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道尔顿功不可没

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:道尔顿的理论一经提出,很快就引起了科学界的广泛注意。回顾近200年化学学科的巨大进展,其中道尔顿原子学说的作用不可低估,道尔顿确实功不可没。道尔顿还以上述理论为指导,对由当时已发现的43种元素所组成的2000多种化合物进行了实验分析,并于1826年完成了对于上述43种元素的原子量测定工作,根据实验结果发表了新的原子量表。道尔顿的原子学说为近代化学和物理学奠定了基础,是科学史上一项划时代的成就。

道尔顿功不可没

今天人们一提到“原子”,哪怕只有初中文化水平的十五六岁的孩子,也能对其说出个“子丑寅卯”来。然而,由于原子的“尺寸”太小、质量太轻,眼看不见、手摸不着,从古希腊哲学家德谟克利特(约公元前460—前370)提出原子概念后,虽经历了漫长的2000多年,但到18世纪末,人们对于原子的认识,仍基本上停留在感性的认识阶段,对其缺乏科学的、定量的认识。后来,英国的化学家和物理学家道尔顿(1766—1844),批判地继承了前人对于这一事物的认识,大量地进行科学实验,充分地积累数据,认真反复地思索,才在1803年创造性地提出了近代的原子学说。道尔顿的理论一经提出,很快就引起了科学界的广泛注意。由于其理论精髓的正确性,在不到20年的时间内,就被大多数科学家所采纳,并大大推动了化学科学和物理科学的发展。恩格斯在《自然辩证法》一书中写到:“化学的新时代是从原子论开始的。”回顾近200年化学学科的巨大进展,其中道尔顿原子学说的作用不可低估,道尔顿确实功不可没。

道尔顿出生于英格兰北部坎伯兰郡的穷乡僻壤,是位织布工人的儿子。由于家境贫寒,年幼时未能接受学校的正规教育。为了减轻家里的负担,年仅15岁时就只身来到肯德尔城的一所学校担任助理教员,在这里结识了学识渊博的盲人哲学家约翰·高夫。在高夫的影响下,道尔顿自学了拉丁文、希腊文、法文、数学和哲学,此后又开始观测自然,记录天气变化。多年的气象观测使他对大气的组成有了深刻的认识,证实了氧、氮、二氧化碳和水蒸气是各地空气的共同组成,并提出了关于各种组分分压的“气体分压定律”。鉴于空气的各种组分可按任意比例均匀混合及空气总气压等于各组分气体的分压力之和等事实,道尔顿反复思索,认为只有这些气体都是由无数个小微粒所构成,才能解释上述事实。此后,他又发现了化学中的“倍比定理”,并更加坚定了物质都是由小微粒构成的这一认识。联想到德谟克利特对于小微粒所使用过的名称,他就将这些小微粒也称为“原子”。

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道尔顿

1803年,道尔顿提出了自己的原子学说。1808年,道尔顿在所撰写的《化学新体系》一书中公开发表了这一学说,其要点如下:

(1)所有各种物质都是由不可再分割的微粒组成,这种微粒称为原子。

(2)同种原子具有相同的形状、体积和质量。

(3)原子分为单一原子和复合原子(实际上相当于现今的分子),所谓化学反应,实质上就是不同原子间的结合或复合原子的相互分离的过程。

道尔顿还以上述理论为指导,对由当时已发现的43种元素所组成的2000多种化合物进行了实验分析,并于1826年完成了对于上述43种元素的原子量测定工作,根据实验结果发表了新的原子量表。以现代的眼光看,除少数元素外,道尔顿给出的大部分元素的原子量数据还是比较正确的。

从现代的物质结构的观点看,道尔顿的原子学说由于受到当时科学水平的限制,存在着某些不正确的观点,如“原子不可分割”,“原子”、“分子”概念混淆等,但其主体思想、学说的精髓是经受住了历史的考验的。道尔顿的原子学说为近代化学和物理学奠定了基础,是科学史上一项划时代的成就。

道尔顿在科学研究上取得了如此巨大的成果,是与他的顽强好学、勤奋工作分不开的。以他对于气象观测记录一事为例,从21岁开始做气象观测,直到他临终的前一天,从未停止过作气象记录。在他生命的最后一天他仍顽强地记下了那天的气压和温度数据,在“微雨”两字的旁边,是一大滴的墨迹,说明此时的科学家实际上已很难控制自己的行动了。道尔顿凭借着自己超人的勤奋和毅力,才取得了常人无法取得的研究成果。

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