原子-分子学说的建立与发展

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1、原子分子学说的建立与发展从道尔顿的原子论到阿伏加德罗的分子论的历史发展过程已经是尽人皆知的事实，历代的史学家们已经对此进行过非常细致和深入的研究。道尔顿提出的原子论在最初的30年里,化学家们由于研究的需要而运用它，又因为认识角度的不同，思想方法上的差异，特别是狭隘经验论的影响又不敢信赖它。分子论的命运更惨，它被原封不动地ffl在意大利达半个世纪之久。科学思想在传播过程屮必须遵循“物竞天择，适者生存”的原则，不断地接受社会环境的选择。任何科学理论的产生都不是偶然的，总有一定的时代背景和认识论的根源，是人类科学认识发展到一定阶段的必然产物。18世纪末至19世纪初,化学幵始由以搜集材料为特征

2、的经验描述阶段,逐步过渡到以整理材料、寻找事物的内在联系为特征的理论概括阶段。由拉乩锡掀起的化学革命不仪建立了化学理论的新秩序，而且在研究方法上给化学的发展注入Y新的活力。特别是定量方法的广泛采用，使化学家们搞清了许多物质的组成及化学变化中各物质量的关系。1789年,拉瓦锡首先用精确定量的实验证明了质量守恒定律，它作为CJ然界的一条最基本的规律，为人们从事化学研究的基木依据；1791年，里希特根据大景定景实验发现了酸碱反应的当景关系。1802年，费歇尔在里希特工作的基础上进一步明确闹述了当量定律;1799年,普罗斯特根据一系列化学定量分析提出了定组成定律，大大促进了人们对物质组成的认识

3、；1803年，道尔道在思考原子学说的过程中，根据自己的实验归纳，推导出了倍比定律。这些化学基木定律都是从实验中归纳总结出来的经验规律,它促使化学家进一步思考。道尔顿在做小学教员的闲暇里，学得一些数学与物理的知识。后来,便开始做气体的实验。1801年他总结出混合气体的分压定律，并认为气体的性质最好用原子论的观点解释。1803年他提出了原子论的基本要点，到1808年;1公开发表。耍点是：（1）所宥物质都不能无限分割，都耍达到一个最后的极限。这个极限的微粒，依照自古以来的说法，就叫原子。（2）原子的种类很多。同一元素的原子，性质完全和同，质量和等。不同元素的原子,性质不同，质量不同。（3）化

4、合物是由其组成元素的原子聚集而成的复杂原子。在构成一种化合物吋，其成分元素的原子数0保持一定，而且保持着最简单的整数。道尔顿的原了论不仅成功地解释了许多化学现象和化学计算定律，还进一步揭示了它们的在联系，使古代朴素的原子论思想进化为科学的原子论。但是，原子论的意义并没有立即被广大化学家所理解，其传播过程很不顺利。1869年英国著名的化学家威廉逊在伦敦皇家学会的主席致词屮，曾精辟地指出：可以毫不夸张地说，一方面所冇化学家都运用着原子论，而另一方面数量颇为吋观的化学家却又不相信它，其中一些人甚至厌烦它。这就是当时英W化学界,也是整个化学界的实际。造成这种矛盾状态的原因是多方而的。从客观上看

5、，当时还没有足够多的具有一定深度的实验来验证其正确性是一个重要原因；认识角度的不同所造成的思想方法上的差异或对概念和词义的理解不同也是个原冈；另外，道尔顿所测得的原+量的数值非常粗糙也吋能是个重要的原因。道尔顿立论中的那些与事实不符的死板、武断的假设也妨碍了原子论的传播。从主观上看，道尔顿不擅长交际，一直过着孤独的生活。他的这种性格也不利于原子论的顺利传播。事实上，对原子论进行了最有力宣传的并不是道尔顿,而是曾在格拉斯哥大学任教授的化学家T.汤姆逊。他是英国第一个公开赞赏道尔顿原子论的化学家。1807年在他所著的《化学体系》一书中，第一个描述这一理论。他写到:道尔顿先生以他对哲学界来说

6、并不陌生的非凡机智和洞察力，最近做了一个假设，该假设一旦被证明是正确的，就会使我们得到一•种很精确地测量密度的十分简单的方法。尽管传播过程不顺利,但是由于原子论本身其宥一定的合理性,而且能解释许多化学现象，化学家们幵始拥护原子论的原子假设。道尔顿的原子论有着与实验事实不可调和的矛盾，首先从法国的化学家盖-吕萨研究的气体反应屮体积变化的关系屮显露出来。当吋盖-吕萨对卡文迪许测定的合成水的氧和氢的体积比很感兴趣，于是和洪堡特重复该实验，将收集的氢和氧混合充入伏打量气管，然G用电火花点燃使之生成水，反复实验发现氢和化合成水时，体积比总是200:100,成简单的整数比，这促进了他们进一步探讨气

7、体反应中是否也有此现象。结果发现，氮与氢化合成氨时，体积比是100:300;氧与一氧化碳合成二氧化碳吋，体积比是100:200;氧与二氧化硫合成三氧化硫吋，体积比是100:200；他们又分析了卡文迪许、戴维等人对一些气体重量组成的分析结采，通过其密度换算出大致的体积比，由此得出参加反应的气体体积之间有一个简单的整数比的重耍结论。同时，他又通过测定气体反应前后体积的变化关系得岀：氧与一氧化碳化合生成二氧化碳，体积比是1:2:2;氢和氮化合成氨吋体