1826年,贝采里乌斯大大地改进了自己的原子量系统。如果说在此之前 他只是应用化学计算定律,以元素与化合物在化学和物理学中的类比原则作 为为自己测定原子量的依据;那么,现在他开始考虑用杜隆的比热定律和密 克尔力特的同晶现象定律了。新知识理论的应用,使得他对原子量数据的改 进取得了巨大的进步,大多数金属元素的原子量很接近于近代数据。许多金 属的相应氧化物也都获得了正确的化学式。到他逝世之前已知的56种元素 中,只有硼、铍、硅、钒、锆、铀、铈、钇和钍的原子量不够准确,其它的 都已经是相当精确了。这些精确数据的取得,主要归功于贝采里乌斯。
那么,贝采里乌斯是用什么办法测出原子量的呢?下面,我们就举硫的 例子来说明。
要测定硫的原子量,就需要先确定硫酸的化学式。为此,贝采里乌斯分 析了硫酸铅,表明了“硫酸”里含的氧比氧化铅里的氧多两倍。因而贝采里 乌斯认为它的化学式里应包含有三个氧原子。但是,到底应该有几个硫原子 与这三个氧原子化合呢?他研究了一系列硫的氧化物,比如二氧化硫(SO)、
2 三氧化硫(SO),最终得到这个问题的答案。
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比如在二氧化硫中有2个硫原子,那么,它的化学式就应该写成SO、 SO。可是采用双原子并没有必要,因为用SO和SO的化学式,得出的是更
23 2 3 简单得多的比。
硫和氧的反应,是适用于下面这个化学式的,即:
S+O=SO
2 2
硫的原子量就是按照这样先得出的“硫酸”的化学式然后测定的。
贝采里乌斯在证明了各种化学计算定律的合理性并测出了某些化学元素 的原子量以后,就给自己提出了这样的任务:弄清由一定整数的简单原子形 成复杂原子的原因。他在自己的科学日记中写道:“即使在相当程度上证明 了物质是由不可分割的原子组成的,那也根本不能由此得出结论,说一定会 发生那些常出现的化学比现象,特别是在无机界见到的那些现象。对此还必 须知道那些调节着原子结合的方法并决定着它们的界限的定律,因为如果一 种元素的不定数原子可以跟另一种元素的不定数原子化合,那就会存在由这 些元素组成的无穷数的化合物,则这些化合物量的组成中的差别就会由于其 微不足道而无法被发现,甚至借助最精确的实验也不能发现。显然,化合量 正是取决于这些定律。”正是在以上的这段话里,包含着一整套的纲领,它 的实现导致了化学家们最终创立了当量学说。
贝采里乌斯对化学原子论发展的影响,还表现在他采用化学元素的原子 字母符号,以便于写成化合物的化学式。这些符号沿用至今。他制定了一个 简单易懂的化学符号系统,用以明确而直观地表现和解释化合物的原子组 成。在贝采里乌斯看来,化学式必须完全准确地表现出一种化合物是由哪些 元素组成的,并应该指出其中每种元素的原子比数。由于贝采里乌斯所制订 出的化学符号,符合元素的相对量,因此能够用它们来写成化合物的化学式。 他认为,通过化学式,他可以作出化合物组成的一个最简单扼要而又条理清 楚的理论说明,它可以使人一眼就看清楚那种用许多文字也难以如此简明地 加以解释的道理。
在1813年,贝采里乌斯第一次发表了他的化学符号。第二年,他在自己 的一篇论文中,更详细地叙述了这个问题。在论文中他写到:“化学符号要 解释所写的东西而不致于把印刷的书弄得拖泥带水,就应当用字母符号来表 示,因此,我将采用每种单质的拉丁文名称的开头字母作为化学符号。这些 化学符号永远表示1个体积的物质(1个原子)。假如需要表示出许多体积, 则可以标出它们的数目。例如氧化亚铜是由1个体积的氧与1个体积的铜组 成的,因此它的符号就是CuO;而氧化铜是由2个体积的氧与1个体积的铜 组成,故它的符号就是CuO。”
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当几种元素的名称开头第一个字母相同时,贝采里乌斯就在相同字母的 后面加上第二个或底下字母中的一个,以示区别。例如,同以“C”开头的元 素符号,C是碳、Ca是钙、Cr是铬、Cu是铜、Co是钴。
以下就是贝采里乌斯在《化学教科书》最后一版中提出的元素的原子符 号:
O-氧 H-氢 N-氮
S-硫 P-磷 Cl-氯
Br-溴 I-碘 F-氟
C-碳 B-硼 Si-硅
Se-硒 Te-磅 As-砷
Cr-铬 V-钒 Mo-钼
W-钨 Fe-铁 Mn-锰
U-铀 Ce-铈 D-钕
Ln-镧 Al-铝 K-钾
Na-钠 Sb-锑 Ta-钽
Ti-钛 Os-锇 Au-金
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