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原子量测定的历史回顾

时间:2009-11-02 11:42 来源:互联网 作者:转载 点击:

  原子量的测定在化学发展的历史进程中,具有十分重要的地位。正如我国著名化学家傅鹰先生所说:没有可靠的原子量,就不可能有可靠的

  原子量的测定在化学发展的历史进程中,具有十分重要的地位。正如我国著名化学家傅鹰先生所说:没有可靠的原子量,就不可能有可靠的分子式,就不可能了解化学反应的意义,就不可能有门捷列夫的周期表。没有周期表,则现代化学的发展特别是无机化学的发展是不可想象的[1],在已建立了科学的原子量基准,并且通过相当完善精密的原子量测定方法测得足够精确的原子量数值的今天,我们回顾一下化学科学发展进程中这段重要史实,对于深入研究化学发展规律,帮助我们正确理解和使用原子量,无疑是大有稗益的。

  一、道尔顿的开山之功

  英国著名的化学家道尔顿(J.Dalton,1766~1844)在提出原子论观点的同时,就为确定不同元素原子的相对重量作了努力。从而成为化学史上测定原子量的第一人,成为这一领域的拓荒者。在当时的历史条件下,要确定各种元素的相对重量并非易事。这首先要确立一个相对标准,既以谁为参照基准。其次要有准确的定量分布手段,并且要明确单质和化合物分子中元素原子的数目,这在当时对于大多数化合物是很难做到的。正是由于这个原因,道尔顿只能采用主观武断的方法规定不同元素的原子化合形成化合物的原子数目比。例如,他认为水是由1个氧原子和1个氢原子组成的。这祥,根据当时拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743~1794)对水的重量分析的结果,以他选择的氢原子的相对重量为1做基准,算得氧原子相对重量为5.5。

  二、贝采里乌斯的非凡工作

  工作非凡,成绩斐然的是瑞典的化学大师贝采里乌斯(J.J.Berzelius,1779~1848)。这位近代化学大厦的卓越建筑师,对近代化学的贡献涉及诸多方面。其中最为非凡的是他用了近二十年的时间,在极其简陋的实验室里测定了大约两千种化合物的化合量,并据此在1814~1826年的12年里连续发表了三张原子量表,所列元素多达49种[5][6]。其中大部分原子量已接近现代原子量数值,这在当时的历史条件下是极其难能可贵的。

  三、庚尼查罗的杰出贡献

  他指出:只要我们把分子与原子区别开来,只要我们把用以比较分子数目和重量的标志与用以推导原子量的标志不混为一谈,只要我们最后心中不固执这类成见:以为化合物的分子可以含不同数目的原子,而各种单质的分子却都只能含一个原子或相同数目的原子,那么,它(指阿佛加德罗分子理论,包括安培后来的观点)和已知事实就毫无矛盾之处[2].康尼查罗正是在明确区分了原子和分子的基础上,通过测定分子量结合物质重量组成分析结果,提出了如下结论:当考虑一系列某一元素的化合物时,其中必然有一种或几种化合物中只含有一个原子的这种元素,那么在一系列该元素的重量值中,最小值就是该元素原子量的约值[2][4][7]。康尼查罗的上述工作,澄清了当时一些错误观点,统一了分歧意见,为原子分子论的发展和确定扫除了障碍,使得原子分子论整理成为一个协调的系统,从而大大地推进了原子景的测定工作。

  四、斯达与理查兹的卓越功绩

  康尼查罗虽然使原子量测定工作步入正确轨道,但所得到的只是原子量的约值。欲使化学真正成为一门精确的科学,这显然是远远不够的。在通向精确的真实原子量的道路上还布满荆棘,困难重重。这首先在于测定标样的化合物必须可以提高到高纯度,在诸多化合物中,只有极少数化合物能满足这一要求。其次,必须有严密的实验手段,十分干净的实验环境和相当精密的分析设备。最后,还要有高超准确的实验操作技能,以确保实验数据的高度重复性。所有这些都无不昭示要得到准确的真实原子量需要有非凡的实验化学家。自19世纪中叶开始到本世纪初叶,相继有两位卓越的化学家为此付出了艰辛的劳动。

  回首原子量测定的沧桑历史,我们不难得到如下启示:

  开创性思维在科学发现和发展中发挥着重要作用。不难设想,倘若没有道尔顿确定相对原子重量这一极富创见性的开端,当时的化学家们恐怕还要在盲目中枉费许多时光和精力;倘若康尼查罗不在原子量测定处于非常混乱之时,创造性地理顺了分子和原子的概念,以其杰出的思辨性思维和极其精辟的论述使原子量测定工作走出困境,人们不知还会在无休止的争论中僵持多久,这样,门捷列夫恐怕也难以攻克元素周期律这一划时代的科学堡垒。(责任编辑:www.360gaokao.com)

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