Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Июнь 2010   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция 1 (продолжение)


Выдвигая новую версию атомистической теории, опирав- шуюся на законы постоянства состава и кратных отношений, Дальтон как дань уважения Демокриту сохранил термин «атом» и называл так считавшиеся в то время неделимыми мельчай- шие частицы, составляющие материю. В 1808 г. он опубликовал труд «Новая система химической философии», в которой изложил атомистическую теорию уже более подробно. Атомистическая теория нанесла последний удар по бытовав- шим еще представлениям о возможности взаимных переходов элементов-стихий. Стало очевидным, что различные металлы состоят из атомов различных видов, и, поскольку атомы счи- тались в то время неделимыми и незаменяемыми, бесполезно было надеяться, что когда-нибудь удастся атом свинца превра- тить в атом золота. Например, 1 часть (по весу) водорода соединяется с 8 час- тями кислорода, образуя воду. Если молекула воды состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода, то, следова- тельно, атом кислорода в 8 раз тяжелее атома водорода. Если условно принять, как это и делал Дальтон, вес атома за 1, то вес атома кислорода при этом соответственно равен 8. Рассуждая таким образом, Дальтон составил первую табли- цу атомных весов. Атомный вес – это не вес как сила и вовсе не масса, а число, выражающее отношение главным образом масс атомных ядер. Процесс взвешивания, имевший место при оп- ределении атомных весов, был процессом сравнения масс. Эта таблица, хотя, вероятно, и была самой важной работой Дальто- на, в ряде аспектов оказалась совершенно ошибочной. Основ- ное заблуждение дальтона заключалось в следующем. Он был твердо убежден, что при образовании молекулы атомы одного элемента соединяются с атомами другого элемента попарно. Исключения из этого правила Дальтон допускал лишь в край- них случаях. Тем временем накапливались данные, свидетельствующие о том, что подобное сочетание атомов «один к одному» отнюдь не является правилом. Противоречие проявилось, в частности, при изучении воды, причем еще до того, как дальтон сформу- лировал свою атомную теорию. Бенджамин Франклин (1706-1790), великий американский ученый, выдающийся государственный деятель и дипломат, в сороковых годах XVIII в. выдвинул новую гипотезу. Он предпо- ложил, что существует единый электрический флюид и что вид электрического заряда зависит от содержания этого флюида. Франклин считал, что стекло содержит электрического флюида больше нормы и поэтому несет положительный заряд. В 1800 г. итальянский физик Алессандр Вольта (1745-1827) сделал важное открытие. Он установил следующее: два кус- ка металла (разделенные растворами, способными проводить электрический заряд) можно расположить таким образом, что по соединяющей их проволоке пойдет «ток электрических за- рядов», или электрический ток. Два английских химика – Уильям Николсон (153-1815) и Энтони Карлайл (1768-1840) продемонстрировали наличие та- кой обратной зависимости. Пропустив электрический ток че- рез воду, они обнаружили, что на электропроводящих полос- ках металла опущенных в воду, появляются пузырьки газа. Как выяснилось, на одной из полосок выделялся водород, на дру- гой – кислород. Они впервые провели электролиз воды. Выделявшиеся по мере разложения воды водород и кислород они собирали в отдельные сосуды. Последующие измерения показали, что объем водорода вдвое превышает объем кислорода. Объем выделившегося водорода вдвое превысил объем кислорода, поэтому вполне естественно было предположить, что каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кис- лорода, а не по одному атому каждого элемента, как считал Дальтон. Результаты исследований Николсона и Карлайла были подкреплены работой французского химика Жозефа Луи Гей- Люссака (1778-1850), Гей-Люссак установил, что два объема во- дорода, соединяясь с одним объемов кислорода, образуют воду. Далее, он нашел, что когда газы образуют соединения, соот- ношение их объемов всегда представляет собой соотношение кратных чисел. В 1808 г. Гей-Люссак опубликовал сообщение об открытом им законе объемных отношений. Используя этот закон, можно было также решить наконец, сколько атомов азота и водорода в аммиаке. После того, как было установлено, что в молекуле аммиака содержится один 30 31 атом азота и три (а не один) атом водорода, выяснилось, что атомная масса азота равна не примерно 5, а 14. Первым, кто обратил внимание на необходимость предпо- ложения о том, что в газах равное число частиц занимает равнее объемы, был итальянский химик Амедео Авогадро (1776-1856). Поэтому предположение, выдвинутое им в 1811 г., получило на- звание гипотезы Авогадро. В 1818 г. французский химик Пьер Луи Дюлонг (1785-1838) и французский физик Алексис Терез Пти (1791-1820) определили атомный вес одного из таких элементов. Атомный вес элемента (правда, только приблизительный) можно определить, измерив его теплоемкость. Этот метод ока- зался пригодным только для твердых элементов, да и то не для всех, и тем не менее это был шаг вперед. Шведский химик Исис Якоб Берцелиус вслед за Далтоном внес особенно большой вклад в создание атомистической то- рии. Примерно с 1807 г. Берцелиус вплотную занялся опреде- лением точного элементного состава различных соединений. Он представил столько доказательств, подтверждавших закон постоянства состава, что химики были вынуждены принять справедливость этого закона, а следовательно, и принять ато- мистическую теорию, которая непосредственно вытекала из закона постоянства состава. Далее Берцелиус принялся за определение атомных весов более сложными и точными методами, которые были недо- ступны Дальтону. В этой свое работе Берцелиус использовал законы, открытые Дюлонгом и Пти, Митчерлихом и Гей-Люс- саком (но подобно большинству своих современников, не вос- пользовался гипотезой Авгадро). В 1826 г. Берцелиус опубликовал первую таблицу атомных весов. Приведенные в ней величины в основном совпадают (за исключением атомных весов двух-трех элементов) с приняты- ми в настоящее время. Эта таблица, опубликованная в изда- вавшихся самим И.Берцелиусом «Годичных обзорах», вошла в историю химии как таблица 1826 г. Существенное различие между таблицами Берцелиуса и Дальтона состоит в том, что величины, полученные Берцели- усом, в большинстве не были целыми числами. В своих расчетах Дальтон исходил из того, что атомный вес водорода равен 1, и поэтому атомные веса всех элементов в таблице Дальтона представляют собой целые числа. Изучив составленную Дальтоном таблицу атомных весов, английский химик Уильям Праут (1785-1850) пришел в 1815-1816 гг. к мне- нию, что все элементы в конечном счете состоят из водорода и что атомные веса различных элементов различаются по той причине, что они состоят из равного числа атомов водорода. Эта точка зрения известна как гипотеза Праута. Однако, таблица Берцелиуса, казалось, разрушила это при- влекательное предположение (привлекательное потому, что, по- добно античным ученым, Праут сводил все возраставшее число элементов к одному основному веществу и, таким образом, как будто бы придавал Вселенной упорядоченность и симметрию). Однако, если принять атомный вес водорода («основы»), рав- ным 1, то атомный вес кислорода составит приблизительно 15,9 веса водорода, но едва ли можно согласиться с тем, что кисло- род состоит из 15 плюс еще 9/10 атома водорода. В следующем столетии таблицы атомных весов постоянно уточнялись, и все более очевидными становились выводы Бер- целиуса, считавшего, что атомные веса различных элементов не являются целыми числами, кратными атомному весу водорода. В шестидесятых годах XIXв. Бельгийский химик Жан Сер- вио Стас (1813 -1891) определил атомные веса точнее, чем Бер- целиус. В начале ХХ в. американский химик Теодор Уильям Ричардс (1868-1928), приняв все меры предосторожности (во многом надуманные), определил величины атомных весов с такой точностью, которая только возможна при использовании чисто химических методов. Исследования Стаса и Ричардса ответили на те вопросы, которые в работах Берцелиуса остава- лись нерешенными. В то время, когда Ричардс проводил свои поразительно точ- ные определения атомных весов, вновь встал вопрос о том, что следует понимать под атомных весом. И на этом этапе развития химии гипотезе Праута, как мы увидим далее, суждено было возродиться. Поскольку, как выяснилось, атомные веса различных эле- ментов взаимосвязаны не столь простым образом, как это ранее предполагалось, необходимо было выявить стандарт, исходя из которого можно было бы определить атомные веса элементов. Естественным казалось принять за единицу атом- ного веса атомные вес водорода, как это сделали Берцелиус и 32 33 Дальтон. Но при этом атомный вес кислорода выражался не- удобным нецелым числом 15,9, а ведь именно кислород обычно использовался для определения соотношений элементов в раз- личных соединениях. Атомный вес кислорода округлили и приняли равным 16.000 (вместо 15,9). Таким образом, в качестве стандарта был принят атомный вес кислорода, равный 16, атомный вес водорода при этом оказался равным 1.008. Атомный вес кислорода служил стандартом вплоть до середины XX в. После того, как атомистическая теория была принята, стало возможным изображать вещества в виде молекул, содержащих постоянное число атомов различных элементов. Вполне естес- твенным было попытаться изобразить такие молекулы в виде набора маленьких кружков, представляющих собой атомы: при этом атомы каждого вида можно было изобразить кружками определенного типа. Простым кружком Дальтон изображал атом кислорода; кружком с точкой посредине – атом водорода; кружком с вер- тикальной линией – атом азота; закрашенным черным круж- ком – атом углерода и т.д. Серу он изображал в виде кружка с буквой S, фосфор – в виде кружка с буквой P и т.д. Берцелиус решил, что кружки излишни, достаточно лишь начальных букв. Он предложил, чтобы каждому элементу со- ответствовал свой особый знак, который был бы одновремен- но и символом элемента, и символом одиночного атома этого элемента, и в качестве такого знака предложил использовать начальную букву латинского названия элемента. В тех случаях, когда называния двух или более элементов начинались с одних и тех же начальных букв, добавлялась вторая буква названия. Так появились химические символы. С помощью химических символов легко показать количест- во атомов в молекуле. Химические формулы можно объединять в химические уравнения. Чтобы уравнять правую и левую час- ти, перед формулами исходных веществ и продуктов реакции ставят коэффициенты. За полтора века прошедшие с того времени, когда Бойль ввел понятие «элемент», было открыто поразительно много ве- ществ, отвечающих этому определению. Очень часто эти эле- менты входили в состав оксидов. В принципе под воздействием какого-либо элемента, обладающего более сильным сродством к кислороду, атом (или атомы) кислорода может покинуть пер- вый элемент и присоединиться ко второму. Этот метод оказал- ся эффективным. Причем часто роль второго, отнимающего кислород элемента и выполнял углерод. Известь по своим свойствам похожа на оксид. Однако ни один из известных тогда элементов, вступая в реакцию с кис- лородом, не образует известь. Следовательно, известь является оксидом неизвестного элемента. Пытаясь выделить этот не- известный элемент, известь нагревали на коксе, но при этом ничего не происходило. Ни одно другое химическое вещество также не могло «заставить» известь отдать кислород. Английский химик Гемфри Дэви (1778-1829) решил, что если вещество нельзя разложить химическим путем, то, возмож- но, это удастся осуществить под воздействием электрического тока: ведь таким способом удалость разложить даже молекулу воды. Дэви только разложил воду и получил водород и кисло- род. Необходимо было прежде удалить воду. Однако через твер- дые вещества ему даже не удалось пропустить ток. Наконец, Дэви догадался расплавить соединения и пропустить ток через расплав. 6 октября 1807 г. Дэви пропустил ток через расплавленный поташ (карбонат калия) и получил маленькие шарики металла, который он назвал потассием (от английского – potaslt). Этот металл, впоследствии названный калием, оказался очень ак- тивным. Неделю спустя Дэви выделил из соды (карбоната на- трия) содий (от английского – soda), впоследствии названный натрием. По своей активности, как выяснилось, натрий лишь незначительно уступает калию.
В избранное