Закон и теория строения атомов

В начале XIX в. Дж. Дальтон, опираясь на открытые к тому времени законы химии — кратных отношений, эквивалентов, постоянства состава, возродил атомистическую теорию. Главное отличие новых положений теории от представлений древнегреческих философов заключалось в том, что они опирались на строгие экспериментальные данные о строении вещества. Дальтон установил, что атомы одного и того же химического элемента имеют одинаковые свойства, а разным элементам соответствуют разные атомы. Была введена важнейшая характеристика атома — атомная масса, относительные значения которой были установлены для ряда элементов. Однако атом по-прежнему считался неделимой частицей. [c.37]

В настоящее время можно сказать, что первоначальные трудности развития теории строения атома, по-видимому, были связаны с тем, что большинство ученых считали возможным применение законов классической физики без изменения и к атому. Все классические законы были выведены для больших, макроскопических тел, но с другой стороны,. эти законы одинаково описывают движение и Солнца, и планет, и футбольного мяча, и теннисного шарика — так почему бы их не применить и к движению электронов И хотя многие экспериментальные данные показывали неприменимость законов макромира к описанию малых частиц, большинство ученых придерживались законов, казавшихся неопровержимыми. [c.40]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства элементов являются функцией электронной стрз ктуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяющего положение элемента в Периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии Периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д.И.Менделеевым следующим образом "Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от их атомного веса". На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, атомы с одинаковой атомной массой — изобары (например, Ат, °К, — принадлежат разным элементам, в то вре- [c.226]

Изложены основные понятия и законы химии, теория строения ато ма, учение о химической связи, теория растворов и электрохимических процессов. Описаны свойства неорганических соединений. В разделе, посвященном органической химии, рассмотрены теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова и свойства органических соединений отдельных классов, [c.2]

Несмотря на то, что теория строения атома Бора имела большое значение для развития физики, она не отражала действительную картину поведения электрона, так как совместить законы обычной механики и положения квантовой теории невозможно. Атом, построенный аналогично планетарной системе, не может существовать, так как движение по замкнутой орбите есть движение с ускорением, а всякое тело, несущее заряд и двигающееся с ускорением, непременно должно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Таким образом, электрон непрерывно теряет энергию и должен упасть на ядро. Вместе с тем атом стабилен, и это означает, что электрон не может быть обычной частицей, отличающейся от макротел только своими размерами. [c.15]

Закономерности в строении спектров объясняются теорией строения атома и законами испускания света. Атомы в нормальном состоянии обладают минимальной анергией. Под действием столкновений в пламени с молекулами или ионами атом переходит в более высокое энергетическое состояние и по истечении короткого времени ( 10- с) спонтанно возвращается в нормальное состояние. Освобождающаяся при этом энергия излучается в виде кванта света. Частота излучения, а следовательно и длина волны, определяется известной формулой Планка [c.146]

Новая структурная классификация химических наук возникла в тесной связи с процессом формирования отдельных специфических направлений исследований и последующей дифференциации химии на отдельные химические науки, для каждой из которых более строго определялись объекты и специальные методы исследований. Новая классификация химических наук отразила логическое развитие химических знаний в XIX столетии и вполне соответствовала задачам дальнейшей, более специализированной, разработки отдельных направлений исследований. Заметим попутно, что употребляемое и в настоящее время название общая химия сохранено, в основном, для обозначения учебной дисциплины — основного курса химии в планах химического образования. Новая структурная классификация химии, как известно, представляет основу структуры и классификации химических наук, принятую в наше время. В конце 80-х годов прошлого столетия многим казалось, что химия в какой-то степени завершила свое развитие. Действительно, к этому времени сложились, казалось, строго научные определения основных понятий химии — элемент, атом, молекула, эквивалент, простое тело, валентность и др. Научную базу химии составляли фундаментальные законы и основополагающие теории, открытые и установленные в течение XIX столетия и увенчанные теорией химического строения и периодическим законом. Химия располагала к этому времени комплексом закономерностей, открытых в результате изучения различных сторон химического процесса и различных химических явлений. Органическая химия, занявшая к тому времени первенствующее положение в исследованиях, прочно вступила в новый этап своего развития — эпоху направленного органического синтеза. Многие химики полагали поэтому, что основные проблемы химии уже получили свое решение и что постройка научного здания химии в основном уже завершена, за исключением некоторых деталей. [c.12]

В значительной степени противоречия ядерной модели Резерфорда были устранены датским физиком Н. Бором, который в 1913 г. разработал теорию атома водорода. При этом он допустил что раз атом устойчив, значит есть в атомном пространстве орбиты, двигаясь по которым, электрон не теряет энергии, поэтому и не падает на ядро. Теория строения атома водорода была основана на законе классической механики о сохранении энергии и на квантовой теории излучения. [c.34]

Усложнение атомов элементов есть результат развития, а не механического роста. Эту сушность периодического закона подтвердила и углубила современная теория строения атома. Усложнить атом элемента с точки зрения теории строения атома — значит ввести в ядро протон, а в электронную оболочку электрон. В результате такого количественного изменения появляется новый элемент с новыми свойствами. Такое развитие и наблюдается по периодам от элемента к элементу. [c.48]

Несмотря на большой успех в объяснении спектров атом( в водорода, теория Бора оказалась не в состоянии объяснить спектры других атомов. Это побудило к созданию более общей квантовой теории, которая могла бы быть применена к различным сложным системам столь же успешно, как теория Бора для водорода. Дальнейшие исследования строения электронных оболочек атомов и характера взаимодействия электронов привели к рождению квантовой механики, которая позволяет успешно изучать системы, состоящие из микрочастиц. В отличие от классической механики, исследующей законы движения тел с большими массами, квантовая механика является механикой частиц малых масс. Хотя математический аппарат квантовой механики довольно сложен, а ее некоторые постулаты абстрактны, это не помешало бурному развитию квантовой теории строения вещества и привело к настолько важным практическим решениям, значение которых трудно переоценить. [c.16]

На основе периодического закона и периодической системы, Д. И. Менделеева быстро развивалось учение о строении атома. Оно вск ьмо физический смысл периодического закона и объяснило расположение элементов в периодической системе. Правильность учения о строении атома всегда проверялась периодическим законом. Вот еще один пример. В 1921 г. Н. Бор показал, что элемент с 2=72, существование которого предсказано Д. И. Менделеевым в 1870 г., должен иметь строение атома, аналогичное атому циркония (2г— 2.8.18.10.2, а НГ — 2.8.18.32.10.2), а потому искать его следует среди минералов циркония. Следуя этому предсказанию, в 1922 г. венгерский химик Д. Хевеши и голландский физик Д. Костер в норвежской циркониевой руде открыли элемент с 2=72, назвав его гафнием (от лат. названия г. Копенгагена — места открытия элемента). Это был величайший триумф теории строения [c.50]

По вопросу дальнейшего развития теории химического строения Бутлеров писал Само собой разумеется, что, когда мы будем знать ближе натуру химической энергии, самый род атомного движения,— когда законы механики получат и здесь приложение,— тогда учение о химическом строении падет, как падали прежние химические теории, но, подобно большинству этих теорий, оно падет не для того, чтобы исчезнуть, а для того, чтобы войти в измененном виде в круг новых и более широких воззрений . Итак, автор теории химического строения предвидел приложение механики атом-ного мира (т. е. квантовой механики) к его теории. Именно применение квантовой механики к проблемам структуры вещества подняло теорию химического строения Бутлерова на новую, высшую ступень. Только в одном не прав был Бутлеров его теория не пала, а превратилась в общехимическую теорию, являющуюся фундаментом современной химии. [c.12]

После открытия электрона и протона эта модель была рассмотрена физиками, занимавшимися вопросами строения атомов, и стало очевидным, что прежнюю теорию движения частиц (законы Ньютона), а также теорию электричества и магнетизма нельзя применить к атому. Согласно электромагнитной теории, при вращении электрона вокруг ядра должен возникать свет, частота которого должна быть равной частоте вращения электрона в атоме. Такое испускание света движущимся электроном подобно испусканию радиоволн при прямом я обратном движении электронов в передающей радиоантенне. Однако по мере продолжения непрерывного испускания атомом энергии в виде света электрон должен был бы двигаться по спирали, все больше и больше приближаясь к ядру, и частота его движения вокруг ядра должна была бы все возрастать. В соответствии с этим по старым (классическим) теориям движения и электромагнетизма атомы водорода должны были бы давать спектр всех частот непрерывный спектр). Но это противоречит экспериментальным данным спектр водорода, получаемый в разрядной трубке, содержащей атомы водорода (образующиеся в результате диссоциации молекул водорода), состоит из дискретных линий, как показано на рис. 5.7. Кроме того, известно, что объем, который занимает атом водорода в твердом или жидком веществе, соответствует диаметру атома, равному примерно 200 пм, между тем прежние теории атома водорода не объясняли, каким образом электрон удерживается на определенном расстоянии, а не перемещается все ближе и ближе к ядру, и диаметр атома не становится значительно меньше 200 пм. [c.120]

В 1906 г. Оствальд опубликовал книгу Путеводные нити в химии , в 1908 г. она была переиздана под названием Становление естествознания . Однако первоначальное название больше соответствовало содержанию книги, в которой Оствальд отразил историю развития важнейших идей и понятий , таких, как элемент, атом и молекула, изомерия и строение. В этой работе Оствальд учитывал только те факты, которые казались ему важными для формирования основных понятий. На самих исторических событиях и роли отдельных ученых он не останавливался. Главное в истории науки, по его мнению, должно составлять понятие. Для Оствальда понятия были олицетворением науки, поскольку каждая научная работа стремится к формулировке соответствующих понятий, с помощью которых можно описать общую закономерность и фактический материал. Для прогнозирования развития науки в будущем историческая наука должна проводить исследование исторических событий в соответствии с законами развития [131, с. 760 134, с. 3 и сл. 132, т. 10, с. 4 и сл. 133]. Законы развития Оствальд усматривал в противоречиях между господствующей идеей, новыми опытными данными и их интерпретацией. Каждая теория объясняла только определенный круг фактов, поэтому в результате новых открытий достигалось, в конце концов, состояние, когда эти факты уже не могли больше укладываться в рамки существующей теории и тем самым способствовали ее дальнейшему развитию. [c.248]

После т,ого как были открыты электрон и протон, такая модель была тщательно изучена физиками, занимавшимися вопросами строения атомов ученые пришли к выводу, что прежнюю теорию движения частиц (открытые Ньютоном законы движения), а также теорию электричества и магнетизма нельзя применить к атому. Согласно электромагнитной теории, при вращении электрона вокруг ядра должен возникать свет, частота которого должна быть равной частоте вращения электрона вокруг ядра в данном атоме. Такое испускание света движущимся электроном должно было бы быть аналогичным испусканию радиоволн при прямом и обратном движении электронов в передающей радиоантенне . Кроме того, если бы [c.103]

Дальнейшее развитие этого учения нашло свое выражение в теории химического строения Бутлерова и в периодическом законе Д. И. Менделеева. Необходимо отметить, что, не придавая большого значения понятию валентности, участники конгресса не смогли вскрыть связь между понятием химический эквивалент и понятием атом и молекула . Вследствие этого они признали эквивалент только эмпирическим понятием. [c.345]

В 1860 г. более 140 ведущих химиков из разных стран Европы собрались на международный конгресс в г. Карлсруэ. На этом конгрессе было достигнуто единое понимание фундаментальных понятий химии (атом, молекула, эквивалент), признана справедливость закона Авогадро, вошли в употребление правильные значения атомных масс элементов. Все эти успехи науки подготовили условия для нового этапа в развитии органической химии — появления теории химического строения органических соединений. [c.23]

Последующее развитие науки позволило, опираясь на периодический закон, гораздо глубже познать строение вещества, чем это было возможно при жизни Менделеева. Разработанная в XX веке теория строения ато а, в свою очередь, дала периодическому закону и периодической системе элементов новое, более глубокое орещенне. Блестящее подтверждение нащли пророческие слова Менделеева Периодическому закону не грозит разрушение, а обещаются только надстройка и развитие . [c.56]

Осн. исследования посвящены общей и неорг. химии. Впервые получил хлорид азота (1811) и фосфор-новатистую к-ту (1816). Независимо от Г. Дэви и почти одновременно с ним предложил (1815) водородную теорию к-т. Исследовал состав, строение и св-ва щавелевой к-ты и ее солей. Изучал р-цию тер-мич. разложения оксалатов. Совм. с проф. физики Политехи, школы в Париже А. Т. Пти установил (1819) закон теплоемкости тв. тел, согласно которому произведение удельных теплоемкостей простых тв. тел на ат. м. образующих элем.— величина приблизительно постоянная (закон Дюлонга — Пти), Они же вывели (1818) общую ф-лу для скорости охлаждения тел. Определил (1824—1830) давление насыщенного водяного пара при разных т-рах. Сконструировал (1830) водяной колориметр. Изучал термическое разлолсение оксалатов. [c.158]

Н I л ь е г е н р и к Давид Бор (1885 — 1962) — датский физик, иностранный член Академип наук СССР. Бор создал первоначальную квантовую теорию строения атомов, молекул, атомных ядер. Он впервые в истории пауки сумел рассчитать свойства атома. Этнм атомом был атом водорода. Развивая свою теорию, Бор дал теоретическое объяснение периодического закона Д. И. Менделеева [c.23]

Теория строения атома Бора исходит из устойчивости атома и в этом отношении резко отличается от планетарной модели Розерфорда. Атом, по теории Бора, состоит из ядра и вращающихся вокруг него по круговым и эллиптическим орбитам электронов. Взаимодействие положительного ядра и отрицательно заряженных электронов обусловлено силами Кулона, в отличие от сил всемирного тяготения, действующих в планетарной системе. В то время как в последней по закону Ньютона орбита той или иной планеты может иметь любое значение своего радиуса, при движении электрона вокруг ядра возможны не любые, но всегда определенные, дискретные орбиты. Они, так сказать, заранее заданы (см. схематический рис. 9), и если затратить определенную работу для выведения электрона из его орбиты, он перескочит на более удаленную орбиту, имеющуюся в атоме, но никогда не будет вращаться на какой-то промежуточной орбите. [c.45]

За прошедшие сто лет были исправлены атомные веса ряда элементов, было открыто более 40 новых элементов и среди них 101-й — менделеевий Md. Все они нашли свое место в периодической системе элементов Менделеева, которая приобрела огромное значение в химии и во всех сопредельных областях знания. С каждым годом она углублялась, непрерывно увеличивая и расширяя свое внутреннее содержание. Периодическая система явилась как бы призмой, через которую можно было рассмотреть в атомном разрезе весь мир. Исключительное значение в понимании периодического закона элементов принадлежит теории строения атомов и прежде всего строению их электронных оболочек. Оказалось, что химические свойства элементов определяются внетнними электронными оболочками, строение которых закономерно периодически возвращается. Характером заполнения оболочек у разных атомов можно было объяснить, например, эффект так называемого лантаноидного сн атия, наблюдаемого не только у группы редких земель, но и у группы актиноидов. [c.205]

Применение К. п. т. ограничено системами, в к-рых центр, атом слабо влияет иа лиганды и не образует с ними прочных связей. В противном спучае необходимо учитывать изменения состояний лигандов (см. Поля лигаидов теория). Благодаря ясному физ. смыслу и простоте оценок, основанных на законах симметрии, К. п. т. применяется дпя интерпретации оптич. и ЭПР<пектроВ мол. комплексов н кристаллов, при анализе строения координац. соед., устойчивости ионов в р-рах, каталитич. активности и др. особенно широко ее используют применительно к соединениям элементов с иезапапиениыми полностью (I- или /-оболочками. [c.534]

Следует отметить, что в докладе Комиссии ОХН имеется известный разрыв между теорией химического строения Бутлерова и учением о взаимном влиянии атомов в молекуле. А. М. Бутлеров такого разрыва не допускал. Б своей статье О химическом строении веществ в 1862 г. он писал Правда, мы не знаем той связи, которая существует внутри сложной частицы между взаимным химическим действием атомов, ее составляющих, и их механическим размещением,— не знаем, например, того, прилегают ли непосредственно один к другому атомы, химически непосредственно действующие друг на друга, но тем не менее, даже и тогда, когда оставим в стороне самое нонятие о физических атомах, нельзя будет отрицать, что химические свойства сложного тела условливаются преимущественно химическим отношением элементов, его составляющих. Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу (А. М. Бутлеров. Избр. работы по органической химии . Изд. А Н СССР, 1951, стр. 71—72). Эта мысль о непосредственной связи теории химического строения органических молекул с взаимным влиянием атомов, составляющих молекулу, более полно и детально развивается А. М. Бутлеровым в ого знаменитом курсе Введение к полному изучению органической химии , вышедшем двумя годами позже. Бутлеров подчеркивает, что химическая приро7да сложного химического вещества определяется в известной степени взаимным влиянием атомов, входящих в состав молекулы этого вещества. Он даже говорит, что на основании опытных данных того времени о взаимном влияиии атомов в молекуле удалось сделать некоторые обобщения, которые нередко позволяли предсказывать химическое строение вещества по его превращениям и, наоборот, предвидеть свойства веществ, зная его строение. Бутлеров считал, что эти иредварительные обобщения, при дальнейшей их разработке и экспериментальном обосновании, могут приобрести характер законов. [c.421]

В связи с атомистической интерпретацией законов Гей-Люссака, Дюма писал Большинство химиков, которые упражнялись в у.мозрениях атомистической теории, так же, как и некоторые физики, которые рассматривали этот пред-мет, считали возможным допустить, без большого риска, что в газах атомы находятся на одинаковом расстоянии и что в рав-но-м объеме имеется одинаковое число атомов у различных газов. Это, говорили они, кажется, вне всякого сомнения, если вспомнить, что все газы одинаково сжимаются, одинаково расширяются и что их соединения образуются в простых отношениях, Поче-му объемные изменения, которые испытывает газ под влиянием из.менения давления и те-мпературы, являются независимыми от его природы Почему существует такое тождество в явлениях, произведенных физическими силами над всеми различными газами, в то время как такого тождества нет у жидких и твердых тел Это является не чем иным, как следствием одинакового строения, присущего всем газообразным веществам... Наконец, наблюдения Гей-Люссака, установившие, что в определении законов соединения. между газами можно за.менить слово объем словом атом , по-видимому, дают предыдущи.м соображениям наибольшую степень вероятности [53, стр. 263]. [c.99]

Во Франции противником классическо теории химического строения, стереохимии, периодического закона выступал Бертло, до 90-х годов придерживавшийся символов элементов, отвечающих их эквивалентным весам, и выражавший конституцию соединений при помощи уравнений их образования. В основе этого нигилизма пг отношению к теоретической части химии лежало еще общее отрицательное отношение к атомно-молекулярной теории. Понятие молекулы, с точки зрения паших положительных знаний, неопределенное, в то время х<ак другое понятие — атом — чисто гипотетическое ,— утверждал Бертло в полемике с Вюрцем, иронически замечая, что Вюрц видел атомы Однако понимал Бертло положительные знания чисто по-позитивистски, и позитивизм был явной основой его методологических принципов Что позитивистский подход влиял самым непосредственным образом на научную деятельность ученого, показывает пример другого крупного французского химика Сент-Клэр Девилля, который отвергал истолкование своих опытов по термической диссоциации, предложенное Канниц- [c.134]

Одна из основных причин успеха Дальтона состоит Б том, что он сумел найти истинную связь между теорией и опытом в области химии. Каждый свой шаг в области теоретических построений он неизменно проверял на опыте, и если в его работах атом смог превратиться яз натур-философской категории в химическую, то главным образом благодаря тому, что Дальтон правильно уловил соотношение и связь между старой идеей о прерывистом строении материи и новыми опытными химико-аналитическими данными. Это отмечает даже такой враг атомистики, как Оствальд, говоря, что в стехиометрических законах заключается особеннал идея, а именно экспериментальная, и связать ее с атомистической теорией удалось лишь Дальтону... . [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология