Эту фамилию знают почти все. Даже если ваш знакомый не вспомнит формулу серной кислоты, он наверняка помнит из химии какую-то там валентность и какое-то жуткое число 🥑
Но чем на самом деле мы обязаны Амедео Авогадро? Как Авогадро смог раскрыть тайну молекулярного строения вещества, и почему современники отвергли его теорию? Попробуем разобраться с этим в день его рождения 🎉
🟪🟪🟪🟪⬜️⬜️ Количественная химия — стехиометрия началась с трудов Ломоносова-Лавуазье (закон сохранения масс), Пруста (закон постоянства состава) и Дальтона (закон кратных отношений, 1803)
Днюхи последних двух ученых совсем скоро, поэтому сейчас я лишь очень кратко и упрощенно напомню, что из ЗПС и ЗКО вытекало, что:
Следующий шаг сделал в 1808 году французский химик Гей-Люссак. Он заметил, что и газы реагируют друг с другом в некоторых простых отношениях. Например, в реакции
кислород + водород = вода
соотношение участников реакции 1:2:2. (это называют закон объемных отношений)
Именно эти эксперименты заставили Авогадро сделать революционное на тот момент предположение:
Применительно к воде из этого следовало то, что сейчас нам кажется само собой разумеющимся: каждая молекула кислорода реагирует с двумя молекулами водорода, и образуется две молекулы воды.
Почему же такую очевидную нам мысль отвергли величайшие химики того времени: Берцеллиус, Дальтон, Деви и даже тот, кому Авогадро обязан своим открытием, Гей-Люссак?
Дело в том, что тогда еще не устоялось четкое разграничение понятия атом и молекула!
Да, уже ясно было, что существуют некие неделимые частицы вещества, принадлежащие разным элементам. Эти частицы могут взаимодействовать, образуя сложные вещества разного состава.
Но Дальтон и его последователи по-прежнему рассматривали получавшиеся сложные вещества, как совокупность атомов. Казалась совершенно надуманной мысль, что простое вещество, состоящее из одного элемента, может быть не одноатомным. Поэтому реакция, которую я намеренно словами написал выше, по мнению великих химиков первой половины 19 века выглядела так:
Да! Именно так думали о воде и Дальтон и (долгое время) Берцеллиус.
Поэтому Дальтон вообще не воспринял серьез закон Гей-Люссака, а Гей-Люссак, в свою очередь, не отнесся с пониманием к теории Авогадро, без которой его собственный закон оставался просто эмпирическим наблюдением, никак не объяснимым.
Более того, из формулы выше и из ЗКО следовало, что атомная масса кислорода 8, а не 16! Эта ошибка много лет спутывала расчеты всем химикам того времени.
Вдумайтесь, всемирное признание закона Авогдаро, сформулированного еще в 1811 году, произошло лишь 1860 году на первом всемирном конгрессе химиков!
Окей, а причем тут число Авогадро?
Однако это число все же имеет опосредованное отношение к одноименному закону.
Если мы принимаем, что одинаковые объемы любого газа при одинаковых условиях (t°, p) содержат одно и то же число молекул.
Это наталкивает нас на обратную мысль: молекулы можно считать некими порциями.
И отдельно взятая порция молекул газа всегда будет занимать один и тот же объем, независимо от вещества.
Эту порцию далее назвали молем, привязали ее к тем самым 12 г ¹²C, и лишь через сто лет после открытия закона Авогадро физики смогли посчитать сколько на самом деле молекул содержится в такой порции. Этот результат и назвали числом Авогадро.
Химия тех времен — это драматическая наука!
Но чем на самом деле мы обязаны Амедео Авогадро? Как Авогадро смог раскрыть тайну молекулярного строения вещества, и почему современники отвергли его теорию? Попробуем разобраться с этим в день его рождения 🎉
🟪🟪🟪🟪⬜️⬜️ Количественная химия — стехиометрия началась с трудов Ломоносова-Лавуазье (закон сохранения масс), Пруста (закон постоянства состава) и Дальтона (закон кратных отношений, 1803)
Днюхи последних двух ученых совсем скоро, поэтому сейчас я лишь очень кратко и упрощенно напомню, что из ЗПС и ЗКО вытекало, что:
два элементарных вещества, соединяясь, могут образовывать вещества разного состава (например, углекислый/угарный газ), но соотношения масс реагентов при образовании конкретного вещества всегда постоянно. А между веществами это соотношение отличается в целое небольшое число раз (как в случае с угарным и углекислым газом в два раза), или как маленькая дробь.
Следующий шаг сделал в 1808 году французский химик Гей-Люссак. Он заметил, что и газы реагируют друг с другом в некоторых простых отношениях. Например, в реакции
кислород + водород = вода
соотношение участников реакции 1:2:2. (это называют закон объемных отношений)
Именно эти эксперименты заставили Авогадро сделать революционное на тот момент предположение:
Одинаковые объемы любых газов при одинаковых условиях содержат одно и то же количество молекул.
Применительно к воде из этого следовало то, что сейчас нам кажется само собой разумеющимся: каждая молекула кислорода реагирует с двумя молекулами водорода, и образуется две молекулы воды.
Почему же такую очевидную нам мысль отвергли величайшие химики того времени: Берцеллиус, Дальтон, Деви и даже тот, кому Авогадро обязан своим открытием, Гей-Люссак?
Дело в том, что тогда еще не устоялось четкое разграничение понятия атом и молекула!
Да, уже ясно было, что существуют некие неделимые частицы вещества, принадлежащие разным элементам. Эти частицы могут взаимодействовать, образуя сложные вещества разного состава.
Но Дальтон и его последователи по-прежнему рассматривали получавшиеся сложные вещества, как совокупность атомов. Казалась совершенно надуманной мысль, что простое вещество, состоящее из одного элемента, может быть не одноатомным. Поэтому реакция, которую я намеренно словами написал выше, по мнению великих химиков первой половины 19 века выглядела так:
O + H = HO
Да! Именно так думали о воде и Дальтон и (долгое время) Берцеллиус.
Поэтому Дальтон вообще не воспринял серьез закон Гей-Люссака, а Гей-Люссак, в свою очередь, не отнесся с пониманием к теории Авогадро, без которой его собственный закон оставался просто эмпирическим наблюдением, никак не объяснимым.
Более того, из формулы выше и из ЗКО следовало, что атомная масса кислорода 8, а не 16! Эта ошибка много лет спутывала расчеты всем химикам того времени.
Вдумайтесь, всемирное признание закона Авогдаро, сформулированного еще в 1811 году, произошло лишь 1860 году на первом всемирном конгрессе химиков!
Окей, а причем тут число Авогадро?
Сам Авогадро даже приблизительно не знал этого числа!
Однако это число все же имеет опосредованное отношение к одноименному закону.
Если мы принимаем, что одинаковые объемы любого газа при одинаковых условиях (t°, p) содержат одно и то же число молекул.
Это наталкивает нас на обратную мысль: молекулы можно считать некими порциями.
И отдельно взятая порция молекул газа всегда будет занимать один и тот же объем, независимо от вещества.
Эту порцию далее назвали молем, привязали ее к тем самым 12 г ¹²C, и лишь через сто лет после открытия закона Авогадро физики смогли посчитать сколько на самом деле молекул содержится в такой порции. Этот результат и назвали числом Авогадро.
Химия тех времен — это драматическая наука!