拉瓦錫奠定了化學元素學說之后不久,在19世紀開始的幾年,道爾頓的化學原子學說把原子論與元素學說統(tǒng)一起來,成為有機整體,使化學成為一門獨立科學。
1803年道爾頓發(fā)表的原子學說有下面三個要點:
(1)元素(單質(zhì))的最終粒子稱為原子,它們極小,是看不見的,是既不能創(chuàng)造,也不能毀滅和不可再分割的,它們在一切化學變化中保持其本性不變。
(2)同一種元素的原子,其形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)都是相同的。每一種元素以其原子的質(zhì)量為最基本的特征。
(3)不同元素的原子以簡單數(shù)目的比例相結(jié)合,形成化學中的化合物,同一種化合物粒子的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和,其組成、形狀、質(zhì)量和性質(zhì)也相同。
以上諸點在化學的發(fā)展史上具有劃時代的歷史意義。他還列出第一張原子量表。
將原子學說和當時物理學家研究的原子光譜結(jié)合起來,把光譜中的某一特征譜線和某種元素相聯(lián)系。鈉鹽火焰呈黃色、鉀鹽呈紫色、銅鹽呈翠綠色、鋇鹽呈草綠色、鍶鹽和鋰鹽呈鮮紅色。得到某種金屬和它的化合物給出相同的光譜的結(jié)論。按這結(jié)論,不但簡便地檢出某種元素是否存在,而且為新元素的發(fā)現(xiàn)及星球上存在什么元素提供了嶄新的方法。銫、銣、鎵、銦、鉈等稀散元素就是在19世紀用光譜法發(fā)現(xiàn)的新元素。分析太陽光譜,表明太陽中有氫、鈉、鐵、鈣、鎳等元素。當時在地球上居然能測定出1.5億公里以外太陽的化學元素組成,轟動了全球科學界。
利用光譜法對當時地球上還未發(fā)現(xiàn),卻存在于太陽上的一種新元素——氦(當時稱它為太陽元素)進行分析,也是轟動科學界的大事。
從18世紀中葉到19世紀中葉的100年中,隨著生產(chǎn)和科學實驗的大發(fā)展,平均每兩年半左右就有一個新元素被發(fā)現(xiàn),到1869年已發(fā)現(xiàn)63種元素,對每種元素原子量的測定和各種元素的物理和化學性質(zhì)都已有研究。這些豐富的資料給科學家們提出了一系列亟待回答的問題:地球上究竟有多少種元素?怎樣去尋找新元素?各種元素之間究竟是否存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系?
門捷列夫正是在這個客觀條件比較成熟的時機于1869年發(fā)現(xiàn)了化學元素周期律。它為化學科學的發(fā)展提供了新的思想武器,推動著化學和社會發(fā)展。它也和自然科學的其他三大發(fā)現(xiàn)(能量守恒和轉(zhuǎn)化定律、細胞發(fā)現(xiàn)和細胞學說、達爾文的進化論)一起,將科學界的自然觀提高到新的境界。
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