讓我們一起回到公元前500多年的古希臘。 曾有人問: 「這個世界是什麼構成的?」 「可以把物質不斷切割嗎? 抑或會碰到一個最小的單位, 不能再切割下去?」 哲學家德謨克利特就對這些問題提出了劃時代的看法, 他認為把物質不斷切割, 一定會碰到一個最小的單位, 再也無法分割, 他把這個不可分割的單位, 稱為atomos, 此希臘文意即 「不可分割的」, 不過當時並沒有科學實驗所證實, 所以一直以來, 原子被當作哲學的觀念, 直到道耳頓整合了許多實驗結果, 提出有科學依據的學說 1794年, 法國科學家普魯斯特提出了定比定律, 指出元素由一定比例構成特定化合物, 即無論化合物如何製得, 其組成元素間之質量比恆為定值。 19世紀初, 道耳頓提出倍比定律, 他觀察到兩種元素若會形成兩種以上的化合物, 固定一種元素的質量後, 另一元素的質量必成簡單整數比。 這對於他之後提出的原子論有深遠的影響。 道耳頓說: 「構成物質的粒子是一些大小相同、 外觀並無太大差異的小球」 道耳頓所稱的小球, 就是現今我們所指的原子, 而道耳頓也以特定的小球符號來區別不同的原子 為了更清楚的說明, 道耳頓在西元1803年 歸納提出了原子說, 其主要內容如下: 1.原子是組成物質的最小粒子; 它是不可分割的。 2.相同元素的原子具有相同的質量及性質。 3.不同元素的原子具有不同的質量及性質。 4.化合物是由不同元素的原子 以簡單整數比所組成。 5.任一化學反應中, 原子不可加以摧毀, 化學反應只是將原子重新排列而已。 西元1808年 法國科學家給呂薩克歸納許多氣體反應的結果, 得出一項結論: 在同溫同壓下, 氣體參與反應時, 氣體反應物所消耗的體積, 與生成的氣體生成物體積成簡單整數比, 稱為氣體化合體積定律。 以生成水蒸氣的實驗為例, 2體積的氫氣加上1體積的氧氣, 可以反應產生2體積的水蒸氣。 給呂薩克依據實驗數據假設同溫同壓下, 同體積的氣體, 所含原子數相同, 並認為運用道耳頓的原子說來解釋實驗結果會更有說服力。 再回來說明生成水蒸氣的實驗, 我們用一顆原子來代表同溫同壓下1體積的氣體, 那麼實驗所得的數據 就可以轉換成2個原子的氫氣加上1個原子的氧氣, 會產生由1個氫原子和半個氧原子所組成的水蒸氣化合原子。 這時就出現了一個問題。 運用原子說來解釋實驗結果, 竟然產生了半個原子的狀況! 原子不是不能分割的嗎? 由上述的實驗數據可知, 部分涉及氣體的反應, 無法用原子說來合理解釋。 支持兩方學派的科學家開始爭論不休。 義大利的科學家亞佛加厥思考到眾多爭議的源頭, 就在於道耳頓認為所有物質的最小粒子均是單顆的原子。 亞佛加厥參考了很多氣體實驗的數據與兩方支持者的說法, 提出像氧氣、氫氣等是由兩個原子組成的粒子。 這樣由多個原子所構成的粒子概念, 他稱之為分子。 1811年, 亞佛加厥在《物理雜誌》上簡短地寫道: 我提供一個非常簡單的假設, 這個假設可以簡單、有效地解釋給呂薩克的實驗結果。 我所提的假設是在同溫、同壓之下, 相同體積的氣體, 含有相同數目的分子。 上述的假設, 後來被稱之為「亞佛加厥定律」。 在加入了亞佛加厥的分子概念後, 給呂薩克氫氧燃燒生成水蒸氣的實驗, 便可用以下的說明完美解釋: 2分子的氫氣加上1分子的氧氣, 可以產生由2個氫原子和1個氧原子所組成的2分子水蒸氣。 後來的科學家為了紀念亞佛加厥提出分子概念的貢獻, 把一莫耳物質中所含粒子個數的數值 6.02×10²³稱為亞佛加厥常數。 讓我們來複習一下今天所學到的知識, 從1803年道耳頓提出原子說、 1808年給呂薩克發表氣體化合體積定律, 到1811年亞佛加厥發表了亞佛加厥定律。 這三個理論奠定了物質科學的研究基礎, 現在整理成表格, 幫助同學們彙整要點。 又到了想一想時間, 亞佛加厥定律中同溫、同壓之下, 相同體積的氣體, 含有相同數目的分子。 但根據道耳頓原子說, 不同元素的原子, 質量體積就不相同。 像在2個體積相同的箱子中, 各裝入體積大小不同的球, 都裝滿時 球的數量並不一樣。 那為什麼亞佛加厥會推論相同的體積, 含有相同數目的分子呢? 歡迎在下方留言告訴我們你的答案哦! 下次見囉, bye bye