ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отношение химиков к гипотезе Авогадро до из "История учения о молекуле в химии" с другой стороны, нельзя сказать, что Берцелиус относился безразлично к гипотезе Авогадро. Наоборот, хотя он и не выступил до 1828 г. ни в зашиту, ни против данной гипотезы, он фактически был одним из первых, использовавших основные следствия данной гипотезы. Не разграничивая понятия атом и молекула , Берцелиус применил данную гипотезу для определения атомного веса простых газов и атомного состава сложных газообразных вешеств. Работая еще с 1807 г. над исследованием количественного состава различных соединений (в частности солей), он, узнав о законе кратных отношений Дальтона и его атомистической теории, находит в них твердую опору для объяснения и подтверждения своих опытных выводов и в то же время для исправления неизбежных ошибок опыта. Проделав огромную, титаническую работу по анализу многих химических соединений, Берцелиус создал солидный фундамент для утверждения законов химических пропорций и атомистики Дальтона. [c.48] Аналитические работы и электрохимические сследо вания Берцелиуса привели его к признанию атомистики Дальтона. [c.48] Берцелиус находит твердую эмпирическую основу для определения атомных весов в законах Гей-Люссака. Отрицательное отношение Дальтона к этим законам, по-видимому, было одной из причин того, что Берцелиус до 1813 г. не высказался открыто о связи между химическими пропорциями и атомистикой. В 1812 г. в письме к Дальтону он указывал ему на необходимость признания законов Гей-Люссака [13, стр. 113] и одновременно послал ему свою диссертацию об определенных пропорциях, которая содержала первую таблицу атомных весов Берцелиуса. Дальтон, отвечая на предложение Берцелиуса, писал Фраицузское учение о соединении равных объемов газов я не могу признать, понимая его в математическом смысле. В то же время я признаю, что имеется нечто удивительное в столь частом повторении таких приближений [13, стр. 102]. [c.49] Несмотря на такое отношение Дальтона, Берцелиус все же решил идти своим путем в вопросе об атомном весе. В опубликованной в 1813 г. статье [36] он предлагал определить относительные количества элементов, соответствуюшие их атомным весам, исходя из законов Гей-Люссака и считая, что 1 объем одного элемента взаимодействует с 1, 2, 3 объемами другого, что соответствовало также закону кратных отношений — основе атомистики Дальтона. Для этого он предлагал определять веса равных объемов различных элементов соотносительно с весом такого же объема кислорода, который принимался за единицу, Б той же статье Берцелиус предлагал выражать эти относительные величины новой символикой, предложенной им впервые и соответствующей начальным буквам латинского наименования элементов . Эти же символы должны были служить для выражения химических формул сложных атомов . Предлагая, таким образом, новую символику вместо старой дальтоновской (более громоздкой и менее удобной), Берцелиус придал ей также и другое содержание, ибо она выражала иную систему атомных весов, имеющую объемную основу. В другой статье [37] Берцелиус развивал атомистические идеи, исходя из своей электрохимической теории. Он настаивал на объединении атомной и объемной теории, вытекающей из законов Гей-Люссака, считая, что то, что соответствует слову атом в одной, обозначает объем в другой. [c.49] Берцелиус подробно разъяснял смыот своей химической символики, подчеркивая, что его знаки соответствуют весу элементарных объемов по отношению к весу элементарного объема кислорода, принятого за 100. Практически атомный вес водорода он определял по объемным отношениям водорода и кислорода в воде. Для определения атомного веса углерода он исходил из объемных соотношений углерода и кислорода в угольной кислоте. Повторяя по сити дела все рассуждения Авогадро, Берцелиус приходил к тому же атомному весу углерода, что и Авогадро (т. е. приблизительно 12 по водороду). При определении атомного веса других элементов он отступал от этого метода, отдавая предпочтение весовому методу. Это приводило к тому, что его атомные веса фактически не всегда соответствовали его относительным весам элементарных объемов [38, стр. 366—367]. Более законченное изложение своих атомистических вЗ Глядов Берцелиус дал в своем труде Опыт теории химических пропорций , напечатанном впервые в 1818 г. на шведском языке, в 1819 г.— на французском, а в 1820 г.— на немецком языке [24]. Здесь он обобщил все экспериментальные исследования упорной десятилетней работы и изложил свои теоретические выводы. [c.50] Перед тем как перейти к разбору данной работы под углом зрения отношения ее к гипотезе Авогадро, мы считаем уместным коротко остановиться на вопросе о позиции, занятой другими химиками во втором десятилетии прошлого века по отношению к объемным законам Гей-Люссака и к их интерпретации. [c.50] Во-первых, необходимо отметить, что сам Гей-Люссак опирался на объемные данные при выражении состава сложных веществ, в частности, органических но он избегал связывать эти отношения с атомистической гипотезой. Анализ органических вешеств легко приводил к применению объемных методов исследований, ибо расчеты химического анализа были связаны с определением объемов углекислого газа и воды. Выражая объемные величины не только в целых числах, но и в дробных, он тем самым подчеркивал, что они не имеют ничего общего с атомными весами [39]. [c.50] Эти примеры опровергали правило Авогадро о том, что объем газообразного соединения всегда равен удвоенному объему наименьшего объема его составляющих или их сумме, если их объемы равны. Факты, открытые Гей-Люссаком, указывали на то, что в одних случаях при образовании нового газообразного соединения из элементарных газов гфоисходит сжатие до одного объема, а в других—до двух. Этот вывод подтверждался и другими исследованиями Гей-Люссака, связанными с составом этилового спирта и эфира [40, стр. 311]. Исходя из плотности паров спирта и паров воды, Гей-Люссак находил, что один объем спирта образуется из одного объема маслородного газа (этилена) и одного объема паров воды. Таким же способом он находил, что 2 объема маслородного газа и 1 объема паров воды образуют всего один объем эфира. [c.51] Зуются два объема сложного газа при реакции газообразных веществ. А ведь это-то и привело Авогадро к необходимости предположить деление молекул на полумолекулы. [c.52] Что касается отнощения английских ученых к объемным законам, то следует сказать, что большинство из них относились отрицательно к применению этих законов при выражении состава соединений или определениях атомного веса. Дальтон, как мы уже писали, даже не признавал достоверность самих законов. Однако он все же пользовался плотностью газов для ориентировочного определения атомного состава некоторых окислоз (СО и СОз NgO, NO и NO2). Томсон, хотя и признавал эти законы как отражение эмпирических данных, но, исходя из основных положений атомистики Дальтона, не считал, что относительные объемы соответствуют атомным весам элементов. По его мнению, объемы могут соответствовать дробным значениям атомных весов и наоборот. Он также считал, что в двух объемах водорода содержится столько же атомов, сколько в одном объеме кислорода [41]. В дальнейшем это своеобразное понимание законов Гей-Люссака привело Томсона и других химиков к предположению, что горючие элементы всегда имеют в двойном объеме столько же атомов, сколько кислород в одном объеме. [c.52] Уолластон, не соглашаясь с произвольными допущениями атомистики Дальтона, стал на твердые позиции эквивалентов, определяемых весовым путем [42]. С другой стороны, интересно отметить, что состав углекислого газа Уолластон определял по его плотности. [c.52] если он признавал для кислорода пропорцию 15, то для азота он брал не 13, а 26, для хлора не 33,5, а 67. Состав аммиака он выражал соответственно через 1 пропорцию азота и 6 пропорций водорода и т. д. Признавая, таким образом, значение объемных законов для определения состава соединения, Дэви все же не считал объем и атом однозначными. [c.53] Особый интерес представляет позиция английского химика Праута. Его теория о сложном составе атомов простых веществ, так называемая водородная гипотеза строения элементарных атомов, широко известна, но в то же время мало известно, что система атомных и молекулярных весов Праута опиралась на объемный метод. Плотность веществ в газообразном состоянии служила для него основой при определении атомных и молекулярных весов. Праут, как и Берцелиус, считал атом и объем однозначными. Но в отличие от Берцелиуса он принимал, что 2 объема водорода соответствуют одному атому. В связи с этим атомный вес кислорода равнялся 8, а молекулярные веса всех сложных веществ в газообразном состоянии соответствовали их плотности по водороду короче говоря, они соответствовали молекулярным весам Авогадро, принимавшим Н = 0,5 [44]. Интересно, что сам Авогадро причислял Праута к сторонникам своей гипотезы. [c.53] В Германии объемные законы не принимаются во внимание при химических расчетах. Таблица соединительных весов Л. Гмелина (1817 г.) [38] базируется на весовых данных. [c.53] Более полное представление о взглядах Берцелиуса на объемный метод, сложившихся к 1820 г., дает его работа Опыг теории химических пропорций [24]. [c.54] Излагая свои взгляды на значение объемных законов, Берцелиус писал Сравнивая между собой известные нам данные о газообразных соединениях, мы находим те же законы об определенных пропорциях, какие мы вывели для соединения тел в весовых отношениях. Отсюда вытекает другое учение, которое имеет своим предметом соединение веществ в газообразном состоянии и которое я называю теорией объемов, в отличие от корпускулярной теории, которая представляет себе тела в твердом состоянии. Относительные степени соединения в этих двух теориях являются абсолютно тождественными разница только в том, что то, что в одной теории называется атомом, в другой— объемом. [c.54] Некоторые естествоиспытатели выразили сомнение в тождественности атомов и объемов но так как обе теории являются нашими представлениями, не имея притязания быть действительными объяснениями внутренних природных отношений, поэтому обе могут быть использованы, если они объясняют явления наиболее простым образом [24, стр. 51—52]. [c.54] Защищая выводы объемной теории, Берцелиус оспаривал мнение некоторых английских ученых (Томсона, Праута) о том, что горючие элементы (например, водород) содержат в одном и том же объеме в два раза меньше атомов, чем кислород, так как ... не существует никакого обстоятельства, которое бы давало повод предполагать различие между ними [там же, стр. 55]. Берцелиус пришел к следующему обобщающему выводу Явления химических пропорций, по-видимому, доказывают, что любой простой газ в одном и том же объеме при одной и той же гемпературе и давлении содержит одинаковое число атомов потому что в противном случае корпускулярная теория и теория объемов не смогут согласовываться, а наоборот, это приведет к противоречивым результатам [там же, стр. 56]. [c.54] Для того, чтоб объяснить резкое различие между физическим состоянием сложных и простых газов, которое вытекает из его гипотезы, Берцелиус вынужден прибегать к надуманным теориям. Констатируя, что расстояние между сложными атомами становится больше, чем у простых газов [24, стр. 57], он предполагал, что отталкивающая сила должна возрастать с увеличением объема сложного атома [там же]. Кроме того, он считал, что отталкивающая сила зависит от геометрической формы сложного атома, так что сжатие объема газа должно возрастать по мере того, как большая часть поверхностей элементарных атомов будет заключена внутри. сложного атома и тем самым будет лишена возможности проявлять соответствующую часть своей отталкивающей силы [там же]. [c.55] Вернуться к основной статье