جان دالتون؛ "پدر شیمی" و مبدع نظریه اتمی جدید

فرارو دوشنبه 01 اردیبهشت 1404 - 21:02
با پذیرفته شدن نظریه دالتون، شیمی و بویژه شیمی آلی، با شتاب زیادی پیشرفت کرد. نظریه اتمی دالتون سبب شد که او به پاس کوشش‌های علمی‌اش در شیمی، عنوان "پدر شیمی" را بدست آورد.

جان دالتون، شیمیدان و هواشناس انگلیسی، به سال ۱۷۶۶ در انگلستان به دنیا آمد. او از پیشگامان نظریه اتمی جدید بود. دالتون در سال ۱۷۹۳ مجموعه مقالاتی با عنوان "پژوهش‌های هواشناختی و آزمایش‌ها" منتشر کرد که درباره موضوعات جوّی و مبتنی بر پژوهش‌های خودش و دو تن از دوستانش، جان گوگ و پیتر کراست، بودند.

به گزارش عصر ایران؛ این مقالات چندان مورد توجه قرار نگرفتند ولی جان کلامشان مهم بود و آن اینکه، هواشناسی صرفا موضوعی جذاب در فرهنگ عامه نیست، بلکه شایسته مطالعه علمی جدی و دقیق است.

دالتون در مصاف با معاصرین خود، از دیدگاهی دفاع کرد که بر پایه آن هوا (جو)، به جای اینکه ترکیب ویژه عناصر باشد، ترکیب فیزیکی ۸۰ درصد ازت و ۲۰ درصد اکسیژن است.

او گنجایش هوا برای جذب بخار آب، و دگرگونی و نوسان نسبی فشار آن را با حرارت اندازه‌گیری کرد.

تعریفی که او از فشار نسبی به دست داد، تعریفی بر حسب قانون فیزیک بود که بر پایه آن، در یک ترکیب گازی، فشار نسبی هر گاز برابر خواهد بود با فشار اعمال شده به همان گاز، اگر به تنهایی حجم اولیه را اشغال کند. به عبارت دیگر، کل فشار یک گاز به مجموع فشار هر جزء آن مرتبط می‌شود.

جان فردریک دانیل، دانشمند انگلیسی و از هم‌روزگاران دالتون، بعد‌ها دالتون را "پدر هواشناسی" خواند.

اثرگذارترین کار و نوشته دالتون در شیمی، نظریه اتمی او بود. تلاش‌های انجام‌شده درباره چگونگی دستیابی دالتون به این نظریه و بسط و گسترش آن، بی‌فایده بوده است. حتی یادآوری‌های خود دالتون هم در این زمینه، ناقص و ناتمام‌اند.

دالتون نظریه فشار نسبی خود را بر این ایده و فکر استوار کرد که در ترکیب‌های گازی، تنها اتم‌های مشابه یکدیگر را دفع می‌کنند؛ در حالی که به نظر می‌رسد اتم‌های غیرمشابه واکنش‌های متفاوتی نسبت به همدیگر دارند. این مفهوم‌سازی، علت کنش و رفتار مستقل هر گاز در یک ترکیب را توضیح می‌داد.

هر چند نادرستی دیدگاه دالتون بعد‌ها به اثبات رسید، اما او با استفاده از این نظر، به عنوان پیشنهادی سودمند، توانست ایده و فکر بسیاری از اتم‌باوران پیشین را - از دموکریتوس فیلسوف یونانی گرفته، تا دکتر بوشکوویچ ریاضیدان و اخترشناس قرن هجدهم - ابطال کند؛ اتم‌باورانی که به نظرشان اتم‌های همه‌ی انواع مواد، مشابه و یکسان بودند.

دالتون ادعا کرد که اتم‌های عناصر مختلف در اندازه و جرم متفاوت‌اند. این ادعا در واقع برجستگی و ویژگی اصلی نظریه اوست.

او توجه و کوشش خود را بر تعیین جرم‌های نسبی هر نوع خاص و متفاوت اتم متمرکز کرد؛ روند و جریانی که به ادعای وی تنها با در نظر گرفتن تعداد اتم‌های هر عنصر موجود در ترکیبات شیمیایی متفاوت به نتیجه می‌رسد.

دالتون به مدت چند سال شیمی آموزش داده بود، اما در این زمینه پژوهش نکرده بود. او در گزارش علمی خود که در ۲۱ اکتبر ۱۸۰۳ برای انجمن فلسفی و ادبی منچستر خواند، ادعا کرد که "پژوهش در زمینه وزن‌های نسبی ذرات نهایی اجسام، تا آن‌جا که من می‌دانم، موضوعی کاملا نو است. به تازگی با دستیابی به پیروزی شگرفی پیگیر این پژوهش بوده‌ام. "

او روش خود در اندازه‌گیری عناصر گوناگون را، از جمله هیدروژن و اکسیژن و کربن و ازت، مطابق روشی که این عناصر با جرم‌های ثابت با یکدیگر ترکیب می‌شوند، شرح داد. اگر قرار بود چنین اندازه‌گیری‌هایی بااهمیت و قابل توجه باشند، عناصر می‌بایست در نسبت‌های ثابت ترکیب شوند.

اندازه‌گیری‌های او، هر چند ناشیانه و خام، امکان تنظیم و فرمول‌بندی‌کردن قانون نسبت‌های چندگانه را برای وی فراهم آورد که بر پایه آن: اگر دو عنصر بیش از یک ترکیب را بوجود آورند، جرم عناصر سازنده در هر ترکیب، عددی کوچک و صحیح خواهد بود.

جونز جاکوب برزلیوس، شیمیدان سوئدی، به دالتون نوشت: "قانون نسبت‌های چندگانه، بدون نظریه اتمی، یک راز است. " و دالتون پایه و اساس این نظریه را آماده کرد.

با این همه، مشکل به قوت خود باقی بود و آن این بود که شناخت نسبت‌ها برای تعیین تعداد واقعی اتم‌های هر عنصری در هر ترکیب، کافی نبود. مثلا یافته‌های شیمی آن روز نشان می‌دادند که گاز متان دو برابر هیدروژن، اتیلن دارد.

جاکوب به پیروی از قانون "حداکثر سادگی" دالتون، متان را ترکیب یک اتم کربن و دو اتم هیدروژن، و اتیلن را حاصل ترکیب یک اتم کربن و یک اتم هیدروژن در نظر گرفت.

نادرستی این نظر امروزه روشن شده؛ زیرا مولکول متان با علامت شیمیایی CH۴ و مولکول اتیلن به صورت C۲H۴ نشان داده می‌شود.

با این همه، نظریه اتمی دالتون، با وجود نارسایی‌ها و ایراد‌های وارد بر آن، در تاریخ علم پیروز شده؛ زیرا استدلال بنیادی او درست است.

برطرف کردن کاستی‌ها و نارسایی‌های نظریه نظریه دالتون، روندی آرام و تدریجی داشت و در سال ۱۸۵۸، پس از اینکه استانیسلاو کانیزارو، شیمیدان ایتالیایی، سودمندی فرضیه آمادئو آووگادرو در تعیین جرم‌های مولکولی را خاطر نشان کرد، به پایان رسید.

از آن زمان به بعد، شیمیدان‌ها نشان داده‌اند که نظریه اتمی دالتونی، عامل کلیدی نهفته پیشرفت‌های بعدی در رشته تخصصی و زمینه کارشان بوده است.

با پذیرفته شدن نظریه دالتون، شیمی و بویژه شیمی آلی، با شتاب زیادی پیشرفت کرد. نظریه اتمی دالتون سبب شد که او به پاس کوشش‌های علمی‌اش در شیمی، عنوان "پدر شیمی" را بدست آورد.

جان دالتون در ۲۷ ژوئیه ۱۸۴۴ در سن ۷۸ سالگی در شهر منچستر درگذشت.

منبع خبر "فرارو" است و موتور جستجوگر خبر تیترآنلاین در قبال محتوای آن هیچ مسئولیتی ندارد. (ادامه)
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت تیترآنلاین مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویری است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هرگونه محتوای خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.