Закон кратных отношений

Зако́н кра́тных отноше́ний — один из стехиометрических законов химии: если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на единицу массы другого элемента, относятся как целые числа, обычно небольшие^[1]. Один из законов Дальтона.

История открытия

На основе закона сохранения массы и новой химической систематики стала возможна постановка проблемы, послужившей предметом спора между Бертолле и Прустом. Сущность проблемы заключалась в том, соединяются ли вещества в некоторых определённых количественных соотношениях, зависящих от их природы, или же соотношения эти неопределенны, переменны и зависят исключительно от вводимых в реакцию количеств веществ. В первом случае следовало ожидать образования из каких-нибудь двух элементов только немногих соединений, резко отличающихся по составу, во втором — должен был бы получаться ряд таких соединений с постепенно изменяющимся составом. Таким образом, суть спора состояла в том, происходит ли изменение состава веществ скачкообразно (дискретно) или непрерывно.

Сторонником теории непрерывного изменения состава веществ выступил Бертолле, сторонником скачкообразного — Пруст. Признание в то время получили взгляды Пруста. Тем самым был установлен один из основных законов химии — закон постоянства состава, заключающийся в том, что каждое химическое соединение имеет вполне определённый и постоянный состав^[2].

Закон кратных отношений сформулирован в 1803 Дж. Дальтоном и истолкован им с позиций атомизма^[1].

Однако, в начале 20 века было показано, что для подавляющего большинства неорганических соединений соотношение элементов меняется непрерывно, они были названы бертоллидами, в честь позиции Бертолле по этому вопросу. Соединения постоянного состава, подчиняющиеся закону Дальтона, получили названия дальтониды.

Примеры

1) Состав оксидов азота (в процентах по массе) выражается следующими числами:


	Закись азота N₂O	Окись азота NO	Азотистый ангидрид N₂O₃	Двуокись азота NO₂	Азотный ангидрид N₂O₅
N	63.7	46.7	36.8	30.4	25.9
O	36.3	53.3	63.2	69.6	74.1
Частное O/N	0.57	1.14	1.71	2.28	2.85

Разделив числа нижней строки на 0,57, видим, что частные O/N для оксидов азота относятся как 1:2:3:4:5.

2) Хлористый кальций образует с водой 4 кристаллогидрата, состав которых выражается формулами: CaCl₂·H₂O, CaCl₂·2H₂O, CaCl₂·4H₂O, CaCl₂·6H₂O, т. е. во всех этих соединениях массы воды, приходящиеся на одну молекулу CaCl₂, относятся как 1: 2: 4: 6.

Ограничения и современное состояние

Закон кратных отношений не применим к соединениям нестехиометрического состава, к которым относится большинство кристаллических неорганических соединений^[1], а также плохо применим к полимерам.

В настоящее время закон кратных отношений имеет скорее историческое значение, поскольку электронная теория строения химической связи и квантовохимические методы обладают существенно большей точность и предсказательной способностью в описании строения химических веществ.

См. также

Литература

Химическая энциклопедия : [рус.] : в 5 т. / под ред. И.Л. Кнунянца. — М. : Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-85270-008-8.

Примечания

↑ ¹ ² ³ Химическая Энциклопедия, 1990, Т. 2, с. 496.
↑ Некрасов Б.В. Основы общей химии. Том 1 / под ред. З.Н. Нудельмана, Н.Ф. Цветковой, Л.Н. Ларичевой. — Москва: Химия, 1973. — С. 17—18.

[ХЭ_2_496-1] ¹ ² ³ Химическая Энциклопедия, 1990, Т. 2, с. 496.

[2] Некрасов Б.В. Основы общей химии. Том 1 / под ред. З.Н. Нудельмана, Н.Ф. Цветковой, Л.Н. Ларичевой. — Москва: Химия, 1973. — С. 17—18.

[1]

[2]