阅读材料:近代原子学说的奠基人:约翰.道尔顿.doc

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1、近代原子学说的奠基人:约翰·道尔顿臆测性的哲学原子说虽早在两千多年前就产生了,可是真正使原子学说成为科学理论的,却是在19世纪初,英国科学家道尔顿通过实验,经过严格的逻辑推导建立起来的。1766年9月6日,约翰·道尔顿出生在英国西北部的一个农村。父亲由于收入微薄,又有子女6人,家庭经济状况很是拮据。道尔顿在农村小学里读了几年书,从12岁开始,他就办私塾教书、种田,以帮助家庭。1781年,道尔顿15岁,他应表兄之邀到附近一个城市的寄宿学校担任助理教员。从此,他离开了故乡,走上了边教课、边自学、边研究、边写作的道路。他在这条道路上走了六十多年,直到1844年去世为止

2、。在担任助理教员期间,道尔顿努力自修拉丁文、希腊文、法文、数学和相当于后来的理化及生物学的“自然哲学”。幸运的是他在学校附近结交的一位双目失明的学者豪夫,传授给他很多拉丁文、希腊文知识和科学知识。道尔顿在这位盲学者的辅导与鼓励之下,开始对自然界进行观察,搜集动物、植物标本,特别是每天详细地记录气候变化。为了获得气象方面的数据,只要有可能,他就到山区、林区和湖沼地带去旅行。他连续亲自记录气象数据达56年之久,全部观测记录超过20万款目。气象学在18世纪后期还是一门很薄弱的科学,很少有人进行这方面的研究工作。1793年,道尔顿出版了他的第一部科学著作,书名《气象观测

3、论文集》,初步总结了他的观测结果,对气象学的发展,起了一定的启蒙作用。从此,这位青年教师引起了科学界的注意与重视,这时他才27岁。就在这一年,由于这部论文集的出版,加上那位盲学者的推荐,道尔顿被曼彻斯特一所专科学校聘去担任讲师,讲授数学和自然科学。从18世纪起,曼彻斯特就是英国的纺织业中心,交通便利,文化发达。对道尔顿来说,在这里容易接触到科学新知识,加速了他在科学上的成长。他经常利用公共图书馆,借出各种图书,阅读到深夜。他在一封写给故乡亲友的信中,叙述自学的概况时说:“我的座右铭是:午夜方眠,黎明即起。”道尔顿在专科学校里的教学负担很重,而且没有实验室可供他进

4、行科学实验。像这样的教会学校,只是为了借重一位新讲师的名声,本来无意于培养道尔顿这样好学的青年。6年之后,道尔顿毅然辞退了讲师职务。他借用当地一个学会的讲堂,招收些学生,私人授课,宁可收入少一些,却可以有更多的时间研究和读书。同时,他向一位牧师分租了几间住房,在那里居住、从事研究工作达25年。他的生活简单、朴素而很少变化,每天绝大部分时间在自己布置的实验室里做试验,只有星期四下午到郊外的草地上打几个钟点的曲棍球,作为一星期的一次娱乐。这二十几年,正是道尔顿的科学工作最旺盛的时期。原子论的实验证明以及他的名著《化学哲理新体系》,都是在这一期间完成的。牛顿在17世纪

5、后期比较明确地指出:一切物质都是由微小的颗粒组成的。可是却没有科学的实验来证明,既不能被科学界普遍接受,也无法推行运用。道尔顿从观测气象开始,进而研究空气的组成,由此总结出气体分压定律,推论出空气是由不同的颗粒混合组成的。再由此出发,道尔顿通过化学分析,研究了许多地区的空气组成,得出这样的结论:各地的空气都是由氧、氮、二氧化碳和水蒸气四种主要物质的无数个微小颗粒混合起来的。于是,他利用希腊哲学上的名词,称这些小颗粒为“原子”。当时,道尔顿还不理解原子和分子的区别,无论元素的小颗粒或是化合物的小颗粒,他都一律称之为原子。他当然也不会预见到,19世纪末期才发现的元素

6、原子的可分性。不过在他的著作里,却并没有强调原子是不可再分的物质颗粒。如果道尔顿的原子说推论只到此为止,还只是定性的阶段,没有达到科学上严格要求的定量阶段。但他的研究工作和逻辑推论,却在继续不断向前发展。他进一步分析沼气(甲烷CH4)和成油气(乙烯CH2=CH2)两种不同气体的组成,发现它们均含碳氢两种元素。如果这两种元素气体中的碳素含量都定为一份的话,沼气的氢素含量恰好是成油气的氢素含量的二倍。类似的情况出现于其它成对的有关化合物之中,这使道尔顿发现了倍比定律。如果甲乙两种元素能互相化合而生成几种不同的化合物,则在这些化合物中,与一定质量的甲元素相化合的乙元素

7、的质量,互成简单的整数比,这就是倍比定律。倍比定律的发现成为确立原子论的重要基石。道尔顿进一步推论,不同元素的原子应当有不同的大小和不同的质量。在19世纪初,还没有一种实验方法能测定原子的大小和绝对质量。可是道尔顿根据德国化学家里希特发现的当量定律,认为原子的相对质量是可以测定的。他进行了大量的实验,分析了多种化合物的组成。他以氢的原子质量为1,测出了20种不同元素的相对原子质量。1803年,世界上的第一张原子量表出现在道尔顿向曼城学会宣读的论文里。尽管道尔顿所测得的原子量与现在通用的原子量相比,数值上的误差很大,并且他还不了解原子价的意义,可是毕竟从此以后,化

8、学科学真正走上了定量的阶

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