阿梅代奥·阿伏伽德罗
Amedeo Avogadro
出生(1776-08-09)1776年8月9日
薩丁尼亞王國都灵
逝世1856年7月9日(1856歲—07—09)(79歲)
薩丁尼亞王國都灵
知名于原子-分子论
阿伏伽德罗定律
科学生涯
研究领域物理学化学
机构都灵大学
签名

洛伦佐·罗马诺·阿梅代奥·卡洛·阿伏伽德罗義大利語Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro,1776年8月9日—1856年7月9日),意大利物理学家化学家,主要生活在撒丁王国都灵。他最重大的贡献是在约翰·道尔顿原子理論的基础上,建构了分子学说。但他的理论在生前未受到重视。直到他去世后四年,原子-分子论才通过斯坦尼斯劳·坎尼扎罗卡尔斯鲁厄会议上的鼓吹,在国际化学家中产生影响。后世科学家用他的形式命名了阿伏伽德罗數,即1摩尔物质所含的粒子(如原子或分子)的数量。

直到 但由于当时1811年发表了阿伏伽德罗假說,也就是今日的阿伏伽德罗定律,并提出分子概念及原子、分子区别等重要化学问题。

阿伏伽德罗出生於意大利西北部皮埃蒙特区的首府都灵,是當地的显赫家族,阿伏伽德罗的父親菲立波,曾擔任萨伏伊王國的最高法院法官。父親對他有很高的期望。阿伏伽德罗勉強地讀完中學,進入都灵大学讀法律系,成績突飛猛進,1796年获博士学位。

阿伏伽德罗30歲時,對研究物理產生興趣。1809年,他到韦尔切利鄉下的一所職業學校教書,1815年1月與Felicita Mazzé結婚。1832年,出版了四大冊理論物理學,其中寫下有名的假設:「在相同的物理條件下,相同體積的氣體,含有相同數目的分子。」但未被當時的科學家接受。后来经坎尼札罗用实验论证,到1860年才获得公认。

著名的阿伏伽德罗常數(NA=6.02214129±0.00000027×1023[1],一般计算时常取6.02×1023或6.022×1023为近似值)以他的姓氏命名。

生平 编辑

阿梅代奥·阿伏伽德罗生于都灵一个显赫的家庭。父亲菲利普·阿伏伽德罗(Filippo Avogadro)出身于法律专业,后成为薩丁尼亞王國权位最高的政治人物之一。阿梅代奥最初跟随家族传统学习法律,1796年获得学位和从业资格。1801 年,他成为波河省義大利語Dipartimento del Po省长的秘书。

与此同时,阿伏伽德罗开始研究自然科学,于1804年成为都灵科学院義大利語Accademia delle Scienze di Torino通讯会员英语Corresponding member。但由于个人兴趣点在理论问题上,而当时的都灵科学界更重视实验和应用,因此他交的论文屡屡遭到拒绝。幸运的是,都灵大学校长普罗斯佩罗·巴尔博義大利語Prospero Balbo慧眼识珠,帮助阿伏伽德罗于1806年获得了诸省学院義大利語Collegio delle Province的助理教职,又设法让他的论文在法国的学术期刊上发表。

1809年起,阿伏伽德罗在韋爾切利皇家学院(高中)担任实证哲学(数学和物理学)教师,一直任教到1819年。1820年,他担任都灵大学崇高物理学(涉及微积分数学的物理学,即理论物理学)教授,次年当选都灵科学院院士。1821年3月骚乱義大利語Moti_del_1820-1821#L'insurrezione_piemontese_(1821)后,继位的卡洛·费利切国王撤销了该教席,阿伏伽德罗失去教职,重操法律和行政的旧业,但仍未放下科学研究。1832年,新国王卡洛·阿尔贝托试图复兴大学,恢复了崇高物理学教席,最初由法国数学家奧古斯丁-路易·柯西出任教授。柯西在大约一年后去职,阿伏伽德罗于1834年重获该教席,一直任教到1850年。1856年,他在都灵去世。[2][3]

 
Amedeo Avogadro

贡献和影响 编辑

分子理论和阿伏伽德罗定律 编辑

阿伏伽德罗最卓越的成就是对原子-分子理论的贡献。在此之前,法国科学家约瑟夫·路易·盖-吕萨克指出,在同温同压下,进行化学反应的气体及生成的气体产物的体积成简单整数比。这一发现本可以印证英国科学家约翰·道尔顿提出的现代原子理论,但道尔顿却否定该假说。在道尔顿看来,2体积的氫氣与1体积的氧气生成的水可以化为2体积的水蒸气,意味着水当中含有“半个”氧原子,即 ,而这跟“原子不可分”的基本假设有矛盾。

1811年,阿伏伽德罗在法国的《物理、化学、自然史和艺术学报法语Journal de physique, de chimie, d'histoire naturelle et des arts》上发表了代表作——《论测定物体中原子相对质量,及其进入化合物中数目比例的一种方法》(Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons)。他在论文中提出,在同温同压下,同体积的任何气体都具有相同数目的分子。这就是著名的阿伏伽德罗假说(后称阿伏伽德罗定律)。为了使该假说成立,阿伏伽德罗引入了明确有别于原子的“分子”这一新概念,提出单质气体分子不是由单个原子,而是由两个原子组成的,上述的氢气与氧气合成的情况就可以描述为 ,不会出现“半个”原子的情况,从而解决了道尔顿和盖-吕萨克之间的矛盾。根据阿伏伽德罗假说,就可以按照同体积的气体的质量,求得各种物质的相对分子量;按照参与反应的气体的体积,求得化合物中各元素的组成比例。

之后,阿伏伽德罗又陆续发表了几篇论文,重申阿伏伽德罗假说和分子理论,但在当时没有引起学术界的重视。首先,他的理论本身有不足。他误以为所有单质气体分子都是双原子组成的,金属和非金属固体也是双原子分子。其次,当时都灵科学界不重视理论研究,他无从获得好的实验器具,缺乏足够的实验数据。再次,他所在的意大利并非当时的化学研究的中心,而欧洲大陆的主流看法——如道尔顿的观点,约恩斯·贝尔塞柳斯电化二元论英语Electrochemical_dualism——都认为同类原子互斥,不可能结合成多原子单质分子。

直到1860年,在史上第一次国际学术会议——卡尔斯鲁厄会议——上,

S.坎尼扎羅散發了一篇短文《化學哲學教程概要》,才重新提起阿伏伽德罗假說。這篇短文引起了J.L.邁爾的注意,他在1864年出版了《近代化學理論》一書,許多科學家從這本書裡了解並接受了阿伏伽德罗假說。現在,阿伏伽德罗定律已為全世界科學家所公認。阿伏伽德罗數是莫耳物質所含的分子數,其數值是6.02×1023左右,是自然科學的重要的基本常數之一。

科學貢獻 编辑

亞佛加厥畢生致力於原子-分子學說的研究。1811年,他發表了題為《原子相對質量的測定方法及原子進入化合物時數目之比的測定》的論文。他以蓋·呂薩克氣體化合體積比實驗為基礎,進行了合理的假設和推理,首先引入了“分子”概念,並把它與原子概念相區別,指出原子是參加化學反應的最小粒子,分子是能獨立存在的最小粒子。單質的分子是由相同元素的原子組成的,化合物的分子則由不同元素的原子所組成。文中明確指出:“必須承認,氣態物質的體積和組成氣態物質的簡單分子或複合分子的數目之間也存在著非常簡單的關係。把它們聯繫起來的一個、甚至是唯一容許的假設,是相同體積中所有氣體的分子數目相等”。這樣就可以使氣體的原子量、分子量以及分子組成的測定與物理上、化學上已獲得的定律完全一致。亞佛加厥的這一假說,後來被稱為亞佛加厥定律。亞佛加厥還根據他的這條定律詳細研究了測定分子量和原子量的方法,但他的方法長期不為人們所接受,這是由於當時科學界還不能區分分子和原子,分子假說很難被人理解,再加上當時的化學權威們拒絕接受分子假說的觀點,致使他的假說默默無聞地被擱置了半個世紀之久,這無疑是科學史上的一大遺憾。直到1860年,意大利化學家坎尼扎羅在一次國際化學會議上慷慨陳詞,聲言他的本國人亞佛加厥在半個世紀以前已經解決了確定原子量的問題。坎尼扎羅以充分的論據、清晰的條理、易懂的方法,很快使大多數化學家相信亞佛加厥的學說是普遍正確的。但這時亞佛加厥已經在幾年前默默地死去了,沒能親眼看到自己學說的勝利!亞佛加厥是第一個認識到物質由分子組成、分子原子組成的人。他的分子假說奠定了原子一分子論的基礎,推動了物理學、化學的發展,對近代科學產生了深遠的影響。他的四卷著作《有重量的物體的物理學》(1837~1841年)是第一部關於分子物理學的教程。

社會影響 编辑

阿伏伽德罗一生從不追求名譽地位,只是默默地埋頭於科學研究工作中,並從中獲得了極大的樂趣。

阿伏伽德罗早年學習法律,又做過地方官吏,後來受興趣指引,開始學習數學和物理,並致力於原子論的研究,他提出的分子假說,促使道爾頓原子論發展成為原子—分子學說。使人們對物質結構的認識推進了一大步。但遺憾的是,阿伏伽德罗的卓越見解長期得不到化學界的承認,反而遭到了不少科學家的反對,被冷落了將近半個世紀。

由於不採納分子假說而引起的混亂在當時的化學領域中非常嚴重,各人都自行其事,碳的原子量有定為6的,也有定為12的,水的化學式有寫成HO的,也有寫成H2O的,醋酸的化學式竟有19種之多。當時的雜誌在發表化學論文時,也往往需要大量的註釋才能讓人讀懂。一直到了近50年之後,德國青年化學家邁耶爾認真研究了阿伏伽德罗的理論,於1864年出版了《近代化學理論》一書。許多科學家從這本書裡,懂得併接受了阿伏伽德罗的理論,才結束了這種混亂狀況。

参考资料 编辑