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西元前四世紀,希臘哲學家亞里斯多德(Aristotle,384-322 B.C.)認為所有的物質都是由四種基本特性(熱、冷、乾、濕)以不同比例組合而成,這四種特性的結合,產生了四個基本元素:火、土、氣、水。但是,真正提出「原子」說法的,是希臘哲學家德謨克利圖斯(Democritus,460-370 B.C.),他認為物質是由一種很小的、不可分割的基本單元構成的,這種單元就叫原子。

根據亞里斯多德的說法,物質是可以轉化的,只要改變物質裡基本特性的比例就可以了。這種觀念成為日後歐洲鍊金術的基礎,但從沒有一個鍊金師能從別種金屬變成黃金的。

 1400年代,印刷術傳入歐洲,引起知識爆炸,其中當然包括科學資訊。

法國拉瓦節(Antoine Lavoisier,1743-1794)由自己實驗得到結果,在對照他人實驗結果,提出一項假說:在化學反應過程中,質量是守恆的。(這項假說現在已成為定律)他也認為,只有靠實驗,才能知道某樣東西是元素還是化合物。英國化學家普利士力(Joseph Priestley,1773-1804)曾將氧化汞加熱,分離出一種性質獨特的氣體,讓蠟燭和木炭更猛烈燃燒(即氧氣)。拉瓦節發現這種氣體無法分解更單純的物質,因此瞭解它是一種元素。

1790年代,法國化學家普魯斯特(Joseph Proust,1754-1826)注意到氫氣與氧氣燃燒產生水的反應過程中,氫和氧的消耗量呈現一個特殊的比。其他的化學作用,也有類似的情況,因此他提出了定比定律:在形成化合物時,發生作用的元素質量比是固定的。 

道耳吞(John Dalton,1766-1844)研究了拉瓦節、普魯斯特等人的實驗觀察,並重新拿出德謨克利圖斯的原子說,於1803年提出一系列的原子學說。1808年,法國科學家給呂薩克(Joseph Cay-Lussac,1778-1850)提出氣體發生化學反應時,其反應體積也符合定比定律,即2公升的氫和1公升的氧完全作用,可生成2公升的水蒸氣。

1811年,義大利物理學家亞佛加厥(Amadeo Avogadro,1776-1856)認為氫元素和氧元素的基本單元,並不是單一個原子,而是一個雙原子分子。1860年的國際化學研討會,義大利的坎尼札羅(Stanislao Cannizzaro,1826-1910)解釋了亞佛加厥的假說,並根據此假說,經由簡單的計算獲得正確的原子量與分子式。

※參考資料:天下文化出版《觀念化學 1》(John Suchocki, Ph.D.)

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