John Dalton(6. september 1766 – 27. juuli 1844) oli iseõppinud inglise provintsiõpetaja, keemik, meteoroloog, loodusteadlane ja kveeker. Üks oma aja kuulsamaid ja lugupeetud teadlasi, kes sai laialdaselt tuntuks oma uuendusliku tööga erinevates teadmiste valdkondades. Ta oli esimene (1794), kes viis läbi uurimistööd ja kirjeldas nägemisdefekti, mille all ta ise kannatas – värvipimedus, hiljem nimetati tema auks värvipimedus; avastas osarõhkude seaduse (Daltoni seadus) (1801), gaaside ühtlase paisumise seaduse kuumutamisel (1802), gaaside lahustuvuse seaduse vedelikes (Henry-Daltoni seadus). Kehtestas mitme suhte seaduse (1803), avastas polümerisatsiooni nähtuse (etüleeni ja butüleeni näitel), võttis kasutusele mõiste "aatommass", oli esimene, kes arvutas paljude elementide aatommassi (massi). ja koostasid esimese tabeli nende suhteliste aatommasside kohta, pannes sellega aluse aine aatomiteooriale.
Oxfordi ülikooli Manchesteri kolledži professor (1793), Prantsuse Teaduste Akadeemia liige (1816), Manchesteri Kirjanduse ja Filosoofia Seltsi president (alates 1817), Londoni Kuningliku Seltsi liige (1822) ja Kuningliku Seltsi liige. Edinburgh (1835), kuningliku medali laureaat (1826).
Noorus
John Dalton sündis kveekerite perekonda Cumberlandi maakonnas Eaglesfieldis. Rätsepa poeg hakkas alles 15-aastaselt õppima koos oma vanema venna Jonathaniga lähedalasuvas Kendali linnas asuvas kveekerite koolis. 1790. aastaks oli Dalton oma tulevase eriala enam-vähem otsustanud, valides õigusteaduse ja meditsiini vahel, kuid tema plaanidele tuldi ilma entusiasmita – tema teisitimõtlevad vanemad olid kategooriliselt Inglismaa ülikoolides õppimise vastu. Dalton pidi jääma Kendalisse kuni 1793. aasta kevadeni, seejärel kolis ta Manchesteri, kus ta kohtus John Goughiga, pimeda polümaadifilosoofiga, kes edastas talle suure osa oma teaduslikest teadmistest mitteametlikus keskkonnas. See võimaldas Daltonil saada matemaatikat ja loodusteadusi õpetava ametikoha New College'is, mis on Manchesteri eriarvamusel olev akadeemias. Sellel ametikohal püsis ta kuni 1800. aastani, mil kolledži halvenev rahaline olukord sundis ta ametist lahkuma; Ta hakkas eraviisiliselt õpetama matemaatikat ja loodusteadusi.
Nooruses oli Dalton tihedalt seotud kuulsa Eaglesfieldi protestandi Elihu Robinsoniga, kes oli elukutseline meteoroloog ja insener. Robinson sisendas Daltonisse huvi erinevate matemaatika ja meteoroloogia probleemide vastu. Elu jooksul Kendalis kogus Dalton käsitletud probleemidele lahendusi raamatusse "Daamid ja härrad" ning 1787. aastal hakkas ta pidama oma meteoroloogilist päevikut, kuhu 57 aasta jooksul salvestas üle 200 000 vaatluse. samal perioodil töötas Dalton uuesti välja atmosfääri tsirkulatsiooni teooria, mille oli varem välja pakkunud George Hadley. Teadlase esimene väljaanne kandis nime "Meteoroloogilised vaatlused ja katsed", mis sisaldas paljude tema tulevaste avastuste ideede idu. Vaatamata tema lähenemisviisi originaalsusele ei pööranud teadusringkonnad Daltoni töödele erilist tähelepanu. Dalton pühendas oma teise suurema teose keelele; see ilmus pealkirja all "Inglise keele grammatika iseärasused" (1801).
Värvipimedus
Terve inimene näeb siin numbreid 44 või 49, kuid deuteranoopiaga inimene ei näe reeglina midagi
Poole oma elust polnud Daltonil aimugi, et tema nägemisega on midagi valesti. Ta õppis optikat ja keemiat, kuid avastas oma vea tänu kirele botaanika vastu. Asjaolu, et ta ei suutnud eristada sinilille roosast, põhjendas ta segadust lillede klassifitseerimisel, mitte aga enda nägemise puudustega. Ta märkas, et lill, mis päeval päikesevalguses oli taevasinine (õigemini taevasinine värv), paistis küünla valguses tumepunane. Ta pöördus ümberkaudsete poole, kuid keegi ei näinud sellist kummalist muutumist, välja arvatud tema vend. Seega mõistis Dalton, et tema nägemisega on midagi valesti ja see probleem on päritud. 1794. aastal, kohe pärast Manchesteri saabumist, valiti Dalton Manchesteri kirjanduse ja filosoofia seltsi (Lit & Phil) liikmeks ning paar nädalat hiljem avaldas ta artikli pealkirjaga “Ebatavalised värvitaju juhtumid”, kus selgitas värvide kitsust. mõnede inimeste tajumine silma vedela aine värvimuutuse järgi. Olles kirjeldanud seda haigust enda näitel, juhtis Dalton nende inimeste tähelepanu, kes kuni selle hetkeni polnud sellest arugi saanud. Kuigi Daltoni selgituses seati tema eluajal kahtluse alla, oli tema enda haiguse uurimise põhjalikkus sedavõrd enneolematu, et mõiste "värvipimedus" haakus haigusega kindlalt. 1995. aastal viidi läbi uuringud John Daltoni säilinud silmaga, mille käigus selgus, et ta kannatas harvaesineva värvipimeduse vormi - Protanopia - all. Sel juhul ei tunne silm ära punast, rohelist ja rohekassinist värvi. Lisaks violetsele ja sinisele tundis ta tavaliselt ära ainult ühe värvi - kollase - ja kirjutas selle kohta järgmiselt:
See osa pildist, mida teised punaseks kutsuvad, tundub mulle varjuna või lihtsalt halvasti valgustatud. Oranž, roheline ja kollane näivad olevat sama värvi toonid, mis ulatuvad intensiivsest kuni kahvatukollaseks.Sellele Daltoni tööle järgnes kümmekond uut, mis olid pühendatud erinevatele teemadele: taeva värvus, mageveeallikate põhjused, valguse peegeldus ja murdumine, aga ka osasõnad inglise keeles.
Atomistliku kontseptsiooni väljatöötamine
Aastal 1800 sai Dalton Manchesteri kirjanduse ja filosoofia seltsi sekretäriks, pärast mida esitas ta üldpealkirja "Eksperimendid" all mitmeid aruandeid, mis olid pühendatud gaasisegude koostise, erinevate ainete aururõhu määramisele erinevatel temperatuuridel vaakumis. ja õhus vedelike aurustumine ja gaaside soojuspaisumine. Seltsi aruannetes avaldati 1802. aastal neli sellist artiklit. Eriti tähelepanuväärne on sissejuhatus Daltoni teisele teosele:
Gaaside ja nende segude vedelasse olekusse ülemineku võimalikkuses ei saa peaaegu kahtlust olla, peate neile lihtsalt avaldama sobivat survet või langetama temperatuuri kuni üksikuteks komponentideks eraldamiseni.Olles kirjeldanud katseid vee aururõhu määramiseks erinevatel temperatuuridel vahemikus 0 kuni 100 °C, jätkab Dalton kuue teise vedeliku aururõhu arutlemist ja järeldab, et aururõhu muutus on samaväärne kõigi ainete puhul sama muutuse korral. temperatuuri.
Oma neljandas töös kirjutab Dalton:
Ma ei näe ühtegi objektiivset põhjust, miks pidada valeks asjaolu, et kaks sama algrõhuga gaasi (elastne keskkond) paisuvad temperatuuri muutumisel võrdselt. Kuid elavhõbeda auru (mitteelastne keskkond) paisumise korral on õhu paisumine väiksem. Seega tuleks elastse keskkonna käitumise uurimisel tuletada üldine seadus, mis kirjeldaks soojuse olemust ja selle absoluutset kogust. GaasiseadusedJoseph Louis Gay-Lussac
Nii kinnitas Dalton 1802. aastal avaldatud Gay-Lussaci seadust. Kahe-kolme aasta jooksul pärast oma artiklite lugemist avaldas Dalton mitmeid sarnaseid teemasid käsitlevaid teoseid, näiteks gaaside neeldumine vee ja muude vedelikega (1803); Samal ajal postuleeris ta osaliste rõhkude seaduse, mida tuntakse Daltoni seadusena.
Kõigist Daltoni töödest peetakse kõige olulisemaks neid, mis on seotud keemia atomistliku kontseptsiooniga, millega tema nimi on kõige otsesemalt seotud. Arvatakse (Thomas Thomson), et see teooria töötati välja kas etüleeni ja metaani käitumise uuringute põhjal erinevates tingimustes või lämmastikdioksiidi ja -monooksiidi analüüsi põhjal.
Daltoni laboratoorsete märkmete uurimine, mis avastati Lit & Phili arhiivides, viitab sellele, et mitme suhte seadusele seletust otsides jõudis teadlane üha lähemale sellele, et keemiline interaktsioon on teatud massiga aatomite ühendamise elementaarne tegu. . Aatomite idee kasvas järk-järgult ja tugevnes tema peas, mida toetasid atmosfääri uurimisel saadud eksperimentaalsed faktid. Selle idee esimesed algused, mida näha, võib leida tema artikli lõpust gaaside neeldumise kohta (kirjutatud 21. oktoobril 1803, avaldatud 1805). Dalton kirjutab:
Miks vesi ei säilita oma kuju nagu iga gaas? Olles pühendanud selle probleemi lahendamisele palju aega, ei saa ma täiesti enesekindlalt sobivat vastust anda, kuid olen kindel, et kõik sõltub aines sisalduvate mikroosakeste massist ja arvust. Aatommasside määramineÜksikute elementide keemiliste sümbolite ja nende aatommasside loend, mille koostas John Dalton 1808. aastal. Mõned sümbolid, mida sel ajal keemiliste elementide tähistamiseks kasutati, pärinevad alkeemia ajastust. Seda loendit ei saa pidada perioodiliseks tabeliks, kuna see ei sisalda korduvaid (perioodilisi) elementide rühmi. Mõned ained ei ole keemilised elemendid, näiteks lubi (asend 8 vasakul). Dalton arvutas iga aine aatommassi vesiniku suhtes kõige kergemaks, lõpetades oma nimekirja elavhõbedaga, millele määrati ekslikult plii omast suurem aatommass (punkt 6 paremal)
Erinevad aatomid ja molekulid John Daltoni raamatus Uus keemiafilosoofia kursus (1808).
Oma teooria visualiseerimiseks kasutas Dalton oma sümbolite süsteemi, mida esitleti ka ajakirjas New Course in Chemical Philosophy. Oma uurimistööd jätkates avaldas Dalton mõne aja pärast kuue elemendi – vesiniku, hapniku, lämmastiku, süsiniku, väävli, fosfori – suhteliste aatommasside tabeli, võttes vesiniku massiks 1. Pange tähele, et Dalton ei kirjeldanud meetodit mille suhtelised kaalud ta määras, kuid tema 6. septembri 1803. aasta märkmetes leiame tabeli nende parameetrite arvutamiseks, mis põhineb erinevate keemikute andmetel vee, ammoniaagi, süsinikdioksiidi ja muude ainete analüüside kohta.
Seistes silmitsi aatomite suhtelise läbimõõdu arvutamise probleemiga (millest teadlaste arvates koosnesid kõik gaasid), kasutas Dalton keemiliste katsete tulemusi. Eeldades, et igasugune keemiline muundumine toimub alati mööda kõige lihtsamat teed, jõuab Dalton järeldusele, et keemiline reaktsioon on võimalik ainult erineva massiga osakeste vahel. Sellest hetkest alates lakkab Daltoni kontseptsioon olemast Demokritose ideede lihtne peegeldus. Selle teooria laiendamine ainetele viis uurija mitme suhte seaduseni ja eksperiment kinnitas suurepäraselt tema järeldust. Väärib märkimist, et mitmekordse suhte seadust ennustas Dalton 1802. aasta novembris loetud raportis erinevate gaaside sisalduse kirjelduse kohta atmosfääris: „Hapnik võib ühineda teatud koguse lämmastikuga või kahekordse lämmastikuga. sama, kuid aine koguse vaheväärtusi ei saa olla." Arvatakse, et see lause lisati mõni aeg pärast aruande lugemist, kuid see avaldati alles 1805. aastal.
Oma töös “New Course in Chemical Philosophy” jagas Dalton kõik ained kahe-, kolme-, nelja- jne (olenevalt aatomite arvust molekulis). Tegelikult tegi ta ettepaneku klassifitseerida ühendite struktuure aatomite koguarvu järgi – üks elemendi X aatom, ühinedes elemendi Y ühe aatomiga, annab topeltühendi. Kui elemendi X üks aatom ühineb kahe Y-ga (või vastupidi), on selline ühendus kolmekordne.
Daltoni teooria viis aluspõhimõtet Iga elemendi aatomid erinevad kõigist teistest ja antud juhul on iseloomulikuks tunnuseks nende suhteline aatommass. Kõik antud elemendi aatomid on identsed. Erinevate elementide aatomid võivad ühineda, moodustades keemilisi ühendeid ja igaüks Ühendil on koostises alati sama aatomite suhe Aatomeid ei saa uuesti luua, väiksemateks osakesteks jagada ega keemiliste muundumiste kaudu hävitada. Iga keemiline reaktsioon muudab lihtsalt aatomite rühmitamise järjekorda. vaata Atomism Keemilised elemendid koosnevad väikestest osakestest, mida nimetatakse aatomiteks
Dalton pakkus välja ka "suurima lihtsuse reegli", mis ei ole aga saanud sõltumatut kinnitust: kui aatomid ühinevad ainult ühes vahekorras, näitab see topeltühendi moodustumist.
See oli vaid oletus, mille teadlane sai lihtsalt usust looduse ülesehituse lihtsusse. Tollastel teadlastel puudusid objektiivsed andmed iga elemendi aatomite arvu määramiseks kompleksühendis. Sellised "eeldused" on aga sellise teooria jaoks üliolulised, kuna suhteliste aatommasside arvutamine on võimatu ilma ühendite keemiliste valemite teadmata. Daltoni hüpotees pani ta aga määrama vee valemi kui OH (kuna tema teooria seisukohast on vesi H + O reaktsiooni korrutis ja suhe on alati konstantne); ammoniaagi jaoks pakkus ta välja valemi NH, mis muidugi ei vasta tänapäeva ideedele.
Vaatamata Daltoni kontseptsiooni keskmes olevatele sisemistele vastuoludele on mõned selle põhimõtted säilinud tänapäevani, kuigi väikeste reservatsioonidega. Oletame, et aatomeid ei saa tõesti osadeks jagada, luua või hävitada, kuid see kehtib ainult keemiliste reaktsioonide kohta. Dalton ei teadnud ka keemiliste elementide isotoopide olemasolust, mille omadused erinevad mõnikord "klassikalistest". Kõigist nendest puudustest hoolimata mõjutas Daltoni teooria (keemilised aatomid) keemia edasist arengut mitte vähem kui Lavoisier' hapnikuteooria.
Küpsed aastad
James Prescott Joule
Dalton näitas oma teooriat T. Thomsonile, kes kirjeldas seda lühidalt oma "Keemiakursuse" kolmandas väljaandes (1807), seejärel jätkas teadlane ise selle esitlust "The New Course in" esimese köite esimeses osas. Keemiline filosoofia” (1808). Teine osa ilmus 1810. aastal, kuid teise köite esimene osa ilmus alles 1827. aastal – keemiateooria areng läks palju kaugemale, ülejäänud avaldamata materjal pakkus huvi väga kitsale publikule, isegi teadusringkondadele. Teise köite teist osa ei avaldatud kunagi.
1817. aastal sai Dalton Lit & Phili presidendiks, kuhu ta jäi kuni oma surmani, tehes 116 aruannet, millest kõige varasemad on tähelepanuväärsemad. Ühes neist, mis on valmistatud 1814. aastal, selgitab ta mahuanalüüsi põhimõtteid, milles ta oli üks teerajajaid. 1840. aastal pidas Kuninglik Selts tema tööd fosfaatide ja arsenaatide kohta (mida peeti sageli üheks nõrgemaks) avaldamist väärivaks, mistõttu Dalton oli sunnitud seda ise tegema. Sama saatus tabas veel nelja tema artiklit, millest kaks (“Hapete, leeliste ja soolade hulgast erinevates soolades”, “Uudsest ja lihtsast suhkru analüüsimeetodist”) sisaldasid avastust, mida Dalton ise pidas teisele aastale. tähtsus pärast atomistlikku kontseptsiooni. Teatud veevabad soolad ei põhjusta lahustumisel lahuse mahu suurenemist, vastavalt, nagu teadlane kirjutas, hõivavad nad vee struktuuris teatud "poorid".
James Prescott Joule – Daltoni kuulus õpilane.
Daltoni eksperimentaalne meetod
Sir Humphry Davy, 1830. aasta graveering Sir Thomas Lawrence'i (1769-1830) maali järgi
Dalton töötas sageli vanade ja ebatäpsete instrumentidega, isegi kui paremad olid saadaval. Sir Humphry Davy nimetas teda "ebaviisakaks eksperimenteerijaks", kes leidis alati vajalikud faktid, võttes need sagedamini peast kui tegelikest katsetingimustest. Teisest küljest kordasid Daltoniga otseselt seotud ajaloolased mitmeid teadlase katseid ja rääkisid vastupidiselt tema oskustest.
The New Deali esimese köite teise osa eessõnas kirjutab Dalton, et teiste inimeste eksperimentaalsete andmete kasutamine eksitas teda nii sageli, et ta otsustas oma raamatus kirjutada ainult nendest asjadest, mida saab isiklikult kontrollida. Selline “iseseisvus” tõi aga kaasa umbusalduse isegi üldtunnustatud asjade suhtes. Näiteks Dalton kritiseeris Gay-Lussaci gaasiseadust ja näib, et ei aktsepteerinud seda kunagi täielikult. Teadlane järgis ebatavalisi seisukohti kloori olemuse kohta isegi pärast seda, kui G. Davy oli kindlaks määranud selle koostise; Ta lükkas kategooriliselt tagasi J. Ya. Berzeliuse nomenklatuuri, hoolimata sellest, et paljud pidasid seda palju lihtsamaks ja mugavamaks kui tülikas Daltoni sümbolite süsteem.
Isiklik elu ja ühiskondlik tegevus
John Dalton (raamatust: A. Shuster, A. E. Shipley. Briti teaduspärand. - London, 1917)
Juba enne atomistliku kontseptsiooni loomist oli Dalton teadusringkondades laialt tuntud. 1804. aastal tehti talle ettepanek pidada loodusfilosoofia loengukursust Kuninglikus Instituudis (London), kus ta luges aastatel 1809–1810 veel ühe kursuse. Mõned Daltoni kaasaegsed seadsid kahtluse alla tema võime esitada materjali huvitaval ja kaunil viisil; John Daltonil oli kare, vaikne, ilmetu hääl, lisaks seletas teadlane isegi kõige lihtsamad asjad liiga keeruliseks.
1810. aastal kutsus Sir Humphry Davy teda kandideerima Kuningliku Seltsi liikmeks, kuid Dalton keeldus sellest ilmselt rahaliste raskuste tõttu. 1822. aastal leidis ta end teadmata kandidaadiks ja pärast valimisi maksis nõutud tasu. Kuus aastat enne seda sündmust sai temast Prantsuse Teaduste Akadeemia korrespondentliige ja 1830. aastal valiti ta üheks kaheksast akadeemia välisliikmest (Davy asemel).
1833. aastal määras Earl Gray valitsus talle 150 naela palga, 1836. aastal tõusis see 300-ni.
Dalton ei abiellunud kunagi ja tal oli vähe sõpru. Ta elas veerand sajandit oma sõbra R. W. Jonesiga (1771-1845) Manchesteris George's Streetil; tema tavapärast labori- ja õppetöö rutiini katkestasid vaid iga-aastased ekskursioonid Lake Districti või aeg-ajalt Londoni külastused. 1822. aastal tegi ta lühikese reisi Pariisi, kus kohtus erinevate kohalike teadlastega. Samuti osales ta veidi varem Briti Ühingu teaduskongressidel Yorkis, Oxfordis, Dublinis ja Bristolis.
Elu lõpp, pärand
Daltoni passepartout (umbes 1840).
Inglise skulptori Chantray Daltoni büst
1837. aastal sai Daltoni kerge südamerabanduse, kuid juba 1838. aastal põhjustas järgmine löök talle kõnepuue; see aga ei takistanud teadlast oma uurimistööd jätkamast. 1844. aasta mais elas ta üle veel ühe löögi ja 26. juulil tegi väriseva käega viimase sissekande oma meteoroloogiapäevikusse; 27. juulil leiti Dalton oma Manchesteri korterist surnuna.
John Dalton maeti Manchesteri Ardwicki kalmistule. Tänapäeval on kalmistu alal mänguväljak, kuid sellest on säilinud fotod. Daltoni büst (autor Chantray) kaunistab Manchesteri King's College'i sissepääsu ja Daltoni kuju, samuti Chantray poolt, on nüüd Manchesteri raekojas.
Daltoni töö mälestuseks kasutavad mõned keemikud ja biokeemikud mitteametlikult terminit "dalton" (või lühidalt Da), et tähistada elemendi aatommassi ühikut (võrdne 1/12 12C massist). Teadlase järgi on nimetatud ka tänav, mis ühendab Manchesteri kesklinnas Deansgate'i ja Alberti väljakut.
Üks Manchesteri ülikooli ülikoolilinnaku hoonetest on saanud nime John Daltoni järgi. Siin asub tehnoloogiateaduskond ja seal peetakse enamikku loodusteaduslike ainete loenguid. Hoone väljapääsu juures on Daltoni kuju, mis on siia viidud Londonist (William Teedi teos, 1855, kuni 1966. aastani seisis Piccadilly väljakul).
Daltoni nime kannab ka Manchesteri ülikooli üliõpilaselamu hoone. Ülikool on loonud erinevaid Daltoni nimelisi stipendiume: kaks keemias, kaks matemaatikas ja Daltoni auhind loodusloos. Seal on ka Daltoni medal, mida annab perioodiliselt välja Manchesteri Kirjanduse ja Filosoofia Selts (kokku anti välja 12 medalit).
Kuul on tema nime saanud kraater.
Suur osa John Daltoni töödest hävis Manchesteri pommitamises 24. detsembril 1940. aastal. Isaac Asimov kirjutas selle kohta: "Sõjas ei sure mitte ainult elavad."
Iga loodusteadusliku teooria alus
alati on midagi, mida ei saa
kinnitada katseliselt.
I. Ya. Berzelius
Mille poolest erineb D. Daltoni aatomiteooria varasematest atomismi versioonidest? Millist mõju avaldas Daltoni töö loodusteaduste edasisele arengule? Mida uut aitas Daltoni atomism kaasa ainete omaduste tekkeloo mõistmisele?
Tund-loeng
UURING AINETE KOOSTISE KOHTA. Ajalooliselt juhtus nii, et elementide õpetus ja atomistlikud ideed kuni 19. sajandi alguseni. peeti kehade ehituse ja omaduste seletamise põhimõtteliselt erinevateks viisideks. Omadusi seletati sageli teatud elementaarprintsiipide olemasoluga kehas, mille rolli võisid mängida Aristotelese elemendid (tuli, vesi, õhk, maa), Paracelsuse kolm põhimõtet (elavhõbe, väävel, sool) või mis tahes muud elementaarsete essentside komplektid. Atomistlike ideede pooldajad seostasid omadusi keha moodustavate osakeste geomeetriliste ja mehaaniliste omadustega (näiteks nende suuruse, kuju, liikumise, neile omaste jõududega).
Lavoisier' idee piiritletud arvu elementide olemasolust looduses, millel on teatud omaduste kogum ja mida saab määrata keemilise analüüsi meetoditega, aitas kaasa atomismi järgnevale sünteesile ja elementide uurimisele.
Kuid selleks, et need kaks õpetust üheks sulaksid, tuli aatomiteooriat modifitseerida. Ja peamine asi, mida tuli teha, oli leida aatomi omadus, mis ühelt poolt jääks keemiliste reaktsioonide ja agregaatide üleminekute ajal muutumatuks ning teiselt poolt oleks allutatud kvantitatiivsele eksperimentaalsele määramisele. Aatomite kuju ega suurus ei sobinud sellesse rolli, kasvõi juba sellepärast, et neid ei saanud katseliselt määrata. Aatomi sobivaks omaduseks valis D. Dalton suhtelise aatommassi (praegu kasutatakse seda terminit suhteline aatommass või lihtsalt "aatommass").
John Dalton (1766-1844) – inglise füüsik ja keemik. Töötanud meteoroloogia ja gaasifüüsika valdkonnas, kirjeldanud nägemisdefekti, mida tuntakse värvipimedusena
DALTONI TEOORIA. Kõik sai alguse meteoroloogiast, mida Dalton õppis kogu oma täiskasvanuea jooksul, tehes ilmastikutingimuste kohta umbes 200 000 rekordit. Meteoroloogiliste vaatluste käigus tekkis tal huvi gaaside ja gaasisegude omaduste vastu ning teatud gaasifüüsika küsimuste arutamisel kasutas ta aatomiteooriaid, mis olid Inglismaal juba 17. sajandist väga levinud. Selle tulemusena oli ta 1801. aastaks välja töötanud järgmised ideed gaasilise oleku olemuse kohta:
- gaasiaatomeid ümbritseb termogeenne kest, mille maht suureneb temperatuuri tõustes;
- gaasiosakeste vahel on tõukejõud, mis on põhjustatud kalorikestade tõrjumisest, ja tõmbejõud ("keemiline afiinsus");
- gaasiosakesed paiknevad ruumis nii tihedalt, et kalorikestad puudutavad üksteist (joon. 55).
Riis. 55. Daltoni gaasimudel
Mitmetele olulistele küsimustele (miks toimub gaasi difusioon; miks atmosfäär ei kihistu, st miks rasked gaasid ei kogune Maa pinna lähedal jne) vastamiseks tuli kõigepealt õppida koostist määrama. gaasisegust; alustuseks - vähemalt hapniku hulk selles: ilma selleta oli võimatu eksperimentaalselt uurida atmosfääri koostise muutumist kõrgusega, gaaside lahustuvust vees ja muid probleeme. Kiireim viis gaasisegus sisalduva hapniku määramiseks võiks Daltoni sõnul olla nn Priestley test, st reaktsioonid, mis tänapäevases tähistuses on kujul:
2NO + O 2 → 2NO 2 või vee juuresolekul:
2NO + O 2 + H 2 O → HNO 2 + HNO 3
Selle tulemusena jõudis Dalton vajaduseni määrata lämmastikoksiidide koostis ja selleks oli vaja teada lämmastiku ja hapniku suhtelisi aatommasse. Seega tekkis lämmastikoksiidide koostise keemilise probleemi lahendamise käigus suhteliste aatommasside määramise probleem. Suhteliste aatommasside skaala loomiseks (Dalton võttis vesinikuaatomi massi üheks), oli aga vaja teada ühendite aatomkoostisi - mitu iga elemendi aatomit on molekulis (“kompleks” aatom”, Daltoni terminoloogias) antud ühendi aatomkoostise määramiseks, ja selleks, et määrata ühendi aatomkoostist, pead teadma selle elementide koostist (massiprotsentides) ja... elementide aatomite suhtelisi aatommasse. sisaldub ühendis. Ring on suletud.
Et sellest olukorrast kuidagi välja tulla, tuli Dalton välja reegliga, mida ta nimetas "lihtsuse reegliks". Ta lihtsalt tuli selle peale, sest ei osanud selle reegli tõestuseks tuua enam-vähem kaalukaid argumente, vaid ainult spekulatiivseid, nagu “loodus käitub alati kõige lihtsamal viisil”, “ei tohi asjatult keerukust suurendada” jne. .
D. Daltoni keemilised sümbolid. 1810
Selle reegli järgi, kui kaks elementi moodustavad ainult ühe ühendi (nagu näiteks vesinik ja hapnik annavad ainult vett; vesinikperoksiidi ei olnud veel avastatud), on selle koostis kõige lihtsam: AB, st vesi peaks sel juhul olema neil on HO, ammoniaagi NH jne koostis. Nagu näeme, ei arvanud Dalton vee ja ammoniaagi koostist ära ning seetõttu osutus tema suhteliste aatommasside arvuline skaala valeks.
Kuid Daltoni teooria puudused ei vähenda tema tehtud läbimurret. Dalton lähtus oma arutluses tõsiasjast, et element on sama tüüpi, teatud aatommassiga aatomid ja iga aatom on teatud keemilise elemendi aatom. Teisisõnu, erinevate keemiliste elementide aatomid ei ole oma omadustelt ja massilt identsed, samas kui sama aine kõik aatomid on täiesti identsed.
Lisaks näitas Dalton, et tema välja pakutud aatomiteooria võib olla mitte ainult spekulatiivne, vaid ka töötav teooria: ainete omaduste tekkeprobleemi saab ja peaks seostama kehade aatomikoostisega.
Pika ajaloolise evolutsiooni läbinud atomistlikud ideed ja ideed elementidest ühinesid lõpuks üheks põhiõpetuseks.
- Dalton lähtus oma lämmastiku ja hapniku suhteliste aatommasside arvutustes 19. sajandi alguses teadaolevatest. andmed vee (85% hapnikku ja 15% vesinikku) ja ammoniaagi (80% lämmastikku ja 20% vesinikku) protsentuaalse (massi) koostise kohta. Nende andmete ja Daltoni lihtsuse põhimõtte põhjal määrake väärtused, mille ta sai lämmastiku ja hapniku suhtelise massi jaoks (Dalton võttis vesiniku aatommassi väärtuseks 1).
- Alguses arvas Dalton, et ühel lämmastikoksiidil, niinimetatud soolhappel, on aatomkoostis, mida tänapäevases tähistuses saab esitada valemiga NO 2. Selle oksiidi protsentuaalne (massi) koostis vastavalt andmetele tolle aja kohta oli järgmine: 29,5% lämmastikku ja 70,5% hapnikku. Võrreldes selle oksiidi hüpoteetilisi aatom- ja eksperimentaalselt määratud protsentuaalseid koostisi ning kasutades tema suhteliste aatommasside skaalat (vt eelmist probleemi), pakkus Dalton välja ammooniumnitraadi uue valemi. Milline? Põhjenda oma vastust arvutustega.
- Kuidas saab Daltoni aatomiteooria seisukohast tõlgendada koostise püsivuse seadust?
- Miks nimetas Dalton oma aastatel 1808–1810 avaldatud kaheköitelist teost "Uueks keemilise filosoofia süsteemiks"?
- Millised Daltoni aatomiteooria sätted tekitasid teie arvates tema kaasaegsete seas suurimaid vastuväiteid?
DALTON John (Dalton J.)
(6.IX.1766 - 27.VII.1844)
John Dalton Vaesesse perekonda sündinud tal oli suur tagasihoidlikkus ja erakordne teadmistejanu. Ta ei töötanud ühelgi tähtsal ametikohal ülikoolis, kuid oli lihtne matemaatika ja füüsika õpetaja koolis ja kolledžis.
Dalton avastas füüsikalised gaasiseadused ja keemias mitme suhte seaduse, koostas kõige esimese suhteliste aatommasside tabeli ja lõi esimese lihtsate ja keerukate ainete keemiliste sümbolite süsteemi.
John Dalton – inglise keemik ja füüsik, Londoni Kuningliku Seltsi liige (alates 1822. aastast). Sündis Eaglesfieldis (Cumberland). Hariduse sain omal käel.
Aastatel 1781-1793 - matemaatikaõpetaja Kendali koolis, alates 1793. aastast õpetas ta Manchesteri New College'is füüsikat ja matemaatikat.
Teaduslikud alusuuringud enne 1800-1803. kuuluvad füüsikasse, hilisemad - keemiasse.
Viinud läbi (alates 1787. aastast) meteoroloogilisi vaatlusi, uurinud taeva värvust, soojuse olemust, valguse murdumist ja peegeldumist. Selle tulemusena lõi ta gaaside aurustamise ja segunemise teooria.
Kirjeldas (1794) visuaalset defekti nimega värvipimedus.
Avatud kolm seadust, mis moodustas tema gaasisegude füüsikalise atomismi olemuse: osalised rõhud gaasid (1801), sõltuvused gaaside maht konstantsel rõhul temperatuuril(1802, sõltumatu J.L. Gay-Lussacist) ja sõltuvus lahustuvus gaasid nende osalisest survest(1803) Need tööd viisid ta ainete koostise ja struktuuri vahelise seose keemilise probleemi lahendamiseni.
Pakutud ja põhjendatud (1803-1804) aatomi struktuuri teooria või keemiline atomism, mis selgitas koostise püsivuse empiirilist seadust.
Teoreetiliselt ennustatud ja avastatud (1803) kordajate seadus: kui kaks elementi moodustavad mitu ühendit, siis on ühe elemendi massid teise sama massi kohta seotud täisarvudena.
Koostas (1803) esimese suhteliste aatommasside tabel vesinik, lämmastik, süsinik, väävel ja fosfor, võttes vesiniku aatommassi ühtsusena.
Pakutud (1804) keemiliste märkide süsteem"lihtsate" ja "keeruliste" aatomite jaoks.
Ta tegi (alates 1808. aastast) tööd, mille eesmärk oli selgitada teatud sätteid ja selgitada aatomiteooria olemust.
Paljude teaduste akadeemiate ja teadusseltside liige.
Esimene teadlane, kes saavutas märkimisväärset edu keemia uues arengusuunas, oli inglise keemik John Dalton (1766-1844), kelle nimi on tihedalt seotud aatomiteooriaga. 19. sajandi alguses avastas Dalton mitu uut katseprintsiipi: osarõhkude seadus(Daltoni seadus), gaaside vedelikes lahustuvuse seadus(Henry-Daltoni seadus) ja lõpuks kordajate seadus. Neid mustreid (peamiselt mitme suhte seadust) on võimatu seletada, lähtumata eeldusest, et mateeria on diskreetne. Tuginedes 1803. aastal avastatud mitme suhte seadusele ja koostise püsivuse seadusele, töötas Dalton välja oma aatom-molekulaarse teooria, mis on visandatud oma 1808. aastal avaldatud töös "Uus keemiafilosoofia süsteem".
Daltoni teooria peamised sätted on järgmised:
1. Kõik ained koosnevad suurest hulgast aatomitest (liht- või kompleksaatomitest).
2. Sama aine aatomid on täiesti identsed. Lihtsad aatomid on absoluutselt muutumatud ja jagamatud.
3. Erinevate elementide aatomid on võimelised omavahel kombineerima teatud vahekordades.
4. Aatomite kõige olulisem omadus on aatommass.
Juba 1803. aastal ilmus Daltoni laboriajakirjas esimene tabel teatud elementide ja ühendite suhteliste aatommasside kohta; Võrdluspunktiks valib Dalton vesiniku aatommassi, mis on võrdne ühtsusega. Elementide aatomite tähistamiseks kasutab Dalton sümboleid ringide kujul, mille sees on erinevad kujundid. Seejärel korrigeeris Dalton korduvalt elementide aatommassi, kuid enamiku elementide jaoks andis ta aatommasside vale väärtused.
Dalton oli sunnitud lähtuma oletusest, et erinevate elementide aatomid ühinevad komplekssete aatomite moodustumisel. "maksimaalse lihtsuse põhimõte". Põhimõtte olemus seisneb selles, et kui kahest elemendist on ainult üks binaarne ühend, siis selle molekuli (kompleksaatomi) moodustavad ühe elemendi üks aatom ja teise aatom (kompleksne aatom on Daltoni terminoloogias kahekordne). Kolmekordsed ja keerulisemad aatomid tekivad ainult siis, kui kahest elemendist moodustuvad mitmed ühendid. Seetõttu eeldas Dalton, et veemolekul koosneb ühest hapnikuaatomist ja ühest vesinikuaatomist. Tulemuseks on hapniku aatommassi alahinnatud väärtus, mis omakorda viib metallide aatommasside vale määramiseni oksiidide koostise põhjal. Suurima lihtsuse põhimõte (mida toetas Daltoni autoriteet aatomi-molekulaarse teooria loojana) mängis hiljem aatommasside probleemi lahendamisel teatud negatiivset rolli. Kuid üldiselt pani Daltoni aatomiteooria aluse kogu loodusteaduse edasisele arengule.
DALTON, John
Inglise füüsik ja keemik John Dalton sündis Cambeolandis Eaglesfieldi külas kuduja peres. Ta omandas hariduse iseseisvalt, välja arvatud matemaatikatunnid, mille ta võttis pimeda õpetaja J. Gauffi käest. Aastatel 1781–1793 Dalton õpetas matemaatikat Kendali koolis ning alates 1793. aastast füüsikat ja matemaatikat Manchesteri New College'is. Daltoni teadustöö algas 1787. aastal õhuvaatlustega. Järgmise 57 aasta jooksul pidas ta meteoroloogilist päevikut, kuhu salvestas üle 200 000 vaatluse. Oma iga-aastastel järvepiirkonna reisidel ronis Dalton Skiddaw ja Helvellyni tippu, et mõõta atmosfäärirõhku ja võtta õhuproove.
1793. aastal avaldas Dalton oma esimese töö "Meteoroloogilised vaatlused ja visandid", mis sisaldas tema tulevaste avastuste algust. Püüdes mõista, miks atmosfääris olevad gaasid moodustavad teatud füüsikaliste omadustega segu, mis ei asu vastavalt tihedusele kihtidena üksteise kohal, tuvastas ta, et gaasi käitumine ei sõltu segu koostisest. Dalton sõnastas gaaside osarõhkude seaduse ja avastas ka gaaside lahustuvuse sõltuvuse nende osarõhust. 1802. aastal avastas Dalton iseseisvalt, sõltumatult J. L. Gay-Lussacist ja J. Charlesist ühe gaasiseaduse: konstantsel rõhul ja temperatuuri tõustes paisuvad kõik gaasid võrdselt.
Uurides keemiliste ühendite koostisi, tegi Dalton kindlaks, et kahe elemendi erinevates ühendites on ühe elemendi sama koguse kohta teise elemendi kogused, mis on omavahel seotud lihttäisarvudena (mitmesuhte seadus). Dalton püüdis avastatud seadusi enda väljatöötatud atomistlike kontseptsioonide abil selgitada. Dalton tutvustas aatommassi mõistet kui aatomi kõige olulisemat omadust. Võttes vesiniku aatommassi üheks, arvutas Dalton mitme elemendi aatommassi ja koostas esimese suhteliste aatommasside tabeli (1803).
Dalton käsitles keemilisi reaktsioone omavahel seotud aatomite ühendamise ja eraldumise protsessidena, sest ainult sellega sai seletada koostise järske muutusi ühe ühendi teiseks muutmisel. Seetõttu peab iga elemendi iga aatom lisaks teatud massile omama spetsiifilisi omadusi ja olema keemilisest seisukohast jagamatu.
Daltoni aatommasside arvutused olid ebatäpsed, kuna ta ei teinud vahet aatomite ja molekulide vahel, nimetades viimaseid kompleksaatomiteks. Sellegipoolest sai atomism tänu Daltonile uue loodusteadusliku aluse; Daltoni tööst sai keemiateaduse arengu oluline verstapost. 1804. aastal pakkus Dalton välja ka keemiliste sümbolite süsteemi "lihtsate" ja "keeruliste" aatomite jaoks. Daltoni nimi on antud nägemisdefektile – värvipimedusele, mille all ta ise kannatas ja mida ta kirjeldas 1794. aastal.
1816. aastal valiti Dalton Prantsuse Teaduste Akadeemia liikmeks, Manchesteri Kirjanduse ja Filosoofia Seltsi esimeheks ning 1822. aastal Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. 1832. aastal andis Oxfordi ülikool talle õigusteaduste doktori kraadi.
