2025年高考原子量測(cè)定的歷史回顧

　　原子量的測(cè)定在化學(xué)發(fā)展的歷史進(jìn)程中，具有十分重要的地位。正如我國(guó)著名化學(xué)家傅鷹先生所說(shuō)：“沒(méi)有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化學(xué)反應(yīng)的意義，就不可能有門捷列夫的周期表。沒(méi)有周期表，則現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展特別是無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展是不可想象的”[1]，在已建立了科學(xué)的原子量基準(zhǔn)，并且通過(guò)相當(dāng)完善精密的原子量測(cè)定方法測(cè)得足夠精確的原子量數(shù)值的今天，我們回顧一下化學(xué)科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中這段重要史實(shí)，對(duì)于深入研究化學(xué)發(fā)展規(guī)律，幫助我們正確理解和使用原子量，無(wú)疑是大有稗益的。

　　一、道爾頓的開(kāi)山之功

　　英國(guó)著名的化學(xué)家道爾頓(J.Dalton，1766～1844）在提出原子論觀點(diǎn)的同時(shí)，就為確定不同元素原子的相對(duì)重量作了努力。從而成為化學(xué)史上測(cè)定原子量的第一人，成為這一領(lǐng)域的拓荒者。在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，要確定各種元素的相對(duì)重量并非易事。這首先要確立一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，既以誰(shuí)為參照基準(zhǔn)。其次要有準(zhǔn)確的定量分布手段，并且要明確單質(zhì)和化合物分子中元素原子的數(shù)目，這在當(dāng)時(shí)對(duì)于大多數(shù)化合物是很難做到的。正是由于這個(gè)原因，道爾頓只能采用主觀武斷的方法規(guī)定不同元素的原子化合形成化合物的原子數(shù)目比。例如，他認(rèn)為水是由1個(gè)氧原子和1個(gè)氫原子組成的。這祥，根據(jù)當(dāng)時(shí)拉瓦錫（A.L.Lavoisier，1743～1794）對(duì)水的重量分析的結(jié)果，以他選擇的氫原子的相對(duì)重量為1做基準(zhǔn)，算得氧原子相對(duì)重量為5.5。

　　二、貝采里烏斯的非凡工作

　　工作非凡，成績(jī)斐然的是瑞典的化學(xué)大師貝采里烏斯（J．J．Berzelius，1779～1848）。這位近代“化學(xué)大廈”的卓越建筑師，對(duì)近代化學(xué)的貢獻(xiàn)涉及諸多方面。其中最為非凡的是他用了近二十年的時(shí)間，在極其簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室里測(cè)定了大約兩千種化合物的化合量，并據(jù)此在1814～1826年的12年里連續(xù)發(fā)表了三張?jiān)�子量表，所列元素多達(dá)49種［5][6]。其中大部分原子量已接近現(xiàn)代原子量數(shù)值，這在當(dāng)時(shí)的歷史條件下是極其難能可貴的。

　　三、庚尼查羅的杰出貢獻(xiàn)

　　他指出：“……只要我們把分子與原子區(qū)別開(kāi)來(lái)，只要我們把用以比較分子數(shù)目和重量的標(biāo)志與用以推導(dǎo)原子量的標(biāo)志不混為一談，只要我們最后心中不固執(zhí)這類成見(jiàn)：以為化合物的分子可以含不同數(shù)目的原子，而各種單質(zhì)的分子卻都只能含一個(gè)原子或相同數(shù)目的原子，那么，它（指阿佛加德羅分子理論，包括安培后來(lái)的觀點(diǎn)）和已知事實(shí)就毫無(wú)矛盾之處”[2]．康尼查羅正是在明確區(qū)分了原子和分子的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)定分子量結(jié)合物質(zhì)重量組成分析結(jié)果，提出了如下結(jié)論：當(dāng)考慮一系列某一元素的化合物時(shí)，其中必然有一種或幾種化合物中只含有一個(gè)原子的這種元素，那么在一系列該元素的重量值中，最小值就是該元素原子量的約值[2][4][7]。康尼查羅的上述工作，澄清了當(dāng)時(shí)一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)，統(tǒng)一了分歧意見(jiàn)，為原子—分子論的發(fā)展和確定掃除了障礙，使得原子—分子論整理成為一個(gè)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，從而大大地推進(jìn)了原子景的測(cè)定工作。

　　四、斯達(dá)與理查茲的卓越功績(jī)

　　康尼查羅雖然使原子量測(cè)定工作步入正確軌道，但所得到的只是原子量的約值。欲使化學(xué)真正成為一門精確的科學(xué)，這顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在通向精確的“真實(shí)”原子量的道路上還布滿荊棘，困難重重。這首先在于測(cè)定標(biāo)樣的化合物必須可以提高到高純度，在諸多化合物中，只有極少數(shù)化合物能滿足這一要求。其次，必須有嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)手段，十分干凈的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和相當(dāng)精密的分析設(shè)備。最后，還要有高超準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)操作技能，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的高度重復(fù)性。所有這些都無(wú)不昭示要得到準(zhǔn)確的“真實(shí)”原子量需要有非凡的實(shí)驗(yàn)化學(xué)家。自19世紀(jì)中葉開(kāi)始到本世紀(jì)初葉，相繼有兩位卓越的化學(xué)家為此付出了艱辛的勞動(dòng)。

　　回首原子量測(cè)定的滄桑歷史，我們不難得到如下啟示：

　　開(kāi)創(chuàng)性思維在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。不難設(shè)想，倘若沒(méi)有道爾頓確定相對(duì)原子重量這一極富創(chuàng)見(jiàn)性的開(kāi)端，當(dāng)時(shí)的化學(xué)家們恐怕還要在盲目中枉費(fèi)許多時(shí)光和精力；倘若康尼查羅不在原子量測(cè)定處于非�；靵y之時(shí)，創(chuàng)造性地理順了分子和原子的概念，以其杰出的思辨性思維和極其精辟的論述使原子量測(cè)定工作走出困境，人們不知還會(huì)在無(wú)休止的爭(zhēng)論中僵持多久，這樣，門捷列夫恐怕也難以攻克元素周期律這一劃時(shí)代的科學(xué)堡壘。

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