მეცნიერი, რომელმაც ჩამოაყალიბა ატომურ-მოლეკულური თეორია. ატომურ-მოლეკულური თეორიის ძირითადი პრინციპები

ქიმიის ძირითადი ცნებები და კანონები

ნივთიერებები და მათი თვისებები. ქიმიის საგანი

მიმოვიხედოთ გარშემო. ჩვენ თვითონ და ყველაფერი, რაც ჩვენს გარშემოა, შედგება ნივთიერებებისაგან. ბევრი ნივთიერებაა. ამჟამად მეცნიერებმა იციან დაახლოებით 10 მილიონი ორგანული და დაახლოებით 100 ათასი არაორგანული ნივთიერება. და ყველა მათგანი ხასიათდება გარკვეული თვისებებით. ნივთიერების თვისებები არის ის მახასიათებლები, რომლებითაც ნივთიერებები განსხვავდებიან ან ერთმანეთის მსგავსია..

ყოველი ცალკეული სახეობებიმატერია, რომელსაც მოცემულ პირობებში აქვს გარკვეული ფიზიკური თვისებები,მაგ.: ალუმინი, გოგირდი, წყალი, ჟანგბადი, ნივთიერებას უწოდებენ.

ქიმია სწავლობს ნივთიერებების შემადგენლობას, სტრუქტურას, თვისებებსა და ტრანსფორმაციას. ქიმიის ღრმა ცოდნა აბსოლუტურად აუცილებელია ყველა დარგის სპეციალისტებისთვის ეროვნული ეკონომიკა. ფიზიკა-მათემატიკასთან ერთად ის საფუძველს უქმნის მაღალკვალიფიციური სპეციალისტების მომზადებას.

ნივთიერებებთან სხვადასხვა ცვლილებები ხდება, მაგალითად: წყლის აორთქლება, მინის დნობა, საწვავის წვა, ლითონების ჟანგი და ა.შ. ნივთიერებებთან დაკავშირებული ეს ცვლილებები შეიძლება მიეკუთვნებოდეს ფიზიკურიან რომ ქიმიური ფენომენები.

ფიზიკური ფენომენები არის ის, რომლებშიც ეს ნივთიერებები არ გარდაიქმნება სხვებად, მაგრამ ჩვეულებრივ იცვლება მხოლოდ მათი აგრეგაციის მდგომარეობა ან ფორმა.

ქიმიური ფენომენები არის ის ფენომენები, რომლებიც იწვევს მოცემული ნივთიერებებისგან სხვა ნივთიერებების წარმოქმნას. ქიმიურ მოვლენებს ქიმიური გარდაქმნები ან ქიმიური რეაქციები ეწოდება

ქიმიურ რეაქციებში საწყისი ნივთიერებები გარდაიქმნება სხვა ნივთიერებებად, რომლებსაც აქვთ განსხვავებული თვისებები. ეს შეიძლება შეფასდეს იმით გარე ნიშნებიქიმიური რეაქციები: 1) სითბოს (ზოგჯერ სინათლის) გამოყოფა; 2) ფერის შეცვლა; 3) სუნის გამოჩენა; 4) ნალექის წარმოქმნა; 5) გაზის გამოშვება.

ატომური მოლეკულური მეცნიერება

XVIII - XIX საუკუნეებში. ლომონოსოვის, დალტონის, ავოგადროს და სხვათა მუშაობის შედეგად წამოაყენეს ჰიპოთეზა მატერიის ატომურ-მოლეკულური სტრუქტურის შესახებ. ეს ჰიპოთეზა ემყარება ატომებისა და მოლეკულების რეალური არსებობის იდეას. 1860 წელს ქიმიკოსთა საერთაშორისო კონგრესმა მკაფიოდ განსაზღვრა ცნებები ატომი და მოლეკულა.ყველა მეცნიერმა მიიღო ატომურ-მოლეკულური დოქტრინა. ქიმიური რეაქციების განხილვა დაიწყო ატომურ-მოლეკულური თეორიის თვალსაზრისით. მე-19 საუკუნის ბოლოს და მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ატომურ-მოლეკულური სწავლება მეცნიერულ თეორიად იქცა. ამ დროს მეცნიერებმა ექსპერიმენტულად დაამტკიცეს, რომ ატომები და მოლეკულები ობიექტურად, ადამიანებისგან დამოუკიდებლად არსებობენ.

ამჟამად შესაძლებელია არა მხოლოდ ცალკეული მოლეკულების ზომისა და მათი მასის გამოთვლა, არამედ მოლეკულაში ატომების შეერთების რიგის დადგენა. მეცნიერები ადგენენ მანძილს მოლეკულებს შორის და ზოგიერთი მაკრომოლეკულის გადაღებაც კი. ასევე ცნობილია, რომ ყველა ნივთიერება არ არის მოლეკულებისგან დამზადებული.

ატომურ-მოლეკულური სწავლების ძირითადი დებულებებიშეიძლება ჩამოყალიბდეს ასე:

1. არსებობს ნივთიერებები მოლეკულური და არამოლეკულური სტრუქტურით.

2. მოლეკულა არის ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი, რომელიც ინარჩუნებს თავის ქიმიურ თვისებებს.

3. მოლეკულებს შორის არის ხარვეზები, რომელთა ზომები დამოკიდებულია აგრეგაციის მდგომარეობასა და ტემპერატურაზე.ყველაზე დიდი მანძილი არსებობს გაზის მოლეკულებს შორის. ეს ხსნის მათ მარტივ შეკუმშვას. სითხეები, სადაც მოლეკულებს შორის სივრცე გაცილებით მცირეა, უფრო რთულია შეკუმშვა. მყარ სხეულებში მოლეკულებს შორის სივრცე კიდევ უფრო მცირეა, ამიტომ ისინი ძნელად იკუმშებიან.

4. მოლეკულები უწყვეტ მოძრაობაშია.მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულური მოძრაობის სიჩქარე.

5. მოლეკულებს შორის არის ურთიერთმიზიდვისა და მოგერიების ძალები.ეს ძალები ყველაზე მეტად გამოხატულია მყარიაჰ, ყველაზე პატარა – გაზებში.

6. მოლეკულები შედგება ატომებისგან, რომლებიც, მოლეკულების მსგავსად, უწყვეტ მოძრაობაში არიან.

7 ატომები ყველაზე პატარა ქიმიურად განუყოფელი ნაწილაკებია.

8. ერთი ტიპის ატომები განსხვავდება სხვა ტიპის ატომებისგან მასითა და თვისებებით. ატომის თითოეულ ინდივიდუალურ ტიპს ქიმიური ელემენტი ეწოდება.

9. ზე ფიზიკური მოვლენებიმოლეკულები შენარჩუნებულია, მაგრამ ჩვეულებრივ განადგურებულია ქიმიური რეაქციებით.ქიმიურ რეაქციებში ხდება ატომების გადაწყობა.

ატომურ-მოლეკულური თეორია ერთ-ერთი მთავარი თეორიაა ნატურალური მეცნიერება. ეს თეორია ადასტურებს სამყაროს მატერიალურ ერთიანობას.

თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, აირისებრ და ორთქლ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებები შედგება მოლეკულებისგან. მყარ (კრისტალურ) მდგომარეობაში მხოლოდ ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ მოლეკულური სტრუქტურა, შედგება მოლეკულებისგან, მაგალითად. ორგანული ნივთიერებები, არალითონები (რამდენიმე გამონაკლისის გარდა), ნახშირბადის მონოქსიდი (IV), წყალი. მყარი (კრისტალური) არაორგანული ნივთიერებების უმეტესობას არ აქვს მოლეკულური სტრუქტურა. ისინი შედგება არა მოლეკულებისგან, არამედ სხვა ნაწილაკებისგან (იონები, ატომები) და არსებობენ მაკროსხეულების სახით. მაგალითად, ლითონების მრავალი მარილი, ოქსიდი და სულფიდი, ალმასი, სილიციუმი, ლითონები.

მოლეკულური სტრუქტურის მქონე ნივთიერებებში მოლეკულებს შორის ქიმიური ბმები ნაკლებად ძლიერია, ვიდრე ატომებს შორის. ამიტომ აქვთ შედარებით დაბალი ტემპერატურადნება და დუღილი. არამოლეკულური სტრუქტურის მქონე ნივთიერებებში ნაწილაკებს შორის ქიმიური კავშირი ძალიან ძლიერია. ამიტომ აქვთ მაღალი ტემპერატურადნება და დუღილი. თანამედროვე ქიმია სწავლობს მიკრონაწილაკების (ატომები, მოლეკულები, იონები და სხვ.) და მაკროსხეულების თვისებებს.

მოლეკულები და კრისტალები ატომებისგან შედგება. ატომის თითოეულ ინდივიდუალურ ტიპს ქიმიური ელემენტი ეწოდება.

მთლიანობაში ბუნებაში (დედამიწაზე) არსებობს (92) განსხვავებული ქიმიური ელემენტები. კიდევ 22 ელემენტი ხელოვნურად იქნა მიღებული ბირთვული რეაქტორებისა და მძლავრი ამაჩქარებლების გამოყენებით.

ყველა ნივთიერება იყოფა მარტივ და რთულად.

ნივთიერებებს, რომლებიც შედგება ერთი ელემენტის ატომებისგან, მარტივი ეწოდება.

გოგირდი S, წყალბადი H2, ჟანგბადი O2, ოზონი O3, ფოსფორი P, რკინა Fe მარტივი ნივთიერებებია.

ნივთიერებებს, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ელემენტების ატომებისგან, კომპლექსური ეწოდება.

მაგალითად, წყალი H 2 O შედგება სხვადასხვა ელემენტების ატომებისგან - წყალბადი H და ჟანგბადი O; ცარცი CaCO 3 შედგება კალციუმის Ca, ნახშირბადის C და ჟანგბადის ატომებისგან. . წყალი და ცარცი რთული ნივთიერებებია.

„მარტივი ნივთიერების“ ცნება არ შეიძლება გაიგივდეს „ქიმიური ელემენტის“ კონცეფციასთან. მარტივ ნივთიერებას ახასიათებს გარკვეული სიმკვრივე, ხსნადობა, დუღილის და დნობის წერტილები და ა.შ. ქიმიურ ელემენტს ახასიათებს გარკვეული დადებითი ბირთვული მუხტი (რიგობითი რიცხვი), ჟანგვის მდგომარეობა, იზოტოპური შემადგენლობა და ა.შ. ელემენტის თვისებები დაკავშირებულია მისი ცალკეული ატომები. რთული ნივთიერებები არ შედგება მარტივი ნივთიერებები, მაგრამ ელემენტებიდან. მაგალითად, წყალი შედგება არა მარტივი ნივთიერებებისგან წყალბადი და ჟანგბადი, არამედ ელემენტები წყალბადი და ჟანგბადი.

ელემენტების სახელები ემთხვევა მათი შესაბამისი მარტივი ნივთიერებების სახელებს, გარდა ნახშირბადისა.

ბევრი ქიმიური ელემენტი ქმნის რამდენიმე მარტივ ნივთიერებას, რომლებიც განსხვავდება სტრუქტურით და თვისებებით. ამ ფენომენს ე.წ ალოტროპიადა წარმოქმნილი ნივთიერებები ალოტროპული ცვლილებებიან მოდიფიკაციები. ამრიგად, ელემენტი ჟანგბადი ქმნის ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციას: ჟანგბადს და ოზონს; ელემენტი ნახშირბადი - სამი: ბრილიანტი, გრაფიტი და კარაბინი; რამდენიმე მოდიფიკაცია ქმნის ელემენტს ფოსფორს.

ალოტროპიის ფენომენი გამოწვეულია ორი მიზეზით: 1) მოლეკულაში ატომების განსხვავებული რაოდენობა, მაგალითად ჟანგბადი O 2 და ოზონი O 3; 2) სხვადასხვა კრისტალური ფორმების ფორმირება, როგორიცაა ბრილიანტი, გრაფიტი და კარაბინი.

2. სტოქიომეტრიული კანონები

სტოიქიომეტრია- ქიმიის ფილიალი, რომელიც განიხილავს მასის და მოცულობის კავშირებს რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს შორის. ბერძნულიდან თარგმნილი სიტყვა "სტოიქიომეტრია" ნიშნავს "კომპონენტს" და "მე ვზომავ".

სტექიომეტრიის საფუძველია სტექიომეტრიული კანონები: ნივთიერებების მასის კონსერვაცია, შემადგენლობის მუდმივობა, ავოგადროს კანონი, აირების მოცულობითი თანაფარდობის კანონი, ეკვივალენტების კანონი. მათ დაადასტურეს ატომურ-მოლეკულური თეორია. თავის მხრივ, ატომურ-მოლეკულური თეორია ხსნის სტექიომეტრულ კანონებს.

Დაკავშირებული ინფორმაცია.

§ 1 მ.ვ. ლომონოსოვი, როგორც ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების ფუძემდებელი

მე-17 საუკუნიდან მეცნიერებას აქვს მოლეკულური სწავლება, რომელიც გამოიყენებოდა ფიზიკური ფენომენების ასახსნელად. პრაქტიკული გამოყენება მოლეკულური თეორიაქიმიაში შემოიფარგლებოდა იმით, რომ მის დებულებებს არ შეეძლო აეხსნა ქიმიური რეაქციების წარმოშობის არსი, უპასუხა კითხვაზე, თუ როგორ ხდება გარკვეული ნივთიერებების დროს. ქიმიური პროცესიიქმნება ახლები.

ამ საკითხის გადაწყვეტა ატომურ-მოლეკულური თეორიის საფუძველზე აღმოჩნდა შესაძლებელი. 1741 წელს მიხაილ ვასილიევიჩ ლომონოსოვმა წიგნში "მათემატიკური ქიმიის ელემენტები" რეალურად ჩამოაყალიბა ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების საფუძვლები. რუსი მეცნიერ-ენციკლოპედისტი მატერიის სტრუქტურას განიხილავდა არა როგორც ატომების სპეციფიკურ კომბინაციას, არამედ როგორც უფრო დიდი ნაწილაკების - სხეულების ერთობლიობას, რომლებიც, თავის მხრივ, უფრო დიდისგან შედგება. წვრილი ნაწილაკები- ელემენტები.

ლომონოსოვის ტერმინოლოგიამ დროთა განმავლობაში ცვლილებები განიცადა: ის, რასაც მან კორპუსკულები უწოდა, დაიწყო მოლეკულების დარქმევა და ტერმინი ელემენტი შეიცვალა ტერმინით ატომი. თუმცა, მის მიერ გამოთქმული იდეებისა და განმარტებების არსმა ბრწყინვალედ გაუძლო დროს.

§ 2 ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების განვითარების ისტორია

მეცნიერებაში ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების განვითარებისა და დამკვიდრების ისტორია ძალიან რთული აღმოჩნდა. მიკროსამყაროს ობიექტებთან მუშაობამ გამოიწვია უზარმაზარი სირთულეები: ატომებისა და მოლეკულების დანახვა და, ამრიგად, მათი არსებობის გადამოწმება შეუძლებელი იყო, ხოლო ატომური მასების გაზომვის მცდელობები ხშირად მთავრდებოდა მცდარი შედეგების მიღებით. ლომონოსოვის აღმოჩენიდან 67 წლის შემდეგ, 1808 წელს, ცნობილმა ინგლისელმა მეცნიერმა ჯონ დალტონმა წამოაყენა ატომური ჰიპოთეზა. მისი მიხედვით, ატომები არის მატერიის უმცირესი ნაწილაკები, რომლებიც არ შეიძლება დაიყოს შემადგენელ ნაწილებად ან გადაკეთდეს ერთმანეთში. დალტონის აზრით, ერთი ელემენტის ყველა ატომს აქვს ზუსტად იგივე წონა და განსხვავდება სხვა ელემენტების ატომებისგან. ატომების თეორიისა და რობერტ ბოილისა და მიხაილ ვასილიევიჩ ლომონოსოვის მიერ შემუშავებული ქიმიური ელემენტების თეორიის შერწყმით, დალტონმა შექმნა მყარი საფუძველი ქიმიაში შემდგომი თეორიული კვლევისთვის. სამწუხაროდ, დალტონმა უარყო მოლეკულების არსებობა მარტივ ნივთიერებებში. მას სჯეროდა, რომ მხოლოდ რთული ნივთიერებები შედგება მოლეკულებისგან. ეს არ უშველა შემდგომი განვითარებადა ატომურ-მოლეკულური სწავლების გამოყენება.

საბუნებისმეტყველო მეცნიერებებში ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების იდეების გავრცელების პირობები განვითარდა მხოლოდ XIX საუკუნის მეორე ნახევარში. 1860 წელს, ნატურალისტთა საერთაშორისო კონგრესზე გერმანიის ქალაქ კარლსრუეში. მეცნიერული განმარტებებიატომი და მოლეკულა. იმ დროს არ იყო შესწავლილი ნივთიერებების სტრუქტურის შესახებ, ამიტომ მიღებული იყო, რომ ყველა ნივთიერება შედგება მოლეკულებისგან. ითვლებოდა, რომ მარტივი ნივთიერებები, როგორიცაა ლითონები, შედგება მონატომური მოლეკულებისგან. შემდგომში, მოლეკულური სტრუქტურის პრინციპის ასეთი სრული გაფართოება ყველა ნივთიერებაზე მცდარი აღმოჩნდა.

§ 3 ატომურ-მოლეკულური სწავლების ძირითადი დებულებები

1. მოლეკულა არის ნივთიერების უმცირესი ნაწილი, რომელიც ინარჩუნებს თავის შემადგენლობას და ყველაზე მნიშვნელოვან თვისებებს.

2. მოლეკულები შედგება ატომებისგან. ერთი ელემენტის ატომები ერთმანეთის მსგავსია, მაგრამ განსხვავდება სხვა ქიმიური ელემენტების ატომებისგან.

ატომურ-მოლეკულური მეცნიერების საფუძვლები პირველად გამოიკვეთა ლომონოსოვმა. 1741 წელს, ერთ-ერთ პირველ ნაშრომში - "მათემატიკური ქიმიის ელემენტები" - ლომონოსოვმა ჩამოაყალიბა მის მიერ შექმნილი მატერიის სტრუქტურის ეგრეთ წოდებული კორპუსკულური თეორიის ყველაზე მნიშვნელოვანი დებულებები.

ლომონოსოვის იდეების თანახმად, ყველა ნივთიერება შედგება პაწაწინა „უგრძნობი“ ნაწილაკებისგან, ფიზიკურად განუყოფელი და ურთიერთმიმართვის უნარი. ნივთიერებების თვისებები განისაზღვრება ამ ნაწილაკების თვისებებით. ლომონოსოვმა განასხვავა ასეთი ნაწილაკების ორი ტიპი: უფრო მცირე - "ელემენტები", რომლებიც შეესაბამება ატომებს ამ ტერმინის თანამედროვე გაგებით და უფრო დიდი - "კორპუსკულები", რომლებსაც ახლა ჩვენ ვუწოდებთ მოლეკულებს.

თითოეულ კორპუსს აქვს იგივე შემადგენლობა, როგორც მთლიან ნივთიერებას. ქიმიურად განსხვავებულ ნივთიერებებს ასევე აქვთ სხვადასხვა შემადგენლობის კორპუსები. „კორპუსკულები ერთგვაროვანია, თუ ისინი შედგებიან ერთიდაიგივე ელემენტების ერთნაირი რაოდენობისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ერთნაირად“ და „კორპუსკულები ჰეტეროგენულია, როდესაც მათი ელემენტები განსხვავებული და დაკავშირებულია. სხვადასხვა გზითან სხვადასხვა რაოდენობით“.

ზემოაღნიშნული განმარტებებიდან ირკვევა, რომ ლომონოსოვი თვლიდა, რომ ნივთიერებებში განსხვავებების მიზეზი იყო არა მხოლოდ კორპუსკულების შემადგენლობის განსხვავება, არამედ სხეულში ელემენტების განსხვავებული განლაგება.

ლომონოსოვმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ სხეულები მოძრაობენ მექანიკის კანონების მიხედვით; მოძრაობის გარეშე, სხეულები ვერ შეჯახებიან ერთმანეთს ან სხვაგვარად იმოქმედებენ ერთმანეთზე და იცვლებიან. ვინაიდან ნივთიერებების ყველა ცვლილება გამოწვეულია სხეულების მოძრაობით, ქიმიური გარდაქმნები უნდა იქნას შესწავლილი არა მხოლოდ ქიმიის, არამედ ფიზიკისა და მათემატიკის მეთოდებით.

ლომონოსოვის ცხოვრებისა და მოღვაწეობის შემდეგ 200 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, მისმა იდეებმა მატერიის სტრუქტურის შესახებ ყოვლისმომცველი ტესტირება გაიარა და მათი ვალიდობა სრულად დადასტურდა. ამჟამად, ყველა ჩვენი წარმოდგენა მატერიის სტრუქტურის, ნივთიერებების თვისებებისა და ფიზიკური და ქიმიური ფენომენების ბუნების შესახებ ემყარება ატომურ-მოლეკულურ მეცნიერებას.

ატომურ-მოლეკულური სწავლების საფუძველია მატერიის დისკრეტულობის (სტრუქტურის უწყვეტობის) პრინციპი: ყოველი ნივთიერება არ არის რაღაც უწყვეტი, არამედ შედგება ინდივიდუალური ძალიან მცირე ნაწილაკებისგან. ნივთიერებებს შორის განსხვავება განპირობებულია მათი ნაწილაკების სხვაობით; ერთი ნივთიერების ნაწილაკები ერთნაირია, სხვადასხვა ნივთიერების ნაწილაკები განსხვავებულია. ყველა პირობებში მატერიის ნაწილაკები მოძრაობენ; რაც უფრო მაღალია სხეულის ტემპერატურა, მით უფრო ინტენსიურია ეს მოძრაობა.

ნივთიერებების უმეტესობისთვის ნაწილაკები მოლეკულებია. მოლეკულა არის ნივთიერების ყველაზე პატარა ნაწილაკი, რომელსაც აქვს თავისი ქიმიური თვისებები. მოლეკულები, თავის მხრივ, ატომებისგან შედგება. ატომი არის ელემენტის უმცირესი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს თავისი ქიმიური თვისებები. მოლეკულა შეიძლება შეიცავდეს ატომების სხვადასხვა რაოდენობას. ამრიგად, კეთილშობილი აირების მოლეკულები მონოატომურია, ნივთიერებების მოლეკულები, როგორიცაა წყალბადი, აზოტი, არის დიატომური, წყალი ტრიატომური და ა.შ. იზომება ასობით ათასით.

ამ შემთხვევაში, ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთთან შერწყმა არა მხოლოდ სხვადასხვა თანაფარდობით, არამედ სხვადასხვა გზით. ამიტომ, ქიმიური ელემენტების შედარებით მცირე რაოდენობით, სხვადასხვა ნივთიერებების რაოდენობა ძალიან დიდია.

მოსწავლეებს ხშირად აინტერესებთ, რატომ არ გააჩნია მოცემული ნივთიერების მოლეკულას თავისი ფიზიკური თვისებები. ამ კითხვაზე პასუხის უკეთ გასაგებად, მოდით განვიხილოთ ნივთიერებების რამდენიმე ფიზიკური თვისება, მაგალითად, დნობის და დუღილის წერტილები, სითბოს სიმძლავრე, მექანიკური სიმტკიცე, სიხისტე, სიმკვრივე, ელექტრული გამტარობა.

ისეთი თვისებები, როგორიცაა დნობისა და დუღილის წერტილები, მექანიკური სიძლიერე და სიმტკიცე განისაზღვრება მოცემულ ნივთიერებაში მოლეკულებს შორის არსებული ბმების სიძლიერით მისი აგრეგაციის მოცემულ მდგომარეობაში; ამიტომ, ასეთი ცნებების გამოყენებას ერთ მოლეკულაზე აზრი არ აქვს. სიმკვრივე არის თვისება, რომელსაც აქვს ცალკეული მოლეკულა, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს. თუმცა, მოლეკულის სიმკვრივე ყოველთვის აღემატება ნივთიერების სიმკვრივეს (თუნდაც მყარ მდგომარეობაში), რადგან ნებისმიერ ნივთიერებაში ყოველთვის არის გარკვეული თავისუფალი სივრცე მოლეკულებს შორის. და ისეთი თვისებები, როგორიცაა ელექტრო გამტარობის, სითბოს სიმძლავრე, განისაზღვრება არა მოლეკულების თვისებებით, არამედ მთლიანად ნივთიერების სტრუქტურით. იმისათვის, რომ დავრწმუნდეთ ამაში, საკმარისია გვახსოვდეს, რომ ეს თვისებები მნიშვნელოვნად იცვლება ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობის ცვლილებისას, ხოლო მოლეკულები არ განიცდიან ღრმა ცვლილებებს. ამრიგად, ზოგიერთის ცნებები ფიზიკური თვისებებიისინი არ გამოიყენება ცალკეულ მოლეკულაზე, მაგრამ გამოიყენება სხვებისთვის, მაგრამ ეს თვისებები თავისთავად განსხვავებულია მოლეკულისთვის და მთლიანად ნივთიერებისთვის.

ყველა შემთხვევაში ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებას, არ არის მოლეკულები. ბევრ ნივთიერებას მყარ და თხევად მდგომარეობაში, მაგალითად, მარილების უმეტესობას, აქვს იონური სტრუქტურა და არა მოლეკულური. ზოგიერთ ნივთიერებას აქვს ატომური სტრუქტურა. მყარი და სითხეების სტრუქტურა უფრო დეტალურად იქნება განხილული V თავში, მაგრამ აქ მხოლოდ აღვნიშნავთ, რომ იონური ან ატომური სტრუქტურის მქონე ნივთიერებებში მატარებელი ქიმიური თვისებებიეს არ არის მოლეკულები, არამედ იონების ან ატომების ის კომბინაციები, რომლებიც ქმნიან მოცემულ ნივთიერებას.

საფუძვლები ატომურ-მოლეკულური თეორიაშექმნილმა რუსმა მეცნიერმა მ.ვ.ლომონოსოვმა (1741) და ინგლისელმა მეცნიერმა ჯ. დალტონმა (1808 წ.).

ატომურ-მოლეკულური თეორია არის დოქტრინა მატერიის სტრუქტურის შესახებ, რომლის ძირითადი დებულებებია:

1. ყველა ნივთიერება შედგება მოლეკულებისა და ატომებისგან. მოლეკულა არის ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად არსებობდეს და მისი შემდგომი განადგურება შეუძლებელია ნივთიერების ძირითადი ქიმიური თვისებების დაკარგვის გარეშე. მოლეკულის ქიმიური თვისებები განისაზღვრება მისი შემადგენლობით და ქიმიური სტრუქტურით.

2. მოლეკულები უწყვეტ მოძრაობაში არიან. მოლეკულები მოძრაობენ შემთხვევით და განუწყვეტლივ. მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე დამოკიდებულია ნივთიერებების აგრეგაციის მდგომარეობაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე.

3. ერთი და იგივე ნივთიერების მოლეკულები ერთნაირია, მაგრამ სხვადასხვა ნივთიერების მოლეკულები განსხვავდება მასით, ზომით, აგებულებით და ქიმიური თვისებებით. ყველა ნივთიერება არსებობს მანამ, სანამ მისი მოლეკულები რჩება. როგორც კი მოლეკულები განადგურებულია, მოცემული ნივთიერება წყვეტს არსებობას: ჩნდება ახალი მოლეკულები, ახალი ნივთიერებები. ქიმიური რეაქციების დროს ნადგურდება ზოგიერთი ნივთიერების მოლეკულები და წარმოიქმნება სხვა ნივთიერების მოლეკულები.

4. მოლეკულები შედგება უფრო მცირე ნაწილაკებისგან – ატომებისგან. ატომი არის ქიმიური ელემენტის უმცირესი ნაწილაკი, რომელიც ქიმიურად არ დაიშლება.

ამრიგად, ატომი განსაზღვრავს ელემენტის თვისებებს.

ატომი- ელექტრულად ნეიტრალური ნაწილაკი, რომელიც შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისა და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებისგან.

ქიმიური ელემენტიეწოდება ატომების ტიპს, რომელსაც ახასიათებს თვისებების გარკვეული ნაკრები.

ამჟამად, ელემენტი განისაზღვრება, როგორც ატომების სახეობა, რომელსაც აქვს იგივე ბირთვული მუხტი.

ნივთიერებებს, რომელთა მოლეკულები შედგება ერთი ელემენტის ატომებისგან, ეწოდება მარტივი ნივთიერებები(C, H 2, N 2, O 3, S 8 და ა.შ.).

ნივთიერებებს, რომელთა მოლეკულები შედგება ორი ან მეტი ელემენტის ატომისგან, ეწოდება რთული ნივთიერებები ( H 2 O, H 2 SO 4, KHCO 3 და ა.შ.). ატომების რაოდენობა და ფარდობითი განლაგება მოლეკულაში აუცილებელია.

ერთი და იგივე ელემენტის ატომების უნარს, შექმნან რამდენიმე მარტივი ნივთიერება, განსხვავებული სტრუქტურითა და თვისებებით, ეწოდება ალოტროპია,და წარმოქმნილი ნივთიერებები - ალოტროპული ცვლილებები ან მოდიფიკაციები,მაგალითად, ელემენტი ჟანგბადი ქმნის ორ ალოტროპულ მოდიფიკაციას: O 2 - ჟანგბადი და O 3 - ოზონი; ელემენტი ნახშირბადი - სამი: ბრილიანტი, გრაფიტი და კარაბინი და ა.შ.

ალოტროპიის ფენომენი გამოწვეულია ორი მიზეზით: ატომების განსხვავებული რაოდენობა მოლეკულაში (ჟანგბადი O 2 და ოზონი O 3) ან სხვადასხვა კრისტალური ფორმების წარმოქმნა (ბრილიანტი, გრაფიტი და კარბინი).

ელემენტები ჩვეულებრივ აღინიშნება ქიმიური სიმბოლოებით. ყოველთვის უნდა გახსოვდეს,რომ ქიმიური ელემენტის თითოეული სიმბოლო ნიშნავს:

1. ელემენტის სახელი;

2. მისი ერთი ატომი;

3. მისი ატომების ერთი მოლი;

4. ელემენტის ფარდობითი ატომური მასა;

5. მისი პოზიცია პერიოდული ცხრილიქიმიური ელემენტები

DI. მენდელეევი.

ასე, მაგალითად, ნიშანი საჩვენებს რა არის ჩვენს წინაშე:

1. ქიმიური ელემენტი გოგირდი;

2. მისი ერთი ატომი;

3. ერთი მოლი გოგირდის ატომები;

4. ატომური მასაგოგირდი არის 32 ა. u.m (ატომური მასის ერთეული);

5. სერიული ნომერიქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში D.I. მენდელეევი 16.

ატომებისა და მოლეკულების აბსოლუტური მასები უმნიშვნელოა, ამიტომ, მოხერხებულობისთვის, ატომებისა და მოლეკულების მასა გამოიხატება ფარდობით ერთეულებში. ამჟამად მიღებულია ატომური მასის ერთეული ატომური მასის ერთეული(შემოკლებით ა. ჭამე.), წარმოადგენს ნახშირბადის იზოტოპის 1/12 მასის 12 C, 1 ა. ე.მ არის 1,66 × 10 -27 კგ.

ელემენტის ატომური მასაეწოდება მისი ატომის მასა, გამოხატული a. ჭამე.

ელემენტის შედარებითი ატომური მასაარის მოცემული ელემენტის ატომის მასის თანაფარდობა ნახშირბადის იზოტოპის მასის 1/12-თან 12 C.

ფარდობითი ატომური მასა არის განზომილებიანი სიდიდე და აღინიშნება არ,

მაგალითად წყალბადისთვის

ჟანგბადისთვის .

ნივთიერების მოლეკულური მასაარის მოლეკულის მასა, გამოხატული a. ე.მ უდრის მოცემული ნივთიერების მოლეკულის შემადგენელი ელემენტების ატომების ჯამს.

ნივთიერების შედარებითი მოლეკულური წონაარის მოცემული ნივთიერების მოლეკულის მასის თანაფარდობა ნახშირბადის იზოტოპის მასის 1/12-თან 12 C. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ბატონი.ფარდობითი მოლეკულური მასა ტოლია მოლეკულაში შემავალი ელემენტების ფარდობითი ატომური მასების ჯამის ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით. მაგალითად, ორთოფოსფორის მჟავას H 3 PO 4 ფარდობითი მოლეკულური წონა უდრის მოლეკულაში შემავალი ყველა ელემენტის ატომების მასას:

Mr(H 3 PO 4) = 1,0079 × 3 + 30,974 × 1 + 15,9994 × 4 = 97,9953 ან ≈ 98

ფარდობითი მოლეკულური წონა გვიჩვენებს, რამდენჯერ არის მოცემული ნივთიერების მოლეკულის მასა 1 ა-ზე მეტი. ჭამე.

მასის ერთეულებთან ერთად ქიმიაში იყენებენ ნივთიერების რაოდენობის ერთეულსაც, ე.წ ილოცე(აბრევიატურა "თევზა").

ნივთიერების მოლი- ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს იმდენ მოლეკულას, ატომს, იონს, ელექტრონს ან სხვა სტრუქტურულ ერთეულს, რამდენიც შეიცავს 12 C ნახშირბადის იზოტოპის 12 გ (0,012 კგ).

ერთი ნახშირბადის ატომის მასის 12 C (1,993 × 10 -27 კგ) მასის გაცნობით, შეგვიძლია გამოვთვალოთ ატომების რაოდენობა 0,012 კგ ნახშირბადში:

ნებისმიერი ნივთიერების მოლში ნაწილაკების რაოდენობა ერთნაირია. ის უდრის 6,02 × 10 23 და ე.წ ავოგადროს მუდმივიან ავოგადროს ნომერი (ნ ა).

მაგალითად, სამი მოლი ნახშირბადის ატომები შეიცავს

3 × 6,02 × 10 23 = 18,06 × 10 23 ატომები

"მოლის" ცნების გამოყენებისას აუცილებელია თითოეულ კონკრეტულ შემთხვევაში ზუსტად მიუთითოთ რომელი სტრუქტურული ერთეულები იგულისხმება. მაგალითად, უნდა განვასხვავოთ წყალბადის ატომების მოლი H, წყალბადის მოლეკულების H2, წყალბადის იონების მოლი, ან ნაწილაკების ერთ მოლს აქვს გარკვეული მასა.

Მოლური მასაარის ნივთიერების ერთი მოლის მასა. აღინიშნება ასოთი მ.

მოლური მასა რიცხობრივად უდრის ფარდობით მოლეკულურ მასას და აქვს გ/მოლი ან კგ/მოლი ერთეული.

ნივთიერების მასა და რაოდენობა განსხვავებული ცნებებია. მასა გამოიხატება კგ-ში (გ), ნივთიერების რაოდენობა კი მოლებით. ნივთიერების მასას შორის (m, g), ნივთიერების რაოდენობას (n, mol) და მოლური მასა(M, გ/მოლი) არის კავშირები:

n =, გ/მოლი; M =, გ/მოლი; m = n × M, გ.

ამ ფორმულების გამოყენებით ადვილია გამოვთვალოთ ნივთიერების გარკვეული რაოდენობის მასა, ნივთიერების მოლური მასა ან ნივთიერების რაოდენობა.

მაგალითი 1 . რა არის 2 მოლი რკინის ატომის მასა?

გამოსავალი: რკინის ატომური მასა არის 56 ამუ. (მომრგვალებული), შესაბამისად, 1 მოლი რკინის ატომს იწონის 56 გ, ხოლო 2 მოლ რკინის ატომს აქვს მასა 56 × 2 = 112 გ.

მაგალითი 2 . რამდენ მოლ კალიუმის ჰიდროქსიდს შეიცავს 560 გ KOH?

გამოსავალი: KOH-ის მოლეკულური წონაა 56 ამუ. მოლარი = 56 გ/მოლი. 560 გ კალიუმის ჰიდროქსიდი შეიცავს: 10 მოლ KOH. აირისებრი ნივთიერებებისთვის არსებობს მოლური მოცულობის კონცეფცია ვმ. ავოგადროს კანონის მიხედვით, ნებისმიერი გაზის მოლი ნორმალურ პირობებში (წნევა 101,325 კპა და ტემპერატურა 273 კ) იკავებს 22,4 ლიტრ მოცულობას. ამ რაოდენობას ე.წ მოლური მოცულობა(იგი იკავებს 2 გ წყალბადს (H 2), 32 გ ჟანგბადს (O 2) და ა.შ.

მაგალითი 3 . განსაზღვრეთ 1 ლიტრი ნახშირბადის მონოქსიდის (ΙV) მასა ნორმალურ პირობებში (ნორმა).

გამოსავალი: CO 2-ის მოლეკულური მასა არის M = 44 amu, შესაბამისად, მოლური მასა არის 44 გ/მოლი. ავოგადროს კანონის მიხედვით, CO 2-ის ერთი მოლი №2-ზე. იკავებს 22,4 ლიტრ მოცულობას. აქედან გამომდინარე 1 ლიტრი CO 2-ის მასა (ნ.ს.) უდრის გ.

მაგალითი 4. განსაზღვრეთ მოცულობა, რომელსაც იკავებს 3,4 გ წყალბადის სულფიდი (H 2 S) ნორმალურ პირობებში (ნ.ს.).

გამოსავალი: წყალბადის სულფიდის მოლური მასა არის 34 გ/მოლი. ამის საფუძველზე შეგვიძლია დავწეროთ: 34 გ H 2 S სტანდარტულ პირობებში. იკავებს 22,4 ლიტრ მოცულობას.

3.4 გ _______________________ X ლ,

აქედან გამომდინარე X = ლ.

მაგალითი 5. რამდენი მოლეკულაა ამიაკი?

ა) 1 ლიტრში ბ) 1 გ-ში?

გამოსავალი: ავოგადროს რიცხვი 6,02 × 10 23 მიუთითებს მოლეკულების რაოდენობას 1 მოლში (17 გ/მოლ) ან 22,4 ლიტრში სტანდარტულ პირობებში, შესაბამისად, 1 ლიტრი შეიცავს

6.02 × 10 23 × 1= 2,7 × 10 22 მოლეკულა.

ამიაკის მოლეკულების რაოდენობა 1 გ-ში გვხვდება პროპორციიდან:

აქედან გამომდინარე X = 6.02 × 10 23 × 1= 3,5 × 10 22 მოლეკულა.

მაგალითი 6. რამდენია 1 მოლი წყლის მასა?

გამოსავალი: წყლის H 2 O მოლეკულური მასა არის 18 ამუ. (წყალბადის ატომური მასა – 1, ჟანგბადი – 16, სულ 1 + 1 + 16 = 18). ეს ნიშნავს, რომ ერთი მოლი წყალი მასით უდრის 18 გრამს და წყლის ეს მასა შეიცავს 6,02 × 10 23 წყლის მოლეკულას.

რაოდენობრივად, ნივთიერების 1 მოლის მასა არის ნივთიერების მასა გრამებში, რიცხობრივად მისი ატომური ან მოლეკულური მასის ტოლი.

მაგალითად, 1 მოლი გოგირდმჟავას H 2 SO 4 მასა არის 98 გ.

(1 +1 + 32 + 16 + 16 + 16 + 16 = 98),

ხოლო H 2 SO 4 ერთი მოლეკულის მასა უდრის 98 გ= 16,28 × 10 -23 გ

ამრიგად, ნებისმიერი ქიმიური ნაერთიახასიათებს ერთი მოლური ან მოლური (მოლური) მასის მასა მ, გამოხატული გ/მოლში (M(H 2 O) = 18 გ/მოლ და M(H 2 SO 4) = 98 გ/მოლში).

ატომურ-მოლეკულური მეცნიერება- დებულებათა, აქსიომებისა და კანონების ერთობლიობა, რომელიც აღწერს ყველა ნივთიერებას, როგორც ატომებისგან შემდგარ მოლეკულების ერთობლიობას.

ძველი ბერძენი ფილოსოფოსებიჩვენი ეპოქის დაწყებამდე დიდი ხნით ადრე მათ თავიანთ ნაშრომებში უკვე წამოაყენეს ატომების არსებობის თეორია. უარყვეს ღმერთებისა და სხვა სამყაროს ძალების არსებობა, ისინი ცდილობდნენ აეხსნათ ყველა გაუგებარი და იდუმალი ფენომენებიბუნება ბუნებრივი მიზეზები– უხილავების კავშირი და გამოყოფა, ურთიერთქმედება და შერევა ადამიანის თვალისთვისნაწილაკები - ატომები. მაგრამ მრავალი საუკუნის განმავლობაში ეკლესიის მსახურები დევნიდნენ ატომების დოქტრინის მიმდევრებსა და მიმდევრებს და დევნიდნენ მათ. მაგრამ საჭირო ტექნიკური მოწყობილობების არარსებობის გამო, ძველ ფილოსოფოსებს არ შეეძლოთ სკრუპულოზურად შეესწავლათ ბუნებრივი მოვლენები და "ატომის" კონცეფციის ქვეშ მალავდნენ "მოლეკულის" თანამედროვე კონცეფციას.

მხოლოდ მე -18 საუკუნის შუა ხანებში დიდი რუსი მეცნიერი მ.ვ. ლომონოსოვი დასაბუთებული ატომურ-მოლეკულური ცნებები ქიმიაში.მისი სწავლების ძირითადი დებულებები ჩამოყალიბებულია ნაშრომში „მათემატიკური ქიმიის ელემენტები“ (1741 წ.) და რიგ სხვაში. ლომონოსოვმა დაასახელა თეორია კორპუსკულურ-კინეტიკური თეორია.

მ.ვ. ლომონოსოვიმკაფიოდ განასხვავებენ მატერიის აგებულების ორ ეტაპს: ელემენტებს (თანამედროვე გაგებით - ატომებს) და კორპუსკულებს (მოლეკულებს). მისი კორპუსკულურ-კინეტიკური თეორიის (თანამედროვე ატომურ-მოლეკულური სწავლება) საფუძველია მატერიის სტრუქტურის (დისკრეტულობის) შეუწყვეტლობის პრინციპი: ნებისმიერი ნივთიერება შედგება ცალკეული ნაწილაკებისგან.

1745 წელს მ.ვ. ლომონოსოვი წერდა:„ელემენტი არის სხეულის ნაწილი, რომელიც არ შედგება რაიმე უფრო მცირე და განსხვავებული სხეულებისგან... კორპუსები არის ელემენტების ერთობლიობა ერთ პატარა მასაში. ისინი ერთგვაროვანია, თუ შედგებიან იგივე ელემენტების იგივე რაოდენობისგან, რომლებიც დაკავშირებულია იმავე გზით. კორპუსები ჰეტეროგენულია, როდესაც მათი ელემენტები განსხვავებულია და დაკავშირებულია სხვადასხვა გზით ან სხვადასხვა რაოდენობით; სხეულების უსასრულო მრავალფეროვნება ამაზეა დამოკიდებული.

მოლეკულაარის ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს ყველა მისი ქიმიური თვისება. ნივთიერებები, რომლებსაც მოლეკულური სტრუქტურა,შედგება მოლეკულებისგან (უმეტესად არალითონები, ორგანული ნივთიერებები). არაორგანული ნივთიერებების მნიშვნელოვანი ნაწილი შედგება ატომებისგან(ატომური კრისტალური გისოსი) ან იონები (იონური სტრუქტურა). ასეთ ნივთიერებებს მიეკუთვნება ოქსიდები, სულფიდები, სხვადასხვა მარილები, ბრილიანტი, ლითონები, გრაფიტი და ა.შ. ამ ნივთიერებების ქიმიური თვისებების მატარებელია კომბინაცია. ელემენტარული ნაწილაკები(იონები ან ატომები), ანუ კრისტალი გიგანტური მოლეკულაა.

მოლეკულები შედგება ატომებისგან. ატომი- მოლეკულის ყველაზე პატარა, შემდგომი ქიმიურად განუყოფელი კომპონენტი.

გამოდის, რომ მოლეკულური თეორია ხსნის ფიზიკურ მოვლენებს, რომლებიც ხდება ნივთიერებებთან. ატომების შესწავლა მოლეკულურ თეორიას ეხმარება ქიმიური ფენომენების ახსნაში. ორივე ეს თეორია - მოლეკულური და ატომური - გაერთიანებულია ატომურ-მოლეკულურ თეორიაში. ამ დოქტრინის არსი შეიძლება ჩამოყალიბდეს რამდენიმე კანონისა და რეგულაციის სახით:

1. ნივთიერებები შედგება ატომებისგან;
2. ატომების ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება მარტივი და რთული მოლეკულები;
3. ფიზიკური მოვლენების დროს მოლეკულები შენარჩუნებულია, მათი შემადგენლობა არ იცვლება; ქიმიკატებით - ისინი ნადგურდებიან, იცვლება მათი შემადგენლობა;
4. ნივთიერებების მოლეკულები შედგება ატომებისგან; ქიმიურ რეაქციებში ატომები, მოლეკულებისგან განსხვავებით, შენარჩუნებულია;
5. ერთი ელემენტის ატომები ერთმანეთის მსგავსია, მაგრამ განსხვავდება ნებისმიერი სხვა ელემენტის ატომებისგან;
6. ქიმიური რეაქციები გულისხმობს ახალი ნივთიერებების წარმოქმნას იმავე ატომებისგან, რომლებიც შეადგენდნენ თავდაპირველ ნივთიერებებს.

მისი ატომურ-მოლეკულური თეორიის წყალობით მ.ვ. ლომონოსოვი სამართლიანად ითვლება სამეცნიერო ქიმიის ფუძემდებლად.

ვებსაიტზე, მასალის სრულად ან ნაწილობრივ კოპირებისას საჭიროა წყაროს ბმული.