Päätös tällaisen muistikirjan ylläpidon tarpeesta ei tullut heti, vaan vähitellen työkokemuksen kertymisen myötä.
Aluksi se oli paikka työkirjan lopussa - muutama sivu tärkeimpien määritelmien kirjoittamiseen. Sitten tärkeimmät pöydät laitettiin sinne. Sitten tuli ymmärrys, että oppiakseen ratkaisemaan ongelmia useimmat opiskelijat tarvitsevat tiukkoja algoritmisia määräyksiä, jotka heidän on ensinnäkin ymmärrettävä ja muistettava.
Silloin päätettiin pitää yllä työkirjan lisäksi toista pakollista kemian muistikirjaa - kemian sanakirjaa. Toisin kuin työkirjoja, joita voi olla jopa kaksi saman lukuvuoden aikana, sanakirja on yksi vihko koko kemian kurssille. On parasta, jos tässä muistikirjassa on 48 arkkia ja vahva kansi.
Järjestämme materiaalin tässä muistikirjassa seuraavasti: alussa - tärkeimmät määritelmät, jotka kaverit kirjoittavat oppikirjasta tai kirjoittavat ylös opettajan sanelemana. Esimerkiksi 8. luokan ensimmäisellä oppitunnilla tämä on oppiaineen "kemia" määritelmä, käsite "kemialliset reaktiot". Lukuvuoden aikana 8. luokalla heitä kertyy yli kolmekymmentä. Näiden määritelmien mukaan teen kyselyitä joillakin tunneilla. Esimerkiksi suullinen kysymys ketjussa, kun opiskelija esittää kysymyksen toiselle, jos hän vastasi oikein, hän kysyy jo seuraavan kysymyksen; tai kun toiset opiskelijat kysyvät yhdeltä opiskelijalta, jos hän ei selviä vastauksesta, he vastaavat itse. Orgaanisessa kemiassa nämä ovat pääasiassa orgaanisten aineiden luokkien ja pääkäsitteiden määritelmiä, esimerkiksi "homologit", "isomeerit" jne.
Hakukirjamme lopussa materiaali on esitetty taulukoiden ja kaavioiden muodossa. Viimeisellä sivulla on aivan ensimmäinen taulukko "Kemialliset alkuaineet. Kemialliset merkit". Sitten taulukot "Valenssi", "Hapot", "Indikaattorit", "Metallien sähkökemialliset jännitteet", "Elektronegatiivisuussarja".
Haluan erityisesti keskittyä taulukon "Happojen vastaavuus happooksideihin" sisältöön:
| Happojen ja happamien oksidien vastaavuus | ||||
| hapan oksidi | Acid | |||
| Nimi | Kaava | Nimi | Kaava | Happojäännös, valenssi |
| hiilimonoksidi (II) | CO2 | hiiltä | H2CO3 | CO 3 (II) |
| rikki(IV)oksidi | SO2 | rikkipitoinen | H2SO3 | SO3(II) |
| rikki(VI)oksidi | SO 3 | rikkipitoinen | H2SO4 | SO4(II) |
| pii(IV)oksidi | Si02 | piitä | H2SiO3 | SiO 3 (II) |
| typpioksidi (V) | N 2 O 5 | typpipitoinen | HNO3 | NO 3 (I) |
| fosfori(V)oksidi | P2O5 | fosforipitoinen | H3PO4 | PO 4 (III) |
Ymmärtämättä ja muistamatta tätä taulukkoa 8. luokan opiskelijoiden on vaikea laatia yhtälöitä happooksidien ja alkalien reaktioista.
Kun opiskelet elektrolyyttisen dissosiaation teoriaa, kirjoitamme muistikirjan loppuun kaavioita ja sääntöjä.
Säännöt ionisten yhtälöiden laatimiseen:
1. Kirjoita ylös ionien muodossa vahvojen veteen liukenevien elektrolyyttien kaavat.
2. Kirjoita molekyylimuodossa yksinkertaisten aineiden, oksidien, heikkojen elektrolyyttien ja kaikkien liukenemattomien aineiden kaavat.
3. Heikosti liukenevien aineiden kaavat yhtälön vasemmalla puolella on kirjoitettu ionimuodossa, oikealla - molekyylimuodossa.
Orgaanista kemiaa tutkiessamme kirjoitamme sanakirjaan yhteenvetotaulukot hiilivedyistä, happea ja typpeä sisältävien aineiden luokista, geneettisten suhteiden kaavioista.
| Fyysiset määrät | |||
| Nimitys | Nimi | Yksiköt | Kaavat |
| aineen määrä | mooli | = N/NA; = m/M; V / V m (kaasuille) |
|
| N A | Avogadron vakio | molekyylejä, atomeja ja muita hiukkasia | NA = 6,02 10 23 |
| N | hiukkasten lukumäärä | molekyylit, atomeja ja muita hiukkasia |
N = N A |
| M | moolimassa | g/mol, kg/kmol | M = m/; /M/ = M r |
| m | paino | g, kg | m = M; m = V |
| Vm | kaasun moolitilavuus | l / mol, m 3 / kmol | Vm \u003d 22,4 l / mol \u003d 22,4 m 3 / kmol |
| V | äänenvoimakkuutta | l, m 3 | V = V m (kaasuille); |
| tiheys | g/ml; | = m/V; M / V m (kaasuille) |
|
25 vuoden aikana, kun opetin kemiaa koulussa, jouduin työskentelemään erilaisten ohjelmien ja oppikirjojen parissa. Samalla oli aina yllättävää, että käytännössä mikään oppikirja ei opeta ratkaisemaan ongelmia. Kemian opiskelun alussa, tiedon systematisoimiseksi ja konsolidoimiseksi sanakirjassa, opiskelijat ja minä laadimme taulukon "Fysikaaliset suuret" uusilla suureilla:
Opettaessani laskennallisten ongelmien ratkaisemista pidän algoritmeja erittäin tärkeänä. Uskon, että toimintajärjestyksen tiukka määräys antaa heikolle opiskelijalle mahdollisuuden ymmärtää tietyntyyppisten ongelmien ratkaisua. Vahville opiskelijoille tämä on mahdollisuus saavuttaa kemian jatkokoulutuksensa ja itsekoulutuksensa luova taso, koska ensin sinun on hallittava itsevarmasti suhteellisen pieni määrä vakiotekniikoita. Tämän pohjalta kehittyy kyky soveltaa niitä oikein monimutkaisempien ongelmien ratkaisemisen eri vaiheissa. Siksi olen koonnut algoritmeja laskennallisten ongelmien ratkaisemiseen kaikentyyppisiin koulukurssien tehtäviin ja koulun ulkopuolisiin toimiin.
Annan esimerkkejä joistakin niistä.
Algoritmi ongelmien ratkaisemiseksi kemiallisten yhtälöiden avulla.
1. Kirjoita lyhyesti tehtävän ehto ja tee kemiallinen yhtälö.
2. Kirjoita kemiallisen yhtälön kaavojen yläpuolelle tehtävän tiedot, kirjoita kaavojen alle moolien määrä (kertoimen mukaan).
3. Etsi kaavojen avulla aineen määrä, jonka massa tai tilavuus on annettu tehtävän ehdossa:
M/M; \u003d V / V m (kaasuille V m \u003d 22,4 l / mol).
Kirjoita saatu luku kaavan yläpuolelle yhtälöön.
4. Etsi aineen määrä, jonka massaa tai tilavuutta ei tunneta. Tätä varten perustele yhtälön mukaan: vertaa ehdon mukaista moolimäärää yhtälön mukaiseen moolimäärään. Osuus tarvittaessa.
5. Laske massa tai tilavuus kaavojen avulla: m = M ; V = Vm.
Tämä algoritmi on perusta, joka opiskelijan tulee hallita, jotta hän voi tulevaisuudessa ratkaista ongelmia käyttämällä yhtälöitä, joissa on erilaisia komplikaatioita.
Tehtävät yli- ja puutteille.
Jos ongelmatilanteessa tiedetään kahden reagoivan aineen määrät, massat tai tilavuudet kerralla, niin tämä on yli- ja puuteongelma.
Kun ratkaiset sen:
1. On tarpeen löytää kahden reagoivan aineen määrät kaavojen mukaan:
M/M; = V/V m.
2. Tuloksena saadut moolimäärät on merkitty yhtälön yläpuolelle. Vertaamalla niitä yhtälön mukaiseen moolimäärään, tee johtopäätös siitä, mikä aine annetaan puutteessa.
3. Tee lisälaskelmia puutteiden perusteella.
Tehtävät reaktiotuotteen saannon osuudelle, käytännössä saatu teoreettisesti mahdollisesta.
Reaktioyhtälöiden mukaan suoritetaan teoreettiset laskelmat ja löydetään teoreettiset tiedot reaktiotuotteelle: teor. , m teoria. tai V-teoria. . Reaktioita suoritettaessa laboratoriossa tai teollisuudessa tapahtuu häviöitä, joten saadut käytännön tiedot ovat käytännöllisiä. ,
m käytännöllinen tai V käytännöllinen. on aina pienempi kuin teoreettisesti laskettu data. Saantoosuus on merkitty kirjaimella (eta) ja se lasketaan kaavoilla:
(tämä) = harjoittele. / teoria. = m käytännöllinen. / m teoria. = V käytännöllinen. / V teoria.
Se ilmaistaan yksikön murto-osana tai prosentteina. Tehtäviä on kolmen tyyppisiä:
Jos lähtöaineen tiedot ja osuus reaktiotuotteen saannosta tiedetään ongelman tilanteessa, sinun on löydettävä käytännöllinen. , m käytännöllinen tai V käytännöllinen. reaktiotuote.
Ratkaisujärjestys:
1. Laske yhtälön mukaan alkuperäisen aineen tietojen perusteella, etsi teoria. , m teoria. tai V-teoria. reaktiotuote;
2. Laske käytännössä saadun reaktiotuotteen massa tai tilavuus kaavojen mukaan:
m käytännöllinen = m teoria. ; V harjoitus. = V-teoria. ; käytännöllinen = teoria. .
Jos ongelmatilanteessa lähtöaineen tiedot ja käytäntö ovat tiedossa. , m käytännöllinen tai V käytännöllinen. saadusta tuotteesta, kun taas on tarpeen löytää osuus reaktiotuotteen saannosta.
Ratkaisujärjestys:
1. Laske yhtälön mukaan lähtöaineen tietojen perusteella, etsi
Theor. , m teoria. tai V-teoria. reaktiotuote.
2. Laske reaktiotuotteen saannon osuus kaavojen avulla:
Prakt. / teoria. = m käytännöllinen. / m teoria. = V käytännöllinen. /V teoria.
Jos ongelman tilassa tunnetaan käytäntö. , m käytännöllinen tai V käytännöllinen. tuloksena olevasta reaktiotuotteesta ja sen saannon osuudesta, tässä tapauksessa sinun on löydettävä tiedot lähtöaineesta.
Ratkaisujärjestys:
1. Etsi teor., m teoria. tai V-teoria. reaktiotuote kaavojen mukaisesti:
Theor. = käytännöllinen / ; m teoria. = m käytännöllinen. / ; V teoria. = V käytännöllinen. / .
2. Laske yhtälön mukaan teorian perusteella. , m teoria. tai V-teoria. reaktiotuote ja etsi tiedot lähtöaineesta.
Tietenkin tarkastelemme näitä kolmea ongelmatyyppiä vähitellen, kehitämme taitoja ratkaista jokainen niistä useiden ongelmien esimerkin avulla.
Ongelmia seoksissa ja epäpuhtauksissa.
Puhdas aine on se, jota on enemmän seoksessa, loput ovat epäpuhtauksia. Nimitykset: seoksen massa - m cm, puhtaan aineen massa - m q.v., epäpuhtauksien massa - m n. , puhtaan aineen massaosa - h.v.
Puhtaan aineen massaosa saadaan kaavasta: h.v. = m q.v. / m katso, ilmaise se yksikön murto-osina tai prosentteina. Erottelemme 2 tyyppistä tehtävää.
Jos ongelmatilanteessa puhtaan aineen massaosuus tai epäpuhtauksien massaosuus on annettu, niin seoksen massa on annettu. Sana "tekninen" tarkoittaa myös seoksen läsnäoloa.
Ratkaisujärjestys:
1. Laske puhtaan aineen massa kaavalla: m p.m. = q.v. näen.
Jos epäpuhtauksien massaosa annetaan, sinun on ensin löydettävä puhtaan aineen massaosa: = 1 - n.
2. Suorita puhtaan aineen massan perusteella lisälaskelmia yhtälön mukaisesti.
Jos ongelman ehto antaa alkuperäisen seoksen massan ja reaktiotuotteen n, m tai V, niin sinun on löydettävä alkuperäisen seoksen puhtaan aineen massaosa tai siinä olevien epäpuhtauksien massaosa.
Ratkaisujärjestys:
1. Laske yhtälön mukaan reaktiotuotteen tietojen perusteella ja löydä n tuntia. ja m h.v.
2. Laske puhtaan aineen massaosuus seoksesta kaavalla: q.v. = m q.v. / m näe ja massaosuus epäpuhtauksista: n. = 1 - h.c.
Kaasujen tilavuussuhteiden laki.
Kaasujen tilavuudet liittyvät samalla tavalla kuin niiden ainemäärät:
V1/V2 = 1/2
Tätä lakia käytetään tehtävien ratkaisemisessa yhtälöillä, joissa kaasun tilavuus on annettu ja on tarpeen löytää toisen kaasun tilavuus.
Kaasun tilavuusosuus seoksessa.
Vg / Vcm, jossa (phi) on kaasun tilavuusosuus.
Vg on kaasun tilavuus, Vcm on kaasuseoksen tilavuus.
Jos kaasun tilavuusosuus ja seoksen tilavuus annetaan ongelmatilanteessa, niin ensinnäkin on löydettävä kaasun tilavuus: Vg = Vcm.
Kaasuseoksen tilavuus saadaan kaavasta: Vcm \u003d Vg /.
Aineen polttamiseen käytetyn ilman tilavuus saadaan happitilavuuden kautta, joka löytyy yhtälöstä:
Vair \u003d V (O 2) / 0,21
Orgaanisten aineiden kaavojen johtaminen yleisillä kaavoilla.
Orgaaniset aineet muodostavat homologisia sarjoja, joilla on yhteiset kaavat. Tämä mahdollistaa:
1. Ilmaise suhteellinen molekyylipaino luvulla n.
Mr (Cn H 2n + 2) = 12n + 1 (2n + 2) = 14n + 2.
2. Yhdistä n:llä ilmaistu M r todelliseen M r:iin ja etsi n.
3. Laadi reaktioyhtälöt yleisessä muodossa ja suorita niistä laskelmia.
Aineiden kaavojen johtaminen palamistuotteista.
1. Analysoi palamistuotteiden koostumus ja tee johtopäätös palaneen aineen laadullisesta koostumuksesta: H 2 O -> H, CO 2 -> C, SO 2 -> S, P 2 O 5 -> P, Na 2 CO 3 -> Na, C.
Hapen esiintyminen aineessa vaatii varmentamista. Nimeä kaavan indeksit x, y, z. Esimerkiksi CxHyOz (?).
2. Selvitä palamistuotteiden aineiden määrä kaavojen avulla:
n = m/M ja n = V/Vm.
3. Selvitä palaneen aineen sisältämien alkuaineiden määrät. Esimerkiksi:
n (C) \u003d n (CO 2), n (H) \u003d 2 ћ n (H 2 O), n (Na) \u003d 2 ћ n (Na 2 CO 3), n (C) \u003d n (Na 2CO 3) jne.
4. Jos aine, jonka koostumusta ei tunneta, palaa, on ehdottomasti tarkistettava, sisälsikö se happea. Esimerkiksi СxНyОz (?), m (O) \u003d m in-va - (m (C) + m (H)).
b) jos suhteellinen tiheys tunnetaan: M 1 = D 2 M 2, M = D H2 2, M = D O2 32,
M = D ilma. 29, M = D N2 28 jne.
1 tapa: etsi aineen yksinkertaisin kaava (katso edellinen algoritmi) ja yksinkertaisin moolimassa. Vertaa sitten todellista moolimassaa yksinkertaisimpaan ja lisää kaavan indeksejä tarvittava määrä kertoja.
2 tapa: etsi indeksit kaavalla n = (e) Mr / Ar (e).
Jos jonkin alkuaineen massaosuutta ei tunneta, se on löydettävä. Voit tehdä tämän vähentämällä toisen elementin massaosuuden 100 %:sta tai yksiköstä.
Vähitellen kemian opiskelun aikana kemian sanakirjassa kertyy algoritmeja erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi. Ja opiskelija tietää aina, mistä löytää oikean kaavan tai oikean tiedon ongelman ratkaisemiseksi.
Monet opiskelijat haluavat pitää tällaista muistikirjaa, he itse täydentävät sitä erilaisilla viitemateriaaleilla.
Mitä tulee koulun ulkopuolisiin toimiin, niin otamme opiskelijoiden kanssa käyttöön myös erillisen muistikirjan algoritmien kirjoittamiseen koulun opetussuunnitelman ulkopuolelle jäävien ongelmien ratkaisemiseen. Samassa muistikirjassa kirjoitamme jokaiselle tehtävätyypille 1-2 esimerkkiä, ne ratkaisevat loput tehtävät toisessa muistikirjassa. Ja jos ajattelee sitä, kaikkien yliopistojen kemian tentin tuhansien erilaisten tehtävien joukosta voidaan erottaa 25 - 30 erilaista tehtävää. Tietysti niissä on monia variaatioita.
Kehittäessään algoritmeja ongelmien ratkaisemiseksi valinnaisissa luokissa, A.A. Kushnarev. (Oppiminen ratkaisemaan kemian tehtäviä, - M., Koulu - lehdistö, 1996).
Kyky ratkaista kemian ongelmia on tärkein kriteeri aiheen luovalle omaksumiselle. Kemian kurssi voidaan hallita tehokkaasti ratkaisemalla monimutkaisia ongelmia.
Jos opiskelijalla on selkeä käsitys kaikista mahdollisista tehtävistä, hän on ratkaissut suuren määrän kunkin tyyppisiä tehtäviä, hän pystyy selviytymään kemian kokeen läpäisemisestä yhtenäisen valtiontutkinnon muodossa ja yliopistoihin pääsystä .
Abstraktit avainsanat: Kemialliset alkuaineet, kemiallisten alkuaineiden merkit.
Kemiassa käsite on erittäin tärkeä. "kemiallinen alkuaine"(Sana "elementti" kreikaksi tarkoittaa "komponenttia"). Ymmärtääksesi sen olemuksen, muista kuinka seokset ja kemialliset yhdisteet eroavat toisistaan.
Esimerkiksi rauta ja rikki säilyttävät ominaisuutensa seoksessa. Siksi voidaan väittää, että rautajauheen seos rikkijauheen kanssa koostuu kahdesta yksinkertaisesta aineesta - raudasta ja rikistä. Koska kemiallinen yhdiste rautasulfidi muodostuu yksinkertaisista aineista - raudasta ja rikistä, haluaisin väittää, että rautasulfidi koostuu myös raudasta ja rikistä. Mutta tutustuttuamme rautasulfidin ominaisuuksiin ymmärrämme, että tätä ei voida kiistää. Tällä kemiallisen vuorovaikutuksen seurauksena muodostuneella on täysin erilaiset ominaisuudet kuin alkuperäisillä aineilla. Koska monimutkaisten aineiden koostumus ei sisällä yksinkertaisia aineita, vaan tietyn tyyppisiä atomeja.
KEMIALLINEN ELEMENTTI on tietyntyyppinen atomi.
Joten esimerkiksi kaikki happiatomit, riippumatta siitä, ovatko ne osa happimolekyylejä vai vesimolekyylejä, ovat kemiallinen alkuaine happea. Kaikki vedyn, raudan, rikin atomit ovat vastaavasti kemiallisia alkuaineita vety, rauta, rikki jne.
Tällä hetkellä tunnetaan 118 erityyppistä atomia, ts. 118 kemiallista alkuainetta. Tämän suhteellisen pienen määrän alkuaineita atomeista muodostuu valtava valikoima aineita. ("Kemiallisen alkuaineen" käsitettä selvennetään ja laajennetaan tulevissa huomautuksissa).
Käyttämällä käsitettä "kemiallinen alkuaine" voimme selventää määritelmiä: YKSINKERTAINEN ovat aineita, jotka koostuvat yhden kemiallisen alkuaineen atomeista. KOMPLEKSIT ovat aineita, jotka koostuvat eri kemiallisten alkuaineiden atomeista.
On tarpeen tehdä ero käsitteiden välillä "yksinkertainen aine" ja "kemiallinen alkuaine" , vaikka niiden nimet ovat useimmissa tapauksissa samat. Siksi joka kerta kun tapaamme sanat "happi", "vety", "rauta", "rikki" jne., meidän on ymmärrettävä, mistä puhumme - yksinkertaisesta aineesta tai kemiallisesta alkuaineesta. Jos esimerkiksi sanotaan: "Kalat hengittävät veteen liuennutta happea", "Rauta on metalli, jota magneetti houkuttelee", tämä tarkoittaa, että puhumme yksinkertaisista aineista - hapesta ja raudasta. Jos he sanovat, että happi tai rauta on osa ainetta, he tarkoittavat happea ja rautaa kemiallisina alkuaineina.
Kemialliset alkuaineet ja niiden muodostamat yksinkertaiset aineet voidaan jakaa kahteen suureen ryhmään: metallit ja ei-metallit. Esimerkkejä metalleista ovat rauta, alumiini, kupari, kulta, hopea jne. Metallit ovat muovia, niillä on metallinen kiilto ja ne johtavat hyvin sähkövirtaa. Esimerkkejä epämetalleista ovat rikki, fosfori, vety, happi, typpi jne. Epämetallien ominaisuudet vaihtelevat.
Kemiallisten alkuaineiden merkit
Jokaisella kemiallisella alkuaineella on oma nimi. Käytä kemiallisten alkuaineiden yksinkertaistettua nimitystä varten kemiallinen symboliikka. Kemiallinen alkuaine merkitään alku- tai alkukirjaimella ja yhdellä seuraavista kirjaimista tämän alkuaineen latinankielisestä nimestä. Joten vety (lat. hydrogenium - hydrogenium) on merkitty kirjaimella H, elohopea (lat. hydrargyrum - hydrargyrum) - kirjaimin hg jne. Ruotsalainen kemisti J. J. Berzelius ehdotti modernia kemiallista symboliikkaa vuonna 1814
Kemiallisten alkuaineiden lyhenteet ovat merkkejä(tai hahmot) kemiallisia alkuaineita. Kemiallinen symboli (kemiallinen merkki) tarkoittaa tietyn kemiallisen alkuaineen yksi atomi .
kemiallisia merkkejä
KEMIALLISET MERKINNÄT (kemialliset symbolit) kemiallisten alkuaineiden kirjainmerkinnät. Ne koostuvat alkuaineen latinankielisen nimen ensimmäisestä tai ensimmäisestä ja yhdestä seuraavista kirjaimista, esimerkiksi hiili - C (Carboneum), kalsium - Ca (kalsium), kadmium - Cd (kadmium). Nuklidien osoittamiseksi niiden kemiallisille merkeille on annettu massanumero vasemmassa yläkulmassa ja joskus esimerkiksi atominumero alhaalla vasemmalla. Kemiallisia merkkejä käytetään kemiallisten kaavojen kirjoittamiseen.
Kemialliset merkit
kemialliset symbolit, kemiallisten alkuaineiden lyhennetyt kirjaimet. Moderni Z. x. (katso taulukko) koostuvat elementtien latinankielisen nimen ensimmäisestä kirjaimesta tai ensimmäisestä ja yhdestä seuraavista kirjaimista. Kemiallisissa kaavoissa ja kemiallisissa yhtälöissä kukin Z. x. ilmaisee alkuaineen nimen lisäksi sen atomimassaa vastaavan suhteellisen massan. Osoittaa isobaarit ja isotoopit niiden Z. x. massanumero annetaan ylhäältä vasemmalle (joskus oikealle); Ympäristönumero on kirjoitettu vasempaan alakulmaan. Jos he eivät halua nimetä neutraalia atomia, vaan ionia, he asettavat ionin varauksen oikeaan yläkulmaan. Oikeassa alakulmassa näkyy tietyn elementin atomien lukumäärä molekyylissä. Esimerkkejä: ═≈ yksinkertaisesti varautunut kloori-isotooppi-ioni (atominumero 17, massaluku 35); ═≈ saman isotoopin kaksiatominen molekyyli. Argonin ja kalsiumin isobaarit on merkitty ═u:lla, vastaavasti. Taulukossa Z. x. ovat kansainvälisiä, mutta niiden ohella joissakin maissa käytetään yleisesti elementtien kansallisista nimistä johdettuja merkkejä. Esimerkiksi Ranskassa Z. x:n sijaan. typpi N, beryllium Be ja volframi W hyväksytään Az (Azote), Gl (Glucinium) ja Tu (Tungstène). Yhdysvalloissa käytetään usein Cb:tä (kolumbiumia) Nb:n sijasta niobiumissa. Alkuaineiden atominumeroilla 102 ja 103 ("nobelium" ja "lawrencium") nimiä ja merkkejä ei yleisesti hyväksytä. Historiallinen viittaus. Muinaisen maailman ja keskiajan kemistit käyttivät symbolisia kuvia, kirjainlyhenteitä sekä näiden yhdistelmiä aineiden, kemiallisten toimintojen ja laitteiden osoittamiseen. riisi. ). Antiikin seitsemän metallia kuvattiin tähtitieteellisinä merkkeinä seitsemästä taivaankappaleesta: Aurinko (kulta), Kuu (hopea), Jupiter (tina), Venus (kupari), Saturnus (lyijy), Merkurius (elohopea), Mars ( rauta). 1400-1700-luvuilla löydetyt metallit - vismutti, sinkki, koboltti - merkittiin niiden nimien ensimmäisillä kirjaimilla. Viinin merkki (lat. spiritus vini) koostuu kirjaimista S ja V. Vahvan vodkan (lat. aqua fortis, typpihappo) ja kultaisen vodkan (lat. aqua regis, aqua regia, sekoitus kloorivetyhappo ja typpihappo) muodostuvat veden merkistä Ñ ja isoista kirjaimista F, vastaavasti R. Lasin merkki (latinalainen vitrum) muodostuu kahdesta kirjaimesta V ≈ suora ja käänteinen. Yritetään virtaviivaistaa muinaista Z. x. jatkui 1700-luvun loppuun asti. 1800-luvun alussa Englantilainen kemisti J. Dalton ehdotti kemiallisten alkuaineiden atomien nimeämistä ympyröillä, joiden sisään sijoitettiin pisteitä, viivoja, metallien englanninkielisten nimien alkukirjaimia jne. Dalton sai jonkin verran levitystä Isossa-Britanniassa ja Länsi-Euroopassa, mutta pian sen korvasi puhtaasti aakkosellinen Z. x., jota ruotsalainen kemisti I. Ya. Berzelius ehdotti vuonna 1814. Periaatteet, joita hän ilmaisi Z. x:n laatimiseksi. ovat säilyttäneet voimansa tähän päivään asti; ne mainitaan artikkelin alussa. Venäjällä ensimmäinen painettu viesti Z. x. Berzeliuksen teki vuonna 1824 Moskovan lääkäri I. Ya. Zatsepin. Kemiallisten alkuaineiden merkit, nimet, atomiluvut ja atomimassat Merkki* Latinalainen nimi Venäläinen nimi Atominumero Atomimassa** Merkki* Latinalainen nimi Venäläinen nimi Atominumero Atomimassa** Ac Actinium Actinium 89 [ 227] Mg Mgnesiom Magnesium 12 24.305 Ag Argentum Silver 47 107.8680 Mn Manganum Manganese 25 54.9380 Al Aluminum Aluminum 13 26.98154 Mo Molebdaenum Molybdenum 42 95.94 Am Americium Americium 95 N Nitrogenium Nitrogen 7 14.0067 Ar Argonum Argonium 18 39.9 .98977 As Arsenicum Arsenic 33 74.9216 Nb Niobium Niobium 41 92.9064 At Astatium Astatium 85 Nd Neodymium Neodymium 60 144.24 AU AURUM GOLD 79 196.9665 NEONUM NEON 10 20.179 B BORUM BORON 5 10.810 NI NICCOLUM 58, 2 71 BA BARYUM BARIUM 56 137.34 (NO) (Nobelium) 102 Beptunium 93 237.042 Bismuth 837. 208.9804 O Oxygenium Oxygen 8 15.9994 Bk Berkelium Berkelium 97 Osmium Osmium 76 190.2 Br Bromi Bromi 35 79.904 P Fosph Orus -fosfori 15 30.97376 c Carboneum Carbon 6 12,011 PA Protactinium Protactinium 91 231.0359 CA kalsium kalsium 20 40,08 PB Plumbum Lyijy 82 207,2 Cd CDMIUM CADMIUM 48 112,40 PD PALLEDIUM PALLADIUM 46 CALIIM 5 CALIIM Polonium Polonium 84 PALLEMIUM 61 Chlorum -kloori 17 35,453 Pr Praseodydymium praseodymium 59 140,9077 cm curium curium 96 pt Platinum Platinum 78 195.09 Cobaltum Cobolt 24 Plutonium Cr Plutonium kromikromi 24 51.996 RA radium radium 88 226.0254 CSIUM CESIUM CESEIUM 55 Rhenium Rhenium 75 186.2 DY Dysprosium dysprosium 66 162,50 Rh5 Rhodium102 9055 er erbium erbium 68 167,26 rn radonum radon 86 es einsteinium einsteinium 99 RUTHENIUM RUTHENIUM 44 101.07 EUUMUMIUMIN EURUMIUM 63 151,96 , 75 Fe Ferrum Rauta 26 55.847 Sc Scandium Scandium 21 44.9559 Fm Fermium Fermium 1 00 SE -seleni -seleeni 34 78,96 fr frankium frankium 87 si piiumpihi 14 28,086 ga gallium gallium 31 69,72 sm samarium Samarium 62 150,4 GD Gadolinium gadolinium 64 157,25 Sn Stanum Tin 50 118.69 GE Germanium 32 72. 1 1.0079 TA TANTALUM TANTALUM 73 180.949 He Helium Helium 2 4.00260 TB Terbium Terbium 65 158.9254 HF Hafnium Hafnium 72 178.49 TC Technium Technium 90 43 298 Hydrargyrum Mercury 834.9304 THOHURIUM 52 127.60 53 126,9045 Ti Titanium Titanium 22 47,90 indiumin indiumissa 49 114.82 tl thallium thallium 81 204.37 iridium Iridium 77 192,22 tm thulium thulium 69 168,9342 K Kalium Ponium 19 39.098 Uranium 92 2388.029 KRYTOV 23.8.80. 183.85 La Lanthanum Lanthanum 57 138.9055 Xe Xenonum Xenon 54 131.30 Li Litium Litium 3 6.941 Y Yttrium Yttrium ovat 39 88.9059 (Lr) (Lawrencium) 103 Yb Ytterbium Ytterbium 70 173.04 Lu Lutetium Lutetium 71 174.97 Zn Sinkki Sinkki 30 65.38 Md ja Inicenses 3 alkuaineista Mendelevium Mendelevium 201 ja 2 atomia 1 201 201 201 Z 101 Z 101 Zer. ** Atomimassat on annettu hiilen asteikolla (hiili-isotoopin 12C atomimassa on täsmälleen 12) ja vastaavat kansainvälistä taulukkoa 197
- ja.
- :
- Tiede, joka tutkii aineita, niiden koostumusta, rakennetta, ominaisuuksia ja keskinäisiä muunnoksia.
- Akateeminen aine, joka sisältää tämän tieteen teoreettiset perusteet.
- avautua Oppikirja, joka esittelee tietyn akateemisen aineen sisällön.
- Tämän tieteen ja sen lakien käytännön soveltaminen tuotannossa, teollisuudessa jne.
- jnk laadullinen koostumus
- avautua Tuotannossa ja jokapäiväisessä elämässä käytettävät valmisteet, kemikaalit, liuokset jne.
- avautua Elintarvikkeet, jotka eivät sisällä juuri lainkaan luonnollisia ainesosia.
- trans. avautua Permanentti.
- :
Radioaktiivisten alkuaineiden pisimpään eläneiden isotooppien massaluvut on annettu hakasulkeissa.
Lit .: Lomonosov M.V., Poln. coll. soch., osa 2, M. ≈ L., 1951, s. 706≈709; Dzhua M., kemian historia, käänn. italiasta, M., 1966; Crosland M. P., Historiallisia tutkimuksia kemian kielellä, L., 196
Kemia, kuten mikä tahansa tiede, vaatii tarkkuutta. Tietojen esitysjärjestelmää tällä tietokentällä on kehitetty vuosisatojen ajan, ja nykyinen standardi on optimoitu rakenne, joka sisältää kaiken tarvittavan tiedon jokaisen tietyn elementin teoreettista jatkotyötä varten.
Kaavoja ja yhtälöitä kirjoitettaessa on erittäin hankalaa käyttää kokonaislukuja, ja nykyään tähän tarkoitukseen käytetään yhtä tai kahta kirjainta - alkuaineiden kemiallisia symboleja.
Tarina
Muinaisessa maailmassa, samoin kuin keskiajalla, tutkijat käyttivät symbolisia kuvia osoittamaan erilaisia elementtejä, mutta näitä merkkejä ei standardoitu. Aineiden ja alkuaineiden symboleja yritettiin systematisoida vasta 1200-luvulla, ja 1400-luvulta lähtien vasta löydetyt metallit alettiin merkitä niiden nimien ensimmäisillä kirjaimilla. Samanlaista nimeämisstrategiaa käytetään kemiassa tähän päivään asti.
Nimeämisjärjestelmän nykyinen tila
Tähän mennessä tunnetaan yli satakaksikymmentä kemiallista alkuainetta, joista osa on erittäin ongelmallista löytää luonnosta. Ei ole yllättävää, että vielä 1800-luvun puolivälissä tiede tiesi niistä vain 63 olemassaolosta, eikä ollut olemassa yhtä nimeämisjärjestelmää eikä yhtenäistä järjestelmää kemiallisen tiedon esittämiseksi.
Viimeisen ongelman ratkaisi saman vuosisadan toisella puoliskolla venäläinen tiedemies D. I. Mendeleev luottaen edeltäjiensä epäonnistuneisiin yrityksiin. Nimeämisprosessi jatkuu tänään - on useita elementtejä, joiden numerot ovat alkaen 119 ja suuremmat, ja ne on tavanomaisesti merkitty taulukossa niiden sarjanumeron latinalaisella lyhenteellä. Tämän luokan kemiallisten alkuaineiden symbolien ääntäminen tapahtuu latinalaisten numeroiden lukemista koskevien sääntöjen mukaisesti: 119 - ununenny (lit. "satayhdeksästoista"), 120 - unbinilium ("satakahdeskymmenes") ja niin päällä.
Useimmilla elementeillä on omat nimensä, jotka on johdettu latinan, kreikan, arabian ja saksan juurista, joissain tapauksissa heijastavat aineiden objektiivisia ominaisuuksia ja toisissa toimivat motivoimattomina symboleina.
Joidenkin elementtien etymologia
Kuten edellä mainittiin, jotkin kemiallisten alkuaineiden nimet ja symbolit perustuvat objektiivisesti havaittaviin piirteisiin.
Pimeässä hohtavan fosforin nimi tulee kreikan sanasta "tuo valoa". Käännettäessä venäjäksi, löytyy melko paljon "puhuvia" nimiä: kloori - "vihreä", bromi - "paha haju", rubidium - "tummanpunainen", indium - "indigoväri". Koska alkuaineiden kemialliset symbolit on annettu latinalaisin kirjaimin, nimen suora yhteys aineeseen jää venäjänkieliselle yleensä huomaamatta.
On myös hienovaraisempia nimeämisassosiaatioita. Joten seleenin nimi tulee kreikan sanasta, joka tarkoittaa "kuuta". Tämä tapahtui, koska luonnossa tämä elementti on telluurisatelliitti, jonka nimi samassa kreikassa tarkoittaa "maata".
Niobiumia kutsutaan samalla tavalla. Kreikkalaisen mytologian mukaan Niobe on Tantaluksen tytär. Kemiallinen alkuaine tantaali löydettiin aiemmin ja se on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin niobiumin - näin ollen looginen yhteys "isä-tytär" heijastui kemiallisten alkuaineiden "suhteeseen".
Lisäksi tantaali sai nimensä kuuluisan mytologisen hahmon kunniaksi ei sattumalta. Tosiasia on, että tämän elementin saaminen puhtaassa muodossaan oli täynnä suuria vaikeuksia, minkä vuoksi tutkijat kääntyivät fraseologiseen yksikköön "Tantaalijauho".
Toinen utelias historiallinen tosiasia on, että platinan nimi on kirjaimellisesti käännetty "hopeaksi", eli jotain vastaavaa, mutta ei yhtä arvokasta kuin hopea. Syynä on, että tämä metalli sulaa paljon vaikeammin kuin hopea, ja siksi sitä ei käytetty pitkään aikaan eikä sillä ollut erityistä arvoa.
Elementtien nimeämisen yleinen periaate
Kun katsot jaksollista taulukkoa, ensimmäinen asia, joka pistää silmään, ovat kemiallisten alkuaineiden nimet ja symbolit. Se on aina yksi tai kaksi latinalaista kirjainta, joista ensimmäinen on iso. Kirjainten valinta johtuu elementin latinankielisestä nimestä. Huolimatta siitä, että sanojen juuret tulevat muinaisesta kreikasta, latinasta ja muista kielistä, nimeämisstandardin mukaan niihin lisätään latinalaiset päätteet.
On mielenkiintoista, että suurin osa hahmoista on intuitiivisesti ymmärrettäviä venäjän äidinkielenään puhuvalle: opiskelija muistaa helposti alumiinin, sinkin, kalsiumin tai magnesiumin ensimmäisestä kerrasta lähtien. Tilanne on monimutkaisempi niiden nimien kanssa, jotka eroavat venäläisestä ja latinalaisesta versiosta. Opiskelija ei välttämättä muista heti, että pii on piidioksidia ja elohopea on hydrargyrum. Sinun on kuitenkin muistettava tämä - kunkin elementin graafinen esitys on keskittynyt aineen latinalaiseen nimeen, joka esiintyy kemiallisissa kaavoissa ja reaktioissa Si:na ja Hg:nä.
Tällaisten nimien muistamiseksi on hyödyllistä, että opiskelijat suorittavat harjoituksia, kuten: "Tee vastaavuus kemiallisen alkuaineen symbolin ja sen nimen välillä."
Muita tapoja nimetä
Joidenkin elementtien nimet ovat peräisin arabian kielestä ja "tyylitelty" latinaksi. Esimerkiksi natrium on saanut nimensä juurivarresta, joka tarkoittaa "kuplittavaa ainetta". Arabialaiset juuret voidaan jäljittää myös kaliumin ja zirkoniumin nimiin.
Myös saksan kielellä oli vaikutusta. Siitä tulevat sellaisten alkuaineiden nimet, kuten mangaani, koboltti, nikkeli, sinkki, volframi. Looginen yhteys ei ole aina ilmeinen: esimerkiksi nikkeli on lyhenne sanasta, joka tarkoittaa "kuparipaholaista".
Harvinaisissa tapauksissa nimet käännettiin venäjäksi kuultopaperin muodossa: hydrogenium (kirjaimellisesti "synnyttää vettä") muuttui vedyksi ja carboneum hiileksi.
Nimet ja toponyymit
Yli tusina elementtiä on nimetty eri tutkijoiden mukaan, mukaan lukien Albert Einstein, Dmitri Mendeleev, Enrico Fermi, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Marie Curie ja muut.
Jotkut nimet tulevat muista erisnimistä: kaupunkien, osavaltioiden, maiden nimistä. Esimerkiksi: moscovium, dubnium, europium, tennessine. Kaikki toponyymit eivät näytä tutuilta venäjän kielen äidinkielenään puhuvalle: on epätodennäköistä, että henkilö, jolla ei ole kulttuurikoulutusta, tunnistaa Japanin oman nimen sanasta nihonium - Nihon (kirjaimellisesti: nousevan auringon maa) ja hafniassa - Kööpenhaminan latinalainen versio. Edes kotimaasi nimen löytäminen sanasta rutenium ei ole helppo tehtävä. Siitä huolimatta Venäjää latinaksi kutsutaan Rutheniaksi, ja hänen kunniakseen on nimetty 44. kemiallinen alkuaine.
Jaksotaulukossa esiintyvät myös kosmisten kappaleiden nimet: planeetat Uranus, Neptunus, Pluto, Ceres Muinaisen kreikkalaisen mytologian henkilöiden nimien (tantaali, niobium) lisäksi löytyy myös skandinaavisia: torium, vanadiini.
Jaksollinen järjestelmä
Nykyään tutussa Dmitri Ivanovitš Mendelejevin jaksollisessa taulukossa elementit esitetään sarjoissa ja jaksoissa. Jokaisessa solussa kemiallinen alkuaine on merkitty kemiallisella symbolilla, jonka vieressä esitetään muita tietoja: sen koko nimi, sarjanumero, elektronien jakautuminen kerrosten yli, suhteellinen atomimassa. Jokaisella solulla on oma värinsä, joka riippuu siitä, onko s-, p-, d- vai f-elementti korostettu.
Tallennusperiaatteet
Isotooppeja ja isobaareja kirjoitettaessa elementin symbolin vasempaan yläkulmaan sijoitetaan massaluku - protonien ja neutronien kokonaismäärä ytimessä. Tässä tapauksessa atominumero sijoitetaan vasempaan alakulmaan, mikä on protonien lukumäärä.
Ionin varaus on kirjoitettu oikeaan yläkulmaan ja atomien lukumäärä on merkitty samalla puolella alla. Kemiallisten alkuaineiden symbolit alkavat aina isolla kirjaimella.
Kansalliset oikeinkirjoitusvaihtoehdot
Aasian ja Tyynenmeren alueella on omat kirjoitustavat kemiallisten alkuaineiden symboleista, jotka perustuvat paikallisiin kirjoitusmenetelmiin. Kiinalainen merkintäjärjestelmä käyttää radikaaleja merkkejä, joita seuraa merkkejä niiden foneettisessa merkityksessä. Metallien symboleja edeltää merkki "metalli" tai "kulta", kaasuja - radikaali "höyry", ei-metallien - hieroglyfi "kivi".
Euroopan maissa on myös tilanteita, joissa elementtien merkit tallennuksen aikana poikkeavat kansainvälisiin taulukoihin kirjatuista. Esimerkiksi Ranskassa typellä, volframilla ja berylliumilla on omat nimensä kansallisella kielellä ja ne on merkitty vastaavilla symboleilla.
Lopulta
Koulussa tai jopa korkeakoulussa opiskellessa koko jaksollisen taulukon sisällön muistamista ei vaadita ollenkaan. Muistissa kannattaa säilyttää kaavoissa ja yhtälöissä useimmin esiintyvien alkuaineiden kemialliset symbolit ja katsoa vähän käytettyjä aika ajoin Internetistä tai oppikirjasta.
Virheiden ja sekaannusten välttämiseksi on kuitenkin tiedettävä, miten tiedot on taulukossa jäsennelty, mistä lähteestä tarvittavat tiedot löytyvät, ja muistaa selvästi, mitkä elementin nimet eroavat venäläisissä ja latinalaisissa versioissa. Muuten voit vahingossa sekoittaa Mg:n mangaaniksi ja N:n natriumin.
Saat harjoitukset alkuvaiheessa suorittamalla harjoitukset. Määritä esimerkiksi kemiallisten elementtien symbolit satunnaisesti valitulle nimisarjalle jaksollisesta taulukosta. Kokemuksen kertyessä kaikki loksahtaa paikoilleen ja kysymys näiden perustietojen muistamisesta katoaa itsestään.
Sanakirja Ushakov
Kemia
chi mia, kemia, pl. Ei, Nainen (kreikkalainen kemia). Tiede koostumuksesta, rakenteesta, muutoksista ja muunnuksista sekä uusien yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden muodostumisesta. Engelsin mukaan kemiaa voidaan kutsua tieteeksi kappaleiden laadullisista muutoksista, jotka tapahtuvat kvantitatiivisen koostumuksen muutosten vaikutuksesta. Orgaaninen kemia. Epäorgaaninen kemia. Soveltava kemia. Teoreettinen kemia. Kemian kurssi.
| mitä. jonkin kemialliset ominaisuudet tieteellinen). Öljyn kemia.
tietosanakirja
Kemia
(mahdollisesti kreikkalaisesta Chemiasta - Chemia, yksi Egyptin vanhimmista nimistä), tiede, joka tutkii aineiden muutoksia, joihin liittyy muutos niiden koostumuksessa ja (tai) rakenteessa. Ihmiskunta käytti kemiallisia prosesseja (metallien saanti malmeista, kankaiden värjäys, nahkakäsittely jne.) jo kulttuurielämänsä kynnyksellä. 3-4 vuosisadalla. syntyi alkemia, jonka tehtävänä oli muuttaa perusmetalleja jaloiksi. Renessanssista lähtien kemiallista tutkimusta on käytetty yhä enemmän käytännön tarkoituksiin (metallurgia, lasinvalmistus, keramiikka, maalit); siellä oli myös alkemian erityinen lääketieteellinen suunta - iatrokemia. 2. kerroksessa. 17. vuosisata R. Boyle antoi käsitteen ensimmäisen tieteellisen määritelmän "kemiallinen alkuaine". Kemian muuttumisen aika todelliseksi tieteeksi päättyi toisella puoliskolla. 1700-luvulla, jolloin muotoiltiin massan säilymislaki kemiallisissa reaktioissa (katso myös M. V. Lomonosov, A. Lavoisier). Alussa. 1800-luvulla J. Dalton loi kemiallisen atomistiikan perustan, A. Avogardo esitteli konseptin "molekyyli". Nämä atomi- ja molekyylikäsitteet perustettiin vasta 1960-luvulla. 1800-luvulla Samaan aikaan A. M. Butlerov loi teorian kemiallisten yhdisteiden rakenteesta ja D. I. Mendelejev löysi jaksollisen lain (katso Mendelejevin jaksollinen elementtijärjestelmä). Con. 19 - kerjää. 20. vuosisata kemian tärkein alue oli kemiallisten prosessien lakien tutkiminen. Modernissa kemiassa sen yksittäisistä alueista - epäorgaaninen kemia, orgaaninen kemia, fysikaalinen kemia, analyyttinen kemia, polymeerikemia - on tullut pitkälti itsenäisiä tieteitä. Kemian ja muiden osaamisalojen risteyksessä nousivat esimerkiksi biokemia, agrokemia ja geokemia. Sellaiset tekniset tieteet kuin kemian teknologia ja metallurgia perustuvat kemian lakeihin.
Ožegovin sanakirja
X Ja MIA, ja, ja.
1. Tiede aineiden koostumuksesta, rakenteesta, ominaisuuksista ja niiden muunnoksista. epäorgaaninen x. Orgaaninen x. Fyysinen x. (perustuu fysiikan yleisiin periaatteisiin).
2. mitä. Itse koostumus, aineiden ominaisuudet ja niiden muutokset. H. hiilihydraatit. H. öljy.
3. kerätty kemikaalit. Kotitalous x.
4. Tapa vaikuttaa johonkin. kemikaalien avulla (puhekielessä). Tee kemiaa (perm tällaisilla keinoilla). Suorita kemian kurssi (eli hoitojakso tällaisilla aineilla, kemoterapia). Kemialla käsitellyt laskeutumiset (kemikaalit).
| adj. kemiallinen, voi voi.
Efremovan sanakirja
Kemia
Brockhausin ja Efronin tietosanakirja
Kemia
Tämän sanan alkuperäinen merkitys ja alkuperä on tuntematon; on mahdollista, että se on yksinkertaisesti Pohjois-Egyptin vanha nimi, ja silloin Chemi science tarkoittaa egyptiläistä tiedettä; mutta koska Chemi merkitsi Egyptin lisäksi myös mustaa ja μελάνοσις (musttumista) pidettiin metallien muunnoksissa väistämättömänä toimenpiteenä, voi olla, että τέχνη τής χημείας (mustan valmistamisen taidetta) H. Kopp, "Geschichte der Chemie", II, 1844, 4 - 6, ja M. Berthelot, "Introduction a l" é tude de la chimie des anciens et du moyen вge", 1889). "Useimmasta muista tieteistä X. sen kehityksessä erottuu siitä, että sen tavoite ymmärrettiin eri aikoina eri tavalla... Kun taas muilla henkisen toiminnan alueilla, olipa asenteet niihin muina ajanjaksoina mikä tahansa, tavoite tunnistettiin aina selkeästi, ja se oli vakaasti X:n historiassa tätä ei havaita ollenkaan. Tämä tiede ei muuta vain apuvälineiden ja sovellusten valintaa, vaan myös koko tehtävää ja sen olemassaolon ehtoja (vrt. Alchemy, Iatrochemists, Phlogiston) ... Tällä hetkellä, G. Kopp jatkaa (" Geschichte der Chemie", I , 1843, 5), X:n tehtävä itsessään (an und f ü r sich) on yhdisteiden hajottaminen niiden aineosiksi ja yhdisteiden muodostaminen uudelleen aineosista [ Tämä määritelmä juontaa juurensa 1600-luvun puoliväliin, jolloin Lemery Cours de Chymie -kirjassaan sanoo, että "La Chymie est un art, qui enseigne a sé parer les differentes qui se rencontrent dans un mixte" (korr. "Geschich") ." II, 8), Teräs lisätty tähän "ja aineosien uudelleensekoittamisen taitoon" (Corr, l.c.). Seosten aineosien käsite on muuttunut; nykyajan hahmotteli jo Boyle, mutta se hyväksyttiin yleisesti vasta Lavoisierin jälkeen (katso Lavoisier ja Phlogiston).]. Tehtävänä on siis tietää kaikkien kappaleiden koostumus ja tarkkaan, miten ne muodostuvat ja miten ne voivat muodostua. luonnonhistoria, jonka lähin aihe on "homogeenisten aineiden tutkimus, joiden lisäyksestä kaikki kehot maailman muodot, niiden muutokset ja niihin liittyvät ilmiöt koostuvat." Ostwaldin (W. Ostwald, "Grundlinien der anorg. Ch.", 1900, 1) mukaan "nämä muunnokset voidaan jakaa kahteen suureen, ei aivan tiukasti eristettyjä ryhmiä. Joskus muutokset koskevat vain yhtä tai muutamaa tutkittavan kehon suhdetta ja ominaisuutta; joskus ne ovat sellaisia, että tutkittava ruumis katoaa sellaisenaan ja sen tilalle ilmestyy uusia kappaleita uusilla ominaisuuksilla. Ensimmäisen tyyppiset ilmiöt sisältyvät fysiikan alaan, toisen - X:n alaan. ", ja esimerkiksi Ostwald tarkastelee rikin suhdetta mekaanisiin iskuihin (kehon suhteellinen asema muuttuu, mutta ei ei muutu: väri, paino jne., ns. sen fysikaaliset ominaisuudet), heikkoon lämmitykseen (ne muuttuvat - lämpötila, ominaispaino ja tilavuus, höyrynpaine, muut (?) ominaisuudet pysyvät ennallaan), sähköistymiseen ja havaitsee, että Tällaisia ilmiöitä tulee pitää fyysisinä. Mutta "jos tuot (l. s., 2) rikinpalan kosketuksiin tulen kanssa, se syttyy tuleen ja palaa sinisellä liekillä. Samalla tuntuu tuttu palavan rikin haju, ja palamisen jälkeen rikki sellaisenaan katoaa: se on palanut. Tässä prosessissa ei vain rikin yksittäiset ominaisuudet muutu, vaan ... sen sijaan muodostui jotain muuta; voimme arvioida tämän hajulla, joka ilmestyi samanaikaisesti ilmiön alkamisen kanssa, mutta ei ollut havaittavissa aiemmin. Tässä tapauksessa rikki osallistui kemialliseen prosessiin... X:n tieteen tehtävänä on vahvistaa kaikkien tällaisten muutosten lait. "Muissa oppikirjoissa fysikaaliset muunnokset määritellään sellaisiksi, joissa aineen ominaisuudet pysyvät muuttumattomina, palauttaessaan sen alkuperäisen tilan; prosessin aikana on lisäksi mahdotonta jakaa tiettyä homogeenista muunnosjärjestelmän osaa heterogeenisiin osiin millään mekaanisella tavalla, ainakin jos lähdetään fyysisesti homogeenisesta kappaleesta; fysikaaliset prosessit, koska kun Alkulämpötila (ja paine) palautuu, jää osoittautuu tietyissä olosuhteissa olevan samassa määrässä kaikilla sille luontaisilla fysikaalisilla ominaisuuksilla, ja vaikka jään sulamispisteessä meillä voi olla veden ainetta samanaikaisesti kolmessa tilassa - kiinteä (jää), nestemäinen (vesi) ja kaasumainen (höyry) ja voimme erottaa ne mekaanisesti (jää voi olla esim. , suodatin nestemäisestä vedestä), mutta jäätä, vettä tai höyryä ei voida jakaa edelleen fysikaalisesti heterogeenisiksi aineiksi millään tuntemallamme mekaanisella menetelmällä. Jos jää kuitenkin haihdutetaan ja tuloksena oleva höyry kuumennetaan 1500 - 2000 °C:n lämpötilaan, niin mekaanisella prosessilla (diffuusiota käyttämällä, katso Dissosiaatio) on mahdollista eristää tulistetun höyryn massasta kaasu, joka eroaa niistä ominaisuuksiltaan (vedyn ja hapen seos). Jäähtyessään vesi yksin muuttuu jääksi, ja kaasumainen kappale erikseen kerättynä ja nopeasti jäähdytettynä säilyttää kaasumaisen luonteensa; se on siksi esimerkki jään kemiallisesta muuttumisesta. Huolimatta siitä, että oppikirjoista on helppo löytää monia muitakin tällaisia esimerkkejä ja siitä huolimatta, että aika on pyhittänyt aineen muunnosten jakautumisen fysikaalisiin ja kemiallisiin, se on epäilemättä jyrkästi yksipuolinen ja siksi virheellinen. Ostwald on väärässä, jo pelkästään siksi, että hän vertaa esimerkissään täysin vertaansa vailla olevia muunnoksia. Rikin ominaisuuksien muutokset, jotka tapahtuvat siinä, kun sen "asentoenergiaa" muutetaan, voidaan jättää sivuun; teoriassa ne ovat välttämättömiä, mutta joka tapauksessa ne ovat niin merkityksettömiä, että niitä ei voida saavuttaa vain aistiemme avulla, vaan myös herkimpien nykyaikaisten instrumenttien jalostettujen aistien avulla. Kun lämmitämme rikkiä heikosti, olemme tekemisissä seuraavien ilmiöiden kanssa. Tutkittava systeemi, jota Ostwald kutsuu rikiksi, on katsottava koostuvan kahdesta itsenäisestä termistä (katso vaihesääntö): rikistä ja ilmakehän hapesta [Typpi ja kaikki muut sen kaasumaiset aineosat ottavat liian vähäisen osuuden muutoksessa, paitsi ehkä kosteus - katso Kosketusilmiöt - ja siksi niiden läsnäolo voidaan jättää huomiotta]; se on sellaisissa lämpötilaolosuhteissa (ylijäähdytetty), kun passiivisten vastusten vuoksi näiden kappaleiden välinen vuorovaikutus on lähes mahdotonta, tai jos sitä tapahtuu, niin merkityksettömällä, lähellä nollaa nopeudella, emme täysin pysty ota se kiinni. Voimme siksi pitää koko järjestelmää aggregaattina Duhemin väärän tasapainon (faux equilibre) tilassa, muuten epävakaana (vrt. A. Gorbov, "Fysikaalisten ja matematiikan vuosikirja" "Faasien laki"). , II), joka pystyy pienellä muutoksella tasapainoolosuhteita täydelliseen transformaatioon; rikki, erikseen tarkasteltuna, eli - huomioimatta sen äärettömän hitaan reaktion hapen kanssa, voimme tarkastella yhden termin monovarianttijärjestelmää (kiinteä rikki + höyry kahden ulkoisen tasapainotekijän: lämpötilan ja paineen läsnä ollessa), ja tiedetään, että lait joihin tällainen järjestelmä kohdistuu (katso vaihesääntö, l.c.), eivät eroa laeista, joita koskee mikä tahansa yksimuuttujajärjestelmä, jossa on kuinka monta itsenäistä termiä on, järjestelmä, jossa yhdistetään CaO + CO 2 (tai erotetaan CaCO 3), esimerkiksi. ; mekaanisessa mielessä kiinteä rikki muodostaa höyryineen välinpitämättömän stabiilin järjestelmän. Mutta lämmitetään rikki + happi noin 500°:een; heti niiden vuorovaikutus alkaa kosketuspintaa pitkin, ja siihen liittyy valon ja lämmön esiintyminen (järjestelmä oli alijäähdytetty): rikki, kuten yleensä sanotaan, palaa, mutta happi palaa yhtä lailla, kohtaamalla rikkihöyryn; molemmilla termeillä stabiilisuusmitta keskinäisessä kosketuksessa ylitettiin kuumennuksella, ja järjestelmä muuttui epävakaaksi, ja on ilmeistä, että on laitonta yhdistää välinpitämättömästi stabiilia rikin tilaa sen oman + hapen epävakaaseen tilaan; ja vaikka rikki pysyi välinpitämättömän stabiilissa tilassa, niin toistamme vielä kerran, sen ominaisuuksien fysikaaliset muutokset noudattivat samaa lakia kuin "kemiallinen" muutos CaO + CO 2 -järjestelmässä. Hyvin pienellä muutoksella sanottu pätee myös lämmitettyyn järjestelmään: jää, nestemäinen vesi ja sen höyryt. Niin kauan kuin jäätä ja nestemäistä vettä lämmitetään yksinään, siihen asti tietyllä järjestelmän tilavuudella on mahdollista (kokonaisella lämpötila- ja painealueella) kahden vaiheen rinnakkaiselo: jää + höyry, jää + nestemäinen vesi , nestemäinen vesi + höyry; kaikki nämä järjestelmät ovat monovariantteja eivätkä sellaisenaan eroa millään tavalla dissosioituvasta liidusta, muodostuneesta (dissosioituvasta) joditrikloridista (katso vaihesääntö, l.c.), eli järjestelmistä, joiden yleensä oletetaan tapahtuvan muunnoksissa niistä ei ole fysikaalisia vaan kemiallisia. Mutta olemme ylikuumentaneet vesihöyryn erikoistekniikan (diffuusio) avulla [Tällä tavalla järjestelmän tasapainoolosuhteisiin tuodaan uusi tekijä, nimittäin kapillaarijännitys, ja on hyvin mahdollista, että tämä muuttaa vesihöyryn luonnetta. tasapaino (vrt. seuraava huomautus).] onnistuimme erottamaan osan tällaisesta järjestelmästä, ja me oletamme että jäljelle jäänyt, irrottamaton höyrymassa eroaa fysikaalisista ominaisuuksistaan erotetusta osasta, että se eroaa tavallisesta höyrystä vain erilaisella, korkeammalla energiasisällöllä; mutta ilmeisesti tämä on vain oletus, vaikkakin ehkä yksinkertaisin ja todennäköisin; mitä tulee alijäähtyneeseen "räjähdysaineseokseen", sitä ei voi verrata veteen, koska tällainen vertailu olisi yhtä valitettavaa kuin alijäähdytetyn veden vertaaminen saman lämpötilan jäähän; yksi järjestelmä (tulijäähdytetty vesi) on epävakaa, passiivisilla vastuksilla (Gibbsin mukaan), toinen on välinpitämättömän vakaa, ainakin kahden ulkoisen tasapainotekijän läsnä ollessa: lämpötila ja paine [Rakennamme Grove-kaasuakun vedystä, hapesta ja vesi, eli tuomme siihen useita lisätasapainotekijöitä, ja siitä tulee tasapaino ja sen muutokset ovat palautuvia jopa normaalilämpötilassa.]. Yhteenvetona edellisestä tulemme siihen tulokseen, että X:n tavalliset määritelmät ovat hieman kapeat, ja yleisempi on: X. on tarkka luonnonhistoriatiede, joka tutkii aineen tilan muutoslakeja [Tämä ei arvioida etukäteen kysymys tämän asian yhtenäisyydestä tai monimutkaisuudesta.] ; se luokittelee ne "kemiallisten" yhdisteiden mukaan, ja nämä viimeksi mainitut - erityisten, pysyvien aineen lajikkeiden, joita kutsutaan "alkuaineiksi" mukaan (ilmaisujen "kemiallinen yhdiste" ja "alkuaine" merkitykset - katso jäljempänä koostumuksen pysyvyyden laki) . Tässä tutkimuksessa on mahdollista kutsua aineen tilan palautuvia muutoksia fysikaaliseksi ja erottaa ne niistä "kemiallisista" muutoksista, jotka meidän olosuhteissamme ovat peruuttamattomia ja etenevät yksipuolisesti, mutta meidän on muistettava, että viime aikoihin asti ja näiden välillä. muunnoksia, osa tunnistetaan fysikaaliseksi, kuten esimerkiksi , alijäähdytettyjen nesteiden siirtyminen kiinteään tilaan, ylikyllästettyjen liuosten kiteytyminen [Jos tällaisia liuoksia ei tarkastella itsenäisten termien pitoisuuden kannalta, vaan Lämpötilan vaikutuksen näkökulmasta niihin ulkoisena tasapainotekijänä, niin ne pitäisi myös tunnustaa alijäähdytetyiksi systeemeiksi.], vaikka ne eivät mitään eroa "kemiallisista" ilmiöistä, joita ovat: nestemäinen vetyperoksidi, nestemäinen otsoni, räjähtävä seos (vety hapen kanssa, kloori vedyn kanssa [Havainnot ovat osoittaneet, että hapen ja vedyn sekoitukseen vaikuttaa myös valo, mikä nopeuttaa muutosta.]) jne. e. Edellä esitetystä näkökulmasta on selvää, että kemiassa yleensä raportoitava tieto on yksipuolista ja yksipuolista luonnosllisia, ja niihin tulisi liittää lukuisia tietoja, jotka yleensä sisältyvät fysiikan kursseihin, kristallografian kursseihin jne. jne., ja jotka vasta äskettäin tulivat ns. fysikaalinen kemia. Suunniteltu evoluutio alkoi suhteellisen äskettäin, ja on mahdotonta ennustaa X:n määrää edes lähitulevaisuudessa, mutta jossain määrin Mach on oikeassa sanoessaan, että "monia fysiikan ja X:n välisiä suhteita on löydetty viime aikoina. Vanha ajatus siitä, että X:tä voidaan pitää soveltavana fysiikkana, erityisesti soveltavana mekaniikkana, sai tässä uutta rohkaisua... Ennakkoluulojen puuttuessa näyttää todennäköisemmältä, että tulevaisuuden X. omaksuu fysiikan, ja ei päinvastoin "(Prinzipien der Wärmelehre", 1900, 5, 354); Epäilemättä molemmat tieteet saavat homogeenisuutta, jos kaikki ne osa-alueet, joissa aineen tilan muutoksia tutkitaan sen energiansaannin muutoksista riippuen, siirretään fysiikasta X:ään.
Lait ja hypoteesit X. X:n peruslait voidaan jakaa yleisiin kvalitatiivisiin ja yleisiin kvantitatiivisiin. laatulakeja.
I. Niiden väliin etualalla tulee sijoittaa Gibbsin vaihelaki; se on jo todettu aiemmin (katso vaiheiden sääntö, l.c.) ja tässä voimme rajoittua osoittamaan, että sen yleisin ilmaus on:
v = n + e - r,
missä v- järjestelmän tasapainon ulkoisten ja sisäisten tekijöiden riippumattomien muunnelmien lukumäärä tai sen vapausasteiden lukumäärä; n- sen itsenäisten termien (sisäisen tasapainon tekijät) lukumäärä tai niiden kappaleiden lukumäärä, joiden pitoisuutta voidaan itsenäisesti muuttaa; e- ulkoisten tasapainotekijöiden lukumäärä (näitä ovat: lämpötila, paine, kapillaarijännitys, sähköviritysvoima, erilaiset painovoiman jännitykset jne.); r- faasien, eli fysikaalisesti erilaisten aineen tilojen lukumäärä, erotettuina (r - 1) rajapintojen lukumäärän mukaan. Tämä ilmaisu seuraa Gibbsin itsensä artikkeleista, mutta sen kirjoitti ensin Wald ("Zeitschrift f. Ph. Ch." 18, 1895, 346), ja siksi sen sanoin (vrt. A. Gorbov, "Vaiheiden laki"). , "Physic. Mat . Yearly.", II), että jokainen uusi kappale, joka tulee järjestelmään, ja jokainen uusi ulkoinen tasapainotekijä lisäävät järjestelmän vapausastetta yhdellä (mahdollisten vaiheiden lukumäärä, mahdolliset riippumattomat vaihtelut lämpötila, paine jne.), ja jokainen uusi faasi tai vasta muodostunut rajapinta alentaa tätä vapausastetta yhdellä. Vaiheiden laki on korvaamaton opaslanka aineen muutosten tutkimuksessa.
II. Toinen yleinen laadullinen laki, joka määrää muunnoksen suunnan, on Gibbs-Le Chatelierin laki , jossa todetaan, että "mikä tahansa muutos missä tahansa tasapainotekijässä johtaa järjestelmän muutokseen, joka pyrkii aiheuttamaan tässä tekijässä käänteisen merkin muutoksen kuin sille välitetty." Tämä laki on myös todettu aiemmin (katso Kemiallisten reaktioiden palautuvuus).
Määrälliset, painolait.
minä Aineen massan säilymislaki Lavoisier ilmaisi a priori muodossa: "Voimme tunnustaa aksioomana", hän sanoo, "että kaikilla muunnoksilla, sekä keinotekoisilla että luonnollisilla, ei luoda mitään uutta: sama määrä ainetta on olemassa ennen kokemusta ja sen jälkeen [Debus ("U é ber einige Fundamentalsatze der Chemie etc.", 1894, 6) pitää Demokritiosta Abderalaista sellaisen vakaumuksen perustajana, joka opetti, että mikään ei voi syntyä vain tyhjästä ja mikään olemassa oleva ei voi muuttua tyhjäksi. ; lainaa Aristoteles kirjassaan Fysiikka (I, 4)]. Tällä periaatteella on kaikkien kemiallisten kokeiden mahdollisuus, ja se pakottaa meidät aina odottamaan todellista identiteettiä eli tasa-arvoa tutkittujen kappaleiden olemusten ja niistä analyysin avulla erotettavien olemusten välillä" (Lavoisier, "Oeuvres" jne." I , 101); ei ole kuitenkaan epäilystäkään siitä, että tämä asema oli Lavoisierissa lukuisten kokeellisten havaintojen tulos (katso Phlogiston, Formulas and Chemical Nomenclature). Koska maapallon tietyssä pisteessä minkä tahansa kappaleen massat ovat tiukasti verrannollisia niiden painoihin, voimme sanoa, että Lavoisierin lain mukaan: missä tahansa muunnoksessa muuntavien kappaleiden paino on tiukasti sama kuin muodostuneiden kappaleiden paino, ja on helppo nähdä, että tämä "kemiallinen" laki on erityinen tapaus toisesta, yleisemmästä tapauksesta, jolle kaikki aineen liikkeet ovat alttiita ja joka koostuu siitä, että joka kerta kun tietyn kappaleen massa muuttuu (kasvaa tai pienenee), yhden tai useamman ympäröivän kappaleen massa käy läpi samansuuruisen, mutta päinvastaisen merkin muutoksen (pienenee tai kasvaa)[Gaultier ja Charpy "Le ç ons de Chimie", 1900, 14] [Aineen massan säilymislaki on melko samansuuntainen fysiikan energian säilymislain kanssa (vrt. B. Stevarta. P. G. Tait, "Unseen Universe" ", 1890).]. Kun Stas syntetisoi hopeajodidia ja -bromidia punnituista hopea-, jodi- ja bromimääristä, halogeeniyhdisteiden paino osoittautui kuitenkin jonkin verran pienemmäksi kuin hopea ja jodi, hopea ja bromi erikseen punnittuina; lisäksi L. Meyer ("Moderne Theorien d. Ch.", 1884, 135) ilmaisi mahdollisuuden, että pohdittavan aineemme hiukkaset ovat yhteydessä suurempaan tai pienempään määrään ei aivan painotonta kevyteetteriä, jonka määrä ehkä muutoksia kemiallisten muutosten myötä; tätä silmällä pitäen ensin Landolt ja hänen jälkeensä Heidweiler alistivat Lavoisierin lain perusteelliselle kokeelliselle kokeelle; molemmat tutkivat erilaisten järjestelmien painonmuutoksia suljettuihin lasiastioihin. Landolt havaitsi, että järjestelmän paino: hopeasulfaatin vesiliuos + rikkihapolla happamaksi tehty rautasulfaattiliuos pienenee reaktion aikana:
Ag 2SO 4 + 2FeSO 4 + H 2 SO 4 = 2Ag + Fe 2 (SO 4) 3 + H 2 O
per 0,130 mg - 0,167 mg; tämä pudotus ylittää punnitusvirheen 6 - 12 kertaa, mutta se on suhteeton reagoiviin massoihin, koska se oli = 0,130 mg 171,3 g:lla ja 0,167 mg 114,2 g:lla reagoivaa järjestelmää; jodihapon reaktiossa. jodidin kanssa rikkihapon läsnä ollessa:
HJO 3 + 5H 2 SO 4 + 5KJ \u003d 3J 2 + 5KHSO 4 + 3H 2O
havaittiin myös painon lasku, mutta ero (0,011 mg - 0,047 mg) oli kokeellisen virheen sisällä; jodin reaktion aikana natriumsulfidisuolan vesiliuoksen kanssa (vuorovaikutus voi mennä kahteen suuntaan:
J 2 + 2 Na 2 SO 3 \u003d 2 NaJ + Na 2 S 2 O 6
J 2 + Na 2 SO 3 + Η 2 Ο \u003d 2HJ + Na 2 SO 4,
kloraalihydraatti kaustisen potaskan kanssa
[CCl 3 .CH (OH) 2 + KOH \u003d CCl 3 H + SNKO 2 + H 2 O]
ja kun kloraalihydraattia liuotettiin veteen, painossa ei havaittu muutosta, joka ei mahtunut kokeelliseen virheeseen. Heidweiler tutki seuraavia muutoksia: kuparin syrjäytyminen raudalla kuparisulfaatin happamissa, emäksissä (?) ja neutraaleissa liuoksissa, kuparisulfaatin liukeneminen veteen, sen happaman liukeneminen veteen ja keskimmäisen liukeneminen rikkihappoon, kuparioksidihydraatin saostaminen emäksisellä potasalla kuparivitrioliliuoksesta, ammoniakin vuorovaikutus etikkahapon kanssa ja bariumkloridin saostus rikkihapon kanssa. Reagoivien kappaleiden kokonaismäärällä noin 200 g (160 - 280) ja punnitusvirheen ollessa enintään 0,04 mg, hän havaitsi kahdessa tapauksessa painon nousun 0,014 ja 0,019 ja lopuissa 21 painon laskua; 13 kokeessa se oli suurempi kuin mahdollinen virhe ja kerran saavutti 0,217 mg; epäilemättä havaittiin lasku kuparin saostamisen aikana happamassa ja emäksisessä liuoksessa (mutta ei neutraalissa), happamaksi tehdyn kuparisulfaatin liukenemisen aikana veteen ja kuparioksidihydraatin saostumisen aikana [Kahdessa kokeessa, kuitenkin havaittiin liian merkityksetön lasku, nimittäin 0,037 ja 0,032 mg]. Heidweiler ei pystynyt selvittämään painonmuutoksen syytä, ja lisäksi painonpudotus ei ollut verrannollinen reagoivien kappaleiden massaan. Siten käy ilmi, että tiettyjen muunnosten aikana muunnetun aineen massa näyttää pienenevän, ja tämä väheneminen on punnitusvirheiden rajojen ulkopuolella; sitä ei voida selittää (Landolt) universaalin painovoiman erilaisella jännityksellä eri kappaleiden yhtäläisten massojen suhteen, koska Besselin kokeet erilaisista metalleista ja mineraaleista valmistetuilla heilureilla ja Eötvösin (E ötvö s) kokeet vääntövaakalla osoittivat, että tällainen eroa ei voida havaita; toisaalta vetäytymiset näyttävät olevan epäsuhtaisia reagoiviin massoihin nähden, mikä tekee sattumanvaraisen virheen todennäköiseksi; niin kauan kuin näyttää siltä, että Lavoisierin lakia voidaan pitää nykyaikaisten havaintomenetelmien tarkkuuden puitteissa täysin täsmällisenä. Joka tapauksessa yllä olevien kaltaisia virheitä ei voida ottaa huomioon tavallisissa kokeissa [Jotta emäksisen kuparisulfaatin ja raudan systeemi menettää painoaan reaktion jälkeen, on Heidweilerin tietojen perusteella otettava huomioon edullisin tapaus hieman yli 1 000 000 puuta. seokset. Viimeksi Heidweiler raportoi (Physikalische Zeitschiift, 1902), että radiumin paino suljetussa putkessa laskee 0,02 mg päivässä, ja on huomionarvoista, että tästä johtuva potentiaalienergian väheneminen (= K×[(M Δt)/r 2 ]×r, missä K nopeasti., M maan massa, r- sen säde, Δt Maan vetämän kappaleen massan muutos) = 0,02,600000000 mg cm = n. 12,10 ergiä eli vain energiaa, joka Becquerelin mukaan säteilee radiumia vuorokaudessa. Heidweilerin raportti on alustava.].
II. Kemiallisten yhdisteiden koostumuksen pysyvyyden laki joka voidaan muotoilla seuraavasti: kappaleiden massat, jotka yhdistelmällään muodostavat uuden kappaleen, jolla on määrätty fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien summa, ovat jatkuvassa suhteessa sekä toisiinsa että muodostuneen kappaleen massaan, pidetään yleensä kemian tyypillisimpänä; se määritellään joskus jopa tieteeksi, joka tutkii vain homogeenisten kappaleiden koostumusta ja muunnoksia, eli sellaisten kappaleiden, joille on ominaista vakiokoostumus, jotka edustavat todellisia kemiallisia yksilöitä ja joille on annettu tiettyjen kemiallisten yhdisteiden nimi. mekaanisiin seoksiin ja epämääräisiin kemiallisiin (?) yhdisteisiin (katso Tikhvinsky, "Modernin kemian menetelmä ja järjestelmä", Pietari, 1900, 3 ja 6). Toisaalta tästä laista löytyy kommentti (Gautier et Charpy, l.c., s. 14), että "se edustaa vain tautologiaa. "tietylle" yhteydelle ei todellakaan ole muuta määritelmää kuin se, joka johdetaan tästä ns. laista Fysikaaliset ominaisuudet eivät riitä luonnehtimaan yhdistettä, joten havaitsemme veden ja alkoholin seokselle varsin selvät ominaisuudet tietyssä suhteessa (painon mukaan), vaikka kukaan ei ole sitä koskaan tehnyt, eikö tässä ole mitään oikeaa lakia, vaan tosiasioiden toteamusta, kuitenkin erittäin merkittävää.Nimellisesti monet elementit voivat muodostaa monimutkaisia kappaleita vain yhdistämällä tietyissä suhteissa, jotka pysyvät muuttumattomina riippumatta siitä, miten monimutkainen kappale saadaan; elementtien määrä on ylimääräinen, niin se pysyy sellaisenaan liittämisen jälkeen. Wald sanoo vielä terävämmin (Zeitsch. f. ph. Ch., 1897, 22, 256): "Koostumuksen pysyvyyden lakia on pidettävä empiirisenä lakina. jos jokin aine, jota pidettiin kemiallisena yhdisteenä - ja tämä on ei niin harvinainen - muuttuu muuttuvien olosuhteiden mukaan? Epäileeko hän lain oikeellisuutta? Ilmeisesti ei; hän vain poistaa aineen kemiallisten yhdisteiden luettelosta ... Asia on siinä, että muita merkkejä ei ole tunnistaa aineen kemialliseksi yhdisteeksi... Kokemuksesta on siis opittu, että joillakin monimutkaisilla kappaleilla on vakiokoostumus. Tunnustus, että kaikkia sellaisia aineita, ja vain niitä yksinään, pitäisi pitää kemiallisina yhdisteinä, on mielivaltaista. Siksi on mielivaltaista. , kemiallisilla yhdisteillä on määritelmän mukaan vakiokoostumus, ja määritelmän mukaan kappaleita, jotka eivät täytä tätä ehtoa, ei tunnisteta kemiallisiksi yhdisteiksi. Edellä esitetyn valossa vaikuttaa mielenkiintoiselta saada selville, missä suhteessa koostumuksen pysyvyyden laki on Lavoisier'n lakiin, sen esiintymishistoria ja mitä meidän pitäisi tällä hetkellä pitää mekaanisena seoksena, määrittelemättömänä ja määrättynä kemiallisena yhdisteenä. Lavoisier'n laki edellyttää, että reagoivien kappaleiden massa on yhtä suuri kuin niistä muodostuvan uuden kappaleen massa, mutta se ei vaikuta reagoivien kappaleiden määrään ollenkaan; mikä tahansa määrä niistä, niin kauan kuin ne ovat suurempia kuin nolla, tyydyttää hänet; Lavoisier'n laki ei rajoita kysymystä siitä, voivatko elimet reagoida lukemattomilla tavoilla; koostumuksen pysyvyyden laki sanoo, että reaktio on mahdollinen vain tietyllä reagoivien massojen suhteella, mutta se ei myöskään anna viitteitä mahdollisten yhdisteiden lukumäärästä. On huomionarvoista, että kemistit ovat pitkään olleet vaistomaisesti vakuuttuneita tutkimiensa kappaleiden koostumuksen pysyvyydestä; riittää, kun huomautetaan, että suolojen koostumuksen määritti: Bergman (1775-1784); Wenzel (1777), Kirwan ja Richter (1790-1800); että Lavoisier, määritettyään hiilidioksidin ja veden koostumuksen, alkoi tutkia tätä varten polttamiensa orgaanisten yhdisteiden koostumusta, keräsi syntyneen veden ja hiilidioksidin ja laski niiden määrästä poltetun hiilen ja vetypitoisuuden. aine jne.; ja tämä olisi tietysti mahdotonta, jos hän sallisi veden ja hiilidioksidin koostumuksen muuttuvan. Siten usko monimutkaisten kappaleiden koostumuksen pysyvyyteen oli olemassa pitkään, tai pikemminkin kukaan ei epäillyt minkään muun mahdollisuutta, mutta "laki" jäi lausumatta. Hänen ratkaiseva vastustajansa oli Berthollet ("Recherches sur les lois de l" afnnt é", 1801 ja 1802 ja "Essai de statique chimique", 1803). Hän oli vakuuttunut siitä, että ruumiit voidaan yhdistää toisinaan monella tavalla, joskus tunnetulla tavalla. hän näki syyn tälle rajoitukselle siinä, että voiman, jolla komponentit pysyvät monimutkaisessa kappaleessa, täytyy pienentyä yhden reagoivan kappaleen massan kasvaessa (kun se lähestyy kyllästymistilaa ja toisen massan suhteellinen väheneminen) ja toiseksi lämpötilan vaikutukseen koheesioon ja reagoivien kappaleiden luonnolliseen joustavuuteen. Berthollet'n korkean auktoriteetin ansiosta nämä näkemykset esitettiin nokkeluuden ansiosta, he saivat paljon kannattajia, varsinkin kun tuolloin saatavilla olevat analyyttiset tiedot olivat monin tavoin suora vahvistus tällaisten näkemysten oikeellisuudesta.. Proust (Proust, ks. vastaava artikkeli) oli Bertholletin ajatusten vastustaja [Proustille tässä artikkelissa mainitaan ajatus kemiallisten alkuaineiden alkuperä noin pohja primaariaine, nimittäin vety, mutta tämän ajatuksen esittivät englantilainen lääkäri Prout (Prout) (katso) ja atomien paino (katso).]; useissa teoksissa (1801-1808) hän osoitti, että oksidien, rikkiyhdisteiden ja suolojen muodostuminen yleensä liittyy tiettyihin ja muuttumattomiin suhteisiin niissä esiintyvien alkuaineiden massojen välillä, mutta mikä näkyy vain, jos erottaa mekaaniset ja muut fysikaalisesti ja kemiallisesti heterogeeniset kemiallisten yhdisteiden seokset. Jälkimmäisten, nimittäin oksidien, koostumuksen pysyvyyden lain ilmaisi Proulx vuonna 1801 seuraavin sanoin (Corr, "Geschichte d. Ch.", II, 368): "Aina muuttumattomat suhteet, nämä vakioattribuutit, kuvaavat todellisia yhdisteitä, sekä keinotekoisia että luonnollisia, sanalla sanoen tätä pondus naturaea, jonka Stahl niin selvästi näkee; tämä kaikki, sanon, ei ole sen enempää kemistin vallassa kuin vaalilaki, jolle kaikki yhdisteet ovat. "Määrät" yhdisteet voivat Proulxin mukaan sekoittua toistensa kanssa epämääräisiksi. suhteita, mutta tällaisen sekoituksen tuote ei ole kemiallinen yhdiste, vaan liuos. Berthollet katsoi (kirjassaan "Statique chimique"), että Proulxin näkemyksillä ei ollut juurikaan perusteita, ja heidän välilleen syntyi kiista, joka päättyi vuonna 1808, kun suurin osa hänen aikalaisistaan nojautui Proulxin puolelle, minkä jälkeen tutkittiin intensiivisesti tiettyjä kemiallisia yhdisteitä. alkoi. Tällä hetkellä on varmaa, että asiaa pitäisi käsitellä uudelleen. Jotta saisimme käsityksen nykyaikaisesta näkökulmasta, tarkastelemme yksinkertaisinta tapausta kahden kappaleen vuorovaikutuksesta, jotka eivät muodosta keskenään niin sanottua määrättyä yhdistelmää, mutta jotka voivat tietyissä olosuhteissa muodostua. nestemäisiä ja homogeenisiä järjestelmiä kaikkiin suuntiin. Kuten hyvin tiedetään (vrt. vaihesääntö, metalliseokset, fraktioitu haihdutus), kappaleen lisääminen AT kehoon MUTTA MUTTA, ja kehon lisäys MUTTA kehoon AT aiheuttaa lämpötilan laskun. kehon sulaminen AT, ja siksi, kun sovelletaan kaikenlaisia näiden kahden kappaleen muodostamia seoksia, lämpötilojen ja pitoisuuksien kaaviossa, saadaan kaksi eutektisessa pisteessä leikkaavaa käyrää, jotka lähtevät sulamispisteestä MUTTA ja AT(katso kuva):
Kaavion yksityiskohtainen tutkimus osoittaa seuraavaa. Yli kaaret CE ja ED meillä on nestejärjestelmien alue, jota yleensä kutsutaan ratkaisuksi AT sisään MUTTA (MUTTA sulaa paljon alemmas B) mutta jotka ovat tietysti myös ratkaisuja MUTTA sisään AT. Vaakasuuntaisen katkoviivan yläpuolella pisteestä alkaen D, molemmat kappaleet sekoittuvat nesteitä kaikin tavoin (alkaen 100 % MUTTA jopa 100 % AT); tämän viivan ja pisteestä alkavan vaakasuuntaisen katkoviivan välillä FROM, kehon MUTTA, nestettä näissä olosuhteissa voidaan lisätä liuokseen määräämättömänä määränä rikkomatta sen homogeenisuutta, ja lisäämällä kappaletta AT rajoittaa sen liukoisuuskäyrä DE; tästä johtuva ratkaisu on ikään kuin yksipuolinen. Vaakasuuntaisen katkoviivan alapuolella alkaen pisteestä FROM, molemmilla kiinteillä aineilla on rajoitettu kyky sulattaa toisiaan; ratkaisu on symmetrinen. Katkoviivan alapuolella ab molemmat ruumiit voidaan ottaa missä tahansa suhteessa, mutta niillä ei ole vaikutusta toisiinsa; ne ovat ehdottoman välinpitämättömiä jopa lämpötilan laskussa, emmekä pysty saattamaan niitä vuorovaikutukseen näissä olosuhteissa (järjestelmän ulkoisiksi tasapainotekijöiksi oletetaan lämpötila ja höyrynpaine A + B). Kolmiossa CaE saostuu kiinteässä tilassa ylimääräinen kiinteä aine A, kosketuksessa ja tasapainossa sen kyllästyneen kehon kanssa A, ratkaisu; kolmiossa DbE saostuu kiinteässä tilassa b, myös kosketuksessa ja tasapainossa sillä kyllästetyn liuoksen kanssa. Mitä on suorakulmiossa AaBb soitamme yleensä mekaaninen sekoitus, vaikka todellisuudessa ei olekaan otettujen kappaleiden sekoittumista [Kehojen sekoittumisen kieltämisellä tarkoitamme niiden välinpitämätöntä suhdetta toisiinsa ja niiden täydellistä spatiaalista eristäytymistä. Ei ole epäilystäkään siitä, että jokin eutektinen metallikonglomeraatti (katso Alloys) antaa mikroskoopilla paljaalla silmällä vaikutelman homogeenisesta kappaleesta.]; ne ovat yhtä sekoitettuja kuin jos ne olisivat erillisissä laitteissa; siksi on oikeampaa kutsua tällaista "mekaanista" seosta yhdessä B. Rooseboomin kanssa (ks. Stereoisomerismi) konglomeraatiksi; konglomeraatin ainesosat voidaan erottaa toisistaan eri menetelmin ja mm. raskaiden nesteiden avulla (Church and Thule menetelmä mineralogiassa). Tällaisen konglomeraatin koostumus voi vaihdella lähes 100 prosentista MUTTA jopa 100 % b, mutta on selvää, että minkä tahansa seoksen kohdalla se pysyy vakiona useiden lämpötilamuutosten aikana; ja se, pidämmekö sitä lopullisena yhdisteenä vai ei, riippuu siitä, kuinka helposti voimme todistaa sen fyysisen epähomogeenisuuden järjestelmän eri kohdissa ja siitä, onko eutektinen piste enemmän tai vähemmän saatavilla meille. E, jonka yläpuolella konglomeraatin heterogeenisuudella on selkeämpi vaikutus (kiinteässä tilassa ne ovat keho MUTTA tai vartaloa AT), ellei sen pitoisuus vahingossa vastaa eutektista pistettä, jolloin sen ainetta käsitellään täysin homogeenisena ja sen yläpuolella, jolle eutektinen lämpötila on sulamispiste [Että tällainen konglomeraatti sulaa eutektisessa lämpötilassa homogeeniseksi nesteeksi, todistaa Gallockin (1888) kokeet, joka havaitsi, että kadmiumin (1 tunti), tinan (1 tunti), lyijyn (2 tuntia) ja vismutin (4 tuntia) sahanpurukonglomeraatti, joka vastaa koostumukseltaan Woodin seosta, sulaa vesihaude (riittävän pitkällä kuumennuksella), ts. alle 100°, kun yksittäiset metallit sulavat: Cd 320°, Sn 32°, Pb 320° ja Bi 269,2°; hän havaitsi myös, että riitti puristaa kalium (pl. 62,5 °) ja natrium (pl. 97,6 °) toisiinsa tuoreilla pinnoilla, jotta ne saadaan nestemäisiksi tavallisessa. vauhti. ja elohopean kaltainen seos (liuos).]. Sitten ruumiit MUTTA ja AT, liuoksesta kiinteässä muodossa saostuneiden koostumus on myös muuttumaton, koska oletetaan, että ne voivat sulaa hajoamatta (koostumuksen muutoksia) ja lisäksi oletetaan, että meillä on sellainen tapaus niiden vuorovaikutuksesta, kun vain niiden pitoisuus muuttuu, kun ne liukenevat tilavuusyksikköä kohti, mutta eivät koostumusta [Itse asiassa sellaista ihannetapausta ei todellisuudessa tapahdu: ja kehon kiteet MUTTA, ja kehon kristalleja AT pudota pois, kostutettu kylläisellä liuoksella, jonka koostumus muuttuu lämpötilan mukaan ja voi jopa poiketa kapillaarisuuden vuoksi koostumukseltaan muusta nestemassasta. Tällainen ratkaisu on kuitenkin suhteellisen helppo poistaa, ja tästä syystä tekstissä esitetty esitystapa. Se, että "heikoista" vesiliuoksista saostuneet jääkiteet eivät edusta kiinteitä liuoksia, on selvää Regnaultin tiedoista tällaisten liuosten höyrynpaineesta ja joistakin Rueddorfin havainnoista pleokroosisuolojen heikkojen vesiliuosten osalta.]. Lopuksi liuoksen pitoisuus vaihtelee niin kauan kuin sen koostumus vastaa viivojen yläpuolella olevaa aluetta CE ja ed, ja niin kauan kuin yksi ulkoisista tasapainotekijöistä, lämpötila (vakiopaineessa) tai paine (vakiolämpötilassa), järjestelmä muuttuu; mutta kuinka pian meillä on yhtä rajakäyrää vastaava ratkaisu G.E. tai ed, eli yksi kahdesta mahdollisesta monovarianttijärjestelmästä ja järjestelmän lämpötilan tai paineen arvo on annettu etukäteen tai yllä oleville ratkaisuille heti CE ja ED ja edustaen divarianttijärjestelmiä, lämpötilan ja paineen arvot ovat kiinteitä, joten tällaisten liuosten koostumukset osoittautuvat täysin kiinteiksi, määrätyiksi, ja on pitkään tiedetty, että kylläisten liuosten koostumuksen määrää lämpötila ja niiden kanssa kosketuksissa olevan kiinteän kappaleen luonne ja tila, ja että jotta saataisiin tyydyttymätön liuos joistakin kappaleista, joilla on tietyssä lämpötilassa tietty höyrynpaine, haluttu ja mahdollinen ominaispaino, haluttu valon taitekerroin jne. ., että kaikkea tätä varten reagoivat kappaleet on otettava tiukasti määritellyssä "vakiopainosuhteessa". Siten tulemme siihen johtopäätökseen, että kaikilla invarianteilla (ei-varianttisilla) järjestelmillä on tietty koostumus [Tekstissä kahden kappaleen järjestelmään sovellettu päättely voidaan helposti laajentaa minkä tahansa monimutkaisuuden järjestelmään. Eutektisen lämpötilan alapuolella oleva konglomeraatti ei aina koostu puhtaista kappaleista. MUTTA ja AT; Viimeinen tapaus tapahtuu, kun MUTTA ja AT antaa yhteyksiä. Mutta tällaisten tapausten ymmärtäminen ei ole vaikeaa, ohjaamalla edellä olevaa ja tuntemalla vastaavan kaavion; katso esimerkiksi Fe2Cl4-liukoisuusdiagrammi, jonka on esittänyt V. Rooseboom julkaisussa Art. Fraktioitu haihdutus.]; sen pysyvyys ei siis edusta "tiettyjen kemiallisten" yhdisteiden etuoikeutta, ja siksi on kiireellisesti löydettävä "tietyille, kemiallisille" yhdisteille, joiden kuvaus tähän mennessä muodostaa lähes koko X:n sisällön. muu merkki kuin koostumuksen pysyvyys, mikä mahdollistaisi niiden karakterisoinnin. Tämän merkin antoi Wald, joka määritteli pysyvä kemiallinen yhdiste, faasina, jonka koostumus on muuttumaton monovarianttijärjestelmässä. Edellä käsitellyssä tapauksessa nämä faasit ovat kiinteitä MUTTA ja AT joutuessaan kosketuksiin sen tyydyttyneiden liuosten kanssa: viimeksi mainittujen lämpötilan noustessa ja niiden paineen muuttuessa liuoksen koostumus muuttuu jatkuvasti ja kiinteä faasi, vaikka sen määrä muuttuu jatkuvasti [ koko järjestelmän oletetaan olevan vakio.], mutta säilyttää kokoonpanonsa, yksilöllisyytensä muuttumattomana. Ei ole epäilystäkään siitä, että Waldin osoittama merkki on ollut kemistien tiedossa jo pitkään, ja he käyttivät sitä jatkuvasti etsiessään "pysyviä, kemiallisia" yhdisteitä, mutta ennen Waldia ei kukaan selkeästi muotoillut sitä, ja "kemiallisten" yhdisteiden määritelmä oppikirjoissa oli siksi epätäydellinen. Kokeessa aineen "homogeenisuuden" toteamiseksi on kuitenkin aina ollut tarpeen kiteyttää se eri "liuottimista" ja eri lämpötiloissa, eli pakottaa se toimimaan kehon roolissa. AT meidän esimerkkimme; piti määrittää sen höyryn paino ja vertaa höyryn koostumusta nestemäisen (kiinteän) kappaleen koostumukseen jne. Mikä selittää, tai oikeammin, mikä seikka, että kappaleet MUTTA ja AT säilyttää koostumuksensa muuttumattomana lämpötilan ja paineen vaihteluvälin aikana? Asia on siinä, että jos elimet MUTTA ja AT eksotermisiä, ne säilyttävät koostumuksensa niin kauan kuin tutkimme niitä lämpötiloissa, jotka ovat alle niitä lämpötiloja, joissa dissosiaatioreaktiot voivat alkaa niissä MUTTA päällä a 1 ja a 2, V päällä b 1 ja b2; jos MUTTA ja AT kokeen olosuhteissa yhdisteet ovat endotermisiä, sitten ne säilyttävät yksilöllisyytensä niin kauan kuin saamme ne keskinäiseen kosketukseen tietyn rajoittavan lämpötilan yläpuolella, jonka alapuolella niitä tuskin voi olla olemassa valmiina hajoamaan komponenttiosiinsa [Sellaisissa olosuhteissa, yleensä on kaikkia "endotermisiä" yhdisteitä, joista osa on lueteltu edellä. Muista, että vetyperoksidia, "endotermistä yhdistettä", muodostuu räjähtävän kaasun liekissä, että Si 2 Cl 6 (Troost ja Hautefeuille) muodostuu SiCl 4:stä ja Si:stä yli 1300 °:ssa:
alkaa hajota tämän lämpötilan alapuolella ja hajoaa täysin jo 800°:ssa. Mutta jos 1300 asteeseen kuumennettu kaasu äkillisesti jäähdytetään, saadaan nestettä, kip. 140°C:ssa ja alkaa hajota vasta noin 350°C:ssa; sen alapuolella on säilynyt passiivisten vastusten ansiosta. ke Fosfori - Tammanin tutkimuksista alijäähdytettyjen (endotermisten) järjestelmien muunnosolosuhteista.] Sitten ne säilyttävät yksilöllisyytensä niin kauan kuin saamme ne vuorovaikutukseen paineissa, jotka ovat suurempia kuin niiden hajoamisreaktioihin luontaiset dissosiaatiopaineet; tai lopuksi endotermisillä järjestelmillä, kun tutkimme niitä sellaisessa alijäähdytysasteessa, jolloin niissä tapahtuva muutos (jos vain tapahtuu) on meille käytännössä huomaamaton. Näin ollen koostumuksen pysyvyys määräytyy kokeen valituilla olosuhteilla. Mutta miksi yhdisteitä ei muodostu kaikissa mahdollisissa suhteissa, mutta suurimmaksi osaksi (vrt. hiilivedyt) niistä hyvin rajallinen määrä? Wald vastaa tähän osoittamalla kiinteiden aineiden rajallista keskinäistä liukoisuutta [Ymmärtääksesi tämän itse, riittää, että tutkit kalsiumkloridihydraattien (ks. vaiheiden sääntö l. c.) tai rautakloridin (katso Fraktioitu haihdutus l. c.) liukoisuuskäyriä. ), jossa nähdään, että veden liukoisuus otettuihin halogenidisuoloihin kiinteässä tilassa vain vastaa hyvin rajoitettua määrää suhteita.] ja johtaa (l.c.) tästä asemasta jopa useiden suhteiden lain (katso alla), mutta on kiistatonta, että lisäksi rajallinen määrä yhdisteitä johtuu myös kappaleiden niin sanotusta kemiallisesta luonteesta, mikä tekee esimerkiksi vedystä hapen kanssa ainoan stabiilin (eksotermisen) yhdisteen. olosuhteet ovat vain vettä, ja muut järjestelmät (H 2 O 2, H 2 O 4 ?), jotka sisältävät enemmän happea lämpötiloissamme ja paineissamme, eivät ole kovin vakaita (tulijäähdytetty) ja niitä tuskin voidaan varastoida lyhyen aikaa. Sitten, kuten juuri annetuista esimerkeistä voidaan nähdä, tämä rajoitus on ilmeinen johtuen satunnaisesti rajoitetuista ("tavallisista") olosuhteista, joissa tutkimme eri kappaleiden vuorovaikutuksia. Mutta jos havaitaan rajallisen liukoisuuden tapauksia, on odotettavissa myös päinvastainen ilmiö, toisin sanoen tulee odottaa tapauksia, joissa kiinteässä tilassa olevat kappaleet sekoittuvat täydellisesti kaikilla mahdollisilla tavoilla, muuten tällaisten järjestelmien muodostumista, joilla on "kemiallisten" yhdisteiden tavanomaiset ominaisuudet eroavat niistä koostumuksen täydellisellä epävarmuudella. Joitakin tähän liittyviä ilmiöitä kuvataan yleensä isomorfisiksi seoksiksi (vrt. resp. artikkeli), joitain kuvataan yleisesti kiinteiden liuosten nimellä (van "t Hoff, Mallard, Klein, Runne, Buxhoevden u. Tammann). Ottaen huomioon kappaleiden vuorovaikutus edellä MUTTA ja AT faasilain näkökulmasta emme päättäneet, ovatko nämä kappaleet alkuaineita vai ovatko ne "kemiallisesti" monimutkaisia. Tosiasia on, että laki ei tee eroa alkuaineiden ja niiden yhdisteiden välillä, ja se on yhtä lailla sovellettavissa sekä kalsiumkloridihydraattien veteen liukenemiseen (katso vaihesääntö) että kahden alkuaineen vuorovaikutukseen, kloori ja jodi (l. c .). Ainoa tähän mennessä tunnettu ero alkuaineiden ja yhdistelmäkappaleiden välillä on se, että niitä ei ole konkreettisesti hajotettu millään niistä erilaisiksi ainemuodoiksi, ja siksi noudatamme edelleen Lavoisier'n määritelmää (ks. kemiallinen nimikkeistö); ainoa ero on se, että kun otetaan huomioon Dulongin ja Petitin laki (katso lämpö) ja D. I. Mendelejevin jaksollinen laki (katso Kemiallisten alkuaineiden jaksollinen laki), voimme suurella todennäköisyydellä väittää, että kaikki nykyaikaiset elementit, jos ne ovat monimutkaisia , niin niiden monimutkaisuus on samaa luokkaa ["Muutamme ainetta päivittäin kaikin mahdollisin tavoin. Mutta samaan aikaan olemme tarkasti määrittäneet rajat, joihin tällaiset muutokset pysähtyvät: ne eivät ole koskaan ylittäneet ... kemiallista Tätä rajaa ei osoita meille mikään filosofinen teoria, tämä on tosiasiallinen este, jota emme ole pystyneet voittamaan kokeilumenetelmillämme... Tarkoittaako tämä kuitenkin sitä, että henkisesti näemme tässä lopullisen Ei, epäilemättä, itse asiassa kemistit ovat aina pitäneet tätä rajaa kiistattomana tosiasiana, mutta aina toivoen ylittävänsä sen. M. Berthelot, "Les origines de l" Alchimie "(1885).] Viime aikoina monet ovat jo ilmaisseet vakaumuksensa siitä, että elementtejämme on yksinkertaistettu; esimerkiksi J. J. Thomson uskoo, että tämä oletus voi olla vain havaittu ilmiö. katodisäteiden kulkemisen aikana harvinaisissa kaasuissa selitetään: "Koska katodisäteet kantavat negatiivisia varauksia; sähköstaattisten voimien taivutettuja ikään kuin ne olisivat negatiivisesti varautuneita; ovat magneettisen voiman vaikutuksen alaisia täsmälleen samalla tavalla kuin jos tämä voima vaikuttaisi negatiivisesti varautuneeseen kappaleeseen, joka liikkuu näiden säteiden reittiä pitkin, niin en näe mitään keinoa välttää johtopäätöstä, että ne edustavat hiukkasten kuljettamia negatiivisia sähkövarauksia aineesta. Kysymys kuuluu, mitä nämä hiukkaset ovat? Edustavatko ne atomeja, molekyylejä tai ainetta suuressa erossa? Valventaakseni tätä seikkaa tein sarjan mittauksia näiden hiukkasten massan suhteesta niiden kantamaan varaukseen"; tuloksena kävi ilmi, että m/e(m-paino, e- varaus) ei riipu kaasun luonteesta ja on hyvin pieni (= 10 -7) verrattuna pienimpään tähän mennessä tunnettuun arvoon, nimittäin -10 -4, joka vastasi vety-ionia vesiliuosten elektrolyysin aikana happojen osalta, miksi Thomson päätteli, että katodisissa olosuhteissa "olemme tekemisissä aineen uudessa tilassa, sellaisessa tilassa, jossa sen jakautuminen on edennyt paljon pidemmälle kuin kaasumaisessa tilassa; sellaiseen tilaan, jossa erityyppisiä aineita, ts. vety, happi jne. muuttuvat identtisiksi" jne. Huolimatta lukuisista tällä alalla tehdyistä töistä, ongelma on edennyt suhteellisen vähän kokeellisten vaikeuksien vuoksi; siksi on tarkoituksenmukaista tässä vain hahmotella se ja muuten lainata Ostwaldin katsausta, jonka mukaan "elektrolyysin peruslaki, Faradayn laki, osoittautui täysin soveltumattomaksi aineelle tai kappaleille, jotka kuljettavat virtaa kaasuissa. Tämä ristiriita on ilmaistaan sellaisessa muodossa, että oletettavasti kaasujen johtavuutta tutkittaessa ne osoittivat useita satoja kertoja vetymolekyyliä pienempien materiaalihiukkasten olemassaolon (200 kertaa); mutta tällaisen päätelmän hypoteettinen luonne on ilmeinen, ja ionien nimi näille ilmiöille, noudattaen täysin erilaisia lakeja, on sopimaton "(1901). Meidän on odotettava lisää kokeellista selitystä aiheesta.
III. Vastaavien laki (vrt. yhtenäinen järjestelmä). Bergman oli jo todennut, että kun sekoitetaan kahden neutraalin suolan liuosta, liuoksen neutraalisuus ei häiriinny, mutta hän ei kiinnittänyt tähän seikkaan riittävästi huomiota. Ensimmäinen tutkii perusteellisesti Wenzelin (1740-43) ilmiötä. Hän loi pohjan stoikiometrialle teoksellaan "Vorlesungen über die chemische Verwandtschaft der Kö rper" (1777) (katso). Vahvistaessaan Bergmannin havaintojen paikkansapitävyyden Wenzel antoi niistä selityksen, joka koostui siitä, että eri määrien eri emäksiä ja maa-aineita, jotka neutraloivat saman määrän mitä tahansa happoa, tulisi neutraloida yhtä suuret määrät mitä tahansa muita happoja; toisin sanoen, että kahden tietyn määrän happoa neutraloivan maan massojen suhde pysyy vakiona silloinkin, kun ne neutraloivat kaikki muut hapot, ja tämä mahdollisti analyysien tarkistamisen ja jopa laskemisen tarvittavan jonkin emäksen määrän. muodostaa keskimääräinen suola tietyn hapon kanssa, jos tähän tarkoitukseen tarvittava vain yhden emäksen määrä tiedettiin; Wenzel itse ei kuitenkaan pitänyt tätä seikkaa erityisen tärkeänä, eivätkä aikalaiset arvostaneet hänen työtään, vaikka se oli tuolloin erittäin tarkka. Ei ollut onnellisempi ja lähin seuraaja Wenzel - Richter. Richter aloitti (1789-1802) järjestämällä sarjoiksi suhteelliset painot, joissa hapot yhdistyvät emästen kanssa muodostaen neutraaleja suoloja. Emästen lukumäärää, joka tarvitaan neutraloimaan 1000 tuntia rikkihappoa, hän kutsui emästen neutraaliksi sarjaksi (Neutralit ä tsreihe); samalla tavalla hän määritti neutraalit eri happojen sarjat, jotka ovat välttämättömiä tiettyjen erilaisten emästen määrien neutraloimiseksi. Huolimatta lukujensa suhteellisen alhaisesta tarkkuudesta, Richter huomasi, että neutraalien emässarjojen lukumäärät ovat verrannollisia toisiinsa ja että sama pätee neutraaleihin happosarjoihin. Näiden töiden yhteydessä on toinenkin Richterin "löytö", nimittäin hänellä on laajat havainnot metallien syrjäyttämismääristä (katso syrjäytyminen) toisiaan neutraaleista suoloista, eli niiden määrien määrittelystä, joissa ne yhdistetään vakiomäärään happea, ja siinä tapauksessa, että metallit syrjäytetään yhden hapon suoloista, ja ne määrät, joissa ne oksidien muodossa yhdistetään vakiomäärään happoanhydridiä [Tämän selventämiseksi, riittää, että kuparisulfaatti esitetään kuparioksidiyhdisteenä rikkihapon anhydridin kanssa ja kirjoitetaan yhtälö kuparin syrjäytymiselle raudalla:
CuO.S03 + Fe = FeO.S03 + Cu;
se näyttää: alkaen 16 painosta. yksiköitä happi yhdistetään 63 painoprosenttia. yksiköitä kupari ja 56 p. yksiköitä rauta (Cu = 63 ja Fe = 56 pyöreänä numerona), ja että (63 + 16) paino. yksiköitä kuparioksidia ja (56 + 16) painoa. yksiköitä rautaoksidit yhdistetään 80 painoprosenttiin. yksiköitä rikkihappoanhydridi (S = 32 pyöreinä numeroina)]. Bergman on aiemmin tutkinut metallien keskinäistä siirtymistä ja julkaissut havaintojaan artikkelissa "De div e rsa phlogisti quantitate in metallis". Hän havaitsi, että hopean syrjäyttämiseksi sen typpihapposuolasta tarvitaan melko selvät ja vakiomäärät muita metalleja; sitten hän tutki metallien keskinäistä siirtymistä muista suoloista; suuria eroja havaittiin saostuvien metallien määrissä, mutta pysyvien lakien alaisena. Flogistonin teorian kannattajana Bergman katsoi hahmoitaan seuraavasti: jokainen metalli liukenessaan muuttuu "kalkiksi", eli menettää sen sisältämän flogistonin (ks.); ja koska toisella metallilla saostettuna se saostuu metallisessa tilassa, se on epäilemättä pelkistynyt, yhdistyy uudelleen sille tarpeellisen flogistonin kanssa sen saostavan metallin kustannuksella ja Bergmanin perusteella. kokeistaan päätteli, että eri metallit 1) liittyvät eri määriin flogistonia ja 2) että hänen saamansa luvut antavat ne metallimäärät, jotka sisältävät saman verran flogistonia. joulukuuta 20 1783 Lavoisier esitteli Akatemialle muistelman Sur la précipitation des Substances mé talliques les unes par les autres (Oeuvres jne., II, 528), jossa hän Bergmannin tuloksiin viitaten sanoo, että "hänen mielestä poissaolo tai läsnäolo Metallien flogistonin määrä on vain olettamus. Todellisuudessa, ja se voidaan tunnistaa käsissä olevien painojen ja mittojen avulla, että missä tahansa metallin kalsinaatiossa, tapahtuipa se kuivana tai märkänä ilman, veden tai happojen avulla, havaitaan metallin painon nousu, joka johtuu siitä, että siihen on lisätty ... happea (princip e oxygè ne) ... ja siksi jos 31 lb. kuparia riittää saostamaan 100 lb. hopeaa metalliin tila [Todellinen luku on 29,46 painoyksikköä kuparia per 100 painoyksikköä hopeaa; Bergmanin kokeet tässä tapauksessa olivat virheellisiä noin 4 %], mikä tarkoittaa, että tämä kuparimäärä pystyy yhdistymään täydellisesti kaiken 100:n sisältämän hapen kanssa. fn. hopea ... kalkkitilassa "; Lisäksi Lavoisier ei ota huomioon juuri tekemää oikeaa huomautusta ja tekee laskelmiensa Bergmanin virheellisiin tietoihin perustuen täysin vääriin johtopäätöksiin. Muutamaa vuotta myöhemmin Richterin teos ilmestyy tarkemmilla tiedoilla ja selityksellä, joka vailla Lavoisierin muistelman ristiriitaisuuksia. Richter toteaa muuten, että elohopea ja rauta muodostavat useita tiettyjä yhdisteitä hapen kanssa, mutta hän esittelee työnsä tulokset mitä monimutkaisimmalla kielellä, ja lisäksi ne sisältävät lukuisia laskelmia, jotka liittyvät useisiin kuvitteellisiin lakeihin, joita Richter luuli olevansa avattu. Lähes kaikki nämä teokset jäävät huomaamatta, ja Gay-Lussac (1808) havaitsee happimäärän yhtäläisyyden ja Proulx kiistansa aikana (ks. vastaava artikkeli) Bertholletin kanssa. Vuonna 1782 Fischer kiinnitti huomiota Richterin työhön ja havaitsi, että kaikki hänen neutraalien sarjojensa taulukot voidaan lyhentää yhdeksi, joka koostuu kahdesta rivistä: toisessa numeroina ilmaistut emästen määrät ja toisessa emästen määrät. hapot, jotka ovat välttämättömiä neutraalien suolojen muodostamiseksi ilmoitetulla määrällä emäksiä. "Nämä luvut ilmaisivat siten emästen ja happojen väliset neutraalisuhteet, ja ne päättävässä taulukossa tiivistettiin selkeässä ja kätevässä muodossa useiden neutraalien suolojen koostumus." Fischerin ansiosta Richterin työn tulokset tulivat hyvin tunnetuiksi, mutta niiden vaikutus oli vielä hyvin pieni, ja se, mitä hän löysi, löydettiin myöhemmin uudelleen. Sillä välin Wenzel ja Richter havaitsivat tosiasian, että jos kaksi ruumista on jossain suhteessa yhteydessä kolmanteen A:B silloin ne voivat myös korvata toisiaan samassa suhteessa monimutkaisten kappaleiden joukossa, ja tietyssä tapauksessa ne voidaan siten yhdistää samassa suhteessa tai sen kerrannaisuudessa (katso alla) keskenään. Wollaston nimesi nämä tunnusomaiset numerot - vastineet; modernissa oppikirjan vastineet määritellään (suhteelliseksi) numerot, jotka osoittavat, missä painomäärissä elementit yhdistetään yhteen painoon. yksiköitä vedyllä tai vaihda se.
IV. Useiden suhteiden laki Daltonin omistuksessa; sen alkuperähistoriaa ei voida nyt rekonstruoida tarkasti; se on yleensä muotoiltu näin: jos kaksi kappaletta A ja B ovat yhteydessä useisiin suhteisiin, niin kappaleen B massat samaa kappaletta A kohden ovat yksinkertaisissa moninkertaisissa suhteissa keskenään ja samalla yksinkertaisessa ja moninkertaisessa suhteessa kappaleen B ekvivalentin kanssa; yleisempi muotoilu johtuu Duhemista (Le mixte et la combinaison chimique, 1902, 73): "Olkoon C 1 , C 2 , C 3 ... siellä on erilaisia elementtejä; Jokaiselle niistä voimme valita sille ominaisluvun, jota kutsutaan suhteelliseksi luvuksi ("atomi"paino) ja saada seuraavaksi suhteellisten lukujen taulukko ("atomipainot"): p 1 , s 2 , s 3 ... Jos ruumiit C 1 , C 2 , C 3 ... ovat yhteydessä toisiinsa, niin yhdistävien kappaleiden massat ovat suhteessa: λр l , μр m , νр n ... missä λ, μ, ν ovat kokonaislukuja... Dalton ja hänen aikalaisensa eivät tyytyisi ilmaisuun "kokonaislukuja", vaan sanoisivat "kokonaislukuja"; mutta tämä rajoitus, joka on oikea kemian alussa, muuttuu yhä vähemmän todeksi sen kehittyessä; erityisesti orgaanisen kemian kehitys on monissa tapauksissa pakottanut lukemaan kokonaislukuja λ, μ, ν... suuret arvot; yksinkertaisuuden luonne, joka alun perin heille annettiin, on siten kadonnut; kuinka löytää se esimerkiksi parafiinin kaavasta, jossa yhdistetyn hiilen ja vedyn massat ovat suhteessa toisiinsa λ kerran otettu hiilen suhteellinen ("atomi") paino ja μ kerran otettu vedyn suhteellinen paino ja missä λ ja μ on merkityksiä: λ = 27, μ \u003d 56?" Tavallista lain muotoilua ei todellakaan voida soveltaa paitsi parafiineihin (katso), missä vedyn ja hiilen "suhteellisten painojen" kaavoissa olevien indikaattoreiden välinen suhde välittyy murto-osalla 2+2/n, mutta yleensä kaikkiin tyydyttymättömiin hiilivetysarjoihin, alkaen asetyleenisarjasta, koska se on peräkkäin yhtä suuri kuin: 2-2/n, 2-4/n, 2-6/n jne., missä n- kokonaislukuja. Mutta meidän on kiinnitettävä huomiota siihen, että tällaisissa vertailuissa sovelletaan "lakia" tapauksiin, jotka eivät vastaa esimerkkejä, joista se on johdettu, ja silloin sen erimielisyydessä havainnoinnin kanssa ei ole mitään yllättävää. "Lain" laati Dalton vertaillessaan suokaasua eteeniin ja tutkiessaan typen oksideja, ja on vain kiinnitettävä huomiota näiden yhdisteiden nykyaikaisiin kaavoihin, jotta nähdään, että eri sarjoja ja eri hapetusasteisia yhdisteitä verrattiin. , sanalla sanoen - eri rajoilla, mutta vakiolla yhden niissä olevan elementin massa; ja tällä rajoituksella "laki" pätee nytkin, kuten voidaan nähdä jopa hiilivetyjen kaavoista, kun niitä verrataan toisiinsa, sarjat: C 2 H 2, C 3 H 2, C 4 H 2 .. ., CH4, C2H4, C3H4..., C2H6, C3H6, C4H6... jne.; tällaisessa vertailussa löydämme sekä suhteellisen yksinkertaiset kokonaisluvut että säännön, jonka mukaan "kehon massat AT, vakiopainoa kohti MUTTA, ovat useassa suhteessa toisiinsa, ilmaistuna kokonaislukujen suhteina; nämä samat esimerkit voivat myös havainnollistaa sitä seikkaa, joka erityisesti kiinnitti Daltonin huomion ja joka koostuu siitä, että "kemiallisia" yhdisteitä esiintyy hyppyissä; on todella selvää, että H2:n hiilen massa on 24, 36, 48, H 4 - 12, 24, 36 ..., H 6 - 24, 36, 48 jne., eli hyvin pieni määrä numeroita toistetaan Tämän selittämiseksi Dalton ehdotti "atomi"-hypoteesiaan [Katso "Alembic Club Reprints", nro 2, 1893, "Foundations of Atomic Theory", J. Dalton a. Wollaston (1802-1808) ja Ostwald" s "Klassiker etc.", nro 3.1889: "Die Grundtagen der Atomthéorie" von J. Dalton u. W H. Wollaston (1803-08). ke Art. Debus "a (l. c.) Dahem" a (l. c.) ja A. Hannequin, "Essai critique sur l" hypothese des atomes dans la science contemporaine "(P. 1899)]. Aineen atomirakenteen käsite on epäilemättä erittäin tärkeä muinaista alkuperää (katso Substance), mutta Daltonilla näyttää olevan se (Roscoe a. Harden, "A New Wiew of the Origin of Daltons Atomic Theory, 1896; esim. myös Zeit. f. Ch., 1896), joka kehittyi vaikutuksen alaisena Newtonista, joka tarvitsi atomeja rakentaakseen teoriansa valon ulosvirtauksesta. Newton kehitti näkemystään kysymyksissä, jotka päättivät hänen optiikkansa; Niinpä kysymyksessä XXXI Newton kysyy: "Eivätkö kappaleiden pienimmillä hiukkasilla ole tiettyjä ominaisuuksia, kykyjä tai voimia, jotka sallivat niiden vaikuttaa kaukaa valonsäteisiin heijastaakseen, taittaakseen ja kääntääkseen ne, vaan myös toisiinsa ja aiheuttaa tällä tavalla useimpia luonnonilmiöitä? Kun kaksi kappaletta on kytketty toisiinsa, Newton pitää yhteyttä molempien kappaleiden pienimpien hiukkasten keskinäisen vetovoiman seurauksena pienillä etäisyyksillä. "Kun potaska hämärtyy, eikö se johdu molemminpuolisesta vetovoimasta sen hiukkasten ja vesihiukkasten välillä, jotka ryntäävät niiden yli höyryn muodossa? vesihiukkasten muodossa? Välitön syy Daltonin atominäkemysten omaksumiseen oli, näyttää siltä (virheelliseltä, kuten nyt tiedämme), havainto, että typpioksidi voi reagoida täydellisesti ilmakehän hapen kanssa tai suhteessa 36 tilavuuteen. EI per 100 rpm ilmaa tai suhteessa 72 tilavuuteen. EI samalla 100 rpm:llä. ilmaa, ja ensimmäisessä tapauksessa muodostuu typpihappoa ja toisessa typpihappoa; "Nämä tosiasiat", hän sanoo, "osoittavat selvästi prosessin teorian: hapen alkuaineet voivat yhdistyä tietyn määrän typpioksidia tai kaksinkertaistaa, mutta ei minkään välimäärän kanssa." Hänet toi atominäkemyksiin tutkimalla eri kaasujen liukoisuutta nesteisiin ja kaasun painetta seoksissa. Ainakin näemme, että korkeintaan vuosi mainitun kokeen jälkeen (6. syyskuuta 1803), hän on kiireinen "havainnoimalla kappaleiden lopullisia hiukkasia (lopullisia hiukkasia) ja niiden yhdistelmää" ja sanomaansa "Imeytymisestä Veden ja muiden nesteiden kaasut, lue 21. lokakuuta. 1803 ("Kaasujen absorptiosta vedessä ja muissa nesteissä", lyhennettynä Ostwalin "Klassikerissa", ks. edellä) on liitteenä ensimmäinen suhteellisten painojen taulukko (erittäin epätarkka), otsikkona: "Taulukko lopullisen aineen suhteellisista painoista kaasujen ja muiden kappaleiden hiukkaset"; siinä alkuaineet: vety, typpi, hiili, happi, fosfori, rikki on lueteltu erilaisten yhdisteiden välissä, joiden välissä on joitain orgaanisia aineita ja jokaisen nimen yhteydessä suhteellinen painoluku on annettu äärellisiä hiukkasia selittämättä, miten kirjoittaja sai sen Vuonna 1804 hän ilmoitti näkemyksensä professori Thomsonille (Edinburghista), joka vieraili hänen luonaan Manchesterissa, ja tämä julkaisi ne (Daltonin suostumuksella) 3. osassa. vuonna 1807 julkaistusta oppikirjastaan X.. Lopulta vuonna 1808 Dalton itse esitti ne kirjassaan "A New System of Chemical Philosophy" (katso Oslwaldin "Klassiker" s. s.). Seuraavat kohdat kuvaavat Daltonin näkemysten merkittävimpiä kohtia. "Tällaiset havainnot (puhumme havainnoista kappaleiden kolmesta tilasta: kaasumaisesta, nestemäisestä ja kiinteästä) johtivat kaikki hiljaiseen yhteisymmärrykseen siitä, että huomattavan kokoiset kappaleet, olivatpa ne nestemäisiä tai kiinteitä, koostuvat valtavasta määrästä epätavallisen pieniä hiukkasia. eli atomit, olosuhteista riippuen enemmän tai vähemmän merkittävän vetovoiman pitämä aine, jota kutsumme koheesioksi, kun se estää hiukkasia erottelemasta, tai ... affiniteetiksi, kun se kerää ne hajallaan olevasta tilasta (esim. kun höyry muuttuu vedeksi) ... Melko tärkeä kysymys on, ovatko tietyn aineen lopulliset (viimeiset) hiukkaset, esimerkiksi vesi, samoja, eli ovatko ne saman näköisiä, samanpainoisia jne. tosiasia, että tiedämme, ettei meillä ole mitään syytä olettaa eroa niiden välillä... on tuskin mahdollista, että ei-identtisten hiukkasten aggregaatit voisivat olla niin homogeenisia. raskaampaa kuin toiset, ja jos sattumalta jokin osa tästä nesteestä koostui pääosin (? ), tämän pitäisi vaikuttaa veden ominaispainoon, mitä ei havaittu. Samat näkökohdat koskevat muitakin elimiä. Tästä syystä meidän on pääteltävä, että minkä tahansa homogeenisen kappaleen lopulliset hiukkaset ovat täysin identtisiä toistensa kanssa painonsa, muodonsa jne. suhteen. Toisin sanoen jokainen vesihiukkanen on identtinen jokaisen muun hiukkasen kanssa, jokainen hiukkanen vety on täysin identtinen vedyn hiukkasen jne. kanssa." "Yksi tämän työn päätehtävistä on osoittaa lopullisten hiukkasten suhteellisen painon, sekä yksinkertaisten että monimutkaisten kappaleiden, suhteellisen painon määrittämisen tärkeys ja hyöty. elementin yksinkertaiset hiukkaset, jotka muodostavat monimutkaisen hiukkasen ... Jos annetaan kaksi kappaletta, MUTTA ja b, alttiita yhteyksille, niin seuraavat niiden yhdistelmät ovat mahdollisia, alkaen yksinkertaisimmasta, nimittäin:
1 kehon atomi A+ 1 atomi B= 1 atomi FROM, binääri
1 atomi A+ 2 atomia AT= 1 atomi D, kolminkertaistaa
2 atomia MUTTA+ 1 atomi B= 1 atomi E, kolminkertaistaa
1 atomi A+ 3 atomia AT= 1 atomi F, nelinkertaistaa
3 atomia A+ 1 atomi AT= 1 atomi g, nelinkertaistaa
jne. Seuraavia yleisiä sääntöjä voidaan pitää ohjeina kemiallista synteesiä koskevissa tutkimuksissa. 1) Jos kahdelle reagoivalle kappaleelle voidaan saada vain yksi yhdiste, sen on oletettava olevan binääri, ellei jokin syy pakota puhumaan päinvastaisen mielipiteen puolesta. 2) Jos havaitaan kaksi yhdistettä (kahdelle alkuaineelle), täytyy ajatella, että toinen niistä on binäärinen ja toinen kolminkertainen. 3) Kun tunnetaan kolme yhdistettä, meidän pitäisi olettaa, että yksi niistä on binäärinen ja kaksi niistä kolmiosaisia. 4) Kun tunnetaan neljä yhdistettä, on syytä olettaa, että yksi niistä on binäärinen, kaksi kolmikomponenttia, yksi kvaternäärinen jne. 5) Binääriyhdisteen on aina oltava spesifisesti raskaampi kuin sen molempien rakenneosien yksinkertainen seos. 6) Kolmoisyhdisteen on oltava tarkempi kuin kaksoisyhdisteen ja yksinkertaisen yhdisteen seos, joka yhdistettynä voi muodostaa monimutkaisen yhdisteen jne. 7) Ilmoitetut säännöt ja huomautukset ovat yhtä lailla sovellettavissa, kun kappaleita kuten esim. FROM ja D, D ja E... Näiden sääntöjen soveltamisesta päätämme seuraavat johtopäätökset: 1) että vesi on vedyn ja hapen binäärinen yhdiste ja että molempien alkuaineatomien suhteellinen paino on noin 1:7; 2) että ammoniakki on vedyn ja typen binäärinen yhdiste ja että molempien alkuaineatomien suhteelliset painot ovat keskenään noin 1:5; 3) että typpioksidi on typen ja hapen binäärinen yhdiste, jonka atomien paino on vastaavasti 5:7 ... Kaikissa tapauksissa painot ilmaistaan vetyatomeina, joista kukin on yhtä ... In ajatusten uutuuden ja tärkeyden vuoksi katsottiin tarkoituksenmukaiseksi antaa taulukoita, jotka havainnollistavat kytkentätapaa joissakin yksinkertaisimmissa tapauksissa... Tällaisten kappaleiden alkuaineet tai atomit, joita tällä hetkellä pidetään alkeiselementteinä , on merkitty pienillä ympyröillä, joissa on joitain sopimuksia (katso kaavat); yhdiste koostuu kahden tai useamman atomin rinnakkaisesta asettamisesta "...Tällä hetkellä näiden ohjaavien sääntöjen täydellinen mielivaltaisuus on tahattomasti silmiinpistävää. On selvää, että yhdisteen koostumus ei millään tavalla riipu siitä, tiedämmekö, tai ei, useiden yhdisteiden 2 alkuaineen muodostumisolosuhteet, ja tässä suhteessa olevaa erimielisyyttämme Daltonin kanssa kuvaa parhaiten se, että annamme vedelle kaavan H 2 O ja ammoniakille H 3 N, eli pidämme ensimmäistä ei binäärinen, mutta kolmoiskappale ja toinen - kvaternäärinen. Silloin ei ole selvää, miksi kahden yhdisteen läsnä ollessa toisen pitäisi olla binäärinen ja toisen kolmiosainen; kun taas vedyn ja hapen kanssa, kaksi yhdistettä tunnetaan varmasti , mutta pidämme nyt yhtä kolminkertaisena - H 2 O ja toista nelinkertaisena - H 2 O 2 (vetyperoksidi). On myös epäilemättä, että asema 5 on jyrkästi eri mieltä kaikkien "substituutio"-reaktioiden ja esim. klassinen kloorivedyn muodostumisreaktio:
H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl,
kun, kuten tiedät, ud. vedyn ja kloorin seoksen paino on havaintojen tarkkuuden rajoissa sp. kloorivedyn paino jne. Samaan aikaan Daltonin näkemysten vaikutus X:n kehitykseen oli valtava ja jatkuu tähän päivään asti; kysymys kuuluu, mikä sen aiheutti, kun itse ajatus aineen atomirakenteesta ei kuulu Daltonille? Sikäli kuin voidaan arvioida, tämä vaikutus johtuu seuraavista olosuhteista: 1) Meitä ympäröivän aineen epäjatkuvuus, jatkuvuuden puute siinä vaikuttaa meihin niin paljon, että emme voi kuvitteellisesti kuvitella sen jatkuvaksi, ja kaikki yritykset tähän suuntaan ovat tähän mennessä osoittautuneet epätavallisen vaikeasti ymmärrettäviksi ja hedelmättömiksi; on ilmeistä, että samoista olosuhteista johtuen atomiajatuksia syntyi jopa muinaisten keskuudessa. 2) Dalton osoitti atominäkemysten käytännön sovellettavuuden kemiaan; hyväksynyt, että eri alkuaineiden atomien suhteellinen paino eroaa [tässä suhteessa hän erosi Higginsistä" (1790), joka uskoi perusatomien olevan identtisiä keskenään ja katsoi, että kaikki aineessa havaitut erot olivat suurempia tai Higginsin näkymät "a herätti henkiin ensin Praut" th ja nyt J. J. Thomson "th]; hän antoi epätavallisen yksinkertaisen ja helposti saavutettavan kaavion, johon sekä vakiokoostumusisten yhdisteiden että "moninkertaisten suhteiden" lain alaisten yhdisteiden olemassaolo sopii yllättävän helposti. Kaavan selkeys ja sovellettavuus useiden kemistien sukupolvien silmissä toimi jopa näiden lakien "selityksenä", ja vasta nyt käy ilmi, että "koostumuksen pysyvyys" on mahdollista paljon useammin kuin aiemmin uskottiin, että tekijä joka määrittää sen tunnetun suhteen vielä määrittelemättömien "luonnon" reagoivien kappaleiden, järjestelmään vaikuttavan ulkoisen energian tyypin ja fysikaalisten heterogeenisten kompleksien (faasien) välillä, joista se koostuu. Mitä tulee "useita suhteita" koskevaan lakiin, sillä ei vieläkään ole yleisesti hyväksyttyä selitystä; Waldin esittämä vertailu rationaalisten parametrien lakiin kristallografiassa on epätyydyttävä sen heikon näkyvyyden ja pääsäännösten riittämättömän selkeyden vuoksi; N. S. Kurnakov yhtyy Waldin näkemykseen raportissaan "On the Fusibility of Metal Alloys" XI Congress Est. ja vr. Pietarissa. vuonna 1901; molempien väitteiden rinnakkaisuutta voidaan tuskin kyseenalaistaa; mutta jos kristallografiassa mainitulla lailla on jopa matemaattinen todistus, joka näyttää perustuvan pallomaisten kiteiden olemassaolon mahdottomuuteen, niin ei silti ole selvää, mikä rinnakkaisasema X tulisi ottaa. Toisaalta Duhem sanoo: "On ilmeistä, että vastaus (atomiteorian moninkertaisten suhteiden ilmiöihin) on tyydyttävä ja sitä voidaan pitää jopa atomiteorian voittona, voitto sitäkin huomattavampi, koska tämä selitys. moninkertaisten suhdelukujen lakia ei ole säädetty jälkikäteen, mikä päinvastoin, se on saman ikäinen kuin laki ja ehkä edelsi sen löytämistä. Onko tämä voitto lopullinen? Jotta näin olisi, ei tarvitse vain, että atomiteorian antama selitys useille suhteille on todennäköinen virta, mutta myös ainoa mahdollinen. Mutta kuka hän uskaltaa ottaa itselleen tämän tulkinnan takeen ja uskaltaa väittää, että toista ei koskaan voida löytää? Voimme mennä pidemmälle, jos otamme huomioon, millä helposti ja selkeästi kaikki nykyaikaisen X:n periaatteet sopivat näyttelyyn, josta ei vain sana, vaan myös idea atomeista [Duhem viittaa annettuun esitykseen hänen kirjoittamansa lainatussa työssä ("Le mixte et la comb. chim.", 1902).]; Me, jos kiinnitämme huomiota ristiriitoihin, jotka syntyvät heti, kun selitämme nämä periaatteet atomin näkökulmasta [vrt. Stallon, "La Mati ère et la Physique moderne".], on vaikea puolustautua sitä ajatusta vastaan, että atomiteorian ainoa menestys edustaa näennäistä voittoa, jolle huomista ei ole turvattu; että tämä teoria ei tutustuta meitä moninkertaisten suhteiden lain todelliseen, objektiiviseen syytä; että tämä syy on vielä löydettävä, ja lopuksi, että nykyaikainen X. ei puhu Epikuroksen opin puolesta. "Riippumatta siitä, kuinka tulevaisuus vastaa, asia on tämä: Dalton huomasi "moninkertaisten suhteiden" olemassaolon ja harkitsi että nämä ilmiöt johtuvat atomiesittelyistä, koska ne vastaavat yksinkertaisimpia mahdollisia atomiyhdistelmiä; nyt tunnemme valtavan määrän järjestelmiä, joilla on määrittelemätön koostumus, eikä vain kaasumaisissa ja nestemäisissä olomuodoissa, kuten tapahtui Daltonin aikana, mutta myös kiinteänä (alkaen isomorfisista Mitcherlich-seoksista ja päättyen kiinteään tuuletin "t Hoff -liuokseen); ei voida sanoa, että nämä ilmiöt olisivat suoraan ristiriidassa aineen atomirakenteen kanssa, mutta toisaalta ne vaativat selitystä, miksi niitä ei jatkuvasti havaita, ja on selvää, että emme voi enää rauhoittua tässä "yksinkertaisuuden" selityksessä. 3) Lopuksi Daltonin useiden suhteiden laki antoi kemistille helposti saatavilla olevan kriteerin arvioida, onko he tekemisissä yhden yksittäisen kappaleen kanssa vai monimutkaisen järjestelmän kanssa, joka muodostuu kahden tai useamman koeolosuhteissa stabiilin kappaleen vuorovaikutuksesta. Aiheen tätä puolta aikalaiset eivät selkeästi muotoilleet, mutta itse lain merkitys ei jäänyt heidän huomionsa ulkopuolelle, ja Thomson huomaa pian (14. tammikuuta 1808), että hapan oksaali-kaliumsuola sisältää lähes kaksinkertaisen määrän happoa verrattuna. keskimääräiseen suolaan, ja Wollaston löytää (28. tammikuuta 1808) yksinkertaiset, moninkertaiset suhteet joillekin happo-, hiili- ja oksaalihapposuoloille, ja sitten Berzelius joutuu määrittämään atomipainot ja omistaa niille useita vuosia kovaa ja epätavallisen huolellista työtä. [Cp. Ostwald "s, "Klassiker", nro 35, "Versuch die bestimmten und einfachen Verhältnisse autzufinden, nach velchen die Bestandtheile der unorganischen Natur mit einander verbunden sind, von J. Berzelius" - 1818-19; Berzelius antoi sitten useita lisäartikkeleita. ] Tässä ei ole oikea paikka miettiä vaikeuksia, joita kemistit kohtasivat määrittäessään täsmällisiä atomipainoja, ja kuinka Daltonin säännöt poistettiin vähitellen, ja Berzelius käytti pohjana kiinteiden alkuaineiden lämpökapasiteetin lakeja, Dulong ja Petit, Mitcherlich-isomorfismi (1819) rajoitamme toteamaan, että tämä kaikki osoittautui riittämättömäksi ja nykyaikaiset atomipainot määritettiin vasta sen jälkeen, kun Avogadro-Amperen niin kutsuttu "molekyyliteoria" oli tullut yleisesti hyväksytyksi.
Gay-Lussacin volumetriset lait. Lavoisier (Oeuvres jne., I, 73 ja 75) huomasi, että jotta happi yhdistyisi veteen muodostaen vettä, on tarpeen ottaa kaksinkertainen tilavuus vetyä per tilavuus; tämä seikka kiistettiin myöhemmin (esimerkiksi Dalton ajatteli, että 185 tuntia vetyä varten pitäisi olla 100 tilavuutta happea), ja siksi oli tärkeää, että A. F. Humboldt ja Gay-Lussac saivat tuon ajan erittäin perusteellisilla kokeilla selville [ "Exp ériences sur les moyens endiométriques et sur la ratio des principes constituants de l" atmosphè re", 1805; katso Ostwaldin "Klassiker" nro 42.] että Lavoisier oli oikeassa ja että todellakin 200 rpm. Vetyä tarvitaan veden muodostumiseen 100 til. happi. Tuolloin Proulxin ja Berthollet'n välillä oli jo kiista kemiallisten yhdisteiden koostumuksen pysyvyydestä, toisaalta Dalton puhui "New System of Chemical Philosophy" -kirjoituksessaan "kemiallisen" muuttumattoman atomikoostumuksen puolesta. yhdisteitä, ja siksi Gay-Lussac vuonna 1808 ( muistelma "Sur la combinaison des materials gazeuses, les unes avec les autres" [Katso Ostw. "Klas." No. 42.] teki pitkän tutkimuksen eri kaasujen vuorovaikutuksesta, tulokset olivat suotuisia Proulxin ja Daltonin näkemyksille, nimittäin Gay-Lussac havaitsi, että "että kaasumaisten kappaleiden yhdistelmät keskenään tapahtuvat aina hyvin yksinkertaisissa suhteissa, joten 1, 2 ja enintään 3 tilavuutta toisesta Näitä tilavuussuhteita ei noudateta nestemäisillä ja kiinteillä kappaleilla, vaan yhtä suurella tavalla ja reagoivien kappaleiden painoilla, mikä on uusi todiste siitä, että vain kaasumaisessa tilassa kappaleet ovat samassa tilassa. olosuhteissa ja noudata oikeita lakeja. se, mitä kaasut yhdistettäessä vapautuvat, on myös yksinkertaisessa suhteessa yhden niistä tilavuuteen, ja tämä on ominaista myös kaasumaiselle olomuodolle. Yleensä nykyaikaisissa oppikirjoissa Gay-Lussacin havainnot on tiivistetty kahden lain muodossa: 1) Reagoivien kappaleiden tilavuudet kaasu- ja höyrytilassa ovat joko yhtä suuret tai yksinkertaisissa suhteissa ilmaistuna yksinkertaisten pienten kokonaislukujen suhteilla ja 2) Muodostuneen kappaleen tilavuus kaasu- ja höyrytilassa on aina yksinkertaisessa suhteessa tilavuuteen (kaasu-höyry) jokaisesta siihen sisältyvästä aineosasta. Gay-Lussacin kokeet näyttävät päättäneen Bertholletin kiistan Proulxin kanssa. Niin oudolta kuin se ensi silmäyksellä näyttääkin, Dalton reagoi niihin kielteisesti, nimittäin "Uuden kemiallisen filosofian järjestelmänsä" lisäksi hän kritisoi Gay-Lussacin havaintoja typpioksidin ja hapen vuorovaikutuksesta (todellakin, virheellisiä) ja lisää: "Itse asiassa se, mitä hän sanoo tilavuuksista, on analogista sen kanssa, mitä sanon atomeista; ja jos voitaisiin todistaa, että kaikki kaasut (elastiset nesteet) sisältävät yhtä suuren määrän atomeja tai lukuja, jotka liittyvät 1:een, 2:een, 3 jne., niin molemmat hypoteesit osuisivat yhteen, paitsi että omani on universaali, ja hänen pätee vain kaasuihin.Gay-Lussac ei kuitenkaan voinut olla huomaamatta, että minä pidin tällaista hypoteesia ja hylkäsin sen arvottomana [Dalton viittaa kirjansa osaan, jossa hän sanoo, että hänellä oli kerran epämääräinen usko, jonka hän jakoi monien muiden kanssa, että yhtä suurissa tilavuuksissa mitä tahansa kaasua (yksinkertaisia ja kemiallisesti monimutkaisia) on sama määrä atomeja, mutta hänen olisi pitänyt antaa se ylös Ensinnäkin hapen ja typpioksidin vuorovaikutuksesta tehtyjen havaintojen perusteella, kun samansuuruisten kaasujen seos joskus pienenee puoleen, mikä osoittaa, että lopullisessa kappaleessa on vähemmän atomeja tilavuusyksikköä kohti kuin alkuperäisissä ( tämä havainto on virheellinen), ja toiseksi, koska ud. vesihöyryn paino on pienempi kuin sp. sen muodostavan hapen paino, mikä olisi mahdotonta, jos se muodostuisi yhdistämällä 2 vetyatomia (2 tilavuus) ja 1 happiatomi (1 tilavuus), mutta hän herätti tämän ajatuksen henkiin, ja minä teen muutamia asioita hänestä huomauttaa, vaikka minulla ei ole epäilystäkään siitä, että hän itse näkee pian näkemyksensä epäjohdonmukaisuuden." Dalton lopettaa näin: "Totuus, olen vakuuttunut, on, että kaasut eivät koskaan yhdisty yhtä suuriksi tai yksinkertaisiksi ... tilavuuksiksi ; missään ei ole lähempänä matemaattista tarkkuutta kuin vedyn ja hapen tapauksessa, ja sillä välin tarkin kokeistani osoittaa: täällä 1,97 tilavuudella. vedyn osuus on 1 tilavuus. Tiedämme nyt, että Gay-Lussac oli epäilemättä lähempänä totuutta kuin Dalton, ja vedyn ja hapen tapauksessa Morley ja Scott osoittivat, että todellinen suhde oli 2,002:1.
Avogadro-asento. Kesäkuussa 1811 italialainen fyysikko A. Avogadro sitoutui sovittamaan Daltonin näkemykset Gay-Lussacin havaintoihin artikkelissa, jonka otsikko oli: "Essai d" une mani ère de déterminer les masses ratios des molécules élémentaires des corps, et lesrentsllesllesonelles dans le s combinaison" [nimikkeistö, jota Avogardo noudattaa tässä artikkelissa, eroaa meidän omasta; kuten J. Walker huomauttaa, hänen molekyylinsä = atomi, molekyyli (ei väliä), mol écule inté grante = molekyyli (pääasiassa monimutkaisia kappaleita), mol écule constituante - alkeiskappaleen molekyyli ja mol écule élé mentaire - alkeiskappaleen atomi, mutta yksi artikkelin kohdista saa ajattelemaan, että mol écule inté grante tarkoittaa myös atomia (vrt. Ostwald "s "Klassiker", nro 8).]. "Gay-Lussac osoitti mielenkiintoisessa muistelmassa", kirjoittaa Avogadro, "että kaasumaisten kappaleiden yhdistelmät esiintyvät aina hyvin yksinkertaisissa tilavuussuhteissa ja että kaasumaisen reaktiotuotteen tapauksessa sen tilavuus on myös yksinkertaisissa suhteissa tilavuuksiin. Mutta yhdisteen aineosien massojen väliset suhteet näyttävät riippuvan vain reagoivien molekyylien suhteellisesta lukumäärästä (ja niiden massoista) ja muodostuneiden kompleksisten molekyylien määrästä. Tästä syystä on pääteltävä, että yksinkertaiset suhteet kaasumaisten kappaleiden tilavuuksien ja niitä muodostavien molekyylien lukumäärän välillä. Ilmeisesti ainoa hyväksyttävä hypoteesi pitäisi tunnustaa, että minkä tahansa kaasun molekyylien lukumäärä on sama yhtä suurissa tilavuuksissa tai aina verrannollinen tilavuuteen. , jos molekyylien määrä yhtä suurissa tilavuuksissa olisi eri kaasuilla, niin on vaikea ymmärtää, että molekyylien etäisyyttä säätelevä laki johtaa kaikissa tapauksissa niin yksinkertaiseen yhteyteen kuin yllä oleva, jotka meidän on pakko tunnistaa molekyylien tilavuuden ja lukumäärän välillä... Tämän hypoteesin perusteella meillä on ilmeisesti keinot helposti määrittää molekyylien suhteelliset massat kappaleille, jotka voivat esiintyä kaasumaisessa tilassa, sekä suhteellinen massa. reaktioon tarvittavien molekyylien lukumäärä; nimittäin molekyylien massojen suhteet tällä oletuksella ovat samat kuin eri kaasujen ominaispainojen väliset suhteet (samalla lämpötiloissa ja paineissa), ja reagoivien molekyylien suhteellinen lukumäärä saadaan suoraan kaasujen tilavuuksien suhteesta. kaasuja, jotka muodostavat tietyn yhdisteen. Esimerkiksi koska luvut 1,10359 ja 0,07321 ilmaisevat hapen ja vedyn kaasujen ominaispainoa (saman tilavuuden paino \u003d yksikön ominaispainot [Nämä luvut ovat virheellisiä.], Sitten niiden suhde, muuten suhde molempien kaasujen samansuuruisten tilavuusmassojen välillä edustaa hypoteesimme mukaan niiden molekyylien massojen välistä suhdetta, josta seuraa, että happimolekyyli on lähes 15 kertaa raskaampi kuin vetymolekyyli, tai tarkemmin sanottuna ne ovat liittyvät 15.074 - 1. .. [Tässä annettu suhde on virheellinen (katso Kemialliset kaavat). Ymmärtääksemme Avogadron päättelyn, merkitään happimolekyylin paino nimellä M, vetymolekyylin paino arvoon 1, silloin tietyn happitilavuuden paino on - xM, missä x happimolekyylien lukumäärä tässä tilavuudessa ja saman tilavuuden vetypaino = x 1(paikan mukaan). Tunnettu ud. molempien kaasujen painot suhteessa ilmaan, eli arvot: (xM)/s ja (x 1)/p, missä R - saman määrän ilmaa paino; se on selvää [(xM)/p]: [(x 1)/p] = M/1, eli yhtä suuri kuin happi- ja vetymolekyylien painojen välinen suhde, joista jälkimmäinen on otettu tavanomaiseksi mittayksiköksi.]. Toisaalta, koska tiedämme, että vedyn ja hapen tilavuuksien suhde veden muodostumisen aikana on 2:1, niin tiedämme, että vettä muodostuu kunkin happimolekyylin vuorovaikutuksessa kahden vetymolekyylin kanssa. .. Mutta on olemassa argumentti, joka ensi silmäyksellä puhuu monimutkaisia kappaleita koskevan hypoteesimme oletusta vastaan. Vaikuttaa tarpeelliselta, että kahden tai useamman yksinkertaisen kappaleen molekyylin vuorovaikutuksesta muodostuvan monimutkaisen molekyylin massa on yhtä suuri kuin näiden jälkimmäisten massojen summa; tai erityisesti, kun kompleksikappale saadaan 1 mol:n vuorovaikutuksella. yksi kappale, jossa on 2 tai enemmän molia. toisesta kappaleesta monimutkaisen mol. pysyi samassa määrässä ensimmäinen ruumis. Hypoteesimme kielellä tämä vastaa sitä tosiasiaa, että kun kaasu yhdistetään kahden tai useamman tilavuuden kanssa toista kaasua, kaasumaisessa tilassa olevan yhdisteen tilavuuden tulee olla yhtä suuri kuin ensimmäisen kaasun tilavuus. Ja silti, valtavassa määrässä tapauksia, tätä ei noudateta. Esimerkiksi kaasumaisessa tilassa olevan veden tilavuus, kuten Gay-Lussac on osoittanut, on kaksi kertaa sen muodostamiseen käytetyn hapen tilavuus, tai mikä on sama, yhtä suuri kuin vedyn tilavuus sen sijaan, että se olisi yhtä suuri kuin hapen tilavuus. hapen tilavuus. Mutta tapa tulkita näitä tosiasioita hypoteesimme mukaisesti tulee myös esiin; nimittäin oletetaan, että: 1) minkä tahansa alkeiskappaleen molekyylit ... eivät muodostu erillisistä alkuainemolekyyleistä (atomeista), vaan ne koostuvat tietystä määrästä niitä, jotka liittyvät toisiinsa keskinäisellä vetovoimalla, ja 2) että kun toisen kappaleen molekyylit yhdistetään ensimmäisen molekyylien kanssa, jolloin muodostuu monimutkainen molekyyli, sitten integraalinen molekyyli, jonka pitäisi muodostua, hajoaa kahteen tai useampaan osaan, muodostuu puolikkaasta, neljänneksestä jne. molekyylien lukumäärästä ensimmäinen kappale yhdistyy puoleen, neljännekseen toisen kappaleen molekyyleistä... niin, että lopullisten molekyylien määrä tulee kaksinkertaiseksi, nelinkertaiseksi jne. verrattuna siihen, mikä se olisi ilman hajoamista, ja juuri sellainen kuin tuloksena olevan kaasun havaittu tilavuussuhde vaatii ["Näin esimerkiksi lopullisen vesimolekyylin on koostuttava puolimolekyylistä happimolekyyliä yhdistettynä yhteen vetymolekyyliin tai kahteen puolimolekyyliin " (noin Avogadro). Yhteyden teko 2 noin. vety 1 tilavuudella. happi Avogadro kuvittelee seuraavaksi yhdisteeksi 2x he sanovat vetyä 1 x he sanovat happi muodostuu aluksi 1x monimutkainen mol. vettä, joka sisältää kutakin 2 mol. vetyä ja 1 mol. happea, mutta sitten hajoaa 2x yksinkertaisemmat laiturit, joiden massa on jo
(2x mol. vetyä + x mol. happoa) / 2x = (2 mol. vetyä) / 2 + (mol. hapan) / 2 = mol. vety. + (mol. hapan)/2;
jokainen tilavuus vesihöyryä sisältää 2 kertaa vähemmän happea kuin yhtä suuri määrä happikaasua, jälkimmäisessä se oli x he sanovat hapan ja sisältää yhtä suuren määrän höyryä
x mol. vesi \u003d x (mol. vetyä + mol. happoa / 2).].
Tarkastellessani erilaisia, parhaiten tutkittuja kaasumaisia yhdisteitä, löydän vain esimerkkejä yhden termin tilavuuden kaksinkertaistamisesta, yhdistämisestä kahden tai useamman toisen kappaleen tilavuuteen [ilmaus on virheellinen, mutta valitettavasti usein käytetty. Epäilemättä tässä ei havaita tilavuuden kaksinkertaistumista, päinvastoin, sen väheneminen tapahtuu; Avogadro puolestaan puhuu tuplaantumisesta, koska hänen oletuksensa mukaan reagoivien kappaleiden tilavuus pienenee aluksi yhteen tilavuuteen. Tällä hetkellä voidaan antaa paljon monimutkaisempia esimerkkejä ja yhtälö vetysulfidin muodostumiselle lämpötilassa. kiehuva rikki:
S 8 + 8H 2 \u003d 8SH 2
Avogadron olisi pitänyt selittää alun perin monimutkaisen molekyylin S 8 Η 16 muodostuminen ja sen tilavuuden myöhempi oktalisaatio: S 8 H 16 \u003d 8SH 2 .]. Olemme jo nähneet tämän veden osalta. Samoin tiedämme, että ammoniakin tilavuus on kaksi kertaa suurempi kuin siinä olevan (vapaan) typen tilavuus. Mutta on mahdollista, että muissa tapauksissa molekyylit jaetaan 4:ään, 8:aan jne. Tällaisen jakautumisen mahdollisuus on myös odotettavissa etukäteen... tilavuuksia eikä muuttumista, lisäksi, kuten esimerkiksi tapauksessa typpioksidin [koostumus ja sp. typpioksidin paino on annettu kaavassa NO, jonka muodostuminen typestä ja hapesta voidaan esittää vain yhtälöllä
N 2 + O 2 \u003d 2NO.
Itse asiassa tätä reaktiota ei ole vielä suoritettu. Hyviä esimerkkejä ovat reaktiot:
H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl,
H 2 + Br 2 \u003d 2HBr,
tapahtuu ilman äänenvoimakkuuden muutosta.]. Molekyylien jakautuvuuden hypoteesilla on helppo nähdä, että yhdistelmä todella muuttaa kahdenlaisia molekyylejä yhdeksi ja että ainakin yhden kaasun tilavuuden pieneneminen joutuisi odottamaan, jos jokainen monimutkainen molekyyli (katso huomautus Yllä) ei jaettu kahteen muuhun, luonteeltaan identtiseen... Perustuen mielivaltaisiin oletuksiin todennäköisimmästä molekyylien (atomien) määrästä yhdisteissä, Dalton yritti luoda suhteita yksinkertaisten kappaleiden molekyylien välille. Hypoteesimme... mahdollistaa hänen tietojensa korjaamisen... Näin ollen esimerkiksi Dalton olettaa, että vesi muodostuu vedyn ja hapen yhdistelmästä molekyyli molekyyliltä (atomi atomilta). Tämän perusteella ja molempien veteen sisältyvien kappaleiden suhteellisten painojen perusteella seuraa, että happimolekyylin massan on suhteutettava vetymolekyylin massaan noin 7½ - 1, tai Dalton itse, kuten 6:1. Hypoteesimme mukaan tämä suhde on vain kaksi kertaa suurempi, nimittäin = 15:1. Mitä tulee vesimolekyyliin, sen pitäisi olla pyöreinä luvuina 15 + 2 = 17 (vetymolekyylin ollessa 1), jos se ei olisi jaollinen kahdella; mutta tämän jaon ansiosta siitä tulee puolet niin paljon, eli 8½, tai tarkemmin sanottuna 8,537, kuin voidaan löytää suoraan jakamalla lyöntejä. vesihöyryn paino, eli 0,625 (Gay-Lussac; ominaispaino on annettu suhteessa ilmaan) per sp. vedyn paino on 0,0732. Tämä massa eroaa Daltonin vesimolekyylille osoittamasta 7:stä vain Daltonin hyväksymien veden koostumuksen lukujen erojen vuoksi jne. Ei ole yllättävää, että hänen aikalaisensa arvostivat vähän Avogadron näkemyksiä. Dalton ei voinut olla samaa mieltä heidän kanssaan, koska hän yleisesti epäili Gay-Lussacin havaintojen oikeellisuutta, ja lisäksi Avogadron näkemykset olivat vastoin hänen vakaumukseensa atomien jakamattomuudesta; on kummallisempaa, että myöhemmin Avogadron artikkeli unohdettiin kokonaan ja että jopa nytkin löytyy monia väärinkäsityksiä tätä käsittelevät oppikirjat On nähtävä selvästi, että Avogadron ehdotus: "Yhtämääräiset kaasut yhtäläisissä lämpötiloissa ja paineissa sisältävät saman määrän molekyylejä" tai päinvastoin: "Yhtainen määrä kaasumolekyylejä yhtäläisissä lämpötiloissa ja paineissa vastaa yhtä suureksi" ei edusta tarkasti ottaen "hypoteesia", vaan puhtaasti ehdollista määritelmää, eikä sen enempää [Ostwald "Grundlinienissaan" kutsuu sitä Avogadron postulaatiksi .]; Hyväksymällä sen suostumme kuvaamaan yhdisteitämme siten, että niiden reaktiot noudattavat Gay-Lussacin lakeja, eli eli niin, että jokainen kaava vastaa kaasumaisessa tilassa jotakin tavanomaista normaalitilavuutta normaaleissa olosuhteissa, ja on selvää, että voimme siten ilmaista kaikki muutokset, joita X käsittelee, koska ne kaikki voidaan ajatella tapahtuvan kaasumaisessa tilassa; se, että kaavamme ovat yhtäpitäviä todellisuuden kanssa ei vain kokemuksen lämpötilassa ja paineessa, vaan myös muissa - johtuu yksinkertaisesti Boyle-Mariotten ja Charles-Gay-Lussacin lakien suhteellisen laajasta soveltuvuudesta (katso Gases). Kun kokeellinen data beat. tietyn höyryn painot eivät ole yhtäpitäviä odottamamme kaavan kanssa, niin etsimme yleensä sellaista lämpötilaa ja painetta, jossa tällainen yhtäpitävyys havaitaan, tai jätämme kokeelliset tiedot kokonaan sivuun ja kirjoitamme "molekyylikaavoja", jotka eivät vastaavat Avogadron "lakia"; niin missä tahansa orgaanisessa X.:ssä voit huomata, että etikkahapon molekyyli. on kaava: C 2 H 3 O (OH), että 3 vetyatomin olemassaolo etikkahapossa, ei vesipitoisena jäännöksenä, on selvää siitä tosiasiasta, että kun happoa käsitellään kloorilla, voimme korvaa peräkkäin 1/3, 2/3 ja lopuksi 3/3, eli kaikki vety on klooria; sillä välin ei ole epäilystäkään, että lämpötilassa. kiehuvassa, etikkahappohöyryn kaava vastaa tarkasti - C 4 H 8 O 4, ja monokloorietikkahapon kaava on lähempänä C 4 H 6 Cl 2 O 4 kuin C 2 H 3 ClO 2. Tällaisia esimerkkejä voisi mainita monia muitakin, mutta jo lainattukin osoittaa varsin selvästi, että emme ole tekemisissä "Avogadron lain" kanssa, eli ei sellaisella numeerisella suhteella, joka on objektiivinen ja joka ei riipu mielivaltaisuudestamme, vaan ilmaisutavalla, kokeellisten tietojen laskeminen. On mahdollista, että tietyn kaasun tietyssä tilavuudessa (elleivät molekyylit edusta fiktiota) todellisella molekyylimäärällä ole mitään tekemistä Avogadron ehdotuksella määritetyn molekyylien määrän kanssa, ja on mahdollista, että yhtä suurissa tilavuuksissa kahta kaasua (samalaisissa lämpötiloissa ja paineissa) on itse asiassa täysin erilainen määrä niitä [Boylen ja Charlesin laista - PV = RT ei ole matemaattisesti tarkka, niin vaikka katsottaisiinkin Avogadron aseman olevan tiukasti yhdenmukainen todellisuuden kanssa, meidän on myönnettävä, että molekyylien matemaattinen yhtäläisyys yhtä suurissa tilavuuksissa kahta kaasua on mahdollista vain tietyssä tietyssä lämpötilapisteessä ja tietyssä tietyssä paineessa (tai joilla on tietyt ja keinotekoiset suhteet kaasujen massojen ja niiden käyttämien tilavuuksien välillä).]; Gay-Lussacin lakeja, jotka löydetään empiirisesti ja jotka ovat täysin riippumattomia käsityksistämme aineen rakenteesta, tällainen oletus ei vaikuta ainakaan: ne jäävät yhtä selittämättömiksi kuin "moninkertaisten" suhteiden laki, jota ne edustavat. kaasumaisia kappaleita, on käsittämätöntä. Se on erittäin valitettavaa, koska joistakin oppikirjoista X. löytyy matemaattinen todiste "lain" tarkkuudesta ja lisäksi Maxwellin käynnistämä todistus ("Theor y of Heat", L., 1894, 325; "Laki" Gay-Lussacista"). "Ajattele", hän sanoo, "tapausta, jossa kaksi kaasua ovat termisessä tasapainossa. Olemme jo osoittaneet, että jos Μ 1 ja M 2 edustavat näiden kaasujen yksittäisten molekyylien massoja, a V 1 ja V 2 niitä vastaavaa sekoitusnopeutta, on välttämätöntä, että yhtälön (1) mukaan lämpötasapainossa
M 1 V 1 2 = M 2 V 2 2 .
Jos molempien kaasujen paineet s 1 ja s 2 ja molekyylien lukumäärä tilavuusyksikköä kohti N 1 ja N2, sitten yhtälön (2) mukaan
p 1 = 1/3 M 1 N 1 V 1 2
R 2 = 1/3 M2N2V22;
jos paineet ovat samat, niin
M 1 N 1 V 1 2 \u003d M 2 N 2 V 2 2,
ja jos lämpötilat ovat samat, niin
M1V12 = M2V22;
jakamalla kaksi viimeistä yhtälöä termillä, huomaamme, että Ν 1 = N 2(6), tai että kun kaksi kaasua ovat samassa lämpötilassa ja samassa paineessa, molekyylien määrä tilavuusyksikköä kohti on molemmilla kaasuilla sama." Kirjoittajalle näyttää itsestään selvältä, että vaikka kahden eri kaasun paineet olisivat ovat yhtä suuria, , jotka ovat lämpötasapainossa, lausekkeet R 1 ja R 2 ei voida rinnastaa, ennen kuin on todistettu, että tämän täytyy tarkoittaa yhtä suuria määriä molempia kaasuja; Tämän olettaa Maxwell, koska N 1 ja N Kuviossa 2 viitataan niihin "tilavuusyksiköinä", mutta tällaisen oletuksen tarvetta ei voida pitää itsestään selvänä, koska kaasun paineella, kun se kerran on määritetty, ei ole mitään yhteyttä kaasun miehittämään tilavuuteen. Tämän mielivaltaisen valinnan ansiosta epämääräinen ongelma itsessään sai lopullisen ratkaisun. Clausius (1857) oli tässä suhteessa varovaisempi; hän oletti, että yhtä suurissa tilavuuksissa kaasuja on yhtä monta molekyylejä, ja jo tästä hän päätteli kaasujen kineettisen teorian avulla, että myös niiden elävien voimien on oltava samat. Näin ollen meillä ei voi olla todisteita Avogadron väitteestä, mutta on varmaa, että kun hyväksymme hänen määritelmänsä, pystymme helposti määrittämään molekyylien suhteelliset painot (yhtäsuuruisten kaasutilavuuksien suhteelliset painot); koko asia tiivistyy kahteen rytmin määritelmään. vertailtavien kaasujen painot, ja kuten edellä todettiin, on täysin yhdentekevää minkä kaasun suhteen sp. paino. Avogadro piti vetymolekyyliä molekyylipainojen yksikkönä (katso edellä); nykyään tällaista yksikköä pidetään hyvin usein vetyatomina. Seuraava kysymys on, kuinka monta vetyatomia sen molekyylissä on ja mikä määritelmä sanalle "atomi" voidaan antaa Avogadron terminologian mukaisesti. Kokemuksen perusteella on havaittu, että kaasumaisten kappaleiden kemiallisen vuorovaikutuksen aikana yksi niistä on usein transformaation jälkeen suuremmassa tilavuudessa kuin ennen koetta; niin esimerkiksi edellä mainittiin, että tietty hapen massa vesihöyryn muodossa vie kaksinkertaisen tilavuuden kuin sama massa puhdasta happea samoissa lämpötila- ja paineolosuhteissa; ilmaisemme tämän yhdessä Avogadron kanssa sanomalla, että veden muodostuksessa happimolekyyli jakautuu kahteen täysin identtiseen puolikkaaseen, ja siksi ymmärrämme, että kemiallisiin reaktioihin voi liittyä molekyylien jakautumista; kokemus osoittaa lisäksi, että tämä jako menee usein niin pitkälle, että emme pääse siihen millään muulla tavalla; joten jos esimerkiksi pysymme äsken mainitussa esimerkissä, riippumatta siitä, kuinka korkeita lämpötiloja vertaamme vesihöyryä happeen, tietyssä happikaasutilavuudessa on aina kaksi kertaa enemmän happea kuin se sisältää samassa tilavuudessa vesihöyry. Toisaalta sana "atomi", joka on johdettu gr. sl. άτομος - jakamaton, pakottaa meidät määrittelemään sillä sellaisen ainemassan, jonka voimme tunnistaa kyvyttömäksi yksinkertaistamaan edelleen jakamalla. Tästä johtuu atomin moderni määritelmä: se on - tietyn alkuaineen pienin massa, jonka kanssa se tulee kemiallisesti monimutkaisten molekyylien koostumukseen, eli sellaisten kappaleiden molekyylit, joissa tämän alkuaineen lisäksi on ainakin yksi muu alkuaine. Yllä olevan kysymyksen ratkaisemiseksi on seuraavaksi määritettävä ud. eri vetyyhdisteiden vetypainot, määritä analysoimalla, mikä osuus näistä sp. vetymolekyyleinä ilmaistut painot osuvat vedylle ja ottavat sen atomille pienimmän; Gay-Lussacin lain mukaan löydetyn massan ja vetymolekyylin massan välinen suhde on ilmaistava yksinkertaisena, eli suhteellisen pienenä kokonaislukuna. Voit tehdä toisin; voidaan verrata kaasumaisten yhdisteiden tilavuuksia niiden sisältämän vedyn tilavuuteen; suhde, joka ilmaistaan suurimmana kokonaislukuna, antaa meille vetymolekyylin jaollisuuden mitta. Otetaan selvyyden vuoksi esimerkkeinä vetyyhdisteet: suokaasu (hiilen ja vedyn yhdiste), ammoniakki (typen ja vedyn yhdiste), vesi (hapen ja vedyn yhdiste) ja kloorivety (alkuainekoostumus on itse nimen antama); lyö ensimmäisen vetypaino = 8, eli paino x he sanovat suokaasu: paino x he sanovat vety \u003d 8, mistä he sanovat. suokaasu = painon mukaan 8 mol. vety; analyysi osoittaa, että ¼ tästä määrästä osuu vedylle, seuraavaksi mol. suokaasu koostuu hiilestä (paino 6 mol vetyä) ja 2 mol. vety; lyö ammoniakin paino = 8½ ja 1½, paino. yksiköitä tästä määrästä osuu vedyn osuuteen; seuraavaksi, väittelemällä edellisellä tavalla, tulemme siihen tulokseen, että 1 mol. ammoniakki koostuu typestä (paino 7 mol. vetyä) ja 1½ = 3/2 mol. vety; vesimolekyylin koostumus on happea (määrässä = 8 mol. vety) ja 1 mol. vety; vihdoinkin, ud. vetykloridin paino = 18,25, josta vain 0,5 on vetyä; seuraavaksi vetykloridimolekyyli koostuu kloorista (= 17,75 mol. vety) ja ½ mol. vety; viimeinen arvo on pienin löytämistämme arvoista; näin ollen voimme olettaa, että vetymolekyyli on jaollinen puoliksi, ja tämä puolikas voidaan väliaikaisesti pitää vedyn "atomipainona". Ymmärrettävästi näiden yhdisteiden tarkastelu niiden bulkkikoostumuksen näkökulmasta johtaa myös samaan johtopäätökseen; yllä annetut luvut kertovat tarkalleen, että 1 tilavuus. suokaasu on yhtä suuri kuin ½ tilavuutta. siinä oleva vety, 1 tilavuus. ammoniakki = 2/3 tilavuudesta. sen sisältämä vety, 1 tilavuus. vesihöyry = 1 tilavuus. siinä saatavilla olevaa vetyä ja lopuksi 1 tilavuus. kloorivetyä on kaksi kertaa siinä olevan vedyn tilavuus; suurin lisäys tapahtui kloorivedyn muodostumisessa, ja Avogadron mukaan meidän on tunnustettava, että vetymolekyyli on jaollinen puoliksi. Lukuisat useiden erilaisten yhdisteiden koostumuksen määritykset ovat osoittaneet, että molekyylissä ei ole kemiallisesti monimutkaisia yhdisteitä, joiden molekyylissä olisi vähemmän kuin puolet vetymolekyylistä; voimme siis vihdoin kutsua tätä määrää vetyatomiksi [vertaa kuitenkin J. J. Thomsonin kokeita.] ja merkitä sitä kirjaimella h, kirjoita vetymolekyyli H 2 . Löytääkseen ud. kaasun paino suhteessa vetyyn, meidän on otettava suhde yhtä suuren kaasun ja vedyn (tietyssä lämpötilassa ja paineessa) painojen välillä, jotka sisältävät määritelmän mukaan saman määrän molekyylejä, ja siksi tämä sp. paino
D \u003d (xM) / (xH 2),
missä x- meille tuntematon molempien kaasujen molekyylien lukumäärä, M on tietyn kaasumolekyylin paino ja H 2 - vetymolekyylin paino tai sanoin: kaasun molekyylipaino on D kerran otettu vedyn molekyylipaino; kun ilmaisemme sen vetyatomeina (vetymolekyylin puolikkaina), se on yhtä suuri kuin 2D kertaa vedyn atomipaino. Yleensä jälkimmäinen otetaan mittayksikkönä; sitten
M = 2D,
mutta on muistettava, että tässä ilmaisussa D on abstrakti luku, ja 2 on nimetty, koska se on 2 vetyatomin sijasta, ja on jo osoitettu aiemmin (katso kaavat), että siinä tapauksessa, että tarkastelemme happea \u003d 16, niin vedyn atomipaino \u003d 1.008 ja niin edelleen
M" \u003d 2 1,008D,
missä M" edustaa kaavaa, jossa kaikkiin atomipainoihin viitataan O = 16, a D lyö höyryn (kaasun) paino vedyllä. Tietoja grammamolekyylien tilavuudesta H 2 = 2 ja O 2 = 32 - katso Kaavat chem. Lopuksi on huomautettava, että he kirjoittivat Avogadron lisäksi samasta aiheesta: Ampère ("Ann. de chim." 90, 1814, saksankielinen käännös, Ostwaldin "Klassik.", nro 8), Godin (Gandin , "Ann. chim. phys.", 35, 1833: "Recherches sur la structure intime dos corps inorganiques d é finis etc." yhtä suuret kaasumäärät yhtä suurissa neliöissä - muistiväline, jonka Hoffmann myöhemmin esitteli.], Gerard (katso Unitaarinen järjestelmä) ja erityisesti Cannizzaro (St. Cannizzaro, "Nuovo Cimento", 7, 1858: "Sunto di un corso di filosofi a chimica fatto nella Reale Universita di Genova"); saksaksi Ostwaldin "Klassiker", nro 30), joka löysi Avogadron uudelleen. Kaikkia "lakia, Avogadro" koskevia vastalauseita ei voi edes luetella. Esimerkkinä väärinkäsityksistä riittää mainita, että ammoniakkihöyryn ominaispaino suhteessa vetyyn osoittautui olla yhtä suuri kuin puolet kaavasta, vaan neljännes siitä, ts.
NH 4 Cl / 4 \u003d NH 4 Cl / 2H 2,
mistä seurasi, että vetymolekyyli vastaa
NH4Cl/2 \u003d N/2 + H4/2 + Cl/2;
koska NH 4 Cl:n haihdutusolosuhteissa oli mahdotonta sallia typen ja kloorin "atomien" jakautumista eli näiden alkuaineiden muutoksia, G. St. Clair Deville piti NH 4 Cl -höyryn epänormaalia tiheyttä todisteita "Avogadron lain" epätarkkuudesta. S. Cannizzaro ensimmäinen [vrt. E. Mitscherlich, "Ueber das Verh ältniss des spec. Gewichts de r Gasarten zu den chem. Proportionen", "Ann. Ch. Ph.", 12, 1834 ja "Gesamm. Abhandl.".] ilmoitti, että erimielisyydet voidaan selittää NH4Cl:n hajoamisen kautta NH3:ksi ja HCl:ksi, joiden pitäisi täyttää 2 vety"molekyylin" tilavuus. Pebalin suora kokemus myöhemmin vahvisti tämän ajatuksen. On huomattava, että monissa tapauksissa epänormaaleja lyöntejä. Tuloksena olevista tuotteista ei vielä ole tehty kokeellista tutkimusta, ja siksi voi olla, että nyt hyväksytty tulkinta osoittautuu myöhemmin vääräksi. Joten esimerkiksi lasku lämpötilan noustessa sp. etikkahappoparin paino, joka saavuttaa arvon C 4 H 8 O 4 /2H 2, selitetään yleensä lausekkeella:
mutta seuraava reaktio on ajateltavissa:
(etikkahappoanhydridi) + H 2 O jne. Kaikki nykyaikaiset atomipainot on johdettu Avogadron määritelmän mukaisesti, ja siksi kaikki nykyajan kemian painot. ekv. (erityisesti kaasumaisille kappaleille) voivat toimia esimerkkinä Gay-Lussac'in tilavuuslaeista.
Muut lait, jotka määrittävät molekyylien, atomien ja ekvivalenttien painot. Kaikki yhdisteet ja alkuaineet eivät pysty siirtymään kaasumaiseen tilaan. Meiltä on riistetty mahdollisuus tällaisissa tapauksissa määrittää molekyylin suhteellinen paino lyönteinä. höyryn paino (katso Höyryn tiheyden määritys) ja siksi emme voi suoraan määrittää atomipainoa (pienintä), jolla tietty alkuaine on osa näiden kappaleiden molekyylejä. Viimeinen arvo voidaan kuitenkin määrittää epäsuorasti tällaisissa tapauksissa käyttämällä joitain liuosominaisuuksia (katso Solutions, Cryoscopy ja Ebulioskopiya) tai isomorfismin perusteella (katso); voimme määrittää atomipainon arvon käyttämällä Dulongin ja Petitin lakia tai D. I. Mendelejevin jaksollista lakia (katso jaksollinen laki ja atomien painot); lopuksi ekvivalentin arvo voidaan määrittää käyttämällä Faradayn elektrolyyttistä lakia (katso Elektrolyysi ja elektrolyyttinen dissosiaatio). - Kvantitatiivisista laeista, jotka ohjaavat kemiallisia muutoksia, massatoiminnan laista ja tuuletin "t Hoffin lakia - katso Kemiallinen affiniteetti, Kemiallinen tasapaino, Kemiallisten reaktioiden palautuvuus.
Kemiallisten näkemysten kehityksen historiaa on tämän artikkelin lisäksi käsitelty toistuvasti tässä sanakirjassa. Katso: Alkemia, aine, ilma, atomipainot, glykolit, glyseriini, dualismi, substituutio, isomeria, hapot, metallit ja metalloidit, maitohappo, kemiallinen palautuvuus. reaktiot, parafiinit, kemiallisten alkuaineiden jaksollinen laki, orgaanisten happojen rajoitus, pseudomeria, radikaalit, suola, stereokemia, lämpökemia, etikkahappo. (rakenne), yksikköjärjestelmä, flogiston, kemialliset kaavat, kemiallinen nimikkeistö, kemiallinen rakenne, kemiallinen affiniteetti, kemiallisten tyyppien teoria, elektrokemia, elektrolyysi, elektrolyyttinen dissosiaatio, etyyli, etereeniteoria, ydinteoria ja kaikkien tunnettujen kemistien elämäkerrat. Historiallinen tietoa alkuaineista ja tärkeimmistä kemiallisista yhdisteistä - katso niille omistetut erikoisartikkelit.
A. I. Gorbov. Δ.
