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化学史实(12)——原子量和分子量的测定  

2012-06-22 19:18:59|  分类: 化学历史故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 化学史实(12)——原子量和分子量的测定

道尔顿的原子论问世后,率先把氢的原子量定为1,然后测定各种元素的相对原子量(简称原子量),并发表第一张原子量表。此举得到欧洲化学家的热烈响应,顿时掀起一股测定原子量的热潮。化学家们各显神通地测定原子量,因为各自所用的基准不一样,测定方法不同,原子量数值当然不同,这竟带来混乱,因此急需统一。

面对这样的局面,瑞典化学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius,1779——1848)一马当先,立足于实验,分析了2000多种化合物的组成,并对许多物质的氧化、还原、分解、取代等反应作了精心研究,在1826年发表有40几种元素的原子量表。他测定的原子量跟现代数据十分接近,非常了不起。正如贝采利乌斯自己说的“借助新的实验,我很快相信道尔顿的数字(指原子量)缺乏实验依据,应用他的学说必须精确。我明白首先应以最大精确度测定尽可能多的元素原子量……不这样,化学理论望眼欲穿的光明白昼就不会紧跟它的朝霞而出现,这是当时化学研究最重要的任务。所以我完全献身于它。这是多么令人感动的豪言壮语啊!

在历史上,分子量的测定比原子量起步稍晚,它也是独立进行的。早在1811年,阿佛加德罗就指出能利用气体密度和体积关系,求出气态物质的分子量。

1826年,只有26岁的法国化学家杜马(Dumas,1800——1884),设计一种测定低沸点液态物质分子量的方法,迄今还保留在高等学校化学的实验教科书中。

紧接着杜马测定分子量的是英国化学家格雷姆(T.Graham,1805——1869)。他从实验中得出不同气体的扩散速度跟气体密度的平方根成反比,再根据气体的密度测定各气体的分子量。

1887年,法国拉乌尔(F.M.Ra0ult,1830——1901)发现溶液的蒸汽压、冰点下降和沸点上升跟分子量有关,使测定物质分子量工作又多一条渠道。

在测定分子量工作中,意大利化学家康尼查罗的贡献最大。他选取最轻气体氢气作基准,规定它的密度为1,则氢气的分子量为2,从而得到氧气分子量是32、氯气是71、水蒸气是18、汞是200等,这可以说是成功的创举。他还在测定分子量的基础上,结合质量组成分析,提出一个测定组成元素原子量的方案。由于不同分子中所含的原子数一定是整数,因此不同分子中所含同一元素不同质量必定是一定质量的整数倍,这一定质量就是该元素的原子量。康尼查罗这一别具心裁的办法,使许多难测定的原子量能推断出来。例如,测定一氧化碳的分子量是28,二氧化碳分子量是44、甲烷是16,由此可推知碳的原子量是12。

在原子-分子学说的指导下,贝采利乌斯和康尼查罗等化学家分别正确地测定原子量和分子量,为发现元素周期律奠定基础。

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