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Chap??? 物質的狀態 §1-1 物質的組成 化學簡史 年代 發現者 學說或定律 內容 1660年 波以耳 波以耳定律 定量的氣體，在恆溫下壓力與體積成正比。 1774年 拉瓦節 質量守恆定律 物質在變化前後質量總和不變。 1787年 查理 查理定律 定量的氣體，在定壓下體積與絕對溫度成正比。 1799年 普羅斯 (Proust) 定比定律 (定組成定律) 任何化合物不論其來源如何，組成元素的質量間恆有一定比例。 1802年 道耳吞 原子論 物質是不連續的。(主要內容見下列說明) 1803年 道耳吞 倍比定律 二元素若能形成數種化合物，若與其中之一元素固定量結合的另一元素的不同質量間形成一簡單的比例關係。 1808年 給呂薩克 氣體反應體積定律 在同溫同壓下的氣體反應，任何反應氣體的體積及氣體產物的體積間恆有簡單的整數比 1811年 亞佛加厥 亞佛加厥定律 同溫同壓下，同體積之任何氣體含有相同數目的分子。 質量守恆定律(Law of conservation of mass)：1774說明： NaCl ＋ AgNO3 AgCl ＋ NaNO3 58.5克 170克 143.5克 85克 反應前 反應後 228.5克 228.5克 圖 質量守恆定律的實驗 討論： (任何反應均涉及能量的變化，如係放出熱量但是此質量損耗極微(以碳酸銅為例： 圖 不論來自實驗室的合成法或來自自然界，碳酸銅組成總是一 樣。分析此物，使Proust創立了定比定律。 (以水為例： (0.25g的氫完全燃燒生成2.25g的水，水中(氫：氧質量＝0.25：(2.25－0.25)＝1：8 (定量的氫還原1.592g的氧化銅，生成銅1.272g及水0.36g H2 ＋ CuO → Cu ＋ H2O 氧重＝1.529g－1.272g＝0.320g 氫重＝0.36g－0.32g＝0.04g 生成的水(氫：氧質量＝0.04：0.32＝1：8 由上述((水的來源不同，但水中氫：氧質量＝1：8。 討論：化合物中每一分子包含相同數目的組成元素的原子，而各原子皆有一定的平均原子量，故化合物之質量組成一定。 倍比定律：(Law of multiple proportions)，1803年道耳吞(John Dalton)提出。 內容：若兩元素形成兩種或以上的化合物時，與同質量某元素化合的另一元素之間的質量，恆成簡單整數比。 圖 倍比定律的說明 在此處各有四個一氧化碳及二氧化碳的分子，均含有等數目的碳原子，所以具有等質量的碳，與碳結合的氧的質量比為1：2。 說明： (以H2O及H2O2為例，將氫的質量固定時，氧的質量比為1：2。 (以氮與氧所形成的系列化合物為例，均視為N2Ox： 氮的質量固定時 氧的質量比 氧的價數為－2時 氮的價數比 NO(一氧化氮) 2 2 NO2(二氧化氮) 4 4 N2O (一氧化二氮) 1 1 N2O4(四氧化二氮) 4 4 N2O3(三氧化二氮) 3 3 N2O5(五氧化二氮) 5 5 有此可知，氮的質量固定時，氧的質量比為整數比的原因是氮的價數不同，遇到不同價數的氮，氧自然需要以－2價配合，使用不同的結合量，例如氮為＋5時，N2Ox中N2部分共有＋5×2＝＋10的價數需要5個－2價的氧去配合，所以氮的價數決定氧的用量，於是兩者之整數比相同。 討論： (此定律在實驗中得到證實時，剛巧道耳吞提出必須由整數原子結合成化合物的假說之後，加上不同元素的原子具有不同質量的假說，聯合導出倍比定律，提高了道耳吞學說在科學上的地位。 (此定律說明了，同一元素在不同的結合形式有兩種或以上的化合量(當量)及原子價(氧化數)，其中化合量(當量)可視為與氫1克化合之相對質量。 H2O2 氧的氧化數－1 當量＝＝16 H2O 氧的氧化數－2 當量＝＝8 道耳吞原子學說 道耳吞(John Dalton)在1802年提出，此原子學說(atomic theory)扼要內容如下： (一切物質都由原子(atom)組成。原子是最小粒子，不能再分割，也不再破裂。 (同一種元素的原子均相同，不同元素的原子則彼此不同。 (化合物是由原子結合而成，一種化合物中原子的種類及數目永遠不變。 (化學反應是原子的重新排列組合，原子本身在化學反應過程中質量、數目不改變。 自1805年至