 22.4 liter. Kuantiti ini dipanggil isipadu molar(ia diduduki oleh 2 g hidrogen (H 2), 32 g oksigen (O 2), dsb.
Contoh 3 . Tentukan jisim 1 liter karbon monoksida (ΙV) dalam keadaan biasa (no.).
Penyelesaian: Jisim molekul CO 2 ialah M = 44 amu, oleh itu, jisim molar ialah 44 g/mol. Menurut undang-undang Avogadro, satu mol CO 2 pada no. menempati isipadu 22.4 liter. Oleh itu jisim 1 liter CO 2 (n.s.) adalah sama dengan g.
Contoh 4. Tentukan isipadu yang diduduki oleh 3.4 g hidrogen sulfida (H 2 S) dalam keadaan normal (n.s.).
Penyelesaian: Jisim molar hidrogen sulfida ialah 34 g/mol. Berdasarkan ini, kita boleh menulis: 34 g H 2 S pada keadaan standard. menempati isipadu 22.4 liter.
3.4 g ________________________ X l,
maka X = 
l.
Contoh 5. Berapakah jumlah molekul ammonia?
a) dalam 1 liter b) dalam 1 g?
Penyelesaian: Nombor Avogadro 6.02 × 10 23 menunjukkan bilangan molekul dalam 1 mol (17 g/mol) atau 22.4 liter pada keadaan standard, oleh itu, 1 liter mengandungi
6.02 × 10 23 × 1= 2.7 × 10 22 molekul.
Bilangan molekul ammonia dalam 1 g didapati daripada perkadaran:
maka X = 6.02 × 10 23 × 1= 3.5 × 10 22 molekul.
Contoh 6. Berapakah jisim 1 mol air?
Penyelesaian: Jisim molekul air H 2 O ialah 18 amu. (jisim atom hidrogen – 1, oksigen – 16, jumlah 1 + 1 + 16 = 18). Ini bermakna bahawa satu mol air adalah sama dalam jisim kepada 18 gram, dan jisim air ini mengandungi 6.02 × 10 23 molekul air.
Secara kuantitatif, jisim 1 mol bahan ialah jisim bahan dalam gram, secara numerik sama dengan jisim atom atau molekulnya.
Sebagai contoh, jisim 1 mol asid sulfurik H 2 SO 4 ialah 98 g
(1 +1 + 32 + 16 + 16 + 16 + 16 = 98),
dan jisim satu molekul H 2 SO 4 adalah sama dengan 98 g= 16.28 × 10 -23 g
Oleh itu, sebarang sebatian kimia dicirikan oleh jisim satu mol atau jisim molar (molar). M, dinyatakan dalam g/mol (M(H 2 O) = 18 g/mol, dan M(H 2 SO 4) = 98 g/mol).
Sains atom-molekul telah dibangunkan dan pertama kali digunakan dalam kimia oleh saintis besar Rusia M.V. Peruntukan utama doktrin ini ditetapkan dalam karya "Unsur Kimia Matematik" (1741) dan beberapa yang lain. Intipati ajaran Lomonosov boleh dikurangkan kepada peruntukan berikut.
1. Semua bahan terdiri daripada "korpuskel" (sebagaimana Lomonosov dipanggil molekul).
2. Molekul terdiri daripada "elemen" (sebagaimana Lomonosov dipanggil atom).
3. Zarah - molekul dan atom - berada dalam gerakan berterusan. Keadaan haba badan adalah hasil daripada pergerakan zarahnya.
4. Molekul bahan ringkas terdiri daripada atom yang sama, molekul bahan kompleks - daripada atom yang berbeza.
67 tahun selepas Lomonosov, saintis Inggeris John Dalton menerapkan pengajaran atomistik kepada kimia. Beliau menggariskan prinsip asas atomisme dalam buku "A New System of Chemical Philosophy" (1808). Pada terasnya, pengajaran Dalton mengulangi pengajaran Lomonosov. Walau bagaimanapun, Dalton menafikan kewujudan molekul dalam bahan mudah, yang merupakan satu langkah ke belakang berbanding dengan pengajaran Lomonosov. Menurut Dalton, bahan ringkas hanya terdiri daripada atom, dan hanya bahan kompleks terdiri daripada "atom kompleks" (dalam erti kata moden, molekul). Teori atom-molekul dalam kimia akhirnya ditubuhkan hanya pada pertengahan abad ke-19. Pada kongres antarabangsa ahli kimia di Karlsruhe pada tahun 1860, definisi konsep molekul dan atom telah diterima pakai.
Molekul ialah zarah terkecil bagi bahan tertentu yang mempunyai sifat kimianya. Sifat kimia molekul ditentukan oleh komposisi dan struktur kimianya.
Atom ialah zarah terkecil unsur kimia yang merupakan sebahagian daripada molekul bahan ringkas dan kompleks. Sifat kimia sesuatu unsur ditentukan oleh struktur atomnya. Ini membawa kepada definisi atom yang sepadan dengan konsep moden:
Atom ialah zarah neutral elektrik yang terdiri daripada nukleus atom bercas positif dan elektron bercas negatif.
Menurut konsep moden, bahan dalam keadaan gas dan wap terdiri daripada molekul. Dalam keadaan pepejal, hanya bahan yang kekisi kristalnya mempunyai struktur molekul terdiri daripada molekul. Kebanyakan bahan bukan organik pepejal tidak mempunyai struktur molekul: kekisi mereka tidak terdiri daripada molekul, tetapi zarah lain (ion, atom); mereka wujud dalam bentuk badan makro (kristal natrium klorida, sekeping tembaga, dll.). Garam, oksida logam, berlian, silikon, dan logam tidak mempunyai struktur molekul.
Unsur kimia
Sains atom-molekul memungkinkan untuk menerangkan konsep asas dan hukum kimia. Dari sudut pandangan teori atom-molekul, unsur kimia ialah setiap jenis atom individu. Ciri yang paling penting bagi atom ialah cas positif nukleusnya, yang secara numerik sama dengan nombor atom unsur tersebut. Nilai cas nuklear berfungsi sebagai ciri tersendiri untuk pelbagai jenis atom, yang membolehkan kita memberikan definisi yang lebih lengkap tentang konsep unsur:
Unsur kimia- Ini adalah jenis atom tertentu dengan cas positif yang sama pada nukleus.
Terdapat 107 elemen yang diketahui. Pada masa ini, kerja diteruskan pada pengeluaran tiruan unsur kimia dengan nombor atom yang lebih tinggi.
Semua unsur biasanya dibahagikan kepada logam dan bukan logam. Walau bagaimanapun, pembahagian ini adalah bersyarat. Ciri penting unsur ialah kelimpahannya di kerak bumi, i.e. dalam cangkerang pepejal atas Bumi, yang ketebalannya diandaikan kira-kira 16 km. Taburan unsur dalam kerak bumi dikaji oleh geokimia - sains kimia Bumi. Ahli geokimia A.P. Vinogradov menyusun jadual komposisi kimia purata kerak bumi. Menurut data ini, unsur yang paling biasa ialah oksigen - 47.2% daripada jisim kerak bumi, diikuti oleh silikon - 27.6, aluminium - 8.80, besi -5.10, kalsium - 3.6, natrium - 2.64, kalium - 2.6, magnesium - 2.10, hidrogen - 0.15%.
Bahan daripada Uncyclopedia
Idea utama sains atom-molekul, yang membentuk asas fizik moden, kimia dan sains semula jadi, adalah idea tentang diskret (ketakselanjaran struktur) jirim.
Idea pertama bahawa jirim terdiri daripada zarah-zarah yang tidak boleh dibahagikan individu muncul pada zaman purba dan pada mulanya dibangunkan selaras dengan idea falsafah umum tentang dunia. Sebagai contoh, beberapa sekolah falsafah India Purba (milenium pertama SM) mengiktiraf bukan sahaja kewujudan zarah jirim utama yang tidak boleh dibahagikan (anu), tetapi juga keupayaan mereka untuk bergabung antara satu sama lain, membentuk zarah baru. Ajaran yang sama wujud di negara lain di dunia purba. Kemasyhuran dan pengaruh terbesar ke atas perkembangan sains seterusnya dilakukan oleh atomisme Yunani kuno, penciptanya ialah Leucippus (abad ke-5 SM) dan Democritus (b. c. 460 SM - d. c. 370 SM. ). “Penyebab segala sesuatu,” tulis ahli falsafah dan saintis Yunani kuno Aristotle (384–322 SM), menjelaskan doktrin Democritus, “adalah perbezaan tertentu dalam atom. Dan terdapat tiga perbezaan: bentuk, susunan dan kedudukan. Dalam karya Aristotle sendiri terdapat konsep penting mixis - sebatian homogen yang terbentuk daripada pelbagai bahan. Kemudian, ahli falsafah materialis Yunani purba Epicurus (342–341 SM - 271–270 SM) memperkenalkan konsep jisim atom dan keupayaannya untuk membelok secara spontan semasa pergerakan.
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa, menurut ramai saintis Yunani kuno, badan yang kompleks bukanlah campuran atom yang mudah, tetapi pembentukan kamiran baru secara kualitatif, yang dikurniakan sifat-sifat baru. Walau bagaimanapun, orang Yunani belum lagi membangunkan konsep zarah "poliatomik" khas - molekul, perantaraan antara atom dan badan kompleks, yang akan menjadi pembawa terkecil sifat-sifat badan.
Zaman Pertengahan menyaksikan penurunan mendadak dalam minat dalam atomisme purba. Gereja menuduh falsafah Yunani kuno menegaskan bahawa dunia muncul daripada gabungan rawak atom, dan bukan dengan kehendak Tuhan, seperti yang dikehendaki oleh dogma Kristian.
Pada abad XVI–XVII. Dalam suasana kebangkitan budaya dan saintifik umum, kebangkitan atomisme bermula. Dalam tempoh ini, saintis terkemuka dari negara yang berbeza: G. Galileo (1564–1642) di Itali, P. Gassendi (1592–1655) di Perancis, R. Boyle (1627–1691) di England dan lain-lain - mengisytiharkan prinsip: lakukan tidak mencari kebenaran dalam Kitab Suci, dan "secara langsung" membaca kitab alam
P. Gassendi dan R. Boyle berhutang kredit utama untuk perkembangan selanjutnya atomisme purba. Gassendi memperkenalkan konsep molekul, yang dengannya dia memahami pembentukan baru secara kualitatif, yang terdiri dengan menggabungkan beberapa atom. Satu program yang luas untuk penciptaan falsafah alam semulajadi telah dicadangkan oleh R. Boyle. Dunia corpuscles, pergerakan dan "plexus" mereka, menurut saintis Inggeris, adalah sangat kompleks. Dunia secara keseluruhan dan zarah terkecilnya adalah mekanisme yang sengaja disusun. Korpuskel Boyle bukan lagi atom utama yang tidak boleh dipecahkan ahli falsafah purba, tetapi keseluruhan kompleks yang mampu mengubah strukturnya melalui pergerakan.
"Sejak saya membaca Boyle," tulis M.V Lomonosov, "Saya telah dikuasai oleh keinginan yang ghairah untuk meneroka zarah terkecil." Saintis Rusia yang hebat M.V. Lomonosov (1711–1765) mengembangkan dan mengesahkan doktrin atom dan corpuscles. Dia dikaitkan dengan atom bukan sahaja tidak boleh dibahagikan, tetapi juga prinsip aktif - keupayaan untuk bergerak dan berinteraksi. "Zarah tidak sensitif mesti berbeza dalam jisim, bentuk, gerakan, daya inersia atau lokasi." Korpuskel badan homogen, menurut Lomonosov, "terdiri daripada bilangan unsur yang sama, disambungkan dengan cara yang sama... Korpuskel adalah heterogen apabila unsur-unsurnya berbeza atau disambungkan dengan cara yang berbeza atau dalam nombor yang berbeza." Hanya kerana kajian hubungan massa pada awal abad ke-18. Ia baru bermula, Lomonosov tidak dapat mencipta teori atom-molekul kuantitatif.
Ini dilakukan oleh saintis Inggeris D. Dalton (1766–1844). Dia menganggap atom sebagai zarah terkecil unsur kimia, berbeza daripada atom unsur lain terutamanya dalam jisim. Sebatian kimia, menurut ajarannya, ialah himpunan atom "kompleks" (atau "komposit") yang mengandungi bilangan atom tertentu bagi setiap unsur, ciri hanya untuk bahan kompleks tertentu. Saintis Inggeris menyusun jadual pertama jisim atom, tetapi disebabkan fakta bahawa ideanya tentang komposisi molekul sering berdasarkan andaian sewenang-wenangnya berdasarkan prinsip "kesederhanaan terbesar" (contohnya, untuk air dia menerima formula OH ), jadual ini ternyata tidak tepat.
Di samping itu, pada separuh pertama abad ke-19. ramai ahli kimia tidak percaya dengan kemungkinan menentukan jisim atom sebenar dan lebih suka menggunakan setara yang boleh didapati secara eksperimen. Oleh itu, formula yang berbeza telah diberikan kepada sebatian yang sama, dan ini membawa kepada penubuhan jisim atom dan molekul yang tidak betul.
Salah seorang yang pertama memulakan perjuangan untuk pembaharuan kimia teori ialah saintis Perancis C. Gerard (1816–1856) dan O. Laurent (1807–1853), yang mencipta sistem jisim atom dan formula kimia yang betul. Pada tahun 1856, saintis Rusia D. I. Mendeleev (1834–1907), dan kemudian, secara bebas daripadanya, ahli kimia Itali S. Cannizzaro (1826 - 1910) mencadangkan kaedah untuk mengira berat molekul sebatian daripada ketumpatan berganda wapnya secara relatif. kepada hidrogen. Menjelang tahun 1860, kaedah ini telah ditubuhkan dalam kimia, yang penting untuk penubuhan teori atom-molekul. Dalam ucapannya di Kongres Ahli Kimia Antarabangsa di Karlsruhe (1860), Cannizzaro dengan meyakinkan membuktikan ketepatan idea-idea Avogadro, Gerard dan Laurent, keperluan untuk penerimaan mereka untuk penentuan jisim atom dan molekul yang betul dan komposisi sebatian kimia . Terima kasih kepada kerja Laurent dan Cannizzaro, ahli kimia menyedari perbezaan antara bentuk di mana unsur wujud dan bertindak balas (contohnya, untuk hidrogen, ia adalah H 2), dan bentuk di mana ia hadir dalam sebatian (HCl, H 2 O, NH 3 dan lain-lain). Akibatnya, Kongres menerima pakai takrifan atom dan molekul berikut: molekul - "kuantiti badan yang memasuki tindak balas dan menentukan sifat kimia"; atom - "jumlah terkecil unsur yang termasuk dalam zarah (molekul) sebatian." Ia juga diterima bahawa konsep "setara" harus dianggap empirikal, tidak bertepatan dengan konsep "atom" dan "molekul".
Jisim atom yang ditubuhkan oleh S. Cannizzaro berfungsi sebagai asas bagi D. I. Mendeleev dalam penemuan hukum berkala unsur kimia. Keputusan kongres mempunyai kesan yang baik terhadap pembangunan kimia organik, kerana penubuhan formula sebatian membuka jalan untuk penciptaan kimia struktur.
Oleh itu, pada awal tahun 1860-an. Doktrin atom-molekul dibentuk dalam bentuk peruntukan berikut.
1. Bahan terdiri daripada molekul. Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai sifat kimianya. Banyak sifat fizikal bahan - takat didih dan lebur, kekuatan mekanikal, kekerasan, dll. - ditentukan oleh kelakuan sebilangan besar molekul dan tindakan daya antara molekul.
2. Molekul terdiri daripada atom yang bersambung antara satu sama lain dalam hubungan tertentu (lihat Molekul; Ikatan kimia; Stoikiometri).
3. Atom dan molekul berada dalam gerakan spontan yang berterusan.
4. Molekul bahan ringkas terdiri daripada atom yang sama (O 2, O 3, P 4, N 2, dll.); molekul bahan kompleks - daripada atom yang berbeza (H 2 O, HCl).
6. Sifat molekul bergantung bukan sahaja pada komposisinya, tetapi juga pada cara atom disambungkan antara satu sama lain (lihat Teori struktur kimia; Isomerisme).
Sains moden telah membangunkan teori atom-molekul klasik, dan beberapa peruntukannya telah disemak semula.
Telah ditubuhkan bahawa atom bukanlah formasi tidak berstruktur yang tidak boleh dibahagikan. Walau bagaimanapun, ramai saintis pada abad yang lalu juga meneka tentang perkara ini.
Ternyata tidak dalam semua kes zarah yang membentuk bahan adalah molekul. Banyak sebatian kimia, terutamanya dalam keadaan pepejal dan cecair, mempunyai struktur ionik, seperti garam. Sesetengah bahan, seperti gas mulia, terdiri daripada atom individu yang berinteraksi lemah antara satu sama lain walaupun dalam keadaan cecair dan pepejal. Di samping itu, bahan mungkin terdiri daripada zarah yang terbentuk oleh gabungan (perkaitan) beberapa molekul. Oleh itu, air tulen secara kimia dibentuk bukan sahaja oleh molekul H2O individu, tetapi juga oleh molekul polimer (H2O)n, di mana n = 2–16; Pada masa yang sama, ia mengandungi ion H + dan OH − terhidrat. Kumpulan sebatian khas terdiri daripada larutan koloid. Dan akhirnya, apabila dipanaskan pada suhu urutan beribu-ribu dan berjuta-juta darjah, bahan itu masuk ke keadaan istimewa - plasma, iaitu campuran atom, ion positif, elektron dan nukleus atom.
Ternyata komposisi kuantitatif molekul dengan komposisi kualitatif yang sama kadangkala boleh berbeza dalam had yang luas (contohnya, nitrogen oksida boleh mempunyai formula N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5, NO 3), manakala jika kita mempertimbangkan bukan sahaja molekul neutral, tetapi juga ion molekul, sempadan komposisi yang mungkin berkembang. Oleh itu, molekul NO 4 tidak diketahui, tetapi ion NO 3− 4 telah ditemui baru-baru ini; tidak ada molekul CH 5, tetapi kation CH + 5 diketahui, dsb.
Sebatian yang dipanggil komposisi berubah-ubah ditemui, di mana per unit jisim unsur tertentu terdapat jisim berbeza unsur lain, contohnya: Fe 0.89–0.95 O, TiO 0.7–1.3, dsb.
Kedudukan molekul terdiri daripada atom telah dijelaskan. Menurut konsep mekanik kuantum moden (lihat Kimia kuantum), untuk atom dalam molekul hanya teras, iaitu, teras dan kulit elektron dalaman, kekal lebih kurang tidak berubah, manakala sifat pergerakan elektron luaran (valens) berubah secara radikal. supaya kulit elektron molekul baru terbentuk, meliputi keseluruhan molekul (lihat ikatan kimia). Dalam pengertian ini, tidak ada atom yang tidak berubah dalam molekul.
Dengan mengambil kira penjelasan dan penambahan ini, perlu diingat bahawa sains moden telah mengekalkan butiran rasional pengajaran molekul atom klasik: idea tentang struktur diskret jirim, keupayaan atom untuk menghasilkan, dengan menghubungkan antara satu sama lain. dalam susunan tertentu, pembentukan baru dan lebih kompleks secara kualitatif dan tentang pergerakan berterusan zarah yang membentuk jirim.
Sains atom-molekul- satu set peruntukan, aksiom dan undang-undang yang menerangkan semua bahan sebagai satu set molekul yang terdiri daripada atom.
Ahli falsafah Yunani kuno Jauh sebelum permulaan era kita, mereka sudah mengemukakan teori kewujudan atom dalam karya mereka. Menolak kewujudan tuhan dan kuasa dunia lain, mereka cuba menjelaskan semua fenomena semula jadi yang tidak dapat difahami dan misteri oleh sebab semula jadi - sambungan dan pemisahan, interaksi dan pencampuran zarah yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia - atom. Tetapi selama berabad-abad, pendeta gereja menganiaya penganut dan pengikut doktrin atom dan menyebabkan mereka dianiaya. Tetapi kerana kekurangan peranti teknikal yang diperlukan, ahli falsafah purba tidak dapat mengkaji fenomena semula jadi dengan teliti, dan di bawah konsep "atom" mereka menyembunyikan konsep moden "molekul".
Hanya pada pertengahan abad ke-18 saintis Rusia yang hebat M.V. Lomonosov konsep atom-molekul yang kukuh dalam kimia. Peruntukan utama pengajarannya ditetapkan dalam karya "Unsur Kimia Matematik" (1741) dan beberapa yang lain. Lomonosov menamakan teori itu teori kinetik korpuskular.
M.V. Lomonosov jelas dibezakan antara dua peringkat dalam struktur jirim: unsur (dalam erti kata moden - atom) dan korpuskel (molekul). Asas teori kinetik korpuskularnya (pengajaran atom-molekul moden) ialah prinsip ketakselanjaran struktur (discreteness) jirim: sebarang bahan terdiri daripada zarah individu.
Pada tahun 1745 M.V. Lomonosov menulis:“Unsur ialah bahagian badan yang tidak terdiri daripada badan yang lebih kecil dan berbeza... Korpuskel ialah himpunan unsur-unsur menjadi satu jisim kecil. Mereka adalah homogen jika ia terdiri daripada nombor yang sama unsur-unsur yang sama disambungkan dengan cara yang sama. Korpuskel adalah heterogen apabila unsur-unsurnya berbeza dan disambungkan dengan cara yang berbeza atau dalam bilangan yang berbeza; kepelbagaian badan yang tidak terhingga bergantung pada ini.
Molekul ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai semua sifat kimianya. Bahan yang mempunyai struktur molekul, terdiri daripada molekul (kebanyakan bukan logam, bahan organik). Sebahagian besar bahan bukan organik terdiri daripada atom(kekisi kristal atom) atau ion (struktur ionik). Bahan tersebut termasuk oksida, sulfida, pelbagai garam, berlian, logam, grafit, dll. Pembawa sifat kimia dalam bahan ini adalah gabungan zarah asas (ion atau atom), iaitu, kristal adalah molekul gergasi.
Molekul terdiri daripada atom. Atom- komponen molekul terkecil yang tidak boleh dibahagikan secara kimia.
Ternyata teori molekul menjelaskan fenomena fizikal yang berlaku dengan bahan. Kajian atom datang untuk membantu teori molekul dalam menerangkan fenomena kimia. Kedua-dua teori ini - molekul dan atom - digabungkan ke dalam teori atom-molekul. Intipati doktrin ini boleh dirumuskan dalam bentuk beberapa undang-undang dan peraturan:
- bahan terdiri daripada atom;
- apabila atom berinteraksi, molekul ringkas dan kompleks terbentuk;
- semasa fenomena fizikal, molekul dipelihara, komposisinya tidak berubah; dengan bahan kimia - mereka dimusnahkan, komposisi mereka berubah;
- molekul bahan terdiri daripada atom; dalam tindak balas kimia, atom, tidak seperti molekul, dipelihara;
- atom satu unsur adalah serupa antara satu sama lain, tetapi berbeza daripada atom mana-mana unsur lain;
- tindak balas kimia melibatkan pembentukan bahan baru daripada atom yang sama yang membentuk bahan asal.
Terima kasih kepada teori atom-molekulnya M.V. Lomonosov berhak dianggap sebagai pengasas kimia saintifik.
blog.site, apabila menyalin bahan sepenuhnya atau sebahagian, pautan ke sumber asal diperlukan.