原子-分子论.ppt

第三章近代化学后期 化学基本定律的建立 道尔顿是将已经总结出来的宏观经验定律与物质由原子构成的微观观念联系起来的第一个科学家 总 述 一、化学基本定律的建立 (一)“化学计算”的最早尝试——酸碱当量定律 (二)定组成定律反应物与产物之间有确定的当量比例关系，每种化合物都有确定的组成。 (三)倍比定律 “当相同之两元素可生成两种或两种以上的化合物时，若其中一元素之重量恒定，则其余一元素在各化合物中之相对重量有简单倍数之比。” 二、约翰·道尔顿—近代科学原子学说的奠基人 1、道尔顿生平 2、道尔顿的化学原子学说是原子论与元素学说的统一 十七世纪后的欧洲，由于对机械的广泛应用，促进了人们对机械运动的研究，提高了人们对物质力学性能的认识，机械论哲学也随之兴起，人们对物质构造的见解又进入了 —个新的时期。 科学大师波义耳曾对物质的微观结构发表过微粒说的见解，但他的学说很少与物质的化学现象联系起来。 牛顿的物质构造观点 牛顿接受了他的基本论点，并加以发挥而形成了他对化学亲和力的见解。 他认为：微粒是物质的最小单位,气体微粒间以一种与距离成反比的力相互排斥，以此可解释波义耳的气体体积与压力成反比的定律。 他还提出：“我们已知物体间能通过重力、磁力和电力的吸引而互相发生作用，那么在不同物质的微粒间，当距离很小时(即相接触时)，则还会有另一种吸引力使两种微粒间加速地互相发生冲击。” 他把各种化学现象，都归结于这种使物质趋近乃至碰撞的力。 但是他们对化学元素论都持怀疑态度. 爱尔兰化学家威廉·希金斯(William Higgins，1763—1825)于1789年在其《燃素论与反燃素论观点的比较》一书中阐述了自己的原子概念，并宣称他支持拉瓦锡的新观点。 希金斯提出各种元素的终极粒子各具有一定的重量，在成为化合物时仍保持不变。因此他差不多推论出定比定律和倍比定律。 因此，十九世纪初的一些化学家，如戴维、泰勒、贝采里乌斯及法拉第都把他尊为化学原子论的创始人之一。但他工作上的弱点是没有及时用分析实验来确证自己的设想，也没计划求出各种原子的相对重量。因此他的思想对大多数化学家并没有产生什么影响。 18世纪的气体化学家们研究了大气，从而为更深入地研究物质的气体状态创立了必要的前提。因此，19世纪初许多科学家纷纷研究、分析气体混和物的物理性质、相互作用机理以及扩散现象，完全是很自然的事情。 化学原子论是在气体化学气氛中产生的， 而道尔顿的化学原子学说把原子论与元素学说统一起来，成为有机的整体，从而使化学成为一门真正的独立科学。 （二）原子论的提出 道尔顿曾经特别注意思考：一个复杂的大气，或是两种或两种以上的气体混合后，怎么会变成一个均匀的气体。对此，他曾提出过很多的解释，但他自己也感到不满意和缺乏根据。 及至1804年，他鉴于对任何气体当增加其热量时，体积即增大或压力升高;若从中抽出些热，则体积缩小或压力降低。 法国科学家查理(1740—1823)早在1787年就提出了气体体积随温度升高而膨胀的定律。于是他根据这种现象把气体微粒间的排斥力明确地解释为热的作用，并且对气体微粒——原子，加以形象地描绘。 他在1803年9月6日的笔记中写到： “物体的最后原子乃是在气休状态时被热质围绕的质点或核心。”也就是说，气体原子有一个处于中心的硬核，周围被一些热质所笼罩，即中心核与其周围的热氛组成一个气体的原子；由于热氛的存在，因而产生彼此间的排斥力，当温度越高时，此种热氛就越多，则相互间的排斥力就越大。 时代任务 道尔顿为了进一步解释混合气体的扩散及其压力的问题。他又认为：同一化学物质的原子相互排斥，但不同物质的原子相互间并不排斥。 道尔顿进一步考虑测定各种原子的相对大小和质量，以及不同气体原子化合后所形成复杂原子组成。即他在正式提出原子学说的的同时就提出测定原子量和化合物组成的历史任务。 道尔顿的原子论 道尔顿曾设计出一整套符号来表达他的原子学说 这套符号都有鲜明的图象，它既代表一种元素，又代表一个原子，每种元素的原子符号都是一个圆圈，因为他认为简单原子那是圆球状的，图上还有点、线或字母，用来标示不同种的原子，所以这些符号起到了一个原子模型的作用，现在通常称之为道尔顿台球式原子模型。 道尔顿的原子符号，并且标上了原子量。这种符号由于印刷与书写不便，后来贝采里乌斯便提出以字母来代替。 道尔顿开始用的符号是一些图形。 1808年，道尔顿的《化学哲学新体系》第一卷出版，全面的阐述了他的化学原子论，元素的数目已增加到20个，原子量较1803年的计算值也进行了修正。原子符号最初就是刊登在该书上。在其第二卷（1810年出版)中，道尔顿又添加了许多原子符号及其原子量(如镍．铝土、锡、锑、砷、钴、锰、铀、钨等)，对其1808年的原子量