ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение атомных масс. Валентность из "Общая химия Издание 22" Массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам). [c.33] Раздел химии, рассматривающий количественный состав веществ и количественные соотношения (массовые, объемные) между реагирующими веществами, называется стехиометрией. В соответствии с этим, расчеты количественных соотношений между элементами в соединениях или между веществами в химических реакциях (см. 16) называются стехиометрическими расчетами. В основе их лежат законы сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, а также газовые законы — объемных отношений (Гей-Люссака) и Авогадро. Перечисленные законы принято считать основными законами стехиометрии. [c.33] Другой метод определения атомных масс, получивший, более широкое применение, был предложен в 1858 г. итальянским ученым С. Канниццаро. По этому методу сначала определяют молекулярную массу возможно большего числа газообразных плн легколетучих соединений данного элемента. Затем, на основании данных анализа, вычисляют, сколько атомных единиц массы приходится на долю этого элемента в молекуле каждого из взятых соединений. Наименьшее из полученных чисел и принимается за искомую массу. [c.33] Масса углерода, содержащаяся 8 одной молекуле а. е. м. [c.34] Как показывают данные табл. 1, наименьшая масса углерода, содержащаяся в молекулах рассмотренных соединений, равна 12 а. е. м. Отсюда ясно, что атомная масса углерода не может быть больще 12 а. е. м. (например, 24 или 36 а. е. м.). В противном случае пришлось бы принять, что в состав молекул диоксида и оксида углерода входит дробная часть атома углерода. Нет также оснований считать, что атомная масса углерода меньше 12 а. е. м., так как неизвестны молекулы, содержащие меньше, чем 12 а. е. м. углерода. Именно такая масса углерода, не дробясь, переходит при химических реакциях из одной молекулы в другую. Все другие массы углерода являются целыми числами, кратными 12 следовательно, 12 а. е. м. и есть атомная масса углерода. [c.34] Метод Канниццаро позволял находить атомные массы только тех элементов, которые входят в состав газообразных или легко переходящих в газообразное состояние соединений. Большинство же металлов не образует таких соединений. Поэтому при определении атомных масс металлов в свое время был использован другой метод, основанный на зависимости между атомной массой элемента и удельной теплоемкостью соответствующего простого вещества в твердом состоянии. [c.34] Из правила Дюлонга и Пти следует, что разделив 26 на удельную теплоемкость простого вещества, легко определяемую из опыта, можно найти приближенное значение мольной массы атомов соответствующего элемента, а значит, и приближенное значение атомной массы элемента. [c.35] Рассмотренные нами методы определения атомных масс не дают вполне точных результатов, так как, с одной стороны, точность определения молекулярной массы по плотности пара редко превышает 1%, а с другой, — правило Дюлонга и Пти позволяет найти лишь приближенное значение атомной массы. Однако, исходя из получаемых этими методами приближенных величин, легко находить точные значения атомных масс. Для этого надо сравнить найденное приближенное значение мольной массы атомов элемента с его эквивалентной массой. Такое сравнение оказывается полезным, поскольку между мольной массой атомов элемента и его эквивалентной массой существует соотношение, в которое входит также валентность элемента. Рассмотрим последнее понятие несколько подробнее. [c.35] Валентность. Понятие о валентности было введено в химию в середине XIX века. Связь между валентностью элемента п его положением в периодической системе была установлена Менделеевым. Он же ввел понятие о переменной валентности. С развитием теории строения атомов и молекул понятие валентности получило физическое обоснование. [c.35] Валентность — сложное понятие. Поэтому существует несколько определений валентности, выражающих различные стороны этого понятия. Наиболее общим можно считать следующее определение валентность элемента — это способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях. [c.35] Первоначально за единицу валентности была принята валентность атома водорода. Валентность другого элемента можно при этом выразить числом атомов водорода, которое присоединяет к себе или замещает один атом этого другого элемента. Определенная таким образом валентность называется валентностью в водородных соединениях или валентностью по водороду так, в соединениях НС1, НгО, NH3, СНд валентность по водороду хлора равна единице, кислорода — двум, азота — трем, углерода — четырем. [c.35] У большинства элементов значения валентности в водородных и в кислородных соединениях различны например, валентность серы по водороду равна двум (H2S), а по кислороду шести (SO3). Кроме того, большинство элементов проявляют в разных своих соединениях различную валентность. Например, углерод образует с кислородом два оксида оксид углерода СО и диоксид углерода СО2. В оксиде углерода валентность углерода равна двум, а в диоксиде — четырем. Из рассмотренных примеров следует, что охарактеризовать валентность элемента каким-нибудь одним числом, как правило, нельзя. [c.36] Кроме валентности по водороду и по кислороду, способность атомов данного элемента соединяться друг с другом или с атомами других элементов можно выразить иными способами например, числом химических связей, образуемых атомом данного элемента (ковалентность, см. 39), или числом атомов, непосредственно окружающих данный атом (координационное число, см. стр. 162 и 583). С этими и близкими к ним понятиями будем знакомиться после изучения теории строения атома. [c.36] Между валентностью элемента в данном соединении, мольной. массой его атомов и его эквивалентной массой существует простое соотношение, непосредственно вытекающее из атомной теории п определения понятия эквивалентная масса . Пусть, например, валентность элемента по водороду равна единице. Это значит, что один. моль атомов данного элемента. может присоединить или заместить один моль атомов водорода, т. е. один эквивалент водорода. Следовательно, эквивалентная масса этого элемента равна мольной массе его атомов. Но если валентность элемента равна двум, то мольная масса его атомов и его эквивалентная масса уже не будут совпадать друг с другом эквивалентная масса будет в 2 раза меньше мольной массы. Например, эквивалентная масса кислорода (8 г/моль) равна половине мольной массы его атомов (16 г/моль), так как один моль атомов кислорода соединяется с двумя молями атомов водорода, т. е. с двумя эквивалентами водорода, так что на 1,0079 г водорода приходится 16/2 = 8 г кислорода. Эквивалентная масса алюминия, валентность которого равна трем, в 3 раза меньше мольной массы его атомов и т. д. [c.36] Пример. Эквивалентная масса индия равна 38.273 г/моль удельная теплоемкость этого металла 0,222 Дж/(г-К). Определить атомную массу нндия. [c.37] Вернуться к основной статье