Современная химическая атомистика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г - 10 стр.

UptoLike

Рубрика: 

10
С современных позиций в споре о постоянном или переменном со-
ставе химического соединения оба оппонента были по своему правы (ис-
тина, как это обычно бывает, лежала в промежутке между двумя крайними
точками зрения).
Пруст был прав, когда имел в виду соединения, состоящие из от-
дельных молекул. Такие соединения наблюдаются в паровой
фазе при ис-
парении металлических, ковалентных и ионных твердых тел (Na
2
, C
2
,
NaCl), а также в молекулярных кристаллах, в которых существуют отдель-
ные молекулы, состоящие из небольшого количества атомов: I
2
(тв), CO
2
(тв). Эти молекулы связаны между собой слабыми вандерваальсовыми си-
лами и поэтому легко возгоняются (переходят непосредственно из твердо-
го состояния в парообразное). Такое (молекулярное) состояние вещества
полностью подчиняется закону постоянства состава, так как малочислен-
ный состав молекул (P
4
(пар), S
6
(пар), As
4
(пар), CO
2
(газ)) не позволяет
менять их состав. Представьте на мгновение, что молекула SO
2
«потеряла»
один атом кислородачто образуется в результате? Молекула перестанет
быть молекулойнерасторжимым ансамблем атомов.
Молекулярные твердые тела реализуются в подавляющем большин-
стве органических соединений, тогда как в неорганической химии молеку-
лярные кристаллы наблюдаются гораздо реже. Что же происходит при
конденсации пара большинства неорганических соединений?
В большинстве случаев происходит образование
ковалентно-ионных
кристаллов, в которых невозможно зафиксировать отдельные молекулы.
Например, в кристаллах хлорида натрия каждый ион натрия окружен ше-
стью ионами хлора, и наоборот. И это происходит в первой координацион-
ной сфере (в ближайшем окружении), а также во второй, третьей и т. д. Та-
кие кристаллы принято называть координационными, и для
них понятие
молекулы, которое определяет все свойства молекулярного кристалла, за-
меняется понятием «фаза», которое распространяется на весь кристалл.
Следовательно, в координационных (немолекулярных) кристаллах
все свойства последних определяет весь огромный (порядка постоянной
Авогадро) ансамбль атомов, который подчиняется закону больших чисел.
Суть его в том, что координационный кристалл, содержащий очень боль-
шое
количество атомов, может устойчиво существовать, даже если какое-
то число последних по определенным причинам покинет кристалл. Более
того, оказалось, что реально существующий кристалл (в отличие от иде-
ального) при температурах выше 0 К всегда содержит определенное число
пустых мест в узлах кристаллической решетки (далеевакансий) и его ус-
тойчивость может даже возрастать
с увеличением концентрации дефек-
товнарушений идеальной кристаллической структуры.
       С современных позиций в споре о постоянном или переменном со-
ставе химического соединения оба оппонента были по своему правы (ис-
тина, как это обычно бывает, лежала в промежутке между двумя крайними
точками зрения).
       Пруст был прав, когда имел в виду соединения, состоящие из от-
дельных молекул. Такие соединения наблюдаются в паровой фазе при ис-
парении металлических, ковалентных и ионных твердых тел (Na2, C2,
NaCl), а также в молекулярных кристаллах, в которых существуют отдель-
ные молекулы, состоящие из небольшого количества атомов: I2 (тв), CO2
(тв). Эти молекулы связаны между собой слабыми вандерваальсовыми си-
лами и поэтому легко возгоняются (переходят непосредственно из твердо-
го состояния в парообразное). Такое (молекулярное) состояние вещества
полностью подчиняется закону постоянства состава, так как малочислен-
ный состав молекул (P4 (пар), S6 (пар), As4 (пар), CO2 (газ)) не позволяет
менять их состав. Представьте на мгновение, что молекула SO2 «потеряла»
один атом кислорода – что образуется в результате? Молекула перестанет
быть молекулой – нерасторжимым ансамблем атомов.
       Молекулярные твердые тела реализуются в подавляющем большин-
стве органических соединений, тогда как в неорганической химии молеку-
лярные кристаллы наблюдаются гораздо реже. Что же происходит при
конденсации пара большинства неорганических соединений?
       В большинстве случаев происходит образование ковалентно-ионных
кристаллов, в которых невозможно зафиксировать отдельные молекулы.
Например, в кристаллах хлорида натрия каждый ион натрия окружен ше-
стью ионами хлора, и наоборот. И это происходит в первой координацион-
ной сфере (в ближайшем окружении), а также во второй, третьей и т. д. Та-
кие кристаллы принято называть координационными, и для них понятие
молекулы, которое определяет все свойства молекулярного кристалла, за-
меняется понятием «фаза», которое распространяется на весь кристалл.
       Следовательно, в координационных (немолекулярных) кристаллах
все свойства последних определяет весь огромный (порядка постоянной
Авогадро) ансамбль атомов, который подчиняется закону больших чисел.
Суть его в том, что координационный кристалл, содержащий очень боль-
шое количество атомов, может устойчиво существовать, даже если какое-
то число последних по определенным причинам покинет кристалл. Более
того, оказалось, что реально существующий кристалл (в отличие от иде-
ального) при температурах выше 0 К всегда содержит определенное число
пустых мест в узлах кристаллической решетки (далее – вакансий) и его ус-
тойчивость может даже возрастать с увеличением концентрации дефек-
тов – нарушений идеальной кристаллической структуры.




                                    10