Учебник для 10 класса

Естествознание

§ 46. Генезис свойств веществ и классическая атомно- молекулярная теория

Учение о молекуле лежит в основе
всех других обобщений, так что
современную химию можно по праву
назвать молекулярной химией.
А. М. Бутлеров

В чем состоит сущность классического атомно-молекулярного учения? На какие законы и представления физики и химии оно опирается? Почему научное сообщество несколько десятилетий не признавало закон Авогадро?

Урок-семинар

ЦЕЛЬ СЕМИНАРА. Понять, как утверждение атомномолекулярного учения повлияло на понимание генезиса свойств веществ.

ПЛАН СЕМИНАРА.

1. Основные положения классической атомно-молекулярной теории.
2. Закон Авогадро.
3. Свойства химических соединений в свете классической атомно-молекулярной теории.

Фонтан "Правосудие". Франкфурт-на-Майне
Символом чего в науке являются весы?

Необходимые источники информации

1. Книга для чтения по неорганической химии. Кн. для учащихся. В 2 ч. / сост. В. А. Крицман. — 3-е изд , перераб. — Ч 1. — М.: Просвещение, 1993. — С. 55-68.
2. Энциклопедический словарь юного химика / сост. В. А. Крицман. В. В. Станцо. — 2-е изд., испр. — М.: Педагогика, 1990. — С. 32-36.
3. Становление химии как науки: всеобщая история химии / под ред. Ю И. Соловьева. — М : Наука, 1983. — С 298-309.

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 1. Сформулируйте основные положения атомно-молекулярного учения. Обсудите, чем это учение принципиально отличается от атомной теории Дальтона.

Найдите необходимые сведения о классической атомно-молекулярной теории в указанной выше литературе. Обсудите связь этой теории с представлениями об атомах Д. Дальтона. В чем различия между ними?

Чтобы вам легче было ответить на этот вопрос, решите сначала простую задачу: определите формулу углеводорода, содержащего 85,71% углерода и 14,29% водорода.

Решив эту задачу, вы найдете, что формула углеводорода СН₂. Но это так называемая простейшая формула. Приведенному элементному составу удовлетворяют все углеводороды с формулой С_nН_2n(n = 2, 3, 4, 5...).

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 2. Какую роль в формировании атомно-молекулярной теории сыграла гипотеза Авогадро?

Для начала обратимся к следующей задаче: определите формулу углеводорода, содержащего 85,71% углерода и 14,29% водорода. Плотность этого углеводорода по водороду составляет 21.

Решая эту задачу, вы воспользовались одним из следствий закона Авогадро, который в первой половине девятнадцатого столетия чаще именовали гипотезой. И многим исследователям гипотеза эта представлялась весьма спорной. Свою гипотезу итальянский химик А. Авогадро сформулировал в 1811 г. Однако понадобилось почти 50 лет, чтобы научное сообщество ее признало. Почему?

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 3. Является ли метод определения относительной молекулярной массы вещества по относительной плотности его пара универсальным?

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, подумайте, можно ли указанным методом определить относительную молекулярную массу NН₄Сl, СuО, Сu(ОН)₂.

Как вы полагаете, в какой области химии — органической или неорганической — гипотеза Авогадро в первой половине XIX в. могла использоваться наиболее плодотворно?

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 4. В чем состояло значение атомно-молекулярной теории для поисков решения проблемы генезиса свойств веществ? Как следует понимать приведенные в эпиграфе слова А. М. Бутлерова?

Подумайте сначала над таким вопросом: могли ли быть сделаны такие крупнейшие открытия, как Периодический закон, теория химического строения и многие-многие другие, если бы перед этим не была создана атомно-молекулярная теория?

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 5. Чем различаются понятия «свойства молекулы» и «свойства вещества»?

Допустим, вы открыли химический справочник и в статье «Азот» прочитали: «N₂ — газ без цвета и запаха, tкип, = -196°С, tпл = -210°С, энергия химической связи 940 кДж/моль». Какие из этих характеристик относятся к свойствам молекулы азота, а какие — к свойствам простого вещества?

ТЕМА ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ 6. Все ли вещества состоят из молекул?

Для ответа на этот вопрос обратитесь к строению таких веществ, как металлы, алмаз, графит, хлорид натрия.

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ. Классическое атомно-молекулярное учение, принятое на I Международном конгрессе химиков в г. Карлсруэ (Германия) в сентябре 1860 г., позволяло определять истинные химические формулы многих веществ (тех, которые могли без изменения своего состава переходить в газообразное состояние). Кроме того, это учение способствовало установлению правильной шкалы относительных атомных масс элементов. Поэтому все теории, описывающие зависимость молекул от их состава и строения (независимо от того, что понималось под термином «строение»), могли опираться на твердую основу — на знание истинной формулы изучаемого вещества, хотя, конечно, это знание — необходимое, но далеко не достаточное условие для объяснения его свойств.