◆吳君越

化學(xué)元素趣排隊——元素周期表的發(fā)明

◆吳君越

1907年1月27日，俄羅斯彼得堡寒風(fēng)凜冽，氣溫降至零下二十幾攝氏度，街道兩旁滿是蒙著黑紗的燈籠，氣氛異常凝重。

幾萬人組成的送葬隊伍在街上緩慢地移動著，在隊伍的最前面，既沒有花圈，也沒有遺像，十幾個青年學(xué)生扛著一塊大木牌，上面畫著好多方格，方格里寫著“C”、“O”、“Fe”、“Zn”、“P”、“S”等元素符號。

原來，這是為俄羅斯著名化學(xué)家門捷列夫舉行的葬禮。木牌上畫著的就是化學(xué)元素周期表，這是門捷列夫一生對科學(xué)最主要的貢獻。

門捷列夫出生于1834年，出生不久，父親就因雙目失明出外就醫(yī)，失去了得以維持家人生活的教員職位。14歲那年，他父親逝世，接著火災(zāi)又吞沒了家中所有財產(chǎn)。

1850年，家境困頓的門捷列夫藉著微薄的助學(xué)金開始了他的大學(xué)生活，后來成了彼得堡大學(xué)的教授。

幸運的是，門捷列夫生活在化學(xué)界探索元素規(guī)律的卓絕時期。當(dāng)時，各國化學(xué)家都在探索已知的幾十種元素的內(nèi)在聯(lián)系。

1865年，英國化學(xué)家紐蘭茲把當(dāng)時已知的元素按原子量大小的順序進行排列，發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律：無論從哪一個元素算起，每到第八個元素，這個元素就和第一個元素的性質(zhì)相近，很像音樂上的八度音循環(huán)。

因此，他干脆把元素的這種周期性叫做“八音律”，并據(jù)此畫出了標(biāo)示元素關(guān)系的“八音律”表。

不過，當(dāng)時的條件限制了他做進一步的探索，因為原子量的測定值有錯誤，而且他也沒有考慮到還有尚未發(fā)現(xiàn)的元素，只是機械地按當(dāng)時的原子量大小將元素排列起來，所以沒能揭示出元素之間的內(nèi)在規(guī)律。

同時，紐蘭茲的“八音律”在英國化學(xué)學(xué)會上受到了嘲弄，主持人以譏諷的口吻問道：“你為什么不按元素的字母順序排列？”

顧不了來自社會各界的質(zhì)疑，門捷列夫以驚人的洞察力投入到艱苦的探索中。1869年，他將當(dāng)時已知的幾種元素的主要性質(zhì)和原子量寫在一張小卡片上，并進行反復(fù)排列比較，最后發(fā)現(xiàn)了元素周期規(guī)律，并依此制定了元素周期表。

門捷列夫的元素周期律稱：元素按原子量的大小排列，在物質(zhì)上會出現(xiàn)明顯的周期性；原子量的大小決定元素的性質(zhì)，可根據(jù)元素周期律修正已知元素的原子量。

門捷列夫的元素周期表被后來一個個新元素的發(fā)現(xiàn)所證實，反過來，元素周期表又能指導(dǎo)化學(xué)家們有計劃、有目的地尋找新的化學(xué)元素。

給化學(xué)元素排隊，門捷列夫這位偉大的化學(xué)家發(fā)明的元素周期表奠定了現(xiàn)代化學(xué)和物理學(xué)的理論基礎(chǔ)，讓人們對元素有了清晰的認(rèn)識。