元素周期律是谁发明的(发明创造的故事—门捷列夫发现元素周期律)

2024-11-19 08:06:25 人气:100 次阅读

门捷列夫发现元素周期律

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫

1907年1月27日,俄国首都彼得堡春寒料峭、寒风凛冽,温度表上的水银柱骤降到零下20多摄氏度。连太阳也似乎暗淡无光,而街道两旁点着的蒙上黑纱的灯笼,更着意渲染了一派悲哀凝重的气氛。

这时,街上出现了一支非常奇怪的送葬队伍。几万人的送葬队伍在街上缓慢地移动着,在队伍的最前面,既没有花圈,也没有遗像,而是由十几个青年学生扛着一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”、“O”、“Fe”、“Zn”、“P”、“S”等元素符号。

原来,这是为俄罗斯著名的化学家门捷列夫举行的葬礼。木牌上画着的那张有好多方格的表,是化学元素周期表。这是门捷列夫一生对科学的最主要的贡献。

在追悼会上,人们反复引述了门捷列夫的格言:“什么是天才?终身努力,便成天才!”确实,天才的化学家门捷列夫的一生,是终身努力的一生。

门捷列夫出生于1834年,他出生不久,父亲就因双目失明出外就医,失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年,父亲逝世,接着火灾又吞没了他家中的所有财产,真是祸不单行。1850年,家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活,后来成了彼得堡大学的教授。

幸运的是,门捷列夫生活在化学界探索元素规律的卓绝时期。当时,各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。

1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一个元素算起,每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环,因此,他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”,并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。

显然,纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角,差点就揭示元素周期律了。不过,条件限制了他作进一步的探索,因为当时原子量的测定值有错误,而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出元素之间的内在规律。

可见,任何科学真理的发现,都不会是一帆风顺的,都会受到阻力,有些阻力甚至是人为的。当年,纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄,主持人以不无讥讽的口吻问道:“你为什么不按元素的字母顺序排列?”

1867年, 在编写无机化学讲义时,门捷列夫发现这门学科的俄语教材都已陈旧,外文教科书也无法适应新的教学要求,因而迫切需要有一本新的、能够反映当代化学发展水平的无机化学教科书。

这种想法激励着年轻的门捷列夫。当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时,他遇到了难题。按照什么次序排列它们的位置呢?当时化学界发现的化学元素已达63种。为了寻找元素的科学分类方法,他不得不研究有关元素之间的内在联系。

研究某一学科的历史,是把握该学科发展进程的最好方法。门捷列夫深刻地了解这一点,他迈进了圣彼得堡大学的图书馆,在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料……

门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络,夜以继日地分析思考,简直着了迷。夜深人静,圣彼得堡大学主楼左侧的的门捷列夫的居室仍然亮着灯光,仆人为了安全起见,推开了门捷列夫书房的门。

“安东!”门捷列夫站起来对仆人说:“到实验室去找几张厚纸,把筐也一起拿来。”

安东是门捷列夫教授家的忠实仆人。他走出房门,莫名其妙地耸耸肩膀,很快就拿来一卷厚纸。

“帮我把它剪开。”

门捷列夫一边吩咐仆人,一边动手在厚纸上画出格子。

“所有的卡片都要像这个格子一样大小。开始剪吧,我要在上面写字。”

门捷列大不知疲倦地工作着。他在每一张卡片上都写上了元素名称、原于量、化合物的化学式和主要性质。筐里逐渐装满了卡片。门捷列夫把它们分成几类,然后摆放在一个宽大的实验台上。

接下来的日子,门捷列夫把元素卡片进行系统地整理。门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪。门捷列夫旁若无人,每天手拿元素卡片像玩纸牌那样,收起、摆开,再收起、再摆开,皱着眉头地玩“牌”……

冬去春来。门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。有一天,他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了,摆着,摆着,门捷列夫像触电似的站了起 来,在他面前出现了完全没有料到的现象,每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着。

门捷列夫激动得双手不断颤抖着。“这就是说,元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子,然后,迅速地抓起记事簿在上面写道:“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。” ,结果发现,从任何一种元素算起,每数到8个就和第一个元素的性质相近,这就是纽兰兹所称的“八音律”。

门捷列夫的元素周期律宣称:把元素按原子量的大小排列起来,在物质上会出现明显的周期性;原子量的大小决定元素的性质;可根据元素周期律修正已知元素的原子量。

门捷列夫元素周期表被后来一个个发现新元素的实验证实,反过来,元素周期表又指导化学家们有计划、有目的地寻找新的化学元素。至此,人们对元素的认识跨过漫长的探索历程,终于进入了自由王国。

门捷列夫,这位化学巨人的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理论基础。

元素周期表

在他死后,人们格外怀念这位个子魁伟,留着长发,有着碧蓝的眼珠、挺直的鼻子、宽广的前额的化学家。他生前总是穿着自己设计的似乎有点古怪的衣服。上衣的口袋特别大,据说那是便于放下厚厚的笔记本——他一想到什么,总是习惯地立即从衣袋里掏出笔记本,把它顺手记下。

门捷列夫生活上总是以简朴为乐。即使是沙皇想接见他,他也事先声明——平时穿什么,接见时就穿什么。对于衣服的式样,他毫不在乎,说:“我的心思在周期表上,不在衣服上。”他的头发式样也很随便。那时,男人们流行戴假发,对此,门捷列夫总是摇着头说:“我喜欢我的真头发。”

最让人难忘的是,门捷列夫晚年,为了研究日蚀和气象,自费制造探测气球。在当时出版的他的著作中,都附印上这样的说明:此书售后所得款项,作者规定用于制造一个大型气球并全面研究大气上层的气象学现象。

气球制造好之后,原设计坐两人,由于充气不够,只能坐一个人。门捷列夫不顾朋友们的劝阻,毅然跨进气球的吊篮。他年老多病,却不畏高空危险,不怕那里风大、气温低,成功地观察了日食的过程。

门捷列夫的这种献身科学的精神,映衬着他对科学的巨大贡献,深深地影响着后人。

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