Az izomorfizmusról
1821
in: Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400-1900 (Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1963)
A kémiai
súlyviszonyok törvénye és az a mechanikai szemlélet,
amellyel az atomelmélet feltárta elõttünk ezeknek
a súlyviszonyoknak az eredetét (vagyis a testek reprezentációja
olyan atomok együttesével, amelyek meghatározott arányban
jelennek meg a vegyületekben), új megvilágításba
helyezte a kémiát. Ez késztet engem annak a hipotézisnek
a vizsgálatára, mely szerint azok az elemek, amelyek egy
vagy több más közönséges elem azonos számú
atomjával egyesülnek, például a gyúlékony
testek az oxigénnel és egy savval, hasonló módon
kristályosodnak, és a kristályos alak hasonlóságát
teljes mértékben az atomok száma és nem az
elemek (a fenti példában a gyúlékony testek)
különbsége szabja meg. Elsõ vizsgálataimat
történetesen olyan vegyületsorozattal végeztem,
ahol ez oly gyakran és tökéletesen mutatkozott meg,
hogy a hipotézist csaknem tökéletesen igaznak tekintettem.
Ezt a vizsgálatot a kálium-oxid, az ammónia, a magnézium-oxid,
a vas- és magnézium-protoxidok, a cink-, réz-, kobalt-
és nikkel-oxidok egyszeres és kétszeres szulfátjaival
végeztem; de késõbb, amikor a munkát ezeknek
a bázisoknak olyan savakkal alkotott vegyületeire is kiterjesztettem,
amelyek összetétele az atomi szemlélet szerint hasonló
a kénsavéhoz vagy más hasonló összetételû
bázisok szulfátjaiéhoz, azt tapasztaltam, hogy a kristályalaknak
ez a hasonlósága nem teljesen igaz. Ezért a vegyületeket
– hogy kristályos alakjaik hasonlóságait vagy különbségeit
megállapíthassam – olyan csoportokba soroltam, amelyek összetétele
az atomelmélet szerint hasonlónak tûnik. Ennek a tapogatózó
vizsgálatnak az alapján, ha nevezhetem így, azt az
eredményt kaptam általánosságban, hogy bizonyos
elemek egy vagy több közönséges elem azonos számú
atomjával kombinálódva hasonló kristályos
alakot vesznek fel, és ebbõl kiindulva az elemek bizonyos
csoportokba sorolhatók. Az egyszerûség kedvéért
azokat az elemeket, amelyek ugyanabba a csoportba tartoznak, izomorfnak
neveztem, hogy hasonlóságukra önálló szakkifejezéssel
mutassak rá. Eddig azonban még nem sikerült felfedeznem,
hány ilyen izomorf csoport létezik, és nem sikerült
meghatároznom a csoportokba tartozó összes elemet. Ez
talán több is annál, mint amit egyetlen ember elvégezhet,
mert úgy látom, új kutatási területet
találtam, s miután talán bizonyos fokig rendelkezésre
áll a kulcs a kémiai elmélet egy nagyon fontos kérdésének
magyarázatához, amely jelentõs mértékben
hat majd a mineralógia jövõjére, úgy gondoltam,
ezt a feltevést általános vizsgálatnak kell
alávetni és tovább kell fejleszteni; annál
is inkább, mert a kutatásaimból levont következtetések
arra utalnak, hogy a feltevés nem lehet teljesen helytelen vagy
nem vethetõ el teljesen. ...
Számos vizsgálatot hajtottam végre, majd a korábbinál nagyobb gonddal ismételtem meg õket, hogy megtaláljam a különbséget ezek között a sók [a NaH2PO4·H2O dimorf alakjai] között, mert ezek a jelenségek teljes mértékben ellentmondtak annak az elméletnek, amelyet korábban elfogadtam, és amelyet egyetlen kivétellel a mineralógusok minden eddigi eredménye alátámasztott. Most elvégeztem néhány ilyen vizsgálatot, és ezek kellõ adatot szolgáltattak. Így megállapítást nyert, hogy egyazon test, amely azonos arányban tartalmazza ugyanazokat a komponenseket, két különbözõ alakot vehet fel, ami eleddig ismeretlen feltételektõl függ. Az atomelmélet alapján ez a jelenség könnyen érthetõ. Ha az atomok egymáshoz képesti elrendezése megváltozik, különbözõ alakok jelennek meg, de megmutatható, hogy a különbözõ alakok száma, az elméletbõl adódó feltevések szerint, igen korlátozott.
Egyetlen jelenség sem áll önmagában a fizika területén, s a most talált törvényt kiterjeszthetjük az összes kristályos alakra. Annak az effektusnak, amelyet egyetlen só mutat, meg kell jelennie az oxidok között, és ez összecseng azzal, amit a dolgozat elején mondtam, vagyis az azonos arányok szerint képzõdõ, különbözõ kémiai vegyületek az izomorf testek – hasonló kristályos alakokat tartalmazó – nagy csoportjaiba sorolhatók. Ezek a csoportok ugyanazért tartják meg az osztályaikhoz tartozó kristályosodási alakot, amiért a szóda foszfátja és arzenátja általában különbözõ kristályos alakot vesz fel. Az ok az atomok egymáshoz képest elfoglalt különbözõ helyzete.
Nem lenne helyes, ha ezt az elképzelést anélkül vezetném elõ, hogy meg tudnám védeni. A tárgyról írott elsõ közleményemben megkíséreltem megmutatni, és a jövõben még több példával kívánom alátámasztani, hogy a mész, a magnézium-oxid, a mangán-protoxid, a vas-protoxid, a réz-oxid, a cink-oxid, a kobalt-oxid és a nikkel-oxid egy csoporthoz tartozik, és ebben egy fématom két oxigénatommal egyesül. Berzelius professzor – kémiai alapon – ezt már régen elfogadta; ugyanez a kémiai gondolkodás tette szükségessé, hogy két oxigénatomot és egy fématomot tételezzünk fel az ólom-oxidban, a stroncium-oxidban és a bárium-oxidban. Ismeretes, hogy az egyik osztály sóinak kristályodása teljes mértékben különbözik a másik osztály sóinak kristályosodásától. Azonnal meggyõzõdhetünk errõl, ha összehasonlítjuk ennek a két osztálynak a karbonát- és szulfátsorozatát, amely elõfordul a természetben.
A két osztály kristályosodása csak a két oxigénatom fématomhoz képesti elhelyezkedésében különbözik, s ezt a viselkedést be is mutatom most. ...
Egy másik közleményben több példán is bemutatom és még jobban alátámasztom, hogy ez minden izomorf testre érvényes, ezért a krisztallográfiának a kémiai összetételre vonatkozó általános törvénye a következõ:
Azonos módon kötött, azonos számú atom hasonló kristályos alakot hoz létre, és a kristályos alak nem az atomok tulajdonságaitól, hanem az atomok számától és kombinációjuk módjától függ.
Vissza | http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.chemonet.hu/ |