Стехиометрические законы химии. Пшестанчик В.Р - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

15
Если соединение обладает узкой областью гомогенности, как , напри-
мер , сульфид свинца, то в масштабе графика она может и не быть различи-
мой . Но это не важно. Важно то, что, в принципе, любой координационный
кристалл может существовать в интервале составов, причем этот состав бу-
дет зависеть от способа получения кристалла и условий его обработки. Так ,
если кристалл PbS нагревать в вакууме, то сера частично улетучится и мож -
но получить сульфид свинца с недостатком серы против стехиометрическо-
го количества. Напротив , нагревая тот же кристалл под давлением пара се-
ры, можно получить образец с избыточным содержанием серы.
Области гомогенности координационных кристаллов обычно настолько
узки, что классические методы химического анализа не в состоянии уловить
переменность состава. Именно по этой причине Пруст в свое время обнару-
живал постоянный состав у многих оксидов , сульфидов и т. п . (например ,
CuO, Cu
2
S), для которых теперь при помощи современных чувствительных
физических методов исследования , используемых в физико-химическом
анализе, доказано наличие области гомогенности . Таким образом , по иронии
истории обоснование закона постоянства состава в значительной мере было
основано на объектах , которые, как оказалось, в действительности обладают
переменным составом .
Итак , в настоящее время признано, что постоянным составом обла-
дают только вещества с молекулярной структурой. К таким веществам
относятся все газы, подавляющее большинство жидкостей и молекулярные
кристаллы. К молекулярным кристаллам относятся практически все твердые
органические вещества, но лишь сравнительно небольшое число неоргани-
ческих . Для молекулярных кристаллов характерны низкая прочность, легко-
плавкость и летучесть, обусловленные слабыми межмолекулярными взаи-
модействиями. Подавляющее же большинство твердых неорганических ве-
ществ (более 90 %) представляет собой немолекулярные , координационные
кристаллы, которые характеризуются переменным составом. Таким об -
разом , закон постоянства состава соблюдается ограниченно и его в настоя-
щее время формулируют следующим образом :
Если вещество обладает молекулярным строением , то его состав , а
следовательно, и свойства остаются постоянными, независимо от спо -
соба получения . Состав и свойства веществ с координационной струк-
турой зависят от способа получения и условий обработки.
Изучение соединений переменного состава позволило акад. Н .С. Кур -
накову ввести понятия о дальтонидах и бертоллидах (названных так в
честь Дж. Дальтона и К . Бертолле). В настоящее время в некоторых пособи-
ях по химии можно встретить такое определение: дальтониды это соеди-
нения постоянного состава, бертоллиды соединения переменного состава.
Хотя эти понятия и не обязательны в рамках школьной программы, но раз
уж они встречаются , то здесь надо внести полную ясность. Приведенное оп -
ределение неточно и верно лишь отчасти. Верно, что все соединения посто-
янного состава (молекулярные соединения ) это дальтониды . Но неверно
обратное утверждение, содержащееся в этом определении, что все даль-
                                           15

       Е сли соединение обладает уз к ой областью гом огенности, к ак , нап р и-
м ер , сульф ид свинца, то в м асш табе гр аф ик аонам ож ет инебыть р азличи-
м ой. Н о это неваж но. В аж но то, что, в п р инцип е, лю б о й к оор динационный
к р исталл м ож ет сущ ествовать в интер вале составов, п р ичем этот состав бу-
детз ависеть отсп особап олучения к р исталлаиусловий егообр аботк и. Т ак ,
еслик р исталл PbS нагр евать в вак уум е, то сер ачастичноулетучится им ож -
но п олучить сульф ид свинцаснедостатк ом сер ы п р отив стехиом етр ическ о-
го к оличества. Н ап р отив, нагр евая тот ж е к р исталл п од давлением п ар асе-
р ы, м ож ноп олучитьобр азец сизбыточным содер ж анием сер ы.
       О бластигом огенностик оор динационных к р исталлов обычнонастольк о
узк и, чток лассическ ием етоды хим ическ ого анализанев состоянииуловить
п ер ем енность состава. И м енно п о этой п р ичине П р уств своевр ем я обнар у-
ж ивал п остоянный состав у м ногих ок сидов, сульф идов и т.п . (нап р им ер ,
CuO, Cu2 S), для к отор ых теп ер ь п р ип ом ощ исовр ем енных чувствительных
ф из ическ их м етодов исследования, исп ользуем ых в ф изик о-хим ическ ом
анализ е, док азаноналичиеобластигом огенности. Т ак им обр азом , п оир онии
истор ииобоснование зак онап остоянствасоставав значительной м ер ебыло
основанонаобъек тах, к отор ые, к ак ок аз алось, в действительностиобладаю т
п ер ем енным составом .
       И так , в настоящ ее вр ем я п р из нано, что по с т о я нным с о с т аво м о б ла-
д аю т т о лько ве ще с т ва с м о ле куля рно й с т рукт уро й . К так им вещ ествам
относятся все газ ы, п одавляю щ ее больш инство ж идк остей им олек уляр ные
к р исталлы. К м олек уляр ным к р исталлам относятся п р ак тическ ивсетвер дые
ор ганическ ие вещ ества, но лиш ь ср авнительно небольш ое число неор гани-
ческ их. Д ля м олек уляр ных к р исталлов хар ак тер ны низ к ая п р очность, легк о-
п лавк ость и летучесть, обусловленные слабым и м еж м олек уляр ным и взаи-
м одействиям и. П одавляю щ ее ж е больш инство твер дых неор ганическ их ве-
щ еств (более 90 %) п р едставляет собой не м о ле куля рные , ко о рд инацио нные
крис т аллы, ко т о рые характ е ризую т с я пе ре м е нным с о с т аво м . Т ак им об-
р азом , з ак он п остоянства состава соблю дается огр аниченно иего в настоя-
щ еевр ем я ф ор м улир ую тследую щ им обр аз ом :
       Е сли вещество обладает молекулярн ы м строен ием, то ег о состав, а
следовательн о, и свойстваостаю тся постоян н ы ми, н езависимо от спо-
собаполучен ия. С остав и свойствавеществ с координ ацион н ой струк-
турой зависят от способаполучен ия и условий обработки.
       И зучение соединений п ер ем енного состава п озволило ак ад. Н .С. К ур -
нак ову ввести п онятия о д альт о нид ах и б е рт о ллид ах (названных так в
честьД ж . Д альтонаиК . Бер толле). В настоящ еевр ем я в нек отор ых п особи-
ях п о хим иим ож но встр етить так ое оп р еделение: дальтониды – это соеди-
нения п остоянного состава, бер толлиды – соединения п ер ем енногосостава.
Хотя эти п онятия и не обязательны в р ам к ах ш к ольной п р огр ам м ы, но р аз
уж онивстр ечаю тся, то здесьнадовнестип олную ясность. П р иведенноеоп -
р еделениенеточно ивер но лиш ьотчасти. В ер но, чтовсесоединения п осто-
янного состава (м олек уляр ные соединения) – это дальтониды. Н о невер но
о б рат но е утвер ж дение, содер ж ащ ееся в этом оп р еделении, – что все даль-