CI

Атомно-молекулярная теория

# Атомно-молекулярное учение

Вещества состоят из молекул, а молекулы из атомов. Учение о молекулах и атомах объединяется в атомно-молекулярную теорию.

Впервые применил и развил атомно-молекулярное учение в химии — великий русский ученый М.В. Ломоносов. Теория развивалась и сегодня мы знаем много больше, чем во времена Ломоносова. Например то, что не все вещества состоят из молекул. 

Принцип дискретности (прерывности строения) вещества лежит в основе атомно-молекулярной теории. Он гласит, что всякое вещество не является чем-то сплошным, а состоит из отдельных очень малых частиц. 
Различие между веществами обусловлено различием между их частицами. Частицы одного вещества одинаковы, частицы различных веществ различны. Частицы вещества находятся в постоянном движении и чем выше температура этого вещества, тем интенсивнее движение частиц из которых оно состоит. 

Многие вещества состоят из атомов, а некоторые из ионов. В некоторых веществах атомы образуют кристаллические решетки, где нет начала и конца для каждой молекулы. Есть только повторяющиеся участки, которые можно принять за молекулы лишь условно, чтобы записать формулу вещества. 
К таким веществам относятся металлы, поваренная соль, алмаз, графит, различные природные минералы и другие вещества.

Вещества, имеющие немолекулярное строение, как правило, обладают высокими температурами плавления (например, у сульфида железа (II) FeS — 1194 °C).

Внимание!
Относительные молекулярные массы вычисляются как для веществ с молекулярным строением, так и для веществ с немолекулярным строением (в этом случае понятия «молекула» и «относительная молекулярная масса» употребляются условно).

# Основные положения атомно-молекулярной теории

  1. Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.
  2. Молекулы одного вещества имеют одинаковый состав и свойства, молекулы разных веществ имеют различные состав и свойства.
  3. Между молекулами имеются промежутки, размер которых зависит от агрегатного состояния вещества и температуры. Промежутки между молекулами у газов самые большие, а у твердых и холодных веществ — самые маленькие. 
    Размер этих промежутков влияет на то легко это вещество сжать или нет. Газ сжимается легко (большие промежутки между молекулами), жидкие вещества сжать сложнее, так как у них маленькие промежутки между молекулами (например у воды при комнатной температуре расстояние между молекулами ~0,3нм.). В твердых веществах расстояние между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.
  4. Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения зависит от температуры — чем выше скорость, тем выше температура.
  5. Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Значение силы зависит от агрегатного состояния вещества. 
    В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей — в газах.
  6. Молекулы состоят из атомов. И молекулы и атомы находятся в непрерывном движении.
  7. Атомы одно вида отличаются от атомов другого вида массой, размерами и свойствами.
  8. Молекулы разрушаются при химических явлениях и сохраняются при физических.
  9. У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решеток находятся молекулы.
    Связи между молекулами в узлах кристаллических решеток слабые и при небольшом нагревании легко разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением имеют низкие температуры плавления.
  10. У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или ионы. 
    Между этими частицами существуют прочные связи, для разрушения которых нужно много энергии.

Еще одним важнейшим открытием атомно-молекулярной теории стал закон сохранения массы, который был сформулирован Ломоносовым в 1748 г. и подтвержден им экспериментально в 1756 г., а также независимо от него французским химиком А.Л. Лавуазье в 1789 г.

Закон сохранения массы вещества. Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Закон сохранения массы является частным случаем общего закона природы — закона сохранения энергии, который утверждает, что энергия изолированной системы постоянна.

Энергия — это мера движения и взаимодействия различных видов материи.

В изолированной системе энергия при любых процессах не производится и не уничтожается — она может только переходить из одной формы в другую.

Принятие и распространение атомно-молекулярной теории (учения) позволило: 

  • сформировать важные химические понятия (молекула, атом);
  • сформировать единый химический язык;
  •  объяснить открытые законы;
  • дать толчок дальнейшим исследованиям в области атома и молекулы.

# Физические и химические явления с точки зрения атомно-молекулярного учения

Атомно-молекулярная теория позволяет объяснить физические и химические явления. Процесс диффузии, например, объясняется способностью молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого. Причина в том, что молекулы (атомы, частицы) движутся постоянно и между ними есть промежутки.
Сущность химической реакции в том, что одни молекулы разрушаются, но образуются другие из тех же атомов, то есть происходит перегруппировка атомов. 
Например, когда мы разлагаем воду электрическим током, то молекулы воды сначала распадаются на атомы водорода и кислорода, а потом из этих атомов образуются двухатомные молекулы кислорода (O2) и водорода (H2).