История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

Водород … 1

Азот … 4,2

Углерод … 4,3

Аммиак … 5,2

Кислород … 5,5

Вода … 6,5

Фосфор … 7,2

Фосфористый водород … 8,2

Азотистый газ … 9,3

Окись углерода … 9,8

Вещество … Вес

Азотистая окись … 13,7

Сера … 14,4

Азотная кислота … 15,2

Сероводород … 15,4

Угольная кислота … 15,3

Спирт … 15,1

Сернистая кислота … 19,9

Серная кислота … 25,4

Углеродистый водород (метан) … 6,3

Маслородный газ (ацетилен) … 5,9 

Значения относительных весов у Дальтона значительно отличаются от современных, вследствие как неверной концепции максимальной простоты, так и несовершенства методов количественного анализа в то время. За единицу он принимал относительный вес самого легкого из известных элементов — водорода и сопоставлял с ним веса других элементов и веществ. Теоретическая простота проблемы, представленной Дальтоном, ясна каждому химику. Однако с экспериментальной точки зрения она представляется весьма и весьма сложной, и для ее решения необходимо использовать не вполне привычные методы работы. При определении относительного веса (массы) кислорода Дж. Дальтон принимал во внимание состав воды, которая, по его мнению, содержала один атом водорода и один атом кислорода. Поэтому сначала относительная масса кислорода была определена равной 5,5 (см. табл. 8.2), а затем, после уточнения, ее приняли равной 7.

Дальтон предположил, что химические соединения образуются между различным числом частиц определенного веса. В 1803–1804 гг. попытка подтвердить эту идею с помощью аналитических данных о весовых соотношениях элементов в соединениях привела его к открытию закона кратных отношений[37]. В настоящее время этот закон формулируют следующим образом: если два элемента образуют между собой несколько бинарных соединений, то массы одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же строго определенную массу другого элемента, соотносятся как небольшие целые числа.

Например, при образовании углекислого газа (CO₂) 3 массовых части углерода соединяются с 8 массовыми частями кислорода, а 3 части углерода и 4 части кислорода дают угарный газ (СО). Соотношение масс кислорода, содержащегося в СO₂

и СО, представляет собой соотношение малых целых чисел. Восемь частей кислорода дают углекислый газ, а четыре части кислорода — угарный газ, т.е. в первом соединении кислорода в два раза больше.

Если в различных соединениях кислорода и азота определить количество кислорода, взятое по отношению к одному и тому же количеству азота (например, m(N) = 14 г), то получатся следующие простые соотношения (табл. 8.3):

m₁(O):m₂(O):m₃(O):m₄(O):m₅(O) = 8:16:24:32:40 = 1:2:3:4:5. 

Таблица 8.3

Массовые отношения элементов в оксидах азота

Характеристика соединения	Формула соединения
	N2O	NO	N2O3	NО2	N2O5
Молярная масса M, г/моль	44	30	76	46	108
Масса N в 1 моль соединения, m(N)	28	14	28	14	28
Масса О в 1 моль соединения, m(O)	16	16	48	32	80
Масса O, приходящаяся на 14 г N	8	16	24	32	40

Экспериментальное доказательство факта целочисленных соотношений весов элементов в соединениях (1 : 1,1 : 2,1 : 3,2 : 3 и т.д.) подтверждало мысль о том, что в ее основе лежит целостность, химическая неделимость соответствующих микрочастиц вещества. Будучи химически неделимыми, они соединяются так, что на одну частицу одного элемента приходится одна, две и т.д. (но не дробное число) частиц другого элемента. Таким образом, закон кратных отношений получал логичное объяснение только с позиций атомистической теории^{313}.