基本介紹
- 中文名：原子價學說
- 由來：道爾頓原子論的提出
- 科學家：就是瑞典的化學家貝采里烏斯
- 氧的原子量：為100
原子價學說由來,原子價學說科學家,
原子價學說由來
道爾頓原子論的提出，在整個歐洲科學界受到了極大的重視，他本人首先從事了測定原子量的工作，由於只有化合物的重量組成這一科學依據，以至於作了一些主觀武斷的假定，造成許多錯誤。所以在整個19世紀上半葉，許多科學家都在從事著原子量的測定工作，隨著原子量測定的日益準確，原子價學說順理成章地被人們提了出來。
原子價學說科學家
第一位就是瑞典的化學家貝采里烏斯，1810年-1830年大約20年的時間裡，他曾致力於原子量的測定工作。他首先對道爾頓在原子量測定工作中的武斷表示懷疑，遂用實驗證明了他的懷疑。貝采里烏斯在他的第一個原子量表中，規定氧的原子量為100，以此作為基準。在該表中，他列出了41種元素的原子量。4年後，貝采里烏斯對他的第一張原子量表進行了修改和增益，共有47種元素，使數據分析更加豐富和精確，此表發表於1818年。
1819年，法國人杜隆和增蒂發現了許多固體單質，尤其是金屬，其比熱常常與它們的原子量成反比，也就是說比熱、原子量之乘積常常近似為一個常數，他們稱該常數值為原子熱容。他們依據這一新規律，對貝采里烏斯的1818年原子表中很多數值進行了修改。1818年，德國人米希爾發現了同晶定律，即同數目的原子若以相同的格局相結合，其結晶狀則相同。原子的化學性質對結晶的形狀並不起決定作用，但晶體形狀卻為原子的數目和布局所支配。貝采里烏斯知道後，很快將這一定律用於原子量的測定工作，取得了明顯的效果。
1827年，法國年輕化學家杜馬發明了簡便的蒸氣密度測定法，以測定揮發性物質的分子量，這一點得益於他對阿佛加德羅學說的深刻理解。
上述科學家們對原子量的測定工作為以後原子價學說的提出奠定了基礎。因為，隨著測定工作的深入開展，大量無機化全喔的組成逐步被弄清楚了。這時，人們開始越來越清醒地感覺到某一種元素的原子與其他元素相結合時，在原子數目上似乎有一定的規律性。
對於這種規律，英國人弗蘭克算是較早有所研究的人，他是研究金屬有機化合物的。1852年，他在研究金屬與烷烴基的化合物時，發現每種金屬的原子只能和一定數目的有機基因相結合。例如，鈉原子只能和一個基結合；鋅原子卻可以和兩個基結合；鋁原子則可以和三個基結合。
為此，弗蘭克蘭又廣泛地研究了無機化合物的分子式。他發現，這些化合物的分子式在結構上普遍地存在著對稱性，其中N、P、As等元素的這種傾向格外鮮明，這些元素的原子總是傾向於和3個或5個其他種原子結合而形成化合物，只有這種比例中，它們的化學親合力才能得到最好的滿足。弗蘭克蘭將這種元素稱之為“三原子元素”或“五原子元素”。在“三原子元素”的化合物中，他舉了如下幾例：NO3、PCL3、AsCl3、等；他又舉了幾例“五原子元素”的化合物：NO5、NH4O、NH4L、PO5等。他認為這種傾向是普遍存在的，一切化學元素當它生成化合物時與之相結合的原子的性質儘管有很大差別，但它吸引這些元素的“化合力”卻總是需要結合一定數目的原子來滿足。因此，他將元素劃分為“單原子”元素和“多原子”元素，來表達他們化合力的強弱。可以說，弗蘭克蘭在這時已提出了我們稱之為“原子價”的要領，但還是很模糊的。
1857年，德國的有機化學家凱庫勒和英國化學家庫帕發展了弗蘭克蘭的見解。他們在研究中，用“原子數”或含義更明確的“親合力單位”來表示元素的化合力。並且指出不同元素的原子在相結合時總是傾向於遵循親合力單位數是等價的原則。這是原子價概念形成過程中最重要的突破。
凱庫勒和庫帕根據氫元素在共同形成的各類化合物中一個氫原子最多只能與另一個元素的一個原子相結合的規律，規定以氫的親合力單位為1。他們又規定，凡是與氫原子以1：1相化合的原子，依據等價結合的原則，它們的親合力單位也為1.隨後，他們進一步提出，一些元素可以分為三類，即親合力單位等於1的；親合力單位等於2的；親合力單位等於3的。並且闡明了碳原子具有的親合力單位為4。凱庫勒和庫帕的研究奠定了原子價理論的基礎。
但是，我們要知道，在那時弗克蘭與凱庫勒的見解亦有所不同，弗蘭克蘭認為一種元素可以有幾種原子價，而凱庫勒卻堅持一種元素的原子價是固定的，只有一種，例如磷的原子價固定為3，三氯化磷的化學式為PCL3，而五氯化磷的化學式應為PCL3·CL2。
1864年，德國人邁爾建議將“原子數”和“原子親合力單位”用“原子價”代替。至此，原子價學說便正式建立了。
