История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

Очевидно, что для подобных расчетов знания только весовых пропорций, в которых одно вещество соединяется с определенным весовым количеством вещества-стандарта (водорода), было недостаточно. Было необходимо еще знание числа атомов, входящих в то или иное соединение. Дальтон принял допущение, что самой вероятной является наиболее простая форма соединения. Следовательно, бинарные соединения содержат по одному атому каждого элемента. В этом случае формула воды — НО, формула аммиака — NH, а относительные веса кислорода и азота равны соответственно 5,5 и 4,2. Для тех случаев, когда для двух элементов было известно несколько бинарных веществ, Дальтон принимал более сложные составы. Так, маслородный газ (этилен) он считал состоящим из одного атома углерода и одного атома водорода (СН), а углеродистый водород (метан) — из одного атома углерода и двух атомов водорода (CH₂). Атомный вес углерода из этих формул получался равным 4,3.

8.4.2. Основные положения атомистической теории Дальтона

Суммируя результаты своих предыдущих работ, в 1808 г. Джон Дальтон опубликовал труд «Новая система химической философии» («А New System of Chemical Philosophy»), в котором подробно изложил свою атомистическую теорию. Выдвигая новую версию атомистической теории, опиравшуюся на законы постоянства состава и

кратных отношений, Джон Дальтон как дань уважения Демокриту и Левкиппу сохранил термин «атом» и назвал так считавшиеся в то время неделимыми мельчайшие частицы, составляющие материю. Подобно античным атомистам, Джон Дальтон исходил из положения о корпускулярном строении материи, но, принимая во внимание развитое Лавуазье понимание химического элемента, пришел к выводу, что все атомы каждого отдельного элемента одинаковы и характеризуются, кроме других свойств, еще и определенной массой, которую он называл атомным весом. Однако Дж. Дальтон рассматривал понятие об атомном весе только в относительном смысле, считая, что определить абсолютный атомный вес невозможно.

Дальтон выдвинул следующие основные положения химической атомистики:

1. Все вещества состоят из атомов. Это самые мельчайшие частицы вещества, неделимые и неразрушимые.

2. Все атомы данного элемента идентичны по своим свойствам, в том числе и по атомному весу (в современном понимании — атомной массе).

3. Атомы различных элементов имеют различные свойства, в том числе и различный атомный вес (атомную массу).

4. Атомы различных элементов могут соединяться между собой в простых целочисленных соотношениях, образуя химические соединения.

5. При разложении соединения (сложного атома) из него получаются исходные атомы в неизменившемся виде, которые затем могут образовать то же самое или другое соединение.

Разнородные атомы способны соединяться между собой в различных соотношениях, но вследствие своей неделимости, они вступают в соединение только целыми единицами. Соответственно, строение «сложных атомов», образованных всегда из целого числа различных элементарных атомов, объясняет кратность отношений в составе химических соединений. Отметим, что кажущееся противоречие положения о неделимости атома и химической делимости «сложного атома», например углекислоты (CO₂), Дальтон разрешал следующим образом: «хотя такой атом может быть разделен, однако он перестает тогда быть углекислотой, будучи разложен при этом разделении на уголь и кислород»^{314}. Несмотря на то, что Дальтон признавал существование сложных атомов

, он отрицал взаимодействие между собой атомов одного и того же элемента.

Обобщению атомной теории способствовало употребление специальных символов, предложенных Джоном Дальтоном для обозначения отдельных атомов элементов. Необходимо подчеркнуть, что история химии знала и более ранние попытки использования специальной символики, начиная с алхимической эпохи. Однако прежде графические символы применяли для изображения веществ или, значительно реже, химических операций. Символика Дж. Дальтона впервые позволила отображать качественный и количественный состав соединений. Приходится признать, что графические символы Дальтона достаточно сложны и оказались пригодными для выражения состава лишь самых простых соединений. Однако эта плодотворная идея позднее была усовершенствована в работах Йенса Якоба Берцелиуса (см. гл. 8, п. 8.10). Он упростил способ представления химических уравнений и ввел химическую символику, которая в общих чертах сохранилась до сегодняшнего дня.

Важнейшим аспектом химической атомистики Дж. Дальтона стало впервые отчетливо показанное представление о качественной разнородности атомов различных элементов, которую автор теории мыслил как следствие неких глубинных внутренних различий атомов, проявляющихся в нетождественности их весов и размеров.