-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû è âåùåñòâà â ñâåòå àòîìíî-ìîëåêóëÿðíîãî ó÷åíèÿ § 7. Ñîñòàâ âåùåñòâ. Çàêîí ïîñòîÿíñòâà ñîñòàâà. Õèìè÷åñêèå ôîðìóëû
Âàæíåéøåé õàðàêòåðèñòèêîé âåùåñòâà ÿâëÿåòñÿ åãî ñîñòàâ: êà÷åñòâåííûé è êîëè÷åñòâåííûé. Êà÷åñòâåííûé ñîñòàâ — ýòî ïåðå÷åíü âñåõ îáðàçóþùèõ âåùåñòâî õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Êîëè÷åñòâåííûé ñîñòàâ — ýãî ÷èñëî àòîìîâ êàæäîãî ýëåìåíòà â ñîñòàâå ìåëü÷àéøåé ÷àñòèöû âåùåñòâà — åãî ìîëåêóëû.
Ñîñòàâ õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé îïðåäåëÿþò ýêñïåðèìåíòàëüíî ñ ïîìîùüþ êà÷åñòâåííîãî è êîëè÷åñòâåííîãî àíàëèçà. ×òîáû ïîêàçàòü, êàê íà îñíîâàíèè äàííûõ õèìè÷åñêîãî ýêñïåðèìåíòà äåëàþò âûâîäû î ñîñòàâå êîíêðåòíîãî âåùåñòâà, îáðàòèìñÿ ê ïðèìåðó.
V(H2) : V(O2) = 2:1  äðóãèõ ñïåöèàëüíî ïðîâåä¸ííûõ îïûòàõ óñòàíîâëåíû ìàññû ãàçîâ, çàíèìàþùèõ îáú¸ì 1 ë: m(Í2) = 0,089 ã
Íàéä¸ì ñîîòíîøåíèå ìàññ îáðàçîâàâøèõñÿ â ïðîâåä¸ííîì îïûòå âåùåñòâ: (0,089 • 2) : (1,429 • 1) = 0,178 : 1,429 = 1 : 8 = 2 : 16 Èçâåñòíî, ÷òî ìàññà àòîìà êèñëîðîäà â 16 ðàç áîëüøå, ÷åì ìàññà àòîìà âîäîðîäà. Ñëåäîâàòåëüíî, â ìîëåêóëå âîäû íà äâà àòîìà âîäîðîäà ïðèõîäèòñÿ îäèí àòîì êèñëîðîäà. Ïîýòîìó ôîðìóëà âîäû — Í2O.
Îïèñàòü èçâåñòíîå íåñëîæíî. Íî â ñâî¸ âðåìÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ êà÷åñòâåííîãî è êîëè÷åñòâåííîãî ñîñòàâîâ âîäû ó÷¸íûì ïðèøëîñü çàòðàòèòü îãðîìíûå óñèëèÿ, ïîñòàâèòü ìíîæåñòâî îïûòîâ è èñïðàâèòü íåìàëî îøèáîê. Ôðàíöóçñêèé õèìèê Æîçåô Ëóè Ïðóñò â ïåðèîä ñ 1799 ïî 1806 ã. èññëåäîâàë ñîñòàâ ðÿäà õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Îí óñòàíîâèë, ÷òî ìíîãèå âåùåñòâà, íåçàâèñèìî îò íàõîæäåíèÿ â ïðèðîäå èëè ñïîñîáà ïîëó÷åíèÿ èõ â ëàáîðàòîðèè, âñåãäà èìåþò îäèí è òîò æå ñîñòàâ. Ýòî ïîëîæåíèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå çàêîí ïîñòîÿíñòâà ñîñòàâà.
Ýòî îçíà÷àëî, íàïðèìåð, ÷òî âñå ìîëåêóëû óãëåêèñëîãî ãàçà, ñîäåðæàùåãîñÿ â âîçäóõå êëàññíîé êîìíàòû èëè ëåñà, à òàêæå îáðàçóþùåãî áðèêåò ñóõîãî ëüäà, êîòîðûì îõëàæäàþò ìîðîæåíîå, èëè ãàçà, ïîëó÷åííîãî ïðè ïðîêàëèâàíèè èçâåñòíÿêà ëèáî ãàøåíèè ñîäû óêñóñîì, âñåãäà èìåþò îäèí è òîò æå ñîñòàâ. Êàæäàÿ ìîëåêóëà îáðàçîâàíà àòîìîì óãëåðîäà è ñâÿçàííûìè ñ íèì äâóìÿ àòîìàìè êèñëîðîäà (ðèñ. 24). Ïîçæå áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî äàííûé çàêîí ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ äàëåêî íå íà âñå õèìè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ è îáëàñòü åãî ïðèìåíåíèÿ íå ñòîëü øèðîêà. Îäíàêî â íà÷àëå XIX â. îí ñûãðàë â íàóêå âåñüìà âàæíóþ ðîëü, ïîñêîëüêó ñîçäàë òåîðåòè÷åñêóþ îñíîâó äëÿ âûðàæåíèÿ ñîñòàâà âåùåñòâ ñ ïîìîùüþ õèìè÷åñêèõ ôîðìóë. Íàïðèìåð: ÑÍ4, Í2O, ÑÎ2, ÍÑl, H2SO4. Âîçìîæíî, âû óæå çàìåòèëè, ÷òî êîëè÷åñòâåííûé ñîñòàâ âåùåñòâ â õèìè÷åñêèõ ôîðìóëàõ âûðàæåí ñ ïîìîùüþ èíäåêñîâ. Èíäåêñîì íàçûâàåòñÿ öèôðà (ñïðàâà âíèçó îêîëî õèìè÷åñêîãî çíàêà), îáîçíà÷àþùàÿ ÷èñëî àòîìîâ êàæäîãî õèìè÷åñêîãî ýëåìåíòà, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ìîëåêóëû — ìåëü÷àéøåé ÷àñòèöû âåùåñòâà (ðèñ. 25).
Ïðè ïðî÷òåíèè õèìè÷åñêèõ ôîðìóë èíäåêñû íàçûâàþò. Íàïðèìåð, ôîðìóëó ìîëåêóëû ìåòàíà ÑÍ4 ñëåäóåò ÷èòàòü òàê: «öå-àø-÷åòûðå»; ôîðìóëó ñåðíîé êèñëîòû H2SO4 — «àø-äâà-ýñ-î-÷åòûðå». Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ Çàêîí ïîñòîÿíñòâà ñîñòàâà • Êà÷åñòâåííûé, êîëè÷åñòâåííûé ñîñòàâ • Èíäåêñ • Õèìè÷åñêàÿ ôîðìóëà Âîïðîñû è çàäàíèÿ
|
|
|