сряда, септември 28

Джон Далтън: Най-големите постижения

0
28
John Dalton

Тук са представени основните постижения на Джон Далтън, прочут английски химик и метеоролог, известен най-вече с това, че дава на света на химията новаторската атомна теория.

Съдържание

Неофициално се обучава в множество научни дисциплини

Роден в не толкова заможно семейство на квакери, Джон Далтън не може да си позволи да учи медицина или право. Освен това връзката на семейството му с английските разколници – религиозна група от 17ти и 18ти веков, които се отделят от Англиканската църква – затруднява го да се запише в някой английски университет.

Поради това голяма част от обучението, което Далтън получава, е неофициално, тъй като той е наставляван от учения Джон Гоф и любителя метеоролог Елихъс Робинсън. Времето, през което работи като учител по математика и естествена философия в Манчестър, допринася много за усъвършенстването на знанията му в множество научни дисциплини.

Записва около четвърт милион метеорологични наблюдения

Въпреки че е известен най-вече с монументалния си принос в областта на химията, Джон Далтън е бил и много добър метеоролог. Интересът му към метеорологията и метеорологичните явления като цяло се засилва не само защото живее в Лейк Дистрикт, планински район, но и заради блестящите напътствия, които получава от своя наставник метеоролог Елиху Робинсън. Той получава напътствия за това как да прави метеорологични инструменти, например.

Далтън ще продължи да отговаря на въпросите на хората по множество научни проблеми – от математиката до метеорологията – в прочути алманаси като Дневник на джентълмена и Дневникът на дамите.

В началото на 20-те си години Далтън започва да записва наблюденията си за времето в дневник. През живота си той прави близо четвърт милион наблюдения.

Джон Далтън прави много важни метеорологични наблюдения

На Джон Далтън се приписва преоткриването на теорията за атмосферната циркулация (от английския метеоролог Джордж Хадли). В тази теория, която е известна и като „клетка на Хадли“, учените се опитват да измерят атмосферната циркулация в глобален мащаб, при която въздухът се издига в близост до екватора, след което се придвижва към полюсите на около 15 км над земната повърхност, след което се спуска към субтропиците и накрая си проправя път към екватора.

Автор на редица много важни есета

В годината, в която започва преподавателската си работа в Новия колеж в Манчестър, Англия, той публикува първото си и едно от най-известните си произведения, Метеорологични наблюдения и есета (1793г.). Книгата представя наблюденията му върху метеорологични теми. Тя служи като важна основа за бъдещите му трудове и изследвания. В книгата са включени и някои от метеорологичните наблюдения, направени от неговите приятели и наставници Джон Гоф и Питър Кростуейт.

Въпреки че по онова време книгата не получава толкова голямо внимание, на нея се приписва заслугата за напредъка на метеорологията от любителско занимание в пълноценна научна дисциплина, като я отдалечава от предмета на общия интерес. Историци и химици днес смятат, че Далтон е записал в книгата някои наистина забележителни, оригинални идеи.

Открива, че атмосферата е смес от елементи

Познаването на планинския терен на Лейк Дистрикт го улеснява да прави периодични наблюдения на времето по хълмовете. Далтън правел измервания на влажността и температурата, докато изкачвал хълмовете. Заедно със своя асистент и колега метеоролог Джонатан Атли, Далтън е много влиятелна фигура, когато става въпрос за географията и атмосферните условия в региона.

В едно от изследванията си той открива, че атмосферата е физическа смес от около 80 % азот и 20 % кислород. Това противоречи на тогавашната идея, че атмосферата не е специфично съединение на елементи.

Провежда експериментални изследвания на налягането на парата и смесените газове

През 1800/01 г., когато е назначен за секретар на Манчестърското литературно и философско общество, Джон Далтън представя редица „Експериментални есета“ за смесените газове. Той изследва как различните температури във вакуум и във въздух влияят върху налягането на парата. Далтън представя и някои открития за топлинното разширение на газовете. Есетата му са публикувани през 1802 г. в Мемоари на Литературното и философско общество в Манчестър.

Първа научна публикация за цветната слепота

Известно време очният дефект цветна слепота е бил известен като далтонизъм. Името е избрано в чест на учения Джон Далтън, който извършва редица изследвания на цветната слепота. Известен е и фактът, че Далтън и брат му са страдали от този очен дефект.

През 1794 г. той написва първия си труд на тази тема, озаглавен „Необикновени факти, свързани със зрението на цветовете“. Според Далтън хората с цветна слепота страдат от обезцветяване на естествена течна среда в очната ябълка. Той стига и до заключението, че цветната слепота е наследствено заболяване, тъй като той и брат му са били цветнослепи.

Около два века по-късно, през 1995 г., изследванията от запазената очна ябълка на Далтън показват, че Джон Далтън е имал рядък вид цветна слепота, известен като деутероанопия.

Атомната теория на Далтон е в основата на изучаването на съвременната химия

Силно повлияна от трудовете на шотландския химик и минералог Томас Томсън и ирландския химик Брайън Хигинс, атомната теория в химията на Джон Далтън е може би най-големият му принос към химията.

Историците разсъждават, че Далтън се вдъхновява от по-ранни работи върху етилена (известен също като олефиант газ), метан, азотен диоксид и азотен оксид. Английският химик създава метод за определяне на относителните атомни маси на елементите, който е важен елемент в областта на химията.

През 1826 г. Джон Далтън става първият носител на кралския медал на Кралското общество | Image: Далтън на по-късен етап от Томас Филипс, Национална портретна галерия, Лондон (1835 г.)

Предлага метод за изчисляване на относителните атомни тегла на елементите

Още от древните гърци дълго време се смяташе, че атомите на всички видове материя са еднакви. Далтън тръгва срещу течението и показва на научната общност, че атомите на различните елементи се различават по размер и маса. Противопоставяйки се на утвърдените възгледи на своята епоха, неговите трудове показват също, че всеки елемент има свой собствен вид атом. Това негово постижение се превръща във важен стълб на атомната теория.

Джон Далтън основно се стреми да намери относителните маси на всеки различен вид атом. Изследванията му върху относителните маси на частиците го отвежда в област, в която дотогава никой не е навлизал. Той измерва масите на различни елементи, включително водород, кислород, въглерод и азот.

Петте основни предложения на Джон Далтън в неговите изследвания на атомната теория:

  1. Цялата материя се състои от малки, определени частици, наречени атоми
  2. Тези атоми са неразрушими и неделими
  3. Атомите на определено свойство споделят подобни свойства, включително тегло
  4. Атомите на различните елементи съдържат различни маси
  5. Атомите на различните елементи се комбинират във фиксирани съотношения на цели числа при образуване на съединения

Първият химик в историята, който изразява закона за множествените пропорции

Законът за множествените пропорции, наричан обикновено Закон на Далтон, гласи, че когато два елемента образуват повече от едно съединение, масите на единия елемент, които се комбинират с фиксирана маса на другия, са в съотношение на малки цели числа. Това наблюдение е изразено за първи път през 1804 г. от Джон Далтън. Въпреки че законът за множествените пропорции има някои ограничения, той все пак се оказва от решаващо значение за по-нататъшните изследвания в областта на химията, особено на органичната химия.

Независимо от това, новаторският характер на неговия закон му помага да си спечели редица похвали, включително да бъде описан в някои среди като „баща на съвременната химия“.

Далтън е първият учен, който използва термина „атом“.

Името на Джон Далтън в историческата летопис се засилва от факта, че той е първият учен, който използва термина „атом“. Произхождащ от гръцката дума „atomos“, която означава „не може да се дели повече“, атомът обикновено се описва като най-малката частица на материята.

Други забележителни постижения на Джон Далтън

  • През 1822 г. Джон Далтън е избран за член на Кралското дружество.
  • Кралското дружество в Единбург му присъжда почетна степен от Оксфордския университет.
  • Назначен е за чуждестранен сътрудник на Френската академия на науките (Académie des Sciences).
  • През 1817 г. е назначен за председател на Манчестърското литературно и философско дружество („Lit & Phil“).
  • Джон Далтън е почетен през 1834 г., когато е избран за чуждестранен почетен член на Американската академия на науките и изкуствата.

Основни постижения на Джон Далтън – Законът на Далтън се използва често в областта на химията. Например, той се използва за измерване на нивото на налягането и влиянието върху нивата на азота и въздуха на различни дълбочини на океана.

Интересни факти за Джон Далтън, откривателя на атомната теория

  • Джон Далтън е роден в семейство на квакери, състоящо се от занаятчии. Дядо му Джонатан Далтън например е бил обущар. Бащата на Далтън, Джоузеф Далтън, е бил тъкач. От друга страна, майка му, Дебора Грийнъп, произхождала от много богато квакерско семейство.
  • Той израства с трима братя и сестри.
  • Далтън посещава квакерската гимназия на Джон Флетчър в Игълсфийлд, Англия. Поради някои финансови ограничения понякога помага на брат си в преподавателските задължения в квакерското училище.
  • Най-значимите наставници на Джон Далтън са Елихъс Робинсън и Джон Гоф. Робинсън е учен и математик от Игълсфийлд; докато Гоф е любител метеоролог в Езерния район. От последния той научава предмети като гръцки, латински и математика. Научил се също така как да прави и използва метеорологични инструменти.
  • През 1793 г. е назначен за преподавател по математика и естествена философия в Новия колеж в Манчестър.
  • През 1838 г. статията му „За арсенатите и фосфатите“ е отхвърлена от Кралското дружество.
  • Джон Далтън, на 77-годишна възраст, умира от инсулт на 27 юли 1844 г. в Манчестър, Англия.