تويت
النظرية الذرية وقانون النسب المتضاعفة - جون دالتون .. حوالي ١٨٠٠ – ١٨٤٨ بعد الطوفان
النظرية الذرية وقانون النسب المتضاعفة
جون دالتون
جون دالتون هو الابن الثاني لنساج متواضع من منطقة البحيرات في إنجلترا . كانت مساهمته في الكيمياء هي إعادة صياغة نظرية ذرية منهجية مبنية على عناصر لافوازييه . وإعادة صياغة» هنا جاءت لأن مفهوم الذرات لم يكن بالقطع جديدا : فقد افترض أنباد قليس وجود الذرات في الفلسفة اليونانية السابقة على أرسطو . كما أن ديكارت وهوك افترضا وجود الذرات. وفي عام 1738 ، استنتج دانيال بيرنولي بدقة قانون بويل مفترضا أن الغازات تتكون من تجمعات لجسيمات تتصادم باستمرار مع جدران الإناء الذي يحتويها . لم يقترح دالتون الذرات كشيء تجريدي، أو طريقة رياضية، بل إن ذرات دالتون كانت فيزيائية، لها كتلة خاصة (الوزن الذري)، واتحادها مع بعضها البعض بنسب ثابتة يعطي كل التنوع من المركبات الكيميائية.
وقد اقترح جيريمياس بنيامين ريختر كيميائي متخصص في البورسيلين مات متأثرا بالسل في سن (45) ، سابقا في ذلك دالتون، أن العمليات الكيميائية تقوم على قوانين رياضية، وصك التعبير الحساب الكيميائي»، ليشرحالنسب الوزنية للعناصر الكيميائية في التفاعلات . وقد أسس دالتون نظرته الثاقبة تجريبيا بمقارنة نسب أوزان العناصر في المركبات، وفيما بين المركبات.
وحتى نفهم كيف أوصلت هذه القياسات دالتون إلى نظريته الذرية لنتخيل صندوقا من الذرات المغطاة الذرات الخضراء مغطاة بخطاطيف أما الذرات الحمراء فمغطاة بحلقات. ويمكن للذرات الخضراء أن تتحد مع الحمراء فقط، وأحيانا تتحد ذرة واحدة حمراء مع ذرتين خضراوين أو تتحد ذرتان حمراوان مع ذرة واحدة خضراء، وهكذا . فإذا أخذنا عينة من 2 أحمر - أخضر وحللناها ، فإن وزن الأحمر إلى وزن الأخضر سيكون 1:2 .
ولا تثبت هذه المعلومات وحدها أن المادة مصنوعة من ذرات مستقلة. لكن إذا أخذنا عينة من 2 أخضر - أحمر وحللناها ، وقارنا كتلة الأحمر بكتلة الأحمر في العينة السابقة، فإن حقيقة أن هذه النسبة أيضا ستكون نسبة أعداد صحيحة (1) إلى (2) تشير إلى أن الأحمر لابد أن يكون على شكل وحدات منفصلة. هذه هي المقارنة التي أجراها دالتون في المركبات الكيميائية.
يكون الكربون والأكسجين أول أكسيد الكربون ذرة واحدة كربون مع ذرة أكسجين واحدة أو ثاني أكسيد الكربون ( ذرة كربون واحدة مع ذرتين من الأكسجين). وعندما قام دالتون بمقارنة كتلة الكربون وكتلة الأكسجين بين أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وجد أنها نسبة أعداد صحيحة بسيطة.
قارن أول أكسيد النيتروجين، وثاني أكسيد النيتروجين، ووجد الشيء نفسه.
وأصبح أول دليل مباشر على وجود الذرات معروفا باسم قانون النسب المتضاعفة . وقد لاحظ دالتون أن عنصر الأكسجين قد يتحد مع جزء معين من غاز النيتروز أو مع ضعف هذا الجزء، لكن لا يتحد بكميات وسط بينهما» (2) .
توصل دالتون إلى مقياس للأوزان الذرية. اختار وزن الهيدروجين ليكون ا اعتباطيا . وبناء على اعتقاد بإن الذرات المتشابهة تتنافر مع بعضها البعض فقد افترض أن أكثر المركبات ثباتا لعنصرين لابد أن تحتوي على ذرة واحدة فقط من كل عصر . ولأن الماء كان المركب الوحيد المعروف للهيدروجين مع الأكسجين في عصر دالتون فإن دالتون كان يؤمن بأن صيغة الماء هي ho (نحن نعرف أنها h2o اليوم) . وجد لافوازييه أن نسبة كتلة الأكسجين إلى الهيدروجين في الماء هي 17 إلى 3 واليوم نحن نعرف أنها 16 (2) ، لذلك فإن دالتون قد حدد الوزن الذري للأكسجين بأنه 17 مقسومة على 3 أو 5.5 (واليوم نحن نعرف أن للأكسجين كتلة 16 مقارنة بوزن الهيدروجينا).
وعلى الرغم من الأساس القائم على افتراضات تحتمل الشك، والنتائج الأولية الخاطئة، إلا أن نظرية دالتون كانت تقدما مفاجئا ومطلوبا في ذلك الحين. فقد مكنت الكيميائيين لأول مرة من تفسير العلاقات الوزنية بشكل منطقي. وقد نشر اكتشافاته سنة 1808 في كتابه المسمى «النظام الجديد لفلسفة الكيمياء»، وكان عمره 42 سنة.
ومع أن ذرات دالتون قد ساعدت في تفسير الكثير من الملاحظات مثل ميل المواد للاتحاد بنسب عددية صحيحة وبسيطة، إلا أن النظرية الذرية قد دفعت إلى الأمام بمزيد من الأسئلة، مثل طبيعة القوى التي تمسك الذرات ببعضها البعض المفهوم الضبابي للميل الكيميائي. اهتم بهذا السؤال الكيميائي السويدي جانس جاكوب برزيليوس، الذي استخدم عنصرا جديدا من التوابل الموجودة على رف الكيميائيين : الكهرباء.
النظرية الذرية وقانون النسب المتضاعفة
جون دالتون
جون دالتون هو الابن الثاني لنساج متواضع من منطقة البحيرات في إنجلترا . كانت مساهمته في الكيمياء هي إعادة صياغة نظرية ذرية منهجية مبنية على عناصر لافوازييه . وإعادة صياغة» هنا جاءت لأن مفهوم الذرات لم يكن بالقطع جديدا : فقد افترض أنباد قليس وجود الذرات في الفلسفة اليونانية السابقة على أرسطو . كما أن ديكارت وهوك افترضا وجود الذرات. وفي عام 1738 ، استنتج دانيال بيرنولي بدقة قانون بويل مفترضا أن الغازات تتكون من تجمعات لجسيمات تتصادم باستمرار مع جدران الإناء الذي يحتويها . لم يقترح دالتون الذرات كشيء تجريدي، أو طريقة رياضية، بل إن ذرات دالتون كانت فيزيائية، لها كتلة خاصة (الوزن الذري)، واتحادها مع بعضها البعض بنسب ثابتة يعطي كل التنوع من المركبات الكيميائية.
وقد اقترح جيريمياس بنيامين ريختر كيميائي متخصص في البورسيلين مات متأثرا بالسل في سن (45) ، سابقا في ذلك دالتون، أن العمليات الكيميائية تقوم على قوانين رياضية، وصك التعبير الحساب الكيميائي»، ليشرحالنسب الوزنية للعناصر الكيميائية في التفاعلات . وقد أسس دالتون نظرته الثاقبة تجريبيا بمقارنة نسب أوزان العناصر في المركبات، وفيما بين المركبات.
وحتى نفهم كيف أوصلت هذه القياسات دالتون إلى نظريته الذرية لنتخيل صندوقا من الذرات المغطاة الذرات الخضراء مغطاة بخطاطيف أما الذرات الحمراء فمغطاة بحلقات. ويمكن للذرات الخضراء أن تتحد مع الحمراء فقط، وأحيانا تتحد ذرة واحدة حمراء مع ذرتين خضراوين أو تتحد ذرتان حمراوان مع ذرة واحدة خضراء، وهكذا . فإذا أخذنا عينة من 2 أحمر - أخضر وحللناها ، فإن وزن الأحمر إلى وزن الأخضر سيكون 1:2 .
ولا تثبت هذه المعلومات وحدها أن المادة مصنوعة من ذرات مستقلة. لكن إذا أخذنا عينة من 2 أخضر - أحمر وحللناها ، وقارنا كتلة الأحمر بكتلة الأحمر في العينة السابقة، فإن حقيقة أن هذه النسبة أيضا ستكون نسبة أعداد صحيحة (1) إلى (2) تشير إلى أن الأحمر لابد أن يكون على شكل وحدات منفصلة. هذه هي المقارنة التي أجراها دالتون في المركبات الكيميائية.
يكون الكربون والأكسجين أول أكسيد الكربون ذرة واحدة كربون مع ذرة أكسجين واحدة أو ثاني أكسيد الكربون ( ذرة كربون واحدة مع ذرتين من الأكسجين). وعندما قام دالتون بمقارنة كتلة الكربون وكتلة الأكسجين بين أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وجد أنها نسبة أعداد صحيحة بسيطة.
قارن أول أكسيد النيتروجين، وثاني أكسيد النيتروجين، ووجد الشيء نفسه.
وأصبح أول دليل مباشر على وجود الذرات معروفا باسم قانون النسب المتضاعفة . وقد لاحظ دالتون أن عنصر الأكسجين قد يتحد مع جزء معين من غاز النيتروز أو مع ضعف هذا الجزء، لكن لا يتحد بكميات وسط بينهما» (2) .
توصل دالتون إلى مقياس للأوزان الذرية. اختار وزن الهيدروجين ليكون ا اعتباطيا . وبناء على اعتقاد بإن الذرات المتشابهة تتنافر مع بعضها البعض فقد افترض أن أكثر المركبات ثباتا لعنصرين لابد أن تحتوي على ذرة واحدة فقط من كل عصر . ولأن الماء كان المركب الوحيد المعروف للهيدروجين مع الأكسجين في عصر دالتون فإن دالتون كان يؤمن بأن صيغة الماء هي ho (نحن نعرف أنها h2o اليوم) . وجد لافوازييه أن نسبة كتلة الأكسجين إلى الهيدروجين في الماء هي 17 إلى 3 واليوم نحن نعرف أنها 16 (2) ، لذلك فإن دالتون قد حدد الوزن الذري للأكسجين بأنه 17 مقسومة على 3 أو 5.5 (واليوم نحن نعرف أن للأكسجين كتلة 16 مقارنة بوزن الهيدروجينا).
وعلى الرغم من الأساس القائم على افتراضات تحتمل الشك، والنتائج الأولية الخاطئة، إلا أن نظرية دالتون كانت تقدما مفاجئا ومطلوبا في ذلك الحين. فقد مكنت الكيميائيين لأول مرة من تفسير العلاقات الوزنية بشكل منطقي. وقد نشر اكتشافاته سنة 1808 في كتابه المسمى «النظام الجديد لفلسفة الكيمياء»، وكان عمره 42 سنة.
ومع أن ذرات دالتون قد ساعدت في تفسير الكثير من الملاحظات مثل ميل المواد للاتحاد بنسب عددية صحيحة وبسيطة، إلا أن النظرية الذرية قد دفعت إلى الأمام بمزيد من الأسئلة، مثل طبيعة القوى التي تمسك الذرات ببعضها البعض المفهوم الضبابي للميل الكيميائي. اهتم بهذا السؤال الكيميائي السويدي جانس جاكوب برزيليوس، الذي استخدم عنصرا جديدا من التوابل الموجودة على رف الكيميائيين : الكهرباء.
تعليق