原子理论发展―纪念道尔顿原子理论发表周年

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1、原子理论发展―纪念道尔顿原子理论发表200周年摘要：回顾了原子理论的发展历史，并评述了原子理论的发展过程。关键词：原子；原子论；原子模型；原子理论文章编号：1005－6629(2009)01－0055－04中图分类号：G633.8文献标识码：B人作为智慧生命，与其他生命体的根本区别在于有思想，会思考。2007年5月14日，温家宝总理在同济大学建筑与城市规划学院钟厅向师生们作了一个即席演讲，其中就讲到：一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。温家宝总理是想说明，理性思考是推动人类文明发展的主要动力，思考的广远与深邃则是文明发

2、展程度的重要标志。原子理论的发展是一个生动的事例。1古典原子论11古希腊是人类文明的光辉时代，产生了一大批著名的哲学家、思想家，古希腊文明是西方文明的源头。古希腊的一批哲人面对纷繁多样的世界，产生了很多思考：这纷繁多样的世界有着简单的共同组成吗？物质可以被无休止地一直分割下去，还是存在构成世界的最小物质结构单元？古希腊学者亚里士多德（前384～前322）认为物质是连续的，也就是说，人们可以将物质无限制地分割成越来越小的小块，人们永远不可能得到一个不可再分割下去的最小颗粒。我国战国时期也有“物质是连续的”这样类似的思想，《庄子・天下篇》中就有11“一尺之棰，日取其半，万

3、世不竭”的说法。但公元前5世纪的古希腊哲学家留基伯则认为：物质的分割过程不能永远继续下去，物质的碎片迟早会达到不可能分得更小的地步。他的学生德谟克利特（前460～前362）接受了这种物质碎片会小到不可再分的观念，并称这种物质的最小组成单位为“原子”（意思是“不可分割”）。现在化学中的原子一词就来自于德谟克利特的命名。德谟克利特认为事物的本源是原子的排列。原子是组成一切物质的基本单位，是不可再分的终极微粒。各种物质中原子的数目不同，但各种物质性质的不同只是表观的，而不是实在的。火的原子和水的原子在本质上是一样的，只是形状不同而已。所有的物质都是由同样的固定不变的原子所组

4、成。物质之所以有形态、颜色、味道等许多不同，只是因为组成它们的原子有大小、形状及排列方式的不同。与德漠克利特同时代的人恩培多克勒（Empedocles）则持有不同的观点，他认为有若干种不同的原子，它们按不同比例掺杂起来，就构成了各种物质。恩培多克勒基于当时处于萌芽阶段的化学知识，提出了四种原子，以对应当时被认为是最基本的四种物质：土，水，空气和火。古希腊的原子论只是猜测和假设，属于思辨的范畴，没有事实可以说明，也无法得到实验的验证，因此古典原子论不能称为科学，只是哲学观点、哲学思想。实证是科学的基本特征。在中世纪，西方的经院神学家们却因为原子论与宗教学说教义相冲突而激

5、烈反对这种观点，因此古典原子论在中世纪的欧洲并没有影响力。亚里士多德关于物质是连续的学说才是正统的。原子学说直到2000年后的17世纪才得以复活，“古代哲学家的那些理论，现在又在大声喝彩中复兴了，仿佛是现代哲学家发现的”（11英国化学家玻义耳语）。古典原子论随着文艺复兴及近代科学的产生而重新引起人们的重视，更重要的是，哲学家的思想火炬开始传递到科学家手中，开始由思辨逐步转化为科学。玻义耳在其著作《怀疑派的化学家》（1661年出版）中提出“猜测世界可能由哪些基质组成是毫无用处的，人们必须通过实验来确定它们究竟是什么”，玻义耳显然点出了古典原子论和科学原子论的本质区别。原

6、子论到底是不是科学的，那是要有事实依据、经实验检验的。他把任何不能通过化学方法将其分解成更简单组分的物质称为元素。在他看来，“元素……是指某种原始的、简单的、一点也没有搀杂的物体。元素不能用任何其他物体造成，也不能彼此相互造成”。后来使化学发生革命的化学家拉瓦锡把“元素”或“要素”定义为“分析所能达到的终点”。玻义耳（1627－1691）是化学的奠基人，恩格斯高度评价玻义耳：“玻义耳把化学确立为科学”。化学成为科学是以玻义耳出版《怀疑派的化学家》（1661年）为标志的。如果说玻义耳对原子论的复活起到了重要作用，那么，真正让原子论成为科学理论的却是道尔顿。2道尔顿原子模

7、型道尔顿（1766－1844）原子论的提出有两个重要的科学基础，一是法国化学家普罗斯于1801年提出的定比定律（也称定组成定律）：参与化学反应的物质质量都成一定的整数比；或者说，每种物质都有固定的组成。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。二是道尔顿自己发现的倍比定律：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，则另一种元素在各化合物中的相对质量有简单倍数之比。倍比定律是在1803年由道尔顿用实验验证的。11为什么会有定比定律和倍比定律呢？道尔顿因此提出了他的原子学说