Атомно молекулярне вчення у хімії коротко. Хімічні реакції

Атомно-молекулярне вчення- Сукупність положень, аксіом і законів, які описують всі речовини як набір молекул, що складаються з атомів.

Давньогрецькі філософизадовго до початку нашої ери у своїх працях вже висували теорію існування атомів. Відкидаючи існування богів та потойбічних сил, вони намагалися пояснити всі незрозумілі та загадкові явища природи природними причинами – з'єднанням та роз'єднанням, взаємодією та змішуванням невидимих ​​людському оку частинок – атомів. Але служителі церкви протягом багатьох століть переслідували прихильників і послідовників вчення про атоми, піддавали їх гонінням. Але через відсутність необхідних технічних пристосувань філософи давнини було неможливо скрупульозно вивчити природні явища, і під поняттям «атом» вони ховалося сучасне поняття «молекула».

Лише у середині ХVIII століття великий російський вчений М.В. Ломоносів обґрунтував атомно-молекулярні уявлення у хімії.Основні положення його вчення викладено у роботі «Елементи математичної хімії» (1741 р.) та інших. Ломоносов назвав теорію корпускулярно-кінетичною теорією

М.В. Ломоносівчітко розмежовував два ступені у будові речовини: елементи (у сучасному розумінні – атоми) та корпускули (молекули). В основі його корпускулярно-кінетичної теорії (сучасного атомно-молекулярного вчення) лежить принцип перервності будови (дискретності) речовини: будь-яка речовина складається з окремих частинок.

1745 року М.В. Ломоносов писав:«Елемент є частиною тіла, яка не складається з якихось менших і відмінних між собою тіл… Корпускули є зібранням елементів в одну невелику масу. Вони однорідні, якщо складаються з однакового числа тих самих елементів, з'єднаних однаковим чином. Корпускули різнорідні, коли їх елементи різні і з'єднані по-різному або в різному числі; від цього залежить нескінченна різноманітність тіл.

Молекулає найменшою частинкою речовини, що має всі його хімічні властивості. Речовини, що мають молекулярну структуру,складаються із молекул (більшість неметалів, органічні речовини). Значна частина неорганічних речовин складається з атомів(атомні грати кристала) або іонів (іонна структура). До таких речовин відносяться оксиди, сульфіди, різні солі, алмаз, метали, графіт та ін. Носієм хімічних властивостей у цих речовинах є комбінація елементарних частинок (іони або атоми), тобто кристал є гігантською молекулою.

Молекули складаються з атомів. атом- Найдрібніша, далі хімічно неподільна складова частина молекули.

Виходить, молекулярна теорія пояснює фізичні явища, що відбуваються із речовинами. Вчення про атоми допомагає молекулярної теорії при поясненні хімічних явищ. Обидві ці теорії – молекулярна та атомна – поєднуються в атомно-молекулярне вчення. Сутність цього вчення можна сформулювати у вигляді кількох законів та положень:

1. речовини складаються з атомів;
2. при взаємодії атомів утворюються прості та складні молекули;
3. при фізичних явищах молекули зберігаються, їхній склад не змінюється; при хімічних – руйнуються, їхній склад змінюється;
4. молекули речовин складаються з атомів; при хімічних реакціях атоми на відміну молекул зберігаються;
5. атоми одного елемента подібні один до одного, але відрізняються від атомів будь-якого іншого елемента;
6. хімічні реакції полягають в утворенні нових речовин з тих самих атомів, з яких складалися вихідні речовини.

Завдяки своїй атомно-молекулярній теорії М.В. Ломоносов по праву вважається родоначальником наукової хімії.

blog.сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

У розвиток атомно-молекулярного вчення великий внесок М. В. Ломоносов, Дж. Дальтон, А. Лавуазьє, Ж. Пруст, А. Авогадро, Й. Берцеліус, Д. І. Менделєєв, А. М. Бутлеров. Перший визначив хімію як науку М. В. Ломоносова. Ломоносов створив вчення про будову речовини, заклав основу атомно-молекулярної теорії. Воно зводиться до таких положень:

1. Кожна речовина складається з найдрібніших, далі фізично неподільних частинок (Ломоносов називав їх корпускулами, згодом їх назвали молекулами).

2. Молекули перебувають у постійному, мимовільному русі.

3. Молекули складаються з атомів (Ломоносов назвав їх елементами).

4. Атоми характеризуються певним розміром та масою.

5. Молекули можуть складатися як із однакових, і різних атомів.

Молекула - це найменша частка речовини, що зберігає її склад та хімічні властивості. Молекула не може подрібнюватися далі без зміни хімічних властивостей речовини. Між молекулами речовини існує взаємне тяжіння, різне в різних речовин. Молекули в газах притягуються одна до одної дуже слабко, тоді як між молекулами рідких та твердих речовин сили тяжіння відносно великі. Молекули будь-якої речовини перебувають у безперервному русі. Цим явищем пояснюється, наприклад, зміна обсягу речовин під час нагрівання.

Атомами називаються дрібні, хімічно неподільні частки, у тому числі складаються молекули. Атом - це найменша частка елемента, що зберігає його хімічні властивості. Атоми відрізняються зарядами ядер, масою та розмірами. За хімічних реакцій атоми не виникають і не зникають, а утворюють молекули нових речовин. Елемент слід як вид атомів з однаковим зарядом ядра.

Хімічні властивості атомів однієї й тієї ж хімічного елемента однакові, такі атоми можуть відрізнятися лише масою. Різновиди атомів одного і того ж елемента з різною масою називаються ізотопами. Тому різновидів атомів більше, ніж хімічних елементів.

Необхідно розрізняти поняття "хімічний елемент" та "проста речовина".

Речовина - це певна сукупність атомних та молекулярних частинок у будь-якому з трьох агрегатних станів.

Агрегатні стани речовини - стан речовини, що характеризується певними властивостями (здатність зберігати форму, об'єм).

Виділяють три основні агрегатні стани: тверде тіло, рідина та газ. Іноді не зовсім коректно до агрегатних станів зараховують плазму. Існують і інші агрегатні стани, наприклад рідкі кристали або конденсат Бозе - Ейнштейна.

Хімічний елемент - це загальне поняття про атоми з однаковим зарядом ядра та хімічними властивостями.

Фізичних властивостей, притаманних простої речовини, хімічному елементу приписати не можна.

Прості речовини - це речовини, які з атомів однієї й тієї ж хімічного елемента. Один і той самий елемент може утворювати кілька простих речовин.

Сучасний виклад основних положень атомно-молекулярного вчення:

1. Усі речовини складаються з атомів.
2. Атоми кожного виду (елемента) однакові між собою, але від атомів будь-якого іншого виду (елемента).
3. При взаємодії атомів утворюються молекули: гомоядерні (за взаємодії атомів одного елемента) або гетероядерні (за взаємодії атомів різних елементів).
4. При фізичних явищах молекули зберігаються, при хімічних – руйнуються; при хімічних реакціях атоми на відміну молекул зберігаються.
5. Хімічні реакції полягають в утворенні нових речовин з тих самих атомів, з яких складаються початкові речовини.

Тема лекції: ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ.

План:

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ХІМІЇ. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЕ ВЧЕННЯ

ОСНОВНІ ЗАКОНИ ХІМІЇ

ОСНОВНІ ГАЗОВІ ЗАКОНИ

ХІМІЧНИЙ ЕКВІВАЛЕНТ. ЗАКОН ЕКВІВАЛЕНТНИХ ВІДНОСИН

ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ. КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

МІСЦЕ ХІМІЇ СЕРЕД ІНШИХ НАУК

Хімія відноситься до природничих наук, що вивчають навколишній матеріальний світ, його явища та закони.

Основним законом природи є закон вічності матерії та її руху. Окремі форми руху матерії вивчаються окремими науками. Місце хімії, що має справу головним чином з молекулярним (і атомним) рівнем організації матерії, між фізикою елементарних частинок (субатомний рівень) та біологією (надмолекулярний рівень).

Хімія- наука про речовини, їх склад, будову, властивості і перетворення, пов'язані зі зміною складу, будови і властивостей частинок, що їх утворюють.

Великий російський учений М. У. Ломоносов сказав: «Широко простягає хімія руки свої у людські справи». Справді, практично немає жодної технічної дисципліни, яка б обійтися без знань хімії. Навіть такі сучасні та далекі, здавалося б, хімії науки, як електроніка, інформатика, сьогодні отримали новий імпульс у своєму розвитку, уклавши «союз» з хімією (запис інформації на молекулярному рівні, розробка біокомп'ютерів та ін.). Що тоді говорити про фундаментальні дисципліни: фізику, біологію та ін., де давно існують самостійні розділи, прикордонні з хімією (хімічна фізика, біохімія, геохімія та ін.).

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ХІМІЇ.

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЕ ВЧЕННЯ

Уявлення про атоми, як конструкційні елементи речовинного світу, зародилося ще в давній Греції (Левкіпп, Демокріт, 1У-Ш ст. до н. е.). Але лише наприкінці XVIII – на початку XIX ст. було створено атомно-молекулярне вчення. Найважливіший внесок у узагальнення накопиченого матеріалу було зроблено М. У. Ломоносовим.

Атомно-молекулярне вчення включає такі основні положення:

1. Усі речовини є суцільними, а складаються з частинок (молекул, атомів, іонів).

2. Молекули складаються з атомів (елементів).

3. Відмінності між речовинами визначаються відмінностями частинок, що їх утворюють, які відрізняються один від одного складом, будовою і властивостями.

4. Усі частки перебувають у постійному русі, швидкість якого збільшується під час нагрівання.

атом- Найменша частка хімічного елемента, яка є носієм його властивостей. Це електронейтральна мікросистема, поведінка якої підпорядковується законам квантової механіки.

Хімічний елемент- Вид атомів, що мають однаковий позитивний заряд ядра і характеризуються певною сукупністю властивостей.

Ізотопи- Атоми одного елемента, що відрізняються масою (кількістю нейтронів в ядрі).

Будь-який хімічний елемент у природі представлений певним ізотопним складом, тому його маса розраховується як деяка середня величина мас ізотопів з урахуванням їх вмісту в природі.

Молекула- найменша частка речовини, що є носієм її властивостей і здатна до самостійного існування.

Проста речовина- Речовина, молекули якої складаються тільки з атомів одного елемента.

Алотропія- здатність елемента утворити прості речовини, що мають різний склад, будову та властивості.

Різновиди алотропних модифікацій визначаються:

Різним числом атомів елемента у складі молекули простої речовини, наприклад, кисень (2) і озон (3).

Відмінностями у будові кристалічної решітки простої речовини, наприклад, сполуки вуглецю: графіт (плоска, або двовимірна, решітка) та алмаз (об'ємна, або тривимірна решітка).

Складна речовина- Речовина, молекули якої складаються з атомів різних елементів.

Складні речовини, що складаються лише з двох елементів, називаються бінарними, наприклад:

Ø оксиди: CO, CO2, CaO, Na2O, FeO, Fe2O3;

Ø сульфіди: ZnS, Na 2 S, CS 2;

Ø гідриди: CaH 2 , LiH, NaH;

Ø нітриди: Li 3 N, Ca 3 N 2 AlN;

фосфіди: Li 3 P, Mg 3 P 2 , AlP;

Ø карбіди: Be 2 C, Al 4 C 3, Ag 2 C 2;

Ø силіциди: Ca 2 Si, Na 4 Si.

Складні сполуки, що складаються з більш ніж двох елементів, відносяться до основних класів неорганічних сполук. Це гідроксиди (кислоти та основи) та солі, у тому числі комплексні сполуки.

Атоми і молекули мають абсолютну масу, наприклад, маса атома 12 дорівнює 2·10 -26 кг.

Такими величинами користуватися практично незручно, у хімії прийнято відносна шкала мас.

Атомна одиниця маси(а. е. м.) дорівнює 1/12 маси ізотопу З 12 .

Відносна атомна маса (А r- безрозмірна величина) дорівнює відношенню середньої маси атома а. е. м.

Відносна молекулярна маса (М r- безрозмірна величина) дорівнює відношенню середньої маси молекули а. е. м.

Міль(ν - «ню» або n) - кількість речовини, що містить стільки ж структурних одиниць (атомів, молекул або іонів), скільки атомів міститься в 12 г ізотопу С 12 .

Число Авогадро- Число частинок (атомів, молекул, іонів та ін), що міститься в 1 молі будь-якої речовини.

N A = 6,02 · 10 23 .

Точніші значення деяких фундаментальних констант наводяться в таблицях додатка.

Молярна маса речовини (М)- це маса 1 молячи речовини. Вона розраховується як відношення маси речовини до її кількості:

Молярна маса чисельно дорівнює А r(для атомів) або М r(Для молекул).

З рівняння 1 можна визначити кількість речовини, якщо відомі її маса та молярна маса:

(2)

Молярний об'єм (V mдля газів) – обсяг одного молячи речовини. Розраховується як відношення обсягу газу до його кількості:

(3)

Об'єм 1 моля будь-якого газу за нормальних умов (Р = 1атм = 760 мм. рт. ст. = 101,3 кПа; T = 273ТС = 0 ° С) дорівнює 22,4 л.

(4)

Щільність речовини дорівнює відношенню її до обсягу.

(5)

1. Усі речовини складаються з молекул. Молекула - Найменша частка речовини, що володіє його хімічними властивостями.

2. Молекули складаються з атомів. атом - найменша частка хімічного елемента, що зберігає його хімічні властивості. Різним елементам відповідають різні атоми.

3. Молекули та атоми перебувають у безперервному русі; між ними існують сили тяжіння та відштовхування.

Хімічний елемент - це вид атомів, що характеризується певними зарядами ядер та будовою електронних оболонок. Нині відомо 117 елементів: 89 їх знайдено у природі (на Землі), інші отримані штучним шляхом. Атоми існують у вільному стані, у з'єднаннях з атомами того самого або інших елементів, утворюючи молекули. Здатність атомів вступати у взаємодію Космосу з іншими атомами і утворювати хімічні сполуки визначається його будовою. Атоми складаються з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів, що рухаються навколо нього, утворюючи електронейтральну систему, яка підпорядковується законам, характерним для мікросистем.

Атомне ядро - центральна частина атома, що складається з Z протонів та N нейтронів, у якій зосереджена основна маса атомів.

Заряд ядра - Позитивний, за величиною дорівнює кількості протонів в ядрі або електронів в нейтральному атомі і збігається з порядковим номером елемента в періодичній системі. Сума протонів та нейтронів атомного ядра називається масовим числом A = Z + N.

Ізотопи - Хімічні елементи з однаковими зарядами ядер, але різними масовими числами за рахунок різної кількості нейтронів у ядрі.

Алотропія - явище утворення хімічним елементом кількох простих речовин, що різняться за будовою та властивостями.

Хімічні формули

Будь-яка речовина може бути охарактеризована якісним та кількісним складом. Під якісним складом розуміють набір хімічних елементів, що утворюють речовину, під кількісним, у випадку, співвідношення між числом атомів цих елементів. Атоми, що утворюють молекулу, з'єднуються між собою у певній послідовності, ця послідовність називається хімічною будовою речовини (молекули).

Склад та будова молекули може бути зображена за допомогою хімічних формул. Якісний склад записується як символів хімічних елементів, кількісний – як підрядкових індексів у символу кожного елемента. Наприклад: З 6 Н 12 Про 6 .

Хімічна формула - це умовний запис складу речовини за допомогою хімічних знаків (запропоновані в 1814 р. Й. Берцеліусом) та індексів (індекс - цифра, що стоїть праворуч внизу від символу. Позначає число атомів у молекулі). Хімічна формула показує, атоми яких елементів та у якому відношенні з'єднані між собою у молекулі.

Хімічні формули бувають наступних видів:

а) молекулярні – показують скільки атомів елементів входять до складу молекули речовини, наприклад Н 2 Про – одна молекула води містить два атоми водню та один атом кисню.

б) графічні – показують у порядку пов'язані атоми в молекулі, кожен зв'язок зображується рисочкою, попереднього прикладу графічна формула виглядатиме так: Н-О-Н

в) структурні – показують взаємне розташування у просторі та відстані між атомами, що входять до складу молекули.

Необхідно мати на увазі, що однозначно ідентифікувати речовину дозволяють лише структурні формули, молекулярні або графічні формули можуть відповідати кільком або багатьом речовинам (особливо в органічній хімії).

Міжнародна одиниця атомних мас дорівнює 1/12 маси ізотопу 12C - основного ізотопу природного вуглецю.

1 а.е.м = 1/12 m (12C) = 1,66057 10 -24 г

Відносна атомна маса (Ar)- безрозмірна величина, що дорівнює відношенню середньої маси атома елемента (з урахуванням відсоткового вмісту ізотопів у природі) до 1/12 маси атома 12C.

Середня абсолютна маса атома (m)дорівнює відносної атомної маси, помноженої на а.

m (Mg) = 24,312 · 1,66057 · 10 -24 = 4,037 · 10 -23 г

Відносна молекулярна маса (Mr)- безрозмірна величина, що показує, у скільки разів маса молекули даної речовини більша за 1/12 маси атома вуглецю 12C.

Mr = mг / (1/12 mа(12C))

m r – маса молекули даної речовини;

m а (12C) - маса атома вуглецю 12C.

Mr = S Aг(е). Відносна молекулярна маса речовини дорівнює сумі відносних атомних мас всіх елементів з урахуванням індексів.

Mr(B 2 O 3) = 2 · Ar(B) + 3 · Ar(O) = 2 · 11 + 3 · 16 = 70

Mr (KAl(SO 4) 2) = 1 · Ar (K) + 1 · Ar (Al) + 1 · 2 · Ar (S) + 2 · 4 · Ar (O) == 1 · 39 + 1 · 27 + 1 · 2 · 32 + 2 · 4 · 16 = = 258

Абсолютна маса молекули дорівнює відносної молекулярної маси, помноженої на а. Число атомів і молекул у звичайних зразках речовин дуже велике, тому при характеристиці кількості речовини використовують спеціальну одиницю виміру – моль.

Кількість речовини, моль . Означає кілька структурних елементів (молекул, атомів, іонів). Позначається n, вимірюється моль. Моль - кількість речовини, що містить стільки ж частинок, скільки міститься атомів 12 г вуглецю.

Число Авогадро (N A ). Кількість частинок в 1 моль будь-якої речовини те саме і дорівнює 6,02 · 10 23 . (Постійна Авогадро має розмірність – моль-1).

Скільки молекул міститься у 6,4 г сірки?

Молекулярна маса сірки дорівнює 32 г/моль. Визначаємо кількість г/моль речовини в 6,4 г сірки:

n(s) = m(s) / M(s) = 6,4г / 32 г/моль = 0,2 моль

Визначимо кількість структурних одиниць (молекул), використовуючи постійну Авогадро NA

N(s) = n(s) · NA = 0,2 · 6,02 · 1023 = 1,2 · 1023

Молярна маса показує масу 1 молячи речовини (позначається M).

Молярна маса речовини дорівнює відношенню маси речовини до відповідної кількості речовини.

Молярна маса речовини чисельно дорівнює його відносній молекулярній масі, проте перша величина має розмірність г/моль, а друга - безрозмірна.

M = N А · m(1 молекула) = N А · Mг · 1 а.е.м. = (N А · 1 а.е.м.) · Mr = Mr

Це означає, що якщо маса деякої молекули дорівнює, наприклад, 80 а. (SO 3), то маса одного моля молекул дорівнює 80 г. Постійна Авогадро є коефіцієнтом пропорційності, що забезпечує перехід від молекулярних співвідношень до молярних. Всі твердження щодо молекул залишаються справедливими для молей (при заміні, у разі необхідності, а.е.м. на г) Наприклад, рівняння реакції: 2Na + Cl 2 2NaCl означає, що два атоми натрію реагують з однією молекулою хлору або, що те саме, два моль натрію реагують з одним молем хлору.

Матеріал із Юнциклопедії

Провідною ідеєю атомно-молекулярного вчення, що є фундаментом сучасної фізики, хімії та природознавства, є ідея дискретності (переривності будови) речовини.

Перші уявлення про те, що речовина складається з окремих неподільних частинок, з'явилися в давнину і спочатку розроблялися в руслі загальних філософських уявлень про світ. Наприклад, деякі філософські школи Стародавньої Індії (I тис. до н. е.) визнавали не тільки існування первинних неподільних частинок речовини (ану), а й їхню здатність з'єднуватися одна з одною, утворюючи нові частинки. Аналогічні вчення існували й інших країнах давнього світу. Найбільшу популярність і вплив на подальший розвиток науки справила давньогрецька атомістика, творцями якої були Левкіпп (V ст. до н. е.) і Демокріт (нар. бл. 460 до н. е.. - ум. бл. 370 до н. е.). ). «Причинами всіх речей, - писав давньогрецький філософ і вчений Аристотель (384-322 до н. Е..), Викладаючи демокритівське вчення, - є певні відмінності в атомах. А відмінностей цих три: форма, порядок та становище». У роботах самого Аристотеля зустрічається важливе поняття про міксис - однорідне поєднання, утворене з різних речовин. Пізніше давньогрецький філософ-матеріаліст Епікур (342–341 до н. е. – 271–270 до н. е.) запровадив поняття про масу атомів та їхню здатність до мимовільного відхилення під час руху.

Важливо відзначити, що, на думку багатьох давньогрецьких учених, складне тіло - це проста суміш атомів , а якісно нове цілісне освіту, наділене новими властивостями. Однак у греків ще не виробилося поняття про особливі «багатоатомні» частинки - молекули, проміжні між атомами і складними тілами, які були б найдрібнішими носіями властивостей тіл.

У середні віки спостерігалося різке ослаблення інтересу до античного атомізму. Церква звинувачувала давньогрецькі філософські вчення у твердженні того, що світ виник із випадкових поєднань атомів, а не з волі божої, як того вимагала християнська догма.

У XVI-XVII ст. в обстановці загальнокультурного та наукового підйому починається відродження атомізму. У цей період передові вчені різних країн: Г. Галілей (1564-1642) в Італії, П. Гассенді (1592-1655) у Франції, Р. Бойль (1627-1691) в Англії та інші - проголосили принцип: не шукати істину Священне писання, а «безпосередньо» читати книгу природи

П. Гассенді та Р. Бойлю належить головна заслуга у подальшій розробці античної атомістики. Гасенді ввів поняття про молекулу, під якою він розумів якісно нову освіту, складену шляхом з'єднання кількох атомів. Широку програму створення корпускулярної філософії природи запропонував Р. Бойль. Світ корпускул, їхній рух і «сплетіння», на думку англійського вченого, дуже складні. Світ загалом та його найдрібніші частинки – це доцільно влаштовані механізми. Корпускули Бойля - це не первинні недробні атоми античних філософів, а складне ціле, здатне змінювати свою будову шляхом руху.

«Відколи я прочитав Бойля,- писав М. У. Ломоносов,- мною опанувало пристрасне бажання досліджувати дрібні частки». Великий російський учений М. В. Ломоносов (1711-1765) розвинув і обґрунтував вчення про матеріальні атоми та корпускули. Він приписував атомам як неподільність, а й активне початок - здатність до руху і взаємодії. «Нечутливі частки мають відрізнятися масою, фігурою, рухом, силою інерції чи розташуванням». Корпускули однорідних тіл, по Ломоносову, «складаються з однакового числа тих самих елементів, з'єднаних однаковим чином… Корпускули різнорідні, коли їх різні чи з'єднані по-різному чи різному числе». Лише оскільки вивчення масових відносин на початку XVIII в. тільки починалося, Ломоносов не зміг створити кількісне атомно-молекулярне вчення.

Це зробив англійський учений Д. Дальтон (1766-1844). Він розглядав атом як найдрібнішу частинку хімічного елемента, що відрізняється від атомів інших елементів насамперед масою. Хімічна сполука, за його вченням, є сукупністю «складних» (або «складових») атомів, що містять певні, характерні лише для даної складної речовини кількості атомів кожного елемента. Англійський вчений склав першу таблицю атомних мас, але через те, що його уявлення про склад молекул найчастіше спиралися на довільні припущення, що ґрунтуються на принципі «найбільшої простоти» (наприклад, для води він прийняв формулу ВІН), ця таблиця виявилася неточною.

Крім того, у першій половині ХІХ ст. багато хіміків не вірили у можливість визначення істинних атомних мас і воліли користуватися еквівалентами, які можна було знайти експериментально. Тому одному й тому з'єднанню приписувалися різні формули, а це вело до встановлення неправильних атомних і молекулярних мас.

Одними з перших, хто розпочав боротьбу за реформу теоретичної хімії, були французькі вчені Ш. Жерар (1816–1856) та О. Лоран (1807–1853), які створили правильну систему атомних мас та хімічних формул. У 1856 р. російський вчений Д. І. Менделєєв (1834-1907), а потім незалежно від нього італійський хімік С. Канніццаро ​​(1826 - 1910) запропонували метод обчислення молекулярної маси сполук за подвоєною щільністю їх парів щодо водню. До 1860 цей метод визначився в хімії, що мало вирішальне значення для затвердження атомно-молекулярної теорії. У своєму виступі на Міжнародному конгресі хіміків у Карлсруе (1860) Канніццаро ​​переконливо довів правильність ідей Авогадро, Жерара та Лорана, необхідність їх прийняття для правильного визначення атомних та молекулярних мас та складу хімічних сполук. Завдяки роботам Лорана і Канніццаро ​​хіміки усвідомили різницю між тією формою, в якій елемент існує і вступає в реакції (наприклад, для водню це H 2), і тією формою, в якій він присутній у поєднанні (HCl, H 2 O, NH 3 і т. д.). Через війну конгресом було прийнято такі визначення атома і молекули: молекула - «кількість тіла, що у реакції і визначальне хімічні характеристики»; атом - «найменша кількість елемента, що входить до частинок (молекул) сполук». Було також прийнято пропозицію вважати поняття про «еквівалент» емпіричним, що не збігається з поняттями «атом» та «молекула».

Встановлені С. Канніццаро ​​атомні маси послужили Д. І. Менделєєву основою при відкритті періодичного закону хімічних елементів. Рішення конгресу благотворно вплинули розвиток органічної хімії , бо встановлення формул сполук відкрило шлях до створення структурної хімії.

Таким чином, до початку 1860-х років. атомно-молекулярне вчення сформувалося у вигляді таких положень.

1. Речовини складаються з молекул. Молекулою називається найменша частка речовини, що має її хімічні властивості. Багато фізичних властивостей речовини - температури кипіння і плавлення, механічна міцність, твердість і т. д. - обумовлені поведінкою великої кількості молекул і дією міжмолекулярних сил.

2. Молекули складаються з атомів, які з'єднуються один з одним у певних відносинах (див. Молекула ; Хімічний зв'язок ; Стехіометрія).

3. Атоми та молекули перебувають у постійному мимовільному русі.

4. Молекули простих речовин складаються з однакових атомів (O 2 , O 3 , P 4 , N 2 і т. д.); молекули складних речовин - із різних атомів (H 2 O, HCl).

6. Властивості молекул залежать не тільки від їх складу, а й від способу, яким атоми пов'язані один з одним (див. Теорія хімічної будови; Ізомерія).

Сучасна наука розвинула класичну атомно-молекулярну теорію, а деякі її положення були переглянуті.

Було встановлено, що атом не є неподільною безструктурною освітою. Про це, втім, здогадувалися і багато вчених у минулому столітті.

З'ясувалося, що далеко не у всіх випадках частинки, що утворюють речовину, є молекулами. Багато хімічних сполук, особливо у твердому та рідкому стані, мають іонну структуру, наприклад солі . Деякі речовини, наприклад інертні гази, складаються з окремих атомів, що слабо взаємодіють між собою навіть у рідкому та твердому станах. Крім того, речовина може складатися з частинок, утворених шляхом поєднання (асоціації) декількох молекул. Так, хімічно чиста вода утворена як окремими молекулами H 2 O, а й полімерними молекулами (H 2 O)n, де n = 2–16; одночасно в ній присутні гідратовані іони H + та OH − . Особливу групу сполук складають колоїдні розчини. І нарешті, при нагріванні до температур близько тисяч і мільйонів градусів речовина перетворюється на особливий стан. плазму, яка є сумішшю атомів , позитивних іонів , електронів і атомних ядер.

Виявилося, що кількісний склад молекул при однаковому якісному складі може змінюватися іноді в широких межах (наприклад, оксид азоту може мати формулу N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 , N 2 O 5 , NO 3 ), причому, якщо розглядати не тільки нейтральні молекули, а й молекулярні іони, то межі можливих складів розширюються. Так, молекула NO 4 невідома, але нещодавно було відкрито іон NO 3-4; немає молекули CH 5 , але відомий катіон CH + 5 тощо.

Було відкрито звані сполуки змінного складу, у яких одиницю маси даного елемента припадає різна маса іншого елемента, наприклад: Fe 0,89–0,95 O, TiO 0,7–1,3 тощо.

Було уточнено положення про те, що молекули складаються з атомів. Згідно з сучасними квантово-механічними уявленнями (див. Квантова хімія), у атомів у молекулі більш менш незмінним залишається тільки кістяк, тобто ядро ​​і внутрішні електронні оболонки, тоді як характер руху зовнішніх (валентних) електронів докорінно змінюється так, що утворюється нова молекулярна електронна оболонка, що охоплює всю молекулу (див. Хімічний зв'язок). У цьому сенсі жодних постійних атомів у молекулах немає.

Зважаючи на ці уточнення та доповнення, слід мати на увазі, що сучасна наука зберегла раціональне зерно класичного атомно-молекулярного вчення: ідеї про дискретну будову речовини, про здатність атомів давати за допомогою сполуки один з одним у певному порядку якісно нові та складніші утворення та про безперервний рух частинок, що становлять речовину.