Дальтониды и бертоллиды. Понятия и определения

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ХарЬКОвский НацИональнЫй унИверситет  
имени В. Н. Каразина

 

 

Химический  факультет

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

 

Дальтониды  и бертоллиды. Понятия и определения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил 
студент гр. Х-111 
химического факультета

Дударев Дмитрий Сергеевич

 

 

 

 

                                           Преподаватель: Кравченко А.В

Краткое вступление

В наше время  в химической сфере утвердились  такие определения для дальтонидов  и бертоллидов:

 • дальтонид – химическое соединение (вещество) постоянного состава, которое называется определенным или стехиометрическим;

 • бертоллид  – химическое соединение (вещество) переменного состава, которое  называется неопределенным или  нестехиометрическим;

Эти термины были введены Н. С. Курнаковым в 1912-14 гг. (в честь Дж. Дальтона и К. Л. Бертолле соответственно)

Анализ работ  Г. Б. Бокия, Б. Ф. Ормонта, С. А. Щукарева, З. И. Шептуновой и В. И. Михеевой свидетельствует о том, что представления о дальтонидах противоречивы, а современное толкование этого термина, будучи общепризнанным, расходится с тем, что следует непосредственно из учения  Н. С. Курнакова.

 

История развития понятий

Здесь под терминами  «дальтонид» и «бертоллид» мы будем понимать фазы, как это следует из духа учения Н. С. Курнакова; в обоих случаях – это фазы переменного состава.

Из доклада  также следует, что:

 • Н. С. Курнаков назвал дальтонид – фазу переменного состава, содержащую сингулярные точки на диаграмме состав – определенным соединением;

 • фаза  переменного состава, не содержащая сингулярных точек, названа бертоллидом и неопределенным соединением;

 • определенные  и неопределенные соединения, согласно  Н. С. Курнакову, имеют изменяющийся состав, что отличает их от соединений постоянного состава.

Таким образом, Н. С. Курнаков считал дальтониды фазами переменного состава и разделил соединения на определенные (дальтониды), неопределенные (бертоллиды) и соединения постоянного состава, подчеркнув, что дальтониды не являются соединениями постоянного состава.

Сингулярная точка – это точка на диаграмме состояния или на диаграмме состав. Фактически же – свойство, отвечающее образованию недиссоциированного соединения. Например, в системе из компонентов А и В образование такого соединения С выражается точкой D. В точке D пересекаются две ветви геометрического места температур начала кристаллизации (A и B), которые принадлежат одной и той же непрерывной кривой, отвечающей выделению из жидкости одной твёрдой фазы С, как этого требуют принципы непрерывности и соответствия. Сингулярные точки наблюдаются на диаграммах состав – свойствах жидких систем, а также твёрдых растворов, если в них происходят превращения с образованием определённых соединений – дальтонидов.

На диаграмме:

T – температура

А – ветвь геометрического места температур начала кристаллизации (для компонента А)

В – ветвь геометрического места температур начала кристаллизации (для компонента В)

D – точка пересечения ветвей, определяющая выделению из жидкости одной твердой фазы С, отвечающая образованию дальтонидов.

Т.е., в точке D на диаграмме для двух компонентов образуется дальтонид – вещество, имеющее постоянный состав. Не в этой точке вещество также будет образовываться, однако его состав не будет постоянным (поэтому понятие «дальтонид» необходимо рассматривать по отношению ко всей фазе, а не к одной точке определенных соединений).

До Н. С. Курнакова определенными соединениями называли соединения постоянного состава; они же назывались истинными или индивидуальными. Н. С. Курнаков использовал тот же термин «определенные» по отношению к другим системам (переменного состава), при этом он вовсе не отождествлял их, о чем свидетельствует фраза из доклада Г. Б. Бокия:

«Определенные и неопределенные соединения, согласно Н. С. Курнакову, имеют изменяющийся состав, что отличает их от соединений постоянного состава».

В более поздней  работе, где представления о дальтонидах  и бертоллидах получили развитие, Г. Б. Бокий указывает:

«Понятия дальтонид  и бертоллид относятся к характеристике фаз, причем фаз переменного состава. Поэтому использование этих терминов применительно не к фазам, а к компонентам будет неправильным. Молекулярные соединения не могут иметь переменного состава, поэтому учение Н. С. Курнакова к ним не относится. То обстоятельство, что дальтониды характеризуются обычно составом, отвечающим сингулярной точке, приводит часто к большой путанице».

Из цитаты со всей определенностью следует, что:

 • учение  Н. С. Курнакова вообще не относится к молекулярным соединениям, т.е. к соединениям постоянного состава, которые со времен Пруста и до сих пор называют определенными  химическими соединениями;

 • дальтонид  – фаза переменного состава  и характеристика его постоянным  составом, относящимся только к  сингулярной точке, вносит большую  путаницу;

 • фазы переменного состава затруднительно характеризовать какими-либо определенными формулами.

Следует подчеркнуть, что работы Н. С. Курнакова и его школы, о которых здесь идет речь,  выполнены до создания рентгеноструктурного анализа, и в них изучались почти исключительно макросвойства: зависимость температур плавления и затвердевания от состава, фазовых превращений, плотности и т.д.

Тот факт, что  «учение Н. С. Курнакова не относится к молекулярным соединениям» выяснился в результате уже первых исследований структур неорганических соединений, когда было показано, что в них, как правило, отсутствуют молекулы.

Так были получены экспериментальные подтверждения  неравнозначности определенных соединений по Н. С. Курнакову и определенных соединений постоянного состава по Прусту. Химический индивид определенного химического соединения по Прусту, или молекулярного соединения, является фазой постоянного состава. Тем не менее, Н. С. Курнаков предлагает характеризовать такую фазу постоянным составом одной точки, что не могло не послужить причиной последующих противоречивых толкований его учения.

О некоторых  представлениях С. А. Щукарева, можно судить по следующим цитатам:

 • «Прусту удалось утвердить в науке свой закон постоянства состава химически чистых соединений. По Прусту принципиально  всегда возможно с помощью одних только физических способов выделение соединений определенного состава. Это выделение происходило иногда само собой (выпадение в осадок и т.п.), но гораздо чаще требовало искусственного вмешательств экспериментатора. Способы этого вмешательства и были разработаны в качестве методов выделения химически чистых веществ и очистки их от примесей. Таким образом, одновременно с установлением закона постоянства состава в химии окончательно утвердилось понятие о химически чистом веществе, подчиняющемся в отношении своего весового состава этому закону. То, что мы называем теперь процессом очистки химического соединения постоянного состава, т.е. приемы дробной кристаллизации или перегонки, Бертолле считал методом искусственного создания условий для получения постоянства состава».

 • «Выделение определенных соединений из твердых металлических растворов на практике оказалось почти невозможным. Понадобилось создание методики так называемого физико-химического анализа, разработанного в трудах Н. С. Курнакова, чтобы получить возможность с уверенностью находить в твердых системах самого сложного состава определенные химические соединения, не выделяя их при этом из сплава, т.е. не нарушая его природы путем воздействия различных физических факторов. Н. С. Курнаков не только подтвердил существование многочисленных определенных соединений в растворах и сплавах, но и открыл соединения совершенно нового типа, а именно химические соединения принципиально переменного состава».

 • «Дальтониды обладают упорядоченным расположением атомов в кристаллической решетке, выявляемым наличием, так называемых сверхструктурных линий на рентгенограммах, в отличие от твердых растворов, обладающих неупорядоченной, хаотической структурой. Однако наличие только упорядоченной структуры недостаточно для признания существования определенного химического соединения, так как упорядоченной может быть и структура бертоллида».

 • «Доказано, что полная очистка так называемого химически чистого вещества от примесей теоретически невозможна, хотя некоторые вещества и удается получить в чрезвычайно чистом виде, однако это не значит, что примеси могут быть удалены до конца. Абсолютно чистое химическое вещество – дальтонид – есть недостижимый предел, также, как абсолютный нуль температуры».

 • «Н. С. Курнакову принадлежит и новая терминология, принимаемая в настоящее время во всем культурном мире: обычные химически чистые вещества были названы им «дальтонидами», а вещества же нового открытого им типа получили наименование «бертоллидов»».

 

Из первой цитаты следует, что определенные соединения по Прусту – это выделенные в чистом виде соединения постоянного состава, не зависящего от способа получения.

Из второй - следует, что выделение твердых определенных соединений оказалось почти невозможным, но благодаря новым методам, Н. С. Курнаков изучал их, не выделяя.

Согласно третьему положению, дальтониды обладают упорядоченным  расположением атомов в кристаллической  решетке, которому соответствуют сверхструктурные линии на рентгенограммах. Отметим, что упорядоченность атомов, выраженная сверхструктурными линиями, не означает упорядоченность атомов, выраженная в структуре молекулы.

Из четвертой  цитаты следует, что дальтонид –  это химически чистое вещество, но не абсолютно чистое.

Из пятой  цитаты следует, что Н. С. Курнаков назвал дальтонидами обычные химически чистые вещества, и что предложенная им терминология принята во всем культурном мире.

Во-первых, выводы С. А. Щукарева в отношении дальтонидов, которыми Н. С. Курнаков якобы назвал обычные чистые вещества, противоположны мнению Г. Б. Бокия, утверждающего, что учение Н. С. Курнакова вообще не относится к молекулярным соединениям, которые собственно и являются обычными чистыми веществами.

Во-вторых, с  одной стороны автор говорит  о том, что определенные соединения по Н. С. Курнакову исследовались без выделения, являются кристаллическими структурами, обладающими упорядоченным строением, но не ничего не сказано о молекулярном строении.

С другой стороны, они же (дальтониды) названы обычными чистыми веществами, а такие вещества должны быть выделены и очищены, и иметь молекулярное строение.

Следует подчеркнуть, что работа С. А. Щукарева (1947г.) – это самая ранняя обнаруженная работа, в которой термин дальтонид отождествлен с обычным химически чистым соединением постоянного состава (молекулярным соединением), что не соответствует учению Н. С. Курнакова.

Разноречивые  толкования учения Н. С. Курнакова имели место на Совещании в ИОНХе АН СССР (1953г.). Например, из доклада Е. С. Макарова следует, что:

 «Н. С. Курнаков еще в 1912г. на основании экспериментальных данных пришел к выводу, что наряду с соединениями постоянного состава (дальтонидами) следует различать класс химических соединений переменного состава (бертоллидов)».

По поводу данного  утверждения Г. Б. Бокий в своем докладе отмечает, что Е. С. Макаров называл дальтонидом только вещество, отвечающее сингулярной точке, а всю фазу переменного состава, содержащую дальтонид, - дальтонидной фазой.

В то же время  Г. Б. Бокий, В. И. Михеева и Б. В. Ормонт рассматривали дальтонид как фазу переменного состава, содержащую сингулярные точки с постоянным составом, т.е. в соответствии с учением Н. С. Курнакова.

 

Различия понятия дальтонидов  с понятием стехиометрических веществ

В Краткой химической энциклопедии 1961г. дальтониды представлены как определенные химические соединения, которые характеризуются:

 • рациональным (т.е. отвечающим простому стехиометрическому отношению компонентов) максимумом на линиях (или поверхностях) диаграммы состояния системы;

 • сингулярными точками на изотермах ее свойств;

 • способностью давать жидкие или твердые растворы с компонентами системы

Приведенная  формулировка соответствует учению Н. С. Курнакова, но только при этом следует понимать, что определенные соединения по Н. С. Курнакову совсем не равнозначны определенным соединениям по Прусту, т.е. обычным химическим соединениям постоянного состава, не зависящего от способа получения.

Определенные  химические соединения по Прусту или  обычные химические соединения:

 • имеют  постоянный, не зависящий от способа  получения состав, подчиняющийся законам простых, кратных, пропорциональных отношений;

 • могут  быть выделены, очищены обычными  физическими или физико-химическими  методами, т.е. получены в химически  чистом виде, и охарактеризованы  определенной химической формулой,

 • им соответствует   химический индивид (фаза) постоянного  состава;

 • имеют, как выяснилось  позднее, молекулярную структуру,  т.е. дискретную форму строения  вещества;

 • по утверждению  некоторых авторов не были  предметом исследований Н. С. Курнакова, и к ним его учение не применимо, что подтверждается собственно работами Н. С. Курнакова;

 •  считались обычными  химическими соединениями или  индивидуальными химическими соединениями, а в настоящее время называются стехиометрическими соединениями.