John Dalton(6. septembar 1766. – 27. jul 1844.) bio je samoobrazovani engleski provincijski učitelj, hemičar, meteorolog, prirodnjak i kveker. Jedan od najpoznatijih i najcjenjenijih naučnika svog vremena, koji je postao nadaleko poznat po svom inovativnom radu u različitim oblastima znanja. Bio je prvi (1794) koji je sproveo istraživanje i opisao defekt vida od kojeg je i sam patio - daltonizam, kasnije nazvan daltonizam u njegovu čast; otkrio zakon parcijalnih pritisaka (Daltonov zakon) (1801), zakon ravnomernog širenja gasova pri zagrevanju (1802), zakon rastvorljivosti gasova u tečnostima (Henry-Daltonov zakon). Ustanovio je zakon višestrukih omjera (1803), otkrio fenomen polimerizacije (na primjeru etilena i butilena), uveo koncept „atomske težine“, bio prvi koji je izračunao atomske težine (mase) određenog broja elemenata. i sastavio prvu tabelu njihovih relativnih atomskih težina, postavljajući na taj način temelje atomske teorije strukture materije.
Profesor Mančesterskog koledža, Oksfordskog univerziteta (1793), član Francuske akademije nauka (1816), predsednik Mančesterskog književnog i filozofskog društva (od 1817), član Kraljevskog društva u Londonu (1822) i Kraljevskog društva Edinburg (1835), dobitnik Kraljevske medalje (1826).
Mladost
John Dalton je rođen u porodici kvekera u Eaglesfieldu u okrugu Cumberland. Sin krojača, tek sa 15 godina počeo je da uči sa svojim starijim bratom Jonathanom u kvekerskoj školi u obližnjem gradu Kendal. Do 1790., Dalton se manje-više odlučio za svoju buduću specijalnost, birajući između prava i medicine, ali njegovi planovi su ispunjeni bez entuzijazma - njegovi roditelji neistomišljenici bili su kategorički protiv studiranja na engleskim univerzitetima. Dalton je morao ostati u Kendalu do proljeća 1793. godine, nakon čega se preselio u Manchester, gdje je upoznao Johna Gougha, slijepog polimatskog filozofa koji mu je prenio veliki dio svog naučnog znanja u neformalnom okruženju. To je omogućilo Daltonu da dobije poziciju predavača matematike i nauke na New Collegeu, akademiji za neslaganje u Manchesteru. Na ovom položaju ostao je do 1800. godine, kada ga je sve lošija finansijska situacija koledža primorala da podnese ostavku; Počeo je privatno predavati matematiku i prirodne nauke.
U mladosti, Dalton je bio blisko povezan sa poznatim protestantom iz Eaglesfielda Elihuom Robinsonom, profesionalnim meteorologom i inženjerom. Robinson je Daltonu usadio interesovanje za različite probleme matematike i meteorologije. Tokom svog života u Kendalu, Dalton je sakupio rješenja problema koje je razmatrao u knjizi "Dnevnici dama i gospode", a 1787. je počeo da vodi vlastiti meteorološki dnevnik u koji je tokom 57 godina zabilježio više od 200.000 zapažanja. U istom periodu, Dalton je ponovo razvio teoriju atmosferske cirkulacije, koju je prethodno predložio George Hadley. Prva naučnikova publikacija zvala se “Meteorološka opažanja i eksperimenti”, sadržavala je klice ideja za mnoga njegova buduća otkrića. Međutim, uprkos originalnosti njegovog pristupa, naučna zajednica nije obraćala veliku pažnju na Daltonove radove. Dalton je svoje drugo veliko djelo posvetio jeziku; objavljeno je pod naslovom “Osebenosti engleske gramatike” (1801).
Daltonizam
Zdrava osoba će ovdje vidjeti brojeve 44 ili 49, ali osoba s deuteranopijom, po pravilu, neće vidjeti ništa
Polovinu svog života Dalton nije imao pojma da nešto nije u redu s njegovom vizijom. Studirao je optiku i hemiju, ali je otkrio svoj nedostatak zahvaljujući svojoj strasti prema botanici. To što nije mogao razlikovati plavi cvijet od ružičastog, pripisao je zbrci u klasifikaciji cvijeća, a ne nedostacima vlastitog vida. Primijetio je da cvijet, koji je danju, na svjetlosti sunca, bio nebeskoplav (tačnije, boja koju je on smatrao nebesko plavom), na svjetlu svijeće izgleda tamnocrveno. Okrenuo se onima oko sebe, ali niko nije video tako čudnu transformaciju, osim njegovog brata. Tako je Dalton shvatio da nešto nije u redu s njegovom vizijom i da je ovaj problem naslijeđen. Godine 1794., odmah po dolasku u Manchester, Dalton je izabran za člana Mančesterskog književno-filozofskog društva (Lit & Phil) i nekoliko sedmica kasnije objavio je članak pod naslovom "Neobični slučajevi percepcije boja", gdje je objasnio uskost boja. percepcija nekih ljudi po promeni boje tečne supstance oka. Opisujući ovu bolest na vlastitom primjeru, Dalton je skrenuo pažnju ljudi koji do tog trenutka nisu shvatili da je imaju. Iako je Daltonovo objašnjenje dovedeno u pitanje za vrijeme njegovog života, temeljitost njegovog istraživanja o njegovoj vlastitoj bolesti bila je toliko bez presedana da je izraz "sljepoća za boje" postao čvrsto vezan za bolest. Godine 1995. provedena su istraživanja na očuvanom oku Johna Daltona, tokom kojih se ispostavilo da on boluje od rijetkog oblika sljepoće za boje - protanopije. U tom slučaju oko ne može prepoznati crvenu, zelenu i zeleno-plavu boju. Osim ljubičaste i plave, inače je mogao prepoznati samo jednu boju - žutu, i o tome je pisao ovako:
Taj dio slike koji drugi nazivaju crvenim čini mi se kao sjenka ili jednostavno slabo osvijetljen. Narandžasta, zelena i žuta izgledaju kao nijanse iste boje, u rasponu od intenzivne do blijedo žute.Nakon ovog Daltonovog rada uslijedilo je desetak novih, posvećenih raznim temama: boji neba, uzrocima izvora slatke vode, refleksiji i prelamanju svjetlosti, kao i participima u engleskom jeziku.
Razvoj atomističkog koncepta
Godine 1800. Dalton je postao sekretar Mančesterskog književno-filozofskog društva, nakon čega je predstavio niz izvještaja pod općim naslovom "Eksperimenti", posvećenih određivanju sastava plinskih mješavina, tlaka pare različitih tvari na različitim temperaturama u vakuumu. a u vazduhu, isparavanje tečnosti i toplotno širenje gasova. Četiri takva članka objavljena su u Izvještajima Društva 1802. Posebno je vrijedan pažnje uvod u Daltonovo drugo djelo:
Gotovo da ne može biti sumnje u mogućnost prijelaza bilo kojih plinova i njihovih mješavina u tečno stanje, potrebno je samo primijeniti odgovarajući pritisak na njih ili sniziti temperaturu, sve do razdvajanja na pojedinačne komponente.Nakon što je opisao eksperimente za utvrđivanje tlaka pare vode na različitim temperaturama u rasponu od 0 do 100 °C, Dalton nastavlja s raspravom o tlaku pare šest drugih tekućina i zaključuje da je promjena tlaka pare ekvivalentna za sve tvari za istu promjenu u temperatura.
U svom četvrtom radu Dalton piše:
Ne vidim objektivne razloge da se smatra netačnom činjenica da se bilo koja dva plina (elastična sredina) s istim početnim tlakom jednako šire pri promjeni temperature. Međutim, za bilo koju ekspanziju živine pare (neelastična sredina), širenje zraka će biti manje. Dakle, opšti zakon koji bi opisao prirodu toplote i njenu apsolutnu količinu trebalo bi da se izvede iz proučavanja ponašanja elastičnih medija. Zakoni o gasuJoseph Louis Gay-Lussac
Tako je Dalton potvrdio Gay-Lussacov zakon, objavljen 1802. U roku od dvije ili tri godine čitanja svojih članaka, Dalton je objavio niz radova o sličnim temama, kao što je apsorpcija plinova vodom i drugim tekućinama (1803); Istovremeno je postulirao zakon parcijalnih pritisaka, poznat kao Daltonov zakon.
Najvažnijim od svih Daltonovih radova smatraju se oni koji se odnose na atomistički koncept u hemiji, s kojim je njegovo ime najdirektnije povezano. Predlaže se (Tomas Tomson) da je ova teorija razvijena ili iz proučavanja ponašanja etilena i metana u različitim uslovima, ili iz analize azot-dioksida i monoksida.
Studija Daltonovih laboratorijskih bilješki, otkrivena u arhivi Lit & Phil, sugerira da je, dok je tražio objašnjenje zakona višestrukih omjera, naučnik sve bliže i bliže razmatranju kemijske interakcije kao elementarnog čina spajanja atoma određenih masa . Ideja o atomima postepeno je rasla i jačala u njegovoj glavi, potkrijepljena eksperimentalnim činjenicama dobivenim proučavanjem atmosfere. Prvi počeci ove ideje koji se vide mogu se naći na samom kraju njegovog članka o apsorpciji gasova (napisanog 21. oktobra 1803, objavljenog 1805). Dalton piše:
Zašto voda ne zadržava svoj oblik kao svaki gas? Pošto sam dosta vremena posvetio rješavanju ovog problema, ne mogu sa potpunim povjerenjem dati odgovarajući odgovor, ali sam siguran da sve ovisi o težini i broju mikročestica u tvari. Određivanje atomske težineSpisak hemijskih simbola pojedinačnih elemenata i njihovih atomskih težina, koji je sastavio Džon Dalton 1808. Neki od simbola korišćenih za predstavljanje hemijskih elemenata u to vreme datiraju iz doba alhemije. Ova lista se ne može smatrati "periodičnom tablicom" jer ne sadrži ponavljajuće (periodične) grupe elemenata. Neke od supstanci nisu hemijski elementi, na primer, kreč (položaj 8 levo). Dalton je izračunao atomsku težinu svake supstance u odnosu na vodik kao najlakšu, završavajući svoju listu živom, kojoj je greškom pripisana atomska težina veća od one olova (stavka 6 desno)
Različiti atomi i molekuli u knjizi Johna Daltona Novi kurs hemijske filozofije (1808).
Da bi vizualizovao svoju teoriju, Dalton je koristio sopstveni sistem simbola, takođe predstavljen u Novom kursu hemijske filozofije. Nastavljajući svoja istraživanja, Dalton je nakon nekog vremena objavio tabelu relativnih atomskih težina šest elemenata - vodika, kisika, dušika, ugljika, sumpora, fosfora, uzimajući masu vodonika jednaku 1. Imajte na umu da Dalton nije opisao metodu kojima je odredio relativne težine, ali u njegovim bilješkama od 6. septembra 1803. nalazimo tabelu za izračunavanje ovih parametara na osnovu podataka raznih hemičara o analizi vode, amonijaka, ugljičnog dioksida i drugih supstanci.
Suočen s problemom izračunavanja relativnog promjera atoma (od kojih je naučnik vjerovao da su svi plinovi sastavljeni), Dalton je koristio rezultate kemijskih eksperimenata. Pod pretpostavkom da se bilo koja kemijska transformacija uvijek odvija najjednostavnijim putem, Dalton dolazi do zaključka da je kemijska reakcija moguća samo između čestica različite težine. Od ovog trenutka Daltonov koncept prestaje biti jednostavan odraz Demokritovih ideja. Proširenje ove teorije na supstance dovelo je istraživača do zakona višestrukih omjera, a eksperiment je savršeno potvrdio njegov zaključak. Vrijedi napomenuti da je zakon višestrukih odnosa predvidio Dalton u izvještaju o opisu sadržaja raznih plinova u atmosferi, koji je pročitan u novembru 1802. isto, ali ne mogu postojati nikakve međuvrijednosti količine supstance". Vjeruje se da je ova rečenica dodata neko vrijeme nakon čitanja izvještaja, ali je objavljena tek 1805. godine.
U svom djelu “Novi kurs kemijske filozofije” Dalton je sve tvari podijelio na dvostruke, trostruke, četverostruke, itd. (u zavisnosti od broja atoma u molekulu). U stvari, on je predložio da se strukture spojeva klasificiraju prema ukupnom broju atoma - jedan atom elementa X, u kombinaciji s jednim atomom elementa Y, daje dvostruko jedinjenje. Ako se jedan atom elementa X kombinira s dva Y (ili obrnuto), tada će takva veza biti trostruka.
Pet osnovnih principa Daltonove teorije Atomi bilo kojeg elementa se razlikuju od svih ostalih, a karakteristična karakteristika u ovom slučaju je njihova relativna atomska masa Svi atomi datog elementa su identični Atomi različitih elemenata mogu se kombinovati u hemijska jedinjenja, a svaki jedinjenje uvijek ima isti omjer atoma u svom sastavu. Atomi se ne mogu iznova stvoriti, podijeliti na manje čestice ili uništiti bilo kakvim kemijskim transformacijama. Svaka kemijska reakcija jednostavno mijenja redoslijed u kojem su atomi grupirani. vidi Atomizam Hemijski elementi se sastoje od malih čestica zvanih atomi
Dalton je također predložio "pravilo najveće jednostavnosti", koje, međutim, nije dobilo nezavisnu potvrdu: kada se atomi spoje u samo jednom omjeru, to ukazuje na stvaranje dvostrukog spoja.
Ovo je bila samo pretpostavka koju je naučnik dobio samo iz vere u jednostavnost strukture prirode. Istraživači tog vremena nisu imali objektivne podatke za određivanje broja atoma svakog elementa u složenom spoju. Međutim, takve "pretpostavke" su vitalne za takvu teoriju, budući da je izračunavanje relativnih atomskih težina nemoguće bez poznavanja hemijskih formula jedinjenja. Međutim, Daltonova hipoteza ga je navela da formulu vode odredi kao OH (pošto je, sa stanovišta njegove teorije, voda proizvod reakcije H + O, a omjer je uvijek konstantan); za amonijak je predložio formulu NH, koja, naravno, ne odgovara modernim idejama.
Uprkos unutrašnjim kontradiktornostima u samom srcu Daltonovog koncepta, neki od njegovih principa su preživjeli do danas, iako s manjim rezervama. Recimo da se atomi zaista ne mogu podijeliti na dijelove, stvoriti ili uništiti, ali to vrijedi samo za kemijske reakcije. Dalton također nije znao za postojanje izotopa kemijskih elemenata, čija se svojstva ponekad razlikuju od "klasičnih". Unatoč svim ovim nedostacima, Daltonova teorija (kemijska atomika) utjecala je na budući razvoj kemije ne manje nego Lavoisierova teorija kisika.
Zrele godine
James Prescott Joule
Dalton je svoju teoriju pokazao T. Thomsonu, koji ju je ukratko izložio u trećem izdanju svog “Kursa hemije” (1807), a zatim je sam naučnik nastavio njeno izlaganje u prvom dijelu prvog toma “Novog kursa u Hemijska filozofija” (1808). Drugi dio je objavljen 1810. godine, ali prvi dio drugog toma objavljen je tek 1827. - razvoj kemijske teorije otišao je mnogo dalje, preostali neobjavljeni materijal bio je od interesa za vrlo usku publiku, čak i za naučnu zajednicu. Drugi dio drugog toma nikada nije objavljen.
Godine 1817. Dalton je postao predsjednik Lit & Phila, koji je ostao do svoje smrti, sačinivši 116 izvještaja, od kojih su najraniji najznačajniji. U jednom od njih, napravljenom 1814. godine, objašnjava principe volumetrijske analize, u kojoj je bio jedan od pionira. Godine 1840. Kraljevsko društvo je smatralo da njegov rad o fosfatima i arsenatima (koji se često smatra jednim od najslabijih) nije dostojan objavljivanja, što je primoralo Daltona da to sam učini. Ista sudbina zadesila su još četiri njegova članka, od kojih su dva ("O količini kiselina, lužina i soli u raznim solima", "O novoj i jednostavnoj metodi analize šećera") sadržavala otkriće koje je sam Dalton smatrao drugim u važnost nakon atomističkog koncepta. Određene bezvodne soli, kada su otopljene, ne uzrokuju povećanje volumena otopine, shodno tome, kako je naučnik napisao, one zauzimaju određene "pore" u strukturi vode.
James Prescott Joule - Daltonov poznati učenik.
Daltonova eksperimentalna metoda
Sir Humphry Davy, 1830 gravura prema slici Sir Thomas Lawrence (1769-1830)
Dalton je često radio sa starim i nepreciznim instrumentima, čak i kada su bili dostupni bolji. Sir Humphry Davy ga je nazvao "nepristojnim eksperimentatorom" koji je uvijek pronalazio činjenice koje su mu bile potrebne, češće ih uzimajući iz glave nego iz stvarnih eksperimentalnih uvjeta. S druge strane, istoričari koji su bili direktno povezani sa Daltonom ponovili su brojne naučnikove eksperimente i, naprotiv, govorili o njegovoj veštini.
U predgovoru drugom dijelu prvog toma New Deala Dalton piše da ga je korištenje tuđih eksperimentalnih podataka toliko često zavaravalo da je u svojoj knjizi odlučio pisati samo o onim stvarima koje je mogao lično provjeriti. Međutim, takva „nezavisnost“ rezultirala je nepovjerenjem čak i u opšteprihvaćene stvari. Na primjer, Dalton je kritizirao i, čini se, nikada nije u potpunosti prihvatio Gay-Lussac zakon o plinu. Naučnik se držao nekonvencionalnih pogleda na prirodu hlora čak i nakon što je G. Davy ustanovio njegov sastav; On je kategorički odbacio nomenklaturu J. Ya. Berzeliusa, uprkos činjenici da su je mnogi smatrali mnogo jednostavnijom i pogodnijom od glomaznog sistema Daltonovih simbola.
Lični život i društvene aktivnosti
Džon Dalton (iz knjige: A. Shuster, A. E. Shipley. Britansko naučno nasleđe. - London, 1917)
Čak i prije stvaranja svog atomističkog koncepta, Dalton je bio nadaleko poznat u naučnim krugovima. Godine 1804. ponuđeno mu je da drži kurs o prirodnoj filozofiji na Kraljevskoj instituciji (London), gdje je zatim čitao drugi kurs 1809-1810. Neki od Daltonovih suvremenika dovodili su u pitanje njegovu sposobnost da prezentira materijal na zanimljiv i lijep način; Džon Dalton je imao grub, tih, neizražajan glas; osim toga, naučnik je i najjednostavnije stvari objašnjavao previše komplikovano.
Godine 1810. Sir Humphry Davy ga je pozvao da se kandiduje na izborima za Kraljevsko društvo, ali je Dalton odbio, očigledno zbog finansijskih poteškoća. Godine 1822. našao se kao kandidat ne znajući, a nakon izbora platio je potrebnu taksu. Šest godina prije ovog događaja postao je dopisni član Francuske akademije nauka, a 1830. godine izabran je za jednog od osam stranih članova akademije (umjesto Davyja).
Godine 1833. vlada Earla Greya mu je dodijelila platu od 150 funti, a 1836. povećala se na 300.
Dalton se nikada nije ženio i imao je nekoliko prijatelja. Živeo je četvrt veka sa svojim prijateljem R. W. Jonesom (1771-1845) u George's Street, Manchester; njegovu uobičajenu rutinu laboratorijskog i nastavnog rada prekidali su samo godišnji izleti u Lake District ili povremene posjete Londonu. Godine 1822. napravio je kratko putovanje u Pariz, gdje se susreo sa raznim lokalnim naučnicima. Takođe, nešto ranije prisustvovao je nizu naučnih kongresa Britanskog udruženja u Jorku, Oksfordu, Dablinu i Bristolu.
Kraj života, naslijeđe
Pasepartout od Daltona (oko 1840.).
Daltonova bista engleskog kipara Chantreya
Godine 1837. Dalton je doživio blagi srčani udar, ali već 1838. sljedeći udarac mu je doveo do oštećenja govora; međutim, to nije spriječilo naučnika da nastavi svoja istraživanja. U maju 1844. preživio je još jedan udarac, a 26. jula drhtavom rukom unio je posljednji zapis u svoj meteorološki dnevnik; Dana 27. jula, Dalton je pronađen mrtav u svom stanu u Manchesteru.
Džon Dalton je sahranjen na groblju Ardvik u Mančesteru. Danas se na mjestu groblja nalazi igralište, ali su njegove fotografije sačuvane. Daltonova bista (od Chantraya) krasi ulaz u King's College Manchester, a Daltonova statua, također od Chantraya, sada se nalazi u gradskoj vijećnici Manchestera.
U znak sjećanja na Daltonov rad, neki kemičari i biokemičari neformalno koriste izraz "dalton" (ili skraćeno Da) za označavanje jedinice atomske mase elementa (ekvivalentna 1/12 mase 12C). Po naučniku je nazvana i ulica koja povezuje Deansgate i Albert Square u centru Mančestera.
Jedna od zgrada u kampusu Univerziteta u Mančesteru nazvana je po Džonu Daltonu. U njemu se nalazi Tehnološki fakultet i u njemu se održava većina predavanja iz prirodnih nauka. Na izlazu iz zgrade nalazi se kip Daltona, premješten ovdje iz Londona (rad Williama Teeda, 1855, do 1966. stajao je na Piccadilly Squareu).
Zgrada studentskog boravka Univerziteta u Mančesteru takođe nosi Daltonovo ime. Univerzitet je ustanovio razne stipendije nazvane po Daltonu: dva iz hemije, dva iz matematike i Daltonovu nagradu iz prirodne istorije. Tu je i Daltonova medalja, koju periodično dodjeljuje Manchestersko književno i filozofsko društvo (ukupno je izdato 12 medalja).
Po njemu je nazvan krater na Mesecu.
Veliki dio djela Džona Daltona uništen je u bombardovanju Mančestera 24. decembra 1940. godine. Isak Asimov je o tome napisao: „U ratu ne umiru samo živi.
Osnova svake teorije u prirodnim naukama
uvek postoji nešto što ne može
potvrditi eksperimentalno.
I. Ya. Berzelius
Po čemu se atomska teorija D. Daltona razlikuje od prethodnih verzija atomizma? Kakav je utjecaj Daltonov rad imao na kasniji razvoj prirodnih znanosti? Što je novo Daltonov atomizam doprinio razumijevanju geneze svojstava supstanci?
Lekcija-predavanje
STUDIJA O SASTAVU SUPSTANCI. Istorijski se dogodilo da je doktrina elemenata i atomističke ideje sve do početka 19.st. smatrani su fundamentalno različitim načinima objašnjenja strukture i svojstava tijela. Svojstva su se često objašnjavala prisutnošću u tijelu određenih elementarnih principa, čiju su ulogu mogli imati Aristotelovi elementi (vatra, voda, zrak, zemlja), tri Paracelsova principa (živa, sumpor, sol) ili bilo koje druge skupove elementarnih esencija. Zagovornici atomističkih ideja povezivali su svojstva s geometrijskim i mehaničkim karakteristikama čestica koje čine tijelo (na primjer, s njihovom veličinom, oblikom, kretanjem, s njihovim inherentnim silama).
Lavoisierova ideja o postojanju u prirodi konačnog broja elemenata koji imaju određeni skup svojstava i mogu se odrediti metodama hemijske analize doprinijela je kasnijoj sintezi atomizma i proučavanju elemenata.
Ali da bi se ova dva učenja spojila u jedno, atomska teorija je morala biti modificirana. A glavno što je trebalo učiniti bilo je pronaći svojstvo atoma koje će, s jedne strane, ostati nepromijenjeno tijekom kemijskih reakcija i agregatnih prijelaza, as druge, biti podložno kvantitativnom eksperimentalnom određivanju. Ni oblik ni veličina atoma nisu bili prikladni za ovu ulogu, makar samo zato što se nisu mogli eksperimentalno odrediti. Kao prikladno svojstvo atoma, D. Dalton je odabrao relativnu atomsku težinu (termin se trenutno koristi relativna atomska masa ili jednostavno „atomska masa“).
Džon Dalton (1766-1844) - engleski fizičar i hemičar. Radio u oblastima meteorologije i fizike gasa, opisao defekt vida poznat kao daltonizam
DALTONOVA TEORIJA. Sve je počelo meteorologijom, koju je Dalton proučavao tokom svog odraslog života, napravivši oko 200.000 zapisa o vremenskim prilikama. U procesu meteoroloških osmatranja zainteresovao se za svojstva gasova i gasnih mešavina, a kada je raspravljao o pojedinim pitanjima fizike gasova, koristio se atomskim teorijama, koje su bile veoma česte u Engleskoj od 17. veka. Kao rezultat toga, do 1801. godine razvio je sljedeće ideje o prirodi plinovitog stanja:
- atomi plina su okruženi termogenom ljuskom, čiji se volumen povećava s povećanjem temperature;
- između čestica gasa postoje sile odbijanja uzrokovane odbijanjem kalorijskih ljuski i privlačne sile („hemijski afinitet“);
- čestice gasa se nalaze u prostoru tako gusto da se kalorične ljuske međusobno dodiruju (slika 55).
Rice. 55. Dalton plinski model
Da bi se odgovorilo na niz važnih pitanja (zašto dolazi do difuzije plina; zašto se atmosfera ne raslojava, odnosno zašto se teški plinovi ne akumuliraju blizu površine Zemlje, itd.), bilo je potrebno prije svega naučiti kako odrediti sastav mešavine gasova; za početak - barem količina kisika u njemu: bez toga je bilo nemoguće eksperimentalno proučavati promjenu sastava atmosfere s visinom, rastvorljivost gasova u vodi i druge probleme. Najbrži način za određivanje kiseonika u gasnoj mešavini, prema Daltonu, mogao bi biti takozvani Priestley test, odnosno reakcije koje u modernoj notaciji imaju oblik:
2NO + O 2 → 2NO 2 ili u prisustvu vode:
2NO + O 2 + H 2 O → HNO 2 + HNO 3
Kao rezultat toga, Dalton je došao do potrebe za određivanjem sastava dušikovih oksida, a za to je bilo potrebno znati relativne atomske mase dušika i kisika. Tako se upravo u procesu rješavanja kemijskog problema sastava dušikovih oksida pojavio problem određivanja relativnih atomskih masa. Međutim, da bi se stvorila skala relativnih atomskih masa (Dalton je uzeo masu atoma vodika kao jedan), bilo je potrebno znati atomski sastav jedinjenja – koliko je atoma svakog elementa uključeno u molekulu („kompleks atom”, Daltonovom terminologijom) datog jedinjenja, a da biste odredili atomski sastav jedinjenja, morate znati njegov elementarni sastav (u procentima po masi) i... relativne atomske mase atoma elemenata uključeno u kompleks. Krug je zatvoren.
Da bi se nekako izvukao iz ove situacije, Dalton je smislio pravilo koje je nazvao "pravilo jednostavnosti". On je to samo smislio, jer nije mogao dati više ili manje uvjerljive argumente da dokaže ovo pravilo, samo spekulativne, poput „priroda se uvijek ponaša na najjednostavniji način“, „ne treba nepotrebno povećavati složenost“ itd. .
Hemijski simboli D. Daltona. 1810
Prema ovom pravilu, ako dva elementa čine samo jedno jedinjenje (kao što, na primjer, vodik i kisik daju samo vodu; vodikov peroksid još nije otkriven), tada će njegov sastav biti najjednostavniji: AB, tj. voda u ovom slučaju treba imaju sastav HO, amonijaka NH, itd. Kao što vidimo, Dalton nije "pogodio" sastav vode i amonijaka, pa se stoga njegova numerička skala relativnih atomskih masa pokazala netačnom.
Ali nesavršenosti Daltonove teorije ne umanjuju proboj koji je napravio. Dalton je u svom razmišljanju pošao od činjenice da su element atomi istog tipa, sa određenim atomskim težinama, a svaki atom je atom određenog kemijskog elementa. Drugim riječima, atomi različitih kemijskih elemenata nisu identični po svojim svojstvima i po svojim masama, dok su svi atomi iste tvari potpuno identični.
Osim toga, Dalton je pokazao da atomska teorija koju je predložio može biti ne samo spekulativna, već i radna teorija: problem geneze svojstava supstanci može i treba biti povezan s atomskim sastavom tijela.
Atomističke ideje i ideje o elementima, koje su prošle dugu istorijsku evoluciju, konačno su sjedinjene u jedno temeljno učenje.
- U svojim proračunima relativnih atomskih masa dušika i kisika Dalton je pošao od onih poznatih s početka 19. stoljeća. podaci o procentualnom (masenom) sastavu vode (85% kiseonika i 15% vodonika) i amonijaka (80% azota i 20% vodonika). Na osnovu ovih podataka i Daltonovog principa jednostavnosti, odredite vrijednosti koje je dobio za relativne mase dušika i kisika (Dalton je uzeo atomsku masu vodika kao 1).
- U početku je Dalton vjerovao da jedan od dušikovih oksida, takozvana šalpeterna kiselina, ima atomski sastav koji se u modernim zapisima može predstaviti formulom NO 2. Procentualni (težinski) sastav ovog oksida, prema podacima tog vremena, bio je sljedeći: 29,5% dušika i 70,5% kisika. Uspoređujući hipotetski atomski i eksperimentalno utvrđeni postotni sastav ovog oksida i koristeći svoju skalu relativnih atomskih masa (vidi prethodni problem), Dalton je predložio novu formulu za amonijum nitrat. Koji? Svoj odgovor obrazložite proračunima.
- Kako se može protumačiti zakon konstantnosti kompozicije sa stanovišta Daltonove atomske teorije?
- Zašto je Dalton svoje dvotomno djelo, objavljeno 1808-1810, nazvao “Novi sistem kemijske filozofije”?
- Koje su odredbe Daltonove atomske teorije, po vašem mišljenju, izazvale najveće zamjerke među njegovim savremenicima?
DALTON Džon (Dalton J.)
(6.IX.1766 - 27.VII.1844)
John Dalton Rođen u siromašnoj porodici, imao je veliku skromnost i izuzetnu žeđ za znanjem. Nije imao nikakvu važnu univerzitetsku poziciju, ali je bio jednostavan nastavnik matematike i fizike u školi i na fakultetu.
Dalton je otkrio plinske zakone fizike, au hemiji zakon višestrukih odnosa, sastavio prvu tablicu relativnih atomskih masa i stvorio prvi sistem hemijskih simbola za jednostavne i složene supstance.
John Dalton - engleski hemičar i fizičar, član Kraljevskog društva u Londonu (od 1822). Rođen u Eaglesfieldu (Cumberland). Obrazovanje sam stekao sam.
Godine 1781-1793 - nastavnik matematike u školi u Kendalu, od 1793. predavao je fiziku i matematiku na Nju koledžu u Mančesteru.
Osnovna naučna istraživanja prije 1800-1803. pripadaju fizici, kasnije - hemiji.
Vodio (od 1787.) meteorološka osmatranja, proučavao boju neba, prirodu topline, loma i refleksije svjetlosti. Kao rezultat, stvorio je teoriju isparavanja i miješanja plinova.
Opisao (1794) vizuelni nedostatak tzv daltonizam.
Otvoreno tri zakona, što je činilo suštinu njegovog fizičkog atomizma gasnih mešavina: parcijalni pritisci gasovi (1801), zavisnosti zapremina gasova pri konstantnom pritisku na temperaturi(1802, nezavisno od J.L. Gay-Lussaca) i zavisnost rastvorljivost gasovi od njihovih parcijalnih pritisaka(1803) Ovi radovi su ga doveli do rješenja kemijskog problema odnosa sastava i strukture tvari.
Predloženo i potkrijepljeno (1803-1804) teorija strukture atoma, ili hemijski atomizam, koji je objasnio empirijski zakon konstantnosti sastava.
Teorijski predviđeno i otkriveno (1803.) zakon višekratnika: ako dva elementa tvore nekoliko spojeva, tada su mase jednog elementa po istoj masi drugog povezane kao cijeli brojevi.
Sastavio (1803) prvi tabela relativnih atomskih masa vodonik, dušik, ugljik, sumpor i fosfor, uzimajući atomsku masu vodika kao jedinicu.
Predloženo (1804) sistem hemijskih znakova za "jednostavne" i "složene" atome.
Obavljao je (od 1808.) rad koji je imao za cilj da razjasni određene odredbe i objasni suštinu atomske teorije.
Član mnogih akademija nauka i naučnih društava.
Prvi naučnik koji je postigao značajan uspeh u novom pravcu razvoja hemije bio je engleski hemičar Džon Dalton (1766-1844), čije je ime usko povezano sa teorijom atoma. Početkom 19. stoljeća Dalton je otkrio nekoliko novih eksperimentalnih principa: zakon parcijalnih pritisaka(Daltonov zakon), zakon rastvorljivosti gasova u tečnostima(Henry-Daltonov zakon) i konačno zakon višekratnika. Nemoguće je objasniti ove obrasce (prvenstveno zakon višestrukih odnosa) bez pribjegavanja pretpostavci da je materija diskretna. Na osnovu zakona višestrukih omjera, otkrivenog 1803., i zakona konstantnosti sastava, Dalton je razvio svoju atomsko-molekularnu teoriju, iznesenu u svom djelu “Novi sistem kemijske filozofije”, objavljenom 1808. godine.
Glavne odredbe Daltonove teorije su sljedeće:
1. Sve supstance se sastoje od velikog broja atoma (jednostavnih ili složenih).
2. Atomi iste supstance su potpuno identični. Jednostavni atomi su apsolutno nepromjenjivi i nedjeljivi.
3. Atomi različitih elemenata mogu se međusobno kombinovati u određenim proporcijama.
4. Najvažnije svojstvo atoma je atomska težina.
Već 1803. godine u Daltonovom laboratorijskom časopisu pojavila se prva tabela relativnih atomskih težina određenih elemenata i spojeva; Kao referentnu tačku, Dalton bira atomsku težinu vodika, uzetu jednakom jedinici. Da bi označio atome elemenata, Dalton koristi simbole u obliku krugova s različitim figurama unutra. Nakon toga, Dalton je više puta korigirao atomske težine elemenata, ali je za većinu elemenata dao netačne vrijednosti atomskih težina.
Dalton je bio prisiljen napraviti pretpostavku da se atomi različitih elemenata udružuju u formiranju složenih atoma. "princip maksimalne jednostavnosti". Suština principa je da ako postoji samo jedno binarno jedinjenje od dva elementa, onda njegovu molekulu (složeni atom) formira jedan atom jednog elementa i jedan atom drugog (kompleksni atom je dvostruki u Daltonovoj terminologiji). Trostruki i složeniji atomi nastaju samo kada postoji nekoliko spojeva formiranih od dva elementa. Stoga je Dalton pretpostavio da se molekula vode sastoji od jednog atoma kisika i jednog atoma vodika. Rezultat je podcijenjena vrijednost atomske težine kisika, što zauzvrat dovodi do pogrešnog određivanja atomske težine metala na osnovu sastava oksida. Princip najveće jednostavnosti (podržan autoritetom Daltona kao tvorca atomsko-molekularne teorije) je naknadno odigrao određenu negativnu ulogu u rješavanju problema atomskih težina. Međutim, općenito, Daltonova atomska teorija činila je osnovu za sav daljnji razvoj prirodnih znanosti.
DALTON, Džon
Engleski fizičar i hemičar John Dalton rođen je u selu Eaglesfield u Cambeolandu u porodici tkača. Obrazovanje je stekao sam, osim časova matematike koje je držao od slijepog učitelja J. Gauffa. Godine 1781–1793 Dalton je predavao matematiku u školi u Kendalu, a od 1793. godine - fiziku i matematiku na New Collegeu u Manchesteru. Daltonov naučni rad započeo je 1787. posmatranjem zraka. U narednih 57 godina vodio je meteorološki dnevnik u koji je zabilježio više od 200.000 opažanja. Tokom svojih godišnjih putovanja oko Lake Districta, Dalton se popeo na vrhove Skiddaw i Helvellyn kako bi izmjerio atmosferski pritisak i uzeo uzorke zraka.
Godine 1793. Dalton je objavio svoje prvo djelo, Meteorološka opažanja i skice, koje je sadržavalo početke njegovih budućih otkrića. Pokušavajući da shvati zašto gasovi u atmosferi formiraju mešavinu sa određenim fizičkim svojstvima, a ne nalaze se jedan iznad drugog u slojevima u skladu sa svojom gustinom, ustanovio je da ponašanje gasa ne zavisi od sastava smeše. Dalton je formulisao zakon parcijalnih pritisaka gasova, a takođe je otkrio i zavisnost rastvorljivosti gasova od njihovog parcijalnog pritiska. Godine 1802. Dalton je nezavisno, nezavisno od J. L. Gay-Lussaca i J. Charlesa, otkrio jedan od zakona o plinu: pri konstantnom pritisku, s povećanjem temperature, svi plinovi se jednako šire.
Proučavajući sastav hemijskih jedinjenja, Dalton je ustanovio da u različitim jedinjenjima dva elementa za istu količinu jednog elementa postoje količine drugog, međusobno povezane kao prosti celi brojevi (zakon višestrukih odnosa). Dalton je pokušao objasniti otkrivene zakone koristeći atomističke koncepte koje je razvio. Dalton je uveo koncept atomske težine kao najvažnijeg svojstva atoma. Uzimajući atomsku težinu vodika kao jedan, Dalton je izračunao atomske težine brojnih elemenata i sastavio prvu tablicu relativnih atomskih masa (1803).
Dalton je kemijske reakcije smatrao međusobno povezanim procesima povezivanja i razdvajanja atoma, jer bi se samo time mogle objasniti nagle promjene sastava pri pretvaranju jednog spoja u drugi. Dakle, svaki atom bilo kojeg elementa mora, pored određene mase, imati specifična svojstva i biti nedjeljiv s kemijskog gledišta.
Daltonovi proračuni atomskih masa bili su netočni jer nije pravio razliku između atoma i molekula, nazivajući potonje složenim atomima. Ipak, zahvaljujući Daltonu atomizam je dobio novu prirodnu naučnu osnovu; Daltonov rad postao je glavna prekretnica u razvoju hemijske nauke. Godine 1804. Dalton je također predložio sistem hemijskih simbola za "jednostavne" i "složene" atome. Daltonovo ime je dato vizuelnom defektu - daltonizmu, od kojeg je i sam patio i koji je opisao 1794. godine.
Godine 1816. Dalton je izabran za člana Francuske akademije nauka, predsjednika Mančesterskog književnog i filozofskog društva, a 1822. za člana Londonskog kraljevskog društva. Godine 1832. Univerzitet Oksford mu je dodijelio zvanje doktora prava.
