Развитие атомистики Дальтоном. Введение в химию понятия об атомном весе
Джон Дальтон (1766—1844)
Открытие закономерностей, определяющих соединение элементов, позволило английскому химику Дальтону разработать количественную сторону атомного учения и использовать представления об атомах для объяснения ряда химических фактов, не известных во времена М. В. Ломоносова.
Сущность взглядов Дальтона сводится к следующему:
1)Все вещества состоят из очень малых частиц — атомов, связанных между собой силами взаимного притяжения.
2)Каждое вещество состоит из своих атомов. Простые вещества состоят из простых, неделимых атомов, сложные — из «сложных атомов», которые при химических реакциях могут распадаться на атомы простых веществ.
3)Все атомы одного и того же вещества совершенно одинаковы между собой по форме и по весу, но отличаются отатомов другого простого или сложного вещества. Вес сложного атома равен сумме весов образующих его простых атомов.
4)При образовании сложных веществ «сложные атомы» складываются из небольшого числа С простых атомов. Так, например, два простых вещества, состоящие из атомов А и В, могут образовать сложное вещество, частички которого будут иметь состав: А + В или 2А + В или А + 2В и т. д. Этим объясняется существование нескольких различных соединений двух элементов.
Сопоставляя взгляды Ломоносова и Дальтона на строение вещества, можно отметить, что во многих отношениях обобщения Ломоносова были ближе к современным теоретическим положениям химии. Так, Дальтон не видел качественного различия между простыми и сложными атомами. В его представлении сложный атом (молекула) являлся механическим сочетанием, суммой простых атомов, а не новым качественным образованием, как его рассматривал Ломоносов. Кроме того, Дальтон активно отвергал предположение, что простые вещества могут состоять из молекул или, по его терминологии, из сложных атомов. Движение атомов, по Дальтону, вызывалось теплородом. Собственным движением атомы, по его мнению, не обладают.
Джон Дальтон (John Dalton) родился 6 сентября 1766 г. в Кумберленде (Англия). Сын бедного ткача, Дальтон уже с раннего возраста начал работать, все же свое свободное время он посвящал изучению математики, естественных наук и латинского языка.
В 1793 г. Дальтон был приглашен в Манчестер преподавать математику и натурфилософию в колледже. В Манчестере Дальтон был избран секретарем, а затем президентом философского общества.
Из естественных наук Дальтон особенно интересовался метеорологией. С 1787 г. до самой смерти он ежедневно записывал свои наблюдения над погодой, сделав всего не менее 200 тыс. наблюдений. Интерес к метеорологии побудил его заняться изучением свойств газов. Он открыл закон парциального давления газов и как следствие из него вывел, что растворимость газа, находящегося в смеси с другими газами, пропорциональна его парциальному давлению.
С 1803 г.Дальтон начал развивать атомную теорию в приложении к химии. Он установил закон кратных отношений, ввел представление об относительном атомном весе и составил первую таблицу атомных весов 14 элементов. Он же первый стал применять различные знаки для обозначения атомов, позднее замененные современными химическими символами.
Работы Дальтона принесли ему мировое признание. Дальтон был почетным членом многих научных обществ, в частности Московского общества’любителей естествознания.
Несмотря на ограниченность атомистики Дальтона, его атомная гипотеза, будучи сопоставлена с известными данными о количественном составе веществ, послужила основой для введения в химию понятия об атомном весе элемента.
Сформулировав свои взгляды на строение вещества, Дальтон поставил перед собой задачу — определить веса атомов отдельных элементов. Считая, что, абсолютные веса атомов чрезвычайно малы, вследствие чего установить их непосредственным взвешиванием не удастся, Дальтон решил определять относительныеатомные веса, приняв вес атома водорода, как самого легкого из атомов, за единицу. Таким образом, атомным весом элемента Дальтон назвал отношение веса атома данного элемента к весу атома водорода.
При определении атомного веса элемента Дальтон исходил из результатов анализа сложного вещества, состоящего из водорода и данного элемента. Весовые количества элементов в таком веществе, очевидно, должны относиться друг к другу, как вес атомов водорода, входящих в состав сложного атома вещества, к весу атомов другого элемента. Например, в воде весовое отношение водорода к кислороду равно 1 : 8; следовательно, в таком же отношении находятся веса атомов водорода и кислорода в сложном атоме воды. Но чтобы рассчитать отсюда атомный вес кислорода, нужно еще знать, из скольких атомов водорода и кислорода состоит сложный атом воды. Действительно, если в сложном атоме воды атом водорода связан с одним атомом кислорода, то атомный вес кислорода будет равен восьми; если же на атом водорода приходится два атома кислорода, то атомный вес кислорода четыре; если, наоборот, на два атома водорода приходится один атом кислорода, то атомный вес последнего 16 и т. д.
Так как у Дальтона не было никаких данных для решения этого вопроса, то он сделал простейшее предположение, что атом воды состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода, откуда атомный вес кислорода получился равным восьми (как долгое время и принимали в химии). Таким образом, атомный вес элемента отождествлялся с его эквивалентом. Но такое отождествление, помимо его произвольности, вызывало новые затруднения. Например, путем анализа было установлено, что в аммиаке на одну весовую часть водорода приходится 42/3 вес. ч. азота, а в окиси азота — на 8 вес. ч. кислорода 7 вес. ч. азота. Если, исходя из состава аммиака, принять атомный вес азота равным 42/3, то придется допустить, что в сложном атоме окиси азота атом кислорода (8 вес. ч.) связан с 1% атомами азота (42/3 + 21/3 = 7 вес. ч.), т. е. что атом азота делится пополам.
Затруднения возникали также при определении атомных весов элементов, имеющих несколько эквивалентов: приходилось гадать, какой из эквивалентов принять за атомный вес.
Все это показывало, что одной атомной гипотезы недостаточно для решения вопроса о числе атомов в сложном атоме химического соединения и для установления правильных атомных весов.
Создавшееся затруднение химия преодолела только тогда, когда атомная гипотеза была дополнена представлением о молекул ах как наименьших частицах вещества, еще способных к самостоятельному существованию. К развитию этих представлений привело изучение реакций, протекающих между газообразными веществами.
Вы читаете, статья на тему Развитие атомистики Дальтоном
Статьи по теме
Грамм атом грамм-молекула (решение задач на примерах)Грамм атом и грамм молекула Грамм-атом и грамм-молекула являются химическими мерами веса, широко применяющимися в расчетах. Грамм-атомом (г-атом) называется количество…
Ответы на вопросы часть 10Проверка выполнений заданий и ответов на вопросы 1—2. Ответы ищите в тексте приложения и запишите в тетрадь. 3. а) Нет,…
Строение молекулы HNO3Строение молекулы азотной кислоты состоит из: Из одного атома водорода (валентность — I). Атома азота (валентность — IV). Трёх атомов…
Определение атомных весовПервые попытки определения атомных весов, основанные на анализах различных соединений элементов с водородом, принадлежат Дальтону. Однако для вычисления атомного веса…
Расчеты по формуламРасчеты по формулам Состоящая из нескольких букв и цифр химическая формула вещества дает очень много важных для химика сведений. Прежде…
Двойная связь (в молекуле кислорода)При определении способности каждого атома второго периода к образованию химических связей мы подсчитывали число атомов водорода или число атомов фтора,…
