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图为原子论的提出者道尔顿 。
从古至今 , 人们对物质世界微观结构的探索从未停止过 。 “存在于自己身边的种种物质 , 究竟是如何构成的?”这是诸多先贤智者冥思苦想的一个问题 。
19世纪之前 , 关于原子论思想都是凭空想象的 , 并没有科学支撑 。 由于科技设备限制 , 当时的人们无法全面准确地观测到真正的微观世界 。
直到19世纪 , 一位科学家才“看见”了原子 。 他 , 就是近代原子学说的创始人——英国著名化学家、物理学家道尔顿 。
令人意想不到的是 , “看见”原子的道尔顿 , 居然患有色盲症 。 他出生于偏僻乡村的贫寒家庭 , 凭借惊人毅力自学成才 , 当上了乡村教师 , 后来成为曼彻斯特新学院的教授 。
作为一个气象迷 , 道尔顿从21岁起 , 每天进行气象观测 , 57年从未间断 。 通过大量研究 , 他提出了著名的“气体分压定律” 。 对大气物理的不断研究 , 让道尔顿原子论思想不断成熟 。
那时 , 道尔顿经常思考:“气体之间复杂的压力关系是怎样的”“这些关系又该如何用微粒结构来解释”……一个偶然机会 , 他读到一本关于古希腊哲学家提出原子思想的书 , 从中大受启发 。 于是 , 道尔顿趁热打铁 , 进行了各种量化对比分析 。 结合之前提出的“气体分压定律” , 他又总结出“化合物倍比定律” 。 他按这一定律 , 首次提出了原子量的概念 , 并制出一张原子量表 。
至此 , 微观世界原子的神秘面纱在道尔顿面前徐徐揭开 。
1803年 , 在曼彻斯特文学和哲学学会的一次集会上 , 道尔顿第一次提出了科学的原子论:“不同元素原子重量不同 , 原子不可再分 , 也无法称量 , 但我们可以求得它们的相对重量 。 我们把最轻的元素氢原子重量规定为1 , 就可以求得其他元素的相对原子量 。 ”此言一出 , 给整个化学界带来了“拨云见日”般的全新感觉 。
5年后 , 道尔顿的名著《化学哲学新体系》一书出版 , 被誉为科学界原子论的奠基之作 。 道尔顿在书中不仅系统地阐述了原子论 , 还以实验证明:不同元素化合时 , 原子以简单整数比结合 , 从而形成化学过程的化合现象 。 他提出的原子量概念 , 使原子论由假说变成了科学理论 , 引导着化学家把定量研究与定性研究结合起来 , 为化学规律的探索指明了一条正确道路 。
科学探索如同一场接力赛 , 旧的问题解决了 , 新的问题又会出现 。 道尔顿的原子论发表后 , 不少质疑声随之而来 , 许多科学家对到底能否测量出原子量提出质疑 。
法国科学家盖·吕萨克通过实验发现 , 同温同压下 , 相同体积的不同气体中包含着相同数目的原子 。 这一结果让道尔顿的原子论陷入了困境 。 这是因为 , 假如盖·吕萨克的实验站得住脚 , 那么实验中两个氢原子和一个氧原子应当生成两个复杂的“水原子” 。 如此一来 , 每一个“水原子”中不就只含有半个氧原子吗?于是 , 一场学术风波随之掀起 , 孰是孰非一时间难以定论 。
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