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十九世纪化学发展的最重要的成就之一，是科学的原子-分子论的提出。提出化学原子论的是英国化学家道尔顿。道尔顿的原子论的建立是近代化学发展中的一次重要的理论综合。它把原子量作为区分化学元素的最本质的特征，这就为许多经验性的化学定律提供了明确的理论解释，使人们认识到一切化学现象内在的统一本质。1811年，意大利化学家阿弗加罗行提出了分子的概念，他认为分子是具有一定特征的物质组成的最小单位，而原子只是参加化学反映的最小质点，单质的分子由相同元素的原子组成，化合物的分子由不同元素的原子组成。半个世纪后，意大利化学家康尼扎罗在其《化学哲理课程大纲》的讨论中，论述了分子和原子之间的区别和联系。提出只要接受阿费加德罗的分子论，就能把化学领域中的混乱一扫而清。他的观点得到各国化学家的赞同，从此，原子-分子论得到了普遍的承认和应用。

（2）元素周期律的发现

在前人研究的基础上，俄国化学家门捷列夫（D.I.Mendeleev,1834-1907）在1869年，排出了他的第一张元素周期表，为化学元素周期律的发现做出了决定性的贡献。元素周期律的发现，揭示了各种元素之间的内在联系，实现了无机化学由经验到理论的飞跃，为元素的研究和新元素的寻找，提供了一个可遵循的规律。

（3）有机化学结构理论的建立。

原子价概念的形成是有机化合物结构理论建立的先决条件。1828年维勒(F.Wohler,1800-1882)用无机物合成了有机物尿素，为有机合成开辟了广阔的道路，彻底打破了无机物与有机物之间的绝对界限。