213. Молекулы и атомы.

§213. Молекулы и атомы.
В настоящем разделе книги мы изучаем изменение теплового состояния тел,
характеризуемого их температурой, переход тел из твердого состояния в жидкое, из
жидкого — в газообразное и обратно и т. д. Естественно возникает вопрос: что
происходит внутри тел, когда меняется их температура, когда они плавятся или
испаряются, и т. д. Ответы на этот вопрос, равно как и на ряд других, относящихся к
свойствам вещества, дает молекулярная теория.
Уже в глубокой древности, за две с половиной тысячи лет до нашего времени,
зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших
частиц, недоступных непосредственному наблюдению. Однако лишь за последние 150
лет развилось и было экспериментально обосновано современное учение о молекулах и
атомах.
Молекулами называются мельчайшие частицы, из которых состоят различные вещества.
При этом в одних случаях, например у паров металлов, у инертных газов (гелий, аргон и
др.), мельчайшие частицы вещества представляют собой отдельные атомы; в других же
случаях подобные частицы состоят из нескольких атомов, например: у водорода,
кислорода и азота — из двух, у углекислоты — из трех и т. д. Молекулы сложных
веществ — не элементов — состоят из атомов различных элементов, входящих в их
состав. Такое представление о строении тел позволило объяснить основные законы
химии: закон постоянных отношений и закон кратных отношений.
Закон постоянных отношений состоит в том, что при образовании любого количества
какого-либо химического соединения массы соединяющихся веществ всегда находятся в
совершенно определенном отношении. Например, при образовании воды из водорода и
кислорода массы входящих в соединение водорода и кислорода всегда относятся, как 1 :
8. С точки зрения представлений об атомах и молекулах этот опытный факт сразу
становится понятным. В самом деле, например, для образования воды два атома
водорода соединяются с одним атомом кислорода, т. е. молекула воды имеет состав
Н2О. Отношение масс водорода и кислорода должно быть равно отношению удвоенной
массы атома водорода к массе атома кислорода и потому всегда будет одним и тем же,
каково бы ни было количество образовавшейся воды. Это связано с тем, что все атомы
водорода одинаковы и их масса всегда одна и та же и что все атомы кислорода тоже не
отличаются по массе один от другого.
Закон кратных отношений состоит в том, что, когда два элемента образуют несколько
соединений, массы одного из элементов в разных соединениях относятся, как целые
числа. Например, азот и кислород дают пять соединений. Массы кислорода в них,
приходящиеся на одну и ту же массу азота, относятся, как целые числа— как 1:2:3:4:5.
Этот факт объясняется тем, что одно и то же число атомов одного элемента (2 атома
азота в нашем примере) в молекулах разных соединений связано с разным числом
атомов другого элемента (в нашем примере с 1, 2, 3, 4 и 5 атомами кислорода). Эти
соединения имеют состав: N2O, N2О2, N2O3, N2O4, N2O5.
1/1