Атомно-молекулярное учение¶
Атомно-молекулярное учение — химическая теория, согласно которой все вещества состоят из атомов и молекул, а химические реакции представляют собой перегруппировку атомов с разрывом и образованием химических связей. Учение сформировалось в первой половине XIX века и стало фундаментом современной химии, объяснив закономерности химических превращений на основе представлений о строении вещества.
¶Историческая справка
¶Предпосылки
Идея о существовании неделимых частиц — атомов — восходит к античности. Демокрит и Левкипп в V веке до н. э. выдвинули атомистическую гипотезу, согласно которой вся материя состоит из неделимых, неизменных и неуничтожимых атомов, различающихся формой и размерами. В Новое время атомистические идеи были развиты Пьером Гассенди и Рене Декартом, а в химии — Робертом Бойлем, который в трактате «Скептический химик» (1661) ввёл понятие химического элемента как предела химического разложения.
¶Формирование теории
Ключевую роль в создании атомно-молекулярного учения сыграли работы Джона Дальтона. В 1803—1808 годах он опубликовал «Новую систему химической философии», в которой сформулировал закон кратных отношений и предложил атомную теорию химических реакций. Согласно Дальтону, каждый элемент состоит из одинаковых атомов определённой массы, а химические соединения образуются при объединении атомов в простых целых численных отношениях.
В 1811 году Амедео Авогадро сформулировал гипотезу, названную его именем: одинаковые объёмы газов при одинаковых температуре и давлении содержат равное число молекул. Гипотеза Авогадро позволила определить относительные атомные массы элементов и объяснить закон объёмных отношений Жозефа Гей-Люссака, однако была почти на полвека отвергнута научным сообществом.
В 1860 году на первом Международном конгрессе химиков в Карлсруэ Станиславо Канницаро предложил принять гипотезу Авогадро в качестве основы для определения атомных масс, что стало поворотным моментом в развитии учения.
¶Основные положения
Атомно-молекулярное учение включает следующие ключевые постулаты:
- Атомность вещества. Все вещества состоят из атомов — наименьших частиц элементов, сохраняющихся в химических реакциях.
- Молекулярность. Простые вещества состоят из атомов одного элемента, сложные — из атомов разных элементов, объединённых в молекулы.
- Закон кратных отношений. Если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного из них, соединяющихся с одинаковой массой другого, относятся как простые целые числа.
- Закон постоянства состава. Химическое соединение всегда содержит элементы в постоянном массовом соотношении.
- Гипотеза Авогадро. Равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат равное число молекул.
¶Развитие учения
Во второй половине XIX века атомно-молекулярное учение получило развитие в работах Дмитрия Менделеева и Лотара Мейера, создавших периодический закон (1869), а также в кинетической теории газов, разработанной Джеймсом Максвеллом и Людвигом Больцманом. Кинетическая теория объяснила газовые законы с молекулярных позиций и дала количественное обоснование гипотезе Авогадро.
В конце XIX — начале XX века открытие электрона (Дж. Томсон, 1897), радиоактивности (А. Беккерель, 1896) и внутреннего строения атома показало, что атом неделим лишь в химическом смысле. Это привело к созданию квантовой теории строения атома и объяснило природу химической связи, не отвергая, а углубляя атомно-молекулярное учение.
¶Значение
Атомно-молекулярное учение стало основой химической науки, обеспечив:
- объяснение законов сохранения массы и кратных отношений;
- методику определения атомных и молекулярных масс;
- развитие количественных методов химического анализа;
- создание периодического закона и систематику элементов.
В российской химической традиции значительный вклад в развитие и преподавание учения внесли А. М. Бутлеров, создавший теорию химического строения (1861), и А. А. Блок, разработавший методы определения молекулярных масс.
¶См. также
- Атомистика
- Гипотеза Авогадро
- Закон кратных отношений
- Теория химического строения Бутлерова
¶Источники
- Дальтон Дж. Новая система химической философии. — 1808.
- Канницаро С. Определение атомных масс // Журнал практической химии. — 1860.
- Бутлеров А. М. Теория химического строения. — 1861.
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона.
- Великая советская энциклопедия, т. 2.