1. Использование АМТ для объяснения фактов

В 8-м клас­се мы объ­яс­ня­ли все яв­ле­ния с по­зи­ции атом­но-мо­ле­ку­ляр­ной тео­рии. Тео­рия поз­во­ля­ет не толь­ко объ­яс­нять на­блю­да­е­мые яв­ле­ния, но и дает воз­мож­ность пред­ска­зать еще неиз­вест­ные яв­ле­ния. Любая тео­ре­ти­че­ская мо­дель не может быть со­вер­шен­ной, и су­ще­ству­ют факты, не под­да­ю­щи­е­ся объ­яс­не­нию с по­зи­ции атом­но-мо­ле­ку­ляр­ной тео­рии. Про­ана­ли­зи­ру­ем гра­ни­цы ис­поль­зо­ва­ния атом­но-мо­ле­ку­ляр­ной тео­рии для объ­яс­не­ния хи­ми­че­ских фак­тов.

С по­мо­щью дан­ной тео­рии можно объ­яс­нить, на­при­мер, мно­го­об­ра­зие хи­ми­че­ских ве­ществ и их свойств. Из­вест­но, что атомы раз­лич­ных ве­ществ раз­ли­ча­ют­ся по атом­ной массе и спо­соб­но­сти при­со­еди­нять к себе дру­гие атомы. По со­ста­ву ве­ще­ства делят на про­стые и слож­ные. В со­от­вет­ствии со свой­ства­ми, ко­то­рые опре­де­ля­ют­ся со­ста­вом, про­стые ве­ще­ства де­лят­ся на ме­тал­лы и неме­тал­лы, а слож­ные – на ок­си­ды, кис­ло­ты, ос­но­ва­ния и соли.

Пред­став­ле­ния об ато­мах и мо­ле­ку­лах поз­во­ля­ют объ­яс­нить раз­ли­чие в свой­ствах ве­ществ из раз­ных клас­сов от­ли­чи­ем их со­ста­ва. На­при­мер, кис­ло­ты всту­па­ют в ре­ак­ции за­ме­ще­ния с ме­тал­ла­ми, т.к. имеют в своем со­ста­ве атомы во­до­ро­да, спо­соб­ные за­ме­щать­ся на ме­талл.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Но ве­ще­ства из од­но­го клас­са, в свою оче­редь, тоже раз­ли­ча­ют­ся по со­ста­ву, а зна­чит, будут раз­ли­чать­ся и по свой­ствам. На­при­мер, кис­ло­ты раз­ли­ча­ют­ся кис­лот­ны­ми остат­ка­ми. По­это­му каж­дая кис­ло­та об­ла­да­ет осо­бы­ми, ха­рак­тер­ны­ми толь­ко для нее свой­ства­ми.

На­при­мер, сер­ная кис­ло­та обуг­ли­ва­ет ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства, со­ля­ная кис­ло­та «дымит» на воз­ду­хе, азот­ная кис­ло­та любой кон­цен­тра­ции всту­па­ет в ре­ак­цию даже с ма­ло­ак­тив­ны­ми ме­тал­ла­ми и при этом во­до­род прак­ти­че­ски не вы­де­ля­ет­ся, одни кис­ло­ты едкие, дру­гие – нет и т.д.

С по­зи­ции атом­но-мо­ле­ку­ляр­ной тео­рии сущ­ность хи­ми­че­ской ре­ак­ции можно объ­яс­нить так: про­дук­ты ре­ак­ции со­сто­ят из тех же ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов, ко­то­рые ранее вхо­ди­ли в со­став ис­ход­ных ве­ществ.

По со­ста­ву и ко­ли­че­ству ис­ход­ных ве­ществ и про­дук­тов хи­ми­че­ские ре­ак­ции делят на 4 типа:

1. Ре­ак­ции со­еди­не­ния (из несколь­ких ве­ществ об­ра­зу­ет­ся одно ве­ще­ство)

2. Ре­ак­ции раз­ло­же­ния (из од­но­го ве­ще­ства об­ра­зу­ет­ся несколь­ко ве­ществ)

3. Ре­ак­ции за­ме­ще­ния (из од­но­го про­сто­го и од­но­го слож­но­го ве­ществ об­ра­зу­ет­ся новое слож­ное и новое про­стое ве­ще­ства)

4. Ре­ак­ции об­ме­на (когда два слож­ных ве­ще­ства об­ме­ни­ва­ют­ся сво­и­ми со­став­ны­ми ча­стя­ми)

2. Необъяснимые с позиции АМТ факты

На дан­ном этапе изу­че­ния химии атом­но-мо­ле­ку­ляр­ная мо­дель устрой­ства ве­ще­ства по­мо­га­ла нам объ­яс­нить на­блю­да­е­мые яв­ле­ния и факты, но в неко­то­рых слу­ча­ях мы стал­ки­ва­лись с фак­та­ми, ко­то­рые невоз­мож­но объ­яс­нить с по­зи­ции атом­но-мо­ле­ку­ляр­ной тео­рии.

Эта тео­рия не дает ответ на во­прос, по­че­му атомы раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов от­ли­ча­ют­ся по массе. Также, мы пока не можем объ­яс­нить, по­че­му одни хи­ми­че­ские эле­мен­ты об­ра­зу­ют про­стые ве­ще­ства ме­тал­лы, а дру­гие – неме­тал­лы.

Рис. 1. Фи­зи­че­ские и хи­ми­че­ские свой­ства ме­тал­лов и неме­тал­лов силь­но раз­ли­ча­ют­ся (слева – неме­талл сера, спра­ва – ме­талл медь)

Таким об­ра­зом, вы ви­ди­те, что со­здан­ная че­ло­ве­ком тео­рия не может быть со­вер­шен­ной. Все­гда най­дут­ся факты, ей про­ти­во­ре­ча­щие. Эти факты слу­жат ос­но­вой для со­зда­ния новой тео­рии или усо­вер­шен­ство­ва­ния ста­рой.

Те­перь, я на­де­юсь, вы осо­зна­ли необ­хо­ди­мость изу­че­ния новых тео­ре­ти­че­ских пред­став­ле­ний об устрой­стве ве­ществ, ко­то­рые поз­во­лят вам от­ве­тить на мно­гие во­про­сы:

• По­че­му одни ме­тал­лы ак­тив­нее дру­гих?

• По­че­му одни хи­ми­че­ские ре­ак­ции про­те­ка­ют быст­ро, а дру­гие мед­лен­но?

• По­че­му в ре­зуль­та­те одних ре­ак­ций теп­ло­та вы­де­ля­ет­ся, а в ре­зуль­та­те дру­гих – по­гло­ща­ет­ся?