有所發現才能有所發展(1 / 1)

有所發現才能有所發展

科學家都是對其身邊的事物和現象十分注意和敏於有所發現的人,他們又是勤於思考善於分析的人。科學是客觀存在的,經過人們的發現、思考和分析,才能成為人類文明的象征,給社會帶來物質的和精神的財富。下麵我們就來說說有關化合價的故事。

化學上在建立了原子、分子和原子量的初步概念之後,隨即在測定物質組成的實驗基礎上,確立了大量化合物的化學式。即便是當時的實驗手段粗陋,原子量的數據不準確,寫出的化學式有不少是錯的。科學家們就注意到化合物中各元素原子間,相互結合的數目,存在某些有趣的關係。這一事件是從十九世紀五十年代後開始被人們觀察到的。

1852年,英國化學家富朗克蘭德(1825—1899)先研究了有機化合物接著又研究了很多無機化合物的組成和化學式之後,在一篇文章中寫道:“無機化合物的化學式被承認以後,甚至從表麵可以看出,它們在結構上存在對稱性,……”他在這裏所說的“結構上的對稱性”,不是我們現在所知的諸如分子中原子排列的結構對稱,而是指不同元素的一個原子,有些隻能跟另一元素一個原子相結合,有些則能跟另一元素的兩個原子相結合,還有能跟三個原子、四個原子相結合的等等。當時他舉氮、磷、砷、銻有NH3、PH3、ASH3、SbH3等化合物(另外還有一些化學式是錯的)後指出:“在這樣的比例下,它們的親合力得到滿足”。

所謂的親合力,是西歐十三、十四世紀時的煉金術士們,從主觀的唯心主義出發,提出來的擬人化了的說法。他們認為兩種物質間,象人一樣,隻有相親、相愛才能結合。富朗克蘭德在借用這一詞時他還說:“一切化學元素,當生成化合物時,與之相化合的原子(如H、O、I、Cl),在性質上盡管差別很大,但它吸引這此元素的‘化合力’(即親合力),卻總是要求結合某一定數目的原子為滿足”。他用“結合一定數目的原子”來解釋親合力,已經有了較明確的化合價概念。

1857年,德國著名的有機化學家凱庫勒根據當時的事實和理論上的成就,指出:“不同元素的原子相化合時,總是傾向於遵循親合力單位數是等價的原則。”。在這位化學家的說法中,“親合力”發展成為“親合力單位”而量化了,這樣他看來,元素氮、磷、砷的親合力是等價的,即它們的親合力單位都等於3,它們所結合的氫原子都是3個,按親合力等價原則,三個氫原子親合力單位總和也是3,那麼,氫原子親合力單位應該等於1。這樣的推理,跟我們現在有關化合價的計算方法是一致的。

但是,當時凱庫勒對“親合力”有一個片麵的認識,他認為一種元素隻有一個固定的親合力單位,如磷元素他認為隻有3,因此有固定的化合物PH3和PCl3。而實際上磷還有5價的氯化物PCl5,他則辯解說成化學式是PCl3·Cl2。

1864年,德國科學家邁爾建議用“原子價”一詞來代替原子的“親合力單位”,由此“原子價”成為定型的學說,並逐步發展成為化合價理論。

有趣的是在原子價概念形成和發展的同時,有些還要更早一些,有關的化學學說已經或正在提出了定比定律(1799年正式提出到1860年辯論結束)、倍比定律(1803年提出即被公認)和較有影響的原子學說(由道爾頓提出於1803年)、分子學說(由阿佛加德羅提出於1811年,到1860年才被人承認)以及幹擾和阻礙科學發展的親合力說,就已經從各個方麵預示著要產生有關原子間相結合的統一新概念,即原子價的概念了。由此可以看出,科學概念都不是孤立發生發展的,原子價概念的建立也是這樣,而且由於原子價能反映各種元素的一種化學性質,使不同元素之間,有了可比的量化標準,(另外還有原子量),為化學元素周期律的形成,提供了重要的素材。

本世紀以來,物理學家和化學家們的共同努力,發現了原子內部和秘密,用原子的價電子理論很好的解釋了古老的化合價概念,並發展形成了物質構成的價鍵理論。科學家以更新的理論為武器,對物質性質的認識,對合成新物質的嚐試,對未來科學的預見,對偽科學的甄別判斷,都能做到心中有數,情理在握了。

科學的發展是了不起的,但是不斷的發現,才能為科學的發展提供連續的落腳點。而這些落腳點,既可能是舊問題的終點,也可能是新問題的起點。科學的進步史,就是從發現中有發展,從發展中又有新發現的曆史。