Атоми в хімії

Хімічне перетворення є головне завдання хімії.

«Хімічне перетворення, хімічна реакція є головний предмет хімії» (Н. Н. Семенов). Отже, найважливіше завдання хімії - з'ясувати будову речовини, залежність властивостей речовини від будови отримання речовини з заданими властивостями і виявлення раціональних шляхів управління хімічними процесами.

Знання у практичній діяльності людини є свого роду інструментом, духовним знаряддям перетворення речовини, перетворення світу.

Знання забезпечують уміння надавати речовинам потрібні властивості і стримувати або усувати дію шкідливих. Вони незмірно розширюють владу над речовиною. Досягти цього, відшукати приховані механізми перетворень речовини, оволодіти засобами цих перетворень завжди було пристрасним прагненням людей, як би не змінилися їхні уявлення про природу, про характер цих коштів. [8]

Виявляється прямий зв'язок багатьох властивостей речовини з певним типом конструкції молекул (кільце, простий ланцюг, ланцюг з ответленіямі і т.д.), з наявністю в молекулах певних «будівельних деталей», що складаються з окремих атомів або груп атомів. Коли один вид речовини перетворюється в інший, відбувається перебудова молекул, змінюються число, характер будівельних деталей і сам порядок їх з'єднання. Зміни речовини і його властивостей пов'язані зі зміною складу перебудовою конструкції молекул.

Таке розуміння перетворень речовини внесло істотні корективи в обране на основі атомного вчення напрям дослідження. Раз властивості речовини залежать не тільки від його складу. т. е. від кількісного і якісного співвідношення атомів, але і від будови, від того, як, в якому порядку ці види атомів пов'язані один з одним, як взаємодіють, - значить, необхідно з'ясовувати особливості будови, його зв'язок з властивостями речовини. Тільки розкривши це, можна було сподіватися на свідоме управління перетвореннями речовини.

Поки в хімії ще не склалося чітке розходження атомів і молекул і поняття про хімічну будову, хімічні перетворення розглядалися переважно як зміни складу, зміни кількісного і якісного співвідношення атомів у складі речовини. Ще Гегель характеризував хімію як науку про якісні зміни тіл, що відбуваються під впливом зміни кількісного складу.

На базі атомно-молекулярного вчення і відволікання від відмінностей мікро макроформ речовини склалося нове уявлення про сутність хімічного руху матерії як процесів перетворення молекул. У хімічних перетвореннях речовини змінюються (утворюються, перебудовуються, руйнуються) молекули, змінюється їх атомний склад і будова, атоми ж при цьому залишаються незмінними - таке розуміння сутності хімізму стало панівним.

ефект хімічної дії речовин визначається двома факторами: а) взаємним спорідненістю цих речовин і б) масою реагуючих речовин. Твір сили взаємного спорідненості на масу реагуючих речовин Бертолле назвав хімічної масою;

в переважній більшості хімічних процесів - реакція обміну - одна складова частина речовини витісняє іншу не тільки завдяки більшій силі свого спорідненості, а й завдяки більшій масі, взятої в реакцію. Якби був відсутній фактор (б), то все реакції були б спрямовані в одну сторону - в сторону витіснення більш сильним реагентом слабшої складової частини. Наприклад, щоб отримати азотну кислоту з її солей, зазвичай застосовують сірчану кислоту як сильнішу в порівнянні з азотною. Але Бертолле довів, що можлива і зворотна реакція, для чого слід тільки змінити співвідношення діючих мас і умови реакції;

хімічні реакції є в принципі оборотними. Ступінь оборотності залежить від діючих мас і умов процесу. Більшість реакцій є оборотними. Оборотні хімічні реакції являють собою єдність двох протилежних реакцій - прямий і зворотній. Єдність і взаємодія цих протилежностей становить одне з протиріч будь-якого оборотного хімічного процесу.

всі речовини складаються з найдрібніших частинок, взаємодія яких в залежності від факторів (а) і (б) призводить до їх об'єднання в частинки великих розмірів (реакції приєднання) або до перегрупування (реакції обміну);

склад сполук, що утворюються залежить також від факторів (а) і (б) і в загальному випадку повинен бути змінним, що особливо характерно для розчинів і сплавів.

Хімію можна визначити як науку, що вивчає речовини та процеси їх перетворення, що супроводжуються зміною складу і структури. Хімічний процес супроводжується зміною складу речовин, їх структури і обов'язково енергетичними змінами в реагує системі. У хімічному процесі відбувається перегрупування атомів, що супроводжується розривом хімічних зв'язків у вихідних речовинах і утворенням хімічних зв'язків в продуктах реакції. Внаслідок взаємозв'язку форм руху матерії і їх взаємоперетворення в результаті хімічних реакцій має місце перетворення хімічної енергії в теплоту, світло та ін.

Хімічні реакції - це перетворення одних речовин (реагентів) в інші (продукти реакції), що відрізняються від вихідних складом, будовою і властивостями. Але при переході від одних речовин до інших в процесі перетворення в реакції може бути присутнім перехідний стан. У ньому має місце протікання таких протилежних процесів, як з'єднання і розпад, розкладання і синтез, асоціація і дисоціація. Саме в перехідному стані найвиразніше знаходять свій прояв єдність перериваної і безперервного в хімічній формі руху матерії. У процесі хімічної реакції змінюється взаєморозташування реагентів, перебудовується хімічний зв'язок (електронні орбіталі). Розриваються зв'язку у вихідних речовинах і утворюються нові зв'язки в продуктах реакції. При цьому реакція протікає з виділенням або поглинанням енергії в залежності від співвідношень енергією розриву і утворення зв'язків.

З кількісного боку реакція може характеризуватися об'ємними або ваговими співвідношеннями між реагують речовинами, їх концентрацією, швидкістю процесу і т.д. Якісні та кількісні характеристики будь-якої реакції знаходяться в нерозривному зв'язку. Тому, знаючи закономірності такого взаємозв'язку, можна контролювати процес, керувати ним, що широко використовується на практиці.

Знання, накопичені в процесі вивчення хімічних реакцій, а також вчення про хімічний зв'язок і будову речовини збагатили і поглибили уявлення людини про діалектику природних явищ і цим сприяли вдосконаленню наукової картини світу.

Схожі статті