اتم نخستین بار توسط چه کسی کشف شد؟
سال اکتشاف: 1802
این کشف چه می‌گوید؟
اتم کوچک‌ترین ذره هر عنصر شیمیایی است.
چه کسی آن را کشف کرد؟
جان دالتون John Dalton
دنیای جدید شیمی و فیزیک برای دانش و مطالعه دنیا اتم‌ها تکیه دارد. اما هیچ‌کس تا سال ۱۹۳۸ که میکروسکوپ الکترونیکی اختراع شد قادر به دیدن اتم‌ها نبود. قرن‌ها بود اتم به خوبی شناخته شده بود و بخش عمده تحقیقات فیزیکی و شیمیایی را تشکیل می‌داد. جان دالتون نخستین بار اتم را تعریف کرد و به دانشمندان اجازه داد که اتم را به طور جدی مطالعه کنند. اتم کوچک‌ترین ذره هر ماده است و اساسی‌ترین عنصر تشکیل دهنده ماده. تمام مواد شیمیایی از ترکیب اتم‌ها به وجود می‌آیند.
از آن‌جا که اتم‌ها کلید درک شیمی و فیزیک هستند، کشف دالتون یکی از نقاط عطف تاریخ علم به حساب می‌آید. دالتون به دلیل این کشف پدر فیزیک نوین محسوب می‌شود.
در قرن پنجم قبل از میلاد لوسیپوس اهل ملطوس و دموکریتوس اهل آبدرا این نظریه را ارائه دادند که هر شکل از ماده را می‌توان به ذرات کوچک و کوچک‌تر تقسیم کرد. کوچک‌ترین ذره‌ای که دیگر قابل تقسیم نیست اتم نامیده می‌شود. گالیله و نیوتون هر دو از واژه اتم به یک طریق استفاده بردند. رابرت بویل و آنتوان لاوازیه نخستین کسانی بودند که از واژه عنصر برای مواد شیمیایی تازه کشف شده استفاده کردند.
جان دالتون در ۱۷۶۶ نزدیک منچستر انگلستان متولد شد و تحصیلات رسمی او اندک بود. او ۲۰ سال صرف مطالعه جوشناسی کرد و در همان حال در مدارس مذهبی هم درس می‌داد. او چندین مقاله نوشت و به انجمن فلسفه ارائه کرد. این مقاله‌ها درباره دماسنج، هواسنج، رطوبت‌سنج، ریزش باران، تشکیل ابرها، تبخیر، رطوبت اتمسفر و تشکیل شبنم بود. هر یک از این مقاله‌ها حاوی نظریه‌های جدید بود.
دالتون به دلیل نوشتن این مقاله‌ها در دنیای علم معروف شد. در ۱۸۰۱ او توجه‌اش را از مطالعه گازهای اتمسفر به ترکیبات شیمیایی معطوف کرد. دالتون هیچ‌گونه تجربه یا آموزشی در علم شیمی نداشت. مع‌هذا با اطمینان به کارش ادامه داد.
تا این زمان 50 عنصر شیمیایی کشف شده بود. فلزات، گازها و غیرفلزات، اما دانشمندان علم شیمی با سوال‌های اساسی که پاسخی نداشت روبرو می‌شدند. عناصر شیمیایی چطور باهم ترکیب می‌شدند تا هزاران عنصری را که روی زمین وجود دارند شکل دهند؟ برای مثال چگونه هیدروژن (گاز) با اکسیژن (گاز دیگر) ترکیب می‌شود تا آب (مایع) را تشکیل دهد؟ علاوه بر آن چگونه دقیقاً یک گرم هیدروژن با هشت گرم اکسیژن – نه کمتر و نه بیشتر – ترکیب می‌شود تا آب تولید کند؟
دالتون تمام واکنش‌های شیمیایی را که می‌توانست پیدا کند بررسی و سعی کرد نظریه‌ای عمومی پیدا کند که ذره‌های بنیادی هر عنصر چگونه رفتار می‌کنند. او وزن هر عنصر شیمیایی و وزن اتمی هر عنصر را مقایسه کرد. بعد از یک سال مطالعه، دالتون به این نتیجه رسید که ترکیبات را با نسبت‌های ساده عددی وزن، می‌توان مشخص کرد. این کار به او اجازه داد تا تعداد ذرات هر عنصر در ترکیبات مهم مثل آب را تعیین کند.
دالتون نظر دارد که هر عنصر از ذرات کوچک تشکیل شده که با عناصر دیگر ترکیب می‌شود و مواد جدیدی را تشکیل می‌دهند. او از واژه قدیمی یونانی اتم برای نامیدن این ذرات استفاده کرد.
دالتون نشان داد اتم‌های هر عنصر همه با هم یکسان هستند و می‌توانند با اتم‌های عناصر دیگر ترکیب شوند و ترکیبات جدیدی به وجود آوردند. هر ترکیب تعداد معینی اتم از هر عنصر را داراست. این نسبت‌های ثابت هیچ‌گاه تغییر پیدا نمی‌کنند و از حداقل تعداد اتم‌ها تشکیل می‌شوند. بنابراین آب نمی‌تواند H4O2 شود زیرا H2O ساده‌تر است و همان نسبت هیدروژن و اکسیژن را داراست.
دالتون نخستین دانشمندی بود که از نمادهای حروفی مانند O و H غیره برای نشان دادن عناصر گوناگون استفاده کرد. دانشمندان اکنون نظریه‌ها و کشف‌های دالتون را پذیرفته‌اند.
اتم هیدروژن کوچک‌ترین اتم‌هاست که فقط یک الکترون دارد که به دور پروتون می‌چرخد. بزرگ‌ترین اتم‌ها، اتم اورانیوم است که ۹۲ الکترون آن به دور هسته‌ای با ۹۲ پروتون و 92 نوترون می‌چرخند.
