ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

Розділ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ЗАКОНИ ХІМІЇ

§ 1.1. Атомно-молекулярне вчення в хімії

Атомно-молекулярне вчення розвинув і вперше застосував у хімії великий російський учений М.В. Ломоносов. Основні положення цього вчення викладено у праці “Елементи математичної хімії” (1741) та в інших. Суть учення Ломоносова можна звести до таких положень.

1. Усі речовини складаються з “корпускул” (так Ломоносов називав молекули).

2. Молекули складаються з “елементів” (так Ломоносов називав атоми).

3. Частинки — молекули й атоми — перебувають у безперервному русі. Тепловий стан тіла є результатом руху його частинок.

4. Молекули простих речовин складаються з однакових атомів, молекули складних речовин — з різних атомів.

Через 67 років після М. В. Ломоносова атомістичне вчення в хімії застосував англійський учений Джон Дальтон. Він виклав основні положення атомістики у праці “Нова система хімічної філософії” (1808). У своїй основі вчення Дальтона повторює вчення Ломоносова. Водночас воно розвиває його далі, оскільки Дальтон уперше спробував визначити атомні маси відомих тоді елементів. Однак Дальтон заперечував існування молекул у простих речовинах, що порівняно із вченням Ломоносова є кроком назад. За Дальтоном, прості речовини складаються тільки з атомів і лише складні речовини — зі складних атомів (у сучасному розумінні — молекул). Слід зазначити, що заперечення Дальтоном існування молекул простих речовин перешкоджало подальшому розвиткові хімії.

Атомно-молекулярне вчення в хімії остаточно утвердилось лише в середині XIX ст. На Міжнародному з’їзді хіміків у м. Карлсруе в 1860 р. було прийнято означення понять “молекула” й “атом”.

Молекула — це найменша частинка даної речовини, що має її хімічні властивості. Хімічні властивості молекули визначаються її складом і хімічною будовою.

Атом — це найменша частинка хімічного елемента, що входить до складу молекул простих і складних речовин. Хімічні властивості елемента визначаються будовою його атома. Звідси випливає означення атома, що відповідає сучасним уявленням:

атом — це електронейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого атомного ядра і негативно заряджених електронів.

Згідно із сучасними уявленнями з молекул складаються речовини в газуватому і пароподібному станах. У твердому стані з молекул складаються тільки речовини, кристалічна решітка яких має молекулярну структуру, наприклад органічні речовини, неметали (за незначним винятком), оксид карбону(ІV), вода. Більшість твердих неорганічних речовин не мають молекулярної структури: їх решітка складається не з молекул, а з інших частинок (іонів, атомів); вони існують у вигляді макротіл (кристал хлориду натрію, друза кварцу, шматочок міді тощо). Не мають молекулярної структури солі, оксиди металів, алмаз, кремній, метали.

Хімічний зв’язок між молекулами речовин з молекулярною структурою менш міцний, ніж між атомами, тому температури їх плавлення і кипіння порівняно низькі. У речовин з немолекулярною структурою хімічний зв’язок між частинками досить міцний, тому температури їх плавлення і кипіння високі.

Сучасна хімія вивчає властивості мікрочастинок (атомів, молекул, іонів тощо) і макротіл.