Проблема химического сродства Представления о конституции органических молекул Структурная теория органических соединений. - презентация

1 Проблема химического сродства Представления о конституции органических молекул Структурная теория органических соединений

2

3 Проблема химического сродства направлена на то, чтобы вскрыть причины взаимодействия веществ и особенности этого взаимодействия. В XVII веке природу сродства, в рамках корпускулярных представлений, видели в соответствии друг другу форм мельчайших частиц реагирующих веществ. В XVIII веке, с распространением взглядов И. Ньютона, причину сродства стали видеть в притяжении частиц реагирующих веществ друг к другу, т.е. в существовании силы притяжения, действующей на малых расстояниях.

4 В 1770-х годах учение о сродстве было развито в работах шведского химика Т. Бергмана. Он постулировал, что силы сродства (т.е. силы притяжения частиц) у разных веществ неодинаковы. Именно этим различием и объяснялось определённое направление химической реакции: из нескольких тел с данным телом полностью должно соединяться то, притяжение которого (т.е. сродство) максимально. Для каждого конкретного вещества Бергман считал сродство постоянным, характеризуемым количественно на основании способности вещества вытеснять другие из соединений. Торберн Улаф Бергман (Bergman) шведский химик и минералог, член Королевской шведской академии наук ( )

5 Однако представление о постоянстве сродства, как движущей силе химических реакций не могло объяснить экспериментальных фактов о зависимости скорости протекания реакций от температуры, растворимости веществ и других факторов. В конце XVIII – начале XIX века французский химик К. Бертолле предложил теорию, согласно которой силы сродства зависят не только от сил притяжения, но и от условий эксперимента, например, от количеств участвующих во взаимодействии веществ. В рамках этой концепции величина сродства для каждого вещества оказывалась непостоянной (в отличие от представлений Т. Бергмана), а способность кислот и оснований вытеснять другие кислоты и основания из их солей уже не могла служить мерой химического сродства. Клод Луи Бертолле

6 По мнению К. Бертолле, серная кислота вытесняет угольную из её солей не потому, что обладает более сильным сродством к основанию, а потому, что летучая угольная кислота удаляется из реакционной смеси и не может конкурировать с серной кислотой. Подобные рассуждения К. Бертолле содержали в себе много рационального, но после завершения дискуссии о постоянстве состава веществ были забыты. Для открытия закона действия масс и создания учения о равновесии в тот период ещё не созрели условия, т.к. ученые ещё не осознавали существенного различия между концентрацией и общим количеством вещества в реакции. Наполеон в лаборатории К.Л. Бертолле

7 В XIX веке в связи с расширением экспериментов по использованию электрического тока для разложения различных веществ, возникла идея о том, что силы сродства имеют электрическую природу. В 1806 – 1807 годах английский ученый Гемфри Дэви развил концепцию о возникновении химического взаимодействия благодаря притяжению электризуемых при контакте мельчайших частиц вещества (с образованием зарядов разного знака). ДЭВИ (Davy), Гемфри 1778 –1829

8 Позже широкое распространение получила электрохимическая теория сродства Й. Берцелиуса. Й.Я. Берцелиус исходил из предположения о том, что все атомы изначально электрически заряжены и биполярны, но один из зарядов всегда преобладает над другим. Поэтому каждый атом ведёт себя как заряженная положительно или отрицательно частица. Все элементы Берцелиус расположил по степени их электроположительности (электроотрицательности). Кислород в этом ряду был наиболее электроотрицательным элементом (т.е. обладающим максимальным избытком отрицательного электричества на индивидуальном атоме.

9 Понимание электроотрицательности Й.Я. Берцелиусом отличается от современных представлений об электроотрицательности, которая понимается, как способность атома притягивать к себе отрицательный заряд в соединении с другими атомами. С помощью электрохимической теории Берцелиус объяснил распространенные в то время дуалистические представления о солях, кислотах и основаниях. Образование кислот и оснований из двух частей выводилось из различной электрической полярности металла или неметалла и кислорода (кислота S + O 3 - ; основание Са + О - ).

10 Молекула кислоты при этом не считалась электронейтральной – она приобретала отрицательный заряд благодаря высокому содержанию кислорода. Оксиды металлов (основания) считались электроположительными, так как в них преобладал положительный характер металла. Образование солей, как продуктов соединения кислоты и основания также укладывалось в рамки объяснений с помощью электрохимической теории сродства.

11