ATOM(C1) — 1ШК та-K
т-е- ™к 1:1>и
простейшая формула хлористого серебра должна быть AgCl. Обратно, если известна формула химии, соединения, то по результатам анализа могут быть вычислены атомные веса (см. ниже на примере воды). Именно таким путем и пошел Дальтон, но т. к. экспериментальных методов определения формул химич. соединений у него не было, то он сделал произвольные допущения о составе простейших соединений, — он предположил, что если известно лишь одно соединение двух элементов, то его частица содержит по одному А. каждого из этих элементов. Принимая атомный вес самого легкого из элементов — водорода — равным единице, Дальтон мог на основании сделанного допущения вычислить атомные веса кислорода и азота и, идя таким путем дальше, — атомные веса остальных элементов.
Конечно, предположение Дальтона о составе простейших соединений было совершенно произвольным: на основании одних аналитических данных вообще нельзя определить атомный вес элемента, а только соединительный вес или вес эквивалента, т. — е. то количество элемента, которое соединяется с одним з водорода или замещает его в его соединениях. Так, напр., анализ воды показывает, что соединительный вес кислорода равен 8. Этому же числу будет равен атомный вес кислорода, если формула воды НО, как то принимал Дальтон; если же формула воды Н2О, то атомный вес кислорода равен 16 и т. д. Т. к. атомный и соединительный веса должны относиться между собой как небольшие целые числа, то очевидно достаточно какого-нибудь приблизительного способа определения атомных весов, чтобы на основании данных анализа уже можно было найти их точное значение; так, напр., если бы нашли какимнибудь способом, что атомный вес кислорода равен прибл. 1572, то зная, что соединительный вес его равен точно 8, мы могли бы указать точное значение атомного веса — 16; однако, на основании одного соединительного веса однозначное определение атомного веса является невозможным. На различие между атомным и эквивалентным весом указал впервые Волластон в 1814; ему и принадлежит термин эквивалент (в неясной форме понятием этим пользовался, однако, уже Рихтер, 1791—1802).
Гипотеза Авогадро.
Между тем, уже в 1811 итальянским физиком Авогадро были формулированы те принципы, к-рые позволяют сполна разрешить проблему определения атомного веса.
Основываясь на законе Гэ-Люссака, показавшего (1808), что газы соединяются в простых объемных отношениях, и объем получаемого соединения, если оно газообразно, находится в простом отношении к объемам составных частей, Авогадро высказал предположение (см. Авогадро), согласно к-рому равные объемы газов содержат при одинаковых условиях температуры и давления равные количества молекул.
Покажем сначала, как на основании гипо 28
тезы Авогадро могут быть определены атомные веса элементов. Пусть, напр., нам нужно определить атомный вес кислорода.
Примем вес молекулы водорода равным двум. Определяя плотности соединений кислорода, мы можем на основании гипотезы Авогадро найти вес их частиц (молекулярный вес). Таким обр. мы находим, что молекулярный вес воды равен 18, молекулярный вес элементарного кислорода — 32, окиси азота — 30, сернистого газа — 64, углекислоты — 44, трехокиси серы — 80 и т. д.
Проделав анализ всех этих соединений, мы можем указать, какой вес кислорода входит в молекулярный вес каждого из этих тел. Оказывается, что указанные количества воды и окиси азота содержат кислорода по 16 весовых частей, сернистого газа и углекислоты по 32 весовых части и трехокиси серы 48 частей. Опыт показывает, что сколько бы соединений кислорода мы ни анализировали, в количестве г, равном их молекулярному весу, мы находим или 16 з кислорода или целое кратное этого числа. Т. о., 16 и есть атомный вес кислорода (количество кислорода, равное 16 з, мы называем грамм-атомом кислорода). Из этих же данных следует, что молекула элементарного кислорода состоит из двух А.
Такой же результат получается и для водорода (поэтому мы и взяли для молекулярного веса водорода число два) и для большинства других элементарных газов.
Однако, молекулы паров фосфора и мышьяка состоят из 4 — х А., а молекулы паров многих металлов и т. н. благородных газов — только из одного атома.
В момент своего появления гипотеза Авогадро не встретила особенного сочувствия со стороны химиков. В особенности мало правдоподобным показалось большинству химиков различие между молекулой и А. элементарных тел. Берцелиус (1828, которому мы обязаны первыми более точными определениями соединительных весов, также отвергал это различие, вследствие чего атомные веса, предложенные им, часто оказываются неправильными. Последующие работы не принесли в этом смысле существенных улучшений, пока, наконец, в середине 19 в. Лоран, исходя из взглядов Жерара, не показал, что весь огромный фактический материал, накопившийся к тому времени, в особенности в области органической химии, может быть полностью уложен в рамки системы атомных весов, основанной на гипотезе Авогадро. С этого момента значение гипотезы Авогадро для определения атомных весов уже никем не оспаривалось, тем более, что с развитием кинетической теории газов сделалось возможным и ее строгое физическое обоснование, так что в наст, время мы можем говорить уже не о гипотезе, а о законе Авогадро. Т. о., основанием химич. атомистики является определенное представление о молекулярном строении газов, находящее свое выражение в законе Авогадро. С помощью этого закона делается возможным определение молекулярных весов газов, а отсюда, привлекая и данные анализа, — и определение атомных весов всех элементов, дающих газообразные соединения;
