ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возникновение гипотезы Авогадро из "История учения о молекуле в химии" В 1811 г., через год после выступления Дальтона против законов Гей-Люссака, появляется статья итальянского физика Амедео Авогадро (1776—1856), в которой выдвигается новая гипотеза, разрешившая все противоречия. [c.34] Необходимость согласования опытных данных Гей-Люссака с атомистической интерпретацией его законов приводит Авогадро к понятию о молекуле как физической единице газов, отличной от атома и не зависящей от того, являются л и газы простыми, или сложными. Он четко разграничивает физическую единицу — молекулу — и химическую — атом, хотя и пользуется другой, не совсем удачной терминологией. [c.38] Авогадро определ 1ет молекулу двумя терминами 1) составная молекула — молекула сложного вещества и 2) составляющая молекула — молекула простых газов. Атому соответствует термин элементарная молекула (или полумоле-кула, четверть молекулы и т. д.). Различие между составными и составляющими молекулами только в том, что первые разнородны по атомному составу, а вторые однородны. [c.38] Необходимо отметить, что Авогадро не высказывается окончательно о числе атомов в молекулах простых веществ известные ему данные указывали на наличие только двух атомов, но О Н допускал, что эти молекулы могут иметь больше атомов (четыре, восемь и т. д.). [c.38] Теоретически обосновывая необходимость деления молекул простых тел при образовании сложных веществ (так как в ином случае масса молекул сложных веществ сильно бы отличалась от массы частиц простых веществ), Авогадро стремился устранить резкое различие, не соответствующее опытным физическим данным, которое вносила атомистика Дальтона в атомистическое строение простых и сложных тел. [c.38] Объясняя реакции образования сложных веществ, Авогадро фактически выдвигал идею о реакциях двойного обмена. Правда, идея выражена нечетко, ибо он предполагал предварительное соединение молекул газов, а затем их расщепление, но результат этих реакций соответствует реакции двойного разложения. [c.38] Приведенные ыше расчеты показывают, что Авогадро использовал для вычисления молекулярного веса сложных газообразных веществ молекулярные веса составляющих, сравнивая полученную им при сложении величину (с учетом деления молекул на две полумолекулы) с экспериментальной плотностью данного вещества по водороду. Авогадро здесь фактически развивал дальше метод, предложенный Гей-Люс-саком для определения теоретической плотности сложного вещества по плотности составляющих с единственной существенной разницей, что он дал этому методу атомистическую интерпретацию, основываясь яа понятии молекулы простых газов. Ведь его молекулярные веса простых газов являются фактически не чем иным, как плотностями этих газов по водороду. [c.40] Таким образом, Авогадро, исходя из своей гипотезы, делал правильный вывод о возможности определения молекулярных весов газообразных веществ по их плотности. В решении данного вопроса он проявил непоследовательность. Если при определении молекулярных весов простых газов он исходил из отношений плотностей данного газа и водорода, то для сложных веществ он устанавливал молекулярный вес но химическим данным, а плотность этого вещества служила ему только для проверки правильности расчетов. [c.40] Авогадро принимал молекулярный и атомный вес кислорода равным 15. Правда, при этом он молчаливо признавал в первом случае атомный вес водорода -рав1ным 0,5, а во втором случае—1. Но ясно он это не выразил, что, конечно, не способствовало четкому разграничению понятий об атоме и молекуле. В связи с тем, что при расчете молекулярного веса сложных веществ, он -брал для атомного веса водорода значение, равное 0,5, полученные им величины молекулярных весов не на много отличаются от данных Дальтона, хотя между ними и существовала принципиальная -разница. [c.41] Установив, что молекулярный вес воды равен 8,537, Авогадро так объяснил это совпадение Эта масса отличается от числа 7, которое дается Дальтоном, только различием в оценке состава воды так что в этом отношении результат Дальтона получается почти близким к действительному значению вследствие совпадения двух ошибок, которые компенсируются, первая ошибка — относительно массы молекулы кислорода и вторая — непринятие в расчет деления молекул (на полумолекулы) [20, стр. 9]. [c.41] Это объяснение, однако, не вскрывает главной причины совпадения, а -именно того, что Авогадро считал атомный вес водорода равным 0,5, а Дальтон — равным 1. Такое разъяснение со стороны Авогадро подчеркнуло бы яснее разграничение между атомом -и молекулой. [c.41] Кроме того, Авогадро применял свой метод для определения молекулярного (и атомного) веса углерода Так как является достоверным, что объем угольной кислоты равняется объему -кислорода, входяшего в ее состав, если допустить, что объем углерода, соста1Вляюшего второй элемент, в газообразном виде удваивается путем деления своих молекул на две части, как в других многочисленных соединениях этого рода, то надо будет предположить, что этот объем равен половине объема кислорода, с которым он соединяется, и что, следовательно, угольная кислота образуется из соединения одной молекулы (элементарной молекулы, атома.— М. Ф.) углерода и двух молекул кислорода и является, таким образом, аналогом сернистой кислоты... В таком случае мы находим по весовым отношениям между кислородом и углеродом, что плотность углерода равна 0,832, если возьмем в качестве единицы воздух, а масса его молекулы равна 11,36, если возьмем в качестве единицы водород [20, стр. 16]. [c.42] Авогадро дал для угольной кислоты атомный состав СО2, и для окиси углерода СО. Необходимо подчеркнуть, что здесь Авогадро расходился с Гей-Люосаком, считавшим, что угольная кислота состоит из одного объема углерода и одного объема кислорода, а окись углерода — из двух объемов углерода и одного объема кислорода (это соответствовало формулам СО и С2О) 21, стр. 133]. [c.42] Применяя изложенный выше метод для определения атомных весов металлов, Авогадро приходил к менее удачным выводам, ибо он пользовался произвольными аналогиями между различными окислами металлов. Поэтому атомные веса, рассчитанные Авогадро для некоторых металлов, являются удвоенными (для Си—123, Ag—198, Hg—362). Только для свинца атомный вес по Авогадро близок к действительному (РЬ—206). [c.42] Заканчивая свою статью, Авогадро подчеркивал, что существует много точек соприкосновения между нашими частными результатами и результатами Дальтона, несмотря на то, что мы исходили из общего принципа, а Дальтон руководился частными соображениями. Это согласие говорит в Пользу нашей гипотезы, которая в своей основе является ничем иным, как системой Дальтона, снабженной новым средством уточнения, благодаря связи, которую мы нашли между ней и установленными Гей-Люссаком фактами [20, стр. 26]. Далее, он говорит, что его система подтверждает закон о постоянных отношениях в соединениях газообразных веществ, и добавляет, что можно предвидеть, что сближение молекул в твердых и жидких телах, оставляя между составными молекулами расстояния такого же порядка, как и между элементарными молекулами, может привести к более сложным отношениям, даже к образованию соединений с любыми отношениями но эти соединения будут, так сказать, другого рода по сравнению с теми, которые были нами рассмотрены н это различие может служить для примирения идей Бертолле о соединениях (химических.—М. Ф.)с теорией о постоянстве отношений [20, стр. 26]. [c.43] Авогадро, таким образом, ясно понимал, что его гипотеза представляет собой дальнейшее развитие атомистики Дальтона, что она утверждает законы химических пропорций. Но в то же вре.мя он предвосхищал возможность неопределенных пропорций в твердых и жидких соединениях, подчеркивая, что в этих соединениях как бы стирается грань между элементарными и составными молекулами (т. е. между атомами и молекулами)— снова гениальное предвосхищение современной теории строения твердых веществ. [c.43] Определяя историческое место и значение АвогадрО для развития химической атомистики, необходи мо остановиться на остальных его работах, в которых он пользовался своей гипотезой и развивал ее далее. Следует отметить, что начиная с 1811 г. и до 1850 г. во всех своих научных трудах, как чисто химических, так и физико-химических или физических, Авогадро ссылался на свою гипотезу и воспроизводил ее в различных формулировках, пользуясь ею при теоретических рассуждениях и практических расчетах. Так, в 1814 г. Авогадро опубликовал свою вторую статью, в которой распространял эту гипотезу на другие элементы и соединения [20 101], Он ссылается на нее и в статьях, написанных им в 1816—1819 гг. [20, стр. 95 22 23]. [c.43] В другой статье, также напечатанной в 1821 г. [20, стр. 440, Авогадро широко использовал свою гипотезу при обсуждении химических формул органических веществ. В работе, опубликованной в 1823 г. [25], он уже указывал, что некоторые ХИ МИКИ используют его гипотезу неверно, смешивая понятие об атоме и понятие о молекуле. В 1827 г. Авогадро пишет ...в равных объемах число молекул одинаково у всех газов (принцип, который я выдвинул первым и который сегодня, по-видимому, достаточно широко принят учеными) [20, стр. XX] Это было после опубликования Дюма своих первых исследований, опиравшихся на гипотезу Авогадро. В 1828 г. в одной из статей Авогадро, говоря о своей гипотезе, писал о принципе, все значение которого было понято Дюма, сделавшего весьма интересные применения ... [20, стр. XXI]. [c.44] В курсе физики [20, стр. 275], опубликованном в 1838 г., Авогадро подробно разобрал значение своей гипотезы. В 1843 г., в первой статье об атомных объемах, он опять, говоря о своей гипотезе, писал ...этот принцип на сегодняшний день широко принят открыто или молчаливо физиками и химиками [20, стр. XXI]. Он также упоминал о своей гипотезе в других трех статьях об атомных объемах, напечатанных между 1846 и 1850 г. [26, 27, 28]. Наконец, в 1849 г., Авогадро опубликовал статью [29], в которой, широко используя свою гипотезу, указывал на необходимость разграничения понятия об эквиваленте и о молекуле. [c.44] Вернуться к основной статье