分子的发现

分子的发现

通常情况下的气体，没有颜色，没有气味，看不见、摸不着，气体里面的微粒，才是真正的分子。有什么事实来证明这一论点是正确的呢？这还得从化学的发展谈起。波义耳，是英国的化学家，同时也是一位物理学家。他研究了气体体积和压强的关系，并于1660年公布了有名的波义耳定律。一百多年后，法国物理学家查理，又研究了气体体积和温度的关系。于1787年提出了有名的查理定理，这两个定律虽然只说明了气体的物理性质，但却为人们从化学变化中，去研究气体体积变化规律创造了条件。

1808年，法国的化学家盖吕萨克，在研究气体跟气体发生化学反应时，得出了气体体积发生变化的规律。他发现参加反应的各种气体，彼此的体积（在一定压强和温度条件下）成简单整数比。这是他通过许多实验事实证明而得出这一结论的。

在盖吕萨克提出他的气体反应定律之前，英国的化学家道尔顿刚刚宣布了原子论。但是，如果根据道尔顿当时的原子论，却无法解释盖吕萨克的气体反应定律。因此，当时他们这两种观点曾引起了一场争论，直到建立了分子的概念，弄清楚了原子跟分子的联系和区别之后，这场争论才结束。

他们两种观点发生争论的焦点在什么地方呢？首先要明确的几个问题是：

第一：波义耳和查理的定律，适用于任何气体。这个事实可以设想为：在同温同压下，任何气体的体积相同时，所包含有的微粒数相同。第二：盖吕萨克的气体反应定律，也同样适用于任何气体。这一事实我们可以设想成：参加反应的气体微粒数之间，呈简单的整数比。但是以上的设想产生了这样一些矛盾。

首先按照道尔顿的说法，氢气、氧气等气体中的微粒是简单原子，即一个微粒只是一个原子，并且道尔顿认为原子是不可分的。那末，就解释不了2体积氢气正好和1体积氧气发生反应，生成2体积的水蒸气这一事实；也就是说2个氢微粒跟1个氧微粒化合，能生成2个水微粒，那么必然每个水微粒中只有半个氧微粒。道尔顿认为氧微粒（即氧原子）是不能分成两半的。然而事实上氧微粒（即氧原子）确是分开了。

1811年，意大利的物理学家阿佛加德罗，参与了上述问题的讨论。他精心的研究了道尔顿和盖吕萨克两人的全部资料，经过了认真的思考后巧妙的构思出了一个周到的设想，在道尔顿和盖吕萨克两人的争论分歧之间，架起了一座桥梁，这便是分子，和原子不同的真正的分子。

阿佛加德罗所设想的分子，特别是单质的分子，可以由不同数目的同一种原子组成。他

认为氢气、氧气等单质分子中，各有两个原子。这样一来，盖吕萨克的气体反应定律，就能得到很好的解释了。

阿佛加德罗提到的分子，是从道尔顿的原子理论中分化出来的。这种分子的概念，是阿佛加德罗根据宏观实验现象所做出的假想。是阿佛加德罗从困境中解救了道尔顿，然而道尔顿却不相信阿佛加德罗的说法。

作为原子论的发起人道尔顿，坚持认为同种的原子必然互相排斥，不能结合成分子,从根本上拒绝了阿佛加德罗的一片好心。

阿佛加德罗提出的分子假说，根本就是对的，但由于遭到别人的反对，自己却又提不出更有力的事实来作为旁证。加上当时化学学术界，还没有统一的原子量，也没有固定的化学反应式，很多认识比较片面，思想混乱。所有这些，都使得阿佛加德罗的学说遭受冷遇竟达五十多年之久。直到1860年，在一次国际性的化学会议上，人们还在为分子假说争论不休，毫无结果而散会时，阿佛加德罗的学生意大利物理学家康尼查罗，散发了他的关于论证分子学说的小册子。

气体都是以分子状态存在的，化合物的分子都是由几种不同的原子构成的。并且在同温同压下，相同体积的气体所含原子数也不一定相同，然而所含的分子数却是肯定相同的，后人将这个数叫阿伏伽德罗常数。在原子和宏观物质之间由于有了分子这一概念的过渡，许多化学反应便都很好解释了。这在化学史上是一大突破。所以恩格斯指出化学的新时代是从原子论开始的，“近代化学之父不是拉瓦锡，而是道尔顿”。