第三章近代化學(xué)時期

第三章

近代化學(xué)后期化學(xué)基本定律的建立道爾頓是將已經(jīng)總結(jié)出來的宏觀經(jīng)驗定律與物質(zhì)由原子構(gòu)成的微觀觀念聯(lián)系起來的第一個科學(xué)家分子學(xué)說的論證與早期原子量的測定

門捷列夫的元素周期律成為化學(xué)發(fā)展的主要基石之一凱庫勒和庫柏提出的碳是四價和碳碳成鏈的學(xué)說19世紀末形成四大傳統(tǒng)化學(xué)分支2023/2/6總述化學(xué)發(fā)展的新時期是與原子一分子學(xué)說的創(chuàng)立與證實聯(lián)系在一起的，道爾頓(JohnDalton1766一1844)的原子學(xué)說與阿佛加德羅的分子學(xué)說已為現(xiàn)代化學(xué)奠定了牢固的基礎(chǔ)。原子—分子學(xué)說能夠解釋化學(xué)中所積累的事實，并且能預(yù)言許多能顯示原子理論力量的新發(fā)現(xiàn)。從道爾頓和阿佛加德羅(AmedoAvogadro1776—l856)的理論中可以得出原子結(jié)合為分子的重要結(jié)論，這是最本質(zhì)的問題。正是從那時起，才有了研究化合物結(jié)構(gòu)和闡明分子中原子的排列次序以及分子中化學(xué)鍵分布的重要前提。在這一道路上，化學(xué)的發(fā)展取得了偉大成就。分析與原子一分子學(xué)說有關(guān)的各種問題，使我們能夠把握19世紀上半期化學(xué)發(fā)展的中心環(huán)節(jié)和了解理論和實驗化學(xué)方面獲得許多成就的原因。

2023/2/6化學(xué)基本定律的建立

(一)“化學(xué)計算”的最早嘗試——酸堿當量定律所謂“化學(xué)計算”是研究化合物的組成以及在化合物形成過程中反應(yīng)物之間和反應(yīng)物、生成物之間的質(zhì)量關(guān)系。這類研究使人們對化合物和化學(xué)反應(yīng)從定性的了解向定量的認識邁進。1791年，提出酸堿中和定律，制定大量中和當量表(德國約·李希特)。

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1766年，凱文第旭把中和同一重量的某種酸所需的各種堿重量比稱之為“當量”。1788年，他注意到為中和同一重量的鉀堿(K2CO3)所消耗的硫酸和硝酸量，卻可以與相同量的大理石相反應(yīng)。但他們都沒有認識到這種情況隱含著的深刻含義。到了十八世紀末，德國數(shù)學(xué)家兼化學(xué)師J．B．里希特(1762—1807)對酸堿反應(yīng)進行了大量的研究。1792年，他在波蘭布雷斯勞(Breslau)出版了《化學(xué)計算法綱要》第一卷。他明確提出：化合物都有確定的組成，化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物間必有定量的關(guān)系，“如果兩種元素，生成一種化合物，因為元素的性質(zhì)總是保持不變的，因此發(fā)生化合反應(yīng)時，一定量的一種元素總是需要確定量的另一種元素。即這種性質(zhì)也是恒定不變的?！?023/2/61802年法國化學(xué)家E．G．費歇爾第一個酸堿當量表1802年，與里希特同時代的法國化學(xué)家E．G．費歇爾(ErnstGottfriedFischer,1754一1831)從化學(xué)科學(xué)研究的實際出發(fā)，并從貝托雷的《親和力之定律的研究》一書中領(lǐng)悟到里希特及其他一些人在化學(xué)實驗中所取得的資料、數(shù)據(jù)，如果歸結(jié)到某個統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，就可以得到一個比較普通的化學(xué)反應(yīng)間的當量關(guān)系。

2023/2/6費歇爾第一個酸堿當量表（部分）堿酸礬土————525氟酸————427鎂氧————615碳酸————577氨—————672鹽酸————712石灰————793草酸————755鈉堿————859磷酸————979氧化鍶———1329硫酸———1000鉀堿————1605硝酸———1405氧化鋇———2222醋酸———14802023/2/6

法國化學(xué)家貝托雷(1748—1822)在其《論化學(xué)靜力學(xué)》(1803)中作為注釋，及時引用了這個表。道爾頓就是從這本書中領(lǐng)悟到E．G．費歇爾的見解。1783年，貝格曼為了測定各種金屬中的燃素量，曾試圖探求出各種金屬從某種鹽溶液中置換出一定量的某金屬所需的重量。例如他測知若從硝酸銀溶液中置換出100份的銀，需用銅31份，鉛243份。法國化學(xué)家基爾萬(RichardKirwan，1735—1812)曾測定出為完全消耗掉三種無機酸各100份所需的各種金屬和堿的量。實際上以上這些相對數(shù)值也都是當量關(guān)系。但直到19世紀，化學(xué)家們才真正意識到它們的內(nèi)在含義。

2023/2/6(二)定組成定律

自從十七世紀末，人們在一系列化學(xué)實驗中，對各種類型的反應(yīng)進行定量研究的過程中，逐步意識到反應(yīng)物與產(chǎn)物之間有確定的當量比例關(guān)系，每種化合物都有確定的組成。到了十八世紀中葉，許多分析化學(xué)家事實上已相當自覺地利用了這一基本規(guī)律，把一些金屬沉淀化合物做為重量分析，1781年，凱文第旭測定水的容量組成；1799年拉瓦錫發(fā)表了對汞灰(HgO)組成的精密測定結(jié)果，當然也都以承認水和氧化汞有固定組成為前提，否則“組成的測定”就很荒唐了。十八世紀末，定組成定律的基本概念已為絕大多數(shù)化學(xué)家所公認，并加以利用。而普羅斯只是以此為專題，進行了更廣泛、更系統(tǒng)、更精密的研究，使這一定律確立在嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗的基礎(chǔ)上。

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但普羅斯的此學(xué)說，遭到了當時法國化學(xué)界的權(quán)威貝托雷的激烈反對。當此說提出之際，貝托雷也正好發(fā)表了他的《親合力之定律的研究》（1801年)一書，該論著的主要觀點正與定組成定律相悖，他說“一物質(zhì)可與有相互親和力的另一物質(zhì)以一切比例相化合?！彼嘈旁诎l(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，物質(zhì)質(zhì)量的相對多少，對化合物的組成有重要的影響；化合物的組成是可變化的，而非確定不變。他所以會產(chǎn)生這種見解是由于他比較著眼于化學(xué)變化的過程，而沒有著重于化學(xué)變化的產(chǎn)物。他正確地指出過：某些化學(xué)反應(yīng)是可逆的，一些反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率會視反應(yīng)中原來所用反應(yīng)物的數(shù)量而增或減，這一結(jié)論使他預(yù)見了十九世紀六十年代物理化學(xué)家所確立的質(zhì)量作用定律。2023/2/6反思：把金屬鉛放在空氣中灼燒，在鉛的熔點溫度(327℃)以下，生成灰黑色Pb20；稍強熱之，可得到PbO;在500℃持久加熱，則又可得到Pb3O4,“若用稀硝酸處理Pb3O4,則更可得到PbO。貝托雷曾用不同量的堿和銅、汞或鉍的鹽類溶液作用，這樣他所得到的沉淀是各種鹽基性鹽類，例如CuSO4·2Cu(OH)2、CuSO4·8Cu(OH)2等等，但這些都是不同的化合物或不同比例的混合物，而非一種組成不固定的化合物。溶液、合金、玻璃以及某些金屬氧化物、鹽基性鹽為自己的論據(jù)辯護改變反應(yīng)物的數(shù)量能改變產(chǎn)生的化合物的數(shù)量，而并不會改變化合物的組成。貝托雷×普勞斯√2023/2/6普羅斯寫了許多論文答理貝托雷的批評，載在1802——1808年的法國《物理雜志》上。他承認同樣的幾個化學(xué)元素可以生成不只一種化合物，但他指出：這些化合物的種類是不多的，一般只不過兩種，而且每種化合物各自都有固定的組成；而且在這幾種化合物間，化合比例的變動是“猛烈的”，而非逐步地“漸變”。他還指出：混合物的各成分可以用物理方法分離開來，而化合物中的各成分只能靠化學(xué)方法來分解。因此普羅斯堪稱是第一個正確區(qū)分化合物與混合物的人。2023/2/6按貝托雷的意見，化合物的組成會依生成時的物理條件而變化，普羅斯指出這種見解是缺乏根據(jù)的，因為人造的化合物與天然生成的比較，組成卻相同，難道地殼深處的礦物，其生成環(huán)境能與實驗室的情況相同?況且即使同一種天然礦物，無論它們是產(chǎn)生在秘魯或西伯利亞，抑或日本和西班牙，其組成也是相同的。普羅斯的實驗工作十分勤奮，所得到的很多結(jié)果足以證明定組成定律的正確性。他測知，即使改變發(fā)生反應(yīng)的物理條件和更改反應(yīng)物相對質(zhì)量，銅、錫、銻、鈷所生成的氧化物與硫化物總有固定的組成。普羅斯認為溶液、玻璃、合金等等都應(yīng)屬于混合物，并且后來他就以定組成定律為準繩來辯別化合物和混合物了。2023/2/6定組成定律的驗證

到了1808年時，普羅斯的見解占了上風，幾乎所有的化學(xué)家都承認了定組成定律。但他們在摒棄貝托雷說法的同時，不僅把他的質(zhì)量作用學(xué)說棄置一邊，也使化學(xué)反應(yīng)平衡的研究工作延遲了很多年。但在普羅斯的時候，定量分析的技術(shù)和方法還欠精確，他的實驗誤差往往有l(wèi)~2％，個別情況下甚至達到20％。直到十九世紀中葉貝采里烏斯時期，定量分析已獲得極大進步，相當精確的分析結(jié)果證明了此定律的可靠性。然而直到1860年還有人認為“這個定律或者還有些偏差，這個偏差固然很小，然而用很精密的實驗仍可試出?！辈贿^這種人已是極少了。

2023/2/6定組成定律的驗證

1860年，比利時的杰出分析化學(xué)家斯達(1813—1891)為了確證普羅斯的學(xué)說，做了一系列極精密的實驗，他所用天平靈敏度可達0.03毫克。下面是他在該年發(fā)表的兩份實驗報告，其一，他用五種方法提煉出的銀，稱出同樣的量溶解，以氯化鈉分別沉淀，結(jié)果所消耗的氯化鈉量，各值對平均值的偏差不超過0.002％；其二，他在常溫和100℃時，用不同方法所制得的氯化銨來沉淀溶液中一定重量的銀，所消耗的各氯化銨量對平均值的偏差也不超過0.004％。至此，圍繞定組成定律的辯論，經(jīng)歷了大約八十年總算結(jié)束了。2023/2/6(三)倍比定律

1800年，英國氣體研究所的青年化學(xué)家戴維-----《化學(xué)和哲學(xué)研究》上發(fā)表-研究報告------包括三種氮的氧化物(N20、NO及NO2)的重量組成-----在該三種氣體間，與相同量之氮相化合的氧，其重量比為1：2.2：4.1，即約為1：2：41803年，道爾頓也曾分析過兩種碳的氧化物(CO與CO2-----兩種氣體中碳與氧之重量比分別為5.4：7和5.4：14。

2023/2/61804年以后，已根據(jù)其原子論的觀點意識到其學(xué)說本身具有倍比定律的含義，即倍比定律應(yīng)當是其原子學(xué)說推理的必然結(jié)果。因此他更期待著倍比定律得以確證，這將成為其原子學(xué)說的一個重要實驗佐證。于是便更有意識地開展了這方面的研究。1804年，他分析了沼氣（甲烷)和油氣(乙烯)，得知其中碳與氫之比分別為4.3：4和4.3：2，可知與同量碳相化合之氫的重量比為2：1。他明確提出了倍比定律，并以此進一步論證原子學(xué)說。他指出；“當相同之兩元素可生成兩種或兩種以上的化合物時，若其中一元素之重量恒定，則其余一元素在各化合物中之相對重量有簡單倍數(shù)之比?！?023/2/6瑞典化學(xué)家貝采里烏斯認為，原子學(xué)說的是與否，對了解和說明物質(zhì)的化合與化分規(guī)律，至關(guān)重要，非有確鑿的實驗基礎(chǔ)不可。他感到當時實驗上的旁證和精確度都嫌不足，于是他和他所在斯德哥爾摩外科醫(yī)學(xué)校的同事合作，廣泛地研究了各種物質(zhì)的定量組成，凡當時已知的重要化合物，幾乎都在他的分析研究之列。2023/2/6下面是他們在1811—1812年間取得的一些分析數(shù)據(jù)：（1）鉛的兩種氧化物黃色氧化鉛(PbO)棕色氧化鉛(PbO2)

鉛100100氧7．815.6與同量鉛化合之氧的重量比：1：2.00(2)銅的兩種氧化物紅色氧化銅(Cu2O)黑色氧化銅(CuO)

銅100100氧12.325與同量銅化合之氧的重量比＝1：2.032023/2/6(3)硫的兩種氧化物無水亞硫酸（SO2）無水硫酸（SO3）

硫100100氧99．8149.4與同量硫化合之氧的重量比＝2:2.993約等與2:3(4)鐵的兩種氧化物黑色氧化鐵(FeO)紅色氧化鐵(Fe2O3)

鐵100100氧29.644.5與同量鐵化合之氧的重量比＝2:2.99=2:32023/2/6倍比定律驗證

貝采里烏斯及其同事們的工作使倍比定律得以建立在較堅實的實驗基礎(chǔ)上。還應(yīng)該提到斯達、法國化學(xué)家杜馬對兩種碳氧化物的極其精確的分析為倍比定律的最后確立，提供了重要的實驗數(shù)據(jù)；1840年他們二人將準確稱量的純凈碳(天然石墨、人造石墨及金剛石)在過量的氧氣中燃燒，生成之碳酸氣用苛性鉀吸收后稱量，其測定結(jié)果為每100份碳酸氣中所含碳重量為27.27±0.020份。1849年，斯達又將仔細凈化過的煤氣(CO)通過熱的氧化銅，再將氧化銅的失重和所得碳酸氣之重，進行精確測量，其結(jié)果為每100份碳酸氣中含煤氣63．640±0.002份，因此可知100份碳酸氣與63．640份煤氣中皆含碳27．27，所以兩種氧化物中同與27．27份碳相化合之氧為72．734份和36．374份，此兩份數(shù)比為：36.374：72.724＝1：1.999=1：2.000，這可以證明，倍比定律是極正確的。2023/2/6約翰·道爾頓——近代原子學(xué)說的奠基人

思考中的道爾頓2023/2/6

（一）道爾頓生平道爾頓(JohnDalton，1766—1844)英國化學(xué)家、物理學(xué)家。是一個貧苦的手織機工的兒子。26歲時在曼徹斯特(Manchester)新教學(xué)院擔任數(shù)學(xué)和自然教師，1800年任曼徹斯特文學(xué)哲學(xué)學(xué)會秘書兼化學(xué)、數(shù)學(xué)教師。從1787年他21歲時起就業(yè)余地從事氣象學(xué)的研究，堅持達57年之久，不間斷地將他所住湖區(qū)每天的氣候變化作下記錄。因而對大氣的成分、性質(zhì)做了細致的觀察，l799年，他辭去曼徹斯特學(xué)院教學(xué)職務(wù)而專心從事科學(xué)研究，靠私人教學(xué)為生，發(fā)表了有名的道爾頓分壓定律和道爾頓原子學(xué)說。道爾頓一生獨身，他的理由是“因為忙，無暇考慮婚姻問題”。他認真遵守貴格教規(guī)，過著樸實無華的隱居式生活，既不愿任公職，也不就高位，終身做了一名生活于普通市民中的庶民科學(xué)家。

他的座右銘是：午夜方眠，黎明即起?！?/p>

2023/2/6道爾頓的化學(xué)原子學(xué)說是原子論與元素學(xué)說的統(tǒng)一

十七世紀后的歐洲，由于對機械的廣泛應(yīng)用，促進了人們對機械運動的研究，提高了人們對物質(zhì)力學(xué)性能的認識，機械論哲學(xué)也隨之興起，人們對物質(zhì)構(gòu)造的見解又進入了—個新的時期。科學(xué)大師波義耳曾對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)表過微粒說的見解，但他的學(xué)說很少與物質(zhì)的化學(xué)現(xiàn)象聯(lián)系起來。2023/2/6牛頓的物質(zhì)構(gòu)造觀點牛頓接受了他的基本論點，并加以發(fā)揮而形成了他對化學(xué)親和力的見解。他認為：微粒是物質(zhì)的最小單位,氣體微粒間以一種與距離成反比的力相互排斥，以此可解釋波義耳的氣體體積與壓力成反比的定律。他還提出：“我們已知物體間能通過重力、磁力和電力的吸引而互相發(fā)生作用，那么在不同物質(zhì)的微粒間，當距離很小時(即相接觸時)，則還會有另一種吸引力使兩種微粒間加速地互相發(fā)生沖擊。”他把各種化學(xué)現(xiàn)象，都歸結(jié)于這種使物質(zhì)趨近乃至碰撞的力。但是他們對化學(xué)元素論都持懷疑態(tài)度.2023/2/6

拉瓦錫奠定了化學(xué)元素學(xué)說，但似乎沒有專門探討過原子論的問題。而他的同時代人，愛爾蘭化學(xué)家威廉·希金斯(WilliamHiggins，1763—1825)于1789年在其《燃素論與反燃素論觀點的比較》一書中闡述了自己的原子概念，并宣稱他支持拉瓦錫的新觀點。希金斯提出各種元素的終極粒子各具有一定的重量，在成為化合物時仍保持不變。因此他差不多推論出定比定律和倍比定律。因此，十九世紀初的一些化學(xué)家，如戴維、泰勒、貝采里烏斯及法拉第都把他尊為化學(xué)原子論的創(chuàng)始人之一。但他工作上的弱點是沒有及時用分析實驗來確證自己的設(shè)想，也沒計劃求出各種原子的相對重量。因此他的思想對大多數(shù)化學(xué)家并沒有產(chǎn)生什么影響。2023/2/618世紀的氣體化學(xué)家們研究了大氣，從而為更深入地研究物質(zhì)的氣體狀態(tài)創(chuàng)立了必要的前提。因此，19世紀初許多科學(xué)家紛紛研究、分析氣體混和物的物理性質(zhì)、相互作用機理以及擴散現(xiàn)象，完全是很自然的事情?；瘜W(xué)原子論是在氣體化學(xué)氣氛中產(chǎn)生的，而道爾頓的化學(xué)原子學(xué)說把原子論與元素學(xué)說統(tǒng)一起來，成為有機的整體，從而使化學(xué)成為一門真正的獨立科學(xué)。2023/2/6（二）原子論的提出

道爾頓曾經(jīng)特別注意思考：一個復(fù)雜的大氣，或是兩種或兩種以上的氣體混合后，怎么會變成一個均勻的氣體。對此，他曾提出過很多的解釋，但他自己也感到不滿意和缺乏根據(jù)。及至1804年，他鑒于對任何氣體當增加其熱量時，體積即增大或壓力升高;若從中抽出些熱，則體積縮小或壓力降低。法國科學(xué)家查理(1740—1823)早在1787年就提出了氣體體積隨溫度升高而膨脹的定律。于是他根據(jù)這種現(xiàn)象把氣體微粒間的排斥力明確地解釋為熱的作用，并且對氣體微?！?，加以形象地描繪。2023/2/6他在1803年9月6日的筆記中寫到：

“物體的最后原子乃是在氣休狀態(tài)時被熱質(zhì)圍繞的質(zhì)點或核心?！币簿褪钦f，氣體原子有一個處于中心的硬核，周圍被一些熱質(zhì)所籠罩，即中心核與其周圍的熱氛組成一個氣體的原子；由于熱氛的存在，因而產(chǎn)生彼此間的排斥力，當溫度越高時，此種熱氛就越多，則相互間的排斥力就越大。2023/2/6道爾頓原子觀同種物質(zhì)的原子，其形狀、大小、重量必然是相同的，不同物質(zhì)的原子，其形狀、大小及性質(zhì)必不相同。論證：

“設(shè)若水的某些原子較其它的重，那么如果某一體積的水偶然恰為比較重的原子所組成，則其比重必然較大，但這與事實不符，因為我們從來沒有見過這種水，無論得自那里的純水，比重都是相同的。這不過以水為例，其余的物質(zhì)也是如此?！薄拔艺J為不同氣體之質(zhì)點的大小必然各異，因為一體積氮與一體積氧化合，則生成二體積的氧化氮，此二體積中氧化氮的原子總數(shù)，不能多于一體積氮或氧所含有的原子數(shù)。因此，氧化氮原子必較氧、氮原子為大?！?023/2/6在這種見解的基礎(chǔ)上，道爾頓為了進一步解釋混合氣體的擴散及其壓力的問題。他又認為：同一化學(xué)物質(zhì)的原子相互排斥，但不同物質(zhì)的原子相互間并不排斥。他于1802年曾寫道：

“當兩種有彈性的流體A與B混合在一起時，A微粒之間相互排斥，但并不排斥B微粒。因此，施加在一個微粒上的壓力，完全來自與它相同的微粒。”這樣他就解釋了分壓定律，即一個混合氣體總壓力是每一種氣體單獨存在時各自壓力的總和，混合在一起時不同氣體間互不影響。他也就解釋了在一個容器中若存在兩種不同重量，為什么不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

2023/2/6道爾頓的原子論中某些觀點還受到亨利定律的啟發(fā)。亨利(WilliamHenry，1775—1836)是道爾頓的好友，他曾仔細研究了各種氣體在水中的溶解度。1802年公布了他的定律；

“一種氣體在水中的溶解度(不發(fā)生化學(xué)反應(yīng))正比于這種氣體的分壓強。道爾頓認為這種溶解作用純粹是物理過程。他并且發(fā)現(xiàn)在相同壓強下，不同氣體的溶解度差別很大，于是沒想“一系列氣體的溶解度取決于這些粒子的重量。其中最輕的、最簡單的必是最難溶解的。氣體粒子的溶解度隨其重量與復(fù)雜程度而增加。對終極粒子(即他所謂的簡單粒子)本身的相對重量是我的研究課題。這是一個全新的課題。”這大概就是他格外強調(diào)相對原子重量的最初想法。2023/2/6

于是道爾頓進一步考慮測定各種原子的相對大小和質(zhì)量，以及不同氣體原子化合后所形成復(fù)雜原子組成。即他在正式提出原子學(xué)說的的同時就提出測定原子量和化合物組成的歷史任務(wù)。然而，在當時雖然一些化學(xué)家已經(jīng)對幾種氣體化合物的重量組成進行了定量分析，為道爾頓提供了一些實驗基礎(chǔ)，但是當時已有的數(shù)據(jù)，無論從數(shù)量和準確度都還遠不足以計算各元素原子量。在沒有根據(jù)提出假設(shè)之前，道爾頓不得不對不同原子結(jié)合成化合物時的組合原則，作了些武斷的假設(shè)。

2023/2/6他首先為復(fù)雜原子做了如下命名：1個A原子+1個B原子==1個C原子(AB)C稱為二元化合物1個A原子+2個B原子生成1個D原子(AB2)或2個A原子+1個B原子，生成1個E原子(A2B)D、E稱為三元化合物1個A原子+3個B原子生成1個F原子(AB3)3個A原子+1個B原子生成1個G原子(A3B)F、G稱為四元化合物2023/2/6道爾頓根據(jù)以上原則，又規(guī)定氫原子量為1作為標準，便于1803年9月利用當時已掌握的一些分析數(shù)據(jù)進行原子量的最早的計算。例如：根據(jù)1788年英國醫(yī)生奧斯丁(W．Austein)對氨的分析，氨中氫、氮的重量分別占20％和80％，因此氮的原子量近似被確定為4.0；根據(jù)拉瓦錫對水的分析結(jié)果，水中氫和氧的重量分別占15％和85％，因此氧的原子量被定為5．66；再如根據(jù)拉瓦錫合成碳酸氣的實驗數(shù)據(jù)，得知其中含氧72％，含碳28％，又知還有煤氣存在，權(quán)據(jù)他規(guī)定的原則，認為煤氣為二元化合物，碳酸氣的組成當為碳l氧2，那么碳之原子量當4.5．不過在1807年以前，道爾頓本人還沒有進行分析實驗去測定原子量。

上述道爾頓確定化合物組成的原則是沒有什么根據(jù)的，顯然也過于主觀、隨意和武斷了。因此很多化合物的原子組成被弄錯，計算出的原子量當然也就靠不住。2023/2/6道爾頓的原子論1808年道爾頓的代表作《化學(xué)哲學(xué)新體系》（兩卷）的上卷第一部分問世。早在1803年10月21日在曼徹斯特文學(xué)哲學(xué)學(xué)會年會上作了題為《論水和其他液體對氣體的吸收》的報告，宣讀了他所制定的第一張原子量表首次闡明了他的科學(xué)原子論觀點：1、化學(xué)元素是“由非常小的，不可再分的物質(zhì)粒子——原子組成，原子在所有化學(xué)變化中均保持自己的獨特性質(zhì)?！?、同一種元素的原子，其形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)(如親和力)都是相同的；不同元素的原子在形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)上則是不同的。每一種元素以其原子的質(zhì)量為最基本的特征。

2023/2/63、同種元素的原子彼此相斥，不同元素的原子以簡單數(shù)目的比例相結(jié)合，形成了化學(xué)中的化合現(xiàn)象?；衔锏脑臃Q為復(fù)雜原子。復(fù)雜原子的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和。同一化合物的復(fù)雜原子，其組成、形狀、質(zhì)量和性質(zhì)也必然相同。一般來說二元化合物可以看成是最穩(wěn)定的。道爾頓原子論在19世紀初劃時代的歷史意義在于：

1、從根本上否定了金術(shù)即元素嬗（shan）變的可能性,并闡明了質(zhì)量不滅定律的內(nèi)在含義。2、道爾頓把每一種簡單原子與一種化學(xué)元素相應(yīng)起來，有多少種簡單原子就有多少種化學(xué)元素。統(tǒng)一了化學(xué)元素學(xué)說和原子學(xué)說。3、道爾頓的原子學(xué)說確切地揭示了化學(xué)反應(yīng)遵循定比定律、倍比定律的內(nèi)在根據(jù)；而這些定律又使他的學(xué)說有了堅實的實驗基礎(chǔ)。2023/2/6在這次報告中，他正式公布了第一張原子量表，較他在9月6日的筆記上所記數(shù)值有很大不同，但他沒有宣布這批數(shù)據(jù)的實驗根據(jù)。道爾頓的這篇報告得到了曾大力普及化學(xué)知識的蘇格蘭化學(xué)家托馬斯·湯姆遜(ThmasThomson，1773—1852)的贊賞。1804年他專程拜訪了道爾頓，詳細了解了他的原子學(xué)說，留下了深刻的印象，使他成為道爾頓學(xué)說的熱情宣傳者。正由于他的支持才使這一研究成果很快為廣大化學(xué)界所熟悉；而道爾頓也受到了T·湯姆遜的啟發(fā)，使他對原子論的探討從物理方面轉(zhuǎn)向化學(xué)方面。從此，道爾頓出于認識到倍比定律的確立對該學(xué)說的證明具有重大意義，于是重點地研究了這一課題。2023/2/6道爾頓曾設(shè)計出一整套符號來表達他的原子學(xué)說這套符號都有鮮明的圖象，它既代表一種元素，又代表一個原子，每種元素的原子符號都是一個圓圈，因為他認為簡單原子那是圓球狀的，圖上還有點、線或字母，用來標示不同種的原子，所以這些符號起到了一個原子模型的作用，現(xiàn)在通常稱之為道爾頓臺球式原子模型。道爾頓的原子符號，并且標上了原子量。這種符號由于印刷與書寫不便，后來貝采里烏斯便提出以字母來代替。2023/2/6道爾頓開始用的符號是一些圖形。

2023/2/61808年，道爾頓的《化學(xué)哲學(xué)新體系》第一卷出版，全面的闡述了他的化學(xué)原子論，元素的數(shù)目已增加到20個，原子量較1803年的計算值也進行了修正。原子符號最初就是刊登在該書上。在其第二卷（1810年出版)中，道爾頓又添加了許多原子符號及其原子量(如鎳．鋁土、錫、銻、砷、鈷、錳、鈾、鎢等)，對其1808年的原子量又做了部分修訂。2023/2/6恩格斯評價原子論的發(fā)展

“在化學(xué)中，特別是由于道爾頓發(fā)現(xiàn)了原子量，現(xiàn)巳達到的各種結(jié)果都具有了秩序和相對的可靠性，已經(jīng)能夠有系統(tǒng)地、差不多是有計劃地向還沒有征服的領(lǐng)域進攻，就象計劃周密地圍攻一個堡壘一樣?！钡罓栴D由于在化學(xué)上建樹了歷史性的成就，于1826年獲得了英國皇家學(xué)會的金質(zhì)獎?wù)?，又成為法國科學(xué)院通訊院士。他參與了創(chuàng)立英國科學(xué)促進會，備受人們的尊敬。2023/2/6分子學(xué)說的論證與早期原子量的測定

1、蓋呂薩克與道爾頓的爭論早在氫和氧剛被發(fā)現(xiàn)的別候，凱文第旭就已經(jīng)測定了氫和氧化合成水時的體積比，所得比例是209：423。當?shù)罓栴D考慮其原子學(xué)說的時候，法國物理學(xué)家兼化學(xué)家蓋-呂薩克(1778——1850)正與法國科學(xué)家洪包特(1769—1859)一起研究氣體。1804年他乘坐氣球進行地磁和重力的研究。1805年他倆一起去國外旅行，歸來后進行分析從南美洲帶回來的氣體樣品。他們也曾重復(fù)了氫和氧化合為水的體積比的實驗，試驗結(jié)果是：當氫過量時，與100氧完全化合的氫的體積是199．8份；當氧過量時，100份氧完全化合的氫的體積是199．8份。這樣的準確度在當時已是很難得的。2023/2/6蓋呂薩克與道爾頓的爭論這—事實促使他進一步去探討其他氣體反應(yīng)是否也表現(xiàn)出類似的簡單的體積比關(guān)系。結(jié)果他居然發(fā)現(xiàn)都具有簡單整數(shù)比的關(guān)系，例如：

氨與氯化氫化合時，體積比為100：100，

亞硫酸氣與氧化合時，體積比為200：100；

煤氣(CO)和氧氣化合時，體積比為200：100；

氮氣和氫氣化合時，體積比為100：300。2023/2/6于是他又利用戴維于1800年對一些氣體重量組成的分析結(jié)果，通過其密度值換算出它們化合時的大約體積比，所得結(jié)果是：氮與氧化合生成氧化亞氮(N2O)時，體積比是100：45.5；氮與氧化合成氧化氮時，體積比為100：108.9，生成硝酸氣(NO2)時，體積比為100：204.7。盡管當時氣體密度還未能很準確測定，但從以—些數(shù)據(jù)仍可看出體積比仍略成簡單整數(shù)比。于是在1808年，蓋-呂薩克綜合以上實驗結(jié)果，做出如下結(jié)論：“各種氣體在相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，常以簡單的體積比相結(jié)合。”

2023/2/6在此同時，他還進一步發(fā)現(xiàn)不但氣體間的化合反應(yīng)是以簡單體積比的關(guān)系相作用，而且在化合后，氣體體積的改變(收縮或膨脹)與發(fā)生反應(yīng)的氣體體積間也成簡單的關(guān)系。他是用以下各反應(yīng)做為這一結(jié)論的根據(jù)：2體積煤氣與1體積氧氣作用生成2體積碳酸氣，收縮1體積1體積氧與碳化合，生成2體積煤氣，膨脹l體積；1體積碳酸氣與炭反應(yīng)，生成2體積煤氣，膨脹1體積；1體積氧與硫反應(yīng)，生成1體積亞硫酸氣，體積無變化；1體積氮與3體積氫反應(yīng)，生成2體積氨，收縮2體積。2023/2/6蓋—呂薩克定律這時蓋—呂薩克想到，道爾頓的原子學(xué)說中所包含的“化學(xué)反應(yīng)中各種原子以簡單數(shù)目相化合”這一概念與他自己所發(fā)現(xiàn)的氣體物質(zhì)反應(yīng)時按簡單整數(shù)體積比進行這一實驗定律，兩者之間必有內(nèi)在的聯(lián)系。他經(jīng)過一番綜合推理后，得出了—些合乎邏輯的結(jié)論來：

(1)同樣體積中的不同氣體所含原子數(shù)彼此應(yīng)該是簡單的整數(shù)比。例如，氫和氧化合時體積比為2：1，如果水的“原子”組成是氧1氫l，那么同體積中氧原子數(shù)當為氫原子數(shù)之2倍，若水的組成是氧1氫2，相同體積的氧和氫當含有相同數(shù)目的原子?？傊?，同體積中氧、氫的原子數(shù)成簡單的整數(shù)比。

(2)相同體積的不同氣體其質(zhì)量(即密度比)與原子量之比，也當是簡單關(guān)系。顯然，這是結(jié)論(1)的簡單推論。

2023/2/6蓋—呂薩克的上述論證無疑是很合理的。但他最后有些武斷地提出一個假說：在同溫同壓下，相同體積的不同種氣體（無論是元素(單質(zhì))還是化合物）中含有相同數(shù)目的原子(他和道爾頓一樣，把各種元素的簡單原子與化合物的復(fù)雜原子統(tǒng)稱為原子)。如果這一假說是正確的話，那么根據(jù)上述結(jié)論(2)，不同氣體的密度之比，應(yīng)等于他們的原子量之比。也就是說，可以根據(jù)氣體密度值計算出原子量。例如規(guī)定各種氣體的比重以氫氣基準，并以它的原子量為1，那么各種氣體的比重值即為原子量值。2023/2/6例如氮的比重為14，那么其原子量當為14。蓋—呂薩克自己并未曾作過這種計算來核對道爾頓的原子量，但他的確表示過，他提出的氣體反應(yīng)實驗定律對道爾頓的學(xué)說是一個有力的贊助，并且認為根據(jù)這一實驗定律為基礎(chǔ)來確定化合物復(fù)雜原子中各種原子的數(shù)目，比道爾頓的武斷規(guī)定要有根據(jù)些，而不象他那樣隨意。例如，l體積氧與2體積的氫恰好化合，若同體積氧與氫中含有相同數(shù)目的原子，則每一水原子個當含有氧l氫2。2023/2/6道爾頓反對蓋呂薩克蓋—呂薩克的上述氣體反應(yīng)體積定律無疑確實給了道爾頓的原子學(xué)說以有力的支持。當時，貝采尼烏斯就部分地接受了蓋—呂薩克的見解，并利用來確定原子量。但是卻遭到了道爾頓本人的拒絕和反對，他的反駁理由是：第一，不同物質(zhì)的原子大小必定不同，因此在相同體積內(nèi)，不同氣體物不可能含有相等數(shù)目的原子第二，如果在相同體積不同氣體的原子數(shù)目相等，那么既然一體積氮與一體積氧化合后生成2體積氧化氮，則每一個氧化氮中就應(yīng)只含半個氧原子和半個氮原子；同理，每一水原子中就應(yīng)只含有半個氧原子，每一個氨原子中就能只含半個氮原子和3／2個氫原子，這與其原子學(xué)說中的一個基本觀點——簡單原子是不可分割的——是勢不兩立的。2023/2/6道爾頓反對蓋呂薩克道爾頓指出，每一體積的氧化氮原子數(shù)目最多只能是同體積中氧原子數(shù)的一半，而絕不可能相等，如果兩者數(shù)目相等，則氧化氮的比重必然要比氧的比重大，但根據(jù)戴維的測定，其比重反而較氧為小。于是道爾頓指責蓋—呂薩克導(dǎo)出該定律的實驗數(shù)據(jù)不夠確切，因此靠不住，但是他也承認氣體反應(yīng)中氣體體積比確有接近整數(shù)比的關(guān)系，并感到奇怪。

但后來的一系列精確實驗證明，道爾頓的實驗技術(shù)遠不如蓋—呂薩克；氣體化合實驗定律是正確無疑的。這表明道爾頓的原子學(xué)說必須加以補充和修正。但他反駁蓋—呂薩克的論據(jù)也是合理的，這說明蓋氏的意見也有偏頗之處．解決這一矛盾的鑰匙卻為阿佛加德羅掌握了。2023/2/62、阿佛加德羅的分子假說與貝采里烏斯電化二元論的對立

蓋—呂薩克定律有充分的實驗事實為根據(jù)，而一個化合物的“復(fù)雜原子”中不允許只有半個某種原子的存在，這兩者之間的矛盾引起了意大利維切利皇家學(xué)院(Co11egeofVercelli)自然哲學(xué)教授，物理學(xué)家阿佛加德羅(AmedeoAvogadro，1776—1856年)的深思。他敏銳地看出，只要將道爾頓的原子論稍加發(fā)展，就可以將二者順利地統(tǒng)一起來，這就是引入一個新的概念，在物體和原子這兩種物質(zhì)層次之間再引進一個新的關(guān)節(jié)點，即一個新的分割層次——分子。2023/2/6“分子”(molecule)概念的提出對化合物而言，分子即相當于道爾頓所謂的“復(fù)雜原子”，對單質(zhì)元素來說，同樣也包含這樣一個層次，只不過由幾個相同的原子結(jié)合成分子。對蓋—呂薩克的氣體反應(yīng)定律的解釋，只要認為在相同溫度、壓力下，同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子，便仍然可以得到滿意的問答。如果假設(shè)各種單質(zhì)氣體分子都含有兩個原子，那么就不會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)物化合物分子中出現(xiàn)半個原了的困境了。于是他于1811年6月法國《物理雜志》上發(fā)表了題為《原子相對質(zhì)量的測定方法及原子進入化學(xué)物質(zhì)時數(shù)目比例的確定》的論文，他以蓋—呂薩克的實驗為基礎(chǔ)，進行了合理的推理，引入了“分子”(molecule)的新慨念。2023/2/6道爾頓的原子學(xué)說一經(jīng)發(fā)表，就立既得到化學(xué)界的普遍重視，然而阿佛加德羅分子假說卻與之形成鮮明的對比，在當時化學(xué)界中幾乎沒有引起反響。1814年的文章發(fā)表后，仍未引起人們的重視。同年，法國電學(xué)家安培(1775—1836年)也獨立地提出過與阿佛加德羅相近的見解，也被絕大多數(shù)化學(xué)家冷漠了。1833年，法國化學(xué)家高?。?804—1880)又重新闡述了阿氏的假說，并用于確定原子量，他是由于在法蘭西學(xué)院聽了安培的演講而對這個問題發(fā)生了興趣的。他還曾探討原子在分子中的排布及分子在晶體中的排布問題。2023/2/6阿氏的分子學(xué)說被冷落阿氏的分子學(xué)說無疑是道爾頓原子論的突破性發(fā)展，但卻被冷落了大約半個世紀。究其原因．看來是多方面的，其一，阿氏自己還缺乏對這一假說給予更充分的實驗論證，而且當時所知道的氣體物質(zhì)或容易氣化的物質(zhì)為數(shù)有限，所以實驗條件也受到較大限制；其二，作為原子論發(fā)起人的道爾頓也堅持認為同類原子必然互相排斥，而不能結(jié)合成分子；其三，由于當時化學(xué)界中，貝采里烏斯關(guān)于化合物構(gòu)造的“電化二元論”占著統(tǒng)治地位，很多人對這位權(quán)威的學(xué)說十分推崇，而這一學(xué)說與阿氏的分子學(xué)說在某些地方有不相容之處2023/2/6阿佛加德羅——創(chuàng)立分子說者

他沒有為后人留下一張照片或畫像。現(xiàn)在唯一的畫像還是在他死后，按照石膏面模臨摹下來的。

2023/2/6阿佛加德羅生平

阿佛加德羅出生在一個世代相襲的律師家庭。按照他父親的愿望，他攻讀法律，16歲時獲得了法學(xué)學(xué)士學(xué)位，20歲時又獲得宗教法博士學(xué)位。此后當了3年律師。蝶蝶不休的爭吵和爾虞我詐的斗爭使他對律師生活感到厭倦。1800年他開始研究數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和哲學(xué)，并發(fā)現(xiàn)這才是他的興趣所在。1799年意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了伏打電堆，使阿佛加德羅把興趣集中于窺視電的本性。1803年他和他兄弟費里斯聯(lián)名向都靈科學(xué)院提交了一篇關(guān)于電的論文，受到了好評，第二年就被選為都靈科學(xué)院的通訊院士。這一榮譽使他下決心全力投入科學(xué)研究1806年，阿佛加德羅被聘為都靈科學(xué)院附屬學(xué)院的教師，開始了他一邊教學(xué)、一邊研究的新生活。

2023/2/6由于阿佛加德羅的才識，1809年他被聘為維切利皇家學(xué)院的數(shù)學(xué)物理教授，并一度擔任過院長。在這里他度過了卓有成績的10年。分子假說就是在這里研究和提出的。1819年，阿佛加德羅成為都靈科學(xué)院的正式院士，不久擔任了都靈大學(xué)第一個數(shù)學(xué)物理講座的第一任教授1850年，阿佛加德羅從這一教職上退休。

2023/2/6阿佛加德羅著作

自從1821年他發(fā)表的第三篇關(guān)于分子假說的論文仍然沒有被重視和采納后，他開始把主要精力轉(zhuǎn)回到物理學(xué)方面。阿佛加德發(fā)表了很多著作，重要的著作是四大卷的《可度量物體物理學(xué)》。從歷史觀點來說，這是關(guān)于分子物理學(xué)最早的一部著作。

這些著作和論文是阿佛加德羅辛勤勞動的結(jié)晶。從一個律師成為一個科學(xué)家，他是作了很大的努力的。他精通法語、英語和德語，拉丁語和希臘語的造詣也很高。他那淵博的知識來源于勤奮的學(xué)習。他博覽群書，所做的摘錄多達75卷，每卷至少700頁。最后一卷是1854年編成的，是他逝世前兩年的學(xué)習記錄，可謂活到老學(xué)到老。

2023/2/6阿佛加德羅生前非常謙遜，對名譽和地位從不計較。他沒有到過國外，也沒有獲得任何榮譽稱號，但是在他死后卻贏得了人們的崇敬1911年，為了紀念阿佛加德羅定律提出100周年，在紀念日頒發(fā)了紀念章，出版了阿佛加德羅選集，在都靈建成了阿佛加德羅的紀念像并舉行了隆重的揭幕儀式。1956年，意大利科學(xué)院召開了紀念阿佛加德羅逝世100周年紀念大會。在會上意大利總統(tǒng)將首次頒發(fā)的阿佛加德羅大金質(zhì)獎?wù)率谟鑳擅闹Z貝爾化學(xué)獎獲得者：英國化學(xué)家邢歇伍德、美國化學(xué)家鮑林。他們在致詞中一致贊頌了阿佛加德羅，指出“為人類科學(xué)發(fā)展作出突出貢獻的阿佛加德羅永遠為人們所崇敬”。

2023/2/6

3早期原子量的測定

道爾頓的原子論在整個歐洲科學(xué)界中引起了普遍的重視。當時化學(xué)界十分重視這項工作，認識到它對化學(xué)的發(fā)展極端重要，于是很多化學(xué)家開始從事這方面的研究，探討確定化合物中原子量的途徑。這項工作便成為十九世紀上半葉化學(xué)發(fā)展中的一項重點的“基本建設(shè)”。(1)1813一1818年貝采里烏斯對原子量的測定瓊斯.雅可布.貝采里烏斯（1779--1848）瑞典化學(xué)家。在1810一1830年的大約二十年間曾專心致志于原子量的測定。在很簡陋的實驗室中，曾對大約兩千種的化合物和礦物進行了準確的分析，為計算原子量和論述其他學(xué)說提供了豐富的科學(xué)實驗依據(jù)。2023/2/6貝采里烏斯（JonsJakobBerzelius1779一1848）

瓊斯.雅可比.貝采里烏斯1779年8月20日出生在瑞典南部的一個名為威菲松達的小鄉(xiāng)村里。他在發(fā)展化學(xué)中作出了重要貢獻，他接受并發(fā)展了道爾頓原子論，他以氧作標準測定了40多種元素的原子量，他第一次采用現(xiàn)代元素符號并公布了當時已知元素的原子量表，他發(fā)現(xiàn)和首次制取了硅、銑、硒等好兒種元素，他首先使用“有機化學(xué)”概念；他是“電化二元論”的提出者。他發(fā)現(xiàn)了“同分異構(gòu)”現(xiàn)象并首先提出了“催化”概念。他的卓著成果，使他成為19世紀的一位赫赫有名的化學(xué)權(quán)威。2023/2/6貝采里烏斯貝采里烏斯出身貧寒，自幼在逆境中生活與成長。貝采里烏斯從小就聰明過人，他沒有上學(xué)的優(yōu)越條件，卻能堅持刻苦自學(xué)。成年以后，他和弟弟一起來到了烏普薩拉，他們一邊干活謀生，一一邊堅持自學(xué)。他曾到醫(yī)院里去給醫(yī)生當助手，還給人補過課。節(jié)衣縮食、勤儉生活使他積蓄下了點錢。利用這點錢他進入烏普薩拉大學(xué)讀書。在大學(xué)里他學(xué)的是醫(yī)學(xué)專業(yè)，但在學(xué)習中對化學(xué)產(chǎn)生了特別的興趣。他有意地結(jié)識了該大學(xué)的著名化學(xué)家約翰·阿夫采利烏斯教授。貝采里烏斯強烈的求知欲和刻苦奮進的精神，深深地感動了這位名教授。他破例允許這名寒門弟子在實驗室里自由地做各種化學(xué)實驗。貝采里烏斯充分地利用老師提供的這一優(yōu)越條件，不僅做了電流對動物的作用的奇妙實驗，還重點地分析了礦泉水2023/2/6貝采里烏斯在化學(xué)領(lǐng)域中，他首先倡導(dǎo)以元素符號來代表各種化學(xué)元素。他提出，用化學(xué)元素的拉丁文名表示元素。如果第一個字母相同，就用前兩個字母加以區(qū)別。例如：Na與Ne、Ca與Cd、Au與A1……等。這就是一直沿用至今的化學(xué)元素符號系統(tǒng)。他的元素符號系統(tǒng)，公開發(fā)表在1813年由湯姆遜主編的《哲學(xué)年鑒》上。一年以后，在同一刊物上，他又撰文論述了化學(xué)式的書寫規(guī)則。他把各種原子的數(shù)目以數(shù)字標在元素符號的右上角。例如CO2、SO2、H20……等等。貝采里烏斯關(guān)于元素符號及化學(xué)式的表示方法，遠比道爾頓等人以往用小圓圈表示的方法簡便、明確，因此，很快地就被科學(xué)界接受了。2023/2/61818年第一次發(fā)表了他的元素符號，其原則沿用至今。在化學(xué)原子論的發(fā)展過程中，貝采里烏斯最早采用了字母為化學(xué)元素符號。他是以這種元素的拉丁文名稱的開頭的字母作為元素符號的。貝氏還制訂了化學(xué)式和反應(yīng)方程式來表達化合物的組成和化學(xué)反應(yīng)內(nèi)容。

1814年，貝采里烏斯發(fā)表了他的第一個原子量表，已經(jīng)列出了41種元素的原子量。19世紀初貝采里烏斯提出電化二元論幾乎解釋了當時已知的全部無機化合物。

他首先提出“催化”這一名詞；先后發(fā)表了元素鈰（1803）、硒（1817）和釷（1828）；分離出硅（1823）、鋯（1824）和鈦（1825）。

著作是《化學(xué)教程》，很多人把他叫重量分析之父。1830年提出同分異構(gòu)現(xiàn)象，1833年區(qū)分了兩類同分異構(gòu)現(xiàn)象：一類是位變異構(gòu)，另一類是聚合現(xiàn)象。

1815年，貝采里烏斯發(fā)表了專著《論關(guān)于化學(xué)比例以及電的化學(xué)作用的理論》中寫到：“化學(xué)符號要解釋所寫的東西而不致把印刷的書弄的拖泥帶水，就應(yīng)當用字母符號”。貝采里烏斯最早使用的一些符號，用它簡單的符號代替一些常見的元素：氧（.）、硫（，）、硒（—）、碲（+）、Ca（CaO）、Zn(ZnS)、Hg(Hgse)、Cu(CuTe)、C(CO2)、KMO(KMnO4)。

還有：在元素符號上劃橫線表示這個元素的雙原子：

H（水）

Al(Al2O3)，P2O5在李比希等人改寫為

P2O5。2023/2/6(2)杜馬根據(jù)蒸氣密度測定原子量

法國著名化學(xué)家杜馬(JeanBaPtisteAndr6DMmas，1800—1884)十五歲時隨配藥師學(xué)徒，十六歲即在工余進行化學(xué)實驗，27歲時開始研究原子量的測定。他敏銳地認識到阿佛加德羅和安培對于原子與分子的區(qū)分的合理性及他們對分子論述的深刻意義，他可以說是那個時期中阿佛加德羅少有的知音。這年，他發(fā)明了簡便的蒸氣密度測定法，以測定揮發(fā)性物質(zhì)的分子量。在此同時，他還考慮到通過分子量計算原子量的問題，但在此課題中，也接受了阿佛加德羅學(xué)說中的不確切部分，即武斷地假定了單質(zhì)氣體的密度之比不僅等于分子量之比，而且也等于它們的原子量之比。2023/2/6他規(guī)定了氫原子量為l。這樣一來，他的假定中實際上就暗含了那個不可靠的前提——凡是單質(zhì)蒸氣都是雙原子分子，因為氫氣是雙原子分子。因此他在1827年根據(jù)蒸氣密度所計算出的磷、硫、砷、汞的原子量值分別為貝采里烏斯1826年測定值的2倍、3倍、2倍和一半。這是因為在他的實驗條件下，硫、砷實際上是四原子分子，硫是六原子分子，而汞竟然是單原子分子。1823年，杜馬又公布了他測定的包括其他一些元素的原子量值，對于杜馬的測定結(jié)果，貝采里烏斯沒有接受，因為他始終堅持不承認物質(zhì)多原子分子的存在。而杜馬自己很快也承認了他的假定是不全面的，有錯誤的，并且宣稱“通過蒸氣密理測定原子量是不可靠的。”2023/2/6（3〕普勞特關(guān)于元素的氫母質(zhì)假說

1815年，在T．湯姆遜(ThomasThomson)主編的《哲學(xué)年鑒》上發(fā)表了一篇匿名的文章，指出各種氣體的密度精確地是氫氣密度的整倍數(shù)。這位作者是英國生物化學(xué)家普勞持(williamProui，1785—1850年)。次年，他按著又發(fā)表了一篇文章，設(shè)想所有元素的原子量實際上都精確地等于氫原子量的整倍數(shù)，因此氫原子可能是各種元素的“元粒子”或者叫做“母質(zhì)”(firstMatter)，即原初物質(zhì)，而其他各種元素的原子都是由它機械地加合而成。1860年，面對斯達令人信服的實驗結(jié)果，也宣布承認這一學(xué)說的失效。到這時，普勞特的假說可以說完全被化學(xué)家們拋棄了，并逐漸被遺忘。但那時誰會想到半個世紀以后，科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了同位素，普勞特的見解再度又放出了光彩。2023/2/6

4康尼查羅論證原子—分子學(xué)說十九世紀前半葉的五十多年中，雖然很多人致力于原子量的測定，但由于對化合物中原子組成比的確定，一直沒有找到一個合理的解決辦法，使原子量的測定陷入了困境，長期處于相當混亂的狀態(tài)，而化學(xué)符號的應(yīng)用，化學(xué)式的表示方式更是各行其是。當時的情況正如J.L邁耶爾所說，HO既可代表水．又可以代表過氧化氫；CH2可以代表甲烷，也可以代表乙烯；甚至某些教科書中，同一頁上竟布滿了各種不同的式子來代表醋酸。當時一些化學(xué)名家，如戴維、武拉斯頓、蓋—呂薩克、L．格梅林、李比希等甚至懷疑到測定原子量的可能性；對原子價的看法也分歧很大，有人甚至對原子學(xué)說也發(fā)生動搖，表示懷疑了。原子學(xué)說既然處于這種危機中，阿佛加德羅的分子論當然就更少有人問津了。2023/2/6

1855年，意大利熱那亞大學(xué)化學(xué)教授康尼查羅(1826一1910)鑒于當時化學(xué)理論上的混亂以及原子學(xué)說的危機，并重讀了阿佛加德羅的論文之后，認為要澄清這種情況，非得采用阿氏的學(xué)說不可。這年3月，他把自己的教科書內(nèi)容寫成《化學(xué)哲理教程提要》，發(fā)表于意大利雜志《新實驗》上，后來又印成了單行本。但是沒有什么反響。2023/2/61860年9月3在德國的卡爾斯魯厄會議在這種學(xué)術(shù)上混亂的狀況下，由德國化學(xué)家凱庫勒等人發(fā)起召開一個國際會議，希望在化學(xué)式、原子價和對元素符號的采用上得到一個統(tǒng)一的意見。會議于1860年9月3在德國的卡爾斯魯厄舉行，到會者約一百四十余人，會議上爭論很激烈，例如，歐德林(1829—1921)力主每一元素只能有一種原子量，而杜馬說有機化學(xué)與無機化學(xué)是兩個截然不同的領(lǐng)域，應(yīng)有各自的原子量系統(tǒng)。會議的結(jié)論卻是“科學(xué)上的問題，不能勉強一致，只好各行其是罷了?！钡谶@個會議散會時，一位意大利化學(xué)家帕維西(A．Paved)散發(fā)了康尼查羅的《提要》，由于他據(jù)理分析，論據(jù)充分，條理清楚，方法嚴謹，對蓋—呂薩克、杜馬的有關(guān)錯誤一一加以解釋，并為確定原子量提出了一個非常合理的、令人信服的途徑，因此很快得到了化學(xué)界的贊許和承認。2023/2/6他回顧了５０年來化學(xué)發(fā)展的歷程，成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)，都充分證實了阿佛加德羅的分子假說是正確的。這個單行本一開始就寫道：“我相信，近年來科學(xué)的進步、已經(jīng)證實了阿佛加德羅、安培和杜馬關(guān)于氣態(tài)物質(zhì)具有相似結(jié)構(gòu)的假說，即同體積的氣體，無論是單質(zhì)還是化合物，都含有相同數(shù)目的分子，而不含有相同數(shù)目的原子，因為不面物質(zhì)的分子以及在不同狀態(tài)下的相同物質(zhì)的分子可能含有不同數(shù)目的原子，其性質(zhì)也可能相同，也可能不同”。接著康尼查羅在書中著重介紹了求原子量和分子量的基本方法，還研究了應(yīng)用杜隆和培蒂的原子熱容定律來驗證自己所得原子量的正確性?？的岵榱_還指出當量與原子量的不同，原子有自己不變的原子量，但也可能具有不同的當量。2023/2/6康尼查羅《化學(xué)哲理教程提要》的散發(fā)產(chǎn)生了戲劇性的效果，原子—分子學(xué)說一下子被各國的化學(xué)家們所接受。為了說明當時的熱烈情況，我們可以讀一下J．L．邁耶爾給《提要》的德文版(189I)所寫的序言中的回憶：“在我到家后，又閱讀了幾遍。這本篇幅不大的論文對于大家爭論中最重要的觀點照耀得如此清楚，讓我感到驚奇。眼前的留障好象剝落下來，好些疑團煙消云散，而十分肯定的答復(fù)代替了它們，使我能夠把爭論中的各點弄得一清二楚，并使激動的情緒平靜下來，這應(yīng)歸功于康尼查羅的小冊子。代表大會的許多成員也會有同樣的感受。2023/2/6于是辯論的熱潮消退了；昔日貝采里烏斯的原子量又流行起來。阿佛加德羅定律和杜隆—培蒂定律之間表面上的矛盾一經(jīng)康尼查羅解釋清楚之后，兩者都能普通應(yīng)用，奠定元素化學(xué)基本量的原子量就被建立在堅固的基礎(chǔ)上，沒有這個基礎(chǔ)，原子結(jié)合的理論絕不可能發(fā)展起來。”

康尼查羅的小冊子是用意大利文寫成，讀者有限。J．L．邁耶爾就用他的觀點，用德文及時寫成《現(xiàn)代化學(xué)原理》(1864)。許多化學(xué)家就是從這本著作中獲知了阿佛加德羅的觀點和康尼查羅的論證。2023/2/6羅斯科作出了原子、分子的現(xiàn)代定義英國化學(xué)家、曼徹斯特歐文學(xué)院(OwensC011ege)教授羅斯科(1833—1915)于1867年在康尼查羅論述的基礎(chǔ)上作出了原子、分子的現(xiàn)代定義：“分子是原子的集合，是化學(xué)物質(zhì)——無論是單質(zhì)還是化合物——能夠分開的，或者說能夠獨立存在的最小部分；正是物質(zhì)的這個最小量能夠進入任何反應(yīng)或者由反應(yīng)而產(chǎn)生出來；原子是存在于化合物中的元素的最小部分，它是被化學(xué)力不能再分的最小質(zhì)量?！?023/2/6阿佛加德羅假說令人信服的實驗證明首先是由法國著名物理學(xué)家佩蘭(1870一1942，1926年諾貝爾物理獎獲得者)做出的。1908年他發(fā)現(xiàn)了溶膠粒子隨高度分布的公式，接著他利用不同直徑的藤黃和乳香的微粒在粘度不同的液體中進行實驗，測得一克分子(摩爾)物質(zhì)中的分子數(shù)為6．85xl023，實驗相對誤差為3％，他建議將此常數(shù)命名為阿佛加德羅—安培常數(shù)。1908—1917年間先后又有幾十位物理學(xué)家對該常數(shù)進行了測定：英籍新西蘭人盧瑟福(1871—1937)用“a—粒子實驗法測得為6.2x1023。劍橋大學(xué)化學(xué)教授杜瓦(1842—1923)用鐳放射法測得為6.0×1023；美國物理學(xué)家密立跟(1868—1952)用電子電荷法測得為6.1x1023；英國物理學(xué)家布拉格(1862一1942，與其子W．L．Bragg共同獲得了1915年諾貝爾物理學(xué)獎金)用X—射線法測得為(6．0228±0.00ll)x1023。通過對不同現(xiàn)象的觀察而得到了如此吻合的結(jié)果，阿佛加德羅的學(xué)說當然令人嘆服了，從此他的這一“假說”被尊為定律。

2023/2/6康尼查羅──原子-分子論的確立者-----九年級（上）第三單元自然界的水

斯坦尼斯勞·康尼查羅（1826—1910）出生于意大利西西里島，他的一生對化學(xué)發(fā)展做出了巨大貢獻。1841年，斯坦尼斯勞進入巴勒莫大學(xué)醫(yī)學(xué)系學(xué)習，當時從事人類神經(jīng)活動研究工作的福德爾教授，給了青年康尼查羅以很大影響。他和教授一起工作，試圖探索有無可能辨別運動神經(jīng)和感覺神經(jīng)。1845年，那不勒斯召開科學(xué)代表大會，年僅19歲的康尼查羅就自己所做的研究在會上做了報告，引起了與會科學(xué)家們的極大興趣。康尼查羅還是一位革命家，他參加了1848年的巴勒莫起義，但起義最終失敗了，于是康尼查羅又回到了由于從事革命事業(yè)而中斷的科學(xué)研究工作中?？的岵榱_最重大的成就就是確立了阿伏加德羅提出的原子—分子學(xué)說。1860年，他被邀參加國際化學(xué)家代表大會。代表大會要解決的一個問題就是給“原子”和“分子”這兩個概念下一個準確的定義?？的岵榱_的想法得到了化學(xué)家們的贊同，康尼查羅提出“原子是組成分子的最小粒子，而分子是物質(zhì)性質(zhì)的體現(xiàn)者──分子是在理化性質(zhì)方面可與其他類似的粒子相比較的最小粒子”。2023/2/6化學(xué)地圖師：

門捷列夫莫斯萊2023/2/6

1.門捷列夫

門捷列夫（Mенделеев，1834～1907)俄國化學(xué)家。1834年2月7日生于西伯利亞托博爾斯克，1907年2月2日卒于彼得堡（今列寧格勒）。1850年入彼得堡師范學(xué)院學(xué)習化學(xué)，1855年畢業(yè)后任敖德薩中學(xué)教師。1857年任彼得堡大學(xué)副教授。1859年他到德國海德堡大學(xué)深造。1860年參加了在卡爾斯魯厄召開的國際化學(xué)家代表大會。1861年回彼得堡從事科學(xué)著述工作。2023/2/6門捷列夫1863年任工藝學(xué)院教授，1865年獲化學(xué)博士學(xué)位。1866年任彼得堡大學(xué)普通化學(xué)教授，1867年任化學(xué)教研室主任。1893年起，任度量衡局局長。1890年當選為英國皇家學(xué)會外國會員。門捷列夫的最大貢獻是發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律，今稱門捷列夫周期律。1869年2月,門捷列夫編制了一份包括當時已知的全部63種元素的周期表.。2023/2/6·焚書相慶：1834年生于俄國西北利亞，14個孩子中最小——父親中學(xué)校長，門捷列夫出生后不久因眼疾雙目失明而退職，母親維持全家，撫養(yǎng)8個小孩——自幼聰明，7歲入中學(xué)——學(xué)習不太努力，偏愛自然科學(xué)，討厭拉丁語，甚至中學(xué)畢業(yè)時學(xué)校郊外山頂焚拉丁語書相慶——少年不知家愁，50年后衣錦還鄉(xiāng)方知悔門母二遷：1848年（14歲）喪父，不久一個姐姐去世，母親經(jīng)營的玻璃廠火災(zāi)破產(chǎn)——望子成龍，57歲的老母變賣家產(chǎn)，攜兩個未成年的孩子背井離鄉(xiāng)——二千多公里馬車旅行來到莫斯科，因門捷列夫成績不好，為幼子謀求上大學(xué)的機會未能如愿——其母不甘心，決定再往西的圣·彼得堡，再不行，則柏林，直至巴黎——圣·彼得堡也不順利，最后來到圣·彼得堡大學(xué)附屬的師范學(xué)院——其父母校，幸運的是校長是其父同學(xué)，經(jīng)過特殊照顧，1850年才以官費生的待遇入該院理學(xué)部。

門捷列夫生平

2023/2/6門捷列夫生平

·發(fā)憤報母：不久（9月），竭盡全力的母親安息他鄉(xiāng)，16歲的門捷列夫成為孤兒——身無分文的門捷列夫用聰明的頭腦和遠大的理想開始發(fā)憤，以報母親宏愿——1854年大學(xué)畢業(yè)，到克里米亞地區(qū)中學(xué)任教——不久因當?shù)匕l(fā)生戰(zhàn)爭而離職，回到圣·彼得堡大學(xué)做無薪講師專攻無機化學(xué)——1856年獲碩士學(xué)位——1857年圣·彼得堡大學(xué)副教授——1859年被選拔去德國、法國留學(xué)，在海德堡大學(xué)受到本生指點——1861年回國，先后任職于圣·彼得堡工藝學(xué)院和圣·彼得堡大學(xué)——1865年被圣·彼得堡大學(xué)授予博士學(xué)位，并聘為化學(xué)教授——1869年元素周期律成名天下。·愛國致死：1890年因支持學(xué)生運動辭職——1893年國家度量衡所所長——1904年日俄戰(zhàn)爭爆發(fā)，俄軍大敗，一向感覺良好的門捷列夫大病——1907年去世（73歲），元素周期表送葬。2023/2/62023/2/6二、元素周期律的發(fā)現(xiàn)：

道爾頓提出了科學(xué)的原子論后，許多化學(xué)家都把測定各種元素的原子量當作一項重要工作，這樣就使元素原子量與性質(zhì)之間存在的聯(lián)系逐漸展露出來?！叭亟M”：1829年德國化學(xué)家德貝萊納提出。把當時已知的44種元素中的15種，分成5組，即：

Li、Na、K；Ca、Sr、Ba；Cl、Br、I；S、Se、Te；Mn、Cr、Fe指出每組的三元素性質(zhì)相似，而且中間元素的原子量等于較輕和較重的兩個元素原子量之和的一半。

“螺旋圖”1862年，法國化學(xué)家尚古多提出一個“螺旋圖”的分類方法。他將已知的62種元素按原子量的大小順序標記在繞著圓柱體上升的螺旋線上，這樣某些性質(zhì)相近的元素恰好出現(xiàn)在同一母線上。因此他第一個指出了元素性質(zhì)的周期性變化。可是他的報告照樣無人理睬。2023/2/6“六元素表”：1864年，德國化學(xué)家邁爾在他的《現(xiàn)代化學(xué)理論》一書中刊出一個“六元素表”?？上谋碇兄涣谐隽艘阎氐囊话耄衙鞔_地指出：“在原子量的數(shù)值上具有一種規(guī)律性，這是毫無疑義的”?！鞍艘袈伞闭f：紐蘭茲提出1865年，英國化學(xué)家紐蘭茲提出了“八音律”一說。他把當時已知的元素按原子量遞增順序排列在表中，發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)有周期住的重復(fù)，第八個元素與第一個元素性質(zhì)相近，就好象音樂中八音度的第八個音符有相似的重復(fù)一樣。紐蘭茲的工作同樣被否定，當時的一些學(xué)者把八音律斥為幼稚的滑稽戲。2023/2/6門捷列夫元素周期律的要點

以前人工作所提供的借鑒為基礎(chǔ)，門捷列夫通過頑強努力的探索，在1869年發(fā)表第一張元素周期表。同年3月，他委托Н.А.門舒特金在俄國化學(xué)會上宣讀了題為《元素的屬性與原子量的關(guān)系》的論文，闡述了元素周期律的要點：①按照原子量的大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯的周期性；②原子量的大小決定元素的特征；③應(yīng)該預(yù)料到許多未知單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，例如,預(yù)料應(yīng)有類似鋁和硅的,原子量位于65～75之間的元素；④已知某些元素的同類元素后，有時可以修正該元素的原子量。2023/2/6元素周期律的修改和驗證

1871年門捷列夫又發(fā)表了《化學(xué)元素周期性的依賴關(guān)系》論文，對化學(xué)元素周期律作了進一步闡述。他還重新修訂了化學(xué)元素周期表[門捷列夫的元素周期表(1871)]，把1869年豎排的表格改為橫列，突出了元素族和周期的規(guī)律性；劃分了主族和副族，使之基本上具備了現(xiàn)代元素周期表的形式。2023/2/6元素周期律的修改和驗證門捷列夫在發(fā)現(xiàn)周期律及制作周期表的過程中，除了不顧當時公認的原子量而改排了某些元素(Os、Ir、Pt、Au；Te、I；Ni、Co)的位置外，并且考慮到周期表中合理的位置，修訂了其他一些元素(In、La、Y、Er、Ce、Th、U)的原子量，而且預(yù)言了一些元素的存在。在1869年的元素周期表中,門捷列夫為4種尚未被發(fā)現(xiàn)的元素留下空位。1871年他又發(fā)表論文《元素的自然體系和運用它指明某些元素的性質(zhì)》,對一些元素，例如,“類鋁”、“類硼”和“類硅”的存在和性質(zhì)以及它們的原子量做了詳盡的預(yù)言。這樣的空位共留下6個。門捷列夫的這些推斷為后來的化學(xué)實驗所證實。2023/2/6

根據(jù)元素周期律，門捷列夫還預(yù)言了一些當時尚未發(fā)現(xiàn)的元素的存在和它們的性質(zhì)。他的預(yù)言與爾后實踐的結(jié)果取得了驚人的一致。1875年法國化學(xué)家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，他命名為鎵，并把測得的關(guān)于它的主要性質(zhì)公布了。不久他收到了門捷列夫的來信，門捷列夫在信中指出關(guān)于鎵的比重不應(yīng)該是4.7，而是5.9一6.0。當時布瓦博德朗很疑惑，他是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道它的比重的呢？經(jīng)過重新測定，鎵的比重確實為5.94，這給果使他大為驚奇。他認真地閱讀了門捷列夫的周期律論文后，感慨他說：“我沒有可說的了，事實證明門捷列夫這一理論的巨大意義?！?/p>

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類鋁鎵原子量6969.72比重5.9-6.05.94熔點低30.1和氧氣反應(yīng)不受空氣的侵蝕灼熱時略起氧化灼熱時能分解水汽灼熱時確能分解水汽能生成類似明礬的礬類能生成結(jié)晶較好的鎵礬可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在用分光鏡發(fā)現(xiàn)的

鎵的發(fā)現(xiàn)是化學(xué)史上第一個事先預(yù)言的新元素的發(fā)現(xiàn)，它雄辯地證明了門捷列夫元素周期律的科學(xué)性。1880年瑞典的尼爾森發(fā)現(xiàn)了鈧，1885年德國的文克勒發(fā)現(xiàn)了鍺。這兩種新元素與門捷列夫預(yù)言的類硼、類硅也完全吻合。門捷列夫的元素周期律再次經(jīng)受了實踐的檢驗。2023/2/6(3)門捷列夫?qū)瘜W(xué)的主要貢獻：

首先是元素周期律的確立。從《三元素組》（德國，德貝萊拉）到《六元素表》（德國，邁爾）到《八音律》（英國，紐蘭茲）都在孕育著周期律的發(fā)現(xiàn)。門捷列夫是對元素進行了合乎自然規(guī)律的分類排列的直接動機是為了編寫《化學(xué)原理》這部巨著。

其次是關(guān)于氣體和液體研究，明確了所有[d(pv)/dp]>0,并推論出“氣體的膨脹是有限的”。

第三是關(guān)于溶液理論的研究。他的博士論文“關(guān)于酒精與水的化合”中解釋了酒精與水的濃度為1：3時體積收縮最大。

2023/2/6元素周期律的意義：事實證明門捷列夫發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素周期律是自然界的一條客觀規(guī)律。它揭示了物質(zhì)世界的一個秘密，即這些似乎互不相關(guān)的元素間存在相互依存的關(guān)系，它變成了一個完整的自然體系。從此新元素的尋找，新物質(zhì)、新材料的探索有了一條可遵循的規(guī)律。元素周期律作為描述元素及其性質(zhì)的基本理論有力地促進了現(xiàn)代化學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展。

2023/2/6小結(jié)·門捷列夫的成就：編寫《化學(xué)原理》時發(fā)現(xiàn)元素周期律——預(yù)言Ga、Sc、Ge和He、Ne、Ar、Po的存在——修訂許多錯誤的原子量（Be、In、U、Os、Ir、Pt）·元素周期律的意義：使化學(xué)研究系統(tǒng)化——無機化學(xué)的一次重大綜合——驚人的預(yù)見性——自然界驚人的周期性——哲學(xué)上的質(zhì)量互變規(guī)律、否定之否定規(guī)律

2023/2/6小結(jié)·依據(jù)元素周期律發(fā)現(xiàn)氟利昂：美國化學(xué)家米奇利三十年代尋找制冷劑——代替液氨的制冷劑要求易液化、無毒、無味、性質(zhì)穩(wěn)定、不燃——化合物規(guī)律是越往右上角，易呈氣態(tài)、不易燃、毒性越低——推測氟元素的化合物可以考慮，加入氯可能降低毒性——后事實證明推測正確，尋找速度大大加快，氟利昂即氟氯烴——氟利昂過于穩(wěn)定，過于穩(wěn)定破壞臭氧層——取代的有二甲醚、丙丁烷、哈龍（氟代烷烴）溴化鋰溶液

·門捷列夫的失誤：1903年預(yù)言存在兩個位于氫之前的元素“Newtonium”、“Coronium”——原子質(zhì)量比單位質(zhì)量還小，實際上不可能——年近70年的權(quán)威

2023/2/6氟利昂的功過

美國杜邦公司引為驕傲的產(chǎn)品冰箱的制冷劑，一般為CFC12（R12），學(xué)名叫二氯二氟甲烷；冰箱保溫材料所用的發(fā)泡劑為CFC11（R11），學(xué)名叫三氯一氟甲烷。CFC11、CFC12同屬鹵代烴（烷）類，即氯氟烴，國際制冷業(yè)通常把這類化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱為氟利昂（Freon）。

氟利昂是美國杜邦公司30年代開發(fā)的一個引為驕傲的產(chǎn)品，被廣泛用于制冷劑、溶劑，塑料發(fā)泡劑、氣溶膠噴霧劑及電子清洗劑等，由于CFC11和CFC12性能穩(wěn)定、無毒，對人類沒有直接危害，且制冷效果好，因此自20世紀30年代以來一直廣泛應(yīng)用于制冷業(yè)。氟利昂中的氯破壞臭氧層

1974年，美國科學(xué)家Molina與Rowland首次發(fā)現(xiàn)，氟利昂中的氯對大氣平流層中能吸收紫外線的臭氧有極大的破壞作用。

我們知道，就重量而言，人為釋放的氟利昂和哈龍的分子雖然都比空氣重，但它們在低層幾乎不與任何分子發(fā)生反應(yīng)，因此不能通過一般的大氣化學(xué)過程去除。經(jīng)過一兩年的時間，這些物質(zhì)于全球范圍內(nèi)在對流層分布均勻，然后主要在熱帶地區(qū)上空被大氣環(huán)流帶入平流層，風又將它從高緯度地區(qū)向低緯度地區(qū)輸送，在平流層內(nèi)混合均勻。

在平流層內(nèi)，強烈的紫外線照射使氟利昂和哈龍發(fā)生分子解離，釋放出原子狀態(tài)的高活性的氯和溴，生成破壞臭氧層的主要物質(zhì)，它們對臭氧層的破壞是以催化劑的方式進行的。南極上空出現(xiàn)了"臭氧空洞"據(jù)估算，一個氯原子可以破壞104-105個臭氧分子，而由哈龍釋放的溴原子對它的破壞能力是氯原子的30-60倍；而且，氯原子和溴原子還存在協(xié)同作用即二者同時存在時，破壞臭氧的能力要大于二者的簡單加和。

1985年，英國首次發(fā)現(xiàn)由于人類大量使用氟利昂，在南極上空出現(xiàn)了"臭氧空洞"，對人類的生產(chǎn)和健康帶來不利影響。環(huán)保時代的"罪魁禍首"

1985年與1987年，世界各締約國分別簽定了保護臭氧層的《維也納公約》與《蒙特利爾議定書》，并規(guī)定發(fā)達國家在生產(chǎn)中淘汰CFC的時間為1996年，發(fā)展中國家為2010年，從而促使各國開發(fā)不用CFC12、CFC11的新型電冰箱。

我國也于1997年開始凍結(jié)氟利昂的生產(chǎn)和消費，并計劃2010年全面禁用。

這樣，作為元素周期律利用成果、并給人類帶來方便的氟里昂，成為環(huán)保時代的"罪魁禍首"！

2023/2/6元素周期表有什么用呢？它可非同一般。

一是可以據(jù)此有計劃、有目的的去探尋新元素，既然元素是按原子量的大小有規(guī)律地排列，那么，兩個原子量懸殊的元素之間，一定有未被發(fā)現(xiàn)的元素，門捷列夫據(jù)此預(yù)言了類硼、類鋁、類硅、類鋯4個新元素的存在，不久，預(yù)言得到證實。以后，別的科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了鎵、鈧、鍺等元素。迄今，人們發(fā)現(xiàn)的新元素已經(jīng)遠遠超過上個