становление атомно молекулярного учения

Становление атомно молекулярного учения

В основе физики и химии лежит атомно-молекулярное учение. Источником для зарождения атомно-молекулярного учения являются труды древнегреческих философов, основным научным методом которых являлись дискуссия, спор. Для поиска первопричин в спорах обсуждались многие логические задачи, одной из которых являлась задача о камне: что произойдет, если начать его дробить? Большинство философов считало, что этот процесс можно продолжать бесконечно, и только Левкипп утверждал, что этот процесс не бесконечен: при дроблении, в конце концов, получится такая частица, дальнейшее деление которой будет просто невозможно. Основываясь на этой концепции, Левкипп (500–440 гг. до н.э.) утверждал: «Материальный мир дискретен, он состоит из мельчайших частиц и пустоты».

Ученик Левкиппа Демокрит (460–370 гг. до н.э.) назвал мельчайшие частицы, из которых состоит вещество, «неделимые», что в переводе на греческий значит «атомы». Демокрит, развивая новое учение – атомистику, приписал атомам такие современные свойства, как размер и форму, способность к движению.

Последователь Демокрита Эпикур (342–270 гг. до н.э.) придал древнегреческой атомистике завершенность, предположив, что у атомов существует внутренний источник движения и они сами способны взаимодействовать друг с другом.

Хотя атомистика древних греков и выглядит удивительно современно, ни одно из ее положений не было доказано. Об учении атомистов не вспоминали почти 20 веков. И только в середине XVIII в. учение было возрождено, развито и впервые применено в химии великим русским ученым М.В. Ломоносовым. Основные положения учения были изложены впервые в 1741 г. в работе «Элементы математической химии».

Несколько позднее атомистическое учение в химии было применено и развито Дальтоном («Новая система химической философии», 1808 г.).

Источник

Просто о химии. От античного атомизма к атомно-молекулярной теории.

Приблизительно в 5 до н.э. в древнегреческой философии возникла теория атомизма. Согласно это теории все вещества состояли из частиц – атомов. Основоположник этой теории – древнегреческий философ Левкипп, который утверждал, что существует предел деления – настолько малая частица, что дальнейшее ее деление невозможно. Демокрит, ученик Левкиппа, назвал такую частицу атомом. «Нет ничего, кроме атомов, вечно движущихся в бесконечной пустоте» – этот тезис Демокрита лёг в основу античного атомизма.

Основными характеристиками атомов, по мнению Демокрита, являлись размер, форма и весомость; число форм атомов бесконечно. Атомы вечны, неизменны, нераздельны, непроницаемы, не возникают и не уничтожаются. Соединяясь между собой в различных сочетаниях, атомы материи образуют новые вещества с различными свойствами. Сами атомы в соединениях сохраняют свою индивидуальность. Невидимые из-за своих малых размеров, они, имея неровную поверхность, способны сцепляться друг с другом и образовывать видимые вещи. Утверждая, что существуют только атомы и пустота, атомисты тем самым отвергают существование какого-нибудь «мирового ума», управляющего миром. Все события происходят путем взаимодействия атомов, их столкновения, сцепления или разъединения.

Атомы различались величиной, от которой в свою очередь зависела тяжесть. Догадка об атомном весе принадлежит древнегреческому философу Эпикуру. Однако уже Демокрит был на пути к этому понятию, признавая относительный вес атомов, который в зависимости от размеров бывает тяжелее или легче. Самыми легкими атомами он считал самые мелкие и гладкие шаровидные атомы огня, составляющие воздух, а также душу человека.

В средние века учение об атомах преследовалось религией, которая тормозила развитие всей науки и химии в частности.

Теория флогистона, кислородная теория и химическая революция как предпосылки к развитию теорий о строении атома.

Первой научной теорией химии стала теория флогистона. Основой для этой теории послужило представление о горении, как о процессе разложения тела. Создателями теории считаются два немецких химика – Георг Эрнст Шталь и Иоган Иоахим Бехер.

Суть теории флогистона можно изложить в следующих основных положениях:

1. Существует материальная субстанция, содержащаяся во всех горючих телах – флогистон (от греческого φλογιστοζ – горючий).

2. Горение представляет собой разложение тела с выделением флогистона, который необратимо рассеивается в воздухе. Вихреобразные движения флогистона, выделяющегося из горящего тела, и представляют собой видимый огонь. Извлекать флогистон из воздуха способны лишь растения.

3. Флогистон всегда находится в сочетании с другими веществами и не может быть выделен в чистом виде; наиболее богаты флогистоном вещества, сгорающие без остатка.

4. Флогистон обладает отрицательной массой.

Противоположностью теории флогистона стала кислородная теория. Она начала развиваться немного раньше теории флогистона, но окончательную «победу» над флогистоном одержала лишь после работ Пристли и Шееле по открытию кислорода. Труды этих двух химиков резюмировал третий – А.Л. Лавуазье и в 1777 году сформулировал основные положения кислородной теории горения:

1. Тела горят только в «чистом воздухе».

2. «Чистый воздух» поглощается при горении, и увеличение массы сгоревшего тела равно уменьшению массы воздуха.

3. Металлы при прокаливании превращаются в «земли». Сера или фосфор, соединяясь с «чистым воздухом», превращаются в кислоты.

Новая кислородная теория горения (термин кислород – oxygenium – появился в 1877 г. в работе Лавуазье «Общее рассмотрение природы кислот и принципов их соединения») имела ряд существенных преимуществ по сравнению с флогистоном. Она более проста, чем флогистонная, не содержала в себе «противоестественных» предположений о наличии у тел отрицательной массы, и, главное, не основывалась на существовании субстанций, не выделенных экспериментально. Вследствие этого кислородная теория горения довольно быстро получила широкое признание среди естествоиспытателей.

С созданием кислородной теории начался новый этап развития химии – «химическая революция». Именно в это время появились новая номенклатура веществ, «таблица простых тел». Так же были открыты законы, которые внесли важный вклад в развитие представлений о строении атома.

В 1789 г Лавуазье открыл закон сохранения масс:

«Можно принять в качестве принципа, что во всякой операции количество материи одинаково до и после опыта, что качество и количество начал остаются теми же самыми».

Закон эквивалентов сформулировал немецкий химик Иеремия Вениамин Рихтер (термин «эквивалент» ввел Г. Кавендиш):

«Если одно и то же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными количествами двух оснований, то эти количества эквивалентны и нейтрализуются одинаковым количеством любой другой кислоты»

В 1801 г Ж.Л. Пруст открыл закон постоянства состава:

«От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь»

Закон кратных отношений, открытый в 1803 г Дальтоном.

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый М.В.Ломоносов. Основные положения этого учения изложены в работе «Элементы математической химии». Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям:

1. Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).

2. Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).

3. Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.

4. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ — из различных атомов.

Через 67 лет после Ломоносова атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. Он изложил основные положения атомистики в книге «Новая система химической философии». В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества — из «сложных атомов» (в современном понимании — молекул). Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в середине XIX в. На международном съезде химиков г. Карлсруэ в 1860 г. были приняты определения понятий молекулы и атома.

Большую роль в развитии атомистической теории сыграл выдающийся русский химик Д.И. Менделеев, разработавший в 1869 г. периодическую систему элементов, в которой впервые на научной основе был поставлен вопрос о единой природе атомов. Во второй половине XIX в. было экспериментально доказано, что электрон является одной из основных частей любого вещества. Эти выводы, а также многочисленные экспериментальные данные привели к тому, что в начале XX в. серьезно встал вопрос о строении атома.

Источник

Урок №16. Атомно-молекулярное учение

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям :

Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы).

Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы).

Частицы — молекулы и атомы — находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.

Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ из различных атомов.

Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества — из «сложных атомов» (в современном понимании — молекул). Отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в- середине XIX в. Молекула — это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением. Атом — наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям: атом — это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов. Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру.

Основные положения атомно-молекулярного учения можно сформулировать так:

Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.

Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами значительно меньше. В твердых веществах промежутки между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.

Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает.

Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей — в газах.

Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении.

Атомы одного вида отличаются от атомов другого вида массой и свойствами.

При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.

У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решето находятся молекулы. Связи между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило, имеют низкие температуры плавления.

У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например, процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ.

Источник

Атомно-молекулярное учение

В развитии химии большую роль сыграл французский мыслитель Гассенди. Он в XVII в. считал, что мир состоит из атомов различной формы, размеров, неизменных и неделимых. Пустоты являются условием движения атомов. Гассенди дал определение понятию молекулы, как частицы, обладающей свойствами вещества.

Для объяснения процесса горения, в XVIII веке, появилась теория флогистона. Согласно этой теории, флогистон – это невесомая субстанция, которая содержит все горючие тела и расходуется при горении. Чем больше флогистона, тем лучше горят тела. Согласно этой теории металлы, такие как железо, медь, свинец и другие считались сложными телами. Эта теория удерживала свои позиции в течение XVIII века. После того, как Ломоносов сформулировал закон сохранения материи, стала понятной несостоятельность теории флогистона.

В 1861 году, Бутлеров А. М.— русский химик и органик, на основе учения о валентности и химической связи, создал теорию химического строения вещества. Эта теория дала толчок к развитию синтеза органических веществ и открыла путь к построению теории пространственного строения органических соединений (стереохимии). Теорию стереохимию создал Дж. Г. Вант – Гофф, в 1874 году.

В начале XIX века английский ученый У. Прут показал, что атомный вес элементов кратен атомному весу водорода, и пришел к выводу о том, что атомы всех элементов состоят из атомов водорода. Все это позволило Д. И. Менделееву открыть в 1869 году периодический закон химических элементов.

В дальнейшем К. Бертолле показал, что существуют химические соединения переменного состава, встречающиеся в основном, в форме растворов и расплавов. Впоследствии эти соединения назвали бертоллидами. Например, соединения двух металлов: марганец и медь; магний и серебро и т. д. Все эти открытия означают окончательную победу атомно-молекулярного учения.

Вопросы для самоконтроля

1. Кто в XVII в. подтвердил, идею Демокрита о том, что мир состоит из неделимых атомов различных форм и размеров?

2. Кто впервые дал определение понятию молекулы, как частицы, обладающей свойствами вещества.

3. В каком веке появилась теория флогистона, для объяснения процесса горения?

4. Почему теория флогистона оказалась несостоятельной и роль Ломоносова в этом деле?

5. Кто и в каком веке разработал кислородную теорию горения?

6. Какие химические элементы открыл Лавуазье?

7. Кто впервые систематизировал химические элементы по атомным массам и был близок к открытию периодического закона?

8. Кто и когда создал химическую теорию строения вещества?

9. Какая теория дала толчок к созданию теории пространственного строения органических соединений (стереохимии)?

10. Кто и когда создал теорию стереохимии?

11. Кто в начале XIX в. показал, что атомный вес элементов кратен атомному весу водорода?

12. Кто и когда открыл периодический закон химических элементов?

13. Кто подтвердил идею Гассенди о том, что молекула – это частица, обладающая свойствами вещества?

14. Кто и в каком году показал, что химические элементы в соединениях кратны друг другу?

15. Какие соединения называются дальтонидами?

16. Кто показал, что существуют химические соединения переменного состава?

17. Какие соединения называются бертоллидами?

Источник

Атомно-молекулярное учение

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

Содержание

История

Античная атомистика

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

Становление атомистической гипотезы в XVI—XVIII веках

Атомистическая теория Дальтона

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 [1] :
1. Все вещества состоят из большого числа атомов (простых или сложных).
2. Атомы одного вещества полностью тождественны. Простые атомы абсолютно неизменны и неделимы.
3. Атомы различных элементов способны соединяться между собой в определённых соотношениях.
4. Важнейшим свойством атомов является атомный вес.

Уже в 1803 г. 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.

Эпоха классической химии

Основные положения

Атомно-молекулярное теория базируется на следующих законах и утверждениях:

Вытекающие законы и положения

Примечания

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Атомно-молекулярное учение» в других словарях:

АТОМНОЕ УЧЕНИЕ — (атомистика) – учение о прерывистом, дискретном (зернистом) строении материи. А. у. утверждает, что материя состоит из отдельных чрезвычайно малых частиц, к рые до конца 19 в. считались неделимыми. Для совр. А. у. характерно признание не только… … Философская энциклопедия

Закон постоянства состава — (Ж.Л. Пруст, 1801 1808гг.) 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… … Википедия

Закон кратных отношений — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Корпускулярно-кинетическая теория М. В. Ломоносова — Корпускулярно кинетическая теория тепла выдвинутая в середине XVIII века М. В. Ломоносовым система принципов и взглядов, основанная на ряде теоретических положений, вытекающих из логических рассуждений и математических расчётов, и … Википедия

Авогадро закон — в равных объёмах идеальных газов при одинаковых давлении и темп ре содержится одинаковое число молекул; открыт закон Авогадро в 1811. * * * АВОГАДРО ЗАКОН АВОГАДРО ЗАКОН, один из основных законов идеальных газов (см. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ): в равных… … Энциклопедический словарь

Периодический закон — Памятник на территории Словацкого технологического университета (Братислава), посвященный Д. И. Менделееву Периодический закон фундаментальный закон природы, открытый Д. И. Ме … Википедия

Закон Авогадро — одно из важных основных положений химии, гласящее, что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул». Было сформулировано ещё в 1811 году Амедео Авогадро (1776 1856),… … Википедия

Эквивалент вещества — Эквивалент вещества или Эквивалент это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно восстановительных… … Википедия

Аналитическая химия — Содержание … Википедия

Источник