道尔顿定律(格林定律记忆口诀)

约翰·道尔顿(1766年9月6日-1844年7月27日)是英国化学家和物理学家。现代原子理论的支持者。他提供的关键理论从此在化学领域取得了巨大的进步。道尔顿患有

约翰·道尔顿(1766年9月6日-1844年7月27日)是英国化学家和物理学家。现代原子理论的支持者。他提供的关键理论从此在化学领域取得了巨大的进步。道尔顿患有色盲。疾病的症状引起了他的好奇心。他开始研究这个课题,并最终发表了一篇关于色盲的论文──这是有史以来第一篇关于色盲的论文。为了纪念他,后人把色盲称为道尔顿症。道尔顿一生阅读发表了116篇论文,主要著作有《化学哲学新体系》两卷。

道尔顿定律(格林定律记忆口诀)插图

1766年9月6日-1844年7月27日1766年9月6日-1844年7月27日

约翰·道尔顿出生在坎伯兰郡伊格斯菲尔德一个贫穷的贵格会家庭。1776年,他受到数学的启发。年轻时,他很穷,不得不去贵格会学校上学。罗宾逊是一位富裕的教师,他非常喜欢道尔顿,并允许他阅读自己的书籍和期刊。1778年,罗宾逊退休了,12岁的道尔顿接替了他在学校当老师,工资很低。后来,他重操旧业。1981年,他在肯德尔的一所学校教书时,认识了盲人哲学家j·高夫,并在他的帮助下自学了拉丁语、希腊语、法语、数学和自然哲学。1785年,当一个远房亲戚退休后,道尔顿和他的兄弟成为学校的校长之一。1987年3月24日,道尔顿记录了第一次气象观测,这成为他后来科学发现的实验基础(道尔顿几十年来日复一日地测量温度,每天早上六点钟不停地开窗,以至于对面的一个家庭主妇每天都靠道尔顿开窗起床给家人做早餐)。道尔顿对这样的情况并不满意。他希望在爱丁堡大学学医,以便成为一名医生。他不顾朋友的反对,开始公开演讲,以改善经济状况和学术声誉。詹姆斯·焦耳是学生之一。从1793年到1799年,他是曼彻斯特新学院的数学和自然哲学教授。794年,他是曼彻斯特文学和哲学学会的成员,1800年是任学会的秘书,1816年当选为法国科学院通讯院士。从1817年到1818年,他担任总统,继续他的科学研究。他用原子理论解释了无水盐溶解时体积不变的现象,并率先描述了容量分析的原理。然而,道尔顿晚年的思想趋于僵化。他拒绝接受盖-吕萨克气体体积分割定律,坚持用自己的原子量值代替已经精确测量的数据,反对永斯·雅各布·贝采利乌斯提出的简单化学符号体系。1822年,他被选为皇家学会会员。1835年至1836年任英国学术协会化学分会副会长。

1844年7月26日,他用颤抖的笔迹写下了最后一份气象观测记录。1844年7月27日,他从床上掉了下来,侍者发现他已经死了。道尔顿希望在他死后检查他的眼睛,以找出他色盲的原因。他认为可能是因为他的水样是蓝色的。他死后,尸检发现他的眼睛是正常的,但在1990年,对皇家学会保存的他的一只眼睛的DNA测试发现,他缺乏对绿色敏感的色素。为了纪念道尔顿,他的肖像被放置在曼彻斯特市政厅的入口处。许多化学家使用道尔顿作为原子量单位。

道尔顿定律(格林定律记忆口诀)插图(1)

创造原子论。803年,他继承了古希腊的朴素原子论和牛顿的微粒说,提出了原子论。其要点是:

(1)化学元素是由不可分的粒子——原子组成的,他认为原子是所有化学变化中不可分的最小单位。

(2)同一种元素的原子性质和质量都相同,但不同元素的性质和质量不同,原子质量是元素的基本特性之一。

(3)不同元素结合时,原子以简单的整数比结合。用实验推导和证明倍数定律。如果一种元素的质量是固定的,那么各种化合物中另一种元素的质量一定是简单的整数比。

最早从事原子量测定工作,提出用相对比较法计算各元素的原子量,并发表了第一个原子标度,为后来的元素原子量测定工作开辟了光明的前景。

此外,道尔顿在气象学和物理学方面的贡献也非常突出。他是气象迷。他从1787年就开始持续观察天气,直到去世前几个小时,还写了约20万字的天气日记。1801年提出气体分压定律,即混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。他还测量了水的密度与温度的关系,气体热膨胀系数的相位等等。不幸的是,道尔顿曾顽固地反对为他洗清罪名的雅芳·伽德洛理论,并将其作为“笑话”流传下去。

为了把自己的一生都奉献给科学事业,道尔顿从未结过婚,在恶劣的条件下从事科学研究。英国政府只是在欧洲著名科学家的呼吁下才给了一笔养老金,但道尔顿还是把这笔钱存了起来,作为学生的奖学金献给了曼彻斯特大学。

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793年,道尔顿依靠从盲人哲学家高夫那里获得的自然科学知识,成为曼彻斯特新学院的数学和自然哲学教师。来到学院后不久,他发表了《气象观测与随笔》,在文中他描述了温度计、气压计和测量露点的装置,并在附录中提出了原子模型。但是这本书销量很小。1794年,道尔顿被选为曼彻斯特文学和哲学协会的成员,该协会由普利斯特里的学生成立,讨论神学和英国政治以外的各种问题。10月31日,他在学会上宣读了《色觉的一个特例》。在这篇文章中,他对色盲这种视觉缺陷给出了最早的描述,并总结了从他自己和很多人身上观察到的色盲的特殊症状,比如他自己除了蓝色和绿色之外只看到黄色。所以色盲被很多人称为道尔顿症。799年,新学院搬到了约克,而道尔顿仍然留在曼彻斯特。这时候他已经很有名气,可以靠做家教谋生了。

1800年,道尔顿成为该学会的秘书,然后研究气体的压力。他将同体积的不同气体加热,发现温度升高引起的气体压力变化与气体的种类无关。而当温度变化相同时,气体压力变化也相同。他实际上得出了与查理和盖·吕萨克后来相同的结论,但他没有继续深究这个问题。1801年,道尔顿在干燥空气体中加入水蒸气。发现混合气体中一个组分的压力与其他组分的压力无关,总压力等于两个压力之和,这就是道尔顿分压定律。同年,道尔顿最亲密的朋友威勒姆·亨利发现,溶解在水中的不溶性气体的量与压力成正比,这就是亨利定律。然后亨利也观察到混合气体也存在同样的关系,只是压强被气体的分压代替了。道尔顿从这一研究结果中得出结论:溶解是一个纯物理过程。

道尔顿提出了系统的化学原子理论,引入了原子和原子量,在体积分析方面做出了开创性的贡献。

道尔顿建议用简单的符号来表示元素和化合物的组成。

道尔顿是第一个发现色盲现象的科学家。

原子论建立后,道尔顿在英国乃至欧洲声名鹊起,各种荣誉纷至沓来。1816年,道尔顿当选为法国科学院院士。1817年,道尔顿被选为曼彻斯特文学和哲学学会会长;1826年,英国政府授予他科学金质奖章;1828年,道尔顿当选为皇家学会会员;此后,他先后当选为柏林科学院名誉院士、慕尼黑科学院名誉院士、莫斯科科学协会名誉会员,还获得了当时牛津大学授予科学家的最高荣誉——法学博士的称号。在荣誉面前,道尔顿一开始很冷静,很谦虚,但后来荣誉越来越高,渐渐变得有些骄傲和保守,陷入僵化的思维,固步自封。幸运的是,他对科学的热爱依旧。道尔顿的一生正如恩格斯所指出的:化学的新时代是从原子论开始的,所以道尔顿应该是现代化学之父。

道尔顿定律(格林定律记忆口诀)插图(3)

在科学理论上,道尔顿的原子论是继拉瓦锡的氧化理论之后,理论化学的又一重大进展。他揭示了一切化学现象的本质是原子运动,明确了化学的研究对象,对化学成为一门学科具有重要意义。此后,化学及其相关学科蓬勃发展。在哲学思想中,原子论揭示了化学反应现象与本质的关系。天体演化化学诞生后,再次冲击了当时僵化的自然观,对于科学方法论的发展、辩证自然观的形成以及整个哲学认识论的发展都具有重要意义。

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