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原子学说
2010-08-20 12:34:56 来源:不详 浏览:8498

道尔顿提出原子论,标志着近代化学发展的开始。因为化学作为一门重要的自然科学,它所要说明的现象本质正是原子的化合与化分。道尔顿的学说已抓住了这一核心和本质,主张用原子的化合与化分来说明各种化学现象和化学定律间的内在联系。因此,无论从广度和深度上说都是更加超过了燃烧的氧化学说。

我们要了解道尔顿的原子学说的提出,要溯源至古希腊时期的原子学说。古希腊的哲学家留基伯首先提出了关于原子的学说,后经他的学生德谟克利特的进一步发展,形成了欧洲最早的朴素唯物主义的原子论,德谟克利特认为:宇宙万物是由世界上最微小的、坚硬的、不可入、不可分的物质粒子构成的,他将这种粒叫作“原子”。他认为,原子在性质上相同,但在形状大小上却是多种多样的。万物之所以不同,就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有不同,就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有所不同。并且认为,原子总在不断运动,运动是原子本身所因有的性质。无数的原子在空间中不断运动、互相碰撞而形成世界及其中的事物。月、日、星辰是由原子构成的,甚至人的灵魂也是由原子构成的。由此可见,德谟克利特的原子论论证了世界的物质性,对自然界的本质提出了大胆而有创造性的臆测,比较深刻地说明了物质结构,肯定了运动是物质的属性,因而具有重要的意义。

德谟克利特的原子论从一开始就受到了柏拉图和亚里士多德的强烈反对,一直到1650年才由意大利物理学家伽桑狄重新提出并得到了牛顿的支持。那是在意大利物理学家用实验证明真空可以存在之后的事了,伽桑狄认为原子正是在这种真空中运动。他用原子的形状和大小说明物质的各种性质:如热是由微小的圆形原子引起的;冷是带有锋厉棱角的角锥形原子产生的,所以严寒使人产生刺痛感等等。波义耳也有类似的观点,他认为构成自然界的材料是一些细小密集、用物理方法不可分割粒子。粒子结合成更大的粒子团,是参加化学反应的基本单位,其大小和形状决定物质的物理性质。

牛顿继承和发展了波义耳的化学思想,从力学的角度发展了物质构造和微粒说。牛顿认为,物质是由一些很小的微粒组成,这些微粒通过某种力量彼此吸引,当粒子直接接触时,这种力特别强;粒子间距离小时这种力可以使粒子进行化学反应;粒子间的距离较大时,这种力则失去作用。牛顿关于物质结构的微粒理论对道尔顿的原子论思想产生了很大影响。

道尔顿是英国一个贫苦工人的儿子,他一生都在乡相担任小学教师。从21岁时开始坚持业余从事气象学的研究达57年之久,对大气的成分和性质做了细致的考察,研究了有关蒸气压、混合气体分压、气体扩散等问题。对气象的长期研究,为他日后提出新的原子论积累了大量的资料物经验。

在长期的业余研究中,道尔顿曾经特别注意思考一个问题,即一处复杂的大气,或是两种或两种以上的气体混合后,怎么会变成一种均匀的气体?对此,他曾试着进行解释,但是都不能令他自己满意。直到1803年,他发现如果对任何气体进行加热,气体的体积或气压就会增大和升高;如果设法使任何气体降温,又可以发现气体的体积减小并且气压降低。其实,道尔顿观察到的现象早在1787年,法国人查理已经发现,并提出了气体体积随温度升高而膨胀的定律。

鉴于以上现象,道尔顿把气体微粒的排斥力更加具体明确地解释为热的作用,并将此种微粒称为原子,对它进行了形象的描绘。他说物质的原子乃是在气体状态时被热围绕的质点或核心。也就是说,气体的原子有一个处于中心的硬核,周围被一层“热”所笼罩;即中心核及周围的热氖组成了一个原子。由于热氖的存在,因而相互产生排斥力。当温度越高时,这种所谓的“热氖”就越多,相互间的排斥力则越大。

道尔顿认为各种物质的原子,它们各自的形状、大小、重量一定是相同的

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