История атомистических учений

 

План

1. Учение Эмпедокла

2. Учение Левкиппа и Демокрита

3. Древнегреческая атомистика

4. М.В. Ломоносов

1. В учении Эмпедокла (490-430 гг. до н.э) были обобщены взгляды предшественников и утверждалось, что за первичные начала всех вещей необходимо принять огонь, воздух, воду и землю.

Одновременно с Эмпедоклом возникло и другое учение – древнегреческая атомистика. Основоположниками этого учения считаются древнегреческий философ Левикипп ( 500-400 гг. до н.э.)и его ученик и друг Демокрит (470-360 гг. до н. э.). По их мнению, все вещи состоят из мельчайших частиц, далее уже неделимых – атомов [от греческого атомос (atomos) «нерассекаемый», «неделимый»]. Сочинения Левикиппа и Демокрита до нас не дошли, но согласно пересказу их работ в трудах других древнегреческих философ, Демокрит так высказывался об атомном строении тел: «Начала вселенной – атомы и пустота. Все же остальное существует лишь во мнении… Атомы не поддаются никакому воздействию, которое бы изменило их, и они неизменяемы вследствие твердости…, деление материи останавливается на атомах [далее неделимых] и не идет в бесконечность. Атомы суть всевозможные маленькие тела, пустота же некоторое место, в котором все эти тела в течение всей вечности, носясь вверх и вниз, или сплетаются каким-нибудь образом между собой, или наталкиваются друг на друга и отскакивают, расходятся и сходятся снова между собой в такие соединения, и таким образом они производят и все прочие сложные и наши тела, и их состояния и ощущения».

2. Учение Левикиппа и Демокрита развил Эпикур (341-271 гг. до н.э.). Труды Эпикура дошли до нас в поэтическом изложении в виде поэмы Тита Лукреция (99-55 гг. до н.э.). “О природе вещей”. Сначала мы приведем некоторые мысли автора в вольном изложении, а чуть ниже – достаточно большую цитату: «Вселенная вечна, так как атомы, из которых состоят все тела мира, вечны и неистребимы, поэтому из ничего не может возникнуть мир даже по Божьей воле. Атомы различных веществ различаются по форме, этим объясняется разнообразие в свойствах тел. Так, горькие на вкус вещества состоят из атомов, обладающих острыми и колючими углами. Тела состоят либо из одинаковых частиц (атомов ), либо из различных первичных частиц, которые не в состоянии разрушить «никакая сила». Иногда утверждают, что древнегреческая натурфилософия была плодом философских рассуждений, не связанных с окружающими явлениями. Древнегреческие философы действительно не ставили прямых экспериментов, но они были внимательными наблюдателями явлений в окружающем их мире. Теперь посмотрим, как выглядит фрагмент из книги «О природе вещей»:

Всякий раз, когда солнечный свет проникает в наши жилища и мрак прорезает своими лучами, множество ты увидишь, мелькая, мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света; будто вы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах, в схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя, или сходясь, или врозь беспрерывно опять разлетаясь. Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно первоначала вещей в пустоте необъятной мечутся. Так о великих вещах помогают составить понятье малые вещи, пути намечая для их постиженья…

Поэма Лукреция оказала большое влияние на последующее развитие материалистических учений в естествознании и философии.

Древнегреческая атомистика легла в основу естественно-научного материализма. В 4 веке один из виднейших идеологов христианства блаженный Августин объявил учение Левкиппа и Демокрита языческим и несовместимым с догматами христианства. С утверждением господства в Европе римско-католической церкви преследования атомистов сделались особенно жестокими. Так, философ-материалист Джордано Бруно (1548-1660 ), развивающий учение об атомах ( минимальных ) как субстанции всех вещей, 17 февраля1600 г. римско-католический инквизицией был сожжен на костре в Риме. Церковь следовать только взглядам Аристотеля. Но даже и те ученые, кто боялся порвать с религией, иногда обращались к древнегреческой атомистике. Так, Пьер Гассенди ( 1592-1655 ) – французский философ и физик – в своих трудах критиковал учение Аристотеля и по-своему пересказывал учение атомистов, говоря, что Бог сотворил определенное число неделимых и непроницаемых атомов, из которых составлены все тела мира, атомы различаются по размеру и весу, возникновение и уничтожение тел объясняется лишь соединением атомов и распадом этих тел на исходные атомы, атомы непрерывно движутся в пространстве и сталкиваются друг с другом, тела состоят не из первичных атомов, а из соединений, которые он назвал «молекулами» ( от слова moles масса ). По мнению Гассенди, «невесомые флюиды» - теплота и свет – также состоят из атомов.

Выдающийся вклад в «корпускулярную» теорию внес Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). Вместо слова «молекула» в 18 веке говорили «корпускула», а вместо слова «атом» чаще говорили «элемент», считали, что атомы и молекулы настолько малы, что человек с помощью органов чувств непосредственно ощутить их не может, но тем не менее, все вещества состоят из корпускул (молекул), представляющих собой собрание элементов (атомов), а также, что простые вещества состоят из «однородных» корпускул, которые содержат одинаковое число одних и тех же элементов, а сложные вещества состоят из «разнородных» корпускул. Ломоносов использовал корпускулярную теорию для объяснения на её основе ряда физических и химических явлений. Ломоносов отрицал, что теплота состоит из «невесомых флюидов», разработал молекулярно-кинетическую теорию теплоты: «теплота состоит во внутреннем движении материи», поэтому он пришел к выводу о существовании абсолютного нуля температур, о самопроизвольном переходе тепла от нагретого тела к холодному (основная идея второго начала электродинамики) и определил причины испарения жидкостей и растворения в них твердых тел. Все это позволило Ломоносову сформулировать следующий Закон: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет материи, т о умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простираетсяи в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает». В 1756 г. М.В.Ломоносов экспериментально доказал справедливость этого закона. Независимо от него в 1789 г. на основе проделанных опытов А.Лавуазье подтвердил справедливость Закона сохранения массы веществ, при протекании химических реакций. Сейчас этот закон формулируют так:

«Масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех веществ, образовавшихся в результате реакции».

 

Лекция № 9

Тема 1.2.2.«Наблюдения и опыты подтверждающие атомно-молекулярное строение вещества.

Масса и размеры молекул»

План

1. Общее сведение об атомно-молекулярном учении.

2. Основные положения атомно-молекулярного учения.

3. Размеры молекул.

4. Масса молекул.

1. Атомно-малекулярное учение развил и впервые применил в химии великий русский ученый Ломоносов. Сущность учения Ломоносова можно свести к следующим положениям. 1.Все вещества состоят из «корпускул» (так Ломоносов называл молекулы). 2.Молекулы состоят из «элементов» (так Ломоносов называл атомы). 3.Частицы – молекулы и атомы – находятся в непрерывном движении. Тепловое состояние тел есть результат движения их частиц. 4.Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, молекулы сложных веществ – из различных атомов. Атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь сложные вещества – из «сложных атомов» ( в современном понимании – молекул). Отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. Атомно-молекулярное учение в химии окончательно утвердилось лишь в середине XIX в. Молекула – это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими и химическим строением. Атом – наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением. Атом – наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Химические свойства молекулы определяются ее составом и химическим строением его атома. Отсюда следует определение атома, соответствующее современным представлениям: атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительного заряженного атома ядра и отрицательно заряженных электронов. Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состоянии из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру.

 

2. Основные положения атомно-молекулярного учения можно сформулировать так:

 

· Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением.

 

· Между молекулами имеются промежутки, размеры которые зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. Наибольшие расстояния имеются между молекулами газов. Этим объясняется их легкая сжимаемость. Труднее сжимаются жидкости, где промежутки между молекулами еще меньше, поэтому они почти не сжимаются.

 

· Молекулы находятся в непрерывном движении. Скорость движения молекул зависит от температуры. С повышением температуры скорость движения молекул возрастает.

 

· Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. В наибольшей степени эти силы выражены в твердых веществах, в наименьшей - в газах.

 

 

· Молекулы состоят из атомов, которые, как и молекулы, находятся в непрерывном движении.

 

· Атомы одного вида отличаются от атомов другого вида массой и свойствами.

 

· При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются.

 

· У веществ с молекулярным строением в твердом состоянии в узлах кристаллических решето к находятся молекулы. Связи между молекулами, расположенными в узлах кристаллической решетки, слабые и при нагревании разрываются. Поэтому вещества с молекулярным строением, как правило, имеют низкие температуры плавления.

 

· У веществ с немолекулярным строением в узлах кристаллических решеток находятся атомы или другие частицы. Между этими частицами существуют сильные химические связи, для разрушения которых требуется много энергии. Поэтому вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления.

Объяснение физических и химических явлений с точки зрения атомно-молекулярного учения. Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например, процесс диффузии объясняется способностью молекул (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся непрерывно движении и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ.

Многие опыты показывают, что размер молекулы очень мал.

Линейный размер молекулы или атома можно найти различными способами.

Например, с помощью электронного микроскопа, получены фотографии некоторых крупных молекул, а с помощью ионного проектора (ионного микроскопа) можно не только изучить строение кристаллов, но определить расстояние между отдельными атомами в молекуле.

Используя достижения современной экспериментальной техники, удалось определить линейные размеры простых атомов и молекул, которые составляют около 10-8 см. Линейные размеры сложных атомов молекул намного больше. Например, размер молекулы белка составляет 43*10-8. Линейные размеры сложных атомов и молекул намного больше.

Для характеристики атомов используют представление об атомных радиусах, которые дают возможность приближённо оценить межатомные расстояния в молекулах, жидкостях или твердых телах, так как атомы по своим размерам не имеют четких границ. То есть атомный радиус - это сфера, в которой заключена основная часть электронной плотности атома (не менее 90…95%).

 

Размер молекулы настолько мал, что представить его можно только с помощью сравнений. Например, молекула воды во столько раз меньше крупного яблока, во сколько раз яблоко меньше земного шара.

Лекция 10.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: