Закон кратных отношений

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Зако́н кра́тных отноше́ний — один из стехиометрических законов химии: если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на единицу массы другого элемента, относятся как целые числа, обычно небольшие[1]. Один из законов Дальтона.

История открытия[править | править код]

На основе закона сохранения массы и новой химической систематики стала возможна постановка проблемы, послужившей предметом спора между Бертолле и Прустом. Сущность проблемы заключалась в том, соединяются ли вещества в некоторых определённых количественных соотношениях, зависящих от их природы, или же соотношения эти неопределенны, переменны и зависят исключительно от вводимых в реакцию количеств веществ. В первом случае следовало ожидать образования из каких-нибудь двух элементов только немногих соединений, резко отличающихся по составу, во втором — должен был бы получаться ряд таких соединений с постепенно изменяющимся составом. Таким образом, суть спора состояла в том, происходит ли изменение состава веществ скачкообразно (дискретно) или непрерывно.

Сторонником теории непрерывного изменения состава веществ выступил Бертолле, сторонником скачкообразного — Пруст. Признание в то время получили взгляды Пруста. Тем самым был установлен один из основных законов химии — закон постоянства состава, заключающийся в том, что каждое химическое соединение имеет вполне определённый и постоянный состав[2].

Закон кратных отношений сформулирован в 1803 Дж. Дальтоном и истолкован им с позиций атомизма[1].

Однако, в начале 20 века было показано, что для подавляющего большинства неорганических соединений соотношение элементов меняется непрерывно, они были названы бертоллидами, в честь позициии Бертолле по этому вопросу. Соединения постоянного состава, подчиняющиеся закону Дальтона, получили названия дальтониды.

Примеры[править | править код]

1) Состав оксидов азота (в процентах по массе) выражается следующими числами:

Закись азота N2O Окись азота NO Азотистый ангидрид N2O3 Двуокись азота NO2 Азотный ангидрид N2O5
N 63.7 46.7 36.8 30.4 25.9
O 36.3 53.3 63.2 69.6 74.1
Частное O/N 0.57 1.14 1.71 2.28 2.85

Разделив числа нижней строки на 0,57, видим, что частные O/N для оксидов азота относятся как 1:2:3:4:5.

2) Хлористый кальций образует с водой 4 кристаллогидрата, состав которых выражается формулами: CaCl2·H2O, CaCl2·2H2O, CaCl2·4H2O, CaCl2·6H2O, т. е. во всех этих соединениях массы воды, приходящиеся на одну молекулу CaCl2, относятся как 1: 2: 4: 6.

Ограничения и современное состояние[править | править код]

Закон кратных отношений не применим к соединениям нестехиометрического состава, к которым относится большинство кристаллических неорганических соединений[1], а также плохо применим к полимерам.

В настоящее время закон кратных отношений имеет скорее историческое значение, поскольку электронная теория строения химической связи и квантовохимические методы обладают существенно большей точность и предсказательной способностью в описании строения химических веществ.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 Химическая Энциклопедия, 1990, Т. 2, с. 496.
  2. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Том 1 / под ред. З.Н. Нудельмана, Н.Ф. Цветковой, Л.Н. Ларичевой. — Москва: Химия, 1973. — С. 17—18.