Атомно-молекулярное учение

Атомно-молекулярное учение — совокупность теоретических представлений естествознания о дискретном строении веществ.

В развитие атомно-молекулярного учения большой вклад внесли М. В. Ломоносов, Дж. Дальтон, А. Лавуазье, Ж. Пруст, А. Авогадро, Й. Берцелиус, Д. И. Менделеев, А. М. Бутлеров.

История

Античная атомистика

Представление о том, что материя состоит из отдельных частиц — атомов возникло ещё в древней Греции. Атомизм был создан представителями древнегреческой философии Левкиппом и его учеником Демокритом (см. Атомная теория).

Атомистическая теория Дальтона

Перечень символов химических элементов и их атомных весов Дж. Дальтона (1808)

Создание научной теории стало возможно только в XVIII-XIX веках, когда физика и химия стали базироваться на точных экспериментальных данных.

Экспериментальное подтверждение атомной гипотезы нашёл английский химик Джон Дальтон. В начале XIX века Дальтон открыл несколько новых эмпирических закономерностей: закон парциальных давлений (закон Дальтона), закон растворимости газов в жидкостях (закон Генри-Дальтона) и, наконец, закон кратных отношений (1803). Объяснить эти закономерности (прежде всего закон кратных отношений), не прибегая к предположению о дискретности материи, невозможно. В 1808 году Дальтон изложил свою атомистическую гипотезу в труде «Новая система химической философии».

Основные положения теории Дальтона состояли в следующем (в основе атомно-молекулярного учения лежит принцип дискретности (прерывности строения) веществ):

1. Всякое вещество не является чем-то сплошным, а состоит из отдельных очень малых частиц — все вещества состоят из большого числа атомов (простых или сложных).
   Различие между веществами обусловлено различием между их частицами
2. Атомы одного вещества полностью тождественны. Простые атомы абсолютно неизменны и неделимы.
3. Частицы (атомы) различных веществ различны — как по массе, так и по свойствам
4. Атомы различных элементов способны соединяться между собой в определённых соотношениях.
5. Важнейшим свойством атомов является атомный вес.

Уже в 1803 году в лабораторном журнале Дальтона появилась первая таблица относительных атомных весов некоторых элементов и соединений (атомный вес водорода был принят равным единице). Дальтон ввёл символы химических элементов в виде окружностей с различными фигурами внутри. Впоследствии Дальтон неоднократно корректировал атомные веса элементов, однако для большинства элементов им приводились неверные значения.

Основные положения

Атомно-молекулярная теория базируется на следующих законах и утверждениях:

• Все вещества состоят из атомов
• Атомы одного химического вещества (химический элемент) обладают одинаковыми свойствами, но отличаются от атомов другого вещества
• При взаимодействии атомов образуются молекулы (гомоядерные — простые вещества, гетероядерные — сложные вещества)
• При физических явлениях молекулы не изменяются, при химических происходит изменение их состава
• Химические реакции заключаются в образовании новых веществ из тех же самых атомов, из которых состояли исходные вещества

---

• Закон сохранения массы — масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции
• Закон постоянства состава (закон кратных отношений) — любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами
• Аллотропия — существование одного и того же химического элемента в виде нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам.

Вытекающие законы и положения

Согласно современным квантово-механическим представлениям, у атомов в молекуле более или менее неизменным остается только остов, то есть ядро и внутренние электронные оболочки, тогда как характер движения внешних (валентных) электронов коренным образом изменяется так, что образуется новая (как бы отдельная), молекулярная электронная оболочка, охватывающая всю молекулу (см. Химическая связь). В этом смысле никаких неизменных атомов в молекулах нет.

• Закон Авогадро (закон объёмных отношений)
• Относительная атомная масса
• Моль (единица)
• Закон эквивалентов

Доказательство существования атомов и молекул

Атомы были придуманы в Греции в V в. до н.э. Философ Левкипп (500-440 до н.э.) задался вопросом, можно ли каждую частичку материи, какая бы малая она ни была, разделить на еще более мелкие частицы. Левкипп считал, что в результате такого давления можно получить настолько малую частицу, что дальнейшее деление станет невозможным.

Ученик Левкиппа философ Демокрит (460-370 До н.э.) назвал Эти крошечные частицы "атомами" (атмос-неделимый). Он считал, что атомы каждого элемента имеют особые размеры и форму и что именно этим объясняются различия в свойствах веществ. Вещества, которые мы видим и ощущаем, образуется при соединение между собой атомов различных элементов, и, изменив природу этого соединения, можно одно вещество превратить в другое.

Демокрит создал атомную теорию почти в современном виде. Однако эта теория была лишь плодом философских размышлений, не связанных с природными явлениями и процессами. Она не была подтверждена эксперементально, поскольку древние греки вообще не проводили экспериментов, они ставили размышления выше наблюдений.

Литература

• Начала химии / Н.Е.Кузьменко.: В.В.Еремин, В.А.Попков. — М.: Лаборатория знаний, 2016. — 704 с. — ISBN 978-5-906828-17-0.

См. также

• Химическая формула