Закон постоянства состава

Закон постоянства состава (постоянных отношений) открыл французкий ученый Жозеф Луи Пруст. И который стал одним из главных химических законов.

Закон постоянства состава— любое определенное химически чистое соединение, независимо от способа его получения, состоит из одних и тех же химических элементов, причём отношения их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами.

Закон постоянства состава и стехиометричность соединений долгое время считались незыблемыми. Однако в начале XX в. И. С. Курнаков на основании своих исследований пришел к выводу о существовании нестехиометрических соединений, т. е. характеризующихся переменным составом. Еще  Д. И. Менделеев (1886 г.) на основе собственных наблюдений и накопившихся к тому времени многочисленных экспериментальных данных пришел к выводу, о наличие веществ с непостоянным составом и что эти соединения являются настоящими химическими соединениями, лишь находящимися в состоянии диссоциации. Н. С. Курнаков отмечал, что было бы ошибкой считать соединения переменного состава чем-то редким и исключительным. Соединения постоянного состава Н. С. Курнаков назвал дальтонидами в честь Д. Дальтона, широко применявшего атомно-молекулярную теорию к химическим явлениям. Нестехиометрические соединения были названы в честь К. Бертолле бертоллидами. По его представлениям, бертоллиды — это своеобразные химические соединения переменного состава, формой существования которых является не молекула, а фаза, то есть химически связанный огромный агрегат атомов. Классическая теория валентности не применима для соединений бертоллидного типа, поскольку они характеризуются переменной валентностью, изменяющейся непрерывно, а не дискретно, Перечисление синтезированных и известных соединений говорит о том, что большинство из них относятся к бертоллидному типу. В принципе любое твердое соединение, кроме веществ с молекулярной решеткой, является соединением переменного состава.

Бертоллиды, по Курнакову, представляют собой твердые растворы неустойчивых в свободном состоянии химических соединений постоянного состава. Охарактеризовав таким образом соединения постоянного и переменного состава, Курнаков пришел к выводу, что и Пруст, и Бертолле были правы в своих утверждениях.

Однако простоты состав многих бертоллидов записывают как постоянный. Например, состав оксида железа(II) записывают в виде FeO (вместо более точной формулы Fe_1-xO).

Закон кратных отношений.

Открыт Д. Дальтоном (также открыл закон парциальных давлений (закон Дальтона), закон растворимости газов в жидкостях (закон Генри-Дальтона))

Закон кратных отношений — один из стехиометрических законов химии: если два элемента образуют друг с другом более одного соединения, то массы одного из элементов, приходящиеся на одну и ту же массу другого элемента, относятся как целые числа, обычно небольшие.

Состав оксидов хлора(в процентах по массе) выражается следующими числами:

	Cl2O	ClO2 (Сl2O4)	Cl2O6	Cl2O7
Cl	81,61	52,59	42,51	38,8
O	18,39	47,41	57,49	61,2
Соотношение Cl/O	0,225	0,901	1,35	1,57
	1	4	6	7

Основываясь на законе постоянства состава, Дальтон разработал атомно-молекулярную теорию

Понятие элемента появилось благодаря Лавуазье, который выделил более 30 химических элементов. Дальтон смог объяснить, что они отличаются друг от друга, так как различаются составляющие их атомы. Существует столько же разных атомов, сколько и разных элементов, и каждый имеет свою атомную массу. Сочетания атомов, образующие разные соединения, — понятие молекулы появится только через несколько лет — определены количественными весовыми законами, сформулированными Лавуазье, Прустом и Дальтоном.

Следующий этап заключался в разработке таблицы атомных масс. Дальтон взял за точку отсчета самый легкий элемент — водород — и присвоил ему значение единицы. Потом он присвоил вес другим элементам и соединениям через их соотношение с водородом. Однако при рсачетах Дальтон допустил некоторые мелкие ошибки. Для исправления этой ошибки предстояло дождаться работ Гей- Люссака (1778-1850).

Результаты работы Дальтона по расчету атомных масс 21 элемента были представлены в октябре 1803 года. После Этого последовали новые эксперименты, выступления и в 1808 году выходит в свет книга A New System of Chemical Philosophy ("Новой системы химической философии"). Первая часть первого тома была напечатана в 1808 году, вторая — в 1810-м. Второй том вышел в свет в 1827 году, а обещанный третий так и не был написан.

Основные постулаты атомной теории Дальтона.

1. Вещество состоит из атомов, которые соединяются благодаря силе тяготения (работы по объяснению химической связи были написаны в начале XX в).

2. Атомы неделимы. (понятие «атом» ввел в химию Дальтон (официально введено в 1860 г))

3. Атомы вечны и неизменны. ( постулаты закон сохранения вещества)

4. Все атомы одного элемента одинаковы по форме, размеру и массе. (Дальтон определяет элемент так же, как и Лавуазье: это вещество, которое нельзя разделить на более простые части)

5. Атомы разных элементов имеют разную атомную массу. Атомная масса отличает один атом от другого, один элемент от другого.

6. Атомы различных элементов могут соединяться, образуя молекулы, но всегда в определенных соотношениях.

7. Масса молекулы является суммой массы составляющих ее атомов. Этот принцип является отправной точкой всей атомной теории.

8. В различных соединениях массы одного вещества, приходящиеся на одну и ту же массу другого вещества, относятся как простые целые числа. (закон кратных отношений)

9. Масса элемента во всех химических соединениях не меняется. (закон эквивалентных отношений Рихтера (1792)).

10. Атомы соединяются по правилу наибольшей простоты, то есть образуют скорее двойные, нежели тройные, соединения, тройные, нежели четверные, и так далее. (одна из немногих неточностей его теории).

11. Равные объемы газа при равных давлении и температуре не могут содержать одно и то же количество атомов или молекул. (ложный постулат – опровергли работы Гей-Люссака и Амедео Авогадро - Дальтон не принял открытий Гей- Люссака, особенно его закон объемных отношений, опубликованный в 1808 году).