1.3. Атом, элемент, молекула, вещество.
1.3.3. Появление термина «молекула».
Одна из первых попыток приложения атомистической теории к химическим явлениям принадлежит Д. Зеннерту, известному немецкому философу, профессору медицины в Виттенберге. В борьбе с аристотелевской физикой и метафизикой, которая открывает собой историю новой философии, Зеннерт примкнул к древней атомистике. По числу элементов Зеннерт принимает четыре рода элементарных атомов. От элементарных атомов он отличает atoma corpuscula, разделенные до тех пределов, какие допускает природа; из них возникают сложные тела. У всех атомов есть изначально определенные формы и только на движении атомов или телец основывается всякое изменение, даже с виду качественное. Причину соединения атомов Зеннерт предлагает видеть именно в формах, в которых Бог образовал эти атомы. Зеннерт решительно отрицает слепой случай, который сводил бы атомы и образовывал бы отдельные тела. В его трудах говорится о простых атомах (элементах) и элементах второго порядка (прообраз молекулы). Это было важным нововведением в корпускулярную теорию, в старом атомизме молекуле не было места. Д. Зеннерт подчеркивал, что атомы, например, золота, растворенного в какой-либо кислоте, при сублимации сохраняют свою индивидуальность и потому могут быть извлечены из соединений.
В начале XVII в. учение Эпикура об атомах получило широкую известность, чему способствовали сочинения П. Гассенди. В 1647 и 1658 гг. появились книги П. Гассенди «О жизни и характере Эпикура», «Свод философии Эпикура». В этих книгах П. Гассенди подробно изложил сущность атомистического учения Эпикура, присоединив к этому свою точку зрения, что атомы не существовали извечно, а были созданы богом.
П. Гассенди обогащает атомистическое учение новым представлением. Он вводит понятие о молекуле (concreticulae — сростки атомов), сыгравшее исключительно важную роль в развитии химии.
Когда научное мышление отрешилось от представлений Аристотеля, атомистическую теорию древних активно восприняли и философы, и естествоиспытатели. Причину постоянства законов природы атомисты искали в вечности и неизменности атомов. В доказательство этого еще древние атомисты приводили такие же аргументы, которыми пользовался и И. Ньютон в 1700 г.: «Если бы они (частицы) изнашивались или разбивались на куски, то природа вещей, зависящая от них, изменилась бы. Вода и земля, составленные из старых, изношенных частиц и их обломков, не имели бы той же природы и строения теперь, как вода и земля, составленные из целых частиц вначале». Поэтому природа их должна быть постоянной. «Изменения телесных вещей должны проявляться только в различных разделениях и новых сочетаниях и движениях таких постоянных частиц...».
Но совместить идею о неизменности атома с представлением о химическом соединении, где атом утратил свою индивидуальность, оказалось не под силу ученым того времени.
Уже в XVII в. корпускулярные представления получили развитие, захватив различные области физики и химии. В тот период атомистические объяснения сводились преимущественна к тому, чтобы дать правдоподобную и наглядную картину химических явлений посредством образов, заимствованных и» области механики.
Р. Бойль и Н. Лемери считали, что атомы обладают самыми различными формами (их наделяли зубцами, крючками, петлями) в соответствии с разнообразием химических явлений. Эти модели были наглядными и, казалось, позволяли проникнуть в механизм действия микрочастиц.
Щелочи, по мнению Н. Лемери, содержат поры такой формы, что в каждую из них может входить острие кислоты. Для реакции нейтрализации необходимо, чтобы была соблюдена известная пропорция между размерами пор и размерами острия. Щелочи отличаются друг от друга своими порами. Разница в их размерах объясняет, почему данная щелочь растворяет одно вещество и не растворяет другое.
В начале XVIII в. учение об атомах обогащается новой идеей. И. Ньютон наделяет атомы силами, приводящими к взаимодействию микрочастиц.
Для И. Ньютона и его последователей частички наделены определенными «силами», благодаря которым они действуют друг на друга, «вызывая этим большую часть явлений природы». И. Ньютон писал: «Части всех однородных твердых тел, вполне прикасающихся друг к другу, сцепляются очень сильно вместе. Для объяснения этого некоторые изобрели атомы с крючками, оставляя вопрос без ответа, другие говорят нам, что тела связаны покоем, т. е. таинственным качеством, или, скорее, ничем; другие — что частицы связаны согласованными движениями, т. е. относительным покоем между ними. Я бы, скорее, заключил из сцепления частиц о том, что они притягивают одна другую с некоторой силой, которая очень велика при непосредственном соприкосновении и производит на малых расстояниях вышеупомянутые химические действия, но не простирается со значительным действием на большие расстояния от частиц».
Атомы, как утверждал И. Ньютон, сцепляются не крючками или шероховатыми поверхностями, а особого рода притяжением, простирающимся «на столь малые расстояния, которые до сих пор ускользают от наблюдения, и, может быть, электрическое притяжение распространяется на такие малые расстояния и без возбуждения трением».
Согласно взглядам И. Ньютона, взаимодействие между мельчайшими частицами материи подчиняется законам более сложным, чем закон тяготения, так как, кроме сил притяжения между микрочастицами, когда они очень сильно сближаются, действуют еще и силы взаимного отталкивания . Соединяясь между собой, частицы образуют различной сложности ансамбли, то, что И. Ньютон называет «частицами первого, второго, третьего и т. д. до... частиц последнего порядка», которые образуют обычные вещества. Итак, И. Ньютон считал, что все макроскопические тела состоят из первоначальных частиц — minima (Ньютон не пользовался термином «атом»), между которыми имеются абсолютно пустые поры. Для доказательства этого он приводил как пример золото и воду — вещества, значительно различающиеся по плотности.
В середине XVIII в. в трудах Р. Бошковича представления Ньютона о силах, изменяющихся с расстоянием, получили оригинальную разработку. В книге «Теория натуральной философии, приведенная к единому закону сил, существующих в природе» (1758) Р. Бошкович выдвинул гипотезу, согласно которой первые элементы материи, являющиеся центрами сил, однородны, неделимы и непротяженны. Между этими «элементами материи» (материальными точками) действуют либо притягательные, либо отталкивательные силы, что зависит от расстояния между точками. При небольшом расстоянии действует отталкивательная сила; с увеличением расстояния она постепенно убывает, обращается в нуль и переходит затем в силу притяжения. Аргументацию в пользу своих представлений о существовании первых элементов материи Р. Бошкович искал в химии. Он писал, что в химическом анализе сложных тел «мы доходим до все меньшего числа, а потому и до все менее отличных друг от друга родов начал».
В Англии последователями учения И. Ньютона были Б. Хиггинс и В. Хиггинс. Б. Хиггинс в 1775—1795 гг. в своих трудах, развивая атомистические воззрения, высказал следующие положения: 1) все атомы элементов тверды и имеют в точности или приблизительно шарообразную форму; 2) атомы взаимно притягиваются силами, зависящими от расстояний; силы притяжения обратно пропорциональны квадрату расстояния; 3) молекула всегда содержит по одному атому каждого из веществ, из которых она состоит; 4) частицы газов окружены отталкивательными теплородными атмосферами, и, чтобы соединение осуществилось, нужно прорвать или рассеять эти атмосферы.
В 1789 г. была опубликована книга В. Хиггинса «Сравнительный обзор флогистонной и антифлогистонной теорий с выводами», переизданная в 1791 г. Исходя из старой мысли о том, что «сложный атом» (сросток атомов) является соединением простых неделимых атомов, В. Хиггинс выдвигал тезис о том, что простые атомы должны соединяться по два или по три и что промежуточные соединения не могут образовываться, так как это обозначало бы деление атомов. Свои соображения В. Хиггинс использовал для объяснения некоторых конкретных случаев, например для объяснения состава воды и оксидов азота, а также закона нейтрализации.
В. Хиггинс утверждал, что химические реакции протекают только при участии определенного количества атомов. Он придерживался того мнения, что каждая первичная частица флогистированного воздуха (азота) соединена с двумя частицами дефлогистированного воздуха (кислорода) и что эти молекулы окружены общей теплородной «оболочкой». Затем он объясняет разницу между оксидами азота, считая, что она зависит от числа атомов кислорода, связанных с атомом азота. Любопытно, что В. Хиггинс пытался найти численную величину энергии связи между атомами.
Есть желание издать этот учебник по химии, больше для учителей химии, преподавателей ВУЗов,школьников, студентов, но "Денег нет" и "кому не нравится зарплата учителя. идите в бизнес", поэтому выполняю работы по химии (Решение задач, консультации. рефераты), для школьников, студентов колледжей и ВУЗов - технических, педагогических, лесотехнических, медицинских, экономических, пищевых, институтов МЧС, и др, например, таких как:
Сайт основной - http://lomonoc.a5.ru/#/Главная
РГППУ - http://ugppuchemistry.simplesite.com/
УГЛТУ - http://usfeuchemistry.simplesite.com/
УРФУ - http://urfuchemistry.simplesite.com/
УрГУПС - http://usurtchemistry.simplesite.com/
УРГЭУ - http://urgeuchemistry.simplesite.com/
УРГАУ - http://urgauchemistry.simplesite.com/
ПФА - http://pfachemistry.simplesite.com/
КемТИПП - http://kemtippchemistry.simplesite.com/
УГМУ - http://usmachemistry.simplesite.com/
УрИ ГПС МЧС России - http://uigpschemistry.simplesite.com/
Ошибок не бывает, замечания преподавателей - только по оформлению согласно их МУ.
Будут предложения - обращайтесь.