道尔顿的原子理论

道尔顿是19世纪早期的英国科学家，他将原子假说引入了主流科学。由于这项工作，他提供了关键性的思想。正是这一思想使自他那个时代以来化学领域的巨大进步成为可能。
的确，他并不是第一个人提出所有物质都是由大量非常小的、不可破坏的、被称为原子的粒子所组成的。这一概念是由古希腊哲学家德谟克利特（公元前460—370年）提出的，甚至可能比这还早。这一假说被伊壁鸠鲁（另一位古希腊哲学家）所采纳，并且由古罗马的作家卢克莱修（死于公元前55年）在其著名的诗歌《物性论》中醒目地提出。
德谟克利特的理论（亚里士多德并不接受这一理论）在整个中世纪被人们忽视，对现代科学也没产生什么影响。尽管如此，17世纪时的几位主要科学家（包括艾萨克?牛顿）支持类似的观点。但早期的原子理论中没有一个是用宣方法表达的，它们也没有被用在科学研究中。最重要的是，没有人看出有关原子的哲学推断和坚实的化学事实之间的联系。
而这正是道尔顿所要进入的领域。他提出了一个清晰的，采用定量分析的理论。这一理论能够用来解释化学实验；也能在实验室里进行精确地检验。
虽然他使用的术语与我们现在所用的稍微有点不同，但道尔顿清楚地表达了原子、分子、元素和化合物等概念。他还阐明，虽然世界上原子的总数非常大，但是原子的种类却相当少。（他在其最初的著作中列出了20种元素，或是原子的种类；今天已知的元素种类略微超过100种。）
虽然不同种类的原子重量有所不同，道尔顿却坚持认为相同种类的任何两个原子的特性是完全相同的，质量也相同。（复杂的现代实验指出，这一规律中存在例外。对于任何被给定的化学元素存在着两到三类的原子，这被称为同位素。虽然它们的化学特性几乎完全相同，但它们在质量上略有差异。）道尔顿在他的书中给出一张表，上面列出了不同种类原子的相对重量。这是第一张这种形式的表，它任何宣原子理论的关键特征。
道尔顿还阐明同一化合物的任何两个分子由相同的原子组合构成。（例如，一个一氧化二氮分子由两个氮原子和一个氧原子构成。）从这点出发，对于任何被给定的化合物，无论它怎样被配制，也无论在哪里被发现，总是包含同样的元素并在重量比例上完全相同。这就是“定比定律”，它是由普鲁斯特在道尔顿之前几年通过实验发现的。
道尔顿如此令人信服地提出了他的理论以致于在20年内大多数科学家都采纳了这一理论。而且化学家们遵循他书中建议的步骤：精确测定原子的相对重量；通过重量来分析化合物；测定包含每一种类分子的精确的原子组合。这一步骤的成功的的确确已使它流行开来。
要夸大原子假说的重要性是困难的。它是我们理解化学的中心概念。另外，对于大多数现代物理学来说它是不可或缺的序幕。仅仅是因为原子学说在道尔顿之前就已被常常讨论，所以他不能在这个排名中排在更高的位置。
道尔顿1766年生于英格兰北部的伊格尔思菲尔德村。他的正规学校教育在他11岁时就结束了。他几乎完全靠自学科学知识。他是个早熟的年轻人，他在12岁时就成为教师。他一生当教师或私人教师。15岁时他迁往康达尔，26岁时迁往曼彻斯特，他在那里住到他1844年去世为止。他终生未婚。
道尔顿21岁时开始对气象学产生兴趣，六年后他发表了有关这一专题的著作。对空气和大气层的研究激发起道尔顿对气体一般特性的兴趣。通过一系列的实验，他发现了两条支配气体行为的定律。第一条由道尔顿于1801年提出，它说明气体所占的体积同它的温度成比例。（这一定理通常被认为是查理定理。查理是一位法国科学家，他比道尔顿早几年发现了这一定理，但却没有发表它。）第二条定律同样于1801年提出，它被称作道尔顿分压定律。
早在1804年道尔顿就已形成了他的原子理论并准备好了一张原子重量表。但他的主要著作《化学原理的新体系》直到1808年才问世。这部书使他成名，在以后的岁月里，他得到了许多荣誉。
顺便提一句，道尔顿一直受着色盲的折磨。这一特殊的条件使他对色盲产生了好奇。他研究了这一专题并最终发表了一篇有关色盲的论文。这是有史以来第一篇关于这一问题的论文。