ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ИСТОРИЧЕСКИЙ МЕТОД В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ из "Станислао Канниццаро очерк жизни и деятельности" В своем знаменитом Sunto , или Кратком очерке курса химической философии (1858 г.), к изложению и анализу которого мы обратимся в следующей главе, Канниццаро с самого начала говорит о том, что для создания у слушателей его лекций убеждения в справедливости гипотезы Авогадро целесообразно было вывести их на тот же самый путь, который прошел он сам, а именно на путь исторического исследования химических теорий . И далее Канниццаро поясняет, как он строит свой курс Итак, я начинаю в первой лекции с того, что показываю, как изучение физических свойств газообразных тел и закон Гей-Люссака об отношении между объемами соединений и их составных частей приводит к почти самопроизвольному возникновению упомянутой выше гипотезы, которая впервые была высказана Авогадро и немного позднее Ампером. Анализируя ход мысли этих двух физиков, я показываю, что она не находится в противоречии ни с одним из известных фактов [82, стр. 3]. Правда, Канниццаро здесь указывает, что условием для этого должно быть различение молекулы и атома, отказ от предрассудка , что молекулы простых тел могут состоять из одинакового числа атомов (стр. 92), и т. д. [c.39] В третьей лекции я обсуждаю различные работы физиков, относящиеся к газообразным телам, и показываю, что новые исследования от Геп-Люссака до Клаузиуса подтверждают гипотезу Авогадро и Амиера, согласно которой расстояния частиц в газовом состоянии не зависят ни от природы, ни от их массы, ни от числа содержащихся в них атомов, а только от температуры, при которой они находятся, и давления, которому они подвергнуты. [c.41] Упругими флюидами Канниццаро называет газы, как это было принято в предшествующую эпоху. Менее точно переводить на русский язык это выражение словами упругие жидкости , Под конституцией может подразумеваться, в зависимости от контекста, состав молекул (например, что молекулы водорода состоят из двух атомов), построение молекул из более сложных частей (например, из радикалов, или, если речь идет о солях в теории Берцелиуса, из кислотных и основных окислов), наконец, структуру или строение молекул (например, пространственное строение или же как синоним выражения химическое строение ), О том, что подразумевается у Канниццаро под необходимостью отличать атомы от молекул, в этой и в следующей главах речь будет идти еще не раз (см., например, стр. 123), однако иногда и в тексте самого Канниццаро встречается употребление терминов сложный атом или даже атом в смысле молекула или частица , там, где он передает чужие взгляды, как, например, на стр. 48, где он говорит об атомах соли и воды. [c.41] Я указываю, что ему часто был свойствен предрассудок, противоположный берцелиусовскому, приводивший к нередкому искажению фактов, потому что если Берцелиус не допускал, чтобы молекула простого тела делилась в момент соединения, Жерар принимал, что молекулы всех простых тел делятся во время химического действия. Этот предрассудок заставлял его принимать, что молекулы ртути и всех металлов состоят из двух атомов, как и молекула водорода, и что поэтому соединения всех металлов принадлежат к тому же самому типу, что и водород. Эта ошибка еще коренится в умах химиков и препятствует им признать существование двухатомных радикалов металлов, полностью аналогичных радикалам, в последнее время открытым Вюрцем в органической химии. [c.42] Известна лекция Канниццаро по атомной теории, прочитанная в том же 1858 г. в Генуэзском университете, которая до известной степени позволяет увидеть, в какой мере история атомно-молекулярной теории в химии служит дидактическим инструментом в руках преподавателя. В несколько ином плане Канниццаро возвращается к аргументации в пользу такого метода в Фарадеевской речи 1872 г., посвященной преподаванию теоретической химии. Здесь речь идет уже о необходимости принять атомно-молекулярную теорию в качестве стержня этого преподавания и об историческом методе ее обоснования. Но еще больший интерес для нас должна представлять обширная и обстоятельная статья Канниццаро 35] в которой он тот же исторический метод предлагает применять при анализе тех сложных и запутанных проблем теоретической химии, в решении которых у химиков обнаруживались наибольшие разногласия. [c.43] ее представление о развитии молекулярной теории с акцентом на гипотезу Авогадро можно получить из приведенной выше вступительной части Sunto . Но молекулярная теория по самой своей суш ности была естественным продолжением и развитием атомной теории Дальтона, с которой она настолько теспо переплетается, что уже в начале XIX в. образуют единую атомно-молекулярную теорию. [c.45] Историю этой теории начиная с работ Дальтона и прослеживает Канниццаро в своих дополняющих друг друга работах и особенно обстоятельно в Исторических заметках . Мы резюмируем далее его представление о развитии атомно-молекулярной теории в химии как потому, что никому из последующих историков химии не удалось с таким искусством проследить за логикой этого развития, так и потому, что в работах Канниццаро рассеяно много замечаний методологического плана, относящихся к разработке проблем теоретической химии и представляющих поэтому самостоятельный интерес, по которые могут быть понятны только в связи с конкретным историко-химическим материалом. [c.45] Опыты Гей-Люссака, обобщенные им в виде закона (так называемый 2-й закон Гей-Люссака), означали развилку трех дорог не только в объяснении конституции газов, но и сыграли важнейшую роль в дальнейшей судьбе атомно-молекулярной теории. Наименьшее влияние они оказали на направление Дальтона и его последователей, наибольшее на Авогадро и Ампера и, если можно так сказать, лишь некоторое и временное влияние на Берцелиуса, анализ эволюции взглядов которого составляет основной стержень Исторических заметок Канниццаро. [c.47] Таким образом, и нам далее целесообразно сгрунниро-вать материал по этим трем направлениям, заключив наш очерк изложением, по Канниццаро, реформы Жерара, предшествовавшей его собственной реформе. [c.47] Несколько раньше там же Канниццаро так оценивает роль атомной теории Дальтона в истории химии того времени и ее влияние на современников Для своего возникновения атомная теория не ожидала, пока независимым путем не будут открыты и точно выражены все эмпирические законы относительно (химических) нропор-цип напротив, она-то и дала возможность предугадать и открыть большую часть из них, она-то и помогла оценить значение того немногого, что было известно раньше относительно этого предмета, она-то, наконец, снабдила языком для выражения этих всех законов [82, стр. 298]. [c.47] В Исторических заметках Канниццаро специально рассматривает, как атомная теория сама по себе вошла в науку еще до работ Берцелиуса. [c.47] Даже Бертолле, несмотря на то, что идеи Дальтона свидетельствовали в пользу выводов Пруста, в предисловии к французскому переводу книги Томсона, хотя и делает оговорки, говорит об остроумной гипотезе Дальтона, с помощью которой он объясняет постоянные пропорции, наблюдаемые между элементами некоторых сложных тел [82, стр. 123]. Сомнения же Бертолле относятся к общности закона кратных отношений, а также к способу определения атомных весов в предположении, что взятое соединение состоит из атомов в простейшей пропорции 1 1. Здесь Бертолле уловил самый слабый и, как выяснилось позднее, действительно несостоятельный пункт в теории Дальтона. Предположехше это никак не может быть доказано ,— эти слова Бертолле приводит Канниццаро без всякого комментария. [c.48] Берцелиус познакомился с теорией Дальтона не сразу и то лишь случайно, но, как говорит Канниццаро в Фарадеевской речи Тогда вдруг яркий свет озарил предмет его исследований, и в свете экспериментальных результатов он весьма скоро увидел соотношения, которых до того не замечал [Там же]. [c.50] В 1808 г. появился первый том Новой системы философии химии Дальтона, который не прибавил по существу ничего нового, так как гипотеза Дальтона уже широко обсуждалась и стимулировала постановку новых экспериментов. [c.50] Опыты Гей-Люссака и сформулированный им закон, как уже было сказано, означал развилку трех путей в объяснении конституции газов 1) отказ от идеи об одинаковом числе частиц в одинаковых объемах газов при тождественных условиях (это — путь Дальтона) 2) отказ от идеи, по которой частицы газов соединяются друг с другом целиком, то есть отказ от признания тождественности физических и химических атомов (путь Авогадро и Ампера) 3) неполный отказ от идеи об одинаковом числе частиц в одинаковых объемах газов она признается справедливой только для простых веществ (это — путь Берцелиуса и его последователей). Канниццаро с большим искусством вскрывает логические соображения, которые привели к каждому из этих путей. [c.50] В Исторических заметках Канниццаро очень бегло упоминает о возникновении этой теории. Однако в лекции по атомной теории он указывает на полезность изучения генезиса теории, на которой основываются определения молекулярных весов и которая представляет собою учение о подобии в конституции веществ, находящихся в газообразном состоянии. В этой лекции он касается только одного ее истока, скорее физического, чем химического характера, а именно экспериментального изучения газов и обобщения эмпирических результатов, и в связи с этим рассматривает основные вехи в истории иневматологии. [c.51] Галилей первым показал существование веса у воздуха, он вместе с Бальяни предугадал давление воздуха на предметы, в него погруженные. К началу 40-х годов относятся знаменитые опыты Торричелли, нашедшего способ получения пространства, свободного от всякого весомого вещества. Вскоре Паскаль применил этот метод для определения атмосферного давления на различных высотах. Прямому определению веса воздуха способствовало изобретение около 1650 г. Отто Герике первой пневматической машины. К 1661 г. Бойль, а несколько позднее Мариотт исследовали отношение между упругой силой воздуха и его плотностью и сформулировали свой известный закон. [c.51] Но в те же годы (1763—1780 гг.) Пристли опубликовал результаты своих наблюдений над различными видами воздуха, после чего было установлено, что справедливость закона Бойля—Мариотта не зависит от природы воздуха. К 1777 г. Лавуазье вместе с Лапласом показал, что и другие вещества кроме воды могут быть переведены в газообразное состояние и что вообще последнее есть модификация тел, зависящая от температуры и давления, которым они подвергнуты. Вслед за Блэком Лавуазье видел причину сил отталкивания между частицами в теплоте, которую он рассматривал как реальное и материальное вещество, тончайший флюид, который, проникая между частицами, как бы раздвигает их и, соединяясь с данным веществом в различных пропорциях, превращает его в твердое, жидкое или газообразное тело. Это положение для Лавуазье только гипотеза, позволяющая объяснить все известные тогда факты и установить между ними связь. [c.52] Как нам кажется, стремясь показать, что к началу XIX в. были открыты все основные газовые законы, Канниццаро без прямой связи с генезисом теории Авогадро— Ампера в своей лекции уделяет также внимание изучению условий превращения воздухообразных флюидов в жидкости и обратно — изучению, начало которому положил Лавуазье, а результаты были сформулированы в виде законов Дальтоном. Собственно опи дали только уточнение положения о том, что природа различных газообразных тел не влияет па их раснтиренне и сжатие, хотя влияет на продел сжимаемости, который для каждого воздухообразного флюида наступает при различной температуре. [c.53] Вернуться к основной статье