أحد القوانين الأساسية للكيمياء ، اكتشفه ج. إل بروست عام 1799 ؛ وفقًا لهذا القانون ، يتكون مركب معين نقي كيميائيًا ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، من نفس المادة الكيميائية. العناصر التي لها تكوين وخصائص ثابتة ، ... ... موسوعة البوليتكنيك الكبرى

قانون ثبات التكوين- pastoviųjų santykių dėsnis status as T sritis fizika atitikmenys: engl. قانون النسب الثابتة قانون التكوين المحدد vok. Gesetz der konstanten Gewichtsverhältnisse ، n ؛ Gesetz der konstanten Proportionen، n؛ Gesetz der konstanten…… نهاية Fizikos žodynas

قانون ثبات التكوين- قانون الأسهم ... قاموس المرادفات الكيميائية أنا

قانون التركيب الثابت: يتكون كل مركب كيميائي ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، من نفس العناصر ، ونسب كتلته ثابتة. ينطبق بصرامة على المركبات الغازية والسائلة. تكوين بلوري ... ... قاموس موسوعي كبير

قانون التركيب الثابت: يتكون كل مركب كيميائي ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، من نفس العناصر ، ونسب كتلته ثابتة. ينطبق بصرامة على المركبات الغازية والسائلة. تكوين بلوري ... ... قاموس موسوعي

في كل كيمياء محددة. بالتواصل ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، فإن نسبة كتل العناصر المكونة ثابتة. تمت صياغته في البداية. القرن ال 19 ج.بروست: المركب منتج متميز أعطته الطبيعة تركيبة دائمة ... ... موسوعة كيميائية

أحد القوانين الأساسية للكيمياء: كل مركب كيميائي محدد ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، يتكون من نفس العناصر ، ونسب كتلها ثابتة ، ويتم التعبير عن الأعداد النسبية لذراتها ... .. . الموسوعة السوفيتية العظمى

أحد الأمور المهمة قوانين الكيمياء والتي تتكون من حقيقة أن كل كيمياء. الاتصال ، بغض النظر عن كيفية الحصول عليه ، يتكون من نفس المادة الكيميائية. العناصر المتصلة ببعضها البعض بنفس النسب (بالكتلة). ملاحظة. ح. تم التثبيت ... قاموس موسوعي كبير للفنون التطبيقية

يتكون كل مركب كيميائي ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، من نفس العناصر ، ونسب كتلته ثابتة. ينطبق بصرامة على المركبات الغازية والسائلة. يمكن أن يكون تكوين المركبات البلورية ... ... قاموس موسوعي

كل كيمياء. يتكون المركب ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، من نفس العناصر ، ونسب كتلها ثابتة. ينطبق بصرامة على المركبات الغازية والسائلة. تكوين بلوري كون. قد يكون غير ذي صلة (انظر ... علم الطبيعة. قاموس موسوعي

هذا الدرس مخصص لدراسة قانون ثبات تكوين المادة. سوف تتعلم من مواد الدرس من اكتشف هذا القانون.

1. اكتشاف قانون ثبات تكوين المادة

تشمل القوانين الأساسية للكيمياء قانون ثبات التركيب:

أي مادة نقية ، بغض النظر عن طريقة تحضيرها ، لها دائمًا تركيبة نوعية وكمية ثابتة.

تتيح النظرية الجزيئية الذرية شرح قانون ثبات التركيب. نظرًا لأن الذرات لها كتلة ثابتة ، فإن التركيب الكتلي للمادة ككل ثابت.

تمت صياغة قانون ثبات التكوين لأول مرة الكيميائي الفرنسي جيه بروستفي عام 1808

هو كتب: "من قطب من قطب الأرض إلى آخر ، المركبات لها نفس التركيب ونفس الخصائص. لا يوجد فرق بين أكسيد الحديد من نصف الكرة الجنوبي ونصف الكرة الشمالي. الملكيت من سيبيريا له نفس تركيب الملكيت من إسبانيا. هناك هو واحد فقط من الزنجفر في العالم كله ".

في هذه الصيغة من القانون ، كما في المثال أعلاه ، يتم التأكيد على ثبات تكوين المركب ، بغض النظر عن طريقة التحضير والموقع.

للحصول على كبريتيد الحديد (II) FeS ، نخلط الحديد والكبريت بنسبة 7: 4.

إذا قمت بخلطها بنسب مختلفة ، على سبيل المثال 10: 4 ، إذن تفاعل كيميائيسيحدث ، لكن 3 جم من الحديد لن تتفاعل. لماذا يوجد مثل هذا النمط؟ من المعروف أنه في كبريتيد الحديد (II) توجد ذرة كبريت واحدة لكل ذرة حديد.. لذلك ، بالنسبة للتفاعل ، من الضروري تناول مواد بنسب كتلية يتم الحفاظ على نسبة ذرات الحديد والكبريت (1: 1). بقدر ما القيم العددية الكتل الذرية Fe ، S. وكتلتها الذرية النسبية A r(Fe) أ ص(س) بالتزامن ، يمكننا أن نكتب: A r(Fe): أ ص(S) = 56:32 = 7: 4.
تظل النسبة 7: 4 ثابتة ، مهما كانت وحدات الكتلة يتم التعبير عن كتلة المواد (g ، kg ، t ، a.m.u.). أغلبية مواد كيميائيةله تكوين ثابت.

أظهر تطور الكيمياء أنه ، إلى جانب المركبات ذات التركيب الثابت ، هناك مركبات ذات تكوين متغير.

توجد مواد ذات تركيبة متغيرة ، وقد سميت على اسم Berthollet - berthollides.

بيرثوليدس- المركبات ذات التركيب المتغير التي لا تخضع لقوانين النسب الثابتة والمتعددة. Bertollides هي مركبات ثنائية غير متكافئة ذات تكوين متغير ، والتي تعتمد على طريقة التحضير. تم اكتشاف العديد من حالات تكوين البرثوليد في الأنظمة المعدنية ، وكذلك بين الأكاسيد ، والكبريتيدات ، والكربيدات ، والهيدرات ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي أكسيد الفاناديوم (II) على تركيبة من V0.9 إلى V1.3 ، اعتمادًا على على شروط التحضير.

بناء على اقتراح N. سمي كورناكوف لأول مرة دالتونيدات(في ذكرى الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي دالتون) ، والثاني - بيرثوليد(تخليدا لذكرى الكيميائي الفرنسي بيرثوليت ، الذي توقع مثل هذه المركبات). يتم التعبير عن تكوين دالتونيدات صيغ بسيطةمع مؤشرات متكافئة عدد صحيح ، على سبيل المثال H 2 O ، HCl ، CCl 4 ، CO 2. يختلف تكوين بيرثوليديس ولا يتوافق مع النسب المتكافئة.

فيما يتعلق بوجود مركبات ذات تكوين متغير ، يجب توضيح الصياغة الحديثة لقانون ثبات التكوين.

تكوين المركبات التركيب الجزيئي، بمعنى آخر. يتكون من جزيئات - ثابت بغض النظر عن طريقة التحضير. تركيبة المركبات ذات البنية غير الجزيئية (ذات الشبكة الذرية والأيونية والمعدنية) ليست ثابتة وتعتمد على ظروف التحضير.

ثانيًا. حل المشاكل

بناءً على قانون ثبات التكوين ، يمكن إجراء حسابات مختلفة.

مهمة 1
في أي نسب كتلة يتم دمج العناصر الكيميائية في حامض الكبريتيك ، الصيغة الكيميائية لها H 2 SO 4؟

قرار:

Ar (H) = 1 ، Ar (S) = 32 ، Ar (O) = 16.
دعنا نحدد نسب الكتلة لهذه العناصر في الصيغة H 2 SO 4
م (ح): م (س): م (س) = 2 أر (ح): أر (س): 4 أر (س) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32

وهكذا ، للحصول على 49 جم من حامض الكبريتيك (1 + 16 + 32 = 49) ، يجب أن تأخذ 1 جم - H ، 16 جم - S و 32 جم - O.

المهمة رقم 2
يتحد الهيدروجين مع الكبريت بنسب كتلة تبلغ 1:16. باستخدام بيانات الكتل الذرية النسبية لهذه العناصر ، قم باشتقاق الصيغة الكيميائية لكبريتيد الهيدروجين.

قرار:
باستخدام PSCE ، نجد الكتل الذرية النسبية للعناصر الكيميائية:
Ar (H) = 1 ، Ar (S) = 32.
دعونا نشير إلى عدد ذرات الهيدروجين في الصيغة - x ، والكبريت - y: H x S y
m (H): m (S) = xAr (H): yAr (S) = x1: y32 = (2 * 1): (1 * 32) = 2:32 = 1:16
لذلك ، فإن صيغة كبريتيد الهيدروجين H 2S

المهمة رقم 3
اشتق معادلة كبريتات النحاس إذا كانت نسب كتلة النحاس والكبريت والأكسجين فيها 2: 1: 2 على التوالي؟

قرار:
باستخدام PSCE ، نجد الكتل الذرية النسبية للعناصر الكيميائية:
Ar (Cu) = 64 ، Ar (S) = 32 ، Ar (O) = 16.
دعونا نشير إلى عدد ذرات النحاس في الصيغة - x ، والكبريت - y ، والأكسجين - z: Cu x S y O z
m (Cu): m (S): m (O) = xAr (Cu): yAr (S): zAr (O) = x64: y32: z16 = (1 * 64): (1 * 32): (4 * 16) = 64:32:64 = 2: 1: 2

ثالثا. مهام التحكم

رقم 1. باستخدام معلومات حول الكتل الذرية النسبية للعناصر الكيميائية ، احسب النسب الكتلية للعناصر في حمض الكربونيك، صيغته الكيميائية H 2 CO 3.

رقم 2. حدد كتلة الأكسجين التي تتفاعل بدون بقايا مع 3 جم من الهيدروجين ، إذا كان الهيدروجين والأكسجين موجودين هذه القضيةمتصلة على التوالي بنسبة 1: 8؟

رقم 3. الكربون والأكسجين في نشبعالاتصال بنسبة كتلة 3: 8.
اشتق الصيغة الكيميائية لثاني أكسيد الكربون

رقم 4. حدد كتلة تفاعل الهيدروجين بدون بقايا مع 48 جم من الأكسجين ، إذا تم الجمع بين الهيدروجين والأكسجين في هذه الحالة بنسبة 1: 8.

تنتمي الكيمياء إلى فئة العلوم الدقيقة ، وتحدد ، إلى جانب الرياضيات والفيزياء ، قوانين وجود المادة وتطورها ، التي تتكون من الذرات والجزيئات. جميع العمليات التي تحدث في كل من الكائنات الحية وبين الكائنات طبيعة جامدة، تستند إلى ظواهر تحول الكتلة والطاقة. الجوهر ، الذي سيخصص هذا المقال لدراسته ، ويشكل الأساس لتدفق العمليات في العالم العضوي وغير العضوي.

العقيدة الجزيئية الذرية

لفهم جوهر القوانين التي تحكم الواقع المادي ، يجب أن تكون لديك فكرة عما يتكون منه. وفقًا للعالم الروسي العظيم إم في لومونوسوف ، "يجب على الفيزيائيين ، وخاصة الكيميائيين ، البقاء في الظلام ، وعدم معرفة الجسيمات الداخلية للبنية". كان هو الذي اكتشف في عام 1741 ، نظريًا أولاً ، ثم تم تأكيده بالتجارب ، قوانين الكيمياء ، التي تعمل كأساس لدراسة المادة الحية وغير الحية ، وهي: تتكون جميع المواد من ذرات قادرة على تكوين جزيئات. كل هذه الجسيمات في حركة مستمرة.

اكتشافات وأخطاء جي دالتون

بعد 50 عامًا ، بدأ العالم الإنجليزي جيه دالتون في تطوير أفكار لومونوسوف. أجرى العالم أهم العمليات الحسابية لتحديد الكتل الذرية للعناصر الكيميائية. كان هذا بمثابة الدليل الرئيسي لمثل هذه الافتراضات: يمكن حساب كتلة الجزيء والمادة بمعرفة الوزن الذري للجسيمات التي يتكون منها تركيبها. يعتقد كل من Lomonosov و Dalton أنه بغض النظر عن طريقة التحضير ، فإن جزيء المركب سيكون له دائمًا قيمة كمية و التركيب النوعي. في البداية ، كان هذا هو الشكل الذي تمت صياغة قانون ثبات تكوين المادة. مع الاعتراف بمساهمة دالتون الهائلة في تطوير العلم ، لا يمكن للمرء أن يظل صامتًا بشأن الأخطاء المؤسفة: الإنكار التركيب الجزيئي مواد بسيطةمثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين. يعتقد العالم أن الجزيئات المعقدة فقط هي التي لها جزيئات ، وبالنظر إلى السلطة الهائلة لدالتون في المجتمع العلمي ، فإن أوهامه أثرت سلبًا على تطور الكيمياء.

كيف يتم وزن الذرات والجزيئات

أصبح اكتشاف مثل هذا الافتراض الكيميائي مثل قانون ثبات تكوين المادة ممكنًا بفضل مفهوم الحفاظ على كتلة المواد التي دخلت في تفاعل وتشكلت بعده. بالإضافة إلى دالتون ، تم إجراء قياس الكتل الذرية بواسطة أ. في الوقت الحاضر ، يتم تحديد كتلة الذرات والجزيئات باستخدام النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسات ، وتأكيد القوانين الموجودة في الكيمياء. في السابق ، استخدم العلماء مثل هذه الأداة كمقياس طيف الكتلة ، لكن تقنية الوزن المعقدة كانت عيبًا خطيرًا في قياس الطيف.

لماذا قانون الحفاظ على الكتلة مهم؟

تثبت الفرضية الكيميائية المذكورة أعلاه التي صاغها M.V. Lomonosov حقيقة أنه أثناء التفاعل ، لا تختفي الذرات التي تشكل المتفاعلات والمنتجات في أي مكان ولا تظهر من لا شيء. يبقى عددهم دون تغيير قبل وبعد بما أن كتلة الذرات ثابتة ، تؤدي هذه الحقيقة منطقيًا إلى قانون حفظ الكتلة والطاقة. علاوة على ذلك ، أعلن العالم هذا النمط كمبدأ عالمي للطبيعة ، مؤكداً على التحويل البيني للطاقة وثبات تكوين المادة.

أفكار J. Proust كتأكيد للنظرية الجزيئية الذرية

دعونا ننتقل إلى اكتشاف مثل هذا الافتراض مثل قانون ثبات التكوين. الكيمياء في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر هي علم نشبت فيه خلافات علمية بين اثنين من العلماء الفرنسيين ، جيه. بروست وسي. بيرثوليت. جادل الأول بأن تكوين المواد المتكونة نتيجة تفاعل كيميائي يعتمد بشكل أساسي على طبيعة الكواشف. كان Berthollet متأكدًا من أن تكوين المركبات - منتجات التفاعل يتأثر أيضًا بالكمية النسبية للمواد المتفاعلة. دعم معظم الكيميائيين في بداية بحثهم أفكار بروست ، الذي صاغها على النحو التالي: التركيب اتصال معقددائمًا بشكل دائم ومستقل عن كيفية استلامه. ومع ذلك ، أكدت دراسة أخرى للمحاليل السائلة والصلبة (السبائك) أفكار K. كان قانون ثبات التركيب غير قابل للتطبيق على هذه المواد. علاوة على ذلك ، فإنه لا يعمل مع المركبات ذات المشابك البلورية الأيونية. يعتمد تكوين هذه المواد على طرق تعدينها.

كل مادة كيميائية ، بغض النظر عن طريقة إنتاجها ، لها تركيبة نوعية وكمية ثابتة. تميز هذه الصيغة قانون ثبات تكوين المادة ، الذي اقترحه ج. بروست في عام 1808. كدليل ، يستشهد بالأمثلة التصويرية التالية: الملكيت من سيبيريا له نفس تركيب المعدن المستخرج في إسبانيا ؛ لا يوجد سوى مادة سينابار واحدة في العالم ، ولا يهم الرواسب التي يتم الحصول عليها منها. وهكذا أكد بروست ثبات تكوين المادة بغض النظر عن مكان وطريقة استخلاصها.

لا توجد قواعد بدون استثناءات

ويترتب على قانون ثبات التركيب أنه عند تكوين مركب معقد ، تتحد العناصر الكيميائية مع بعضها البعض بنسب وزن معينة. وسرعان ما ظهرت معلومات في العلوم الكيميائية عن وجود مواد ذات تركيبة متغيرة تعتمد على طريقة التحضير. اقترح العالم الروسي M. Kurnakov تسمية هذه المركبات berthollides ، على سبيل المثال ، أكسيد التيتانيوم ، نيتريد الزركونيوم.

تحتوي هذه المواد على كمية مختلفة من عنصر آخر لجزء واحد من وزن عنصر واحد. لذلك ، في المركب الثنائي للبزموت مع الغاليوم ، يمثل جزء وزن واحد من الغاليوم من 1.24 إلى 1.82 جزءًا من البزموت. في وقت لاحق ، وجد الكيميائيون أنه بالإضافة إلى مزيج المعادن مع بعضها البعض ، هناك مواد لا تخضع لقانون ثبات التركيب ، مثل الأكاسيد. تعتبر Bertollides أيضًا من سمات الكبريتيدات والكربيدات والنتريد والهيدرات.

دور النظائر

بعد أن تحت تصرفها قانون ثبات المادة ، والكيمياء علم دقيقكان قادرًا على ربط خاصية الوزن للمركب بالمحتوى النظيري للعناصر المكونة له. تذكر أن ذرات نفس العنصر الكيميائي والتي لها نفس البروتون ولكن بأرقام نيوكليون مختلفة تعتبر نظائر. بالنظر إلى وجود النظائر ، من الواضح أن تركيبة الوزن للمركب يمكن أن تكون متغيرة ، بشرط أن تكون العناصر المدرجة في هذه المادة ثابتة. إذا زاد عنصر من محتوى أي نظير ، فإن تركيبة وزن المادة تتغير أيضًا. على سبيل المثال ، يحتوي الماء العادي على 11٪ هيدروجين ، ويحتوي الماء الثقيل المكون من نظيره (الديوتيريوم) على 20٪.

خصائص البرثوليد

كما اكتشفنا سابقًا ، تؤكد قوانين الحفظ في الكيمياء الأحكام الرئيسية للنظرية الجزيئية الذرية وهي صحيحة تمامًا للمواد ذات التركيب الثابت - الدالتونيدات. و berthollides لها حدود يمكن من خلالها تغيير أجزاء وزن العناصر. على سبيل المثال ، في أكسيد التيتانيوم رباعي التكافؤ ، يمثل جزء واحد من المعدن من 0.65 إلى 0.67 جزءًا من الأكسجين. لا تتكون المواد ذات التركيب المتغير من ذرات في شبكاتها البلورية. لذلك ، فإن الصيغ الكيميائية للمركبات تعكس فقط حدود تركيبها. في مواد مختلفةهم مختلفون. يمكن أن تؤثر درجة الحرارة أيضًا على فترات التغيير في تركيبة وزن العناصر. إذا كان عنصرين كيميائيين يشكلان عدة مواد فيما بينهما - بيرثوليدس ، فإن قانون النسب المتعددة لا ينطبق عليهما أيضًا.

من جميع الأمثلة المذكورة أعلاه ، نستنتج: نظريًا ، هناك مجموعتان من المواد في الكيمياء: ذات تركيبة ثابتة ومتغيرة. إن وجود هذه المركبات في الطبيعة هو تأكيد ممتاز للنظرية الذرية والجزيئية. لكن قانون ثبات التركيب ذاته لم يعد سائدًا في العلوم الكيميائية. لكنه يوضح بوضوح تاريخ تطورها.

القوانين الأساسية للكيمياء

قانون حفظ الكتلة

يمكن صياغة قانون الحفاظ على الكتلة على النحو التالي:

"كتلة المواد التي تدخل في تفاعل كيميائي تساوي كتلة المواد المتكونة نتيجة التفاعل."

يعزى اكتشاف هذا القانون إلى M.V. Lomonosov (1748 وأثبت تجريبياً بنفسه في 1756) ، على الرغم من أنه هو نفسه لم ينسب التأليف إلى نفسه. في الأدب الأجنبي ، يُنسب اكتشاف هذا القانون إلى A. Lavoisier (1789)

هذا القانون صحيح بدقة كبيرة لجميع التفاعلات الكيميائية ، لأن عيب الكتلة صغير بشكل لا يمكن قياسه

بعد اكتشاف النظرية النسبية الخاصة ، اكتسبت الكتلة خصائص جديدة:

1. كتلة الجسم تعتمد عليه الطاقة الداخلية. عندما يتم امتصاص الطاقة ، تزداد الكتلة ؛ وعندما يتم إطلاق الطاقة ، تقل الكتلة. التغيير في الكتلة ملحوظ بشكل خاص عندما التفاعلات النووية. في التفاعلات الكيميائية ، يكون التغيير في الكتلة ضئيلًا بشكل مهم - عند التأثير الحراريالتفاعل 100 كيلو جول / مول ، سيكون التغير في الكتلة ~ 10-9 جم / مول ، عندما يتم تسخين الحديد بمقدار 200 درجة ، تزداد كتلته بمقدار ميكرومتر / م ~ 10-12

2. الكتلة ليست كمية مضافة ، أي أن كتلة النظام لا تساوي مجموع كتل مكوناته ، على سبيل المثال ، إبادة إلكترون وبوزيترون ، جسيمات لها كتلة سكونية إلى فوتونات تفعل ذلك ليس لديها كتلة سكون ، كتلة الديوتيريوم لا تساوي مجموع كتل البروتون والنيوترون ، إلخ. د.

يترتب على ما سبق أن قانون الحفاظ على الكتلة وثيق الصلة بقانون الحفاظ على الطاقة ، والذي يتم تفسيره من خلال النظرية النسبية الخاصة ويتم تنفيذه بنفس القيد - من الضروري مراعاة التبادل من الطاقة بين النظام والبيئة.

قانون المعادلات

افتتح نتيجة لذلك تجارب كيميائية I. ريختر في 1791-1798

كانت الصيغة الأصلية لقانون المكافئات (مصطلح "معادل" قد أدخله جي كافنديش عام 1767) كما يلي: "إذا تم تحييد نفس الكمية من أي حمض بكميات مختلفةقاعدتين ، فإن هذه الكميات متساوية ومعادلة بنفس الكمية من أي حمض آخر.

ببساطة ، تتفاعل المركبات الكيميائية ليس بشكل عشوائي ، ولكن بنسب كمية محددة بدقة.

ومع ذلك ، فتح هذا القانون مسألة ثبات تكوين المادة. اقترح العالم الأبرز في ذلك الوقت ، كلود لويس بيرثوليت ، في عام 1803 نظرية التقارب الكيميائي ، عن طريق قوى الجذب والاعتماد على كثافة المادة وكميتها. دافع عن الافتراض القائل بأن التركيب الأولي للمادة يمكن أن يختلف في حدود معينة اعتمادًا على الظروف التي تم الحصول عليها بموجبها. يمكن أن تحدث العلاقات الثابتة في المركبات ، وفقًا لبيرثوليت ، فقط في الحالات التي يحدث فيها تغير كبير في الكثافة ، وبالتالي قوى متماسكة ، أثناء تكوين مثل هذه المركبات. لذلك ، يتحد الهيدروجين والأكسجين الغازي في الماء بنسب ثابتة ، لأن الماء سائل بكثافة أعلى بكثير من الغازات الأصلية. ولكن إذا كان التغيير في الكثافة والتماسك أثناء تكوين المركب غير مهم ، فإن المواد ذات التركيب المتغير تتشكل في نطاق واسع من النسب الأجزاء المكونة. حدود تكوين هذه المركبات هي حالات التشبع المتبادل للأجزاء المكونة. عقيدة Berthollet ، التي ترفض ثبات النسب في المركبات الكيميائية ، قوبلت بارتياب واضح على الرغم من السلطة العلمية العالية ل Berthollet. ومع ذلك ، فإن معظم الكيميائيين التحليليين ، بما في ذلك كلابروث وفوكويلين ، لم يجرؤوا على دحض ادعاءات بيرثوليت علانية. واحد فقط ، غير معروف في ذلك الوقت ، الكيميائي من مدريد ، بروست ، لم يتردد في انتقاد آراء بيرثوليت والإشارة إلى أخطائه التجريبية واستنتاجاته غير الصحيحة. بعد ظهور أول مقال نقدي لبروست (1801) ، شعر بيرثوليت أنه من الضروري الرد على الأخير ، والدفاع عن مواقفه. تلا ذلك جدل مثير للاهتمام وتاريخيًا مهمًا للغاية ، والذي استمر لعدة سنوات (حتى 1808). وعلى الرغم من أن حجج بروست ، على ما يبدو ، لم تقنع بيرثوليت تمامًا ، الذي عاد في عام 1809 أدرك إمكانية وجود مركبات ذات تكوين متغير ، جميع الكيميائيين أخذ وجهة نظر بروست ، الذي ينتمي إليه ، لذلك ، ميزة التأسيس التجريبي لقانون ثبات التكوين مركبات كيميائية.

قانون ثبات التكوين

اكتشف العالم الفرنسي جوزيف لويس بروست قانون ثبات التكوين (العلاقات الدائمة). والذي أصبح أحد القوانين الكيميائية الرئيسية.

قانون ثبات التكوين- أي مركب نقي كيميائيًا معينًا ، بغض النظر عن طريقة تحضيره ، يتكون من نفس العناصر الكيميائية ، ونسب كتلها ثابتة ، ويتم التعبير عن الأعداد النسبية لذراتها بأرقام صحيحة.

قانون ثبات التركيب والطبيعة المتكافئة للمركبات وقت طويلاعتبرت مصونة. ومع ذلك ، في بداية القرن العشرين. توصل I. S. Kurnakov ، على أساس بحثه ، إلى استنتاج حول وجود مركبات غير متكافئة ، أي تتميز بتكوين متغير. حتى D.I Mendeleev (1886) ، على أساس ملاحظاته الخاصة والعديد من البيانات التجريبية التي تراكمت في ذلك الوقت ، توصل إلى استنتاج مفاده أن هناك مواد ذات تركيبة متغيرة وأن هذه المركبات هي مركبات كيميائية حقيقية ، فقط في حالة تفكك . لاحظ N. S. Kurnakov أنه سيكون من الخطأ اعتبار المركبات ذات التكوين المتغير شيئًا نادرًا واستثنائيًا. ودعا المركبات ذات التكوين الدائم N. S. Kurnakov دالتونيداتتكريما لـ D. Dalton ، الذي طبق على نطاق واسع النظرية الجزيئية الذرية على الظواهر الكيميائية. تم تسمية المركبات غير المتكافئة على اسم C. Berthollet بيرثوليد.ووفقًا له ، فإن البرثوليدات عبارة عن مركبات كيميائية غريبة ذات تركيبة متغيرة ، وشكل وجودها ليس جزيءًا ، بل طورًا ، أي مجموعة ضخمة من الذرات مرتبطة كيميائيًا. النظرية الكلاسيكيةلا ينطبق التكافؤ على المركبات من نوع بيرثوليد ، لأنها تتميز بتكافؤ متغير يتغير باستمرار ، وليس بشكل منفصل ، ويشير سرد المركبات المركبة والمعروفة إلى أن معظمها من نوع بيرثوليد. من حيث المبدأ ، أي مركب صلب ، باستثناء المواد ذات الشبكة الجزيئية ، هو مركب ذو تكوين متغير.

Bertollides ، وفقًا لكورناكوف ، عبارة عن محاليل صلبة للمركبات الكيميائية ذات التركيب الثابت غير المستقرة في الحالة الحرة. بعد أن تميزت بذلك المركبات ذات التكوين الثابت والمتغير ، توصل كورناكوف إلى استنتاج مفاده أن كلا من بروست وبيرتهولت كانا على حق في تصريحاتهما.

ومع ذلك ، يتم تسجيل بساطة تكوين العديد من berthollides على أنها ثابتة. على سبيل المثال ، تتم كتابة تركيبة أكسيد الحديد (II) على أنها FeO (بدلاً من الصيغة الأكثر دقة Fe 1-x O).

© 2015-2019 الموقع
جميع الحقوق تنتمي إلى مؤلفيها. لا يدعي هذا الموقع حقوق التأليف ، ولكنه يوفر الاستخدام المجاني.
تاريخ إنشاء الصفحة: 2017-10-25

قانون الثبات
تكوين المادة

الصيغ الكيميائية

كل مادة هي من أبسط
إلى الأكثر تعقيدًا - لديه ثلاثة أنواع مختلفة ،
لكن الأطراف ذات الصلة:
الملكية والتكوين والبنية ...

BM Kedrov

الأهداف.
وعظي- النظر في مفاهيم "العنصر الكيميائي" ، "المادة المعقدة" ، وكذلك تكوين المواد المعقدة ، وثباتها ، والتي تعني الصيغة الكيميائية للمادة ، وتعيين المعاملات والمؤشرات.
نفسي- إثارة الاهتمام بالموضوع ، وتطوير القدرة على التفكير المنطقي ، والتعبير عن أفكارك بكفاءة.
تعليمي- تنمية القدرة على العمل الجماعي وتقييم إجابات رفاقهم.

معدات. شبكة بلورية كبريتيد الحديد (II) ، نماذج لجزيئات الماء ، بطاقات فردية للتحقق من الواجبات المنزلية ، لوحات الجناس الناقص للتسخين الكيميائي ، مقياس لتحديد الحالة العاطفية للطالب.

أثناء الفصول

مرحلة التوجيه - التحفيز

يوجد إحماء ذهني في بداية الدرس وفي نهايته. والغرض منه هو تحديد الحالة العاطفية للطلاب. كل طالب لديه داخليتم لصق غلاف دفتر الملاحظات بلوحة ذات ستة أوجه - مقياس للتحديد الحالة العاطفية(رسم بياني 1). يضع كل طالب علامة تحت وجهه ، يعكس تعبيرها مزاجه.

مدرس. سيكون من الرائع أن يتمكن الجميع في نهاية الدرس من تحريك علامة الاختيار على الأقل خلية واحدة إلى اليسار. للقيام بذلك ، عليك التفكير في الأسئلة: هل يمكن لشخص أن يقع في حب شخص غير مهتم؟ موضوع أكاديمي؟ ما الذي أنا بحاجة لفعله؟

مقال نشر بدعم من الجوال مترجم مباشر"m-translate.ru". ترجمة مريحة وسريعة عبر الإنترنت من عشرات اللغات ، وآلاف اتجاهات الترجمة. لا يتطلب تركيب وترجمة كلمات وجمل ونصوص مجانية. لبدء استخدام الخدمة الترجمة على الانترنتانتقل إلى الموقع: http://www.m-translate.ru/.

الاحماء الكيميائي.
طالب علم.يحب فاسيا وبيتيا تأليف وحل كلمات الجناس الناقص (عادةً ما تكون رائعة) ، حيث يتم إعادة ترتيب الحروف. حاول حل بعض الجناس الناقصة الكيميائية.
إعادة ترتيب الحروف في كل كلمة ، تحتاج إلى الحصول على اسم العنصر الكيميائي.
ليودروج- بدون هذا العنصر لن يكون هناك حريق في الموقد ،
سليكودور- بدون هذا العنصر لن تعيش حتى عشر دقائق ،
زينفيس- هذا العنصر له جاذبية نوعية كبيرة حقًا ،
mnicray- ابحث عن هذا العنصر بين الحجارة ،
أورريبسبريق وليس ذهب.
مدرس.إذا كنت تستطيع التعامل مع هذه المهمة بسهولة ، قل لنفسك: "أنا ذكي".
فحص الواجب المنزليحول موضوع "العلامات الكيميائية".كرر إشارات العناصر الكيميائية ومعاني كتلها الذرية النسبية. انتبه للاختلاف بين كتلة الذرة (بوحدات الكتلة الذرية) والكتلة الذرية النسبية (كمية بلا أبعاد) في كل منهما. الخصائص المشتركة- نفس القيمة العددية. ثم قم بعمل أمامي عمل مستقلعلى بطاقات فردية في غضون 5-10 دقائق.
البطاقة 1. قم بتسمية العناصر وفقًا لعلاماتها الكيميائية: N ، S ، Ag ، Al ، O ، I.
البطاقة 2. اكتب العلامات الكيميائية للعناصر: الحديد ، الهيدروجين ، الصوديوم ، البروم ، الزنك ، الكلور.

المرحلة التشغيلية والتنفيذية

مدرس. اليوم سوف نتعرف على أحد القوانين الأساسية للكيمياء - هذا هو قانون ثبات تكوين المادة. أريدك أن ترى وراء الصياغة الصارمة للقانون رجلًا حيويًا ومجتهدًا وفضوليًا من فرنسا - جوزيف لويس بروست. درس العديد من المواد لمدة سبع سنوات من أجل إثبات تصريح ، في الصيغة الحديثة ، يتناسب مع ثلاثة أسطر. قال هذا بشكل جميل للغاية في قصائده من قبل مواطنه ، غير المعروف لنا. شاعر فرنسيأرماند سولي برودوم ، حائز على جائزة جائزة نوبل، وهو معاصر لـ D.I. Mendeleev.
التلميذ
"مظهر الكيميائي فضولي ، والنظام عزيز عليه ،
من بين معجباتهم وأكوابهم وآلاتهم ،
غامضة جدا لعيون فضولية ،
يسعى لفهم تقلبات القوات السرية.
كان كثير منهم مثبت مسبقا,
يشاهدون لعبتهم ، مشارك في صراعهم ،
وسرعان ما يأمر حاكم هذه الخلافات ،
تعرف على القانون الذي اكتشفه واحترمه.
أحسدك أيها العالم الفطن ،
الذي عيناه الشغوفتان ترى العالم عارياً ،
كما في يوم الخلق ، أصل كل الأيام الأخرى.
تقودني إلى عالم غامض!
أعتقد: فقط في ذلك يمكن العثور على علاج
من كل الأحزان التي لا تعد ولا تحصى.

مدرس. للحصول على كبريتيد الحديد (II) ، قمنا بخلط الحديد والكبريت بنسبة 7: 4. إذا قمت بخلطها بنسب مختلفة ، على سبيل المثال 10: 4 ، فسيحدث تفاعل كيميائي ، لكن 3 جم من الحديد لن تدخل في التفاعل. لماذا يوجد مثل هذا النمط؟ من المعروف أنه في كبريتيد الحديد (II) توجد ذرة كبريت واحدة لكل ذرة حديد.(عرض للشبكة البلورية ، الشكل 2). لذلك ، بالنسبة للتفاعل ، من الضروري تناول مواد بنسب كتلية يتم الحفاظ على نسبة ذرات الحديد والكبريت (1: 1). منذ القيم العددية للكتل الذرية Fe ، S. وكتلتها الذرية النسبية A r(Fe) أ ص(س) مباراة ، يمكننا أن نكتب: أ ص(Fe): أ ص(S) = 56:32 = 7: 4.
تظل النسبة 7: 4 ثابتة ، في أي وحدة من وحدات الكتلة يعبر المرء عن كتلة المواد
(g ، kg ، t ، amu). معظم المواد الكيميائية لها تركيبة ثابتة.
قانون ثبات تكوين المواداكتشفه العالم الفرنسي بروست في عام 1808. وإليكم كيف بدا هذا القانون في عرضه: "من قطب من قطب الأرض إلى آخر ، المركبات لها نفس التركيب ونفس الخصائص. لا يوجد فرق بين أكسيد الحديد من نصف الكرة الجنوبي ونصف الكرة الشمالي. الملكيت من سيبيريا له نفس تركيبة الملكيت من إسبانيا. لا يوجد سوى قرمزي واحد في العالم كله. "
الصياغة الحديثة للقانون: كل ​​مادة نقية كيميائيًا ذات بنية جزيئية ، بغض النظر عن الموقع وطريقة التحضير ، لها نفس التركيب النوعي والكمي الثابت.

يكتب الطلاب التعريف في دفتر ملاحظاتهم. ثم يؤدونها عمل مستقل. نص المهام مكتوب مقدمًا على السبورة. طالبان يحلان المشاكل الجانب المعاكسالمجالس ، يتم حل الباقي في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. بعد الانتهاء من العمل ، يتبادل الطلاب دفاتر الملاحظات ، ويتم إجراء فحص متبادل. يمكن للمدرس التحقق بشكل انتقائي من بعض دفاتر الملاحظات.
الخيار 1. للحصول على كبريتيد الحديد (II) ، تم أخذ 3.5 جم من الحديد و 4 جم من الكبريت. ما هي المادة التي ستبقى غير مستخدمة وما هي كتلتها؟
الخيار 2. للحصول على كبريتيد الحديد (II) ، تم أخذ 15 جم من الحديد و 8 جم من الكبريت. ما هي المادة التي يتم تناولها بكميات زائدة وما كتلة هذه الفائض؟

مدرس. والآن استمع إلى خطاب حول الخلاف الشهير بين العالمين الفرنسيين جيه إل بروست وسي إل بيرثولت ، والذي استمر حوالي 10 سنوات على صفحات المجلات الفرنسية في التاسع عشر في وقت مبكرفي.
طالب علم. نعم ، استمر الخلاف بين كيميائيين فرنسيين من عام 1799 إلى عام 1809 ، ثم استمر الخلاف بين كيميائيين من إنجلترا والسويد وإيطاليا وروسيا ودول أخرى. يمكن أن يسمى هذا الخلاف بحق المناقشة العلمية الأولى بهذا الحجم من حيث وقت الحدوث والأهمية الاستراتيجية للمشكلات التي تمت مناقشتها. حددت هذه المناقشة تطور الكيمياء لقرون قادمة.
في عام 1799 ، نشر أستاذ المختبر الملكي في مدريد ، وهو فرنسي الأصل جوزيف لويس بروست ، مقالاً بعنوان "تحقيقات حول النحاس". تتناول المقالة بالتفصيل تحليلات مركبات النحاس وتوصلت إلى نتيجة راسخة مفادها أن المركب الفردي كيميائيًا دائمًا ، بغض النظر عن طريقة تكوينه ، له تركيبة ثابتة. توصل بروست إلى نفس النتيجة في وقت لاحق ، في 1800-1806 ، أثناء دراسة المركبات الكيميائية من الرصاص والكوبالت والمعادن الأخرى.
في عام 1800-1803 أثبت الكيميائي الإنجليزي جون دالتون هذا القانون نظريًا من خلال إنشائه التركيب الذريالجزيئات ووجود كتل ذرية معينة من العناصر. من الناحية النظرية البحتة ، توصل دالتون إلى اكتشاف قانون أساسي آخر للكيمياء - قانون النسب المتعددة ، والذي يتحد مع قانون ثبات التركيب.
في الوقت نفسه ، نشر كلود لويس بيرثولت ، الأستاذ في المدرسة العادية في باريس ، وهو كيميائي مشهور بالفعل ، عددًا من الأوراق التي جادل فيها بأن تكوين المركبات الكيميائية يعتمد على طريقة تحضيرها وغالبًا ما يكون غير ثابت ، لكنها متغيرة. تحدث بيرثوليت ضد قوانين بروست ودالتون ، وجادل في ذلك مع المزيد والمزيد من التجارب الجديدة في الحصول على سبائك وأكاسيد المعادن الصلبة. كما استخدم بيانات بروست نفسه ، لافتًا إلى أن الكبريتيدات الطبيعية وأكاسيد المعادن تحتوي على فائض من الكبريت والأكسجين مقارنة بتلك التي تم الحصول عليها في المختبر.
أظهر تطور الكيمياء أن كلا الجانبين كان على حق. وجهة نظر بروست ودالتون للكيمياء في القرن التاسع عشر كان واضحًا وملموسًا وواضحًا تقريبًا. وضع بروست ودالتون أسس الذرة
النظرية الجزيئية لتكوين وهيكل المركبات الكيميائية. كان الخط الرئيسي لتطوير الكيمياء. كانت وجهة نظر Berthollet غير مقبولة عمليًا للكيمياء في ذلك الوقت ، لأنها تعكس كيمياء العمليات ، التي بدأت دراستها بشكل أساسي فقط
منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر وأظهر المستقبل فقط أن برتوليت كان على حق!
بناءً على اقتراح الأكاديمي NS Kurnakov ، تم تسمية المواد ذات التركيب الثابت daltonides (على شرف الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي Dalton) ، والمواد ذات التركيب المتغير - berthollides (في ذكرى الكيميائي الفرنسي Berthollet). (يمكنك قراءة المزيد عن هذا في الصحف).
مدرس. دعونا نلخص الرسالة. أولاً ، تُعرف المواد ذات البنية غير الجزيئية ذات التركيب المتغير. ثانياً ، قانون ثبات تكوين المواد صالح للمواد ذات التركيب الجزيئي. ثالثًا ، هناك فئة من المواد ذات التركيب الجزيئي والتي يكون قانون ثبات التركيب فيها غير صحيح. هذه بوليمرات ، سنتعرف عليها لاحقًا في دروس الكيمياء.
ما المقصود بالتركيب الكمي والنوعي للمواد؟ بناءً على قانون بروست ، من الممكن تدوين الصيغ الكيميائية للمواد باستخدام العلامات الكيميائية.
ضع في اعتبارك ، على سبيل المثال ، تكوين جزيء الماء. يتكون من ذرات الهيدروجين والأكسجين (التركيب النوعي) ، وبحسب الكتلة ، يحتوي الماء على الهيدروجين - 11.19٪ ، والأكسجين - 88.81٪ (التركيب الكمي). هناك عدة طرق للتعبير عن تكوين الماء.
الطريقة الأولى. يتضمن تكوين جزيء الماء ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة (نستخدم الكلمات).
الطريقة الثانية. يمكن التعبير عن نفس الفكرة من خلال صورة (نستخدم الرموز):
الطريق الثالث. صيغة الماء - H 2 O (نستخدم العلامات والمؤشرات الكيميائية).
فِهرِسيظهر عدد الذرات عنصر معينفي جزيء.
لذلك ، يتم التعبير عن تكوين daltonides بواسطة صيغ بسيطة مع مؤشرات متكافئة صحيحة ، على سبيل المثال H 2 O، Hcl، CH 4. تكوين البرثوليد ليس ثابتًا ؛ فلديهم مؤشرات متكافئة جزئية. لذلك ، أكسيد التيتانيوم الثنائي TiO يتكون في الواقع من TiO 0.7 إلى TiO 1.3.
أجبني على السؤال: ماذا تظهر النسبة؟ (يجيب الطلاب: عدد جزيئات مادة معينة.)
تأمل في مثال: 3H 2 O. كم عدد جزيئات الماء التي يمثلها هذا السجل؟ كم عدد ذرات الهيدروجين في جزيء ماء واحد ، في ثلاثة جزيئات ماء؟ كم عدد ذرات الأكسجين في جزيء ماء واحد ، في ثلاثة جزيئات ماء؟(عرض توضيحي لنماذج جزيئات الماء.) نقرأ الصيغة: "three-ash-two-o."
عرض توضيحي لشكل مكبر 15 في الصفحة. 24 كتابًا دراسيًا "Chemistry-8" يمثل السجل: 3CuCl 2 ، 5Al 2 O 3 ، 3FeCl 2.
مدرس. كيف تقرأ صيغ هذه المواد؟ كم عدد جزيئات مادة معينة تعرضها الصيغة الكيميائية؟ كم عدد ذرات كل عنصر في جزيء واحد من هذه المادة؟ كم عدد ذرات كل عنصر في ثلاثة (خمسة) جزيئات من مادة معينة؟
صيغة كيميائية- هذا سجل شرطي لتكوين مادة ما عن طريق العلامات والمؤشرات الكيميائية.
يكتب الطلاب التعريف في دفتر ملاحظات.

مرحلة الانعكاس التقييمي

محادثة مع الطلاب على الأسئلة.
1. من ومتى تم اكتشاف قانون ثبات تكوين المواد؟
2. تحديد هذا القانون.
3. ما هو جوهر الخلاف بين الكيميائيين بروست ودالتون وبيرتولت؟
4. ماذا تظهر الصيغة الكيميائية للمادة؟
5. في ماذا يفعل المعامل والمؤشرات صيغة كيميائية?
6. هل هناك اختلاف في تكوين المواد التي لها الصيغ: CO و CO 2 و H 2 O و H 2 O 2؟
7. باستخدام العلامات والمؤشرات والمعاملات الكيميائية ، اكتب الترميز
اثنين من جزيئات الماء
ثلاثة جزيئات من أكسيد النيتريك (إذا كان معروفًا أنه في جزيء أكسيد النيتريك توجد ذرتان من الأكسجين لكل ذرة نيتروجين) ،
ثلاثة جزيئات من كبريتيد الهيدروجين (في جزيءه ، توجد ذرة كبريت واحدة لذرتي هيدروجين) ،
أربع جزيئات من أكسيد الفوسفور (في كل جزيء من هذا الأكسيد ، توجد خمس ذرات أكسجين لكل ذرتين من الفوسفور).
يقوم الطلاب بتدوين الملاحظات في دفاتر الملاحظات ، ويكتب أحد الطلاب على ظهر اللوحة. التدقيق: تبادل الدفاتر مع زميل في الفصل ، والتحقق من الإجابة على السبورة ، وتحليل الأخطاء.
واجب منزلي.الكتاب المدرسي "الكيمياء - 8" ، § 9 ، ص. 22-23 ؛ § 10 ، ص. 24-25. يتم تكليف طالبين بمهمة إعداد تقارير قصيرة عن سيرة بروست.
ملخص الدرس. إعلان درجات الدرس للطلاب الذين أجابوا ، وشكر الجميع على عملهم في الدرس. قم بإجراء تقييم للحالة العاطفية على مقياس (انظر الشكل 1). يقوم المعلم مرة أخرى بتذكير الأسئلة التي يجب التفكير فيها عمل فعالعلى الدروس.

المؤلفات

1. Soloveichik S.L.ساعة التلمذة الصناعية. موسكو: علم أصول التدريس ، 1986.
2. لينسون آي. العناصر الكيميائيةوالقوانين الكيميائية. دفتر العمل. م: دار النشر للصالة الرياضية " عالم مفتوح"، 1995.
3. كوزنتسوف في ، راخيمبيكوفا إكس.مناقشات في تطوير العلم و شكل الحوارالتعلم. مادة الكيمياء بالمدرسة 1991 رقم 6.
4. كوزنتسوف ف.تطور الأفكار حول القوانين الأساسية للكيمياء. موسكو: نوكا ، 1967.
5. روديتيس جي إي ، فيلدمان إف جي.الكيمياء - 8. م: التعليم ، 1991.