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约在1870 年，达成一项国际协议，一致同意采用一项科学的量度系统，
以厘米（1/100 米）、克（1/1000 公斤）和秒三者作为基本单位，这就是常
说的厘米、克、秒（C。G。S）制。
原子论
前几章内，我们已将德谟克利特时代以来的原子哲学叙述过了。这个哲
学经亚里斯多德驳斥后，在中世纪陷于停止状态，直到文艺复兴以后，才重
新活跃起来。伽利略赞同这个哲学，伽桑狄用伊壁鸠鲁与卢克莱修的语言重
新加以叙述；波义耳与牛顿在他们关于化学与物理学的思辨见解中也用了
它。从那时以后它又被搁置，虽然它仍然渗透在科学思想中。
到了十九世纪初年，它被人重新提出，以解释固、液、气物质三态的物
理性质，以及化学变化上的定量事实。
①
关于单位的定义，参看Report of theNationalPhysical Laboratoryfor1928。
推翻燃素说以后，人们对物质的三态或三相有了更清楚的认识。物质虽
然有三态，我们通常认识最清楚的总是其中一态，如我们认识最清楚的水经
常是液体；但水可变为三态中的任何一态，如冷凝则为冰，蒸发则为汽。随
着这种认识的进步，人们开始研究化学化合定律。气体的化合定律，最容易
发现，因此，气体就不再是一种神秘的、半灵魂的实体，而与其他物体发生
关系了。
根据精密分析的结果，人们，尤其是拉瓦锡、普鲁斯特（Proust）与李
希特（Richter）等发现一个化合物始终丝毫不差地由同量的成分所组成（在
当时达到的精度下），这个定量化合的观念，在新化学的体系中起了重要作
用，虽然它和贝尔托莱（Berthollet）的有分量的见解是不相合的。水不论
是怎样得来的，总是氢与氧按1 与8 的比例而合成的。因此我们得到化合重
的观念，如以氢的化合重为1，则氧的化合重为8。两种元素以多种方式化合
成多种化合物时，一化合物中两种成分的比例与另一化合物中两种成分的比
例，常有简单的关系：在一化合物中14 分氮与8 分氧化合，在另一化合物中
则与16 分氧化合，恰为前者的两倍。可是在同位素发现后，这种定量化合的
概念稍有改变，以后还要谈到。
约翰·道尔顿（J。Dalton，1766—1844 年）是威斯特摩兰（West…morland）
一个手机织工的儿子，在他做小学教员的稀少闲暇里，学得一些数学与物理
学的知识。他在曼彻斯特得着一个教书的位置，开始他对气体的实验。他看
到气体的性质最好用原子论去解释①，后来他把这种观念应用到化学上去，指
出可以把化合的现象解释209 为具有确定重量的相异质点的结合，而每一元
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�