Cтраница 3
Действительно, хотя, с одной стороны, законы определенных химических соединений убедительно подтверждают атомическую теорию, но, с другой стороны, целый ряд соединений, а именно так называемых неопределенных соединений, указывает на факты, которые прямо идут против этой теории. Неопределенные химические соединения образуются ( Во всевозможных пропорциях и при изменении состава ( по крайней мере, в известных пределах) не изменяют своей однородности. Вследствие этого к ним прило-жима атомическая теория, по которой закон кратных отношений объясняется тем, что атомы неделимы, и следовательно, один атом может соединяться с целым, отнюдь не дробным числом атомов. Неопределенные соединения изменяются постепенно, так что, убавляя или прибавляя к ним немного той или другой составной части, мы не производим в них существенного изменения, и, следовательно, о законе кратных отношений тут не может быть и речи. [31]
В книге дается подробный обзор специальных работ и отдельных высказываний Д. И. Менделеева по вопросам химии, физики и минералогии силикатов и стекла. Объясняется менделеевская трактовка силикатов, как неопределенных химических соединений. [32]
Если возможны скопления разнородных частиц в состоянии газовом, когда частицы значительно удалены друг от друга, то в жидком состоянии, когда частицы уже сближены, такое скопление становится возможным только при том виде взаимодействия частиц, который проявляется при химическом их притяжении, особенно же при способности разнородных частиц к взаимному соединению. Такими должно представлять растворы и другие так называемые неопределенные химические соединения. [33]
При сравнении между собой диаграмм с постоянной концентрацией основного компонента и переменной второго обращает на себя внимание то, что они имеют общие элементы диаграмм. Так, поле / / в диаграммах твердых растворов позволяет сделать предположение об образовании неопределенных химических соединений или так называемых бертоллидов. Излом кривой соосаждения отвечает иррациональным соотношениям компонентов в твердой фазе. В интервале концентраций второго компонента, соответствующих отрезку оси абсцисс ab, состав твердой фазы непрерывно меняется. Угол ( 3 диаграмм этого типа больше угла а, соответственно чему для поля / / происходит непрерывное увеличение соосаждающегося компонента в твердой фазе. Геометрический образ этой части диаграммы соответствует химическому соединению. [34]
При сравнении между собой диаграмм с постоянной концентрацией основного компонента и переменной второго обращает на себя внимание то, что они имеют общие элементы диаграмм. Так, поле / / в диаграммах твердых растворов позволяет сделать предположение об образовании неопределенных химических соединений или так называемых бертоллидов. Излом кривой соосаждения отвечает иррациональным соотношениям компонентов в твердой фазе. В интервале концентраций второго компонента, соответствующих отрезку оси абсцисс ab, состав твердой фазы непрерывно меняется. Угол р диаграмм этого типа больше угла а, соответственно чему для поля / / происходит непрерывное увеличение соосаждающегося компонента в твердой фазе. Геометрический образ этой части диаграммы соответствует химическому соединению. [35]
Другой, уже более сильный аргумент для отделения обоих родов соединений составляет отсутствие определенных пропорций при образовании неопределенных химических соединений и существование их при образовании истинных химических соединений. Но этот способ различия не представляет ничего резкого. [36]
В предлагаемом теперь исследовании я стараюсь избежать всяких теоретических соображений о природе растворов, по недостатку возможно точных данных, предел погрешности которых был бы известен. Считаю, впрочем, не лишним заметить, что рассмотрение совокупности ныне известных фактов, относящихся к неопределенным химическим соединениям, приводит меня к убеждению о том, что определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений, что более полное изучение последних отразится в теоретических воззрениях на всю совокупность химических сведений. [37]
В предлагаемом теперь исследовании я стараюсь избежать всяких теоретических соображений о природе растворов, по недостатку возможно точных данных, предел погрешности которых был бы известен. Считаю, впрочем, не лишним заметить, что рассмотрение совокупности ныне известных фактов, относящихся к неопределенным химическим соединениям, приводит меня к убеждению о том, что определенные химические соединения составляют только частный случай неопределенных химических соединений, что более полное изучение последних отразится в теоретических воззрениях на всю совокупность химических сведений. [38]
Так, например, красная ртутная окись содержит на 200 весовых частей ртути 16 частей кислорода, что и выражается химическою формулою HgO. В сплаве же меди с серебром можно прибавить того или другого металла любое количество, как в водяном растворе сахара можно изменять относительное содержание частей, и все же получить однородное целое с суммою самостоятельных свойств. В этих последних случаях происходит, значит неопределенное химическое соединение. Для химической механики весьма важно отличить обратимые реакции от необратимых. Вещества, могущие реагировать друг на друга при данной температуре, дают такие тела, которые при той же температуре или могут, или не могут давать первоначальные вещества. Так, например, соль растворяется в воде при обыкновенной температуре, но получающийся раствор может распадаться при той же температуре, оставляя соль и выделяя воду испарением. Сернистый углерод происходит из серы и угля при такой температуре, при которой может и обратно давать серу и уголь. Железо выделяет при некоторой температуре водород из воды, образуя окись железа, но она при той же температуре с водородом может давать железо и воду. Увеличивая массу одного из веществ, получим новые условия равновесия, так что обратимые реакции доставляют возможность изучать влияние массы на ход химических превращений. Примерами необратимых химических реакций могут служить многие из тех, которые происходят с очень сложными соединениями и смесями. Так, многие сложные вещества организмов ( растений и животных) в жару распадаются, но ни при этой температуре, ни при других продукты распадения не дают сами по себе первоначального вещества. [39]
Для таких сложных систем, как стекло, принцип аддитивности имеет ограниченную область применения при изменении состава стекла, а потому расчет значений свойств стекла, основанный на этом принципе, дает не очень точные результаты. Для повышения точности расчета необходимо учитывать строение стекла. Аппен при разработке своего метода расчета исходил из положения Менделеева, что стекла можно рассматривать как неопределенные химические соединения кремнезема с другими окислами, причем под понятием окислов в стекле подразумеваются не дискретные молекулы, а совокупность ионов кислорода и ионов электроотрицательных элементов, находящихся между собой в определенных количественных соотношениях и расположенных друг относительно друга по принципу координации. Выражая содержание окислов в молярных процентах, получают более простую взаимосвязь между составом стекол и их свойствами, чем при определении содержания окислов в весовых процентах. Окислы, находящиеся в стекле и химически связанные между собой, обладают определенными парциальными свойствами, отличными от свойств окислов в свободном состоянии. [40]
Электрохимическая и атомистическая теории включали опрс-деленныехимическиесоединения, указывая при этом как на изменение состава вещества, так и на силы, под влиянием которых имели место эти изменения. Растворы были электрохимической теорией отделены от класса определенных химических соединений ввиду того, что они не находили место в электрохимической системе. Между тем, многие химики до Берцелпуса и после неге рассматривали связь определенных и неопределенных химических соединений как непрерывную; причины их образования усматривали в проявлении одной и той же силы химического сродства. [41]
Или подобно тому как кривую представляют составленною из бесконечно малых прямых линий, так и тело делят на части, называемые атомами. Это такой удобный способ исследования, такой исторически важный, что он и удерживается при исследовании. Так что мы, говоря об атомах, не будем под этим словом подразумевать то, что подразумевали метафизики, не нечто неделимое, а то, что при данных условиях представляется неделимым. Известно, что представление об атомах весьма сильно опирается на закон определенных химических отношений, к чему мне придется еще вернуться впоследствии, когда я буду говорить о растворах и других неопределенных химических соединениях. Допустив атомическое строение вещества, понятие о про-стых и сложных телах приобретает совсем иной смысл. [42]
Важность их в смысле химических отношений, замечает Менделеев, понятна. Растворы встречаются на каждом шагу, а между тем они не подчиняются основным требованиям атомического состава, которых характеризует определенные химические соединения, и где понятно, как из двух тел образуется новая частица с новыми свойствами и новыми отношениями. Я упомянул об определенных химических соединениях и нарочно указываю на них для того именно, чтобы указать, что, действительно, законы, определяющие происхождение определенных химических соединений и неопределенных, совсем одни и те же, и в сущности нельзя коренного истинного различия здесь видеть. Если можно определить растворы, как механические смеси, то только вследствии того, что не распространены обобщения, сведения о неопределенных химических соединениях, хотя, нужно думать, весьма скоро будут распространены. [43]
Сходство форм здесь, очевидно, совпадает со сходством атомного состава. Но здесь нет большой близости свойств, как нам известно из описания поименованных солей. Очевидно, что СаСО3 ближе к MgCO3, чем к NaNO3, хотя формы их и одинаково близки между собою. Эти количества, по-видимому, не находятся в зависимости от частичных или атомных весов и если управляются какими-либо законами, то сходными с теми, какие относятся до неопределенных химических соединений. Это будет ясно из следующих примеров: хлористый калий и азотно-шга сернокалиевая соль не изоморфны между собою, составлены в атомном отношении различным образом. Если все эти соли смешать в растворе и такой раствор выпаривать, то выделятся отдельные кристаллы каждой из этих солей, в той кристаллической форме, какая свойственна каждой из них. [44]
В статье Соединение этилового спирта с водой, написанной в 1887 г., Менделеев также ставит проблему применения атомистической теории к растворам. Несмотря на многие замечательные исследования в этой области, представления химиков о соотношении между определенными соединениями и явлениями растворения еще довольно туманны. В последнем здании Основ химии ученый отмечал, что он имеет в виду подвести неопределенные соединения под общие начала атомизма. Он объединил в атомистической теории растворы и определенные химические соединения, нашел их внутреннюю связь и заключил, что законы, определяющие происхождение определенных химических соединений и неопределенных, одни и те же, и в сущности нельзя коренного истинного различия здесь видеть. Между неопределенными и определенными химическими соединениями существует та разница, по Менделееву, что в первом случае можно увеличивать количество, по крайней мере одной из составных частей, тогда как во втором это положительно невозможно. Неопределенные химические соединения, говорил он, составляют частое явление среди всех химических соединений, встречающихся в природе. Так, например, твердая земная кора составлена из кремнеземистых соединений, в которых нет химических пропорций, свойственных определенным химическим соединениям. Менделеев ссылается на сплавы, которые тоже представляют из себя неопределенные химические соединения. [45]