[化学微课] 约翰·道尔顿生平介绍

发布时间 2023-03-22 21:12:55作者: 陆柒行者

约翰·道尔顿(John Dalton,1766年9月6日-1844年7月27日),英国物理学家、化学家。

1.道尔顿简介

约翰·道尔顿(John Dalton,1766年9月6日-1844年7月27日),英国物理学家、化学家。道尔顿一生宣读和发表过116篇论文,主要著作为《化学哲学新体系》,在化学方面的主要成就有研究发现科学原子论、道尔顿分压定律、倍比定律等化学基本理论。此外,他还发表了第一篇有关色盲的论文[1]。

1.1 气象研究为科学原子论的提出奠定基础

1766年9月6日,约翰·道尔顿出生在英国西北部一个叫伊格尔斯菲尔德的贫穷村庄。由于家境贫寒交不起学费,道尔顿10岁被迫中途辍学,并从12岁起在一所民办小学教书,在当地自然科学爱好者伊莱休·鲁滨逊的指导帮助下,道尔顿开始进行气象观测。道尔顿从1787年起坚持写气象日记57年,从未间断,全部观测记录超过20万条,他通过持续的纪录观察发现许多为别人所忽略的细微现象,为其想学的发展建立奠定基础[2]。

1781年,年仅15岁的道尔顿随哥哥到外地谋生。不久后,他就成为了肯达耳中学的教师。在那里,道尔顿遇到了一个影响他一生的老师——约翰·果夫先生正是在这样一位盲学者的辅导与鼓励之下,道尔顿不仅学到了数学、哲学、自然科学以及拉丁文、希腊文、法文等方面的许多知识,而且还学会了记气象日记,开始对自然界进行系统的科学观察。不仅如此,道尔顿还是第一个发明全套气象仪器的人。

1793年,在豪夫的推荐下,道尔顿又受聘于曼彻斯特的一所新学院。在这里他出版了自己的第一本科学著作——《气象观察与研究》。1794年10月,道尔顿当选为曼彻斯特文哲学会会员,在学会上他宣布了自己的第一篇重要论文《关于颜色视觉异常事实的观察研究》论文在系统观察的基础上提出了对色盲症的解释。1799年他辞去讲师职务,将大部分时间用于研究、参加讲演、宣读论文等学术活动,为后续探究提供了有利环境。

1.2 道尔顿与科学原子论

1803年前,道尔顿的研究兴趣主要在气象学、热学、气体化学等方面,而对物质的性质及其变化方面的研究比较少。在不断地研究中,他逐渐对气体和气体混合方面的问题产生兴趣,并开始研究空气的组成、性质和混合气体的扩散与压力。1803年,道尔顿根据气体的体积和压强随着温度升高不断增大的事实将气体间的排斥力解释为热的作用,并描述了气体微粒。总结出气体分压定律,推论出空气是由不同种类、不同重量的微粒混合构成的,基本确认了原子的客观存在。再由此出发,通过化学实验测出了多种原子的相对重量,从气象学、物理学转入化学领域,将原子概念与理论从定性阶段发展到定量阶段,并经严格逻辑推导逐步建立了科学的原子论体系[3]。

1.3 科学原子论的提出与发展

1808-1827年,道尔顿的代表作《化学哲学新体系》问世了,该书全面系统地阐述了他的化学原子论。《化学哲学新体系》全书分两卷共三部。第一卷分为两部分:第一部分出版于1808年,着重论述物体的构造,阐明了科学原子论观点及其由来;第二部分出版于1810年,其基本内容是结合丰富的化学实验事实,运用原子理论阐述基本元素和二元素化合物的组成和性质。基本元素主要是氧、氢、氮、碳、硫、磷和金属;二元素化合物主要有氧的化合物和氢的化合物等。第二卷第一部分在1827年出版,重点论述金属的氧化物、硫化物、磷化物以及合金性质的规律性,对原子论思想作了进一步阐发。而原定拟出版的第二部分将对, 诸如盐类、 酸类、 植物领域里的其他产物等较为复杂的化合物进行阐述。但由于道尔顿认为在这个领域尚没有取得新颖的探究故未出版。《化学哲学新体系》一书在系统论述以上内容的过程中,道尔顿除介绍自己的实验和理论成果外,还引证同时代许多化学家的大量实验资料,进行分析比较,并对他们的见解作出评述[4]。

道尔顿的成就使他在英国国内以及欧洲大陆上越来越引起科学界的重视。1816年,他被法国科学院选为外国通讯院士;1822年,又被选为英国皇家学会会员(Royal Society)。他还先后被聘为柏林科学院名誉院士、莫斯科自然科学爱好者协会名誉会员、慕尼黑科学院名誉院士等。1826年,英国政府授予他一枚金质奖章;1832年,牛津大学授予他法学博士学位。1835-1836年,他担任了英国学术协会化学分会副会长,还曾任曼切斯特文学与哲学学会副会长、会长。1844年7月26日,道尔顿用写了最后一篇气象日记。

2.人物评价与分析

约翰·道尔顿从兴趣出发,以兼具理论思维和实践研究的科学精神总结出气体分压定律,用科学实践证明了原子论和倍比定律,加速了19世纪新元素的发现、奠定了近代有机结构理论的基础,因此道尔顿被人们誉为“近代化学之父”。恩格斯在他的著作《自然辩证法》中多次高度评价道尔顿,他认为:“化学上的新时代是从原子论开始的(所以,近代化学之父不是拉瓦锡,而是道尔顿 (2) )……从拉瓦锡以后,特别是从道尔顿以后,化学的惊人迅速的发展从另一方面向旧的自然观进行了攻击……道尔顿发现了原子量,已经取得的成果都有序可循并有了相对的可靠性,已经能够系统地、差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻,就像有步骤地围攻一座堡垒一样。……在电学领域中,一个像道尔顿那样的能给整个学科提供一个中心点并为研究工作打下稳固基础的发现,现在还有待完成[5]。”

道尔顿对同时代化学家们的实验数据与结果是相当关注的,但他更强调自己的经验。过分的自信、偏重于自己的不完全经验,使他对他人的某些科学事实和结果采取了不必要的怀疑态度,尤其当这种实验结果跟他的理论观点发生矛盾时更是如此。对法国化学家盖·吕萨克的气体反应体积简比定律及其实验基础所采取的态度就是个典型。

扫描“知识胶囊”二维码 查看高清完整微课[扫描“知识胶囊”二维码 查看高清完整微课]