原子論

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化学においてダルトンの最も影響力のある仕事は、彼の原子論です。 この理論をどのように構築したかを正確に追跡する試みは無駄であり、このテーマに関するダルトン自身の回想さえ不完全なものである。 彼は、気体の混合物の中で、同種の原子だけが互いに反発し合い、異種の原子は互いに無関心に反応しているように見えるという考えに基づいて、分圧の理論を構築した。 この考え方は、混合気体の中のそれぞれの気体が独立して行動する理由を説明するものであった。 この考え方は、後に誤りであることが判明したが、ギリシャの哲学者デモクリトスから18世紀の数学者・天文学者ルッジェロ・ジュゼッペ・ボスコヴィッチまで、それまでの多くの原子論者が持っていた「あらゆる物質の原子は似ている」という考えを廃するという意味で有益なものであった。 ダルトンは、元素によって原子の大きさや質量が異なると主張し、実際、この主張が彼の原子論の最大の特徴となっている。 元素ごとに原子の種類があるという彼の主張は、多くの異なる基本粒子を持つことは自然の単純さを破壊すると考える人々にとって直感に反するものだったが、ドルトンは彼らの反論を空想的なものとして退けている。 しかし、ダルトンは、そのような反論を空想に過ぎないと断じ、異なる種類の原子の相対的な質量を決定することに集中した。

1803年10月21日にマンチェスター文学哲学協会で読まれた回顧録で、彼は次のように主張しています。 「

1803年10月21日にマンチェスター文学哲学協会で読まれた回想録で、彼は次のように主張しています。「物体の最終粒子の相対的重量に関する調査は、私の知る限り、まったく新しい主題である。 彼は、水素、酸素、炭素、窒素などさまざまな元素の質量を、互いの固定質量との結合の仕方によって測定する方法を説明した。 このような測定に意味があるとすれば、元素は一定の割合で結合していなければならない。 当時、フランスの化学者プルーストとベルトレが、この命題をめぐって論争していたが、ドルトンはそれを無視し、決まった割合で結合していることを当然のこととしていた。 ダルトンは、その粗雑な測定結果から「倍数比の法則」を導き出した。 2つの元素が2つ以上の化合物を形成するとき、一方の元素の質量と他方の元素の質量が一定の質量で結合すると、小さな整数の比になる。 したがって、元素をAとBとすると、A：B＝x：yあるいはx：2yあるいは2x：yという質量比に従って、両者の間にさまざまな組み合わせが自然に発生することになる。 異なる質量の原子構成単位を組み合わせることで、さまざまな化合物ができたのである。 スウェーデンの化学者ヨンス・ヤコブ・ベルゼリウスは、ダルトンにこう書き送っている。”倍数比の法則は、原子論なしには謎のままである “と。 そして、ダルトンはこの理論の基礎を提供したのである。

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しかし問題は、比率の知識が、それぞれの化合物の元素原子の実際の数を決定するには不十分であることに変わりはなかったのです。 たとえば、メタンはエチレンの 2 倍の水素を含んでいることがわかりました。 そこで、ダルトンは、「最も単純な組み合わせ」、すなわち、ABが最も可能性の高い組み合わせであり、その正当性を球の密集した幾何学的形状に見いだし、メタンを炭素原子1つと水素原子2つの組み合わせ、エチレンを炭素原子1つと水素原子1つの組み合わせとして割り出したのである。 メタン分子はCH4、エチレン分子はC2H4と化学的に記号化されるからである。 しかし、ダルトンの原子論は、その基礎となる議論が正しかったので、弱点を克服することができたのである。 しかし、ダルトンの理論の欠点を克服するのは、イタリアの化学者スタニスラオ・カニツァーロが、分子量の決定にアボガドロの仮説が有効であることを指摘して、1858年に初めて最終的な結論を出した。 それ以来、化学者たちは、ダルトン原子論の理論が、自分たちの分野のさらなる進歩の基礎となる重要な要因であることを示すようになった。 特に有機化学は、ダルトンの理論が受け入れられると、急速に発展した。 ダルトンの原子論は、「化学の父」と呼ばれるに至った。