Имеют ли химические соединения постоянный состав: формулировка Ж. Пруста и современная — урок. Химия, 8 класс.

Содержание

2. Что такое химическое соединение . Рассказ о строении вещества

Уже давно учёных занимал такой вопрос: постоянен ли состав сложных тел природы? Возьмём, например, воду. Химики знают, что это сложное тело: оно состоит из водорода и кислорода. Но каково отношение этих двух элементов в воде друг к другу? Содержит ли вода кислород и водород всегда в одинаковом процентном отношении? Быть может, вода рек отличается по своему составу от воды озёр, а вода подземных источников отлична от той и другой?

Пока в химии не существовало точного количественного анализа, ответить на такой вопрос было невозможно. С открытием Ломоносовым закона постоянства вещества и движения положение изменилось. Каждый опыт учёного стали контролировать чувствительные весы. Тогда и был найден ответ на вопрос о том, постоянен ли состав сложных тел.

Но далеко не сразу был найден правильный ответ на этот важнейший для химии вопрос. Многие химики считали, что состав химических соединений непостоянен, он зависит от того, в каких количествах были взяты действующие друг на друга вещества.

Так, при образовании окиси железа процент кислорода и железа в этом соединении зависит от того, сколько частей кислорода взято на одну часть железа. Такой взгляд подтверждался опытами, и потому возражать против этого утверждения, казалось, было нельзя.

Но вот этим вопросом занялся химик Пруст. Он решил более подробно изучить состав различных веществ. Первое вещество, которое он исследовал, было природное соединение меди — водная углекислая соль меди. В науке о горных породах — минералогии — это соединение называют малахитом. Прежде всего химик решил получить углекислую медь в чистом виде. Для этого он взял небольшое количество малахита, растворил его в азотной кислоте и добавил к полученному раствору поташ. На дно сосуда выпал осадок. Это была чистая углекислая медь. Учёный отделил осадок углекислой меди от раствора и определил её состав. В углекислой меди оказалось по весу 51,5 процента меди, 9,7 процента углерода и 38,8 процента кислорода, то-есть, иными словами, в 100 весовых частях углекислой меди содержалось 51,5 части меди, 9,7 части углерода и 38,8 части кислорода.

Не изменится ли, однако, состав углекислой меди, если её ещё раз растворить в кислоте и затем снова выделить в осадок? Это можно было проверить только опытом. И Пруст поставил новый опыт — он растворил чистую углекислую медь и вновь выделил её в осадок при помощи поташа.

Но и теперь состав химического соединения не изменился: в углекислой меди содержалось по-прежнему 51,5 процента меди, 9,7 процента углерода и 38,8 процента кислорода.

Учёный снова переосадил углекислую медь, — и в этом случае процентный состав соединения не изменился.

Это было уже интересно. Получалось, что различные простые вещества — элементы — такие, как углерод, кислород, медь или железо, соединяются друг с другом только в определённых количественных соотношениях.

Сделав такое предположение, учёный начал проверять состав других тел природы. Он брал различные образцы соединений олова, сернистого железа, воду из разных источников, тщательно проверял их состав и находил его постоянным. К учёному поступали запечатанные бутылки с водой северных и южных морей, больших и малых рек, высокогорных и подземных озёр. Вода приходила со всех концов света. Но откуда бы ни была получена вода, её состав был совершенно одинаков — 88,9 процента кислорода и 11,1 процента водорода.

Выходило, что сложные химические соединения, где и как бы они образованы ни были, имели постоянный весовой состав, содержали всегда одни и те же весовые количества входящих в их состав элементов.

Но как же в таком случае объяснить переменный состав окислов железа? Учёный тщательно изучил состав этих окислов и доказал, что они являются не одним химическим соединением, а механической смесью нескольких различных химических соединений. Ряд окислов железа с различным содержанием железа был не чем иным, как простой смесью различных окислов железа. Кисло-род соединяется с железом, образуя окисел, не только в одной пропорции. Например, наиболее часто встречающийся окисел железа содержит 30 процентов кислорода и 70 процентов железа, но можно получить и другой окисел, в котором будет 22 процента кислорода и 78 процентов железа.

Ясно, что если смешать эти два окисла, два разных химических соединения в различных соотношениях, то содержание железа и кислорода в таких смесях будет самым различным. Такие разнообразные цифры и получали химики, анализируя состав окислов железа.

Следовательно, можно считать, что состав химического соединения неизменен. Это был закон. Нет никакой разницы между окисью железа южного полушария и северного; во всём мире имеется только один хлористый натрий и одна селитра.

Но что такое химическое соединение? Все ли тела природы можно назвать химическими соединениями или нет?

Такой вопрос неоднократно задавали себе учёные и не могли дать на него полный и ясный ответ. Правда, для химиков XVIII века было уже ясно, что любое химическое соединение должно иметь какие-то определённые, постоянные свойства — определённые блеск, твёрдость, удельный вес и т. д. Ясно было также, что при образовании химического соединения из двух или нескольких тел получается вещество с совершенно другими, новыми свойствами.

Когда химики установили, что химическое соединение имеет постоянный состав, для них стало ясно, что следует считать настоящим химическим соединением. Это — такое вещество, которое, имея определённые характерные свойства, в то же время имеет и постоянный состав. Если же вещество не имеет постоянного соотношения входящих в него простых тел, то его нельзя называть химическим соединением; это — механическая смесь нескольких различных элементов или сложных химических соединений. Таких механических смесей кругом нас немало. К ним, например, относятся различные металлические сплавы, стекло и другие. Именно поэтому, сталкиваясь с механическими смесями, а не с химическими соединениями, и не могли учёные долгое время установить закон постоянства состава многих сложных тел природы. Смущало их и ещё одно обстоятельство. Дело в том, что, как мы это уже видели на примере с окислами железа, не всегда два каких-нибудь элемента соединяются друг с другом только в одном единственном соотношении.

Часто бывает и так, что они могут давать несколько совершенно различных соединений и в каждом соединении процентное содержание двух элементов будет иным.

Итак, закон постоянства состава химических соединений был открыт. Как можно было объяснить этот закон? Почему, в самом деле, простые вещества соединяются в сложном теле только в каких-то всегда определённых, одних и тех же, соотношениях, а не как попало?

Очевидно, ответ на этот вопрос надо искать в самой природе вещества, в его внутреннем строении и свойствах.

Как же устроены окружающие нас тела?

формулировка, примеры, значение. Основные законы химии. Закон состава постоянства вещества. Закон сохранения массы вещества

Один из основных законов химии, открытый в 1799 г. Ж. Л. Прустом; согласно этому закону определённое химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же хим.

элементов, имеющих постоянные состав и свойства,… … Большая политехническая энциклопедия

закон постоянства состава — pastoviųjų santykių dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. law of constant proportions; law of definite composition vok. Gesetz der konstanten Gewichtsverhältnisse, n; Gesetz der konstanten Proportionen, n; Gesetz der konstanten… … Fizikos terminų žodynas

закон постоянства состава — закон паёв … Cловарь химических синонимов I

ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА ЗАКОН: каждое химическое соединение независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же элементов, причем отношения их масс постоянны. Строго применим к газообразным и жидким соединениям. Состав кристаллических… … Большой Энциклопедический словарь

ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА ЗАКОН: каждое химическое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же элементов, причем отношения их масс постоянны. Строго применим к газообразным и жидким соединениям. Состав кристаллических… … Энциклопедический словарь

В каждом определенном хим. соед., независимо от способа его получения, соотношения масс составляющих элементов постоянны. Сформулирован в нач. 19 в. Ж. Прустом: Соединение есть привилегированный продукт, которому природа дала постоянный состав.… … Химическая энциклопедия

Один из основных законов химии: каждое определённое химическое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же элементов, причём отношения их масс постоянны, а относительные количества их атомов выражаются… … Большая советская энциклопедия

Один из осн. законов химии, заключающийся в том, что каждое хим. соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же хим. элементов, соединённых друг с другом в одних и тех же отношениях (по массе). П. с. з. был установлен… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Каждое химическое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же элементов, причём отношения их масс постоянны. Строго применим к газообразным и жидким соединениям. Состав кристаллических соединений может быть и… … Энциклопедический словарь

Каждое хим. соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же элементов, причём отношения их масс постоянны. Строго применим к газообразным и жидким соединениям. Состав кристаллич. соед. может быть и неременным (см.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Данный урок посвящен изучению закона постоянства состава вещества. Из материалов урока вы узнаете, кто открыл этот закон.

I. Открытие закона постоянства состава вещества

К основным законам химии относится закон постоянства состава:

Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.

Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен.

Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж. Пруст в 1808 г.

Он писал: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь».

В этой формулировке закона, как и в приведенной выше, подчеркивается постоянство состава соединения независимо от способа получения и места нахождения.

Чтобы получить сульфид железа (II) FeS, мы смешиваем железо и серу в соотношении 7:4.

Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа (II) на каждый один атом железа приходится один атом серы . Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс A r (Fe), A r (S)совпадают, можно записать: A r (Fe) : A r (S) = 56:32 = 7:4.
Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ (г, кг, т, а.е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом.

Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава.

Вещества, имеющие переменный состав существуют, их назвали в честь Бертолле – бертоллидами.

Бертоллиды — соединения переменного состава, не подчиняющиеся законам постоянных и кратных отношений. Бертоллиды являются нестехиометрическими бинарными соединениями переменного состава, который зависит от способа получения. Многочисленные случаи образования бертоллидов открыты в металлических системах, а также среди оксидов, сульфидов, карбидов, гидридов и др. Например, оксид ванадия(II) может иметь в зависимости от условий получения, состав от V0,9 до V1,3.

По предложению Н. С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н 2 О, НCl, ССl 4 , СO 2 . Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.

В связи с наличием соединений переменного состава в современную формулировку закона постоянства состава следует внести уточнение.

Cостав соединений молекулярной структуры, т.е. состоящих из молекул, — является постоянным независимо от способа получения. Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

II. Решение задач

На основе закона постоянства состава можно производить различные расчёты.

Задача №1
В каких массовых отношениях соединяются химические элементы в серной кислоте, химическая формула которой H 2 SO 4 ?

Решение:

Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Определим массовые отношения этих элементов в формуле H 2 SO 4
m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32

Таким образом, чтобы получить 49 г серной кислоты (1+16+32=49), необходимо взять 1 г — Н, 16 г — S и 32 г — О.

Задача №2
Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1: 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода.

Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(H)=1, Ar(S)=32.
Обозначим количество атомов водорода в формуле — х, а серы — у: Н х S у
m(H) : m(S) = хAr(H) : уAr(S)= х1: у32 = (2*1) : (1*32) = 2: 32 = 1: 16
Следовательно, формула сероводорода Н 2 S

Задача №3
Выведите формулу сульфата меди, если массовые отношения в нём меди, серы и кислорода соответственно равны 2:1:2?

Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Обозначим количество атомов меди в формуле — х, серы — у, а кислорода — z: Cu x S y O z
m(Cu) : m(S) : m(O) = хAr(Cu) : уAr(S) : zAr(O) = x64: y32: z16 = (1*64) : (1*32) : (4*16) = 64:32:64 = 2:1:2

III. Контрольные задачи

№1. Применяя сведения об относительных атомных массах химических элементов, вычислите массовые отношения элементов в угольной кислоте, химическая формула которой H 2 CO 3 .

№2. Определите массу кислорода, реагирующего без остатка с 3 г водорода, если водород и кислород в данном случае соединяются соответственно в соотношении 1: 8?

№3. Углерод и кислород в углекислом газе соединяются в массовых отношениях 3: 8.
Выведите химическую формулу углекислого газа

№4. Определите массу водорода, реагирующего без остатка с 48 г кислорода, если водород и кислород в данном случае соединяются в соотношеннии 1:8.

Химия относится к разряду точных наук, и наряду с математикой и физикой устанавливает закономерности существования и развития материи, состоящей из атомов и молекул. Все процессы, протекающие как в живых организмах, так и среди объектов неживой природы, имеют в своей основе явления превращения массы и энергии. вещества, изучению которого будет посвящена эта статья, и лежит в основе протекания процессов в неорганическом и органическом мире.

Атомно-молекулярное учение

Чтобы понять суть законов, управляющих материальной действительностью, нужно иметь представление о том, из чего она состоит. По словам великого российского ученого М. В. Ломоносова «Во тьме должны пребывать физики и, особенно, химики, не зная внутреннего частиц строения». Именно он в 1741 году, сначала теоретически, а затем и подтвердив опытами, открыл законы химии, служащие основой для изучения живой и неживой материи, а именно: все вещества состоят из атомов, способных образовывать молекулы. Все эти частицы находятся в непрерывном движении.

Открытия и ошибки Дж. Дальтона

Спустя 50 лет идеи Ломоносова стал развивать английский ученый Дж. Дальтон. Ученый выполнил важнейшие расчеты по определению атомных масс химических элементов. Это послужило главным доказательством таких предположений: массу молекулы и вещества можно вычислить, зная атомный вес частиц, входящих в её состав. Как Ломоносов, так и Дальтон считали, что, независимо от способа получения, молекула соединения всегда будет иметь неизменный количественный и качественный состав. Первоначально именно в таком виде был сформулирован закон постоянства состава вещества. Признавая огромный вклад Дальтона в развитие науки, нельзя умолчать о досадных ошибках: отрицании молекулярного строения простых веществ, таких как кислород, азот, водород. Ученый считал, что молекулы есть только у сложных Учитывая огромный авторитет Дальтона в научных кругах, его заблуждения негативно повлияли на развитие химии.

Как взвешивают атомы и молекулы

Открытие такого химического постулата, как закон постоянства состава вещества, стало возможным благодаря представлению о сохранении массы веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся после нее. Кроме Дальтона, измерение атомных масс проводил И. Берцелиус, составивший таблицу атомных весов химических элементов и предложивший современное их обозначение в виде латинских букв. В настоящее время массу атомов и молекул определяют с помощью Результаты, полученные в данных исследованиях, подтверждают существующие законы химии. Ранее ученые использовали такой прибор, как масс-спектрометр, но усложненная методика взвешивания явилась серьёзным недостатком в спектрометрии.

Почему так важен закон сохранения массы веществ

Сформулированный М. В. Ломоносовым выше названный химический постулат доказывает тот факт, что во время реакции атомы, входящие в состав реагентов и продуктов, никуда не исчезают и не появляются из ничего. Их количество сохраняется без изменения до и после Так как масса атомов константна, данный факт логически приводит к закону сохранения массы и энергии. Более того, ученый декларировал эту закономерность, как всеобщий принцип природы, подтверждающий взаимопревращение энергии и постоянство состава вещества.

Идеи Ж. Пруста как подтверждение атомно-молекулярной теории

Обратимся к открытию такого постулата, как закон постоянства состава. Химия конца 18 — начала 19 века — наука, в рамках которой велись научные споры между двумя французскими учеными, Ж. Прустом и К. Бертолле. Первый утверждал, что состав веществ, образовавшихся в результате химической реакции, зависит главным образом от природы реагентов. Бертолле был уверен, что на состав соединений — продуктов реакции влияет еще и относительное количество взаимодействующих между собой веществ. Большинство химиков в начале исследований поддержали идеи Пруста, который сформулировал их следующим образом: состав сложного соединения всегда постоянный и не завит от того, каким способом оно было получено. Однако дальнейшее исследование жидких и твердых растворов (сплавов) подтвердило мысли К. Бертолле. К этим веществам закон постоянства состава был неприменим. Более того, он не действует для соединений с ионными кристаллическими решетками. Состав этих веществ зависит от методов, которыми их добывают.

Каждое химическое вещество, независимо от способа его получения, имеет постоянный качественный и количественный состав. Эта формулировка характеризует закон постоянства состава вещества, предложенный Ж. Прустом в 1808 году. В качестве доказательств он приводит следующие образные примеры: малахит из Сибири имеет такой же состав, как и минерал, добытый в Испании; в мире есть только одно вещество киноварь, и не имеет значения, из какого месторождения она получена. Таким образом Пруст подчеркивал постоянство состава вещества, независимо от места и способа его добычи.

Не бывает правил без исключений

Из закона постоянства состава следует, что при образовании сложного соединения химические элементы соединяются друг с другом в определённых весовых соотношениях. Вскоре в химической науке появились сведения о существовании веществ, имеющих переменный состав, который зависел от способа получения. Русский ученый М. Курнаков предложил назвать эти соединения бертоллидами, например оксид титана, нитрид циркония.

У этих веществ на 1 весовую часть одного элемента приходится различное количество другого элемента. Так, в бинарном соединении висмута с галлием на одну весовую часть галлия приходится от 1,24 до 1,82 части висмута. Позже химики установили, что, кроме соединения металлов друг с другом, вещества, не подчиняющиеся закону постоянства состава, есть в таком как оксиды. Бертоллиды характерны также для сульфидов, карбидов, нитридов и гидридов.

Роль изотопов

Получив в свое распоряжение закон постоянства вещества, химия как точная наука смогла увязать весовую характеристику соединения с изотопным содержанием элементов, образующих его. Вспомним, что изотопами считают атомы одного химического элемента с одинаковыми протонными, но различными нуклонными числами. Учитывая наличие изотопов, понятно, что весовой состав соединения может быть переменным при условии постоянства элементов, входящих в это вещество. Если элемент увеличивает содержание какого-либо изотопа, то и весовой состав вещества тоже изменяется. Например, обычная вода содержит 11 % водорода, а тяжелая, образованная его изотопом (дейтерием), — 20 %.

Характеристика бертоллидов

Как мы уже выяснили ранее, законы сохранения в химии подтверждают основные положения атомно-молекулярной теории и являются абсолютно верными для веществ постоянного состава — дальтонидов. А бертоллиды имеют границы, в которых возможно изменение весовых частей элементов. Например, в оксиде четырёхвалентного титана на одну весовую часть металла приходится от 0,65 до 0,67 части кислорода. Вещества непостоянного состава не их кристаллические решетки состоят из атомов. Поэтому химические формулы соединений лишь отражают границы их состава. У различных веществ они разные. Температура также может влиять на интервалы изменения весового состава элементов. Если два химических элемента образуют между собой несколько веществ — бертоллидов, то для них также неприменим и закон кратных отношений.

Из всех вышеприведенных примеров сделаем вывод: теоретически в химии присутствуют две группы веществ: с постоянным и переменным составом. Наличие в природе этих соединений служит прекрасным подтверждением атомно-молекулярного учения. А вот сам закон постоянства состава уже не является доминирующим в химической науке. Зато он наглядно иллюстрирует историю её развития.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ

Закон сохранения массы

Закон сохранения массы можно сформулировать так:

«масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции».

Открытие данного закона приписывают М.В. Ломоносову (1748 г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756 г.), хотя он сам не приписывал себе авторство. В зарубежной литературе открытие данного закона приписывают А. Лавуазье (1789 г.)

Данный закон верен с большой точностью для всех химических реакций, так как дефект массы несоизмеримо мал

После открытия специальной теории относительности, масса приобрела новые свойства:

1. Масса объекта зависит от его внутренней энергии. При поглощении энергии масса растет, при ее выделении масса уменьшается. Особенно ощутимо изменение массы при ядерных реакциях. При химических реакциях изменение массы пренебрежительно мало – при тепловом эффекте реакции 100 кДж/моль изменение массы составит ~10 -9 г/моль, при нагревании железного утюга на 200° его масса возрастает на величину Δm/m~10 -12

2. Масса не является аддитивной величиной, т.е масса системы не равна сумме масс её составляющих, например аннигиляция электрона и позитрона, частиц имеющую массу покоя на фотоны, не имеющих массу покоя, масса дейтерия не равна сумме масс протона и нейтрона и т.д.

Из вышесказанного следует, что закон сохранения массы тесно связан с законом сохранения энергии, что объясняется специальной теорией относительности и выполняется с таким же ограничением — надо учитывать обмен системы энергией с внешней средой.

Закон эквивалентов

Открыт в результате химических опытов И. Рихтера в 1791-1798 гг

Первоначальная формулировка закона эквивалентов (термин «эквивалент» ввёл в 1767 г. Г. Кавендиш) была следующей: «Если одно и то же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными количествами двух оснований, то эти количества эквивалентны и нейтрализуются одинаковым количеством любой другой кислоты».

Проще говоря, химические соединения взаимодействуют не в произвольных, а в строго определённых количественных соотношения.

Однако, данный закон открыл вопрос о постоянстве состава вещества. Виднейший ученный того времени Клод Луи Бертолле предложил в 1803 г. теорию химического сродства, по средствам сил притяжения и зависящего от плотности вещества и его количества. Он отстаивал предположение о том, что элементный состав вещества может изменяться в некоторых пределах в зависимости от условий, в которых оно было получено. Постоянные отношения в соединениях, по Бертолле, могут иметь место лишь в случаях, когда при образовании таких соединений произошло значительное изменение плотности и, следовательно, сил сцепления. Так, газообразные водород и кислород соединяются в воду в постоянных отношениях, потому что вода — жидкость, обладающая значительно большей плотностью, чем исходные газы. Но если изменение плотности и сцепления при образовании соединения незначительно, образуются вещества переменного состава в широких границах отношений составных частей. Границами для образования таких соединений служат состояния взаимного насыщения составных частей. Учение Бертолле, отвергающее постоянство пропорций в химических соединениях было встречено с явным недоверием несмотря на высокий научный авторитет Бертолле. Однако большинство химиков-аналитиков, в том числе таких, как Клапрот и Вокелен, не решились открыто выступить с опровержением утверждений Бертолле. Лишь один, малоизвестный в то время мадридский химик Пруст не постеснялся выступить с критикой взглядов Бертолле и указать на его экспериментальные ошибки и неправильные выводы. После появления первой критической статьи Пруста (1801 г.) Бертолле счел нужным ответить последнему, отстаивая свои положения. Завязалась интересная и исторически весьма важная полемика, продолжавшаяся несколько лет (до 1808 г.) И хотя доводы Пруста, по-видимому, не вполне убедили Бертолле, который еще в 1809 г. признавал возможность существования соединений переменного состава, все химики встали на точку зрения Пруста, которому принадлежит, таким образом, заслуга экспериментального установления закона постоянства состава химических соединений.

Закон постоянства состава

Закон постоянства состава (постоянных отношений) открыл французкий ученый Жозеф Луи Пруст. И который стал одним из главных химических законов.

Закон постоянства состава — любое определенное химически чистое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же химических элементов, причём отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами.

Закон постоянства состава и стехиометричность соединений долгое время считались незыблемыми. Однако в начале XX в. И. С. Курнаков на основании своих исследований пришел к выводу о существовании нестехиометрических соединений, т. е. характеризующихся переменным составом. Еще Д. И. Менделеев (1886 г. ) на основе собственных наблюдений и накопившихся к тому времени многочисленных экспериментальных данных пришел к выводу, о наличие веществ с непостоянным составом и что эти соединения являются настоящими химическими соединениями, лишь находящимися в состоянии диссоциации. Н. С. Курнаков отмечал, что было бы ошибкой считать соединения переменного состава чем-то редким и исключительным. Соединения постоянного состава Н. С. Курнаков назвал дальтонидами в честь Д. Дальтона, широко применявшего атомно-молекулярную теорию к химическим явлениям. Нестехиометрические соединения были названы в честь К. Бертолле бертоллидами. По его представлениям, бертоллиды — это своеобразные химические соединения переменного состава, формой существования которых является не молекула, а фаза, то есть химически связанный огромный агрегат атомов. Классическая теория валентности не применима для соединений бертоллидного типа, поскольку они характеризуются переменной валентностью, изменяющейся непрерывно, а не дискретно, Перечисление синтезированных и известных соединений говорит о том, что большинство из них относятся к бертоллидному типу. В принципе любое твердое соединение, кроме веществ с молекулярной решеткой, является соединением переменного состава.

Бертоллиды, по Курнакову, представляют собой твердые растворы неустойчивых в свободном состоянии химических соединений постоянного состава. Охарактеризовав таким образом соединения постоянного и переменного состава, Курнаков пришел к выводу, что и Пруст, и Бертолле были правы в своих утверждениях.

Однако простоты состав многих бертоллидов записывают как постоянный. Например, состав оксида железа(II) записывают в виде FeO (вместо более точной формулы Fe 1-x O).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25

Всякое вещество – от самого простого
до самого сложного – имеет три различные,
но взаимосвязанные стороны:
свойство, состав, строение…

Б.М.Кедров

Цели .
Дидактическая – рассмотреть понятия «химический элемент», «сложное вещество», а также состав сложных веществ, его постоянство, что обозначает химическая формула вещества, назначение коэффициентов и индексов.
Психологическая – вызвать интерес к предмету, выработать умения логически рассуждать, грамотно выражать свои мысли.
Воспитательная – развивать умения работать коллективно, оценивать ответы своих товарищей.

Оборудование . Кристаллическая решетка сульфида железа(II), модели молекул воды, индивидуальные карточки для проверки домашнего задания, таблички-анаграммы для химической разминки, шкала для определения эмоционального состояния ученика.

ХОД УРОКА

В начале и в конце урока проводится психологическая разминка . Ее цель – определить эмоциональное состояние учащихся. У каждого ученика на внутренней стороне обложки тетради приклеена табличка с шестью лицами – шкала для определения эмоционального состояния (рис. 1). Каждый ученик ставит галочку под той рожицей, чье выражение отражает его настроение.

УЧИТЕЛЬ . Было бы замечательно, если бы к концу урока каждому удалось переместить галочку хотя бы на одну клетку влево. Для этого нужно задуматься над вопросами: может ли человек полюбить неинтересный ему учебный предмет? Что для этого нужно сделать?

Статья опубликована при поддержке мобильного онлайн переводчика «m-translate.ru ». Удобный и быстрый онлайн перевод с десятка языков, тысячи направлений перевода. Не требует установки, перевод слов, предложений и текстов, бесплатно. Чтобы начать пользоваться сервисом онлайн перевода перейдите на сайт: http://www.m-translate.ru/.

Химическая разминка .
УЧЕНИК . Вася и Петя любят составлять и разгадывать слова-анаграммы (обычно фантастические), в которых порядок букв переставлен. Попробуйте разгадать некоторые из химических анаграмм.
Переставив буквы в каждом слове, надо получить название химического элемента.
Леодруг – без этого элемента в печке не будет огня,
сликодор – без этого элемента не проживете и десяти минут,
цинвес – у этого элемента действительно большой удельный вес,
мникрей – этот элемент ищите среди камней,
орребес – блестит, а не золото.
УЧИТЕЛЬ. Если вы легко справились с этим заданием, скажите себе: «Я – умница».
Проверка домашнего задания по теме «Химические знаки». Повторить знаки химических элементов и значения их относительных атомных масс. Обратить внимание на различие массы атома (в атомных единицах массы) и относительной атомной массы (безразмерной величины) на их общий признак – одинаковое численное значение. Затем провести фронтальную самостоятельную работу по индивидуальным карточкам в течение 5–10 мин.
Карточка 1 . Назовите элементы по их химическим знакам: N, S, Ag, Al, O, I.
Карточка 2 . Напишите химические знаки элементов: железо, водород, натрий, бром, цинк, хлор.

УЧИТЕЛЬ. Сегодня мы познакомимся с одним из основных законов химии – это закон постоянства состава вещества. Мне хочется, чтобы вы за строгой формулировкой закона увидели живого, трудолюбивого и любознательного человека из Франции – Жозефа Луи Пруста. Он в течение семи лет исследовал множество веществ, чтобы доказать утверждение, которое в современной формулировке умещается в три строчки. Об этом очень красиво сказал в своих стихах его земляк, малоизвестный у нас французский поэт Арман Сюлли-Прюдом, лауреат Нобелевской премии, современник Д.И.Менделеева.
УЧЕНИЦА
«Взор химика пытлив, ему порядок мил,
Среди своих реторт, мензурок и приборов,
Таких загадочных для любопытных взоров,
Стремится он постичь капризы тайных сил.
Он многое из них уже установил,
Следя за их игрой, участник их раздоров,
И скоро он велит, властитель этих споров,
Признать и чтить закон, который он открыл.
Завидую тебе, взыскательный ученый,
Чьи зоркие глаза мир видят обнаженный,
Как в день творения, исток всех прочих дней.
Веди ж меня в загадочное царство!
Я верю: только в нем отыщется лекарство
От всех бесчисленных печалей и скорбей».

УЧИТЕЛЬ. Чтобы получить сульфид железа(II), мы смешивали железо и серу в соотношении 7:4. Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа(II) на каждый один атом железа приходится один атом серы (демонстрация кристаллической решетки, рис. 2). Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс A r (Fe), A r (S) совпадают, можно записать: A r (Fe):A r (S) = 56:32 = 7:4.
Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ
(г, кг, т, а. е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом.
Закон постоянства состава веществ был открыт французским ученым Прустом в 1808 г. Вот как этот закон звучал в его изложении: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь».
Современная формулировка закона : каждое химически чистое вещество с молекулярным строением независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный качественный и количественный состав.

Учащиеся записывают определение в тетрадь. Затем они выполняют самостоятельную работу . Текст заданий заранее написан на доске. Двое учащихся решают задачи на обратной стороне доски, остальные решают в тетрадях. После выполнения работы ученики обмениваются тетрадями, происходит взаимопроверка. Учитель может выборочно проверить некоторые тетради.
Вариант 1 . Для получения сульфида железа(II) взяли 3,5 г железа и 4 г серы. Какое вещество останется неизрасходованным и какова его масса?
Вариант 2 . Чтобы получить сульфид железа(II), взяли 15 г железа и 8 г серы. Какое вещество взято в избытке и какова масса этого избытка?

УЧИТЕЛЬ. А сейчас послушайте выступление о знаменитом споре между французскими учеными Ж.Л.Прустом и К.Л.Бертолле, который длился около 10 лет на страницах французских журналов в начале XIX в.
УЧЕНИК. Да, спор двух французских химиков длился с 1799 по 1809 г., а затем был продолжен химиками Англии, Швеции, Италии, России и других стран. Этот спор можно с полным правом назвать первой научной дискуссией такого масштаба и по времени возникновения, и по стратегической важности обсуждаемых проблем. Эта дискуссия определила пути развития химии на столетия вперед.
В 1799 г. профессор Королевской лаборатории в Мадриде, француз по происхождению, Жозеф Луи Пруст опубликовал статью «Исследования меди». В статье подробно освещены анализы соединений меди и сделан вполне обоснованный вывод, что химически индивидуальное соединение всегда, независимо от способа его образования, обладает постоянным составом. К такому же выводу Пруст пришел и позже, в 1800–1806 гг., исследуя химические соединения свинца, кобальта и других металлов.
В 1800–1803 гг. английский химик Джон Дальтон обосновал этот закон теоретически, установив атомное строение молекул и наличие определенных атомных масс элементов. Чисто теоретически Дальтон пришел к открытию еще одного основного закона химии – закона кратных отношений, находящегося в единстве с законом постоянства состава.
В то же самое время профессор Нормальной школы в Париже Клод Луи Бертолле, уже знаменитый химик, опубликовал ряд статей, в которых отстаивал вывод о том, что состав химических соединений зависит от способа их получения и часто бывает не постоянным, а переменным. Бертолле выступил против законов Пруста и Дальтона, аргументируя это все новыми и новыми опытами по получению сплавов, твердых оксидов металлов. Он воспользовался и данными самого Пруста, указав на то, что в природных сульфидах и оксидах металлов содержится избыток серы и кислорода по сравнению с полученными в лаборатории.
Развитие химии показало, что обе стороны были правы. Точка зрения Пруста и Дальтона для химии 1800-х гг. была понятна, конкретна и почти очевидна. Пруст и Дальтон заложили основы атомно-
молекулярного учения о составе и строении химических соединений. Это была магистральная линия развития химии. Точка зрения Бертолле была практически неприемлема для тогдашней химии, т. к. она отражала химизм процессов, изучение которых началось в основном лишь
с 1880-х гг. И только будущее показало, что и Бертолле был прав!
По предложению академика Н.С.Курнакова вещества постоянного состава были названы дальтонидами (в честь английского химика и физика Дальтона), а вещества переменного состава – бертоллидами (в память о французском химике Бертолле). (Более подробно об этом можно прочитать в работах . )
УЧИТЕЛЬ. Подведем итоги сообщения. Во-первых, известны вещества немолекулярного строения с переменным составом. Во-вторых, закон постоянства состава веществ справедлив для веществ молекулярного строения. В-третьих, существует категория веществ молекулярного строения, для которых закон постоянства состава неверен. Это полимеры, с ними мы познакомимся на уроках химии позднее.
Что же подразумевается под количественным и качественным составами веществ? На основе закона Пруста можно записать химические формулы веществ при помощи химических знаков.
Рассмотрим в качестве примера состав молекулы воды. Она состоит из атомов водорода и кислорода (качественный состав), причем по массе в воде содержится водорода – 11,19%, а кислорода – 88,81% (количественный состав). Есть несколько способов выражения состава воды.
1-й способ . В состав молекулы воды входят два атома водорода и один атом кислорода (используем слова).
2-й способ . Эту же мысль можно выразить рисунком (используем условные обозначения):
3-й способ . Формула воды – Н 2 О (используем химические знаки и индексы).
Индекс показывает количество атомов данного элемента в молекуле.
Итак, состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н 2 О, НСl, СН 4 . Состав бертоллидов непостоянен, у них дробные стехиометрические индексы. Так, оксид титана(II) ТiO в действительности имеет состав от ТiO 0,7 до ТiO 1,3 .
Ответьте мне на вопрос: что показывает коэффициент? (Ответ учащихся: число молекул данного вещества.)
Рассмотрим пример: 3Н 2 О. Какое количество молекул воды отображает эта запись? Сколько атомов водорода в одной молекуле воды, в трех молекулах воды? Сколько атомов кислорода в одной молекуле воды, в трех молекулах воды? (Демонстрация моделей молекул воды.) Читаем формулу: «три-аш-два-о».
Демонстрация увеличенного рисунка 15 на с. 24 учебника «Химия-8» , представляющего запись: 3CuCl 2 , 5Al 2 O 3 , 3FeCl 2 .
УЧИТЕЛЬ. Как прочитать формулы указанных веществ? Сколько молекул данного вещества отображает химическая формула? Сколько атомов каждого элемента входит в одну молекулу данного вещества? Сколько атомов каждого элемента в трех (пяти) молекулах данного вещества?
Химическая формула – это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
Ученики записывают определение в тетрадь.

Беседа с учащимися по вопросам.
1. Кем и когда был открыт закон постоянства состава веществ?
2. Дайте определение этого закона.
3. В чем состояла суть спора между химиками Прустом, Дальтоном и Бертолле?
4. Что отображает химическая формула вещества?
5. Что показывают коэффициент и индексы в химической формуле?
6. Есть ли разница в составе веществ, имеющих формулы: СО и СО 2 , Н 2 О и Н 2 О 2 ?
7. Используя химические знаки, индексы и коэффициенты, запишите обозначения
двух молекул воды,
трех молекул оксида азота (если известно, что в молекуле оксида азота на один атом азота приходится два атома кислорода),
трех молекул сероводорода (в его молекуле на два атома водорода приходится один атом серы),
четырех молекул оксида фосфора (в каждой молекуле этого оксида на два атома фосфора приходится пять атомов кислорода).
Ученики делают записи в тетради, один ученик – на обратной стороне доски. Проверка: обмен тетрадями с соседом по парте, сверка по ответу на доске, анализ ошибок.
Задание на дом. Учебник «Химия-8» , § 9, с. 22–23; § 10, с. 24–25. Двум учащимся дается задание подготовить небольшие сообщения по биографии Пруста.
Итоги урока . Объявить оценки за урок отвечавшим ученикам, поблагодарить всех за работу на уроке. Провести оценку эмоционального состояния по шкале (см. рис. 1). Учитель еще раз напоминает вопросы, над которыми необходимо подумать для эффективной работы на уроках.

ЛИТЕРАТУРА

1. Соловейчик С.Л. Час ученичества. М.: Педагогика, 1986.
2. Леенсон И.А. Химические элементы и химические законы. Рабочая тетрадь. М.: Изд-во гимназии «Открытый мир», 1995.
3. Кузнецов В.И., Рахимбекова X. Дискуссии в развитии науки и диалоговая форма обучения. Химия в школе, 1991, № 6.
4. Кузнецов В.И. Эволюция представлений об основных законах химии. М.: Наука, 1967.
5. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-8. М.: Просвещение, 1991.

Для скачивания — Кафедра химии

Главная
Университет
Для скачивания
Кафедра химии

Лекция. Растворы неэлектролитов

Размер файла:

638.79 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:03

Растворы неэлектролитов. Лекция по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ , 2016. – 33 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Растворы неэлектролитов» курса «Общая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета. Использование пособия, в котором рассмотрены важнейшие теоретические вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.

Скачать

Лекция. Окислительно-восстановительные реакции

Размер файла:

609. 98 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:03

Окислительно – восстановительные реакции. Лекция по курсу «Общая химия » для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 31 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Окислительно – восстановительные реакции» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно–технологического факультета. Использование такого пособия, в котором рассмотрены важнейшие вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.

Скачать

Лекция. Комплексные соединения

Размер файла:

531.46 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:03

Лекция «Комплексные соединения» по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 26 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Комплексные соединения» курса «Общая химия». Комплексные соединения играют важную роль в природе и технике, прежде всего, это ферментативные и фотохимические процессы, перенос кислорода в биологических системах, тонкая технология редких металлов, каталитические реакции и т.д. Координационные свойства проявляются всеми элементами периодической системы.

Скачать

Лекция. Кинетика химических реакций. Химическое равновесие

Размер файла:

768.32 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:03

Кинетика химических реакций. Химическое равновесие. Лекции по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 44 с.

Учебно-методическое пособие включает лекции по отдельным темам курса «Общая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета. Использование таких пособий, в которых рассмотрены важнейшие теоретические вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.

Скачать

Предэкзаменационные тесты по органической и биологической ХИМИИ

Размер файла:

1.30 MB

Автор:

Макарчиков А.Ф., Колос И.К.

Дата:

26.12.2016 12:02

Предэкзаменационные тесты по органической и биоло-гической химии для студентов биотехнологического факультета / А.Ф. Макарчиков, И.К. Колос – Гродно: ГГАУ, 2016. – 205 с.

В пособии приведен перечень вопросов для проведения предэкзаменационного тестирования студентов, обучающихся на биотехнологическом факультете, по предмету «Химия (органическая и биологическая)»

Скачать

Лекция. Электролиз. Коррозия металлов и методы защиты металлов от коррозии

Размер файла:

758.87 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:02

Электролиз. Коррозия металлов и методы защиты металлов от коррозии. Лекция по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 31 с.

Скачать

Лекция. Энергетика химических процессов.

Размер файла:

604.00 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:02

Энергетика химических процессов. Лекция по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 25 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Энергетика химических процессов» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета. Использование такого пособия, в котором рассмотрены важнейшие вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.

Скачать

Лекция. Строение атомов элементов

Размер файла:

789.90 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26. 12.2016 12:02

Строение атомов элементов. Лекция по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ , 2016. – 23 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Строение атомов элементов» курса «Общая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета. Использование пособия, в котором рассмотрены важнейшие теоретические вопросы в доступной и сжатой форме, позволит студентам быстрее и эффективнее изучить материал.

Скачать

Лекция. Основные понятия и законы химии

Размер файла:

675.23 kB

Автор:

Апанович, З.В.

Дата:

26.12.2016 12:03

Основные понятия и законы химии. Лекция по курсу «Общая химия» для студентов инженерно-технологического факультета / З.В. Апанович. – Гродно : ГГАУ, 2016. – 30 с.

Учебно-методическое пособие включает лекцию по теме «Основные понятия и законы химии» курса «Общая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета. Использование студентами распечатки лекционной темы значительно сэкономит время для понимания материала, излагаемого лектором, и конспектирования.

Скачать

Предэкзаменационные тесты по химии

Размер файла:

813.02 kB

Автор:

Макарчиков А.Ф., Колос И.К.

Дата:

14.11.2016 11:47

Предэкзаменационные тесты по химии для студентов, обучающихся на агробиологических специальностях / А.Ф. Макарчиков, И.К. Колос – Гродно: ГГАУ, 2016. – 201 с.

В пособии приведен перечень вопросов для проведения предэкзаменационного тестирования студентов, обучающихся на агробиологических специальностях, по предмету «Химия».

Скачать

Методическое пособие для лабораторных работ по аналитической химии

Размер файла:

544.41 kB

Автор:

Апанович З.В., Тараненко Т.В., Томашева Е.В., Кулеш И.В., Цветницкая Э.В.

Дата:

28.12.2015 12:22

В пособие излагается материал по аналитической химии в объеме соответствующих программ по специальностям: «Ветеринарная медицина», «Аграномия», «Биотехналогия». Содержатся методические указания по технике выполнения лабораторных работ по качественному и количественному анализу.

Скачать

Комментарии для работы с рабочими тетрадями по химии элементов

Размер файла:

655.75 kB

Дата:

28.12.2015 12:22

Комментарии для работы с рабочими тетрадями по химии элементов / З.В. Апанович, Ю.А. Лукашенко.

Учебно-методическое пособие включает лекции по отдельным темам курса «Неорганическая химия» и предназначено для контролируемой самостоятельной работы студентов инженерно – технологического факультета, для которых введен отдельный курс по химии элементов, а также может быть использовано студентами других факультетов.

Скачать

Практикум по физической химии

Размер файла:

1.03 MB

Дата:

01.04.2013 04:24

Учебно-методическое пособие (для проведения лабораторных занятий) для студентов инженерно-технического факультета

Практикум по физической химии: учеб.-мет. пособие / О. И. Валентюкевич.- Гродно: ГГАУ, 2008 – 88с.

Данное пособие предназначено для студентов технологических специальностей аграрного университета. Целью данного пособия является оказание помощи в изучении теоретического материала, а также выработка навыков экспериментальной работы.

Скачать

Коллоидная химия

Размер файла:

834.37 kB

Дата:

01.04.2013 04:09

К-60 Практикум по физической химии: учеб.-мет. пособие / И. В. Кулеш, О. И. Валентюкевич.- Гродно: ГГАУ, 2013 – 94с.

Скачать

Курс лекций по дисциплине «Неорганическая химия»

Размер файла:

1.33 MB

Дата:

28.12.2015 12:22

Лекции по курсу «Неорганическая химия »для студентов инженерно – технологического факультета / З. В. Апанович.

Скачать

Рабочая тетрадь и методические указания по неорганической химии

Размер файла:

701.32 kB

Дата:

28.12.2015 12:23

Рабочая тетрадь и методические указания по неорганической химии. Для студентов технологических специальностей / З.В. Апанович.

Скачать

Ионные равновесия и обменные реакции в растворах электролитов

Скачать

Лабораторные работы по химии элементов для студентов технологических специальностей

Скачать

Университет

Закон постоянства состава веществ

I. Открытие закона постоянства состава вещества

К основным законам химии относится закон постоянства состава:

Закон постоянства состава впервые сформулировал французский ученый-химик Ж.Пруст в 1808 г.

Чтобы получить сульфид железа (II) FeS, мы смешиваем железо и серу в соотношении 7:4.

Посмотрите видео-эксперимент.

Если смешать их в другой пропорции, например 10:4, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не вступит. Почему наблюдается такая закономерность? Известно, что в сульфиде железа (II) на каждый один атом железа приходится один атом серы. Следовательно, для реакции нужно брать вещества в таких массовых соотношениях, чтобы сохранялось соотношение атомов железа и серы (1:1). Поскольку численные значения атомных масс Fe, S и их относительных атомных масс A_r(Fe), A_r(S)совпадают, можно записать: A_r (Fe) : A_r (S) = 56:32 = 7:4.
Отношение 7:4 сохраняется постоянно, в каких бы единицах массы ни выражать массу веществ (г, кг, т, а.е.м.). Большинство химических веществ обладает постоянным составом.

Вещества, имеющие переменный состав существуют, их назвали в честь Бертолле – бертоллидами.

По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения). Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например Н₂О, НCl, ССl₄, СO₂. Состав бертоллидов изменяется и не отвечает стехиометрическим отношениям.

II. Решение задач

На основе закона постоянства состава можно производить различные расчёты.

Задача №1
В каких массовых отношениях соединяются химические элементы в серной кислоте, химическая формула которой H₂SO₄?

Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Определим массовые отношения этих элементов в формуле H₂SO₄
m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2 : 32 : 64 = 1 : 16 : 32

Таким образом, чтобы получить 49 г серной кислоты (1+16+32=49), необходимо взять 1 г — Н, 16 г — S и 32 г — О.

Задача №2
Водород соединяется с серой в массовых отношениях 1 : 16. Используя данные об относительных атомных массах этих элементов, выведите химическую формулу сероводорода.

Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(H)=1, Ar(S)=32.
Обозначим количество атомов водорода в формуле — х, а серы — у: Н_хS_у
m(H) : m(S) = хAr(H) : уAr(S)= х1 : у32 = (2*1) : (1*32) = 2 : 32 = 1 : 16
Следовательно, формула сероводорода Н₂S

Решение:
Используя ПСХЭ найдём относительные атомные массы химических элементов:
Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16.
Обозначим количество атомов меди в формуле — х, серы — у, а кислорода — z: Cu_xS_yO_z
m(Cu) : m(S) : m(O) = хAr(Cu) : уAr(S) : zAr(O) = x64 : y32 : z16 = (1*64) : (1*32) : (4*16) = 64:32:64 = 2:1:2

III. Контрольные задачи

№1. Применяя сведения об относительных атомных массах химических элементов, вычислите массовые отношения элементов в угольной кислоте, химическая формула которой H₂CO₃.

№3. Углерод и кислород в углекислом газе соединяются в массовых отношениях 3 : 8.
Выведите химическую формулу углекислого газа

ЦОРы

Видео:“Реакция соединения серы с железом”

Закон постоянства состава

Уже к началу XIX в. накопилось много данных о составе отдельных веществ и их изменениях. Развитие техники количественных измерений и методов химического анализа позволило определять соотношения элементов в соединениях. Французский химик Ж. Пруст (1754–1826) после тщательнейших экспериментов с рядом веществ установил закон постоянства состава– один из основных законов химии.

Согласно закону постоянства состава, всякое чистое вещество, независимо от способов его получения и нахождения в природе, имеет постоянный качественный и количественный состав.

Это означает, что все соединения содержат элементы в строго определенных весовых пропорциях, независимо от способа получения, Так, например, сернистый газ, полученный сжиганием серы, или действием кислот на сульфиты, или любым другим способом, всегда содержит одну весовую часть серы и одну весовую часть кислорода.

Закон постоянства состава веществ был установлен в результате семилетнего спора между Прустом и его оппонентом, французским химиком К. Бертолле (1748–1822), утверждавшим, что состав соединений зависит от способа их получения.

Бертолле в результате анализа растворов, которые он считал химическими соединениями, сделал общий вывод о существовании химических соединений переменного состава. Получалось, что два элемента могут образовать непрерывный ряд соединений с изменяющимися свойствами и составом.

Пруст утверждал, что состав чистого вещества всегда один и тот же, любое химическое вещество имеет всегда одни и те же свойства, одинаковую температуру плавления, кипения, удельный вес. Пруст заявлял, что природа даже через посредство людей никогда не производит соединений иначе, как только по весу и мере. Одни и те же соединения имеют всегда тождественный состав. Внешний их вид может быть различен, но свойства – никогда. Нет разницы между окисью железа из южного полушария и из северного, хлористое серебро из Перу совершенно тождественно хлористому серебру из Сибири; во всем мире имеется только один хлористый натрий, одна селитра и т.д. Проделав в течение 1799–1887 гг. массу анализов, Пруст доказал справедливость своих выводов.

Дальнейшее развитие химии показало, что закон постоянства состава характеризует соединения с молекулярной структурой, состав же соединений с немолекулярной структурой (атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

В начале XX в. русский химик Курнаков, изучая сплавы металлов, открыл соединения переменного состава. В дальнейшем было выяснено, что соединения переменного состава встречаются также среди оксидов, соединений металлов с серой, азотом, углеродом, водородом а также – среди других неорганических веществ, имеющих кристаллическую структуру. Вещества переменного состава были названы бертоллидами, в отличие от соединений постоянного состава –дальтонидов. Для многих соединений переменного состава установлены пределы, в которых может изменяться их состав. Так, в диоксиде титанаTiO₂на единицу массы титана может приходиться от0,65до0,67единиц массы кислорода, что соответствует формулеТi O_{1,9
– 2,0}( таб.4.1).

Таблица 4.1

ДАЛЬТОНИДЫ

(вещества постоянного состава)

примеры соединений

БЕРТОЛЛИДЫ

(вещества переменного состава)

примеры соединений

H₂O

H Cl

C Cl₄

CO₂

Ti O_{1,9
– 2,0}

V O_{0,9
–1,3}

Таким образом, закон постоянства состава, в отличие от закона сохранения массы вещества, не является столь всеобщим. Однако для своего времени закон постоянства состава имел фундаментальное значение. Он привел к мысли о существовании молекул и подтвердил неделимость атомов. В самом деле, почему в сернистом газе весовое отношение серы и кислорода всегда 1:1, а не1,1:0,9или0,95:1.05? Этот результат легко объяснить, если предположить, что атомы серы соединяются с определенным числом атомов кислорода и образуют частицы сернистого газа (эти частицы впоследствии были названы молекулами).

Закон постоянства состава вещества — формулировка и практическое значение » Kupuk.net

Учебник по химии за 8 класс содержит в себе тему, посвящённую неизменяемости веществ по своему составу, где чётко сформулирован закон постоянства состава вещества, дано его краткое описание.

В рамках данной темы рассматриваются примеры соединений изменяемого и неизменяемого состава, а также даются определения веществ, отвечающих различным требованиям.

Формулировка закона постоянства состава вещества

Закон полностью вписывается в учение о молекулах и атомах, объясняющее константность массового состава веществ постоянством массы атомов, в них входящих.

Данный закон можно считать одним из основополагающих в химии. Его первоначальная формулировка такова:

Смысл данного утверждения в том, что одни и те же соединения всегда будут иметь одинаковый состав и характеристики, несмотря на возможные внешние различия.

Так, окись железа из одной точки земного шара ничем не отличается от окиси железа из любого другого места; существует только одно хлористое серебро, одна селитра.

Развитие науки и проведение многочисленных исследований позволили установить, что помимо неизменяемых соединений существуют вещества переменного состава. В связи с этим определение закона претерпело изменения.

В настоящее время его формулировка звучит следующим образом:

<br/>

Кто открыл закон

Авторство в отношении упомянутого закона принадлежит Жозефу Луи Прусту. Этот французский учёный, открывший закон в период с 1797 по 1809 гг., происходил из семьи аптекарей, увлекался исследованиями в области фармацевтики и химии.

Его опыты и разработки были интересны многим европейским университетам того времени, а с 1785 г. финансировались королём Испании. Пруст в результате своей деятельности значительно расширил имеющиеся сведения о ряде металлов и их солях.

Сам закон был выведен в результате многолетнего научного спора между Ж. Л. Прустом и его соотечественником К. Л. Бертолле, завершившегося в 1808 г. В ходе исследований свойств различных металлов учёный установил и смог доказать, что многие его современники допускали неточности при определении состава оксидов металлов, относя к этой группе гидроксиды.

Пруст сумел продемонстрировать, что различные оксиды одного и того же металла обладают определённым составом.

Однако, данный закон не носит всеобщий характер, в отличие от закона сохранения массы вещества, а справедлив исключительно для веществ с молекулярным строением. Вещества, имеющие немолекулярное строение, могут различаться по составу в зависимости от того, каким путём они получены.

Данный факт был установлен много позже русским физикохимиком Николаем Семёновичем Курнаковым, подтвердившим существование соединений переменного состава в ходе собственных исследований.

Дальнейшие эксперименты показали, что изменяемым химсоставом могут обладать оксиды и различные неорганические вещества с кристаллической структурой, в том числе соединения металлов с серой, углеродом, азотом.

Была создана классификация веществ, состав которых изменяем («бертоллидов») и соединений с постоянным химсоставом («дальтонидов»).

Количество веществ в изменяемых соединениях может колебаться в определённых установленных границах. Так, в диоксиде титана на единицу массы титана может приходиться от 0,65 до 0,67 единиц массы кислорода.

Дальтониды

Примеры соединений

Бертоллиды

Примеры соединений

h3O

H Cl

C Cl4

CO2

Ti O1,9 – 2,0

V O0,9 –1,3

Открытие вышеупомянутого закона имело огромное значение для развития науки. Его следствием можно считать выдвижение постулата о существовании молекул и подтверждение неделимости атомов.

<br/>

Практическое значение закона

Основываясь на законе постоянства состава, можно осуществлять различные расчёты, решать задачи, связанные с химическими реакциями.

Зная данный закон и имея информацию о химических элементах, вступивших в реакцию, можно с уверенностью сказать, какими будут химические соединения, являющиеся продуктами реакции.

По сути, масса веществ, вступивших в реакцию, определяет массу продуктов реакции в закрытых условиях и будет полностью ей соответствовать. Таким образом, вычисляется практический выход любых химических процессов.

13.3 Закон постоянной композиции | Физические и химические изменения

13.2 Сохранение атомов и массы в реакциях

Краткое содержание главы

13.3 Закон постоянного состава (ESADW)

В любом данном химическом соединении элементы всегда сочетаются друг с другом в одной и той же пропорции. Это закон постоянного состава .

Закон о постоянном составе гласит, что в любом конкретном химическом соединении все образцы это соединение будет состоять из одних и тех же элементов в той же пропорции или соотношении. Например, любая вода. молекула всегда состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода в соотношении $2:1$. Если мы посмотрим на относительных масс кислорода и водорода в молекуле воды, мы видим, что $\text{94}\%$ массы воды молекула приходится на кислород, а оставшаяся часть $\text{6}\%$ — это масса водорода. Эта массовая доля будет одинаковым для любой молекулы воды.

Это не означает, что водород и кислород всегда соединяются в соотношении $2:1$ с образованием $\text{H}_{2}\text{O}$. Возможны несколько пропорций. Например, водород и кислород могут соединяться в разных пропорциях, образуя $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$, а не $\text{H}_{2}\text{O}$. В $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$ Соотношение $\text{H}:\text{O}$ равно $1:1$, а массовое отношение водорода к кислороду равно $1:16$. Это будет то же самое для любой молекулы перекиси водорода. 9{-3}$}\) гидроксид натрия ($\text{NaOH}$)

9 больших пробирок

3 пропеллера

Метод

Реакция 1: Подготовьте три пробирки с $\text{5}$ $\text{мл}$, $\text{10}$ $\text{мл}$ и $\text{15}$ $\text{мл}$ нитрата серебра соответственно. Используя чистую прописку, добавьте $\text{5}$ $\text{мл}$ хлорида натрия в каждую и наблюдайте, что происходит.

Реакция 2: Подготовьте три пробирки с $\text{5}$ $\text{мл}$, $\text{10}$ $\text{мл}$ и $\text{15}$ $\text{мл}$ нитрата свинца соответственно. Используя чистую прописку, добавьте $\text{5}$ $\text{мл}$ йодида натрия в каждую и наблюдайте, что происходит. Напишите сбалансированное уравнение для этого реакция.

Реакция 3: Подготовьте три пробирки с $\text{5}$ $\text{мл}$, $\text{10}$ $\text{мл}$ и $\text{15}$ $\text{мл}$ гидроксида натрия соответственно. Добавьте $\text{5}$ $\text{мл}$ железа(III) хлора каждому и наблюдайте, что происходит.

Обсуждение и заключение

Независимо от количества добавленных реагентов образуются одни и те же продукты с одинаковым составом (т.е. осадок, наблюдаемый в реакциях). Однако, если реагенты не добавляются в правильных соотношениях, будут непрореагировавшие реагенты, которые останутся в конечном растворе вместе с образовавшимися продуктами.

временный текст

Объемные соотношения в газах (ESADX)

В химической реакции между газами относительные объемы газов в реакции представлены в соотношении малых целых чисел, если все газы имеют одинаковые температуру и давление. Это отношение также известный как Закон Гей-Люссака .

Например, при реакции между водородом и кислородом с образованием воды два объема $\text{H}_{2}$ реагировать с одним томом $\text{O}_{2}$ для получения двух томов $\text{H}_{2}\text{O}$.

\[2\text{H}_{2}\text{(g)} + \text{O}_{2}\text{(g)} \rightarrow 2\text{H}_{2}\text {О (л)}\]

В реакции получения аммиака один объем газообразного азота реагирует с тремя объемами газообразного водорода с образованием производят два объема газообразного аммиака.

\[\text{N}_{2}\text{(g)} + 3\text{H}_{2}\text{(g)} \rightarrow 2\text{NH}_{3}\text {(грамм)}\]

13.2 Сохранение атомов и массы в реакциях

Оглавление

Краткое содержание главы

Элементы, соединения и смеси

Элементы, Соединения и смеси

Элементы	Атомы	Соединения	Характеристики соединений
Определение Ионные Против. Ковалентный		Молекулы	Смеси Против. Соединения

Элементы

Известно любое вещество, содержащее атом только одного вида. как элемент . Поскольку атомы не могут быть созданы или разрушаются в химической реакции такие элементы, как фосфор (P ₄ ) или сера (S ₈) не может быть разбита на более простые веществ в результате этих реакций.

Пример: вода разлагается на смесь водорода и кислорода при пропускании электрического тока через жидкость. Водород и кислород, с другой стороны, не могут быть разложены на более простые вещества. Следовательно, они являются элементарными или простейшие, химические вещества — элементы.

Каждый элемент представлен уникальным символом. Обозначение для каждого элемента можно найти в периодической таблице элементов.

Элементы можно разделить на три категории, которые имеют характерные свойства: металлы, неметаллы и полуметаллы. Большинство элементов — это металлы, которые находятся слева и ближе к нижней части периодической таблицы. Горстка неметаллов сгруппированы в правом верхнем углу таблицы Менделеева. полуметаллы можно найти вдоль разделительной линии между металлов и неметаллов.

Атомы

Элементы состоят из атомов, мельчайших частица, обладающая любым из свойств элемента.Джон Дальтон в 1803 году предложил современную теорию атома, основанную на следующие предположения.

1. Материя выдумана неделимых и неразрушимых атомов.

2. Все атомы элемента идентичный.

3. Атомы различных элементов имеют разный вес и разные химические свойства.

4. Атомы различных элементов соединяются в простые целые числа, образуя соединения.

5. Атомы не могут быть созданы или уничтожен. При разложении соединения атомы восстановлен без изменений.

Перейти к атомам против. Ионы

Соединения

Элементы объединяются в химические соединения, которые часто разделить на две категории.

Металлы часто реагируют с неметаллами с образованием ионных соединений . Эти соединения состоят из положительных и отрицательных ионов, образованных путем добавления или вычитания электронов из нейтральных атомов и молекулы.

Неметаллы соединяются друг с другом, образуя ковалентных соединения , которые существуют в виде нейтральных молекул.

Сокращенное обозначение соединения описывает количество атомов каждого элемента, что обозначается нижним индексом, написанным после символа элемента. По соглашению индекс не пишется, когда молекула содержит только один атом элемента. Таким образом, вода — это H ₂ O, а углекислый газ — CO ₂ .

Характеристики Ионные и ковалентные соединения

Ионная Соединения		Ковалентные соединения
Содержит положительные и отрицательные ионы (Na ⁺ Cl ^—)		Существовать как нейтральный молекулы (C ₆ H ₁₂О ₂ )
Твердые вещества например, поваренная соль (NaCl _(s) )		Твердые вещества, жидкости или газы (C ₆ H ₁₂ O _6(s) , H ₂ O _(l) , СО _2(г) )
Высокий температуры плавления и кипения		Нижняя плавка и точки кипения (т. е. часто существуют в виде жидкости или газа при комнатной температуры)
Сильный сила притяжения между частицами		Относительно слабая сила притяжения между молекулами
Отдельно на заряженные частицы в воде, чтобы получить раствор, который проводит электричество		Оставаться той же молекулой в воде и не проводит электричество

Определение наличия Соединение является ионным или ковалентным

Рассчитайте разницу между электроотрицательностями два элемента в соединении и среднее их электроотрицательности, и найти пересечение этих значений на рисунок, показанный ниже, поможет определить, является ли соединение ионным или ковалентный, или металлический.

Практическая задача 1:

Для каждого из следующих соединений, предскажите, будете ли вы можно было бы ожидать, что он будет ионным или ковалентным.

(a) оксид хрома(III), Cr ₂ O ₃

(b) четыреххлористый углерод, CCl ₄

(d) фторид стронция, SrF ₂

Нажмите здесь чтобы проверить свой ответ на практическое задание 1

Практическое задание 2:

Использование следующие данные, чтобы предложить способ различения между ионными и ковалентными соединениями.

Соединение	Температура плавления ( ^o С)	Точка кипения ( ^или В)
Cr ₂ O ₃	2266	4000
СРФ ₂	1470	2489
ККл ₄	-22,9	76,6
СН ₃ ОХ	-97,8	64,7

Нажмите здесь, чтобы проверить свой ответ на практическое задание 2

Практическая задача 3:

Какой из следующих соединений должны проводить электрический ток ток при растворении в воде?

(а) метанол, CH ₃ OH

(b) фторид стронция, SrF ₂

Нажмите здесь чтобы проверить свой ответ на практическое задание 3

Формулы

свойства соединения. Формула молекулы должна быть нейтральный. При написании формулы ионного соединения заряды на ионах должны уравновешиваться, количество положительных зарядов должно равняться числу отрицательных зарядов.

Примеры:

CaCl ₂	Сбалансированная формула имеет 2 положительных заряда (1 кальций ион с зарядом +2) и 2 отрицательных заряда (2 хлорида ионы с зарядом -1)
Ал ₂ (СО ₄ ) ₃	Сбалансированная формула имеет 6 положительных зарядов (2 алюминиевых ионов с зарядом +3) и 6 отрицательных зарядов (3 сульфата ионы с зарядом -2)

Смеси Против. Соединения

Закон постоянного состава гласит, что соотношение по массе элементов в химическом соединении равно всегда одинаковы, независимо от источника соединения. Закон постоянного состава можно использовать для различения соединения и смеси элементов: Соединения имеют постоянный состав; смеси не . Вода всегда 88,8% O и 11,2% H по весу независимо от его источника. Латунь пример смеси двух элементов: меди и цинка. Может содержат всего 10% или целых 45% цинка.

Другое различие между соединениями и смесями элементов это легкость, с которой элементы могут быть разделены. Смеси, например, атмосфера, содержат два или более веществ, относительно легко отделить. Отдельные компоненты смеси могут быть физически отделены друг от друга.

Химические соединения сильно отличаются от смесей: элементы в химическом соединении можно разделить только разрушая состав. Некоторые различия между химическими соединения и смеси элементов иллюстрируются следующий пример с использованием изюмных отрубей и «Crispix».

Изюмные отруби обладают следующими характерными свойствами смеси .

Крупа непостоянного состава; в соотношение изюма и отрубей меняется от образца к образцу. образец.
Легко физически разделить два «элементы», чтобы выбрать изюм, для Например, и есть их отдельно.

Crispix обладает некоторыми характерными свойствами соединения .

Соотношение рисовых хлопьев и кукурузных хлопьев постоянно; Это составляет 1:1 в каждом образце.
Нет возможности разделить «элементы» не разрывая узы, удерживающие их вместе.

Соединение и смесь – разница и сравнение

Соединения – это чистые вещества. Они состоят из одних и тех же типов молекул. Каждая молекула соединения состоит из двух или более различных видов атомов, которые химически связаны. Смеси состоят из двух или более веществ — элементов или соединений, которые смешиваются физически, но не химически; они не содержат атомных связей.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица соединений и смесей
	Соединение	Смесь
Определение	Соединение содержит атомы различных элементов, химически соединенных друг с другом в фиксированном соотношении.	Смесь – это комбинация двух или более веществ, в которой нет химической комбинации или реакции.
Состав	Соединения содержат различные элементы в фиксированном соотношении, расположенные определенным образом посредством химических связей. Они содержат только один тип молекулы. Элементы, входящие в состав соединения, химически связаны.	Смеси содержат различные элементы и соединения, но их соотношение не является фиксированным, и они не соединяются химическими связями. Ингредиенты физически смешаны, но химически разделены. Часто они заметно различаются.
Способность к разложению	Соединение можно разделить на более простые вещества с помощью химических методов/реакций.	Смесь можно разделить на более простые вещества физическими или механическими методами.
Примеры	Вода (h3O), хлорид натрия (NaCl), бикарбонат натрия (NaHCO3) и соляная кислота (HCl) являются примерами соединений.	Соль в воде; паста и соус; песок; галька; растворы, такие как медицинский спирт, зубная амальгама, пар в воздухе; коллоиды, такие как майонез, молоко, сыр; грубые взвеси, такие как грязь в воде, масло в воде.
Представление	Соединение представляется с использованием его химической формулы, которая представляет собой символы составляющих его элементов и количество атомов каждого элемента в одной молекуле соединения.	Смеси не могут быть представлены химическими формулами.
Химические и физические свойства	Соединения обладают особыми химическими и физическими свойствами, которые отличаются от составляющих их элементов, поскольку составляющие элементы теряют свои свойства, когда они объединяются в соединение.	Смеси сами по себе не обладают специфическими постоянными химическими и физическими свойствами. Они отражают свойства входящих в их состав веществ, которые сохраняют свои первоначальные свойства. например шоколадное молоко сохраняет свойства шоколада и молока
Типы	Можно создать огромное, практически безграничное количество химических соединений. Соединения подразделяются на молекулярные соединения, ионные соединения, интерметаллические соединения и комплексы.	Твердые вещества, жидкости и газы могут быть объединены для создания смеси. Смеси могут быть гомогенными и негомогенными.
Отношение масс	Соединения имеют определенные отношения масс. например пирит содержит 46,6% железа и 53,4% серы по массе. Это верно для всего пирита независимо от размера образца.	Смеси имеют переменное массовое соотношение в зависимости от того, какое количество ингредиентов было смешано в смеси.

Компоненты соединений и смесей

Соединения состоят из элементов, которые являются чистыми веществами только с одним типом атомов. Атомы элементов образуют связи, чтобы объединиться и составить молекулу соединения. Соединение содержит равномерное распределение этих молекул.

Физические и химические характеристики соединения отличаются от составляющих его элементов. Невозможно увидеть элементы, когда вы видите соединение. например вода состоит из водорода и кислорода, но вы не можете увидеть ни один из элементов по отдельности, когда смотрите на воду. Соль состоит из натрия и хлорида, но физические и химические свойства соли полностью отличаются от свойств натрия или хлорида.

Виды вещества: элементы, соединения, гомогенные и гетерогенные смеси.

И элементы, и соединения называются чистыми веществами , потому что они содержат только один тип молекулы. Смесь содержит два или более видов чистых веществ. Молекулы этих веществ не образуют в смеси никаких химических связей. Компоненты смеси сохраняют свою химическую независимость, но физически переходят друг в друга. Часто можно увидеть эти компоненты и различить их визуально.

Разделение компонентов

Элементы, входящие в состав соединения, могут быть разделены только посредством химической реакции, которая разрывает атомные связи, связывающие его молекулы.

Компоненты смеси могут быть разделены физическими средствами, такими как седиментация или декантация.

Ссылки

Смесь — Википедия
Соединения — Википедия
Эксперименты по поведению соединений и смесей железа и сульфида в различных условиях — YouTube
Материя: смеси против соединений — YouTube

Подписаться
Поделиться
Укажите
Авторы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Соединение против смеси». Diffen.com. Diffen LLC, н.д. Веб. 8 сентября 2022 г. < >

Ранние идеи в атомной теории

Результаты обучения

Сформулируйте постулаты атомной теории Дальтона
Использовать постулаты атомной теории Дальтона для объяснения законов определенных и кратных пропорций

Атомная теория в девятнадцатом веке

Самые ранние записанные дискуссии об основной структуре материи исходят от древнегреческих философов, ученых того времени. В пятом веке до нашей эры Левкипп и Демокрит утверждали, что вся материя состоит из маленьких конечных частиц, которые они назвали атомос , термин, происходящий от греческого слова «неделимый». Они думали об атомах как о движущихся частицах, различающихся по форме и размеру и способных соединяться друг с другом. Позднее Аристотель и другие пришли к выводу, что материя состоит из различных комбинаций четырех «элементов» — огня, земли, воздуха и воды — и может быть бесконечно разделена. Интересно, что эти философы думали об атомах и «элементах» как о философских понятиях, но, по-видимому, никогда не думали о проведении экспериментов для проверки своих идей.

Аристотелевская точка зрения на состав материи господствовала более двух тысяч лет, пока английский школьный учитель Джон Дальтон не помог революционизировать химию своей гипотезой о том, что поведение материи можно объяснить с помощью атомной теории. Впервые опубликованные в 1807 году, многие гипотезы Дальтона о микроскопических свойствах материи до сих пор актуальны в современной атомной теории. Вот постулаты атомной теории Дальтона .

Материя состоит из чрезвычайно малых частиц, называемых атомами. Атом — это наименьшая единица элемента, которая может участвовать в химическом изменении.
Элемент состоит только из атомов одного типа, который имеет массу, характерную для данного элемента и одинаковую для всех атомов этого элемента (рис. 1). Макроскопический образец элемента содержит невероятно большое количество атомов, каждый из которых имеет одинаковые химические свойства.
Рис. 1. Медный пенни до 1982 года (слева) содержит примерно 3 × 1022 атомов меди (несколько десятков представлены коричневыми сферами справа), каждый из которых имеет одинаковые химические свойства. (кредит: модификация работы «slgckgc»/Flickr)
Атомы одного элемента отличаются по свойствам от атомов всех остальных элементов.
Соединение состоит из атомов двух или более элементов, объединенных в небольшом, целочисленном отношении. В данном соединении количество атомов каждого из его элементов всегда присутствует в одном и том же соотношении (рис. 2).
Рис. 2. Оксид меди(II), порошкообразное соединение черного цвета, образуется в результате соединения двух типов атомов — меди (коричневые сферы) и кислорода (красные сферы) — в соотношении 1:1. (кредит: модификация работы «Chemicalinterest»/Wikimedia Commons)
Атомы не создаются и не разрушаются во время химического изменения, а вместо этого перестраиваются, образуя вещества, отличные от тех, которые присутствовали до изменения (рис. 3).
Рис. 3. Когда элементы меди (блестящее красно-коричневое твердое вещество, показанное здесь в виде коричневых сфер) и кислород (прозрачный и бесцветный газ, показанный здесь в виде красных сфер) реагируют, их атомы перестраиваются, образуя соединение, содержащее медь и кислород (порошкообразное черное твердое вещество). (кредит меди: модификация работы http://images-of-elements.com/copper.php)

Атомная теория Дальтона дает микроскопическое объяснение многих макроскопических свойств материи, о которых вы узнали. Например, если такой элемент, как медь, состоит только из одного вида атомов, то его нельзя разложить на более простые вещества, то есть на вещества, состоящие из меньшего числа видов атомов. И если атомы не образуются и не разрушаются при химическом изменении, то общая масса материи, присутствующая при переходе материи из одного вида в другой, останется постоянной (закон сохранения материи).

Закон сохранения массы гласит, что материя не создается и не уничтожается — она только меняет форму. На этом видео показана реакция, происходящая в закрытом стакане. Хотя жидкость меняет цвет и превращается в твердое тело, вы можете наблюдать и видеть, что масса не меняется.

Пример 1:

Проверка атомной теории Дальтона

На следующем рисунке зеленые сферы представляют собой атомы определенного элемента. Фиолетовые сферы представляют собой атомы другого элемента. Если сферы соприкасаются, они являются частью единой единицы соединения. Нарушает ли следующее химическое изменение, представленное этими символами, какие-либо идеи атомной теории Дальтона? Если да, то какой?

Показать решение

Проверьте свои знания

Показать решение

Закон определенных пропорций

Дальтон знал об опытах французского химика Жозефа Пруста, который показал, что все образцы чистого соединения содержат одни и те же элементы в одинаковой массовой пропорции . Это утверждение известно как закон определенных пропорций или закон постоянного состава . Предположение, что числа атомов элементов в данном соединении всегда находятся в одном и том же соотношении, согласуется с этими наблюдениями. Например, при анализе различных образцов изооктана (компонент бензина и один из эталонов, используемых в системе октанового числа) массовое отношение углерода к водороду составляет 5,33:1, как показано в таблице. 1.

00 gram of hydrogen. Sample C contains 19.40 grams of carbon and 3.64 grams of hydrogen. Its mass ratio is 19.40 grams of carbon over 3.63 grams of hydrogen which is equal to 5.33 grams of carbon over 1.00 gram of hydrogen.»>

Таблица 1. Постоянный состав изооктана
Образец	Углерод	Водород	Отношение масс
А	14,82 г	2,78 г	[латекс]\displaystyle\dfrac{\text{14,82 г углерода}}{\text{2,78 г водорода}}=\dfrac{\text{5,33 г углерода}}{\text{1,00 г водорода}}[/latex ]
Б	22,33 г	4,19 г	[латекс]\displaystyle\dfrac{\text{22,33 г углерода}}{\text{4.19г водорода}}=\dfrac{\text{5,33 г углерода}}{\text{1,00 г водорода}}[/latex]
С	19,40 г	3,64 г	[латекс]\displaystyle\dfrac{\text{19,40 г углерода}}{\text{3,63 г водорода}}=\dfrac{\text{5,33 г углерода}}{\text{1,00 г водорода}}[/latex ]

Стоит отметить, что хотя все образцы конкретного соединения имеют одинаковое массовое соотношение, обратное в общем случае неверно. То есть образцы с одинаковым соотношением масс не обязательно являются одним и тем же веществом. Например, помимо изооктана есть много соединений, которые также имеют массовое отношение углерода к водороду 5,33:1,00.

Закон определенных пропорций гласит, что соединение всегда будет содержать одно и то же соотношение (атомов или масс) одних и тех же элементов.

Вы можете просмотреть стенограмму «Химия 5.8а Закон определенных пропорций» здесь (откроется в новом окне).

Закон кратных пропорций

Дальтон также использовал данные Пруста, а также результаты своих собственных экспериментов, чтобы сформулировать еще один интересный закон. Закон кратных пропорций гласит, что когда два элемента реагируют с образованием более чем одного соединения, фиксированная масса одного элемента будет реагировать с массой другого элемента в отношении небольших целых чисел . Например, медь и хлор могут образовывать зеленое кристаллическое твердое вещество с массовым соотношением 0,558 г хлора на 1 г меди, а также коричневое кристаллическое твердое вещество с массовым соотношением 1,116 г хлора на 1 г меди. Эти соотношения сами по себе могут показаться не особенно интересными или информативными; однако, если мы возьмем отношение этих отношений, мы получим полезный и, возможно, неожиданный результат: небольшое целочисленное отношение.

[латекс]\dfrac{\dfrac{\text{1,116 г Cl}}{\text{1 г Cu}}}{\dfrac{\text{0,558 г Cl}}{\text{1 г Cu}} }=\dfrac{2}{1}[/latex]

Это соотношение 2 к 1 означает, что коричневое соединение содержит в два раза больше хлора на количество меди, чем зеленое соединение.

Это можно объяснить атомной теорией, если отношение меди к хлору в коричневом соединении составляет 1 атом меди на 2 атома хлора, а соотношение в зеленом соединении составляет 1 атом меди на 1 атом хлора. Таким образом, отношение атомов хлора (и, следовательно, отношение их масс) составляет 2 к 1 (рис. 4).

Рисунок 4. По сравнению с соединением хлора меди в (а), где медь представлена коричневыми сферами, а хлор зелеными сферами, соединение хлора меди в (б) имеет в два раза больше атомов хлора на атом меди. (кредит a: модификация работы «Benjah-bmm27»/Wikimedia Commons; кредит b: модификация работы «Walkerma»/Wikimedia Commons)

Если два элемента соединяются в другом соотношении, получается другое соединение. Другими словами, одно и то же соединение всегда будет образовываться из одних и тех же элементов в одном и том же соотношении.

Вы можете просмотреть стенограмму «Химия 5.8b Закон кратных пропорций» здесь (откроется в новом окне).

Пример 2:

Законы определенных и кратных пропорций

Анализируется образец соединения А (прозрачный бесцветный газ), который содержит 4,27 г углерода и 5,69 г кислорода. Образец соединения B (также прозрачный бесцветный газ) анализируется и обнаруживается, что он содержит 5,19 г углерода и 13,84 г кислорода. Являются ли эти данные примером закона определенных пропорций, закона кратных пропорций или ни того, ни другого? Что эти данные говорят вам о веществах А и В?

Показать решение

Проверьте свои знания

Образец соединения X (прозрачная, бесцветная, горючая жидкость с заметным запахом) анализируется и обнаруживается, что он содержит 14,13 г углерода и 2,96 г водорода. Образец соединения Y (прозрачная, бесцветная, горючая жидкость с заметным запахом, немного отличающимся от запаха X) анализируется и обнаруживается, что он содержит 19,91 г углерода и 3,34 г водорода. Являются ли эти данные примером закона определенных пропорций, закона кратных пропорций или ни того, ни другого? Что эти данные говорят вам о веществах X и Y?

Показать решение

Ключевые понятия и резюме

Древние греки предположили, что материя состоит из очень маленьких частиц, называемых атомами. Дальтон постулировал, что каждый элемент имеет характерный тип атома, который отличается по свойствам от атомов всех других элементов, и что атомы разных элементов могут соединяться в фиксированных, малых, целочисленных отношениях, образуя соединения. Все образцы конкретного соединения имеют одинаковые пропорции элементов по массе. Когда два элемента образуют разные соединения, данная масса одного элемента будет соединяться с массой другого элемента в небольшом, целочисленном отношении. При любом химическом изменении атомы не создаются и не разрушаются.

Попробуйте

На следующем рисунке зеленые сферы представляют собой атомы определенного элемента. Фиолетовые сферы представляют собой атомы другого элемента. Если сферы разных элементов соприкасаются, они являются частью единой единицы соединения. Следующее химическое изменение, представленное этими сферами, может нарушить одну из идей теории атома Дальтона. Который из?
Какой постулат теории Дальтона согласуется со следующим наблюдением относительно веса реагентов и продуктов? При нагревании 100 граммов твердого карбоната кальция образуется 44 грамма двуокиси углерода и 56 граммов оксида кальция.
Определите постулат теории Дальтона, который нарушается следующими наблюдениями: 59,95% одного образца диоксида титана составляет титан; 60,10% другого образца диоксида титана составляет титан.

Проанализированы образцы соединений X, Y и Z, результаты показаны здесь.
Compound X is a clear, colorless liquid with a strong odor. Its mass of carbon is 1.776 grams, and its mass of hydrogen is 0.148 grams. Compound Y is also a clear, colorless liquid with a strong odor. Its mass of carbon is 1.974 grams, and its mass of hydrogen is 0.329 grams. Compound Z is also a clear, colorless liquid with a strong odor. Its mass of carbon is 7.812 grams and its mass of hydrogen is 0.651 g.»>

Соединение	Описание	Масса углерода	Масса водорода
Х	прозрачная, бесцветная жидкость с сильным запахом	1,776 г	0,148 г
Д	прозрачная, бесцветная жидкость с сильным запахом	1,974 г	0,329 г
З	прозрачная, бесцветная жидкость с сильным запахом	7,812 г	0,651 г

Являются ли эти данные примерами закона определенных пропорций, закона кратных пропорций, ни того, ни другого или обоих? Что эти данные говорят вам о соединениях X, Y и Z?

Показать выбранные решения

Глоссарий

Атомная теория Дальтона: набор постулатов, которые установили фундаментальные свойства атомов

закон постоянного состава: (также закон определенных пропорций) все образцы чистого соединения содержат одни и те же элементы в одинаковые пропорции по массе

закон определенных пропорций: (также закон постоянного состава) все образцы чистого соединения содержат одни и те же элементы в одинаковых массовых пропорциях

закон кратных пропорций: когда два элемента реагируют с образованием более чем одного соединения, фиксированная масса одного элемента будет реагировать с массами другого элемента в отношении небольших целых чисел

химическое_вещество

Химический портал

Химическое вещество – это материал с определенным химическим составом. Эта концепция прочно утвердилась в конце восемнадцатого века после работы химика Джозефа Пруста о составе некоторых чистых химических соединений, таких как основной карбонат меди. ^[1] Он пришел к следующему выводу: «Все образцы соединения имеют одинаковый состав, то есть все образцы имеют одинаковые массовые пропорции элементов, присутствующих в соединении». Это стало известно как закон постоянного состава ^[2] . Позже, с развитием методов химического синтеза, особенно в области органической химии; открытие многих других химических элементов и новых методов в области аналитической химии, используемых для выделения и очистки элементов и соединений от химических веществ, что привело к созданию современной химии, концепция была определена так, как она содержится в большинстве учебников по химии. Однако есть некоторые разногласия по поводу этого определения, главным образом потому, что большое количество химических веществ, о которых сообщается в химической литературе, необходимо индексировать.

Типичным примером химического вещества является чистая вода; он имеет те же свойства и то же соотношение водорода и кислорода, независимо от того, выделен ли он из реки или сделан в лаборатории. Чистое химическое вещество не может быть разделено на другие вещества с помощью процесса, не связанного с какой-либо химической реакцией и редко встречающегося в природе. Некоторыми типичными химическими веществами могут быть алмаз, золото, соль (хлорид натрия) и сахар (сахароза). Как правило, химические вещества существуют в виде твердых веществ , жидкость или газ , и может изменяться между этими фазами вещества при изменении температуры или давления.

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое

1 Определение
2 элемента
3 Химические соединения
4 Вещества и смеси
5 Химические вещества против химических веществ
6 Именование и индексирование
7 Выделение, очистка, характеристика и идентификация
8 Ссылки и примечания

Определение

Химические вещества (также иногда называемые чистыми веществами) часто определяются как любой материал с определенным химическим составом в большинстве вводных учебников по общей химии. ^[3] В соответствии с этим определением химическое вещество может быть либо чистым химическим элементом, либо чистым химическим соединением. Однако из этого определения есть исключения, чистое вещество можно также определить как форму материи, которая имеет как определенный состав, так и различных свойств . ^[4] и индекс химического вещества, публикуемый CAS, также включает несколько сплавов неопределенного состава. ^[5] Нестехиометрические соединения являются частным случаем (в неорганической химии), нарушающим закон постоянного состава, и для них иногда трудно провести грань между смесью и соединением, как в случае с гидридом палладия .

Элементы

Основная статья: Химический элемент

Элемент — это химическое вещество, состоящее из атомов определенного типа и, следовательно, не может быть разрушено или преобразовано в результате химической реакции в другой элемент, хотя оно может быть превращено в другой элемент посредством ядерной реакции. Это так, потому что все атомы в образце элемента имеют одинаковое количество протонов, хотя они могут быть разными изотопами с разным количеством нейтронов.

Известно около 120 элементов, около 80 из которых стабильны, то есть не изменяются на радиоактивный распад на другие элементы, однако число химических веществ, являющихся элементами, может быть больше 120, потому что некоторые элементы могут встречаться в виде более чем одного химического вещества (аллотропы), например кислород в форме кислорода и озон. Большинство элементов относятся к металлам . Это элементы с характерным блеском, такие как железо, медь и золото. Металлы обычно хорошо проводят электричество и тепло, они пластичны и пластичны. ^[6] Около дюжины элементов ^[7], таких как углерод, азот и кислород, классифицируются как неметаллы . У неметаллов отсутствуют описанные выше металлические свойства, они также обладают высокой электроотрицательностью и тенденцией к образованию отрицательных ионов, называемых анионами. Некоторые элементы, такие как кремний, иногда напоминают металлы, а иногда напоминают неметаллы и известны как металлоиды .

См. также: Список элементов по наименованию

Химические соединения

Основная статья: Химическое соединение

Чистое химическое соединение — это химическое вещество, состоящее из определенного набора молекул или ионов. Два или более элемента, объединенные в одно вещество в результате химической реакции, образуют так называемое химическое соединение . Химическим соединением могут быть либо атомы , связанные вместе в молекулы , либо кристаллы, в которых атомы, молекулы или ионы образуют кристаллическую решетку. Соединения, основанные преимущественно на атомах углерода и водорода, называются органические соединения , а все остальные называются неорганическими соединениями . Соединения, содержащие связи между углеродом и металлом, называются металлоорганическими соединениями.

Соединения, в которых компоненты имеют общие электроны, известны как ковалентные соединения. Соединения, состоящие из противоположно заряженных ионов, известны как ионные соединения или соли.

В органической химии может быть более одного химического соединения с одинаковым составом и молекулярной массой. Обычно их называют изомерами. Изомеры обычно имеют существенно разные химические свойства, могут быть выделены и не превращаются самопроизвольно друг в друга. Типичным примером является глюкоза против фруктозы. Первый — альдегид, второй — кетон. Для их взаимного превращения требуется либо ферментативный, либо кислотно-щелочной катализ. Однако существуют и таутомеры, изомеризация которых происходит самопроизвольно, так что чистое вещество не может быть выделено в его таутомеры. Типичным примером является глюкоза, которая имеет открытую цепь и кольцевую форму. Невозможно произвести чистую глюкозу с открытой цепью, потому что глюкоза спонтанно циклизуется в полуацетальную форму.

См. также: список органических соединений и список неорганических соединений

Вещества и смеси

Основная статья: Смесь

Вся материя состоит из различных элементов и химических соединений, но они часто тесно перемешаны друг с другом. Смеси содержат более одного химического вещества и не имеют фиксированного состава. В принципе их можно разделить на составляющие вещества чисто механическими процессами. Масло, почва и древесина являются распространенными примерами смесей.

Металл серого железа и желтая сера являются химическими элементами, и их можно смешивать в любом соотношении, чтобы образовать желто-серую смесь. Никакого химического процесса не происходит, и материал можно идентифицировать как смесь по тому факту, что серу и железо можно разделить механическим способом, например, с помощью магнита, оттягивающего железо от серы.

Напротив, если железо и сера нагреваются вместе в определенном соотношении (56 г (1 моль) железа на 32 г (1 моль) серы), происходит химическая реакция и образуется новое вещество, соединение сульфид железа (II) с химической формулой FeS. Полученное соединение обладает всеми свойствами химического вещества и не является смесью. Сульфид железа (II) имеет свои особые свойства, такие как температура плавления и растворимость, и эти два элемента нельзя разделить с помощью обычных механических процессов; магнит не сможет восстановить железо, поскольку в соединении нет металлического железа.

Химические вещества против химических веществ

В то время как термин химическое вещество является несколько техническим термином, чаще всего используемым профессиональными химиками, слово химический ^[8] более широко используется в фармацевтической промышленности, правительстве и обществе в целом. Таким образом, слово химическое включает гораздо более широкий класс веществ, который включает множество смесей химических веществ, которые часто находят применение во многих областях ^[9] ; и чаще всего используется только для искусственных или переработанных веществ, таких как продукты химической промышленности.

Именование и индексирование

Каждое химическое вещество имеет одно или несколько систематических названий, обычно называемых в соответствии с правилами наименования ИЮПАК. Альтернативная система используется Службой химических рефератов (CAS).

Многие соединения также известны под их более распространенными и простыми названиями, многие из которых предшествуют систематическому названию. Например, давно известная сахарная глюкоза теперь систематически называется 6-(гидроксиметил)оксан-2,3,4,5-тетрол. Натуральным продуктам и фармацевтическим препаратам также даются более простые названия, например, легкое болеутоляющее средство Напроксен является более распространенным названием химического соединения (S)-6-метокси-α-метил-2-нафталинуксусной кислоты.

Химики часто ссылаются на химические соединения, используя химические формулы или молекулярную структуру соединения. Наблюдается феноменальный рост числа синтезированных (или выделенных) химических соединений, о которых затем сообщается в научной литературе профессиональными химиками по всему миру ^[10] . Огромное количество химических соединений возможно благодаря химическому соединению известных химических элементов. По последним подсчетам известно около тридцати миллионов химических соединений. ^[11] . Названия многих из этих соединений часто нетривиальны, и поэтому их нелегко запомнить или точно процитировать. Также трудно отследить их в литературе. Несколько международных организаций, таких как IUPAC и Химическая реферативная служба (CAS), предприняли шаги, чтобы упростить такие задачи. CAS, которая предоставляет услуги реферирования химической литературы, предоставляет числовой идентификатор, известный как регистрационный номер CAS, каждому химическому веществу, о котором сообщается в химической литературе (например, в химических журналах и патентах). Эта информация составляется в виде базы данных и широко известна как индекс химических веществ. Другими компьютерными системами, которые были разработаны для информации о веществах, являются: SMILES и Международный химический идентификатор или InChI. 9 Счетчик веществ Chemical Abstracts

Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License. Он использует материал из статьи Википедии «Chemical_substance». Список авторов есть в Википедии.

химическое соединение | Определение, примеры и типы

молекула метана

Просмотреть все СМИ

Ключевые люди:: Антуан Лавуазье Луи Бернар Гайтон де Морво Карл Вильгельм Шееле Мартин Генрих Клапрот Николя-Луи Воклен

Похожие темы:: химическая связь химический анализ координационное соединение металлоорганическое соединение химическая реакция

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

химическое соединение , любое вещество, состоящее из идентичных молекул, состоящих из атомов двух или более химических элементов.

Вся материя во Вселенной состоит из атомов более 100 различных химических элементов, которые встречаются как в чистом виде, так и в виде химических соединений. Образец любого данного чистого элемента состоит только из атомов, характерных для этого элемента, и атомы каждого элемента уникальны. Например, атомы, составляющие углерод, отличаются от атомов, составляющих железо, которые, в свою очередь, отличаются от атомов золота. Каждый элемент обозначается уникальным символом, состоящим из одной, двух или трех букв, возникающих либо из текущего имени элемента, либо из его исходного (часто латинского) имени. Например, символы углерода, водорода и кислорода — это просто C, H и O соответственно. Символом железа является Fe, от его первоначального латинского названия 9.0079 железо . Фундаментальный принцип науки химии состоит в том, что атомы различных элементов могут соединяться друг с другом, образуя химические соединения. Метан, например, который образуется из элементов углерода и водорода в соотношении четыре атома водорода на каждый атом углерода, как известно, содержит различные молекулы CH ₄. Формула соединения, такая как CH ₄, указывает типы присутствующих атомов с нижними индексами, представляющими относительное количество атомов (хотя цифра 1 никогда не пишется).

Изучите магнитоподобную ионную связь, образующуюся при переносе электронов от одного атома к другому

Просмотреть все видео к этой статье

Посмотрите, как работают молекулярные связи, когда два атома водорода соединяются с атомом серы, образуя сероводород

Просмотреть все видео к этой статье

Вода , представляющий собой химическое соединение водорода и кислорода в соотношении два атома водорода на каждый атом кислорода, содержит молекулы H ₂ O. Хлорид натрия представляет собой химическое соединение, образованное из натрия (Na) и хлора (Cl) в соотношении 1:1. Хотя формула хлорида натрия — NaCl, соединение не содержит реальных молекул NaCl. Скорее, он содержит равное количество ионов натрия с положительным зарядом (Na ⁺ ) и ионы хлора с отрицательным зарядом единицы (Cl ^— ). ( См. ниже Тенденции химических свойств элементов для обсуждения процесса превращения незаряженных атомов в ионы [т. соединения: молекулярные (ковалентные) и ионные. Метан и вода состоят из молекул; то есть они являются молекулярными соединениями. Хлорид натрия, с другой стороны, содержит ионы; это ионное соединение.

Атомы различных химических элементов можно сравнить с буквами алфавита: так же, как буквы алфавита объединяются, образуя тысячи слов, атомы элементов могут соединяться различными способами, образуя множество соединений. . На самом деле известны миллионы химических соединений, и возможно еще много миллионов, но еще не открытых и не синтезированных. Большинство встречающихся в природе веществ, таких как древесина, почва и камни, представляют собой смеси химических соединений. Эти вещества можно разделить на составляющие их соединения физическими методами, то есть методами, которые не изменяют способ агрегации атомов внутри соединений. Соединения можно разложить на составляющие их элементы путем химических превращений. Химическое изменение (то есть химическая реакция) — это изменение организации атомов. Примером химической реакции является горение метана в присутствии молекулярного кислорода (O ₂ ) с образованием диоксида углерода (CO ₂ ) и воды. CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O В этой реакции, которая является примером реакции горения, происходят изменения в том, как атомы углерода, водорода и кислорода связаны друг с другом. в соединениях.

Britannica Quiz

Химия: плюсы и минусы

Возможно, вы знаете, что элементы составляют воздух, которым мы дышим, и воду, которую мы пьем, но знаете ли вы о них больше? Какой элемент почти так же легок, как водород? Что вы называете смесью двух химических элементов? Узнайте ответы в этом тесте.

Химические соединения демонстрируют ошеломляющий набор характеристик. При обычных температурах и давлениях некоторые из них являются твердыми, некоторые — жидкими, а некоторые — газообразными. Цвета различных соединений охватывают цвета радуги. Некоторые соединения очень токсичны для человека, тогда как другие необходимы для жизни. Замена только одного атома в соединении может быть причиной изменения цвета, запаха или токсичности вещества. Для того чтобы из этого большого разнообразия можно было извлечь некоторый смысл, были разработаны системы классификации. В приведенном выше примере соединения классифицируются как молекулярные или ионные. Соединения также классифицируются как органические или неорганические. Органические соединения ( см. ниже Органические соединения), названные так потому, что многие из них были первоначально выделены из живых организмов, обычно содержат цепочки или кольца атомов углерода. Из-за большого разнообразия способов, которыми углерод может связываться с самим собой и другими элементами, существует более девяти миллионов органических соединений. Соединения, которые не считаются органическими, называются неорганическими соединениями ( см. ниже Неорганические соединения).

В широких классификациях органических и неорганических веществ существует множество подклассов, в основном основанных на конкретных элементах или группах присутствующих элементов. Например, среди неорганических соединений оксиды содержат O ^2- ионов или атомов кислорода, гидриды содержат ионы H ^— или атомы водорода, сульфиды содержат ионы S ^2- и так далее. К подклассам органических соединений относятся спирты (содержащие группу «ОН»), карбоновые кислоты (содержащие группу «СООН»), амины (содержащие группу «NH ₂») и т. д.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Различные способности различных атомов объединяться в соединения можно лучше всего понять с точки зрения периодической таблицы. Периодическая таблица была первоначально построена для представления закономерностей, наблюдаемых в химических свойствах элементов ( см. химическая связь). Другими словами, по мере развития науки химии было замечено, что элементы можно группировать в соответствии с их химической реакционной способностью. Элементы со схожими свойствами перечислены в вертикальных столбцах периодической таблицы и называются группами. По мере раскрытия деталей строения атома стало ясно, что положение элемента в периодической таблице коррелирует с расположением электронов, которыми обладают атомы этого элемента (9).0079 см. атом). В частности, было замечено, что электроны, определяющие химическое поведение атома, находятся в его самой внешней оболочке. Такие электроны называются валентными электронами.

Например, атомы элементов 1-й группы периодической таблицы имеют один валентный электрон, атомы элементов 2-й группы имеют два валентных электрона и так далее до 18-й группы, элементы которой содержат восемь валентных электронов. , достигается. Самое простое и наиболее важное правило для предсказания того, как атомы образуют соединения, состоит в том, что атомы склонны объединяться таким образом, что позволяют им либо опустошить свою валентную оболочку, либо заполнить ее (т. е. заполнить ее), в большинстве случаев имея в общей сложности восемь электронов. . Элементы в левой части периодической таблицы имеют тенденцию терять свои валентные электроны в химических реакциях. Например, натрий (в группе 1) имеет тенденцию терять свой единственный валентный электрон, образуя ион с зарядом +1. Каждый атом натрия имеет 11 электронов ( e ^— ), каждая из которых имеет заряд -1, чтобы просто сбалансировать заряд +11 на своем ядре. Потеря одного электрона оставляет у него 10 отрицательных зарядов и 11 положительных зарядов, что дает суммарный заряд +1: Na → Na ⁺ + e ^— . Калий, расположенный непосредственно под натрием в группе 1, также образует в своих реакциях ионы +1 (K ⁺ ), как и остальные члены группы 1: рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Атомы элементов в правом конце периодической таблицы, как правило, вступают в реакции, в результате которых они получают (или делят) достаточное количество электронов, чтобы завершить свою валентную оболочку. Например, кислород в 16-й группе имеет шесть валентных электронов и, следовательно, нуждается в еще двух электронах, чтобы завершить свою внешнюю оболочку. Кислород достигает такого расположения, реагируя с элементами, которые могут терять или делиться электронами. Атом кислорода, например, может реагировать с атомом магния (Mg) (в группе 2), принимая два валентных электрона магния, образуя Mg 9ионы 0301 2+ и О ^2–. (Когда нейтральный атом магния теряет два электрона, он образует ион Mg ²⁺, а когда нейтральный атом кислорода получает два электрона, он образует ион O ^2–.) Образующиеся Mg ²⁺ и O ²⁻ затем объединяют в соотношении 1:1, чтобы получить ионное соединение MgO (оксид магния). (Хотя составной оксид магния содержит заряженные частицы, он не имеет суммарного заряда, поскольку содержит равные количества Mg ²⁺ и O ^2– ионов.) Аналогичным образом кислород реагирует с кальцием (чуть ниже магния в группе 2) с образованием CaO (оксида кальция). Кислород аналогичным образом реагирует с бериллием (Be), стронцием (Sr), барием (Ba) и радием (Ra), остальными элементами группы 2. Ключевым моментом является то, что, поскольку все элементы данной группы имеют одинаковое количество валентных электронов, они образуют аналогичные соединения.

Химические элементы можно классифицировать по-разному. Наиболее фундаментальное деление элементов на металлы, составляющие большинство элементов, и неметаллы. Типичными физическими свойствами металлов являются блестящий внешний вид, ковкость (способность превращаться в тонкий лист), пластичность (способность вытягиваться в проволоку) и эффективная тепло- и электропроводность. Важнейшим химическим свойством металлов является склонность отдавать электроны с образованием положительных ионов. Медь (Cu), например, является типичным металлом. Он блестящий, но легко тускнеет; это отличный проводник электричества и обычно используется для электрических проводов; и из него легко формуются изделия различной формы, такие как трубы для водопроводных систем.

2. Что такое химическое соединение . Рассказ о строении вещества

формулировка, примеры, значение. Основные законы химии. Закон состава постоянства вещества. Закон сохранения массы вещества

Атомно-молекулярное учение

Открытия и ошибки Дж. Дальтона

Как взвешивают атомы и молекулы

Почему так важен закон сохранения массы веществ

Идеи Ж. Пруста как подтверждение атомно-молекулярной теории

Не бывает правил без исключений

Роль изотопов

Характеристика бертоллидов

ЛИТЕРАТУРА

Для скачивания — Кафедра химии

Университет

Закон постоянства состава веществ

Закон постоянства состава

Закон постоянства состава вещества — формулировка и практическое значение » Kupuk.net

Формулировка закона постоянства состава вещества

Кто открыл закон

Практическое значение закона

13.3 Закон постоянной композиции | Физические и химические изменения

13.3 Закон постоянного состава (ESADW)

Метод

Обсуждение и заключение

Объемные соотношения в газах (ESADX)

Элементы, соединения и смеси

Соединение и смесь – разница и сравнение

Сравнительная таблица

Компоненты соединений и смесей

Разделение компонентов

Ссылки

Ранние идеи в атомной теории

Результаты обучения

Атомная теория в девятнадцатом веке

Пример 1:

Закон определенных пропорций

Закон кратных пропорций

Пример 2:

Ключевые понятия и резюме

Попробуйте

Глоссарий

химическое_вещество

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое

Определение

Элементы

Химические соединения

Вещества и смеси

Химические вещества против химических веществ

Именование и индексирование

химическое соединение | Определение, примеры и типы

Прочтите краткий обзор этой темы

Добавить комментарий Отменить ответ