Ligji i përbërjes vazhdueshme të substancës. ligjet e ruajtjes në kimi

Kimi i takon kategorisë së shkencave ekzakte, dhe përveç matematikës dhe fizikës vendos ligjet e ekzistencës dhe të zhvillimit të lëndës që përbëhet nga atomet dhe molekulat. Të gjitha proceset që ndodhin në organizmat e gjalla, dhe në mesin e objekteve të natyrës pajetë, ajo është e bazuar në fenomenin e konvertimit të masës dhe energjisë. Ligji i përbërjes të vazhdueshëm të materies, e cila do të jetë e përkushtuar për studimin e këtij neni, qëndron në zemër të proceseve në botë inorganike dhe organike.

Doktrina atomike-molekulare

Për të kuptuar ligjet që rregullojnë realitet material, ju duhet të keni një ide se çfarë është bërë. Sipas shkencëtarit të madh rus M. V. Lomonosova "në errësirë duhet të përmbahen fizikës dhe, në veçanti, kimistë, duke mos ditur strukturën e brendshme të grimcave." Ishte ai që në 1741, në fillim teorikisht dhe më vonë konfirmuar nga përvoja, zbuloi ligjet e kimisë, janë bazë për studimin e jetesës dhe materies nonliving, domethënë: të gjitha substancat janë të përbërë nga atomet, molekulat aftë të formimit. Të gjitha këto grimca janë në lëvizje të vazhdueshme.

Hapja dhe gabim J.. Dalton

50 vjet më vonë Lomonosov filluan të zhvillojnë idenë e një shkencëtar anglez John. Dalton. Shkencëtarët do të kryejë llogaritjet më të rëndësishme për të përcaktuar peshat atomike e elementeve kimike. Kjo shërbeu si një provë kryesore e këtyre supozimeve: pesha e molekulës dhe substanca mund të llogaritet nga pesha atomike e grimcave në përbërjen e tij. Si Lomonosov dhe Dalton besonte se, pavarësisht nga metoda e përgatitjes, komponimet e molekulës gjithmonë do të ketë përbërjen sasiore dhe cilësore të pandryshueshëm. Fillimisht, ai është ligji i qëndrueshmërisë së përbërjes së materies është formuluar në mënyrë të tillë. Njohjes kontributin madhe tek science Dalton nuk mund të fshehur gabime annoying: refuzimin e strukturën molekulare e substancave të thjeshta si oksigjen, azot, hidrogjen. Shkencëtarët besojnë se molekula e ka vetëm komplikuar kimikate. Duke pasur parasysh prestigjin madh në komunitetin shkencor e Dalton, iluzionet e tij ka ndikuar negativisht në zhvillimin e kimisë.

Si atomet peshohen dhe molekulat

Zbulimi i postulat të tilla kimike, si ligji i qëndrueshmërisë së përbërjes së materies, është bërë e mundur në sajë të konceptit të ruajtjes së substancave masive, unreacted dhe formuar më pas. Për më tepër Dalton matje në masë atomike kryer I. Berzelius saktësinë e tabelës peshat atomike e elementeve kimike dhe të ofrojë avancuar emërtimin e tyre si shkronja latine. Aktualisht pesha e atomeve dhe molekulave përcaktohet duke përdorur një nanotube karbonit. Rezultatet e arritura në këto studime konfirmojnë ligjet ekzistuese të kimisë. Më parë shkencëtarët kanë përdorur një instrument të tillë si një spektrometër masiv, por një teknikë e komplikuar u peshuar në një spektrometrisë serioze me rimbursim.

Pse është kaq e rëndësishme është ligji i ruajtjes së masës së substancës

Formuluar M. V. Lomonosovym sipër postulat kimike të quajtur dëshmon fakti se gjatë reagimi i atomeve janë pjesë e reactants dhe produkteve të mos zhduket dhe shfaqet nga asgjëja. Numri i tyre është i ruajtur, pa ndryshim para dhe pas procesit kimik. Të vazhdueshme që nga masa e atomeve, ky fakt logjikisht çon në ligjin e ruajtjes së masës dhe energjisë. Për më tepër, shkencëtari shpallur këtë ligj, si parim i përgjithshëm të natyrës, duke konfirmuar ndërshkëmbimi e energjisë dhe qëndrueshmërinë e përbërjes së materies.

Ide J. Proust si një konfirmim i teorisë atomike-molekulare

Duke iu referuar hapjes së një postulat të tillë, si ligji i përbërjes të vazhdueshëm. Kimi i 18 në fund - në fillim të shekullit të 19 - një shkencë në të cilën shkencëtarët ishin mosmarrëveshjet mes dy shkencëtarëve francezë, J. Proust dhe K. Berthollet. Origjinë pretendohet se substancat përbërja e formuar nga reaksioni kimik, varet kryesisht nga natyra e reagenteve. Berthollet mendohet se përbërjet në përbërjen - të produkteve të reaksionit është ndikuar nga sasia relative të ndërveprimit substanca. Shumica kimistë në studimet e hershme e kanë përkrahur idenë e Proust, i cili formuluar ato si më poshtë: përbërja e kompleksit komplekse është gjithmonë konstant dhe nuk varet nga specifikat e mënyrës në të cilën ajo është pranuar. Megjithatë, hetimi i mëtejshëm i zgjidhjeve të lëngshme dhe të ngurta (lidhjet) konfirmoi menduar K. Berthollet. Këto ligji substancat e përbërjes vazhdueshme ishte e pazbatueshme. Për më tepër, ajo nuk punon për komponimet me lattices jonik. Përbërja e këtyre substancave varet nga metodat me të cilat ata janë të minuara.

Secili substance kimike, pavarësisht nga metoda e saj të përgatitjes, një përbërje kualitativ dhe sasior të përhershëm. Ky formulim karakterizon ligjin e qëndrueshmërisë së përbërjes së substancës propozuar nga J. Proust në 1808. Si dëshmi ai përmend në formë shembujt e mëposhtëm: malakit nga Siberia ka të njëjtën përbërje si mineral është minuar në Spanjë; në botë ka vetëm një cinnabar, dhe nuk ka asnjë vlerë materiale e një depozitë është pranuar. Kështu Proust theksoi qëndrueshmërinë e përbërjes së materies, pavarësisht nga vendi dhe mënyra e prodhimit të saj.

Nuk ka rregulla pa përjashtime

Nga ligji i përmasa të caktuara, ai vijon se formimi i përbërjes komplekse e elementeve kimike janë të lidhura me njëri-tjetrin në raportet e caktuara peshë. Së shpejti shkencës kimike shfaq informacion në lidhje me ekzistencën e substancave me përbërje të ndryshueshme, e cila është e varur nga mënyra e përgatitjes. shkencëtar russian M. Kurnakov propozuar përmendur këto berthollides përbërje siç oksid titan, ujit të rëndë, zirkoni nitride.

Këto substanca për 1 pjesë me peshë prej një element ka për sasi të ndryshme të elementeve të tjera. Kështu, në kompleksin binar të bismut me galium në një pjesë të peshës së galium bie nga 1.24 deri në 1.82 pjesë të bismut. Më vonë kimistë gjeti se, përveç komponimet metalike për secilin substancave të tjera nuk respekton ligjin e përmasa të caktuara, ajo është në këtë klasë e komponimeve inorganike si oksidet. Berthollides edhe karakteristike e sulfides, karbiteve, nitride, dhe hidride.

Roli i izotopeve

Duke qenë në posedim të ligjit të qëndrueshmërisë së materies, kimisë si një shkencë e saktë ka qenë në gjendje të lidhë karakteristikat pesha e kompleksit me një përmbajtje izotopike e elementeve që formojnë atë. Kujtojnë se izotope konsiderohet atomet e elementit kimik me proton identike, por numra të ndryshëm nucleon. Dhënë praninë e izotope, kuptohet qe perberja te peshes se komponimit mund të jetë i ndryshueshëm në gjendjen e elementeve të vazhdueshme të përfshira në substancës. Nëse elementi rrit përmbajtjen e çdo izotopi dhe peshën e substancës edhe ndryshime. Për shembull, ujë i zakonshëm permban 11% hidrogjen, dhe i rëndë i formuar nga izotop tij (deuterium) - 20%.

karakteristikat berthollides

Siç e kemi shpjeguar tashmë, ligjet e ruajtjes në kimi konfirmojnë dispozitat themelore të teorisë atomike-molekulare dhe janë absolutisht të vërteta në thelbin e përbërjes vazhdueshëm - daltonides. Një berthollides kanë kufij që mund të ndryshojë pjesë peshën e elementeve. Për shembull, në të oksidit të tetravalent titan për një pjesë të peshës së metalit bie nga 0.65 deri 0.67 pjesët e oksigjenit. Substancave perberje jo e përhershme nuk kanë një strukturë molekulare, lattices tyre kristal janë të përbërë nga atomet. Pra, komponimet kimike me formule pasqyrojnë vetëm kufijtë e përbërjen e tyre. Ndryshe ata janë substanca të ndryshme. Temperatura mund të ndikojnë vargjet Përbërja e elementëve të peshës. Nëse dy elemente kimike të formuar në mes tyre disa substancave - berthollides, atëherë ata edhe nuk mund të zbatohet dhe ligji me përmasa të shumta.

Nga të gjithë shembujt e mësipërme për të konkluduar se kimi teorike dy grupe të substancave janë të pranishëm: një përbërje konstante ose të ndryshueshme. Duke pasur natyrën e këtyre komponimeve është një konfirmim i shkëlqyer mësimet atomike molekulare. Dhe këtu ligji i përbërjes së vazhdueshme nuk është më dominuese në shkencat kimike është. Por ajo ilustron historinë e zhvillimit të saj.