1811年意大利物理學(xué)教授阿佛加德羅所提出的分子假說(shuō)沒(méi)有引起重視,更沒(méi)有被承認(rèn)。由此產(chǎn)生的嚴(yán)重后果,當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)化學(xué)家是沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的。
在1860年以前的近半個(gè)世紀(jì)里,由于不承認(rèn)分子是單質(zhì)或化合物在游離狀態(tài)下獨(dú)立存在的最小質(zhì)點(diǎn),不承認(rèn)分子是由原子組成的這一正確假說(shuō),世界各國(guó)化學(xué)家們對(duì)原子和分子的認(rèn)識(shí)就很混亂。當(dāng)時(shí)化學(xué)家們所倚重的測(cè)定原子量的工作也遇到了麻煩,常被當(dāng)作測(cè)定元素原子量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的氧或氫,由于不承認(rèn)它們是雙原子分子,那么采用例如蒸汽密度法等物理方法來(lái)測(cè)定原子量,數(shù)值就難免產(chǎn)生成倍的偏差。原子量不能準(zhǔn)確地測(cè)定,分子組成自然就無(wú)法測(cè)定了。每個(gè)化學(xué)家各有各的一套元素符號(hào)和化學(xué)式的寫(xiě)法,例如有人把HO當(dāng)作水,又有人把水當(dāng)作過(guò)氧化氫。有人用CH2表示甲烷(應(yīng)該是CH4),也有人用它來(lái)表示乙烯,以至于在著名化學(xué)家凱庫(kù)勒編寫(xiě)的教科中,醋酸的化學(xué)式競(jìng)達(dá)19個(gè)之多。這種混亂的情況使許多著名的化學(xué)家甚至懷疑原子量是否能測(cè)定,原子量究竟是否存在。這實(shí)際上是對(duì)原子論提出懷疑。如此混亂的化學(xué)怎么能繼續(xù)向前發(fā)展……。
為了結(jié)束這一混亂局面,統(tǒng)一大家對(duì)元素符號(hào)、原子量、化合價(jià)、化學(xué)式的認(rèn)識(shí),凱庫(kù)勒等人發(fā)起召開(kāi)一次國(guó)際化學(xué)家大會(huì)。會(huì)議于1860年9月3日至5日在德國(guó)的卡爾斯魯厄舉行、主要來(lái)自歐洲各國(guó)的140名化學(xué)家出席了會(huì)議。會(huì)議經(jīng)過(guò)了激烈的爭(zhēng)論,沒(méi)有取得統(tǒng)一的意見(jiàn),只好不了了之,但在會(huì)議就要結(jié)束時(shí),會(huì)下散發(fā)了一本名叫《化學(xué)哲學(xué)教程提要》的小冊(cè)子,就是這本小冊(cè)子使問(wèn)題豁然明朗,很快統(tǒng)一了大家混亂不堪的認(rèn)識(shí);瘜W(xué)家們終于明白承認(rèn)阿佛加德羅的分子假說(shuō)是扭轉(zhuǎn)這一混亂局面的唯一鑰匙。這本小冊(cè)子的作者就是意大利化學(xué)家康尼查羅。
集科學(xué)家、革命家于一身
康尼查羅1826年7月26日出生在意大利西西里島一個(gè)行政官員的家庭。在中學(xué)里他的學(xué)習(xí)很好,其中算術(shù)曾獲得過(guò)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?5歲時(shí)結(jié)束了中學(xué)教育,根據(jù)他當(dāng)時(shí)的志趣進(jìn)入巴勒摩大學(xué)醫(yī)學(xué)系。開(kāi)始時(shí)他對(duì)各門(mén)功課都有興趣,后來(lái),由于巴黎科學(xué)院院士、生物學(xué)教授弗德拉的影響,他迷上了生理學(xué)。在弗德拉的指導(dǎo)下。他研究的第一個(gè)課題是輸入神經(jīng)與輸出神經(jīng)間的區(qū)分。在1845年拿不勒斯科學(xué)家代表大會(huì)上,他關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)研究的論文受到了代表們的好評(píng)。當(dāng)時(shí)研究生物學(xué),必須進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。然而醫(yī)學(xué)系的實(shí)驗(yàn)條件極差,康尼查羅只好時(shí)常到老師家做實(shí)驗(yàn),還在自己的家里構(gòu)筑了一個(gè)簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)了他對(duì)化學(xué)的興趣,更重要的是使他發(fā)現(xiàn)了自己化學(xué)知識(shí)的不足,從此他的興趣又從生理學(xué)轉(zhuǎn)向到化學(xué)。
正在這時(shí)候,巴勒摩大學(xué)鬧學(xué)潮,康尼查羅是個(gè)積極分子,因而被迫離校,弗德拉對(duì)此很惋借,于是介紹康尼查羅到比薩大學(xué)繼續(xù)深造。在比薩大學(xué),化學(xué)教授皮立亞是個(gè)很有學(xué)問(wèn)和威望的教授?的岵榱_到校后不久,在實(shí)驗(yàn)中就被皮立亞發(fā)現(xiàn)是個(gè)有才華的青年,任命他為自己實(shí)驗(yàn)室的助手。為了獲得更多更系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí),康尼查羅一方面為皮立亞教授準(zhǔn)備課堂實(shí)驗(yàn):一方面堅(jiān)持聽(tīng)皮立亞開(kāi)設(shè)的無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)課程。實(shí)驗(yàn)和聽(tīng)課相得益彰,僅僅三年、有計(jì)劃有系統(tǒng)的訓(xùn)練已經(jīng)使康尼查羅成為一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),實(shí)驗(yàn)技術(shù)精湛,學(xué)術(shù)思想潔躍的化學(xué)家。
思鄉(xiāng)之情使康尼查羅告別了他敬愛(ài)的老師皮立亞,于1847年夏天回到了巴勒鼠此時(shí)西西里的革命運(yùn)動(dòng)正在蓬勃地發(fā)展?的崃_查一回到巴勒摩就奮不顧身地投入革命運(yùn)動(dòng),和他的老師弗德拉一樣成為革命運(yùn)動(dòng)的中堅(jiān)分子。1848年之月西西里反對(duì)那不勒斯國(guó)王斐迪南二世的武裝起義正式爆發(fā),這是波瀾壯闊的1848年歐洲革命的一部分。起義者們經(jīng)過(guò)激戰(zhàn),把斐迪南二世趕出了西西里島,建立了臨時(shí)的革命政府、一在戰(zhàn)斗中,康尼查羅擔(dān)任炮兵指揮員贏得群眾的信任,被推選為西西里議會(huì)的眾議員,井被任命為眾議院的秘書(shū)。好景不長(zhǎng),那不勒斯國(guó)王糾集了周?chē)鷰讉(gè)封建王國(guó)的軍隊(duì)進(jìn)行反撲,1349年4月攻丹了西西里全島,起義遭到失敗。康尼查羅參加了最后的抵抗后,不得不流亡到法國(guó)。復(fù)辟的王朝宣布判處包括康尼查羅在內(nèi)的12名起義領(lǐng)導(dǎo)人死刑,康尼查羅暫時(shí)無(wú)法回到家鄉(xiāng)。
在法國(guó)流浪的半年中,他仍然抓緊時(shí)間考察了里昂等地的化工企業(yè),學(xué)習(xí)了在課堂上學(xué)不到的許多知識(shí)后經(jīng)皮立亞和法國(guó)化學(xué)家卡胡爾介紹,他來(lái)到法國(guó)化學(xué)教授謝福瑞的實(shí)驗(yàn)室工作,在這里,他認(rèn)真地開(kāi)展有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)當(dāng)時(shí)有機(jī)化學(xué)發(fā)展的新進(jìn)展有了充分的認(rèn)識(shí)。
當(dāng)時(shí)的意大利分裂成八九個(gè)小國(guó),康尼查羅雖然暫時(shí)不能回到家鄉(xiāng)西西里島,但是他還是想回到意大利,回到離家鄉(xiāng)近一點(diǎn)的地方。這時(shí)位于意大利北部有個(gè)叫皮埃蒙特的國(guó)家,在1848年曾支持西西里的起義,對(duì)康尼查羅等革命者十分尊重。1851年皮埃蒙特政府聘請(qǐng)康尼查羅到當(dāng)?shù)丶夹g(shù)學(xué)院任物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)教授。他到學(xué)院后的第一件事是建造化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。因?yàn)樗殉浞终J(rèn)識(shí)到,沒(méi)有化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是不能創(chuàng)造科學(xué)成果,也不能培養(yǎng)科學(xué)人才的。就在這個(gè)學(xué)院,他取得了有機(jī)化學(xué)的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn):芳香醛類和堿液作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酸和醇的反應(yīng)。這在教科書(shū)上稱為康尼查羅反應(yīng)。它無(wú)論在理論上還是在實(shí)際上都有重大意義。
1855年,皮埃蒙特最著名的大學(xué)??熱那亞大學(xué)聘請(qǐng)他為化學(xué)教授。在繁忙的教學(xué)之余,他系統(tǒng)、深入地考察了理論化學(xué)的發(fā)展和問(wèn)題,《化學(xué)哲學(xué)教程提要》就是他這一時(shí)期的科研成果。
1860年4月,西西里農(nóng)民再度起義,包括康尼查羅在內(nèi)的革命戰(zhàn)士紛紛返回西西里,斐迪南二世再次被趕出了西西里,康尼查羅回到闊別11年的故鄉(xiāng),成為西西里國(guó)家的非常委員會(huì)成員,但是此時(shí)的康尼查羅沒(méi)有忘記他的科學(xué)事業(yè),在革命工作十分繁忙的9月,仍然趕赴德園卡爾斯魯厄爾參加了第一次國(guó)際化學(xué)家代表大會(huì)。由于閱讀了他的《化學(xué)哲學(xué)教程提要》的小冊(cè)子,多數(shù)化學(xué)家從此理解并接受了阿佛加德羅的分子假說(shuō)。34歲的康尼查羅也被公認(rèn)為理論化學(xué)的權(quán)威。
康尼查羅從德國(guó)回來(lái)后不久,西西里的那不勒斯王國(guó)與皮埃蒙特王國(guó)合并成立了意大利王國(guó),到1870年,意大利玉國(guó)又統(tǒng)一了意大利全境。在這場(chǎng)完成國(guó)家統(tǒng)一的革命中,康尼查羅在科研和教學(xué)之外,以極大的熱情從事社會(huì)政治活動(dòng)。偉大的科學(xué)家也是當(dāng)時(shí)一位杰出的政治活動(dòng)家。
統(tǒng)一后的意大利王國(guó)設(shè)首都于羅馬。新政權(quán)在羅馬建立一所全國(guó)最高級(jí)的學(xué)府一羅馬大學(xué)。這里云集了意大利一批最優(yōu)秀的學(xué)者?的岵榱_當(dāng)然是第一批被推舉的, 1871年他來(lái)到了羅馬大學(xué)任化學(xué)教授。 在羅馬,他一方面從事教學(xué),為意大利培養(yǎng)了一批批優(yōu)秀的化學(xué)家,一方面從事有機(jī)化學(xué)的研究,取得了突出的成就。此外他述是意大利王國(guó)的議員,副議長(zhǎng),國(guó)家教育委員會(huì)、國(guó)家財(cái)政委員會(huì)的成員,為建設(shè)統(tǒng)一后的意大利作出了杰出的貢獻(xiàn)。
論證原子一分子學(xué)說(shuō)
簡(jiǎn)單他說(shuō),康尼查羅是通過(guò)研究化學(xué)史來(lái)論證原子一分子論的。他的方法充分地體現(xiàn)了邏輯與歷史的統(tǒng)一?的岵榱_在熱那亞講授理論化學(xué)時(shí),發(fā)現(xiàn)了由于不承認(rèn)阿佛加德羅分子假說(shuō)所造成的混亂。面對(duì)這一困境,他首先研究了道爾頓的原子論、阿佛加德羅的分子假說(shuō)及其實(shí)驗(yàn)依據(jù)。通過(guò)這一歷史的考察,他認(rèn)識(shí)到爭(zhēng)論的癥緒。但是要解開(kāi)這一癥結(jié),還必須掌握更多的化學(xué)事實(shí)。為此他又考察了貝采里烏斯的電化二元論及杜馬對(duì)它的批判,總結(jié)了杜馬等許多化學(xué)家所作的與分子論相關(guān)的工作,沿著歷史的線索對(duì)化學(xué)理論和一些測(cè)定方法進(jìn)行分析和總結(jié),他解決了以下兒個(gè)大家所關(guān)心的問(wèn)題:
1.強(qiáng)調(diào)地指出阿佛加德羅的分子假說(shuō)是蓋?呂薩克氣體化合定律的自然結(jié)論,從而說(shuō)明了分子假說(shuō)是有根據(jù)的。
2.提出一些化學(xué)家不接受阿佛加德羅分子假說(shuō)的一個(gè)重要原因是過(guò)分地信賴了貝采里烏斯的電化二元論。有機(jī)化學(xué)中的鹵素取代氫的實(shí)驗(yàn)事實(shí)恰好證明電化二元論是不全面的。
3.說(shuō)明了怎樣根據(jù)分子假說(shuō),運(yùn)用蒸氣密度法來(lái)求分子量。同時(shí)他運(yùn)用氣體密度怯測(cè)定了氫、氧、硫、氯、砷、汞、溴等單質(zhì)和水、氯化氫、醋酸等化合物的分子量。
4.在測(cè)定分子量的基礎(chǔ)上,結(jié)合分析化學(xué)的資料,進(jìn)而提出一個(gè)確定原子量的合理方法。還論證了阿佛加德羅假說(shuō)與杜隆??珀替定律的關(guān)系。這一定律是法國(guó)物理學(xué)家杜隆和珀替在1818年由實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來(lái)的關(guān)于固態(tài)單質(zhì)的物質(zhì)熱容量與原子量的關(guān)系。
5.指出當(dāng)量與原子量不同,它是原子參加化學(xué)反應(yīng)的數(shù)量單位,當(dāng)量和原子價(jià)的乘積就是原子量。
6.根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)資料證明無(wú)論在無(wú)機(jī)化學(xué)還是在有機(jī)化學(xué)中,原子量只有一套;瘜W(xué)定律對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)同樣適用。
7.確定了寫(xiě)化學(xué)式的原則。
康尼查羅所解決的這些問(wèn)題澄清了許多模糊乃至錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),為原子??分子論的確定掃除了障礙。他的上述觀點(diǎn)正是《化學(xué)哲學(xué)教程提要》這一小冊(cè)子所陳述的主要內(nèi)容。
康尼查羅的工作和他的小冊(cè)子一樣受到了同行們很高的評(píng)價(jià)。和門(mén)捷列夫一道發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律的德國(guó)化學(xué)家邁爾在結(jié)束卡爾斯魯厄會(huì)議的回家途中就閱讀了這本小冊(cè)子,他感慨他說(shuō):“這本篇幅不大的論文對(duì)于大家爭(zhēng)執(zhí)中最重要的各點(diǎn)闡述得如此清楚,使我感到驚奇。眼前的屏障好像剝落下來(lái),許多疑團(tuán)煙消云散……這應(yīng)歸功于康尼查羅的小冊(cè)子!
康尼查羅的合理闡述,把原子論和分子假說(shuō)整理成一個(gè)協(xié)調(diào)的系統(tǒng),原子一分子論因此才為廣大化學(xué)家們接受。原子一分子論的確立,直接導(dǎo)致化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)和有機(jī)化學(xué)系統(tǒng)的建立。
康尼查羅對(duì)化學(xué)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn),使他在全世界享有很高的聲望。1862年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)選他為會(huì)員。1872年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)又授予他第一枚特制的法拉第獎(jiǎng)?wù)隆?1906年為了慶祝他80壽辰,在羅馬舉行了國(guó)際應(yīng)用化學(xué)代表大會(huì),在會(huì)上,授予康尼查羅一座象征著傳遞真理的比立特之座像。1910年5月10日, 84歲的康尼查羅因年高而去世。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/783734.html
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