Luật của thành phần liên tục của các chất. định luật bảo toàn trong hóa học

Hóa học thuộc về phạm trù khoa học chính xác, và thêm vào toán học và vật lý đặt ra quy luật của sự tồn tại và phát triển của vật chất bao gồm các nguyên tử và phân tử. Tất cả các quá trình xảy ra trong cơ thể sống, và một trong những đối tượng của thiên nhiên vô tri vô giác, nó được dựa trên hiện tượng chuyển đổi khối lượng và năng lượng. Luật của thành phần liên tục của vật chất, mà sẽ được dành cho việc nghiên cứu của bài viết này, nằm ở trung tâm của các quá trình trong thế giới vô cơ và hữu cơ.

học thuyết nguyên tử phân tử

Để hiểu được luật điều chỉnh thực tế vật chất, bạn cần phải có một ý tưởng về những gì nó được thực hiện. Theo các nhà khoa học Nga vĩ đại M. V. Lomonosova "trong bóng tối phải tuân thủ vật lý và đặc biệt, các nhà hóa học, không biết cấu trúc bên trong của các hạt." Ông là người đã vào năm 1741, lúc đầu về mặt lý thuyết và sau đó xác nhận bởi những trải nghiệm, khám phá ra các định luật về hóa học, là cơ sở cho việc nghiên cứu các vấn đề sinh hoạt và vật không sống, cụ thể là: Tất cả các chất được cấu tạo của các nguyên tử, phân tử có khả năng hình thành. Tất cả những hạt đang chuyển động liên tục.

Mở và J. lỗi. Dalton

50 năm sau Lomonosov bắt đầu phát triển ý tưởng của một nhà khoa học người Anh John. Dalton. Các nhà khoa học sẽ tiến hành các tính toán quan trọng nhất để xác định khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học. Đây từng là một bằng chứng chính của các giả định: trọng lượng phân tử và các chất có thể được tính từ trọng lượng nguyên tử của các hạt trong thành phần của nó. Như Lomonosov và Dalton cho rằng, không phụ thuộc vào phương pháp chuẩn bị, các hợp chất của phân tử sẽ luôn luôn có thành phần và định lượng không thay đổi. Ban đầu, nó là quy luật không đổi của thành phần của vật chất được xây dựng theo cách như vậy. Nhận thức được sự đóng góp to lớn đối với khoa học Dalton, không thể che giấu lỗi gây phiền nhiễu: phủ nhận cấu trúc phân tử của các chất đơn giản như oxy, nitơ, hydro. Các nhà khoa học tin rằng phân tử chỉ có phức tạp hóa chất. Với uy tín rất lớn trong cộng đồng khoa học của Dalton, ảo tưởng của ông bị ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của hóa học.

Như các nguyên tử và phân tử nặng

Việc phát hiện ra định đề hóa học như vậy, như quy luật không đổi của thành phần của vật chất, đã được thực hiện nhờ vào các khái niệm về việc bảo tồn các chất đại chúng, không phản ứng và hình thành sau đó. Hơn nữa Dalton đo khối lượng nguyên tử tiến hành I. Berzelius chính xác của bảng khối lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học và cung cấp tiên tiến chỉ định của họ như chữ Latinh. Hiện tại trọng lượng của các nguyên tử và phân tử được xác định bằng một ống nano carbon. Các kết quả thu được trong các nghiên cứu khẳng định pháp luật hiện hành của hóa học. Trước đây các nhà nghiên cứu đã sử dụng như một công cụ như một quang phổ kế khối lượng, nhưng một kỹ thuật phức tạp được cân vào một phổ nhược điểm nghiêm trọng.

Tại sao nó quan trọng như vậy là luật bảo toàn khối lượng của chất

Xây dựng M. V. Lomonosovym trên định đề hóa học có tên là chứng tỏ một thực tế rằng trong phản ứng của các nguyên tử là một phần của các chất phản ứng và sản phẩm không biến mất và xuất hiện ra từ hư không. số của họ được lưu trữ mà không cần thay đổi trước và sau khi quá trình hóa học. Hằng số kể từ khi khối lượng của các nguyên tử, thực tế này một cách hợp lý dẫn đến pháp luật bảo toàn khối lượng và năng lượng. Hơn nữa, các nhà khoa học tuyên bố luật này, như một nguyên tắc chung của tự nhiên, xác nhận interconversion năng lượng và không đổi của thành phần của vật chất.

Ý tưởng J. Proust là một sự xác nhận của lý thuyết nguyên tử phân tử

Đề cập đến việc mở một định đề như vậy, như luật pháp của thành phần không đổi. Hóa học vào cuối 18 - đầu thế kỷ 19 - một khoa học, trong đó các nhà khoa học đã tranh chấp giữa hai nhà khoa học Pháp, J. Proust và K. Berthollet. Xuất xứ tuyên bố rằng các chất thành phần hình thành bởi phản ứng hóa học, phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của các chất phản ứng. Berthollet tin rằng các hợp chất trên thành phần - các sản phẩm phản ứng cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng tương đối của tương tác chất. Hầu hết các nhà hóa học trong các nghiên cứu ban đầu đã ủng hộ ý tưởng của Proust, người xây dựng như sau: các thành phần của hợp chất phức tạp luôn luôn là hằng số và không phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của cách thức mà nó đã được nhận. Tuy nhiên, nghiên cứu thêm trong những giải pháp lỏng và rắn (hợp kim) khẳng định nghĩ K. Berthollet. Những chất pháp luật của thành phần liên tục là không phù hợp. Hơn nữa, nó không hoạt động cho các hợp chất với Lưới ion. Thành phần của các chất phụ thuộc vào phương pháp mà họ đang khai thác.

Mỗi chất hóa học, bất kể phương pháp của nó chuẩn bị, một thành phần định tính và định lượng vĩnh viễn. Công thức này đặc trưng cho quy luật không đổi của thành phần của chất bởi J. Proust đề xuất vào năm 1808. Làm bằng chứng Ông trích dẫn hình ví dụ sau đây: malachite từ Siberia có thành phần tương tự như các khoáng sản được khai thác ở Tây Ban Nha; trên thế giới chỉ có một HgS, và không có giá trị vật chất của một tiền gửi nhận được. Như vậy Proust nhấn mạnh không đổi của thành phần của vật chất, không phụ thuộc vào địa điểm và phương thức sản xuất của nó.

Không có quy tắc không ngoại lệ

Từ định luật tỷ lệ nhất định, nó sau đó sự hình thành của các hợp chất phức tạp của các nguyên tố hóa học được kết nối với nhau trong tỷ lệ trọng lượng nhất định. Sớm khoa học hóa học xuất hiện thông tin về sự tồn tại của các chất có thành phần biến, mà phụ thuộc vào phương pháp chuẩn bị. Nhà khoa học Nga M. Kurnakov đề xuất đặt tên các hợp chất này berthollides như oxit titan, nước nặng, zirconi nitride.

Những chất này mỗi 1 phần tính theo trọng lượng của một nguyên tố có số tiền khác nhau của các yếu tố khác. Như vậy, trong hợp chất nhị phân của bismuth với gali trên một phần tính theo trọng lượng gali rơi 1,24-1,82 phần của bismuth. các nhà hóa học sau đó thấy rằng, bên cạnh các hợp chất kim loại cho mỗi chất khác không tuân theo pháp luật của tỷ lệ nhất định, nó là trong này lớp các hợp chất vô cơ như oxit. Berthollides cũng đặc trưng của sulfide, cacbua, nitrit, và hiđrua.

Vai trò của đồng vị

Đã thuộc sở hữu của pháp luật về sự bất biến của vật chất, hóa học như một môn khoa học chính xác đã có thể liên kết các đặc điểm trọng lượng của hợp chất với một nội dung đồng vị của các yếu tố hình thành nó. Nhớ lại rằng các đồng vị coi nguyên tử của nguyên tố hóa học với proton giống hệt nhau nhưng số khác nhau nucleon. Với sự hiện diện của các đồng vị, nó được hiểu rằng các thành phần theo trọng lượng của hợp chất có thể biến trong điều kiện các yếu tố liên tục đưa vào thực chất. Nếu yếu tố làm tăng nội dung của bất kỳ đồng vị và trọng lượng của chất cũng thay đổi. Ví dụ, nước thường bao gồm 11% hydro, và nặng hình thành bởi đồng vị của nó (đơteri) - 20%.

đặc berthollides

Như chúng ta đã giải thích, các định luật bảo toàn trong hóa học xác nhận các quy định cơ bản của lý thuyết nguyên tử phân tử và là hoàn toàn đúng với bản chất của thành phần không đổi - daltonides. Một berthollides có ranh giới mà có thể thay đổi phần trọng lượng của các yếu tố. Ví dụ, trong các oxit của tetravalent titan mỗi một phần trọng lượng của kim loại rơi 0,65-0,67 phần của oxy. Chất thành phần không thường trực không có một cấu trúc phân tử, mạng tinh thể của họ được cấu tạo của các nguyên tử. Vì vậy, các hợp chất hóa học của thức chỉ phản ánh ranh giới của thành phần của họ. Khác nhau mà họ là những chất khác nhau. Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến phạm vi thành phần của các yếu tố cân. Nếu hai nguyên tố hóa học hình thành giữa họ một vài chất - berthollides, sau đó họ cũng có thể không được áp dụng và pháp luật của nhiều tỷ lệ.

Trong tất cả các ví dụ trên để kết luận rằng hóa học lý thuyết hai nhóm các chất có mặt: một thành phần không đổi hoặc biến. Có bản chất của các hợp chất này là một xác nhận xuất sắc lời dạy phân tử nguyên tử. Và đây của pháp luật về thành phần liên tục là không còn chiếm ưu thế trong các ngành khoa học hóa học. Nhưng nó minh họa lịch sử phát triển của nó.