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素的质点都有其特定的重量。他说②：
物体有三种不同的区分或三态，特别引起哲学的化学家的注意，即弹性
流体、液体与固体三词所代表的状态；我们所熟悉的很有名的例子是水，它
在某些情况下，可以具有三种状态。在蒸汽，我们看见它是完全弹性的流体，
在水，是完全的液体，在冰，是完全的固体。这些观察结果默默地引到一个
似乎得到公认的结论：凡有相当大小的物体，不管它是液体或固体，都是由
无数极微小的质点或原子所组成，他们为一种引力所束缚，这种引力因情况
不同而有强弱的差异。。。
化学的分解与合成不过是把这些质点分开或联合。物质的新创或毁灭是
不在化学作用的能力范围之内的。我们要想创造或毁灭一个氢的质点，和在
太阳系里增加一颗新的、或毁灭一颗固有的行星，一样的不可能。我们所能
做到的改变，只是把粘着状态下或化合状态下的质点分开，以及把原来分离
的质点联合起来而已。
在一切化学研究里，人们都正确地认为。弄清化合物中简单成分的相对
重量，是一个重要的目标。不过，不幸的是，过去化学的研究就停止在这里；
人们本来很可以从物质的相对重量，推出物体的终极质点或原子的相对重
量，由此看出，它们在各种其他化合物中的数目与重量，用来帮助和指导我
们未来的研究和改正研究的结果。因此，本书的一个重大目标，就是说明测
定下列几个量的重要性和好处：单体与化合物中终极质点的相对重量，组成
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
① TheAbsorption of Gcses by Water，ManchesterMemoirs，2nd Series，Vol。1；1803；p。271
②
JohnDalton，New systems of Chemical Philosophy；Manchester，1808 and1810。Reprintedinthe Cambridge
Readings in Science，p，93。
一个复杂质点的简单基本质点的数目，参与构成一个较复杂质点的比较不复
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
杂的质点的数目。
．．．．．．．．
如果有A 与B 两个可以化合的物体，以下为从最简的化合开始的各种化
合的可能次序，有：
A 的1 原子＋B 的1 原子＝C 的1 原子，二元的。
A 的1 原子十B 的2 原子＝D 的1 原子，三元的。
A 的2 原子十B 的1 原子＝E 的1 原子，三元的。
A 的1 原子十B 的3 原子＝F 的1 原子，四元的。
A 的3 原子十B 的1 原子＝G 的1 原子，四元的。
我们可以采取以下的通则，作为一切关于化学化合的研究的指针：
1。如果两物体化合时只得出一种化合物，我们必须假定这种化合是二元
的，除非有某种造成相反情况的原因出现。
2。如果发现有两种化合物，则必须假定它们一个是二元的，一个是三元
的。
3。如果有三种化合物，则可预料一个是二元的，其他两个是三元的。。
等等。
把这些规则应用到已经查明的化学事实上去，我们得到以下的结论：1。
水是氢与氧的二元化仑物，这两种元素的原子的相对重量约为1：7；2。氨是
氢与氮的二元化合物，这两种元素的原子的相对重量约为1：5；3。氧化氮的
气体是氮与氧的二元化合物，它们的原子重量为5 与7；4。氧化碳是由一个
碳原子与一个氧原子构成的二元化合物，共重约为12；碳酸气是三元化合物
（有时也是二元的），它有一个碳原子和两个氧原子，共重为19；等等。以
上各种情形，都是以氢元素的原子为单位来表达其他元素的重量。
道尔顿的叙述，自然包含着当时难免的错误：例如他将热看做是一种微
妙的流体；他的化合重量也不精确，如以氢为单位时，氧的重量应该是8，
而他定为7。他假定，如两种元素的化合物只有一种，便应看做是一个原子
与另一个原子的结合。这种假定也不是普遍适用的，因此，他对于水和氨的
结构才有错误的观念。虽然这样，道尔顿把模糊的假说变成了确定的科学理
论，的确取得科学史上的重大进步之一①。
道尔顿在小圆圈中加上点、星和十字等记号来代表元素的原子。这个方
法后来为瑞典化学家柏采留斯（Berzelius，1779—1848 年）加以改进，形
成我们现今所用的体系，即用字母为符号去代表同一个元素的原子量相当的
该元素的相对质量。例如H 不是模糊地代表氢元素，而是代表等于1（1 克、
1 磅或其他单位）的氢的质量；O 代表等于同一单位的16 倍的氧元素的质量。
柏采留斯的主要实验工作，是在当时可能范围内，用最大的精确度来测
定原子量，或者说等价的化合量。他也发现了几个新元素，研究过许多化合
物，更在矿物学的研究上，揭开了一个新的篇章。他与戴维（Davy）联合确
立了电化学的基本定律，并且看到电极性与化学亲合力之间的密切关系。他
把这观念推广得太远，而为当时所难了解：他认为一切原子都含有阳电或阴
电由于其相对力量，它们才化合。他认为每一化合物都是带异性电的两部分
所组成。如果几个化合物互相化合，我们可以设想那是由于多余的异性电荷
①
A。J。Berry，ModernChemistry，Cambridge，1946。
的作用。这个二元论的理论不够应付日益增进的知识，到211 有机化学兴盛
时，就为基型说所代替了。现在我们明白化学和电两种现象有密切的关系，
不过不如柏采留斯所想象的那样简单。
当人们对气体化合现象加以更广泛的研究时，道尔顿原来的原子观念，
便表现出有缺陷。盖伊…吕萨克（Gay 一Lussac，1778—1850 年）表明气体
化合时，其容积常有一定的简单比例，阿伏伽德罗伯爵（1776—1856 年）在
1813 年指出：根据道尔顿的理论，和盖伊—吕萨克的观测，我们可以推断一
切同容积的气体所含的原子数，必定彼此有简单的比例。安培于1814 年独立
得到相同的结论，但被人忘记或忽视了，到1858 年，坎尼查罗（Cannizzaro）
才再度澄清了这个问题。到那时，人们才从气体化合的事实以及从物理学的
考虑看出，有必要把化学上的原子和物理学上的分子区别开来。化学上的原
子是物质参加化合的最小部分；物理学上的分子，是能自由存在的最小质点。
表达阿伏伽德罗假设的最简单方法，是假定同容积的气体含有同数的分子。
以后我们还要说明这结果可用数学方法从物理学上的一个理论推导出来，这
个理论假定气体的压力是由于它的分子常在不断地运动和碰撞而产生的。
但回到水的问题来，二容积（即二分子）的氢与一容积的氧化合，而得
二容积（或二分子）的水汽。解释这些关系最简单的理论，是假定物理学上
的氢分子与氧分子，每一分子都含两个化学原子，而水汽分子具有可以用H2O
代表的化学结构，因而这变化可以下列方程式去表示：
2H2十O2＝2H2O
（2 容积）（1 容积）（2 容积）
这样，既然氧的化合量是8，而一个氧原子可以和两个氢原子化合，如
果取氢的原子量为单位，则氧的原子量应是16 而非8。所以在决定各元素的
原子量以前，我们必须将道尔顿的化合量加以调212 整，使之合于后来实验
所发现的事实。首先按照所有证据系统地进行了这番工作的就是坎尼查罗。
由于一个氧原子和两个氢原子化合，我们就说氧的原子价是
2。原子价的观念，是以后许多年间大部分化学思想的基础。
已知的元素已经由道尔顿所认识的二十个增加到现在的九十多个①。元素
发现的工作，是在间歇不定中进行的。当一个新的研究方法应用到化学问题
的时候，就常常会发现一串新元素。电流的分解力使戴维爵士（1778—1829
年）在1807 年分离出碱金属的钾与钠。稍后光谱分析使我们发现铷、铯、铊、
镓等物质。放射性的方法使我们发现了镭和它同族一类元素，阿斯顿的摄谱
仪又使我们发现了许多同位的元素。
1815 年，普劳特（Prout）就已经在研究元素的原子量与其物理性质之
间的关系，随后纽兰兹（Newlands）与德·肖库土瓦（deChaucourtois）也
研究了这个问题。1869 年，迈耶尔（Lothar Meyer）与俄国化学家门得列
耶夫（Mendeleeff，1834—1907 年）成功地证实了这种关系。门得列耶夫把
元素按其原子量的顺序，由轻到重排成一个表时，发现它们有一种周期性—
—象纽兰兹所指出过的那样，每第八个元素都有一些相同的性质，一切元素
可以照这样排成一表，使同性质的元素归到一栏里去。利用这样制成的周期
表，可以把正确的原子量给与原子价未定的元素，表中的空白由门得列耶夫
根据假设加以填补，这样他就预言了一些未知元素的存在及其性质，其中一
① 迄至1964 年底这数字是103 个。——译注
些后来竟被人发现了。
门得列耶夫认为他的周期表只是纯粹经验事实的叙述。但这样的关系却
不可避免地使人回到物质有共同基础的老观念上去。许多人以为这个共同基
础可能就是氢，他们想证明如以氢的原子量为单位，其他元素的原子量全都
是整数。虽然许多元素的原子量接近整数，但有几个元素，例如氯（Cl=35。45）
顽固地不遵从这213 个方案，斯塔斯（Stas）等人增加测定原子量的精确度
以后，也不能消除这个偏差。要证明物质具有共同基础并把原子量归结为整
数，还得等候半个世纪；这种工作是当时的实验和理论能力办不到的。
电流
我们在上面叙述的各种类型的起电仪器，都主要是用来把静电荷�