xuxu980倾情制作 普鲁斯特和贝索勒的争论,说明了这样的一个事实:两种元素能够以不 同的比数化合生成不同的化合物。然而,这也就随着产生了一个新的问题: 这两种元素能不能以任意的比数生成许多种化合物呢?在各种不同的化合物 之间,是不是又存在着一定的关系呢? 答案是:两种元素只能生成有限的几种不同的化合物,并不能以任意的 比数生成许多种化合物。而且,在各种不同的化合物之间,存在着一定的比 数关系。 这一规律,是英国化学家道尔顿在 1803 年发现的。 当时,道尔顿在埋头于气体成分的研究工作中,研究了许许多多气体相 互化合所生成的化合物。在工作中,他发现两种元素可以生成两种或两种以 上的不同的化合物。他仔细地把这些不同的化合物加以对比,看出了一条崭 新的规律来:元素的化合的比数,常常可以约成简单的整数。 以氮气和氧气为例,它俩互相化合,可以生成 5 种不同的氮氧化合物。 如果以氮的重量为 1 作标准,可以得到下面的结果: 名称 氮:氧 一氧化二氮( N 2 O ) 1 ∶ 0.571 一氧化氮( NO ) 1 ∶ 1.142 三氧化二氮( N 2 O 3 ) 1 ∶ 1.713 二氧化氮( NO 2 ) 1 ∶ 2.284 五氧化二氮( N 2 O 5 ) 1 ∶ 2.855 如果你拿出一张纸来,把 0.571、1.142、1.713、2.284、2.855 都用 0.571 除一下的话,可以看出,这 5 种化合物中氧的含量恰巧是 1∶2∶3∶4∶5。 再以铅和氧的化合物为例:如果用 1 克铅,在空气中加热到摄氏 500 度, 那么,铅和氧会化合生成红色的四氧化三铅(俗名“红丹”,Pb3O4)1.1029 克;如果把 1 克铅,在空气中加热到摄氏 750 度,那么,铅会和氧化合生成 黄色的一氧化铅(俗名叫“黄丹”,PbO)1.0772 克。在这里,所用的铅都 是 1 克,而这两种化合物中所含的氧的重量是 0.1029 克和 0.0772 克。它们 之间的比数是 0.1029∶0.0772=4∶3(因为 0.1029=0.02573×4;0.0772 =0.02573×3);恰好又成简单的整数比! 这样,道尔顿得出了一个规律,用现代的说法,那就是:如果甲乙两种 元素能够化合成几种化合物,那么,在这几种化合物里,跟一定量甲元素相 化合的乙元素的几个量,一定互成简单的整数比。这个定律,便是著名的“ 倍 比 定 律 ”。 道尔顿是在 1803 年发现倍比定律的,但是,当时他并没有把这一定律公 开发表。1804 年,道尔顿同英国化学家托马斯·汤姆生的一次会晤中,谈起 了自己的发现,汤姆生听了,非常高兴。1808 年,汤姆生在自己的《化学系 统》这本书的第三版里,把道尔顿的发现写了进去。这样,倍比定律才第一 次公布于世。 道尔顿是一个慎重、谨严的科学家,他在当时不愿意马上公开发表自己 www.i-nobel.com www.i-nobel.com诺贝尔学术资源网欢迎您!
xuxu980倾情制作 的定律,也是有原因的——他感到有关的实验自己做得还不多。特别是在当 时,普鲁斯特做了许多实验,这些实验的结果并不符合倍比定律。 那时候,普鲁斯特曾分析了氧和铜的两种不同的化合物——氧化铜和氧 化亚铜,得到这样的结果: 氧化亚铜(红色,Cu 2O)铜∶氧=100∶16(重量比,下同) 氧化铜(黑色,CuO)铜∶氧=100∶25 这里,氧在两种化合物中的重量是 16∶25,看不出成什么简单的整数, 好象倍比定律对于铜和氧的化合物并不适用。 正因为这样,道尔顿不愿意在问题还没有彻底弄清楚之前,就冒冒失失、 轻率地发表自己的论文。也正因为这样,道尔顿在遇见汤姆生时,便向他讲 述了自己的发现,并谦虚地向他请教。 在 1811 年到 1812 年之间,瑞典分析化学家、以分析数据精确著称的白 则里,重新仔仔细细地重复做着普鲁斯特的工作——凡是普鲁斯特做过的实 验,他都一一重新做过,核对过。终于发现普鲁斯特对氧化铜的成分的测定, 是错误的。 白则里做了实验,得到这样结果: 红色氧化铜 铜∶氧=100∶12.6 黑色氧化铜 铜∶氧=100∶25.2 这里,两种化合物中氧的重量是 12.6∶25.2 即 1∶2,恰好成简单的整 数比——完全符合倍比定律。普鲁斯特也正因为实验结果不准确,因此没能 发现倍比定律。 倍比定律,虽是道尔顿首先发现的,但是,这也和汤姆生、白则里的努 力是分不开的。 倍比定律,又是物质不灭定律的一个新的发展。 www.i-nobel.com www.i-nobel.com诺贝尔学术资源网欢迎您!
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