تويت
اتحادات كيمياويه (قوانين)
Laws of chemical associations - Lois des associations chimiques
الاتحادات الكيمياوية (قوانين -)
تتحد المواد اتحاداً كيمياوياً chemical combination فتتحوّل نتيجة لذلك إلى مواد أخرى جديدة ذات خواص مختلفة، ووجد أن هذه التفاعلات تخضع لسلسلة من القوانين تتعلق بكتل المواد المتفاعلة والناتجة وبحجومها. وتبيَّن فيما بعد أنه يمكن استنتاج هذه القوانين بسهولة من النظرية الذرية. وهذه القوانين هي:
قانون حفظ الكتلةويبيِّن أنه لا تخلق المادة ولا تفنى في أثناء التفاعل الكيمياوي، وبعبارة أخرى لا تحدث للكتلة خسارة ولا اكتساب وإنما يمكن تحويل المادة من شكل إلى آخر، وقد استنتج هذا القانون العالم الروسي م.ف.لومونوسف M.V Lomonosov. عام 1756 بعد إجراء الآلاف من التجارب المضنية. إلا أن الكيميائي الفرنسي لافوازيه Antoine Lavoisier [ر] هو الذي أقنع المجتمع العلمي عام 1783 بقبول مفهوم حفظ الكتلة الذي استنتجه، منفرداً، من تجاربه المتعلقة بالعلاقات الكمية بين الأكسجين والزئبق من جهة وبين الأكسيد الناتج من اتحادهما من جهة أخرى. فعند تسخين 100 غرام مثلاً من أكسيد الزئبق، كمادة متفاعلة، ينتج 92.6 غرام من الزئبق و7.4 غرام من الأكسجين، أي إن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة. إلا أن أوزان المتفاعلات والمنتجات غير متساوية بصورة مطلقة. ففي التفاعل الكيمياوي الناشر للحرارة يتحول قسم ضئيل جداً من المادة إلى طاقة، ويحدث العكس في التفاعل الماص للحرارة إذ إن الكتلة تتحول إلى طاقة وفق علاقة أيْنشتين المشهورة E = mc2 حيث E هي الطاقة المنتشرة وm نقصان الكتلة وc سرعة الضوء في الخلاء. وفي الواقع فإن التغير الموافق في الكتلة في أمثال هذه التفاعلات غير النووية، وهو من رتبة 10-8غرام، لا يمكن كشفه بأشد الموازين حساسية، وتفسِّر هذه المعادلة الطاقة الهائلة الناتجة عن نقصان المادة في التفاعلات النووية، فالطاقة الناتجة عن تحوّل مكروغرام (10-6غرام) من المادة إلى طاقة هي 2.5×10 9حريرة (كالوري).
قانون التركيب الثابتويطلق عليه اسم قانون النسب الثابتة أو قانون بروست J.L Proust الذي وضعه عام 1081. وهو يبيِّن أن نسبة كتل العناصر في المركب النقي ثابتة. وبعبارة أخرى، عندما يتعين تركيب مادة نقية، فمن المؤكد معرفة تركيب أية عينة نقية أخرى من هذه المادة نفسها بصرف النظر عن مصدر هذه العينة أو طريقة تحضيرها. فعلى سبيل المثال، يدل تحليل ملح الطعام، كلوريد الصوديوم، النقي على أنه يحوي 39.34 بالمئة وزناً من الصوديوم و60.66 بالمئة من الكلور. أي:
ويستنتج من ذلك أن العناصر تتحد بنسب كتلية ثابتة لتكوين المركبات الكيمياوية.
وقد بقي قانون النسب الثابتة معمولاً به في القرن الثامن عشر على الرغم من الجدل الحاد الذي أثاره هذا القانون. وكان أكبر معارضيه الفرنسي برتوليه Berthollet [ر] الذي اعتمد على تجارب قام بها غيره في المختبر، وكان يعتقد أن تركيب المركب يتوقف على ظروف تحضيره. وقد دحض بروست أفكار برتوليه معتمداً على أمرين:
1- إن برتوليه لم يستعمل في تجاربه، في أكثر الأحيان، مواد نقية بل استعمل محاليل أو أشابات أو مزائج أخرى.
2- إن النظرية الذرية التي وضعها دَلْتون John Daltin [ر] أيدت نتائج بروست التجريبية. وبقي قانون النسب الثابتة مقبولاً من دون نقاش مدة تزيد على القرن. ولكن من المعروف، في الوقت الحاضر، أن تركيب كثير من المواد الصلبة ليس ثابتاً بل يمكن أن يتغير ضمن مجال ضيق تبعاً لطريقة التحضير: ففي مركب كبريتيد الحديد مثلاً تراوح نسبة الحديد المئوية في التركيب بين 63.5 و60.1 ويعزى نقص الحديد في الجسم الصلب إلى الفراغات الشبكية في البلورات lattice vacancies وللغالبية العظمى من المركبات تركيب محدَّد، ويطلق على هذه المواد اسم الدَلْتونيدات daltonides نسبة إلى دَلْتون، ولبعض المركبات في الحالة الصلبة تركيب غير ثابت نوعاً ما، ولها أهمية خاصة وتدعى بروتوليدات berthollides نسبة إلى برتوليه.
قانون النسب المضاعفةاكتشفه دَلْتون عام 1803 ويبين أنه عندما يتحد عنصران A وb في ظروف مختلفة لتكوين أكثر من مركب (AB وAB2 مثلاً) فإن النسبة بين كتل أحد العناصر B التي تتحد مع كتلة ثابتة من العنصر الآخر A هي نسبة عددية بسيطة. فالكربون مثلاً يحترق بوجود زيادة من الأكسجين مكوِّناً غازاً كثيفاً غير سام لا يشتعل noncombustible ويكوّن، بوجود كمية محددة من الأكسجين، غازاً ساماً قابلاً للاشتعال. وتبيّن من تحليل هذين المركبين أن لكل من هذين الغازين تركيباً محدّداً. ففي الغاز الأول الذي يشتعل يتحد غرام واحد من الكربون مع 2.67 غرام من الأكسجين، أما في الغاز الثاني فيتحد غرام واحد من الكربون مع 1.33 غرام من الأكسجين، أي إن نسبة كتلتي الأكسجين الذي يتحد مع الكتلة نفسها من الكربون هي:
Laws of chemical associations - Lois des associations chimiques
الاتحادات الكيمياوية (قوانين -)
تتحد المواد اتحاداً كيمياوياً chemical combination فتتحوّل نتيجة لذلك إلى مواد أخرى جديدة ذات خواص مختلفة، ووجد أن هذه التفاعلات تخضع لسلسلة من القوانين تتعلق بكتل المواد المتفاعلة والناتجة وبحجومها. وتبيَّن فيما بعد أنه يمكن استنتاج هذه القوانين بسهولة من النظرية الذرية. وهذه القوانين هي:
قانون حفظ الكتلةويبيِّن أنه لا تخلق المادة ولا تفنى في أثناء التفاعل الكيمياوي، وبعبارة أخرى لا تحدث للكتلة خسارة ولا اكتساب وإنما يمكن تحويل المادة من شكل إلى آخر، وقد استنتج هذا القانون العالم الروسي م.ف.لومونوسف M.V Lomonosov. عام 1756 بعد إجراء الآلاف من التجارب المضنية. إلا أن الكيميائي الفرنسي لافوازيه Antoine Lavoisier [ر] هو الذي أقنع المجتمع العلمي عام 1783 بقبول مفهوم حفظ الكتلة الذي استنتجه، منفرداً، من تجاربه المتعلقة بالعلاقات الكمية بين الأكسجين والزئبق من جهة وبين الأكسيد الناتج من اتحادهما من جهة أخرى. فعند تسخين 100 غرام مثلاً من أكسيد الزئبق، كمادة متفاعلة، ينتج 92.6 غرام من الزئبق و7.4 غرام من الأكسجين، أي إن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة. إلا أن أوزان المتفاعلات والمنتجات غير متساوية بصورة مطلقة. ففي التفاعل الكيمياوي الناشر للحرارة يتحول قسم ضئيل جداً من المادة إلى طاقة، ويحدث العكس في التفاعل الماص للحرارة إذ إن الكتلة تتحول إلى طاقة وفق علاقة أيْنشتين المشهورة E = mc2 حيث E هي الطاقة المنتشرة وm نقصان الكتلة وc سرعة الضوء في الخلاء. وفي الواقع فإن التغير الموافق في الكتلة في أمثال هذه التفاعلات غير النووية، وهو من رتبة 10-8غرام، لا يمكن كشفه بأشد الموازين حساسية، وتفسِّر هذه المعادلة الطاقة الهائلة الناتجة عن نقصان المادة في التفاعلات النووية، فالطاقة الناتجة عن تحوّل مكروغرام (10-6غرام) من المادة إلى طاقة هي 2.5×10 9حريرة (كالوري).
قانون التركيب الثابتويطلق عليه اسم قانون النسب الثابتة أو قانون بروست J.L Proust الذي وضعه عام 1081. وهو يبيِّن أن نسبة كتل العناصر في المركب النقي ثابتة. وبعبارة أخرى، عندما يتعين تركيب مادة نقية، فمن المؤكد معرفة تركيب أية عينة نقية أخرى من هذه المادة نفسها بصرف النظر عن مصدر هذه العينة أو طريقة تحضيرها. فعلى سبيل المثال، يدل تحليل ملح الطعام، كلوريد الصوديوم، النقي على أنه يحوي 39.34 بالمئة وزناً من الصوديوم و60.66 بالمئة من الكلور. أي:
| كتلة الصوديوم | = | 39.34 | = | ثابت |
| كتلة الكلور | 60.66 |
وقد بقي قانون النسب الثابتة معمولاً به في القرن الثامن عشر على الرغم من الجدل الحاد الذي أثاره هذا القانون. وكان أكبر معارضيه الفرنسي برتوليه Berthollet [ر] الذي اعتمد على تجارب قام بها غيره في المختبر، وكان يعتقد أن تركيب المركب يتوقف على ظروف تحضيره. وقد دحض بروست أفكار برتوليه معتمداً على أمرين:
1- إن برتوليه لم يستعمل في تجاربه، في أكثر الأحيان، مواد نقية بل استعمل محاليل أو أشابات أو مزائج أخرى.
2- إن النظرية الذرية التي وضعها دَلْتون John Daltin [ر] أيدت نتائج بروست التجريبية. وبقي قانون النسب الثابتة مقبولاً من دون نقاش مدة تزيد على القرن. ولكن من المعروف، في الوقت الحاضر، أن تركيب كثير من المواد الصلبة ليس ثابتاً بل يمكن أن يتغير ضمن مجال ضيق تبعاً لطريقة التحضير: ففي مركب كبريتيد الحديد مثلاً تراوح نسبة الحديد المئوية في التركيب بين 63.5 و60.1 ويعزى نقص الحديد في الجسم الصلب إلى الفراغات الشبكية في البلورات lattice vacancies وللغالبية العظمى من المركبات تركيب محدَّد، ويطلق على هذه المواد اسم الدَلْتونيدات daltonides نسبة إلى دَلْتون، ولبعض المركبات في الحالة الصلبة تركيب غير ثابت نوعاً ما، ولها أهمية خاصة وتدعى بروتوليدات berthollides نسبة إلى برتوليه.
قانون النسب المضاعفةاكتشفه دَلْتون عام 1803 ويبين أنه عندما يتحد عنصران A وb في ظروف مختلفة لتكوين أكثر من مركب (AB وAB2 مثلاً) فإن النسبة بين كتل أحد العناصر B التي تتحد مع كتلة ثابتة من العنصر الآخر A هي نسبة عددية بسيطة. فالكربون مثلاً يحترق بوجود زيادة من الأكسجين مكوِّناً غازاً كثيفاً غير سام لا يشتعل noncombustible ويكوّن، بوجود كمية محددة من الأكسجين، غازاً ساماً قابلاً للاشتعال. وتبيّن من تحليل هذين المركبين أن لكل من هذين الغازين تركيباً محدّداً. ففي الغاز الأول الذي يشتعل يتحد غرام واحد من الكربون مع 2.67 غرام من الأكسجين، أما في الغاز الثاني فيتحد غرام واحد من الكربون مع 1.33 غرام من الأكسجين، أي إن نسبة كتلتي الأكسجين الذي يتحد مع الكتلة نفسها من الكربون هي:
| 2.67 | = | 2 | وهي نسبة بسيطة |
| 1.33 | 1 |