جون دالتون

جون دالتون
John Dalton
John Dalton by Charles Turner.jpg
ولدَ في (1766-09-06)6 سبتمبر 1766
إيقلسفيلد، كمبرلاند، إنگلترة
توفي في 27 يوليو 1844(1844-07-27) (عن عمر 77 عاماً)
مانشستر، إنگلترة
طلاب مشاهير جيمس پرسكوت جول
اشتهر بسبب النظرية الذرية، قانون النسب المتضاعفة، قانون دالتون للضغوط الجزئية، عمى الألوان
التأثيرات جون گوف
التوقيع
جون دالتون  John Dalton's signature

جون دالتون John Dalton (عاش 6 سبتمبر 1766 - 27 يوليو 1844) كيميائي بريطاني، عُرف بحماسه للنظرية الذّرية. انتهي من دراسته الأولية وهو في الحادية عشرة من عمره ثم علم نفسة بنفسه وأدخل أهم الفروض العلمية في الدراسات العلمية وعرض موضوع الذرة بطريقة واضحة وشرح كل التفاعلات الكيميائية وأوضح وجود عدد لا نهائي من الذرات ولكن النوعيات محدودة وذكر 20 نوع من الذرات وتوصل عام 1804 إلي نظرية الذرة وسجل الأوزان النوعية.

ومن أهم مؤلفاته نظام جديد للفلسفة الكيميائية سنة 1808.

وتوفي سنة 1844 في مانشستر بإنجلترا.

لقد أحيا العالم دالتون فكرة ديمقريطس حول انقسام المادة وبنيتها المجهرية الذرية فافترض أن ذرات النوع الكيميائي واحد تكون متماثلة فيما بينها وذات نفس الكتلة، بينما ذرات الأنواع المختلفة تكون بدورها مختلفة واعتبر أن الذرة متعادلة كهربائيا.

حياته

جون دالتون

ولد عالم الكيمياء جون دالتون في قرية إنكليزية صغيرة تدعى إيگلزفيلد بالقرب من كوكرماوث في كمبرلاند، في الطرف الشمالي لمنطقة البحيرة الضبابية الرائعة Lake District التي أنجبت الشعراء: وردزوورث Wordsworth وكولردج Coleridge وساوثي Southey. وُلِد في أسرة فقيرة. فقد كان أبوه نساجاً من طائفة الكويكر. وتوفي اثنان من اخوته جوعا وبردا، لمع منذ أعوامه الدراسية الأولى في الرياضيات وحل مسائل رياضية معقدة وفي الخامسة عشرة من عمره أصبح أستاذا في مدرسة القرية ثم تركها وانتقل إلى كندال العام 1781 حيث عمل مدرساً أيضا. وفي وقت لاحق كتب على لسان شخص ثالث ملخصاً اهتماماته الأولى في عرض زمني مجرد لم يخف طموحه الحار الذي أضاء أمامه طريق الإنجاز:

كاتب هذه ... درس في مدرسة القرية... حتى سن الحادية عشرة. وفي هذه الفترة قطع شوطا في دراسة حساب المساحات والحجوم، والمساحة والملاحة ...الخ، وبدأ في سن الثانية عشرة في التدريس في مدرسة القرية ...وكان يعمل في المناسبات لمدة عام أو أكثر في مجال الزراعة وتربية الحيوانات الداجنة، وانتقل إلى كندال Kendal وهو في الخامسة عشرة من عمره مساعداً في مدرسة مؤقتة (مشيدة من الألواح الخشبية) وظل في هذا العمل مدة ثلاث سنوات أو أربع، ثم أخذ على عاتقه إقامة مدرسة على نسق هذه المدرسة وقضى ثماني سنوات فيها وبينما كان في كندال كان يقضي وقت فراغه في دراسة اللاتينية واليونانية والفرنسية، والرياضيات مع الفلسفة الطبيعية natural، وفي سنة 1793 انتقل إلى مانشستر معلماً للرياضيات والفلسفة (العلوم) الطبيعية في الكلية الجديدة.

وقد أصبحت فيما بعد مكان إقامته الاعتيادية حتى عام 1804 حين استقال من منصبه هذا، ومضى ليدرس الكيمياء متنقلاً من مدينة إلى أخرى حتى أصبح عضو الجمعية الملكية في لندن عام 1822 ومن بعدها عضواً مشاركاً في المعهد الفرنسي في عام 1830.

سيرته العلمية

جون دالتون (من Arthur Shuster & Arthur E. Shipley: Britain's Heritage of Science. لندن، 1917)

جند دالتون مرصدا صغيرا لمراقبة الأحوال الجوية ووضع جداول لتسجيل المعطيات اليومية لكل من الضغط الجوي وكمية المطر والرطوبة والرياح وغيرها.

تعلم دالتون على يد العلامة الضرير جون گوف اللغة اليونانية واللاتينية والفرنسية والرياضيات ونال اعجابه وتقدير زملائه وسكان المدينة.

قام بكتابة مقالات في مجلة لتبسيط العلوم ودرس المذهب الطبيعي في الفلسفة في الكلية الجديدة في مانشستر وكندال في آن واحد معا. ثم انتقل كليا إلى مانشستر العام 1793.

وكان يواصل - إذا سمح الوقت والمال - ملاحظاته ومشاهداته وتجاربه التي كان يقوم هو شخصيا بكثير منها رغم أنه كان مصاباً بعمى الألون ورغم الأدوات المعملية البسيطة (البدائية) ووسط اهتماماته الكثيرة وجد الوقت الكافي لتدوين سجل بالأرصاد الجوية منذ كان في الواحدة والعشرين من عمره إلى اليوم الذي سبق وفاته مباشرة(5). وعادة ما كان يقضي إجازاته طوافا باحثاً عن الحقائق في الجبال نفسها التي كان الشاعر وردزوورث Wordsworth يجول فيها بعد ذلك بأعوام قلائل، وعلى أية حال فبينما كان وردزوث يطوف بحثا عن الله مصغيا له فإن دالتون كان يرصد الأحوال الجوية عند الارتفاعات المختلفة (فوق سطح البحر)، وكان عمله هذا يشبه إلى حد كبير عمل پاسكال Pascal قبل ذلك بقرن ونصف قرن. وقد قبل في تجاربه نظرية أن المادة مكونة من ذرات غير قابلة للانقسام تلك النظرية التي قال بها كل من ليوكيپوس Leucippus (حوالي 450 ق.م.) وديموقريتوس Democritus (حوالى 400 ق.م.) وواصل فرضية روبرت بويل Boyle (1627 - 1691) التي مؤداها أن كل الذرات تنتمي إلى واحد أو آخر من عناصر معينة لا تنحل إلى عناصر أخرى أساسية - هذه العناصر المعينة التي لا تنحل هي: الهيدروجين والأكسوجين والكالسيوم... وقد دلل دالتون في كتابه نظام جديد لفلسفة الكيمياء (8081) A New System of Chmical Philosophy على أن وزن أي ذرة من ذرات عنصر إذا قورنت بأي ذرة من عنصر آخر، يجب أن يكون هو نفسه تماما كما أن وزن إجمالي العنصر الأول هو نفسه وزن إجمالي العنصر الآخر. وبعد العديد من التجارب والحسابات أخذ دالتون وزن ذرة الهيدروجين كوحدة as one. وراح يراوح بين كل ذرة من ذرات العناصر الأخرى بالوزن النسبي لأي واحدة من ذراتها من ناحية وذرة الهيدروجين من ناحية أخرى، ومن ثم كوّن قائمة بالأوزان الذرية للثلاثين عنصرا التي كانت معروفة لديه.

وكان لابد من أن تصحِّح أبحاث لاحقة ما وصل إليه دالتون من نتائج، لكن نتائجه وكذلك قانونه المعقد المعروف باسم قانون النسب المتضاعفة Law of multiple proportions ثبت أنها ساهمت إسهاما كبيرا في تطور العلم في القرن التاسع عشر.

وأبحاث العالم دالتون تحمل في طياتها موضوعات متنوعة:

فقد درس في مجال الفيزياء خصائص الغازات، والضغط والانفلات والذوبان في الماء، وتمددها بتابعية درجة الحرارة، وَدَرَسَ ضغط المزيج الغازي (واكتشف قانون الغازات مستقلاً عن گاي - لوساك وهو القانون المعروف باسم هذا الأخير). وأعلن في عام 1801 قانونَ جمع الضغوط الجزئية لمزيج الغازات، وفي عام 1803 القانون الذي يسمح بقياس معدل بخار الماء لتيار الغازات الرطبة ومن ثمَ لقياس الضغط الجوي.

إن الموضوع الرئيس الذي قاد دالتون إلى المجد هو النظرية الذرية بشكلها الحديث، والتي أشار إليها في مؤلفه الرئيس «النظام الجديد لفلسفة الكيمياء» New System of Chemical Philosophy ت(1808- 1827) الذي نشر في مانشستر، إذ دوَّن فيه مأخذه على القدماء فيما يخص نظرية تجزئة المادة، وشرح فيه الخصائص الفيزيائية للغازات، ووضع هنا لأول مرة قاعدة علمية كميةً، بافتراضه أن الأجسام النقية تتألف من الذرات المتماثلة، وأن الاتحادات الكيميائية تجري أصلاً بين الذرات المتشابهة، وقد قاده ذلك إلى تفسير الخصائص الفيزيائية للأوساط الغازية وإلى شرح قوانين الاتحاد الكيميائي التي قادت دالتون إلى قانون النسب البسيطة والمضاعفة، والتي حملت اسمه لاحقاً. وأدخل دالتون فكرة الأوزان النسبية للعناصر (التي تدعى اليوم بالأوزان الذرية) إذ وضَّح ذلك لعشرين عنصراً ضمن جدول حمل اسمه، واقترح نظام توسيم الكيمياء بربط العنصر بكتلته الذرية.

درس دالتون من جهة أخرى، على نفسه، الشذوذ الحاصل من اختلال رؤية الألوان الذي صار يسمى بالدالتونية Daltonism. وهكذا قضى دالتون معظم حياته ساعياً وراء المعرفة العلمية بعقله المتَّقد إذ إنه لم يتوقف عند حقل العلوم الطبيعية، بل تعدى ذلك إلى الاهتمام بشؤون اللغة الإنكليزية إذ أسهم بوضع جملة من القواعد الخاصة والضابطة لها.[1]

الوسام الذهبي

زار دالتون لندن سنة 1809 والتقى بكبار العلماء فيها، فعرضوا عليه دخول الجمعية الملكية لكنه رفض لتعلقه بمانشستر، عينته أكاديمية العلوم الفرنسية عضوا مراسلا وأصبح رئيسا للجمعية الأدبية والفلسفية في مانشستر العام 1817 وفي العام 1822 سافر بعدها إلى باريس والتقى جميع العلماء لاسيما بالعالم گاي لوساك. ثم عاد إلى مانشستر ووضع جدولا للاوزان الذرية لمعظم العناصر وكان يقوم بتجديده دائما وفي سنة 1826 منحته الحكومة الإنكليزية وساما ذهبيا تقديرا لاكتشافاته في الكيمياء والفيزياء ومنحته بلدية مانشستر لقب مواطن شرف واقامت له تمثالا في أكبر قاعاتها Town-Hall.

النظرية الذرية

ذرات وجزيئات مختلفة كما صُوِّرت في كتاب جون دالتون نظام للفلسفة الكيميائية (1808).

يعتبر دالتون أبا للكيمياء الحديثة وذلك بعد أن اقترح النظرية الذرية للمادة حوالي العام 1803 ان نظرية دالتون تعتمد على قوانين بقاء الكتلة والنسب الثابتة والتي اشتقت من العديد من الاستنتاجات المباشرة، تتكون المادة من العديد من الجسيمات الغير قابلة للتجزئة تسمى الذرات، اما محتوى نظرية دالتون هو ان المادة تتكون من العديد من الجسيمات غير القابلة للتجزئة تسمى الذرات إضافة إلى أن كل ذرات العنصر تتميز بنفس الخواص (الحجم - الشكل - الكتلة) والتي تختلف باختلاف العناصر. كما أن التفاعل الكيميائي يحدث عند تبديل وضعية الذرات وتحويلها من منظومة لأخرى.

النقاط الخمس الرئيسية لنظرية دالتون الذرية

  1. العناصر مصنوعة من جسيمات متناهية الصغر، تسمى ذرات.
  2. ذرات عنصر ما تتطابق في الحجم والكتلة والخصائص الأخرى؛ وذرات العناصر الأخرى تختلف في الحجم والكتلة والخصائص الأخرى.
  3. الذرات لا يمكن تقسيمها، خلقها أو تدميرها.
  4. ذرات العناصر المختلفة تجتمع في نسب أعاد صحيحة ليشكلوا مركبات كيميائية.
  5. في التفاعلات الكيميائية، تجتمع الذرات وتنفصل ويتغير ترتيبها.

وقد اقترح دالتون، بالاضافة لذلك، "قاعدة أعظم بساطة" التي أثارت جدلاً، إذ لم يمكن التأكد منها، بعيداً عنه.

عندما تجتمع الذرات في نسبة واحدة فقط، "..يجب افتراض أنها نسبة ثنائية، إلا إذا كان هناك سبب لعكس ذلك".

لقد اثبت نجاح نظرية دالتون عبر تفسيرها لبعض الحقائق القائمة في ذلك الوقت كما أنها استطاعت أيضا التنبؤ ببعض القوانين غير المكتشفة.

1- تضمنت هذه النظرية قانون حفظ الكتلة حيث ان التفاعل الكيميائي لايفعل شيئا سوى اعادة توزيع الذرات ولم تفقد اي ذرة في هذه المنظومة وبالتالي تظل الكتلة ثابتة عند حدوث التفاعل.

2- فسرت نظرية دالتون قانون النسب الثابتة بافتراضها ان المادة تتكون من عنصرين B,A وان اي جزيء من هذه المادة يتكون من ذرة واحدة من A وذرة واحدة من B (يعرف من الجزيء بانه مجموعة ذرات مترابطة مع بعضها بقوة تسمح لها بالتصرف أو اعادة التنظيم كجسيم واحد كما افترض أيضا ان كتلة الذرة A تكون ضعف كتلة الذرة B وبالتالي فان الذرة A تساهم بضعف الكتلة التي تساهم بها الذرة B في تكوين جزيئي واحد من هذه المادة الامر الذي يعني ان نسبة كتلة الذرة A إلى الذرة B هي ½. اما إذا اخذنا مجموعة كبيرة من جزيئات هذه المادة فاننا نجد دائما ان عدد ذرات A مساو لعدد ذرات B الامر الذي يعني انه بغض النظر عن حجم العينة فاننا نحصل دائماً على نسبة كتلة B-A تساوي ½ وبالمثل إذا فاعلنا A مع B لنحصل على هذا الجزيئي سنجد ان اي ذرة من A تتحد مع ذرة واحدة من B اما إذا خلطنا 100 ذرة من A مع 110 ذرة من B نجد انه قد تبقت 10 ذرات من B غير متفاعلة بعد اكتمال التفاعل.

تنبأت نظرية دالتون بقانون النسب المتضاعفة: عند تكوين مركبين مختلفين من نفس العنصرين فان كتلتي أحد العنصرين اللتين تتفاعلان مع كتلة ثابتة من العنصر الاخر تكونان في شكل نسبة عددين بسيطين وصحيحين.

الأوزان الذرية

توصل إلى وضع فكرة الاوزان الذرية النسبية للعناصر الكيميائية وحين القى أول محاضرة في هذا المجال أدهش العلماء وفتح اذهانهم حول امور كثيرة فقد وضع المبدأ لكنه وجد صعوبة كبيرة في الوصول إلى حقيقة الامر بعد أن كانت نتائج ابحاثه خطأ لكن المبدأ الذي عمل على اساسه كان سليما.

عمى الألوان

هذه الصورة تبين الرقم 44 أو 49، ولكن لأولئك deuteranopic قد لا يستطيعوا رؤيتها.

شرع دالتون وللمرة الأولى في التاريخ بتحليل ادراكه الذاتـي للنور، عاد إلى الطبيعة والى طفولته المفتونة بعلم النبات حيـث بدا له لـون زهـرة البرسيم الزهري أزرق زاهياً ولون زهرة ابنة الراعي أزرق عندما كان يقطفها في الخارج وبعدها يحضرهـا إلـى المنزل وينظر إليها قرب ضوء الشمعة يتبدل لونهـا بطريقـة غريبـة مـن اللـون الازرق إلى اللـون الاصفـر، تأمـل دالتون فـي هـذه المسألـة وهـل كـان هذا الادراك خاصا به فقط؟ سأل دالتون تلاميذه في المدرسة فظهر 4 أو 5 فتيان يعانون من نفس المشكلة، لقد كان دالتون الرائد في تحديد العمى اللوني ودراسته علميا ودعيت هذه الحالة بـ الدالتونية ولغاية الآن في فرنسا لا زالت تدعى بهذا الاسم.

لقد ظن دالتون أن سبب عمـاه اللونـي وجـود سائل ازرق داخـل عينـيه لذا طـلب مـن طبيبـه رانسوم ان يستخدم احدى عينيه ويشرحها ونفـذ رانسوم الوصيـة واستخرج احـدى مقلتـي عيني دالتـون ولم نجـد سائلا ازرق لذا اعتقد رانسوم ان المشكلة لها علاقة بامر نفسي امر بين الدماغ والعين.

انجازاته العلمية

  • نشر عدداً من الابحاث في تفنيد السيمياء (الكيمياء القديمة).
  • النظرية الذرية في الكيمياء.
  • محاضرات في عمى الالوان.
  • من أهم مؤلفاته نظام جديد للفلسفة الكيميائية سنة 1808.

طرق التجارب لدى دالتون

السير همفري ديڤي، نقش من سنة 1830 مبني على لوحة بريشة السير توماس لورنس (1769–1830)

لقد أحيا العالم دالتون فكرة ديمقريطس حول انقسام المادة وبنيتها المجهرية الذرية فأفترض بأن ذرات النوع الكيميائي الواحد تكون متماثلة فيما بينها وذات نفس الكتلة, بينما ذرات الأنواع المختلفة تكون بدورها مختلفة واعتبر أن الذرة متعادلة كهربائيا. ولقد وضع دالتون أول نظرية عن تركيب الذرة حيث قال أن :

1 - المادة تتكون من دقائق صغيرة جداً تسمى الذرات.

2 - العنصر يتكون من ذرات مصمتة متناهية في الصغر لا تتجزأ.

3 - ذرات العنصر الواحد متشابهة.

4 - تختلف الذرات من عنصر لآخر.

5 -التفاعل الكيميائي هو اعادة توزيع الذرات دون المساس بصفاتها الاساسية

الحياة الشخصية والعامة

بخلاف الكيمياء فقد اهتم دالتون بدراسة الغازات والطقس. كما أنه اكتشف عمى الألوان لدى بعض الناس، وقد كان هو نفسه من هؤلاء.

وفاته وذكراه

تمثال نصفي لدالتون، من صنع شانتري
پورتريه لدالتون في أواخر عمره

توفـي دالتون في 27 يوليو 1844 فاهتزت مانشستر للنبـأ ونكست الاعـلام لمـدة أسبوعيـن، ودفـن في مدافـن أردفيـك بعد أن بقـي العالم يمر أمام جثمانه طيلة أسبوعين.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ عبد المجيد البلخي. "دالتون (1766-1844م)". الموسوعة العربية. 

جريدة الصباح-قسم علوم وتقنيات http://www.alsabaah.com/paper.php?source=akbar&mlf=interpage&sid=74844

الببليوجرافيا

تمثال دالتون في مبنى بلدية مانشستر.

وصلات خارجية

gan:道爾頓