Концепции о химических свойствах вещества (структурная химия)

Концепции о химических элементах (атомно-молекулярное учение о веществе)

Четыре концептуальные системы современной химии

Основные химические законы

• Закон сохранения массы: масса веществ, вступающих в реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

• Закон сохранения энергии: при любых взаимодействиях, имеющих место в изолированной системе, энергия этой системы остается постоянной и возможны лишь переходы из одного вида энергии в другой. Доказан Лавуазье в 1789 г., позволив количественно изучать химические реакции.

• Закон объемных отношений: при одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие числа.

• Закон Авогадро: в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и при одинаковом давлении, содержится одно и то же число молекул. Открыт Амедео Авогадро в 1811 г.

• Закон постоянства состава: любое химическое индивидуальное соединение имеет один и тот же количественный состав независимо от способа его получения. Открыт Жозефом Прустом в 1801-1808 гг.

• Закон кратных отношений: если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящихся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа. Открыт Джоном Дальтоном в 1803 г.

В решении проблем химии можно выделить четыре основных этапа, на каждом из которых возникали соответствующие четыре концептуальные системы.

• о химических элементах (атомно-молекулярное учение о веществе) (1660-е гг.);

• о химических свойствах вещества (структурная химия) (1800-е гг.);

• о химических реакциях (химических процессах) (1950-е гг.);

• эволюционная химия (1970-е гг.).

Окончательная победа атомно-молекулярного учения о веществе пришла в 1861 г.

Согласно этому учению:

• молекулы – это единая система атомов;

• химическая реакция – процесс взаимодействия молекул, при которых они обмениваются атомами. В настоящее время установлено, что во время реакций молекулы обмениваются не атомами, а электронами.

В этих концепциях было установлено, что:

• свойства вещества зависят не только от его состава, но и от структуры молекул;

• атомы химического элемента способны образовывать определенное число химических связей с другими атомами (теория валентности);

• необходимо учитывать (помимо валентности) химическую активность реагентов (веществ, вступающих в реакцию).

В современной химии под структурой молекул понимается пространственная и энергетическая упорядоченность системы, состоящей из атомных ядер и электронов.