参加化学家国际会议
一转眼门捷列夫在海德堡已经待了一年多了,在这段时间里,他已经得到了这里各位前辈的认可,大家一致认为门捷列夫不是到这里来学习的,在他们眼中的门捷列夫是一位真正的、取得了很大成就的科学家。
就在金秋到来的时候,一个好消息也随之而来。
鲍罗廷兴冲冲地来到了门捷列夫的实验室,“米嘉,告诉你一个天大喜讯。”
门捷列夫正在忙着他的实验,随口应道:“哦,是嘛?什么好消息啊?”
鲍罗廷没有在意他反应的平淡,依然兴致勃勃地说道:“在卡尔斯鲁厄市将举行第一次化学家国际会议了!”
听到这个消息,门捷列夫不敢相信地“啊”了一声,反问道:“这是真的吗?”
“当然是真的了,我已经接到了邀请函。”说完鲍罗廷从口袋里拿出一个红色的信封递给了门捷列夫,说道:“这个是你的。整个俄罗斯一共有7位,除了咱们两个以外还有齐宁教授、莱辛斯基、纳坦松、萨维茨基和希施科夫。”
门捷列夫接过那个信封,拆开一看,真的是参加第一次化学家国际会议的邀请函。他激动得手有点颤抖,“这个时刻真的让人太兴奋了!”
“看看,大会的任务是:用讨论的方法消除某些误解并促使各种意见趋于统一。终于能够建立一个统一的化学世界了。”
两个人激动地欢呼了起来。
对于今天学习化学的人来说,是很难理解卡尔斯鲁厄会议历史背景的,也即很难理解1830年至1870年间,化学界在原子和分子的真实性、相对原子量、分子的组成、当量的概念中存在的一些混乱观点。
当量的概念是1791年,由里希特建立起来的,此后,道尔顿建立了原子学说,他明确地指出:“化合物都有确定的组成,在化学反应中,反应物之间存在着定量关系。”
1802年,法国化学家费歇尔将当时的一些数据整理出来,并且加以统一,得到了一个比较普遍的化学反应中的当量关系。
1803年,道尔顿发表了原子学说,并指出每一种元素以其原子的质量为其最基本的特征。从此以后,包括道尔顿在内的一大批化学家纷纷从事原子量的测定。
1808年,法国化学家盖?吕萨克根据实验结果提出气体化合体积定律:“各种气体在彼此起化学反应时,常以简单的体积比相化合。”
结合原子学说考虑,认为如果化学反应前后原子数不变,那么不同的气体在同样的体积中所含的原子数应该是相同的。例如一体积氮气与一体积氧气化合后,生成两体积的一氧化氮,则一氧化氮原子中就只含有半个氧原子和半个氮原子。
上述说法是与原子学说中的一个重要观点——原子是不可分割的相互矛盾的。因此盖?吕萨克定律遭到了道尔顿的反对。
阿佛加德罗以盖?吕萨克的实验为基础,进行了合理的推论,引入了分子概念。他认为原子是参加化学反应时的最小质点;而分子则是物质处于单质或化合物状态时,能独立存在的最小质点,分子是由原子组成的。
阿佛加德罗还提出以下学说:“在同温同压下,相同体积的气体含有相同数目的分子。”
贝采里乌斯应用盖?吕萨克定律,确定了水的分子式是H2O,并测定了氧的原子量。但是他却拒绝接受阿佛加德罗理论,因为这个理论认为氢、氧、氮等单质气体分子由两个原子组成,这一说法是与贝采里乌斯所提出的,为当时化学界公认的二元论电化学说相抵触的。根据电化学说,同一元素的原子必然带相同的电性,彼此是互相排斥的,因此,两个相同的原子不可能形成一个分子。这样,阿佛加德罗提出的分子概念仍然长期得不到化学界的公认。
至于当时许多化学家所测定出来的原子量,更是五花八门,众说纷纭。
首先他们所采用的原子量基准是不统一的,有的以氢的原子量等于一为基准;有的则以氧的原子量等于100为基准。
其次,由于对化合物组成的确定存在着各种错误观点,所以同样是碳,有的人测定的原子量是6;有的人则测为12。有的人将氧的原子量测成8;有的人则测得氧的原子量为16。
这样混乱的数据使相当一部分化学家对于原子量有没有用都持怀疑的态度。
当时,在化学式的写法上也相当混乱,例如HO既可以代表水;又能代表过氧化氢。而CH2则既可代表甲烷;也能代表乙烯。甚至,醋酸这一种化合物的化学式竟然有19种不同的写法。
上述这种混乱情况,严重地影响了化学的发展,各国化学家都迫切希望改变这种局面,使这种学术上的混乱状态得以纠正,这也就是需要召开卡尔斯鲁厄国际化学会议的历史原因。
1859年,德国化学家凯库勒、维尔蔡因、法国化学家武慈等人商议认为有必要就分子、原子、当量以及化学符号等基本问题上形成统一的规则。
只有将一切得到统一,化学的交流才能够成为现实,化学的发展才能够成为可能。于是,他们便提议发起一次世界性的化学家聚会。
1860年5月,凯库勒、维尔蔡因、武慈在巴黎制定了大会的计划,并用英语、德语和法语发布了公告,不久得到化学界的回应,最终确定了20余位当时世界知名的化学家为会议召集人,并确定了会期。卡尔斯鲁厄会议,定于是1860年9月3日至9月6日,在德国工业城市卡尔斯鲁厄的博物馆大厅召开。门捷列夫和鲍罗廷在会议前一天到达了这里。
他们到达的时候,参会的人员大多已经到齐了。这140多名来自世界各地的著名化学家济济一堂,把卡尔斯鲁厄这个小城变得科学气氛很浓。
门捷列夫在这里遇见了俄罗斯的化学泰斗齐宁教授。
齐宁看着这个年轻的小伙子,欣慰地点点头,说道:“俄罗斯的化学界后继有人了。”
这句话是一种肯定,也是一种压力,门捷列夫觉得自己肩上的担子更重了。
齐宁接着说:“这次会议,是咱们化学界的第一次国际性的会议,肯定会有很多的争执和分歧。但是你不要有什么负担和疑虑,你尽管用心地聆听,这里面的学问多着呢。”
9月3日,会议召开。首日议程包括:确定分子、原子、复杂原子、化学反应当量等概念;化合物原子中基的概念;当量与分子原子概念间的关系等。
9月4日,会议上凯库勒介绍了物理分子和化学分子的概念,并且阐述了原子与分子之间的区别,得到普遍认同。
会议上还介绍了分子量的测定方法,并且提出了气体分子与化学分子等价的假设。
9月5日,会议讨论了统一化学命名法的必要性,并达成一致意见,并且就化学命名法的一些具体问题进行了讨论。
争论贯穿了大会的整个议程。会议一开始,整个会场就炸开了锅。大家的观点分歧得很厉害,谁都无法说服别人,一个个争论不休。不仅基本概念的表达无法统一,更重要的是一些基本观点的莫衷一是。
以原子量为例,欧德林认为每种元素只有一种原子量,杜马却认为不是这样,他认为,有机化学是两个截然不同的学科,应该各自有自己的原子量。
讨论当量问题时,更是根本不可能找到一个完全确定的概念:一些人认为,当量就是物体的数量,可以互相置换而物体的主要性质不变;另外一些人认为,当量就是发生化学反应的物体之间的质量关系;还有一些人认为,根本不可能给出当量的确定概念,因为它肯定会引起分歧。
关于分子问题,意见分歧就更大了:一些人只承认分子的化学特征,即化学反应;另外一些人只承认物理特征;还有一些人认为,应该把物理特征和化学特征结合起来。
门捷列夫坐在那里认真地听着,贪婪地吸取着精华,这样的争论让他大开眼界,知识的海洋真的太浩瀚了。
就在整个会议议程即将结束的时候,一个名叫康尼查罗的意大利青年化学家以非常自信的口吻断言:人们至今争论不休的原子量、原子价等问题,其实50年前意大利化学家阿佛加德罗就已经解决了,答案就是他的分子学说。
专家们不禁面面相觑:阿佛加德罗?分子学说?50年前阿佛加德罗就已经解决了?简直是无稽之谈。
大家纷纷摇摇头,接着各自的话题讨论着,没有人再去理会这个年轻人。
此时会议已经接近了尾声,门捷列夫好奇地注视着康尼查罗,看见他急得团团转。最后在桌子上飞快地写了些什么,然后冲了出去。
鲍罗廷悄悄地说:“那个康尼查罗勇气可嘉啊!在这个都是名家的会议上,他一个名不经转的人竟然敢说出那么另类的观点。”
“是啊,其实我挺听想听他的论据的,我觉得年龄、声望,不应该成为大家拒绝他的理由。”
“可是他已经走了,你要是想听,回头和大会的倡导人要一下他的通信地址吧。”
“我看未必,我觉得他的离开不是因为没人搭理他,我觉得他应该有下一步的行动。”
门捷列夫和鲍罗廷正在小声议论的时候,大会结束了。各位专家起身,准备离开。
就在这时,康尼查罗抱着一大摞小册子跑了进来。他满头大汗,把手中的册子一本一本地分发给众人。
门捷列夫他们也得到了这个册子,只见书名为《化学哲理课大纲》,康尼查罗恳切地说:“希望老师能够回去阅读一下,这次的时间太过紧迫,我的观点来不及细说,但是我已经把它写进这册子里了,我希望您能够抽出时间看一看。”
门捷列夫点点头,承诺道:“我会用心地阅读的,希望你的观点是正确的。”
康尼查罗感激地看了他一眼,这也许是这次大会中最尊重自己的人了。
门捷列夫和鲍罗廷在回海德堡的路上,一边走一边交流着在这次会议上的心得。
鲍罗廷评价说:“这次的会议是化学界的专家们在同唱一首歌,但各自的音调却高低不同。”
门捷列夫听了这个比喻笑了,“这是第一次,万事开头难,你总要给它一个过程啊。而且在整个讨论过程中意见相左的两派之间根本没有敌意,也没说过带有敌意的话,这种团结一致是未来一切新成绩的良好开端嘛。”
鲍罗廷也笑了,“其实这次的会议开得挺成功的,它统一了化学元素的命名。还对原子、分子、化合价和原子量等许多化学概念进行了讨论,取得了比较一致的意见。”
门捷列夫兴奋地接道:“我们还结识了不少著名的化学界人士,听到了许多精彩的学术报告,从而大大开阔了自己的视野呢!”
两个人相视一笑,表示对这次的会议都非常满意。
作为一个年轻的化学家,参加这次会议使门捷列夫受益匪浅。他看到了当时化学界缺少统一理论指导的现状,暗下决心今后在这方面进行探索。就这样,他带着满满的收获和勃勃的雄心回到了海德堡。
回到海德堡后,门捷列夫抽空拿出康尼查罗的小册子,认真地阅读了起来。他发现,分子学说,确实论据充分,条理清楚,方法严谨,为确定原子量提出了一条非常合理并令人信服的途径。
门捷列夫想到鲍罗廷一再提到的巴赫,康尼查罗的执拗会不会像巴赫的天才,久久得不到别人的理解,甚至被认为是冥顽不灵。如果这件事换成是我,我会怎么做?我会不会像他一样为追求真理锲而不舍呢?
时间是验证真理的法宝,不久以后,各国的化学家一致认同了康尼查罗的观点,一颗被泥沙掩盖了50年的金子,终于被康尼查罗慧眼识中并奉献给了科学。
德国化学家罗塔·迈尔这样表述其感受:“真像是清除了眼中的尘埃,顿时感觉心明眼亮。”
由于康尼查罗的发现,第一次化学家国际会议最终确实了“原子”“分子”“当量”“原子价”等概念,并确定了分子量的标准,以双原子氧气分子的氧原子质量的1/16为单位原子量。这次会议制定的原子量标准一直沿用到1959年。
卡尔斯鲁厄会议之后,世界性的化学科学共同体开始形成,笼罩在化学上空的一片混乱和模糊的阴云开始逐渐消散,近代原子、分子的统一理论得以确立。
“鲍罗廷,弹一首吧,庆祝锲而不舍的康尼查罗的胜利!”门捷列夫高声喊道。
一首贝多芬的《命运交响曲》激昂地响起,它点燃了门捷列夫心中寻找“用少量的话,讲出大量东西”的理论的火花。
他决心沿着开拓者的足迹,找出贯穿于物质世界的统一性的东西。