化学基本定律的建立及道尔顿原子学说.pptx
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1、第二节第二节化学基本定律的建立化学基本定律的建立及道尔顿原子学说及道尔顿原子学说 18世纪末至世纪末至19世纪,化学和其它自然科学一样,世纪,化学和其它自然科学一样,由收集、记录材料为特征的经验描述阶段,逐步过由收集、记录材料为特征的经验描述阶段,逐步过渡到以整理材料、找出材料之间的内在联系为特征渡到以整理材料、找出材料之间的内在联系为特征的理论概括阶段。的理论概括阶段。化学从定性研究的方法和观点向定量研究的方化学从定性研究的方法和观点向定量研究的方法和观点发展,以弄清物质的组成及化学变化中反法和观点发展,以弄清物质的组成及化学变化中反应物之间和反应物、生成物之间量的关系。应物之间和反应物、生
2、成物之间量的关系。建立了许多化学基本定律建立了许多化学基本定律本节包含的内容本节包含的内容一、质量守恒定律与当量定律的建立一、质量守恒定律与当量定律的建立二、定比定律的确立二、定比定律的确立三、倍比定律与道尔顿原子学说三、倍比定律与道尔顿原子学说四、化学元素符号、名称、化学式四、化学元素符号、名称、化学式一、质量守恒定律与当量定律的建立一、质量守恒定律与当量定律的建立 化学反应必然引起物质性质的变化学反应必然引起物质性质的变化,那么,反应物和生成物之间量的化,那么,反应物和生成物之间量的关系是一种什么关系呢?近代化学家关系是一种什么关系呢?近代化学家通过大量的实验研究总结出著名的质通过大量的实
3、验研究总结出著名的质量守恒定律,当时叫做重量守恒定律量守恒定律,当时叫做重量守恒定律和物质不灭定律。和物质不灭定律。(一一)质量守恒定律质量守恒定律 参加反应的全部物质的质量,参加反应的全部物质的质量,常等于全部反应产物的重量。常等于全部反应产物的重量。1.质量守恒定律的提出者质量守恒定律的提出者俄国著名化学家、俄国近代化学俄国著名化学家、俄国近代化学的奠基人罗蒙诺索夫的奠基人罗蒙诺索夫(1711-1765)首先提出了。首先提出了。2.实验实验煅烧金属实验:煅烧金属实验:在密闭的玻璃瓶内煅烧金属后,不在密闭的玻璃瓶内煅烧金属后,不开启玻璃瓶就进行称量,发现尽管开启玻璃瓶就进行称量,发现尽管金属
4、经过煅烧已经变成了锻灰,但金属经过煅烧已经变成了锻灰,但质量并无变化。质量并无变化。3.推断推断 罗蒙诺索夫判断:罗蒙诺索夫判断:波义尔在敞开波义尔在敞开的容器煅烧金属增重的原因是由于金的容器煅烧金属增重的原因是由于金属与空气结合的缘故,从而否定了波属与空气结合的缘故,从而否定了波义尔的义尔的“火微粒火微粒”和和“燃素燃素”的存在。的存在。4.提出的历史提出的历史1756年,他从大量实验中概括出质量守恒定律;年,他从大量实验中概括出质量守恒定律;1760年,在出版的年,在出版的论物质的固性和液性论物质的固性和液性一书中,一书中,进一步阐述了这一观点,但这一观点并未广泛流传;进一步阐述了这一观点
5、,但这一观点并未广泛流传;1774年,拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的年,拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成中各物质量的变化,进一步确定了质量分解和合成中各物质量的变化,进一步确定了质量守恒定律;守恒定律;但是,但是,18世纪,由于科学认识水平和实验手段的限世纪,由于科学认识水平和实验手段的限制,无论是罗蒙诺索夫还是拉瓦锡,实验的测量都制,无论是罗蒙诺索夫还是拉瓦锡,实验的测量都不够精确,小于不够精确,小于0.2%的重量就测不出来了。的重量就测不出来了。1912年,英国化学家曼莱年,英国化学家曼莱(Manley)作了精确作了精确度很高的试验。度很高的试验。实验:实验:用一个双连
6、的玻璃管,将一种反应用一个双连的玻璃管,将一种反应物装在左边,另一种装在右边,封死管口物装在左边,另一种装在右边,封死管口后用精密太平称量。然后,将左右两方的后用精密太平称量。然后,将左右两方的物质混合,使其发生反应,再进行称量。物质混合,使其发生反应,再进行称量。试验表明:试验表明:倘若重量因反应而改变,这个倘若重量因反应而改变,这个改变将小于一千万分之一。改变将小于一千万分之一。重量不变重量不变5.意义意义质量守恒定律的建立具有重大的科学意义和质量守恒定律的建立具有重大的科学意义和哲学意义。哲学意义。有了这个定律做基础,才能精确地和深入地有了这个定律做基础,才能精确地和深入地研究化学反应中
7、各种物质之间的关系;研究化学反应中各种物质之间的关系;另外,为哲学上的物质不灭原理提供了坚实另外,为哲学上的物质不灭原理提供了坚实的自然科学基础;的自然科学基础;它是自然界最基本的定律之一,与能量守恒它是自然界最基本的定律之一,与能量守恒和转化定律具有同等的重要性。和转化定律具有同等的重要性。二、定比定律的确立二、定比定律的确立 定比定律定比定律(也称定组成定律也称定组成定律),是当量定律的逻辑发展。是当量定律的逻辑发展。(一一)定比定律定比定律 如果承认组成化合物各元素的重如果承认组成化合物各元素的重量与它们的当量成正比,那么,在量与它们的当量成正比,那么,在逻辑上就必然导致每种化合物都有逻
8、辑上就必然导致每种化合物都有固定的组成。固定的组成。1.定比定律的提出者定比定律的提出者法国化学家普罗斯法国化学家普罗斯(Joseph Louis Proust,1754-1826),是法国一位杰出,是法国一位杰出的分析化学家。的分析化学家。他以系统、广泛、精密的研究将定比他以系统、广泛、精密的研究将定比定律建立在坚实的科学实验基础上。定律建立在坚实的科学实验基础上。2.实验实验1799年,普罗斯发现天然碳酸铜和人年,普罗斯发现天然碳酸铜和人造碳酸铜的组成成分完全一样,造碳酸铜的组成成分完全一样,由此他指出由此他指出“化合物生成时,有一只化合物生成时,有一只不可见的手掌握着天平,化合物就是不可
9、见的手掌握着天平,化合物就是造物主指定了固定比例的物质。造物主指定了固定比例的物质。”3.意义意义定比定律的确立,对化学的发展具有定比定律的确立,对化学的发展具有重大的意义。重大的意义。他为近代原子学说的建立奠定了科学他为近代原子学说的建立奠定了科学的基础,并提供了大量的实验材料。的基础,并提供了大量的实验材料。同时对当时的化学研究方向起了支配同时对当时的化学研究方向起了支配和定向作用。和定向作用。三、倍比定律与道尔顿原子学说三、倍比定律与道尔顿原子学说 18世纪初至世纪初至19世纪末,许多化学世纪末,许多化学家都发现,两种元素可以按不同的比家都发现,两种元素可以按不同的比例生成不止一种化合物
10、。例生成不止一种化合物。道尔顿对这一现象很感兴趣,开道尔顿对这一现象很感兴趣,开始进行研究。始进行研究。(一一)道尔顿简介道尔顿简介 道尔顿(道尔顿(J.Dalton,17661844)英国)英国科学家。近代原子学说的奠基人。道尔顿与科学家。近代原子学说的奠基人。道尔顿与法拉第、布朗、歌德等同属一个时代。他从法拉第、布朗、歌德等同属一个时代。他从15岁起就开始了边教课、边自学、边研究、岁起就开始了边教课、边自学、边研究、边写作的道路。他的科学启蒙老师是一位双边写作的道路。他的科学启蒙老师是一位双目失明的学者。道尔顿的第一部科学著作是目失明的学者。道尔顿的第一部科学著作是气象观测论文集气象观测论
11、文集。道尔顿一生著书。道尔顿一生著书50多多部,其中最重要的是部,其中最重要的是化学哲学新体系化学哲学新体系。道尔顿一生勤奋、坚韧,他患有色盲症,但道尔顿一生勤奋、坚韧,他患有色盲症,但却从不妥协,而且把色盲症作为自己的一个却从不妥协,而且把色盲症作为自己的一个研究课题。为了纪念他,英国曼彻斯特大学研究课题。为了纪念他,英国曼彻斯特大学于于1853年设立了道尔顿奖学金。年设立了道尔顿奖学金。(二二)倍比定律的建立倍比定律的建立18世纪末至世纪末至19世纪,许多化学家都发现,两种元世纪,许多化学家都发现,两种元素可以按不同的比例生成不止一种化合物;素可以按不同的比例生成不止一种化合物;1800年
12、,戴维测定了三种氮的不同氧化物的重量年,戴维测定了三种氮的不同氧化物的重量组成;组成;普罗斯在发现定比定律的过程中,也认识到这一普罗斯在发现定比定律的过程中,也认识到这一点,但由于当时的分析不够精确,以及缺少正确点,但由于当时的分析不够精确,以及缺少正确的理论指导,他未能发现倍比定律。的理论指导,他未能发现倍比定律。1.历史历史2.道尔顿的实验道尔顿的实验1803年,道尔顿分析了碳的两种氧化物年,道尔顿分析了碳的两种氧化物(CO和和CO2),确定两种气体中碳与氧的,确定两种气体中碳与氧的重量比分别为重量比分别为5.4:7和和5.4:14;同时发现两;同时发现两种氧化物之间氧的重量比为种氧化物之
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