Атомно-молекулярная теория

Атомно-молекулярная теория включает представления о том, что вещества состоя из химически неделимых атомов, составляющих молекулы, которые изменяются в химических реакциях. Атомно-молекулярная теория лежит в основе современной науки.

Атомно-молекулярное учение развил и впервые применил в химии М. В. Ломоносов. Основные положения этого учения изложены в работе "Элементы математической химии" (1741) и ряде других. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям.

Все вещества состоят из "корпускул" (так Ломоносов называл молекулы).
Молекулы состоят из "элементов" (так Ломоносов называл атомы).
Частицы - молекулы и атомы - находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц.
Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ - из различных атомов.

Через 67 лет после Ломоносова атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. Он изложил основные положения атомистики в книге "Новая система химической философии" (1808). В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые попытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества - из "сложных атомов" (в современном понимании - молекул). Следует отметить, что отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. Атомно молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в середине XIX в. На международном съезде химиков в г. Карлсруэ в 1860 г. были приняты определения понятий молекулы и атома.

Молекула - это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением.

Атом - наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства элемента определяются строением его атома.

Положения атомно-молекулярной теории в более современном представлении:

Материя состоит из атомов.
Атомы химически неделимы. Они не могут создаваться и разрушаться в химических реакциях.
Атомы одного химического элемента одинаковы по ряду существенных характеристик (заряд ядра, масса) и отличаются по ним от атомов других химических элементов.
Для молекул какого-либо вещества всегда характерен определенный атомный состав и количество атомов.
Масса молекулы равна сумме масс атомов, которые ее составляют.
В химических реакциях молекулы разрушаются. При физических явлениях молекулы сохраняются.
В процессе химической реакции количество и атомный состав не меняется. Из атомов исходных веществ образуются молекулы новых веществ.

Например, при сжигании угля (C) вроде бы ничего не остается. Однако это не так, так как образуются углекислый газ, который мы не видим. В углекислый газ (CO₂) входят атомы кислорода. Как известно, горение возможно на воздухе, т. к. в нем есть кислород. Значит уголь вступает в реакцию с кислородом с образованием углекислого газа:

C + O₂ = CO₂↑

Современная наука внесла некоторые изменения в атомно-молекулярную теорию, сформулированную Дальтоном. Не все вещества состоят из молекул. В некоторых атомы образуют кристаллические решетки, где нет начала и конца для каждой молекулы. Есть только повторяющиеся участки, которые условно можно принять за молекулы, чтобы записать формулу вещества. К таким веществам относятся металлы, поваренная соль, алмаз, графит, различные природные минералы и др.