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1808—1827年
道尔顿《化学哲学新体系》出版

1808年,英国化学家道尔顿出版了他的代表作《化学哲学新体系》。该书是近代化学史上的一部经典学术著作,它的出版标志着科学原子论的建立。

道尔顿在科学研究方法上既重视观察实验,又擅长理论思维,具有把实验的积累、丰富的想象和新颖的理论构思相结合的特点。他正是凭借这一特点,从观测气象开始,进而研究空气的组成、性质和混合气体的扩散,总结出气体分压定律,推论出空气是由不同种类、不同质量的微粒混合构成,基本确认了原子的客观存在。再由此出发,通过化学实验测得原子的相对质量,从气象学、物理学转入化学领域,将原子概念与理论从定性阶段发展到定量阶段,并经严格的逻辑推导逐步建立起了科学的原子论体系。

道尔顿Ⓦ

道尔顿在研究气体时提出了这样的问题:“为什么复合的大气、两种或更多种弹性流体(即指气体和蒸汽)的混合物,竟能在外观上构成一种均匀体,在所有力学关系上都同简单的大气一样?”为了解开混合气体的组成和性质之谜,道尔顿日益重视气体和气体混合的研究,并指出:各地的大气都是由氧、氮、二氧化碳和水蒸气四种主要成分的无数微粒或称终极质点混合而成的。那么,混合又是怎样发生的?又有什么特性呢?研究后他又指出:气体混合的形成是因为气体彼此扩散的缘故,对于处于同一容器的混合气体,每种气体的压强是不变的,这说明一种气体在容器里存在的状态与其他气体的存在无关,这只能用气体的微粒结构加以解释,而且既简单又明了。他由此推论:“物质的微粒结构即终极质点的存在是不容怀疑的。这些质点可能太小,即使显微镜改进后也未必能看见。”同时,他选择了古希腊哲学中的“原子”一词来称呼这种微粒,为化学真正走上定量发展阶段奠定了基础。此后,他测定了不同原子的相对原子质量,并将这个概念引入化学,把在化学实验基础上发现的全部规律和认为物质是由原子构成的观念联系起来,并从物质结构的深度去揭示化学运动规律性的本质。如果没有科学原子论,化学将仍旧是一堆杂乱无章的观察材料和实验的配料记录。道尔顿原子论使化学从手记材料走上整理资料的道路,为化学开辟了一个新时代。

表现道尔顿在沼泽中收集气体的绘画作品Ⓦ

《化学哲学新体系》分为两卷。第二卷的第二部分本拟包含较为复杂的化合物,诸如盐类、酸类,以及植物领域里的其他化合物,但道尔顿认为收集到的数据和资料还不足以可信地阐述这些内容,治学严谨的他放弃了这个计划。

该书第一卷的第一部分于1808年问世,着重论述物质的构造,阐明了科学原子论观点及其由来,包含了“论热和热质”、“论物体的构造”和“论化学的结合”等三章。第一卷第二部分出版于1810年,包含了“论基本元素”和“二元素化合物”两章。道尔顿结合丰富的化学实验事实,运用他提出的原子理论阐述化学元素(氧、氢、氮、碳、硫、磷和一些金属元素)的性质,阐述二元素化合物(氧和氢分别与氮、碳、硫、磷,以及它们之间互相组成的化合物)的性质。第二卷第一部分于1827年出版,重点论述金属的氧化物、硫化物、磷化物以及合金等物质的性质的规律性,对原子论思想进行进一步的阐述。在系统论述以上内容的过程中,道尔顿除介绍自己的实验和理论成果外,还引证同时代许多化学家的大量实验资料,进行分析比较,并对他们的见解作出评述,这对人们了解当时化学进展状况和化学家的科学研究方法的特点及其演变,都有重要的参考价值。

《化学哲学新体系》包含了道尔顿的原子论思想和他的主要成果。他赋予不同元素的原子以固定的且各不相同的质量,使古希腊哲学家的抽象原子概念成为现实的、有用的假说。恩格斯对道尔顿的化学成就给予了高度评价,他写道“化学的新时代是随着原子论开始的。” BoIL2Uy6RAnNkox+oIiSCEAJ+efIdWlrWzgEITdvGeCZz2Ee3oCTGTyzbm/8rll5

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