Модель молекулы воды

Модель молекулы водыУ отдельных молекул нет также ни цвета, ни запаха, ни вкуса. Может быть, нужно говорить только о химических свойствах? Тоже не всегда получается.

Например, молекулы нитроглицерина или тринитротолуола не взрываются.

Такие примеры можно продолжить.

В кристалле NaCl невозможно выделить отдельные молекулы.

Нет отдельных молекул в оксидах кальция СаО и железа FeO и Fe2О3, в сульфате алюминия A12(SО4)3, практически во всех других твёрдых неорганических соединениях ионного строения.

Молекулы имеются в основном в сравнительно немногочисленных жидких и газообразных неорганических соединениях (например, Н2О, Br2, SiCl4, О2, NH, SО2 и др.). Из молекул состоят органические вещества, хотя и не все. Что такое, например, «молекула резины»?

Это вещество состоит из множества длинных цепей, соединённых друг с другом в нескольких местах. Выделить индивидуальную молекулу в резине так же невозможно, как выделить отдельную верёвку в рыболовной сети.

Поэтому в современных учебниках и энциклопедиях молекулу определяют просто как группу связанных между собой атомов, способных существовать самостоятельно.

Но и при таком определении мы не избежим парадоксов.

Вот простой пример.

Самый большой из найденных когда-либо алмазов, «Куллинан», обнаружили 26 января 1905 года в Южной Африке и назвали по имени президента добывающей компании сэра Томаса Куллинана. Это был камень размером с кулак, который весил более 600 граммов!

Причём его форма свидетельствовала о том, что это лишь часть более крупного камня. Когда ценнейший подарок доставили английскому королю Эдуарду VII, он был явно разочарован.

«Попадись на дороге этот камень мне, — сказал король, — я бы принял его за обыкновенную стекляшку и презрительно отшвырнул ногой!» Но когда через три года «Куллинан» раскололи и распилили на сотни кусков и кусочков, из них сделали множество сверкающих бриллиантов, самые крупные из которых украшают британскую корону и скипетр.

Так вот, и исходный алмаз, и каждый из бриллиантов — это монокристалл, состоящий из связанных друг с другом атомов углерода. Значит, все они подпадают под определение молекулы!

Некоторые учёные довели этот парадокс до конца, говоря, что мировой океан — это тоже одна гигантская молекула! Чтобы избежать таких парадоксов, следует добавить, как это сделано в Химической энциклопедии, что молекула имеет постоянный качественный и количественный состав и обладает совокупностью свойств, позволяющих отличать одну молекулу от другой.

Правда, и при таком определении огромный кристалл алмаза (а также множество других монокристаллов) следует всё же признать молекулами.

И с этим ничего не поделаешь…

Теперь, когда мы выяснили, что существует два типа валентностей, зададим ещё один «странный» вопрос: какова валентность натрия и хлора не в одиночной молекуле NaCl, а в поваренной соли, то есть в её кристаллической решётке?

На этот вопрос дать ответ не так-то просто, и он будет зависеть от того, как определить валентность. Если её определить просто как число атомов, с которыми связан атом данного элемента, то получится, что валентности и натрия, и хлора равны шести!

И это не единственный подвох, который готовит нам понятие валентности. Введённое в середине XIX века «простое» определение валентности в течение многих десятилетий относилось к основным, фундаментальным понятиям в химии.

«Валентность — фундаментальное свойство атома, — писал более века назад один из создателей теории химического строения немецкий химик Фридрих Август Кекуле (1829-1896), — свойство такое же постоянное и неизменяемое, как и самый атомный вес» (как видим, Кекуле считал валентность элемента постоянной величиной).

Первоначально под валентностью понимали способность атома присоединять или замещать определённое число других атомов (или групп атомов) с образованием химической связи.

Но уже к концу XIX столетия некоторые вещества стали преподносить химикам сюрпризы: валентность атомов в них определить было очень трудно или даже невозможно!

Сначала таких веществ было немного, но постепенно их становилось всё больше и больше, и уже нельзя было говорить о каких-то «исключениях из правила». Чтобы наглядно показать трудности, с самого начала сопровождавшие понятие «валентность», уместно процитировать популярный в начале XX века во многих странах учебник американского химика Александра Смита, изданный им в 1917 году (в русском переводе — в 1911, 1916 и 1931 гг.). «Ни одно понятие в химии не получало такого количества неясных и неточных определений, — пишет Смит, — как понятие валентности».

И приводит конкретные примеры. Действительно, какую валентность, например, следовало приписать атому кобальта в его хлориде, если этот хлорид трёхвалентного кобальта СоС13 присоединил шесть молекул аммиака NH с образованием нового соединения состава Co(NH3)6Cl3?

В нём атом кобальта находится в центре октаэдра, в вершинах которого расположены шесть молекул аммиака, так что атом Со связан одновременно с шестью атомами N! (Октаэдр легко склеить из бумаги. Такая фигура получается, если сложить основаниями две «египетские пирамиды»; у октаэдра 6 вершин и 4 грани, отсюда и название, от греч.

okto — «восемь» и hedra — «поверхность», «сторона».) Кроме того, в кристаллах этого вещества положительно заряженный атом кобальта связан ионными связями с отрицательно заряженными ионами хлора.

В растворе же ионы [Co(NH3)6] 3+ и С1- «плавают» сами по себе.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

О химии и химиках
  • Репетитор – это не обязательно

    06.09.2017

    Очень примечательным и ободряющим для российских граждан является тот факт, что во всем мире репетиторство развивается не менее бурными темпами, чем в России. Ведь когда на законодательном уровне было закреплено единый... 
    Читать полностью

  • Чудеса для разминки

    02.02.2017

    Если чего-нибудь не раздобудешь, неважно. Пропусти опыт и переходи к следующему. Но описание пропущенного опыта прочитай: когда-нибудь, при удобном случае, к нему можно и вернуться. Для первого опыта нужны два вещества, которые,... 
    Читать полностью

  • Варим яйцо в бумажной кастрюле

    02.02.2017

    Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно... 
    Читать полностью

  • Свеча из мыла

    02.02.2017

    Когда мы рассуждали о том, почему мыло моет, то упоминали особое устройство его молекулы: «голова» и длинный «хвост», причем «голова» стремится к воде, а «хвост», напротив, от воды отталкивается… Рассмотрим... 
    Читать полностью

  • Главные принципы домашнего физика

    01.02.2017

    Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?» Правило... 
    Читать полностью