道爾頓原子論是怎樣崛起的？

《化學(xué)哲學(xué)的新體系》是英國化學(xué)家道爾頓于1808年出版的一部科學(xué)名著。在這部著作中，道爾頓提出了著名的原子論，使人們對化學(xué)過程本質(zhì)的認(rèn)識大大深化了，有力地推動了化學(xué)的發(fā)展，開辟了化學(xué)科學(xué)全面、系統(tǒng)發(fā)展的新時代。

1766年9月6日，被稱為近代化學(xué)之父的約翰·道爾頓誕生在英格蘭北部巴蘭州伊古爾茲農(nóng)場的窮鄉(xiāng)僻壤。他的父親是個織布工人，除了手工織布之外，還耕種微薄的土地，以半工半農(nóng)維持一家的貧苦生活。約翰·道爾頓共有六兄妹，由于饑寒交迫，有3個兄妹在幼年夭折了，只留下他和一個哥哥、一個姐姐。

由于道爾頓是家中最小的一個，父母便省吃儉用，送他上農(nóng)村小學(xué)讀了幾年書，但終因家境窘迫，不得不中途輟學(xué)。當(dāng)時，他們村里有一位叫魯賓遜的親戚，是農(nóng)村少見的自然科學(xué)愛好者，經(jīng)常獨(dú)立進(jìn)行氣象觀測等科學(xué)研究。魯賓遜很愛惜少年約翰的才華，同情他無錢上學(xué)，便自愿教給他數(shù)學(xué)、物理等知識。

家庭的貧困使道爾頓過早地成熟了。為了解決家庭生活的困難，他才12歲就在村里一所小學(xué)教書，然而所掙的一點(diǎn)錢仍然不夠用。望著勞累的父母，他心情沉重，決定離家出走，去找一個能掙更多錢的工作，幫助父母維持家庭生活。

1781年秋季，道爾頓來到肯代爾城，在一所教友學(xué)校任教。在這里，他遇到了盲人學(xué)者約翰·格夫。格夫兩歲時因患天花，雙目失明，但他并不悲觀厭世，自暴自棄。相反，他長期堅(jiān)持刻苦自學(xué)，30歲時已精通幾國語言，對數(shù)學(xué)、哲學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)等也有研究。多年艱苦磨煉，造就了他特殊的本領(lǐng)，對周圍看不見的事物都了如指掌。實(shí)驗(yàn)室里的各種儀器、藥品，他能準(zhǔn)確無誤地走近隨手取用，從瓶子向試管里傾倒液體試劑時，他的技術(shù)比明眼人還高明，幾乎不漏掉一滴試劑。

在格夫這位盲人學(xué)者的幫助和教導(dǎo)下，道爾頓認(rèn)識了人生的價值，體驗(yàn)了意志的真正威力。他除了教課外，一有空就堅(jiān)持自學(xué)和進(jìn)行科學(xué)研究。

1793年，道爾頓才27歲。經(jīng)格夫的介紹，他來到了曼徹斯特，在一所新學(xué)院里擔(dān)任講師，講授數(shù)學(xué)和自然科學(xué)。這一年，他出版了第一部科學(xué)著作《氣象觀測論文集》。

曼徹斯特市是開展科學(xué)活動的廣闊天地，有藏書豐富的圖書館、各種學(xué)會和出版社，還有著名的科學(xué)家。道爾頓參加了一些學(xué)會，和一些著名學(xué)者討論他感興趣的問題。他對科學(xué)的興趣越來越濃，從事科學(xué)研究的愿望越來越強(qiáng)烈。可是，繁重的教學(xué)工作使得他不能自由地支配時間。1799年，他毅然辭去了新學(xué)院的工作，去當(dāng)一名家庭教師，每天不超過兩個小時的課，其余的時間用來從事科學(xué)研究。

他首先研究的是氣體的壓強(qiáng)。他知道，要說明氣體的特性，必須知道它的壓力。混合氣體也是一樣，混合氣體中各組氣體的壓力有多大呢？它們之間是否存在某種聯(lián)系呢？為了弄清這個問題，他設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如果能夠找到兩種氣體，其中之一可以很容易地從混合氣體中出來，這樣就可以分別測量混合氣體和各組氣體的壓力了。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，裝在具有一定容量的容器中的某種氣體，其壓力是不變的。接著，道爾頓往容器里引進(jìn)了第二種氣體，這個混合氣體的壓力比原來增加了，但它等于這兩種氣體分壓之和，而每種氣體單獨(dú)的壓力卻并沒有發(fā)生變化。也就是說，混合氣體的總壓等于組成它的各個氣體的分壓之和。他把這個規(guī)律叫做氣體分壓定律。后來人們叫它道爾頓分壓定律。

奇怪，為什么會出現(xiàn)這種情況？道爾頓反復(fù)思索，最后認(rèn)識到，氣體也許是由許多小微粒所構(gòu)成的。氣體混合后，這些微粒相互擴(kuò)散，一種氣體的微粒均勻地?cái)U(kuò)散到另一種氣體的微粒之間，因而，這種氣體的微粒所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，就仿佛在容器中根本沒有另一種氣體一樣。

想到這里，道爾頓又陷入了沉思：氣體的微粒是什么呢？它是不是原子？對于原子，我們實(shí)質(zhì)上知道些什么？如果原子確實(shí)存在，我們就應(yīng)該根據(jù)原子理論來解釋物質(zhì)的一切性質(zhì)和各種規(guī)律。

現(xiàn)在，道爾頓顯得非常清醒了。要從理論上解釋氣體分壓定律，必須對原子有一個明確的認(rèn)識，建立起物質(zhì)結(jié)構(gòu)的真正理論——原子理論。

然而，原子的特點(diǎn)是什么？一種元素的原子和另一種元素的原子是否有區(qū)別？盡管原子極小而且肉眼看不見，但是有沒有什么辦法可以確定它們的重量、形狀、大小……

于是，道爾頓又轉(zhuǎn)入原子理論的研究。工夫不負(fù)有心人，經(jīng)過多年的緊張勞動，1803年10月21日，道爾頓在曼徹斯特文學(xué)哲學(xué)學(xué)會上作了題為《關(guān)于水及其他液體對氣體的吸收作用》的報告，正式提出了原子論的基本思想，后來，他又在自己的科學(xué)著作《化學(xué)哲學(xué)的新體系》中詳盡地發(fā)展了原子論。

1．一切元素都由不可再分的微粒構(gòu)成，這種微粒叫做原子。原子在一切化學(xué)變化中都保持它的不可再分性。

2．同一元素所有原子的質(zhì)量和性質(zhì)相同，不同元素原子的質(zhì)量和性質(zhì)不相同。

3．兩種不同元素的化合，就是它們的原子按簡單整數(shù)比的結(jié)合。

道爾頓在提出科學(xué)的原子論時，還以氫氣為標(biāo)準(zhǔn)，測定了一些元素的原子量，并且給各種元素的化合物制定了一些符號。他的理論很快被許多化學(xué)家所接受，從此，原子論又重新在大地上崛起，化學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代科學(xué)的新的發(fā)展階段。