قانون النسب المتضاعفة

مع التقدّم العلمي الكبير خاصّة في مجال الكشف وتحضير المركّبات الكيميائيّة المختلفة، وجد العلماء أنّ هنالك قوانين تربط بين العناصر التي تكوّن هذه المركّبات الكيميائية، ومن هذه القوانين قانون النسب الثابتة، الذي بيّن أنّ النسبة بين كتل العناصر التي تدخل في تركيب المركّبات الكيميائيّة تبقى ثابتة مهما اختلفت كتلة المركّب الكيميائي، مثل نسبة كتلة الأكسجين إلى كتلة النحاس في مركّب أكسيد النحاس الثنائي تبقى ثابتة وتساوي نسبة واحد إلى أربعة (4:1)، ومن القوانين الأخرى والمهمة في مجال تركيب المركّبات الكيميائية ألا وهو قانون النسب المتضاعفة الذي من خلاله نستطيع تكوين كميّات مختلفة من المركّبات الكيميائيّة من نفس العناصر، من خلال هذا المقال سوف نتعرّف بشكل على قانون النسب المتضاعفة ونذكر بعض الأمثلة عليه.

وجد العالم جون دالتون عام 1803 أثناء عمله على عدد من المركّبات الكيميائيّة المختلفة، أنّه وعند اتّحاد عنصرين كيميائيين لتكوّن مركّب كيميائي واحد، فإنّ نسبة كتلة العنصر الأول عند إضافته على كتلة ثابتة من العنصر الثاني تكون نسبة عددية صحيحة وثابتة مهما كانت كتلة العنصر الأول، وأيضاً عندما يدخل هذان العنصران في تركيب أكثر من مركّب كيميائي مختلف، فإنّ تبقى نسبة كتلة العنصر الأول إلى الكتلة الثابتة من العنصر الثاني نسبة عددية أيضاً صحيحة وثابتة، وقد استفاد العالم دالتون من هذه الفرضية في تفسير النظريّة الذريّة التي وضعها لتوضيح تركيب الذرّة وكيفية حدوث التفاعل الكيميائيّ، واستطاع من خلال قانون النسب المتضاعفة تفسير نظريّة النسب الثابتة وابتكار وحدة جديدة لقياس كتل العناصر وسميت بوحدة الكتلة الذرية، حيث قام العلماء بتحديد كتل نسبية لذرات العناصر في الجدول الدوري وذلك لتسهيل التعامل مع هذه العناصر في التفاعلات الكيميائيّة، فقد اعتبر العلماء أن كتلة ذرة الكربون هي كتلة معياريّة لباقي العناصر، فأصبح العلماء يقيسوا كتل باقي عناصر الجدول الدوري نسبةً لكتلة عنصر الكربون فمثلاً الكتلة النسبيّة لذرّة النتيروجين بالنسبة للكربون تساوي 14.006 وحدة كتلة ذرية وهذا لا يعني أن كتلة النيتروجين تساوي 14.006 غرام.

لو تأملنا الذرات المكونة لجزيء فلوريد الهيدروجين لوجدنا أن هنالك ذرة واحد من الفلور تتحد مع ذرة واحدة من الهيدروجين، بينما تكون نسبة كتلة ذرة الفلور إلى كتلة ذرة الهيدروجين كنسبة 1:19 أي أن كتلة ذرة واحدة من الفلور تعادل كتلة تسع عشرة ذرة من الهيدروجين، وتبقى هذه النسبة ثابتة وصحيحة في جميع التفاعلات الكيميائية التي يدخل الفلور والهيدروجين في تكوينها، ومن الأمثلة الأخرى على قانون النسب المتضاعفة، عند اتذحاد عنصري الكربون، والأكسجين لتكوّن مركّبين كيميائيين، حيث يحتوي الأول على 8.82 غرام من عنصر الكربون و6.44 من عنصر الأكسجين بينما كان المركّب الثاني يحتوي على 53.7 غرام من الأكسجين و20.13 غرام من الكربون، فإنّ نسبة الأكسجين إلى الكربون في المركّب الأول (كتلة الأكسجين/ كتلة الكربون) على نسبة الأكسجين إلى الكربون (كتلة الأكسجين/ كتلة الكربون) في المركّب الثاني تكون نسبة عدديّة صحيحة وثابتة تساوي اثنين.