质量单位简介,质量单位有哪些至少3个

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-11-05 10:05:01

1803年10月21日,在曼彻斯特的“文学和哲学讨论会”上,英国化学家约翰·道尔顿首次提出了关于原子论的新见解,并公布了他的第一幅包含21个数据的原子量表。

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约翰·道尔顿

在报告中,他概括了关于原子论的三个要点。

其一,把一种元素进行分割,最终不能继续再分时,这个最小的微粒就是原子;原子很小,它们既不可能被看见,也不可能被制造,更不可能被毁灭或再分割;在化学反应中,它们保持本性不变。

其二,同一种元素的原子,质量、大小和形状等各种性质是相同的,不同元素的原子彼此不同,每一种元素都以原子的质量为其基本特征。

其三,在形成化合物时,不同元素的原子以简单的整数比组合;化合物的原子为复杂原子,复杂原子的质量是组成各个原子质量的总和;在同一化合物中,各个复杂原子的性质彼此相同。

初学化学的人对这些规则都很熟悉,但在道尔顿所处的时代,这些发现却来之不易,是经历了十多年的探索才得出来的。

1766年9月6日,道尔顿出生在英国坎伯兰的一个名叫伊格尔斯菲尔德的村庄里,幼时因家庭贫困,他没能受到系统的正规教育。1781年在一所农村中学任教时,道尔顿结识了一位盲人哲学家,在他的帮助下,道尔顿自学了拉丁文、希腊文、法文、数学和自然哲学(即相当于现在的科学)。这段经历为他日后的科学研究打下了基础。

1793年,道尔顿时年27岁,他成为一所英国教会学校的化学教师,就在教书期间,一件事改变了他的命运。

1806年,法国化学家普鲁斯特发现了一个特殊的化学现象,引起了道尔顿的好奇。这位化学家发现,所有参加化学反应的物质,其质量都有一定的整数比。例如在形成水的反应中,1克氢和8克氧化合成9克水,如果多加了氢,或多加了氧,都会剩余下来且不参加反应,氢和氧的比例始终是1:8,这就是化学反应的定比组成定律,而道尔顿自己也有发现,当两种元素组成两种以上的化合物时,在这些化合物中,组成元素的质量都有一定的比例关系,这就是倍比定律。

道尔顿认为,这种倍比关系一定有更深层次的原因。经过思索,他认为任何物质的构成都有一个最小的单位,不能再分,否则就不会有上述现象发生。

渐渐地,按照这一思路,继续思考参加化学反应物质的前后质量关系,以及相同元素形成不同化合物的倍比关系,他逐渐得出了关于原子论的上述三个结论。

最初,道尔顿的原子论只是依照简单的推理得出来的,由于缺乏实验证据和表述不清,在提出的当时,并没引起多少人的注意。

直到1809年,道尔顿的原子论在气体化学实验中才有了回应。这一年,法国化学家盖·吕萨克在气体化学实验中发现,在相同温度、相同压强的条件下,几种气体在参加化学反应时,它们的体积总有一个简单的整数比。

此外,如果反应的生成物也是气体,所生成的气体的体积也和参加反应气体的体积成整数比,这就是后来所称的“气体反应定律”。

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盖·吕萨克

这个定律暗含着两个内容:同温、同压条件下,无论什么样的气体都含有相同的原子数;如果这一假定成立,则参加反应的气体原子数就一定成整数比。这就很自然地得出道尔顿原子论的结论来。

人类关于原子的想法由来已久。早在公元前460年,德谟克利特和他的老师留基伯就提出过原子学说。他认为万物的本源是“原子和虚空”。大约在同一时期,中国的墨子也提出过类似的思想,认为宇宙万物由5种不同物质以不同组合方式构成,这些物质具有不可分割性。100年以后,亚里士多德给出了进一步的发展,明确地提出了万物由原子组成,原子之间是真空的。

渐渐地,原子论思想被很多学者接受,包括伊壁鸠鲁、英国的培根、托马斯·霍布斯、基奥纳多·布鲁诺等,但这些人的原子论仅仅是一种世界观,是靠冥想和思辨获得的关于自然界万物的一种哲学见解。

道尔顿原子论是人类第一次依据科学实验的判断,是对微观世界的系统的科学阐述,是人类对物质世界认识上的一次飞跃。

1807年,道尔顿的理论被英国化学家托马斯·汤姆逊(1773—1852年)接受,首次把元素与原子概念联系起来,圆满地解释了化学实验反应的事实。

紧接着,1808年道尔顿出版了《化学哲学的新体系》,成为当时普遍使用的化学教材。

在其中,道尔顿系统地解释了化学反应中的质量守恒定律、定比组成定律和倍比定律的本质与内在联系,使化学研究从拉瓦锡之后,又上升到了一个新起点,从此化学研究走向了精确化、定量化和系统化,使物质不灭思想在化学研究中广泛传播,为现代化学的开启奠定了基础。

道尔顿一生中宣读和发表论文116篇,主要著作是《化学哲学的新体系》。为了献身科学,他终生未婚,始终生活在贫困中。成名之后,在欧洲著名科学家的呼吁之下,英国政府才给予他养老金,道尔顿却把养老金积蓄下来,奉献给了曼彻斯特大学作为学生奖学金使用。

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曼彻斯特市政大厅中的道尔顿雕像,这座雕像在道尔顿在世时就矗立在这里。

1844年7月27日,道尔顿患中风去世,他所在的曼彻斯特城约有4万人参加了他的葬礼。

为了纪念这位科学家,在化学和生物化学中,碳-12原子质量的1/12以他的名字为单位,称为一个单位“道尔顿”,简称为Da;曼彻斯特阿尔伯特广场附近的一条大街以道尔顿命名;曼彻斯特大学的工程大楼和演讲厅也都以他的名字命名;英国皇家化学学会的无机部命名为道尔顿所。

非常遗憾的是,道尔顿生前的笔记、札记和其他的个人资料在1940年4月24日的曼彻斯特大轰炸时被毁,残余碎片现在在英国约翰·赖兰德斯图书馆保存。

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道尔顿奖章

恩格斯曾评价说:“在化学中,感谢道尔顿发现了原子论,它使已经达到的各种结果都有了秩序和相对的可靠性。在向着还没有被征服的领域系统地进发中,(这一成功)可以与计划周密地围攻一个堡垒相比。”化学新时代是从原子论开始的,道尔顿开辟了近代化学的新纪元。

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来源:《科学史上的365天》

作者:魏凤文 武轶

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