Anfang des 19. Jahrhunderts entwickelte ein britischer Wissenschaftler die Wurzel von moderne Atomtheorie . Sein Name war John Dalton und seine Theorie würde das wissenschaftliche Establishment des Tages erschüttern.
Hier untersuchen wir kurz den Mann hinter der Theorie und decken ihre Behauptungen auf und schwerwiegende Mängel.
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Was sind die fünf Hauptpunkte von Daltons Atomtheorie?
In 1803 John Dalton schlug seine Atomtheorie vor. Er war zu dieser Zeit Tutor und stützte seine Ergebnisse auf experimentelle Beweise und die Gesetze chemischer Kombinationen.
Darin machte er einige interessante Behauptungen: -
1. Dass alle Materie aus winzigen, unteilbaren und unzerstörbaren Teilchen besteht, die Atome genannt werden. Das Atom ist die kleinste Materieeinheit, die an einer chemischen Reaktion teilnehmen kann.
2. Alle Atome eines bestimmten Elements sind in Masse und Eigenschaften identisch, unterscheiden sich jedoch von Atomen anderer Elemente.
3. Materie kann nicht erzeugt oder zerstört werden.
4. Atome verschiedener Elemente können sich in festen, einfachen Verhältnissen ganzer Zahlen zu zusammengesetzten Atomen verbinden.
5. Atome desselben Elements können sich in mehr als einem Verhältnis zu zwei oder mehr Verbindungen verbinden.
Dies macht seine Theorie zu einem der umfassendsten Versuche, zu definieren, was eine chemische Reaktion tatsächlich ist - dh eine Umlagerung von Atomen.
Wer war John Dalton?
John Dalton war ein britischer Chemiker und Meteorologe, der am 6. September 1766 in Eaglesfield, Cumberland, geboren wurde. Er ist am besten dafür bekannt, die Atomtheorie in die Chemie einzuführen.
Dalton wurde in eine Quäkerfamilie geboren und war der Sohn eines Webers.
In den 1790er Jahren wurde Dalton zum Lehrer für Mathematik und Naturphilosophie an der New College Academy in Manchester ernannt. Im Alter von 21 Jahren begann er, ein umfangreiches meteorologisches Tagebuch zu führen und schrieb später eine Sammlung von Aufsätzen zu verschiedenen meteorologischen Themen.
"Diese Arbeit, Meteorologische Beobachtungen und Aufsätze , wurde 1793 veröffentlicht. Es sorgte zunächst für wenig Aufsehen, enthielt jedoch originelle Ideen, die zusammen mit Daltons weiterentwickelten Artikeln den Übergang von markierten. Meteorologie von einem Thema der allgemeinen Folklore zu einem ernsthaften wissenschaftlichen Streben. "- Encyclopedia Britannica.
Ein Teil seiner Arbeit half ihm zu spekulieren, dass die Erdatmosphäre eine physikalische Mischung von Elementen von ungefähr war 80% Stickstoff und 20% Sauerstoff
Durch seine Experimente konnte er auch die Fähigkeit der Luft messen, Wasserdampf zu absorbieren, und feststellen, dass die Änderung des Dampfdrucks für alle Flüssigkeiten bei gleicher Temperaturänderung gleich ist.
Er war der erste, der Partialdruck in Bezug auf das physikalische Gesetz definierte und wurde später von einem anderen angesehenen britischen Wissenschaftler "der Vater der Meteorologie" genannt. John Frederic Daniell.
Aufbauend auf seinen Vorstellungen von Partialdruck entwickelte John später seine berühmte Atomtheorie.
Was sind die Fehler von Daltons Atomtheorie?
So interessant Daltons Theorie auch war, sie hatte einige sehr schwerwiegende Nachteile.
1. Seine Annahme, dass Atom unteilbar ist, hat sich seitdem als falsch erwiesen. Wie wir alle heute wissen, können Atome tatsächlich weiter in eine Reihe von subatomaren Teilchen unterteilt werden.
Atome bestehen tatsächlich aus Protonen, Neutronen, Elektronen und anderen subatomaren Teilchen. Dalton hatte jedoch Recht in dem Sinne, dass chemische Reaktionen nur auf atomarer Ebene tatsächlich stattfinden.
2. Dalton behauptete, dass alle Atome desselben Elements in jeder Hinsicht gleich sind. Wie wir jedoch inzwischen festgestellt haben, kann ein Element in verschiedenen Formen existieren, die Isotope genannt werden. enthalten die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihren Kernen. Isoptope unterscheiden sich voneinander in der relativen Atommasse, jedoch nicht in den chemischen Eigenschaften. Zum Beispiel hat Kohlenstoff 15 bekannte Isotope obwohl nicht alle davon stabil sind.
3. Ähnlich wie unter Punkt 2 behauptete Dalton auch, dass alle Atome verschiedener Elemente in jeder Hinsicht unterschiedlich sind. Dies hat sich seitdem unter bestimmten Umständen auch als falsch erwiesen.
Zum Beispiel können sich Isotope verschiedener Elemente in der Ordnungszahl Anzahl der Protonen unterscheiden, haben aber die gleiche Massenzahl. Diese werden als bezeichnet. Isobaren . Zum Beispiel haben Argon 40, Kalium 40 und Calcium 40 jeweils eine Atommasse von 40 amu, unterscheiden sich jedoch in ihrer Ordnungszahl.
4. Dalton behauptete auch, dass sich Atome verschiedener Elemente bei der Bildung von Verbindungen in einem einfachen Ganzzahlverhältnis verbinden. Dies wird bei komplexen organischen Verbindungen wie Zucker nicht beobachtet - C 12 H 22 O 11.
5. Daltons Theorie befasst sich nicht mit Allotropen, Eigentum einiger chemische Elemente um in zwei oder mehr verschiedenen Formen im gleichen chemischen Zustand zu existieren . Zum Beispiel ist Kohlenstoff in den Feststoffen Graphen, Graphit und Diamant vorhanden.
Daltons Atomtheorie hatte jedoch einige Vorzüge.
- Seine Atomtheorie erklärt teilweise die Gesetze der chemischen Kombination t er Gesetz der konstanten Zusammensetzung und die Gesetz der Mehrfachanteile .
- Dalton war einer der ersten, der eine praktikable Unterscheidung zwischen grundlegenden Partikeln eines Elements und Verbindungen erkannte, die sie bilden können.
Wie hat Dalton seine Theorie geschaffen?
Zu der Zeit, als Dalton seine interessante Theorie formulierte, das Gebiet von Chemie war noch im Entstehen . Die Chemie wurde strenger und fundierter mehr zu früheren Erfahrungen und Fehlern.
Zwei der in dieser Zeit entwickelten Gesetze, die Dalton in seinen Theorien verwendete, waren das Gesetz der konstanten Zusammensetzung und das Gesetz der Mehrfachproportion sowie das Gesetz der konstanten Zusammensetzung.
- Gesetz der konstanten Zusammensetzung - Dies besagt, dass Proben einer reinen Verbindung immer dieselben Elemente in demselben Massenanteil enthalten. Grundsätzlich besteht Wasser immer aus 1 Gramm von Wasserstoff und 8 Gramm von Sauerstoff.
Mit anderen Worten, unabhängig davon, wie eine Verbindung erhalten oder hergestellt wird, enthält eine reine Version immer dieselben Elemente in demselben Massenanteil. Zum Beispiel Kohlendioxid CO 2 enthält immer Kohlenstoff und Sauerstoff im Massenverhältnis 3: 8.Wasser H 2 O besteht immer aus Wasserstoff und Sauerstoff im Massenverhältnis 1: 9.
Dieses Gesetz bildet zusammen mit dem Daltonschen Gesetz von mehreren Anteilen die Grundlage für die Stöchiometrie in der Chemie.
- Das Gesetz der Mehrfachanteile - Dies besagt, dass, wenn zwei Elemente miteinander kombiniert werden, um mehr als eine Verbindung zu bilden, die Gewichte eines Elements, die sich mit einem festen Gewicht des anderen verbinden, in einem Verhältnis kleiner ganzer Zahlen stehen.
Das klingt vielleicht etwas seltsam, daher fügen wir ein Beispiel hinzu, um es klarer zu machen.
" Zwei Verbindungen bestehen aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Die erste Verbindung enthält 1,333 g Sauerstoff pro Gramm C. Die zweite Verbindung enthält 2,666 g Sauerstoff pro Gramm Kohlenstoff. Die Zahlen 1,333 und 2,666 bilden ein einfaches 1: 2Verhältnis." - abetterchemtext.com .
Das Gesetz der Massenerhaltung - " Das Gesetz der Massenerhaltung besagt, dass Masse in einem isolierten System durch chemische Reaktionen oder physikalische Transformationen weder erzeugt noch zerstört wird. "- Kurse.lumenlearning.com . In diesem Sinne müssen die Produkte jeder Reaktion immer die gleiche Masse wie die Reaktanten haben.
Daltons interessante Theorie war daher ein Produkt des Versuchs, diese Prinzipien zu verstehen.
"Verbindungen sind Kombinationen von Atomen und die Kombinationen sind immer gleich Bestimmte Anteile. Unterschiedliche Verbindungen haben unterschiedliche Anzahlen von Atomen, aber da zwei Atome genau zweimal ein Atom wiegen müssen, gibt es ein einfaches Verhältnis zwischen diesen Massen MultipleProportionen. "- abetterchemtext.com .