Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 12 стр.

UptoLike

Рубрика: 

12
Однако выше мы уже упоминали, что основное различие в подходе
Пруста и Бертолле заключалось в том , что первый рассматривал сами соеди-
нения , а второй процессы их образования . Во второй половине XIX в. а
тем более в XX в., когда был накоплен обширный материал относительно
различных классов неорганических и органических соединений , когда стали
развиваться представления физической химии, в частности , учение о хими-
ческих процессах , когда возникли новые мощные методы исследования
вот тогда- то химики вновь вернулись к вопросу о постоянстве и переменно-
сти состава химических соединений («возврат к старому на новой основе»
развитие по спирали!). И оказалось, что точка зрения Бертолле является бо-
лее общей . В 1913 г. основоположник физико-химического анализа акад.
Н .С. Курнаков (1860-1941) писал: «В истории химии обыкновенно принято
считать, что спор (о постоянстве и переменности состава авт .) закончился
победой Пру (так в то время на русском языке писали фамилию Пруста
авт .), установившего в науке закон постоянства состава. Несомненно, эта
победа была лишь временной . Теперь, столетие спустя , мы приступаем к
разрешению тех же вопросов, которые волновали современников Бертолле
и Пру, но обогащенные накопившимся запасом теоретических и фактиче-
ских знаний , а главное вооруженные новыми методами эксперименталь-
ного исследования . Обладание ... (этими методами авт .) ... доставляет нам
возможность заняться систематическим изучением именно тех областей , ко-
торые уже были указаны Бертолле, но оставались в течение долгого времени
совершенно недоступными для обычных приемов химического наблюде-
ния» .
К настоящему времени в химии признано, что далеко не все соедине -
ния обладают постоянным составом. Среди них существует огромное ко-
личество объектов, состав которых непрерывно изменяется в определенных
пределах . Вопрос о постоянстве и переменности состава химических соеди-
нений теснейшим образом связан с существованием молекулярной и немо-
лекулярной (координационные кристаллы) форм существования вещества.
Понять причины постоянства и переменности состава можно только с уче-
том современных представлений о строении молекул и кристаллов, которые,
естественно, отсутствовали в начале XIX в., когда начинал обсуждаться этот
вопрос.
Все дело в том , что молекулы состоят из небольшого числа атомов , а
координационные кристаллы из колоссального их количества, сопостави-
мого с постоянной Авогадро (6·10
23
атомов/ моль). Здесь мы не говорим о
сложных, например белковых молекулах , состоящих из сотен тысяч атомов,
но даже и в них количество атомов ничтожно по сравнению с их количест-
вом в координационных кристаллах . Любой ничтожно малый кристаллик ,
например , хлорида натрия содержит примерно 10
18
-10
20
атомов.
Так вот, если от молекулы отнять хотя бы один атом (а меньше одного
атома отнять нельзя атомы химически неделимы и выступают как «целые
порции» ), то ее состав изменится настолько резко, что данная молекула про-
сто перестанет существовать как таковая . Например , если от молекулы CO
2
                                         12

       О днак о выш е м ы уж е уп ом инали, что основное р аз личие в п одходе
П р устаиБер толлез ак лю чалосьв том , чтоп ер вый р ассм атр ивалс ам ис о е д и-
не ния , а втор ой – про це с с ы их о б разо вания . В о втор ой п оловине XIX в. а
тем более в XX в., к огда был нак оп лен обш ир ный м атер иал относительно
р азличных к лассов неор ганическ их иор ганическ их соединений, к огдастали
р азвиваться п р едставления ф изическ ой хим ии, в частности, учениео хим и-
ческ их п р оцессах, к огда возник ли новые м ощ ные м етоды исследования –
воттогда-то хим ик ивновьвер нулиськ воп р осу о п остоянствеип ер ем енно-
стисоставахим ическ их соединений («возвр атк стар ом у нановой основе» –
р азвитиеп о сп ир али!). И ок азалось, что точк азр ения Бер толле является бо-
лее общ ей. В 1913 г. основоп олож ник ф изик о-хим ическ ого анализа ак ад.
Н .С. К ур нак ов (1860-1941) п исал: «В истор иихим ииобык новенно п р инято
считать, что сп ор (о п остоянствеип ер ем енностисостава–авт .) зак ончился
п обедой П р у (так в то вр ем я на р усск ом язык е п исали ф ам илию П р уста –
авт .), установивш его в наук е зак он п остоянства состава. Н есом ненно, эта
п обеда была лиш ь вр ем енной. Т еп ер ь, столетие сп устя, м ы п р иступ аем к
р азр еш ению тех ж е воп р осов, к отор ые волновалисовр ем енник ов Бер толле
и П р у, но обогащ енные нак оп ивш им ся зап асом теор етическ их и ф ак тиче-
ск их з наний, а главное – воор уж енные новым и м етодам иэк сп ер им енталь-
ного исследования. О бладание... (этим им етодам и– авт .) ... доставляетнам
возм ож ностьз аняться систем атическ им изучением им еннотех областей, к о-
тор ыеуж ебылиук азаны Бер толле, нооставалисьв течениедолгоговр ем ени
совер ш енно недоступ ным и для обычных п р ием ов хим ическ ого наблю де-
ния» .
       К настоящ ем у вр ем енив хим иип р из нано, что д але ко не вс е с о е д ине -
ния о б лад аю т по с т о я нным с о с т аво м . Ср единих сущ ествуетогр ом ное к о-
личество объек тов, состав к отор ых неп р ер ывноиз м еняется в оп р еделенных
п р еделах. В оп р осо п остоянстве ип ер ем енностисоставахим ическ их соеди-
нений теснейш им обр азом связ ан с сущ ествованием м олек уляр ной и нем о-
лек уляр ной (к оор динационные к р исталлы) ф ор м сущ ествования вещ ества.
П онять п р ичины п остоянства ип ер ем енностисостава м ож но тольк о с уче-
том совр ем енных п р едставлений остр оениим олек улик р исталлов, к отор ые,
естественно, отсутствовалив началеXIX в., к огданачиналобсуж даться этот
воп р ос.
       В се дело в том , что м олек улы состоят из небольш ого числа атом ов, а
к оор динационные к р исталлы – из к олоссального их к оличества, соп остави-
м ого с п остоянной А вогадр о (6·1023 атом ов/м оль). Здесь м ы не говор им о
слож ных, нап р им ер белк овых м олек улах, состоящ их из сотен тысяч атом ов,
но даж е ив них к оличество атом ов ничтож но п о ср авнению сих к оличест-
вом в к оор динационных к р исталлах. Л ю бой ничтож но м алый к р исталлик ,
нап р им ер , хлор иданатр ия содер ж итп р им ер но1018 -1020 атом ов.
       Т ак вот, еслиотм олек улы отнять хотя бы один атом (ам еньш еодного
атом аотнятьнельзя – атом ы хим ическ инеделим ы ивыступ аю тк ак «целые
п ор ции» ), то еесостав из м енится настольк ор езк о, что данная м олек улап р о-
сто п ер естанет сущ ествовать к ак так овая. Н ап р им ер , еслиотм олек улы CO2