2025年高考原子量測定的歷史回顧

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

　　一、道爾頓的開山之功

　　英國著名的化學家道爾頓(J.Dalton，1766～1844）在提出原子論觀點的同時，就為確定不同元素原子的相對重量作了努力。從而成為化學史上測定原子量的第一人，成為這一領(lǐng)域的拓荒者。在當時的歷史條件下，要確定各種元素的相對重量并非易事。這首先要確立一個相對標準，既以誰為參照基準。其次要有準確的定量分布手段，并且要明確單質(zhì)和化合物分子中元素原子的數(shù)目，這在當時對于大多數(shù)化合物是很難做到的。正是由于這個原因，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，他認為水是由1個氧原子和1個氫原子組成的。這祥，根據(jù)當時拉瓦錫（A.L.Lavoisier，1743～1794）對水的重量分析的結(jié)果，以他選擇的氫原子的相對重量為1做基準，算得氧原子相對重量為5.5。

　　二、貝采里烏斯的非凡工作

　　工作非凡，成績斐然的是瑞典的化學大師貝采里烏斯（J．J．Berzelius，1779～1848）。這位近代“化學大廈”的卓越建筑師，對近代化學的貢獻涉及諸多方面。其中最為非凡的是他用了近二十年的時間，在極其簡陋的實驗室里測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)表了三張原子量表，所列元素多達49種［5][6]。其中大部分原子量已接近現(xiàn)代原子量數(shù)值，這在當時的歷史條件下是極其難能可貴的。

　　三、庚尼查羅的杰出貢獻

　　他指出：“……只要我們把分子與原子區(qū)別開來，只要我們把用以比較分子數(shù)目和重量的標志與用以推導(dǎo)原子量的標志不混為一談，只要我們最后心中不固執(zhí)這類成見：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，包括安培后來的觀點）和已知事實就毫無矛盾之處”[2]．康尼查羅正是在明確區(qū)分了原子和分子的基礎(chǔ)上，通過測定分子量結(jié)合物質(zhì)重量組成分析結(jié)果，提出了如下結(jié)論：當考慮一系列某一元素的化合物時，其中必然有一種或幾種化合物中只含有一個原子的這種元素，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，澄清了當時一些錯誤觀點，統(tǒng)一了分歧意見，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協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，從而大大地推進了原子景的測定工作。

　　四、斯達與理查茲的卓越功績

　　康尼查羅雖然使原子量測定工作步入正確軌道，但所得到的只是原子量的約值。欲使化學真正成為一門精確的科學，這顯然是遠遠不夠的。在通向精確的“真實”原子量的道路上還布滿荊棘，困難重重。這首先在于測定標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，必須有嚴密的實驗手段，十分干凈的實驗環(huán)境和相當精密的分析設(shè)備。最后，還要有高超準確的實驗操作技能，以確保實驗數(shù)據(jù)的高度重復(fù)性。所有這些都無不昭示要得到準確的“真實”原子量需要有非凡的實驗化學家。自19世紀中葉開始到本世紀初葉，相繼有兩位卓越的化學家為此付出了艱辛的勞動。

　　回首原子量測定的滄桑歷史，我們不難得到如下啟示：

　　開創(chuàng)性思維在科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。不難設(shè)想，倘若沒有道爾頓確定相對原子重量這一極富創(chuàng)見性的開端，當時的化學家們恐怕還要在盲目中枉費許多時光和精力；倘若康尼查羅不在原子量測定處于非常混亂之時，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定工作走出困境，人們不知還會在無休止的爭論中僵持多久，這樣，門捷列夫恐怕也難以攻克元素周期律這一劃時代的科學堡壘。

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