Атомно молекулярная теория Дальтона (основные положения)

Введение в атомную модель Далтона
Атомная теория Далтона была предложена в 1804 году и была первой попыткой описать материю в терминах атомов. Он считал, что все соединения состоят из неделимых частиц, которые объединяются в заданных соотношениях. Хотя Далтон не понял ее полностью правильно, его теория заложила основу для сегодняшней атомной модели. Его теория включала в себя как закон сохранения массы, так и постоянный состав. Он также разработал закон множественных пропорций.

Элементы состоят из неделимых частиц. Далтон назвал эти частицы атомами. Атомы составляют всю материю.

Атомы происходят от греческого слова ‘атомос’, что означает ‘неделимый’. Далтон не знал, что такое атом, но знал, что должно быть что-то, из чего состоит так много разных элементов. Это были фундаментальные строительные блоки материи Далтона.
Все атомы одного и того же элемента идентичны по размеру, массе и свойствам.
Эта идея означает, что все атомы углерода будут иметь одинаковую массу и одинаковый размер.

Это был критический компонент теории, основанной на наблюдениях Далтона, которые приводят к закону множественных пропорций (обсуждается ниже).
Различные химические соединения возникают из-за разного отношения целых чисел атомов, связывающихся вместе.

Каждая уникальная молекула имеет уникальное соотношение элементов. Это основная идея закона постоянного состава. Любое чистое соединение всегда будет иметь одинаковое соотношение одних и тех же элементов. Они должны быть отношениями целых чисел, потому что у вас не может быть половины атома.

Химические реакции представляют собой перегруппировку атомов, но не изменяют сам атом. Атомы не могут быть созданы или уничтожены.

Чтобы создать новое соединение или молекулу, атомы перестраиваются. Сам атом не меняется, просто создает новые связи с разными атомами. Эти другие атомы могут быть одного и того же элемента или другого элемента. Таким образом, атом углерода может превратиться из части монооксида углерода (CO) в метан (CH4). Теперь это часть новой молекулы, но атом никогда не менялся. Это всегда был атом углерода.

Обновления теории Далтона
Хотя теория Далтона была революционной для того времени, она не была полностью правильной. Следование постулатам его новой атомной модели не всегда давало Далтону правильный ответ. Например, Далтон думал, что метан - это CH2, когда сегодня мы знаем, что это CH4. Эта ошибка произошла из-за того, что Далтон не знал, сколько весит водород. По его определению, один атом водорода весил в два раза больше, чем мы теперь знаем, что он весит.

Ниже приведены некоторые изменения, которые необходимо внести в атомную модель Далтона, чтобы отразить то, что ученые узнали с тех пор, как Далтон опубликовал свою теорию.

Атом можно дополнительно разделить на субатомные частицы
В то время у Далтона не было достаточно методов, чтобы понять это, но атом состоит из более мелких частей. Атом состоит из электронов, протонов, нейтронов и большого количества пустого пространства (как показал Резерфорд). Модель Далтона изображает атомы в виде твердых сфер.

Все атомы одного и того же элемента не имеют одинаковой массы
Атомы одного и того же элемента иногда имеют разные массы, потому что существуют разные изотопы.Изотоп - это элемент, который имеет разное количество нейтронов, но одинаковое количество протонов и электронов.

Используя ядерное деление и синтез, мы можем создавать и разрушать атомы
Однако этот процесс требует тонны энергии и происходит только в особых ситуациях.
Теория не объясняет аллотропы.

Графит и алмаз состоят из углерода, но имеют очень разные свойства. Теория Джона Далтона не обозначила бы эти две структуры точно.

Закон множественных пропорций гласит, что атомы или элементы могут объединяться, образуя различные химические соединения. Массовые отношения будут отношениями целых чисел друг к другу.

Например:

CO содержит 12 г углерода на 16 г кислорода. Следовательно, массовое соотношение 12:16 или 3:4.

CO2 содержит 12 г углерода на 32 г кислорода. В результате получается массовое соотношение 12: 32 или 3: 8.

Несмотря на то, что одни и те же два элемента объединены, они объединяются в разных соотношениях. Это означает, что они являются разными элементами.

Кроме того, независимо от того, есть ли 2 молекулы CO или 548 молекул CO, соотношение всегда будет таким же, как для 1 молекулы CO. Это происходит потому, что каждая молекула одного и того же типа имеет одинаковое количество атомов каждого типа.

Кто такой Джон Далтон?
Джон Далтон - английский химик, живший с 1766 по 1844 год. Он был учителем в различных школах на протяжении всей своей жизни. Он начал свою первую преподавательскую должность, помогая своему брату, когда ему было двенадцать лет.

Помимо своей атомной теории, у Джона Далтона были и другие научные интересы. В его первой научной статье обсуждалась дальтонизм, который он наблюдал у себя и своего брата. Дальтонизм все еще иногда называют дальтонизмом из-за этой статьи. Ему также нравилось изучать метеорологию. Он тщательно записывал ежедневные наблюдения за погодой с 1787 года. Его метеорологические наблюдения также помогли ему разработать свою теорию парциальных давлений и, в конечном итоге, свою атомную теорию.