Краткая история науки

Атомарная теория Дальтона позволила объяснить химические реакции, она показала, как элементы или атомы комбинируются в различных пропорциях. Так, водород и кислород делают это, формируя воду, углерод и кислород, когда создают углекислый газ, а азот и водород – объединяясь в аммоний.

Подобные регулярность и постоянство, а также растущая точность измерений сделали химию передовой наукой в начале девятнадцатого века, ну а идеи Дальтона заложили для этого фундамент.

Гемфри Дэви (1778–1829) оказался одним из самых выдающихся химиков той эпохи. Насколько Дальтон был скромен, настолько же Дэви – красноречив и амбициозен. Подобно Дальтону, он вышел из рабочего класса и попал в хорошую начальную школу в Корнуолле.

Ну а еще Дэви повезло, нет сомнений, поскольку он стал учеником местного врача, который планировал воспитать себе смену. Но вместо этого Дэви использовал книги, полученные от наставника, чтобы научиться химии (и иностранным языкам). Он переехал в Бристоль, где стал ассистентом в особом медицинском учреждении, где использовали различные газы для лечения пациентов.

Именно тогда Дэви экспериментировал с оксидом азота, который называют также «веселящим газом», ведь когда вы им дышите, он заставляет вас смеяться. Книга Дэви о газах, появившаяся в 1800 году, произвела сенсацию, веселящий газ был объявлен «рекреационным препаратом», и вечеринки с его использованием вошли в моду.

Дэви также заметил, что после использования оксида азота для дыхания вы не чувствуете боли, и предположил, что тот может оказаться полезным в медицине. Потребовалось сорок лет, чтобы врачи согласились с этим утверждением, и веселящий газ кое-где до сих пор применяется для анестезии.

Но только большой город Лондон, столица империи, мог удовлетворить амбиции Дэви. Он получил свой шанс, став лектором по химии в Королевском институте, организации, созданной, чтобы продвигать науку в средний класс.

И здесь ученый показал себя отличным шоуменом, его публичные лекции по химии привлекали толпы, ведь люди часто ходят на лекции не только для того, чтобы узнать нечто новое, но и для развлечения. Дэви стал профессором института и продолжил заниматься исследованиями, в том числе он сообразил (другие химики тоже до этого доходили), как можно применить в своей науке Вольтов столб, прототип современной батарейки.

Он растворял вещества в жидкостях, изготавливая таким образом растворы, и затем использовал столб, чтобы пропускать через растворы электрический ток, и смотрел, что происходит. Дэви обнаружил, что во многих растворах элементы и соединения притягиваются либо к отрицательному, либо к положительному полюсу устройства. Именно таким образом он идентифицировал несколько новых элементов: натрий и калий, например, которые оба собирались у отрицательного полюса. Натрий является частью хлорида натрия, вещества, которое придает водам океана соленость, и именно его мы добавляем в еду как поваренную соль.

Ну а с того момента, как новый элемент открыт, с ним можно проводить эксперименты, и узнать его сравнительную атомную массу, и этим Дэви тоже занимался.

Вольтов столб с его положительным и отрицательным полюсами также изменил взгляд химиков на атомы и соединения. Положительно заряженные вещества устремлялись к отрицательному полюсу, а отрицательно заряженные – к положительному, и это помогло объяснить, почему элементы имеют естественную склонность вступать в соединение друг с другом.

Шведский химик Йенс-Якоб Берцелиус (1779–1848) сделал этот принцип основой для своей знаменитой теории химических комбинаций. До того, как стать ученым. Берцелиус пережил тяжелое детство, его родители умерли, и воспитанием мальчика занимались различные родственники. Но несмотря на это, он стал одним из самых знаменитых химиков всей Европы.

Он открыл для себя все удовольствие химических исследований, когда обучался на врача, и получил возможность работать в качестве химика в столице Швеции Стокгольме, где сам жил. Впоследствии Берцелиус много путешествовал, особенно часто в Париж и Лондон, центры науки того времени.

Подобно Дэви Берцелиус использовал Вольтов столб, чтобы изучать растворы. Таким образом он открыл несколько новых элементов, и опубликовал их перечень (с уточненными значениями атомной массы). Он определил эти массы посредством тщательного анализа разных соединений, скомбинированных, чтобы произвести новые вещества, или разлагая соединения на составляющие и аккуратно взвешивая то, что получилось.

Его химическая таблица, появившаяся в 1818-м, показывала атомную массу сорока пяти элементов, и водород имел массу в единицу.

Также Берцелиус определил состав более чем двух тысяч соединений, и он же популяризовал идею Дальтона, связанную с идентификацией элементов по первой (или первым двум) букве названия: С для углерода (carbon), Ca для кальция и так далее. Записанные таким образом химические реакции стало очень легко читать.