Джон Дальтон(6 вересня 1766 - 27 липня 1844) - англійський провінційний вчитель-самоучка, хімік, метеоролог, дослідник і квакер. Один із найзнаменитіших і найшанованіших вчених свого часу, що став широко відомим завдяки своїм новаторським роботам у різних галузях знання. Він вперше (1794) провів дослідження та описав дефект зору, яким страждав сам, - колірна сліпота, пізніше названий на його честь дальтонізмом; відкрив закон парціальних тисків (закон Дальтона) (1801), закон рівномірного розширення газів при нагріванні (1802), закон розчинності газів у рідинах (закон Генрі-Дальтона). Встановив закон кратних відносин (1803), виявив явище полімеризації (на прикладі етилену та бутилену), ввів поняття «атомна вага», першим розрахував атомні ваги (маси) ряду елементів і склав першу таблицю їх відносних атомних ваг, заклавши тим самим основу атомної теорії будови речовини.
Професор Манчестерського коледжу Оксфордського університету (1793), член Французької академії наук (1816), президент Манчестерського літературного та філософського товариства (з 1817), член Лондонського Королівського товариства (1822) та Королівського товариства Единбурга (1835), лауреат Королевської.
Молоді роки
Джон Дальтон народився у сім'ї квакерів міста Іглсфілд, графство Камберленд. Будучи сином кравця, тільки в 15 років він почав навчатися разом зі своїм старшим братом Джонатаном у квакерській школі найближчого міста Кендалл. До 1790 Дальтон більш-менш визначився з майбутньою спеціальністю, обираючи між правом і медициною, проте його плани були зустрінуті без ентузіазму - батьки-диссентеры були категорично проти навчання в англійських університетах. Дальтону довелося залишитися в Кендалі до весни 1793 року, після чого він перебрався до Манчестера, де познайомився з Джоном Гоухом, сліпим філософом-ерудитом, який у неформальній обстановці передав йому більшу частину своїх наукових знань. Це дозволило Дальтону здобути місце викладача математики та природничих наук у «Новому Коледжі», дисентській академії Манчестера. Він залишався на цій посаді до 1800 року, коли фінансове становище коледжу, що погіршилося, змусило його піти; він почав займатися приватним викладанням математики та природничих наук.
У молоді роки Дальтон близько спілкувався з відомим іглсфілдським протестантом Еліху Робінсоном, професійним метеорологом та інженером. Робінсон прищепив Дальтону інтерес до різних проблем математики та метеорології. Протягом свого життя в Кендалі Дальтон зібрав розв'язання ним проблем у книзі «Щоденники леді і джентльменів», а в 1787 почав вести власний метеорологічний щоденник, в якому за 57 років зафіксував більше 200,000 спостережень У цей же період Дальтон заново розробив теорію , Раніше запропоновану Джорджем Хедлі (George Hadley). Перша публікація вченого називалася «Метеорологічні спостереження та досліди», у ній містилися зародки ідей багатьох його майбутніх відкриттів. Однак, незважаючи на всю оригінальність його підходу, наукова спільнота не звернула особливої уваги на праці Дальтона. Другу свою роботу Дальтон присвячує мові, до друку вона вийшла під назвою «Особливості англійської граматики» (1801).
Колірна сліпота
Здорова людина побачить тут цифри 44 або 49, а хворий на дейтеранопію, як правило, не побачить нічого
Половину свого життя Дальтон навіть гадки не мав, що з його зором щось не так. Він займався оптикою та хімією, але виявив свій дефект завдяки захопленню ботанікою. Те, що він не міг відрізнити блакитну квітку від рожевого, він пояснював плутаниною у класифікації квітів, а не недоліками його власного зору. Він помітив, що квітка, яка вдень, при світлі сонця, була небесно-блакитною (точніше, того кольору, що вона вважала небесно-блакитною), при світлі свічки виглядала темно-червоною. Він звернувся до оточуючих, але ніхто такого дивного перетворення не бачив, крім його рідного брата. Таким чином Дальтон здогадався, що з його зором щось не так і що ця проблема успадкована. У 1794 році, відразу після прибуття в Манчестер, Дальтон був обраний членом Манчестерського літературно-філософського товариства («Літ&Філ») і через кілька тижнів випустив у світ статтю під назвою «Незвичайні випадки кольоросприйняття», де пояснював вузькість кольоровідчуття деяких людей знебарвленням рідкого . Описав цю хворобу на власному прикладі, Дальтон звернув на неї увагу людей, які до того моменту не усвідомили у себе її наявності. Незважаючи на те, що пояснення Дальтона піддали сумніву ще за його життя, ретельність досліджень їм власної хвороби була настільки безпрецедентною, що термін «дальтонізм» міцно закріпився за цією недугою. У 1995 році були проведені дослідження збереженого ока Джона Дальтона, в ході яких з'ясувалося, що він страждав на рідкісну форму дальтонізму - Протанопію. У цьому випадку око не може розпізнавати червоний, зелений та зелено-блакитний кольори. Крім фіолетового та блакитного кольорів він міг нормально розпізнавати лише один – жовтий, і так писав про це:
Та частина картини, яку інші називають червоною, мені здається ніби тінню чи просто погано освітленою. Помаранчевий, зелений та жовтий здаються відтінками одного кольору, від інтенсивного до блідо-жовтого.Після цієї роботи Дальтона відбувся десяток нових, присвячених різним темам: кольору неба, причин виникнення джерел прісної води, відображення та заломлення світла, а також дієприкметників в англійській мові.
Розробка атомістичної концепції
В 1800 Дальтон став секретарем Манчестерського літературно-філософського товариства, після чого він представив ряд доповідей під загальною назвою «Досліди», присвячених визначенню складу газових сумішей, тиску пари різних речовин при різних температурах у вакуумі і на повітрі, випаровування рідин, термічного розширення газів . Чотири такі статті було надруковано у «Доповідях» Товариства у 1802 році. Особливо примітний вступ до другої роботи Дальтона:
Чи можна сумніватися в можливості переходу будь-яких газів та їх сумішей у рідкий стан, потрібно лише прикласти до них відповідний тиск або знизити температуру, аж до поділу на окремі компоненти.Після опису експериментів щодо встановлення тиску водяної пари при різних температурах в інтервалі від 0 до 100 °C Дальтон переходить до обговорення тиску пари шести інших рідин і робить висновок про те, що зміна тиску пари еквівалентна для всіх речовин при однаковій зміні температури.
У четвертій своїй праці Дальтон пише:
Не бачу якихось об'єктивних причин вважати невірним той факт, що два будь-які гази (пружне середовище) при однаковому початковому тиску розширюються однаково при зміні температури. Однак для будь-якого заданого розширення парів ртуті (непружне середовище) розширення повітря буде меншим. Таким чином, загальний закон, який описував би природу теплоти та її абсолютну кількість, слід виводити на основі вивчення поведінки пружних середовищ. Газові закониЖозеф Луї Гей-Люссак
Таким чином Дальтон підтвердив закон Гей-Люссака, опублікований в 1802 році. Протягом двох-трьох років після прочитання його статей, Дальтон опублікував ряд робіт присвячених подібним темам, наприклад, поглинання газів водою та іншими рідинами (1803); в той же час ним був постулюваний закон парціальних тисків, відомий як закон Дальтона.
Найбільш важливими з усіх робіт Дальтона вважаються роботи, пов'язані з атомістичною концепцією в хімії, - з нею його ім'я пов'язане безпосередньо. Передбачається (Томасом Томсоном), що ця теорія була розроблена або в ході досліджень поведінки етилену та метану за різних умов, або в ході аналізу діоксиду та монооксиду азоту.
Вивчення лабораторних записів Дальтона, виявлених в архівах «Літ&Філ», говорить про те, що під час пошуку пояснення закону кратних відносин учений дедалі ближче підходив до розгляду хімічної взаємодії як елементарного акту поєднання атомів певних мас. Думка про атоми поступово зростала і міцніла у його голові, підкріплюючись експериментальними фактами, отриманими щодо атмосфери. Перші побачили світ початку цієї ідеї можна знайти в самому кінці його статті, присвяченої абсорбції газів (написана 21 жовтня 1803 р., опублікована в 1805 р.). Дальтон пише:
Чому вода не зберігає свою форму, подібно до будь-якого газу? Присвятивши вирішенню цієї проблеми достатньо часу, я не можу з повною впевненістю дати відповідь, однак я впевнений, що все залежить від ваги та кількості мікрочастинок у речовині. Визначення атомних вагПерелік хімічних знаків окремих елементів та його атомних ваг, складений Джоном Дальтоном 1808 року. Деякі з символів, що використовувалися на той час для позначення хімічних елементів, сягають епохи алхімії. Цей перелік не можна розглядати як «Періодичну таблицю», оскільки він не містить повторюваних (періодичних) груп елементів. Деякі речовини не є хімічними елементами, наприклад, вапно (поз.8 зліва). Дальтон розрахував атомну вагу кожної речовини по відношенню до водню, як найлегшому, закінчивши свій список ртуттю, якій помилково присвоєно атомну вагу більше, ніж у свинцю (поз.6 праворуч)
Різні атоми та молекули у книзі Джона Дальтона Новий курс хімічної філософії (1808).
Для візуалізації своєї теорії Дальтон використовував власну систему символів, також представлену у «Новому курсі хімічної філософії». Продовжуючи дослідження, Дальтон через деякий час опублікував таблицю відносних атомних ваг шести елементів - водню, кисню, азоту, вуглецю, сірки, фосфору, прийнявши масу водню, що дорівнює 1. Зауважимо, що Дальтон не дав опису способу, яким він визначив відносні ваги, але в його записи від 6 вересня 1803 року ми знаходимо таблицю розрахунку цих параметрів на основі даних різних хіміків з аналізу води, аміаку, діоксиду вуглецю та інших речовин.
Зіткнувшись із проблемою розрахунку відносного діаметра атомів (з яких, як вважав учений, складаються всі гази), Дальтон використав результати хімічних експериментів. Припускаючи, що будь-яке хімічне перетворення завжди відбувається найпростішим шляхом, Дальтон дійшов висновку - хімічна реакція можлива лише між частинками різних терезів. З цього моменту концепція Дальтона перестає бути простим відображенням ідей Демокріта. Поширення цієї теорії на речовини привело дослідника до закону кратних відносин, а експеримент ідеально підтвердив його висновок. Варто зазначити, що закон кратних відносин був передбачений Дальтоном у доповіді, присвяченій опису вмісту різних газів в атмосфері, прочитаній у листопаді 1802 року: «Кисень може з'єднуватися з певною кількістю азоту, або вже з подвоєним таким же, але не може бути будь-якого проміжного значення кількості речовини». Існує думка, що ця пропозиція була додана через деякий час після прочитання доповіді, проте опублікована лише в 1805 році.
У роботі «Новий курс хімічної філософії» всі речовини були розбиті Дальтоном на подвійні, потрійні, четверні тощо (залежно кількості атомів у молекулі). Фактично він запропонував класифікувати структури сполук за загальною кількістю атомів - один атом елемента X, з'єднуючись з одним атомом елемента Y, дає подвійне з'єднання. Якщо один атом елемента X з'єднується з двома Y (або навпаки), таке з'єднання буде потрійним.
П'ять основних положень теорії Дальтона Атоми будь-якого елемента відмінні від усіх інших, причому характерною рисою в даному випадку є їх відносна атомна маса. Всі атоми даного елемента ідентичні Атоми не можна створити заново, розділити на дрібніші частинки, знищити шляхом хімічних перетворень. Будь-яка хімічна реакція просто змінює порядок угруповання атомів. см. Атомізм Хімічні елементи складаються з маленьких частинок, які називають атомами
Дальтон також запропонував "правило найбільшої простоти", яке, щоправда, не отримало незалежних підтверджень: коли атоми з'єднуються лише в одному співвідношенні, це говорить про утворення подвійного з'єднання.
Це було лише припущення, отримане вченим просто з віри у простоту устрою природи. Дослідники того часу не мали об'єктивних даних для визначення кількості атомів кожного елемента в складному з'єднанні. Проте подібні «припущення» є життєво необхідними такої теорії, бо розрахунок відносних атомних ваг неможливий без знання хімічних формул сполук. Втім, гіпотеза Дальтона привела його до визначення формули води як OH (оскільки з позицій його теорії вода є продуктом реакції H+O, причому співвідношення завжди постійно); для аміаку він пропонував формулу NH, що, зрозуміло, відповідає сучасним уявленням.
Незважаючи на внутрішні протиріччя, що лежать у самому серці концепції Дальтона, деякі її принципи дожили до наших днів, хоч і з невеликими застереженнями. Скажімо, атоми дійсно не можуть бути поділені на частини, створені чи знищені, проте це справедливо лише для хімічних реакцій. Дальтон також знав про існування ізотопів хімічних елементів, властивості яких часом відмінні від «класичних». Незважаючи на всі ці недоліки, теорія Дальтона (хімічна атоматика) вплинула на майбутній розвиток хімії не менше кисневої теорії Лавуазьє.
Зрілі роки
Джеймс Прескотт Джоуль
Свою теорію Дальтон показав Т. Томсону, який коротко описав її в третьому виданні свого «Курсу хімії» (1807), а потім уже сам учений продовжив її виклад у першій частині першого тому «Нового курсу хімічної філософії» (1808). Друга частина була видана в 1810 році, а ось перша частина другого тому не виходила у світ до 1827 року - розвиток хімічної теорії пішов набагато далі, матеріал, що залишився неопублікованим, був цікавий вже дуже вузькою навіть для наукового середовища аудиторії. Друга частина другого тому так і не побачила світ.
У 1817 році Дальтон став президентом «Літ&Філ», яким і залишався до своєї смерті, зробивши 116 доповідей, з яких найбільш примітні ранні. В одному з них, зробленому у 1814 році, він пояснює принципи об'ємного аналізу, в якому був одним із першопрохідників. В 1840 його робота, присвячена фосфатам і арсенатам (часто звана однією з найслабших), була визнана Королівським Товариством негідної публікації, в результаті Дальтону довелося робити це самому. Така ж доля спіткала ще чотири його статті, дві з яких («Про кількість кислот, лугів і солей у різних солях», «Про новий і простий метод аналізу цукру») містили відкриття, які сам Дальтон вважав другим за важливістю після атомістичної концепції. Певні безводні солі при розчиненні не викликають збільшення обсягу розчину, відповідно, як писав учений, вони займають деякі «пори» у структурі води.
Джеймс Прескотт Джоуль – відомий учень Дальтона.
Експериментальний метод Дальтона
Сер Гемфрі Деві, гравюра 1830 за картиною Сера Томаса Лоуренса (1769-1830)
Дальтон часто працював зі старими та неточними приладами, навіть коли були доступні досконаліші. Сер Гемфрі Деві називав його «грубим експериментатором», який завжди знаходив потрібні йому факти, причому частіше беручи їх із голови, ніж із реальних умов досвіду. З іншого боку, історики, які безпосередньо займалися Дальтоном, повторили ряд експериментів вченого і говорили, навпаки, про його майстерність.
У передмові до другої частини першого тому «Нового курсу» Дальтон пише, що використання чужих експериментальних даних так часто вводило його в оману, що у своїй книзі він вирішив писати тільки про ті речі, які міг особисто перевірити. Втім, така «незалежність» вилилася у недовіру навіть до загальновизнаних речей. Наприклад, Дальтон критикував і, схоже, так до кінця не прийняв газовий закон Гей-Люссака. Вчений дотримувався нетрадиційних поглядів на природу хлору навіть після встановлення його складу Г. Деві; номенклатуру Й. Я. Берцеліуса він категорично відкидав, незважаючи на те, що багато хто вважав її набагато простішою і зручнішою за громіздку систему дальтонівських символів.
Особисте життя та громадська діяльність
Джон Дальтон (з книги: А. Шустер, А. Є. Шіплі. Спадщина британської науки. - Лондон, 1917)
Ще до створення своєї атомістичної концепції Дальтон широко відомий у наукових колах. В 1804 йому запропонували читати курс лекцій з натуральної філософії в Королівському інституті (Лондон), де він потім читав інший курс в 1809-1810 рр.. Деякі сучасники Дальтона ставили під його здатність цікаво і красиво викладати матеріал; Джон Дальтон мав грубуватий, тихий, невиразний голос, крім цього вчений занадто складно пояснював навіть найпростіші речі.
У 1810 році сер Гемфрі Деві запропонував йому виставити свою кандидатуру на вибори в члени Королівського Товариства, проте Дальтон відмовився, мабуть, через грошові труднощі. В 1822 він виявився кандидатом, сам не знаючи про це, і після виборів заплатив належний внесок. За шість років до цієї події він став членом-кореспондентом Французької Академії наук, а в 1830 був обраний одним з восьми іноземних членів академії (на місце Деві).
У 1833 уряд графа Грея призначило йому платню в 150 фунтів, в 1836 він зріс до 300.
Дальтон ніколи не був одружений, мав мало друзів. Чверть століття він прожив разом зі своїм другом Р. В. Джонсом (1771–1845) на вулиці Георга в Манчестері; звичайний перебіг його дня, що складався з лабораторної та викладацької роботи, порушувалося лише щорічними екскурсіями до Озерного краю або рідкісними візитами до Лондона. У 1822 він здійснив коротку поїздку до Парижа, де зустрічався з різними місцевими вченими. Також кілька раніше він відвідав низку наукових з'їздів Британської Асоціації в Йорку, Оксфорді, Дубліні та Брістолі.
Кінець життя, спадщина
Паспарту Дальтона (близько 1840).
Бюст Дальтона роботи англійського скульптора Чантрей
В 1837 Дальтон пережив легкий інфаркт, проте вже в 1838 наступний удар викликав у нього порушення мови; втім, це не завадило вченому продовжити свої дослідження. У травні 1844 року він пережив ще один удар, а 26 липня тремтячою рукою зробив останній запис у своєму метеорологічному журналі; 27 липня Дальтона знайшли мертвим у своїй квартирі в Манчестері.
Джона Дальтона було поховано на Ардвікському кладовищі Манчестера. Наразі на місці цвинтаря розташовується ігровий майданчик, проте його фотографії збереглися. Бюст Дальтона (робота Чантрея) прикрашає вхід до Королівського коледжу Манчестера, статуя Дальтона, а також робота Чантрея, знаходиться зараз у будівлі мерії Манчестера.
На згадку про праці Дальтона деякі хіміки і біохіміки неофіційно використовують термін «дальтон» (чи скорочено Da) позначення одиниці атомної маси елемента (еквівалентної 1/12 маси 12С). Також на честь вченого названо вулицю, що з'єднує Дінсгейт та площу Альберта в центрі Манчестера.
Одна з будівель на території університету міста Манчестера має ім'я Джона Дальтона. У ньому знаходиться Технологічний факультет і проходить більшість лекцій з природничих предметів. На виході з будівлі встановлено статую Дальтона, переміщену сюди з Лондона (робота Вільяма Тіда, 1855, до 1966 сояла на пл. Піккаділі).
Будівля студентського гуртожитку Університету Манчестера також має ім'я Дальтона. Університетом започатковано різні гранти імені Дальтона: два з хімії, два з математики, а також Дальтонівська премія з природної історії. Існує також Медаль Дальтона, яка періодично видається Манчестерським літературно-філософським суспільством (загалом видано всього 12 медалей).
На Місяці є кратер, названий на його честь.
Більшість робіт Джона Дальтона було знищено внаслідок бомбардування Манчестера 24 грудня 1940 року. Айзек Азимов із цього приводу писав: «На війні вмирають як живі».
В основі кожної теорії в природознавстві
завжди лежить щось таке, що не може
бути підтверджено експериментально.
І. Я. Берцеліус
Чим відрізняється атомна теорія Д. Дальтона від попередніх варіантів атомістики? Який вплив на подальший розвиток природознавства справили роботи Дальтона? Що нового внесла атомістика Дальтона до розуміння генези властивостей речовин?
Урок-лекція
ВЧЕННЯ ПРО СКЛАД РЕЧОВИН. Історично так склалося, що вчення про елементи та атомістичні уявлення на початок ХІХ ст. розглядалися як різні способи пояснення структури та властивостей тел. Властивості часто пояснювали наявністю в тілі тих чи інших елементарних початків, роль яких могли грати елементи Аристотеля (вогонь, вода, повітря, земля), три першооснови Парацельса (ртуть, сірка, сіль) або будь-які інші набори елементарних сутностей. Прибічники ж атомістичних уявлень пов'язували характеристики з геометричними і механічними параметрами складових тіло частинок (наприклад, зі своїми величиною, формою, рухом, з властивими їм силами).
Думка Лавуазьє про існування в природі кінцевого числа елементів, що мають певну сукупність властивостей і доступні визначення методами хімічного аналізу, сприяла подальшому синтезу атомістики і вчення про елементи.
Але для того, щоб ці два вчення злилися в одне, атомну теорію треба було змінити. І головне, що треба зробити, - це знайти таку властивість атома, яка б, з одного боку, залишалася незмінною в ході хімічних реакцій та агрегатних переходів, а з іншого - піддавалося б кількісному експериментальному визначенню. Ні форма, ні величина атомів цієї ролі не підходили хоча б тому, що їх неможливо було визначити експериментально. Як відповідна властивість атома Д. Дальтон вибрав відносну атомну вагу (нині використовують термін відносна атомна маса, або просто "атомна маса").
Джон Дальтон (1766-1844) – англійський фізик та хімік. Працював у галузі метеорології та фізики газів, описав дефект зору, відомий як дальтонізм.
ТЕОРІЯ ДАЛЬТОНА. Все почалося з метеорології, якою Дальтон займався все своє свідоме життя, зробивши близько 200 ТОВ записів про стан погоди. У процесі метеорологічних спостережень він зацікавився властивостями газів і газових сумішей, причому, обговорюючи ті чи інші питання фізики газів, використовував атомістичні теорії, дуже поширені в Англії ще з XVII ст. У результаті 1801 р. в нього склалися такі ставлення до природі газоподібного стану:
- атоми газів оточені теплорідною оболонкою, обсяг якої збільшується зі зростанням температури;
- між частинками газів діють сили відштовхування, зумовлені відштовхуванням теплорідних оболонок, та сили тяжіння («хімічної спорідненості»);
- частинки газу розташовуються у просторі настільки щільно, що теплорідні оболонки стосуються один одного (рис. 55).
Мал. 55. Модель газу за Дальтоном
Для відповіді на цілу низку важливих питань (чому відбувається дифузія газів; чому атмосфера не розшаровується, тобто чому важкі гази не накопичуються біля Землі, і т. д.) необхідно було перш за все навчитися визначати склад газової суміші; для початку - хоча б кількість кисню в ній: без цього неможливо було експериментально вивчати зміну складу атмосфери з висотою, розчинність газів у воді та інші проблеми. Найбільш швидким способом визначення кисню в газовій суміші, на думку Дальтона, могла служити так звана проба Прістлі, тобто реакції, які в сучасному записі мають вигляд:
2NO + O 2 → 2NO 2 або у присутності води:
2NO + O 2 + H 2 O → HNO 2 + HNO 3
У результаті Дальтон дійшов необхідності визначити склад оксидів азоту, а цього треба було знати відносні атомні маси азоту і кисню. Таким чином, саме в процесі вирішення хімічної задачі про склад оксидів азоту постало завдання визначення відносних атомних мас. Однак, щоб скласти шкалу відносних атомних мас (Дальтон приймав масу атома водню за одиницю), потрібно було знати атомні склади сполук - скільки атомів кожного елемента входить до молекули ("складний атом", за термінологією Дальтона) даної сполуки, а для того щоб визначити атомний склад з'єднання, треба знати його елементний склад (у відсотках по масі) і... відносні атомні маси елементів, що входять до з'єднання атомів. Коло замкнулося.
Щоб якось вийти з ситуації, Дальтон придумав правило, яке він назвав «правилом простоти». Саме придумав, тому що ніяких більш-менш вагомих доказів на доказ цього правила він привести не зміг, тільки умоглядні, на кшталт того, що «природа діє завжди найпростішим шляхом», «не слід збільшувати складності без необхідності» і т.п.
Хімічні символи Д. Дальтон. 1810
Згідно з цим правилом, якщо два елементи утворюють тільки одну сполуку (як, наприклад, водень і кисень дають тільки воду; пероксид водню тоді ще не був відкритий), то склад його буде найпростішим: АВ, тобто вода в такому разі повинна мати склад АЛЕ, аміак NH і т. д. Як бачимо, Дальтон не «вгадав» складу води та аміаку, і тому чисельно його шкала відносних атомних мас виявилася неправильною.
Але недосконалості теорії Дальтона не применшують зробленого ним прориву. Дальтон виходив у своїх міркуваннях з того, що елемент – це атоми одного виду, з певними атомними вагами, а кожен атом – це атом певного хімічного елемента. Іншими словами, атоми різних хімічних елементів неоднакові за своїми властивостями і їх масами, тоді як всі атоми однієї й тієї ж речовини абсолютно однакові.
Крім того, Дальтон показав, що запропонована ним атомна теорія може бути не тільки умоглядною, а й робочою теорією: проблему генези властивостей речовин можна і має пов'язувати з атомним складом тіл.
Атомістичні уявлення та уявлення про елементи, зробивши довгу історичну еволюцію, об'єдналися нарешті одне фундаментальне вчення.
- У своїх розрахунках відносних атомних мас азоту та кисню Дальтон виходив із відомих на початку XIX ст. даних про відсотковий (за масою) склад води (85% кисню та 15% водню) та аміаку (80% азоту та 20% водню). Визначте виходячи з цих даних та принципу простоти Дальтона отримані ним значення відносних мас азоту та кисню (атомну масу водню Дальтон приймав за 1).
- Спочатку Дальтон вважав, що один з оксидів азоту, так звана селітряна кислота, мав атомний склад, який у сучасних позначеннях може бути представлений формулою NO 2 Відсотковий (за масою) склад цього оксиду, за даними того часу, був таким: 29,5% азоту та 70,5% кисню. Зіставляючи гіпотетичний атомний та експериментально визначений відсотковий склади цього оксиду та використовуючи свою шкалу відносних атомних мас (див. попередню задачу), Дальтон запропонував нову формулу селітряної кислоти. Який? Відповідь обґрунтуйте розрахунком.
- Як із позицій атомної теорії Дальтона можна інтерпретувати закон сталості складу?
- Чому своє двотомне твір, що вийшло 1808-1810 рр., Дальтон назвав «Нова система хімічної філософії»?
- Які положення атомної теорії Дальтона викликали, на вашу думку, найбільші заперечення його сучасників?
ДАЛЬТОН Джон (Dalton J.)
(6.IX.1766 – 27.VII.1844)
Джон Дальтоннародився в бідній сім'ї, мав велику скромність і надзвичайну жагу знань. Він не займав жодної важливої університетської посади, був простим учителем математики та фізики у школі та коледжі.
Дальтон відкрив газові закони фізики, а в хімії - закон кратних відносин, склав найпершу таблицю відносних атомних мас і створив першу систему хімічних знаків для простих та складних речовин.
Джон Дальтон – англійський хімік та фізик, член Лондонського королівського товариства (з 1822 р.). Народився в Іглсфілді (Кумберленд). Освіту здобув самостійно.
У 1781-1793 р.р. - Вчитель математики в школі в Кендалі, з 1793 р. викладав фізику та математику в Новому коледжі в Манчестері.
Основні наукові дослідження до 1800–1803 рр. ставляться до фізики, пізніші - до хімії.
Проводив (з 1787 р.) метеорологічні спостереження, досліджував колір піднебіння, природу тепла, заломлення та віддзеркалення світла. В результаті створив теорію випаровування та змішування газів.
Описав (1794) дефект зору, названий дальтонізмом.
Відкрив три закони, що склали сутність його фізичної атомістики газових сумішей: парціальних тисківгазів (1801 р.), залежності обсягу газівпри постійному тиску від температури(1802 р., незалежно від Ж. Л. Гей-Люссака) та залежності розчинностігазів від їхніх парціальних тисків(1803 р.) Ці роботи призвели його до вирішення хімічної проблеми співвідношення складу та будови речовин.
Висунув та обґрунтував (1803-1804 рр.) теорію атомної будови, або хімічну атомістику, що пояснила емпіричний закон сталості складу
Теоретично передбачив та відкрив (1803 р.) закон кратних відносин: якщо два елементи утворюють кілька з'єднань, то маси одного елемента, що припадають на ту саму масу іншого, відносяться як цілі числа.
Склав (1803 р.) першу таблицю відносних атомних масводню, азоту, вуглецю, сірки та фосфору, прийнявши за одиницю атомну масу водню.
Запропонував (1804 р.) систему хімічних знаківдля "простих" та "складних" атомів.
Проводив (з 1808 р.) роботи, спрямовані на уточнення окремих положень та роз'яснення сутності атомістичної теорії.
Член багатьох академій наук та наукових товариств.
Першим ученим, який досяг значних успіхів у новому напрямі розвитку хімії, став англійський хімік Джон Дальтон (1766-1844), ім'я якого тісно пов'язане з атомістичною теорією. На початку ХІХ століття Дальтон відкриває кілька нових експериментальних закономірностей: закон парціальних тисків(Закон Дальтона), закон розчинності газів у рідинах(закон Генрі-Дальтона) і, нарешті, закон кратних відносин. Пояснити ці закономірності (передусім закон кратних відносин), не вдаючись до припущення дискретності матерії, неможливо. Грунтуючись на законі кратних відносин, відкритому в 1803 р., і законі сталості складу, Дальтон розробляє свою атомно-молекулярну теорію, викладену в праці "Нова система хімічної філософії", що вийшла в 1808 р..
Основні положення теорії Дальтона полягають у наступному:
1. Усі речовини складаються з великої кількості атомів (простих чи складних).
2. Атоми однієї речовини повністю тотожні. Прості атоми абсолютно незмінні та неподільні.
3. Атоми різних елементів здатні з'єднуватися між собою у певних співвідношеннях.
4. Найважливішою властивістю атомів є атомна вага.
Вже 1803 р. у лабораторному журналі Дальтона з'являється перша таблиця відносних атомних ваг деяких елементів та сполук; як точка відліку Дальтон вибирає атомну вагу водню, прийнятий рівним одиниці. Для позначення атомів елементів Дальтон використовує символи як кіл з різними фігурами всередині. Згодом Дальтон неодноразово коригував атомні ваги елементів, проте більшість елементів їм наводилися невірні значення атомних ваг.
Дальтон був змушений зробити припущення про те, що атоми різних елементів при утворенні складних атомів з'єднуються "принципу максимальної простоти". Суть принципу полягає в тому, що якщо є лише одна бінарна сполука двох елементів, то її молекула (складний атом) утворена одним атомом одного елемента та одним атомом іншого (складний атом є подвійним у термінології Дальтона). Потрійні і складніші атоми утворюються лише тому випадку, коли є кілька сполук, утворених двома елементами. Звідси Дальтон припускав, що молекула води складається з одного атома кисню та одного атома водню. Результатом є занижене значення атомної ваги кисню, що веде своєю чергою до неправильного визначення атомних ваг металів на підставі складу оксидів. Принцип найбільшої простоти (підкріплений авторитетом Дальтона як творця атомно-молекулярної теорії) зіграв надалі певну негативну роль під час вирішення проблеми атомних терезів. Проте загалом атомістична теорія Дальтона становила основу подальшого розвитку природознавства.
Дальтон (Dalton), Джон
Англійський фізик та хімік Джон Дальтон народився у селі Іглсфілд у Камбеоленді у родині ткача. Освіту він здобув самостійно, якщо не брати до уваги уроків з математики, які він брав у сліпого вчителя Дж. Гауфа. У 1781–1793 pp. Дальтон викладав математику в школі в Кендалі, з 1793 - фізику і математику в Нью-коледжі в Манчестері. Наукова робота Дальтона розпочалася з 1787 р. із спостережень над повітрям. Протягом наступних 57 років він вів метеорологічний щоденник, у якому записав понад 200 000 спостережень. Під час щорічних поїздок Озерним краєм Дальтон піднімався на вершини Скіддо і Хелвеллін, щоб виміряти атмосферний тиск і взяти проби повітря.
У 1793 р. Дальтон опублікував свою першу працю – «Метеорологічні спостереження та етюди», у якому містяться зачатки його майбутніх відкриттів. Прагнучи зрозуміти, чому гази в атмосфері складають суміш із певними фізичними властивостями, а не розташовуються один над одним шарами відповідно до своїх щільностей, він встановив, що поведінка газу не залежить від складу суміші. Дальтон сформулював закон парціальних тисків газів, а також виявив залежність розчинності газів від їхнього парціального тиску. У 1802 р. Дальтон самостійно, незалежно від Ж. Л. Гей-Люссака та Ж. Шарля, відкрив один із газових законів: при постійному тиску з підвищенням температури всі гази розширюються однаково.
Вивчаючи склади хімічних сполук, Дальтон встановив, що у різних сполуках двох елементів одне й те кількість одного елемента припадають кількості іншого, які стосуються між собою як прості цілі числа (закон кратних відносин). Відкриті закони Дальтон намагався пояснити за допомогою атомістичних уявлень , що розвивалися ним же . Як найважливіша властивість атома Дальтон ввів поняття атомної ваги. Взявши за одиницю атомну вагу водню, Дальтон розрахував атомні ваги ряду елементів і становив першу таблицю відносних атомних мас (1803).
Хімічні реакції Дальтон розглядав як пов'язані один з одним процеси з'єднання та роз'єднання атомів, бо тільки цим можна було пояснити стрибкоподібні зміни складу при перетворенні однієї сполуки на іншу. Тому кожен атом будь-якого елемента повинен, крім певної маси, мати специфічні властивості і бути неподільним з хімічної точки зору.
Зроблені Дальтоном розрахунки атомних мас були неточні, оскільки не робив різницю між атомами і молекулами, називаючи останні складними атомами. Тим не менш, саме завдяки Дальтон атомистика отримала нове природничо обгрунтування; роботи Дальтона стали найважливішою віхою у становленні хімічної науки. У 1804 р. Дальтон запропонував також систему хімічних символів для «простих» і «складних» атомів. Іменем Дальтона названо дефект зору – дальтонізм, яким страждав він сам і який описав у 1794 році.
У 1816 р. Дальтон був обраний членом Французької академії наук, головою Манчестерського літературно-філософського товариства, а 1822 р. - членом Лондонського королівського товариства. 1832 р. Оксфордський університет присудив йому ступінь доктора права.
