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道耳吞(Dalton John)
2008/12/14 09:50:39瀏覽3312|回應0|推薦0

道耳吞 Dalton John 西元1767~1844 

                                                               

 

道耳吞原是一位研究氣體的業餘化學家,他看到人們經過改變某些狀況,如加壓或減溫,能將氣體變為液體,再變為固體,即大為動心。很顯然氣體就是分散了的固體,如此古代的原子說又成為很好的解釋模型了。

道耳吞為了儘早為原子說下定論,於是分別用各種不同的符號來標識各種元素,他又認為各種原子的質量不同,所以把氫原子的質量定為一,以此為基準來訂定其它元素的質量,道耳吞是第一位具體地把原子視為微粒子的化學家,他的貢獻稱得上震古鑠今。

1766年道耳吞誕生於英國的伊格萊斯菲爾德(Eaglesfield)村子的農家,除了種田外還以手織機織布為副業,來維持一家之生計,由於出身貧困,無法接受良好的教育。自幼就喜愛自然科學與數學,進入小學後受到老師及其哥哥的影響,對於氣象的研究也發生了興趣,而對於這個研究,在他一生當中從沒有間斷過。

道耳吞到了三十歲才開始研究化學,這個時期他在曼徹斯特(Manchester)的一所學校當老師,不久辭去了教職而以個人教授來維持生活,一方面繼續他的化學研究。他研究各種物質,尤其是研究氣體,終於在1803年創立了原子學說,道耳吞以這個模型去解釋定比定律、倍比定律相當滿意。發表原子說後的第五年,1808年他出版一本「化學的新體系」第一卷,把他的這個學說公佈於學術界。

他提出的主張如下: 

(1)元素是由微小、不可分割、不可毀滅的粒子組成,此粒子稱為原子。

(2)同一種元素的每一個原子重量相同,不同元素的原子重量不同。

(3)原子和原子組合成化合物時,其組合的比數通常是固定的。

(4)不同元素之原子合成為一種化合物,合成時必須整個原子參與化合。

(5)如果兩種元素只能組成一種已知化合物,則此化合物一定各含有此二元素之一個原子。

第(5)點主張被稱為「簡易通則」;當時不像其它主張那麼容易被接受,因為他遠超過實驗證據所容許的範圍,但道耳吞對於他的主張仍毫無動搖,因此堅持認為「水僅由兩個原子組成,即一個氧原子和一個氫原子」,隨著新實驗證據的出現,道耳吞原子說的矛盾逐漸被發現。

1808年法國化學家給呂薩克(J.L.Gay– Lussac,1778~1850)進行精密的實驗,得知氫和氧結合成水蒸氣時,三者的體積比為2:1:2,其它氣體反應時也都有一定的比例,所以提出「氣體反應體積定律」,內容為「在同溫、同壓下,參與反應的氣體與生成物的氣體體積成簡單整數比」。

給呂薩克是法國偉大的科學家,1778年出生於法國上維埃納省的聖萊奧納爾,1797年進入巴黎綜合工科學校,1800年畢業後被邀請為著名化學家貝托萊的助手,早期的研究大多數在巴黎近郊貝托萊實驗室中進行的,最早的研究主要是氣體的熱膨脹,1804年他和畢奧為研究不同高度的地磁強度,乘氫氣球上升到大約4000公尺;同年他第二次單獨上升到7016公尺,重復測量地磁,並研究大氣壓力和溫度的關係,1832年就任巴黎國家自然科學博物館化學講座教授,並擔任多處顧問,用他在技術方面的知識提出許多化工生產過程的許多意見。

根據道耳吞的原子說,原子間以簡單的整數比相結合,而根據氣體反應體積定律,反應氣體間也成簡單整數比,因此給呂薩克提出了「在同溫、同壓下,同體積的任何氣體含有相同數目的原子」,但是問題出現了!氫與氧化合成水蒸氣的體積比為2:1:2,如果道耳吞的原子說正確,那麼「不可分割的氧原子勢必要被分割成兩半」才行,至此道耳吞的原子說開始動搖。

為了解決原子說和氣體反應體積定律的矛盾,義大利化學家亞佛加厥(Amadeo Avogadro 1776~1856),於1811年提出了「分子說」,大致內容如下:

(1)物質之最小質點,而仍能保持原物之組成與特性者稱為分子。

(2)元素之分子由一個或數個同種原子結合而成;化合物之分子則由數個不同種原子結合而成。

(3)原子為構成分子之單位,而分子為構成物質之單位。

(4)發生化學反應時,可將分子分解為原子,但不能將原子再加分解。

亞佛加厥更進一步提出「在同溫同壓下,同體積的任何氣體含有相同數目的分子」,其實,這只是將給呂薩克想法中的原子改成分子而已,但只一字之差,卻劃開了兩個紀元,使化學邁入了分子的世界,超越時代的人通常都不見容於塵世,亞佛加厥也一樣;他所提倡的分子說,並沒有實驗佐證,要能廣泛地被人接受還需要一段漫長時間。

晚年的道耳吞,生活清苦,在曼徹斯特的小房屋裏,過著一面教導鄰近孩童們數學與理化,一面繼續他研究的生活,他的學生當中,後來有一位發現「能量守恆原理」的焦耳(Joule)。

1884年,年屆七十的道耳吞,深夜裏由實驗室回來,看過放在桌子上的氣壓計和溫度計,把當時的氣壓和氣溫記錄在觀測日記上,同時在橫欄上寫下「本日小雨!」四個字後才上床。翌晨,平時為他打雜的女工,敲了半天的門,聽不到一點聲息,於是破門而入,看到躺在床上已奄奄一息的道耳吞。立刻派人去請醫生,但是在醫生還沒到達之前,他已吐出最後的一口氣,與世長辭了!終其一生都沒有成家,道耳吞的一生可以說是孤獨寂寞的。

資料來源:http://www.qdm.ks.edu.tw/wakiki/chem8/info4.htm

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