Атомно-молекулярное учение Ломоносова

Развитие  Ломоносовым Атомно - Молекулярного  учения. Основные положения атомно молекулярного учения

Атомно-молекулярной теорией, или, как ее называли в то время, корпускулярной теорией, М. В. Ломоносов заинтересовался  еще в студенческие годы, когда  слушал лекции Вольфа и знакомился с трудами Декарта, Ньютона, Лейбница, Бойля. Уже в первых своих работах, написанных в Германии: «Работа по физике о превращении твердого тела в жидкость в зависимости от движения предсуществующей  жидкости» (1738) и «Физическая диссертация о различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул» (1739), он задался целью объяснить на основе корпускулярных представлений наблюдаемые физические и химические явления. Вернувшись в Россию, М. В. Ломоносов написал еще несколько работ, в которых четко, последовательно и логично изложил свои представления об атомах и молекулах и применил корпускулярную теорию для объяснения природы и многообразия веществ, свойств газов, жидкостей и твердых тел, а также тепловых явлений. Главные труды Ломоносова, в которых изложена его корпускулярная теория, это: «Элементы математической химии (1741), «276 заметок по физике и корпускулярной философии»  (1741 —1743),  «Опыт теории о нечувствительных частицах  тел и  вообще о причинах  частных  качеств» (1743 —1744), «Физические размышления о причинах теплоты и холода» (1744), «Опыт теории упругости воздуха» (1748). Теория Ломоносова значительно отличалась от концепций его предшественников, в которых тоже использовалось представление об атомах. Так, атомистические представления Декарта были чисто умозрительными и носили противоречивый характер. Он, например, пишет в своей книге: «Прежде, всего, я предполагаю, что вода, земля и воздух и все такого рода тела, которые нас окружают, состоят из многочисленных мелких частиц различной формы и размеров,... Мелкие частицы, из которых состоит вода, длинны, гладки и скользки, наподобие маленьких угрей;... Знайте, что я не мыслю мелкие частицы земных тел в виде атомов, или неделимых частиц; напротив, сбитая их состоящими из одной и той же материи, я полагаю, что каждая из них может быть делима бесконечным множеством способов». После продолжительной полемики с П. Гассенди Р. Декарт начал склоняться к идее существования трех видов первичных частиц, отличающихся друг от друга размером. Он считал, что эти частицы входят в различных пропорциях в состав любого тела, способны менять форму под влиянием различных факторов и не имеют массы, но приобретают ее в результате движения. Острые частицы образуют соль, мягкие — серу, а тяжелые и круглые — ртуть.

 
П. Гассенди, как и Эпикур, считал атомы непроницаемыми и неделимыми, но различными по форме, размерам и  массе. Атомы непрерывно движутся в  пустоте и сталкиваются друг с  другом. Все окружающие тела состоят  не из атомов, а из их сочетаний —  молекул.

 
В целом близкие и понятные нам  представления Гассенди тесно переплетались, однако, с телеологией. Считая материю  пассивной, он вынужден был объяснять  существование атомов и движения вмешательством бога и старался при  этом «примирить свою католическую совесть  со своим языческим знанием, Эпикура  с церковью, что было, конечно, напрасным 
трудом».

 
Р. Бойль при разработке химических теорий исходил из 
следующих положений:

 
«1. Не представляется абсурдным допущение, что при первом творении смешанных  тел универсальная материя, из которой  они составлены, так же как и  все тела мира, может быть реально  разделена на маленькие, различным  образом движущиеся частицы, обладающие различной величиной и формой.

2. Также не невозможно, что некоторые из этих малых  частичек, наиболее мелкие и смежные,  могли бы соединяться в маленькие  массы, или «кучки», и, благодаря  таким соединениям, образовывать  большое количество таких мелких  первичных твердых телец, или  масс, которые нелегко разъединить  на частицы, из которых они  составлены...И. Причиной всех  химических взаимодействий Р.  Бойль считал наличие различных  «испарений», заполняющих поры  тел и состоящих из очень  маленьких частиц.

 
В начале XVIII в. Г. Лейбниц развил учение о монадах — «элементах вещей».Согласно его теории монады имеют божественное происхождение, наделены «духом» и  способны к самодвижению. Материя  же представляет собой форму существования  монад и образуется лишь в результате их взаимодействия. Сама она без  вмешательства монад не способна к самодвижению, но наделена силой  и может оказывать действие и  противодействие.

Из предшественников М. В. Ломоносова лишь Даниилу Бернулли удалось  применить учение об атомах для объяснения некоторых свойств газов и  жидкостей. В 1738 г. он разработал молекулярно-кинетическую теорию упругости и включил ее в виде отдельной главы в свою «Гидродинамику». Однако До 1748 г. М. В. Ломоносов не был знаком с этим трудом и строил свою корпускулярную теорию совершенно самостоятельно. Кинетическую теорию газов он разработал полнее, чем Д. Бернулли..

 
Задача химиков-атомистов XVII в. заключалась  главным образом в том, чтобы  дать наглядное представление о  химических явлениях с помощью образов, заимствованных из механики. Атомы  наделялись поэтому шероховатой  или гладкой поверхностью, крючками, иголками, колечками, клинышками и прочим фантастическим оснащением. Это обстоятель ство не могло не  вызывать  насмешек со  стороны многих естествоиспытателей, которые стали называть атомистические представления «философией остриев и крючочков». М. В. Ломоносов одним из первых отказался от наивных представлений о замысловатой форме атомов. Наделив атомы массой, шарообразной формой, шероховатой поверхностью и способностью к движению, ученый объяснил процессы растворения, испарения, теплопередачи, а также высказал ряд важных положений, которые спустя 130 лет легли в основу кинетической теории газов. Полагая, что химические процессы тесно связаны с тепловыми, электрическими, световыми и капиллярными явлениями, М. В. Ломоносов считал знание физики залогом успешной деятельности в области химии. «Химик без знания физики, — писал   он, — подобен   человеку,   который   всего искать должен ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут». Путем умозрительных рассуждений М. В. Ломоносов пришел к выводу, что все тела в природе состоят из мельчайших материальных протяженных частиц — элементов (атомов) и корпускул (молекул). Поскольку органы чувств не способны непосредственно воспринимать эти частицы, он называл их «нечувствительными». Доказывая атомно-молекулярное строение природных тел, М. В. Ломоносов писал: «...хотя тля столь малое насекомое, что ее едва можно разглядеть простым глазом, однако г. де-Малезье наблюдал в микроскоп мельчайшие существа, величина любого из которых относилась к величине тли, как  к 27 000 000; и так как эти существа живут, следонмтельно, имеют части и сосуды, необходимые для движения, питания и чувствования,... которые все должны быть физически расчленены, то ясно, что тела состоят из нечувствительных частиц, поразительно малых и физически разделимых».

 
В своих работах М. В. Ломоносов  дал логически безупречные и  близкие к современным определения  атомов и молекул: Элемент есть часть  тела, не состоящая из каких-либо меньших  и отличающихся от него тел. Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу... Корпускулы — сущности сложные, не доступные сами по себе наблюдению, т. е. настолько малые, что  совершенно ускользают от взора..., поэтому  свойства их и способ взаимного расположения должно исследовать при помощи рассуждения ...Корпускулы, состоящие непосредственно  из элементов, называются первичными... Корпускулы, имеющие основание своего сложения в других, меньших, чем они, корпускулах, суть производные». М. В. Ломоносов  различает однородные молекулы (корпускулы), состоящие из одинакового числа  одних и тех же атомов (элементов), и разнородные, «когда элементы их различны и соединены различным образом  или в различном числе; от этого  зависит бесконечное разнообразие тел». Широко известными стали слова  М. В. Ломоносова: «Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, не зная внутреннего нечувствительных частиц строения». Ученый считал, что всякое изменение тел происходит посредством движения составляющих эти тела атомов и молекул, следовательно, тому, кто хочет глубже постигнуть химические истины, необходимо изучать механику и математику.