23 Zeichnen Sie die Funktion y. So lösen Sie Gleichungen mit einem Modul: Grundregeln. Variabler rechter Seitenkoffer

Gesetz der Beständigkeit
Zusammensetzung der Materie

Chemische Formeln

Jede Substanz ist von der einfachsten
zu den komplexesten - hat drei verschiedene,
aber verbundene Parteien:
Eigenschaft, Zusammensetzung, Struktur ...

B. M. Kedrov

Ziele.
Didaktisch- die Begriffe "chemisches Element" zu berücksichtigen, " komplexe Substanz", sowie die Zusammensetzung komplexer Substanzen, ihre Konstanz, was chemisch bedeutet Substanz Formel, Zuordnung von Koeffizienten und Indizes.
Psychisch- Interesse an dem Thema wecken, die Fähigkeit entwickeln, logisch zu argumentieren, Ihre Gedanken kompetent auszudrücken.
Lehrreich- die Fähigkeit zur kollektiven Arbeit entwickeln, die Antworten ihrer Kameraden auswerten.

Ausrüstung. Eisen(II)-Sulfid-Kristallgitter, Modelle Wassermoleküle, individuelle Karten zur Überprüfung der Hausaufgaben, Anagrammtafeln zum chemischen Aufwärmen, eine Skala zur Bestimmung des emotionalen Zustands des Schülers.

WÄHREND DER KLASSEN

Orientierungs-Motivationsphase

Zu Beginn und am Ende der Stunde gibt es ein mentales Warm-Up. Sein Zweck ist es, den emotionalen Zustand der Schüler zu bestimmen. Jeder Schüler hat Innerhalb Der Umschlag des Notizbuchs ist mit einer Platte mit sechs Flächen verklebt - eine Skala zum Bestimmen Gefühlslage(Abb. 1). Jeder Schüler setzt ein Häkchen unter das Gesicht, dessen Ausdruck seine Stimmung widerspiegelt.

LEHRER. Toll wäre es, wenn am Ende der Stunde jeder das Häkchen um mindestens eine Zelle nach links verschieben könnte. Dazu müssen Sie über die Fragen nachdenken: Kann sich eine Person in eine uninteressante Person verlieben? Thema? Was muss ich tun?

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Chemisches Aufwärmen.
SCHÜLER.Vasya und Petya lieben es, Anagrammwörter (normalerweise fantastisch) zu komponieren und zu lösen, bei denen die Reihenfolge der Buchstaben neu angeordnet wird. Versuchen Sie, einige der chemischen Anagramme zu lösen.
Indem Sie die Buchstaben in jedem Wort neu anordnen, müssen Sie den Namen erhalten Chemisches Element.
Leodroge- ohne dieses Element gibt es kein Feuer im Ofen,
slikodor- ohne dieses Element wirst du nicht einmal zehn Minuten leben,
zinken- dieses Element hat ein wirklich großes spezifisches Gewicht,
mnicray- suche dieses Element unter den Steinen,
orrebes Glitzer, kein Gold.
LEHRER.Wenn Sie diese Aufgabe problemlos bewältigen können, sagen Sie sich: "Ich bin schlau."
Untersuchung Hausaufgaben zum Thema "Chemische Zeichen". Wiederholen Sie die Zeichen der chemischen Elemente und die Bedeutung ihrer relativen Atommassen. Achten Sie auf den Unterschied in der Masse des Atoms (in atomare Einheiten Masse) und relative Atommasse (dimensionslose Größe) auf ihre gemeinsames Merkmal- derselbe Zahlenwert. Dann machen Sie einen Frontal unabhängige Arbeit auf einzelne Karten innerhalb von 5-10 Minuten.
Karte 1. Benennen Sie die Elemente nach ihren chemischen Zeichen: N, S, Ag, Al, O, I.
Karte 2. Schreiben chemische Zeichen Elemente: Eisen, Wasserstoff, Natrium, Brom, Zink, Chlor.

Operative und ausführende Phase

LEHRER. Heute lernen wir eines der Grundgesetze der Chemie kennen - das ist das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung. Ich möchte, dass Sie hinter dem strengen Wortlaut des Gesetzes einen lebhaften, fleißigen und neugierigen Mann aus Frankreich sehen - Joseph Louis Proust. Er hat sieben Jahre lang viele Substanzen untersucht, um eine Aussage zu beweisen, die in der modernen Formulierung in drei Zeilen passt. Das hat sein uns wenig bekannter Landsmann in seinen Gedichten sehr schön gesagt. Französischer Dichter Armand Sully-Prudhomme, Preisträger Nobelpreis, ein Zeitgenosse von D. I. Mendelejew.
SCHÜLER
„Der Blick eines Chemikers ist neugierig, Ordnung liegt ihm am Herzen,
Unter ihren Retorten, Bechern und Instrumenten,
So geheimnisvoll für neugierige Augen,
Er versucht, die Launen geheimer Mächte zu verstehen.
Viele davon hat er bereits installiert,
Ihr Spiel beobachtend, an ihrem Streit teilnehmend,
Und bald befiehlt er, der Herrscher dieser Streitigkeiten,
Erkenne und ehre das Gesetz, das er entdeckt hat.
Ich beneide Sie, anspruchsvoller Wissenschaftler,
Wessen scharfe Augen die Welt nackt sehen,
Wie am Tag der Schöpfung, dem Ursprung aller anderen Tage.
Führe mich in das mysteriöse Reich!
Ich glaube: Nur darin findet sich ein Heilmittel
Von all den unzähligen Sorgen und Sorgen.

LEHRER. Um Eisen(II)-sulfid zu erhalten, mischten wir Eisen und Schwefel im Verhältnis 7:4. Wenn Sie sie in einem anderen Verhältnis mischen, z. B. 10:4, tritt eine chemische Reaktion auf, aber 3 g Eisen gehen nicht in die Reaktion ein. Warum gibt es ein solches Muster? Es ist bekannt, dass in Eisen(II)-sulfid auf jedes Eisenatom eines kommt Schwefelatom (Demonstration Kristallgitter, Reis. 2). Daher ist es für die Reaktion notwendig, Substanzen in solchen Massenverhältnissen zu nehmen, dass das Verhältnis von Eisen- und Schwefelatomen (1:1) erhalten bleibt. Weil die Zahlenwerte Atommassen Fe, S und ihre relativen Atommassen A r(Fe) Ein r(S) übereinstimmen, können wir schreiben: Ein r(Fe): Ein r(S) = 56:32 = 7:4.
Das Verhältnis 7:4 bleibt konstant, in welchen Masseneinheiten auch immer man die Masse von Stoffen ausdrückt
(g, kg, t, amu). Mehrheitlich Chemikalien hat eine konstante Zusammensetzung.
Das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung von Stoffen wurde 1808 von dem französischen Wissenschaftler Proust entdeckt. So klang dieses Gesetz in seinem Vortrag: „Von einem Erdpol zum anderen haben Verbindungen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften. Es gibt keinen Unterschied zwischen Eisenoxid aus der südlichen Hemisphäre und der nördlichen Hemisphäre. Malachit aus Sibirien hat die gleiche Zusammensetzung wie Malachit aus Spanien. Es gibt nur ein Zinnober auf der ganzen Welt.“
Moderner Gesetzestext: jeweils chemisch reine Substanz mit molekularer Struktur, unabhängig von Ort und Zubereitungsart, hat die gleiche konstante Qualität und quantitative Zusammensetzung.

Die Schüler schreiben die Definition in ihr Heft. Dann treten sie auf unabhängige Arbeit. Der Text der Aufgaben wird vorher an die Tafel geschrieben. Zwei Studenten lösen Probleme Rückseite Boards, der Rest wird in Notebooks gelöst. Nach Abschluss der Arbeit tauschen die Studierenden Notebooks aus, eine gegenseitige Kontrolle findet statt. Der Lehrer kann einige Notizbücher selektiv überprüfen.
Variante 1. Zur Gewinnung von Eisen(II)sulfid wurden 3,5 g Eisen und 4 g Schwefel vorgelegt. Welcher Stoff bleibt ungenutzt und wie groß ist seine Masse?
Option 2. Zur Gewinnung von Eisen(II)-sulfid wurden 15 g Eisen und 8 g Schwefel vorgelegt. Welche Substanz wird im Überschuss aufgenommen und wie groß ist die Masse dieses Überschusses?

LEHRER. Und jetzt hören Sie sich auf den Seiten französischer Zeitschriften eine Rede über den berühmten Streit zwischen den französischen Wissenschaftlern J. L. Proust und C. L. Berthollet an, der etwa 10 Jahre andauerte frühes XIX in.
SCHÜLER. Ja, der Streit zwischen zwei französischen Chemikern dauerte von 1799 bis 1809 und wurde dann von Chemikern aus England, Schweden, Italien, Russland und anderen Ländern fortgesetzt. Dieser Streit kann zu Recht als die erste wissenschaftliche Diskussion dieser Größenordnung bezeichnet werden, sowohl was den Zeitpunkt des Auftretens als auch was die strategische Bedeutung der diskutierten Probleme betrifft. Diese Diskussion bestimmte die Entwicklung der Chemie für die kommenden Jahrhunderte.
1799 veröffentlichte der Professor des Königlichen Laboratoriums in Madrid, ein Franzose Joseph Louis Proust, den Artikel „Untersuchungen des Kupfers“. Der Artikel behandelt ausführlich die Analysen von Kupferverbindungen und kommt zu dem fundierten Schluss, dass eine chemisch individuelle Verbindung unabhängig von der Art ihrer Bildung immer eine konstante Zusammensetzung hat. Proust kam später, in den Jahren 1800-1806, zu demselben Schluss, als er die chemischen Verbindungen von Blei, Kobalt und anderen Metallen untersuchte.
1800–1803 Der englische Chemiker John Dalton untermauerte dieses Gesetz theoretisch, indem er es aufstellte atomare Struktur Moleküle und das Vorhandensein bestimmter Atommassen von Elementen. Rein theoretisch kam Dalton zur Entdeckung eines weiteren Grundgesetzes der Chemie – dem Gesetz der multiplen Verhältnisse, das mit dem Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung in Einheit steht.
Zugleich Professor normale Schule in Paris veröffentlichte Claude Louis Berthollet, bereits ein berühmter Chemiker, eine Reihe von Artikeln, in denen er die Schlussfolgerung verteidigte, dass die Zusammensetzung Chemische Komponenten hängt von der Art der Gewinnung ab und ist oft nicht konstant, sondern variabel. Berthollet sprach sich gegen die Gesetze von Proust und Dalton aus und argumentierte dies mit immer neuen Experimenten zur Gewinnung von Legierungen, festen Metalloxiden. Er verwendete auch die Daten von Proust selbst und wies darauf hin, dass natürliche Sulfide und Oxide von Metallen einen Überschuss an Schwefel und Sauerstoff im Vergleich zu den im Labor erhaltenen enthalten.
Die Entwicklung der Chemie zeigte, dass beide Seiten recht hatten. Proust und Daltons Standpunkt zur Chemie im 19. Jahrhundert war klar, konkret und fast offensichtlich. Proust und Dalton legten die Grundlagen des Atoms
molekulare Wissenschaftüber die Zusammensetzung und Struktur chemischer Verbindungen. Es war die Hauptentwicklungslinie der Chemie. Berthollets Standpunkt war für die damalige Chemie praktisch nicht akzeptabel, da er die Chemie der Prozesse widerspiegelte, deren Studium hauptsächlich erst begann
seit den 1880er Jahren Und erst die Zukunft zeigte, dass Berthollet recht hatte!
Auf Vorschlag des Akademiemitglieds N. S. Kurnakov, Substanzen dauerhaft Angestellte wurden Daltonide (zu Ehren des englischen Chemikers und Physikers Dalton) und die Substanzen genannt variable Zusammensetzung- Berthollides (in Erinnerung an den französischen Chemiker Berthollet). (Sie können mehr darüber in den Zeitungen lesen.)
LEHRER. Fassen wir die Botschaft zusammen. Zunächst sind Substanzen nichtmolekularer Struktur mit variabler Zusammensetzung bekannt. Zweitens gilt für Stoffe das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung molekulare Struktur. Drittens gibt es eine Kategorie von Stoffen mit molekularer Struktur, für die das Gesetz der Zusammensetzungskonstanz falsch ist. Das sind Polymere, die lernen wir später im Chemieunterricht kennen.
Was versteht man unter der quantitativen und qualitativen Zusammensetzung von Stoffen? Basierend auf dem Proustschen Gesetz ist es möglich, die chemischen Formeln von Stoffen mit chemischen Zeichen aufzuschreiben.
Betrachten Sie als Beispiel die Zusammensetzung eines Wassermoleküls. Es besteht aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen (qualitative Zusammensetzung), und Wasser enthält nach Masse Wasserstoff - 11,19% und Sauerstoff - 88,81% (quantitative Zusammensetzung). Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Zusammensetzung von Wasser auszudrücken.
1. Weg. Die Zusammensetzung des Wassermoleküls umfasst zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom (wir verwenden Wörter).
2. Weg. Die gleiche Idee kann durch ein Bild ausgedrückt werden (wir verwenden Symbole):
3. Weg. Wasserformel - H2O (Wir verwenden chemische Zeichen und Indizes).
Index gibt die Anzahl der Atome eines bestimmten Elements in einem Molekül an.
So wird die Zusammensetzung von Daltoniden beispielsweise durch einfache Formeln mit ganzzahligen stöchiometrischen Indizes ausgedrückt H 2 O, HCl, CH 4. Die Zusammensetzung von Bertholliden ist nicht konstant, sie haben fraktionierte stöchiometrische Indizes. Also Titan(II)oxid TiO besteht eigentlich aus TiO 0,7 bis TiO 1,3.
Beantworten Sie mir die Frage: Was zeigt das Verhältnis? ( Schülerantwort: Anzahl der Moleküle gegebene Substanz.)
Betrachten Sie ein Beispiel: 3H 2 O. Wie viele Wassermoleküle repräsentiert diese Aufzeichnung? Wie viele Wasserstoffatome sind in einem Wassermolekül, in drei Wassermolekülen? Wie viele Sauerstoffatome sind in einem Wassermolekül, in drei Wassermolekülen?(Demonstration von Modellen von Wassermolekülen.) Wir lesen die Formel: "Drei-Asche-Zwei-O".
Demonstration einer vergrößerten Abbildung 15 auf p. 24 Lehrbuch "Chemie-8", das den Rekord darstellt: 3CuCl 2, 5Al 2 O 3, 3FeCl 2.
LEHRER. Wie man Formeln liest angegebenen Stoffe? Wie viele Moleküle einer bestimmten Substanz zeigt die chemische Formel? Wie viele Atome jedes Elements befinden sich in einem Molekül dieser Substanz? Wie viele Atome jedes Elements befinden sich in drei (fünf) Molekülen einer bestimmten Substanz?
Chemische Formel- Dies ist eine bedingte Aufzeichnung der Zusammensetzung eines Stoffes anhand chemischer Zeichen und Indizes.
Die Schüler schreiben die Definition in ein Heft.

Reflektierend-evaluative Phase

Gespräch mit Studierenden auf Fragen.
1. Von wem und wann wurde das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung entdeckt?
2. Definieren Sie dieses Gesetz.
3. Was war der Kern des Streits zwischen den Chemikern Proust, Dalton und Berthollet?
4. Was zeigt die chemische Formel eines Stoffes an?
5. Was bedeuten der Koeffizient und die Indizes? chemische Formel?
6. Gibt es einen Unterschied in der Zusammensetzung von Stoffen mit den Formeln: CO und CO 2, H 2 O und H 2 O 2?
7. Schreiben Sie die Notation unter Verwendung chemischer Zeichen, Indizes und Koeffizienten auf
zwei Wassermoleküle
drei Moleküle Stickoxid (wenn bekannt ist, dass in einem Molekül Stickoxid zwei vorhanden sind Sauerstoffatom),
drei Moleküle Schwefelwasserstoff (in seinem Molekül gibt es ein Schwefelatom für zwei Wasserstoffatome),
vier Moleküle Phosphoroxid (in jedem Molekül dieses Oxids gibt es fünf Sauerstoffatome auf zwei Phosphoratome).
Die Schüler machen Notizen in Heften, ein Schüler schreibt auf die Rückseite der Tafel. Überprüfen: Hefte mit einem Mitschüler austauschen, Antworten an der Tafel überprüfen, Fehler analysieren.
Hausaufgabe. Lehrbuch "Chemie-8", § 9, p. 22–23; § 10, p. 24–25. Zwei Schüler erhalten die Aufgabe, sich vorzubereiten kleine Botschaften Biographie von Proust.
Zusammenfassung der Lektion. Geben Sie den Schülern, die geantwortet haben, die Noten für die Unterrichtsstunde bekannt, danken Sie allen für ihre Arbeit in der Unterrichtsstunde. Führen Sie eine Bewertung des emotionalen Zustands auf einer Skala durch (siehe Abb. 1). Der Lehrer erinnert noch einmal an Fragen, über die nachgedacht werden muss effektive Arbeit im Unterricht.

LITERATUR

1. Soloveichik S.L. Die Lehrstunde. Moskau: Pädagogik, 1986.
2. Leenson I.A. Chemische Elemente u chemische Gesetze. Arbeitsheft. M.: Verlag des Gymnasiums“ offene Welt“, 1995.
3. Kuznetsov V.I., Rakhimbekova X. Diskussionen über die Entwicklung der Wissenschaft und einer interaktiven Form der Bildung. Chemie in der Schule, 1991, Nr. 6.
4. Kusnezow V.I. Die Entwicklung von Ideen über die Grundgesetze der Chemie. Moskau: Nauka, 1967.
5. Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemie-8. M.: Bildung, 1991.

Das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung ist eines der Hauptgesetze der Chemie. Es folgt aus der Atom-Molekular-Theorie. Sein Wesen liegt in der Tatsache, dass Substanzen aus denselben Molekülen bestehen und daher die Zusammensetzung solcher Substanzen konstant ist.

Allgemeine Information

Der Franzose J. Proust ist ein Wissenschaftler, der das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung einer chemischen Verbindung entdeckte. Es geschah im Jahr 1808.

Reis. 1. Porträt von Joseph Louis Proust

Die moderne Gesetzesformulierung lautet: Jeder Reinstoff, unabhängig von der Methode seiner Herstellung, hat eine konstante qualitative und quantitative Zusammensetzung.

Die reine Substanz in dieser Fall- eine Substanz, in der selbst eine geringe Menge an Verunreinigungen fehlt.

Reis. 2. Die Formel für das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung

Dieses Gesetz gilt nur für Elemente mit molekulare Struktur.

Wenn aus zwei Elementen mehrere Verbindungen gebildet werden, verbinden sich die Atome dieser Elemente miteinander zu Molekülen unterschiedlicher, aber bestimmter Zusammensetzung. Zum Beispiel bilden Stickstoff und Sauerstoff sechs Verbindungen.

Das Gesetz der Konstanz der Stoffzusammensetzung hat eine Bedeutung praktischer Wert. Es ermöglicht Ihnen, chemische Formeln abzuleiten.

Verbindungen konstanter und variabler Zusammensetzung

Der russische Wissenschaftler N.S. Kurnakov entdeckte zu Beginn des 20. Jahrhunderts bei der Untersuchung von Metalllegierungen Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung. In ihnen lässt sich eine Masseneinheit eines Elements ausmachen andere Masse ein weiteres Element. Betrachtet man die Verbindung von Wismut mit Thallium, macht 1 Masseneinheit Thallium 1,24 bis 1,82 Masseneinheiten Wismut aus.

Kurnakov schlug vor, Verbindungen mit konstanter Zusammensetzung als Daltonide und Verbindungen mit variabler Zusammensetzung als Berthollide zu bezeichnen.

Reis. 3. Stoffe nach Zusammensetzung

Die Daltonide wurden nach dem englischen Wissenschaftler Dalton benannt, während die Berthollide nach dem französischen Chemiker Berthollet benannt wurden, der solche Verbindungen vorhersah.

Im zweiten Viertel des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung nicht nur unter Metallverbindungen untereinander, sondern auch untereinander zu finden sind. Feststoffe z.B. Oxide, Sulfide, Karbide etc.

Verfeinerte Formulierung des Gesetzes der Konstanz der Materie

Für viele Berthollids gibt es Grenzen, innerhalb derer sich ihre Zusammensetzung ändern kann. Zum Beispiel,

Uran (IV) -oxid hat eine Zusammensetzung von UO 2,5 bis UO 3, Vanadium (II) -oxid - von VO 0,9 bis VO 1,3.

Daher ist es sinnvoll, die bestehende Formulierung des Gesetzes der Zusammensetzungskonstanz zu verdeutlichen:

Die Zusammensetzung der Verbindungen der Molekülstruktur, d.h. bestehend aus Molekülen ist unabhängig von der Herstellungsmethode konstant. Wenn die Zusammensetzung der Verbindungen eine nichtmolekulare Struktur hat (und beispielsweise atomar, ionisch), dann ist sie nicht konstant und hängt von den Herstellungsbedingungen ab.

Was haben wir gelernt?

Im Lehrbuch der Chemie der 8. Klasse wird die Definition des Konstanzgesetzes der Zusammensetzung eines Stoffes kurz offenbart, es wird gegeben klare Formulierung, sowie Verbindungen variabler und konstanter Zusammensetzung berücksichtigt. In diesem Thema werden all diese Aspekte aufgedeckt und die Definition von Daltoniden und Bertholliden wird ebenfalls gegeben.

Das Gesetz der Zusammensetzungskonstanz wurde erstmals 1801 vom französischen Chemiker Joseph Louis Proust formuliert. Dieses Gesetz wurde in Prousts Polemik mit dem französischen Chemiker Claude Louis Berthollet aufgestellt. Letztere glaubten, dass die Richtung einer chemischen Reaktion (die Zusammensetzung ihrer Produkte) nicht nur von der Art der interagierenden Substanzen, sondern auch von ihren relativen Mengen abhängt. Absolutierung der Ergebnisse ihrer Experimentelle Studien chemische Gleichgewichte argumentierte er, dass alle Stoffe eine variable Zusammensetzung haben, die sich von einer Komponente zur anderen kontinuierlich ändern kann: Oxide entstehen beispielsweise durch allmähliche Sättigung des Metalls mit Sauerstoff. Gleichzeitig verwendet Proust viel mehr präzise Methoden Die Analyse zeigte, dass es tatsächlich keine solchen kontinuierlichen Übergänge gibt. Am Beispiel von Kupfercarbonat, Zinn- und Antimonoxiden, Eisensulfiden in unterschiedliche Grade Oxidation sowie anderer Substanzen bewies er die Gewissheit der Zusammensetzung von Verbindungen, unabhängig von den Methoden ihrer Herstellung. Proust schrieb: „Verbindungen haben von einem Erdpol zum anderen die gleiche Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften. Es gibt keinen Unterschied zwischen Eisenoxid südlichen Hemisphäre und Nord. Malachit aus Sibirien hat die gleiche Zusammensetzung wie Malachit aus Spanien. Es gibt nur ein Zinnober auf der ganzen Welt.“ Das Gesetz der Zusammensetzungskonstanz lautet also: "Die qualitative und quantitative Zusammensetzung einer komplexen Substanz hängt nicht von der Methode ihrer Herstellung ab."

Gesetz der einfachen multiplen Verhältnisse

Untersuchung chemisch-analytischer Stick- und Kohlenstoffoxide, Ethylen und Methan, Wasserstoffverbindungen Stickstoff und Phosphor, einige andere Substanzen, stellte Dalton 1803 das Gesetz der multiplen Verhältnisse auf: „Wenn zwei Elemente mehrere chemische Verbindungen miteinander eingehen, dann gibt es für die gleiche Masse des einen solche Massen des anderen, die miteinander verwandt sind einander als kleine ganze Zahlen". Mit anderen Worten, Gewichtsverhältnisse einfache Substanzen, bilden eine komplexe Substanz, werden als ganze Zahlen wie 1:2:3 ausgedrückt ... Das Gesetz der multiplen Verhältnisse, ganzzahlige Verhältnisse von äquivalenten Massen hatten eine natürliche Schlussfolgerung, dass Moleküle aus mehreren bestehen unteilbare Teilchen- "Atome". Dadurch wurde es möglich, die relativen Atommassen zu bestimmen. John Dalton führte den Begriff „Atom“ in die Chemie ein kleinste Teilchen Chemisches Element. Atome verschiedene Elemente haben laut Dalton unterschiedliche Massen und unterscheiden sich somit voneinander.

Gesetz des Einfachen volumetrische Beziehungen

Der französische Wissenschaftler Joseph Louis Gay-Lussac stellte 1802 fest, dass das Volumen eines Gases bei konstantem Druck proportional zur Temperatur zunimmt. Später leitete er ein weiteres Gesetz ab: Der Druck eines Gases in einem geschlossenen Volumen ist proportional zur Temperatur. Die Eigenschaften von Gasen Ende des 18. - Anfang des 19. Jahrhunderts wurden von vielen Wissenschaftlern untersucht. Schon vor Gay-Lussac wurde der Zusammenhang zwischen Gasvolumen und Temperatur untersucht Französischer Physiker Jacques Alexandre Cesar Charles. Aber er veröffentlichte die Daten, die er rechtzeitig erhielt, und Gay-Lussac formulierte klar das Gesetz, das in Russland als Gay-Lussac-Gesetz und in England und den USA als Charles-Gesetz bezeichnet wird. Und das Gesetz der Abhängigkeit des Gasdrucks auf Absolute Temperatur Im Gegenteil, in Russland ist es unter dem Namen Karlsgesetz und in England und den USA unter dem Namen Gay-Lussac-Gesetz bekannt. Diese Gesetze werden oft als erstes bzw. zweites Gesetz von Gay-Lussac bezeichnet. 1808 Gay-Lussac, zusammen mit Deutscher Naturforscher Alexander Humboldt formulierte das Gesetz der Volumenverhältnisse: "Die Volumina reagierender Gase unter gleichen Bedingungen verhalten sich ganzzahlig." Beispielsweise werden 2 Volumen Wasserstoff mit 1 Volumen Sauerstoff kombiniert, um 2 Volumen Wasserdampf zu erzeugen. Jetzt würden wir die stöchiometrische Gleichung wie folgt schreiben: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. Aber zu Beginn des 18. Jahrhunderts gab es noch keine Unterscheidung zwischen den Begriffen Atom und Molekül. Gay-Lussac hat nichts darüber gesagt, welche Teilchen an den Reaktionen bestimmter Gase beteiligt sind.

Gesetz der multiplen Verhältnisse. Lomonossows tiefe Vorstellungen über die Struktur der Materie wurden von seinen Zeitgenossen nicht verstanden. Außerdem war eine experimentelle Überprüfung dieser seiner Ansichten damals unmöglich. Daher kam die Entwicklung der Atom- und Molekulartheorie in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts nicht voran. Zum endgültige Formation dieser Lehre fehlte die Kenntnis der Gesetzmäßigkeiten, die das Verhältnis zwischen Stoffmengen bestimmen, die miteinander reagieren und dabei gebildet werden chemische Reaktionen. Diese Gesetze wurden erst am Ende entdeckt XVIII- früh XIX Jahrhundert.

Als Ergebnis der Aufstellung des Massenerhaltungsgesetzes mit spätes XVIII Jahrhundert in der Chemie fest etabliert Quantitative Methoden Forschung. Die quantitative Zusammensetzung vieler Substanzen wurde untersucht. Gleichzeitig wurde das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung aufgestellt:

Die Verhältnisse zwischen den Massen der Elemente, aus denen eine bestimmte Verbindung besteht, sind konstant und hängen nicht von der Methode zur Gewinnung dieser Verbindung ab.

Viele Elemente, wenn sie miteinander kombiniert werden, können sich bilden verschiedene Substanzen, die jeweils durch ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Massen dieser Elemente gekennzeichnet sind. Kohlenstoff bildet also mit Sauerstoff zwei Verbindungen. Einer von ihnen – Kohlenmonoxid oder Kohlenmonoxid – enthält (Masse) Kohlenstoff und 57,12 % (Masse) Sauerstoff. Die zweite Verbindung, Kohlendioxid oder Kohlendioxid, enthält (Gew.) Kohlenstoff und (Gew.) Sauerstoff. Beim Studium solcher Verbindungen stellte Dalton 1803 das Gesetz der multiplen Verhältnisse auf:

Wenn zwei Elemente mehrere chemische Verbindungen miteinander eingehen, dann stehen die Massen eines der Elemente pro gleicher Masse des anderen in diesen Verbindungen als kleine ganze Zahlen zueinander in Beziehung.

Dalton hielt an der Atomtheorie der Struktur der Materie fest. Die Entdeckung des Gesetzes der multiplen Verhältnisse war eine Bestätigung dieser Theorie. Das Gesetz bezeugt direkt, dass die Elemente nur in bestimmten Anteilen in den Verbindungen enthalten sind. Berechnen wir zum Beispiel die Masse von Sauerstoff in Verbindung mit der gleichen Menge Kohlenstoff bei der Bildung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Dazu dividieren wir die Größen, die den Gehalt an Sauerstoff und Kohlenstoff in beiden Oxiden ausdrücken, ineinander. Wir erhalten, dass für eine Masseneinheit Kohlenstoff in Kohlendioxid genau 2-mal mehr Sauerstoff als in Kohlenmonoxid enthalten ist.

Die Fähigkeit der Elemente, nur in bestimmten Anteilen Verbindungen einzugehen, zeugte von der diskontinuierlichen Struktur der Materie. Dalton entwickelte die Atomtheorie und führte etwas Ähnliches ein moderne Ansichtüber Atome und über die relativen Atommassen der Elemente; für die Einheit der Atommasse nahm er die Masse des Wasserstoffatoms als die leichteste. Zum ersten Mal in der Geschichte der Chemie stellte er eine Tabelle der Atommassen zusammen, die 14 Elemente enthielt.

Die Gesetze der Konstanz der Zusammensetzung und der multiplen Verhältnisse folgen aus der Atom- und Molekulartheorie. Substanzen mit molekularer Struktur bestehen aus identischen Molekülen. Daher ist es natürlich, dass die Zusammensetzung solcher Substanzen konstant ist. Wenn aus zwei Elementen mehrere Verbindungen gebildet werden, verbinden sich die Atome dieser Elemente zu Molekülen unterschiedlicher, entsprechend einer bestimmten Zusammensetzung. Beispielsweise besteht ein Kohlenmonoxidmolekül aus einem Kohlenstoffatom und einem Sauerstoffatom, während ein Kohlendioxidmolekül ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome enthält. Es ist klar, dass die Sauerstoffmasse pro ein und derselben Kohlenstoffmasse in der zweiten dieser Verbindungen doppelt so groß ist wie in der ersten.

Anders als das Massenerhaltungsgesetz, dessen Gültigkeit durch die nach seiner Aufstellung gemachten Entdeckungen vollständig bestätigt wurde, erwiesen sich die Gesetze der Zusammensetzungskonstanz und der multiplen Verhältnisse als nicht so universell. Im Zusammenhang mit der Entdeckung von Isotopen (§ 35) stellte sich heraus, dass das Verhältnis zwischen den Massen der Elemente, aus denen eine bestimmte Substanz besteht, nur dann konstant ist, wenn Isotopenzusammensetzung diese Elemente. Wenn sich die Isotopenzusammensetzung eines Elements ändert, ändert sich dies auch Massenzusammensetzung Verbindungen. Beispielsweise enthält schweres Wasser (§ 72) etwa (Gew.) Wasserstoff, und normales Wasser nur .

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckte N. S. Kurnakov (siehe S. 536) bei der Untersuchung von Metalllegierungen Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung. In diesen Verbindungen kann es eine unterschiedliche Masse eines anderen Elements pro Masseneinheit eines gegebenen Elements geben. In der Verbindung, die Wismut mit Thallium bildet, können also 1,24 bis 1,82 Masseneinheiten Wismut pro Masseneinheit Thallium vorhanden sein.

In den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts wurde deutlich, dass Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung nicht nur unter Verbindungen von Metallen untereinander, sondern auch unter anderen Feststoffen, beispielsweise Oxiden, Verbindungen von Metallen mit Schwefel, Stickstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, zu finden sind .

Für viele Verbindungen variabler Zusammensetzung wurden Grenzen festgelegt, innerhalb derer ihre Zusammensetzung variieren kann. So können in Titandioxid 0,65 bis 0,67 Masseneinheiten Sauerstoff pro Masseneinheit Titan vorhanden sein, was der Formel entspricht. Natürlich gibt diese Art von Formel nicht die Zusammensetzung des Moleküls an - Verbindungen mit variabler Zusammensetzung haben dies nicht, aber atomare Struktur, - sondern geben nur die Grenzen der Stoffzusammensetzung wieder.

Die Grenzen möglicher Änderungen in der Zusammensetzung verschiedener Verbindungen sind unterschiedlich. Außerdem ändern sie sich mit der Temperatur.

Bilden zwei Elemente miteinander mehrere Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung, so gilt auch hier das Gesetz der Vielfachverhältnisse nicht. Beispielsweise bildet Titan mit Sauerstoff mehrere Oxide unterschiedlicher Zusammensetzung, von denen die wichtigsten sind und. Es ist klar, dass in diesem und ähnliche Fälle das Gesetz der multiplen Verhältnisse wird nicht eingehalten.

Auch bei Stoffen, deren Moleküle aus bestehen, wird das Gesetz der Vielfachverhältnisse nicht eingehalten eine große Anzahl Atome. Beispielsweise sind Kohlenwasserstoffe mit den Formeln und bekannt. Die Zahlen der Masseneinheiten Wasserstoff pro Masseneinheit Kohlenstoff in diesen und ähnlichen Verbindungen beziehen sich als ganze Zahlen aufeinander, aber diese Zahlen können nicht als klein bezeichnet werden.