Odkrycie atomu
Odkąd człowiek zaczął eksplorować fizyczny świat, w którym żyje, próbuje podzielić otaczające go substancje, aby dowiedzieć się, z czego są zrobione. Dzięki niezliczonym eksperymentom chemicy nauczyli się, że istnieją substancje, na przykład srebro, których nie da się podzielić na nic prostszego. Takie substancje nazywane są pierwiastkami. Obecnie wiadomo, że dziewięćdziesiąt dwa pierwiastki istnieją naturalnie. Należą do nich wodór, złoto, srebro, sód, chlor i uran.
Czasami dwa lub więcej pierwiastków łączy się ze sobą, tworząc tak związek. Tak więc, gdy pierwiastki sodu i chloru łączą się, tworzą związek chlorek sodu (sól kuchenna). Pierwiastki wodoru i tlenu łączą się, tworząc związek, który znamy jako wodę.
Każdy związek składa się zawsze z pierwiastków łączących się w tej samej proporcji: dla danego związku te same pierwiastki nie mogą się łączyć w różnych proporcjach. Tak więc 1 gram wodoru zawsze łączy się z 8 gramami tlenu, tworząc 9 gramów wody. Jeśli spróbujemy połączyć 2 gramy wodoru z 8 gramami tlenu, otrzymamy 9 gramów wody plus 1 gram pozostałego wodoru. Jeśli spróbujemy połączyć ½ grama wodoru i 8 gramów tlenu, otrzymamy 4½ grama wody plus 4 gramy pozostałego tlenu.
Aby wyjaśnić takie obserwacje, jak te, John Dalton, nauczyciel szkolny z Manchesteru, w 1808 roku przedstawił swoją teorię atomową. Argumentował on następująco: woda może istnieć w trzech formach: jako ciało stałe – lód; jako ciecz – woda; a jako gaz – para. Te różne formy można by wyjaśnić, gdyby wszystkie substancje, czy to ciecze, ciała stałe czy gazy, składały się z ogromnej liczby niezwykle małych cząstek. Te cząstki muszą być utrzymywane razem przez siłę przyciągania. W ciele stałym siła ta jest bardzo silna, a to odpowiada za wytrzymałość i sztywność brył. W cieczy siła nie jest aż tak duża, dzięki czemu ciecz może płynąć i przybierać taki sam kształt jak pojemnik. W gazie siła jest zbyt słaba, aby cząstki mogły wywierać na siebie jakikolwiek znaczący wpływ, dlatego gaz rozprzestrzenia się równomiernie w zajmowanej przez siebie przestrzeni.
Sugerując, że materia składa się z cząstek, Dalton nie wysuwał nowego pomysłu. Przez ponad 2000 lat słowo „atom” było używane w teoriach dotyczących budowy materii, aby opisać najmniejszą cząsteczkę substancji, jaka może istnieć. W rzeczywistości słowo „atom” oznacza „to, czego nie można podzielić”, a wcześniejsi naukowcy używali tego słowa na określenie najmniejszej możliwej do pomyślenia cząstki jakiejkolwiek substancji, zarówno pierwiastka, jak i związku. Od czasów Daltona słowo to było używane do opisania najmniejszej cząstki, która pokazuje cechy pierwiastka. Wszystkie atomy danego pierwiastka są podobne do siebie, ale różnią się od atomów innych pierwiastków. Ściśle mówiąc, słowo „atom” jest teraz używane niepoprawnie, ponieważ atomy można podzielić.
