|
Теоретический вопрос № 1
Концепция атомизма. Строение атома. Понятия химический элемент и изотоп. Чем определяется место элемента в таблице Менделеева?
В представлениях древних делимость веществ приводила к идеям дробления веществ. В средние века атомизм ассоциировался с эпикурейским атеизмом и рассматривался католической церковью как ересь. Постепенно идеи атомизма, пришедшие из античных времен, стали проникать в сознание медиков и химиков, хотя высказанные Бойлем еще в XVII в. глубокие идеи об атомно-молекулярном строении вещества остались без внимания.
В XVIII в. любое природное явление приписывали действию каких-то не познанных пока сил. Блестящие успехи небесной механики способствовали вере в то, что ее уравнения годятся для любого уровня организации материи. Эта идея принадлежала Ньютону, а затем ее развивали Лаплас вместе со своим помощником Лавуазье. Лаплас в своей пятитомной "Небесной механике" (1798-1825) построил грандиозную модель Вселенной, опирающуюся на закон всемирного тяготения Ньютона, но в силу того, что гравитационные силы между телами незначительных размеров слишком малы, не позволил стать ей всеобщей моделью Вселенной.
Лаплас сделал очень много в теории теплоты, в частности для понимания теплоемкости, занимался изучением капиллярности. В полученной им зависимости поверхностного натяжения от кривизны поверхности были выявлены макроскопические молекулярные константы, но природа их, связанная с межмолекулярными взаимодействиями, оставалась неясной. Аналогичная проблема возникала в многочисленных экспериментальных исследованиях микромира. В XX в. ключом к решению подобных задач стала квантовая механика.
Джон Дальтон фактически осуществил новый подход к атомистике: он попытался продвинуться в вопросе об относительных весах атомов, т. е. об их физических свойствах, опираясь на данные химических исследований. Тогда признавалось, что существуют чистые, простые, неразложимые далее вещества (по определению Лавуазье), названные элементами (в то время их насчитывалось около 30). Лавуазье и Жозеф Пруст (1754-1826) установили, что элементы всегда входят в соединения в точно определенных пропорциях. Эту закономерность французский химик Клод Бертолле записал в виде закона кратных отношений, отметив, что относительные весовые содержания элементов не остаются в соединениях неизменными (например, продукты окисления некоторых металлов при разных значениях температуры и давления).
Дальтон выработал основу для понимания закона кратных отношений и из соображений простоты сформулировал правила - "закон постоянства состава" и "закон простых кратных отношений", благодаря которым атом впервые приобрел физико-химические свойства и массу.
В 1811 г. Авогадро высказал гипотезу о равенстве числа молекул в одинаковых объемах любых газов при постоянных условиях. Пересмотрев атомную систему Дальтона и отбросив его "наипростейшие" сочетания атомов, он исправил некоторые значения атомных весов. Но все они, как и Ампер, сформулировавший идеи Дальтона и Авогадро в своей книге, придерживались теории теплорода.
В 1806г. прибалтийский физик и химик Теодор фон Гротгус (1785-1822) впервые отметил, что частицы вещества, переносимые в электрическом токе, должны быть заряжены. В следующем году этот вывод подтвердил Дэви. Он предположил, что электричество разрывает молекулы химического сродства, которое имеет электростатическую природу, например, в молекуле КС1 у К - положительный заряд, у С1 - отрицательный
В 1818г. Берцелиус попытался построить общую теорию, которая сводила бы все химические явления к электрическим взаимодействиям. Он приписал атомам дипольное строение, причем у металлов преобладает положительный заряд, у неметаллов - отрицательный. Хотя электричество у него было распределено асимметрично, но все атомы имели шарообразную форму и одинаковые размеры. Теория Берцелиуса породила много моделей атома и просуществовала до 1834г., когда бывший лаборант Дэви, "гений электричества" Фарадей получил свои знаменитые законы электролиза.
|
|
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1981.
2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: Гуманит. издат. центр ВЛАДОС, 2000.
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск: ООО "Издательство ЮКЭА", 1997.
4. Зубович И.А. Неорганическая химия: Учебник для технол. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1989.
5. Намакура А., Цуцуи М. Принципы и применение гомогенного катализа. - М.: Мир, 1983.
6. Сокольский Д.В., Друзь В.А. Введение в теорию гетерогенного катализа. - М.: Высшая школа, 1981.
|
На уровень вверх
Купить