物質に関する初期のアイデア。 Democritus から Dalton まで

現代の原子論

プライシュトレー(Priestley)・ダルトン(Dalton)。 ラヴワジエらは、化学という分野の基礎を築いた。 彼らの実験によると、ある物質は他の物質と結合して新しい物質を作り、他の物質は分解してより単純な物質を作り、いくつかの重要な「元素」はそれ以上分解できないことがわかった。 しかし、このような複雑な現象を説明できるものは何でしょうか？ イギリスの優れた教師であり科学者であったジョン・ダルトンは、1803年にその断片をまとめ、最初の近代的な原子論を構築しました。 プリーストリーとラヴォアジエの実験と、それらがどのようにドルトンの理論の基礎を形成したかについて詳しく知るには、以下にリンクする対話型の実験「ドルトンの芝居小屋」をお試しください。

ドルトンは、故郷のイギリス・マンチェスターの天気を追跡して記録することを日課としていました。

ダルトンは、故郷のイギリス・マンチェスターの天気を記録することを日課としていました。 例えば、氷は空気と混ざらない。 では、水が固体として振る舞うこともあれば、気体として振る舞うこともあるのはなぜだろう。 ダルトンは、すべての物質は小さな粒子で構成されているに違いないと考えた。 気体の状態では、ベルヌーイが提案したように、粒子は自由に浮遊し、他の気体と混ざり合うことができる。 しかし、ドルトンはこの考えを、気体、固体、液体など、すべての物質に適用できるように拡張した。 ダルトンは1803年に初めて原子論の一部を提案し、後に1808年の古典的論文『化学哲学の新体系』（「資料」タブにあるリンクからアクセス可能）でこれらの概念を洗練させた。

ダルトンの理論は 4 つの主要概念を持っていました。

1. すべての物質は原子と呼ばれる不可分の粒子で構成されている。 ベルヌーイやダルトンらは、原子をさまざまな運動状態にあるビリヤードの玉のような小さな粒子として描きました。

2. 与えられた元素のすべての原子は同一であり、異なる元素の原子は異なる特性を持っています。 ダルトンの理論は、酸素などの元素のすべての原子は他のすべての酸素原子と同一であり、さらに、酸素と水銀などの異なる元素の原子は互いに異なっていることを示唆しました。 しかし、1800 年代後半に元素の同位体が発見されると、この概念は変わりました。

3. 化学反応は、原子の破壊ではなく、原子の結合を伴います。 原子は破壊されず、変化しないので、水や水銀カルキなどの化合物は、ある原子が他の原子と化学的に結合することで形成されます。 これは、当時としては非常に高度な概念でした。ダルトンの理論は原子が結合することを示唆していましたが、科学者が化学結合の概念を説明し始めるまで、100 年以上かかるでしょう。

4. 元素が反応して化合物を形成するとき、それらは定義された整数の比率で反応します。 ダルトンらが行った実験は、反応がランダムな事象ではなく、正確でよく定義された公式に従って進行することを示しました。

ドルトンの原子論の詳細については、さらに説明が必要です。 1660 年にはすでに、ロバート ボイルは元素のギリシャ語の定義 (地、火、空気、水) が正しくないことを認識していました。 ボイルは、元素を基本的な物質とする新しい定義を提案し、現在では、化学的手段でこれ以上分解できない基本的な物質を元素と定義しています。 元素は宇宙の構成要素である。 私たちの身の回りにあるすべての物質のもととなる純粋な物質である。 体温計の水銀のように純粋な形で見られる元素もあれば、水の中の酸素や水素のように、主に他の物質と化学的に結合して見られる元素もあります。 現在、私たちは約116種類の元素を知っています。 それぞれの元素には、名前と1文字または2文字の略称が付けられています。 例えば、水素はH、酸素はOと略されます。また、ヘリウムはHeと略されることもあります。 元素の略語を書くときは、最初の文字は常に大文字で、2 番目の文字は (もしあれば) 常に小文字です。

原子

原子。 元素の1単位を原子という。 原子は物質の最も基本的な単位で、私たちを取り巻く世界のすべてを構成している。 各原子は親元素の化学的、物理的性質をすべて持っている。 19 世紀の終わりに、科学者たちは、原子が実際にはより小さな「素粒子」の断片で構成されていることを示し、原子のビリヤード ボール的概念を打ち壊しました (原子論 I: 初期を参照)。 私たちが接する物質のほとんどは化合物であり、2 つ以上の元素の原子が化学的に結合して形成された物質です。 化合物の1つの「粒子」は分子と呼ばれます。 ダルトンは、原子が「ひっついて」分子を形成していると誤って想像していた。 しかし、ダルトンは、化合物には正確な式があることを正しく理解していた。 例えば、水は常に2つの水素と1つの酸素からできている。 化合物の化学式は、元素の記号を空白を入れずに並べることで書かれる。 分子が複数の元素の原子を含む場合は、記号の後にその元素の原子の数を示す数字が添え字になります。