Джон Дальтон — основатель химической атомистики. К 250-летию со дня рождения
6 сентября 2016 гю исполнилось 250 лет со дня рождения знаменитого английского ученого Джона Дальтона.
Он был членом Лондонского Королевского общества, иностранным членом Парижской академии наук, президентом Манчестерского литературно-философского общества, почетным доктором Оксфордского и Эдинбургского университетов.
Сегодня его имя увековечено во многих научных терминах: химическая атомистика Дальтона, закон газовых смесей Дальтона, единица массы атомов, молекул и вирусов Дальтон (Да), Дальтониды — химические соединения постоянного состава, дальтонизм — болезнь зрения.
Жизненный путь Джона Дальтона
Начало жизненного пути Джона Дальтона не давал никаких оснований для надежды на всемирную славу. Он родился 6 сентября 1766 г. в семье бедного ткача в городке Иглсфилд на севере Англии. Отец научил его читать и дал начальные знания по математике. Когда Джону исполнилось 10 лет, он начал посещать школу в Пардшоу-холле, в трех километрах от дома, где обнаружил большие математические способности.
На почве научных и учебных занятий Дальтон познакомился с Джоном Гоугом, который помог ему устроиться в 1793 г. преподавателем математики и физики в Новый колледж — высшее учебное заведение в Манчестере. Вскоре Дальтон подружился с 23-летним Робертом Оуэном — будущим знаменитым общественным деятелем Англии, по рекомендации которого в 1794 г.
был избран членом Манчестерского литературно-философского общества. Через несколько недель после избрания Дальтон сделал доклад и опубликовал в сборнике трудов этого общества статью, где впервые в мире было описано дефект зрения, который он заметил у себя и своего брата — неспособность различать цвета. Этот дефект впоследствии назвали дальтонизмом.В 1794-1800 гг. Дальтон проводит исследования, выступает с докладами на заседаниях Общества и публикует статьи о метеорологических явлениях — дождь, росу, туман, а также по некоторым вопросам английской грамматики.
В 1800 г. Новый колледж переехал из Манчестера в Йорк, а Дальтон остался в Манчестере, где продолжил преподавательскую деятельность. В 1801 г. был избран секретарем Манчестерского литературно-философского общества.
В том же году начался наиболее плодотворный период научных исследований Дальтона. В 1801 г. он сформулировал закон: давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений (закон Дальтона). В 1802 г.
В 1803 г. Дальтон создает первый вариант «таблицы относительных весов первичных частиц», что стало первым шагом на пути к его атомистической теории. В 1804 г. он рассказал о своей теории авторитетному химику Томасу Томсону — автору очень популярного в те времена учебника «Система химии». С согласия Дальтона в 1807 г. Томсон включил изложение его теории в третье издание своей книги, чем существенно поспособствовал ее утверждению среди ученых. В следующем, 1808 г., вышла первая часть первого тома книги Дальтона «Новая система химической философии» с подробным изложением и экспериментальным обоснованием атомистической теории. Вторая часть первого тома вышла в 1810 г., второй том — в 1827 г.
В 1816 г. Дальтона выбрали иностранным членом Парижской академии наук. В следующем году он становится президентом Манчестерского литературно-философского общества. В 1822 г. совершает поездку во Францию, где встречается с французскими учеными, в том числе с К. Бертолле и Ж. Гей-Люссаком. В том же году его избирают членом Лондонского Королевского общества.
Дальтон продолжает экспериментальные и теоретические исследования, а также преподавательскую деятельность. Интересно отметить, что в 1834-1837 гг. он давал уроки математики и физики будущему знаменитому физику Джону Джоулю и его брату.
В 1837 г. Дальтон перенес инфаркт и был частично парализован. 27 июля 1844г. он умер в Манчестере от второго инфаркта.
Начало создания химической атомистики
Путь к этому открытию был очень непростым. Самым тяжелым, соответственно, самым интересным, в нем был начальный этап. Рассказать об этом этапе стоит еще и потому, что во многих книгах дается его ложное описание. Утверждают, что Дальтон, основываясь на данных количественного анализа веществ, сформулировал закон кратных отношений (если два элемента, которые реагируют между собой, образуют несколько соединений, то различные массовые количества одного элемента что сочетаются с тем же массовым количеством второго, относятся как небольшие целые числа), а дальше объяснил этот закон, выдвинув гипотезу о существовании атомов. В действительности было наоборот. Основываясь на атомистической гипотезе, Дальтон сделал предположение о существовании названных кратных отношений, для проверки которого начал анализировать данные количественного анализа веществ. К проблеме же химического строения веществ он обратился в ходе решения вопросов, связанных с метеорологией.
Прежде всего следует заметить, что в начале XIX века газы считались упругими (эластичными) жидкостями (на английском — «elastic fluid», на русском — «упругая жидкость» или «упругий флюид»). Считалось, что частицы газов примыкают друг к другу, а различные газы, как и жидкости, растворяются друг в друге благодаря тому, что существуют силы притяжения (родства) между их частицами. Также считалось, что состояние насыщенного водяного пара в воздухе возникает по той же причине, что и насыщенный раствор соли в воде: растворитель насыщается и перестает поглощать вещество, что растворяется.
Исследуя атмосферный воздух, Дальтон определил, что количество «растворенной» пары в закрытом сосуде определяется только температурой и не зависит от количества (давления) воздуха в нем. Более того, количество пара будет тем же, если воздух из сосуда откачать. Из этого следовало, что причина испарения не в химическом родстве между водяным паром и воздухом. Тогда в чем? Дальтон высказывает предположение газы растворяются друг в друге не потому, что их атомы притягиваются друг другом, а потому, что между атомами одного газа существует сила отталкивания. Он также предположил, что атомы одного газа не действуют на атомы другого: каждый газ является пустотой для другого. Отсюда следовал вывод, который сейчас называется законом Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений компонентов смеси.
Но предположение о существовании стольких сил отталкивания, сколько различных видов газов, выглядело совершенно невероятным; его раскритиковали и французские, и английские химики. Дальтон прислушался к критике и стал думать, как избавиться от предположения о множестве различных отталкивающих сил. В 1803 г.. Ему пришло в голову, что отталкивание атомов обусловлено действием невесомого флюида теплорода, который образует оболочки вокруг атомов газов. Но почему тогда один газ является пустотой для другого? Дальтон решил, что это можно объяснить, предположив, что размеры атомов различных газов разные, и процесс смешивания газов похож на просыпание маленьких шариков в промежутки между большими шарами.
Чтобы доказать это предположение, Дальтон стал искать способ определения размера атомов. Считая, что атомы газа примыкают друг к другу, объем атома можно оценить, разделив объем газа на количество атомов в нем, а зная объем атома и предположив, что он имеет сферическую форму, легко найти его диаметр.
Далее были эксперименты, вычисления, дискуссии. Но решающий шаг к химической атомистики было сделано.
В. Николаенко
Джон Дальтон
Джон Дальтон
Дальтон (Долтон) (Dalton) Джон (1766-1844), английский химик и физик, создатель химического атомизма. Установил (1803) закон кратных отношений, ввел понятие «атомный вес», первым определил атомные веса (массы) ряда элементов. Открыл газовые законы, названные его именем. Первым (1794) описал дефект зрения, которым страдал сам, позже названный дальтонизмом.
+ + +
ДАЛЬТОН Джон (1766—1844) — английский химик и физик. Открытия Дальтона способствовали превращению атомистики из натурфилософской догадки в естественнонаучную теорию, укрепляли позиции материализма в естествознании. Энгельс назвал Дальтона отцом современной химии.
Философский словарь. Под ред. И.Т. Фролова. М., 1991, с. 104.
Джон Дальтон родился 6 сентября 1766 года в бедной семье в северной английской деревушке Иглсфилд. В тринадцать лет он завершил обучение в местной школе и сам стал помощником учителя.
В Кендале осенью 1781 года он становится учителем математики.
Научные исследования Дальтон начал в 1787 года с наблюдений и экспериментального изучения воздуха. Он занимался и математикой, пользуясь богатой школьной библиотекой. Он стал самостоятельно разрабатывать новые математические задачи и решения, а вслед за тем написал и первые свои научные труды в этой области. Через четыре года он стал директором школы. В это время он сблизился с доктором Чарлзом Хатоном, редактором нескольких журналов Королевской военной академии. Дальтон стал одним из постоянных авторов этих альманахов. За вклад в развитие математики и философии он получил несколько высоких наград. В 1793 году он переезжает в Манчестер, где преподает в Новом колледже. Он привез с собой рукопись «Метеорологических наблюдений и этюдов. Кроме описания барометра, термометра, гигрометра и других приборов и аппаратов, Дальтон анализировал в ней процессы образования облаков, испарения, распределения атмосферных осадков, утренние северные ветры и прочее.
В 1794 году Дальтон стал членом Литературного и философского общества. В 1800 году его избрали секретарем, в мае 1808 года — вице-президентом, а с 1817 года и до конца жизни был президентом.
Осенью 1794 года он выступил с докладом о цветной слепоте. Этот особый дефект зрения мы называем сегодня дальтонизмом.
В 1799 году Дальтон покинул Новый колледж и стал самым дорогим частным учителем в Манчестере. Он преподавал в богатых семьях не более двух часов в день, а потом занимался наукой. Его внимание привлекали газы и газовые смеси.
Дальтон сделал несколько фундаментальных открытий — закон равномерного расширения газов при нагревании (1802), закон кратных отношений (1803), явление полимерии (на примере этилена и бутилена).
6 сентября 1803 года Дальтон в своем лабораторном журнале записал первую таблицу атомных весов. Впервые он упомянул об атомной теории в докладе «Об абсорбции газов водой и другими жидкостями», прочитанном 21 октября 1803 года в Манчестерском литературном и философском обществе.
В декабре 1803 — мае 1804 годов Дальтон прочитал курс лекций об относительных атомных весах в Королевском институте в Лондоне. Атомную теорию Дальтон развил в своей книге — «Новая система химической философии», изданной в 1808 году. В ней он подчеркивает два положения: все химические реакции — результат соединения или деления атомов, все атомы разных элементов имеют разный вес.
В 1816 году Дальтона избрали членом-корреспондентом Парижской академии наук. В следующем году — президентом Общества в Манчестере, а в 1818 году английское правительство назначило его научным экспертом в экспедиции сэра Джона Росса, который лично вручил назначение ученому.
Но Дальтон остался в Англии. Он предпочитал спокойную работу в кабинете, не желая разбрасываться и терять драгоценное время. Исследования по определению атомных весов продолжались.
В 1822 году Дальтон стал членом Королевского общества. Вскоре после этого он уехал во Францию.
В 1826 году английское правительство наградило ученого золотым орденом за открытия в области химии и физики, и главным образом за создание атомной теории. Дальтон был избран почетным членом Академии наук в Берлине, научного общества в Москве, Академии в Мюнхене.
Во Франции, чтобы засвидетельствовать признание достижений выдающихся ученых мира, Парижская академия наук избрала свой почетный совет.
В 1832 году Дальтон был удостоен самого высокого отличия Оксфордского университета. Ему присудили степень доктора юридических наук. Из естествоиспытателей того времени такой чести был удостоен только Фарадей.
В 1833 году ему назначили пенсию. Решение правительства было зачитано на торжественном заседании в Кембриджском университете.
Дальтон, несмотря на преклонный возраст, продолжал усиленно работать и выступать с докладами. Однако с приходом старости все чаще одолевали болезни, все труднее становилось работать. 27 июля 1844 года Дальтон скончался.
Перепечатывается с сайта http://100top.ru/encyclopedia/
Далее читайте:
Философы, любители мудрости (биографический указатель).
Исторические лица Англии (Великобритании) (биографический указатель).
Англия в XVIII веке (хронологическая таблица)
Англия в XIX веке (хронологическая таблица)
Дальтон, Джон — Справочник химика 21
В начале XIX в. происходит слияние учения Лавуазье о химических элементах с атомистической теорией. В 1803-1810 гг. Джон Дальтон создает химическую атомистику, открывает закон кратных отношений. В 1811 г. Амедео Авогадро — основные положения молекулярной теории. Начинается новый период развития химии, связанный с возникновением и утверждением атомно-молекулярного учения. [c.67]Английский химик Джон Дальтон (1766—1844), который вошел в историю химии как первооткрыватель закона кратных отношений и создатель основ атомной теории, прошел через всю цепь этих размышлений. Основные положения теории Дальтон вывел из сделанного им самим открытия. Он обнаружил, что два элемента могут соединяться друг с другом в различных соотношениях, но при этом каждая новая комбинация элементов представляет собой новое соединение (рис. 9). [c.55]
Однако только с созданием атомной теории Джона Дальтона, подготовленной всем предыдущим развитием химии, началась новая эпоха. Атомно-молекулярная теория дала химии не только толчок для формирования количественных представлений, но и привела к открытию важнейших законов химии, управляющих составом, строением и свойствами химических соединений. Взаимосвязь и обусловленность явлений, переход количественных изменений в качественные, единство и борьба противоположностей, развитие по спирали (или закон отрицания отрицания) — все эти положения диалектики как нельзя лучше подтверждались в результате открытий, осуществленных в химии в первой половине XIX в. [c.184]
Дальтон Джон (1766—] 844) — английский физик и химик, автор основополагающих работ по химической атомистике. [c.13]
Закон Дальтона. В 1802 г. английский химик и физик Джон Дальтон (1766—1844) опубликовал закон парциальных давлений, согласно которому давление газовой смеси равно сумме давлений, производимых каждым компонентом в отдельности, [c.16]
I-I5. Джон Дальтон в своем многотомном труде Новая система химической философии (1808 г. ) изложил свои взгляды на строение вещества Уже одно наблюдение различных агрегатных состояний должно привести к тому заключению, [c.7]
Дальтон Джон (1766-1844 гг.) — английский химик и физик, создатель хим. атомизма. Установил закон кратных отношений, ввел понятия атомный вес . [c.207]
Джон Дальтон, школьный преподаватель естественных наук (или натуральной философии ) из английского города Манчестера, на основе рассмотрения данных, подобных изложенным в разд. 6-3, выдвинул атомистическую теорию, которую в 1802 г. представил манчестерскому литератур- [c.279]
Дальтон Джон (1766—1844)— выдающийся английский ученый, создатель химической атомистики. Впервые указал путь определения относительных атомных весов и установил взаимосвязь между теоретическими представлениями об атомах и элементах и опытными данными по составу химических соединений. Кроме того, Дальтон с ранней молодости и до последнего дня жизни проводил метеорологические наблюдения. Именно в процессе изучения состава атмосферы и составляющих ее газов Дальтон пришел к атомной теории. [c.226]
Дальтон Джон (1766-1844) — английский химик и физик, открывший закон кратных отношений и обосновавший основные идеи/Химической атомистики. [c.464]
Таким образом, мы установили, что суммарное давление Р газовой смеси представляет собой сумму парциальных давлений компонентов этой смеси, каждый из которых может рассматриваться так, будто он является единственным газом, имеющимся в заданном объеме. Этот закон парциальных давлений был предложен Джоном Дальтоном (1766-1844) на основании выполненных им исследований газов, которые привели его к атомистической теории строения вещества. [c.145]
В данной главе приведен хронологический рассказ о научном процессе, посредством которого ученые прищли к выводу, что химические соединения построены из определенного числа атомов различных элементов, имеющих индивидуальные атомные массы, а затем постепенно установили надежную и согласованную таблицу атомных масс. Представление об атомах возникло скорее как философское понятие, чем как средство описания веществ и реакций. Антуан Лавуазье заложил фундамент новой химии, доказав, что масса является фундаментальным свойством, сохраняющимся в химических реакциях. Джон Дальтон превратил философское понятие об атомах в реальность, показав, что атомистическая теория способна объяснять экспериментальные наблюдения, результатом которых явились закон эквивалентных отношений и закон кратных отношений. [c.295]
Закон кратных отношений. При химическом взаимодействии происходит соединение атомов в молекулы, и таким образом молекула содержит различные атомы в строго определенных, постоянных и целочисленных отношениях. На основании этих представлений Джон Дальтон в 1803 г. установил закон кратных отношений, который формулируется следующим образом [c.14]
В 1803 г. выдающийся английский химик и физик Джон Дальтон вывел закон кратных отношений [c.4]
Джон Дальтон (1760—1844) — английский химик и физик, с 1793 г. учитель математики и натуральной философии в Новом колледже (Манчестер). Принимал активное участие в работе Манчестерского литературного и философского общества. [c.122]Через 67 лет после Ломоносова атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. Он изложил основные положения атомистики в книге Новая система химической философии (1808). В своей основе учение Дальтона повторяет учение Ломоносова. Вместе с тем оно развивает его дальше, поскольку Дальтон впервые пытался установить атомные массы известных тогда элементов. Однако Дальтон отрицал существование молекул у простых веществ, что по сравнению с учением Ломоносова является шагом назад. По Дальтону, простые вещества состоят только из атомов, и лишь слож-> ые вещества — из сложных атомов (в современном понимании — молекул). Следует отметить, что отрицание Дальтоном существования молекул простых веществ мешало дальнейшему развитию химии. [c.10]
Через 67 лет после Ломоносова атомистическое учение в химии применил английский ученый Джон Дальтон. К этому времени в химии накопилось больше опытных фактов, нуждающихся в объяснении. Учение Дальтона изложено в его книге Новая система химической философии (1808 г.). [c.12]
Джон Дальтон принял значение 1 для водорода как основу шкалы атомных масс. Шведский химик И. Я. Берцелиус использовал значение 100 для кислорода, а бельгийский химик Ж. С. Стас (1813—1891), выполнивший множество количественных анализов разных соединений, предложил значение 16 для кислорода (для природной смеси его изотопов), и эта величина служила основой шкалы атомных масс на протяжении многих лет. Наряду с этим в течение нескольких десятилетий массы нуклидов определяли ио шкале (называемой физической шкалой), основанной на Vie массы нейтрального атома Ю единица атомной массы по химической шкале составляла, таким образом, 1,000272 единицы атомной массы по физической шкале. Этот период некоторой неупорядоченности закончился в 1961 г., когда за единицу как атомных масс, так и масс нуклидов была принята величина, равная V12 массы атома 12С. [c.83]
Джон Дальтон (1766 — 1844), сын бедного ткача, с ранних лет самостоятельно прокладывал себе дорогу в жизни. Получив лишь начальное образование, он сам с 12 лет начал давать уроки, а в 18 лет стал директором школы. Он самостоятельно изучил латинский, греческий и французский языки, а также математику и позднее преподавал их в колледжах Глазго, Эдинбурга, Лондона и главным образом Манчестера. Дальтон был довольно оригинальным человеком он проводил свои опыты, пользуясь примитивным самодельным оборудованием и, несмотря на это, сумел получить важные данные, позволившие ему выдвинуть атомную теорию. Дальтон не различал цветовых оттенков и пытался, правда безуспешно, изучать это заболевание, названное впоследствии по его имени дальтонизмом . Выступая с публичными лекциями по природе цвета, он способен был назвать спектральные полосы синей, розовой, лиловой, красной, зеленой и коричневой , не понимая удивления публики, которая правильно видела естественные цвета спектра. [c.41]
ДЖОН ДАЛЬТОН и ЕГО АТОМНОЕ УЧЕНИЕ [c.76]
Гесс, Герман Иванович — 7.19,14.4 Глаубер, Иоганн Рудольф — 1.14, 6.24,13.6,14.15.14.18 Гмелин, Леопольд — 6.21.12.29 Гольдшмидт, Ганс — 18.8 Гофман, Август Вильгельм — 14.44 Дальтон, Джон — 14.10 Дёберейнер, Иоганн Вольфганг — [c.413]
В начале XIX столетия число известных элементов было слишком мало, чтобы можно было основывать на них периодическую классификацию. Кроме того, не было установлено различие между понятиями атомный и эквивалентный вес, а без этого невозможно было дальнейшее развитие химии. В дополнение к этим затруднениям принятые величины атомных весов многих элементов были ненадежными. Вскоре после 1800 г. определением атомных весов занялись Берцелиус, а затем Стас. Точность их определений оставляла желать лучшего, все же в результате их работ одно из главных препятствий к открытию периодической классификации было устранено. Однако удовлетворительной формулировки периодического закона пришлось ждать до 60-х годов. Понимание связи между атомным и эквивалентным весом пришло только в середине XIX столетия. Когда Джон Дальтон в 1807 г. ввел в химию атомную теорию, он предположил,Хчто атомы разных элементов образуют соединение только так, что один атом одного элемента присоединяет к себе один атом другого элемента. Если соединяются водород и кислород, образуя воду, то получившаяся молекула [c.79]
См. Крицман В. А. Роберт Бойль. Джон Дальтон. Амедео Авогадро. Создатели атомнс-молекулярного учения в химии.— М. Просвещение, 1978, 144 с. [c.182]
Еще во времена Бенджамина Франклина и Джона Дальтона высказывалось предположение, что силы взаимодействия между частицами материи должны иметь главным образом электрическое происхождение. Однако поскольку одноименные заряды отталкиваются друг от друга, существовало неправильное мнение, что между одинаковыми атомами не могут возникать связи тем не менее в настоящее время все хорошо знают, что большинство распространенных газов состоит из двухатомных молекул Н2, N2, О2, р2, С12 и т. д. Эта грубая ошибка привела к почти полувековой путанице с молекулярной структурой и атомными массами так, полагали, что газообразный водород описывается формулой Н, а не Н2, воду описывали формулой НО вместо Н2О, а кислороду приписывали атомную массу 8 вместо 16. Лишь в 1913 г. Льюис ввел представление о том, что электронные пары являются тем клеем , который соединяет между собой атомы с образованием ковалентных связей, однако теоретическое объяснение роли электронных пар было дано спустя еще 20 лет. Опыты Фарадея показали, что заряды на ионах всегда кратны некоторым элементарным единицам заряда, причем моль этих зарядов составляет 1 Р, а Стоней назвал эту элементарную единицу заряда электроном. Однако Стоней отнюдь не отождествлял электрон с какой-либо частицей, которую можно было попытаться изолировать и исследовать. [c.47]
Когда после нового открытия уляжется пыль , слишком легко забы-. вается, сколько возражений оно вызывало и сколько усилий потребовалось на их преодоление. Томас Томсон (1773-1852), профессор химии в университете Глазго, был тем человеком, к которому Джон Дальтон обратился за помощью для опубликования своей новой теории атомов. В 1830 г. Томсон издал Историю химии (см. [7] из списка литературы к гл. 6), которая представляет особый интерес, потому что многие участники атомистической революции в химии в тот период были еще живы, работали и являлись друзьями Томсона. В последней главе этой книги Томсон так описывает обстоятельства появления атомистической теории [c.164]
Сложнее всего обстоит дело с азотом. В аммиаке он имеет соедини-1ельный вес 4 . а в трех оксидах, известных еще со времен Пристли, его соединительные веса равны соответственно Зу, 7 и 14. Если известны химические формулы соединений, не составляет большого труда вычислить соединительные веса входящих в них элементов, и читатель легко проверит приведенные выше данные. Но если известны только соединительные веса, можно ли определить на их основании формулы соединений Важную роль, которую играет количественное отношение элементов в соединениях, трудно было оценить еще и потому, что данные о составе соединений было принято сообщать в весовых процентах ведь только Джон Дальтон предложил записывать эти данные в виде отношений к одному распро- [c. 278]
Многовековой путь развития науки и особенно исследования, выполненные великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711 —1765), замечательными французскими учеными Антуаном Лораном Лавуазье (1743—1794), Жозефом Луи Прустом 1(1754—1826), Жозефом Луи Гей-Люссаком (1778—, 1850) и такими выдающимися учеными, как англичанин Джон Дальтон (1766—1844), итальянцы Амедео Авогадро ди Кваренья (1776—1856) и Станислао Канниццаро (1826—1910), швед Йенс Якоб Берцелиус (1779—1848) и многие другие, привели к созданию атомно-молекулярного учения, которое является поисти-не интернациональным. В наиболее ясной и последовательной форме оно было сформулировано и горячо одобрено на международном конгрессе химиков в 1860 году Б Карлсруэ (Германия). После конгресса атомномолекулярное учение вошло в многочисленные учебники в различных странах и нашло широкое применение для истолкования на его основе экспериментальных данных как в области физики, так и в области химии. [c. 7]
В 1808 г. Джон Дальтон, школьный учитель из Англии, предложил объяснение законов постоянства состава и сохранения массы на основе выдвинутой им атомной теории. Предположение Дальтона было несколько умозрительным, но оно позволяло связать между собой известные к тому времени факты и постепенно получило признание как полезная теория. Вьщвинутые им предположения заключались в следующем [c.40]
Через 67 лет после работ М. В. Ломоносова вышла кнпга английского ученого Джона Дальтона Новая система химической философии (1808), в которой были изложены основные положения химической атомистики. Дальтон впервые определил атомные массы известных тогда элементов и ввел знаки для обо >иачеиия атомов- [c.4]
Наиболее важная из всех химических теорий—-это атомистическая теория. В 1805 г. английский химик и физик Джон Дальтон (1766— 1844, Манчестер, Великобритания) сформулировал гипотезу, согласно которой все вещества состоят из мелких частиц разного вида, соответствующих разным элементам. Он назвал эти частицы атомами (от греческого слова atomos — неделимый). Эта гипотеза давала простое объяснение ранее наблюдавшимся, но неудовлетворительно истолкованным соотношениям между весовыми количествами веществ, участвующих в химических реакциях. Дальнейшие работы в области химии и физики подтвердили атомистическую гипотезу Дальтона, и она стала атомистической теорией. Существование атомов ныне признано фактом. [c.28]
И только в начале XIX столетия английский ученый Джон Дальтон возвращается к атомам как наименьшим частицам материи и вводит в науку этот термин. Этому предшествовали работы таких замечательных ученых, как Р. Бойль (в книге Химик-скептик он нанес сокрушительный удар по представлениям алхимиков), Дж. Пристли и К. В. Шееле (открытие кислорода), Г. Кавендиш (открытие водорода), А. Л. Лавуазье (попытка составить первую таблицу простых веществ), М. В. Ломоносов (основные положения атомно-молекулярного учения, закон сохранения массы), Ж. Л. Ируст (закон постоянства состава) и многие другие. [c.3]
После того как в 1805 г. Джон Дальтон возродил представление об атомах, были твердо установлены основные законы, относящиеся к составу химических соединений и химическим превращениям. Представление об атоме—невидимой частице, принимающей участие в химическом превращении как неделршое целое,—сыграло ключевую роль в развитии химии на протяжении всего XIX в., хотя к пониманию подлинной природы атомов удалось прийти лишь в следующем веке. [c.39]
Французский химик, коллега и соратник Лавуазье, имел множество должностей и званий доктор медицины и лейб-медик при дворе герцога Орлеанского, член Парижской академии наук, правительственный инспектор государственных красильных фабрик, смотритель монетного двора и, наконец, научный консультант Наполеона. Он сопровождал императора Франции в военном походе в Египет. Он представлял собой тип беспринципного и тщеславного придворного, но тем не менее был талантливым ученым и вошел в историю как автор многих химических открытий. Его считали другом Лавуазье, однако он не потрудился защитить ученого от преследования и казни, хотя и был членом революционного комитета Франции. В 1807 г. он оставил официальную службу и поселился в парижском предместье Аркей, где создал свою химическую лабораторию и основал Аркейское научное общество, в состав которого входили самые выдающиеся ученые Франции. Когда произносят имя этого ученого, прежде всего вспоминают его научный спор с Джоном Дальтоном о законах стехиометрии, в котором Дальтон одержал победу. Кстати, именем этого химика названа соль — сильный окислитель, некоторое количество которой входит в состав зажигательной смеси головок спичек. Кто же он [c.269]
Во второй половине XVIII в. естествоиспытатели считали атомное строение материи само собой разумеющимся. Однако его рассматривали лишь в качестве натурфилософской теории и не применяли при объяснении химических явлений. Господствовавшее в то время представление об особой роли в составе тел невесомых флюидов (свет, теплота и др. ) не содействовало внедрению атомистики в химию. Заслуга в использовании атомного учения для объяснения закономерностей состава веществ принадлежит английскому ученому Джону Дальтону (1766— 1844). Он был сыном ткача и систематического образования не [c.76]
Открытие химической атомистики Джоном Дальтоном: VIKENT.RU
Открытие химической атомистики Джоном Дальтоном
«Открытие химической атомистики было сделано Джоном Дальтоном, английским физиком и химиком, в Манчестере в течение двух недель, а именно — с 3 по 19 сентября 1803 г.
В течение многих лет Дальтон занимался изучением воздушной атмосферы и вёл регулярные метеорологические наблюдения, записывая их результаты в свой научный дневник. Главный вопрос, который его давно интересовал и разобраться в котором он долгое время стремился, был следующий: каким образом и почему газы диффундируют друг в друга, образуя при этом совершенно однородную смесь? Сам Дальтон об этом говорил в 1810 г. : «Занимаясь долгое время метеорологическими наблюдениями и размышляя о природе и строении атмосферы, я нередко удивлялся тому, как может сложная атмосфера или смесь двух или более упругих флюидов (газов – Прим. Б.М. Кедрова) представлять массу явно однородную, которая во всех механических отношениях сходна с простой атмосферой». Ответ на этот вопрос дали по-своему французские химики во главе с Бертолле. Между газами, говорили они, существует химическое сродство, и потому все газы способны в любых отношениях растворять друг друга. Например, когда происходит испарение воды в атмосферу, то воздух просто растворяет водяной пар. Но в данном случае для этого растворения имеется предел: для каждой температуры воздух может впитать в себя только определенное количество водяного пара, и тогда наступает насыщение (насыщенный пар).
Дальтон показал несостоятельность этого взгляда: прежде всего оказалось, что количество «растворённого» пара не зависит от того, сколько взято воздуха: воздуха может быть в несколько раз больше в данном объёме или меньше, а количество насыщенного пара зависит только от температуры. Этого не могло бы быть, если бы действительно воздух растворял в себе пар. Более того, водяной пар достигает того же состояния насыщения в полной пустоте и даже ещё быстрее, нежели в присутствии воздуха. Что в таком случае служит для него растворителем? Очевидно, что дело вовсе не в сродстве между газами и не в их взаимном растворении. Тогда в чём?
Дальтон обращается к Ньютону и в его «Математических началах натуральной философии» находит следующее рассуждение, которое ему весьма импонирует: Ньютон считает, что газ (упругий флюид) состоит из маленьких частиц (атомов), которые взаимно отталкивают друг друга с силой, возрастающей с уменьшением расстояния между ними. Исходя из этого Ньютон с атомистических позиции объяснил закон Бойля об обратной пропорциональности между объемом и давлением газа. Но Ньютон ничего не знал о сложном составе атмосферы, а потому его объяснение не могло быть применено к случаю, который специально интересовал Дальтона. Тем не менее Дальтон сразу же уловил главную мысль: дело в отталкивании между частицами газа, а не в притягивании одного газа другим. Поэтому сначала в 1801 г. он выдвинул предположение, что существует столько отталкивательных сил, сколько имеется различных видов газов и паров. Такое предположение казалось совершенно неправдоподобным. Французские химики его отвергли с порога. Но среди английских химиков оно также не встретило поддержки. Особенно резко нападал на Дальтона Томас Томсон.
Дальтон прислушался к критике и стал искать способы избавиться от допущения множества различных отталкивательных сил. В 1803 г. ему пришло в голову, что он до сих пор исключал из своего рассмотрения тепло как отталкивательную силу. В то время тепло трактовалось многими как особая невесомая топкая «жидкость» (флюид). Следовательно, встала задача объяснить, каким образом один и тот же теплород может действовать избирательно, т. е. так, что в одном случае будут отталкиваться друг от друга только частицы, скажем, кислорода, а на частицы других газов они не будут оказывать никакого воздействия, а те в свою очередь тоже никак не влиять на частицы кислорода. Если бы удалось найти такое решение, то отпала бы необходимость придумывать столько различных отталкивательных сил, сколько имеется в природе различных упругих флюидов (газов и паров): одно и то же тепло (теплород) вызывал бы все процессы отталкивания в разных газах. Но как модельно представить такое действие теплорода — это оставалось загадкой.
Но вот у Дальтона появилась идея: а что, если принять, что размеры у разных частиц газов различны? В таком случае можно было бы представить, что крупные частицы одного газа будут отталкиваться друг от друга, не затрагивая мелких частиц другого газа и не испытывая с их стороны также никакого воздействия. В итоге механизм смешения (диффузии) газов можно было бы представить как просыпку мелкой дроби в промежутки между крупной дробью. Сейчас же встал вопрос: а что надо понимать под размерами газовых частиц? Ведь тепло Дальтон представлял как особую, отдельную от атомов жидкость. Где она могла быть сосредоточена? Очевидно, вокруг самих атомов, создавая вокруг них тепловую атмосферу подобно тому, как окружающий Землю воздух образует воздушную атмосферу нашей планеты. В таком случае, согласно Дальтону, размеры частиц, это — общий суммарный объём атома и окружающей его теплородной оболочки. Если бы теперь удалось доказать фактическими данными, что размеры частиц, понимаемых как сумма атома и тепловой атмосферы, неодинаковы у разных газов, то задача была бы решена, по мнению Дальтона. Очевидно, как можно предположить, в таком виде вопрос встал перед Дальтоном в самом начале сентября 1803 г.
Позднее он вспоминал: «При дальнейшем рассмотрении этого вопроса мне пришло в голову, что я ни разу не учитывал влияния различия в величине частиц упругих флюидов. Под величиной я подразумеваю твёрдую частицу в центре вместе с окружающей её атмосферой тепла. Если, например, число частиц кислорода в данном объёме воздуха в точности не одинаково с числом частиц азота в том же объёме, то величина частиц кислорода должна отличаться от величины частиц азота. Если величина атомов различна, то при допущении, что отталкивательной силой является тепло, равновесие не может установиться между частицами неодинаковой величины, давящими друг на друга».
С этого момента Дальтон стал искать способ определить размер (величину) частиц упругих флюидов с тем, чтобы проверить и подтвердить правильность выдвинутой им гипотезы о причинах диффузии газов друг в друга с образованием однородной смеси. Несомненно, что до сих пор весь ход его рассуждений был чисто физическим и относился не к области химических взаимодействий, а к области физики газов. Но как только Дальтон стал искать пути определения размеров (величины) газовых частиц в смысле системы из атома и тепловой атмосферы вокруг него, так он сейчас же из области физики перешел в область химии, хотя сам, вероятно, сразу даже не заметил этого. Ещё меньше он мог по-первоначалу понять, что переход его из физики в химию вызывает такой переворот в химии, по сравнению с которым поиски размеров газовых частиц с целью объяснения механизма диффузии представляются ничтожными с научной точки зрения. Тем не менее, Дальтон ещё некоторое время считал, что главное — это вовсе не то, что он вносит своими идеями в химию, а пресловутые тепловые оболочки и их диаметры.
Процесс открытия химической атомистики начался непосредственно с того момента, когда Дальтон приступил к вычислению размеров (диаметров «частиц» газа, включая их теплородные оболочки). Ведь для того, чтобы такое вычисление осуществить, нужно ввести по крайней мере два новых представления: вo-первых, об атомном весе элемента и, во-вторых, о числе атомов в сложной частице химического соединения. Эти два новых представления и составили теоретический фундамент всей химической атомистики в начале XIX в. Но, повторяем, оба эти представления были введены исключительно в целях расчёта размеров газовых частиц (в дальтоновском смысле) для создания модели диффузии газов и модели газовой смеси. Как же это всё происходило? Для того чтобы определить диаметр частицы, Дальтон должен был разделить общий объём, занимаемый данным газом, на общее число частиц газа, присутствующих в этом объёме. Число частиц ему, конечно, не было известно, а потому требовалось найти какой-то окольный путь для его определения. Очевидно, что общее число частиц можно было бы найти, если знать вес отдельного атома (частицы) данного газа. Тогда, разделив общий вес газа, присутствующего в данном объёме, на вес отдельного атома (частицы), можно было бы узнать число частиц в данном объёме газа. Однако нельзя было и мечтать взвесить отдельный атом, особенно в условиях слабо развитой экспериментальной техники того времени. Значит, опять надо было продолжать искать окольные пути для достижения поставленной цели.
Таким окольным путем оказалась идея, родившаяся в тот момент в голове Дальтона, — исходить не из абсолютного веса атома, а из его относительного веса. Но для этого следовало принять за единицу вес атома одного какого-нибудь элемента. Дальтон за таковую принял вес атома водорода, как наименьший. В таком случае из весового отношения составных частей какого-либо химического соединения, например, воды, можно было бы непосредственно выводить величину атомного веса того или иного элемента, в данном случае, т. е. в случае воды, кислорода (при Н=1). […]
Таков был путь открытия химической атомистики. Как видим, он с самого начала был нераздельно связан у Дальтона с представлениями о мифических теплородных оболочках атомов и с наивной моделью диффузии газов, совершающейся, якобы, на манер просыпки дробинок малого диаметра в промежутки между шарами большого диаметра».
Кедров Б.М., Научное открытие и информация о нём, в Сб.: Научное открытие и его восприятие / Под ред. С.Р. Микулинского, М.Г. Ярошевского, М., «Наука», 1971 г., с. 26-31.
Урок 29. «новая система химической философии» д. дальтона — Естествознание — 10 класс
Естествознание, 10 класс
Урок 29. «Новая система химической философии» Д. Дальтона
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: Чем отличается атомная теория Д. Дальтона от предшествующих ей вариантов атомистики? Что понимал Д.Дальтон под «относительным атомным весом», какому современному понятию соответствует содержание данного термина? Какое влияние на последующее развитие естествознания оказали работы Дальтона?
Глоссарий по теме:
Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Атом – мельчайшая частица химического элемента, стоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.
Молекула – мельчайшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Относительная атомная масса – отношение массы атома данного элемента к одной атомной единице массы. 1 атомная единица массы (а.е.м.) составляет 1/12 массы атома углерода 12С (1,66∙10-27 кг).
Стехиометрия (от греч. stoicheion – первоначало, элемент; metreo – измеряю) – система законов, правил и терминов, обосновывающих расчёты состава веществ и количественных соотношений между массами (объемами) веществ в химических реакциях.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Естествознание. 10 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017. – С. 137-139.
2. Савинкина Е.В. История химии. Элективный курс: Учебное пособие / Е.В. Савинкина, Г.П. Логинов, С.С. Плоткин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – С. 35-44.
3. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – С. 27-28.
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
Левченков С.И. Период количественных законов // Краткий очерк истории химии: Учебное пособие для студентов химфака РГУ. URL:
http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Sketch_4.html
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Использование количественных методов изучения веществ приводит к ряду важных открытий: закон сохранения массы, закон постоянства состава вещества, закон кратных отношений, закон объемных отношений и др. Так, ещё в конце XVIII века немецкий химик Иеремия Вениамин Рихтер (1762 – 1807) ввёл понятие стехиометрии и показал, что элементы соединяются в определенных соотношениях. В начале XIX века французский учёный Джозеф Луи Пруст (1754 – 1826) на основе количественных исследований состава множества природных и синтетических веществ открывает закон постоянства состава вещества. Количественно исследуя составы многих веществ, английский физик и химик Джон Дальтон (1766 – 1844) формулирует закон кратных отношений. В ходе измерений объемов различных газов и продуктов их взаимодействия французский физик и химик Жозеф Луи Гей-Люссак (1778 – 1850) открывает закон объёмных отношений. В начале XIX века итальянский учёный Амедео Авогадро (1776 – 1856) формулирует закон о постоянстве числа молекул, содержащихся в одинаковых объемах разных газов. Все эти открытия основывались на представлениях о дискретном строении вещества и существовании в природе конечного числа элементов, обладающих определённым набором свойств, которые можно определить химическим путем.
Следует сказать, что к началу XIX века объяснение строения и свойств веществ основывалось на двух принципиально разных подходах – элементаризме и атомистике. Приверженцы взглядов дискретного строения вещества пытались связать свойства веществ с геометрическими и механическими характеристиками атомов. Сторонники элементаризма свойства объясняли наличием в теле некоторых элементарных начал (элементы Аристотеля или первоначала Парацельса). Представление об элементах постепенно трансформировалось. Так Лавуазье (1743 – 1794) под элементами понимал «простое тело», неразложимое в ходе химических процессов и обладающее рядом свойств, которые можно определить методами химического анализа. Первый перечень таких элементов был им приведен в «Таблице простых тел», вошедшей в его знаменитый учебник по химии.
Объединить атомистику и элементаризм в единое учение удалось английскому учёному Джону Дальтону.
Главной трудностью на пути создания нового атомного учения было найти такое свойство атома, которое можно измерить, но которое оставалось бы неизменным в ходе агрегатных переходов и химических процессов. Таким свойством атома Дальтон выбрал относительный атомный вес, таким образом, он ввел в научный язык хорошо Вам известное понятие («относительная атомная масса»). Так как абсолютный вес атома измерить было невозможно, за единицу им была принята масса самого легкого элемента водорода. Свою теорию Д. Дальтон изложил в двухтомном труде «Новая система химической философии», который был опубликован в 1808 – 1810 гг.
Основные положения атомной теории, которую создал Д. Дальтон, можно кратко сформулировать следующим образом:
- Все вещества состоят из большого числа мельчайших атомов («простых» или «сложных»).
- Атомы одного вещества абсолютно одинаковые.
- Атомы различных элементов различны и способны соединяться друг с другом в определенных соотношениях, образуя «сложные атомы».
- Простые атомы неделимы и неизменны. В ходе химических процессов «простые атомы» не изменяются, а только перегруппировываются, образуя другие «сложные атомы»
- Главной характеристикой атомов является их вес (масса).
При определении атомных весов различных элементов Д. Дальтон пользовался как экспериментальными данными других исследователей, так и результатами собственных экспериментов и вычислений. Изучая составы различных газовых смесей для определения относительных атомных весов разных элементов, Дальтон столкнулся с проблемой определения числа атомов, входящих в состав молекулы (учёный называл молекулы «сложными атомами»). Чтобы выйти из этой ситуации учёный вводит «правило простоты». Согласно этому правилу, если два элемента образуют только одно соединение, его состав должен быть простейшим – молекула содержит по одному атому каждого элемента. Тогда вода должна иметь состав НО, аммиак – NH и т.д. Неправильное определение состава этих и других веществ стало причиной того, относительные атомные веса элементов, полученные учёным значительно отличаются от современных значений.
Несмотря на ошибочность полученной шкалы относительных атомных весов и несовершенства новой атомной теории Д. Дальтон совершил настоящий прорыв в науке. Рассматривая его теорию с современных позиций, можно увидеть, что учёный понимал элемент как атомы одного вида, с определенными атомными весами, а каждый атом – это атом определенного химического элемента. Иными словами, атомы различных химических элементов не одинаковы по своим свойствам и по их массам, тогда как все атомы одного и того же вещества совершенно одинаковы.
Таким образом, благодаря работам Д. Дальтона атомистические идеи и представления об элементах, претерпев долгое историческое развитие, были объединены в единое учение. Созданная учёным атомная теория, в которой он ввел фундаментальное понятие относительного атомного веса – первый количественный параметр, характеризующий атом, послужила теоретической базой для дальнейшего развития химии и физики.
Резюме теоретической части.
- Использование в конце XVIII – начале XIX вв. количественных методов изучения веществ приводит к ряду важных открытий в физике и химии: закон сохранения массы, закон постоянства состава вещества, закон кратных отношений, закон объемных отношений и др.
- Д. Дальтоном было введено фундаментальное понятие относительного атомного веса – первый количественный параметр, характеризующий атом, и осуществлена попытка определить их экспериментально.
- Основные положения атомной теории Д. Дальтона:
- Все вещества состоят из большого числа мельчайших атомов («простых» или «сложных»).
- Атомы одного вещества абсолютно одинаковые.
- Атомы различных элементов различны и способны соединяться друг с другом в определенных соотношениях, образуя «сложные атомы».
- Простые атомы неделимы и неизменны. В ходе химических процессов «простые атомы» не изменяются, а только перегруппировываются, образуя другие «сложные атомы».
- Главной характеристикой атомов является их вес (масса).
- Атомистические идеи и представления об элементах, претерпев долгое историческое развитие, были объединены Д. Дальтоном в единое учение, которое послужило теоретической базой для создания атомно-молекулярного учения, дальнейшего развития химии и физики.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
1. Укажите верные утверждения:
Утверждение | Правильный ответ и пояснение |
А. Дальтон понимал элемент как атомы одного вида, с определенной атомной массой. | Правильное утверждение. Под элементами Дальтон понимал одинаковые «простые атомы», обладающие одинаковым весом. |
Б. Дальтон правильно определил относительные атомные массы известных на тот момент элементов. | Неправильное утверждение. Неправильно определив состав многих веществ, Дальтон получил ошибочные данные об относительных массах элементов. |
В. Дальтон ввёл в науку первую количественную характеристику атома. | Правильное утверждение. Дальтон ввёл фундаментальное понятие относительного атомного веса – первый количественный параметр, характеризующий атом. |
Правильный ответ: А, В.
2. Установление соответствие между элементами двух множеств. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Формулировка закона | Название закона |
Вещества, независимо от нахождения в природе и способа получения имеют один и тот же состав. | Закон Авогадро |
В одинаковых объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. | Закон сохранения массы вещества |
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате химической реакции. | Закон постоянства состава вещества |
Правильный ответ:
Формулировка закона | Название закона |
Вещества, независимо от нахождения в природе и способа получения имеют один и тот же состав. | Закон постоянства состава вещества |
В одинаковых объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. | Закон Авогадро |
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате химической реакции. | Закон сохранения массы вещества |
ДЖОН ДАЛЬТОН (1766–1844) . Великие химики. В 2-х томах. Т. I.
ДЖОН ДАЛЬТОН
(1766–1844)
Звон медного колокольчика известил об окончании уроков. Дети зашумели, как пчелы в улье, спрятали в сумки грифельные доски и гурьбой выбежали во двор. Их учитель, худощавый юноша лет пятнадцати, свернул лежавшие на столе таблицы и не спеша вышел из классной комнаты. Он любил это невысокое, но солидное здание школы. Всего лишь два года назад он также сидел здесь за партой и слушал мистера Флетчера, а теперь вот сам учит детей в родной деревне Иглисфилд.[256]
Юноша, которого квакеры из Иглисфилда прежде и не замечали, вдруг стал мистером Джоном Дальтоном, и все почтительно раскланивались с ним. Как же, мистер Джон Дальтон! И многое он знает? Ну, конечно. Его учитель — мистер Джон Флетчер — преподавал ему математику, геометрию и навигацию. А еще Джон читал книги, он узнал любопытные вещи, и все это сам, никто ведь не помогал ему разобраться в сложностях. Он знал достаточно много, чтобы мистер Флетчер убедился по зрелом размышлении, что никто лучше Джона не сможет помочь ему в обучении детей квакеров, потому-то он и взял юного Дальтона себе в помощники.
Как это прекрасно — быть учителем! Передавать знания, видеть, как радостно загораются при этом глаза ребятишек… Углубившись в размышления, Джон не обратил внимания на высокого мужчину, шедшего ему навстречу.
— Добрый день, Джон! О чем это ты задумался?
— Здравствуйте, мистер Робинсон! Вы ко мне?
— К тебе, конечно. Ты не показывался у меня целых три дня. Уж не заболел ли?
— Да нет. Что вам рассказывать! Жалованья-то, которое я получаю в школе, не хватает на жизнь, вот и приходится прирабатывать. Сейчас самое подходящее время для посадки капусты. Вчера и позавчера мы работали все вместе — брат Джонатан, сестренка Мэри и я. В этом году урожай обещает быть хорошим.
— Ты настоящий квакер, Джон. Тихий, смиренный, трудолюбивый, такой, каким учит быть наша религия.
— Оставим это, мистер Робинсон. Скажите лучше, зачем я вам понадобился?
— У меня для тебя сюрприз. Я закончил новый барометр. Теперь мы сможем более точно измерять атмосферное давление.
Рассуждая о различных приборах, которые мистер Элих Робинсон искусно создавал своими руками, они ускорили шаг ж не заметили, как оказались рядом с домом этого одаренного умельца. Дом его находился на самой вершине холма. Некоторые из своих приборов мистер Робинсон установил на специальных деревянных штативах прямо в саду; с их помощью постоянно вел наблюдения за погодой. Не так давно помогать ему в этом деле стал Джон Дальтон: исследования мистера Робинсона чрезвычайно заинтересовали его. Найти связь между барометрическим давлением, температурой, влажностью воздуха, силой ветра, количеством осадков, дождя или снега — не только само по себе увлекательно, а для сельского жителя имело и практическое значение. А если бы им удалось открыть сложные закономерности, управляющие этими явлениями, можно было бы предсказывать погоду! И какую пользу это принесло бы, скажем, морякам! Да и крестьянам тоже.
Джон, восхищенный, долго рассматривал новый барометр. Потом они провели очередные наблюдения, записали результаты и разошлись по домам[257].
Еще издали он услышал равномерный стук ткацкого станка. Отец и мать работали с раннего утра и до позднего вечера. Джонатан и Мэри помогали родителям. В детстве и Джон старался помочь им в этом. Но сейчас он принял предложение мистера Флетчера работать в школе. Однако денег по-прежнему не хватало. Джон все чувствовал себя нахлебником. Как несправедлива жизнь! Почему только лишения и тяготы выпали на долю матери и отца? Шутка ли: прокормить шесть человек детей! Они заботились о детях как могли, и тем не менее зимой умерла младшая сестренка, а за ней и брат Том — он был слаб здоровьем и часто болел, скорее всего потому, что недоедал.
Как облегчить жизнь семье, размышлял Джон, — может быть, попытать счастья в другом месте и покинуть Иглисфилд? Ведь он достаточно образован и сможет заработать себе на жизнь. Не отправиться ли в Карлисал и там поискать работу?
Спустя несколько дней Джон уехал из дома. В Карлисале он не сумел найти подходящей работы, однако в книжной лавке госпожи Мекуин ему посоветовали отправиться в Кендал. Там, вроде бы, требовался учитель математики.
Осень 1781 года застала Джона в Кендале. Комната, которую отвели ему в мужском пансионе при школе, была скромно обставлена. Джон ничего не менял в ней: жизнь, полная лишений, не приучила его к расточительности. И тем не менее в новой комнате молодой учитель чувствовал себя, как во дворце. Ведь полки его ломились от книг. Книги — вот его настоящее богатство. А когда он открывал дверь школьной библиотеки, то чувствовал себя еще того богаче. Теперь у Джона Дальтона были все возможности для расширения знаний, и он читал, читал, читал.
Одновременно с чтением Джон не забрасывал и свое любимое занятие — постоянные наблюдения за погодой. Он повесил на стену барометр — подарок мистера Робинсона накануне его отъезда, — в саду установил дождемер. На столе в комнате Дальтона один за другим появлялись различные стеклянные приборы. Он покупал их, а иногда и сам мастерил, используя для этого склянки и трубочки. Как же много еще неразгаданного в природе! Надо работать, надо искать ключ, который откроет дверь в тайники природы. Но с чего начать? С физики? Медицины? Химии? Метеорологии?
Джон очень досадовал на рыжего петуха, который всегда удивительно точно определял, когда пойдет дождь или будет буря. Он кукарекал тогда во все горло, устроившись на дощатом заборе. «Почему птица может предсказывать погоду, а я не могу?» Дальтон приводил в порядок данные, которые он скрупулезно собирал в течение нескольких лет. Он сравнивал температуру воздуха, давление и пытался разгадать тайны погоды. Ему стало известно, что в Кендале живет человек, который тоже ведет подобные наблюдения. Дальтон решил познакомиться с ним. Все в округе знали мистера Джона Гауфа[258], и потому он легко нашел его дом.
— Мистер Джон Гауф? — учтиво спросил он входя.
— Да, это я, — ответил мистер Гауф. Он продолжал сидеть спиной к Дальтону. Джон видел только его седые волосы, волнами ниспадающие на плечи.
— Пройдите ближе и дайте мне руку. Кто вы?
— Джон Дальтон, учитель математики из «Школы друзей». — Он протянул Гауфу руку и тут заметил, что он слепой.
— По вашей руке чувствую, вы чем-то взволнованы. Видно, вас смущает, что я не вижу?
— Извините, но говорят, что вы отличный экспериментатор. Ничего не могу понять.
— То, что вы видите своими глазами, дорогой господин Дальтон, ничтожно в сравнении с тем, что можно познать разумом.
— Я полностью с вами согласен. Но как же все-таки вы проводите опыты?
— Это не трудно. Сейчас я вам покажу, как можно собрать аппаратуру, как наполнять сосуды, не разлив ни капли жидкости, не уронив и не разбив даже самой тонкой стеклянной трубочки. Все зависит от сноровки и терпения.
Мистер Гауф встал и подошел к большому столу. На нем в идеальном порядке стояли самые различные сосуды.
— Так. Здесь поставим железный штатив. Из этой коробки возьмем металлический зажим. Затем колбу, а в этом мешке пробки…
Он уверенно протягивал руку в определенном направлении и брал необходимое. Точность его движений можно было сравнить с точностью самого совершенного автомата.
Дальтон смотрел с восхищением. Вот что значит настоящая сила воли. Они долго еще беседовали, и Дальтон получил много ценных советов в отношении опытов, которые намеревался проводить. Он все чаще стал наведываться к этому удивительному человеку. Шли дни, и они постепенно становились друзьями. Дальтон старался помогать Гауфу во время опытов, но тот почти всегда все делал сам. Время от времени, удобно устроившись в кресле, Дальтон расспрашивал мистера Гауфа о явлениях, доселе ему непонятных.
Параллельно с исследованиями воздуха[259] они проводили регулярные метеорологические наблюдения. Дальтон усиленно занимался и математикой, пользуясь богатой литературой школьной библиотеки. Постепенно он стал самостоятельно разрабатывать новые математические задачи и решения, а вслед за тем написал и первые свои научные труды в этой области.
Дальтон, вечно ищущий знаний, очень скоро завоевал уважение не только своих коллег, но и граждан города Кендала. Уже через четыре года он стал директором школы. В это время он сблизился с доктором Чарлзом Хатоном, редактором нескольких журналов Королевской военной академии. Рассчитанные на широкую публику, они нередко помещали на своих страницах статьи научного характера. Это объяснялось стремлением доктора Хатона популяризировать науку. Дальтон стал одним из постоянных авторов этих альманахов: в них были опубликованы многие его научные труды. За вклад в развитие математики и философии он получил несколько высоких наград. Имя Джона Дальтона было уже известно не только в Кендале.
В сентябре 1787 года к Дальтону приехал из Манчестера Честер Коулд.
— Если вы знаете, в прошлом году пресвитериане открыли в городе Новый колледж. Я его преподаватель.
— Рад познакомиться.
— А приехал я к вам со специальной миссией. У секретаря Литературного и философского общества, мистера Смита, сложилось о вас самое наилучшее мнение. Он неоднократно рассказывал нам о вашей плодотворной деятельности, и потому мы хотели бы просить вас прочитать курс лекций в Новом колледже.
— Какой предмет вас интересует?
— Натурфилософия. Мы были бы рады, если б вы приступили к лекциям немедля.
— Согласен. Попробуем назначить первую лекцию на октябрь.
Дальтон читал лекции в Манчестере, затем в Кендале. Его слушали с интересом, поскольку он рассматривал вопросы первостепенного научного значения, однако он не владел ораторским искусством и не умел зажечь аудиторию. Тем не менее курс лекций по достоинству оценили. Директор колледжа Макензи выразил Дальтону свое удовлетворение.
— Искренне благодарю вас, мистер Дальтон. Был бы очень рад, если бы вы согласились переехать к нам, в Манчестер.
— К сожалению, я не могу оставить школу в Кендале.
— Понимаю. Это ваш долг, но надо подумать и о своем будущем. У нас в Манчестере больше возможностей для творческой работы.
— Быть может, вы и правы. Во всяком случае, ваше предложение заставляет меня серьезно задуматься.
В Кендале Дальтон работал еще несколько лет, а в 1793 году переехал в Манчестер. Он привез с собой рукопись «Метеорологических наблюдений и этюдов»[260], приведшую в восторг издателя Пенсвиля. Кроме описания барометра, термометра, гигрометра и других приборов и аппаратов и изложения результатов долголетних наблюдений, Дальтон мастерски анализировал в ней процессы образования облаков, испарения, распределения атмосферных осадков, утренние северные ветры и прочее. Рукопись тут же напечатали, и монография была встречена с большим интересом.
Дальтону нравилась новая работа. Кроме занятий в колледже, он давал и частные уроки, в основном по математике.
Через год после приезда в Манчестер Дальтона избрали членом Литературного и философского общества[261]. Он регулярно посещал все заседания, на которых члены Общества докладывали результаты своих исследований. А уже осенью 1794 года он выступил с докладом о цветной слепоте[262]. Еще ребенком он заметил, что его брат Джонатан не различает цвета. Иногда красный волчок, который они крутили в детстве, казался Джонатану зеленым, а когда однажды сестра надела новое зеленое платье, Джонатан решил, что оно красного цвета. Позднее, в Кендале, а потом и в Манчестере, Дальтон и за собой стал замечать этот дефект зрения, однако у него он проявлялся в несколько меньшей степени. Ученый занялся подробным изучением этого явления, проводил десятки опытов с разноцветными плитками, расставлял их в различной последовательности, записывал цвета. Потом проводил эксперименты на школьниках. Дальтон установил, что среди его учеников некоторые вообще не могут различать цвета, а некоторые часто их путают. Они видели зеленый цвет красным или наоборот, но были и такие, которые путали синий и желтый цвет. Этот особый дефект зрения мы называем сегодня дальтонизмом.
В Манчестере действительно было широкое поле для научной деятельности: богатые библиотеки, всевозможные общества, издательства. Здесь же, в Манчестере, трудились замечательные ученые. С ними Дальтон обсуждал интересующие его проблемы, пользовался их советами, прислушивался к критическим замечаниям. Его научные интересы становились все шире, и вскоре он ясно увидел, что работа учителя в колледже отвлекает от самого для него святого — науки. Летели годы, а он растрачивал драгоценное время у классной доски с мелком и тряпкой в руке. Но ведь и средства к существованию были тоже необходимы. Быть может, ограничиться лишь частными уроками? Зажиточные семьи города предпочитали приглашать в дом частных учителей. В Манчестере имя Дальтона произносилось с благоговением, его уважали как ученого, и каждый богач счел бы за великую удачу, согласись Дальтон быть репетитором в его доме. Надо попробовать, но только за два шиллинга в час, не меньше. На эту сумму вдова сапожника Пиита кормится с двумя ребятишками целую неделю. А коль скоро вы желаете, чтобы Джон Дальтон обучал ваших детей, господа, извольте раскрыть кошельки!
В 1799 году Дальтон покинул Новый колледж и стал не только самым дорогим, но и самым почитаемым частным учителем в Манчестере. Время теперь принадлежало ему. Он преподавал в богатых семьях не более двух часов в день, а потом занимался наукой. Его внимание все больше привлекали газы, газовые смеси. Воздух ведь тоже является газовой смесью.
— Чтобы охарактеризовать газ, необходимо знать его давление. Это относится и к газовой смеси. Но каково давление отдельных газов в смеси и существует ли какая-нибудь связь между ними? — Дальтон излагал программу предстоящих исследований своему другу Стивенсу.
— Проблема интересна, — заметил Стивенс. — Но есть ли идея, как провести исследование?
— Проще всего было бы, если б удалось найти два газа, из которых один можно легко удалить из смеси, с тем чтобы измерить давление смеси и газа в отдельности. Разумеется, существуют и другие варианты. Но посмотрим, что покажет этот опыт.
Результаты получились интересными. Давление данного газа, заключенного в сосуд с постоянным объемом, оставалось неизменным. Потом Дальтон вводил второй газ. У полученной смеси было более высокое давление, но оно равнялось сумме давлений двух газов. Давление отдельного газа оставалось неизменным.
«Из моих опытов следует, что давление газовой смеси равно сумме давлений, которыми обладают газы, если онп отдельно введены в этот сосуд при тех же условиях. Если давление отдельного газа в смеси назвать парциальным, тогда эту закономерность можно сформулировать так: давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений газов, из которых она составлена. — Дальтон отложил перо в сторону и задумался. — Отсюда можно сделать важные выводы! Ясно, что состояние газа в сосуде не зависит от присутствия других газов. Это, конечно, легко объяснить их корпускулярным строением. Следовательно, корпускулы или атомы одного газа равномерно распределяются между атомами другого газа, но ведут себя так, как если бы другого газа в сосуде не было».
Он снова задумался: но что в сущности мы знаем об атомах? Существуют ли они в природе, или это всего лишь философская категория? Если атомы существуют, то тогда следовало бы объяснить все свойства веществ, все законы на основе атомной теории. Но разве можно теории Кирвана[263] и Хиггинса[264] назвать атомными? Чем они отличаются от теорий Бойля и Ньютона? Вот чего не хватает химии — подлинной теории строения вещества!
Увлеченный новой идеей, Дальтон занялся упорными исследованиями. Лаборатория, библиотека, теоретические заключения за рабочим столом… Необходимо прежде всего получить ясное представление об атомах. Каковы их характерные особенности? Отличаются ли атомы одного элемента от атомов другого? Нет ли какого-либо способа, несмотря на то, что они ничтожно малы и невидимы невооруженным глазом, установить их вес, форму, размеры…
Несколько лет напряженного труда — и результаты не замедлили себя ждать. 21 октября 1803 года. Сегодня вечером они станут известны и членам Манчестерского литературного и философского общества. Стоя на кафедре, Джон Дальтон докладывал свою химическую атомную теорию[265].
— В заключение мне хотелось бы подытожить основные положения моей теории. Все существующие ранее теории корпускул сходятся на том, что это маленькие одинаковые шарики. Я же считаю, что атомы (мельчайшие неделимые частички) одного элемента одинаковы между собой, но отличаются от атомов других элементов. Если в настоящий момент об их размерах нельзя сказать ничего определенного, то об основном их физическом свойстве говорить можно: атомы имеют вес. В подтверждение этого разрешите зачитать и вторую мою работу: «Первая таблица относительных весов конечных частиц тел». Атом нельзя выделить и взвесить. Если принять, что атомы соединяются между собой в самых простых соотношениях, и анализировать сложные вещества, а после этого сравнить весовые проценты элементов с весовым процентом самого легкого из них, можно получить интересные величины. Эти данные показывают во сколько раз атом одного элемента тяжелее атома самого легкого элемента. Обратите внимание на первую таблицу этих весов. Она перед вами. Самым легким элементом оказался водород. Это означает, что его атомный вес следовало бы условно принять за единицу…
Дальтон говорил увлеченно, и присутствующие слушали его с огромным интересом. Все они так или иначе принимали, что вещества состоят из атомов, но такую теорию, такие подробные представления, которые не только объясняли свойства веществ, но и давали представление об их строении, никто до сих пор не слышал. Дальтон чертил на доске кружочки, расставляя их рядом по два, по три или по четыре. Это были первые формулы самых простых соединений[266].
Новая теория Дальтона привлекла внимание широкой научной общественности. Он получает приглашение прочитать курв лекций в Лондоне[267]. Через несколько недель он снова возвращается в Манчестер для продолжения начатой работы по определению атомных весов.
Некоторые частные случаи создавали ему немалые трудности. Например, медь окисляется кислородом и образует два окисла — черный и красный. Азот тоже дает несколько различных окислов. Как объяснить это явление? Но он знал, что Пруст исследовал оба окисла меди. В результате анализов им было установлено, что черный окисел содержит 80% меди, а красный — 89%. Анализы проводили и другие исследователи; их данные существенно не отличались от данных Пруста. Этого было достаточно, чтобы приступить к вычислениям.
Иногда в литературных источниках Дальтон встречал результаты, полученные только одним ученым. Тогда он повторял анализы, чтобы убедиться в их достоверности, и лишь посла этого приступал к вычислению атомного веса. Многие из значений атомных весов, которые он получил, были неточными, так как для кислорода он установил атомный вес равным 7, а не 16.[268] По сути дела то, что вычислял Дальтон, сегодня называется эквивалентным весом, то есть весовой частью данного элемента, которая является носителем единицы валентности. Атом кислорода имеет валентность два, следовательно, единицу валентности несет весовое количество, равное половине его атомного веса. Дальтону не удалось получить точное значение эквивалентного веса кислорода. К ошибке привели несовершенные методы анализа, дававшие неточные результаты.
Дальтон сосредоточил свое внимание на количественных показателях. В черной окиси меди[269] 20 весовых частей кислорода соединяются с 80 весовыми частями меди. Атомный вес кислорода 7, тогда 7 весовых частей его будут соединяться с таким весовым количеством меди, которое представляет ее атомный вес. Дальтон решил пропорцию и получил число 28. В красной окиси меди[270] 11 весовых частей кислорода соединяются с 9 весовыми частями меди. Для 7 весовых частей он получил число 56. Дальтон с удивлением смотрел на числа — 28 и 56.[271]
— Но второе число в два раза больше первого! Интересно, что получится для окислов азота? — воскликнул он, вычисляя с лихорадочной быстротой.
— То же самое! Одно число в два раза больше другого. Может быть, атомы обладают свойством соединяться между собой в различных весовых соотношениях?
Мысль показалась захватывающей.
— Да. Так оно и есть. В черной окиси один атом кислорода соединен с одним атомом меди, а в красной окиси — с двумя.
Итак, это не было случайностью, в этом основное свойство вещества. Закон кратных весовых отношений — закон природы. Дальтон рассказал о своем открытии Стивенсу.
— Вопрос сводится к способности атомов соединяться между собой. Если атом кислорода соединится с атомом меди, образуется одно вещество, но если атом кислорода соединится с двумя атомами меди, получится другая окись. Разумеется, количество меди в первом соединении относится к ее количеству во втором соединении, как один к двум.
— Твоя атомная теория оказалась на высоте, — улыбнулся Стивенс.
— Некоторые все еще называют ее гипотезой, но, поверь мне, это истина. Все результаты, которые я получаю, убеждают меня в этом.
— Послушай, Джон, а ведь ты становишься persona grata, мой друг. В прошлом году тебя приглашали в Эдинбург, Глазго, в этом году…
…В этом году руководство Манчестерского литературного и философского общества решило избрать своим вице-президентом Джона Дальтона. Официальное избрание состоялось в мае 1808 года. Лондонское королевское общество вновь пригласило Дальтона выступить с лекциями. В конце 1809 года он поехал в Лондон, где встретился и беседовал с крупнейшими учеными Англии, побывал в лабораториях, познакомился с их работой. Особенно часто он беседовал с Гемфри Дэви. Молодого исследователя переполняли идеи. Дальтон ознакомился с открытыми Дэви новыми элементами — калием и натрием. Он с интересом наблюдал, как маленький кусочек металла плавал в воде, а над ним трепетало желтое пламя.
Замечательное открытие, сэр.
— Ваши заслуги в химии не меньше, мистер Дальтон. Открытие закона кратных отношений намного значительнее, чем открытие элемента. Я уже не говорю о таком достижении, как атомная теория.
Они помолчали, потом Дэви продолжил:
— Для Лондонского королевского общества большая честь избрать вас своим членом, мистер Дальтон. Разрешите мне внести это предложение?
— Прошу вас, сэр Дэви, не надо. Я люблю Манчестер и его Общество. Для науки неважно, где живет ученый, главное, что он ей дает.
— Извольте, мистер Дальтон, но я бы не стал отказываться: здесь куда больше возможностей.
— Я другого мнения, сэр. Обещайте мне, что не сделаете этого.
Несколькими неделями позже Дальтон возвратился в Манчестер. Несмотря на исключительную скромность характера, известность ученого день от дня росла. О нем говорили уже за пределами Англии. Атомная теория Дальтона заинтересовала ученых Европы. В 1816 году Дальтона избрали членом-корреспондентом Парижской Академии наук. В следующем году — президентом Общества в Манчестере, а в 1818 году английское правительство назначило его научным экспертом в экспедиции сэра Джона Росса[272], который лично вручил назначение ученому.
— К чему сводятся мои обязанности в экспедиции? — спросил Дальтон.
— Если говорить прямо, у вас их будет немало: вы должны руководить метеорологическими и физическими исследованиями.
— А какова цель экспедиции?
— Северный полюс. Попытаемся исследовать арктические области и добраться до полюса.
— Польщен вашим предложением, но предпочитаю остаться в Англии. Мне кажется, вопросы, которые я решаю здесь, имеют большее значение для науки. Там, в ледяной Арктике, я не смог бы заниматься моими любимыми проблемами.
— Вы окончательно решили?
— Да.
— Весьма сожалею, мистер Дальтон. Экспедиции будет не хватать ваших знаний.
Но Дальтон предпочитал спокойную работу в кабинете, не желая разбрасываться и терять драгоценное время. Исследования по определению атомных весов продолжались. Все точнее становились полученные результаты. Приходили новые идеи, возникали интересные предположения, приходилось пересчитывать и исправлять результаты анализов многих ученых. Уже несколько раз Дальтон публиковал новые таблицы атомных весов. Некоторые данные в них оставались теми же, другие были в 2, а иногда и в 3 раза больше опубликованных ранее. Число элементов, атомные веса которых были определены, непрерывно увеличивалось. Не только английские ученые, но и ученые Франции, Германии, Италии, Швеции, России внимательно следили за его достижениями. Однако всем казалось странным, что ученый с мировым именем не состоит членом Королевского общества. Не получив согласия Дальтона, Дэви решил все-таки внести предложение об его избрании, и в 1822 году Дальтон стал членом Общества. Вскоре после этого он уехал во Францию.
Научные круги Парижа оказали Дальтону радушный прием. Он присутствовал на нескольких заседаниях, прочитал ряд. докладов, беседовал с многими учеными. Особенно теплой была встреча с Гей-Люссаком, познакомившим Дальтона со своими лабораториями.
— Наука — это необъятный океан, — сказал Гей-Люссак, продолжая начатый разговор.
— Вы правы. Надо вооружиться лишь надежным компасом, чтобы добраться до берега, — согласился Дальтон.
— А мне кажется, мы никогда не достигнем этого берега. Приблизившись к нему, мы открываем новые горизонты, направляемся к ним — и вновь перед нами бескрайние просторы океана.
— Такова судьба исследователя — вечно искать, вечно стремиться в неизведанное.
— Ваша атомная теория открывает новую эпоху в химии, мистер Дальтон.
— Рад, что мы единомышленники. Однако теория моя далека от завершения. Надо много работать, а с моими скромными средствами это не так-то просто.
— Что Вы намерены предпринять в будущем?
— Конечно, я не могу останавливаться на достигнутом: сейчас очень часто публикуют сообщения об открытии новых элементов. Надо провести сотни опытов, определить их атомный вес. Я не оставляю работы по совершенствованию методов определения атомных весов. О многих вещах мы делаем лишь отдельные предположения. Вот, например, простые вещества — элементы — состоят из простых атомов, а сложные вещества — из сложных атомов. Как соединяются простые атомы, чтобы образовать сложные? Этого мы не знаем. Сколько простых атомов входит в состав сложного? Тоже не знаем. Как, например, установить, сколько атомов водорода и кислорода образуют сложный атом воды?
— Да. Новые доказательства необходимы.
— Конечно. Будущее зовет нас. Когда-нибудь, возможно, наука разгадает тайну атомов.
— Вы уже на этом пути.
— Но я все еще очень далек от цели, уважаемый коллега.
Дальтон искал, анализировал, вычислял, строил предположения… С каждым днем его мысли и идеи приобретали все более четкие очертания, превращались в стройную, законченную теорию об атоме.
Большой научный труд Дальтона получал всеобщее признание. В 1826 году английское правительство наградило ученого золотым орденом за открытия в области химии и физики, и главным образом за создание атомной теории. Орден был вручен на торжественном заседании Лондонского королевского общества. С большой речью выступил сэр Гемфри Дэви. В следующие годы Дальтон был избран почетным членом академии наук в Берлине, научного общества в Москве[273], академии в Мюнхене.
Во Франции, чтобы засвидетельствовать признание достижений выдающихся ученых мира, Парижская Академия наук избрала свой почетный совет. Он состоял из одиннадцати самых известных в Европе ученых. Английскую науку в нем представлял Гемфри Дэви. После его смерти это место занял Джон Дальтон. В 1831 году Дальтон получил приглашение из Йорка почтить своим присутствием учредительное собрание Британской ассоциации развития науки. В 1832 году Дальтон был удостоен самого высокого отличия Оксфордского университета[274].
По случаю торжества зал был празднично освещен. Ректор университета в красной мантии держал речь на латыни. На деревянных стульях с высокими спинками, установленных на специально оборудованной сцене, разместились Джон Дальтон, Майкл Фарадей, Дэвид Брюстер[275] и Роберт Браун. Зал был весь внимание. Плавно лилась латинская речь.
— Да здравствуют профессоры! Да здравствуют доктора гражданского права! — в заключение произнес ректор.
Грянула музыка. Все поднялись с мест. Ректор подошел к взволнованным ученым и накинул красную шелковую мантию на плечи Дальтона. В такую же почетную мантию были облачены Фарадей, Брюстер и Браун.
Дальтон был счастлив. Кто бы мог подумать? Скромный и трудолюбивый квакер дожил до таких почестей! Чувство гордости переполняло его сердце: он выполнил долг ученого, он отдал свои силы, ум и любовь науке.
Английское правительство вынуждено было заинтересоваться судьбой Дальтона и в 1833 году назначило ему пенсию. Решение правительства было зачитано на торжественном заседании в Кембриджском университете.
Актовый зал был украшен дорогими картинами в позолоченных рамках. С трибуны профессор Сиджвик говорил о заслугах Дальтона перед наукой:
— Принимая во внимание огромный вклад в науку достопочтенного Джона Дальтона, правительство поручило мне передать ему свое уважение и постановление о назначении ему годовой пенсии в размере 150 фунтов стерлингов.
Разразилась буря аплодисментов. Дальтон в красной мантии встал и низко поклонился собранию.
Растроганный, Дальтон вышел в парк: погулять немного и успокоиться, прежде чем отправиться домой.
— Мистер Дальтон!
Он обернулся: перед ним стоял высокий мужчина в черном фраке.
— Я из Манчестера. Послан к вам со специальной миссией. Городской совет Манчестера считает, что избрание вас почетным гражданином города в неполной мере выражает чувство признательности вам. Поэтому принято решение установить ваш бюст в самом большом зале Манчестера — Таун-холле. Уже получено согласие на заказ у лучшего лондонского скульптора. Мы бы просили вас в этой связи приехать в Манчестер.
— Искренне вам благодарен. Если б я не опасался, что могу обидеть отказом граждан Манчестера, я бы непременно отказался. Можете передать от моего имени мэру города, что я обязательно приеду и навсегда поселюсь в Манчестере.
Дальтон снова оказался в кругу Манчестерского литературного и философского общества. Он продолжал усиленно работать и выступать с докладами.
Открытие памятника ученому омрачила, однако, внезапная смерть брата Дальтона — Джонатана.
Братья были очень привязаны друг к другу на протяжении всей жизни. Дальтон долго скорбел о любимом брате. Сам он смерти не боялся — он не думал о ней. И хотя Дальтон был далеко уже не молод, он мечтал о работе, о новых открытиях. Однако с приходом старости все чаще одолевали болезни, все труднее становилось работать. 27 июля 1844 года Дальтон скончался.
Весть о смерти Джона Дальтона потрясла Манчестер. В полуосвещенном зале Таун-холла, где был установлен гроб с телом покойного, царила мертвая тишина. Днем и ночью шли туда люди отдать последний долг великому гению. Две недели не прекращался людской поток — две недели Англия прощалась со своим сыном.
12 августа 1844 года. Приспущенные флаги на улицах города. Люди толпились на тротуарах, балконах, у окон. Под звуки траурной музыки похоронная процессия медленно двигалась к кладбищу Ардвик. За гробом шли ученые и люди, далекие от науки, никогда не слышавшие о существовании атомов. Однако и они понимали, что умер большой ученый, о котором скорбит не только их родина, но и весь мир…
Склонив голову, Англия провожала в последний путь великого Джона Дальтона.
НАЧАЛА ФИЗИКИ
Химические превращения веществ можно объяснить, если допустить, что атомы разных веществ могут соединяться друг с другом в разных сочетаниях и образовывать другие вещества. Тем не менее взгляды древних ученых на атомы не были подкреплены доказательствами и носили весьма наивный характер.
Не особенно далеко ушли от древних и средневековые ученые. К наиболее последовательным сторонникам атомистических воззрений следует отнести Бойля, Ньютона, Ломоносова. Однако «атомистика» была абстрактной умозрительной теорией. Атомы считались абсолютно неделимыми и неизменными твёрдыми частицами, различные виды которых отличаются друг от друга по размеру и форме. Сочетания атомов в том или ином порядке образуют различные тела, движения атомов обусловливают все явления, происходящие в веществе.
В конце XVIII — начале XIX вв. в результате быстрого развития химии была создана основа для количественной разработки атомного учения. Одним из первых последовательных атомистов был английский химик и физик Джон Дальтон, который рассматривал атом как мельчайшую частицу химического элемента, отличающуюся от атомов других элементов своей массой. По Дальтону, основной характеристикой атома является его масса. Химические соединения состоят из «составных атомов» (на современном языке — молекул), содержащих определенные (характерные для данного сложного вещества) числа атомов каждого элемента. Все химические реакции являются лишь перегруппировками атомов в новые сложные частицы. Исходя из этих положений, Дальтон сформулировал закон кратных отношений, на основе которого он установил химические формулы ряда простых соединений. Чуть позже итальянский химик и физик А. Авогадро дополнил рассуждения Дальтона законом, который сейчас называется законом Авогадро, и уточнил некоторые формулы Дальтона. Авогадро первым провел четкую грань между атомом и молекулой: атомы — это «кирпичики», из которых строятся молекулы любых веществ, при этом существуют простые вещества (элементы), молекулы которых состоят из одного атома, характерного для данного элемента.
546/597
Джон Далтон FRS — Ученые с ограниченными возможностями
Джон Далтон родился в 1766 году в скромной семье квакеров из Озерного края в Камбрии. Хотя он не получил формального образования, его острый ум и природное чувство любопытства компенсировали отсутствие раннего образования. В возрасте всего 12 лет он вместе со своим старшим братом руководил местной квакерской школой, где проработал учителем более десяти лет.
В то время у Далтона было два влиятельных наставника: Элиу Робинсон, богатый интеллектуал, интересовавшийся математикой и наукой; и Джон Гоф, слепой ученый-классик, естествоиспытатель и философ-экспериментатор. Оба эти человека пробудили в Дальтоне страстный интерес к метеорологии, который длился до конца его жизни.
В 1793 году Дальтон опубликовал свою первую научную работу: «Метеорологические наблюдения и очерки». Он стремился продолжить дальнейшие исследования атмосферы и погоды в академическом учреждении, но, поскольку квакеру в то время было запрещено поступать в большинство британских университетов, поэтому его наставник Гоф потянул за несколько ниточек и устроил его репетитором в Манчестерский колледж.
Любопытное расследование
К тому времени, когда он прибыл в Манчестер, Далтон начал понимать, что видит мир не так, как большинство других людей, как он написал в письме Элиу Робинсону:
«В настоящее время я занимаюсь очень любопытным расследованием.Прошлым летом я с уверенностью обнаружил, что цвета кажутся мне иначе, чем другим. […] за исключением моего брата, который, кажется, видит то же, что и я».
Наблюдение Далтона о том, что он и его брат разделяют такую аномалию, привело его к выводу, что его необычное восприятие цвета было результатом наследственного заболевания. Его отчет об этом явлении Манчестерскому литературно-философскому обществу в 1794 году является первым зарегистрированным описанием дальтонизма, или, как его стали называть, дальтонизма.
В последующие годы Дальтон провел обширные исследования по этому вопросу, кульминацией которых стала публикация его статьи 1798 года «Необычайные факты, касающиеся видения цветов», в которой он предположил, что его собственная дальтонизм был результатом его стекловидного тела. желеобразная часть его глаза), обладающая аномальным синим оттенком, таким образом действующая как фильтр для определенных длин волн света.
Однако вскрытие его глаз в 1844 году, проведенное по его предварительному запросу, показало, что их содержимое было «совершенно бесцветным».Только в 1995 году, когда современные ученые провели анализ ДНК его сохранившегося глазного яблока, выяснилось, что у него то, что сегодня известно как красно-зеленая цветовая слепота, или дейтеранопия: редкая форма заболевания, вызванная отсутствующим геном. для рецептора, чувствительного к свету средней длины волны (зеленому) (в отличие от дейтероаномалии, которая включает мутировавшую форму пигмента).
Газы и атомы
На рубеже девятнадцатого века появление новых экспериментальных методов позволило Дальтону расширить свои ранние метеорологические работы; в частности, поглощение водяного пара воздухом при различных температурах.Его последующая работа по строению, испарению и тепловому расширению газов привела к выводу им закона парциальных давлений Дальтона, который, в свою очередь, лег в основу его предложения в 1803 году о современной теории атома.
Атомная теория Дальтона предполагала, что вся материя состоит из неделимых и неразрушимых атомов с различными массами и свойствами, комбинация которых определяет физическую природу составляющих их элементов. Хотя его предложения по некоторым точным формулировкам были неверными (он думал, что формулой воды является ОН, а не h3O), его идеи были революционными и заложили основы для развития всей современной химии.
Именно за свою работу по теории атома в 1826 году Дальтон стал одним из первых двух лауреатов Королевской медали, престижной награды, ежегодно присуждаемой Королевским обществом за «самый важный вклад в развитие естественных знаний».
Жизнь, посвященная науке
Дальтон продолжал свои научные исследования по широкому кругу вопросов до своей смерти в 1844 году. Он оставался активным членом Манчестерского литературно-философского общества, а с 1822 года был членом Королевского общества; в его предвыборной справке говорилось, что его «таланты, приобретения и усилия хорошо известны его коллегам по делу науки».
Джон Далтон — Атомная теория, открытия и эксперименты
Химику Джону Дальтону приписывают создание современной атомной теории. Он также был первым, кто изучил дальтонизм.
Кем был Джон Далтон?
В начале своей карьеры Джон Далтон определил наследственную природу красно-зеленого дальтонизма. В 1803 году он открыл концепцию закона парциальных давлений Дальтона. Также в 1800-х годах он был первым ученым, который объяснил поведение атомов с точки зрения измерения веса.
Молодость и карьера
Далтон родился в Иглсфилде, Англия, 6 сентября 1766 года в семье квакеров. У него было двое выживших братьев и сестер. И он, и его брат родились дальтониками. Отец Далтона зарабатывал скромный доход ткачом на ручном ткацком станке. В детстве Далтон стремился получить формальное образование, но его семья была очень бедной. Было ясно, что ему нужно будет помогать с семейными финансами с юных лет.
После посещения квакерской школы в своей деревне в Камберленде, когда Далтону было всего 12 лет, он начал там преподавать.Когда ему было 14, он проработал год на ферме, но решил вернуться к преподаванию — на этот раз в качестве ассистента в квакерской школе-интернате в Кендале. Через четыре года застенчивый юноша стал директором школы. Он оставался там до 1793 года, когда стал преподавателем математики и философии в Новом колледже в Манчестере.
Во время учебы в Новом колледже Далтон вступил в Манчестерское литературно-философское общество. Членство предоставило Далтону доступ к лабораторным помещениям.В одном из своих первых исследовательских проектов Дальтон проявил живой интерес к метеорологии. Он начал вести ежедневный журнал погоды, уделяя особое внимание таким деталям, как скорость ветра и атмосферное давление — привычка, которую Далтон сохранил на всю свою жизнь. Результаты его исследований атмосферного давления были опубликованы в его первой книге « Метеорологические выводы » в год его прибытия в Манчестер.
В начале своей карьеры ученого Далтон также исследовал дальтонизм — тему, с которой он был знаком не понаслышке.Поскольку это состояние поражало и его, и его брата с рождения, Далтон предположил, что оно должно быть наследственным. Он доказал свою теорию, когда генетический анализ ткани его собственного глаза показал, что ему не хватает фоторецептора для восприятия зеленого цвета. В результате его вклада в понимание красно-зеленой цветовой слепоты это состояние до сих пор часто называют «дальтонизмом».
Закон Дальтона
Интерес Дальтона к атмосферному давлению в конце концов привел его к более тщательному изучению газов.Изучая природу и химический состав воздуха в начале 1800-х годов, Дальтон узнал, что это не химический растворитель, как считали другие ученые. Вместо этого это была механическая система, состоящая из небольших отдельных частиц, которые независимо использовали давление, создаваемое каждым газом.
Эксперименты Дальтона с газами привели его к открытию того, что общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений, которые оказывает каждый отдельный газ, занимая одно и то же пространство.В 1803 году этот научный принцип официально стал известен как закон парциальных давлений Дальтона. Закон Дальтона в первую очередь применяется к идеальным газам, а не к реальным газам из-за эластичности и малого объема частиц молекул в идеальных газах. Химик Хамфри Дэви скептически относился к закону Дальтона, пока Дальтон не объяснил, что силы отталкивания, которые, как считалось ранее, создают давление, действуют только между атомами одного и того же типа и что атомы в смеси различаются по весу и сложности.
Закон Дальтона можно продемонстрировать с помощью простого эксперимента со стеклянной бутылкой и большой миской с водой.Когда бутылку погружают под воду, содержащаяся в ней вода вытесняется, но бутылка не пуста; вместо этого он заполнен невидимым газом водородом. Величину давления, оказываемого водородом, можно определить с помощью диаграммы, на которой указано давление водяных паров при различных температурах, также благодаря открытиям Дальтона. Сегодня эти знания имеют множество полезных практических применений. Например, аквалангисты используют принципы Дальтона, чтобы измерить, как уровни давления на разных глубинах океана повлияют на воздух и азот в их баллонах.
В начале 1800-х годов Дальтон также постулировал закон теплового расширения, который иллюстрировал реакцию нагрева и охлаждения газов на расширение и сжатие. Он получил международную известность благодаря своему дополнительному исследованию с использованием грубо сконструированного гигрометра точки росы, чтобы определить, как температура влияет на уровень водяного пара в атмосфере.
Atomic Theory
Увлечение Дальтона газами постепенно привело его к формальному утверждению, что каждая форма материи (будь то твердое, жидкое или газообразное) также состоит из мелких отдельных частиц.Он сослался на более абстрактную теорию материи греческого философа Демокрита из Абдеры, которая столетия назад вышла из моды, и позаимствовал термин «атомос» или «атомы» для обозначения частиц. В статье, которую он написал для Манчестерского литературно-философского общества в 1803 году, Дальтон создал первую таблицу атомных весов.
Стремясь расширить свою теорию, он пересмотрел тему атомного веса в своей книге «Новая система химической философии» , опубликованной в 1808 году.В «Новая система химической философии» Дальтон представил свою веру в то, что атомы различных элементов можно универсально различать на основе их различных атомных весов. При этом он стал первым ученым, который объяснил поведение атомов с точки зрения измерения веса. Он также открыл тот факт, что атомы не могут быть созданы или уничтожены.
Теория Дальтона дополнительно изучала состав соединений, объясняя, что крошечные частицы (атомы) в соединении были составными атомами.Двадцать лет спустя химик Амедео Авогадро подробно описал разницу между атомами и сложными атомами.
В Новая система химической философии Дальтон также написал о своих экспериментах, доказывающих, что атомы последовательно соединяются в простых соотношениях. Это означало, что молекулы элемента всегда состоят из одних и тех же пропорций, за исключением молекул воды.
В 1810 году Дальтон опубликовал приложение к «Новая система химической философии» .В нем он подробно остановился на некоторых практических деталях своей теории: все атомы внутри данного элемента имеют одинаковый размер и вес, в то время как атомы разных элементов выглядят и отличаются друг от друга. В конце концов Дальтон составил таблицу, в которой перечислены атомные веса всех известных элементов.
Его атомные теории были быстро приняты широким научным сообществом без особых возражений. «Дальтон сделал атомы полезными для науки», — утверждает Раджкумари Уильямсон Джонс, историк науки из Института науки и технологий Манчестерского университета.Лауреат Нобелевской премии профессор сэр Гарри Крото, известный своим открытием сферических углеродных фуллеренов, определил революционное влияние открытий Дальтона на область химии: «Ключевым шагом было записать элементы с точки зрения их атомов… Я не знать заранее, как они могут заниматься химией, в этом не было никакого смысла».
Последующая жизнь
С 1817 года до дня своей смерти Далтон был президентом Манчестерского литературно-философского общества, организации, которая впервые предоставила ему доступ в лабораторию.Практик квакерской скромности, он сопротивлялся общественному признанию; в 1822 году он отказался от избранного членства в Королевском обществе. Однако в 1832 году он неохотно принял почетную степень доктора наук престижного Оксфордского университета. По иронии судьбы, его выпускное платье было красного цвета, которого он не мог видеть. К счастью для него, его дальтонизм был для него удобным предлогом, чтобы отменить правило квакеров, запрещающее его подписчикам носить красное.
В 1833 году правительство назначило ему пенсию, которая в 1836 году была удвоена.Эдинбургский университет в 1834 году предложил Далтону еще одну степень, на этот раз степень доктора права. Как будто эти почести были недостаточной данью уважения химику-революционеру, в Лондоне в честь Дальтона была воздвигнута статуя — также в 1834 году. настоящая икона Манчестера», — сказал Раджкумари Уильямс Джонс. «Вероятно, он единственный ученый, которому при жизни поставили статую».
В своей более поздней жизни Далтон продолжал преподавать и читать лекции в университетах по всей Великобритании, хотя говорят, что ученый был неуклюжим лектором с грубым и резким голосом.На протяжении всей своей жизни Далтону удавалось поддерживать свою почти безупречную репутацию набожного квакера. Он жил скромной, несложной жизнью, сосредоточившись на своем увлечении наукой, и никогда не был женат.
В 1837 году у Дальтона случился инсульт. У него были проблемы с речью на следующий год.
Смерть и наследие
После второго инсульта Далтон тихо скончался вечером 26 июля 1844 года в своем доме в Манчестере, Англия. Ему были устроены гражданские похороны и оказаны все почести.Сообщается, что шествие посетило 40 000 человек, отмечая его вклад в науку, производство и национальную торговлю.
Найдя способ «взвесить атомы», исследование Джона Дальтона не только изменило лицо химии, но и положило начало ее развитию в современную науку. Расщепление атома в 20 веке, скорее всего, не могло бы быть осуществлено без того, чтобы Дальтон не заложил фундамент знаний об атомном строении простых и сложных молекул. Открытия Дальтона также позволили экономически эффективно производить химические соединения, поскольку они, по сути, дают производителям рецепт для определения правильных химических пропорций в данном соединении.
Большинство выводов, из которых состоит атомная теория Дальтона, остаются в силе и сегодня.
«Теперь, с нанотехнологиями, атомы являются центральным элементом», — сказал профессор химии Ноттингемского университета Дэвид Гарнер. «Атомами напрямую манипулируют для создания новых лекарств, полупроводников и пластмасс». Далее он объяснил: «Он дал нам первое понимание природы материалов. Теперь мы можем создавать молекулы с довольно хорошим представлением об их свойствах».
В 2003 году, к двухсотлетию публичного объявления Дальтоном своей атомной теории, Манчестерский музей отдал дань памяти этому человеку, его жизни и революционным научным открытиям.
Джон Далтон
Джон ДалтонДжон Далтон
Современная атомная теория (Джон Далтон)
Эксперименты с газами, впервые ставшие возможными на рубеже девятнадцатого века побудил Джона Дальтона в 1803 году предложить современную теорию атома, основанную на следующем предположения.
1. Материя состоит из неделимых и неразрушимых атомов.
2. Все атомы элемента одинаковы.
3. Атомы разных элементов имеют разный вес и разные химические характеристики.
4. Атомы различных элементов объединяются в простые целые числа, образуя соединения.
5. Атомы не могут быть созданы или уничтожены. При разложении соединения атомы восстановлен без изменений.
Закон Дальтона Парциальное давление (Джон Далтон)
Джон Дальтон первым обнаружил, что полное давление смеси газов равно сумма вкладов отдельных компонентов смеси.Условно, часть общего давления смеси, образующаяся за счет одного компонента, называется парциальное давление этого компонента. Закон парциальных давлений Дальтона гласит, что Полное давление смеси газов равно сумме парциальных давлений различных компоненты.
P T = P 1 + P 2 + P 3 + …
Дальтон вывел закон парциального давления из своей работы о количестве водяного пара. которые могут быть поглощены воздухом при различных температурах.Поэтому уместно, что это Этот закон чаще всего используется для поправки на количество водяного пара, поглощаемого газом. собирается путем вытеснения воды.
Происхождение Стехиометрия (Джон Далтон)
Джон Дальтон не был знаком с Рихтером работа, когда он разработал свою атомную теорию в 1803 году. Однако к 1807 году ссылки на эту работа появилась в записных книжках Дальтона, и современники Дальтона рассматривали его атомную теорию как способ объяснить, почему соединения соединяются в определенных пропорциях.
Возьмем, к примеру, воду. В своем знаменитом учебнике Trait lmentaire de Chimie , которая была опубликована в 1789 году, сообщил Лавуазье. эта вода состояла примерно из 85% кислорода и 15% водорода по весу. Таким образом, вода казалась содержат в 5,6 раз больше кислорода по массе, чем водорода. Дальтон предположил, что вода содержит один атом водорода и один атом кислорода, как показано ниже, и пришел к выводу, что кислород атом должен весить в 5,6 раза больше, чем атом водорода. На основании таких рассуждений Дальтон составил таблицу относительных атомных весов нескольких элементов.
Дальтон предположил, что вода содержит один атом водорода и один атом кислорода и пришел к выводу, что относительный вес атома кислорода должен быть в 5,6 раза больше, чем размером с атом водорода. |
|
Джон Далтон — биография, факты и фотографии
Жил с 1766 по 1844 год.
Атомная теория Джона Дальтона заложила основы современной химии.
Ранняя жизнь и образование Джона Далтона
Джон Далтон родился 6 сентября 1766 года в Иглсфилде, Англия, Великобритания.
Оба его родителя были квакерами. Хотя квакеры были христианами, установленная англиканская церковь считала их инакомыслящими. В результате этого возможности высшего образования Джона Дальтона были ограничены инакомыслящими учебными заведениями.
Его отец был ткачом, имел дом и небольшой участок земли.
Джон Далтон был смышленым ребенком, который интересовался окружающим миром и старался узнать обо всем как можно больше.
Он посещал свою деревенскую школу до 11 лет, а затем начал помогать учителем.
В возрасте 15 лет он начал помогать своему старшему брату Джону управлять квакерской школой-интернатом в городе Кендал, в 40 милях от его дома. Все это время он продолжал изучать естественные науки, математику, латынь, греческий и французский языки. К 19 годам он стал директором школы и оставался на этой должности до 26 лет.
Кажется, ученикам школы нравилось учиться у Далтона, один из них вспоминал:
«Все мальчики (были) рады, что их обучал Джон Далтон, потому что у него был более мягкий характер; кроме того, его ум был так занят математикой, что их ошибки ускользнули от его внимания».
Объявления
Стать ученым
В первой половине 1793 года в возрасте 26 лет Дальтон занял должность преподавателя математики и натурфилософии в Манчестерском Новом колледже, колледже диссидентов.
В 1794 году он написал свою первую научную статью, которую назвал: Необычайные факты, относящиеся к восприятию цветов .
Это была первая статья, посвященная дальтонизму. Далтон понял, что это заболевание было наследственным, потому что оно было у него и других членов его семьи. В конце концов, теория Дальтона о дальтонизме оказалась ошибочной, но, поскольку он был первым человеком, исследовавшим ее, это состояние стало известно как дальтонизм.
После этого он опубликовал еще несколько исследовательских работ по физическим наукам, посвященным теплопроводности, расширению газа под действием тепла, свойствам света, северному сиянию и метеорологии.
В 1800 году Далтон ушел из Нового Колледжа, который испытывал финансовые трудности, и начал работать частным репетитором по естественным наукам и математике.
Атомная теория
Поведение газов
В 1801 году Дальтон прочитал в Манчестере серию лекций, содержание которых было опубликовано в 1802 году. В этих лекциях он представил исследования, которые он проводил в отношении газов и жидкостей. Это исследование было новаторским, предлагая новое понимание природы газов.
Во-первых, Дальтон правильно заметил, что он не сомневается, что все газы могут быть сжижены, если их температура будет достаточно низкой, а давление достаточно высоким.
Затем он заявил, что, когда его объем в сосуде поддерживается постоянным, давление газа изменяется прямо пропорционально его температуре.
Это было первое публичное изложение того, что впоследствии стало известно как закон Гей-Люссака, названный в честь Жозефа Гей-Люссака, опубликовавшего его в 1809 году.
В 1803 году Дальтон опубликовал свой закон парциальных давлений, который до сих пор используется каждым студентом-химиком университета, в котором говорится, что в смеси нереагирующих газов общее давление газа равно сумме парциальных давлений отдельных газов.
Работа Дальтона отличила его как первоклассного ученого, и его пригласили читать лекции в Королевском институте в Лондоне.
Дальтон и атомы
Его изучение газов привело Дальтона к размышлениям о том, из чего на самом деле состоят эти невидимые вещества.
Идея атомов впервые была предложена более чем 2000 лет назад Демокритом в Древней Греции. Демокрит считал, что все состоит из крошечных частиц, называемых атомами, и что эти атомы нельзя разделить на более мелкие частицы.Был ли прав Демокрит? Никто не знал!
Далтон теперь собирался разгадать эту 2000-летнюю загадку.
Он провел бесчисленное количество химических реакций и в 1808 году опубликовал то, что мы теперь называем Законом Дальтона в своей книге Новая система химической философии :
Если два элемента образуют между собой более одного соединения, то отношения масс второго элемента, которые соединяются с фиксированной массой первого элемента, будут отношениями небольших целых чисел.
Например, Дальтон обнаружил, что 12 граммов углерода могут реагировать с 16 граммами кислорода с образованием соединения, которое мы теперь называем монооксидом углерода.
Он также обнаружил, что 12 граммов углерода могут реагировать с 32 граммами кислорода с образованием углекислого газа.
Это соотношение 32:16, которое упрощается до 2:1, заинтриговало Далтона.
Анализируя все собранные им данные, Дальтон заявил о своей вере в то, что материя существует в виде атомов. Он пошел дальше Демокрита, заявив, что атомы разных элементов имеют разную массу. Он также опубликовал диаграммы, показывающие, например:
1. Как атомы объединяются в молекулы
В верхней части диаграммы Дальтон относит атом 1 к водороду, 2 к азоту, 3 к углероду, 4 к кислороду, 5 к фосфору и т. д.
Затем он показывает, как могут выглядеть молекулы, когда атомы объединяются в соединения. Например, молекула 21 — это вода (ОН), 22 — аммиак (NH), а 23 — оксид азота (NO). Современные читатели увидят, что Далтон неправильно понял молекулы 21 и 22.Это менее важно, чем тот факт, что система атомов и молекул Дальтона почти идентична тому, как мы могли бы представить их сегодня. Например, молекула Дальтона 28 представляет собой углекислый газ. Сегодня мы по-прежнему будем получать углекислый газ таким же образом.
Амедео Авогадро вскоре опубликовал работу, основанную на Дальтоне и исправившую некоторые ошибки Дальтона — например, Авогадро сказал, что вода должна быть написана H 2 0. К сожалению, работа Авогадро многие годы игнорировалась, отчасти потому, что она не согласовывалась с Дальтоном.
2. Как молекулы воды могут выглядеть во льду
Здесь Дальтон показывает, как могут располагаться молекулы воды, когда они замерзают во льду. Сегодня мы используем подобные диаграммы, чтобы показать, как атомы и молекулы располагаются в кристаллах.
Атомная теория Дальтона утверждает, что:
1. Элементы состоят из атомов, которые являются крошечными частицами, слишком маленькими, чтобы их можно было увидеть.
2. Все атомы определенного элемента идентичны.
3.Атомы разных элементов имеют разные свойства: разные массы, разные химические реакции.
4. Атомы не могут быть созданы, уничтожены или разделены.
5. В химической реакции атомы соединяются друг с другом или отделяются друг от друга.
6. Атомы соединяются в простых отношениях целых чисел, образуя соединения.
Хотя мы узнали, что атомы одного и того же элемента могут иметь разные массы (изотопы), а может расщепляться в ядерных реакциях, большая часть атомной теории Дальтона остается в силе и сегодня, спустя более 200 лет после того, как он ее описал. Это фундамент, на котором построена современная химия.
«Мистер. Постоянная репутация Дальтона будет основываться на том, что он открыл простой принцип, универсально применимый к фактам химии, — в установлении пропорций, в которых соединяются тела, и, таким образом, закладывая основу для будущих работ … его заслуги в этом отношении напоминают заслуги Кеплера в астрономии. ».Хамфри Дэви, 1778–1829 гг.
Отличия
Далтон не был женат и не имел детей. Он всю жизнь оставался верным квакером, живя скромно.
В 1810 году он отклонил приглашение стать членом Королевского общества. В 1822 году он был избран без его ведома. В 1826 году он был награжден Королевской медалью Общества за свою атомную теорию.
В 1833 году Французская академия наук избрала его одним из восьми своих иностранных членов. В 1834 году Американская академия искусств и наук избрала его иностранным членом.
Конец
Когда ему был 71 год, у Дальтона случился небольшой инсульт – или паралич, как его тогда называли. Год спустя из-за более серьезного инсульта он не мог говорить так же ясно, как когда-то. В 1844 году, когда ему было 77 лет, его поразил еще один инсульт. Он умер в возрасте 77 лет 27 июля 1844 года.
Его научная репутация была настолько велика, что, когда его тело было помещено в ратуше Манчестера, его посетили более 40 000 человек, выражая свое почтение. Джон Далтон был похоронен в Манчестере на кладбище Ардвик.
Объявления
Автор этой страницы: The Doc
© Все права защищены.
Цитировать эту страницу
Пожалуйста, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:
"Джон Далтон". Известные ученые. Сайт известных ученых. 27 октября 2014 г. Интернет..
Опубликовано FamousScientists.org
№ 1411: Обозначение Джона Дальтона
Сегодня мы задаемся вопросом, как нарисовать атом. То Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет эту серию о машинах, которые делают наша цивилизация управляется, и люди, чьи изобретательность создала их.
Это был нежный Джон Далтон, который наконец-то разобрались с последними грохотами химиков 18-го века и дали нам правильное атомное теория. Далтон жил тихой жизнью на скромные средства. Он был холостяком и набожным квакером, показавшим немного страсти любого рода. Один предмет вызвал вспышка гнева, однако. Это были дебаты по поводу как изображать химические соединения.И в этом висит наша сказка.
Далтон всю жизнь зализывал раны ранняя несостоявшаяся любовь. В остальном он обучал студентов, он выпивал пинту эля на одну ночь и он учился. Его единственным развлечением был боулинг на лужайке, и это становится частью нашей истории. Его друзья описал его как неуклюжего, резкого, необщительного грациозность и удивительно независима.
В 1802 году, когда ему было 36 лет, он начал формировать и изложил свою атомистическую теорию материи. Он показал, как материя состоит из элементарных атомов, и что атомы каждого материала имеют различный вес. У него были не совсем правильные веса. (Сегодня мы известно, что кислород весит в 16 раз больше, чем водорода, углерода в 12 раз больше и так далее.) Но Дальтон ясно видел, что когда элементы объединяются, они должны делать это в фиксированных пропорциях.
Затем ему понадобилась схема обозначений химических веществ. реакции. Когда мы с тобой сдавали химию, мы писали формулы, подобные
2ч3 + O2 выходит 2ч30Но это то, что заменило оригинал Далтона. обозначение.Когда он писал эту формулу, он использовал круглый круги для обозначения атомов. Его фосфор выглядел как украшение капота Мерседеса. Кислород был пустой круг, а водород имел точку посередине. Для воды он представлял несколько иную формула:
H + O дает HO
и он использовал два круга для воды — один с точкой посередине и один пустой.
Дальтон яростно выступал против нашего современного обозначение. И это действительно было не маловажно. Ты Видите ли, среди ученых бушевали дебаты. Делать мы делаем большие обобщения о природе или делаем мы просто сообщаем факты, тщательно и точно? Атомы были древней теоретической идеей, существовавшей до Аристотель. Но преобладающее настроение в 1802 г. принять теоретические атомы Дальтона только как метафору для правил химического сочетания. они не были настоящий.
Но Далтон любил боулинг на лужайке, и его атомы были такие же реальные и телесные, как те деревянные боулинги мячи. Некоторые ученые хотят, чтобы обозначения были Аннотация. Другие хотят, чтобы их символы репрезентативный. Это было серьезной проблемой в знаменитая битва Ньютона и Лейбница по исчислению обозначение, и это, безусловно, было проблемой здесь.
И все же на кону здесь стояло нечто большее, чем нотация. Ученые, принявшие теорию Дальтона отступил от своего графического обозначения потому что это предполагало, что они принимают сами атомы. Далтон прекрасно знал, что химия не могла двигаться вперед без таких принятие. Таким образом, его наследие вышло за пределы его теория. Прошло еще 75 лет, но мы, наконец, предоставил реальность своему невидимому боулингу мячи. Наконец-то мы создали атомную физику.
Я Джон Линхард из Хьюстонского университета. где нас интересует, как изобретательные умы Работа.
(Музыкальная тема)Гринуэй, Г., Джон Далтон и атом . Итака: Издательство Корнельского университета, 1966.
Джон Дальтон и прогресс науки. (Д. С. Л. Кардуэлл, изд.). Нью-Йорк: Манчестер Университетское издательство, Barnes and Noble Inc., 1968.
фон Байер, ХК, Nota Bene. Науки , Январь/февраль 1999 г. , стр.12-15.
См. также статью о Джоне Далтоне в Национальный биографический словарь.
Джон Далтон с гравюры Уортингтона
Некоторые символы Дальтона для элементов
с его оценками молекулярной массы
Двигатели нашей изобретательности Copyright © 1988-1999 Джон Х.Линхард.
Дальтон, Джон (1766-1844) английский физик, химик (ученый)
Джон Дальтон изменил курс человеческого понимания физического устройства своей атомной теорией материи, которая утверждает, что мельчайшие неразрушимые частицы, называемые атомами, включают в себя все элементы. Дальтон пришел к этой теории, рассматривая свойства газов. Закон Дальтона, или закон парциальных давлений, гласит, что общее давление смешанных газов равно сумме давлений каждого отдельного газа. Дальтон также способствовал пониманию северного сияния, происхождения пассатов, барометра, термометра, гигрометра, точки росы, осадков и образования облаков. Его ограниченное образование освободило его от академических предрассудков, и он тщательно охранял свою свободу мысли от ненадлежащего влияния общепринятых теорий. Дальтон доверял своим наблюдениям и опыту в своих научных исследованиях.
Наиболее известный своей атомной теорией материи, Джон Дальтон также внес свой вклад в понимание северного сияния, барометра, термометра и других научных принципов.
Далтон родился 6 сентября 1766 года года в Иглсфилде, Камберленд, Англия. Его родителями были Мэри Гринап Далтон и Джозеф Далтон, ткач-квакер. Младший Далтон унаследовал скромную ферму своей семьи в 1834 году, когда умер его старший брат Джонатан. Далтон посвятил себя исключительно своей работе и своей религии, никогда не женившись.
К 12 годам Далтон получил достаточно образования, чтобы начать преподавать в Камберлендской квакерской школе. В возрасте 14 лет он переехал в Кендал, где преподавал вместе со своим братом в школе квакеров в течение следующих 12 лет.В 1793 году он переехал в Манчестер, где преподавал математику и естественную философию в Новом колледже в Манчестере, основанном пресвитерианами в качестве альтернативы Кембриджу и Оксфорду, которые требовали присяги англиканской церкви.
Дальтон опубликовал свою первую книгу « Метеорологические наблюдения и очерки» в 1793 году, основанную на его журнале метеорологических наблюдений, начатом в 1787 году. В следующем году он опубликовал «Чрезвычайные факты, касающиеся видения цветов». дальтонизм.В 1800 году Манчестерское литературно-философское общество назначило Дальтона секретарем, и на протяжении всей своей жизни он читал там большую часть своих статей.
Общество назначило его президентом в 1817 году, и он занимал эту должность до самой смерти.
Дальтон представил Обществу четыре важных документа в 1801 году. «О строении смешанных газов» изложил свой закон парциальных давлений; «О силе пара» обсуждалась точка росы и представлялись основы точной гигрометрии; «Об испарении» предполагалось, что количество испаряемой воды пропорционально давлению пара; и «О расширении газов под действием тепла» утверждалось, что все нагретые газы расширяются одинаково. Этот последний принцип известен как закон Шарля, так как Жак Шарль открыл эффект в 1787 году, хотя Дальтон опубликовал свое заявление первым.
В 1802 году Дальтон представил свою статью «О поглощении газов водой», к которой он приложил первую таблицу атомных весов. В декабрьской 1803 г. лекции в Королевском институте Дальтон впервые изложил свою атомную теорию, согласно которой все атомы определенного элемента одинаковы и имеют одинаковый атомный вес.Дальтон опубликовал эту теорию в своем тексте 1808 года «Новая система химической философии», который он пересматривал в 1810 и 1827 годах.
Дальтон получил Золотую медаль от Королевского общества в 1826 году , но только после его смерти Станислао Канниццаро в 1858 году подтвердил теории Амедео Авогадро, высказанные полувеком ранее, которые бесспорно подтвердили атомную теорию Дальтона. Даже без этого окончательного подтверждения влияние Дальтона было огромным, о чем свидетельствуют 40 000 человек, присутствовавших на его похоронах в Манчестере после его смерти 27 июля 1844 года.