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

Необходимо подчеркнуть, что с открытием закона простых объемных отношений Гей-Люссак подготовил экспериментальный материал, послуживший источником для разработки концепции А. Авогадро. Кроме того, исследования французского ученого в известной мере подготовили появление этой концепции и в теоретическом плане^{318}:

— была сформулирована модель газа, называемого ныне идеальным;

— изменение объемов газов в ходе реакции не объяснялось изменением объемов самих частиц;

— реакции с участием газов рассматривались на уровне взаимодействия между частицами.

8.6. Молекулярная теория Авогадро

Чтобы атомная теория Дальтона стала жизненно необходимой для химии, было необходимо объединить ее с молекулярной теорией, которая принимала существование частиц, образованных из двух и более атомов и способных в химических реакциях расщепляться на составляющие атомы.

Основоположником молекулярной теории явился выдающийся итальянский ученый Амедео Авогадро ди Кваренья. Развивая предположения, сделанные Гей-Люссаком, А. Авогадро в 1811 г. сформулировал гипотезу о том, что частицы различных газов независимо от того, состоят ли они из одиночных атомов или из комбинаций атомов, равно удалены друг от друга, и расстояние между ними достаточно велико. Он был уверен, что число частиц в равных объемах любых газов (при одинаковых внешних условиях — температуре и давлении) всегда одинаково. Велика заслуга А. Авогадро еще и в том, что он сумел показать физическую причину

расширения и сжатия газов — изменение расстояний между частицами.

Для обозначения частиц, существующих в газах, Авогадро использовал термин «молекула»[39]. Согласно удачному выражению Гуарески, А. Авогадро был настоящим законодателем в области молекул^{319}. Центральным местом в теории А. Авогадро было разъяснение различий между понятиями атом и молекула. Он конкретизировал понятия: для обозначения атомов применял сочетание «элементарная

или простая молекула», а для молекул — «интегральная или составная молекула».

Если пренебречь собственными размерами молекул, то расстояние между ними должно быть одинаковым для любых газов. А. Авогадро, так же как и Дальтон, придерживался теории теплорода, тем не менее он полагал, что теплородные оболочки не настолько отличаются по своему объему, чтобы повлечь за собой различие в расстояниях между молекулами. Гипотеза Авогадро привела его к мысли о том, что относительное число «элементарных молекул» (атомов) в соединении непосредственно вытекает из объемных соотношений образующих его газов. Исходя из этого, Авогадро предложил способ определения относительных молекулярных масс веществ в газообразном (парообразном) состоянии. Он писал, что отношение масс молекул

такое же, что и отношение плотностей газов при одинаковых давлениях и температуре^{320}.

^{Амедео Авогадро ди Кваренья (1776–1856)} 

Обобщив все свои идеи, в 1814 г. А. Авогадро сформулировал закон, который носит его имя: равные объемы газообразных веществ при одинаковых внешних условиях (давлении и температуре) содержат одно и то же число молекул, так что плотность различных газов служит мерой массы их молекул и отношения объемов при соединении суть не что иное, как отношения между числом молекул, соединяющихся между собой при образовании сложной молекулы.

Не менее важным для естествознания явилось еще одно положение, высказанное итальянским ученым. Он пытался объяснить несоответствия в объемах продуктов реакций, протекающих в газовой фазе: синтеза воды, оксидов азота и ряда других веществ. Авогадро полагал, что частицы газов не обязательно соединяются друг с другом целиком. Продолжением этой гипотезы стало предположение о том, что молекулы простых газообразных веществ образованы не из одной, а из некоторого числа частиц, объединенных в одну силами притяжения. Соответственно, при протекании химической реакции возможно деление молекул простых веществ на составляющие их атомы. Авогадро специально не уточнял пределов делимости молекул, хотя в одной из работ писал, что при взаимодействии газообразного кислорода и водорода происходит деление их молекул надвое^{321}. Как указывает М. Джуа, А. Авогадро «создал настоящую общую теорию, самый остов учения, которое … по справедливости должно называться «молекулярная теория Авогадро»»^{322}.