Атомная теория Дальтона

Атомная теория Дальтона

Атомная теория Дальтона

Новая эпоха начинается в химии с атомистики (следовательно, не Лавуазье, а Дальтон —отец современной химии)…

Ф. Энгельс

Ученые XVIII в. не смогли связать атомистические представления с учением о химических элементах. Все Они ошибочно полагали, что элементы состоят из одинаковых, но различным образом расположенных атомов. Такой подход, во-первых, никак не объяснял качественного многообразия окружающего мира, а во-вторых, не мог дать химикам правильного ответа на интересующие их вопросы. Поэтому к концу XVIII в. исследователи, занимающиеся поиском химических элементов и изучением их свойств, почти полностью отошли от атомистических представлений.

Выход из создавшегося положения нашел Д. Дальтон, который предположил, что атомы различных элементов имеют различную массу. При химических реакциях атомы сближаются и образуют молекулы химического соединения. Масса любой молекулы равна сумме масс составляющих ее атомов. Теория Дальтона отражала наиболее важную для того времени сторону химических превращений — соотношение масс реагирующих веществ.

Для объяснения имеющихся экспериментальных данных Д. Дальтон наделил атомы тремя свойствами: атомы неизменны и неделимы (обоснование закона сохранения массы веществ при химических реакциях); все атомы одного и того же элемента тождественны (обоснование закона постоянства состава); атомы способны соединяться между собой в различных отношениях (обоснование закона кратных отношений).

Поскольку абсолютные массы атомов невозможно было определить непосредственным взвешиванием, Д. Дальтон предложил рассчитывать относительные томные массы, приняв массу атома водорода за единицу. На основании данных химического анализа различных соединений он к 1810 г. вычислил относительные атомные массы девятнадцати элементов. Однако при своих расчетах Д. Дальтон руководствовался неправильным представлением об атомном составе молекул. Он совершенно произвольно считал, что элементы соединяются друг с другом в соответствии с принципом наибольшей простоты, и записывал формулу аммиака как NH, поды — НО, этилена — СН, а метана — СН2. Соответственно ошибочными получались и значения атомных масс.

В 1818 г. известный шведский химик Иене Якоб Берцелиус предложил выражать относительные атомные массы в кислородных единицах, принимая массу атома кислорода за 100. Но от перехода к другой системе отсчета численные значения атомных масс правильнее не стали.

Убедившись, что с помощью только закона кратных отношений и теории Дальтона невозможно определить истинные значения атомных масс, английский химик Уильям Волластон начал использовать в повседневных расчетах величины химических эквивалентов элементов. Химическим эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с одной частью водорода или с восемью частями кислорода или замещает их в других соединениях. Оказалось, что 

элементы соединяются друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам (закон эквивалентов.

Развитие атомистической теории совпало по времени с широким изучением электрических явлений. Это нашло свое отражение во взглядах ученых на природу атомов. В начале XIX в. общераспространенным было мнение, что между атомами и электричеством существует тесная связь и что в основе соединения атомов друг с другом лежат электрические процессы. Например, профессор Московского университета М Г. Павлов еще а 1819 г. развивал в своих лекциях представление об атоме, как о сложной планетарной системе, построенной из положительного и отрицательного электричества. Известный английский химик Гэмфри Дэви писал: «Химическое сродство немыслимо без одновременной отдачи электричества одним веществом и прием» другим».

В 1818 г. Я. Берцелиус разработал общую теорию строения химических соединений, положив в ее основу следующие положения:

1. Все атомы состоят из положительно и отрицательно заряженных частиц и соединяются между собой при помощи кулоновских сил.

2. Атомы металлов имеют избыток положительного электричества, а атомы неметаллов — избыток отрицательного электричества.

Теория Берцелиуса объяснила относительную легкость взаимодействия металлов с неметаллами и различие их физических и химических свойств. Однако она не смогла объяснить причин, вызывающих соединение неметаллов друг с другом, и была постепенно оставлена. Выдающийся английский физик Майкл Фарадей писал по этому поводу: «…понадобится более точное и широкое познание природы электричества и того, каким образом оно связано с атомами материи, прежде чем мы сможем правильно понять действие силы, которая вызывает соединение атомов» .

 

Статья на тему Атомная теория Дальтона