מאז, תכניותו הגדולה הראשונה של מחקר היתה ב1802-1801. הוא הסיק שנפח גאזים שווים של כל הגאזים מתרחווים באופן שווה באותה טמפרטורה מוגברת: מקנה זו נקראת בדר”כ “חוק צ’ארלס” לכבודו של צ’ארלס יאקוס ( jacques charles), שהגיע כמעט לאותה מסקנה. ב1804- גאי לוסאק עשה כמה מעשים אמיצים יותר מ7,000- חומרים על פני האדמה בבלונים המלאים במימן, דבר שנתן לו לחקור אספקטים (היבטים) נוספים של מימן לא רק שהוא אסף מדיות מגנטיות בגבהים שונים, אך הוא גם לקח ממדי לחצים, טמפרטורות ומדדי לחות ודגיומות אוויר, שלאחר מכן הוא ניתח למרכיו הכימיים.
ב1808- הכריז גאי לוסאק על אחד מהשגיו הגדולים ביותר: מנסיונותיו ומנסיונות של אחרים, הוא הגיע למסקנה שגאזים בטמפרטורה תמידית ולחץ באיחוד גורם לפרופורציות ברורות מאוד של נפח, שגורמים לתוצר או תוצרים- אם גאזים- בעלי סיבולת לפרופורציה הפשוטה בנפח, ביחס לנפח המגיב.

עם חברו הפרסור לואיס יאקוס ט’אנארד (louis jecques thenard), גאי לוסאק השתתף גם בניויים אלקטורמגנטיים מוקדמים, אשר חקרו את האלמנטים. בין שאר ההשגים שלהם, הם הרכיבו חומצה בורית ע”י איחודמיזוג אשלגן, וכך גילו את האלמנט בור. השניים הללו לקחו חלק בווכוחים אשר הכויחו את הגדרתו של לוויאוסר (lavioisier) שעל החומר והמשיכוקידמו את תכוניותיו לגבי האנאליזה כתרכובות אורגנית למען הקשרי של החמצן והמימן.

חוק גאזים אחרים ניסחו המלומדים הצפרתים שארל וגי לוסאק. חוקרים אלה מצאו, שכאשר כמות נתונה של גאז זה ביחס שווה לטמפרטורות: חימום הגאז בכדי מעלת צלזיוס אחת מביא לגידול הנפח בשיעור של 1-273 מערכי הקודם. כן אפשר להראות, שכאשר גאז נתון בנפח קבוע, עומד הלחץ שלו ביחס ישר לטמפרטורה: כל גידול בטמפרטורה, פירושו תנועה בעוצמה רבה יותר של המולקולות, יותר התנגשויות בדפנות ויותר לחץ.
גאי לוסאק למד תגובה כימית של גאזים, ומצא שהיחסים של הנפחים של הגאזים המגיבים היו במספר חיוני ובלתי נפרד נמוך. דבר זה ספק שיטה לוגת יותר של מדידת משקל האטומים. גאי לוסאק לא סיים את כל מטרת עבודתו, לעומת זאת, דאלטון הבין שיחס בלתי נפרד בין נפח של תגובת גאזים מספקים תגובה שווה ופשוטה בין תגובות של חלקיקים. דאלטון השווה חלקיקים עם אטומים, ולא היה יכול לקבל איך חלקיק חמצן יכול להתחבר לשני חלקיקי מים. דבר זה היה איום לתאוריה האטומית היחסית חדשה, ולכן דאלטון ניסה לגרום לפקפוק בעבודתו של גאי לוסאק.

Amadeo Avogardo
1776-1856

נולד בטורינו, איטליה, ב9- באוגוסט, 1776. אביו היה עו”ד ועובד מדינה, והפך לסנאטור ב1768, כאשר הוא מונה לסניגור הסנאט של ויטוריו אמאדאו (Vittorio Amedeo III) השלישי ב1777. אמאדאו הלך לבי”ס בטורינו. מכיוון שאמאדאו בא ממשפחה מבוססת של עו”ד, ולכן הוריו דחפו אותו ללימודי החוק, וב1792- הפך לבעל תואר אקדמאי ראשון בתורת המשפט כאשר היה רק בן 16. ארבע שנים לאחר מכן הוא עשה דוקטורט על החוק הכנסייתי והתחיל להתמחות. ב1801- הוא נבחר כמזכיר ממשלתי בראשות הממשלה של ארידאנו. למרות הצלחתו בקריירה המשפטית, אבוגארדו הראה עניין בפילוסופיה של הטבע, וב1800- הוא החל את לימודיו במתמטיקה ופיסיקה. המחקר הראשון שלו במדע ה1803- שהוא לקח על עצמו, יחד עם אחיו, היה חשמל (אלקטרוניקה).
ב1806-, אבוגארדו נבחר להדגים באקדמיה של טורינו, וב1809- הוא הפך לפרופסור בפילוסופיה של הטבע בקולג’ של וורסאלי. הוא התחתן עם פלישיה מזה ( (Felicita Mazzaוהיו להם שישה ילדים. אבוגארדו היה אדם חרוץ, וחי חיים צנועים, ורוב הזמן עבד בבידוד. אבוגארדו נפטר ב9 ביולי ב1856.

אמאדאו אבוגארדו, הגיע למסקנה, שהאטומים של רוב היסודות הגאזיים אינם מצויים בטבע בצורת אטומים בודדים, אלה הם מתחברים לזוגות. זוגות אטומים אלה מכונים מולקולות: למשל, מולקולת חמצן מורכבת משני אוטמים של חמצן. בגאזים אלה המולקולה, ולא האטום, הוא החלקיק היסודי, שממנו מורכב הגאז. הנטייה של אטומים של יסוד מסויים ליצור מולקולות תלויה בכוח המשיכה שבין האטומים של אותו יסוד. אטומי הפחמן מושכים זה את זה בחוזקה, ולפיכך מורכב הפחמן משרשרות ארוכות, המכילות מסר רב של אטומי פחמן. רוב הסיבים המלאכותיים, כגון הניילון או טרילן, מבוססים על כך, וחוזקם של סיבים אלה מקורם בקשרים החזקים שבין אטומי הפחמן. אטומי הניאון לעומת זאת הם “אדישים” ואינם מתקשרים לאטומים של יסודות אחרים או לאטומים אחרים מסוגם. גאז הניאון מורכב איפוא רק מאטומים בודדים- בניגוד לרוב הגאזים, המורכבים, כאמור, מזוגות אטומים ומולקולותיו הן חד-אטומיות. כאשר מתרכבים אטומים של יסודות שונים, הם יוצרים מולקולות של תרכובת חדשה. תרכובת זו שונה לחלוטין מהיסודות המרכיבים אותה.

חוק חשוב אחר בתחום הגאזים הוא “עקרון אבוגארדו”. חוק זה קובע, שכאשר שני גאזים נתונים באותו לחץ, ולהם אותם נפחים והם נמצאים באותה טמפרטורה, כל אחד מהם מכיל את אותו מספר מלקולות. חוק זה מבוסס בין השאר על ראיית הגאז כאוסף מולקולות, המרווחות זו מזו ומצויות בתנועה מתמדת ואקראית (כלומר, תנועה שכיוונה משתנה עם כל התנגשות והתנגשות). אמנם מולקולות כבדות מפעילות בכל התנגשות שלהן עם הדפנות יותר לחץ ממולקולות קלות, אבל לעומת זאת הן נעות יותר לאט, ולכן מספר ההתנגשויות שלהן הרבה יותר קטן.

ב1811-, אבוגארדו פירסם מאמר ב-“יומן הפיסיקה” שהפריד לחלוטין בין המושגים מולקולה ואטום. הוא הצביע על כך שדאלטון בלבל בין המושגים “אטום” ו”מולקולה”: ה”אטומים” של חנקן וחמצן הם במצב טבעי מולקולות אשר מכילות שני אטומים. ולכן שתי מולקולות של מימן יכולות להתאחד עם מולקולות של חמצן תוצאה של שתי מולקולות מים.

בכנס קארשלו ב1850- הראה אבוגארדו את עבודתו היתה כמעט מוזנחת עד שהראו אותה לסטאניסלו קאניזארו (stanislao cannizarro), הוא הראה שעקרון אבוגארדו יכול לשמש כדי לקבוע לא רק את המסה המולרית, אלא גם את המסה האטומית, עד אז- התאוריה הזו היתה מוזנחת. הסיבה להזנחה המוקדמת של עבודתו של אבוגארדו היתה השכנוע המושרש כי צירוף האטומים קורה בגלל מידת משיכה בין יסודות שונים. לאחר התגלית האלקטרונית של גלאבאני ווטלר גילו שהמשיכה נגרמה בגלל יחסים שונים באלקטרונים בעלי מטענים שונים (חיובי+ ושלילי-). הרעיון ששני אטומים של מימן יכולים להתחבר לכדי תרכובת מולקולרית מימנית (מולקולה המורכבת בבסיסה ממימן) היה בסיס לפילוסופיה של הכימיה בתחום המאה ה18-.

John dalton
1766-1844

דאלטון נולד ב6- לספטמבר, 1760, באגלשפילד (eagleshfeld), בעיר קומברלנד (cumberland) באנגליה. הוא היה בנו של אורג וקיבל את השכלתו הבסיסית מאביו מבית הספר בעיירה ליד כפרו, היכן שהתחיל ללמד בגיל 12. ב1781- הוא עבר לקנדאל (kendal), שם ייסד בית ספר עם דודו ואחיו הבכור. הוא עבר למנצ’סטר ב1793- ובילה את שארית חייו שם כמורה. קודם באוניברסיטה החדשה ולאחר מכן כמורה פרטי. ב1804- ו1809- הוזמן דאלטון להעביר סדרת הרצאות במוסד ברויאל בלונדון. הוא הפך לידיד של חברת רויאל ב1822- וקבל את מדליית הזהב של החברה ב1826-. דאלטון היה פיסיקאי וכימאי בריטי, הוא היה זה שפיתח את התאוריה האטומית עליה מתבססים פיסיקאים מודרנים. . הוא נפטר במנצ’סטר, ב27- ביולי, 1844.

דאלטון התחיל בסדרת תצפיות מטאורולוגיות ב1787- שנמשכה במשך 57 שנה, התעניינותו של דאלטון במטאורולוגיה הובילה אותו ללמוד מגוון תופעות בנוסף לתופעות המטאורולגיות שעניינו אותו בנושא. הוא היה הראשון שגילה שגשם ניתן לחיזוי ע”פ שינוי בטמפרטורות ולא שינוי בלחצים אטמוספרים.

עבודתו הראשונה של דאלטון (התצפיות המטראורוליות ב1787-) משכה מעט תשומת לב. לעומת זאת, בשנה לאחר מכן, הוא הציג מאמר על עוורות צבעים, מחלה שממנה סבל אף הוא, לפי החברה הפילוסופית והספרותית במנצ’סטר, מאמר זה היה התיאור הראשון בנוגע לתופעה זו, שנקראה מאוחר יותר- דאלטוניזם.

דאלטון פיתח את התאוריה האטומית השימושית הראשונה בקשר למבנה החומר ב1803-. התאוריה שלו טענה כי חומר מורכב מאטומים בעלי משקל שונה ומצורפים ביחד בגלל יחסים בין המשקלים השונים. תאוריה זו, הפכה לאבן פינה במדעי הפיסיקה המודרניים.

ב1808- פרסם את הספר “מערכת חדשה של פילוסופיה כימית”. בספר זה הוא ציין רשימה של משקל אטומי יסודות מוכרים ביחס למימן. ממצאיו לא היו מדוייקים, אך הם היוו בסיס מוצק לטבלת היסודות המוכרת לנו כיום.

במשך שיעוריו במטאורולוגיה, דאלטון הסיק כי אדי מים קיימים באוויר כגאז בפני עצמם. שני גופים לא יכולים לתפוס את אותו מקום באותו זמן, אך ללא ספק, מים ואוויר מסוגלים להמצא בחלל אחד בו זמן. דאלטון הניח, שאם מים ואוויר היו מורכבים מחלקיקים נפרדים, התנדפות יכולה להראות כערבוב של חלקיקי מים וחלקיקי אוויר. ברוח זו, ביצע דאלטון סידרה של ניסויים על תערובות של גאזים כדי לקבוע כיצד משפיעים תכונותינם של הגאזים (כל גאז לפי תכונותיו) על התערובת הכוללת מספר גאזים. בזמן שניסה להסביר את תוצאות אותם ניסוי, פיתח דאלטון תיאוריה בה גודל החלקיקים יוצרים גאזים שונים.

בשנת 1807 פרסם דאלטון את התורה האטומית, הנקראת עד היום תורת דאלטון. הוא התבסס בעיקר על התורה היוונית הקדומה והוסיף עליה מרעיונותיו. עיקרי תורתו היו:

1. כל חומר עשוי מחלקיקים קטנים. הנקראים אטומים (אטום- מהמילה היוונית “לא נחלק”). האטומים אינם ניתנים לחלוקה ואי אפשר לייצר או לפרק אותם.

2. לא ניתן להרכיב, לשנות, ליצור, להשמיד או לפרק אטומים לחלקים קטנים יותר. עוד הוא הסיק, כי האטומים של אותו היסוד זהים בכל תכונותיהם ואילו אטומים של יסודות שונים נבדלים זה מזה בצורה, בגדול ובמשקל (מסה).

3. כל האטומים של אותו יסוד בעלי משקל זהה. אטומים של יסודות שונים בעלי משקלים שונים. לפיכך, יסודות מחולקים לפי מסות האטומים שלהם.
-כיום ידוע שאטומים מחולקים לפי מספר האטומים שלהם ולא לפי משקלם או מסתם.

4. כאשר יסודות מגיבים האטומים מרכיבים עם אטומים אחרים ויוצרים תרכובת.
למשל, שני אוטמים של מימן מתרכבים עם חלקיק החמצן, וכך נוצרת תרכובת אשר מהווה מים. לדאלטון לא היתה דרך למדוד את המשקל האטומי באופן מוחלט, לכן הוא הניח את ההנחה המוטעה שברוב התערובות בין היסודות, יש רק אטום אחד לכל יסוד!

התורה האטומית של דאלטון שונתה בעקבות תגליות מאוחרות יותר. כיום ידוע, שאפשר לפצל את האטום לחלקיקים קטנים יותר. כן ידוע, שהאטומים מתפרקים ונוצרים באורח מתמיד בשמש ובכוכבים. כיום מוכרים לנו גם האיזוטופים, שהם אטומים של אותו יסוד, אך הם בעלי מסות שונות.

Ernest Rutherford
1871-1937

ראת’רפורד נולד בנלסון, ניו זילנד, וחונך באוניברסיטת ניו זילנד ובאוניברסיטת קאמפברידג’. הוא היה פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת מק’גאל במוטריאל, קנדה בין השנים 1989-1807 ובאוניברסיטת מנצ’סטר במשך 12 השנים לאחר מכן. לאחר 1919 הוא היה פרופסור לפיסיקה נסיונית ומארגן ספריית קאבונדיש באוניברסיטת קאמפברידג’ וכמו כן פרופסור, אחרי 1920 במוסד רויאל בבריטניה בלונדון. טיעונון המרכזי של ראת’רפורד היה שהאטומים של יסודות שונים נבדלים זה מזה בגודלם, אך לא במבנם.

ראת’רפורד היה בין החוקרים הראשונים והחשובים ביותר בפיסיקה גרעינית. לאחר תגלית הרדיואקטיביות ב1896- על ידיד פיסיקאי צרפתי, אנטוני הנרי בקוראל (antoine henri bequerel), זיהה ראת’רפורד את שלושת המרכיבים העיקריים של קרינה וקרא להם קרני אלפא, בית וגמה. הוא גם הראה שחלקיקי אלפא הם בעלי גרעין מימן.

לימודיו על הקרינה הובילו אותו לנסח תאוריה לגבי מבנה האטום. ראת’רפורד הכריז שאטום מכיל בתוכו חלל ריק, במרכזו ישנו גרעין בעל מטען חשמלי חיובי, וסביבו מסתובבים אלקטרונים בעלי מטען חשמלי שלילי. משום שהגרעין נושא מטען חיובי, הוא מנוטרל על ידי המטען השלילי של האלקטרונים, כך שהאטום בכללותו הוא נייטראלי מבחינה חשמלית.
כיום ידוע, שגם גרעין האטום מורכב מכמה חלקיקים, והחשובים שביניהם הם הפרוטון והנייטרון. הפרוטון היו בעל המטען החשמלי החיובי, כפי שהניח ראת’רפורד, ואילו הנייוטרון הינו נייטרלי מבחינה חשמלית.

ב1919- ראת’רפורד ערך ניסוי חוב בפיסיקה גרעינית כאשר הוא הפציץ גז חנקן עם חלקיקי אלפא ומנע השתחררות של אטומי חמצן איזוטופיים ופרוטונים. הטרנספורמציה (שינוי הצורה) של חנקן לחמצן היה התגובה הגרעינית המלאכותית הראשונה. דבר זה נתן השראה למחקרים אינטנסיביים של מדענים מאוחר יותר לגבי טרנספורמציה גרעינית, מידע על הגרעין וסגולותיה של הקרינה.

ראת’פורד גילה שיטות לביקוע הגרעין, דבר שהביא לגילויה של האנרגיה הגרעינית. כאשר מתפצל גרעין אטום של יסוד כבד ויוצר שני גרעיני אטומים של יסוד קל יותר, משתחררת כמות גדולה של אנרגיה. אנרגיה זו מנוצלת באופן הרסני בכלי הנשק הגרעינים, ובדרך מבוקרת יותר- בכורים ובתחנות הכוח הגרעיניות.

ראת’רפורד נבחר כידיד של חברת רויאל ב1903- וכיהן כנשיא המוסד בין השנים 1930-1925. 1908- הוא קיבל פרס נובל בכימיה. מעמד אבירי ב1904- והפך לברון ב1931-. הוא נפטר בלונדון, בראשון באוקטובר 1937, ונקבר בןסטמיניסטר אבבי. כתביו כוללים: רדיואקטיביות- 1904, קרינה מומרים רדיואטביים- 1930 (שאותו הוא כתב עם פיסיקאי בריטי בשל סיר ג’יימס צ’אדוויק sir. James chadwick וצ’ארל דרומונד אליס charles drummond ellis, ואת הלאכימאה החדשה- 1937. ב1997- האיחוד הלבינלאומי לכימיה טהורה ומעשית הכריז שהיסוד הכימי בעל מספר האטומי 104 יקרא רשמית על שמו של ראת’רפארד Rf לכבודו.

ביבליוגרפיה:
http://encarta.msn.com/find/search.asp?search=john+dalton&x=11&y=11

http://antoine.fsu.umd.edu/chem/senese/101/atoms/dalton.shtml

http://encarta.msn.com/find/search.asp?search=ernest+rutherford&x=15&y=19

http://www.chemheritage.org/EducationalServices/chemach/ppt/aa.html

http://avogadro.che.hw.ac.uk/avoga.html