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物理与化学的桥梁电离理论

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:瑞典化学家阿伦尼乌斯是物理化学的创始人之一,他最大的贡献就是提出电离学说,这是物理化学发展初期的一个重大发现。电离学说的创立,为物理和化学之间架起了一座桥梁。阿伦尼乌斯的电离理论是物理化学发展初期的重要发现,和法拉第的电解定律、门捷列夫的元素周期律一起奠定了现代化学的基础。1903年,诺贝尔评奖委员会认为阿伦尼乌斯的电离学说在物理学和化学两个学科都具有很重要的作用,因此决定授予他1903年的诺贝尔化学奖。

瑞典化学家阿伦尼乌斯是物理化学的创始人之一,他最大的贡献就是提出电离学说,这是物理化学发展初期的一个重大发现。电离学说的创立,为物理和化学之间架起了一座桥梁。

1859年2月19日,阿伦尼乌斯出生在诺贝尔的故乡瑞典。他从3岁起开始读书识字,6岁时就能帮父亲做一些复杂的计算,他的启蒙教育可以算得上“无师自通”。17岁时,阿伦尼乌斯以优异的成绩考取了乌普萨拉大学,1878年获物理学学士学位,1881年又进入斯德哥尔摩大学深造。

虽然阿伦尼乌斯选择的是物理学,但是他一直对化学保持着浓厚的兴趣。在斯德哥尔摩大学学习期间,他对电化学的兴趣超过了物理学,于是,在物理学家爱德伦的指导下,他开始进行有关电解质的研究。1884年,年仅24岁的阿伦尼乌斯发表了两篇博士论文《电解质的电导率研究》和《电解质的化学理论》,首次提出了一种新学说——电离学说,他也因此获得了博士学位。

阿伦尼乌斯

1887年,为了进一步确立电离理论,阿伦尼乌斯把全部精力都投入到对它的研究中。他夜以继日地重复着枯燥无味的实验,整天与溶液、电极、电流计、电压计打交道。通过两年多的努力,阿伦尼乌斯以大量实验数据给予了电离理论充分的论证,认为溶液中部分分子会成为离子,溶液越稀,离解成离子的程度越大,溶液的电导值也越大。尽管这一理论最初提出时,遭到了许多科学家的质疑和嘲笑,但幸运的是,在奥斯特瓦尔德和范特荷甫等科学家的有力推动下,电离理论最终得到了化学界的认可。

阿伦尼乌斯正在做实验。

阿伦尼乌斯的电离理论是物理化学发展初期的重要发现,和法拉第的电解定律、门捷列夫的元素周期律一起奠定了现代化学的基础。电离学说的确立,消除了电解质溶液渗透压反常的矛盾,解释了酸的催化作用机理,提示了酸的氢离子的共同本质,建立起原子和电子的联系,并为价电子理论的形成提供了前提。

学海拾贝

电离就是指电解质在水溶液中或熔融状态下,产生自由移动离子的过程。电离通常包含物理过程和化学过程,物理过程就是溶解,而化学过程指的是在溶剂分子作用下,电解质中原有的一部分化学键断裂的过程。

阿伦尼乌斯在科学上的兴趣十分广泛,研究的领域也非常广阔。除了电离学说外,他还研究了宇宙领域中的一系列问题,首先提出了光压在天体物理学中的重要作用,并提出宇宙间的能量不断更新的理论及火星是否有生物等问题,还计算出彗星流动的压力。在生物化学领域,他也进行了创造性的研究工作。1907年他发表了《免疫化学》《生物化学定量定律》两部著作,运用物理化学规律阐述了毒素和抗毒素的反应。阿伦尼乌斯在他的科学研究生涯中硕果累累,是成果最多的科学家之一。

1901年,首届诺贝尔奖评选的时候,阿伦尼乌斯是物理奖的十一个候选人之一,可惜落选了。1903年,诺贝尔评奖委员会认为阿伦尼乌斯的电离学说在物理学和化学两个学科都具有很重要的作用,因此决定授予他1903年的诺贝尔化学奖。

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