分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

亞佛加厥誕辰│科學史上的今天:8/9

1808 年,法國化學家蓋呂薩克(Joseph Gay-Lussac)做氣體實驗時發現一項規律。他讓氮氣與氫氣反應後變成氨氣,其體積比恰是 1:3:2。另外,一氧化碳與氧氣形成二氧化碳的體積比是 2:1:2。加上其它已知的實驗,他幾乎可以肯定在同溫同壓下,參與化學反應的氣體與產物,其體積都是簡單整數比。只不過,有個問題無法解釋。

根據道爾吞的原子說,不同元素形成化合物時,其原子是以整數比結合而成。這一點與蓋呂薩克發現的氣體體積為整數比不謀而合,因此可以合理假設氣體體積與原子數目成正比。但在他所做的那兩項實驗中,反應後的體積不但沒有增加,反而減少了!該如何解釋氣體原子與體積的關係?這個謎題困擾了歐洲學界半世紀,沒有人注意到答案在1811年就已經出現了。

亞佛加厥(Amedeo Avogadro, 1776-1856)讀到蓋呂薩克的論文時,正在今義大利北方的一個小鎮維切里(Vercelli)當高中老師。他家原本是杜林(Turin)當地望族,他自杜林大學法律系畢業後即擔任法官,1801年法軍入侵後,被升任為參議院的法務委員,還兼任市政府的法務祕書,但他卻未趁此把握飛黃騰達的機會,反而投入科學研究,並在 1804 年拿破崙稱帝後,辭去職務,到一所地方學院教物理與數學,1809 年才又遷至偏遠的維切里。

亞佛加厥原本就認同道爾吞的原子說,蓋呂薩克的論文讓他苦思如何才能解釋其中矛盾。最後他於 1811 年發表論文,引入「分子」這個前所未有的概念。分子是由原子組成,不管是單質氣體或是化合物,其獨立存在的最小粒子都是分子,而不是原子。如此蓋呂薩克的實驗就能獲得解釋,而且可以得出定溫定壓下,相同體積的氣體含有相同的分子數。這就是如今我們所稱的「亞佛加厥定律」。

接下來幾年,亞佛加厥陸續發表關於氣體分子的論文,包括提出一些反應的化學式。無奈他都是以義大利文發表論文,未能引起歐洲學術圈的注意。1820年,他回到杜林大學任教,卻又在兩年後被指同情革命派學生而遭免職,直到 1833 年才又復職,任教二十年後退休。直到過世前,仍沒有人知道他的分子論。

1860 年在德國卡爾斯魯爾(Karlsruhe)舉行的第一屆國際化學會議上,由於義大利化學家康尼扎羅(Stanislao Cannizzaro)的努力宣揚,大家才發現亞佛加厥被埋沒半世紀的理論,竟然可以一舉解決過去幾十年的許多困惑與爭議,而且終於可以求出分子量。如今一克氫原子所含的原子數(6.02 x 10的23次方)就取名為「亞佛加厥常數」,以表彰亞佛加厥的偉大貢獻。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

你是低薪窮忙的「職場原始人」嗎?

缺乏職場溝通技巧,無法掌握工作訣竅,工作沒有成就感還要被老闆各種幹話轟炸

為了解決年輕世代的職場困境

泛科學院FlyingV  聯手推出線上課程【職場原始人,進化吧!】

蒐集近千位網友和業界人士的意見打造+無效退費方案+購買全套課程抽 MacBook Air

現在加入募資,就是幫助自己脫離職場原始人的最好機會

快到募資頁面了解更多內容吧!

>>>>>>募資頁面這邊走 <<<<<<

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。