Основни количествени закони
Законът за запазване на масата на материята
Най-важното за химията беше създаването на M.V. Ломоносов на закона за запазване на масата, който е следствие от универсалния природен закон за запазване на материята и движението. В писмо до Д. Ойлер (1748 г.) той казва: „Всички промени, които се случват в природата, са такова състояние на нещата, че колко от нещо е взето от едно тяло, толкова много ще бъде добавено към друго, ако, когато малко материя намалява, тя ще се умножи на друго място. Този универсален закон се простира до самите правила на движение” (Ломоносов М.В. Известия по физика и химия. - М., 1951. - Т. II. - С. 188).
Тази позиция Ломоносов потвърди експериментално през 1756 г., повтаряйки експериментите на Р. Бойл върху калцинирането на метали в запечатани стъклени реторти. Той показа, че ако съд, съдържащ метал, се претегли преди и след калциниране, без да се отваря, тогава масата остава непроменена. Когато металът се нагрява в отворена реторта, масата се увеличава поради комбинацията му с въздух, проникващ в съда.
Подобни експерименти са проведени през 1777 г. от А. Лавоазие, който след откриването на кислорода през 1774 г. от Д. Пристли вече познава качествения и количествения състав на въздуха.
1.1.2. Закон за постоянството на състава
Пруст през 1801 г. установява, че всякохимично съединение, независимо от метода на получаване, има постоянен състав. Например въглероден окис (IV) може да се получи чрез всяка от реакциите, представени от уравненията:
Твърдението, обратното на закона за постоянството на състава на веществата: само едно химично съединение съответства на всеки конкретен състав, не е вярно. Наистина, диметиловият етер и етиловият алкохол имат същия химичен състав C2H6O, но се различават един от друг в структурата на молекулите, т.е. реда, в който атомите (изомерите) са свързани в тях:
законпостоянството на състава е строго валидно само за вещества с молекулярна структура. По-късно стана известно за съществуването на химични съединения с променлив състав (така наречените нестехиометрични съединения), например TiO1.9-2.0.
1.1.3. Закон за еквивалентите
W. Richter (1792–1794) установи, чехимичните елементи се комбинират помежду си и веществата реагират в еквивалентни количества.
В съвременната химическа литератураеквивалентозначаваистинска частица или нейна фракция, която при киселинно-алкални реакции съответства на един Н+йон (или друг еднократно зареден йон), а при окислително-редукционни реакции - на един електрон.
1.1.4. Закон за множеството съотношения
Ако два елемента образуват няколко химични съединения един с друг, тогава една и съща маса на единия от тях отговаря на такива маси на другия, които са свързани помежду си като прости цели числа(D. Dalton, 1803). Законът за множествените съотношения е по-нататъшноразвитие на закона за еквивалентите, основано на последователен анализ на поредица от химични съединения, образувани от взаимодействието на всеки два химични елемента един с друг. Данните в таблица 1.1 илюстрират този закон.
Съотношение на масата на кислорода и азота в оксидите
По-късно Д. Далтън (1776–1844), използвайки открития от него закон за множество съотношения, както и законите на еквивалентите и постоянството на състава, създава нова версия на атомистичната теория, основана на количествените отношения, които възникват по време на взаимодействието между химичните елементи.
Доказателството за постоянството на състава на голямо разнообразие от химични съединения само по себе си е доказателство в полза на дискретната структура на материята. Приложението на закона за постоянствотосъставът за анализ на всяка от тези серии показва, че съществуването на две (или няколко) съединения, образувани по време на взаимодействието на която и да е двойка химични елементи, е възможно само ако съставът на съединенията се различава един от друг с цели атоми. Естествено, тези различия в състава на химичните съединения от серията, обаче, както и самите основни закони на химията, са валидни само при условие, че материята наистина се състои от най-малките неделими частици.
Излагайки нова версия на атомистичната теория, основана на основните химически закони и отдавайки почит на древногръцките философи атомисти, Д. Далтън запазва името, предложено от тях за най-малките неделими частици материя - атом. И накрая, използването на закона за постоянството на състава и закона за множеството съотношения позволи на Д. Далтън да установи стойностите на относителните атомни маси на елементите, като вземе за единство масата на водородния атом. Така атомът на Далтон, който има специфично материално свойство - атомна маса, се превърна от абстрактен модел в специфично химическо понятие. С въвеждането на понятието „атомна маса“ в химията науката преминава на по-висок етап от своето развитие.
В същото време атомистиката на Далтон все още не е лишена от недостатъци: в нея няма понятие за „молекула“, а съществуват само „сложни атоми“.