1860年4月，西西裏農民再度起義，包括康尼查羅在內的革命戰士紛紛返回西西裏，斐迪南二世再次被趕出了西西裏，康尼查羅回到闊別11年的故鄉，成為西西裏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事業，在革命工作十分繁忙的9月，仍然趕赴德國卡爾斯魯厄爾參加了第一次國際化學家代表大會。由於宣傳了他的《化學哲學教程提要》，多數化學家從此理解並接受了阿伏伽德羅的分子假說，34歲的康尼查羅也被公認為理論化學的權威。
康尼查羅從德國回來後不久，西西裏的那不勒斯王國與皮埃蒙特王國合並成立了意大利王國，到1870年，意大利王國又統一了意大利全境。在這場完成國家統一的革命中，康尼查羅在科研和教學之外，以極大的熱情從事社會政治活動。這位偉大的科學家也是當時一位傑出的政治活動家。
統一後的意大利王國設首都於羅馬。新政權在羅馬建立了一所全國最高級的學府——羅馬大學。這裏雲集了意大利一批最優秀的學者。康尼查羅當然是第一批被推舉的學者，1871年，他來到了羅馬大學任化學教授。在羅馬，他一方麵從事教學，為意大利培養了一批優秀的化學家，一方麵從事有機化學的研究，取得了突出的成就。此外，他也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，為建設統一後的意大利做出了傑出的貢獻。
康尼查羅是通過研究化學史來論證原子分子論的。他的方法充分體現了邏輯與曆史的統一。康尼查羅在熱那亞講授理論化學時，發現了由於不承認阿伏伽德羅分子假說所造成的混亂。麵對這一困境，他首先研究了道爾頓的原子論、阿伏伽德羅的分子假說及其實驗依據。通過這一曆史的考察，他認識到爭論的症結是對分子概念的認識不清。但是要解開這一症結，還必須掌握更多的化學事實。為此，他又考察了貝采裏烏斯的電化二元論及杜馬對它的批判，總結了杜馬等許多化學家所做的與分子論相關的工作，沿著曆史的線索對化學理論和一些測定方法進行分析和總結，強調阿伏伽德羅的分子假說是蓋·呂薩克氣體化合定律的自然結論，從而說明了分子假說是有根據的，並指出一些化學家不接受阿伏伽德羅分子假說的一個重要原因是過分地信賴了貝采裏烏斯的電化二元論。有機化學中的鹵素取代氫的實驗事實恰好證明電化二元論是不全麵的。他不但從理論上加以說明，而且具體實驗了如何根據分子假說，運用蒸氣密度法來求分子量，並且他運用氣體密度法測定了氫、氧、硫、氯、砷、汞、溴等單質和水、氯化氫、醋酸等化合物的分子量。同時，他在測定分子量的基礎上，結合分析化學的資料，進而提出了一個確定原子量的合理方法，論證了阿伏伽德羅假說與杜隆珀替定律的關係。這一定律是法國物理學家杜隆和珀替在1818年由實驗推導出來的關於固態單質的物質熱容量與原子量的關係。
康尼查羅還指出了當量與原子量不同，是原子參加化學反應的數量單位，當量和原子價的乘積就是原子量。他根據大量的實驗資料證明無論在無機化學還是在有機化學中，原子量隻有一套，化學定律對無機化學、有機化學同樣適用，並確定了寫化學式的原則。
康尼查羅所解決的上述問題澄清了許多模糊乃至錯誤的認識，為原子分子論的確立掃除了障礙。他的上述觀點正是《化學哲學教程提要》這一小冊子所論述的主要內容。
康尼查羅的工作和他的論著一樣受到了同行們很高的評價。和門捷列夫一道發現化學元素周期律的德國化學家邁爾在結束卡爾斯魯厄會議的回家途中就閱讀了這本論著，他感慨地說：“這本篇幅不大的論文對於大家爭論中最重要的各點闡述得如此清楚，使我感到驚奇。眼前的難題得到了解決，許多疑團煙消雲散……這應歸功於康尼查羅的論著。”康尼查羅的合理闡述，把原子論和分子假說構成一個協調的係統，原子分子論因此才為廣大化學家們接受。原子分子論的確立直接導致化學元素周期律的發現和有機化學係統的建立。
康尼查羅對化學發展的巨大貢獻使他在全世界享有很高的聲望。1862年，英國皇家學會選他為會員。1872年，英國皇家學會又授予他第一枚特製的法拉第獎章。1906年，為慶祝他80歲壽辰，在羅馬舉行了國際應用化學代表大會，在會上，授予康尼查羅一座象征著傳遞真理的比立特的座像。1910年5月10日，84歲的康尼查羅因年高而去世。
原子分子論的確立使物理和化學的研究進入了一個沿著科學道路迅速發展的時期，從而開創了現代物理與化學的新篇章。特別促進了原子研究的進一步深入，使物理和化學都進入了量子化時代，進而使宏觀世界與微觀世界有了統一的描述係統，將浩瀚宇宙與微小原子有機地結合起來，找到了它們的共同起源。
同時，原子分子論的確立不但沒有終結人類對物質微觀結構的探索，而且增強了人們進一步探索物質奧秘的信心，也為深入探尋原子家族的新成員提供了理論基礎和創新的動力。
2.2.7 中子的發現
1930年，科學家發現α射線轟擊鈹9時，會產生一種電中性且擁有極強穿透力的射線，最初這被認為是γ射線。1932年，約裏奧·居裏夫婦發現，這種射線能從石蠟中打出質子。同年，盧瑟福的學生詹姆斯·查得威克認定這就是中子，而同位素則被重新定義為有著相同質子數與不同中子數的元素。
早在1920年，盧瑟福就在著名的貝克爾演講中做出了中子存在的理論預言。為了檢驗盧瑟福的假說，卡文迪許實驗室從1921年就開始了實驗工作。
盧瑟福曾經請格拉森在氫氣中放電時尋找中子。不久，羅伯茲也做了類似的實驗。
1923年，查德威克得到盧瑟福的讚同，用遊離室和點計數器作為檢測手段，嚐試在大質量的氫化材料中檢測γ射線的發射。
在初步做了這些嚐試之後，查德威克考慮到中子隻有在強電場中才可能形成，但沒有合適的變壓器可用。正當查德威克著手進一步開展探討中子的研究時，柏林的玻特和巴黎的約裏奧·居裏夫婦相繼發表了他們的實驗結果。
玻特是德國著名物理學家，曾在蓋革的研究所裏工作。從1928年起，玻特和他的學生貝克爾用釙發射的α粒子轟擊一係列輕元素，發現α粒子轟擊鈹時，會使鈹發射穿透力極強的中性射線，強度比其他元素要大10倍。用鉛吸收屏研究其吸收率時，證明這種中性射線比γ射線還要硬。1930年，玻特和貝克爾率先發表了這一結果，並斷定這種貫穿輻射是一種特殊的γ射線。
在巴黎，居裏實驗室的約裏奧·居裏夫婦也正在進行類似實驗。他們把石蠟板放在放射源和遊離室之間，發現靜電計急速偏轉。石蠟含氫，會不會是氫核被鈹輻射撞擊形成新的射線。於是他們施加磁場進行檢驗，磁場果然對這一射線有作用。遺憾的是他們在肯定石蠟發出的是質子流之後，也和玻特一樣，把鈹輻射看成是γ射線。
1932年1月18日，約裏奧·居裏夫婦發現，鈹輻射的能量是如此之大，竟能把氫核（質子）從石蠟板中撞擊出來。隨後，他們還用雲室拍到了質子流的照片，但他們沒有擺脫玻特的錯誤解釋。
約裏奧·居裏夫婦的實驗對查德威克有極大的啟發。查德威克讀到約裏奧·居裏在《法國科學院通報》上的文章，文中報告了鈹輻射極其驚人的特性，他立即告訴了盧瑟福。盧瑟福表示不相信，建議盡快做實驗進行檢驗。這時，查德威克正好準備開始實驗，因為他已製備好了釙源。他以客觀的態度工作，幾天緊張的實驗，就證明了這些奇異效應是某種中性粒子的作用。他還測出了這種粒子的質量。1920年，盧瑟福假設的中子終於出現了。
1932年2月17日，查德威克寫信給《自然》雜誌，發表了他的結果。這篇通信的題目是“中子可能存在”，離約裏奧·居裏的文章不到一個月。接著，在《英國皇家學會通報》上，他又發表了題為“中子的存在”一文，詳細報告了實驗結果及理論分析。
查德威克還進一步根據質譜儀測得的數據推算出了中子的精確質量為1.0067（原子質量單位），並對中子的性質進行了詳盡的分析，以確鑿的事實證明中子的存在。
查德威克，1891年10月20日生於英國的曼徹斯特，1911年，在曼徹斯特大學畢業後，留校在盧瑟福實驗室研究放射性，1913年獲碩士學位，隨即獲得獎學金赴柏林向盧瑟福的合作者蓋革學習，在那裏，正遇上第一次世界大戰爆發，他被作為戰爭囚犯關押起來，但在監禁期間，他仍設法建起一個小的實驗室。1914年，當他還是學生時，就發現β射線能譜是連續的。1919年，查德威克回到英國，隨盧瑟福來到卡文迪許實驗室，協助盧瑟福完成人工核轉變的實驗研究。1920年，他通過鉑、銀和銅核研究α粒子的散射，直接測出了原子核的電荷，從而完全證實了盧瑟福的原子理論和關於元素的核結構，以及核電荷數與元素的原子序數相等的結論。1923年，他任卡文迪許實驗室助理主任。1935～1948年，他任利物浦大學教授。1948年起，任劍橋大學戈維爾和凱爾斯學院院長，1927年，當選為英國皇家學會會員，劍橋、牛津等許多大學都授予他榮譽學位，1945年被封為爵士，1974年7月24日，在英國劍橋逝世，享年83歲。
2.2.8 發現中子的意義
在原子物理學的發展中，發現中子是又一件劃時代的大事。中子的發現帶來了一係列後果：第一是為核模型理論提供了重要依據，蘇聯物理學家伊萬寧科據此首先提出原子核是由質子和中子組成的理論；第二是激發了一係列新課題的研究，引起一連串的新發現；第三是找到了核能實際應用的途徑。用中子作為炮彈轟擊原子核，比α粒子的威力大得多。因此，可以說，中子的發現打開了原子核的大門。
無奈的是原子核研究的進展往往被用於軍事而威脅全人類的安全。
原子彈和氫彈我們大家都很熟悉了。原子彈、氫彈、中子彈是核武器家族中的3個重要成員。中子是構成物質原子核的基本粒子之一，它的質量與質子相同。中子不帶電，從原子核分裂出來的中子很容易進入原子核。人們利用中子的這個特性，用它轟擊原子核來引起核反應。這就是中子彈。中子彈在爆炸時釋放大量的高能中子，是以高能中子輻射為主要殺傷的小型氫彈。
我們知道，每一種核武器都具有核輻射、衝擊波、光輻射等殺傷力，中子彈也有核武器的這些特性，但是中子彈的殺傷特性主要不是在這些方麵。中子彈主要是靠中子的輻射起到殺傷作用，可以在有效的範圍內殺傷坦克、裝甲車輛或建築內的人員。如果有一個100噸TNT（即黃色炸藥，三硝基甲苯）當量的中子彈，在距離爆炸中心800米時，其核輻射劑量是同等當量的裂變核武器的幾十倍，但是它爆炸時產生的衝擊波對建築物的破壞半徑隻有300～400米。也就是說，如果有一枚千噸級當量的中子彈在戰場上爆炸，那麼，800米範圍內的人員會被殺傷，被殺傷的人員並不是馬上死，而是慢慢地非常痛苦地死去，受傷者最長可以拖過7天的時間。中子彈爆炸的300米範圍之外的建築和設施將毫發無損，但是建築物中的人員卻不能幸免。中子彈的這種特性令戰爭狂人認為是適合在戰場上作為戰術核武器使用的。
中子彈是什麼時候誕生的呢？它誕生於20世紀50年代，是由美國加州大學的一個實驗室開發而成的。隨後，掌握了核武器的國家紛紛開始研製中子彈。1981年，卡特總統批準了中子彈的生產計劃。裏根總統上台後，下令生產“長矛”導彈的中子彈頭和可以用榴彈炮發射的中子彈頭。美軍現在已經有了203毫米榴彈炮的中子彈頭和155毫米中子彈的彈頭。這兩種用炮彈發射的中子彈是目前世界上當量最小的中子彈。目前中子彈並沒有在戰場上投入使用。中子彈可以用飛機、導彈、榴彈炮來發射。美、英、法、俄的許多戰鬥機經過改裝都可以發射帶有中子彈頭的對地導彈。目前，世界上有哪些國家具備了生產中子彈的能力呢？可以毫不誇張地說，凡是擁有氫彈的國家，都具備了生產中子彈的能力。但是，全世界愛好和平的人們都不會允許生產和使用任何核彈，包括中子彈。因為核戰爭意味著整個人類的自我毀滅。
2.2.9 中子星
1932年，發現中子後不久，科學家就提出可能有由中子組成的致密星。1934年，巴德和茲威基兩位天文學家分別提出了中子星的概念，而且指出中子星可能產生於超新星爆發。1939年，奧本海默和沃爾科夫通過計算建立了第一個中子星的模型，從而揭開了人類探尋和研究中子星的序幕。
研究表明，中子星是處於演化後期的恒星，也是在老年恒星的中心形成的。隻不過能夠形成中子星的恒星，質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恒星的質量大於10個太陽的質量時，它就有可能最後變為一顆中子星，而質量小於10個太陽的恒星往往隻能變化為一顆白矮星。
中子星又稱脈衝星。脈衝星是變星的一種，是在1967年首次被發現的。當時，還是一名女研究生的貝爾發現狐狸星座有一顆星發出一種周期性的電波。經過仔細分析，科學家認為這是一種未知的天體。因為這種星體不斷發出電磁脈衝信號，人們就把它命名為脈衝星。脈衝星發射的射電脈衝的周期性非常有規律。一開始，人們對此很困惑，甚至曾想到這可能是外星人在向我們發電報聯係。據說，第一顆脈衝星就曾被叫做“小綠人一號”。經過幾位天文學家一年的努力，終於證實，脈衝星就是正在快速自轉的中子星。而且，正是由於它的快速自轉而發出射電脈衝。
由於脈衝星發出的電磁波的周期極短而又有規律，像人眨眼一樣，因此，又名波霎（拚音）。脈衝星都是中子星，但中子星不一定是脈衝星，我們必須能收到它的脈衝才算是。中子星是恒星演化到末期，經由重力崩潰發生超新星爆炸之後，可能成為的少數終點之一。恒星核心的氫於核聚變反應中耗盡，完全轉變成鐵時，便無法從核聚變中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落，有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸，或者根據恒星質量的不同，整個恒星被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。白矮星被壓縮成中子星的過程中，恒星受到劇烈的壓縮使其組成物質中的電子並入質子轉化成中子，直徑大約隻有十餘千米，卻集聚了驚人的質量。中子星的密度為1011千克/立方厘米，也就是每立方厘米的質量為一億噸。中子星是除黑洞外密度最大的星體，同黑洞一樣，也是20世紀60年代最重大的發現之一。
微觀世界中的中子在宇宙中竟然扮演著這麼重要的角色，這是非常令人吃驚的。人類通過認識物質的微觀結構而進一步認識了浩瀚無際的宇宙，認識了人類在宇宙中的位置。這對人類在地球上的生存和發展具有重大意義。