Неделимый атом

Эти атомы двигаются в бесконечной пустоте,
отделенные одни из других и различные между собой
в фигурах, размерах, положении и порядке;
когда одни удивляются другим, они сталкиваются
и какие-то исключены
посредством вытряхнувшие случайным образом в любом направлении,
в то время как другие,
переплетаясь взаимно в консонансе
с соответствием его фигур, размеров,
положения и распоряжения,
они пребывают дружными
и так они порождают рождение составных тел.

Democrito – Simplicio, этого упади 242, 21

Атомы как модель átomico Dalton

Химия уже начинала иметь фундаментальные законы, которые позволяли изучать гораздо лучше химические реакции, соединения и составные части. Но, вопрос, который мы еще не был решен, был: составные части, эти вещества, которые не могли разлагаться, которого они были сформированы? Что отличалось в водород серы? Или в железо или кислорода?

В XIV Веке aC, Москит Sidón, мыслитель финикийского происхождения выдвинул впервые мысль atomista, который потом вернули бы, 1000 лет позже, греческие предсократовские философы Leucipo (век V) и его новичок основывающий Демокрито де Абдера (470/460аК - 360/370аК) школы atomista. Эта школа защищала понятие от, который вся материя сформирована смесью первоначальных неизменных и вечных составных частей, бесконечно маленькие, незаметные из-за чувств и неделимые. Это понятие рождается из взгляда на мир, что солитер Democrito, для которого реальность была бы разделена на две составные части или причины: То, что (το ον), сформированное атомами (латинского языка atomum, и этот грека , что значит без частей) вечные и неделимые; и то, что не (το μηον), представленное пустотой. Несмотря на хорошо направленные, что шли его идеи, у него не было никакого научного основания и я остаюсь затменной теорией aristotélica четырех составных частей.Es известный также, что параллельно в Индии, философ и алхимик Kanada (~600aC) уже представлял мысль atomista, и он основал философскую школу Vaisheshika в конце VII века, у которого, хотя у него были различия в каких-то точках зрения, как теологическом, также было много сходств школа atomista Demócrito, как например, с физической точки зрения.

Они переместили века и, как мы видели в главе составных частей, модель aristotélico не начала качаться до добра, внесенного XVIII век благодаря продвижениям Boyle, Lavoisier и Proust. В начале 1800, вошло в моду в Англии вдыхать селитровый и включенный оксид были сделаны “вечеринки газа смеха”, в которых, которые добровольцы вдыхали газ, чтобы развлекать публику покачиваниями. Любопытное этого, дело в том, что они не догадались о том, что селитровый оксид, в часть, того, чтобы быть "развлекательным" наркотиком, также было возможно использовать обезболивающий, как до 1846. В конце 1799, юноша Умфри Дави (1778 - 1829) положил в Реальном Учреждении Лондона, как преподаватель Химии и вскоре, стал знаменитым из-за того, что открыл калий, натрий, магний, кальций, стронций и алюминий, один за другим. Секрет его производительности проживал в технике, которую он разработал применяя электричество к веществам, и к которой он призвал электролиз. К несчастью также вошла в историю его склонность к газу смеха (3 или 4 сессии в день); и считается, что это была причина его смерти в 1829.

Химия продвинулась, но отсутствие научных учреждений, средств связи и организации осложнило его развитие; и в начале XIX, он был больше для мужчин дела (ты красишь, carbones, …), чем для ученых. Несмотря на это отсутствие коммуникации, была серия персонажей работая в ней с большим количеством серьезности, чем Davy.

Мы возвращаем Роберт Боиле в этой точке, чтобы делать надрез в его исследованиях на газах. В 1659, с помощью Роберт Ооке, он улучшил вакуумный насос Отто вон Герикке создавая машину Boyleana или пневматическую машину, которую позволило ему делать множество экспериментов в пустоте. Первый состоял в том, чтобы показывать идею Galileo, состоящий в том, что, в пустоту, ручку и кусок свинца они падают на той же скорости. Он доказал также, что звук не передается в пустоте, но самое важное открытие состояло в том, что объем, занятый газом обратно пропорционален под давлением, которому он подчинен и которое, если мы прекращаем осуществлять давление, газ возвращает его первоначальный объем. Эта связь пропорциональности известна теперь как закон Boyle и он привел это к тому, чтобы возвращать идеи Demócrito об атомах. Boyle прибыл в заключение, что сжимаемый воздух был сформирован мелкими частицами, отделенными пустым пространством, и что, применив давление, мы уменьшали это пространство между частицами, и из-за этого они уменьшали объем. Все эти идеи fueron, напечатанные в его работе Нев Экспериментс PhysicoMechanical touching the spring of air and its effects – Новые физически-механические эксперименты на эластичности воздуха и его эффектов – и я получаю важную бумагу обратно в атомном понятии материи.

Один век спустя, появился Джон Дальтон (1766 - 1844), натуралист, химик, математик, британский метеоролог и преподаватель, между другими, Джеймс Прескотт Хоуле (знаменитость его исследованиями на магнетизме и хранении энергии). Он переносил странную известную болезнь как acromatopsia, неспособность отличать цвета, и ее изучило в глубине, ему удалось напечатать “необыкновенные Факты, касающиеся Взгляда на Цвета” в 1794. Ниже, эта болезнь была названа дальтонизмом в его чести.

Его специальный интерес к метеорологии привел его к тому, чтобы реализовывать многочисленные наблюдения и средства, пальто, связанные с атмосферой. Он открыл, что дождь был вызван изменением температуры и не давления, как он верил до сих пор. Однако, что больше очаровывало такую эру как атмосфера, имело такой однородный внешний вид будучи смесью газов - однородной смесью азота, кислорода и паром воды между другими, как мы видели в первой главе – различной плотности, а именно, что газы весили больше, чем другие. Оставаясь в этой линии, он открыл, что различные образцы воздуха, взятые в различные высоты, показывали ту же пропорцию каждых одних газов, которые это составляли, когда логическое состояло в том, чтобы думать, что газы как кислород, которые весили меньше, он плавал бы над теми, которые весили как азот, так же, что масло плавает на воде. Если бы Dalton смог получать воздушные образцы в верхние высоты, былся бы счет, что состав если, что меняется. Его интерес в теме и его многочисленных наблюдениях они принесли плоды: в 1803, постулировал закон частичного давления, которое он устанавливал, что давление смеси газов, которые не реагируют между ними, равно сумме частичного давления, которая осуществила бы каждый из газов, если бы они заняли все пространство при постоянной температуре.

Dalton накапливал много экспериментальных данных и он попробовал искать модель, способную объяснять их. Любопытно, первое, что изучило его данные, состояло в том, что составные части могли договариваться с различными простыми связями пропорциональности, и в том, что каждая комбинация давала место в различное соединение; и который он постулировал как закон многообразных пропорций.

Закон многообразных пропорций

Когда две составные части договариваются, если мы берем установленное количество одной из составных частей, изменяя количество второго мы получаем различные соединения и это количество пропорционально количеству первой составной части в целом простом числе.

Если мы комбинируем углерод с кислородом с пропорцией масс 3 углерода и 8 из кислорода, мы получаем Диоксид Углерода (CO2, газ, который мы изгоняем после того, как дышим); однако, если мы комбинируем 3 из углерода с 4 из кислорода, мы получаем Одноокись углерода (CO, ядовитый газ).

В этом моменте, Dalton был должен находить теорию, которая была способна объяснять и унифицировать 3 закона, которые формировали основание Химии эпохи: закон постоянного состава Proust, закон хранения массы Lavoisier и его недавний закон многообразных пропорций. Но поиски закончили с предъявлением атомную теорию в 1808, модель, которая объясняла 3 закона и явления, наблюдаемые в газах; и от которой мы можем отличать следующим предположениям:

Атомная теория Dalton

I

Вся материя состоит из нерушимых и крайне маленьких частиц, которые, названные атомы. Химические реакции подразумевают перераспоряжение атомов, не создаются и не разрушаются атомы.

II

Атомы сам составные части сходные в массе и других свойствах, но отличные от атомов остальных составных частей.

III

Атомы, договорившись в соединениях, поддерживают простые пропорции; и различные предоставляйте s каждого типа атома они производят различные соединения. Равные атомы определенного составного звука в массе и другие свойства. Пропорция атомов кислорода и углерода в одноокиси углерода - 1:1; в диоксиде углерода эта связь - 2:1, два атома кислорода и один из углерода.

Если мы берем точку один, мы видим, что теория Dalton предлагает, что в течение химической реакции, они ни атомы ни не создают, даже не разрушается, следовательно, масса пребывает неизменной и подтверждает закон хранения массы Lavoisier. Если мы это соединяем со вторым, подтверждает определение составной части, выдвинутое на Boyle: составная часть сформирована единственным типом атомов и но однако, не дифференцирует молекулы атомов.

Каждая составная часть сформирована тем же типом атомов, у которых есть конкретная масса (I), и когда они формируют соединение, эти поддерживают пропорцию для каждого составного (III), следовательно, у соединения всегда будет та же связь масс его компонентов проверяя так закон определенных пропорций Proust. Jöns Хакоб Берселиус (1779 - 1848) подтвердил с экспериментом, что 10g Свинца они договариваются всегда с 1,56g Серы формируя 11,56g Сульфида Свинца; он реализовал многочисленные доказательства изменяя массу одна из двух составных частей, и всегда он получал то же количество соединения: Если он комбинировал 18g Свинца с 1,56g Серы и продолжал получать 11,56g Сульфида Свинца и 8g отдельного Свинца; если он комбинировал 10g Свинца с большим количеством серы, например 3g, и снова он получал 11,56 g от Сульфида Свинца и оставшейся части 1,44g Серы. Этот эксперимент проверял закон постоянного состава, выдвинутый на Proust, но также проверял модель, выдвинутую на Dalton: Если мы предполагаем, что атом Свинца весит одни в 6 раз больше, чем тот Серы (10 / 1,56 = 6,41), у нас есть, что Сульфид Свинца составлен молекулами, сформированными атомом свинца и атома серы, qu, и если мы добавляем излишек какого-либо из двух, он не сформирует более составной, так как он не будет иметь несмотря на то, что кем договорится.

Сегодня мы знаем, что у атома серы есть атомная масса 32,065u и свинца 207,2u, из-за этого вычисление, которого атом свинца взвешивал в 6,41 раза больше, чем сера ту, которая мы прибыли раньше с экспериментом Berzelius, приближалось много к реальной стоимости (207,2 / 32,065 = 6,461). В том моменте, было невозможно определять реальный вес атомов, потому что он не решался средств, однако, если они могли определять относительный вес на основании количества массы составной части, которое договаривалось с установленной массой другого. Dalton и Berzelius, определили вес многих атомов используя, как единица масса атома водорода, который в то время уже знал, что он был самым легким. Dalton разработал пластину относительных масс атомов каждой из составных частей как часть его теории, и хотя большая часть вычислений была неправильными (как например кислород, который согласно его вычислениям был в 7 раз тяжелее, чем водород, когда он в действительности в 16 раз тяжелее), его было один ему удалось имея в виду инструменты, которыми он раcполагал. С другой стороны, в его книге также могут находить графическое представление атомов какие-то составные части и молекулы соединений (бинарные, тройные, …). Вычисления улучшились со временем, и в 1830 Berzelius напечатал пластину с атомными массами 54 составных частей, которые приближались много к тому, что мы знаем сегодня.

В конце концов, третье предположение теории Dalton также объясняет закон многообразных пропорций: Если мы считаем оксиды (комбинация составной части с кислородом), у нас есть, что 1g Углерода он договаривается с 1,333g Кислорода формируя Одноокись углерода; но если мы удваиваем количество Кислорода (2,666g), и поддерживая 1g Углерода, комбинация формирует Диоксид Углерода. На атомном уровне, мы извлекаем, что атом кислорода может договариваться с углеродом в связи 1:1 (атом углерода с одним из кислорода) формируя Одноокись углерода; но также он может договариваться в связи 1:2 (атом углерода с двумя из кислорода) формируя Диоксид Углерода.

ààààà Луи Хосеф Гаи-Луссак (1778 - 1850) работал активно изучая поведение газов, его объемов и его температур. С его экспериментами, и работой Жак Шарль, которая связывала объем с температурой; он напечатал в 1802, что, если мы поддерживаем под постоянным давлением идеальный газ, объем и температура связаны с постоянной величиной прямой пропорциональности, и что он назвал Закон Charles. Ниже, в 1805 он постулировал Закон Gay-Lussac: если мы поддерживаем постоянный объем, частное между давлением и температурой пребывает постоянным. Вместе с законом Boyle-Mariott – при постоянной температуре, объем газа обратно пропорционален под давлением, при постоянной температуре – они устанавливали начала поведения идеальных газов. В 1808, он доказал экспериментально, что, под равным давлением, количество объема кислорода договаривалось полностью с двойной порцией объема водорода формируя пар, он разбавляет; например, два литра водорода он комбинирует с одним литром кислорода формируя два литра пара воды. Сходные эксперименты с другими газами, достигли с публикацией закона объемов в комбинации, которую он постулировал, что газы реагируют, если договариваясь и получая объемы по отношению к простым маленьким числам.

Однако, экспериментальные результаты Gay-Lussac не согласовывались с атомной моделью Dalton. Для вышеупомянутого, газообразные составные части были обязательно простыми и учрежденными по единственному атому; и текущие соединения как вода, они были сформированы только двумя отличными атомами. Следовательно, вода была бинарным соединением: количество объема водорода договаривалось полностью с тем же объемом кислорода давая место объемом пара воды.

В 1811, итальянец так называемый Лоренсо Романо Амедео Карло Авогадро (1776-1856) решил дилемму, в которой находились Gay-Lussac и Dalton предлагая предмет, которого не было в головоломку: Сначала, минимальная единица в химической реакции - молекула и могут быть разделенными на атомы в течение реакции; Секунда, два равных объема различных газов, были типа, который они, они содержат то же число молекул, если условия температуры и давления - те же самые.

Гипотеза Avogadro

ààààà Два равных объема различных газов имеют сформированы тем же числом молекул, если мы поддерживаем неизменной давление и температуру. Если у нас будет две бутылки с тем же объемом, наводнением гелия и другой из кислорода, при той же температуре и с тем же давлением, у двух будет то же число молекул. Хотя, в этом случае число атомов кислорода будет двойной порцией, так как молекула стабильного кислорода сформирована двумя атомами кислорода.

С в образование воды он объяснился бы следующего способа: Молекулы кислорода отделяются в атомах и после договариваются с молекулами H2 формируя молекулы H2O. Если мы говорим об объемах, объем кислорода они договариваются с двумя объемами водорода, формируя два объема воды Разум комбинации в объемах - 2:1:2 как он наблюдался в экспериментах Gay-Lussac.

Начиная с этой гипотезы, приходит к заключению о другой известной связи, как закон Avogardo:

Закон Avogadro

При температуре и постоянном давлении, объем газа прямо пропорционален количеству газа. А именно, если число громад газа (n) удваивается, объем удваивается.

Однако, Avogadro был индивидом, который работал только, поддерживал очень мало корреспонденции другими учеными, печатал мало статей и не оказывал помощь многим ученым. Если есть это, мы добавляем, что в этом моменте не было многой организации в химии как науке; прошли 50 лет до тех пор, пока не прибыла работа Gerhardt, Laurent и Willamson на органической химии подкрепили закон Avogadro и распространение, сделанное итальянским химиком Станислао Канниссаро. Это был вышеупомянутый, тот факт, что в 1858 напечатал титулованную память “Sunto, я дал корсиканского дал Философию chimica” в он использовал гипотезу Avogadro, чтобы измерять молекулярный вес нескольких газов и определять его состав начиная с этих измерений, и объяснял, что исключения, которые случались в каких-то веществах, которые он не выполнял в этой гипотезе, были вызваны, потому что какие-то молекулы отделялись. За 1860, четыре года после смерти Avogadro, Cannizzaro дал одну конференция о его исследованиях и гипотезе Avogadro, как использовать ее, и потому что было так необходимо дифференцировать атомы и молекулы, ему удавалось убедить большую часть помощников, что в свою очередь, они облегчили разглашение из-за научного сообщества.

Ниже, благодаря новым химическим техникам, попробовали делать измерения, чтобы знать число молекул, которые существовали в конкретном количестве газа, и которые теперь мы знаем как число Avogadro в его чести. Первую попытку осуществил физик и химик австрийский Йохан Хосеф Лошмидт в 1865 вычисляя впервые среднюю ст