Важнейшей вехой в становлении химической науки назвал Й. Я. Берцелиус работы английского учёного Джона Дальтона. Именно он наполнил смутные атомистические воззрения древних конкретным химическим содержанием.
Дальтон ввёл понятие о «соотношении весов мельчайших частиц газообразных и других тел». Фактически это и есть относительная атомная масса. За её единицу учёный принял массу атома водорода, а для определения масс других атомов использовал найденный ранее процентный состав различных соединений водорода. Так, Лавуазье установил, что в воде содержится 15% водорода и 85% кислорода. Отсюда Дальтон вычислил относительную атомную массу кислорода: 85:15=5,67. По данным английского химика Уильяма Остина (1754—1793) о составе аммиака (80 % азота и 20 % водорода) он рассчитал относительную атомную массу азота: 80 : 20 = 4. В 1803 г. Дальтон составил первую в истории таблицу относительных атомных масс некоторых элементов.
Интересно сопоставить атомные массы, полученные Дальтоном, с опубликованными за прошедшие два столетия в различных учебниках и справочниках (см. таблицу).
Прежде всего обращают на себя внимание непривычные значения атомных масс у Дальтона. Это объясняется двумя причинами. Первая — неточность эксперимента в конце XVIII — начале XIX в. Позднее, когда Ж. Л. Гей-Люссак и А. Гумбольдт более точно определили состав воды (87,4% кислорода и 12,6 % водорода), Дальтон изменил значение атомной массы кислорода, приняв её равной 7. В дальнейшем цифры ещё много раз корректировались (как известно, в воде 11,1% водорода). Точно так же уточнялись со временем атомные массы и многих других элементов, особенно после работ Берцелиуса.
Вторая причина более серьёзная. Дальтон считал, что в воде содержится равное количество атомов водорода и кислорода, а в аммиаке — равное количество атомов водорода и азота. Когда вывели правильные формулы для воды Н2О и аммиака NH3, атомная масса кислорода была удвоена, а азота — утроена.
Символы элементов и химических соединений, предложенные Дж. Дальтоном.
1 — водород, 2 — азот, 3 — углерод, 4 — кислород, 5 — фосфор, 6 — сера, 7 — магнезия, 8 — известь, 9 — натр, 10 — кали, 11 — стронциан, 12 — барит, 13 — железо, 14 — цинк, 15 — медь, 16 — свинец, 17 — серебро, 18 — платина, 19 — золото, 20 — ртуть, 21 — вода, 22 — аммиак, 23 — селитряный газ, 24 — маслородный газ, 25 — оксид углерода, 26 — оксид азота, 27 — селитряная кислота, 28 — угольная кислота, 29 — метан, 30 — надселитряная кислота, 31 — серная кислота, 32 — сернистый водород, 33 — спирт, 34 — селитроватая кислота, 35 — уксусная кислота, 36 — нитрат аммония, 37 — сахар. Некоторые вещества, которые учёный относил к числу простых (например, магнезия, известь), на самом деле образованы атомами нескольких элементов. В то время считали, что вода состоит из одного атома водорода и одного атома кислорода, а аммиак — из одного атома водорода и одного атома азота.
Верные формулы многих соединений, особенно органических, удалось установить благодаря реформе атомно-молекулярных представлений, осуществлённой в 1858—1860 гг. итальянским химиком Станислао Канниццаро. Он впервые чётко разграничил понятия «атом» и «молекула», определил и обосновал правильную систему атомных масс. Учёный опирался на закон, открытый его соотечественником А. Авогадро (см. статью «Волшебное число химиков»). На Первом международном конгрессе химиков в немецком городе Карлсруэ (I860 г.), где присутствовали около 140 учёных, Канниццаро убедил большинство из них (а некоторые проблемы здесь решались голосованием!) в правильности своих взглядов. В работе конгресса принимала участие и группа русских химиков, среди которых были Д. И. Менделеев, Н. Н. Зинин, А П. Бородин, получившие впоследствии всемирную известность.
Похожие статьи