• РЕГИСТРАЦИЯ

УЧЕНЫЕ-ХИМИКИ СПОРЯТ, А УЧИТЕЛЯМ-ХИМИКАМ НАДО УЧИТЬ

Елена Устинова
24 марта 2018 г. 11:00 11 2827

УРОК ПЕРВЫЙ: ЧТО ТАКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

«Понятие химического соединения было всегда чрезвычайно подвижным. Оно отражало в своем развитии все ступени прогресса знаний о химическом взаимодействии атомов, составляющих молекулу или иной агрегат. Нам хотелось бы иметь точное и для всех случаев пригодное определение химического соединения.

 Оно необходимо педагогу для разъяснения учащимся. Оно полезно и исследователю для отграничения химического соединения от каких-то иных нехимических систем.

Но вполне точного и всегда себе равного, постоянного определения этого понятия быть не может: это понятие развивается, отражая ход познания.

Лучшим эквивалентом точного определения понятия химического соединения, поэтому является изучение истории его развития» -

это цитата из предисловия выдающегося советского ученого-химика и историка науки В.И.Кузнецова к книге З.И. Шептуновой «Химическое соединение и химический индивид», М.: Наука, 1972.г.  

 В.И.Кузнецов  подчеркивал, что история развития химии – это по существу история изменения представлений об ее основополагающих понятиях.

И, в первую очередь, история представлений о понятии химического соединения, т.е. история поиска критериев отличия его от механической смеси и обнаружения новых форм существования химических систем.

Понятийный аппарат в области химии, будучи диалектически изменяющимся, время от времени обсуждается в научной среде, и это  является прерогативой лидеров науки.

 При этом есть существенная разница между развитием представлений о химическом соединении в публикациях ученых и отражением этих представлений в учебниках, справочниках, энциклопедиях. Встает вопрос, что считать общепринятым и пригодным для обучения в школе и не только.

    В течение нескольких десятилетий автором настоящей статьи проводились исследования именно этих вопросов, а цель исследований, особенно на первых этапах, имела сугубо практический характер в очень неожиданной сфере. Мотивацией послужила  необходимость, связанная с профессиональной деятельностью автора в качестве эксперта ВНИИГПЭ (ВНИИ Государственной патентной экспертизы), ныне ФИПС (Федеральный Институт промышленной собственности). 

 В процессе этой деятельности была обнаружена глубокая взаимосвязь критериев патентования в области химии с проблемами химического понятийного аппарата (тема следующих публикаций)

  Вывод, сделанный в результате этих исследований, оказался шокирующим:

  «НА СЕГОДНЯ НЕ СУЩЕСТВУЕТ НИ ОДНОГО ЗНАЧИТЕЛЬНОГО ДЛЯ ХИМИИ ПОНЯТИЯ, КОТОРОЕ ИМЕЛО БЫ ОДНОЗНАЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ».

 Понятно, что такой вывод имеет исключительно важное значение  в первую очередь применительно к сфере образования.  

 Когда видишь, что  в различных источниках приводятся определения одного и того же понятия не просто не согласованные между собой, а противоречивые и даже несовместимые, невольно задаешься вопросом : как быть учителям, на что ориентироваться

  Эта проблема, по понятным причинам, не осознается  учителями, а отношение к ней со стороны  ученых – химиков остается загадкой. В любом случае существуют все основания говорить о том, что  в результате школьники получают ошибочные представления о понятиях и терминах, которые являются языком науки, позволяющим ученым общаться и однозначно понимать друг друга, передавать свои знания ученикам и последующим поколениям ученых.

 Для того, чтобы получить представления об истинной картине состояния понятийного аппарата химии, необходимо иметь  достаточно полную, т.е. специально подобранную и проанализированную информацию.

 Монография автора «Химические понятия и химические изобретения» содержит такую информацию, но она рассчитана на другую аудиторию, и ее необходимо приспособить к осуществлению школьного образовательного процесса. 

В необходимости таких знаний нет никаких сомнений

Первые представления о химическом соединении появились в конце ХVIII века.

• В 1787 году французский химик А. Лавуазье разделил химические виды, т. е. индивиды химические, на простые (элемент) и сложные (состоящие из двух и более элементов), которые назвал «соединением».

• Понятие об индивиде химическом как о химически чистом веществе впервые вполне отчётливо высказал в 1745 году М. В. Ломоносов.

• В конце ХVIII  и начале ХIХ веков были сформулированы законы, которые позже стали называть законами стехиометрии. Эти экспериментально доказанные законы определили развитие представлений о химическом соединении и химической индивидуальности на целое столетие.

Ж. Л. Пруст (1799 – 1806 гг.) на основе эксперимента четко сформулировал закон постоянства состава химических соединений, согласно которому их состав не зависит от условий получения, - один из наиболее важных признаков, характеризующих химическое соединение. Эти химические соединения называли определенными, истинными, индивидуальными, химически чистыми, «привилегированными продуктами природы».

Закон кратных отношений Д.Дальтона (1803 г.) по существу обозначил проблему строения химических соединений, что вело к более глубокому изучению химической индивидуальности.

• Закон эквивалентов Рихтера (1792 и 1802 гг.), согласно которому все вещества реагируют и образуются в эквивалентных отношениях, послужил еще одной эмпирической опорой для прустовского критерия определения химического соединения.

Понятие химического индивида было равнозначно понятию химического соединения, а соответствие законам служило однозначным критерием отграничения от механических смесей, растворов, сплавов.

Эти представления получили и теоретические обоснования:

Химическая атомистика Д. Дальтона теоретически обосновала стехиометрические законы. С этого момента понятие о химическом соединении получает не только надежную опору в экспериментальном материале, но и наглядные теоретические объяснения через понятия об атоме и молекуле, которые являются носителями индивидуальности простого и сложного вещества.

Основатель унитарного учения французский химик Ш. Жерар (1816–1856гг.) предлагает рассматривать «всякое тело, простое или сложное, как унитарную систему, образованную совокупностью бесконечно малых и неделимых частичек, называемых атомами. Эта система называется молекулой тела».

С 1860 года, когда утвердились понятия «атом», «молекула» и «эквивалент», понятие о химической индивидуальности оказалось окончательно связанным с понятиями об этих частицах. Объектом изучения становится молекула как качественное единство (унитарная система), как носитель свойств химического индивида.

Теоретические концепции химии о целочисленных отношениях элементов в соединениях, постоянстве валентности, об атоме и молекуле как носителях индивидуальности вещества слились воедино в теории химического строения, которая стала наиболее ярким выражением идей о дискретной форме организации вещества, проявляющейся в существовании определенных химических соединений.

Вплоть до начала XX века понятие определенного химического соединения (индивидуального химического соединения) отождествлялось с понятием химического индивида.

• Формулировка Бутлерова, автора теории строения, относящаяся к определению химической индивидуальности через состав и строение молекулы, утвердила понятие определенного химического соединения, тождественного химическому индивиду. Бутлеров, имевший дело в основном с органическими веществами, а они обладают молекулярным строением, не отходил и не мог отойти от стехиометрических законов.

Однако он всегда предупреждал, что теория химического строения и все идеи, относящиеся к ней, «нужны там, где нужно понятие о химической частице», т. е. о молекуле.

Когда же химики имеют дело с веществами неорганическими, где понятие о молекулах становится не столь доказанным, теория химического строения может и не играть определяющей роли.

• В это же время К.Л. Бертолле были введены в науку представления о существовании неопределенных химических соединений. Многие ученые не видели принципиальной разницы между природой сил сцепления в растворах, стеклах и сплавах, с одной стороны, и в истинных химических соединениях, с другой. Но методов сравнительной оценки этих сил не существовало.

• Сторонники «равноценности» неопределенных и определенных химических соединений в качестве довода указывали также на совершенную однородность массы неопределенного состава растворов, что якобы свидетельствовало не о механическом смешении, а о химическом процессе. Однако и этот критерий был сомнительным.

• Тем не менее, Д.И.Менделеев дает определение химического соединения, основанное на таком признаке, как однородность:

«Химическим соединением вообще называют такое соединение двух или более тел, продукт которого представляется однородным, однообразным во всех своих маленьких частицах, и в этом отношении неопределенные соединения также совершенно ему подчиняются».

Эта информация в принципе содержится во многих учебниках, но она необходима здесь для того, чтобы четко расставить некоторые акценты и показать последовательную картину развития представлений о химическом соединении.

Итак, к началу ХХ века истинными химическими соединениями считались определенные (отвечающие законам стехиометрии и валентности) соединения, которые отождествлялись с понятием химический индивид и назывались также индивидуальными химическими соединениями.

Представления о неопределенных химических соединениях тоже существовали, но не были подтверждены. Это и привело к тому, что проблема индивидуальности потребовала еще более четкого решения. По выражению французского исследователя А. Кирмана уже невозможна была «схематичная простота привычных изложений о химическом индивиде». В первую очередь это означало невозможность отождествления химического соединения и химического индивида.

Чешский химик Ф. Вальд на границе двух столетий потребовал ответа на вопрос:

«Что такое химический индивид?»

Таким ответом стал доклад русского советского ученого Н.С Курнакова «Соединение и химический индивид» на заседании Секции химии Ι Всероссийского съезда преподавателей физики, химии и космографии 2 января 1914 года, который начинался словами:

«В развитии наук существуют периоды, когда накопление новых данных заставляет внимательно вглядываться в историю прошлого, при неудержимом движении вперед назревает потребность в критическом рассмотрении главных понятий».

Надо понимать, что изложение и восприятие материала, относящегося к учению Н.С.Курнакова, - не простая задача не только для школьной аудитории. Проблема в том, что это учение обросло огромным количеством противоречивых толкований, при этом самые некорректные из них получили широкое распространение и превалируют до сих пор в учебниках, энциклопедиях, ну и, конечно, в сети. Причины такой неординарной ситуации связаны с обстоятельствами, имеющими как объективный (независимый от какого бы то ни было субъекта), так и субъективный характер.

В тот период времени, по словам Ю. Д.Третьякова, «авторитет закона постоянства состава был столь велик, что Курнаков рассматривал интерметаллиды (а позже и силикаты переменного состава) как растворы двух или более соединений постоянного состава».

И далее автор продолжает: «Надо признать, что влияние стехиометрических законов на формирование химических мировоззрений настолько велико, что и сейчас можно встретить немало специалистов, не понимающих совсем или понимающих неверно специфику поведения твердых тел». (Третьяков Ю. Д. Химия нестехиометрических окислов. М. Изд-во МГУ, 1974 C. 8–10). 

Поясним, речь идет о том, что развитие химии, особенно неорганической, показывало существование таких химических систем, которые не отвечали законам стехиометрии, но объяснение их природы осуществлялось в рамках именно этих законов и связанной с ними теорией молекулярного строения. Это можно было понять, когда отсутствовали методы структурного анализа. Но когда позднее с открытием методов структурного анализа стало ясно, что эти системы имеют немолекулярное строение, т.е. они не содержат дискретных частиц - молекул, то эти обстоятельства не исключили полностью, как следовало ожидать,    расмотрение  этих систем в рамках  представлений о молекулярном строении вещества.

 Широкое распространение информации, которая в значительной степени искажает истинную картину развития представлений о химическом соединении, не может не осложнять работу учителя. Более того, он невольно становится проводником неверных знаний.

Должно быть понятно, что Н.С.Курнаков не мог не находиться под влиянием законов стехиометрии, а главное, связанного с ними учения о молекулярном строении вещества. Но этому есть объяснение: его работы осуществлялись в период, когда отсутствовали аналитические возможности «увидеть» или «не увидеть» молекулу.

В последующем эти возможности глубоких структурных исследований вещества получили мощное развитие, что, как это ни странно, не исключило крайне ошибочные представления о понятии химического соединения с позиции уже структурной химии. Так что непонимание или неверное понимание специалистами в наше время, о которых говорит Ю.Д.Третьяков, носят субъективный характер, и называются безграмотностью.

Представления Н.С.Курнакова о химическом индивиде в литературе обычно формулируются так:

В докладе «Соединение и химический индивид» Н.С. Курнаков дал определение химического индивида на основе представлений о фазах и сингулярных точках.

• Н.С.Курнаков счел возможным распространить понятие химического индивида также на бертоллиды.

• Н.С.Курнаков разделил понятия химическое соединение и химический индивид и расширил последнее, включив кроме элементов и определенных химических соединений, однородные вещества переменного состава, как сплавы, твердые растворы и др.

Н.С.Курнаков действительно разделил понятия химическое соединение и химический индивид и расширил последнее, но, конечно же, не потому, что просто счел возможным  включить в него фазы переменного состава. Для этого нужны были основания. И Н.С.Курнаков прежде всего обосновал иной взгляд на родовое понятие химический индивид и соотношение его с понятием химическое соединение с позиции их логической структуры и способов образования понятий, принятых в теории познания. 

 Этому вопросу посвящена первая треть доклада, где показано, что:

1. В науке о природе устанавливаются два предельных вида типологических понятий:

Первый классификационный тип - эмпирические понятия формальной логики – это родовые и видовые понятия в описательном естествознании.

• Второй тип - математические понятия, имеющие своим принципом категорию отношения или функции. Они получаются из заранее установленного определения путем мысленного построения (конструкции) связи между отдельными членами ряда.

2. Химия в своем историческом развитии пользовалась обоими способами образования понятий, и господствующее современное понятие о химическом соединении должно быть отнесено к математическому типу.

3.  Закон постоянных и кратных отношений явился приложением учения о целых числах к химии.

4.Состав соединений получил совершенно определенное числовое выражение, и само понятие о химическом соединении стало понятием математическим. Различные комбинации между целыми числами или атомами позволяли проверять и даже предвидеть состав сложных тел.

5. Математики неоднократно указывали на тесную связь между учением о составе химических соединений и общей теорией чисел; понятие об эквивалентности в химии почти то же самое, как и в теории комплексных чисел.

6. Большие успехи, достигнутые применением математического понятия о соединении, постепенно привели исследователей к убеждению, что постоянство состава является главным индивидуальным свойством, определяющим истинные объекты химического изучения. 

7. Объекты изучения в естественных науках называются индивидами, и  по аналогии с естественными науками такие тела стали называться химическими индивидами.

8. В настоящее время термины «определенное соединение» и «индивид» сделались почти равнозначащими. В таком виде они употребляются Вальдом, Оствальдом, Аррениусом, Лютером и другими авторами.

9. Однако ближайшее рассмотрение показывает глубокое различие в логической природе обоих соответствующих понятий. В то время как первое из них было отнесено к конструктивному математическому типу, второе, т. е. понятие об индивиде, несомненно, образовано тем же путем, каким получаются естественно-научные, классификационные понятия.

10. Слово «индивид» происходит от латинского individuum – неделимое – и означает единое, нераздельное существо, отдельно существующий объект, ниже которого не имеется дальнейших видов. Таким образом, в химии, так же, как и в других естественных науках, индивид должен представлять реально существующий объект, с которого начинается исследование.

11.Если стать на эту точку зрения, то класс индивидов, отвечающих соединениям постоянного состава, ни в каком случае не может исчерпывать всей современной химической области. В реальной действительности непосредственным начальным объектом химического или, правильнее, физико-химического изучения является фаза.

12.Понятие фазы является более общим, чем современный химический индивид, соответствующий, как мы видели, только веществам постоянного состава или определенным соединениям; оно обнимает также и громадный класс однородных тел переменного состава или растворов.

13. Естественно-научное, чисто классификационное понятие о фазе встречается здесь с математическим понятием об определенном соединении.

 Обычно в литературе все эти доказательства излагаются одной строкой, а ведь это блестящий образец того, как формальная логика была использована в качестве средства получения нового знания, его расширения и углубления.

Теперь об эксперименте. Н.С.Курнаков  исследовал однородные равновесные фазы переменного состава. 

 Именно она (фаза) является тем неделимым отдельно существующим объектом исследования, который в естествознании принято называть индивидом. В этом смысле  фаза переменного состава становится  химическим индивидом переменного состава.

Н.С.Курнаков с сотрудниками для исследования макросистемы (равновесной фазы переменного состава) разработали специальный метод, позволяющий исследовать свойства таких фаз. 

.О безоговорочной значимости экспериментальных исследований сказано много, и этот вопрос здесь не обсуждается.

Для нас важна интерпретация результатов экспериментальных исследований фаз переменного состава. На основании своих экспериментов Н.С.Курнаков формулирует следующие положения:

1. Не состав фазы характеризует определенное соединение, так как он является вообще переменным, а состав сингулярной, или дальтоновской, точки на диаграммах свойств фазы.

2. На основании совокупности приведенных данных можно сделать следующее обобщение вальд-оствальдовского определения химического индивида, подчиняющегося закону постоянных и кратных отношений: химический индивид, принадлежащий определенному химическому соединению, представляет фазу, которая обладает сингулярными, или дальтоновскими точками на линиях ее свойств.

Состав, отвечающий этим точкам, остается постоянным при изменении факторов равновесия системы.

3. Сингулярные точки служат необходимым признаком для открытия определенных соединений в однородной твердой или жидкой среде. Их можно назвать также дальтоновскими точками, так как ими определяется закон кратных отношений Дальтона.

4. Существование их нужно считать подтверждением воззрений Менделеева на природу растворов.

Из авторских суждений вполне определенно следует, что

- изучались два типа фаз переменного состава;

- один из этих типов содержит явно выраженные точки (дальтоновские), которые при исследованиях различных свойств обнаруживаются при одном и том же составе, и по утверждению автора (Н.С.Курнакова), соответствуют закону кратных отношений Дальтона.

Казалось бы, здесь не должно возникнуть разночтения, поскольку это собственно факты, а не их интерпретация. Интерпретацией являются приведенные выше положения, и именно они сформулированы под влиянием «авторитета законов стехиометрии», о котором говорил Ю.Д.Третьяков. Следует добавить и непререкаемость  атомно-молекулярной теории – учения о дискретном строении вещества, которые, безусловно, определили бурное развитие химии на сто лет вперед.

Закон постоянства состава был признан законом природы, а любые сомнения по поводу всеобщности учения о дискретности строения вызывали усмешку. (Рекомендую ознакомиться с книгой Ю.И.Соловьева «История химии. Развитие химии с древнейших времен до конца ХIХ», предпочтительнее издание 1955г. В интернете размещена редакция 1983г., которая претерпела изменения.) 

Заметим, что воззрения Д.И.Менделеева, на которые указывает Н.С.Курнаков, тоже  не выходили за рамки учения о дискретности. Он считал раствор определенным соединением с водой, находящимся в диссоциации. 

При толковании результатов исследования свойств равновесных фаз* в качестве признака существования в этой фазе определенного соединения Н.С.Курнаков приводит именно то, что признавалось законом «природы», – наличие постоянства состава при изменении условий исследования. 

Переменный состав дальтонида (фазы) Н.С.Курнаков объяснял способностью соединений давать твердые растворы со своими компонентами.

 Принцип дискретности, т.е. молекулярное строение, не подвергался никакому сомнению. *Равновесные фазы - системы, в которых закончены всякие химические превращения и которые, очевидно, не были механическими смесями (их нельзя было обычными способами разделить на компоненты).

А затем начинается удивительная история толкования учения о дальтонидах и бертоллидах в химической литературе, которая не закончилась до сих пор. В одной из первых обнаруженных публикаций на эту тему находим следующее утверждение:

«Н. С. Курнакову принадлежит новая терминология, принимаемая в настоящее время во всем культурном (?) мире: обычные химически чистые вещества были названы им “дальтонидами”, а вещества же нового открытого им типа получили наименование “бертоллидов”». (Щукарев С. А. Учение об определенных и неопределенных соединениях // Вестник Ленинград. ун-та. 1947. № 5. С. 10–14.)

Знак вопроса поставлен мною, поскольку, представляется, что  здесь, уместнее говорить о научном мире. Но дело, конечно не в этом. Н.С.Курнаков не называл дальтониды обычными химически чистыми веществами или, наоборот, обычные химически чистые вещества – дальтонидами.

Обычные химически чистые вещества выделяют из реакционной массы и подвергают очистке, получая продукт, имеющий постоянный состав и свойства, а также подчиняющийся другим законам стехиометрии во всем своем объеме. Носителем свойств этих соединений является молекула, и фаза (вещество), содержащая множество молекул, имеет тот же постоянный состав, что и одна молекула.

Дальтонидами Н.С.Курнаков назвал фазы переменного состава, которые в некоторых точках обнаруживают соответствие закону постоянства состава и якобы кратных отношений, и исследовал их без выделения и очистки.

 По его словам, самостоятельно существующая фаза является носительницей индивидуальных свойств и вещественным проявлением идеального комплекса атомов или составных частей, который мы принимаем в соединении. Н.С.Курнаков полагал, что эти фазы представляют собой твердые растворы соединения с избытком своих компонентов (по аналогии с воззрениями Д.И.Менделеева, который исследовал жидкие растворы). 

Известно, что даже в 1933 году Н. С. Курнаков, доказывая образование дальтонидов с упорядоченным расположением атомов, лишь допускал образование молекул, поскольку установить  характера взаимодействия в то время было затруднительно.

Но если нет  молекул, то нет и стехиометрического химического соединения, носителем которого должна быть именно молекула согласно законам стехиометрии и атомно-молекулярной теории. 

Другими словами, Н.С.Курнаков не вводил новую терминологию для стехиометрических соединений, он ввел два термина для фаз переменного состава двух типов, один из которых содержит лишь признаки существования соединения постоянного состава в фазе переменного состава.

Забегая вперед скажем, что ничем не обоснованные и глубоко ошибочные толкования С.А.Щукарева получили самое широкое распространение в химической литературе (учебниках, справочниках, монографиях, химических энциклопедиях).

В 50-ые годы прошлого века при толковании учения Н.С.Курнакова о дальтонидах и бертоллидах среди ученых возникли споры: что считать дальтонидом – фазу или состав, соответствующий сингулярной точке, и какое отношение термин дальтонид имеет к стехиометрическим соединениям. Одно крайнее мнение – это представления СА.Щукарева, а другое – представления Г. Б Бокия.

В 1953 году на Совещании, посвященном определению понятия химического соединения, проведенном в ИОНХ АН СССР им. Н. С. Курнакова, Бокий Г. Б. в своем докладе «К теории дальтонидов и бертоллидов» указал, что «под терминами “дальтонид” и “бертоллид” следует понимать фазы, как это следует из духа учения Н. С. Курнакова, в обоих случаях это – фазы переменного состава». Материалы опубликованы в Журнале неорганической химии,1956. Т. I, вып. 7. С. 1599–1602.

В результате уже первых исследований структур неорганических соединений выяснился тот факт, что «учение Н. С. Курнакова не относится к молекулярным соединениям», когда было показано, что в них, как правило, отсутствуют молекулы.

И в более поздней работе Бокий Г. Б. вполне определенно и обоснованно утверждает, что «понятия “дальтонид” и “бертоллид” относятся к характеристике фаз, причем фаз переменного состава. Поэтому использование этих терминов применительно не к фазам, а к компонентам будет неправильным. 

Молекулярные соединения не могут иметь переменного состава, поэтому учение Н. С. Курнакова к ним не относится. 

То обстоятельство, что дальтониды характеризуются обычно составом, отвечающим сингулярной точке, приводит часто к большой путанице».(Бокий Г. Б. Кристаллохимия. М.: Наука, 1971. С. 300–309.)

Совершенно очевидно, что обоснованная позиция Г.Б.Бокия не оставляет места для толкований С.А. Щукарева, но, как уже было сказано, именно последние стали без преувеличения общепризнанными и получили самое широкое распространение (наберите ключевые слова дальтонид и бертоллид в любом поисковике, чтобы убедиться).

 Казалось бы, ясность была внесена, а дальнейшие структурные исследования лишь подтверждали то, что фазы переменного состава имеют непрерывное немолекулярное строение. Вместо термина неопределенные соединения появились термины  нестехиометрические и немолекулярные соединения.

Однако вопрос с понятиями дальтонид и бертоллид не только не получил должного разъяснения, а остался по сути общепринятым в своем самом ошибочном толковании. 

Признанием такого положения вещей со стороны научной химической общественности, в том числе академической, вполне можно считать информацию, представленную в таких авторитетных изданиях как Химическая энциклопедия.

1. «Краткая химическая энциклопедия», 1961 г., том 1, стр. 118-120:

«Дальтониды - определенные химические соединения, которые характеризуются:

а) рациональным (т. е. отвечающим простому стехиометрическому отношению компонентов) максимумом на линиях (или поверхностях) ликвидуса и солидуса диаграммы состояния системы;

б) сингулярными точками на изотермах ее свойств;

в) способностью давать жидкие или твердые растворы

с) компонентами системы (некоторые авторы предлагают называть эти твердые растворы дальтонидными фазами или просто дальтонидами)»

Диаграммы состояния взяты  из доклада Н.С.Курнакова, они представляют изотермы вязкости (1, 2, 3), обращенные выпуклостью к оси состава и пересекающиеся под углом в максимальных точках М, М1 и М2. Состав последних соответствует рациональному молекулярному отношению компонентов, которое остается постоянным при изменении температуры и других факторов равновесия системы.

Дорогие и уважаемые Учителя!

Настоятельно рекомендую Вам вместе с Вашими учениками сравнить приведенное определение с классическими представлениями об определенных соединениях, которые приведены в самом начале. 

Приступая к анализу, освежите в памяти законы формальной логики (тождества, непротиворечия, исключенного третьего, достаточного основания) и дайте обоснованный ответ на вопрос

почему дальтонид не является определенным химическим соединением? 

В качестве подсказки советую, например, обратить внимание на диаграмму состояния, как она будет выглядеть в случае классических определенных химических соединений.

Уверена в успешном решении. А это будет означать Ваше реальное превосходство над многими учеными, не обратившими внимание на это любопытное обстоятельство. Исключение составляют Г.Б.Бокий и некоторые другие авторы, мнения которых, к сожалению, не были приняты во внимание.

2. «Химическая энциклопедия».М. «Советская энциклопедия», 1965, том IV, с. 951:

«Согласно представлениям классической химии, соединение химическое - это химически индивидуальное вещество, состоящее из атомов различных элементов. Важный признак химического соединения – однородность, в огромном большинстве случаев соединения химические следуют простым, постоянным и кратным отношениям.

Такие соединения химические называют дальтонидами (по терминологии Н.С. Курнакова).

Кроме определенных химических соединений существуют неопределенные химические соединения или бертоллиды».

Как видно,  в приведенном определении  Н.С.Курнакову вменяется отождествление дальтонида и стехиометрического химического соединения.

3. «Химическая энциклопедия». М.: Сов. Энциклопедия, 1988. Т. 1, С. 361:

«Вещество – вид материи, которая обладает массой покоя. Химия изучает, главным образом вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы, радикалы. Такие вещества принято подразделять на простые и сложные (химические соединения).

Простые вещества образованы атомами одного химического элемента. Сложные вещества образованы разными элементами и могут иметь состав постоянный (стехиометрические соединения или дальтониды) или меняющийся в некоторых пределах (нестехиометрические или бертоллиды)».

Как видно,  стехиометрические соединения однозначно представлены как дальтониды.

Обращаем внимание, что такое определение прямо противоречит формулировке, представленной в другом томе того же издания «Химической энциклопедии» (см. ниже).

4. «Химическая энциклопедия». 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. энциклопедия, 1990. Т. II:

«Нестехиометрия – отклонение количественных соотношений между компонентами химических соединений от соотношений, определяемых правилами стехиометрии.

Обычно нестехиометрические фазы, область гомогенности которых включает в себя стехиометрический состав, относят к дальтонидам, а не включающие его – к бертоллидам.

 Впервые такое разделение нестехиометрических фаз ввел Н.С.Курнаков, имея в виду, прежде всего, то обстоятельство, что в пределах области гомогенности свойства дальтонидов при изменении состава меняются не монотонно, а проходят через экстремальные значения, которым на диаграмме состояния отвечают особые (сингулярные) точки».

 Это  действительно   правильное толкование учения Н.С.Курнакова о дальтонидах и бертоллидах, но при этом не была  открыто  признана ошибочность широко распространенных  формулировок противоположного содержания, в частности,  в том же издании Химической энциклопедии (см. том 1).

В результате - это верное определение не было никем замечено, и   тиражирование  некорректных формулировок продолжается теперь уже в новых учебниках, справочниках и т.д.

5. Удивительный поворот в эволюционном процессе толкования терминов дальтонид и бертоллид демонстрирует Википедия.

«Дальтониды – научный термин, которым обычно обозначают вещества постоянного качественного и количественного состава, который не зависит от способа получения. Исторически это понятие связано с законом постоянства состава вещества. Постоянство состава естественно для молекулярных веществ, поскольку молекулы состоят из вполне конкретных атомов определенного вида и определенной массы. Для немолекулярных веществ, в частности для кристаллов с дефектами, могут быть большие отклонения от идеального соотношения между числом атомов.

Поэтому в узком смысле (фактически устаревшем) к дальтонидам относят так называемые стехиометрические соединения, у которых вообще нет области гомогенности (области переменного состава).

В широком смысле к дальтонидам также относят соединения, у которых область гомогенности имеет конечную ширину, но содержит также и стехиометрический состав.

Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например, MgO, HCl.

Современный взгляд на вопрос включает также наличие полной информации о структуре – в стехиометрическом соединении (истинном дальтониде) заселенности кристаллографических позиций равны единице, т. е. дефекты в макроскопических количествах отсутствуют».

Этот достаточно сумбурный, а главное, содержащий ошибки текст, подробно здесь не анализируется. Рассмотрим только интересующие нас суждения, выделенные жирным курсивом.

Во-первых, история термина дальтонид, представленная выше, свидетельствует совсем о другом: это не вещество постоянного не зависящего от способа получения состава, а фаза (вещество) переменного состава, содержащая лишь точки, соответствующие постоянному составу.

 Во-вторых, эта история о том, как непонятным путем дальтониды из фаз переменного состава превратились в стехиометрические соединения, т.е. соединения, подчиняющиеся всем законам стехиометрии, в том числе закону постоянства состава, при этом такое толкование было приписано Н.С.Курнакову.

 А теперь в Википедии приписанные Н.С.Курнакову представления признаются фактически устаревшими, а взамен предлагается толкование дальтонида в широком смысле как соединения переменного состава, лишь содержащего стехиометрический состав, что собственно и является смыслом учения Н.С.Курнакова до его искажения.

Интересная метаморфоза:

- сначала значение термина, предложенного Н.С.Курнаковым, было искажено и в таком виде получило самое широкое распространение во «всем культурном мире», являясь общепризнанным в течение многих десятилетий и до сих пор;                                                                                             - теперь, в не самом авторитетном источнике информации искаженное толкование признано «устаревшим» (на самом деле оно просто некорректно), а в качестве "нового", якобы имеющего «широкий смысл», предлагается первоначально принадлежащее  автору учения о дальтонидах и бертоллидах,но без указания его имени (толкование ведь «новое» взамен «устаревшего», и Н.С.Курнакову здесь места нет).


 ОСНОВНОЙ ВЫВОД, КОТОРЫЙ НЕОБХОДИМО УСВОИТЬ  ИЗ ПЕРВОГО УРОКА: 

ДАЛЬТОНИД - ЭТО НЕ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ, А ФАЗА ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА.  
УТВЕРЖДЕНИЕ  ОБРАТНОГО -  ЗАКОРЕНЕЛАЯ ГРУБАЯ ОШИБКА!!!

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ.


Цель запрета экспорта нефти на Украину - её уничтожение

Ну наконец-то!Российская Федерация устанавливает запрет на экспорт на Украину нефти и нефтепродуктов. Об этом заявил премьер-министр Дмитрий Медведев, передает "ТАСС"."Устанавливается запрет на экспор...

«Россия своих не бросает!» - так вы теперь «свои»?

Пятая колонна «беглых бывших россиян» на Украине начинает что-то подозревать. И вот уже раздаются вопли от Олега Кашина: спасите российских граждан, который уехали на Украину, чтобы оттуда поливать гр...

Почему я не демократ

Сейчас я в очередной раз на примерах расскажу, почему я не демократ. На самом деле причина предельно проста: потому что часть людей – клинические идиоты. И если никак законодательно не ограни...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Елена Устинова 21 декабря 2018 г. 10:48

    УРОК ТРЕТИЙ : ЧТО ТАКОЕ «ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЕЩЕСТВА»

             В начале первого урока была приведена цитата, в которой, В.И.Кузнецов, как оказалось, сформулировал по сути постулат, а именно: вполне точного и всегда себе равного, постоянного , во всех случаях пригодного определения химического соединения понятия быть не может, поскольку оно развивается, отражая ход познания. Это ск...
    370
    Елена Устинова 18 июля 2018 г. 07:47

    УРОК ВТОРОЙ: ЧТО ТАКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

    Итак, Н.С.Курнаков доказал существование химических соединений переменного состава, но общие критерии понятия химическое соединение не были определены.Грань между химическими соединениями и механическими смесями становилась неопределенной, поскольку соединения переменного состава не подчинялись законам стехиометрии, которые позволяли ли бы разграничить химическое соед...
    566
    Елена Устинова 18 февраля 2018 г. 23:15

    Осторожно, популяризация фундаментальной науки!

    В Интернете в нескольких вариантах опубликовано сообщение о предсказании и открытии новой химии «запрещенных» химических соединений:1. https://postnauka.ru/video/31703 - Интернет-журнал «ПостНаука» (лекция);2. https://www.gazeta.ru/science/2013/12/20_a_5811369.shtml (материалы, подготовленные отделом науки «Газеты.Ru» и МГУ в рамках сотрудничества с «Фестивалем науки»...
    3910
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика