Hvað getið þið sagt mér um efnafræðinginn John Dalton og atómkenningu hans?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað getið þið sagt mér um efnafræðinginn John Dalton og atómkenningu hans?
John Dalton (1766-1844) var enskur efnafræðingur, veðurfræðingur og eðlisfræðingur. Hann var brautryðjandi í þróun atómfræðinnar og atómhugtaksins og rannsakaði einnig litblindu.

Dalton fæddist 6. september árið 1766 í Eaglesfield á Englandi. Hann ólst upp, ásamt tveimur eldri systkinum, hjá foreldrum sínum, vefaranum Joseph Dalton og konu hans Deborah Greenup.

Dalton var ekki langskólagenginn. Í fyrstu fékk hann tilsögn hjá föður sínum og kennaranum John Fletcher sem rak kvekaraskóla í Eaglesfield. Þegar Fletcher settist í helgan stein árið 1778 hóf Dalton að kenna við skólann, þótt ungur væri að árum. Hann kenndi náttúrufræði, efnafræði og stærðfræði við ýmsa skóla í rúmlega 20 ár, meðal annars í Kendal og Manchester.

Dalton var kappsfullur veðurathugunarmaður. Frá árinu 1787 skráði hann daglega hitastig, vindstig og vindátt, rakastig og loftþrýsting í sínu nánasta umhverfi. Hann hélt veðurdagbók í 57 ár og urðu athuganir hans yfir 200 þúsund þegar yfir lauk. Fyrstu niðurstöður sínar birti hann árið 1793 og bar greinin heitið Meteorological Observations and Essays.

Litskynjun heillaði Dalton alla ævi. Árið 1794 birti hann greinina Extraordinary facts relating to the vision of colours þar sem hann lýsir því hvernig fólk með skerta litskynjun skynjar liti, en Dalton og bróðir hans höfðu báðir brenglaða litskynjun. Einu litirnir sem Dalton sá voru blár, fjólublár og gulur. Grænan, gulan og appelsínugulan sá hann sem mismunandi gula liti.

Dalton taldi að ástæðu skertrar litskynjunar mætti rekja til aflitunar í augnkúluvökvanum. Þessar hugmyndir hans eru reyndar ekki réttar en athuganir hans um litblindu voru samt mikilvægt frumkvöðlaverk.

Dalton var afkastamikill höfundur og hann samdi fjölmargar greinar um margvísleg efni, þar á meðal rigningu og dögg og uppruna vorsins, hita, liti skýjanna, gufu, hjálparsagnir (e. auxiliary verbs) og lýsingarhátt (e. participles) í ensku, og endurkast og brot ljóssins.

Greinin Experimental Essays on the constitution of mixed gases, sem birtist rétt eftir aldamótin 1800, er ein af merkari greinum Daltons. Þar fjallar hann um kraft í vatnsgufu og gufu annarra vökva við mismunandi hitastig, uppgufun og þenslu gass. Með öðrum orðum, hitun og kæling lofttegunda stafar af þéttingu og útþenslu þeirra.

Önnur merkileg grein, Absorption of gases by water and other liquids, birtist árið 1803 en þar kom fyrir kenning Daltons um hlutþrýsting (e. partial pressure) lofttegunda. Kenningin gengur undir heitinu gaslögmálið (e. gas law) eða lögmál Daltons og samkvæmt því er heildar þrýstingur (P) gasblöndu jafn summu af hlutþrýstingi hverrar lofttegundar í gasblöndunni, það er að segja

\[P_{heild}=P_{gas1}+P_{gas2}+P_{gas3}+...\]

Sú hugmynd Daltons sem þykir hvað mikilvægust er atómkenning (e. atomic theory) hans sem hann birti árið 1808 í bókinni New system of chemical philosophy. Kenninguna byggði hann á eigin tilraunum og líklega tilraunum annarra vísindamanna, eins og til dæmis Lavoisers og Higgins. Kenningin fól í sér að allt efni væri gert úr örsmáum, ódeilanlegum, litlum ögnum sem kallast atóm (frumeindir) og voru helstu einkenni þeirra eftirfarandi:

• Sérhvert frumefni hefur eigin atómgerð.
• Atóm er ekki hægt að búa til, þau geta ekki eyðst og þeim er ekki hægt að deila þar sem þau eru smæstu einingar efnis.
• Atóm tiltekins frumefnis eru nákvæmlega eins og hafa því sömu eiginleika, svo sem stærð, massa, lit og ham.
• Atóm mismunandi frumefna hafa mismunandi eiginleika.
• Atóm geta tengst saman í stærri einingar og við efnahvörf umraðast atómin en þau geta hvorki eyðst né myndast.

Tilraunirnar sem Dalton lagði til grundvallar atómkenningu sinni voru meðal annars útreikningar hans á hlutfallslegum atómmassa sex frumefna; vetnis, súrefnis, köfnunarefnis, kolefnis, brennisteins og fosfórs.

Enn í dag stenst atómkenning Daltons í grófum dráttum nokkuð vel við „venjulegar aðstæður“. Menn komust þó að því í byrjun 20. aldar að atóm var ekki minnsta eining efnis, inni í atóminu leynast nefnilega róteindir, nifteindir og rafeindir. Síðar uppgötvaðist svo að róteindir og nifteindir eru heldur ekki grunneindir heldur eru þær gerðar úr svokölluðum kvörkum.

Hægt er að eyða frumefnum og búa til ný, auk þess sem það getur gerst af sjálfu sér hjá geislavirkum frumefnum. Hins vegar gerist þetta ekki í venjulegum efnahvörfum.

Atóm tiltekins frumefnis eru ekki öll eins því atóm hvers frumefnis eru byggð upp af mismunandi samsætum (e. isotopes) en samsætur innihalda mismunandi fjölda nifteinda. Hins vegar eru sömu samsætur tiltekins frumefnis allar nákvæmlega eins.

Það má þó hafa það í huga að atómkenning Daltons var ekki sú fyrsta sinnar tegundar því um 430 f.Kr. setti Demókrítos fram sína atómkenningu. Í þá daga var ekki mikið um tilraunir heldur voru margar kenningar settar fram með orðum einum. Demókrítos lagði þó til á sama hátt og Dalton að til væri smæsta ögn efnis sem væri ódeilanleg; þessa ögn kallaði hann „atomos“ sem þýðir „óskiptanlegur“ á grísku. Kenning Demókrítosar varð undir öðrum kenningum þess tíma og lá í dvala þar til Dalton setti sína kenningu fram.

John Dalton lést úr heilablóðfalli 27. júlí 1844.

Heimildir:

• Biographybase.com - John Dalton. Skoðað 14.12.11
• Atómeðlisfræði. Skoðað 14.12.11
• Famousscientists.org - John Dalton. Skoðað 14.12.11
• Wikipedia.org - John Dalton. Skoðað 14.12.11

Myndir:

• John Dalton og efni Daltons. Sóttar 14.12.11

...