Атом-молекулалық ілім химия ғылымына XIX ғасырдың
ортасында ғана
енді. 1860 жылы Карлсруэ (Германия) қаласында химиктердің халықаралық
съезінде атом және молекула ұғымдарының нақты анықтамалары
қабылданды.
Заттың қасиеттері мен құрамы сақталатын ұсақ бөлшектері молекулалар деп
аталады. Молекулалар химиялық реакциялар барысында ыдырайды. Яғни,
олар химиялық бөлінетін бөлшектер. Атомдар — заттың химиялық
бөлінбейтін ұсақ бөлшектері. Атомдар өзара бірігіп молекула түзеді.
Молекулалар атомдарға ыдырайды.
Суды айыратын аппарат
Атомдар мен молекулалар
көзге көрінбейді, бірақ олардың бар екеніне суды
ыдырату арқылы көз жеткізуге болады. Су — өте берік зат. Ол жоғары
температурада, тұрақты электр тогы әсерінен айырылады (16-сурет).
Тәжірибе нәтижесінде суды айыратын аппараттың екі түтігінде екі түрлі газ
пайда болады. Бірінші түтіктің (1) аузына тұтанған шырақты апарғанда
жарқырап жанады. Бұл түтікте жануды қолдайтын оттек газының түзілгенін
дәлелдейді. Екінші түтікте (2) газ екі есе көп түзіледі және ол газ жанған
шырақ әсерінен оталып жанады. Ол — сутек газы.
Сутек жанғанда ауадағы
оттекпен қосылып су түзіледі. Оған былай көз жеткізуге болады: жанған
сутектің жалынына шыныны жақындатса, түзілген су булары әсерінен
шынының беті буланады.
Су молекуласы сутектің екі атомына және оттектің бір атомына ыдырайды.
Бірдей атомдар бір-бірімен қосылып, сутектің екі молекуласы және оттектің
бір молекуласы түзіледі. Сондықтан екінші түтікте
сутек оттекке қарағанда
екі есе көп түзіледі.
Заттарды жай заттарға жіктеу арқылы олардың құрамын анықтау әдісі
анализ
(талдау) (грек. analisis — айырылу) деп аталады. Атомдардың бір
түрінен түзілген заттар жай заттар деп аталады. Мысалы: мыс, темір, күкірт,
оттек, сутек т.б.
Атомдардың әр түрінен түзілген заттар күрделі заттар деп аталады. Оларға
қант, су, сода мысал бола алады. Күрделі заттар химиялық қосылыстар деп
аталады. Егер темір мен күкірт ұнтағын араластырсақ,
жай заттардың
қоспасы түзіледі. Қоспада әр зат өзінің қасиетін сақтайды. Егер бұл қоспаны
қыздырса, темір мен күкірт атомдары қосылып, күрделі зат — темір сульфиді
түзіледі. Оның молекуласы әртүрлі атомдардан — темірден және күкірттен
тұрады. Түзілген зат химиялық қосылысқа жатады және оның қасиеті
бастапқы темір мен күкірттің қасиетіне мүлде ұқсамайды.
Заттар неден құралатыны жөніндегі сұрақтар адамзатты ертеден-ақ
ойландырды. Гректер заттардың ұсақ бөлшектерден тұратынын білген. Б.з.д.
420 жылы грек философы Демокрит «материя бөлінбейтін ұсақ
бөлшектерден тұрады» деген гипотезаны ұстанған. Грекше «атом» —
бөлінбейтін деген мағынаны білдіреді.
Заттарды шексіз ұсақтау мүмкін емес екеніне ойша
қорытынды жасауға
болады. Ең соңында әйтеуір бір ұсақ, бөлінбейтін бөлшек немесе атом қалуы
тиіс. Егер бөлінбейтін бөлшек қалмаса, кез келген затты ақырына дейін
жойып жіберуге болар еді.
Олай болса, жаңа заттар (тіпті жануарлар мен
өсімдіктер) жоқтан пайда болатын еді.
Атом ядро мен электроннан тұратын элементарлы бөлшектердің әрекеттесу
жүйесі. Атом типі ядро құрамымен анықталады. Ядро нуклон деп аталатын
протон мен нейтроннан тұрады. Элемент ядро заряды бірдей атомдар
жиынтығы. Элемент атомының ядро құрамында нейтрон саны әртүрлі болса
массасы да әртүрлі болады. Мұндай атомдарды изотоптар деп атайды. Атом
– элементтің химиялық қасиетін сақтап тұратын ең кіші бөлшегі.
Атомдар химиялық әрекеттескенде молекула түзеді. Молекулалар бір атомды
(мысалы,
гелий молекуласы Не, екі атомды (азот N2, СО көміртегі оксиді),
көп атомды (Н2О су, С6Н6 бензол) және полимерлі болып келеді. Соған
сәйкес атомдар әртүрлі қатынаста байланысып көптеген заттар түзе алады.
Молекуланың құрамы мен құрылысын таңдап алынған жағдайдағы зат күйі
мен қасиеті анықтайды. Мысалы, СО2 көміртегі диоксиді қалыпты жағдайда
газ, сумен әрекеттеседі, ал SiO2 кремний диоксиді қатты полимер зат, суда
ерімейді. Химиялық құбылыстарда молекула бұзылады, бірақ атомдар
сақталады. Көптеген химиялық процестерде атом мен молекулалар артық оң
немесе теріс заряды бар иондарға айналады.