Вступ Наука про будову речовини виникла на базі досягнень фізики і хімії кінця ХІХ – початку ХХ століття.
Предметом вивчення курсу «Будова речовини» є експериментальні відомості про будову хімічних часток (атомів, молекул, іонів, радикалів). На основі узагальнення експериментальних даних створена теорія будови мікрочасток і макротіл.
Важливим завданням цієї науки є пояснення електричних і магнітних властивостей речовин, обґрунтування геометрії і симетрії молекул, пояснення природи обертових, коливних і електронних спектрів речовин, а також встановлення будови молекул на основі результатів вивчення молекулярної спектроскопії та рефракції.
Для пояснення будови хімічних часток є дві теорії: класична і квантово-механічна. Вони відрізняються своїми постулатами і глибиною проникнення у фізичну суть внутрішньої будови хімічних часток.
Класична теорія будови речовини
Класична теорія будови речовини була створена у другій половині ХІХ ст. Мікрочасткою в цій теорії є атом, який вважався неподільним. Хімічною часткою є молекула, сукупність яких формує макротіла. Тому предметом вивчення класичної теорії є вивчення будови окремих хімічних часток – молекул.
У хімічну науку поняття атом було введене М.В. Ломоносовим. У 1724 р. в роботі «Елементи математичної хімії» він допускає існування в речовинах двох типів часток: елементів (атомів) і корпускул (молекул). За М.В. Ломоносовим елементи є частиною тіла, яке не складається з будь-яких інших тіл. Корпускули – це скупчення елементів в одну невелику масу.
Велике значення у створенні класичної теорії будови речовини відіграв закон кратних відношень, відкритий Дальтонои у 1803 р. Якщо два елементи утворюють між собою кілька хімічних сполук, то масові кількості одного із елементів, що припадають у цих сполуках на одну і ту саму масову кількість другого елементу, відносяться між собою як прості цілі числа. Наприклад, азот з киснем утворює п’ять оксидів:
Таблиця 1
Формула оксиду
Склад, мас%
Масова кількість кисню на одну масову частку азоту
Співвідношення між кількостями кисню
азот
кисень
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
63,7
46,7
36,9
30,5
25,9
36,3
53,3
63,1
69,5
74,1
1: 0,57
1: 1,14
1: 1,71
1: 2,28
1: 2,85
1
2
3
4
5
Отже, для кожного елемента є найменша масова кількість, яка вступає в сполуки з іншими елементами. Ця найменша кількість елемента називається атомом, а найменша масова кількість вважається атомною масою.
Поняття про атомну масу було введено Дж. Дальтоном. Оскільки абсолютну масу атома визначити в той час було неможливо, для характеристики маси кожного атома Дж. Дальтон запропонував скористатися відносними атомними масами. За одиницю атомної маси він взяв масу атома найлегшого елемента – водню. Маси атомів інших елементів визначали з даних про хімічний склад їхніх сполук з воднем як відношення масових кількостей елемента на одну масову кількість водню.
Допустивши, що хімічні сполуки мають найпростіший склад, наприклад, вода – НО, Дж. Дальтон вперше визначив атомні маси деяких елементів. ............
