atomteori – det vil sige troen på, at alt stof er sammensat af små, udelelige elementer – har meget dybe rødder. Oprindeligt optrådte teorien for tusinder af år siden i græske og indiske tekster som en filosofisk ide. Det blev dog ikke omfavnet videnskabeligt før i det 19.århundrede, da en evidensbaseret tilgang begyndte at afsløre, hvordan atommodellen så ud.det var på dette tidspunkt, at John Dalton, en engelsk kemiker, meteorolog og fysiker, begyndte en række eksperimenter, der kulminerede i, at han foreslog teorien om atomkompositioner – som derefter ville blive kendt som Daltons atomteori – der ville blive en af hjørnestenene i moderne fysik og kemi. ud over at skabe en model for atominteraktioner krediteres John Dalton også med at udvikle love for at forstå, hvordan gasser fungerer. Med tiden ville dette få ham til at konkludere ting om, hvordan atomer interagerede, atomernes vægt og at designe love, der etablerer atomteori som videnskabelig disciplin.

Daltons gaslove:

Dalton kom med sin teori om atomer som et resultat af sin forskning i gasser. Dette begyndte i 1800, da Dalton blev sekretær for Manchester Literary and Philosophical Society. Mens der, Dalton begyndte indsendt en række essays, der skitserede hans eksperimenter på sammensætningen af blandede gasser, herunder trykket af damp og andre dampe ved forskellige temperaturer, på fordampning. og på den termiske udvidelse af gasser.

i sine essays beskrev Dalton eksperimenter, hvor han forsøgte at fastslå damptrykket på forskellige punkter mellem 0 og 100 liter C (32 og 212 liter F). Baseret på hans observationer af seks forskellige væsker konkluderede Dalton, at variationen i damptryk for alle væsker var ækvivalent for den samme temperaturvariation og den samme damp af ethvert givet tryk.

Han konkluderede også, at alle elastiske væsker under det samme tryk udvides ens, når der påføres varme. Endvidere bemærkede han, at for en given udvidelse af kviksølv (dvs.bemærkede temperaturstigning ved hjælp af et kviksølvtermometer), at den tilsvarende udvidelse af luft er forholdsmæssigt mindre, jo højere temperaturen går.

dette blev grundlaget som Daltons lov (aka. Daltons lov om partialtryk), der sagde, at i en blanding af ikke-reagerende gasser er det samlede tryk, der udøves, lig med summen af partialtrykket for de enkelte gasser.

Daltons atomteori:

i løbet af denne forskning i gasser opdagede Dalton også, at visse gasser kun kunne kombineres i visse proportioner, selvom to forskellige forbindelser delte det samme fælles element eller gruppe af elementer.disse eksperimenter byggede på to teorier, der var opstået nær slutningen af det 18.århundrede, der beskæftigede sig med kemiske reaktioner. Den første var Loven om bevarelse af masse, formuleret af Antoine Lavoisier i 1789, der siger, at den samlede masse i en kemisk reaktion forbliver konstant – dvs.at reaktanterne har den samme masse som produkterne.

den anden var Loven om bestemte proportioner, først bevist af den franske kemiker Joseph Louis Proust i 1799. Denne lov siger, at hvis en forbindelse er opdelt i dets bestanddele, vil bestanddelene af bestanddelene altid have de samme proportioner, uanset mængden eller kilden til det oprindelige stof.

Ved at studere disse love og bygge videre på dem udviklede Dalton sin lov med flere proportioner. Denne lov siger, at hvis to elementer kan kombineres for at danne et antal mulige forbindelser, vil forholdet mellem masserne af det andet element, der kombineres med en fast masse af det første element, være forhold mellem små hele tal.

med andre ord kombineres elementer på atomniveau i faste forhold, som naturligt adskiller sig baseret på de forbindelser, der kombineres på grund af deres unikke atomvægte. Resultaterne blev grundlaget for of Daltons Atomlove eller Model, der fokuserer på fem grundlæggende sætninger. T

staten, at grundstoffer i deres reneste tilstand består af partikler kaldet atomer; at atomer af et specifikt element er alle de samme, ned til det allerførste atom; at atomer af forskellige grundstoffer kan fortælles fra hinanden ved deres atomvægte; at grundstoffernes atomer forenes for at danne kemiske forbindelser; og at atomer hverken kan skabes eller ødelægges i kemisk reaktion, kun grupperingen ændres nogensinde.Dalton mente også, at atomteori kunne forklare, hvorfor vand absorberede forskellige gasser i forskellige proportioner – for eksempel fandt han, at vand absorberede kulsyre langt bedre end det absorberede nitrogen. Dalton antog, at dette skyldtes forskellene i masse og kompleksitet af gassernes respektive partikler.

faktisk var det netop denne observation, der menes at være første gang, at Dalton antydede den formodede eksistens af atomer. I papiret, der adresserede gasabsorption i vand, som først blev offentliggjort i 1805, skrev han:

“hvorfor indrømmer vand ikke størstedelen af enhver form for gas? Dette spørgsmål har jeg behørigt overvejet, og selvom jeg ikke er i stand til at tilfredsstille mig helt, er jeg næsten overbevist om, at omstændighederne afhænger af vægten og antallet af de endelige partikler af de forskellige gasser.”

Dalton foreslog, at hvert kemisk element er sammensat af atomer af en enkelt, unik type, og selvom de ikke kan ændres eller ødelægges med kemiske midler, kan de kombineres for at danne mere komplekse strukturer (dvs.kemiske forbindelser). Dette markerede den første virkelig videnskabelige teori om atomet, da Dalton nåede sine konklusioner ved eksperimentering og undersøgelse af resultaterne på en empirisk måde.

Dalton og atomvægte:

Daltons begyndte også at studere atomvægte baseret på de masseforhold, hvori de kombinerede, med hydrogenatomet taget som standard. Dalton var imidlertid begrænset af råheden i hans laboratorieinstrumenter og det faktum, at han ikke forestillede sig, at atomerne i visse elementer findes i molekylær form, såsom rent ilt (O2).

han troede også, at den enkleste forbindelse mellem to elementer altid er et atom hver. Dette blev bedst illustreret i, hvordan han troede, at den kemiske formel for vand var HO, ikke H2O.

i 1803 præsenterede Dalton mundtligt sin første liste over relative atomvægte for et antal stoffer. Dette papir blev offentliggjort i 1805, men han diskuterede ikke der nøjagtigt, hvordan han opnåede disse tal. I 1807 blev hans metode afsløret af hans bekendtskab Thomas Thomson, i den tredje udgave af Thomsons lærebog, a system of Chemistry. Endelig offentliggjorde Dalton en fuld konto i sin egen lærebog, et nyt system for kemisk filosofi, i 1808 og 1810.

videnskabelige Fejl:

den største fejl i Daltons teori-dvs. eksistensen af både molekyler og atomer – blev senere korrigeret i princippet i 1811 af Amedeo Avogadro. Avogadro foreslog, at lige store mængder af to gasser ved lige temperatur og tryk indeholder lige mange molekyler. Med andre ord påvirker massen af en gas partikler ikke det volumen, den optager.

Avogadros lov tillod ham at udlede den diatomiske karakter af adskillige gasser ved at studere de mængder, hvor de reagerede. Avogadro var således i stand til at tilbyde mere nøjagtige estimater af atommassen af ilt og forskellige andre grundstoffer og gjorde en klar skelnen mellem molekyler og atomer. AK, disse og andre opdagelser både modsagt og raffineret Dalton teorier.

for eksempel har forskere siden opdaget, at atomet – engang anset for at være den mindste del af materien – faktisk kan opdeles i endnu mindre elementære partikler. Og mens Dalton blev opfattet som atomer som en enkelt enhed uden adskillelse mellem positive, negativ, og neutrale ladninger, efterfølgende eksperimenter af J.J. Thomson, Ernest Rutherford og Neils Bohr afslørede en mere kompleks struktur for atomet.

disse teorier blev senere valideret af observationer foretaget med elektronmikroskopet. Vi ved også, at atomvægt er et produkt af selve atomernes struktur. Derfor betragtes Daltons atommodel i sin reneste form nu kun som gyldig for kemiske reaktioner. Dette mindsker dog ikke Daltons Bidrag til moderne videnskab.

forud for sin tid, atomet var lidt mere end en filosofisk konstruktion gået ned fra antikken. Daltons banebrydende arbejde gjorde ikke kun teorien til virkelighed, men førte til mange andre opdagelser, såsom Einsteins relativitetsteori og Plancks kvanteteori – to studieretninger, der danner grundlaget for vores moderne forståelse af kosmos.

Vi har skrevet mange interessante artikler om atomteori her på Universe today. Her er en om antallet af atomer i universet, Hvad er atomets dele?, Hvem Var Democritus?, Bohrs atommodel, og hvad er Plum Pudding-modellen?

Hvis du vil lære mere om Daltons model, skal du tjekke artiklen fra Daltons atommodel.

astronomi Cast har indspillet mange interessante episoder om emnet. Tjek dem ud-afsnit 138: kvantemekanik, afsnit 378: Rutherford and Atoms og afsnit 392: Standardmodellen-Intro.