8.2 Утверждение атомно-молекулярного учения в органической химии

В середине XIX в. существовало разночтение определений и понятий «атом», «молекула», «эквивалент». Исследователи пользовались одинаковыми терминами, но вкладывали в них различный смысл. Для водородных кислот и их солей Я. Берцелиус принимал удвоенные формулы: H₂Cl₂; K₂Cl₂. Было также неясно, что понимать под атомами водорода или хлора: Н или Н₂; Cl или Cl₂. Я. Берцелиус утверждал, что атомы Н₂, Cl₂ или N₂ входят нераздельными в состав химического соединения. Закон атомных теплоемкостей (закон Дюлонга и Пти), явление изоморфизма не могли ответить на вопрос, какова формула хлорида натрия: NaCl или Na₂Cl₂.

Одним из первых, кто ясно понял необходимость разграничения понятий «атом» и «молекула», был французский химик Марк Антуан Годэ́н (1804-1880 г.г.). Он считал, что если молекула простых газов дели́тся (что происходило при реакциях Н₂ и Cl₂), следовательно, она не может быть атомом. Он ввел в науку представление об одно-, двух-, и многоатомных молекулах простых соединений.

После А. Авогадро, М. Годэ́на, Ш. Жерара в 1845-1846 г.г. Огюст Лорáн указал на то, что простые и сложные соединения в равных объемах при прочих одинаковых условиях содержат равное число молекул. Исходя из химических данных, он пришел к выводу, что такие понятия, как «эквивалент», «атом», «молекула», «объем газа» не являются синонимами и необходимо их четкое разграничение.

С 1842 г. Ш. Жерáр развивал идеи, аналогичные идеям А. Авогадро (иногда закон Авогадро называют законом Авогадро - Жерáра).

К концу 1850-х годов основные законы атомно-молекулярного учения были открыты и сформулированы. Оставалось доказать теоретическую и практическую ценность системы взглядов А. Авогадро, то, что его учение правомерно и необходимо, а также то, что понятия «атом» и «молекула» можно распространять на органические и неорганические вещества.

Станислао Канниццаро писал, что настал момент принять теорию А. Авогадро в качестве надежного руководства для определения понятия «молекулы», нахождения точных атомных и молекулярных масс веществ. Он предложил унифицировать атомные массы и внести поправки в систему Ш. Жерара, что позволило бы распространить ее на неорганические соединения.

В 1858 г. Станислао Канниццаро (1826-1910 г.г.) предложил метод для вычисления молекулярной массы по удвоенной плотности водорода. Итальянский ученый не был знаком с трудами Д. И. Менделеева, который за два года (1856 г.) до этого вывел ту же формулу, что и С. Канниццаро М = 2 · Д_Н. Данную формулу стали применять многие ученые, и она содействовала утверждению молекулярной теории А. Авогадро.

Широкое признание закона А. Авогадро пришло после Международного конгресса химиков, собравшихся в г. Карлсруэ в 1860 г. Большой успех на конгрессе имел доклад С. Канниццаро, выступившего в защиту закона А. Авогадро и системы Ш. Жерара. Он ясно изложил правильную систему определения атомных и молекулярных масс на основании измерений плотности пáра и определения состава соединений того или иного элемента. Ученый указал на то, что единая система атомных масс даст возможность правильно выражать состав соединений и широко использовать уравнения химических реакций; закон А. Авогадро поможет в определении правильных формул химических соединений, что утвердит в науке понятие о молекуле.

На конгрессе было предложено принять различие понятий о молекуле и атоме, об эквиваленте. Молекулой считали наименьшее количество тела, вступающее в реакции и определяющее физические свойства. Атомом было принято считать наименьшее количество тела, заключенного в молекуле. Эквивалентом было предложено считать понятие эмпирического характера, не зависящего от понятий об атомах и молекулах. Приняв различие атома и молекулы, химики всех стран приняли начало унитарной системы.