19世紀的原子論

即使如此，直到19世紀原子的概念才慢慢地被化學家們接受。約瑟夫·蓋·呂薩克通過實驗確定了兩種氣體物質化合時，一種氣體的體積總和與另一氣體的體積形成一個簡單的比例關系。如果生成物也為氣體，那么第三種氣體同前兩種氣體也會形成一個簡單比例關系。這與每一分子化合物都是由一種氣體原子和其他原子組成的觀點相吻合。在1811年，意大利的阿梅德奧·阿伏伽德羅(Amadeo Avogadro)利用這個觀點導出了他的著名假設，無論氣體分子的化學成分如何，在固定溫度和壓力下，同樣體積的氣體具有相同數目的分子。后來的實驗確證了阿伏伽德羅假設的正確性；可以證實在一個大氣壓下，0℃溫度下1升氣體大約具有27×1021個分子。只是在19世紀50年代，阿伏伽德羅的同鄉——斯坦尼斯勞·堪尼沙羅改進了這個說法，才使一些化學家正經對待它。然而直到19世紀90年代，仍有許多化學家不肯接受道爾頓和阿伏伽德羅的觀點。但是那時候，物理學的發展進程已超越了道爾頓和阿伏伽德羅的觀點，那時，氣體的狀態已被蘇格蘭的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋及奧地利人路德維格·波爾茲曼用原子的概念作了細致的解釋。

19世紀60年代至70年代，這些先驅發展出氣體是由許多原子或分子組成的觀點(阿伏伽德羅的假設可給出它們到底是多少)。這些分子或原子可以想象為小硬球，它們之間相互碰撞，并且與盛它們的容器相碰撞。這直接導致了熱是一種形式的運動的觀點，當給氣體加熱時，分子運動加快，增加了對器壁的壓力，如果器壁不是固定的，則氣體就會發生膨脹。這種新想法的關鍵所在是氣體的狀態可以利用力學原理來解釋——牛頓力學——對大量的原子數或分子數來說是在流計意義上的，在任何時間中一個分子可以向任何方向運動，但許多分子碰撞容器的總效應就形成了對器壁的穩定的壓力。這導致了對氣體過程進行數學描述的學科的發展，現在稱為統計力學。但仍沒有直接的證據證實原子的存在；當時許多領頭的物理學家強烈反對原子假設，即使在19世紀90年代，波爾茨曼仍感到只有他自己（也許是誤解）一個人在同流行的科學觀念作斗爭。1898年，他發表了他的詳細計算，希望“一旦被重新認識，即使不是在很大程度上的認識，氣體理論將獲得新生”。1906年，在病痛和壓抑的雙重折磨下，想到許多頂尖科學家對氣體分子運動理論的強烈反對，他自殺了。沒有想到的是，幾個月前，一個名叫愛因斯坦的無名物理工作者已發表了文章，確立了無可非議的原子的真實性證明。