Атомна теорія будови речовини
Слово
«Атом» - грецького походження, і переводиться воно «неподільний». Прийнято
вважати, що першим ідею про те, що здається гладкою і безперервного матерія на
насправді складається з безлічі дрібних і тому невидимих часток,
висунув давньогрецький філософ Демокріт (чий «розквіт», згідно з
чудовій по образності виразу класиків, припав на V століття до н. е..).
Про життя Демокріта нам, однак, практично нічого невідомо, і оригінальні
праці цього мислителя до наших днів не дійшли. Тому про ідеї Демокріта
залишається судити в основному з цитат з його робіт, які ми знаходимо в інших
авторів, перш за все у Арістотеля.
Логіка
міркувань Демокріта, якщо перевести її на сучасну мову, була вкрай
проста. Уявімо, говорив він, що у нас є найбільш гострий у світі ніж. Беремо
перший-ліпший під руку матеріальний об'єкт та розрізаємо його навпіл, потім
одну з вийшов половинок також розрізаємо навпіл, потім розрізаємо навпіл
одну з вийшов четвертинок і так далі. Рано чи пізно, стверджував він
(базуючись, як і всі давньогрецькі мислителі, перш за все на філософських
міркуваннях), ми отримаємо частку настільки дрібну, що подальшому поділу на два
вона не піддається. Це і буде неподільний атом матерії.
За
уявленням Демокріта атоми були вічними, незмінними і неподільними.
Зміни у Всесвіті відбувалися виключно через зміни у зв'язках між
атомами, але не в них самих. Тим самим він тонко обійшов давній спір
давньогрецьких філософів про те, чи схильна до змін сама суть видимого
світу або всі зміни в ньому носять чисто зовнішній характер.
Від
давньогрецьких уявлень про атом на сьогоднішній день збереглося хіба
що саме слово «атом». Тепер ми знаємо, що атом складається з понад
фундаментальних частинок. Ясно, що між давньогрецької теорією і сучасними
науковими дослідженнями мало спільного: ідеї Демокріта не грунтувалися на жодних
спостереженнях або практичних дослідах. Демокрит, як і всі натурфілософа
античності, просто міркував і робив умоглядні висновку щодо
природи світу.
Тим
не менше праці Демокріта не залишилися без визнання і в сучасному світі. На
останньої грецькій монеті номіналом 10 драхм (тепер вона виведена з
звернення і замінена євро) на лицьовій стороні зображений портрет Демокріта, а на
зворотному - схематична модель атома. Я дуже вдячний своєму другові Гансу
фон Байєру, звернув мою увагу на те, що на монеті зображений атом з
трьома електронами - отже, це атом літію. Демокріта називали «розсміяним
філософом »(схоже, він мав невластивим іншим античним філософам
почуттям гумору). Чи не тому на монеті, що увічнюють його пам'ять, зображений
саме атом літію - хімічного елемента, який тепер широко використовується
для лікування депресії?
Ідея
про атомну будову матерії так і залишалася суто філософським умопобудови
аж до початку XIX століття, коли сформувалися основи хімії як науки. Хіміки
першими і виявили, що багато речовин у процесі реакцій розпадаються на
більш прості компоненти. Наприклад, вода розпадається на водень і кисень.
Однак деякі речовини - ті ж водень і кисень - розкладання на
складові за допомогою хімічних реакцій не піддаються. Такі речовини назвали
хімічними елементами. До початку XIX століття було відомо близько 30 хімічних
елементів (на момент написання цієї статті їх відкрито понад 110, включаючи
штучно отримані в лабораторних умовах). Крім того, було встановлено,
що в процесі хімічних реакцій кількісне співвідношення речовин,
беруть участь у даній реакції, не змінюється. Так, для отримання води незмінно
беруться вісім масових часток кисню і один частка водню.
Першим
осмислену інтерпретацію цих фактів запропонував Джон Дальтон, чиє ім'я
увічнено у відкритому їм законі Дальтона. У своїх хімічних дослідах він
досліджував поведінку газів (, але цим коло його інтересів не обмежувався. У
1808 він приступив до публікації свого фундаментального двотомного праці «Нова
система хімічної філософії », радикально вплинув на подальший розвиток
хімії. У цій роботі Дальтон припустив, що осмислити та інтерпретувати
останні досягнення експериментальної хімії можна тільки прийнявши, що кожному
хімічному елементу в цих дослідах відповідає унікальний для нього атом, і
що саме змішання і поєднання в різних пропорціях цих атомів приводить до
освітою, що спостерігаються в природі хімічних речовин. Наприклад, вода, за
Дальтон, складається з поєднання двох атомів водню і одного атома кисню
(загальновідома формула H2O). Той факт, що всі атоми одного виду
невиразні між собою, вдало пояснював, чому при хімічних реакціях вони
завжди виявляються в незмінних пропорціях. Так, у випадку з водою, два атоми
водню завжди одні й ті ж, де б ми не взяли цю воду, і завжди знаходяться в
однієї і тієї ж зв'язку з єдиним атомом кисню.
Для
Дальтона, як і для Демокріта, атоми залишалися неподільними. У чернетках і
книгах Дальтона ми знаходимо малюнки, де атоми представлені у вигляді кульок.
Проте основне положення його роботи - що кожному хімічному елементу
відповідає особливий тип атома - лягло в основу всієї сучасної хімії. Цей
факт залишається непорушним і тепер, коли ми знаємо, що кожен атом сам по собі
є складною структурою і складається з важкого, позитивно зарядженого
ядра і легенів, негативно заряджених електронів, що обертаються по орбітах
навколо ядра. Досить звернутися до складнощів квантової механіки, щоб
зрозуміти, що концепція атома не вичерпала себе і в XXI столітті.
Непогано,
однак, для ідеї, яка зародилася у філософських суперечках 2500 років тому!
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/
