พื้นฐานของวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุลได้รับการอธิบายครั้งแรกโดย Lomonosov ในปี ค.ศ. 1741 หนึ่งในผลงานชิ้นแรกของเขา - "องค์ประกอบของเคมีทางคณิตศาสตร์" - Lomonosov ได้กำหนดบทบัญญัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งที่เรียกว่าทฤษฎีเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารที่เขาสร้างขึ้น
ตามแนวคิดของ Lomonosov สารทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ที่ "ไม่รู้สึก" ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้ทางกายภาพและมีความสามารถในการยึดเกาะซึ่งกันและกัน คุณสมบัติของสารจะถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของอนุภาคเหล่านี้ Lomonosov แยกแยะอนุภาคดังกล่าวได้สองประเภท: อนุภาคที่เล็กกว่า - "องค์ประกอบ" ซึ่งสอดคล้องกับอะตอมในความเข้าใจสมัยใหม่ของคำนี้และอนุภาคที่ใหญ่กว่า - "คลังข้อมูล" ซึ่งตอนนี้เราเรียกว่าโมเลกุล
แต่ละเม็ดมีองค์ประกอบเหมือนกันกับสารทั้งหมด สารที่ต่างกันทางเคมีก็มีคลังข้อมูลที่มีองค์ประกอบต่างกันเช่นกัน “คอร์ปัสคิวลิสมีความเป็นเนื้อเดียวกันหากประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกันจำนวนเท่ากัน เชื่อมต่อกันในลักษณะเดียวกัน” และ “คอร์ปัสคิวลิสมีความต่างกันเมื่อองค์ประกอบของพวกมันต่างกันและเชื่อมต่อกันด้วยวิธีที่ต่างกันหรือในจำนวนที่ต่างกัน”
จากคำจำกัดความข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่า Lomonosov เชื่อว่าสาเหตุของความแตกต่างในสารไม่เพียงแต่ความแตกต่างในองค์ประกอบของคลังข้อมูลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเรียงองค์ประกอบที่แตกต่างกันในคลังข้อมูลด้วย
Lomonosov เน้นย้ำว่าคลังข้อมูลเคลื่อนที่ตามกฎของกลศาสตร์ หากไม่มีการเคลื่อนไหว ร่างกายจะไม่สามารถชนกันหรือกระทำต่อกันและเปลี่ยนแปลงได้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในสารทั้งหมดเกิดจากการเคลื่อนที่ของเม็ดเลือด ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีจึงควรศึกษาไม่เพียงแต่โดยวิธีทางเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีทางฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ด้วย
เป็นเวลากว่า 200 ปีที่ผ่านไปตั้งแต่ Lomonosov อาศัยและทำงาน ความคิดของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารได้รับการทดสอบอย่างครอบคลุม และความถูกต้องของแนวคิดดังกล่าวได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์แล้ว ในปัจจุบัน แนวคิดทั้งหมดของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร คุณสมบัติของสสาร และธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมีนั้นมีพื้นฐานมาจากวิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล
พื้นฐานของการสอนอะตอม-โมเลกุลคือหลักการของความไม่ต่อเนื่อง (ความไม่ต่อเนื่องของโครงสร้าง) ของสสาร สารทุกชนิดไม่ใช่สิ่งที่ต่อเนื่องกัน แต่ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากแต่ละตัว ความแตกต่างระหว่างสารเกิดจากความแตกต่างระหว่างอนุภาค อนุภาคของสารชนิดเดียวกัน อนุภาคของสารต่างกันต่างกัน ภายใต้สภาวะทั้งหมด อนุภาคของสสารกำลังเคลื่อนที่ ยิ่งอุณหภูมิร่างกายสูง การเคลื่อนไหวก็จะยิ่งเข้มข้นมากขึ้น
สำหรับสารส่วนใหญ่ อนุภาคจะเป็นโมเลกุล โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่มีคุณสมบัติทางเคมี ในทางกลับกันโมเลกุลก็ประกอบด้วยอะตอม อะตอมคืออนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติทางเคมี โมเลกุลสามารถมีจำนวนอะตอมต่างกันได้ ดังนั้นโมเลกุลของก๊าซมีตระกูลจึงมีอะตอมเดี่ยว โมเลกุลของสสารเช่นไฮโดรเจน ไนโตรเจนเป็นไดอะตอมมิก น้ำเป็นไตรอะตอม ฯลฯ โมเลกุลของสารที่ซับซ้อนที่สุด - โปรตีนที่สูงกว่าและกรดนิวคลีอิก - ถูกสร้างขึ้นจากอะตอมจำนวนหนึ่งที่ วัดกันเป็นแสนๆ
ในกรณีนี้ อะตอมสามารถรวมเข้าด้วยกันได้ไม่เพียงแต่ในอัตราส่วนที่ต่างกัน แต่ยังในรูปแบบที่ต่างกันอีกด้วย ดังนั้นด้วยองค์ประกอบทางเคมีจำนวนค่อนข้างน้อย จำนวนของสารต่าง ๆ จึงมีมาก
นักเรียนมักสงสัยว่าเหตุใดโมเลกุลของสารที่กำหนดจึงไม่มีคุณสมบัติทางกายภาพ เพื่อให้เข้าใจคำตอบสำหรับคำถามนี้ได้ดีขึ้น เราจะพิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการของสาร เช่น จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ความจุความร้อน ความแข็งแรงทางกล ความแข็ง ความหนาแน่น ค่าการนำไฟฟ้า
คุณสมบัติต่างๆ เช่น จุดหลอมเหลวและจุดเดือด ความแข็งแรงเชิงกลและความแข็งถูกกำหนดโดยความแข็งแรงของพันธะระหว่างโมเลกุลในสารที่กำหนดในสถานะการรวมตัวที่กำหนด ดังนั้นการนำแนวคิดดังกล่าวไปใช้กับโมเลกุลเดี่ยวจึงไม่สมเหตุสมผล ความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติที่แต่ละโมเลกุลมีซึ่งสามารถคำนวณได้ อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของโมเลกุลจะมากกว่าความหนาแน่นของสารเสมอ (แม้จะอยู่ในสถานะของแข็ง) เพราะในสารใดๆ จะมีช่องว่างระหว่างโมเลกุลอยู่เสมอ และคุณสมบัติเช่นการนำไฟฟ้าและความจุความร้อนไม่ได้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของโมเลกุล แต่โดยโครงสร้างของสารโดยรวม เพื่อให้มั่นใจในสิ่งนี้ ก็เพียงพอที่จะจำไว้ว่าคุณสมบัติเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อสถานะการรวมตัวของสารเปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่โมเลกุลไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้ง ดังนั้นแนวคิดเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่างจึงไม่สามารถใช้ได้กับแต่ละโมเลกุล ในขณะที่คุณสมบัติอื่น ๆ ก็สามารถใช้ได้ แต่คุณสมบัติเหล่านี้เองก็มีขนาดที่แตกต่างกันสำหรับโมเลกุลและสำหรับสารโดยรวม
ไม่ใช่ว่าในทุกกรณีอนุภาคที่ประกอบเป็นสารจะเป็นโมเลกุล สารหลายชนิดในสถานะของแข็งและของเหลว เช่น เกลือส่วนใหญ่ มีโครงสร้างไอออนิกมากกว่าโมเลกุล สารบางชนิดมีโครงสร้างอะตอม โครงสร้างของของแข็งและของเหลวจะกล่าวถึงโดยละเอียดในบทที่ 5 แต่ในที่นี้จะชี้ให้เห็นว่าในสารที่มีโครงสร้างไอออนิกหรืออะตอม ผู้ถือคุณสมบัติทางเคมีไม่ใช่โมเลกุล แต่เป็นการรวมกันของไอออนหรืออะตอมที่ ก่อตัวเป็นสารนี้
รากฐานของทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov (1741) และนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Dalton (1808)
ทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลเป็นหลักคำสอนเกี่ยวกับโครงสร้างของสสารซึ่งมีบทบัญญัติหลักคือ:
1. สารทุกชนิดประกอบด้วยโมเลกุลและอะตอม โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่สามารถดำรงอยู่ได้โดยอิสระและไม่สามารถบดขยี้ต่อไปได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของสาร คุณสมบัติทางเคมีของโมเลกุลถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมี
2. โมเลกุลมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง โมเลกุลเคลื่อนที่แบบสุ่มและต่อเนื่อง ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลขึ้นอยู่กับสถานะการรวมตัวของสาร เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น
3. โมเลกุลของสารชนิดเดียวกันจะเหมือนกัน แต่โมเลกุลของสารต่างกันจะมีมวล ขนาด โครงสร้าง และคุณสมบัติทางเคมีต่างกัน สสารทุกชนิดมีอยู่ตราบเท่าที่โมเลกุลยังคงอยู่ ทันทีที่โมเลกุลถูกทำลาย สารที่ให้มาก็หยุดดำรงอยู่: โมเลกุลใหม่ สารใหม่ก็ปรากฏขึ้น ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี โมเลกุลของสารบางชนิดจะถูกทำลายและเกิดโมเลกุลของสารอื่นขึ้น
4. โมเลกุลประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกว่า - อะตอม อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีที่ไม่สามารถสลายตัวทางเคมีได้
ดังนั้นอะตอมจึงเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของธาตุ
อะตอม– อนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ
องค์ประกอบทางเคมีเรียกว่าอะตอมชนิดหนึ่งซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติบางอย่าง
ในปัจจุบัน องค์ประกอบถูกกำหนดให้เป็นประเภทของอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์เท่ากัน
สารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของธาตุเดียวเรียกว่า สารง่ายๆ(ค, เอช 2, ยังไม่มีข้อความ 2, โอ 3, ส 8 ฯลฯ)
เรียกสารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของธาตุตั้งแต่ 2 ธาตุขึ้นไป สารเชิงซ้อน ( H 2 O, H 2 SO 4, KHCO 3 เป็นต้น) จำนวนและการจัดเรียงสัมพัทธ์ของอะตอมในโมเลกุลถือเป็นสิ่งสำคัญ
ความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันในการสร้างสารง่าย ๆ หลายชนิดเรียกว่าโครงสร้างและคุณสมบัติที่แตกต่างกัน การจัดสรร,และสารที่ขึ้นรูปแล้ว- การดัดแปลงหรือการดัดแปลงแบบ allotropicตัวอย่างเช่นองค์ประกอบออกซิเจนทำให้เกิดการดัดแปลงแบบ allotropic สองแบบ: O 2 - ออกซิเจนและ O 3 - โอโซน; ธาตุคาร์บอน - สาม: เพชร กราไฟท์ และคาร์ไบน์ ฯลฯ
ปรากฏการณ์ของ allotropy เกิดจากสาเหตุสองประการ: จำนวนอะตอมในโมเลกุลที่แตกต่างกัน (ออกซิเจน O 2 และโอโซน O 3) หรือการก่อตัวของรูปแบบผลึกที่แตกต่างกัน (เพชร กราไฟต์ และคาร์ไบน์)
องค์ประกอบมักจะถูกกำหนดด้วยสัญลักษณ์ทางเคมี ควรเสมอ จดจำ,ซึ่งแต่ละสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีหมายถึง:
1. ชื่อองค์ประกอบ;
2. หนึ่งอะตอมของมัน;
3. อะตอมหนึ่งโมล
4. มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ
5. ตำแหน่งในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี
ดิ. เมนเดเลเยฟ.
ตัวอย่างเช่นสัญญาณ สแสดงให้เห็นสิ่งที่อยู่ตรงหน้าเรา:
1. องค์ประกอบทางเคมี กำมะถัน;
2. หนึ่งอะตอมของมัน;
3. อะตอมของกำมะถันหนึ่งโมล
4. มวลอะตอมของกำมะถันคือ 32 a อืม (หน่วยมวลอะตอม);
5. หมายเลขซีเรียลในระบบธาตุเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ 16.
มวลสัมบูรณ์ของอะตอมและโมเลกุลมีค่าเล็กน้อย ดังนั้น เพื่อความสะดวก มวลของอะตอมและโมเลกุลจึงแสดงเป็นหน่วยสัมพัทธ์ ปัจจุบันมีหน่วยมวลอะตอมเป็น หน่วยมวลอะตอม(ย่อ ก. em.) คิดเป็น 1/12 ของมวลไอโซโทปคาร์บอน 12 C, 1 a em. คือ 1.66 × 10 -27 กก.
มวลอะตอมของธาตุเรียกว่ามวลของอะตอม โดยแสดงเป็น a em.
มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุคืออัตราส่วนของมวลของอะตอมของธาตุที่กำหนดต่อ 1/12 ของมวลของไอโซโทปคาร์บอน 12 C
มวลอะตอมสัมพัทธ์เป็นปริมาณไร้มิติและมีการระบุไว้ อาร์,
เช่น ไฮโดรเจน 
สำหรับออกซิเจน 
.
มวลโมเลกุลของสารคือมวลของโมเลกุล เขียนเป็น a e.m. มีค่าเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของธาตุที่ประกอบเป็นโมเลกุลของสารที่กำหนด
น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสารคืออัตราส่วนของมวลของโมเลกุลของสารที่กำหนดต่อ 1/12 ของมวลของไอโซโทปคาร์บอน 12 C โดยกำหนดด้วยสัญลักษณ์ นายมวลโมเลกุลสัมพัทธ์เท่ากับผลรวมของมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบต่างๆ ที่รวมอยู่ในโมเลกุล โดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมด้วย ตัวอย่างเช่นมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของกรดออร์โธฟอสฟอริก H 3 PO 4 เท่ากับมวลของอะตอมขององค์ประกอบทั้งหมดที่รวมอยู่ในโมเลกุล:
นาย(H 3 PO 4) = 1.0079 × 3 + 30.974 × 1 + 15.9994 × 4 = 97.9953 หรือ data 98
น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์แสดงจำนวนครั้งที่มวลของโมเลกุลของสารที่กำหนดมากกว่า 1 a em.
นอกจากหน่วยมวลแล้ว ในวิชาเคมียังใช้หน่วยปริมาณของสารที่เรียกว่า อธิษฐาน(ตัวย่อ "มอด").
โมลของสาร- ปริมาณของสารที่มีโมเลกุล อะตอม ไอออน อิเล็กตรอน หรือหน่วยโครงสร้างอื่นๆ มากเท่ากับที่มีอยู่ในไอโซโทปคาร์บอน 12 C 12 กรัม (0.012 กิโลกรัม)
เมื่อทราบมวลของคาร์บอนหนึ่งอะตอม 12 C (1.993 × 10 -27 กก.) เราสามารถคำนวณจำนวนอะตอมในคาร์บอน 0.012 กิโลกรัม:
จำนวนอนุภาคใน 1 โมลของสารใดๆ จะเท่ากัน มีค่าเท่ากับ 6.02 × 10 23 และเรียกว่า ค่าคงตัวของอาโวกาโดรหรือ เบอร์อาโวกาโดร (เอ็น เอ).
ตัวอย่างเช่น จะมีอะตอมของคาร์บอนสามโมล
3 × 6.02 × 10 23 = 18.06 × 10 23 อะตอม
เมื่อใช้แนวคิดเรื่อง "โมล" จำเป็นในแต่ละกรณีโดยเฉพาะเพื่อระบุว่าหน่วยโครงสร้างใดมีความหมาย ตัวอย่างเช่น เราควรแยกแยะระหว่าง 1 โมลของอะตอมไฮโดรเจน H, 1 โมลของโมเลกุลไฮโดรเจน H2, 1 โมลของไฮโดรเจนไอออน หรือ อนุภาค 1 โมลมีมวลที่แน่นอน
มวลกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล แสดงด้วยจดหมาย ม.
มวลโมเลกุลเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์และมีหน่วยเป็น g/mol หรือ kg/mol
มวลและปริมาณของสารเป็นแนวคิดที่แตกต่างกัน มวลแสดงเป็นกิโลกรัม (g) และปริมาณของสารแสดงเป็นโมล มีความสัมพันธ์ระหว่างมวลของสาร (m, g) ปริมาณของสาร (n, โมล) และมวลโมลาร์ (M, g/mol):
n = , กรัม/โมล; M = , กรัม/โมล; ม. = n × M, ก.
การใช้สูตรเหล่านี้ทำให้ง่ายต่อการคำนวณมวลของสารจำนวนหนึ่ง มวลโมลของสาร หรือปริมาณของสาร
ตัวอย่างที่ 1 . อะตอมเหล็ก 2 โมลมีมวลเท่าใด
สารละลาย: มวลอะตอมของเหล็กคือ 56 amu (ปัดเศษ) ดังนั้น อะตอมเหล็ก 1 โมลหนัก 56 กรัม และอะตอมเหล็ก 2 โมลมีมวล 56 × 2 = 112 กรัม
ตัวอย่างที่ 2 . โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์มีกี่โมลใน KOH 560 กรัม
สารละลาย: น้ำหนักโมเลกุลของ KOH คือ 56 amu ฟันกราม = 56 กรัม/โมล โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 560 กรัมประกอบด้วย: 10 โมล KOH สำหรับสารที่เป็นก๊าซ มีแนวคิดเรื่องปริมาตรโมล วม- ตามกฎของอาโวกาโดร ก๊าซใดๆ หนึ่งโมลภายใต้สภาวะปกติ (ความดัน 101.325 kPa และอุณหภูมิ 273 K) มีปริมาตร 22.4 ลิตร ปริมาณนี้เรียกว่า ปริมาตรฟันกราม(ถูกครอบครองโดยไฮโดรเจน 2 กรัม (H 2), ออกซิเจน 32 กรัม (O 2) เป็นต้น
ตัวอย่างที่ 3 . หามวลของคาร์บอนมอนอกไซด์ (ΙV) 1 ลิตรภายใต้สภาวะปกติ (หมายเลข)
สารละลาย: มวลโมเลกุลของ CO 2 คือ M = 44 amu ดังนั้นมวลโมเลกุลคือ 44 กรัม/โมล ตามกฎของอาโวกาโดร คาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมลที่หมายเลข มีขนาดความจุ 22.4 ลิตร ดังนั้น มวลของ CO 2 1 ลิตร (n.s.) จึงเท่ากับ g
ตัวอย่างที่ 4 กำหนดปริมาตรที่ครอบครองโดยไฮโดรเจนซัลไฟด์ 3.4 กรัม (H 2 S) ภายใต้สภาวะปกติ (n.s. )
สารละลาย: มวลโมลาร์ของไฮโดรเจนซัลไฟด์คือ 34 กรัม/โมล จากข้อมูลนี้ เราสามารถเขียนได้: 34 g H 2 S ที่สภาวะมาตรฐาน มีขนาดความจุ 22.4 ลิตร
3.4 กรัม ________________________ X ลิตร
ดังนั้น X = 
ล.
ตัวอย่างที่ 5 แอมโมเนียมีกี่โมเลกุล?
ก) ใน 1 ลิตร b) ใน 1 กรัม?
สารละลาย: เลขอาโวกาโดร 6.02 × 10 23 หมายถึงจำนวนโมเลกุลใน 1 โมล (17 กรัม/โมล) หรือ 22.4 ลิตรที่สภาวะมาตรฐาน ดังนั้น 1 ลิตรจึงประกอบด้วย
6.02 × 10 23 × 1= 2.7 × 10 22 โมเลกุล
จำนวนโมเลกุลแอมโมเนียใน 1 กรัม หาได้จากสัดส่วนดังนี้
ดังนั้น X = 6.02 × 10 23 × 1= 3.5 × 10 22 โมเลกุล
ตัวอย่างที่ 6. น้ำ 1 โมลมีมวลเท่าใด?
สารละลาย: มวลโมเลกุลของน้ำ H 2 O คือ 18 amu (มวลอะตอมของไฮโดรเจน – 1, ออกซิเจน – 16, รวม 1 + 1 + 16 = 18) ซึ่งหมายความว่าน้ำหนึ่งโมลมีมวลเท่ากับ 18 กรัม และมวลน้ำนี้มีโมเลกุลของน้ำ 6.02 × 10 23
ในเชิงปริมาณ มวลของสาร 1 โมลคือมวลของสารมีหน่วยเป็นกรัม ซึ่งคิดเป็นตัวเลขเท่ากับมวลอะตอมหรือโมเลกุลของสาร
ตัวอย่างเช่น มวลของกรดซัลฟิวริก H 2 SO 4 1 โมลคือ 98 กรัม
(1 +1 + 32 + 16 + 16 + 16 + 16 = 98),
และมวลของหนึ่งโมเลกุลของ H 2 SO 4 เท่ากับ 98 ก= 16.28 × 10 -23 ก
ดังนั้นสารประกอบเคมีใดๆ จึงมีมวลเท่ากับหนึ่งโมลหรือมวลโมลาร์ (โมลาร์) มแสดงเป็น g/mol (M(H 2 O) = 18 g/mol และ M(H 2 SO 4) = 98 g/mol)
วิทยาศาสตร์อะตอม - โมเลกุลได้รับการพัฒนาและประยุกต์ใช้เป็นครั้งแรกในวิชาเคมีโดย M.V. Lomonosov นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย บทบัญญัติหลักของหลักคำสอนนี้มีระบุไว้ในงาน “องค์ประกอบของเคมีทางคณิตศาสตร์” (1741) และงานอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง สาระสำคัญของคำสอนของ Lomonosov สามารถลดลงได้ตามบทบัญญัติต่อไปนี้
1. สารทั้งหมดประกอบด้วย “คอร์ปัสเคิล” (ตามที่โลโมโนซอฟเรียกว่าโมเลกุล)
2. โมเลกุลประกอบด้วย “องค์ประกอบ” (ตามที่ Lomonosov เรียกว่าอะตอม)
3. อนุภาค - โมเลกุลและอะตอม - มีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง สถานะความร้อนของร่างกายเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาค
4. โมเลกุลของสารเชิงเดี่ยวประกอบด้วยอะตอมที่เหมือนกัน โมเลกุลของสารที่ซับซ้อน - ของอะตอมต่างกัน
67 ปีหลังจากโลโมโนซอฟ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ จอห์น ดาลตัน ได้ประยุกต์การสอนแบบอะตอมมิกส์กับวิชาเคมี เขาสรุปหลักการพื้นฐานของอะตอมนิยมไว้ในหนังสือ “ระบบใหม่ของปรัชญาเคมี” (1808) โดยแก่นแท้แล้ว การสอนของดาลตันเป็นการทำซ้ำคำสอนของโลโมโนซอฟ อย่างไรก็ตาม ดาลตันปฏิเสธการมีอยู่ของโมเลกุลในสารธรรมดา ซึ่งนับถอยหลังไปหนึ่งก้าวเมื่อเทียบกับคำสอนของโลโมโนซอฟ ตามข้อมูลของดาลตัน สารเชิงเดี่ยวประกอบด้วยอะตอมเท่านั้น และมีเพียงสารเชิงซ้อนเท่านั้นที่ประกอบด้วย “อะตอมเชิงซ้อน” (ในความหมายสมัยใหม่ เรียกว่าโมเลกุล) ในที่สุดทฤษฎีอะตอม - โมเลกุลในวิชาเคมีก็ก่อตั้งขึ้นในกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ในการประชุมนักเคมีนานาชาติที่เมืองคาร์ลสรูเฮอเมื่อปี พ.ศ. 2403 ได้มีการนำคำจำกัดความของแนวคิดเกี่ยวกับโมเลกุลและอะตอมมาใช้
โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่กำหนดซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางเคมีของโมเลกุลถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมี
อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของสารที่เรียบง่ายและซับซ้อน คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบถูกกำหนดโดยโครงสร้างของอะตอม สิ่งนี้นำไปสู่คำจำกัดความของอะตอมที่สอดคล้องกับแนวคิดสมัยใหม่:
อะตอมเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ
ตามแนวคิดสมัยใหม่ สารในสถานะก๊าซและไอประกอบด้วยโมเลกุล ในสถานะของแข็ง เฉพาะสสารที่มีโครงผลึกมีโครงสร้างโมเลกุลเท่านั้นที่ประกอบด้วยโมเลกุล สารอนินทรีย์ที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่ไม่มีโครงสร้างโมเลกุล: โครงตาข่ายของพวกมันไม่ประกอบด้วยโมเลกุล แต่เป็นอนุภาคอื่น ๆ (ไอออน, อะตอม); พวกมันมีอยู่ในรูปของมาโครบอดี (คริสตัลของโซเดียมคลอไรด์, ชิ้นส่วนของทองแดง ฯลฯ ) เกลือ โลหะออกไซด์ เพชร ซิลิคอน และโลหะไม่มีโครงสร้างโมเลกุล
องค์ประกอบทางเคมี
วิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุลทำให้สามารถอธิบายแนวคิดพื้นฐานและกฎเคมีได้ จากมุมมองของทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล องค์ประกอบทางเคมีคืออะตอมแต่ละประเภท ลักษณะที่สำคัญที่สุดของอะตอมคือประจุบวกของนิวเคลียสซึ่งมีตัวเลขเท่ากับเลขอะตอมของธาตุ ค่าของประจุนิวเคลียร์ทำหน้าที่เป็นคุณลักษณะที่โดดเด่นสำหรับอะตอมประเภทต่างๆ ซึ่งช่วยให้เราสามารถให้คำจำกัดความที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดขององค์ประกอบ:
องค์ประกอบทางเคมี- นี่คืออะตอมบางประเภทที่มีประจุบวกเท่ากันบนนิวเคลียส.
มีธาตุที่ทราบแล้ว 107 ธาตุ ปัจจุบันงานยังคงดำเนินต่อไปในการผลิตองค์ประกอบทางเคมีเทียมที่มีเลขอะตอมสูงขึ้น
ธาตุทั้งหมดมักแบ่งออกเป็นโลหะและอโลหะ อย่างไรก็ตาม การแบ่งส่วนนี้มีเงื่อนไข ลักษณะสำคัญขององค์ประกอบคือความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลกเช่น ในเปลือกโลกแข็งตอนบนซึ่งมีความหนาประมาณ 16 กิโลเมตร การกระจายตัวขององค์ประกอบในเปลือกโลกได้รับการศึกษาโดยธรณีเคมี - ศาสตร์แห่งเคมีของโลก นักธรณีเคมี A.P. Vinogradov รวบรวมตารางองค์ประกอบทางเคมีโดยเฉลี่ยของเปลือกโลก จากข้อมูลเหล่านี้ องค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดคือออกซิเจน - 47.2% ของมวลเปลือกโลก ตามด้วยซิลิคอน - 27.6 อลูมิเนียม - 8.80 เหล็ก -5.10 แคลเซียม - 3.6 โซเดียม - 2.64 โพแทสเซียม - 2.6 แมกนีเซียม - 2.10 ไฮโดรเจน - 0.15%
วัสดุจาก Uncyclopedia
แนวคิดชั้นนำของวิทยาศาสตร์อะตอม - โมเลกุลซึ่งเป็นรากฐานของฟิสิกส์เคมีและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่คือแนวคิดเรื่องความไม่ต่อเนื่อง (ความไม่ต่อเนื่องของโครงสร้าง) ของสสาร
แนวคิดแรกที่มีความสำคัญประกอบด้วยอนุภาคแต่ละอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ปรากฏขึ้นในสมัยโบราณและได้รับการพัฒนาในขั้นต้นให้สอดคล้องกับแนวคิดทางปรัชญาทั่วไปเกี่ยวกับโลก ตัวอย่างเช่น สำนักปรัชญาบางแห่งในอินเดียโบราณ (สหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช) ไม่เพียงแต่ยอมรับการมีอยู่ของอนุภาคปฐมภูมิของสสาร (อนุ) ที่แบ่งแยกไม่ได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการรวมตัวเข้าด้วยกันจนกลายเป็นอนุภาคใหม่อีกด้วย คำสอนที่คล้ายกันนี้มีอยู่ในประเทศอื่นๆ ในโลกยุคโบราณ ชื่อเสียงและอิทธิพลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์ในเวลาต่อมานั้นเกิดขึ้นจากอะตอมนิยมของกรีกโบราณ ผู้สร้างคือ Leucippus (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช) และ Democritus (ค. ค. 460 ปีก่อนคริสตกาล - d. c. 370 ปีก่อนคริสตกาล ) “สาเหตุของสรรพสิ่ง” เขียนโดยนักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ อริสโตเติล (384–322 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งอธิบายหลักคำสอนของพรรคเดโมคริตุส “คือความแตกต่างบางประการในอะตอม และมีความแตกต่างสามประการ: รูปแบบ ลำดับ และตำแหน่ง” ในงานของอริสโตเติลเองมีแนวคิดที่สำคัญของมิกซ์ซิสซึ่งเป็นสารประกอบเนื้อเดียวกันที่เกิดจากสารต่างๆ ต่อมา Epicurus นักปรัชญาวัตถุนิยมชาวกรีกโบราณ (342–341 ปีก่อนคริสตกาล - 271–270 ปีก่อนคริสตกาล) ได้แนะนำแนวคิดเกี่ยวกับมวลของอะตอมและความสามารถในการเบี่ยงเบนไปตามธรรมชาติระหว่างการเคลื่อนไหว
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณหลายคนกล่าวไว้ ร่างกายที่ซับซ้อนไม่ใช่ส่วนผสมง่ายๆ ของอะตอม แต่เป็นการก่อตัวอินทิกรัลแบบใหม่ในเชิงคุณภาพ กอปรด้วยคุณสมบัติใหม่ อย่างไรก็ตามชาวกรีกยังไม่ได้พัฒนาแนวคิดของอนุภาค "polyatomic" พิเศษ - โมเลกุลที่อยู่ตรงกลางระหว่างอะตอมและวัตถุที่ซับซ้อนซึ่งจะเป็นพาหะที่เล็กที่สุดของคุณสมบัติของวัตถุ
ยุคกลางมีความสนใจต่ออะตอมมิกส์โบราณลดลงอย่างมาก คริสตจักรกล่าวหาว่าปรัชญากรีกโบราณยืนยันว่าโลกเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของอะตอมแบบสุ่ม และไม่ใช่ตามพระประสงค์ของพระเจ้า ตามที่หลักคำสอนของคริสเตียนกำหนด
ในศตวรรษที่ 16-17 ในบรรยากาศของการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทางวัฒนธรรมและวิทยาศาสตร์ การฟื้นฟูของอะตอมนิยมเริ่มต้นขึ้น ในช่วงเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำจากประเทศต่างๆ: G. Galileo (1564–1642) ในอิตาลี, P. Gassendi (1592–1655) ในฝรั่งเศส, R. Boyle (1627–1691) ในอังกฤษและประเทศอื่นๆ - ได้ประกาศหลักการ: ทำ ไม่มองหาความจริงในพระคัมภีร์ศักดิ์สิทธิ์ และอ่านหนังสือเกี่ยวกับธรรมชาติ "โดยตรง"
P. Gassendi และ R. Boyle เป็นหนี้บุญคุณหลักในการพัฒนาต่อไปของอะตอมมิกส์โบราณ กัสเซนดีแนะนำแนวคิดเรื่องโมเลกุลซึ่งเขาเข้าใจการก่อตัวใหม่เชิงคุณภาพซึ่งประกอบด้วยการรวมอะตอมหลายอะตอมเข้าด้วยกัน อาร์. บอยล์เสนอโครงการกว้างๆ สำหรับการสร้างปรัชญาเกี่ยวกับร่างกายในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษกล่าวว่าโลกของคลังข้อมูลการเคลื่อนไหวและ "ช่องท้อง" นั้นซับซ้อนมาก โลกโดยรวมและอนุภาคที่เล็กที่สุดเป็นกลไกที่จัดเรียงอย่างมีจุดประสงค์ อะตอมของบอยล์ไม่ใช่อะตอมหลักที่ไม่อาจแตกหักของนักปรัชญาโบราณอีกต่อไป แต่เป็นอะตอมที่ซับซ้อนที่สามารถเปลี่ยนโครงสร้างผ่านการเคลื่อนไหวได้
“นับตั้งแต่ฉันอ่านเรื่องบอยล์” เอ็ม.วี. โลโมโนซอฟเขียน “ฉันถูกครอบงำด้วยความปรารถนาอันแรงกล้าที่จะสำรวจอนุภาคที่เล็กที่สุด” นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov (1711–1765) พัฒนาและยืนยันหลักคำสอนเรื่องอะตอมและคลังข้อมูล เขาถือว่าอะตอมไม่เพียง แต่แบ่งแยกไม่ได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลักการที่กระตือรือร้นด้วย - ความสามารถในการเคลื่อนที่และโต้ตอบ “อนุภาคที่ไม่ไวต่อความรู้สึกจะต้องมีมวล รูปร่าง การเคลื่อนไหว แรงเฉื่อย หรือตำแหน่งที่แตกต่างกัน” ตามข้อมูลของ Lomonosov Corpuscle ของวัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกัน “ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกันจำนวนเท่ากัน เชื่อมต่อกันในลักษณะเดียวกัน... Corpuscle นั้นต่างกันเมื่อองค์ประกอบของพวกมันต่างกันหรือเชื่อมต่อกันด้วยวิธีที่ต่างกันหรือในจำนวนที่ต่างกัน” เพียงเพราะการศึกษาความสัมพันธ์มวลชนเมื่อต้นศตวรรษที่ 18 มันเพิ่งเริ่มต้น Lomonosov ไม่สามารถสร้างทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลเชิงปริมาณได้
สิ่งนี้ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ D. Dalton (1766–1844) เขาถือว่าอะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมี แตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่นที่มีมวลเป็นหลัก ตามการสอนของเขา สารประกอบทางเคมีคือกลุ่มของอะตอม "เชิงซ้อน" (หรือ "คอมโพสิต") ซึ่งมีอะตอมจำนวนหนึ่งของแต่ละธาตุ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะสำหรับสารเชิงซ้อนที่กำหนดเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษรวบรวมตารางแรกของมวลอะตอม แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าความคิดของเขาเกี่ยวกับองค์ประกอบของโมเลกุลมักจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานโดยพลการตามหลักการของ "ความเรียบง่ายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด" (ตัวอย่างเช่นสำหรับน้ำเขายอมรับสูตร OH ) ตารางนี้ปรากฏว่าไม่ถูกต้อง
นอกจากนี้ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 นักเคมีจำนวนมากไม่เชื่อในความเป็นไปได้ในการกำหนดมวลอะตอมที่แท้จริง และนิยมใช้ค่าเทียบเท่าที่สามารถค้นพบได้จากการทดลอง ดังนั้นจึงกำหนดสูตรที่แตกต่างกันให้กับสารประกอบเดียวกัน และสิ่งนี้นำไปสู่การสร้างมวลอะตอมและโมเลกุลที่ไม่ถูกต้อง
หนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่เริ่มการต่อสู้เพื่อการปฏิรูปเคมีเชิงทฤษฎีคือนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ซี. เจอราร์ด (พ.ศ. 2359–2399) และโอ. โลรองต์ (พ.ศ. 2350–2396) ผู้สร้างระบบมวลอะตอมและสูตรทางเคมีที่ถูกต้อง ในปี พ.ศ. 2399 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย D. I. Mendeleev (พ.ศ. 2377-2450) จากนั้นนักเคมีชาวอิตาลี S. Cannizzaro (พ.ศ. 2369 - พ.ศ. 2453) เป็นอิสระจากเขาจึงเสนอวิธีการคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบจากความหนาแน่นสองเท่าของความสัมพันธ์ไอของพวกมัน ไปจนถึงไฮโดรเจน เมื่อถึงปี ค.ศ. 1860 วิธีการนี้ก่อตั้งขึ้นในวิชาเคมี ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล ในสุนทรพจน์ของเขาที่การประชุมนักเคมีนานาชาติในเมืองคาร์ลสรูเฮอ (พ.ศ. 2403) คันนิซซาโรได้พิสูจน์ความถูกต้องของแนวคิดของอาโวกาโดร เจอราร์ด และโลรองต์ อย่างน่าเชื่อถือ ความจำเป็นในการยอมรับแนวคิดเหล่านี้ในการกำหนดมวลอะตอมและมวลโมเลกุลที่ถูกต้อง และองค์ประกอบของสารประกอบเคมี . ต้องขอบคุณผลงานของ Laurent และ Cannizzaro นักเคมีได้ตระหนักถึงความแตกต่างระหว่างรูปแบบที่มีองค์ประกอบอยู่และทำปฏิกิริยา (เช่น สำหรับไฮโดรเจน มันคือ H 2) และรูปแบบที่มีอยู่ในสารประกอบ (HCl, H 2 O, NH 3 และอื่นๆ) เป็นผลให้สภาคองเกรสนำคำจำกัดความของอะตอมและโมเลกุลดังต่อไปนี้: โมเลกุล - "ปริมาณของร่างกายที่เข้าสู่ปฏิกิริยาและกำหนดคุณสมบัติทางเคมี"; อะตอม -“ จำนวนองค์ประกอบที่น้อยที่สุดที่รวมอยู่ในอนุภาค (โมเลกุล) ของสารประกอบ” เป็นที่ยอมรับด้วยว่าแนวคิดเรื่อง "เทียบเท่า" ควรถือเป็นเชิงประจักษ์ โดยไม่สอดคล้องกับแนวคิดเรื่อง "อะตอม" และ "โมเลกุล"
มวลอะตอมที่ก่อตั้งโดย S. Cannizzaro ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับ D. I. Mendeleev ในการค้นพบกฎธาตุขององค์ประกอบทางเคมี การตัดสินใจของรัฐสภามีผลดีต่อการพัฒนาเคมีอินทรีย์เนื่องจากการจัดตั้งสูตรของสารประกอบเปิดทางสำหรับการสร้างเคมีโครงสร้าง
ดังนั้นเมื่อต้นทศวรรษที่ 1860 หลักคำสอนเกี่ยวกับอะตอม-โมเลกุลถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของบทบัญญัติต่อไปนี้
1. สารประกอบด้วยโมเลกุล โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่มีคุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางกายภาพหลายประการของสาร - จุดเดือดและจุดหลอมเหลว, ความแข็งแรงเชิงกล, ความแข็ง ฯลฯ - ถูกกำหนดโดยพฤติกรรมของโมเลกุลจำนวนมากและการกระทำของแรงระหว่างโมเลกุล
2. โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมที่เชื่อมต่อถึงกันในความสัมพันธ์บางอย่าง (ดูโมเลกุล; พันธะเคมี; ปริมาณสัมพันธ์)
3. อะตอมและโมเลกุลมีการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง
4. โมเลกุลของสารอย่างง่ายประกอบด้วยอะตอมที่เหมือนกัน (O 2, O 3, P 4, N 2 เป็นต้น) โมเลกุลของสารเชิงซ้อน - จากอะตอมต่าง ๆ (H 2 O, HCl)
6. คุณสมบัติของโมเลกุลไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของพวกมันเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับวิธีที่อะตอมเชื่อมต่อกันด้วย (ดูทฤษฎีโครงสร้างทางเคมี ไอโซเมอริซึม)
วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้พัฒนาทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลคลาสสิก และบทบัญญัติบางประการได้รับการแก้ไข
เป็นที่ยอมรับแล้วว่าอะตอมไม่ใช่โครงสร้างที่แบ่งแยกไม่ได้ อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์หลายคนในศตวรรษที่ผ่านมาก็เดาเรื่องนี้เช่นกัน
ปรากฎว่าไม่ใช่ในทุกกรณีอนุภาคที่ก่อให้เกิดสารนั้นจะเป็นโมเลกุล สารประกอบเคมีหลายชนิด โดยเฉพาะในสถานะของแข็งและของเหลว มีโครงสร้างไอออนิก เช่น เกลือ สสารบางชนิด เช่น ก๊าซมีตระกูล ประกอบด้วยอะตอมแต่ละอะตอมที่มีปฏิกิริยาต่อกันเล็กน้อย แม้จะอยู่ในสถานะของเหลวและของแข็งก็ตาม นอกจากนี้สารอาจประกอบด้วยอนุภาคที่เกิดจากการรวมตัว (การเชื่อมโยง) ของโมเลกุลหลายชนิด ดังนั้น น้ำบริสุทธิ์ทางเคมีจึงถูกสร้างขึ้นไม่เพียงแต่จากโมเลกุล H 2 O แต่ละตัวเท่านั้น แต่ยังเกิดจากโมเลกุลโพลีเมอร์ (H 2 O)n ด้วย โดยที่ n = 2–16; ในเวลาเดียวกันก็ประกอบด้วยไอออน H + และ OH - ไฮเดรต สารประกอบกลุ่มพิเศษประกอบด้วยสารละลายคอลลอยด์ และในที่สุด เมื่อถูกความร้อนถึงอุณหภูมิหลายพันล้านองศา สารจะผ่านเข้าสู่สถานะพิเศษ - พลาสมาซึ่งเป็นส่วนผสมของอะตอม ไอออนบวก อิเล็กตรอน และนิวเคลียสของอะตอม
ปรากฎว่าองค์ประกอบเชิงปริมาณของโมเลกุลที่มีองค์ประกอบเชิงคุณภาพเดียวกันบางครั้งอาจแตกต่างกันภายในขอบเขตที่กว้าง (ตัวอย่างเช่นไนโตรเจนออกไซด์สามารถมีสูตร N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5, NO 3 ) ในขณะที่ถ้าเราพิจารณาไม่เพียงแต่โมเลกุลที่เป็นกลางเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไอออนของโมเลกุลด้วย ขอบเขตขององค์ประกอบที่เป็นไปได้ก็จะขยายออกไป ดังนั้นจึงไม่ทราบโมเลกุล NO 4 แต่เพิ่งค้นพบไอออน NO 3− 4; ไม่มีโมเลกุล CH 5 แต่ทราบไอออนบวกของ CH + 5 เป็นต้น
ค้นพบสารประกอบที่เรียกว่าองค์ประกอบแปรผันซึ่งต่อมวลหน่วยขององค์ประกอบที่กำหนดจะมีมวลที่แตกต่างกันขององค์ประกอบอื่นเช่น Fe 0.89–0.95 O, TiO 0.7–1.3 เป็นต้น
ตำแหน่งที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมได้รับการชี้แจง ตามแนวคิดทางกลควอนตัมสมัยใหม่ (ดูเคมีควอนตัม) มีเพียงแกนกลางของอะตอมในโมเลกุลเท่านั้นที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงไม่มากก็น้อย กล่าวคือ แกนกลางและเปลือกอิเล็กตรอนภายใน ในขณะที่ธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายนอก (วาเลนซ์) จะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง เปลือกอิเล็กตรอนโมเลกุลใหม่เกิดขึ้นครอบคลุมทั้งโมเลกุล (ดูพันธะเคมี) ในแง่นี้ไม่มีอะตอมในโมเลกุลที่ไม่เปลี่ยนแปลง
เมื่อคำนึงถึงการชี้แจงและการเพิ่มเติมเหล่านี้ ควรระลึกไว้เสมอว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้รักษาเมล็ดพืชที่มีเหตุผลของการสอนอะตอม - โมเลกุลแบบคลาสสิก: แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องของสสาร ความสามารถของอะตอมในการผลิตโดยเชื่อมโยงซึ่งกันและกัน ในลำดับที่แน่นอน การก่อตัวใหม่เชิงคุณภาพและซับซ้อนยิ่งขึ้น และเกี่ยวกับการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของอนุภาคที่ประกอบเป็นสสาร
วิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล- ชุดของบทบัญญัติ สัจพจน์ และกฎที่อธิบายสารทั้งหมดเป็นชุดของโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอม
นักปรัชญาชาวกรีกโบราณนานมาแล้วก่อนที่จะเริ่มยุคของเรา พวกเขาหยิบยกทฤษฎีการดำรงอยู่ของอะตอมในงานของพวกเขามาแล้ว พวกเขาพยายามอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เข้าใจยากและลึกลับทั้งหมดโดยปฏิเสธการมีอยู่ของเทพเจ้าและพลังจากโลกอื่น - การเชื่อมต่อและการแยกออกปฏิสัมพันธ์และการผสมของอนุภาคที่มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ - อะตอม แต่เป็นเวลาหลายศตวรรษที่ผู้รับใช้ของคริสตจักรข่มเหงผู้นับถือและผู้ติดตามหลักคำสอนเรื่องอะตอมและทำให้พวกเขาถูกข่มเหง แต่เนื่องจากขาดอุปกรณ์ทางเทคนิคที่จำเป็น นักปรัชญาโบราณจึงไม่สามารถศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอย่างละเอียดถี่ถ้วนได้ และภายใต้แนวคิดของ "อะตอม" พวกเขาจึงซ่อนแนวคิดสมัยใหม่ของ "โมเลกุล"
เฉพาะช่วงกลางศตวรรษที่ 18 เท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ M.V. โลโมโนซอฟ แนวคิดอะตอม-โมเลกุลที่พิสูจน์ได้ในวิชาเคมีบทบัญญัติหลักของการสอนของเขามีระบุไว้ในงาน "องค์ประกอบของเคมีคณิตศาสตร์" (1741) และงานอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง Lomonosov ตั้งชื่อทฤษฎีนี้ ทฤษฎีกล้ามเนื้อและจลนศาสตร์
เอ็มวี โลโมโนซอฟแยกแยะอย่างชัดเจนระหว่างสองขั้นตอนในโครงสร้างของสสาร: องค์ประกอบ (ในความหมายสมัยใหม่ - อะตอม) และคลังข้อมูล (โมเลกุล) พื้นฐานของทฤษฎีคอร์ปอคูลัส-จลนศาสตร์ของเขา (การสอนอะตอม-โมเลกุลสมัยใหม่) คือหลักการของความไม่ต่อเนื่องของโครงสร้าง (ความไม่ต่อเนื่อง) ของสสาร: สสารใด ๆ ที่ประกอบด้วยอนุภาคแต่ละตัว
ในปี ค.ศ. 1745 M.V. โลโมโนซอฟ เขียนว่า:“ธาตุเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายที่ไม่ประกอบด้วยวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าและแตกต่างกัน... คอร์ปัสเคิลคือกลุ่มของธาตุต่างๆ ให้เป็นมวลเล็กๆ ก้อนเดียว พวกมันจะเป็นเนื้อเดียวกันหากประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวกันจำนวนเท่ากันที่เชื่อมต่อกันในลักษณะเดียวกัน คอร์พัสเคิลมีความแตกต่างกันเมื่อองค์ประกอบของพวกมันต่างกันและเชื่อมต่อกันด้วยวิธีที่ต่างกันหรือในจำนวนที่ต่างกัน ความหลากหลายของร่างกายอันไม่สิ้นสุดขึ้นอยู่กับสิ่งนี้
โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่มีคุณสมบัติทางเคมีครบถ้วน สารที่มี โครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยโมเลกุล (อโลหะส่วนใหญ่ สารอินทรีย์) ส่วนสำคัญของสารอนินทรีย์ประกอบด้วยอะตอม(อะตอมคริสตัลขัดแตะ) หรือไอออน (โครงสร้างไอออนิก) สารดังกล่าว ได้แก่ ออกไซด์, ซัลไฟด์, เกลือต่างๆ, เพชร, โลหะ, กราไฟท์ ฯลฯ สารที่มีคุณสมบัติทางเคมีในสารเหล่านี้คือการรวมกันของอนุภาคมูลฐาน (ไอออนหรืออะตอม) นั่นคือคริสตัลเป็นโมเลกุลขนาดยักษ์
โมเลกุลประกอบด้วยอะตอม อะตอม- ส่วนประกอบที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกทางเคมีไม่ได้อีกของโมเลกุล
ปรากฎว่าทฤษฎีโมเลกุลอธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นกับสารต่างๆ การศึกษาอะตอมได้รับความช่วยเหลือจากทฤษฎีโมเลกุลในการอธิบายปรากฏการณ์ทางเคมี ทฤษฎีทั้งสองนี้ - โมเลกุลและอะตอม - รวมกันเป็นทฤษฎีอะตอม - โมเลกุล สาระสำคัญของหลักคำสอนนี้สามารถกำหนดได้ในรูปแบบของกฎหมายและข้อบังคับหลายประการ:
- สารประกอบด้วยอะตอม
- เมื่ออะตอมมีปฏิสัมพันธ์กันจะเกิดโมเลกุลที่เรียบง่ายและซับซ้อนขึ้น
- ในระหว่างปรากฏการณ์ทางกายภาพ โมเลกุลจะถูกเก็บรักษาไว้ องค์ประกอบของมันจะไม่เปลี่ยนแปลง ด้วยสารเคมี - พวกมันถูกทำลายองค์ประกอบเปลี่ยนไป
- โมเลกุลของสารประกอบด้วยอะตอม ในปฏิกิริยาเคมี อะตอมจะถูกเก็บรักษาไว้ซึ่งต่างจากโมเลกุล
- อะตอมของธาตุหนึ่งมีความคล้ายคลึงกัน แต่แตกต่างจากอะตอมของธาตุอื่น
- ปฏิกิริยาเคมีเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารใหม่จากอะตอมเดียวกันกับที่ประกอบเป็นสารดั้งเดิม
ต้องขอบคุณทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลของมัน เอ็มวี Lomonosov ถือเป็นผู้ก่อตั้งเคมีวิทยาศาสตร์อย่างถูกต้อง
blog.site เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิม