道尔顿(3)〈原子说的创立者〉 江铭辉 五梦网
十、气体定律研究
1800年道尔顿开始担任学会秘书,随后进行气体的压强研究。他加热相同体积的不同气体,发现温度升高所引起的气体压力强度变化值与气体种类无关。并且当温度变化相同时,气体压力强度变化也是相同的。他实际上得到了和后来查理和盖-吕萨克同样的结论,但是他没有继续深究这个问题。
1801年道尔顿将水蒸汽加入干燥空气中,发现混合气体中某组分的压力强度与其他组分压强度无关,且总压力强度等于两者压力强度和,即道尔顿气体分压定律。同年道尔顿最亲密的朋友威廉·亨利发现了难溶于水的气体在水中的溶解数量与压力强度成正比,即亨利定律。随后亨利也观察到对于混合气体也存在同样关系,只不过压力强度换成了气体的分压值。道尔顿从这一研究成果得出溶解是纯物理过程的结论。
十一、道尔顿原子论
1803午10月18日,道尔顿在曼彻斯特的文哲学会上第一次宣读了他的有关原子学说及原子量计算的论文。提出:
1.元素的最终组成为原子,它们既不能创造,也不能消灭,也不可再被分割,在一切化学变化中保持本性不变。
2.每一种元素以其原子的质量为基本特征。同种元素的原子,其形状、大小、质质及各种性质部相同;不同元素的原子,其形状、
大小、质量及各种性质都不相同。
3.不同元素的原子以简单数目比相结合,形成了化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子,复杂原子的质量为所含各种原子品质之和。
道尔顿的原子学说,给古代停留在猜测的原子概念赋科学性有系统的解说,统一地解释了当时所有的化学现象,因此很快得到化学界的普遍支持。
道尔顿的原子学说使人们对物质结构的认识前进了一大步,促进了化学的迅速发展,开创了化学全面、系统发展的新局面。
原子论学说中也有些武断和错误的假定。道尔顿忽视了原子和分子的区别。
十二、道尔顿的原子理论没有考虑到物质是由分子组成
道尔顿根据他的原子理论,依据元素在化合物中质量比,以氢元素的质量为基准,来估计它们的原子量。但他存在一些与现今公认事实不相符的概念:1.将元素的单质视为由元素的原子构成。2.两种元素间形成的最简单的化合物分子是由每种元素的一个原子构成(所以他认为水的分子式是HO,而非H2O)。 另外,他进行实验所使用的仪器很粗陋。这些因素造成他所得到的测量结果与现在的公认值有一定的偏差。例如,1803年,他认为氧原子的质量是氢原子的5.5倍,因为他对于水做测量发现每得到1g的氢会得到5.5g的氧,并坚信水的分子式是HO。1806年,他又将氧的原子量修正为7。而如果依据水现在公认的分子式,氧原子和氢原子的质量比则为16:1。
1811年,阿伏伽德罗从原理上对于道尔顿的理论进行了修正。阿伏伽德罗提出分子是决定物质性质的最小微元,分子是由原子构成的。阿伏伽德罗所做出的修正划清了分子和原子概念间的区别,并与道尔顿的原子理论形成了解释物质微观构成的原子--分子学说。
道尔顿的原子理论并没有涉及到原子本身结构的讨论。事实上原子并不是不能分割,它可以再分成:电子、质子与中子。