Кукк В.А., Сергеев С.В., Решетников Б.А. Учебное пособие концепции современного естествознания

Подождите немного. Документ загружается.

160

Открытие сильных минеральных кислот было самым важным достиже-

нием химии после успешного получения железа из руды примерно за 3000

лет до того. Используя сильные минеральные кислоты, европейские химики

смогли осуществить многие новые реакции и смогли растворить такие

вещества, которые древние греки и арабы считали нерастворимыми (у греков

и арабов самой сильной кислотой была уксусная).

Минеральные кислоты дали человечеству гораздо больше, чем могло бы

дать золото, если бы его научились получать трансмутацией. Если бы золото

перестало быть редким металлом, оно мгновенно бы обесценилось. Ценность

же минеральных кислот тем выше, чем они дешевле и доступнее. Но, увы, та-

кова человеческая природа — открытие минеральных кислот не произвело

впечатления, а поиски золота продолжались.

Шло время, и алхимия после многообещающего начала стала

вырождаться в третий раз (в первый раз у греков, второй — у арабов). Поиск

золота стал делом многих мошенников, хотя и великие ученые даже в

просвещенном XVII в. (например, Бойль и Ньютон) не могли устоять от

соблазна попытаться добиться успеха на этом поприще. И вновь изучение

алхимии было запрещено. Запрещение преследовало две цели: нельзя было

допустить обесценивания золота и необходимо было бороться против

мошенничества.

От алхимии к научной химии

Становление химии как науки в преддверии XVI в. обусловлено обнов-

лением европейской культуры, возникновением новых видов

промышленного производства, расширением торговых отношений, а также

многими другими факторами прогресса, которые проявились в Западной

Европе.

Эти изменения направили научные исследования на новые пути [4].

Химия также испытала на себе влияние новых условий жизни и,

отделившись от старой алхимии, приобрела довольно большую свободу

исследования. В результате этой свободы химия сделала новые шаги как

самостоятельная наука, сформировала современный взгляд на цели и задачи

химических исследований, утвердилась как единая и независимая наука.

Этому предшествовали работы, выполненные алхимиками в области

минералогии и медицине. Так совершенно иное понимание задач химии

наметилось в работах двух современников врачей — немца Георга Бауэра

(1494–1555) и швейцарца Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма (1493–1541)

[10].

Бауэр, более известный под именем Агриколы (что в переводе с латин-

ского означает "крестьянин"), интересовался минералогией и ее возможной

связью с медициной. Попытки обнаружить такую связь (как и сочетание

врач-минералог) вообще характерны для химии того периода и последующих

двух с половиной столетий. В своей книге "О металлургии", изданной в

161

1556 г., Агрикола систематизировал практические знания, почерпнутые им у

современных ему рудокопов.

Эта книга, написанная понятным языком, с прекрасными иллюстрациями

шахтных устройств сразу же стала популярной и считается классической

работой и в наше время. Это самая значительная работа по химической

технологии, появившаяся до 1700 г., со времени ее издания минералогия

была признана как наука. Самой ценной книгой по металлургии и общей

прикладной химии до Агриколы считали труд монаха Теофила, вероятнее

всего грека, жившего примерно в X в.

Фон Гогенгейм вошел в историю основателем ятрохимии (приготовление

лекарств) под выбранным им самим именем Парацельс, т.е. "превосходящий

Цельса". Цельс — древнеримский ученый, писавший о медицине.

Ятрохимия выражала стремление соединить медицину с химией, переоце-

нивая при этом роль химических превращений в организме и приписывая

определенным химическим соединениям способность устранять в организме

нарушения равновесия. Парацельс свято верил, что если человеческое тело

состоит из особых веществ, то происходящие в них изменения должны

вызывать болезни, которые могут быть излечены лишь путем применения

лекарств, восстанавливающих нормальное химическое равновесие. До

Парацельса в качестве лекарств использовались преимущественно

растительные препараты, но он полагался только на эффективность

лекарственных средств, изготовленных из минералов, и поэтому стремился

создавать лекарства такого типа.

В своих химических изысканиях Парацельс заимствовал из алхимической

традиции учение о трех основных составных частях материи — ртути, сере и

соли, которым соответствуют основные свойства материи: летучесть, горю-

честь и твердость. Эти три элемента составляют основу макрокосма (вселен-

ной), но относятся и к микрокосму (человеку), состоящему из духа, души и

тела. Определяя причины болезней, Парацельс утверждал, что лихорадка и

чума происходят от избытка в организме серы, при избытке ртути наступают

параличи, а избыток соли может вызвать расстройство желудка и водянку.

Точно также и причины многих других болезней он приписывал избытку или

недостатку этих трех основных элементов.

В сохранении здоровья человека Парацельс придавал большое значение

химии, так как исходил из наблюдения, что медицина покоится на четырех

опорах, а именно на философии, астрологии, химии и добродетели. Химия

должна развиваться в согласии с медициной, потому что этот союз приведет

к прогрессу обеих наук.

Ятрохимия принесла значительную пользу химии, так как способствовала

освобождению ее от влияния алхимии и существенно расширила знания о

жизненно важных соединениях, оказав тем самым благотворное влияние и на

фармацию. Но одновременно ятрохимия была и помехой для развития

химии, потому что сужала поле ее исследований. По этой причине в XVII и

XVIII вв. целый ряд исследователей отказались от принципов ятрохимии и

162

избрали иной путь своих исследований, внедряя химию в жизнь и ставя ее на

службу человеку.

Именно эти исследователи своими открытиями способствовали созданию

первых научных химических теорий.

10.4. Теория флогистона

Научный интерес фламандского врача Яна Баптиста Ван Гельмонта

(1579–1644) к газам и особенно к воздуху, позволил ему обнаружить

схожесть воздуха с парами, образующимися при горении дерева [10].

Эти воздухоподобные вещества, не имеющие постоянного объёма или

формы, напомнили Ван Гельмонту греческий "хаос" — вещество

первоздания, бесформенное и беспорядочное, из которого (согласно

древнегреческой мифологии) был создан космос. Ван Гельмонт назвал эти

пары "хаосом", но, согласно фламандскому фонетическому строю, это слово

произносится как газ. Так называют подобные воздуху вещества и в наше

время.

Газ, полученный при горении дерева и изученный им с особой тщательно-

стью, он назвал "лесной газ" (gas sylvestre). Сегодня мы называем этот газ

диоксидом углерода. При изучении газов как простейшей формы материи

впервые была использована техника точных измерений, т. е. количественного

исследования явлений, которая и послужила столбовой дорогой в мир

современной химии.

В семнадцатом столетии началось бурное развитие механики, которое

оказалось плодотворным и для химии.

Развитие механики привело к созданию паровой машины и положило на-

чало промышленной революции. Человек получил машину, которая,

казалось, может делать всю тяжелую работу на свете. Но использование огня

в паровой машине возродило у химиков интерес к процессу горения. Почему

одни предметы горят, а другие не горят? Что представляет собой процесс

горения? В 1669 г. немецкий химик Иоганн Бехер попытался дать

рациональное объяснение явлению горючести. Он предположил, что твердые

вещества состоят из трех видов "земли", и один из этих видов, названный им

"жирная земля", служит горючим веществом. Все эти объяснения не

отвечали на вопрос о сущности процесса горения, но они стали отправной

точкой для создания единой теории, известной под названием теории

флогистона.

Основоположником теории флогистона считается немецкий врач и химик

Георг Шталь, который постарался последовательно развить идеи Бехера о

"жирной земле", но в отличие от Бехера Шталь вместо понятия "жирная

земля" ввел понятие "флогистона" — от греческого "флогистос" — горючий,

воспламеняющийся. Термин "флогистон" получил большое распространение

благодаря работам самого Шталя и потому, что его теория объединила

многочисленные сведения о горении и обжигании.

163

Теория флогистона основана на убеждении, что все горючие вещества бо-

гаты особым горючим веществом — флогистоном и чем больше флогистона

содержит данное тело, тем более оно способно к горению. То, что остается

после завершения процесса горения, флогистона не содержит и потому

гореть не может. Шталь утверждает, что расплавление металлов подобно

горению дерева. Металлы, по его мнению, тоже содержат флогистон, но,

теряя его, превращаются в известь, ржавчину или окалину. Однако, если к

этим остаткам опять добавить флогистон, то вновь можно получить металлы.

При нагревании этих веществ с углем металл "возрождается".

Такое понимание процесса плавления позволило дать приемлемое объяс-

нение и процессу превращение руд в металлы — первому теоретическому от-

крытию в области химии.

Объяснение Шталя состояло в следующем. Руда, содержание флогистона

в которой мало, нагревается на древесном угле, весьма богатом флогистоном.

Флогистон при этом переходит из древесного угля в руду, в результате чего

древесный уголь превращается в золу, бедную флогистоном, а руда

превращается в металл, богатый флогистоном.

Теория флогистона Шталя на первых порах встретила резкую критику, но

при этом быстро начала завоевывать популярность и во второй половине

XVII в. была принята химиками повсеместно, так как позволила дать четкие

ответы на многие вопросы. Однако один вопрос ни Шталь, ни его последо-

ватели разрешить не смогли. Дело в том, что большинство горючих веществ

(дерево, бумага, жир) при горении в значительной степени исчезали.

Оставшиеся зола и сажа были намного легче, чем исходное вещество. Но

химикам XVIII в. эта проблема не казалась важной, они еще не сознавали

важность точных измерений и изменением в весе они пренебрегали. Теория

флогистона объясняла причины изменения внешнего вида и свойств веществ,

а изменения веса были не важны.

Размышляя над причинами изменения веса веществ в процессе горения,

исследователи принимали в расчет только твердые тела и жидкости.

Понятно, что зола легче дерева, так как при горении дерева выделяются

пары. Но что это за пары, никто из химиков сказать не мог. Ржавый металл

тяжелее исходного металла. Может быть, при ржавлении металл получает

что-то из воздуха? Ответа не было.

Чтобы ответить на этот и подобные вопросы, химики должны были

начать систематическое изучение газов, должны были научиться работать со

столь трудно уловимыми веществами.

Важный шаг в этом направлении в начале XVIII в. сделал английский бо-

таник и химик Стивен Гейлс (1677–1761). Он изобрел прибор для собирания

газов над водой. Этот прибор известен нам под названием "пневматической

ванны". Пары, образующиеся в результате химической реакции, Гейлс

отводил через трубку в сосуд с водой, опущенный вверх дном в ванну с

водой. Пузырьки газа поднимались в верхнюю часть сосуда и вытесняли

оттуда воду. Таким образом, Гейлс собирал газ или газы, образующиеся в

результате реакции. Сам Гейлс не идентифицировал собранные газы и не

164

изучал их свойств, однако сконструированный им прибор для собирания

газов сыграл важную роль в развитии пневматической химии.

Другой важный шаг был сделан шотландским химиком Джозефом

Блэком (1728–1799). Диссертация, которая принесла ему степень магистра

медицины в 1754 г., была связана с химической проблемой и

непосредственно касалась свойств газов, выделяющихся при действии кислот

на "мягкие" (углекислые) щелочи. (Во времена Блэка химия и медицина были

тесно взаимосвязаны.) Блэк установил, что известковый минерал (карбонат

кальция) при нагревании разлагается с выделением газа и образует известь

(оксид кальция). Выделяющийся газ можно было вновь соединить с оксидом

кальция и вновь получить карбонат кальция. Этот газ (диоксид углерода) был

идентичен открытому Ван Гельмонтом "лесному газу", но Блэк назвал его

"связанным воздухом", так как этот газ можно было связать и вновь получить

твердую субстанцию.

Открытие Блэка было важным по ряду причин. Во-первых, он показал,

что углекислый газ может образовываться при нагревании минерала подобно

тому, как этот газ образуется при горении дерева. Таким образом, была

установлена очевидная взаимосвязь между живой и неживой природой.

Изучая свойства углекислого газа, Блэк обнаружил, что свеча в нем не го-

рит. Свеча, горящая в закрытом сосуде с обычным воздухом, в конце концов,

гаснет, и оставшийся воздух уже не поддерживает горения. Такое явление,

конечно же, не казалось беспричинным, поскольку было известно, что при

горении свечи образуется углекислый газ. Но когда Блэк абсорбировал

углекислый газ, оставшийся воздух, который заведомо не был углекислым

газом, горение не поддерживал.

Блэк предложил изучить эту проблему одному из своих учеников — шот-

ландскому химику Даниелю Резерфорду (1749–1819). Резерфорд поставил

следующий опыт: он держал мышь в ограниченном объеме воздуха до тех

пор, пока она не погибла. Затем в оставшемся воздухе он держал горящую

свечу, пока она не гасла. В оставшийся после всего этого воздух он поместил

горящий фосфор, который горел там очень недолго. Далее Резерфорд

пропустил воздух через раствор, способный абсорбировать углекислый газ. В

оставшемся в результате воздухе свеча не горела, а мышь гибла. Резерфорд

сообщил об этом опыте в 1772 г. Поскольку и Резерфорд, и Блэк были

убежденными сторонниками теории флогистона, то, объясняя результаты

проведенных ими опытов, они пользовались представлениями этой теории.

Пока мыши дышали и пока свечи и фосфор горели, флогистон выделялся и

поступал в воздух вместе с образующимся углекислым газом. Воздух, из ко-

торого удалили углекислый газ, содержал так много флогистона, что был как

бы "пропитан" им. Этот воздух больше принять флогистона уже не мог, и

поэтому ни свеча, ни фосфор в нем не горели. В связи с этим Резерфорд

назвал выделенный им газ "флогистированным воздухом". Сегодня мы

называем его азотом.

165

10.5. Возникновение учения о составе веществ

Закон сохранения массы А. Лавуазье

К концу XVIII в. был накоплен большой экспериментальный материал,

который необходимо было систематизировать в рамках единой теории.

Создателем такой теории стал французский химик Антуан-Лоран Лавуазье

(1743–1794). С самого начала своей деятельности на поприще химии

Лавуазье понял важность точного измерения. Его первая значительная работа

(1764) была посвящена изучению состава минерального гипса. Нагревая этот

минерал, Лавуазье удалял из него воду и определял количество полученной

таким образом воды. Лавуазье принял сторону тех химиков, которые,

подобно Блэку и Кавендишу, применяли измерение при изучении

химических реакций. Однако Лавуазье использовал более систематический

подход, что позволило ему доказать несостоятельность старых теорий, уже

не только бесполезных, но и мешавших развитию химии.

Вопрос о природе процесса горения интересовал всех химиков XVIII в., и

Лавуазье также не мог не заинтересоваться им. Его многочисленные опыты

по нагреванию различных веществ в закрытых сосудах позволили

установить, что независимо от характера химических процессов и их

продуктов, общий вес всех участвующих в реакции веществ остается без

изменений.

Это позволило ему выдвинуть новую теорию образования металлов и руд.

Согласно этой теории, в руде металл соединен с газом. Когда руду нагревают

на древесном угле, уголь абсорбирует газ из руды и при этом образуется

углекислый газ и металл.

Таким образом, в отличие от Шталя, который считал, что плавка металла

включает переход флогистона из древесного угля в руду, Лавуазье

представляет себе этот процесс как переход газа из руды в уголь. Идея

Лавуазье позволяла объяснить причины изменения веса веществ в результате

горения.

Обдумывая результаты проведенных им опытов, Лавуазье пришел к

мысли, что если учитывать все вещества, участвующие в химической

реакции и все образующиеся продукты, то изменений в весе никогда не

будет. Другими словами, Лавуазье пришел к выводу, что масса никогда не

создается и не уничтожается, а лишь переходит от одного вещества к

другому. Этот вывод, известный сегодня как закон сохранения массы, стал

основой для всего процесса развития химии XIX в.

Однако сам Лавуазье был неудовлетворен полученными результатами,

так как не понимал, почему при соединении воздуха с металлом

образовывалась окалина, а при соединении с деревом — газы, и почему при

этих взаимодействиях участвовал не весь воздух, а только примерно пятая

часть его?

Вновь в результате многочисленных опытов и экспериментов Лавуазье

пришел к выводу, что воздух является не простым веществом, а смесью двух

166

газов. Одну пятую часть воздуха, по мнению Лавуазье, составляет "дефлоги-

стированный воздух", который соединяется с горящими и ржавеющими пред-

метами, переходит из руд в древесный уголь и необходим для жизни.

Лавуазье назвал этот газ кислородом, то есть порождающим кислоты, так как

ошибочно полагал, что кислород — компонент всех кислот.

Второй газ, составляющий четыре пятых воздуха ("флогистированный

воздух") был признан совершенно самостоятельным веществом. Этот газ не

поддерживал горения, и его Лавуазье назвал азотом — безжизненным.

Важную роль в исследованиях Лавуазье сыграли результаты опытов анг-

лийского физика Кавендиша, который доказал, что образующиеся при

горении газы конденсируются в жидкость, которая, как показали анализы,

является всего-навсего водой.

Важность этого открытия была огромной, так как выяснилось, что вода не

простое вещество, а продукт соединения двух газов.

Лавуазье назвал выделяющийся при горении газ водородом

("образующим воду") и отметил, что водород горит, соединяясь с

кислородом, и, следовательно, вода является соединением водорода и

кислорода.

Новые теории Лавуазье повлекли за собой полную рационализацию

химии. Было окончательно покончено со всеми таинственными элементами.

С того времени химики стали интересоваться только теми веществами,

которые можно было взвесить или измерить каким-либо другим способом.

Закон постоянства состава вещества Ж. Пруста

Успех Лавуазье показал химикам, что применение количественных изме-

рений может помочь понять суть химических реакций. Метод

количественных измерений был использован, в частности, при исследовании

кислот [10].

Кислоты образуют естественную группу веществ, обладающих рядом ха-

рактерных свойств. Они химически активны, реагируют с такими металлами,

как цинк, олово или железо, которые при растворении в кислотах выделяют

водород. Кислоты имеют кислый вкус, вызывают характерные изменения

цветов некоторых красителей и т.д.

Кислотам противостоит группа веществ, называемых основаниями.

(Сильные основания получили название щелочей.) Эти вещества имеют

горький вкус, химически активны, меняют цвета красителей, но на

противоположные по сравнению с кислотами и т. д. Растворы кислот

нейтрализуют растворы оснований. Другими словами, смесь кислоты и

основания, взятых в определенном соотношении, не проявляет свойств ни

кислоты, ни основания. Эта смесь представляет собой раствор соли, которая

обычно химически значительно менее активна, чем кислота или основание.

Таким образом, при смешивании соответствующих количеств растворов

сильной и едкой кислоты (соляной кислоты) с сильной и едкой щелочью

167

(гидроксидом натрия) получается раствор хлорида натрия, т. е.

обыкновенной поваренной соли.

Реакции нейтрализации заинтересовали немецкого химика Иеремию

Веньямина Рихтера (1762–1807). Начав их изучение, он измерил точные

количества различных кислот, необходимых для нейтрализации

определенных количеств того или иного основания и наоборот.

Основываясь на результатах многочисленных анализов солей, Рихтер со-

ставил ряд нейтрализации, который показывал относительные весовые

количества кислот и щелочей, необходимых для нейтрализации.

Французский химик Жозеф Луи Пруст (1754–1826), который работал в

Испании, с помощью тщательных анализов в 1799 г. показал, например, что

карбонат меди характеризуется определенным весовым соотношением меди,

углерода и кислорода вне зависимости от того, каким способом эта соль

получена в лаборатории или каким способом выделена из природных

источников. Соединение всегда содержит 5,3 части меди, 4 части кислорода

и 1 часть углерода.

Более того, Пруст установил, что постоянство соотношений компонентов

наблюдается и в ряде других соединений. Он сформулировал общее правило,

согласно которому все соединения содержат элементы в строго

определенных пропорциях (а не в любых сочетаниях) вне зависимости от

условий получения этих соединений. Это правило называется законом

постоянства состава или законом Пруста.

Этот факт оспаривали два французских химика, одним из которых был

К. Л. Бертолле. В первые годы XIX в. стало совершенно очевидно, что Пруст

был прав.

Закон кратных отношений Дж. Дальтона

Проблема химического состава веществ была главной в развитии химии

вплоть до 1830–1840 гг. В это время мануфактурное производство сменилось

машинным, а для последнего была необходима широкая сырьевая база. В

промышленном производстве стала преобладать переработка огромных масс

вещества растительного и животного происхождения. В производстве стали

участвовать вещества с различными (часто противоположными) качествами,

состоящие лишь из нескольких химических элементов органического

происхождения: углерод, водород, кислород, сера, фосфор. Объяснение

этому широкому разнообразию органических соединений, возникших на базе

ограниченного числа химических элементов, ученые стали искать не только в

составе, но и в структуре соединения этих элементов.

Кроме того, многочисленные лабораторные эксперименты и опыты

убедительно доказывали, что свойства полученных в результате химических

реакций веществ зависят не только от элементов, но и от взаимосвязи и

взаимодействия элементов в процессе реакции. Поэтому химики стали все

168

больше обращаться к проблеме структуры вещества и взаимодействию со-

ставных элементов вещества.

Первым ученым, который добился значительных успехов в новом направ-

лении развития химии, стал английский химик Джон Дальтон (1766–1844),

который вошел в историю химии как первооткрыватель закона кратных

отношений и создатель основ атомной теории. Все свои теоретические

выводы он получил на основе сделанного им самим открытия, что два

элемента могут соединяться друг с другом в разных соотношениях, но при

этом каждая новая комбинация элементов представляет собой новое

соединение.

Подобно древним атомистам, Дальтон исходил из положения о корпуску-

лярном строении материи, но, основываясь на сформулированном Лавуазье

понятии химического элемента, полагал, что все атомы каждого отдельного

элемента одинаковы и характеризуются тем, что обладают определенным ве-

сом, который он назвал атомным весом. Таким образом, каждый элемент

обладает своим атомным весом, но этот вес относителен, так как абсолютный

вес атомов определить невозможно. В качестве условной единицы атомного

веса элементов Дальтон принимает атомный вес самого легкого из всех эле-

ментов – водорода, и сопоставляет с ним вес других элементов. Для

экспериментального подтверждения этой идеи необходимо, чтобы элемент

соединился с водородом, образуя определенное соединение. Если этого не

происходит, то необходимо, чтобы данный элемент соединялся с другим

элементом, о котором известно, что он способен соединяться с водородом.

Зная вес этого другого элемента относительно водорода, можно всегда найти

отношение веса данного элемента к принятому за единицу веса водорода.

Рассуждая таким образом, Дальтон составил первую таблицу атомных ве-

сов. Эта таблица и была самой важной работой Дальтона, но в ряде аспектов

она оказалась ошибочной. Основное заблуждение Дальтона состояло в

убеждении, что при образовании молекулы атомы одного элемента соединя-

ются с атомами другого элемента попарно. Хотя уже в то время было

накоплено достаточно данных, свидетельствующих о том, что подобное

сочетание атомов "один к одному" не является общим правилом.

Для того, чтобы атомная теория Дальтона могла получить свой научный

статус в химии, надо было объединить ее с молекулярной теорией, которая

предполагала существование частиц (молекул), образованных из двух или бо-

лее атомов и способных в химических реакциях расщепляться на составные

атомы.

Закон Авогадро

Молекулярная теория строения вещества позволила по-новому взглянуть

на процессы, происходящие в газовой фазе и дала начало новой науке,

стоящей на стыке химии и физики – молекулярной физике. Настоящей

сенсацией стало открытие закона Авогадро в 1811 г. [10]. Итальянский

ученый Амадео Авогадро (1776–1856) установил, что при одинаковых

169

физических условиях (давлении и температуре) равные объемы различных

газов содержат равное число молекул. Другими словами, это означает, что

грамм-молекула любого газа при одинаковой температуре и давлении

занимает один и тот же объем. Он даже смог рассчитать этот объем для

стандартных физических условий. При давлении 760 мм рт. столба и при

температуре 0° С он был равен 22,4 л, точнее 22,414 л. В этом объеме при

названных условиях находится 6,023 • 10

молекул газообразного вещества

(число Авогадро).

Однако развитие химии и изучение все большего числа соединений при-

водили химиков к мысли, что наряду с веществами, имеющими

определенный состав, существуют еще и соединения переменного состава —

это явилось причиной пересмотра представлений о молекуле в целом.

Молекулой, как и прежде, продолжали называть наименьшую частичку

вещества, способную определять его свойства и существовать

самостоятельно, но теперь к молекулам стали относить и такие необычные

квантово-механические системы, такие как ионные, атомные и

металлические монокристаллы, а также полимеры, образованные за счет

водородных связей. В результате применения физических методов

исследования вещества стало ясно, что свойства реального тела определя-

ются не столько тем, постоянен или не постоянен состав химического

соединения, а скорее физической природой химизма, т.е. природой тех сил,

которые заставляют несколько атомов объединяться в одну молекулу.

Поэтому теперь под химическим соединением понимают определенное

вещество, состоящее из одного или нескольких химических элементов,

атомы которых за счет взаимодействия друг с другом объединены в частицу,

обладающую устойчивой структурой — молекулу, комплекс, монокристалл

или иной агрегат. Это более широкое понятие, чем понятие "сложное

вещество". Действительно, ведь всем известны химические соединения,

состоящие не из разных, а из одинаковых элементов. Это молекулы

водорода, кислорода, хлора, графита, алмаза и т.д.

Особое положение в ряду молекулярных частиц занимают макромоле-

кулы полимеров. Они содержат большое число повторяющихся, химически

связанных друг с другом в единое целое структурных единиц — фрагментов

мономерных молекул, обладающих одинаковыми химическими свойствами.

Дальнейшее усложнение химической организации материи идет по пути

образования более сложной совокупности взаимодействующих атомных и

молекулярных частиц, так называемых молекулярных ассоциатов и

агрегатов, а также их комбинаций (рис. 10). При образовании агрегатов

изменяется фазовое состояние системы, чего не происходит при образовании

ассоциатов. Напомним, что фазовое состояние — это основное физическое

состояние, в котором может существовать любое вещество (газ, жидкость,

твердое тело).

Поворотный этап в развитии химической атомистики связан с именем

шведского химика Иенса Якоба Берцелиуса, который вслед за Дальтоном

внес особенно большой вклад в создание атомной теории. Когда Дальтон