Новая эпоха начинается в химии с атомистики (следовательно, не Лавуазье, а Дальтон —отец современной химии)…
Ф. Энгельс
Ученые XVIII в. не смогли связать атомистические представления с учением о химических элементах. Все Они ошибочно полагали, что элементы состоят из одинаковых, но различным образом расположенных атомов.
Такой подход, во-первых, никак не объяснял качественного многообразия окружающего мира, а во-вторых, не мог дать химикам правильного ответа на интересующие их вопросы.
Поэтому к концу XVIII в. исследователи, занимающиеся поиском химических элементов и изучением их свойств, почти полностью отошли от атомистических представлений.
Выход из создавшегося положения нашел Д. Дальтон, который предположил, что атомы различных элементов имеют различную массу.
При химических реакциях атомы сближаются и образуют молекулы химического соединения. Масса любой молекулы равна сумме масс составляющих ее атомов.
Теория Дальтона отражала наиболее важную для того времени сторону химических превращений — соотношение масс реагирующих веществ.
Для объяснения имеющихся экспериментальных данных Д. Дальтон наделил атомы тремя свойствами:
Поскольку абсолютные массы атомов невозможно было определить непосредственным взвешиванием, Д. Дальтон предложил рассчитывать относительные томные массы, приняв массу атома водорода за единицу.
На основании данных химического анализа различных соединений он к 1810 г. вычислил относительные атомные массы девятнадцати элементов.
Однако при своих расчетах Д. Дальтон руководствовался неправильным представлением об атомном составе молекул.
Он совершенно произвольно считал, что элементы соединяются друг с другом в соответствии с принципом наибольшей простоты, и записывал формулу аммиака как NH, воды — НО, этилена — СН, а метана — СН2. Соответственно ошибочными получались и значения атомных масс.
В 1818 г. известный шведский химик Иене Якоб Берцелиус предложил выражать относительные атомные массы в кислородных единицах, принимая массу атома кислорода за 100.
Но от перехода к другой системе отсчета численные значения атомных масс правильнее не стали.
Убедившись, что с помощью только закона кратных отношений и теории Дальтона невозможно определить истинные значения атомных масс, английский химик Уильям Волластон начал использовать в повседневных расчетах величины химических эквивалентов элементов.
Химическим эквивалентом элемента называется такое его количество, которое соединяется с одной частью водорода или с восемью частями кислорода или замещает их в других соединениях.
Оказалось, что
Элементы соединяются друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам (Закон эквивалентов).
Развитие атомистической теории совпало по времени с широким изучением электрических явлений. Это нашло свое отражение во взглядах ученых на природу атомов.
В начале XIX в. общераспространенным было мнение, что между атомами и электричеством существует тесная связь и что в основе соединения атомов друг с другом лежат электрические процессы.
Например, профессор Московского университета М Г. Павлов еще а 1819 г. развивал в своих лекциях представление об атоме, как о сложной планетарной системе, построенной из положительного и отрицательного электричества.
Известный английский химик Гэмфри Дэви писал:
«Химическое сродство немыслимо без одновременной отдачи электричества одним веществом и прием» другим».
В 1818 г. Я. Берцелиус разработал общую теорию строения химических соединений, положив в ее основу следующие положения:
Теория Берцелиуса объяснила относительную легкость взаимодействия металлов с неметаллами и различие их физических и химических свойств.
Однако она не смогла объяснить причин, вызывающих соединение неметаллов друг с другом, и была постепенно оставлена.
Выдающийся английский физик Майкл Фарадей писал по этому поводу:
«…понадобится более точное и широкое познание природы электричества и того, каким образом оно связано с атомами материи, прежде чем мы сможем правильно понять действие силы, которая вызывает соединение атомов».