Краткая история науки | страница 94



Почему?

Лавуазье, живший в девятнадцатом веке, объяснял это тем, что элементы являются базовыми единицами материи, и ни одни из них не может быть разложен на составляющие. Дальтон назвал мельчайшие частички материи «атомами» и настаивал, что атомы одного элемента все одинаковые, но в то же время отличаются от атомов других элементов. Он считал атомы невероятно маленькими кусочками сплошной материи, окруженными теплом. Тепло вокруг атома помогало объяснить то, как атомы и соединения, которые они создают, объединяясь с другими атомами, могут находиться в разных состояниях.

Например, атомы водорода и кислорода могут вместе выглядеть как твердый лед (в этом случае у них меньше всего тепла), или как вода, или как водяной пар (когда тепла больше всего).

Дальтон изготавливал модели из маленьких вырезок, пытаясь разобраться с тем, как состыкуются атомы. Он помечал эти куски картона символами, поскольку на полные названия не хватало места (а еще он экономил время), и записывал имена соединений, а также происходящие реакции (словно отправляя текстовое сообщение в мессенджере). Поначалу система выглядела слишком неудобной, чтобы пользоваться ей, но идея оказалась правильной, и постепенно химики решили употреблять инициалы как символы элементов (и само собой, атомов Дальтона).

Так водород стал обозначаться H (hydrogen), кислород – O (oxygen), углерод – C (carbon). Другие символы иногда требовалось добавлять, чтобы избежать путаницы: например, когда позже открыли гелий (helium), его нельзя было обозначить H, отсюда появилось He.

Красота Дальтоновской теории атомов заключалась в том, что она позволила химикам узнать такие вещи об этих кусочках материи, которые они не могли увидеть. Например, если все атомы одного элемента одинаковые, то они должны и весить одинаково, и отсюда возникает возможность измерить, насколько один из атомов тяжелее другого.

В соединении, состоящем из атомов разных видов, можно, используя относительную массу, рассчитать процент атомов каждого вида, то, какую долю они занимают (Дальтон на самом деле не имел возможности узнать, сколько весит атом, так что атомные массы были исключительно сравнительными).

Дальтон оказался первопроходцем, и на самом деле он не всегда шел в правильном направлении. Например, анализируя воду, в которой скомбинированы атомы водорода и кислорода, он предположил, что один атом одного элемента приходится на атом второго. Базируясь на самом тщательном взвешивании, он присвоил водороду атомную массу в единицу (водород был легчайшим из известных элементов), а кислороду – семерку, то есть масса одного относилась к другой как 1 к 7.