Kimyoning asosiy qonunlari asosiy gaz qonunlari

Atom massasi birligi(amu) C 12 izotopi massasining 1/12 qismiga teng.
Nisbiy atom massasi (A r o'lchovsiz miqdor) atomning o'rtacha massasining a ga nisbatiga teng. yemoq.
Nisbiy molekulyar og'irlik (Janob o'lchovsiz miqdor) molekulaning o'rtacha massasining a ga nisbatiga teng. yemoq.
Kuya(ν - "nu" yoki n) - 12 g C 12 izotopida atomlar bilan bir xil miqdordagi tuzilish birliklarini (atomlar, molekulalar yoki ionlar) o'z ichiga olgan moddaning miqdori.
Avogadro raqami- har qanday moddaning 1 molida joylashgan zarrachalar soni (atomlar, molekulalar, ionlar va boshqalar).
N A = 6,02 x 10 23.
Ba'zi fundamental konstantalarning aniqroq qiymatlari ilovadagi jadvallarda keltirilgan.
Moddaning molyar massasi (M) 1 mol moddaning massasi. U moddaning massasi miqdoriga nisbati sifatida hisoblanadi:
Molar massa son jihatdan tengdir A r(atomlar uchun) yoki Janob(molekulalar uchun).
1 -tenglamadan, agar uning massasi va molyar massasi ma'lum bo'lsa, siz uning miqdorini aniqlashingiz mumkin:
(2)
Molar hajmi (V m gazlar uchun) - bir mol moddaning hajmi. U gaz hajmining uning miqdoriga nisbati sifatida hisoblanadi:
(3)
Oddiy sharoitda har qanday gazning 1 mol miqdori (P = 1 atm = 760 mm. rt. San'at = 101,3 kPa; T = 273TC = 0 ° C) 22,4 litrga teng.
(4)
Moddaning zichligi uning massasining hajmiga nisbatiga teng.
(5)
Entsiklopediyadan materiallar
Zamonaviy fizika, kimyo va tabiatshunoslik asosini tashkil etuvchi atom-molekulyar ta'limotning etakchi g'oyasi materiyaning diskretligi (tuzilishining uzilishi) g'oyasidir.
Moddaning alohida bo'linmas zarralardan iboratligi haqidagi birinchi g'oyalar qadim zamonlarda paydo bo'lgan va dastlab dunyo haqidagi umumiy falsafiy g'oyalarga muvofiq ishlab chiqilgan. Masalan, Qadimgi Hindistonning ba'zi falsafiy maktablari (miloddan avvalgi 1 -ming yillik) nafaqat materiyaning asosiy bo'linmas zarralari (anu) borligini, balki ularning bir -biri bilan birlashib, yangi zarralar hosil qilish qobiliyatini ham tan olgan. Shunga o'xshash ta'limotlar qadimgi dunyoning boshqa mamlakatlarida ham bo'lgan. Ilm -fanning keyingi rivojlanishiga eng katta shuhrat va ta'sirni yaratuvchilari Leykipp (eramizdan avvalgi V asr) va Demokrit (miloddan avvalgi 460 yil - miloddan avvalgi 370 yil miloddan avvalgi. E. E.) yaratuvchilari qadimgi yunon atomistikasi bo'lgan. .). "Hamma narsaning sabablari, - deb yozgan qadimgi yunon faylasufi va olimi Aristotel (miloddan avvalgi 384-3322), Demokrit ta'limotini izohlab," atomlarning ma'lum farqlari. Va uchta farq bor: shakl, tartib va ​​lavozim ". Aristotelning o'zi asarlarida mixisning muhim tushunchasi mavjud - har xil moddalardan hosil bo'lgan bir hil birikma. Keyinchalik qadimgi yunon materialist faylasufi Epikur (miloddan avvalgi 342–341 - mil. Av. 271–270) atomlar massasi va ularning harakat paytida o'z -o'zidan burilish qobiliyati haqidagi tushunchani kiritdi.
Shuni ta'kidlash kerakki, ko'plab qadimgi yunon olimlarining fikriga ko'ra, murakkab jism atomlarning oddiy aralashmasi emas, balki yangi xususiyatlarga ega bo'lgan sifat jihatdan yangi ajralmas shakllanishdir. Biroq, yunonlar hali ham maxsus "poliatomik" zarralar - atomlar va murakkab jismlar orasidagi oraliq molekulalar tushunchasini ishlab chiqmaganlar, ular jismlarning xususiyatlarini eng kichik tashuvchisi bo'lardi.
O'rta asrlarda qadimgi atomizmga qiziqishning keskin zaiflashuvi kuzatildi. Cherkov qadimgi yunon falsafiy ta'limotini dunyo xristian dogmasining talabiga binoan emas, balki Xudoning irodasi bilan emas, balki atomlarning tasodifiy birikmalaridan paydo bo'lgan deb da'vo qilgan.
XVI-XVII asrlarda. umumiy madaniy va ilmiy yuksalish muhitida atomizmning tiklanishi boshlanadi. Bu davrda turli mamlakatlarning yetakchi olimlari: Italiyada G. Galiley (1564-1642), Frantsiyada P. Gassendi (1592-1655), Angliyada R. Boyl (1627-1691) va boshqalar-printsipini e'lon qildilar: qiling. haqiqatni Muqaddas Yozuvlardan qidirmang, balki "to'g'ridan -to'g'ri" tabiat kitobini o'qing
P. Gassendi va R. Boyl qadimgi atomizmning keyingi rivojlanishiga asosiy hissa qo'shganlar. Gassendi molekula kontseptsiyasini kiritdi, u orqali u bir nechta atomlarni birlashtirish natijasida hosil bo'lgan sifat jihatidan yangi shakllanishini tushundi. R. Boyl tabiatning korpuskulyar falsafasini yaratishning keng dasturini taklif qildi. Korpuskulyar olam, ularning harakati va "pleksus", ingliz olimining fikricha, juda murakkab. Butun dunyo va uning eng kichik zarralari maqsadli joylashtirilgan mexanizmlardir. Boyl tanachalari endi qadimgi faylasuflarning asosiy sindirilmaydigan atomlari emas, balki uning tuzilishini harakat bilan o'zgartira oladigan murakkab bir butunlikdir.
"Boylni o'qiganimdan beri, - deb yozgan M.V.Lomonosov, - meni eng mayda zarrachalarni o'rganish ishtiyoqi qamrab oldi". Buyuk rus olimi M.V.Lomonosov (1711–1765) moddiy atomlar va tanachalar haqidagi ta'limotni ishlab chiqdi va asosladi. U nafaqat atomlarga bo'linmaslikni, balki faol printsipni - harakat qilish va o'zaro ta'sir qilish qobiliyatini ham ko'rsatdi. "Hissiy bo'lmagan zarrachalar massasi, shakli, harakati, inersiya kuchi yoki joylashuvi bilan farq qilishi kerak." Bir hil jismlarning tanachalari, Lomonosovning fikricha, "bir xil miqdordagi bir xil elementlardan tashkil topgan, bir xil tarzda bog'langan ... Korpuskullar, agar ularning elementlari turlicha yoki har xil usulda yoki boshqa sonda bog'langan bo'lsa, heterojen bo'ladi". Faqat XVIII asr boshlarida ommaviy munosabatlarni o'rganish. endigina boshlagan Lomonosov atom-molekulyar miqdoriy ta'limotni yaratishga qodir emas edi.
Buni ingliz olimi D. Dalton (1766-1844) qilgan. U atomni kimyoviy elementning eng kichik zarrasi deb bilgan, u boshqa elementlarning atomlaridan asosan massasi bilan farq qiladi. Kimyoviy birikma, uning ta'limotiga ko'ra, "kompleks" (yoki "birikma") atomlarning yig'indisidir, faqat ma'lum bir murakkab modda uchun xarakterli, har bir element atomlarining sonini o'z ichiga oladi. Ingliz olimi atom massalari birinchi jadvalini tuzdi, lekin uning molekulalar tarkibi haqidagi g'oyalari ko'pincha "eng katta soddalik" tamoyiliga asoslangan o'zboshimchalikli taxminlarga asoslanganligi sababli (masalan, suv uchun OH formulasini qabul qilgan) ), bu jadval noaniq bo'lib chiqdi.
Bundan tashqari, 19 -asrning birinchi yarmida. ko'plab kimyogarlar haqiqiy atom massalarini aniqlash imkoniyatiga ishonishmagan va tajribada topiladigan ekvivalentlarini ishlatishni afzal ko'rishgan. Shu sababli, bitta formulaga har xil formulalar berilgan va bu noto'g'ri atom va molekulyar og'irliklarning o'rnatilishiga olib kelgan.
Nazariy kimyoni isloh qilish uchun kurashni birinchilardan bo'lib, atom massalari va kimyoviy formulalarning to'g'ri tizimini yaratgan frantsuz olimlari C. Jerar (1816-1856) va O. Loran (1807-1853) boshladilar. 1856 yilda rus olimi D.I.Mendeleyev (1834-1907), keyin esa undan mustaqil ravishda italiyalik kimyogar S. Kannizzaro (1826-1910) birikmalarning molekulyar og'irligini vodorodga nisbatan bug'larining ikki baravar zichligi bo'yicha hisoblash usulini taklif qildi. 1860 yilga kelib bu usul kimyo fanida aniqlandi, bu atom-molekulyar nazariyani tasdiqlash uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega edi. Kannizzaro Karlsrue shahrida bo'lib o'tgan Xalqaro kimyogarlar kongressida (1860) o'z nutqida Avogadro, Jerar va Loran g'oyalarining to'g'riligini, atom va molekulyar massalarni va kimyoviy birikmalar tarkibini to'g'ri aniqlash uchun ularni qabul qilish zarurligini ishonchli isbotladi. . Loran va Kannizzaro ishlari tufayli kimyogarlar elementning mavjudligi va reaktsiyaga kirish shakli (masalan, vodorod uchun bu H 2) va uning tarkibida bo'lgan shakli (HCl) o'rtasidagi farqni angladilar. , H 2 O, NH 3 va boshqalar). Natijada Kongress atom va molekulaga quyidagi ta'riflarni qabul qildi: molekula - "reaktsiyalarga kiradigan va kimyoviy xossalarini aniqlaydigan tananing miqdori"; atom - "birikmalar zarrachalariga (molekulalariga) kirgan elementning eng kichik miqdori". "Atom" va "molekula" tushunchalariga to'g'ri kelmaydigan "ekvivalent" tushunchasini empirik deb hisoblash ham qabul qilindi.
S. Cannizzaro tomonidan o'rnatilgan atom massalari kimyoviy elementlarning davriy qonunini kashf etishda D.I.Mendeleyev uchun asos bo'lib xizmat qilgan. Kongress qarorlari organik kimyoning rivojlanishiga ijobiy ta'sir ko'rsatdi, chunki birikmalar formulasini tuzish strukturaviy kimyo yaratilishiga yo'l ochdi.
Shunday qilib, 1860 -yillarning boshlariga kelib. atom-molekulyar ta'limot quyidagi qoidalar ko'rinishida shakllandi.
1. Moddalar molekulalardan tashkil topgan. Molekula - kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan moddaning eng kichik zarrasi. Moddaning ko'plab fizik xususiyatlari - qaynash va erish nuqtalari, mexanik kuch, qattiqlik va boshqalar - ko'p sonli molekulalarning xatti -harakatlari va molekulalararo kuchlarning ta'siri bilan belgilanadi.
4. Oddiy moddalarning molekulalari bir xil atomlardan iborat (O 2, O 3, P 4, N 2 va boshqalar); murakkab moddalar molekulalari - har xil atomlardan (H 2 O, HCl).
6. Molekulalarning xossalari nafaqat ularning tarkibiga, balki atomlarning bir -biriga bog'lanishiga ham bog'liq (qarang: Kimyoviy tuzilish nazariyasi; Izomeriya).
Zamonaviy fan klassik atom-molekulyar nazariyani ishlab chiqdi va uning ba'zi qoidalari qayta ko'rib chiqildi.
Ma'lum bo'lishicha, atom bo'linmas tuzilmasiz mavjudot emas. Biroq, buni o'tgan asrda ko'plab olimlar taxmin qilishgan.
Ma'lum bo'lishicha, hamma hollarda ham moddani tashkil etuvchi zarrachalar molekulalar emas. Ko'p kimyoviy birikmalar, ayniqsa qattiq va suyuq holatda, ionli tuzilishga ega, masalan, tuzlar. Ba'zi moddalar, masalan, inert gazlar, hatto suyuq va qattiq holatlarda ham bir -biri bilan zaif ta'sir o'tkazadigan alohida atomlardan iborat. Bundan tashqari, modda bir nechta molekulalarning birlashishi (assotsiatsiyasi) natijasida hosil bo'lgan zarrachalardan iborat bo'lishi mumkin. Shunday qilib, kimyoviy toza suv nafaqat H 2 O ning alohida molekulalari, balki polimer molekulalari (H 2 O) n orqali hosil bo'ladi, bu erda n = 2–16; shu bilan birga H + va OH -gidratlangan ionlarini o'z ichiga oladi. Kolloid eritmalar maxsus birikmalar guruhini tashkil qiladi. Va nihoyat, minglab va millionlab darajadagi haroratgacha qizdirilganda, modda maxsus holatga o'tadi - plazma atomlar, musbat ionlar, elektronlar va atom yadrolari aralashmasidan iborat.
Ma'lum bo'lishicha, bir xil sifat tarkibiga ega bo'lgan molekulalarning miqdoriy tarkibi ba'zan keng chegaralarda o'zgarishi mumkin (masalan, azot oksidi N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N formulasiga ega bo'lishi mumkin). 2 O 5, NO 3), agar biz nafaqat neytral molekulalarni, balki molekulyar ionlarni ham hisobga olsak, unda mumkin bo'lgan kompozitsiyalar chegaralari kengayadi. Shunday qilib, NO 4 molekulasi noma'lum, ammo yaqinda NO 3-4 ioni topilgan; CH 5 molekulasi yo'q, lekin CH + 5 kationi ma'lum va h.k.
O'zgaruvchan tarkibga ega bo'lgan birikmalar aniqlandi, bunda ma'lum bir elementning massasi uchun boshqa elementning massasi har xil bo'ladi, masalan: Fe 0,89-0,95 O, TiO 0,7-1,3 va boshqalar.
Molekulalar atomlardan iborat degan gapga aniqlik kiritildi. Zamonaviy kvant-mexanik tushunchalarga ko'ra (qarang. Kvant kimyosi), molekuladagi atomlar oz yoki oz o'zgarmagan, faqat yadroga, ya'ni yadro va ichki elektron qobiqlariga ega, tashqi (valentlik) elektronlar harakatining tabiati. tubdan o'zgaradi, shuning uchun molekulaning butun qismini qoplaydigan yangi, molekulyar elektron qobiq hosil bo'ladi (qarang. Kimyoviy bog'lanish). Shu ma'noda, molekulalarda doimiy atomlar yo'q.
Ushbu tushuntirishlar va qo'shimchalarni hisobga olgan holda, shuni yodda tutish kerakki, zamonaviy fan klassik atom-molekulyar ta'limotning oqilona g'oyasini saqlab qoldi: moddaning diskret tuzilishi, atomlarning sifat jihatidan yangi va murakkabroq berish qobiliyati haqidagi g'oyalar. ma'lum tartibda bir -biri bilan birlashish natijasida va moddani tashkil etuvchi zarrachalarning uzluksiz harakati haqida.
M.V.Lomonosov, J. Dalton, A. Lavuazye, J. Prust, A. Avogadro, J. Berzelius, D. I. Mendeleyev, A. M. Butlerov atom-molekulyar tadqiqotlarning rivojlanishiga katta hissa qo'shdilar. Kimyoni fan sifatida birinchi bo'lib ta'riflagan M.V.Lomonosov edi. Lomonosov materiyaning tuzilishi haqidagi ta'limotni yaratdi, atom-molekulyar nazariyaning asosini yaratdi. U quyidagi qoidalarga asoslanadi:
1. Har bir modda eng kichik, keyin jismonan bo'linmaydigan zarrachalardan iborat (Lomonosov ularni korpuskulalar deb atagan, keyinchalik ularni molekulalar deb atashgan).
2. Molekulalar doimiy, o'z -o'zidan harakatda bo'ladi.
3. Molekulalar atomlardan tashkil topgan (Lomonosov ularni elementlar deb atagan).
4. Atomlar ma'lum kattalik va massa bilan tavsiflanadi.
5. Molekulalar bir xil yoki har xil atomlardan tuzilishi mumkin.

Molekula - bu tarkibini va kimyoviy xususiyatlarini saqlab qolgan moddaning eng kichik zarrasi. Moddaning kimyoviy xossalarini o'zgartirmasdan, molekula yana parchalana olmaydi. Moddaning molekulalari o'rtasida o'zaro tortishish mavjud bo'lib, u har xil moddalar uchun farq qiladi. Gazlardagi molekulalar bir -biriga juda zaif tortiladi, suyuq va qattiq moddalar molekulalari orasidagi tortishish kuchlari nisbatan katta. Har qanday moddaning molekulalari uzluksiz harakatda. Bu hodisa, masalan, qizdirilganda moddalar hajmining o'zgarishini tushuntiradi.

Atomlar molekulalarni tashkil etuvchi kimyoviy jihatdan bo'linmaydigan eng kichik zarralardir. Atom - kimyoviy xususiyatlarini saqlab qolgan elementning eng kichik zarrasi. Atomlar yadro zaryadlari, massalari va o'lchamlari bilan farq qiladi. Kimyoviy reaktsiyalar paytida atomlar paydo bo'lmaydi yoki yo'qolib ketmaydi, balki yangi moddalarning molekulalarini hosil qiladi. Elementni bir xil yadro zaryadli atomlar deb hisoblash kerak.
Bir xil kimyoviy element atomlarining kimyoviy xossalari bir xil, bunday atomlar faqat massasi bilan farq qilishi mumkin. Turli xil massaga ega bo'lgan bir xil element atomlarining xilma -xilligi izotoplar deyiladi. Shuning uchun kimyoviy elementlardan ko'ra ko'proq atom turlari mavjud.

"Kimyoviy element" va "oddiy modda" tushunchalarini farqlash zarur.

Modda - bu uchta agregat holatidagi atom va molekulyar zarrachalarning o'ziga xos to'plami.

Moddaning agregat holatlari - ma'lum xususiyatlar bilan tavsiflanadigan moddaning holati (shakli, hajmini saqlash qobiliyati).

Uchta asosiy agregat holati mavjud: qattiq, suyuq va gazli. Ba'zida plazmani yig'ilish holati sifatida tasniflash umuman to'g'ri emas. Boshqa yig'ilish holatlari mavjud, masalan, suyuq kristallar yoki Bose - Eynshteyn kondensati.

Kimyoviy element - bu yadro zaryadi va kimyoviy xossalari bir xil bo'lgan atomlarning umumiy tushunchasi.

Oddiy moddaning fizik xususiyatlarini kimyoviy elementga bog'lab bo'lmaydi.

Oddiy moddalar - bir xil kimyoviy element atomlaridan tashkil topgan moddalar. Bitta element bir nechta oddiy moddalarni hosil qilishi mumkin.