01. Предмет химии
6 мин
02. Становление представлений о строении атома
10 мин
03. Практическое занятие 1. Правила безопасной работы в химической лаборатории
6 мин
04. Построение модели невидимого объекта. Возникновение в науке теоретических представлений о веществе и химической реакции.
7 мин
05. Электронная оболочка атома
11 мин
06. Чистые вещества и смеси
5 мин
07. Методы разделения и очистки веществ
8 мин
08. Практическое занятие 2. Разделение смесей веществ
4 мин
09. Характеристика химических реакций
7 мин
10. Практическое занятие 3. Химические реакции
7 мин
11. Сущность химической реакции. Закон сохранения массы веществ
6 мин
12. Развитие в науке представлений о простом и сложном веществе. Химические элементы. Символы химических элементов
10 мин
13. Химические элементы. Символы химических элементов
10 мин
14. Массовая доля химического элемента в веществе
6 мин
15. Постоянство состава вещества
4 мин
16. Относительная атомная масса химических элементов
7 мин
17. Закон Авогадро. Состав молекул
7 мин
18. Относительная молярная и молекулярная массы вещества. Молярный объём вещества
12 мин
19. Молярная масса. Молярный объём. Решение задач
7 мин
20. Химическая формула вещества
4 мин
21. Расчёт массовой доли химических элементов по формуле вещества
5 мин
22. Валентность химических элементов
4 мин
23. Составление формул веществ по валентности элементов
4 мин
24. Названия химических веществ
4 мин
25. Уравнение химической реакции. Ч.2
4 мин
26. Уравнение химической реакции. Ч.1
5 мин
27. Повторение и обобщение темы «Первоначальные химические представления»
8 мин
28. Решение расчётных задач по уравнению реакции
4 мин
Закон Авогадро. Состав молекул
Видео доступно по абонементу
Урок посвящён изучению закона Авогадро. Вы узнаете, как на основании данного закона можно сделать вывод о составе молекул газа, познакомитесь с моделями молекул некоторых веществ.
В твёрдых телах, по сравнению с жидкостями и тем более газами, частицы вещества малы и находятся в тесной взаимосвязи, а также на небольших расстояниях. В газообразных же веществах расстояния между молекулами настолько велики, что это практически исключает взаимодействие между ними.
Если молекулы находятся на больших расстояниях и не взаимодействую друг с другом, то их индивидуальностью можно пренебречь. Соответственно, у всех газообразных веществ при одинаковых условиях (давлении и температуре) расстояния между молекулами также можно считать одинаковыми.Так как расстояния между молекулами газов равны, можно предположить, что равные объёмы газов при одинаковых условиях содержат равное число молекул. Такое предположение высказал в 1811 году итальянский учёный Амедео Авогадро (рис. 2). Впоследствии его предположение было доказано и названо законом Авогадро.
Амедео АвогадроАмедео Авогадро — итальянский учёный, физик и химик. Он родился в Турине в 1776 году. Окончил юридический факультет Туринского университета (рис. 1) и в 20 лет получил степень доктора церковного законоведения. В 25 лет он начал самостоятельно изучать полюбившиеся ему физико-математические науки.
В сентябре 1819 года Авогадро избирается членом Туринской академии наук (рис. 2), а в 1820 году королевским указом он назначается первым профессором высшей кафедры физики в Туринский университет.
В 1811 году Авогадро выдвинул гипотезу о том, что в равных объёмах газов при одинаковых температуре и давлении содержится равное число молекул. Данная гипотеза получила своё экспериментальное подтверждение и стала законом значительно позже, почти через полвека.
Авогадро создал методику определения атомных масс химических элементов, а также установил состав молекул водорода, кислорода, азота, аммиака и многих других веществ.
Свою гипотезу Авогадро использовал для объяснения результатов опытов с газообразными веществами. Рассмотрим суть экспериментов, в результате которых он смог установить состав некоторых веществ.
Вы уже знаете, что при пропускании через воду электрического тока вода разлагается на два газообразных вещества — водород и кислород. Опыт по разложению воды проведём в электролизере.
При пропускании электрического тока через воду на электродах начнут выделяться газы, которые вытеснят воду из пробирок (рис. 3). Газы получатся чистыми, потому что воздуха в пробирках, заполненных водой, нет. Причем объём выделившегося водорода будет в два раза больше, чем объём выделившегося кислорода.
Какой вывод сделал из этого Авогадро? Если объём водорода в два раза больше объёма кислорода, значит, в молекулу воды входят два атома водорода и один атом кислорода, так как объёмы газов пропорциональны количеству молекул веществ (рис. 4).
Учимся моделироватьРассмотрим ещё один пример, как с помощью экспериментальных данных о соотношении объёмов газообразных участников реакции можно смоделировать состав молекул веществ.
Попробуем установить состав молекул хлора и хлороводорода, если известно, что при взаимодействии 1 л хлора с 1 л водорода образуется 2 л хлороводорода (рис. 1).
Важно обратить внимание на то, что все участники реакции являются газообразными веществами и их объёмы измерены при одинаковых условиях.
Воспользуемся законом Авогадро, который гласит, что при одинаковых условиях в равных объёмах газов содержится равное число молекул. Значит, изменение числа молекул данных веществ прямо пропорционально изменению объёмов этих веществ.
По соотношению объёмов водорода и хлора можно сказать, что в молекуле хлороводорода на 1 атом водорода приходится 1 атом хлора (рис. 2).
Для образования двух молекул хлороводорода из одной молекулы водорода и одной молекулы хлора необходимо, чтобы исходные молекулы (молекулы хлора и водорода) были двухатомными.
Итак, в ходе эксперимента мы установили, что молекула хлора состоит из двух атомов хлора, а молекула хлороводорода — из одного атома водорода и одного атома хлора.
Рассмотрим результаты других опытов, которые позволяют сделать предположение о строении молекул веществ.
Известно, что при разложении 2 л аммиака образуется 1 л азота и 3 л водорода (рис. 5). Отсюда можно сделать вывод, что в молекуле аммиака на один атом азота приходится три атома водорода. Но почему тогда для реакции потребовался не 1 л аммиака, а 2 л?
АммиакАммиак — газ с резким запахом. Раствор аммиака в воде называется нашатырным спиртом (рис. 1).
Пары аммиака раздражают слизистые оболочки глаз и полости рта. Именно это мы и воспринимаем как резкий запах. Кожные покровы также могут покрываться ожогами из-за соприкосновений с парами аммиака.
Аммиак — важнейший продукт химической промышленности. Его используют для изготовления азотной кислоты, азотных удобрений, взрывчатых веществ и полимеров. Жидкий аммиак используется как растворитель. В холодильных установках его используют в качестве хладагента. Химическая формула аммиака — NH₃.
Если воспользоваться моделями молекул водорода и аммиака, которые предложил Д. Дальтон, то получим результат, противоречащий эксперименту, так как из одного атома азота и трёх атомов водорода получится только одна молекула аммиака (рис. 6). В этом случае по закону Авогадро объём разложившегося аммиака будет равен 1 л.
Если же предположить, что каждая молекула водорода и азота состоит из двух атомов, то у модели не будет противоречия с экспериментальным результатом. В этом случае одна молекула азота и три молекулы водорода образуются из двух молекул аммиака (рис. 7).
Рассмотрим результаты ещё одного опыта. Известно, что при взаимодействии 1 л кислорода с 2 л водорода образовалось 2 л паров воды, так как реакцию проводят при температуре больше 100 °C, то есть больше, чем температура кипения воды. Какой вывод можно сделать о составе молекул кислорода, водорода и воды?
Снова обратимся к моделям молекул. Объяснить результаты эксперимента можно лишь в том случае, если предположить, что молекулы водорода и кислорода состоят из двух атомов. Тогда становится понятно, что 2 л водорода при взаимодействии с 1 л кислорода образуют 2 л воды (рис. 8), то есть две молекулы водорода и одна молекула кислорода объединятся в две молекулы воды.
Предположение Авогадро о составе молекул и о том, что в равных объёмах газов при равных условиях содержится одинаковое число молекул, экспериментально обосновано.
Полезные ссылки
Проверь себя
Сформулируйте закон Авогадро.
Если два газа занимают одинаковый объём при одинаковых температуре и давлении, что можно сказать об их молекулах? Ответ поясните.
Одинаковое ли число молекул содержится в одном литре кислорода и одном литре азота при одинаковых условиях? Ответ поясните.
Список использованных источников:
Автор Хабибуллин А. О. (СХАО-9125 от 09.01.2025 г.)
Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM
Источник: wikipedia.org / название: Avogadro Amedeo / атрибуция: общественное достояние, автор: Alonso de Mendoza
"