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1860年9月初，尽管德国东南部的卡尔斯鲁厄市异常炎热，但欧洲各国科学家们来此聚会的步伐并未停住。5日下午，为期三天的国际化学家代表大会即将落幕，而现场140多名化学家感到十分沮丧。这是化学史上的第一次国际级会议，由凯库勒(注一)等科学家发起，参与人有化学家门捷列夫、帕维塞、本生、迈尔等。会议主旨是澄清当时化学理论的“混战”局面，统一对元素符号、原子量、化合价、化学式的认识。虽然会上经过了激烈的争论，但未能达成共识，许多棘手的化学问题不了了之。 风景秀丽的卡尔斯鲁厄市（网络图） “欢迎大家看看这个小册子，是我的朋友，化学研究者康尼查罗撰写的。”这时，年轻的帕维塞抱了一堆名为《化学哲学教程提要》的小册子，分发给众人。不料，不到十分钟，人群沸腾了，不少人竟当场大叫：“这本小册子比这个大会重要多了！” 与门捷列夫一道发现化学元素周期律的德国化学家迈尔，简要看完《化学哲学教程提要》后，感慨地说：“这本篇幅不大的论文对于大家争执中最重要的各点阐述得如此清楚，使我感到惊奇。眼前的屏障好象剥落下来，许多疑团烟消云散……这应归功于康尼查罗的小册子。化学理论大混战应该结束了！” 那么，《化学哲学教程提要》到底写了什么内容？作者康尼查罗又是怎样个人呢？ 50年理论化学“大混战” 康尼查罗生于意大利西西里岛一个行政官员家庭。15岁时，他中学毕业，进入巴勒摩大学进修医学。开始时，康尼查罗对每个学科都感兴趣，是学校出名的“学霸”。后来，因为受一位生理学院士的影响，他迷上了生理学；从事生理研究者必须进行化学实验，这样他的兴趣又转移到化学上。投身化学领域没多久，他便嗅到当时理论化学“大混战”的气息。这个志向远大的年轻人，决心投身“战斗”中。 原来，1800年左右，英国化学家约翰·道尔顿（注二）经过研究，把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了基础。他认为，在化学反应中，各种原子都以简单的整数比相化合。 道尔顿与《化学哲学新体系》的中文译本 （网络图） 与此同时，法国科学家盖吕萨克（注三）在研究化学反应中各种气体体积变化的关系时，做了一个“测定水的组成”的实验。经过研究，盖吕萨克发现氢和氧化合成水，氧气的体积是氢气体积的一半。“这种整倍的体积关系，莫非与原子结构有关？其它气体是否也是这样的呢？”想到这里，盖吕萨克做了一系列实验。他惊喜地发现，一体积氮和三体积氢，化合后得到两体积氨；一体积氧和一体积氮，化合后生成两体积的一氧化氮……于是，他总结出有名的气体反应定律，即在同温同压下，参加反应气体的体积和生成气体的体积互成简单整数比。总结出这个定律后，想象力丰富的盖吕萨克提出一个假说：同温同压下，相同体积的各种气体含有相同数目的原子。 这个本来可以作为道尔顿原子论有力支撑的假说，却让道尔顿难以接受。因为他认为，一体积氮和一体积氧生成的二体积氧化氮中，每个氧化氮原子都只能由半个原子的氮和半个原子的氧组成。“这不是让原子破裂了？原子怎么可能还会分割呢？”坚持认为原子是物质最小组成单位的道尔顿表示反对，并且由此怀疑盖吕萨克的实验做错了。而盖吕萨克以充分的证据表示没有错。许多化学家分别加入两人的阵营。于是，理论化学的两派“战争”持续了十数年。 盖吕萨克（1778—1850），法国化学家、物理学家（网络图） 为了终结这场“战争”，意大利物理学阿佛加德罗（注四）于1811年提出分子概念。他认为，原子是参加化学反应的最小质点，而分子则是游离状态下单质或化合物独立存在的最小质点，分子则原子组成。虽然这个学说合理解决了盖吕萨克假说与实验、假说与原子论之间的矛盾，可以说显得既及时又重要，但并没有得到重视和承认，相反还遭到很多学者的反对。这个概念被冷落半个世纪之久， 由于当时化学家们对原子认识不清，又不肯接受分子的概念，所以当时许多化学研究都停滞不前。最重要的表现就是无法准确测定原子量。于是，化学家们各有各的一套元素符号和化学式的写法，例如有人把H2O当作水，又有人把它当作过氧化氢。有人用CH2表示甲烷（后来研究得知，应该是CH4），也有人用它来表示乙烯。著名化学家凯库勒在编写教科时，引用醋酸的化学式竟然有19个！这种混乱局面，让不少化学家怀疑原子量是否存在。这其实是对原子论的怀疑。 阿莫迪欧·阿伏加德罗（1776—1856）意大利化学家、物理学家（网络图） 终结理论化学之战 “如果推翻了道尔顿的原子论，那化学要从哪里谈起呢？岂不是要重新创立一套理论？”年轻的康尼查罗清晰地认识到，只有终结这场理论化学之战，化学才能健康发展下去。为此，他潜心研究了道尔顿的原子论、盖吕萨克的气体反应定律、阿伏加德罗的分子假说及其实验依据。通过考察，他发现自己掌握的化学知识还比较少，于是他又认真考察了化学家贝采里乌斯的电化二元论等相关理论知识（注五）。 经过数年的研究，康尼查罗终于肯定地发现，阿伏加德罗的分子假说是终结理论化学之战的唯一钥匙。1858年，康尼查罗完成了《化学哲学教程提要》这本在化学史上具有划时代意义的著作。书中一开头就表示，道尔顿和阿伏加德罗创立了分子原子论，奠定了近代化学的基础，但要让化学长期发展，必须借助阿伏加德罗的分子假说，来区分原子和分子。这便是化学领域通用的原子-分子理论。 一石激起千层浪。国际化学家代表大会结束前下发的《化学哲学教程提要》，让全场化学家们豁然开朗，大家一致通过了康尼查罗的观点。康尼查罗不但使埋没50年之久的阿伏加德罗分子假说重新焕发青春，也终结了理论化学的“大混战”。 康尼查罗创立的原子-分子理论，直接促成了化学元素周期律的发现和有机化学系统的建立。尽管原子论和分子假说不是他提出来的，但他运用新的观点将二者有机结合起来，使人们在物质结构的认识上产生一个飞跃，为化学的发展开拓了广阔的前途。为了表彰康尼查罗的功劳，1906年在罗马举行的国际应用化学代表大会上，评委授予80高龄的他一座象征着传递真理的比立特之座像。 人物小档案： 斯坦尼斯劳·康尼查罗（1826年7月26日—1910年5月10日），意大利著名化学家、革命家。1841年进入巴勒莫大学医学系学习，1845年参加那不勒斯召开科学代表大会并在会上做了报告，1848年参加巴勒莫起义。他一生最重大的成就就是确立了阿伏加德罗提出的原子—分子学说。1872年英国皇家学会授予他第一枚特制的法拉第奖章。 备注： 注一：凯库勒（1829年9月7日 —1896年6月13日），德国化学家。1848-1851 年进入吉森大学，原先学建筑，后来他多次聆听化学大师李比希的讲演，深受吸引和启发，遂改攻化学，并主攻有机化合物的结构理论。在梦中发现了苯的结构简式，被称为一大美谈。关于苯的结构简式，是有机化学发展史上的一块里程碑。他的成就得到了全世界的普遍公认，成为19世纪以来有机化学界的真正权威，许多国家的科学院曾选他为名誉院士。 注二：约翰·道尔顿（1766年9月6日－1844年7月27日），英国化学家、物理学家。近代原子理论的提出者。他患有色盲症，却最终发表了一篇关于色盲的论文──曾经问世的第一篇有关色盲的论文。后人为了纪念他，又把色盲症叫做道尔顿症。 注三：盖吕萨克，原名约瑟夫·路易·盖-吕萨克（1778年12月6日—1850年5月9日），法国化学家、物理学家。生于上维埃纳省圣莱昂纳德，以对气体之研究而知名。1806年当选为法国科学院院士。1809年任索邦大学物理学教授。1832年任法国自然历史博物馆化学教授。他先后发现了气体化合体积定律（盖吕萨克定律）、气体热膨胀定律等。 注四：阿莫迪欧·阿伏加德罗（1776年8月9日—1856年7月9日），著名物理学家、化学家，出生于意大利西北部皮埃蒙特大区的首府都灵，是当地的望族。他勉强的读完中学，进入都灵大学读法律系，成绩突飞猛进。1811年发表了阿伏伽德罗假说、阿伏伽德罗定律。1832年，出版四大册理论物理学。为了纪念他，NA称为阿伏伽德罗常量。 注五：琼斯·雅可比·贝采里乌斯（1779年8月20日-1848年8月7日），瑞典化学家、伯爵，现代化学命名体系的建立者、硅、硒、钍和铈元素的发现者，被称为“有机化学之父”。他提出了著名的“电化二元论”：碱带阳电，由金属的氧化物形成；非金属的氧化物带阴电，能形成酸，在这两种氧化物之间，也有引力在起作用，相互作用的结果形成盐。 |
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