Lag av konstant sammansättning av ämnet. Konserveringslagar i kemi

Kemi tillhör kategorin exakta vetenskaperna, och förutom matematik och fysik sätter lagar existens och utveckling av materia består av atomer och molekyler. Alla processer som sker i levande organismer, och bland föremålen för döda naturen, är det baserat på fenomenet med omvandlingen av massa och energi. Lagen om konstant sammansättning av materia, som kommer att ägnas åt att studera den här artikeln ligger i hjärtat av processerna i oorganiska och organiska världen.

Atommolekyl läran

För att förstå de lagar som styr materiella verkligheten, måste du ha en uppfattning om vad den är gjord. Enligt den stora ryska vetenskapsmannen M. V. Lomonosova "i mörkret måste följa fysik och, i synnerhet, kemister, utan att veta den interna strukturen av partiklarna." Det var han som år 1741, först teoretiskt och bekräftades senare av erfarenheten, upptäckte lagar kemi, ligger till grund för studier av levande och icke-levande materia, nämligen: Alla ämnen är sammansatta av atomer, molekyler som kan bilda. Alla dessa partiklar är i ständig rörelse.

Öppna och J. fel. Dalton

50 år senare började Lomonosov att utveckla idén om en engelsk vetenskapsman John. Dalton. Forskarna kommer att genomföra de viktigaste beräkningar för att bestämma atomvikter grundämnen. Detta tjänade som en huvud bevis på dessa antaganden: vikt av molekylen och substansen kan beräknas från den atomvikt av partiklar i dess sammansättning. Som Lomonosov och Dalton trodde att, oberoende av framställningsmetoden, kommer föreningarna av molekylen alltid oföränder kvalitativa och kvantitativa sammansättning. Inledningsvis är det lagen om beständigheten sammansättning av materia formulerades på ett sådant sätt. Erkänner den enorma bidrag till vetenskapen Dalton, inte kan dölja felet irriterande: förneka den molekylära strukturen av enkla ämnen, såsom syre, kväve, väte. Forskarna tror att molekylen har endast komplicerade kemikalier. Med tanke på den enorma prestige i det vetenskapliga samfundet i Dalton, hans vanföreställningar påverkat utvecklingen av kemin negativt.

Som vägde atomer och molekyler

Upptäckten av sådan kemisk postulat, som lagen om kontinuitet för komposition av material, har gjorts möjligt tack vare konceptet med bevarande av mass ämnen, oreagerad och bildade därefter. Dessutom Dalton atommassa mätning genomfördes I. Berzelius noggrannhet atomvikter tabell över grundämnen och erbjuda avancerade sin beteckning som latinska bokstäver. Närvarande vikt av atomer och molekyler bestäms med användning av ett kolnanorör. De resultat som erhållits i dessa studier bekräftar de befintliga lagar kemi. Tidigare forskare har använt ett sådant instrument som en masspektrometer, men en komplicerad teknik vägdes in i en allvarlig nackdel spektrometri.

Varför är det så viktigt är lagen om bevarande av massan av ämne

Formulerade M.V. Lomonosovym ovan namngivna kemiska postulat bevisar det faktum att under reaktionen av atomerna är en del av reaktanterna och produkterna inte försvinner och visas av ingenting. Deras antal lagras utan förändring före och efter den kemiska processen. Den konstant sedan massan av atomerna, leder detta faktum logiskt lagen om bevarande av massa och energi. Dessutom vetenskapsmannen förklarade denna lag, som en allmän princip i naturen, vilket bekräftar omvandling av energi och beständigheten sammansättning av materia.

Idéer J. Proust som en bekräftelse av atommolekyl teori

Med hänvisning till öppnandet av en sådan postulat, som lagen om konstant sammansättning. Kemi slutet av 18th - början av 19-talet - en vetenskap där forskare var tvister mellan de två franska forskare, J. Proust och K. Berthollet. Ursprung hävdade att kompositions ämnen som bildas genom kemisk reaktion, beror huvudsakligen på reagensens beskaffenhet. Berthollet trodde att föreningarna på kompositionen - för reaktionsprodukterna påverkas också av den relativa mängden av interagerande ämnen. De flesta kemister i tidiga studier har stött idén om Proust, som formulerade dem på följande sätt: sammansättningen av den komplexa föreningen är alltid konstant och inte beror på specifikationerna för det sätt på vilket det mottogs. Emellertid ytterligare undersökning av de flytande och fasta lösningar (legeringar) bekräftade trodde K. Berthollet. Dessa ämnen lag konstant sammansättning var tillämplig. Dessutom fungerar det inte för föreningar med joniska gitter. Sammansättningen av dessa substanser beror på de metoder med vilka de bryts.

Varje kemisk substans, oavsett dess framställningsförfarande, en permanent kvalitativa och kvantitativa sammansättning. Denna beredning kännetecknar lagen om kontinuitet för sammansättning av ämnet som föreslagits av J. Proust i 1808. Som bevis Han citerar formad följande exempel: malakit från Sibirien har samma sammansättning som mineralet bryts i Spanien; i världen finns det bara en cinnober, och har ingen väsentlig värdet av en deposition tas emot. Sålunda Proust betonade konstans av komposition av material, oberoende av platsen och metoden för dess produktion.

Det finns inga regler utan undantag

Från lagen i bestämda proportioner, följer det att bildandet av den komplexa föreningen av de kemiska element är anslutna med varandra i vissa viktförhållanden. Snart kemisk vetenskap verkade information om förekomsten av ämnen med varierande sammansättning, som är beroende av framställningsmetoden. Ryska forskare M. Kurnakov föreslog att namnge dessa föreningar berthollides såsom titanoxid, tungt vatten, zirkoniumnitrid.

Dessa ämnen per 1 viktdel av ett element har att olika mängder av andra element. Sålunda, i den binära föreningen av vismut med gallium på en viktdel av gallium faller från 1,24 till 1,82 delar av vismut. Senare kemister funnit att, förutom de metallföreningar till varandra ämnen som inte lyder lagen av bestämda proportioner, är det i denna klass av oorganiska föreningar såsom oxider. Berthollides också kännetecknande för sulfider, karbider, nitrider och hydrider.

Rollen av isotoper

Efter att ha varit i besittning av lagen om beständigheten materia har kemi som en exakt vetenskap kunnat länka viktegenskaper hos föreningen med en isotophalt av elementen som bildar den. Minns att isotoperna anses atomer av kemiskt element med identiska proton men olika nummer nukleon. Med tanke på förekomsten av de isotoper, är det underförstått att kompositionen räknat på vikten av föreningen kan vara variabel under förutsättning av konstanta element, som ingår i substansen. Om elementet ökar innehållet i någon isotop och vikten av substansen också förändras. Till exempel, innefattar vanligt vatten 11% väte, och tunga bildas av dess isotop (deuterium) - 20%.

Egenskaper berthollides

Som vi redan har förklarat, bevarandelagar i kemi bekräftar de grundläggande bestämmelserna i atommolekyl teori och är helt sant att innehållet i konstant sammansättning - daltonides. A berthollides har gränser som kan ändra viktdelar av elementen. Till exempel, i oxiden av fyrvärt titan per en viktdel av metallen faller från 0,65 till 0,67 delar av syre. Substanser icke-permanent sammansättningen inte har en molekylstruktur, deras kristallgitter är sammansatta av atomer. Därför, de kemiska föreningarna med formel endast återspegla gränserna för deras sammansättning. Olika de olika ämnena. Temperaturen kan också påverka sammansättningsområdena för viktelement. Om två grundämnen bildas mellan dem några ämnen - berthollides, då de också kan inte tillämpas och lagen av flera proportioner.

Av alla de ovanstående exemplen att dra slutsatsen att teoretisk kemi två grupper av ämnen är närvarande: en konstant eller variabel sammansättning. Med naturen av dessa föreningar är en utmärkt bekräftelse atommolekyl läror. Och här lagen om konstant sammansättning är inte längre dominerar i de kemiska vetenskaperna. Men det visar historien om dess utveckling.