John Dalton (* 6. September 1766 in Eaglesfield, bei Cockermouth, Cumberland; † 27. Juli 1844 in Manchester) war ein englischer Naturforscher und Lehrer. Wegen seiner grundlegenden Untersuchungen zur Atomtheorie gilt er als einer der Wegbereiter der Chemie.
Dalton war ein Sohn des Webers Joseph Dalton (1733–1787) und dessen Frau Deborah Greenup (1724–1810). Seine älteren Geschwister waren Jonathan Dalton (1759–1834) und Mary Dalton (1764–1788). Seine Eltern waren Mitglieder der Society of Friends. Dalton besuchte zunächst die Quäkerschule im Weiler Pardshaw Hall. Im Alter von zehn Jahren trat er, um seinen Lebensunterhalt zu verdienen, in den Dienst von Elihu Robinson (1734–1809). 1778 gründete Dalton eine Schule – zunächst in einer Scheune in Eaglesfield und dann im Versammlungshaus der Quäker. Ab 1781 leitete er gemeinsam mit seinem Bruder Jonathan und seinem Cousin George Bewley eine Schule in Kendal.
Dalton beschäftigte sich anfangs, wie sein Lehrer Elihu Robinson, vornehmlich mit Meteorologie. Mit 21 Jahren führte er selbst meteorologische Studien durch und stellte für sich und andere Abnehmer wissenschaftliche Geräte wie Barometer und Thermometer her. Dalton befasste sich mit Luft, Wasser, Wind und Regen. Er hielt seit 1787 öffentliche Vorträge über Mechanik, Optik, Astronomie und Geographie. 1791 veröffentlichte er das Werk Meteorological observations and essays.
Von 1784 bis 1795 löste er in den Almanachen The Ladies’ diary: or Woman’s almanack und The Gentleman’s diary, or The mathematical repository gestellte mathematische Probleme und veröffentlichte darin eigene mathematische Aufgaben. Erstmals erschien sein Name dort 1783.
1793 bekam Dalton eine Anstellung in der Warrington Academy in Manchester als Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften.
Dalton beschrieb 1794 die, auch „Farbenblindheit“ genannte, Rot-Grün-Sehschwäche (Daltonismus), an der er selbst litt. Er trug einem seiner Freunde auf, nach seinem Tod eines seiner Augen zu sezieren, da er als Ursache für die merkwürdigen Farben, die er sah, eine blaue Flüssigkeit in seinem Auge vermutete.
Um 1800 gab er die Lehrstelle jedoch auf und begnügte sich mit Einnahmen aus dem Privatunterricht. Ab 1800 kam Dalton mit der Manchester Literary and Philosophical Society in Kontakt. Diese Gesellschaft ermöglichte ihm den Abdruck seiner meteorologischen Arbeiten und die Einrichtung eines eigenen Labors.
Mit Chemie, speziell mit der Zusammensetzung der Luft, begann sich Dalton erst um 1796 zu beschäftigen. Zunächst entwickelte er die Theorie, dass in einer Gasmischung jedes einzelne Gas unabhängig von den anderen Gasen einen eigenen Partialdruck bei jeder Temperatur besitzt (Dalton-Gesetz). Ferner stellte Dalton die Hypothese auf, dass die Dampfdrücke für alle Flüssigkeiten bei gleichen Temperaturabständen vom Siedepunkt gleich groß sind. Er fand je Grad Temperaturerhöhung eine konstante Ausdehnung der Gasmenge über der Flüssigkeit – für Wasser und Diethylether. Bei anderen Flüssigkeiten ist dies jedoch nicht die Regel.
In diesem Zusammenhang fand Dalton (unabhängig von Joseph Louis Gay-Lussac, nach dem das Gesetz meist benannt wird) das Gesetz der proportionalen Gasausdehnung von reinen Gasen (Sauerstoff und Stickstoff) bei Temperaturerhöhung (1801). Hier fand er den Proportionalitätsfaktor 1/266 ≈ 0,00376, genau wie Gay-Lussac (der korrekte Wert liegt bei etwa 1/273 ≈ 0,00365). Aufgrund dieser Beziehung verkleinert sich das Gasvolumen von Gasen bei tiefen Temperaturen. Dalton prägte den Begriff „Absoluter Nullpunkt“ eines Gases, also der Temperatur, bei der ein Gas flüssig oder fest vorliegen sollte.
Im folgenden Jahr untersuchte Dalton die Zusammensetzung der Luft und kam zu recht genauen Ergebnissen bezüglich des Sauerstoff- (21 %) und Stickstoffgehaltes (79 %).
Dalton beschäftigte sich dann mit Gasgemischen über einer lösenden Flüssigkeit. Sein Freund William Henry hatte gezeigt, dass die Löslichkeit eines Einzelgases proportional zum Druck des Einzelgases über der Flüssigkeit ist (Henrysches Gesetz). Nun nahm Dalton an, dass Gasteilchen mit unterschiedlicher Gewichtsbeschaffenheit auch Änderungen im Löslichkeitsverhalten zeigen. Die leichten Partikel (etwa Wasserstoff) eines Gasgemisches werden in einem Lösungsmittel weniger gut bei gleichem Druck gelöst als die schweren Teilchen (zum Beispiel Kohlendioxidteilchen). Aus den Messungen der Löslichkeit von Gasen bei gleichen Drucken und aus den von anderen Autoren bei Analysen gefundenen Gewichtsverhältnissen konnte Dalton eine Tabelle mit relativen Atommassen von Partikeln ableiten.
Am 21. Oktober 1803 las er vor der Manchester Literary and Philosophical Society seine Abhandlung On the absorption of gases by water and other liquids, die 1805 gedruckt erschien. Er setzte das relative Gewicht für Wasserstoff gleich 1. Für Kohlenstoff kam er auf 4,3, für Kohlenmonoxid auf 9,8, für Sauerstoff auf 5,5, für Stickstoff auf 4,2, für Wasser auf 6,5 und für Ethylalkohol auf 15,1. Wie er auf diese Werte kam, führte er nicht im Einzelnen aus. Später veränderte er aufgrund eigener Messungen die Angaben. Im Jahr 1810 kam er auf 5,4 für Kohlenstoff, 7 für Sauerstoff, 6 für Stickstoff. Die kleinsten Teilchen von Wasser, Ethanol und Kohlenmonoxid galten für Dalton noch als atomare, unteilbare Teilchen. Daltons Angaben waren noch weit von den korrekten Werten entfernt, und er gab teilweise falsche Summenformeln an (so für Salpetersäure). Ein Grund war nach Wilhelm Ostwald, dass er fremde Arbeiten und speziell nichtenglische Arbeiten ablehnte. Eine viel genauere Bestimmung der Atommasse gelang nach 1810 Jöns Jakob Berzelius.
Von vielen Stoffen war bekannt, dass sie sich in der Synthese eines neuen Stoffes nur in ganz bestimmten Gewichtsverhältnissen paaren können. Z. B. war aus Untersuchungen von Alexander von Humboldt und Gay-Lussac bekannt, dass Wasser aus 12,6 Gewichtsteilen Wasserstoff und 87,4 Gewichtsteilen Sauerstoff gebildet wird. Das ist fast genau das Verhältnis 1:7. Dalton nahm nun an, dass dies allgemein gilt, und erklärte es mithilfe des noch spekulativen Atombegriffs.
So kann sich beispielsweise ein Element A mit dem Element B zur Verbindung AB vereinigen. Es kann auch möglich sein, dass 2 Teile A mit 1 Teil B die Verbindung A2B eingehen, auch drei Teile A könnten mit einem Teil B sich zu A3B verbinden. Jedenfalls muss bei der Paarung immer ein ganzzahliges Vielfaches einer Komponente auftreten. Diese Hypothese wurde später zum Gesetz der multiplen Proportionen. Damit war ein weiteres Indiz für die Atom-Hypothese gefunden.
Die Atom-Hypothese wurde von Thomas Thomson und William Hyde Wollaston weiter gestützt. Sie stellten 1808 fest, dass im Bicarbonat genau doppelt soviel Kohlendioxid enthalten ist wie im Karbonat. Ferner konnte Thomson das Gesetz der multiplen Proportionen anhand der Salze der Oxalsäure stützen. Nach Dalton wurden später stöchiometrisch aufgebaute Verbindungen als Daltonide bezeichnet. Thomas Thomson nahm die Ideen von Dalton auf und verbreitete sie durch ein Lehrbuch, das auch im Ausland viel Beachtung fand.
Die richtige Unterscheidung zwischen Atom und Molekül erfolgte erst gegen 1860 durch Stanislao Cannizzaro, nachdem erkannt worden war, dass sich auch zwei gleiche Atome zu einem Molekül verbinden können (zum Beispiel zwei Wasserstoffatome zu einem Wasserstoffmolekül).
In London hielt Dalton vor der Royal Institution zahlreiche Vorträge. Ein Großteil seiner Manuskripte fiel dem Zweiten Weltkrieg zum Opfer (Manchester Blitz).
Zusammenfassung der wichtigen Arbeiten von John Dalton