A tartalom eléréséhez kérjük, lépj be!
Kezdd itt
Szavas kereső
Szint kereső
Top 10 feltöltő

Top 10 feltöltő


John Dalton (1766-1844)

VN:F [1.9.22_1171]
Értékeld
Beküldő: - Szólj hozzá
Szint: Közép Kedvencekhez
Megnézték:
3687
Nyomtasd
Dátum: 2008-03-11 Küldd tovább
  Letöltés

Manchesteri kémiaprofesszor. Nevéhez fűzödik a többszörös súlyviszonyok törvénye, valamint a kémiai atomelmélet alapjai.

Rég ismert dolog, hogy két elem egymással több vegyületet is alkothat. Így például a XVIII. sz. végén számos elemnek több oxidját ismerték, s már Lavoisier is utalt arra, hogy a különböző oxigénezési folyamatoknak az elem és az oxigén közötti mennyiségi arányok felelnek meg.

Mai terminológiával ez azt jelenti, hogy ha egy elem többféle vegyértékkel rendelkezik, akkor többféle oxidot képezhet, az oxidokban pedig az elem és az oxigén közti mennyiségi viszony különböző lesz.dalton

E tényt, pontos mérési adatokra támaszkodva, Proust is megállapította és kimondta: ha egy elemnek több oxidja van, az oxigéntartalom minden egyes vegyületben egy jól meghatározott érték. Ettől a megállapítástól már csak egy lépés volt a többszörös súlyviszonyok törvényéig. Hogy ezt a lépést Dalton előtt senki sem tette meg, ahhoz nagymértékben az is hozzájárult, hogy az összetételt százalékban fejezték ki. S valóban, milyen következtetést is lehetne levonni abból, hogy az ónoxidul (sztanoooxid) 11,9%, az ónoxid (sztannioxid) pedig 21,3% oxigént tartalmaz, vagy hogy a szénmonoxidban 57%, a széndioxidban pedig 73% oxigén van?

Azonnal megváltozik azonban a helyzet, ha azt nézzük meg, hány súlyrész oxigén esik például a két utóbbi vegyületben egy súlyrész szénre. Ekkor azt kapjuk, hogy a szénmonoxidban minden súlyrész szénre 4/3 súlyrész oxigén esik, a széndioxidban viszont 8/3 súlyrész oxigén, vagyis pontosan kétszer annyi. Erre jött rá John Dalton.

A nitrogénoxidokat vizsgálva észrevette, hogy a különböző nitrogénoxidokban az egy súlyrész nitrogénre eső oxigénmennyiségek a legkisebb oxigénmennyiségnek egész számú többszörösei. Az 5 nitrogénoxid összetételének vizsgálata alapján megállapítható, hogy azokban 14 súlyrész nitrogénre rendre 8, 16, 24, 32 illetve 40 súlyrész oxigén esik, vagyis 8-nak valamilyen egész számú többszöröse. Dalton 1802 körül jutott erre a megállapításra, s a törvény érvényességét más elemeknél is megvizsgálta. Hasonló eredményre jutott a szénmonoxid és a széndioxid fentebb említett esetében, valamint két szénhidrogén, a mocsárgáz (metán) és az „olajszerű gáz” (etilén) viszgálata során.

Dalton azonban nem elégedett meg a többszörös súlyviszonyok törvényének puszta megállapításával, hanem magyarázatot is igyekezett szolgáltatni, s ennek során kidolgozta a kámiai atomelmélet alapjait. Elméletét 1808-ban tette közzé „A vegytani bölcselet új rendszere” című munkájában, de főbb vonásaiban már 1804-ben közölte Thomas Thomsonnal (1773-1852).

Az elmélet értelmében az anyag atomokból áll, amelyeknek reális kiterjedésük és jól meghatározott, állandó súlyuk van. Minden elemnek egy jól meghatározott atomfajta felel meg. Az egyszerű anyagok azonos atomokból épülnek fel, az összetett anyagok vagy vegyületek pedig különböző fajta atomokból.

A vegyületek képződésekor az elemek atomjai egyesülnek és mintegy egybeolvadva, az új anyag atomjait alkotják. Aszerint, hogy hány atom egyesül, különböző vegyülettípusokat különböztetünk meg. A vegyületek lehetnek binerek, amikor egy A atom egy B atommal egyesül, egy C atomot képezve.

A vegyület terner, ha atomja 3 atomból képződik, pl.:

1 A atom + 2 B atom = 1 D atom

vagy

2 A atom + 1 B atom = 1 E atom

és így tovább.

Ennek az atomelméletnek a segítségével nagyon jól meg lehet magyarázni a kémia alaptörvényeit.

A tömegmegmaradás törvénye például azzal magyarázható, hogy az atomok elpusztíthatatlanok és jól meghatározott állandó tömeggel rendelkeznek. A vegyi folyamatok során is állandó tömeggel rendelkeznek. Ezek során az atomok csak átmennek egyik anyagból a másikba, s így semmilyen súlyváltozás nem lép fel.

Az állandó súlyviszonyok törvényének viszont az a magyarázata, hogy vegyüléskor az elemek meghatározott számú atomjai kapcsolódnak egymáshoz. Így például, ha az új anyag 1 A atom és 1 B atom egyesülése következtében jön létre, akkor azonos számú A és B atomot tartalmaz, tehát az A elem súlyának úgy kell aránylania a B elem súlyához, mint az A atom súlya a B atoméhoz.

A többszörös súlyviszonyok törvénye szintén könnyen érthető Dalton elméletének segítségével: egy A atom csak 1, 2, 3, 4 stb. B atommal, vagyis csak egész számú B atommal egyesülhet, nem pedig atomtöredékekkel. Így tehát a különböző vegyületekben az 1 súlyrész A-val egyesülő B elem súlyai valamennyien egy bizonyos mennyiség egész számú többszörösei lesznek, ez a mennyiség pedig az A és B atom súlyának a viszonya lesz.

A biner vegyületekben az elemek súlyviszonyaival egyenlők, vagyis ha megvizsgáljuk a különböző vegyületek mennyiségi összetételét, megállapíthatjuk az atomok viszonylagos súlyát, amit Dalton atomsúlynak nevezett el. Ehhez csak az kell, hogy valamely elem atomsúlyát egységnek válasszuk. Dalton a legkönnyebb elem, a hidrogén atomsúlyát vette egységül és ehhez viszonyította a többi elem atomsúlyát. Említett munkájában már egy atomsúlytáblázatot is közöl. Ugyanebben a könyvében vezet be egy új jelölésmódot is, a vegyjelek és a képletek őseit.

Íme néhány elem és vegyület atomsúlya Dalton szerint:

  • elemek:
    • oxigén 6,5
    • hidrogén 1
    • szén 5
    • nitrogén 5

     

  • biner vegyületek:
    • víz 7,5
    • szénmonoxid 11,5
    • olajszerű gáz 6
    • ammónia 6

     

  • terner vegyületek:
    • szénsav 18
    • mocsárgáz 7
    • salétromsav 18

 

Táblázatában nagyon sok a tévedés. Az atomsúlyok tényleges értékei: oxigén 16, szén 12, nitrogén 14. Ezeknek a nagy eltéréseknek az oka az analízisek pontatlanságán kívül az is, hogy Daltonnak nem állt módjában megállapítani, melyik vegyület biner és melyik nem. Így például a vizet, amelynek „atomja” egy oxigén és egy hidrogénatomból áll biner vegyületnek tekintette. Ha tudta volna, hogy a valóságban ez terner vegyület, vagyis hogy a vízmolekulában egy oxigénatomhoz két hidrogénatom kapcsolódik, az oxigén atomsúlyára 13-at kapott volna, a szénére pedig tízet, ami már sokkal közelebb áll a valósághoz.

Hasonlóképpen biner vegyületnek tekinti Dalton az ammóniát is, holott az a valóságban kvaterner. Ezt figyelembe véve, a nitrogén atomsúlyára már nem 5 jön ki, hanem 15, ami szintén közel áll a tényleges 14-hez.

Dalton munkássága forradalmi jelentőségű volt a kémia fejlődése szempontjából. A kémiai atomelmélet felállítása, az atomsúly fogalmának bevezetése, a racionális kémiai jelölésmód alapjainak lefektetése új korszakot nyitott meg a kémia történetében.

Dalton nézetei azonban heves ellenállásba ütköztek. a többszörös súlyviszonyok törvényét élesen támadta Berthollet, atomelméletének helyességét kétségbe vonta Davy és még sokan mások. Éppen ezért évtizedekbe telt, amíg az új atomelmélet diadalmaskodott. Mivel az időközben felfedezett tények és kémiai törvények mind mellette szóltak, ez végül is eldöntötte a harc kimenetelét.

A Dalton atomelmélete körüli harcok hevességének az a magyarázata, hogy az elmélet jelentősége túlnőtt a kémia határain. Az atomista elképzelések hívei és ellenfelei közti több mint 2000 éves harcnak volt ez tulajdonképpen a folytatása, így hát lényegében e kérdésben a materializmus és az idealizmus csapott össze.

Dalton megállapította az első atomsúlyokat, de láttuk, hogy ezek távol álltak a valóságtól. Körülbelül fél évszázad fáradságos kísérleti munkájára volt szükség ahhoz, hogy az akkor ismert elemek túlnyomó többségének helyes atomsúlyát meghatározzák.

 


 

Facebook hozzászólok

Facebook hozzászólók

Hozzászólok

Ha szeretnél hozzászólni, lépj be!

Ezt olvastad már?
Fémek tulajdonságai

Fizikai tulajdonságok: áramvezetés: elektromos áram hatására a delokalizált kötő elektronok...

Close