Атомно-молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин – Хімічна реакція

ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

4. Хімічна реакція

4.2. Атомно-молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин

Атомно-молекулярне вчення – це сукупність аксіом і законів, що розглядають речовину, яка складається з атомів. Ось основні його положення:

– усі речовини складаються з атомів. Молекули простих речовин складаються з однакових атомів, а молекули складних – з різних;

– атоми одної хімічної речовини (хімічного елемента) мають однакові властивості; властивості різних елементів відрізняються одна від одної;

– унаслідок взаємодії атомів утворюються молекули простих та складних речовин;

– при фізичних явищах молекули не змінюються, а при хімічних – руйнуються;

– під час хімічних реакцій нові речовини утворюються з тих самих елементів, з яких складались вихідні речовини.

Учення розробив М. В. Ломоносов на основі закону збереження маси речовин (1748 р.)1. Сучасне формулювання закону таке: загальна маса речовин, що вступають у хімічну реакцію, дорівнює загальній масі речовин, що утворюються внаслідок реакції2.

Так, для реакції горіння фосфору, яку описують схемою

 Атомно молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин   Хімічна реакція

Можна записати:

 Атомно молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин   Хімічна реакція

Де m(Р) – маса фосфору,

M(O2) – маса кисню, які вступили

в реакцію,

M(Р2o5) – маса фосфор(V) оксиду, що утворився внаслідок реакції.

Збереження мас у хімічних реакціях пояснюють тим, що кількість атомів кожного елемента до і після реакції не змінюється, адже атоми не зникають і не виникають з нічого. Отже, наведена схема не відтворює закону збереження маси речовин, тому що кількість атомів Фосфору й Оксигену в лівій і правій частинах схеми не є однаковою. Щоб перетворити наведену схему реакції в рівняння, потрібно перед формулами речовин поставити певні числа для того, щоб зрівняти кількість атомів елементів у лівій і правій частинах рівняння. Розставивши коефіцієнти, отримуємо:

 Атомно молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин   Хімічна реакція

Цей вираз уже є рівнянням хімічної реакції, або хімічним рівнянням.

Коефіцієнти в хімічній реакції показують не лише кількість молекул, що беруть участь у хімічному процесі, а й дають інформацію про кількість речовини реагентів і продуктів реакції. Так, наведене рівняння показує, що при спалюванні 4 моль фосфору потрібно використати 5 моль кисню, а в результаті реакції утворюється 2 моль фосфор(V) оксиду.

Закон сталості складу речовин відкрив французький учений Ж. Л. Пруст (1754-1826)1 Закон у 1808 р. було сформульовано так: кожна хімічно чиста речовина, незалежно від способу добування, завжди складається з тих самих хімічних елементів (має сталий склад), причому співвідношення їхніх мас постійні, а відносні числа їхніх атомів виражаються цілими числами3.

_______________________________________________________________

1 Цей закон набув значного поширення завдяки працям французького вченого Антуана Лавуазьє (1743-1794), який і сформулював його 1789 р.

2 У XX ст. з’ясувалось, що різниця між реагентами і продуктами реакції (дефект мас Am) існує і залежить від внутрішньої енергії. Величина цієї різниці настільки мала (на 6-9 порядків), що за умов вивчення хімії в межах шкільної програми ми можемо нею знехтувати.

3 Однак значно пізніше хіміки довели, що поряд з речовинами сталого складу є сполуки змінного складу. Це, зазвичай, сполуки з немолекулярною будовою (з атомними, йонними і металічними гратками). їхній склад не є сталим і залежить від умов добудування. Речовини сталого складу називають дальтонідами, а речовини змінного складу – бертолідами. Бертоліди трапляються серед сульфідів, гідридів, оксидів, карбідів, нітридів, силіцидів.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...
Атомно-молекулярне вчення. Закони збереження маси речовин, сталості складу речовин – Хімічна реакція