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2.1: 物质的原子理论
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物质的原子理论
 
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2.1: 物质的原子理论

关于物质基本结构的最早记录记载来自古希腊哲学家。勒皮普斯(Leucippus)和德谟克利斯(Democritus)争辩说,所有物质都是由有限的小颗粒组成的,它们称为 atomos ,意思是“不可切分的”。后来,亚里士多德(Aristotle)和其他人得出结论,物质由四个“元素”的各种组合组成。 —火,土,空气和水—并可以无限分裂。有趣的是,这些哲学家对原子和“元素”进行了思考。作为哲学概念,但显然从未考虑过进行实验来检验其思想。

亚里士多德关于物质成分的观点一直流行了两千多年,直到英国科学家约翰·道尔顿(John Dalton)以其假设可以用原子理论来解释物质的行为而彻底改变了化学。道尔顿关于物质的微观特征的许多假设首次发表于1807年,在现代原子理论中仍然有效。

以下是道尔顿原子理论的假设:

    物质由称为原子的极小颗粒组成。原子是元素中可以参与化学变化的最小单元。
  1. 元素仅由一种原子组成,其质量是元素的特征,并且对该元素的所有原子都相同。元素的宏观样本包含数量惊人的原子,所有原子都具有相同的化学性质。
  2. 一种元素的原子在性质上不同于所有其他元素的原子。 化合物由以较小的整数比例结合的两个或多个元素的原子组成。在给定的化合物中,其每个元素的原子数始终以相同的比例存在
  3. 在化学变化过程中既不会产生原子也不会破坏原子,而是将其重新排列以产生与变化之前存在的物质不同的物质。 道尔顿使用了三个化学反应定律作为其理论的基础:(1)质量守恒定律;(2)定比定律;(3)倍比定律。道尔顿的原子理论对物质的许多宏观特性提供了微观解释。

    质量守恒定律 是由法国化学家安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)发现的。它指出原子在化学变化过程中既不会产生也不会破坏。当物质从一种类型变为另一种类型时,物质的总质量保持不变。 道尔顿还知道法国化学家约瑟夫·普鲁斯特(Joseph Proust)的实验,他证明了纯化合物的所有样品都包含相同质量百分比的相同元素。这种说法称为<定比定律>或成分不变定律>。关于给定化合物中元素的原子数始终以相同比例存在的建议与这些观察结果一致。 道尔顿还利用普鲁斯特的数据以及他自己的实验结果来制定另一条有趣的定律。 倍比定律指出,当两个元素反应形成一个以上的化合物时,一个元素的固定质量将与其他元素的质量以较小的整数之比发生反应。 >

    道尔顿理论提供了一个框架,该框架后来进行了扩展,以证明该原子由亚原子粒子组成,并且同一元素的原子在质量上可以不同,称为同位素。

    本文改编自 Openstax,化学2e,第2.1节:原子理论的早期思想。 &nbsp;

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