Атомно-молекулярне вчення

Уявлення про те, що речовина складається з окремих, дуже маленьких частинок, виникло ще в стародавній Греції. Створення атомно-молекулярної теорії належить до кінця XXVIII — початку XIX ст., тобто до часу, коли пряцями М. В. Ломоносова були запроваджені кількісні методи дослідження. В основі теорії лежить принцип дискретності (перервності будови) речовини: будь-яка речовина не є суцільною, а складається з окремих дуже малих частинок.

Основні положення теорії:

  • речовини складаються з молекул, які перебувають у постійному русі і між ними існує взаємне притягання і відштовхування;
  • молекули складаються з атомів, які мають певні розміри й масу і при хімічних реакціях не зазнають якісних змін;
  • молекули разних речовин відрізняються між собою розмірами, складом, фізичними та хімічними властивостями.

Атом — це найменша хімічно неподільна електронейтральна частинка матерії, яка складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів і є носієм хімічних властивостей елемента. Взаємодіючи між собою атоми можуть утворювати молекули.

Молекула — це найменша частинка речовини, яка має сталий склад і зберігає її хімічні властивості. Більшість фізичних фласивостей проявляється внаслідок об’єднання великої кількості молекул. Тому не можна говорити про температуру однієї молекули, її колір, густину тощо.

Проте не всі речовини складаються з молекул. Відомо багато речовин немолекулярної будови. Це інертні гази, а також речовини які утворюють атомні або іонні кристали.

Якщо речовина утворена атомами одного елемента, то її називають простою, а якщо атомами різних елементів — складною.

Хімічний елемент — це сукупність атомів з однаковим зарядом ядра. Елемент у вільному стані може існувати у вигляді декількох простих речовин — алотропних модифікацій. Здатність елемента утворювати прості речовини з різними фізичними властивостями називається алотропією. Явище алотропії зумовлене утворенням молекул з різним числом атомів (наприклад кисень О2, озон О3) або утворенням різних кристалічних форм (графіт, алмаз).

Важливою характеристокою атома є його маса. Абсолютна маса атома є дуже малою і лежить в межах від 10-24 …10-22 г. Наприклад маса Гідрогену 1,66 ⋅ 10-24 г. Такими значеннями в розрахунках оперувати не зручно, тому використовують не абсолютні значення маси, а відносні.

За одиницю маси прийнято 1/12 маси атому ізотопу Карбону з масовим числом 12. 1/12 m(C) = 1 а. о. м. = 1,66 ⋅ 10-24 г. 1 а. о. м. — атомна одиниця маси.

Відносна молекулярна Mr (атомна Ar) маса — відношення абсолютної маси молекули (атома) до 1/12 маси атома ізотопу Карбону-12.

N11

Кількість атомів чи молекул у речовині характеризують фізичною величиною, яка називається кількість речовини.

Кількість речовини ν — це число структурних одиниць (атомів, молекул, іонів тощо), що утворюють цю речовину. За одиницю кількості речовини прийнято моль.

Моль — це кількість речовини, яка містить таку кількість структурних одиниць, скільки атомів Карбону міститься в 0,012 кг ізотопу Карбону-12, а саме 6,02 ⋅ 1023 (число Авогадро Na = 6,02 ⋅ 1023 моль-1 ).

Крім відносної молекулярної маси Mr використовують поняття молярної маси M. Молярна маса це маса одного моля речовини:

 M = m/ν