定比定律
小知识2 定比定律
每一种化合物，不论是天然存在的还是人工合成的，其组分元素的质量都有一定比例，这一规律称定比定律。换言之，就是每种化合物都有一定组成，所以又称定组成定律。例如，不论用何种方法合成或何时从何地取来的二氧化碳，其中碳和氧的质量比总是3∶8，因为元素的原子量都是定值，其组成（原子数比）也确定。
17世纪末，在制药和科学实验中，人们对各类化学反应进行了定量研究，定比定律概念已略具雏形。18世纪中叶，这一概念已被用于许多分析研究。俄国化学家罗蒙诺索夫（1711～1765，见图4－4和图4－5）和拉瓦锡分别用天平做定量实验后，就认为化合物有一定的组成。在18世纪末，定比定律的基本概念被更多的人接受并运用，而法国化学家普罗斯（1755～1826，见图4－4）在此基础上进行了更广泛、更系统和更精密的研究，使定比定律有了更严密的科学实验基础。
图4－4 左起：罗蒙诺索夫，普罗斯，贝托莱
定比定律于18、19世纪之交由普罗斯用实验证明，他分析了世界各地的矿物和在实验室制备的与矿物相同的化合物，证明天下只有一种氯化钠、一种硫酸钙，由此创立定比定律。法国化学家贝托莱（1748～1822，见图4－4）则激烈抨击这一定律，他在《化学亲和力之定律》一文中的主要观点恰与定比定律对立，其核心理论就是化合物组成变化无穷而非固定，并用实验部分证明了他的观点。贝托莱比较注意化学变化过程，他有过正确的见解，甚至曾经预见过19世纪60年代物理化学家们所发现的质量作用定律，但这一次贝托莱在整体上错了，其观点在当时未被大多数化学家接受。
1802～1808年，普罗斯发表了许多论文答复贝托莱的批评。他承认几种相同元素可以生成不同的化合物，但这些化合物种类不多，且每种都有固定的组成，几种化合物的化合比例明显不同，因而通常认为普罗斯是第一个正确区分混合物和化合物的人。但普罗斯对贝托莱的答复欠缺足够精确的实验支持。
直到19世纪中叶，精确分析才证明定比定律只有很小的偏差。后来，比利时分析化学家斯达（1813～1891）为确证普罗斯假说进行了极精密的实验，得到极为精确的数据，证实了普罗斯假说，围绕定比定律持续70多年的辩论终于结束。
在化学发展到20世纪以后，人们终于发现有一些化合物的组成在小范围内是可以改变的，如CuZn、Cu5Zn8、CuZn3、Cu5Zn3等。其中黄铜按定比定律计算其组成应该是Cu5·Zn3，相当于含锌62%，但实际上锌含量可在59%～67%范围内连续变化，它们被称为非化学计量化合物或贝托莱体。
图4－5 莫斯科大学的罗蒙诺索夫塑像
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