也就是說(shuō),一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強(qiáng)僅與溫度有關(guān)。 101.3kPa,但容器內(nèi)的總壓強(qiáng)增大一倍。道爾頓在他的書(shū)中列出了一張各種不同類(lèi)原子的相對(duì)重量表──有關(guān)這方面的第一張表,是定量原子學(xué)說(shuō)的一個(gè)重要特征。

正文

在任何容器內(nèi)的氣體混合物中,如果各組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則每一種氣體都均勻地分布在整個(gè)容器內(nèi),它所產(chǎn)生的壓強(qiáng)和它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。也就是說(shuō),一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強(qiáng)僅與溫度有關(guān)。例如,零攝氏度時(shí),1mol 氧氣在 22.4L 體積內(nèi)的壓強(qiáng)是 101.3kPa 。如果向容器內(nèi)加入 1mol 氮?dú)獠⒈3秩萜黧w積不變,則氧氣的壓強(qiáng)還是 101.3kPa,但容器內(nèi)的總壓強(qiáng)增大一倍。可見(jiàn), 1mol 氮?dú)庠谶@種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強(qiáng)也是 101.3kPa 。

道爾頓(Dalton)總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)事實(shí),得出下列結(jié)論:某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于它單獨(dú)占有整個(gè)容器時(shí)所產(chǎn)生的壓力;而氣體混合物的總壓強(qiáng)等于其中各氣體分壓之和,這就是氣體分壓定律(law of partial pressure)。

英國(guó)科學(xué)家約翰·道爾頓在19世紀(jì)初把原子假說(shuō)引入了科學(xué)主流。他所提供的關(guān)鍵的學(xué)說(shuō),使化學(xué)領(lǐng)域自那時(shí)以來(lái)有了巨大的進(jìn)展。

確切地說(shuō),并不是道爾頓首先提出所有的物質(zhì)都是由極其微小的、不可毀壞的粒子──人稱(chēng)原子組成的。這個(gè)概念是由古希臘哲學(xué)家德漠克利特提出來(lái)的,甚至在他以前可能就有人提出過(guò)。另一位希臘哲學(xué)家伊壁鳩魯(公元前342—270年?)采用了這一假說(shuō)。羅馬作家留克利希阿斯(公元前99?-55年)在他的著名詩(shī)歌《論事物的本質(zhì)》中對(duì)這一假說(shuō)做了生動(dòng)形象的介紹。

德謨克利特的學(xué)說(shuō)未被亞里士多德接受,在中世紀(jì)受到了忽視,對(duì)現(xiàn)代科學(xué)沒(méi)有什么影響。但是17世紀(jì)有幾個(gè)包括艾薩克·牛頓在內(nèi)的主要科學(xué)家支持過(guò)類(lèi)似的學(xué)說(shuō)。不過(guò)早期的原子學(xué)說(shuō)都沒(méi)有定量表達(dá),也沒(méi)有用于科學(xué)研究,最根本的是誰(shuí)也沒(méi)有看到哲學(xué)的假想和化學(xué)的嚴(yán)酷事實(shí)之間存在的聯(lián)系。

這就是道爾頓的貢獻(xiàn)所在。他提出了一個(gè)明了的定量學(xué)說(shuō),可以用來(lái)解釋化學(xué)實(shí)驗(yàn),并經(jīng)受住了實(shí)驗(yàn)室的精確檢驗(yàn)。

雖然道爾頓的術(shù)語(yǔ)與我們現(xiàn)在使用的稍有不同,但是卻清楚地表述了原子、分子、元素等概念。他明確指出;雖然世界上原子的總數(shù)目相當(dāng)之大,但是不同原子種類(lèi)的數(shù)目卻是非常之?。ㄋ脑辛谐?0種元素即20種原子,今天所知道的元素有一百多種)。

雖然不同種類(lèi)的原子有不同的重量,但是道爾頓認(rèn)為任何兩個(gè)同類(lèi)原子的所有性質(zhì)包括重量都相同。道爾頓在他的書(shū)中列出了一張各種不同類(lèi)原子的相對(duì)重量表──有關(guān)這方面的第一張表,是定量原子學(xué)說(shuō)的一個(gè)重要特征。

道爾頓還明確地指出,任何相同化合物的兩個(gè)分子都是由相同原子組成的(例如,每個(gè)氧化亞氮都是由兩個(gè)氮原子和一個(gè)氧原子組成的)。由此可推出一種已知的化合物──不管是由什么方法配制或在哪里發(fā)現(xiàn)的──總含有相同的元素,而且這些元素之間的重量比完全一樣。這就是約瑟夫·路易斯·普勞特幾年前在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的“定比定律”。

道爾頓的學(xué)說(shuō)非常具有說(shuō)服力,不到二十年的時(shí)間就為大多數(shù)科學(xué)家所采納。而且化學(xué)家按照書(shū)中所提出的方案行事:準(zhǔn)確地確定出相對(duì)原子重量和每種分子的原子數(shù);定量分析化合物。當(dāng)然這個(gè)方案已取得徹底的成功。