J. Priestley (1733-1804) –nhà hóa học triết học người Anh, một trong những người sáng lập lên các
2.3.5 Sự phát triển của các khái niệm “nguyên tử”, “phân tử”, “đương lượng”
phân tử của 2 khí thông qua khối lượng riêng như định luật Avogadro đã trình bày?
2. Làm thế nào mà Avogadro có thể đi đến kết luận về 2 nguyên tử trong một phân tử hidro, clo, oxi, nitơ và các chất khí khác?
2.3.5 Sự phát triển của các khái niệm “nguyên tử”, “phân tử”, “đương lượng” lượng”
Làm sao để thống nhất các định luật tính tỷ lệ khối lượng với nhau?
Định luật được đưa ra bởi Gau-Lussac đã thu hút sự chú ý của nhà khoa học người Thủy Điển J.J.Berzelius. Ông ấy cho rằng giả thuyết về tỷ lệ thể tích, cái xảy ra trong quá trình tạo ra các hợp chất khí từ các khí đơn, có thể được sử dụng cho việc xác định thành phần của các chất. Tuy nhiên ông ấy phủ nhận sự tồn tại của phân tử, bởi vì không thừa nhận sự liên kết của các nguyên tử của cùng một nguyên tố,nó đã ngăn cản việc tiếp nhận định luật tỷ lệ thể tích để xác định các khối lượng nguyên tử.Cuối cùng, Berzelius quay lại giải quyết của vấn đề này bằng các phương pháp hóa học ,có nghĩa là quay lại với sự phân tích các hợp chất.
Jacob Berzelius Jena – nhà hóa học người Đức. Người tìm ra nguyên tố xeri (1803), Xelen (1817), thori (1828). Năm 1824 và 1825 ông là người đầu tiên đã nhận được ở trạng thái tự do các chất: silic, titan, tantal và ziriconi. Ông cững là người đưa ra học thuyết về ái lực điện trong hóa học ( 1812-1819), học thuyết này đóng góp vai trò quan trọng trong sự phát triển của hóa học. Bằng học thuyết này ông đã phân loại các nguyên tố và hợp chất của chúng.Mang đến những ký hiệu hóa học ngày nay của các nguyên tử của các nguyên tố hóa học và các công thức các hợp chất (1814).Ông đưa ra hàng loạt các phương pháp phân tích hóa học và xác định được khối lượng nguyên tử của 46 nguyên tố.
Kết quả của một quá trình lầm việc bền bỉ và cẩn thận, Berzelius đã đi đến kết luận về sự tồn tại của các tỉ lệ đơn giản bất biến giữa các nguyên tử oxy của axit và bazơ trong phản ứng tạo ra muối.Năm 1818 Berzelius công bố bảng khối lượng nguyên tử theo tỉ lệ với oxi, khối lượng nguyên tử của nó là 100. Lý do mà Berzelius không sử dụng hidro là do chất này “có nhiều khó khăn vì nó quá nhẹ và khó tạo ra các hợp chất vô cơ”. Không ít các khối lượng nguyên tử của nhiều nguyên tố lớn hơn một số lần giá trị của nó ngày này, vì vậy Berzelius cho rằng hợp chất chỉ với các tỉ lệ đơn giản nhất, giống như Dalton, không phân biết được khái niệm nguyên tử và phân tử, coi phân tử như nguyên tử có cấu trúc phức tạp. Đóng góp lớn của Berzeluis là hệ thống các ký hiệu hóa học, đang được chúng ta sử dụng ngày nay. Về ý nghĩa của nó, cho việc ký hiệu hóa học là đã sử dụng các chữ cái, để viết và in ấn cho đơn giản. Cụ thể là ký hiệu của một nguyên tố là chữ cái đầu tiên trong tên bằng tiếng la tinh hay tiếng Hy lạp của nguyên tố đó ( thi thoảng có ngoại lệ nhưng phải đảm bảo tính duy nhất, khác với các nguyên tố khác).
Các định nghĩa “nguyên tử” , “phân tử”, “đương lượng” còn chưa rõ ràng giữa các nhà hóa học lúc bấy giờ. Các kết quả của các quá trình phân tích các chất chỉ đưa ra giả thuyết về “khối lượng hợp chất” (đương lượng) của các nguyên tố, và các phép tính khối lượng nguyên tử thì chưa đủ chính xác để thành phương
pháp chung. Đã từng thế này, một số nguyên tố liên kết với nhau trong các tỉ lệ khối lượng khác nhau làm cho chúng có đương lượng khác nhau.Cần thiết phải có sự thống nhất các kết quả thí nghiệm và các kết luận của các nhà nghiên cứu. Điều này đã được tiến hành vào năm 1858 bởi S.Cannizaro , người đã gặp nhiều khó khăn trong việc chuẩn sự nghiên cứu hóa học. Sau này ông đã viết “ Sự hỗn loạn và tranh cãi trong giới hóa học lúc đó đã tạo cảm hứng cho tôi”.
Cannizaro Stanislav (1826-1910) – nhà hóa học người Ý. Năm 1853, trong khi nghiên cứu andehit ông đã thu được phản ứng giữa benzandehit với hidroxit của kali, phản ứng này sau đó mang tên ông ấy. Ông cũng là người nghiên cứu cấu tạo và tính chất hóa học của các hợp chất hữu cơ của các chất béo và chất thơm và có nhiều đóng góp cho sự phát triển của học thuyết nguyên tử-phân tử.
Cannizaro đã nghiên cứu những quan điểm của Dalton, Gay-Lussac, Avogadro và nhiều nhà khoa học khác. Ông đã tìm được các nguyên nhân ảnh hưởng đến các nhà hóa học, đó là kết quả của Avogadro – nghiên cứu tỉ lệ số lượng của các chất phản ứng nhưng thể tích của chúng ở dạng khí lại có thể thay đổi.
Dựa trên phương pháp của Avogadro xác định tỉ lệ khối lượng phân tử thong qua mật độ khí tương ứng, Cannizaro cho khối lượng phân tử hidro bằng 2 và tính được khối lượng phân tử của 10 đơn chất và hợp chất. Ông đi đến kết luận rằng “số lượng khác nhau của cùng một nguyên tố được liên kết trong các phân tử khác
nhau là bội số nguyên của cùng một đại lượng ,nó không bị phân chia trong những liên kết này và theo quy ước gọi nó là nguyên tử”. Sự diễn đạt này thống nhất các định luật tỉ lệ bội của Dalton và tỷ lệ thể tích của Gay-Lussac.
Cannizaro cho rằng thậm chí nếu xảy ra một sự kiện khó tin nào đó như sự từ chối học thuyết nguyên tử , hệ thống khối lượng nguyên tử của ông hay giá trị số số lượng các nguyên tố đang có thì chúng không được diễn tả cụ thể bằng công thức,đại lượng, độ choán nguyên tử,mà chỉ liên hệ với khối lượng, cái đặc trưng nhất cho một chất.
Những kết luận của Cannizaro được đưa ra vào năm 1860 ở hội thảo hóa học quốc tế tại Carlsue,tại hội thảo có 7 đại biểu từ Nga, trong số họ có Mendeleev, Dinhin, Borodin. Hội thảo đã tán thành các khái niệm “nguyên tử” , “phân tử” là khác nhau. Đã xem xét lại cẩn thận học thuyết nguyên tử-phân tử được cải cách bởi Cannizaro, nó đã khép lại giai đoạn thiết lập luật định lượng-định luật phép tính tỷ lượng.
Câu hỏi:
1. Cannizaro đã đi đến các kết luận cơ bản của mình giống như ông đã nói “sự nghiên cứu mang tính lịch sử của các học thuyết hóa học”. Có hay không các ví dụ khác, khi mà phân tích lịch sử của khoa học đến sự xuất hiện của những ý tưởng mới?
2. Cannizaro đã thể hiện lại học thuyết về cấu tạo của các hợp chất hữu cơ và sự phân loại tự nhiên các nguyên tố hóa học như thế nào?