23 تابع y را رسم کنید. نحوه حل معادلات با یک ماژول: قوانین اساسی جعبه سمت راست متغیر

قانون ثبات
ترکیب ماده

فرمول های شیمیایی

هر ماده ای از ساده ترین است
به پیچیده ترین - دارای سه مختلف،
اما اشخاص مرتبط:
ویژگی، ترکیب، ساختار ...

B.M.Kedrov

اهداف.
اموزشی- در نظر گرفتن مفاهیم "عنصر شیمیایی"، ماده پیچیده"، و همچنین ترکیب مواد پیچیده، ثبات آن، که به معنای شیمیایی است فرمول ماده، تخصیص ضرایب و شاخص ها.
روانشناسی- برانگیختن علاقه به موضوع، توسعه توانایی استدلال منطقی، بیان شایسته افکار خود.
آموزشی- توانایی کار جمعی را توسعه دهید، پاسخ های رفقای خود را ارزیابی کنید.

تجهیزات. شبکه کریستال سولفید آهن (II)، مدل مولکول های آب، کارتهای انفرادی برای بررسی تکالیف، صفحات آناگرام برای گرم کردن شیمیایی، مقیاسی برای تعیین وضعیت عاطفی دانش آموز.

در طول کلاس ها

مرحله جهت گیری – انگیزشی

در ابتدا و انتهای درس یک گرم کردن ذهنی وجود دارد. هدف آن تعیین وضعیت عاطفی دانش آموزان است. هر دانش آموز دارد داخلجلد نوت بوک با یک صفحه با شش وجه چسبانده شده است - مقیاسی برای تعیین حالت عاطفی(عکس. 1). هر دانش آموز یک کنه زیر صورت می گذارد که بیان آن نشان دهنده حال و هوای او است.

معلم. اگر تا پایان درس همه بتوانند علامت چک را حداقل یک سلول به سمت چپ ببرند عالی خواهد بود. برای انجام این کار، باید به این سؤالات فکر کنید: آیا یک فرد می تواند عاشق یک فرد غیر جالب شود؟ موضوع? چه کاری باید انجام دهم؟

مقاله با پشتیبانی موبایل منتشر شد مترجم آنلاین"m-translate.ru". ترجمه آنلاین راحت و سریع از ده ها زبان، هزاران مسیر ترجمه. بدون نیاز به نصب، ترجمه کلمات، جملات و متون، رایگان. برای شروع استفاده از سرویس ترجمه آنلاینبه سایت بروید: http://www.m-translate.ru/.

گرم کردن شیمیایی.
دانشجو.واسیا و پتیا عاشق ساختن و حل کلمات آناگرام (معمولاً خارق العاده) هستند که در آنها ترتیب حروف دوباره مرتب می شود. سعی کنید برخی از آناگرام های شیمیایی را حل کنید.
با مرتب کردن مجدد حروف در هر کلمه، باید نام را بدست آورید عنصر شیمیایی.
لئودروگ- بدون این عنصر هیچ آتشی در اجاق گاز وجود نخواهد داشت،
اسلیکودور- بدون این عنصر حتی ده دقیقه هم زندگی نخواهید کرد،
zinves- این عنصر وزن مخصوص بسیار زیادی دارد،
mnicray- این عنصر را در میان سنگ ها جستجو کنید،
orrebesزرق و برق نه طلا
معلم.اگر می توانید به راحتی با این کار کنار بیایید، به خود بگویید: "من باهوشم."
معاینه مشق شببا موضوع "علائم شیمیایی".علائم عناصر شیمیایی و معانی جرم اتمی نسبی آنها را تکرار کنید. به تفاوت جرم اتم (در واحدهای اتمیجرم) و جرم اتمی نسبی (کمیت بدون بعد) روی آنها ویژگی مشترک- همان مقدار عددی سپس یک فرونتال انجام دهید کار مستقلروی کارت های فردی در عرض 5-10 دقیقه.
کارت 1. عناصر را با توجه به علائم شیمیایی آنها نام ببرید: N، S، Ag، Al، O، I.
کارت 2. نوشتن علائم شیمیاییعناصر: آهن، هیدروژن، سدیم، برم، روی، کلر.

مرحله عملیاتی و اجرایی

معلم. امروز با یکی از قوانین اساسی شیمی آشنا خواهیم شد - این قانون ثبات ترکیب ماده است. می‌خواهم در پشت عبارات سخت‌گیرانه قانون، مردی سرزنده، سخت‌کوش و کنجکاو از فرانسه را ببینید - جوزف لوئی پروست. او مواد زیادی را به مدت هفت سال مطالعه کرد تا جمله ای را ثابت کند که در فرمول مدرن، در سه خط قرار می گیرد. این را در اشعار خود هموطن او که کمتر برای ما شناخته شده است، بسیار زیبا گفته است. شاعر فرانسویآرماند سالی-پرودوم، برنده جایزه جایزه نوبل، معاصر D.I. مندلیف.
شاگرد
«نگاه یک شیمیدان کنجکاو است، نظم برای او عزیز است.
در میان قاب‌ها، بشر و سازها،
برای چشمان کنجکاو بسیار مرموز،
او به دنبال درک هوسبازی نیروهای مخفی است.
او قبلاً بسیاری از آنها را نصب کرده است،
با تماشای بازی آنها، شرکت کننده در نزاع آنها،
و به زودی به حاکم این اختلافات دستور می دهد:
قانونی را که او کشف کرده است بشناسید و به آن احترام بگذارید.
من به تو حسادت می کنم ای دانشمند دانا،
که چشمان تیزبینش دنیا را برهنه می بیند
همانطور که در روز آفرینش، مبدأ همه روزهای دیگر.
مرا به قلمرو مرموز هدایت کن!
من معتقدم: فقط در آن درمان پیدا می شود
از تمام غم ها و غم های بی شمار.

معلم. برای بدست آوردن سولفید آهن (II)، آهن و گوگرد را به نسبت 7:4 مخلوط کردیم. اگر آنها را به نسبت متفاوتی مخلوط کنید، مثلاً 10:4، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد، اما 3 گرم آهن وارد واکنش نمی شود. چرا چنین الگویی وجود دارد؟ مشخص است که در سولفید آهن (II)، به ازای هر یک اتم آهن، یک عدد وجود دارد اتم گوگرد (تظاهرات شبکه کریستالی، برنج. 2). بنابراین، برای واکنش لازم است موادی با نسبت جرمی مصرف شود که نسبت اتم های آهن و گوگرد (1:1) حفظ شود. از آنجا که مقادیر عددیتوده های اتمی Fe، S و جرم اتمی نسبی آنها A r(Fe) A r(S) مطابقت، می توانیم بنویسیم: A r(Fe): A r(S) = 56:32 = 7:4.
نسبت 7:4 در هر واحد جرمی که جرم مواد را بیان می کند ثابت می ماند
(g، kg، t، amu). اکثریت مواد شیمیاییترکیب ثابتی دارد.
قانون ثبات ترکیب موادپروست دانشمند فرانسوی در سال 1808 کشف کرد. این قانون در ارائه او چگونه به نظر می رسد: «از یک قطب زمین به قطب دیگر، ترکیبات دارای ترکیب و خواص یکسان هستند. هیچ تفاوتی بین اکسید آهن نیمکره جنوبی و نیمکره شمالی وجود ندارد. مالاکیت سیبری همان ترکیب مالاکیت اسپانیا را دارد. فقط یک سرخاب در تمام دنیا وجود دارد.»
عبارت مدرن قانون: هر کدام از نظر شیمیایی ماده خالصبا ساختار مولکولی، صرف نظر از مکان و روش تهیه، دارای همان کیفیت ثابت و ترکیب کمی.

دانش آموزان تعریف را در دفتر خود می نویسند. سپس اجرا می کنند کار مستقل. متن تکالیف از قبل روی تابلو نوشته می شود. دو دانش آموز مسائل را حل می کنند سمت معکوستخته، بقیه در دفترچه حل می شود. پس از اتمام کار، دانش آموزان دفترچه های یادداشت را مبادله می کنند، بررسی متقابل انجام می شود. معلم می تواند به طور انتخابی برخی از دفترچه ها را بررسی کند.
انتخاب 1. برای به دست آوردن سولفید آهن (II) 3.5 گرم آهن و 4 گرم گوگرد گرفته شد. چه ماده ای بلا استفاده می ماند و جرم آن چقدر است؟
گزینه 2. برای به دست آوردن سولفید آهن (II) 15 گرم آهن و 8 گرم گوگرد گرفته شد. چه ماده ای بیش از حد گرفته می شود و جرم این مازاد چقدر است؟

معلم. و اکنون به سخنرانی در مورد اختلاف مشهور بین دانشمندان فرانسوی J. L. Proust و C. L. Berthollet گوش دهید که حدود 10 سال طول کشید در صفحات مجلات فرانسوی در اوایل XIXکه در.
دانشجو. بله، اختلاف بین دو شیمیدان فرانسوی از سال 1799 تا 1809 ادامه یافت و سپس توسط شیمیدانانی از انگلستان، سوئد، ایتالیا، روسیه و سایر کشورها ادامه یافت. این اختلاف را به حق می توان اولین بحث علمی با این عظمت هم از نظر زمان وقوع و هم از نظر اهمیت راهبردی مسائل مورد بحث نامید. این بحث توسعه شیمی را برای قرن های آینده تعیین کرد.
در سال 1799، پروفسور آزمایشگاه سلطنتی در مادرید، فرانسوی الاصل، جوزف لوئی پروست، مقاله "تحقیقات مس" را منتشر کرد. این مقاله به تفصیل تجزیه و تحلیل ترکیبات مس را پوشش می‌دهد و به این نتیجه می‌رسد که یک ترکیب شیمیایی منحصر به فرد همیشه، صرف نظر از روش تشکیل آن، دارای ترکیب ثابتی است. پروست بعداً در سال 1800-1806 هنگام مطالعه ترکیبات شیمیایی سرب، کبالت و سایر فلزات به همین نتیجه رسید.
در 1800-1803 جان دالتون شیمیدان انگلیسی این قانون را به صورت نظری با استقرار اثبات کرد ساختار اتمیمولکول ها و وجود توده های اتمی خاصی از عناصر. دالتون صرفاً از نظر تئوری به کشف قانون اساسی دیگر شیمی رسید - قانون نسبت های چندگانه، که با قانون ثبات ترکیب هماهنگ است.
در عین حال استاد مدرسه عادیدر پاریس، کلود لوئیس برتوله، که قبلاً شیمیدان مشهور بود، تعدادی مقاله منتشر کرد که در آنها از این نتیجه گیری دفاع کرد که ترکیب ترکیبات شیمیاییبستگی به روش به دست آوردن آنها دارد و اغلب ثابت نیست، بلکه متغیر است. برتوله بر خلاف قوانین پروست و دالتون صحبت کرد و این را با آزمایش‌های بیشتر و بیشتر در به دست آوردن آلیاژها، اکسیدهای فلزی جامد استدلال کرد. او همچنین از داده‌های خود پروست استفاده کرد و اشاره کرد که سولفیدهای طبیعی و اکسیدهای فلزات در مقایسه با مواردی که در آزمایشگاه به دست می‌آیند حاوی گوگرد و اکسیژن اضافی هستند.
توسعه علم شیمی نشان داد که هر دو طرف حق داشتند. دیدگاه پروست و دالتون برای شیمی در دهه 1800 واضح، ملموس و تقریباً آشکار بود. پروست و دالتون پایه های اتمی را بنا نهادند
علم مولکولیدر مورد ترکیب و ساختار ترکیبات شیمیایی. این خط اصلی توسعه شیمی بود. دیدگاه برتوله عملاً برای شیمی آن زمان غیرقابل قبول بود، زیرا منعکس کننده شیمی فرآیندهایی بود که مطالعه آن عمدتاً فقط شروع شد.
از دهه 1880 و فقط آینده نشان داد که حق با برتوله بود!
به پیشنهاد آکادمیک N.S. Kurnakov، مواد کارکنان دائمیدالتونیدها (به افتخار شیمیدان و فیزیکدان انگلیسی دالتون) و مواد نامگذاری شدند. ترکیب متغیر- برتولیدها (به یاد برتوله شیمیدان فرانسوی). (شما می توانید در این مورد در روزنامه ها بیشتر بخوانید.)
معلم. بیایید پیام را خلاصه کنیم. ابتدا موادی با ساختار غیر مولکولی با ترکیب متغیر شناخته شده اند. ثانیاً قانون ثبات ترکیب مواد برای مواد معتبر است ساختار مولکولی. ثالثاً، دسته ای از مواد با ساختار مولکولی وجود دارند که قانون ثبات ترکیب برای آنها نادرست است. اینها پلیمر هستند که بعدا در درس شیمی با آنها آشنا می شویم.
منظور از ترکیب کمی و کیفی مواد چیست؟ بر اساس قانون پروست می توان فرمول شیمیایی مواد را با استفاده از علائم شیمیایی نوشت.
به عنوان مثال، ترکیب یک مولکول آب را در نظر بگیرید. از اتم های هیدروژن و اکسیژن (ترکیب کیفی) تشکیل شده است و از نظر جرمی، آب حاوی هیدروژن - 11.19٪ و اکسیژن - 88.81٪ (ترکیب کمی) است. روش های مختلفی برای بیان ترکیب آب وجود دارد.
راه 1. ترکیب مولکول آب شامل دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است (ما از کلمات استفاده می کنیم).
راه دوم. همین ایده را می توان با یک تصویر بیان کرد (ما از نمادها استفاده می کنیم):
راه سوم. فرمول آب - H 2 O (از علائم و شاخص های شیمیایی استفاده می کنیم).
فهرست مطالبتعداد اتم های یک عنصر معین در یک مولکول را نشان می دهد.
بنابراین، ترکیب دالتونیدها با فرمول های ساده با شاخص های استوکیومتری اعداد صحیح بیان می شود. H2O، Hcl، CH4. ترکیب برتولیدها ثابت نیست، آنها دارای شاخص های استوکیومتری کسری هستند. بنابراین، اکسید تیتانیوم (II). TiO در واقع شامل TiO 0.7 تا TiO 1.3.
به سوال من پاسخ دهید: نسبت چه چیزی را نشان می دهد؟ (پاسخ دانش آموز: تعداد مولکول ها ماده داده شده.)
یک مثال را در نظر بگیرید: 3H 2 O. این رکورد نشان دهنده چند مولکول آب است؟ چند اتم هیدروژن در یک مولکول آب، در سه مولکول آب وجود دارد؟ چند اتم اکسیژن در یک مولکول آب، در سه مولکول آب وجود دارد؟(نمایش مدل های مولکول آب.) ما فرمول را می خوانیم: "سه-خاکستر-دو-o."
نمایش شکل بزرگ شده 15 در ص. 24 کتاب درسی "شیمی-8" نشان دهنده رکورد: 3CuCl 2، 5Al 2 O 3، 3FeCl 2.
معلم. نحوه خواندن فرمول ها مواد مشخص شده? فرمول شیمیایی چند مولکول از یک ماده را نشان می دهد؟ چند اتم از هر عنصر در یک مولکول این ماده وجود دارد؟ چند اتم از هر عنصر در سه (پنج) مولکول یک ماده وجود دارد؟
فرمول شیمیایی- این یک رکورد مشروط از ترکیب یک ماده با استفاده از علائم و شاخص های شیمیایی است.
دانش آموزان تعریف را در یک دفتر می نویسند.

مرحله بازتابی-ارزیابی

گفتگو با دانش آموزان در مورد سوالات
1. قانون ثبات ترکیب مواد توسط چه کسی و چه زمانی کشف شد؟
2. این قانون را تعریف کنید.
3. اصل اختلاف بین شیمیدانان پروست، دالتون و برتوله چه بود؟
4. فرمول شیمیایی یک ماده چه چیزی را نشان می دهد؟
5. ضریب و شاخص ها در چه هستند فرمول شیمیایی?
6. آیا در ترکیب مواد دارای فرمول های CO و CO 2، H 2 O و H 2 O 2 تفاوت وجود دارد؟
7. با استفاده از علائم، شاخص ها و ضرایب شیمیایی، علامت را یادداشت کنید
دو مولکول آب
سه مولکول نیتریک اکسید (اگر مشخص باشد که در یک مولکول نیتریک اکسید دو اتم اکسیژن),
سه مولکول سولفید هیدروژن (در مولکول آن، یک اتم گوگرد برای دو اتم هیدروژن وجود دارد)
چهار مولکول اکسید فسفر (در هر مولکول این اکسید، در هر دو اتم فسفر پنج اتم اکسیژن وجود دارد).
دانش آموزان در دفترچه یادداشت می کنند، یکی از دانش آموزان پشت تخته می نویسد. چک کردن: تبادل دفترچه با همکلاسی، بررسی پاسخ روی تخته، تجزیه و تحلیل خطاها.
تکلیف خانه.کتاب درسی "شیمی-8"، § 9، ص. 22-23; § 10، ص. 24-25. به دو دانش آموز وظیفه داده می شود تا آماده شوند پیام های کوچکبیوگرافی پروست
خلاصه درس. نمرات درس را به دانش آموزانی که پاسخ دادند اعلام کنید، از همه بابت زحماتشان در درس تشکر کنید. ارزیابی وضعیت عاطفی را در مقیاس انجام دهید (شکل 1 را ببینید). معلم بار دیگر سؤالاتی را یادآوری می کند که باید در مورد آنها فکر کرد کار موثردر درس ها

ادبیات

1. سولوویچیک اس.ال.ساعت کارآموزی. مسکو: آموزش، 1986.
2. Leenson I.A.عناصر شیمیایی و قوانین شیمیایی. کتاب کار. م .: انتشارات سالن بدنسازی " جهان باز"، 1995.
3. کوزنتسوف V.I.، راخیمبکوا ایکس.بحث در مورد توسعه علم و شکل تعاملی آموزش. شیمی در مدرسه، 1370، شماره 6.
4. کوزنتسوف V.I.تکامل ایده ها در مورد قوانین اساسی شیمی. مسکو: ناوکا، 1967.
5. رودزیتیس G.E.، Feldman F.G.شیمی-8. م.: آموزش و پرورش، 1991.

قانون ثبات ترکیب ماده یکی از قوانین اصلی شیمی است. از نظریه اتمی - مولکولی نتیجه می گیرد. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که مواد از مولکول های یکسانی تشکیل شده اند و بنابراین ترکیب چنین موادی ثابت است.

اطلاعات کلی

J. Proust فرانسوی دانشمندی است که قانون ثبات ترکیب یک ترکیب شیمیایی را کشف کرد. در سال 1808 اتفاق افتاد.

برنج. 1. پرتره جوزف لویی پروست

فرمول مدرن قانون به شرح زیر است: هر ماده خالص، صرف نظر از روش تهیه آن، دارای یک ترکیب کیفی و کمی ثابت است.

ماده خالص در این مورد- ماده ای که حتی مقدار کمی ناخالصی در آن وجود ندارد.

برنج. 2. فرمول قانون ثبات ترکیب ماده

این قانون فقط برای عناصر با ساختار مولکولی.

هنگامی که چندین ترکیب از دو عنصر تشکیل می شود، اتم های این عناصر با یکدیگر ترکیب می شوند و مولکول هایی با ترکیب متفاوت اما مشخص تشکیل می دهند. به عنوان مثال، نیتروژن و اکسیژن شش ترکیب را تشکیل می دهند.

قانون ثبات ترکیب ماده دارای اهمیت است ارزش عملی. این به شما امکان می دهد فرمول های شیمیایی را استخراج کنید.

ترکیبات با ترکیب ثابت و متغیر

دانشمند روسی N.S. کورناکوف در آغاز قرن بیستم ترکیباتی با ترکیب متغیر در مطالعه آلیاژهای فلزی کشف کرد. در آنها، یک واحد جرم یک عنصر می تواند محاسبه شود جرم مختلفعنصر دیگر هنگام در نظر گرفتن ترکیب بیسموت با تالیم، 1 واحد جرمی تالیم از 1.24 تا 1.82 واحد جرمی بیسموت را تشکیل می دهد.

کورناکوف پیشنهاد کرد که ترکیبات با ترکیب ثابت را دالتونیدها و ترکیبات با ترکیب متغیر - برتولیدها نامیده شوند.

برنج. 3. مواد بر اساس ترکیب

دالتونیدها به افتخار دانشمند انگلیسی دالتون نامگذاری شدند، در حالی که برتولیدها به افتخار شیمیدان فرانسوی برتوله نامگذاری شدند که چنین ترکیباتی را پیش بینی کرده بود.

در ربع دوم قرن بیستم، کشف شد که ترکیبات با ترکیب متغیر را می توان نه تنها در بین ترکیبات فلزی با یکدیگر، بلکه در بین سایرین نیز یافت. مواد جامدبه عنوان مثال اکسیدها، سولفیدها، کاربیدها و غیره

فرمول بندی دقیق قانون ثبات ماده

برای بسیاری از برتولیدها، مرزهایی وجود دارد که ترکیب آنها می تواند تغییر کند. مثلا،

اکسید اورانیوم (IV) دارای ترکیبی از UO 2.5 تا UO 3، وانادیم (II) اکسید - از VO 0.9 تا VO 1.3 است.

بنابراین، روشن کردن فرمول موجود قانون ثبات ترکیب منطقی است:

ترکیب ترکیبات ساختار مولکولی، یعنی. متشکل از مولکول ها بدون توجه به روش تهیه ثابت است. اگر ترکیب ترکیبات دارای ساختار غیر مولکولی (و مثلاً اتمی، یونی) باشد، ثابت نیست و به شرایط آماده سازی بستگی دارد.

ما چه آموخته ایم؟

در کتاب درسی شیمی پایه هشتم، تعریف قانون ثبات ترکیب یک ماده به اختصار بیان شده است، آورده شده است. جمله بندی روشنو همچنین ترکیباتی با ترکیب متغیر و ثابت در نظر گرفته شده است. در این تاپیک تمامی این جنبه ها آشکار شده و تعریف دالتونیدها و برتولیدها نیز ارائه شده است.

قانون ثبات ترکیب اولین بار توسط شیمیدان فرانسوی جوزف لوئی پروست در سال 1801 فرموله شد. این قانون در بحث پروست با شیمیدان فرانسوی کلود لوئی برتوله پایه گذاری شد. دومی معتقد بود که جهت یک واکنش شیمیایی (ترکیب محصولات آن) نه تنها به ماهیت مواد متقابل، بلکه به مقادیر نسبی آنها نیز بستگی دارد. مطلق بودن نتایج آنها مطالعات تجربی تعادل های شیمیاییاو استدلال کرد که همه مواد دارای یک ترکیب متغیر هستند که می تواند به طور مداوم از یک جزء به جزء دیگر تغییر کند: برای مثال، اکسیدها با اشباع تدریجی فلز با اکسیژن به دست می آیند. در همان زمان، پروست، با استفاده از خیلی بیشتر روش های دقیقتجزیه و تحلیل نشان داد که در واقع چنین انتقال مداوم وجود ندارد. به عنوان مثال کربنات مس، قلع و اکسیدهای آنتیموان، سولفیدهای آهن در درجات مختلفاکسیداسیون، و همچنین سایر مواد، او قطعیت ترکیبات ترکیبات را بدون توجه به روش های تهیه آنها ثابت کرد. پروست می نویسد: «از یک قطب زمین به قطب دیگر، ترکیبات دارای ترکیب و خواص یکسان هستند. هیچ تفاوتی بین اکسید آهن وجود ندارد نیمکره جنوبیو شمالی. مالاکیت سیبری همان ترکیب مالاکیت اسپانیا را دارد. فقط یک سرخاب در تمام دنیا وجود دارد.» بنابراین قانون ثبات ترکیب به شرح زیر است: "ترکیب کیفی و کمی یک ماده پیچیده به روش تهیه آن بستگی ندارد."

قانون نسبت های چندگانه ساده

بررسی اکسیدهای شیمیایی-تحلیلی نیتروژن و کربن، اتیلن و متان، ترکیبات هیدروژنینیتروژن و فسفر، برخی مواد دیگر، دالتون در سال 1803 قانون نسبت های چندگانه را ایجاد کرد: «اگر دو عنصر با یکدیگر ترکیبات شیمیایی متعددی تشکیل دهند، آنگاه برای جرم یکسان یکی از آنها، جرم دیگری وجود دارد که مربوط به یکدیگر به صورت اعداد کوچک کوچک». به عبارت دیگر نسبت وزن مواد ساده، که یک ماده پیچیده را تشکیل می دهند، به صورت اعداد صحیح مانند 1:2:3 بیان می شوند ... قانون نسبت های چندگانه، نسبت های صحیح جرم های معادل یک نتیجه طبیعی داشت که مولکول ها از چندین تشکیل شده اند. ذرات غیر قابل تقسیم- "اتم ها". از این رو، تعیین جرم اتمی نسبی ممکن شد. جان دالتون اصطلاح "اتم" را وارد شیمی کرد کوچکترین ذرهعنصر شیمیایی. اتم ها عناصر مختلفبه گفته دالتون، توده های متفاوتی دارند و بنابراین با یکدیگر تفاوت دارند.

قانون ساده روابط حجمی

دانشمند فرانسوی جوزف لوئیس گی-لوساک در سال 1802 ثابت کرد که حجم گاز در فشار ثابت به نسبت دما افزایش می یابد. بعداً قانون دیگری را استخراج کرد: فشار گاز در حجم بسته با دما متناسب است. خواص گازها در اواخر قرن 18 - آغاز قرن 19 توسط بسیاری از دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفت. حتی قبل از Gay-Lussac، رابطه بین حجم گاز و دما توسط فیزیکدان فرانسویژاک الکساندر سزار چارلز. اما او داده هایی را که دریافت کرد به موقع منتشر نکرد و گی-لوساک به وضوح قانونی را تدوین کرد که در روسیه قانون گی-لوساک و در انگلستان و ایالات متحده - قانون چارلز نامیده می شود. و قانون وابستگی فشار گاز به دمای مطلقبرعکس، در روسیه به نام قانون چارلز و در انگلستان و ایالات متحده آمریکا به عنوان قانون گی-لوساک شناخته می شود. این قوانین اغلب به ترتیب به عنوان قانون اول و دوم گی-لوساک شناخته می شوند. در سال 1808 گی-لوساک، همراه با طبیعت شناس آلمانیالکساندر هومبولت قانون نسبت های حجمی را فرموله کرد: "حجم گازهای واکنش دهنده در شرایط یکسان با اعداد کامل مرتبط هستند." به عنوان مثال، 2 حجم هیدروژن با 1 حجم اکسیژن ترکیب می شود و 2 حجم بخار آب تولید می کند. اکنون معادله استوکیومتری را به صورت زیر می نویسیم: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. اما در آغاز قرن 18 هنوز هیچ تمایزی بین مفاهیم اتم و مولکول وجود نداشت. Gay-Lussac در مورد اینکه کدام ذرات در واکنش گازهای خاص شرکت می کنند چیزی نگفته است.

قانون نسبت های متعدد ایده های عمیق لومونوسوف در مورد ساختار ماده توسط معاصران او درک نشد. علاوه بر این، تأیید تجربی این نظرات او در آن زمان غیرممکن بود. بنابراین، توسعه نظریه اتمی و مولکولی در نیمه دوم قرن هجدهم به جلو نرفت. برای تشکیل نهاییاین آموزه فاقد آگاهی از قوانینی بود که رابطه بین مقادیر موادی که با یکدیگر واکنش می دهند و در طی آن تشکیل می شوند را تعیین می کند. واکنش های شیمیایی. این قوانین فقط در پایان کشف شدند هجدهم - اوایلقرن نوزدهم.

در نتیجه ایجاد قانون بقای جرم با اواخر هجدهمقرن در شیمی استوار است روش های کمیپژوهش. ترکیب کمی بسیاری از مواد مورد مطالعه قرار گرفت. در همان زمان، قانون ثبات ترکیب ایجاد شد:

نسبت بین جرم عناصر تشکیل دهنده یک ترکیب معین ثابت است و به روش به دست آوردن این ترکیب بستگی ندارد.

بسیاری از عناصر، هنگامی که با یکدیگر ترکیب شوند، می توانند تشکیل شوند مواد مختلفکه هر کدام با نسبت معینی بین جرم این عناصر مشخص می شوند. بنابراین کربن با اکسیژن دو ترکیب تشکیل می دهد. یکی از آنها - مونوکسید کربن یا مونوکسید کربن - حاوی کربن (جرم) و 57.12٪ (جرم) اکسیژن است. ترکیب دوم، دی اکسید کربن یا دی اکسید کربن، حاوی (وزنی) کربن و (وزنی) اکسیژن است. دالتون با مطالعه چنین ترکیباتی در سال 1803 قانون نسبت های چندگانه را ایجاد کرد:

اگر دو عنصر با یکدیگر چندین ترکیب شیمیایی تشکیل دهند، جرم یکی از عناصر در هر جرم دیگری در این ترکیبات به صورت اعداد صحیح کوچک به یکدیگر مربوط می شود.

دالتون به نظریه اتمی ساختار ماده پایبند بود. کشف قانون نسبت های متعدد تاییدی بر این نظریه بود. قانون به طور مستقیم گواهی می دهد که عناصر فقط در بخش های خاصی در ترکیبات گنجانده می شوند. برای مثال، جرم اکسیژن ترکیب شده با همان مقدار کربن در تشکیل مونوکسید کربن و دی اکسید کربن را محاسبه کنیم. برای انجام این کار، مقادیر بیانگر محتوای اکسیژن و کربن در هر دو اکسید را به یکدیگر تقسیم می کنیم. ما دریافتیم که برای یک واحد جرم کربن در دی اکسید کربن دقیقاً 2 برابر بیشتر از مونوکسید کربن اکسیژن وجود دارد.

توانایی عناصر برای ورود به ترکیبات فقط در بخش‌های معینی نشان دهنده ساختار ناپیوسته ماده است. دالتون با توسعه نظریه اتمی چیزی نزدیک به آن را معرفی کرد نمای مدرندر مورد اتم ها و در مورد جرم اتمی نسبی عناصر. برای واحد جرم اتمی، جرم اتم هیدروژن را سبک ترین اتم در نظر گرفت. او برای اولین بار در تاریخ شیمی جدولی از جرم های اتمی تهیه کرد که شامل 14 عنصر بود.

قوانین ثبات ترکیب و نسبت های متعدد از نظریه اتمی و مولکولی پیروی می کنند. مواد با ساختار مولکولی از مولکول های یکسان تشکیل شده اند. بنابراین طبیعی است که ترکیب این گونه مواد ثابت باشد. هنگامی که چندین ترکیب از دو عنصر تشکیل می شود، اتم های این عناصر با یکدیگر ترکیب می شوند و با توجه به ترکیب خاصی، مولکول های متفاوتی را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، یک مولکول مونوکسید کربن از یک اتم کربن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است، در حالی که یک مولکول دی اکسید کربن حاوی یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن است. واضح است که جرم اکسیژن در هر یک و همان جرم کربن در دومی از این ترکیبات 2 برابر بیشتر از ترکیب اول است.

برخلاف قانون بقای جرم که اعتبار آن با اکتشافات انجام شده پس از تأسیس آن کاملاً تأیید می شود ، قوانین ثبات ترکیب و نسبت های چندگانه چندان جهانی نیستند. در رابطه با کشف ایزوتوپ ها (§ 35)، معلوم شد که نسبت بین جرم عناصر تشکیل دهنده یک ماده معین تنها در صورتی ثابت است که ترکیب ایزوتوپیاین عناصر وقتی ترکیب ایزوتوپی یک عنصر تغییر می کند، تغییر می کند ترکیب توده ایاتصالات به عنوان مثال، آب سنگین (§ 72) حاوی حدود (wt.) هیدروژن، و آب سادهفقط .

در آغاز قرن بیستم، N. S. Kurnakov (نگاه کنید به صفحه 536)، با مطالعه آلیاژهای فلزی، ترکیباتی با ترکیب متغیر کشف کرد. در این ترکیبات، ممکن است جرم متفاوت عنصر دیگری در واحد جرم عنصر معین وجود داشته باشد. بنابراین، در ترکیبی که بیسموت با تالیم تشکیل می شود، می تواند از 1.24 تا 1.82 واحد جرمی بیسموت در واحد جرم تالیم وجود داشته باشد.

در دهه سی قرن بیستم، مشخص شد که ترکیبات با ترکیب متغیر نه تنها در بین ترکیبات فلزات با یکدیگر، بلکه در بین سایر جامدات نیز یافت می شود، به عنوان مثال، اکسیدها، ترکیبات فلزات با گوگرد، نیتروژن، کربن، هیدروژن. .

برای بسیاری از ترکیبات با ترکیب متغیر، حدودی تعیین شده است که ترکیب آنها ممکن است متفاوت باشد. بنابراین، در دی اکسید تیتانیوم، می تواند از 0.65 تا 0.67 واحد اکسیژن در واحد جرم تیتانیوم وجود داشته باشد که مطابق با فرمول است. البته، این نوع فرمول ترکیب مولکول را نشان نمی دهد - ترکیبات با ترکیب متغیر نیستند، اما ساختار اتمی، - اما فقط منعکس کننده مرزهای ترکیب ماده است.

حدود تغییرات احتمالی در ترکیب ترکیبات مختلف متفاوت است. علاوه بر این، آنها با دما تغییر می کنند.

اگر دو عنصر با یکدیگر چندین ترکیب با ترکیب متغیر تشکیل دهند، در این مورد نیز قانون نسبت های متعدد اعمال نخواهد شد. به عنوان مثال، تیتانیوم چندین اکسید با ترکیب متغیر با اکسیژن تشکیل می دهد که مهمترین آنها و. واضح است که در این و موارد مشابهقانون نسبت های چندگانه رعایت نمی شود.

قانون نسبت های چندگانه در مورد موادی که مولکول های آنها از آن تشکیل شده است نیز رعایت نمی شود تعداد زیادیاتم ها به عنوان مثال، هیدروکربن ها با فرمول و . تعداد واحدهای جرمی هیدروژن در واحد جرم کربن در این ترکیبات و ترکیبات مشابه به صورت اعداد کامل به یکدیگر مربوط می شود، اما این اعداد را نمی توان کوچک نامید.