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道尔顿原子论

王朝百科·作者佚名  2009-12-04  
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【发现】

物质是由原子构成的这一猜想,虽然早就提出来了,但一直到了18世纪,尤其是18世纪后半期至19世纪中期,工业兴起,科学迅速发展,人们通过生产实践和大量化学、物理学实验,才加深了对原子的认识。

把原子学说第一次从推测转变为科学概念的,应归功于英国一个教会学校的化学教员,他就是道尔顿(1766~1844)。

道尔顿首先研究了法国化学家普鲁斯特于1806年发现的有趣结论:参与化学反应的物质质量都成一定的整数比(定比定律),例如1克氢和8克氧化合成9克水,假如不按这个一定的比例,多余的就要剩下而不参加化合。道尔顿自己又发现:当两种元素所组成的化合物具有两种以上时,在这些化合物中,如果一种元素的量是一定的,那么与它化合的另一种元素的量总是成倍数地变化的(倍比定律)。

为什么元素间的化合总是成整数和倍数的关系呢?道尔顿丰富的想象力,给他以激励。他感到,这一事实暗示物质是由某种可数的最小单位构成的。于是,道尔顿把这些事实总结概括加以分析,提出了关于原子的著名论断:物质是由具有一定质量的原子构成的;元素是由同一种类的原子构成的;化合物是由构成该化合物成分的元素的原子结合而成的;原子是化学作用的最小单位,它在化学变化中不会改变。

道尔顿的原子论同过去的原子论相比,已有雄厚的科学依据。但是,道尔顿的原子论提出以后,在新的实验事实面前又出现了一个新的矛盾。

1809年,法国科学家盖·吕萨克发现,在气体的化学反应中,在同温同压下参与反应的气体的体积成简单的整数比;如果生成物也是气体,它的体积也和参加反应气体的体积成简单的整数比(气体反应定律)。例如,两公升的氢和一公升的氧化合时,生成两公升的水蒸汽。盖·吕萨克想,如果不论哪种气体在同温同压下,在相同体积内部含有相同的原子数,不就可以用道尔顿的原子论解释气体反应定律了吗?

【要点和意义】

1803年9月,道尔顿利用当时已掌握的一些分析数据,计算出了第一批原子量。1803年10月21日,在曼彻斯特的“文学和哲学学会”上,道尔顿第一次阐述了他关于原子论以及原子量计算的见解,并公布了他的第一张包含有21个数据的原子量表。在这份报告中道尔顿已经概括了科学原子论的以下三个要点:

元素(单质)的最终粒子称为简单原子,它们极其微小,是看不见的,是既不能创造,也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学反应中保持其本性不变。

同一种元素的原子,其形状、质量和各种性质都是相同的;不同元素的原子在形状、质量和各种性质上则各不相同。每一种元素以其原子的质量为最基本的特征。

不同元素的原子以简单整数比相结合,形成化学中的化合现象。化合物原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量的总和。同一化合物的复杂原子,其组成、形状、质量和性质必然相同。

次年,着力于普及化学知识的苏格兰化学家汤姆逊(1773-1852)听说了道尔顿的原子论,他专程拜访了道尔顿。在两天的时间里,他们俩热烈、详细地讨论了原子学说,夜里也难以成寐。其后的几年里,汤姆逊热情地称赞和宣扬道尔顿的原子学说,使这一学说很快为广大化学界所熟悉。而道尔顿也受到汤姆逊的启发,将原子论的研究重点由原来的物理方面转向了化学方面。他认识到倍比定律对原子论的证明具有重要意义,便重点研究了这一课题。

 
 
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