Το ξεκίνημα της σύγχρονης ατομικής θεωρίας
Η διερεύνηση της δομής του ατόμου

Αρχικές αντιδράσεις και τελική εδραίωση της ατομικής θεωρίας

Πάντως το μεγαλύτερο μέρος του 19ου αιώνα πέρασε με την ατομική θεωρία στο κέντρο της αμφισβήτησης αφού αρκετοί, κυρίως φυσικοχημικοί όπως οι Wilhelm Ostwald και Ernst Mach ήταν όχι απλώς αδιάφοροι επειδή δεν τους «χρησίμευε» σε κάτι αλλά και επικριτικοί.

Πάντως υπήρχαν και δεδομένα που συνηγορούσαν τουλάχιστον για τη χρησιμότητα του ατομικού μοντέλου της ύλης στην καθημερινή πρακτική.

Σύγχρονοι του Berzelius έκαναν προτάσεις για τη χρήση ενός είδους ατομικής θεωρίας με στόχο την ερμηνεία κάποιων ηλεκτρικών φαινομένων της ύλης.

Για παράδειγμα ο Ampère πρότεινε την ύπαρξη ηλεκτρικών ρευμάτων εντός των ατόμων για να εξηγήσει το μαγνητισμό και ο Poisson έδειξε ότι η ηλεκτροστατική επαγωγή θα μπορούσε να ερμηνευτεί με την υπόθεση της ύπαρξης ατομικών διπόλων.

Ωστόσο σε καμία περίπτωση οι υποθέσεις που σχετίζονταν με την ατομιστική αντίληψη δεν στηριζόταν σε κάτι άλλο εκτός από το φαινόμενο για το οποίο έδιναν την εξήγηση.

Πάντως η ύπαρξη τέτοιων περιπτώσεων έδειχνε στους υποστηρικτές της ατομικής θεωρίας ότι αυτή ήταν χρήσιμη στην καθημερινή χημική πρακτική.

Οπωσδήποτε μετά το 1852 και την πρόταση για τα σθένη (valencies, αρχικά ατομικότητες = atomicities) του Frankland (Edward Frankland, 1825-1899) δημιουργήθηκε μεγάλη αναστάτωση με τα σθένη διαφόρων ατόμων που φαινόταν να είναι ποικίλα και εν πολλοίς απροσδιόριστα.

Ένα ακόμη πρόβλημα ήταν η ατομικότητα πολλών στοιχείων, κάτι που δεν ήταν ούτε γνωστό ούτε κατανοητό εκείνη την περίοδο και παρά τη σύλληψη του Avogadro (Lorenzo Romano Amedeo Lacquisha Carlo Avogadro, 1776-1856) και την προώθηση της ιδέας του από τον Cannizzaro (Stanislao Cannizzaro, 1826-1910) σχετικά με την κατοχή ίσου όγκου οποιουδήποτε αερίου από ίσο αριθμό ατόμων του καθώς και από τις εργασίες του Boltzmann πάνω στην εξήγηση των μακροσκοπικών ιδιοτήτων των αερίων, η ατομική θεωρία δύσκολα κέρδιζε οπαδούς.

Αξιοπερίεργο είναι πως μεταξύ εκείνων που αντιστάθηκαν ιδιαίτερα στην υπόθεση του Avogadro ήταν ο ίδιος ο Dalton, που βασιζόταν στα αποτελέσματα τόσο τα δικά του όσο και άλλων σύγχρονων πάνω στις αντιδράσεις μεταξύ αερίων σωμάτων.

Επειδή δεν μπορούσε να δεχθεί ότι τα άτομα του αζώτου για παράδειγμα θα μπορούσαν να σχηματίσουν ένα σύνθετο άτομο με την αλληλεπίδρασή τους ανά δύο, αντιδρούσε προφανώς και στην περιγραφή της αντίδρασης του αζώτου με το οξυγόνο επειδή σύμφωνα με την απλή δική του αντίληψη αυτή περιγράφεται ως

Ν + Ο → ΝΟ

δηλαδή από δύο όγκους αρχικών αερίων παράγεται ένας όγκος προϊόντος. Σύμφωνα με την υπόθεση του Avogadro και την παραδοχή του σχηματισμού μορίων αζώτου και οξυγόνου με δύο άτομα το καθένα, η αντίδραση παίρνει τη μορφή που γνωρίζουμε και σήμερα, δηλαδή

Ν2 + Ο 2 → 2ΝΟ

και κατά συνέπεια από δύο όγκους αρχικών σωμάτων λαμβάνονται δύο όγκοι προϊόντος, μια παρατήρηση που η ατομική θεωρία στα χέρια του Dalton δεν ήταν σε θέση να εξηγήσει επαρκώς. Κάτι που ακόμη περισσότερο συντελούσε στην κριτική στάση απέναντι στην ατομική θεωρία ήταν η συνεχής ανακάλυψη νέων στοιχείων για τα οποία προφανώς έπρεπε να υπάρχουν διακριτά άτομα, δημιουργώντας έτσι μια πολυπλοκότητα απαράδεκτη για όσους επιχειρούσαν μέσα από την επιστήμη και τη μελέτη των νόμων της να αποκαλύψουν την απλότητα του φυσικού κόσμου.

Μπορεί να ειπωθεί ότι η τελική συνολική αποδοχή της ολοκληρώθηκε όταν ο Einstein έδωσε μια ατομική κατά βάσιν εξήγηση για το φαινόμενο της κίνησης Brown στις αρχές του 20ου αιώνα.

Ωστόσο, σποραδικά τουλάχιστον υπήρχαν εφαρμογές της ατομικής θεωρίας, όπως για παράδειγμα στην ιοντική θεωρία περί ηλεκτρολυτών του Arrhenius (Svante Arrhenius, 1859-1927). Ακόμη, μια σειρά πειραματικών δεδομένων εμφάνιζε αποτελέσματα όπου κάποιο μετρούμενο μέγεθος είχε εξάρτηση από συγκεκριμένες ποσότητες (όπως φορτίο, σθένος ή κάτι ανάλογο) του είδους των ατόμων που εμπλεκόταν στο πείραμα.

Τέτοιο παράδειγμα αποτελεί η μνημειώδης σε έκταση και σύλληψη εργασία του Faraday στην ηλεκτρόλυση, όπου οι δύο νόμοι της φέρουν το όνομά του ενώ η ποσότητα του φορτίου που φέρει ένα mole φορτισμένων σωματιδίων ονομάζεται σταθερά Faraday.

Ο προσδιορισμός των ατομικών βαρών ήταν σημαντικός για την εξέλιξη της Χημείας, ωστόσο βρήκε μεγάλα εμπόδια στον πειραματικό του προσδιορισμό, πρώτον μεν από κάποιες αντιλήψεις περί της σύστασης των ενώσεων (όπως για παράδειγμα την υπόθεση ότι όλα τα οξέα περιέχουν οξυγόνο), από τις διαδικασίες προσδιορισμού που ήταν κυρίως η μέτρηση της τάσης των ατμών, που πραγματοποιείται με εξαέρωση της ένωσης σε ένα περιβάλλον με οξυγόνο και υδρατμούς (όπου κυρίως ενώσεις του χλωρίου δεν παραμένουν αδρανείς ενώ ταυτόχρονα συνυπολογίζονται και οι υδρατμοί της ατμόσφαιρας) καθώς και από την ακρίβεια και επαναληψιμότητα των μετρήσεων που έπρεπε να πραγματοποιηθούν

Έτσι, για παράδειγμα, υιοθετώντας την άποψη του Dalton περί της απλούστερης στοιχειομετρίας κάθε ένωσης, η οποία παρουσιάζεται σαν μια δεύτερη στήλη δίπλα στη σημερινή και μέσα σε παρένθεση, για τη μικρή σειρά των ενώσεων που ακολουθεί, υπάρχει η διακύμανση των ατομικών βαρών που παρουσιάζεται.

CH4 (CH) ατ. βάρος C 3,0

C2H4 (CH) ατ. βάρος C 6,0

C2H5OH (CHO) ατ. βάρος C 4,0 ατ. βάρος Ο 3,0

CH3Cl (CHCl) ατ. βάρος C 4,0 ατ. βάρος Cl 12,0

HCl (HCl) ατ. βάρος Cl 36,0

Η2Ο (HO) ατ. βάρος Ο 8,0

Cl2O (ClO) ατ. βάρος Cl 4,5

Παρά τις γενικές δυσκολίες προτάθηκαν κάποιες πειραματικές διαδικασίες για την εκτίμηση των ατομικών βαρών, όλες όμως είχαν περισσότερα μειονεκτήματα παρά προτερήματα και καμία δεν είχε την απαιτούμενη γενικότητα ώστε να γίνει αποδεκτή και να είναι παράλληλα ακριβής.

Έτσι για παράδειγμα αναφέρθηκε η δυσκολία όσον αφορά τον προσδιορισμό της τάσης των ατμών των αερίων σωμάτων αφού μπορούσε να εφαρμοστεί μόνο σε αέρια ή πτητικά σώματα κι επιπλέον οι γνώσεις της εποχής δεν μπορούσαν να αντιμετωπίσουν την περίπτωση των πολυατομικών στοιχείων.

Προτάθηκε επίσης από τους Dulong και Petit η ιδέα ότι το γινόμενο της ειδικής θερμότητας ενός στοιχείου επί το ατομικό του βάρος έπρεπε να είναι σταθερό αλλά για την εκτενή εφαρμογή της μεθόδου απαιτούνταν η πρότερη γνώση μιας σειράς ατομικών βαρών και μάλιστα με ακρίβεια.

Τέλος υπήρξε και η μακροσκοπική προσέγγιση του Mitscherlich περί της ισομορφίας των κρυστάλλων ενώσεων με αντίστοιχο χημικό τύπο. Αυτή η προσέγγιση προφανώς περιοριζόταν στις κρυσταλλικές ουσίες ενώ υπήρχαν και γνωστά παραδείγματα όπου δεν είχε εφαρμογή.

Οι εξελίξεις των μέσων του 19ου αιώνα όσον αφορά την Οργανική Χημεία έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη και την αποδοχή των ατομιστικών θεωριών, κυρίως λόγω της εκτεταμένης εφαρμογής των χημικών τύπων και των επακολούθων τους. Φυσικά η διαδικασία δεν ήταν ούτε απλή ούτε χωρίς προβλήματα.

Για παράδειγμα, ακόμη και με τους σημερινούς όρους ο εμπειρικός τύπος για το οξεικό οξύ είναι CH2O. Αυτός όμως δεν μας λέει τίποτε όσον αφορά τη χημική του συμπεριφορά, για παράδειγμα ότι είναι δυνατόν στο εργαστήριο να γίνουν διαδικασίες αντικατάστασης των υδρογόνων με χλώρια και μάλιστα υπάρχουν τρία προϊόντα όπου ο λόγος των βαρών του εισερχομένου χλωρίου είναι 1:2:3 τα οποία έχουν όξινη συμπεριφορά όπως το αρχικό οξύ, ενώ υπάρχει κι ένα τέταρτο προϊόν το οποίο συμπεριφέρεται μάλλον ως άλας παρά ως οξύ.

Ακόμη κι αν πραγματοποιηθούν προσδιορισμοί του μοριακού βάρους και αποδειχθεί ότι ο μοριακός τύπος είναι C2H4O2 τίποτε από τα παραπάνω δεν γίνεται ξεκάθαρο αν δεν γραφεί ο χημικός τύπος με τη γνωστή μορφή του ως C2H3O2H. Έτσι γίνεται τώρα κατανοητό ότι μπορούν να υπάρξουν τρία χλωροξεικά οξέα (μονο-, δι- και τρι-) καθώς και το ακετυλοχλωρίδιο ως προϊόντα της αντικατάστασης των ατόμων του υδρογόνου από άτομα χλωρίου. Με βάση ανάλογες πειραματικές διαδικασίες και μετρήσεις προτάθηκε η ιδιότητα του σθένους.

Μια άλλη εξέλιξη που επηρέασε θετικά την Οργανική Χημεία ήταν η υιοθέτηση των υποθέσεων περί των ριζών και περί των δομών. Οι ρίζες θεωρήθηκαν οντότητες που μεταφέρονταν από ένωση σε ένωση αυτούσιες, λίγο ως πολύ με τρόπο ανάλογο με τα άτομα των κλασικών ανόργανων ενώσεων.

Με βάση την προσέγγιση αυτή πραγματοποιήθηκε η εξέλιξη που είναι γνωστή ως «ομόλογες σειρές» όπου οι ενώσεις μιας σειράς διαφέρουν μεταξύ τους κατά μια σταθερή ποσότητα που ο μοριακός της τύπος είναι CH2, δηλαδή μπορεί να θεωρηθεί ότι στη βασική τους ρίζα προστίθεται συστηματικά αυτή η ποσότητα χωρίς σημαντική επίδραση στις βασικές ιδιότητες του συστήματος.

Όλα τα παραπάνω καθώς και η υιοθέτηση της αντίληψης περί της ισομέρειας δεν υπέθεταν και πλήρη αποδοχή της ατομικής θεωρίας. Οι χημικοί τύποι με τα σύμβολα που περιλάμβαναν μπορεί να υποτεθεί ότι για τους περισσότερους αντιπροσωπεύανε την αναλογία βαρών των στοιχείων που υπήρχαν σε μια ρίζα ή μια δομή.

Ένας αριθμός από χημικούς που ασχολήθηκαν με την Οργανική Χημεία την περίοδο αυτή δεχόταν όπως φαίνεται ένα ιδιαίτερο είδος ατομικής θεωρίας αφού υπάρχουν αναφορές τους στο λεγόμενο «χημικό άτομο».

Με τον όρο αυτό πιθανότατα επιχειρούσαν να διακρίνουν την οντολογική σημασία του όρου από την αντίστοιχη χρήση του από τους σύγχρονούς τους φυσικούς επιστήμονες για τους οποίους το άτομο ήταν ένα σωματίδιο στο οποίο έπρεπε να εφαρμόζονται οι νόμοι του Newton και η ύπαρξή του έπρεπε να εξηγεί ένα πλήθος φυσικά φαινόμενα και παρεμπιπτόντως και κάποιο χημικό αποτέλεσμα. Το «χημικό άτομο» πρέπει να θεωρηθεί ως εντελώς αντίστοιχο με τη θεώρηση του Δημόκριτου, δηλαδή το φυσικό τέρμα της χημικής ανάλυσης, το ελάχιστο τεμαχίδιο που μπορούσε να εμφανίζει τις ιδιότητες του υλικού στο οποίο ανήκε.

Οι μελέτες στον τομέα της Χημείας είναι αυτές που για τους χημικούς ατομιστές της περιόδου θα έδειχναν ποιες είναι οι ειδικές ιδιότητες που πρέπει να αποδίδονται στο χημικό άτομο και η αντίληψη αυτή ενδυναμώθηκε από τις εξελίξεις στις θεωρίες των ριζών κλπ που προαναφέρθηκαν καθώς επίσης και από την πρόταση περί του σθένους.

Πάντως για όλους τους σύγχρονους μελετητές της ιστορίας, αυτός ο χημικός ατομισμός θεωρείται αδύναμος σε σχέση με τον αντίστοιχο φυσικό ατομισμό, ισχυρότερος πάντως από την απλούστερη αντίληψη περί των νόμων των αναλογιών στη σύσταση των χημικών ενώσεων. Με τον τρόπο αυτό προέκυψε και μια βελτίωση της αρχικής ατομικής θεωρίας στην οποία η μόνη εμφανής ιδιότητα των ατόμων σχετιζόταν με το σχετικό τους βάρος. Ωστόσο δεν υπήρχε ένα καθαρά χημικό σύστημα αξιολόγησης των ατόμων και πρόβλεψης των χημικών ιδιοτήτων των στοιχείων τους ή των ενώσεων όπου αυτά συμμετείχαν.

Το κυριότερο παράδειγμα αυτής της αδυναμίας ήταν ακριβώς το φαινόμενο της ισομέρειας όπου ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο δηλαδή με την ίδια στοιχειομετρία εμφάνιζαν διαφορετικές χημικές και κάποιες φορές και διαφορετικές φυσικές ιδιότητες.

Αυτό ήταν απλώς μια χημική ανακάλυψη, δεν μπορούσε να στηριχτεί σε κανενός είδους ατομική ή άλλη θεωρία.

Η πρώτη θεωρία που δεχόταν την ατομικότητα και είχε υποστήριξη από εμπειρικά δεδομένα ανεξάρτητα από τα φαινόμενα τα οποία πραγματευόταν άμεσα ήταν η κινητική θεωρία των αερίων. Βασική της προϋπόθεση η στατιστική επεξεργασία όπως προτάθηκε από τον Maxwell το 1859 και εξελίχθηκε από τον Boltzmann το 1872.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή η συμπεριφορά των αερίων εξηγείται με βάση τις κινήσεις και τις ελαστικές κρούσεις μεταξύ μεγάλου αριθμού μορίων. Οι κινήσεις θεωρούνται τυχαίες ενώ η κίνηση καθενός σωματιδίου υπακούει στους νόμους της μηχανικής τόσο κατά τις κρούσεις του όσο και στα ενδιάμεσα διαστήματα. Για να έχει εφαρμογή η θεωρία θα πρέπει ο όγκος των ατόμων να είναι αμελητέος σε σχέση με τον όγκο που καταλαμβάνει το αέριο και ο χρόνος των κρούσεων να είναι ελάχιστος σε σχέση με το χρόνο που μεσολαβεί μεταξύ διαδοχικών κρούσεων του ίδιου ατόμου. Τα σωματίδια του αερίου είναι μεν μικρά θα πρέπει όμως να έχουν ένα ορισμένο όγκο έτσι ώστε να μην κινούνται ανεμπόδιστα στο χώρο που καταλαμβάνει το αέριο. Η κινητική θεωρία μπορούσε να εξηγήσει τους νόμους των αερίων που συνέδεαν όγκο, θερμοκρασία και πίεση, την υπόθεση του Avogadro για την ύπαρξη ίσου αριθμού στοιχειωδών σωματιδίων σε ίσους όγκους διαφορετικών αερίων καθώς και το νόμο του Gay Lussac. Με βάση αυτά μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η πυκνότητα των αερίων για τον καθορισμό των ατομικών και μοριακών βαρών τους όπως ακριβώς είχε γίνει παράλληλα με τους χημικούς τύπους των οργανικών ενώσεων.

Επιπλέον εξηγούσε τους νόμους της διάχυσης των αερίων. Τέλος παρείχε στοιχεία για την αντιμετώπιση των περιπτώσεων εκείνων των πραγματικών αερίων με τρόπο ανάλογο προς τα ιδανικά αέρια.

Ήταν γνωστό από παλιά ότι τα αέρια απέκλιναν από την ιδανική συμπεριφορά κάτω από συνθήκες αυξημένης πίεσης και καθώς προσέγγιζαν στο σημείο υγροποίησής τους. Λαμβάνοντας υπόψη πως στις συνθήκες αυτές ούτε ο όγκος των ατόμων ήταν αμελητέος σε σχέση με τον όγκο του αερίου ούτε οι χρόνοι μεταξύ των διαδοχικών κρούσεων μεγάλοι, προτάθηκαν διορθώσεις όπως η εξίσωση του Van der Waals, οι οποίες επαληθεύτηκαν από τα πειραματικά δεδομένα.

Και πάλι όμως η κινητική θεωρία των αερίων δεν ήταν μια απόλυτη ατομική θεωρία επειδή ήδη από την αρχική της διατύπωση ασχολούνταν μόνο με ορισμένα πειραματικά στοιχεία και στόχευε όχι στη διατύπωση κάποιων αρχών για τη συνολική δομή και συμπεριφορά των ενώσεων παρά μόνο στην εξήγηση ορισμένων συγκεκριμένων πειραματικών παρατηρήσεων.

Με την έννοια αυτή τα άτομα είχαν φυσική οντότητα αλλά όχι χημική εφόσον δεν πραγματοποιούνταν χημικές αντιδράσεις στο χώρο των παρατηρήσεων. Οι απλές και βασικές ιδιότητες των ατόμων που ήταν απαραίτητες στην κινητική θεωρία των αερίων ήταν αυτές που προέκυπταν από τη μηχανική θεώρηση του Newton, αφού οι παρατηρήσεις είχαν στατιστική συμπεριφορά και ήταν μακροσκοπικές.

Παράλληλα όμως αρκετοί, κυρίως φυσικοχημικοί, μπορούσαν να υποστηρίξουν τις θεωρίες τους και ειδικά την κινητική θεωρία των αερίων και την επαγόμενη επέκτασή της στη μελέτη της συμπεριφοράς ποσοτήτων αερίων με τη μορφή της φαινομενολογικής θερμοδυναμικής, χωρίς την ανάγκη ενός υποβάθρου με ατομικό πρότυπο. Ειδικά ο Gibbs προχώρησε με βάση τη νέα επιστημονική θεωρία της θερμοδυναμικής, σε εξαιρετικές προβλέψεις όσον αφορά την πυκνότητα αερίων μειγμάτων που βρισκόταν σε χημική ισορροπία.

Οι υποστηρικτές της ατομικής θεωρίας αντιμετώπισαν τα αποτελέσματα αυτά ως ενθαρρυντικά στοιχεία αφού μπόρεσαν να τα ενσωματώσουν στην ατομική θεωρία η οποία μέχρι τότε αντιμετώπιζε τα σχετικά φαινόμενα ως «ανώμαλα», από την άλλη όμως οι οπαδοί της θερμοδυναμικής χρειαζόταν μόνο τους βασικούς νόμους της διατήρησης της ενέργειας και της μεταβολής της εντροπίας και καθόλου την ιδέα μιας μικρο-δομής των σωμάτων που τους απασχολούσαν ώστε να καταλήξουν στα αποτελέσματά τους. Έτσι, έπρεπε να αναμένονται μελέτες στα διαλύματα και ειδικά στις προσθετικές ιδιότητές τους (αύξηση του σημείου ζέσεως, μείωση του σημείου πήξεως, ωσμωτική πίεση κλπ) προκειμένου να γίνει αντιληπτό καταρχήν και να ερμηνευτεί σωστά στη συνέχεια το γεγονός ότι οι εξισώσεις που περιγράφαν τα σχετικά φαινόμενα ήταν πανομοιότυπες με εκείνες των ιδανικών αερίων.

Ακόμη πιο στέρεη έγινε η παραπάνω αντίληψη για την επιτυχή χρήση της ατομικότητας σε τομείς όπου αρχικά δεν φαινόταν να συμβάλλει ουσιαστικά, όταν μελετήθηκαν οι προσθετικές ιδιότητες διαλυμάτων μη ηλεκτρολυτών.

Έτσι, ξεφεύγοντας από το «βολικό» χαρακτηρισμό των οντοτήτων που βρισκόταν στο διάλυμα με μορφή ιόντων τα οποία μπορούσε να μην έχουν καμία αντιστοίχιση με τα βασικά δομικά στοιχεία-άτομα, τα διαλύματα των μη ηλεκτρολυτών φανέρωναν πως οι ιδιότητές τους δεν είχαν εξάρτηση από το μέγεθος ή άλλο φυσικό χαρακτηριστικό των δομικών τους μονάδων αλλά μόνο από τον αριθμό τους.

Σήμερα, από πολλούς θεωρείται πως η τελική στροφή προς την αποδοχή της ατομικής θεωρίας από όλους τους σκεπτικιστές, πραγματοποιήθηκε με το πείραμα του Jean Perrin το σχετικό με την κίνηση Brown. Η κίνηση Brown αναφέρεται στην παρατήρηση μέσω μικροσκοπίου της κίνησης σωματιδίων σε ένα εκχύλισμα.

Μέχρι το 1908 υπήρχαν αρκετές υποψίες ότι η κίνηση αυτή σχετιζόταν με την κίνηση των μορίων που προέβλεπε η κινητική θεωρία των αερίων.

Το 1908 ο Perrin έδωσε την επιβεβαίωση στις υποψίες αυτές αποδεικνύοντας πρώτον μεν ότι η κίνηση ήταν εντελώς τυχαία καθώς και ότι η κίνηση είναι μόνιμη αφότου αποκατασταθεί στο εκχύλισμα κατάσταση ισορροπίας. Επιπλέον, όλα τα χαρακτηριστικά της κίνησης παρέμεναν σταθερά για παρατηρήσεις σε μια σταθερή θερμοκρασία.

Η τυχαιότητα της κίνησης εξάλειφε την πιθανότητα να οφείλεται σε θερμά ρεύματα του υγρού τα οποία δρουν σε μακροκλίμακα, αφού τότε γειτονικά σωματίδια θα είχαν σχεδόν παράλληλες πορείες. Η μονιμότητα της κίνησης ήταν προβληματική αφού αναμενόταν μια κίνηση του σωματιδίου ανάμεσα στο μόρια ενός συμπαγούς υγρού να οδηγεί στη σταδιακή απώλεια ενέργειας.

Ήδη από το 1905 ο Einstein είχε προτείνει ότι η διατήρηση της κίνησης των σωματιδίων ήταν θερμικής προέλευσης, φαίνεται όμως ότι τουλάχιστον στην αρχή ο Perrin δεν είχε υπόψη του την πρόταση αυτή, στη συνέχεια όμως το αντιλήφθηκε και όντως εργάστηκε προς την κατεύθυνση που ο Einstein θεωρούσε ως ορθή.

Ο Perrin μπόρεσε να υπολογίσει την μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων της κίνησης Brown και όταν, σύμφωνα με όσα ήταν γνωστά για τις προσθετικές ιδιότητες μη ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων, την εξίσωσε με την αντίστοιχη ενέργεια των σωματιδίων ενός ιδανικού αερίου, μπόρεσε να κάνει μια εκτίμηση για την τιμή της σταθεράς του Avogadro, πολύ ακριβή και σε πολύ καλή συσχέτιση με άλλες μεθόδους που είχαν πραγματοποιήσει πιο «έμμεσες» παρατηρήσεις. Σύμφωνα με δηλώσεις του ίδιου, αυτό ήταν από τα κορυφαία σημεία ευχαρίστησης στην όλη πειραματική διαδικασία.

Το ξεκίνημα της σύγχρονης ατομικής θεωρίας
Η διερεύνηση της δομής του ατόμου
HTML5 Powered with CSS3 / Styling