Gesetz der konstanten Zusammensetzung des Stoffes. Erhaltungsgesetze in der Chemie

Chemie gehört zur Kategorie der exakten Wissenschaften und neben Mathematik und Physik setzt die Gesetze der Existenz und Entwicklung der Materie aus Atomen und Molekülen. Alle Prozesse in lebenden Organismen vorkommen und unter den Objekten der leblosen Natur, ist es auf dem Phänomen der Umwandlung von Masse und Energie basiert. Gesetz der konstanten Zusammensetzung der Materie, die auf die Untersuchung dieses Artikel gewidmet sein wird, liegt im Herzen der Prozesse in der anorganischen und organischen Welt.

Atomic molekulare Lehre

Um die Gesetze der materiellen Wirklichkeit zu verstehen, müssen Sie eine Vorstellung davon haben, was es gemacht wird. Nach dem großen russischen Wissenschaftler M. V. Lomonosova „Physik in der Dunkelheit halten muß, und insbesondere, Chemiker, nicht die innere Struktur der Partikel zu kennen.“ Er war es, im Jahre 1741, zunächst theoretisch und später durch die Erfahrung bestätigt, die Gesetze der Chemie entdeckt, sind die Grundlage für die Untersuchung von lebenden und nicht lebenden Materie, nämlich: Alle Stoffe bestehen aus Atomen, Molekülen bilden kann. All diese Partikel sind in ständiger Bewegung.

Das Öffnen und J. Fehler. Dalton

50 Jahre später begann Lomonosov die Idee eines englischen Wissenschaftlers John. Dalton zu entwickeln. Wissenschaftler werden die wichtigsten Berechnungen führen die Atomgewichte der chemischen Elemente zu bestimmen. Dies diente als Haupt Nachweis dieser Annahmen: Gewicht des Moleküls und die Substanz aus dem Atomgewicht von Teilchen in der Zusammensetzung berechnet werden. Als Lomonosov und dass Dalton angenommen, unabhängig von dem Herstellungsverfahren werden die Verbindungen des Moleküls stets gleichbleibende qualitative und quantitative Zusammensetzung. Zunächst ist es das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung der Materie so formuliert wurde. In Anerkennung der enormen Beitrag zur Wissenschaft Dalton, kann nicht darüber hinwegtäuschen, den Fehler ärgerlich: die molekulare Struktur von einfachen Substanzen wie Sauerstoff zu leugnen, Stickstoff, Wasserstoff. Wissenschaftler glauben , dass das Molekül nur kompliziert hat Chemikalien. In Anbetracht beeinflusst das enorme Ansehen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft von Dalton, seine Täuschungen sich negativ auf die Entwicklung der Chemie.

Wie gewogene Atome und Moleküle

Die Entdeckung solchen chemischen Postulat, wie das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung der Materie, wurde danach möglich dank des Konzept der Erhaltung der Masse Substanzen, nicht umgesetzten und gebildet gemacht. Außerdem Dalton Atommassenmessung durchgeführt I. Berzelius Genauigkeit der Atomgewichte Tabelle der chemischen Elemente und bieten erweiterte ihre Bezeichnung als lateinische Buchstaben. Derzeit Gewicht von Atomen und Molekülen bestimmt wird unter Verwendung einer Kohlenstoffnanoröhre. Die Ergebnisse dieser Studien erhalten bestätigen die bestehenden Gesetze der Chemie. Bisher haben die Forscher ein solches Instrument als Massenspektrometer verwendet, sondern eine komplizierte Technik wurde in ein gravierender Nachteil Spektrometrie gewogen.

Warum ist es so wichtig ist das Gesetz der Erhaltung der Masse des Stoffes

Formuliert M. V. Lomonosovym oben genannten chemischen Postulat beweist die Tatsache, dass während der Reaktion der Atome Teil der Reaktanden und Produkte verschwinden nicht und aus dem Nichts erscheinen. Ihre Zahl wird ohne Änderung gespeichert vor und nach dem chemischen Prozess. Die Konstante, da die Masse der Atome, diese Tatsache führt logischerweise zu dem Gesetz der Erhaltung von Masse und Energie. Darüber hinaus erklärte der Wissenschaftler dieses Gesetz, als allgemeines Prinzip der Natur, die gegenseitige Umwandlung von Energie und Konstanz der Zusammensetzung der Materie bestätigt.

Ideen J. Proust als Bestätigung der atomaren Molekular Theorie

Mit Bezug auf die Öffnung eines solchen Postulat, als das Gesetz der konstanten Zusammensetzung. Chemie des späten 18. – Anfang des 19. Jahrhunderts – eine Wissenschaft, in denen Wissenschaftler Streitigkeiten zwischen den beiden Französisch Wissenschaftler waren, J. Proust und K. Berthollet. Ursprung behauptet, dass Zusammensetzung Substanzen durch chemische Reaktion gebildet werden, hängt hauptsächlich von der Art der Reagenzien. Berthollets angenommen, dass die Verbindungen von der Zusammensetzung – der Reaktionsprodukte auch durch die relative Menge von interagierenden Substanzen beeinflußt werden. Die meisten Chemiker in den frühen Studien haben die Idee von Proust unterstützt, die sie wie folgt formuliert: die Zusammensetzung der Komplexverbindung immer konstant ist und nicht, hängt nicht von Spezifikationen der Art und Weise, in der sie empfangen wurde. Doch eine weitere Untersuchung der flüssigen und festen Lösungen (Legierungen) bestätigt dachte K. Berthollet. Diese Substanzen Gesetz der konstanten Zusammensetzung nicht anwendbar wäre. Außerdem funktioniert es nicht für Verbindungen mit Ionengittern. Die Zusammensetzung dieser Substanzen hängt von den Methoden, mit denen sie abgebaut werden.

Jede chemische Substanz, unabhängig von seiner Art der Herstellung einer permanenten qualitativen und quantitativen Zusammensetzung. Diese Formulierung zeichnet das Gesetz der Konstanz der Zusammensetzung der Substanz, die von J. Proust im Jahr 1808 vorgeschlagen. Als Beweis führt er folgende Beispiele geprägt: Malachit aus Sibirien die gleiche Zusammensetzung hat wie das Mineral in Spanien abgebaut wird; in der Welt gibt es nur einen Zinnober, und hat keine materiellen Wert einer Anzahlung eingegangen ist. Somit betonte Proust Konstanz der Zusammensetzung der Materie, und zwar unabhängig von dem Ort und Verfahren zu seiner Herstellung.

Es gibt keine Regeln ohne Ausnahmen

Aus dem Gesetz der bestimmten Proportionen, folgt daraus, daß die Bildung der Komplex-Verbindung der chemischen Elemente miteinander in bestimmten Gewichtsverhältnissen verbunden ist. Bald chemische Wissenschaft erschien Informationen über das Vorhandensein von Stoffen mit variabler Zusammensetzung, die auf der Art der Herstellung abhängig ist. Russischer Wissenschaftler M. Kurnakov vorgeschlagen , diese Verbindungen Berthollide wie Titanoxid, Naming schweres Wasser, Zirkoniumnitrid.

Diese Substanzen pro 1 Gewichtsteil eines Elements hat unterschiedliche Mengen an anderen Elementen. So fällt in der binären Verbindung von Bismut mit Gallium auf einem Gewichtsteil von Gallium von 1,24 bis 1,82 Teilen Wismut. Später Chemiker fanden heraus , dass neben den Metallverbindungen zu jedem anderen Substanzen nicht das Gesetz der bestimmten Proportionen gehorchen, ist es in dieser ist Klasse anorganischer Verbindungen als Oxide. Berthollide auch charakteristisch für Sulfide, Carbide, Nitride und Hydride.

Die Rolle des Isotope

im Besitz des Gesetzes von der Konstanz der Materie, die Chemie als exakte Wissenschaft der Gewichtseigenschaften der Verbindung mit einer Isotopengehalt der Elemente verbinden konnte gewesen bilden es. Es sei daran erinnert, dass die Isotope Atome eines chemischen Elements mit identischen proton aber verschiedene Zahlen Nukleon betrachtet. die Anwesenheit des Isotope gegeben, ist es selbstverständlich, dass die Zusammensetzung auf dem Gewicht der Verbindung, unter der Bedingung eines konstanten Elemente variabel sein kann in der Substanz enthalten ist. Wenn das Element mit dem Inhalt jedes Isotop und das Gewicht des Stoffes erhöht ändert sich auch. Beispielsweise umfasst gewöhnliches Wasser 11% Wasserstoff und schweren gebildet durch sein Isotop (Deuterium) – 20%.

Eigenschaften Berthollide

Wie wir bereits erklärt haben, bestätigen die Erhaltungssätze in der Chemie der grundlegenden Bestimmungen der Atommolekular Theorie und sind auf die Substanz konstanter Zusammensetzung absolut wahr – daltonides. Ein Berthollide haben Grenzen, die Gewichtsanteile der Elemente ändern können. Beispielsweise fällt in dem Oxid von vierwertigem Titan pro einem Gewichtsteil des Metalls 0,65-0,67 Teile Sauerstoff. Substanzen nicht dauerhafte Zusammensetzung keine haben eine Molekülstruktur, deren Kristallgitter aus Atomen zusammengesetzt sind. Daher beziehen sich die chemischen Verbindungen der Formel nur die Grenzen ihrer Zusammensetzung. Verschiedene sie sind verschiedene Substanzen. Die Temperatur kann auch die Zusammensetzungsbereiche der Gewichtselemente beeinflussen. Wenn zwei chemische Elemente zwischen ihnen ein paar Substanzen bilden – Berthollide, dann können sie auch nicht angewendet und das Gesetz der multiplen Proportionen werden.

Alle obigen Beispiele, die theoretische Chemie zwei Gruppen von Substanzen zu schließen, vorhanden sind: eine konstante oder variable Zusammensetzung. die Natur dieser Verbindungen, die eine ausgezeichnete Bestätigung Atommolekular Lehren. Und hier das Gesetz der konstanten Zusammensetzung nicht mehr dominant in den chemischen Wissenschaften. Aber es zeigt die Geschichte ihrer Entwicklung.