原子的历程：从哲学到科学(2)

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1、原子的历程：从哲学到科学(2)原子的历程：从哲学到科学(2)　　　　英国化学家玻意耳，受到伽桑狄著作的强烈影响。他相信：“宇宙中由普遍物质组成的混合物体的最初产物实际上是可以分成大小不同且形状千变万化的微小粒子，这种想法并不荒谬。”在《怀疑的化学家》的书中，他提出“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”。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。元素是直接合成所谓完全混合物

2、的成分，也是完全混合物最终分解成的要素”。后来的化学家拉瓦锡也把“元素或要素”定义为“分析所能达到的终点”。　　19世纪初，化学家道尔顿更进一步阐述了化学原子学说的基本观点：化学元素由非常微小的、不可再分的物质粒子――原子组成，原子在所有化学变化中均保持自己的独特性质；同一元素的所有的原子，各方面性质特别是重量都完全相同，而不同的元素的原子有自己独特的性质；有简单数值比的元素的原子相结合时，就发生化合。道尔顿关于化学原子的伟大概括，最早记录在1803年9月6日的笔记中，1808年正式发表于《化学哲学的新体系》一书，由此近代原子理论得以建立。道

3、尔顿　　当时，经过18、19世纪许多化学家对化合物组成进行的定量研究，已逐渐得出一些定律，如定比、倍比和当量比例定律。原子理论作为一种可资运用的有效方案，可以成功地解释这些定律，这为原子学说提供了有力的支持。　　然而，道尔顿的学说不能从化合比例决定原子的相对重量。比如原子学说可以解释水总是由氢与氧按1：8的比例合成，但氢、氧的相对重量我们还是不知道，因为我们并不知道水中氢氧元素各有多少个原子。当然，现在我们已经知道水分子由两个氢原子与一个氧原子组成，因此水分子可表示为H2O，但在十九世纪很长的一段时间中，水分子却被表示为HO。水分子　　为理解

4、某种化合物中每种元素各有多少个原子以及得出正确的原子量所需要的东西实际上早在1811年就被提出了，这就是阿伏加德罗假说。这一假说认为：同温同压同体积的气体含有相同数的分子。遗憾的是，这一假说长期未受重视。直到1860年，在卡尔斯鲁厄举行的首届国际化学家会议上，有化学家强调了阿伏伽德罗假说对化学的重要性后，阿伏伽德罗假说才很快征服了化学家的心灵。　　于是，在化学家眼中，被假设为不可再进一步分割的“元素”成为构成宇宙的基本成分。随着人们发现的元素数目的增加，化学家手中的原子数也逐渐增长。20世纪早期这个数目就达到了92个，这意味着世界上有几十种不

5、同的“原子”。那么寻找了2000多年的简单的统一性在哪里呢？是否存在更为基本的“原子”，几十种不同的元素都由其组成呢？　　1815和1816年，在伦敦行医的医学博士威廉•；普劳特发表两篇文章，在文章中分别提出：所有相对原子质量均为氢相对原子质量的整数倍；氢是原始物质或“第一物质”，而其他所有元素都只是氢原子的组合体。　　“因为普劳特假说挺简单，很诱人，所以，除了那些作相对原子质量的精确测定的人以外，一度为化学家欣然接受。”但化学家斯塔1860年以后所作的相对原子质量的精确测定表明相对原子质量实际上并非整数，如氯原子的相对重量是，这与

6、普劳特的想法是相冲突的。由此斯塔得出结论：普劳特假说“只不过是一个假象，是一个肯定与实验矛盾的纯粹假想”。命运无情，作为科学插曲的普劳特猜想被否定了。漫画：门捷列夫和他的元素周期表　　1869年，俄国著名化学家门捷列夫发表他的元素周期表。周期表的结构性和规律性提示人们，原子自身必然存在不断做周期性重复的结构。这背后隐藏的是什么呢？在20世纪原子核和量子理论发现之前，没有人知道为什么在周期表里会出现这样的规律性。不过，在迈进20世纪以前，且让我们转向对原子进行科学研究的另一方向。[1][2][3][4][5]