阿累尼烏斯創(chuàng)建電離學說的故事

宋心琦

小沛從一本化學史圖書上看到一篇關于電離學說創(chuàng)始人阿累尼烏斯（瑞典物理化學家）的故事，文章介紹了阿累尼烏斯的生平和在多個科學領域中的貢獻，也談到阿累尼烏斯在提出電離學說的博士論文答辯會上備受責難、幾乎未能通過的情況，這種看似互相矛盾的問題發(fā)生在一位像阿累尼烏斯這樣的大科學家身上實在有些難以理解，所以小沛給化學老師提出了這個問題，老師認為這是個非常好的問題，雖然不是必須講授的內(nèi)容，但卻值得和同學們共同研討，于是對同學們說：“我回去準備一下.下次課上我們再來討論，好嗎？”老師雖然對答案已經(jīng)有了一個大致的輪廓，但是在解答學生提出問題時所持有的嚴肅認真態(tài)度深深地感染了同學們，大家用熱烈的掌聲一致表示贊同，

化學課終于到來了！同學們把課本和筆記本放在課桌上，靜靜地聆聽老師講阿累尼烏斯的故事，阿累尼烏斯是個傳奇式的多才多藝的大科學家.不僅在化學領域有杰出的建樹，在物理學（致力于電學研究）、天文學（從事天體物理學和氣象學研究）、生物學（出版了《免疫化學》及《生物化學中的定量定律》等專著）及瑞典國內(nèi)水利資源和瀑布水能研究與開發(fā)方面都做出了重要貢獻，值得認真思考的是.阿累尼烏斯在200多年前提出的電離學說和關于化學反應速率與溫度關系的阿累尼烏斯動力學方程，至今仍然作為化學基本理論和概念收入大中學的化學教科書中，可是當初（1884年）在他提交題為《電解質(zhì)的導電性研究》的博士論文時卻幾乎未能通過！這是因為什么呢？講到這里，老師停頓了下來，課堂里靜得幾乎只能聽見同學們的呼吸聲，因為他們也正在思索這個問題，

老師接著講故事，阿累尼烏斯的學術(shù)觀點并沒有錯誤，也不能歸咎于答辯委員會的教授思想保守.未能做到慧眼識英才，原因何在呢？19世紀上半葉.人們已經(jīng)有了電解質(zhì)在水溶液中產(chǎn)生帶電離子的觀點，但對于離子的產(chǎn)生是否一定要依靠外電源電流的作用則沒有確定的看法，以至于在較長時期內(nèi).科學界普遍贊同法拉第（英國物理學家、化學家）關于溶液中“離子是在電流作用下產(chǎn)生的，觀點，阿累尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導電性時發(fā)現(xiàn)，溶液的導電性與濃度有關，而且兩者并不成正比，他還發(fā)現(xiàn)如下實驗事實：氨氣、鹵化氫氣體不能導電，但它們的水溶液卻能導電；純凈的固體氯化鈉不導電，溶于水后形成的溶液就能夠?qū)щ姡鹊?，于是他著重探究水在這里所起的作用，由于純凈的水本身是不導電的，唯一的可能就是電解質(zhì)在水溶液中電離出離子并不需要有電流的作用，他提出的電離假說由于和傳統(tǒng)的理論相違背，在離子是否能夠獨立存在還沒有得到確證之前，懷疑和責難應當是合理的，所以直到人們弄清楚原子結(jié)構(gòu)并確認離子可以獨立存在之后，阿累尼烏斯的電離學說才被認可，進而成為經(jīng)典的化學理論，

聽到這里，同學們松了一口氣，紛紛在筆記本上記下了自己認為最值得保留的體會，老師順勢啟發(fā)和誘導同學們說：“通過這個故事可以思考兩個問題，一個是和化學直接相關的問題，即電解質(zhì)溶液能夠?qū)щ娛且驗槿芤褐写嬖趲щ姷碾x子，在這一點上，阿累尼烏斯和法拉第的觀點一致，那么他們之間的不同之處在哪里呢？”經(jīng)過短暫的思索和交流后，小王起立回答：“他們的主要分歧是電解質(zhì)在水溶液中產(chǎn)生離子的原因.法拉第認為要依靠外電流的作用，阿累尼烏斯則認為是溶劑水的作用，”這個回答簡潔而準確，獲得了老師和同學們的一致贊同，老師問：“還有什么需要補充的嗎？”小沛起立說：“我可以補充一點，根據(jù)阿累尼烏斯的學說，電解質(zhì)是在溶劑水的作用下產(chǎn)生離子的.因此電解質(zhì)的溶解過程同時也是它轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子的過程，由于不需外電流的作用，所以這個過程是具有自發(fā)性的自然過程，”老師在同學們的掌聲中做了如下總結(jié)：“我們不僅要知道兩種學說的差異，而且應該進一步認識電解質(zhì)在水溶液中電離過程的特點，后者才是阿累尼烏斯電離學說的核心概念??！至于第二個問題一這個小故事里的大智慧是什么？我們今天就不討論了.留給你們課后思索和交流，”

親愛的讀者，你們也一起來回答這個問題好嗎？

責任編輯 侯秀姣 彭德利