門捷列夫與元素周期表

1、.門捷列夫與元素周期表在十九世紀初期，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不少元素。在這些元素的狀態(tài)和性質(zhì)方面，有些極為相似，有些那么完全不同，有些元素在某些性質(zhì)方面很相似，但在另一些方面卻又差異很大?；瘜W家們很自然地產(chǎn)生了一種尋求元素相之間內(nèi)在聯(lián)絡(luò)從而把元素作一科學分類的要求?？茖W家們在這方面作了不少的工作，曾發(fā)表了部分元素間互相聯(lián)絡(luò)的闡述。1829年德國段柏萊納根據(jù)元素性質(zhì)的相似性，提出“三素組的分類法，并指出每組中間元素的原子量大約等于兩端的元素原子量的平均值。但他當時只排了五個三素組，還有許多元素沒找到其間互相聯(lián)絡(luò)的規(guī)律。1864年德國邁耶按元素的原子量順序把元素分成六組，使化學性質(zhì)相似的元素排在同一縱行里

2、。但也沒有指出原子量跟所有元素之間終究有什么聯(lián)絡(luò)。1865年英國紐蘭茲把當時所知道的元素按原子量增加的順序排列，發(fā)現(xiàn)每個元素 它的位置前后的第七個元素有相似的性質(zhì)。他稱這個規(guī)律叫“八音律。他的缺點在于機械地對待原子量，把一些元素Mn、Fe等放在不適當?shù)奈恢蒙隙驯砼艥M，沒有考慮發(fā)現(xiàn)新元素的可能性。直到1868年，邁耶發(fā)表了著名的原子體積周期性圖解。都末找出元素間最根本的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，但卻一步步地向真理逼近，為發(fā)現(xiàn)元素周期律開拓了道路。與邁耶爾相似，以先行者提供的借鑒為根底，門捷列夫通過自己頑強的努力，于1869年2月編成了他的第一張元素周期表。1869年3月18日，俄國化學會舉行學術(shù)報告會，門捷列

3、夫因病未能出席，他委托他的同事、彼得堡大學化學教授門許特金代他宣讀他的論文?元素性質(zhì)和原子量的關(guān)系?。在論文中，他指出：1按照原子量大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯的周期性變化。2化學性質(zhì)相似的元素，或者是原子量相近如Pt，Ir，Os，或者是依次遞增一樣的數(shù)量如K，Rb，Cs。3各族元素的原子價化合價一致。4分布在自然界的元素都具有數(shù)值不大的原子量值，具有這樣的原子量值的一切元素都表現(xiàn)出特有的性質(zhì)，因此可以稱它們是典型的元素。5原子量的大小決定元素的特征。6應(yīng)該意料到許多未知元素將被發(fā)現(xiàn)，例如排在鋁和硅后面的、性質(zhì)類似鋁和硅的、原子量位于6575之間的兩種元素。7當我們知道了某些元素的同類

4、元素的原子量后，有時可借此修正該元素的原子量。8一些類似的元素能根據(jù)其原子量的大小被發(fā)現(xiàn)出來。正如門捷列夫所指出的，周期律的全部規(guī)律性都表述在這些原理中。其中最主要的是元素的物理和化學性質(zhì)隨著原子量的遞增而做著周期性的變化。他的卓見沒有立即被承受。他的老師、俄國化學家齊寧甚至訓誡他是不務(wù)正業(yè)。在這種壓力下，門捷列夫沒有象紐蘭茲那樣傷心地放棄對新理論的研究，他不顧名家的指責和嘲笑，繼續(xù)為周期律的提醒而奮斗。經(jīng)過兩年的努力，1871年他發(fā)表了關(guān)于周期律的新論文。文中他果斷地修正了前一個元素周期表。例如在前一表中，性質(zhì)類似的各族是橫排，周期是豎排；而在新表中，族是豎排，周期是橫排，這樣各族元素化學性

5、質(zhì)的周期性變化就更為明晰。同時他象邁耶爾那樣，將那些當時性質(zhì)尚不夠明確的元素集中在表格的右邊，形成了各族元素的副族。在前表中為尚未發(fā)現(xiàn)的元素留下的4個空格，在新表中那么變成了6個。門捷列夫堅信他所發(fā)現(xiàn)的周期律是正確的。他以周期律為根據(jù)，大膽指出某些元素的原子量是不準確的，應(yīng)重新測定。例如當時公認金的原子量為169.2，按此，在周期表中，金應(yīng)排在鋨、銥、鉑當時認為它們的原子量分別是198.6，196.7，196.7的前面。而門捷列夫根據(jù)金的性質(zhì)認為金在周期表中應(yīng)排在這些元素的后面，所以它們的原子量應(yīng)重新測定。重新測定的結(jié)果是：鋨為190.9，銥為193.1，鉑為195.2，金為197.2。實驗證

6、明了門捷列夫的意見是對的。又例如，當時鈾公認的原子量是116，是三價元素。門捷列夫那么根據(jù)鈾的氧化物與鉻、鉬、鎢的氧化物性質(zhì)相似，認為它們應(yīng)屬于一族，因此鈾應(yīng)為六價，原子量約為240。經(jīng)測定，鈾的原子量為238.07，再次證明門捷列夫的判斷正確?；谕瑯拥牡览?，門捷列夫還修正了銦、鑭、釔、鉺、鈰、釷的原子量。門捷列夫?qū)τ诟鞣N元素的單質(zhì)和化合物的化學性質(zhì)非常理解，并清楚多種原子量的測定方法，這些知識使他對周期律懷有堅決的信念。而他在周期表中留下空位，并詳細預(yù)言尚未發(fā)現(xiàn)元素的種種性質(zhì)，那么是他在提醒元素周期律的道路上邁出的最出色、最具膽略的一步。門捷列夫的興趣非常廣泛。他對物理學、化學、氣象學、流

7、體力學等，都有許多奉獻。但他的生活卻非常簡樸。他的衣服式樣常常落后別人十年以致二十年，他毫不在乎他說：“我的心思在周期表上，不在衣服上。門捷列夫的一生，可用他自己的“人的天資越高，他就應(yīng)該多為社服極務(wù)來說明之。 門捷列夫1834年工月27日生于一個多子女家庭。父親是一個中學校長。他出生那年，父親突然雙目失明，不得不停頓工作。門捷列夫在困難的環(huán)境中成長。不久，父母先后去世，門捷列夫在一個遙遠城市上中學。那里教育程度很差。在大學一年級時，他是全班28名學生中的第25名。但他奮起直追，大學畢業(yè)時便躍居第一名，榮獲金質(zhì)獎?wù)?，二十三歲時成為副教授，三十一歲時成為教授。 門捷列夫在寫作?有機化學?一書時，

8、 幾乎整整兩個月沒有分開書桌。于1869年1871年寫成?化學原理?。他還在溶液水化理論、氣體壓力、液體的澎脹、氣體的臨界溫度、煤的地下氣化等方面作出了奉獻。晚年為了研究日蝕和氣象，他自費建造氣球。氣球制好后，原設(shè)計坐兩人，由于充氣不夠，只能坐一個人。他不顧朋友的勸阻，決然跨進氣球吊藍里，成功地觀察了日蝕。這種不怕艱險獻身科學的精神，深深感動了他的朋友們。 門捷列夫年過七旬后，積勞成疾，雙目半盲。但他仍然每天清早開場工作，一口氣寫到下午五點半，飯后又接著寫作。1907年1月20日清晨5時，他因肺炎逝世，時年73歲。當時他面前的寫字臺上還放著一本末寫完的關(guān)于科學和教育的著作。在他臨去世時,手里還握著筆。長長的送葬隊伍,達幾萬人之多。隊伍前面,既