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)

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?