Daltonowski naukowiec. John Dalton - chemik, meteorolog, fizyk

John Dalton urodził się w rodzinie kwakrów w Eaglesfield w hrabstwie Cumberland. Syn krawca, dopiero w wieku 15 lat rozpoczął naukę u swojego starszego brata Jonathana w szkole kwakrów w pobliskim miasteczku Kendal. Do roku 1790 Dalton mniej więcej zdecydował się na swoją przyszłą specjalizację, wybierając między prawem a medycyną, ale jego plany zostały zrealizowane bez entuzjazmu – jego rodzice-dysydenci kategorycznie sprzeciwiali się studiowaniu na angielskich uniwersytetach. Dalton musiał pozostać w Kendal do wiosny 1793 roku, po czym przeniósł się do Manchesteru, gdzie poznał Johna Gougha, niewidomego filozofa-polimatę, który przekazał mu większość swojej wiedzy naukowej w nieformalnym otoczeniu. Umożliwiło to Daltonowi uzyskanie stanowiska nauczyciela matematyki i nauk ścisłych w New College, odrębnej akademii w Manchesterze. Na tym stanowisku pozostał do 1800 r., kiedy to pogarszająca się sytuacja finansowa uczelni zmusiła go do rezygnacji; Zaczął uczyć prywatnie matematyki i nauk ścisłych.

W młodości Dalton był blisko związany ze słynnym protestantem z Eaglesfield Elihu Robinsonem, zawodowym meteorologiem i inżynierem. Robinson zaszczepił w Daltonie zainteresowanie różnymi problemami matematyki i meteorologii. Dalton podczas swojego życia w Kendal zebrał rozwiązania rozważanych przez siebie problemów w książce „Dzienniki Pań i Panów”, a od 1787 roku zaczął prowadzić własny dziennik meteorologiczny, w którym przez 57 lat zanotował ponad 200 000 obserwacji. w tym samym okresie Dalton na nowo opracował teorię cyrkulacji atmosferycznej, zaproponowaną wcześniej przez George'a Hadleya. Pierwsza publikacja naukowca nosiła tytuł „Obserwacje i eksperymenty meteorologiczne” i zawierała zalążki pomysłów na wiele jego przyszłych odkryć. Jednak pomimo oryginalności jego podejścia, środowisko naukowe nie przywiązywało dużej wagi do prac Daltona. Dalton poświęcił językowi swoje drugie ważne dzieło, opublikowane pod tytułem „Specyfikacje gramatyki angielskiej” (1801).

Ślepota barw

Przez połowę swojego życia Dalton nie miał pojęcia, że z jego wzrokiem jest coś nie tak. Studiował optykę i chemię, ale swoją wadę odkrył dzięki pasji do botaniki. To, że nie potrafił odróżnić kwiatu niebieskiego od różowego, przypisywał zamieszaniu w klasyfikacji kwiatów, a nie wadom własnego wzroku. Zauważył, że kwiat, który za dnia w świetle słońca był błękitny (a raczej kolor, który uważał za błękitny), w świetle świecy przybrał barwę ciemnoczerwoną. Zwrócił się do otaczających go osób, ale nikt nie widział tak dziwnej przemiany, z wyjątkiem jego brata. W ten sposób Dalton zdał sobie sprawę, że coś jest nie tak z jego wzrokiem i że problem ten został odziedziczony. W 1794 roku, zaraz po przybyciu do Manchesteru, Dalton został wybrany na członka Manchester Literary and Philosophical Society (Lit & Phil), a kilka tygodni później opublikował artykuł zatytułowany „Unusual Cases of Color Perception”, w którym wyjaśnił zawężenie koloru postrzeganie przez niektórych ludzi poprzez zmianę zabarwienia ciekłej substancji w oku. Opisując tę chorobę na własnym przykładzie, Dalton zwrócił uwagę osób, które do tej pory nie zdawały sobie sprawy, że na nią cierpią. Chociaż wyjaśnienia Daltona były kwestionowane za jego życia, dokładność jego badań nad jego własną chorobą była tak bezprecedensowa, że termin „ślepota barw” został mocno powiązany z chorobą. W 1995 roku przeprowadzono badania zachowanego oka Johna Daltona, które wykazały, że cierpi on na rzadką postać ślepoty barw – deuteranopię. W tym przypadku oko nie wykrywa światła o średniej długości fali (w bardziej powszechnej wersji choroby - deuteranomalii, oko po prostu zniekształca obraz z powodu nieprawidłowego koloru pigmentu odpowiedniej części siatkówki). Oprócz fioletu i błękitu rozpoznawał normalnie tylko jeden kolor – żółty i pisał o tym w ten sposób:

Po tym dziele Daltona pojawiło się kilkanaście nowych, poświęconych różnorodnej tematyce: kolorowi nieba, przyczynom powstawania źródeł słodkiej wody, odbiciu i załamaniu światła, a także imiesłowom w języku angielskim.

Rozwój koncepcji atomistycznej

W 1800 roku Dalton został sekretarzem Towarzystwa Literackiego i Filozoficznego w Manchesterze, po czym przedstawił szereg raportów pod ogólnym tytułem „Eksperymenty”, poświęconych określaniu składu mieszanin gazowych, prężności par różnych substancji w różnych temperaturach w próżni oraz w powietrzu, parowanie cieczy i rozszerzalność cieplna gazów. W 1802 roku w „Raportach Towarzystwa” opublikowano cztery takie artykuły. Na szczególną uwagę zasługuje wstęp do drugiego dzieła Daltona, pt.

Po opisaniu eksperymentów mających na celu ustalenie prężności pary wody w różnych temperaturach w zakresie od 0 do 100 °C Dalton przechodzi do omówienia prężności pary sześciu innych cieczy i dochodzi do wniosku, że zmiana prężności pary jest równoważna dla wszystkich substancji przy tej samej zmianie temperatura.

W swojej czwartej pracy Dalton pisze:

Przepisy gazowe

W ten sposób Dalton potwierdził prawo Gay-Lussaca opublikowane w 1802 roku. W ciągu dwóch lub trzech lat od przeczytania swoich artykułów Dalton opublikował szereg prac na podobne tematy, jak np. absorpcja gazów przez wodę i inne ciecze (1803); Jednocześnie postulował prawo ciśnień cząstkowych, zwane prawem Daltona.

Za najważniejsze ze wszystkich dzieł Daltona uważa się te związane z koncepcją atomistyczną w chemii, z którą jego nazwisko jest najbardziej bezpośrednio kojarzone. Sugeruje się (Thomson), że teoria ta została opracowana albo na podstawie badań zachowania etylenu i metanu w różnych warunkach, albo na podstawie analizy dwutlenku i tlenku azotu.

Badanie notatek laboratoryjnych Daltona, odnalezionych w archiwach Lit & Phil, sugeruje, że w miarę poszukiwań wyjaśnienia prawa wielokrotnych stosunków naukowiec coraz bardziej zbliżał się do uznania oddziaływania chemicznego za elementarny akt łączenia atomów o określonych masach . Idea atomów stopniowo rosła i stawała się silniejsza w jego głowie, poparta faktami eksperymentalnymi uzyskanymi z badań atmosfery. Pierwsze zaczątki tej idei można dostrzec już na samym końcu jego artykułu o absorpcji gazów (napisanego 21 października 1803 r., opublikowanego w 1805 r.). Dalton pisze:

Wyznaczanie mas atomowych

Aby zwizualizować swoją teorię, Dalton użył własnego systemu symboli, również przedstawionego w Nowym kursie filozofii chemicznej. Kontynuując swoje badania, Dalton po pewnym czasie opublikował tabelę względnych mas atomowych sześciu pierwiastków - wodoru, tlenu, azotu, węgla, siarki, fosforu, przyjmując masę wodoru równą 1. Należy zauważyć, że Dalton nie opisał metody przez w którym określił wagi względne, natomiast w swoich notatkach z 6 września 1803 roku znajdujemy tabelę do obliczania tych parametrów na podstawie danych różnych chemików z analizy wody, amoniaku, dwutlenku węgla i innych substancji.

Stając przed problemem obliczenia względnej średnicy atomów (z których, według naukowca, składają się wszystkie gazy), Dalton wykorzystał wyniki eksperymentów chemicznych. Zakładając, że jakakolwiek przemiana chemiczna zawsze przebiega najprostszą drogą, Dalton dochodzi do wniosku, że reakcja chemiczna jest możliwa tylko pomiędzy cząstkami o różnych masach. Od tego momentu koncepcja Daltona przestaje być prostym odzwierciedleniem idei Demokryta. Rozszerzenie tej teorii na substancje doprowadziło badacza do prawa wielokrotnych stosunków, a eksperyment doskonale potwierdził jego wniosek. Warto dodać, że prawo wielokrotnych stosunków przewidział Dalton w raporcie dotyczącym opisu zawartości różnych gazów w atmosferze, odczytanym w listopadzie 1802 roku: „Tlen może łączyć się z pewną ilością azotu lub z dwukrotnie większą takie same, ale nie może być żadnych wartości pośrednich ilości substancji.” Uważa się, że zdanie to dodano jakiś czas po odczytaniu sprawozdania, ale opublikowano je dopiero w 1805 roku.

W swojej pracy „Nowy kurs filozofii chemicznej” Dalton podzielił wszystkie substancje na podwójne, potrójne, poczwórne itp. (w zależności od liczby atomów w cząsteczce). W rzeczywistości zaproponował klasyfikację struktur związków według całkowitej liczby atomów - jeden atom pierwiastka X w połączeniu z jednym atomem pierwiastka Y daje związek podwójny. Jeśli jeden atom pierwiastka X połączy się z dwoma Y (lub odwrotnie), wówczas takie połączenie będzie potrójne.

Pięć głównych zasad teorii Daltona

Atomy dowolnego pierwiastka różnią się od wszystkich innych, a cechą charakterystyczną w tym przypadku jest ich względna masa atomowa
Wszystkie atomy danego pierwiastka są identyczne
Atomy różnych pierwiastków mogą łączyć się, tworząc związki chemiczne, a każdy związek ma zawsze taki sam stosunek atomów w swoim składzie
Atomy nie mogą powstać na nowo, zostać podzielone na mniejsze cząstki, ani zniszczone w wyniku jakichkolwiek przemian chemicznych. Każda reakcja chemiczna po prostu zmienia kolejność grupowania atomów. zobacz atomizm
Pierwiastki chemiczne składają się z małych cząstek zwanych atomami

Dalton zaproponował także „zasadę największej prostoty”, która jednak nie doczekała się niezależnego potwierdzenia: gdy atomy łączą się tylko w jednym stosunku, oznacza to utworzenie związku podwójnego.

Było to jedynie założenie, które naukowiec przyjął po prostu z wiary w prostotę budowy natury. Badacze tamtych czasów nie dysponowali obiektywnymi danymi pozwalającymi określić liczbę atomów każdego pierwiastka w złożonym związku. Jednak takie „założenia” są niezbędne dla takiej teorii, ponieważ obliczenie względnych mas atomowych nie jest możliwe bez znajomości wzorów chemicznych związków. Jednakże hipoteza Daltona skłoniła go do określenia wzoru wody jako OH (ponieważ z punktu widzenia jego teorii woda jest produktem reakcji H + O, a stosunek jest zawsze stały); dla amoniaku zaproponował wzór NH, który oczywiście nie odpowiada współczesnym pomysłom.

Pomimo wewnętrznych sprzeczności leżących u podstaw koncepcji Daltona, niektóre jej zasady przetrwały do dziś, choć z niewielkimi zastrzeżeniami. Powiedzmy, że atomów tak naprawdę nie można podzielić na części, stworzyć ani zniszczyć, ale dotyczy to tylko reakcji chemicznych. Dalton nie wiedział także o istnieniu izotopów pierwiastków chemicznych, których właściwości czasami odbiegają od „klasycznych”. Pomimo tych wszystkich niedociągnięć teoria Daltona (atomia chemiczna) wpłynęła na przyszły rozwój chemii w nie mniejszym stopniu niż teoria tlenu Lavoisiera.

Dojrzałe lata

Dalton pokazał swoją teorię T. Thomsonowi, który pokrótce nakreślił ją w trzecim wydaniu swojego „Kursu chemii” (1807), po czym sam uczony kontynuował jej prezentację w pierwszej części pierwszego tomu „The New Course in Filozofia chemiczna” (1808). Część drugą opublikowano w 1810 r., natomiast pierwszą część tomu drugiego opublikowano dopiero w 1827 r. – rozwój teorii chemicznej poszedł znacznie dalej, pozostały niepublikowany materiał zainteresował bardzo wąskie grono odbiorców, nawet środowisko naukowe. Druga część drugiego tomu nigdy nie została opublikowana.

W 1817 roku Dalton został prezesem firmy Lit & Phil, którą pozostał aż do śmierci, sporządzając 116 raportów, z których najwcześniejsze są najbardziej godne uwagi. W jednym z nich, wykonanym w 1814 roku, wyjaśnia zasady analizy wolumetrycznej, której był jednym z pionierów. W 1840 roku jego praca dotycząca fosforanów i arsenianów (często uważana za jedną z najsłabszych) została uznana przez Towarzystwo Królewskie za niegodne publikacji, zmuszając Daltona do zrobienia tego samodzielnie. Ten sam los spotkał jeszcze cztery jego artykuły, z czego dwa („O zawartości kwasów, zasad i soli w różnych solach”, „O nowej i prostej metodzie analizy cukru”) zawierały odkrycie, które sam Dalton uważał za drugie w znaczenie po koncepcji atomistycznej. Niektóre sole bezwodne po rozpuszczeniu nie powodują zwiększenia objętości roztworu, w związku z czym, jak napisał naukowiec, zajmują określone „pory” w strukturze wody.

James Prescott Joule – słynny uczeń Daltona.

Metoda eksperymentalna Daltona

Dalton często pracował ze starymi i niedokładnymi instrumentami, nawet gdy dostępne były lepsze. Sir Humphry Davy nazwał go „niegrzecznym eksperymentatorem”, który zawsze znajdował potrzebne fakty, częściej wyciągając je z głowy niż z rzeczywistych warunków eksperymentalnych. Z drugiej strony historycy bezpośrednio związani z Daltonem powtórzyli szereg eksperymentów naukowca, a wręcz przeciwnie, mówili o jego umiejętnościach.

We wstępie do drugiej części pierwszego tomu The New Deal Dalton pisze, że korzystanie z cudzych danych eksperymentalnych tak często wprowadzało go w błąd, że w swojej książce zdecydował się pisać tylko o tych rzeczach, które mógł osobiście zweryfikować. Jednak taka „niezależność” powodowała nieufność nawet do rzeczy ogólnie przyjętych. Na przykład Dalton skrytykował i, jak się wydaje, nigdy w pełni nie zaakceptował ustawy gazowej Gay-Lussaca. Naukowiec pozostał przy niekonwencjonalnych poglądach na naturę chloru nawet po ustaleniu jego składu przez G. Davy'ego; Kategorycznie odrzucił nomenklaturę J. Ya Berzeliusa, mimo że wielu uważało ją za znacznie prostszą i wygodniejszą niż uciążliwy system symboli daltońskich.

Życie osobiste i działalność społeczna

Jeszcze przed powstaniem swojej koncepcji atomistycznej Dalton był powszechnie znany w kręgach naukowych. W 1804 roku zaproponowano mu prowadzenie wykładów z filozofii przyrody w Instytucie Królewskim (Londyn), gdzie następnie w latach 1809-1810 czytał kolejny kurs. Niektórzy współcześni Daltonowi kwestionowali jego umiejętność przedstawiania materiału w ciekawy i piękny sposób; John Dalton miał szorstki, cichy, pozbawiony wyrazu głos, w dodatku naukowiec tłumaczył nawet najprostsze rzeczy zbyt skomplikowanymi.

W 1810 roku Sir Humphry Davy zaprosił go do kandydowania w wyborach do Towarzystwa Królewskiego, ale Dalton odmówił, najwyraźniej ze względu na trudności finansowe. W 1822 r. nie wiedząc o tym znalazł się jako kandydat, a po wyborach uiścił wymaganą składkę. Sześć lat przed tym wydarzeniem został członkiem korespondentem Francuskiej Akademii Nauk, a w 1830 roku został wybrany jednym z ośmiu zagranicznych członków akademii (w miejsce Davy'ego).

W 1833 r. rząd Earl Greya przyznał mu pensję w wysokości 150 funtów, w 1836 r. wzrosła ona do 300.

Dalton nigdy się nie ożenił i miał niewielu przyjaciół. Przez ćwierć wieku mieszkał ze swoim przyjacielem R. W. Jonesem (1771-1845) przy George's Street w Manchesterze; jego rutynową pracę laboratoryjną i dydaktyczną przerywały jedynie coroczne wycieczki do Krainy Jezior lub okazjonalne wizyty w Londynie. W 1822 odbył krótką podróż do Paryża, gdzie spotkał się z różnymi miejscowymi naukowcami. Również nieco wcześniej uczestniczył w szeregu kongresów naukowych British Association w Yorku, Oksfordzie, Dublinie i Bristolu.

Koniec życia, dziedzictwo

W 1837 r. Dalton doznał lekkiego zawału serca, lecz już w 1838 r. kolejny cios spowodował u niego zaburzenia mowy; nie przeszkodziło to jednak naukowcowi w kontynuowaniu badań. W maju 1844 przeżył kolejny cios, a 26 lipca drżącą ręką dokonał ostatniego wpisu w swoim dzienniku meteorologicznym; 27 lipca Dalton został znaleziony martwy w swoim mieszkaniu w Manchesterze.

John Dalton został pochowany na cmentarzu Ardwick w Manchesterze. Obecnie na terenie cmentarza znajduje się plac zabaw, ale zachowały się jego zdjęcia. Popiersie Daltona (autorstwa Chantray) zdobi wejście do King's College w Manchesterze, a pomnik Daltona, również wykonany przez Chantray, znajduje się obecnie w ratuszu w Manchesterze.

Na pamiątkę pracy Daltona niektórzy chemicy i biochemicy nieformalnie używają terminu „dalton” (w skrócie Da) do określenia jednostki masy atomowej pierwiastka (równoważnej 1/12 masy 12C). Na cześć naukowca nazwana została także ulica łącząca Deansgate i Albert Square w centrum Manchesteru.

Jeden z budynków na terenie kampusu Uniwersytetu w Manchesterze nosi imię Johna Daltona. Mieści się w nim Wydział Techniczny i odbywa się większość wykładów z przedmiotów przyrodniczych. Przy wyjściu z budynku znajduje się pomnik Daltona, przeniesiony tu z Londynu (dzieło Williama Teeda, 1855, do 1966 stał na Piccadilly Square).

Budynek akademika Uniwersytetu w Manchesterze również nosi imię Daltona. Uniwersytet ustanowił różne granty nazwane imieniem Daltona: dwa z chemii, dwa z matematyki i Nagrodę Daltona w historii naturalnej. Jest też Medal Daltona, przyznawany cyklicznie przez Towarzystwo Literacko-Filozoficzne w Manchesterze (w sumie wydano 12 medali).

Na Księżycu znajduje się krater nazwany jego imieniem.

Duża część twórczości Johna Daltona została zniszczona podczas bombardowania Manchesteru 24 grudnia 1940 r. Izaak Asimov napisał o tym: „Na wojnie giną nie tylko żywi”.

John Dalton urodził się w małej osadzie Eaglesfield w hrabstwie Cumberland w Anglii, w rodzinie biednego tkacza Josepha Daltona i Deborah Greenup, pochodzącej z zamożnej angielskiej rodziny kwakrów – członków ruchu chrześcijańskiego, którego ideologia kierowała się sprzeczne z literą Nowego Testamentu.

W wieku 15 lat John pomaga swojemu starszemu bratu Jonathanowi prowadzić prywatną szkołę kwakrów w Kendzie w Cumbrii.

Od 1787 roku Jan prowadzi dziennik obserwacji meteorologicznych i przez całe swoje życie, czyli ponad 57 lat, zapisze w nim około 20 000 obserwacji pogody.

Gdzieś około 1790 r. Dalton planował wstąpić na wydział prawniczy lub medyczny instytutu, ale ponieważ należał do „sekciarzy” - członków grup przeciwnych Kościołowi anglikańskiemu - zabroniono mu studiowania w angielskich instytucjach edukacyjnych.

Działalność naukowa

W 1793 roku Dalton przeniósł się do Manchesteru, gdzie otrzymał stanowisko nauczyciela matematyki i filozofii naturalnej w New College, sekciarskiej akademii zapewniającej pracę religijnym nonkonformistom z wyższym wykształceniem.

Przez całą młodość Daltona wzorem i wzorem do naśladowania był Elihu Robinson, wybitny kwakier i nieomylny meteorolog, który zaszczepił w chłopcu zainteresowanie matematyką i meteorologią.

W 1793 roku ukazała się pierwsza książka Daltona zawierająca eseje na tematy meteorologiczne, oparta na jego osobistych obserwacjach. Dzieło to stanowi podstawę wszystkich jego dalszych dzieł.

W 1794 r. Naukowiec napisał artykuł naukowy zatytułowany „Niezwykłe fakty dotyczące widzenia kolorów” - jedną z jego najwcześniejszych prac na temat postrzegania kolorów przez ludzkie oko.

W 1800 roku Dalton sporządził raport, w którym przedstawił opinii publicznej swój artykuł „Notatki eksperymentalne”, który dotyczył eksperymentów z gazami oraz badania natury i składu chemicznego powietrza w stosunku do ciśnienia atmosferycznego.

W 1801 roku ukazała się druga książka, „Podstawowy kurs gramatyki języka angielskiego”. W tym samym roku naukowiec odkrył „prawo Daltona” - prawo empiryczne uzyskane w wyniku pracy z gazami.

Do 1803 roku jego eksperymenty z „ciśnieniem mieszaniny gazów doskonałych” doprowadziły do wyprowadzenia „prawa ciśnienia cząstkowego”, nazwanego imieniem naukowca.

Na początku XIX wieku Dalton formułuje teorię „rozszerzalności cieplnej” oraz „reakcji ogrzewania i chłodzenia w gazach”, uwzględniając rozszerzanie i sprężanie powietrza.

W 1803 roku napisał artykuł dla Manchester Literary and Philosophical Society, w którym przedstawił tabelę względnych mas atomowych – jedną z pierwszych wówczas definicji mas atomowych.

W 1808 roku w A New System of the Philosophy of Chemistry szczegółowo wyjaśnił teorię atomu i masy atomowe, wyrażając własną wizję sposobu oznaczania pierwiastków chemicznych na podstawie ich masy atomowej.

W 1810 roku Dalton opublikował dodatek do swojej książki „A New System of Philosophy of Chemistry”, w którym szczegółowo opracował „atomową teorię budowy materii” i koncepcję „ciężaru atomowego”.

Główne prace

W 1801 roku naukowiec wyprowadził „prawo Daltona”, znane również jako „prawo ciśnienia cząstkowego Daltona”, które jest obecnie powszechnie stosowane przez płetwonurków do pomiaru poziomów ciśnienia na różnych głębokościach oceanu oraz jego wpływu na zużycie gazów oddechowych i stężenie azotu.

Ukuł termin „ślepota barw”, aby zdefiniować ślepotę barw, która wzięła swoją nazwę od nazwiska naukowca. Dalton omawia ten temat w swoim artykule „Niezwykłe fakty dotyczące wizji kwiatów wraz z obserwacjami”.

W swojej pracy „Nowy system filozofii chemii”, opublikowanej w 1808 r., rozwija „atomową teorię budowy materii” i jako pierwszy naukowiec opracował tabelę względnych mas atomowych. Teoria ta, która położyła podwaliny pod dalsze badania w tej dziedzinie, jest nadal aktualna w naszych czasach.

Nagrody i osiągniecia

W 1794 Dalton został wybrany członkiem Towarzystwa Literackiego i Filozoficznego w Manchesterze. W 1800 r. uczony został sekretarzem naukowym towarzystwa, a od 1817 r. stał na jego czele.

Życie osobiste i dziedzictwo

Dalton przez całe życie pozostał kawalerem, prowadząc skromne życie i komunikując się jedynie z kilkoma przyjaciółmi należącymi do grupy kwakrów.

W 1837 roku uczony doznał zawału serca, po którym kilka lat później nastąpił kolejny, w wyniku którego nabawił się problemów z mową.

Po trzecim ciosie, który dosięgnął Daltona w wieku 77 lat, spada z łóżka, a jakiś czas później pokojówka, która przyniosła naukowcowi herbatę, znajduje go martwego.

Dalton został pochowany w ratuszu w Manchesterze.

Angielski fizyk i chemik.

Syn tkacza, wiedzę zdobywał głównie poprzez samokształcenie i nieformalną komunikację z niewidomym filozofem Johnem Goughem.

Począwszy od młodości, przez 57 lat prowadził dziennik meteorologiczny, w którym zapisał ponad 200 000 obserwacje.

« Johna Daltona był angielskim naukowcem, który wprowadził do nauki teorię atomu na początku XIX wieku. W ten sposób przedstawił kluczową ideę, która od tego czasu zapoczątkowała ogromny postęp w chemii. Zapewniamy, że nie był pierwszą osobą, która zaproponowała, że wszystkie obiekty materialne składają się z niewiarygodnie dużej liczby niezwykle małych, niepodzielnych cząstek zwanych atomami. Koncepcję tę zaproponował starożytny grecki filozof Demokryt(460-370 p.n.e.) i znakomicie opisany przez rzymskiego pisarza Lukrecjusz(zm. 55 p.n.e.) w swoim słynnym wierszu „O naturze rzeczy”. Teoria Demokryta (która nie została przyjęta Arystoteles) został zaniedbany w średniowieczu. Nie miało to również prawie żadnego wpływu na współczesną naukę. Jednak kilku czołowych uczonych XVII wieku (m.in Izaaka Newtona) wyznawał podobne koncepcje. Żadna z wczesnych teorii atomu nie została jednak opisana ilościowo ani wykorzystana w badaniach naukowych. Co najważniejsze, nikt nie widział związku między założeniami filozoficznymi na temat atomów a twardymi faktami z chemii. Właśnie wtedy wszedł na scenę Daltona. Przedstawił jasną teorię ilościową, którą można wykorzystać do interpretacji eksperymentów chemicznych i dokładnie przetestować w laboratorium. Choć terminologia naukowca różniła się nieco od tej, której używamy obecnie, Dalton jasno wyraził pojęcia atomów, cząsteczek, pierwiastków i związków chemicznych. Jasno wyjaśnił, że choć całkowita liczba atomów na świecie jest ogromna, to liczba różnych typów atomów jest stosunkowo niewielka. (Jego książka zawiera listę dwudziestu pierwiastków, czyli typów atomów; obecnie znanych jest niewiele ponad sto pierwiastków.) […]

W 1804 roku Dalton sformułował swoją teorię atomów i przygotował listę mas atomowych. Jednak jego główna książka, „Nowy system filozofii chemicznej”, została opublikowana dopiero w 1808 roku. Dzięki tej książce naukowiec stał się sławny, a wiele lat później czekała go jeszcze większa sława.”

Michael Hart, 100 wspaniałych ludzi, M., „Veche”, 1998, s. 23. 188-189 i 191.

Studiując botanikę, naukowiec odkrył, że on nie mogę równie dobrze rozróżniał kolory widma słonecznego i w 1794 roku opisał tę wadę wzroku, zwaną „ślepotą barw”.

„Dokładnie przestudiował i opisał swoją osobliwość. Do dziś nosi jego imię – ślepota barw. Ale co może być przyczyną tej dziwności? „Autor” choroby miał jedno założenie: chodzi o rogówkę. Może ma niebieskawy odcień i wygląda jak kolorowe szkło w witrażu?
Oczywiście w życiu nie można było tego sprawdzić: nie można było zajrzeć w oczy od środka. Zatem Dalton musiał przekazać swój narząd wzroku nauce. Oznaczało to (czy nie jesteś zbyt podatny na wpływy?), że asystent laboratoryjny imieniem Ransom otrzymał po śmierci Daltona zadanie zbadania jego oczu na wszelkie możliwe sposoby.
Asystent laboratoryjny spełnił żądanie. Bez zbytniej ceremonii z oczami zmarłego usunął rogówkę. Okazało się, że jest całkowicie przejrzyste. Potem zrobił dziurę w jednym oku, ale niezależnie od tego, jak długo przez nie patrzył, nie widział żadnych specjalnych rzeczy.
Ransom zdał sobie sprawę, że nic nie zrozumiał i że najprawdopodobniej za problem Daltona odpowiada nerw wzrokowy. Oczy (lub to, co z nich zostało) umieszczono w słoju z formaldehydem, a słój umieszczono na półce.
Ale los tych oczu był nadal całkiem pomyślny. Okazało się, że słoik należał do Manchester Literary and Philosophical Society, tego samego, w którym Dalton po raz pierwszy sporządził raport na temat zaburzeń postrzegania kolorów. Półtora wieku później fizjologom z Cambridge udało się pozyskać go do swoich badań. W wyniku nowoczesnych już analiz wyizolowano DNA i stwierdzono mutację genu.
Ślepota barw jest dziedziczna. Ale możesz stracić widzenie kolorów nawet po urazie, udarze lub zawale serca. Bracia Dalton najwyraźniej odziedziczyli tę wadę po matce, gdyż dziedziczona jest ona głównie w linii żeńskiej. I nie sposób się go pozbyć. Ślepota występuje w jednym kolorze, w dwóch, a najrzadsza „modyfikacja” występuje u osób monochromatycznych, dla których świat jest zupełnie podobny do czarno-białego filmu.
Nawet znani artyści byli daltonistami. Ilia Repin już na starość podjął się przerobienia obrazu „Iwan Groźny i jego syn Iwan”, jednak jedynie zniekształcił kolorystykę. I to, co mówią, jest prawdą: lepsze jest wrogiem dobrego!
Oczywiście John Dalton byłby zadowolony, gdyby dowiedział się, jaką pożyteczną pracę wykonał on i jego oczy... Dziwne tylko, że żaden z jego znajomych jednocześnie nie zdecydował się mu powiedzieć, że jego „czarny” płaszcz był w rzeczywistości jaskrawokarmazynowy. Więc chodził w nim po ulicach.

Zernes S.P., Wielkie ciekawostki naukowe. 100 historii o zabawnych zdarzeniach w nauce, M., „Tsentropoligraf”, 2011, s. 23-35. 46-47.

Student: Jamesa Joule’a.

Życie człowieka, którego często nazywano „ojcem współczesnej chemii”, toczyło się w trudnych warunkach.
John Dalton urodził się w 1766 roku w małej angielskiej wiosce w rodzinie biednego tkacza. Od najmłodszych lat zmuszony był zarabiać na życie własną pracą. Do 11 roku życia uczył się w miejscowej wiejskiej szkole, a w wieku 12 lat sam został tam nauczycielem.
Całą swoją wiedzę zawdzięczał wyłącznie samokształceniu. Przechodząc od szkoły do szkoły, uczył się, ucząc innych. Wolny czas od szkoły poświęca na dogłębną naukę języka łacińskiego, matematyki i nauk przyrodniczych. W wieku 27 lat Dalton przeprowadził się do dużego ośrodka przemysłowego - miasta Manchester. Tam przez sześć lat uczył matematyki w małym liceum, a gdy szkołę przeniesiono do innego miasta, zarabiał na życie udzielając prywatnych lekcji i wykładów publicznych.
Krótko przed przybyciem Daltona miejscowi naukowcy zorganizowali w Manchesterze stowarzyszenie literacko-filozoficzne. Dalton zostaje wybrany na członka tego stowarzyszenia i bierze czynny udział w jego pracach. Najważniejsze prace naukowe Daltona zostały opublikowane w czasopiśmie Manchester University.
Dopiero w schyłkowym wieku skromny nauczyciel zyskuje powszechne uznanie jako naukowiec. W 1816 został wybrany członkiem korespondentem Francuskiej Akademii Nauk, a w 1822 członkiem Royal Society of London. 26 lipca 1844 roku Dalton dokonał ostatniego wpisu w swoim dzienniku pogodowym, który prowadził regularnie codziennie przez 57 lat, i zmarł następnego dnia.
Głównym osiągnięciem naukowym Daltona był rozwój nauk atomowo-molekularnych i określenie ciężarów atomowych (masy).
Dalton nie był pierwszym, który próbował zastosować nauki starożytnych filozofów na temat atomów do wyjaśnienia zjawisk chemicznych.
Spośród swoich poprzedników M.V. Łomonosow najbardziej konsekwentnie rozwijał teorię atomową w chemii. Jednak w czasie, gdy Łomonosow rozwijał swoje nauczanie, nauka nie miała wystarczającej liczby faktów, na których mogłaby się oprzeć, aby dokończyć rozpoczętą przez niego pracę i całkowicie odbudować chemię w oparciu o pojęcia atomowe. Podobnie jak wiele innych odkryć Łomonosowa, jego doktryna atomowa nie została doceniona przez współczesnych i wkrótce została zapomniana.
W znacznie korzystniejszej dla ich uznania epoce ukazały się dzieła Daltona. W ciągu 50-60 lat dzielących nauki Daltona od nauk Łomonosowa nauki chemiczne wzbogaciły się o ogromną liczbę nowych odkryć. Przede wszystkim odkryto świat różnorodnych gazów, które większość naukowców uważała wcześniej za modyfikacje zwykłego powietrza. Ustalono złożony skład wody i powietrza, które w czasach Łomonosowa uważano za substancje proste.
Pomiary ilościowe, za którymi gorąco opowiadał się rosyjski naukowiec, zaczęto systematycznie stosować w chemii i przyniosły owoce: prawa zachowania masy substancji w reakcjach chemicznych i stałość składu związków chemicznych zostały mocno ugruntowane i potwierdzone licznymi eksperymentami .
Teoria flogistonu, która dominowała za życia Łomonosowa, została odrzucona. W chemii ugruntowało się pojęcie pierwiastków jako substancji nierozkładalnych. Ale ogromna liczba pojedynczych faktów i empirycznie odkrytych praw pozostała niezjednoczona i niewyjaśniona. Jak prawa chemiczne są ze sobą powiązane? Czy chemia powinna zajmować się każdym z nich osobno, czy też może stworzyć teorię, z której prawa chemiczne wynikałyby w sposób naturalny? Sam rozwój nauk chemicznych podyktował potrzebę opracowania teorii, za pomocą której można byłoby przewidywać zjawiska, a nie prowadzić na ślepo obserwacje i eksperymenty.
Na początku XIX wieku. Grunt był w pełni przygotowany na ponowne wprowadzenie teorii atomowej do chemii i jej pomyślny rozwój.
Od samego początku kariery naukowej Daltona jego uwaga skupiała się na właściwościach fizykochemicznych gazów. Po genialnych odkryciach pod koniec XVIII wieku. Uwagę naukowców przykuły gazy, podobnie jak dziś przemiany wewnątrzatomowe.
Zaczynając od obserwacji zjawisk atmosferycznych, Dalton szybko przeszedł do eksperymentów i obserwacji dotyczących ciśnienia gazów, ich rozszerzalności pod wpływem ogrzewania i rozpuszczalności w różnych cieczach.
Ale Dalton nie ograniczał się jedynie do badania zewnętrznej strony zjawisk. Przywiązywał dużą wagę do precyzyjnych eksperymentów i jednocześnie uważał, że nauka nie może ograniczać się do jednego opisu faktów. „Fakty i eksperymenty dotyczące dowolnego tematu nigdy nie zostaną dostatecznie docenione, dopóki w rękach jakiegoś wprawnego obserwatora nie staną się podstawą teorii, dzięki której będziemy mogli przewidzieć wyniki i konsekwencje eksperymentów, które do tego czasu nie zostały wyprodukowane. Tak więc ciężko pracujący eksperymentator naszych czasów, poszukujący prawa ciążenia, być może uznałby za konieczne zejście głęboko niemal do środka globu, aby znaleźć tam zmianę grawitacji, gdyby majestatyczne rozumowanie Newtona nie przewidziało w osiągnąć pożądane rezultaty i nie uratowałby go przed takim przedsięwzięciem. Bezowocna i niekończąca się praca.
Aby opracować teorię gazów, należy wyobrazić sobie ich wewnętrzną strukturę. Dalton przedstawia to następująco: „W mojej wyobraźni naczynie wypełnione jakąś elastyczną cieczą (jak wówczas nazywano gazy) wydaje mi się wypełnione czymś w rodzaju małego śrutu”.
Naukowiec nie ograniczył się jednak do jasnego wyobrażenia o budowie gazów, co było efektem jego abstrakcyjnych przemyśleń: próbował zebrać i pogodzić tę wyimaginowaną strukturę z wieloma faktami faktycznie obserwowanymi w gazach. W ten sposób odkrył, że w tej samej temperaturze i ciśnieniu woda rozpuszcza różne objętości różnych gazów. Dalton wyjaśnił to mówiąc, że cząstki różnych gazów niczym małe granulki przenikają pomiędzy cząsteczkami wody i rozpuszczają się w niej tak długo, jak długo jest dla nich wolna przestrzeń.
„Ale dlaczego” – zadawał sobie pytanie – „jeśli ta koncepcja gazów jest słuszna, woda nie rozpuszcza wszystkich gazów w tym samym stopniu?” Na to pytanie Dalton udzielił odpowiedzi o ogromnym znaczeniu dla chemii: „Jestem prawie przekonany, że różnica ta zależy od masy i liczby najmniejszych cząstek, z których składają się gazy; niektóre z nich, jako najlżejsze i najprostsze, rozpuszczają się z trudem, podczas gdy inne rozpuszczają się łatwiej, im bardziej wzrasta ich złożoność i waga. Do tej odpowiedzi dodał jeszcze jedną kwestię, która okazała się bardzo istotna dla dalszego rozwoju nauk chemicznych: „Badania nad określeniem względnych ciężarów najmniejszych cząstek ciał, o ile mi wiadomo, są zadaniem zupełnie nowym. Badania te udało mi się przeprowadzić po raz pierwszy i to z zupełnie nieoczekiwanym i niezwykłym sukcesem. W tej wiadomości nie mogę wdawać się w opis metod, na podstawie których przeprowadzono badania, ale mogę już przedstawić wyniki, przynajmniej te, które wydają się potwierdzać moje eksperymenty.”
Dalton dołącza do tego „tabelę względnych mas najmniejszych cząstek ciał gazowych i innych”. Ta lista stanowi pierwszy przykład tego, co obecnie nazywamy względną masą atomową.
Następnie naukowiec rozszerza swoją teorię na wszystkie substancje - nie tylko gazowe, ale także ciekłe i stałe. Opisał to w książce „The New System of Chemical Philosophy”, której pierwszy tom ukazał się w 1808 roku.
Dalton zakłada, że każda substancja ciekła, stała lub gazowa ma strukturę ziarnistą. Ale co dokładnie oznacza wyrażenie „struktura ziarnista”? Najbardziej oczywiste jest to, że określona substancja wypełnia przestrzeń tak, jak jabłka wypełniają beczkę, a nie galaretka wypełnia formę. Zgodnie z tym założeniem, jeśli ktoś mógłby zbadać małą część jakiejś substancji, np. wody, pod niezwykle dużym powiększeniem, zobaczyłby ogromną stertę niezwykle małych cząsteczek wody, zebranych razem nie blisko siebie, ale w odstępach. Zatem ziarnista struktura dałaby dokładnie taki sam obraz, jak naczynie Daltona wypełnione bardzo drobnym śrutem.
Dalton zakłada następnie, że każde ziarno dowolnej czystej substancji jest podobne do każdego innego ziarenka tej samej substancji w najdrobniejszych szczegółach, a także pod względem masy i wszystkich innych właściwości. Pisze: „Czy cząstki pierwotne substancji, takiej jak woda, są względem siebie identyczne, tj. Czy mają ten sam kształt, wagę itp.? Z tego, co wiadomo, nie mamy powodu przypuszczać różnicy w tych cechach. Trudno sobie wyobrazić, jak zbiór nierównych cząstek może być wszędzie tak identyczny. Gdyby niektóre cząstki wody były cięższe od innych i gdyby część cieczy przypadkiem składała się głównie z tych cięższych cząstek, można by przypuszczać, że miałoby to wpływ na ciężar właściwy całej masy, ale taki przypadek jest nadal nieznany. Podobną uwagę można poczynić w odniesieniu do innych substancji. Możemy zatem stwierdzić, że cząstki pierwotne wszystkich identycznych ciał mają dokładnie taki sam wygląd, kształt itp. Innymi słowy, każda cząsteczka wody jest podobna do każdej innej cząstki wody; każda cząsteczka wodoru jest jak każda cząsteczka wodoru itd.”

Dalton nazwał atomami „najmniejsze pierwotne cząstki materii”. Cząstki prostej materii nazwał „prostymi atomami”, a cząstki substancji złożonych „atomami złożonymi”. Te ostatnie nazywamy teraz cząsteczkami. Złożone atomy (cząsteczki) składają się z prostych atomów. Ale Dalton uważał, że proste atomy są niepodzielne, nie można ich zniszczyć i nie można ich stworzyć na nowo; atom jednego pierwiastka nie może zamienić się w atom innego. „Analiza i synteza chemiczna” – napisał naukowiec – „nie idą dalej niż oddzielenie atomów od siebie i ich ponowne zjednoczenie. Żadnego nowego stworzenia ani zniszczenia materii nie da się osiągnąć poprzez działanie chemiczne. Równie łatwo moglibyśmy spróbować wprowadzić nową planetę do Układu Słonecznego lub zniszczyć już istniejącą, jak moglibyśmy stworzyć lub zniszczyć cząstkę wodoru. Jedyne zmiany, jakie możemy wprowadzić, to oddzielenie połączonych ze sobą atomów lub dodanie ich do siebie”.
Ponieważ atomy nie ulegają zniszczeniu ani powstaniu podczas reakcji chemicznych, staje się jasne, dlaczego masa substancji przed reakcją jest równa masie substancji po niej.
Koncepcja niezniszczalności atomów przetrwała w nauce aż do początków XX wieku, kiedy to odkryto tzw. przemiany jądrowe, w wyniku których jeden pierwiastek zamienia się w drugi lub inne.
Jednak w czasach Daltona przemiany jądrowe nie były znane, dlatego też atomy uważał za granicę fragmentacji materii. Zatem według Daltona wszystkich atomów tego samego pierwiastka nie można dalej rozłożyć na prostsze cząstki, są one całkowicie nie do odróżnienia od siebie, a w szczególności mają całkowicie identyczną wagę. Ale atomy różnych pierwiastków chemicznych mają różną masę.
Dalton konwencjonalnie przedstawiał proste atomy jako koła, a złożone atomy jako ich związek.
Teoria Daltona dostarcza prostego wyjaśnienia prawa stałości składu. Rzeczywiście, „złożone atomy” (cząsteczki) tej samej substancji są takie same, co oznacza, że składają się z tej samej liczby tych samych prostych atomów.
Jeżeli cząsteczkę danego związku tworzy pewna liczba atomów pierwiastka, a każdy atom ma swoją masę właściwą, to jasne jest, że skład masowy całego związku musi być ściśle określony.
Za pomocą teorii atomowej Daltonowi udało się nie tylko w prosty sposób wyjaśnić znane już prawa chemiczne, ale także odkryć nowe prawo dotyczące składu ilościowego różnych związków utworzonych przez te same pierwiastki.
Już w czasach Daltona ustalono już, że różne substancje mogą mieć ten sam skład jakościowy, tj. składają się z tych samych elementów, ale różnią się między sobą składem ilościowym.
Przykłady obejmują tlenek węgla i dwutlenek węgla, gazy CO2. Różnią się znacznie od siebie właściwościami: dwutlenek węgla jest prawie 1,5 razy cięższy od powietrza, a tlenek węgla jest nieco lżejszy; tlenek węgla pali się w powietrzu, ale dwutlenek węgla nie; dwutlenek węgla powoduje zmętnienie wody wapiennej, ale tlenek węgla nie powoduje jej zmętnienia itp. Tymczasem zarówno dwutlenek węgla, jak i dwutlenek węgla składają się z tych samych pierwiastków – węgla i tlenu. Ale przy tym samym składzie jakościowym te dwa związki węgla i tlenu różnią się składem ilościowym.
Łomonosow założył również, że cząsteczki substancji złożonych (ciałki, jak je nazywał) mogą różnić się od siebie nie tylko tym, że składają się z różnych atomów, ale także liczbą atomów. Jednak fakty, które mogłyby potwierdzić to przypuszczenie, nie były jeszcze znane.
Prawo rządzące składem ilościowym różnych związków utworzonych przez te same pierwiastki wynika bezpośrednio z teorii atomowej Daltona.
Załóżmy, że istnieje związek, którego cząsteczki składają się z jednego atomu A i jednego atomu B. Załóżmy, że do cząsteczki AB jest przyłączony kolejny atom B. Otrzymamy wówczas cząsteczkę innej substancji AB 2.
Jest oczywiste, że w tym nowym związku przy tej samej masie pierwiastka A będzie dwa razy więcej pierwiastka B niż w związku AB. Możemy również założyć możliwość utworzenia związku AB 3 i A 2 B 3 itd. We wszystkich tych połączeniach waga ilości pierwiastka B przypadające na jedną i tę samą ilość pierwiastka A należy odnieść do siebie jako liczby pierwsze i całkowite, ponieważ atomy nie mogą wchodzić w związki składające się z połówek, ćwiartek, ósemek itp. Taka jest istota prawa Daltona przewidziana i potwierdzona eksperymentalnie.
Rzeczywiście, w tlenku węgla na 3 części wagowe węgla przypada 4 części wagowe tlenu, a w dwutlenku węgla na 3 części wagowe węgla przypada 8 części wagowych tlenu, tj. gładki
2 razy więcej.
Innym przykładem badanym przez Daltona jest skład wagowy niektórych związków tlenowych azotu: w tlenku azotu (I) N 2 O na 7 części wagowych azotu
Na 4 części wagowe tlenu, w tlenku azotu (II) NO na 7 części wagowych azotu przypada 8 części wagowych tlenu, a w tlenku azotu (IV) NO 2 na 7 części wagowych azotu przypada 16 części wagowo tlenu; 4 jest powiązane z 8 i 16 jako 1:2:4.
Widzimy, że nauczanie Daltona wyjaśnia ogromną liczbę faktów ze zdumiewającą łatwością i prostotą. Nic dziwnego, że nauczanie Daltona ugruntowało się w chemii. Można uznać, że ogromną część sukcesów, jakie chemia osiągnęła w XIX wieku, można wytłumaczyć faktem, że chemicy nie ograniczali się jedynie do gromadzenia coraz większej liczby danych eksperymentalnych, ale stale starali się je wykorzystać w świetle teorii atomowej . W ten sposób osiągnięto niesamowite sukcesy: w przypadku wielu bardzo złożonych cząsteczek chemikom udało się dokładnie zorientować, w jaki sposób atomy są ze sobą połączone w tej cząsteczce, a w niektórych przypadkach nawet jak te atomy się rozmieszczone w kosmosie.

Harris College w Manchesterze [D]

Znani studenci Jamesa Prescotta Joule’a Nagrody i nagrody Medal Królewski (1826) Cytaty z Wikicytatów Johna Daltona w Wikimedia Commons

Młodzież

John Dalton urodził się w rodzinie kwakrów w Eaglesfield w hrabstwie Cumberland. Syn tkacza, dopiero w wieku 15 lat rozpoczął naukę u swojego starszego brata Jonathana w szkole kwakrów w pobliskim miasteczku Kendal. Do roku 1790 Dalton mniej więcej zdecydował się na swoją przyszłą specjalizację, wybierając między prawem a medycyną, ale jego plany zostały zrealizowane bez entuzjazmu – jego rodzice-dysydenci kategorycznie sprzeciwiali się studiowaniu na angielskich uniwersytetach. Dalton musiał pozostać w Kendal do wiosny 1793 roku, po czym przeniósł się do Manchesteru, gdzie poznał Johna Gougha, niewidomego filozofa-polimatę, który przekazał mu większość swojej wiedzy naukowej w nieformalnym otoczeniu. Umożliwiło to Daltonowi uzyskanie stanowiska nauczyciela matematyki i nauk ścisłych w New College, odrębnej akademii w Manchesterze. Na tym stanowisku pozostał do 1800 r., kiedy to pogarszająca się sytuacja finansowa uczelni zmusiła go do rezygnacji; Zaczął uczyć prywatnie matematyki i nauk ścisłych.

Ślepota barw

Przez połowę swojego życia Dalton nie miał pojęcia, że z jego wzrokiem jest coś nie tak. Studiował optykę i chemię, ale swoją wadę odkrył dzięki pasji do botaniki. To, że nie potrafił odróżnić kwiatu niebieskiego od różowego, przypisywał zamieszaniu w klasyfikacji kwiatów, a nie wadom własnego wzroku. Zauważył, że kwiat, który za dnia w świetle słońca był błękitny (a raczej kolor, który uważał za błękitny), w świetle świecy przybrał barwę ciemnoczerwoną. Zwrócił się do otaczających go osób, ale nikt nie widział tak dziwnej przemiany, z wyjątkiem jego brata. W ten sposób Dalton zdał sobie sprawę, że coś jest nie tak z jego wzrokiem i że problem ten został odziedziczony. W 1794 roku, zaraz po przybyciu do Manchesteru, Dalton został wybrany na członka Manchester Literary and Philosophical Society (Lit & Phil), a kilka tygodni później opublikował artykuł zatytułowany „Unusual Cases of Color Perception”, w którym wyjaśnił zawężenie koloru postrzeganie u niektórych osób poprzez zmianę zabarwienia ciekłej substancji w oku. Opisując tę chorobę na własnym przykładzie, Dalton zwrócił na nią uwagę osób, które do tej pory nie zdawały sobie sprawy, że na nią cierpią. Chociaż wyjaśnienia Daltona były kwestionowane za jego życia, dokładność jego badań nad jego własną chorobą była tak bezprecedensowa, że termin „ślepota barw” był mocno powiązany z tą chorobą. W 1995 roku przeprowadzono badania zachowanego oka Johna Daltona, które wykazały, że cierpi on na rodzaj ślepoty barw – deuteranopię. W tym przypadku oko nie wykrywa światła o średniej długości fali (w bardziej powszechnej wersji choroby - deuteranomalii, oko po prostu zniekształca obraz z powodu nieprawidłowego koloru pigmentu odpowiedniej części siatkówki). Oprócz fioletu i błękitu rozpoznawał normalnie tylko jeden kolor – żółty i pisał o tym w ten sposób:

Rozwój koncepcji atomistycznej

W swojej czwartej pracy Dalton pisze:

Nie widzę żadnych obiektywnych powodów, aby za nieprawdziwy uznać fakt, że dowolne dwa gazy (ośrodek elastyczny) o tym samym ciśnieniu początkowym rozszerzają się jednakowo pod wpływem zmiany temperatury. Jednakże dla dowolnej ekspansji par rtęci (ośrodka nieelastycznego) ekspansja powietrza będzie mniejsza. Zatem ogólne prawo opisujące naturę ciepła i jego bezwzględną ilość należy wyprowadzić z badania zachowania ośrodków sprężystych.

Przepisy gazowe

Josepha Louisa Gay-Lussaca

Badanie notatek laboratoryjnych Daltona, odnalezionych w archiwach Lit&Phil, sugeruje, że w miarę poszukiwań wyjaśnienia prawa wielokrotnych stosunków naukowiec coraz bardziej zbliżał się do uznania oddziaływania chemicznego za elementarny akt łączenia atomów o określonych masach. Idea atomów stopniowo rosła i stawała się silniejsza w jego głowie, poparta faktami eksperymentalnymi uzyskanymi z badań atmosfery. Pierwsze słowa, które ujrzały światło dzienne dla początku tej idei, można znaleźć na samym końcu jego artykułu o absorpcji gazów (napisanego 21 października 1803 r., opublikowanego w 1805 r.). Dalton pisze:

Wyznaczanie mas atomowych

Lista symboli chemicznych poszczególnych pierwiastków i ich mas atomowych, opracowana przez Johna Daltona w 1808 roku. Niektóre symbole używane w tamtych czasach do oznaczania pierwiastków chemicznych sięgają epoki alchemii. Listy tej nie można uznać za „układ okresowy”, ponieważ nie zawiera ona powtarzających się (okresowych) grup pierwiastków. Niektóre substancje nie są pierwiastkami chemicznymi, np. wapno (pozycja 8 po lewej). Dalton obliczył masę atomową każdej substancji w stosunku do wodoru jako najlżejszej, kończąc swoją listę rtęcią, której błędnie przypisano masę atomową większą niż ołów (poz. 6 po prawej)

Stając przed problemem obliczenia średnicy względnej atomów (z których, jak sądził naukowiec, składają się wszystkie gazy), Dalton wykorzystał wyniki eksperymentów chemicznych. Zakładając, że jakakolwiek przemiana chemiczna zawsze przebiega najprostszą drogą, Dalton dochodzi do wniosku, że reakcja chemiczna jest możliwa tylko pomiędzy cząstkami o różnych masach. Od tego momentu koncepcja Daltona przestaje być prostym odzwierciedleniem idei Demokryta. Rozszerzenie tej teorii na substancje doprowadziło badacza do prawa wielokrotnych stosunków, a eksperyment doskonale potwierdził jego wniosek. Warto dodać, że prawo wielokrotnych stosunków przewidział Dalton w raporcie dotyczącym opisu zawartości różnych gazów w atmosferze, odczytanym w listopadzie 1802 roku: „Tlen może łączyć się z pewną ilością azotu lub z dwukrotnie większą takie same, ale nie może być żadnych wartości pośrednich ilości substancji.” Uważa się, że zdanie to dodano jakiś czas po odczytaniu sprawozdania, ale opublikowano je dopiero w 1805 roku.

Podstawowe zasady teorii Daltona

Pierwiastki chemiczne składają się z małych cząstek zwanych atomami (zasada nieciągłości (nieciągłości struktury) materii)
Atomy nie mogą powstawać na nowo, dzielić się na mniejsze cząstki, niszczyć w wyniku jakichkolwiek przemian chemicznych (ani zamieniać się w siebie). Każda reakcja chemiczna po prostu zmienia kolejność grupowania atomów (atomy nie pojawiają się ani nie znikają podczas reakcji chemicznych - Prawo zachowania masy; zobacz atomizm)
Atomy dowolnego [jednego] pierwiastka są identyczne i różnią się od wszystkich pozostałych, a cechą charakterystyczną w tym przypadku jest ich [ta sama] względna masa atomowa
Atomy różnych pierwiastków mają różną masę (masę)
Atomy różnych pierwiastków mogą łączyć się w reakcjach chemicznych, tworząc związki chemiczne, a każdy związek ma zawsze to samo [ liczba pierwsza, całkowita] stosunek atomów w jego składzie
Względne ciężary (masa) oddziałujących pierwiastków są bezpośrednio powiązane z ciężarami (masą) samych atomów, jak pokazuje wzór prawo stałości składu

Dalton zasugerował również „ zasada największej prostoty”, co jednak później nie otrzymało niezależnego potwierdzenia: gdy atomy są połączone tylko w jednym stosunku, oznacza to utworzenie podwójnego związku (złożone dwu(wielo)atomowe związki molekularne).

Dojrzałe lata

Jamesa Prescotta Joule’a

Na pamiątkę prac Daltona chemicy, biochemicy i biolodzy molekularni często używają terminu „dalton” (lub w skrócie Da) do określenia atomowej jednostki masy (równoważnej 1/12 masy 12 C), chociaż taka nazwa nie zostały oficjalnie przyjęte przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag. Na cześć naukowca nazwana została także ulica łącząca Deansgate i Albert Square w centrum Manchesteru.

Na Księżycu znajduje się krater nazwany jego imieniem.

Duża część twórczości Johna Daltona została zniszczona podczas bombardowania Manchesteru 24 grudnia 1940 r. Izaak Asimov napisał o tym: „Na wojnie giną nie tylko żywi”.

Zobacz też

Jednostka masy atomowej (dalton)
Minimum Daltona - okres niskiej aktywności Słońca

Notatki

BNF ID: Platforma Otwartych Danych – 2011.
SNAC – 2010.
Znajdź grób - 1995. - wyd. rozmiar: 165000000
Encyklopedia Britannica
https://www.biography.com/people/john-dalton-9265201
I. Ya Mittova, A. M. Samoilov. Historia chemii od czasów starożytnych do końca XX wieku: Podręcznik. W 2 tomach - Dolgoprudny: „Inteligencja”, 2009. - T. 1. - s. 343. -

Daltonowski naukowiec. John Dalton - chemik, meteorolog, fizyk

Ślepota barw

Rozwój koncepcji atomistycznej

Przepisy gazowe

Wyznaczanie mas atomowych

Pięć głównych zasad teorii Daltona

Dojrzałe lata

Metoda eksperymentalna Daltona

Życie osobiste i działalność społeczna

Koniec życia, dziedzictwo

Działalność naukowa

Główne prace

Nagrody i osiągniecia

Życie osobiste i dziedzictwo

Młodzież

Ślepota barw

Rozwój koncepcji atomistycznej

Przepisy gazowe

Wyznaczanie mas atomowych

Podstawowe zasady teorii Daltona

Dojrzałe lata

Zobacz też

Notatki

Najnowszy

Musisz to wiedzieć