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為確立原子-分子論立功的康尼查羅

1811年意大利物理學(xué)教授阿佛加德羅所提出的分子假說沒有引起重視，更沒有被承認(rèn)。由此產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，當(dāng)時絕大多數(shù)化學(xué)家是沒有預(yù)見到的。

在1860年以前的近半個世紀(jì)里，由于不承認(rèn)分子是單質(zhì)或化合物在游離狀態(tài)下獨立存在的最小質(zhì)點，不承認(rèn)分子是由原子組成的這一正確假說，世界各國化學(xué)家們對原子和分子的認(rèn)識就很混亂。當(dāng)時化學(xué)家們所倚重的測定原子量的工作也遇到了麻煩，常被當(dāng)作測定元素原子量的相對標(biāo)準(zhǔn)的氧或氫，由于不承認(rèn)它們是雙原子分子，那么采用例如蒸汽密度法等物理方法來測定原子量，數(shù)值就難免產(chǎn)生成倍的偏差。原子量不能準(zhǔn)確地測定，分子組成自然就無法測定了。每個化學(xué)家各有各的一套元素符號和化學(xué)式的寫法，例如有人把HO當(dāng)作水，又有人把水當(dāng)作過氧化氫。有人用CH2表示甲烷（應(yīng)該是CH4)，也有人用它來表示乙烯，以至于在著名化學(xué)家凱庫勒編寫的教科中，醋酸的化學(xué)式競達(dá)19個之多。這種混亂的情況使許多著名的化學(xué)家甚至懷疑原子量是否能測定，原子量究竟是否存在。這實際上是對原子論提出懷疑。如此混亂的化學(xué)怎么能繼續(xù)向前發(fā)展……。

為了結(jié)束這一混亂局面，統(tǒng)一大家對元素符號、原子量、化合價、化學(xué)式的認(rèn)識，凱庫勒等人發(fā)起召開一次國際化學(xué)家大會。會議于1860年9月3日至5日在德國的卡爾斯魯厄舉行、主要來自歐洲各國的140名化學(xué)家出席了會議。會議經(jīng)過了激烈的爭論，沒有取得統(tǒng)一的意見，只好不了了之，但在會議就要結(jié)束時，會下散發(fā)了一本名叫《化學(xué)哲學(xué)教程提要》的小冊子，就是這本小冊子使問題豁然明朗，很快統(tǒng)一了大家混亂不堪的認(rèn)識�；瘜W(xué)家們終于明白承認(rèn)阿佛加德羅的分子假說是扭轉(zhuǎn)這一混亂局面的唯一鑰匙。這本小冊子的作者就是意大利化學(xué)家康尼查羅。

集科學(xué)家、革命家于一身

康尼查羅1826年7月26日出生在意大利西西里島一個行政官員的家庭。在中學(xué)里他的學(xué)習(xí)很好，其中算術(shù)曾獲得過金質(zhì)獎?wù)隆?5歲時結(jié)束了中學(xué)教育，根據(jù)他當(dāng)時的志趣進(jìn)入巴勒摩大學(xué)醫(yī)學(xué)系。開始時他對各門功課都有興趣，后來，由于巴黎科學(xué)院院士、生物學(xué)教授弗德拉的影響，他迷上了生理學(xué)。在弗德拉的指導(dǎo)下。他研究的第一個課題是輸入神經(jīng)與輸出神經(jīng)間的區(qū)分。在1845年拿不勒斯科學(xué)家代表大會上，他關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)研究的論文受到了代表們的好評。當(dāng)時研究生物學(xué)，必須進(jìn)行化學(xué)實驗。然而醫(yī)學(xué)系的實驗條件極差，康尼查羅只好時常到老師家做實驗，還在自己的家里構(gòu)筑了一個簡陋的實驗室。實驗不僅培養(yǎng)了他對化學(xué)的興趣，更重要的是使他發(fā)現(xiàn)了自己化學(xué)知識的不足，從此他的興趣又從生理學(xué)轉(zhuǎn)向到化學(xué)。

正在這時候，巴勒摩大學(xué)鬧學(xué)潮，康尼查羅是個積極分子，因而被迫離校，弗德拉對此很惋借，于是介紹康尼查羅到比薩大學(xué)繼續(xù)深造。在比薩大學(xué)，化學(xué)教授皮立亞是個很有學(xué)問和威望的教授�？的岵榱_到校后不久，在實驗中就被皮立亞發(fā)現(xiàn)是個有才華的青年，任命他為自己實驗室的助手。為了獲得更多更系統(tǒng)的化學(xué)知識，康尼查羅一方面為皮立亞教授準(zhǔn)備課堂實驗：一方面堅持聽皮立亞開設(shè)的無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)課程。實驗和聽課相得益彰，僅僅三年、有計劃有系統(tǒng)的訓(xùn)練已經(jīng)使康尼查羅成為一個基礎(chǔ)知識扎實，實驗技術(shù)精湛，學(xué)術(shù)思想潔躍的化學(xué)家。

思鄉(xiāng)之情使康尼查羅告別了他敬愛的老師皮立亞，于1847年夏天回到了巴勒鼠此時西西里的革命運動正在蓬勃地發(fā)展�？的崃_查一回到巴勒摩就奮不顧身地投入革命運動，和他的老師弗德拉一樣成為革命運動的中堅分子。1848年之月西西里反對那不勒斯國王斐迪南二世的武裝起義正式爆發(fā)，這是波瀾壯闊的1848年歐洲革命的一部分。起義者們經(jīng)過激戰(zhàn)，把斐迪南二世趕出了西西里島，建立了臨時的革命政府、一在戰(zhàn)斗中，康尼查羅擔(dān)任炮兵指揮員贏得群眾的信任，被推選為西西里議會的眾議員，井被任命為眾議院的秘書。好景不長，那不勒斯國王糾集了周圍幾個封建王國的軍隊進(jìn)行反撲，1349年4月攻丹了西西里全島，起義遭到失敗。康尼查羅參加了最后的抵抗后，不得不流亡到法國。復(fù)辟的王朝宣布判處包括康尼查羅在內(nèi)的12名起義領(lǐng)導(dǎo)人死刑，康尼查羅暫時無法回到家鄉(xiāng)。

在法國流浪的半年中，他仍然抓緊時間考察了里昂等地的化工企業(yè)，學(xué)習(xí)了在課堂上學(xué)不到的許多知識后經(jīng)皮立亞和法國化學(xué)家卡胡爾介紹，他來到法國化學(xué)教授謝福瑞的實驗室工作，在這里，他認(rèn)真地開展有機(jī)化學(xué)的實驗研究，對當(dāng)時有機(jī)化學(xué)發(fā)展的新進(jìn)展有了充分的認(rèn)識。

當(dāng)時的意大利分裂成八九個小國，康尼查羅雖然暫時不能回到家鄉(xiāng)西西里島，但是他還是想回到意大利，回到離家鄉(xiāng)近一點的地方。這時位于意大利北部有個叫皮埃蒙特的國家，在1848年曾支持西西里的起義，對康尼查羅等革命者十分尊重。1851年皮埃蒙特政府聘請康尼查羅到當(dāng)?shù)丶夹g(shù)學(xué)院任物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)教授。他到學(xué)院后的第一件事是建造化學(xué)實驗室。因為他已充分認(rèn)識到，沒有化學(xué)實驗室是不能創(chuàng)造科學(xué)成果，也不能培養(yǎng)科學(xué)人才的。就在這個學(xué)院，他取得了有機(jī)化學(xué)的一個重要發(fā)現(xiàn)：芳香醛類和堿液作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酸和醇的反應(yīng)。這在教科書上稱為康尼查羅反應(yīng)。它無論在理論上還是在實際上都有重大意義。

1855年，皮埃蒙特最著名的大學(xué)??熱那亞大學(xué)聘請他為化學(xué)教授。在繁忙的教學(xué)之余，他系統(tǒng)、深入地考察了理論化學(xué)的發(fā)展和問題，《化學(xué)哲學(xué)教程提要》就是他這一時期的科研成果。

1860年4月，西西里農(nóng)民再度起義，包括康尼查羅在內(nèi)的革命戰(zhàn)士紛紛返回西西里，斐迪南二世再次被趕出了西西里，康尼查羅回到闊別11年的故鄉(xiāng)，成為西西里國家的非常委員會成員，但是此時的康尼查羅沒有忘記他的科學(xué)事業(yè)，在革命工作十分繁忙的9月，仍然趕赴德園卡爾斯魯厄爾參加了第一次國際化學(xué)家代表大會。由于閱讀了他的《化學(xué)哲學(xué)教程提要》的小冊子，多數(shù)化學(xué)家從此理解并接受了阿佛加德羅的分子假說。34歲的康尼查羅也被公認(rèn)為理論化學(xué)的權(quán)威。

康尼查羅從德國回來后不久，西西里的那不勒斯王國與皮埃蒙特王國合并成立了意大利王國，到1870年，意大利玉國又統(tǒng)一了意大利全境。在這場完成國家統(tǒng)一的革命中，康尼查羅在科研和教學(xué)之外，以極大的熱情從事社會政治活動。偉大的科學(xué)家也是當(dāng)時一位杰出的政治活動家。

統(tǒng)一后的意大利王國設(shè)首都于羅馬。新政權(quán)在羅馬建立一所全國最高級的學(xué)府一羅馬大學(xué)。這里云集了意大利一批最優(yōu)秀的學(xué)者�？的岵榱_當(dāng)然是第一批被推舉的， 1871年他來到了羅馬大學(xué)任化學(xué)教授。 在羅馬，他一方面從事教學(xué)，為意大利培養(yǎng)了一批批優(yōu)秀的化學(xué)家，一方面從事有機(jī)化學(xué)的研究，取得了突出的成就。此外他述是意大利王國的議員，副議長，國家教育委員會、國家財政委員會的成員，為建設(shè)統(tǒng)一后的意大利作出了杰出的貢獻(xiàn)。

論證原子一分子學(xué)說

簡單他說，康尼查羅是通過研究化學(xué)史來論證原子一分子論的。他的方法充分地體現(xiàn)了邏輯與歷史的統(tǒng)一�？的岵榱_在熱那亞講授理論化學(xué)時，發(fā)現(xiàn)了由于不承認(rèn)阿佛加德羅分子假說所造成的混亂。面對這一困境，他首先研究了道爾頓的原子論、阿佛加德羅的分子假說及其實驗依據(jù)。通過這一歷史的考察，他認(rèn)識到爭論的癥緒。但是要解開這一癥結(jié)，還必須掌握更多的化學(xué)事實。為此他又考察了貝采里烏斯的電化二元論及杜馬對它的批判，總結(jié)了杜馬等許多化學(xué)家所作的與分子論相關(guān)的工作，沿著歷史的線索對化學(xué)理論和一些測定方法進(jìn)行分析和總結(jié)，他解決了以下兒個大家所關(guān)心的問題：

1．強(qiáng)調(diào)地指出阿佛加德羅的分子假說是蓋?呂薩克氣體化合定律的自然結(jié)論，從而說明了分子假說是有根據(jù)的。

2．提出一些化學(xué)家不接受阿佛加德羅分子假說的一個重要原因是過分地信賴了貝采里烏斯的電化二元論。有機(jī)化學(xué)中的鹵素取代氫的實驗事實恰好證明電化二元論是不全面的。

3．說明了怎樣根據(jù)分子假說，運用蒸氣密度法來求分子量。同時他運用氣體密度怯測定了氫、氧、硫、氯、砷、汞、溴等單質(zhì)和水、氯化氫、醋酸等化合物的分子量。

4．在測定分子量的基礎(chǔ)上，結(jié)合分析化學(xué)的資料，進(jìn)而提出一個確定原子量的合理方法。還論證了阿佛加德羅假說與杜隆??珀替定律的關(guān)系。這一定律是法國物理學(xué)家杜隆和珀替在1818年由實驗推導(dǎo)出來的關(guān)于固態(tài)單質(zhì)的物質(zhì)熱容量與原子量的關(guān)系。

5．指出當(dāng)量與原子量不同，它是原子參加化學(xué)反應(yīng)的數(shù)量單位，當(dāng)量和原子價的乘積就是原子量。

6．根據(jù)大量的實驗資料證明無論在無機(jī)化學(xué)還是在有機(jī)化學(xué)中，原子量只有一套。化學(xué)定律對無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)同樣適用。

7．確定了寫化學(xué)式的原則。

康尼查羅所解決的這些問題澄清了許多模糊乃至錯誤的認(rèn)識，為原子??分子論的確定掃除了障礙。他的上述觀點正是《化學(xué)哲學(xué)教程提要》這一小冊子所陳述的主要內(nèi)容。

康尼查羅的工作和他的小冊子一樣受到了同行們很高的評價。和門捷列夫一道發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律的德國化學(xué)家邁爾在結(jié)束卡爾斯魯厄會議的回家途中就閱讀了這本小冊子，他感慨他說：“這本篇幅不大的論文對于大家爭執(zhí)中最重要的各點闡述得如此清楚，使我感到驚奇。眼前的屏障好像剝落下來，許多疑團(tuán)煙消云散……這應(yīng)歸功于康尼查羅的小冊子�！�

康尼查羅的合理闡述，把原子論和分子假說整理成一個協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，原子一分子論因此才為廣大化學(xué)家們接受。原子一分子論的確立，直接導(dǎo)致化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)和有機(jī)化學(xué)系統(tǒng)的建立。

康尼查羅對化學(xué)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)，使他在全世界享有很高的聲望。1862年英國皇家學(xué)會選他為會員。1872年英國皇家學(xué)會又授予他第一枚特制的法拉第獎?wù)隆?1906年為了慶祝他80壽辰，在羅馬舉行了國際應(yīng)用化學(xué)代表大會，在會上，授予康尼查羅一座象征著傳遞真理的比立特之座像。1910年5月10日， 84歲的康尼查羅因年高而去世。
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