門捷列夫與元素周期表

1、門列元周在十九世紀(jì)初期，人已經(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)面很相似，但在另一些方面卻又差異 很大。化學(xué)家們很自地產(chǎn)生了一種尋求元素相之間內(nèi)在聯(lián) 絡(luò)從而把元素作一科分類的要求。科學(xué)家們在這方面作了 不少的工作，曾發(fā)表局部元素間互相聯(lián)絡(luò)的闡述。 1829 年德國段柏萊納據(jù)元素性質(zhì)的相似性，提出“三素 組的分類法，并指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。但他當(dāng)時只排了五個三素組，還有 許多元素沒找到其間相聯(lián)絡(luò)的規(guī)律。1864 年德國邁耶按元的原子量順序把元素分成六組化 學(xué)性質(zhì)相似的元素排同一縱行里。但也沒有指出原子

2、量跟 所有元素之間終究有么聯(lián)絡(luò)。1865 年英國紐蘭茲把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 它位置前后的第七個元素有相似 的性質(zhì)。他稱這個規(guī)叫“八音律。他的缺點在于機械地 對待原子量，把一些素Mn、Fe 放在不適當(dāng)?shù)奈恢蒙?而把表排滿，沒有考發(fā)現(xiàn)新元素的可能性。直到 年，邁耶表了著名的原子體積周期性圖解。都 末找出元素間最根本內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，但卻一步步地向真理逼 近，為發(fā)現(xiàn)元素周期開拓了道路。 1 頁與邁耶爾相似，以先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 編成了他的第一張元素周 期表。1869 年 3 月 ，俄國化學(xué)會舉行學(xué)術(shù)報告會，門 捷列夫因病未

3、能出席他委托他的同事、彼得堡大學(xué)化學(xué)教 授門許特金代他宣讀的論文?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(xué)性質(zhì)相似的素，或者是原子量相近如 Pt， Os者是依次遞一樣的數(shù)量如 ，Cs(3)各族元素的原子化合價一致。(4)分布在自然界的素都具有數(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)原子量的大小決元素的特征。(6)應(yīng)該意料到許多知元素將被發(fā)現(xiàn)，例如排在鋁和硅后 面的、性質(zhì)類似鋁和的、原子量位于 75 之間的兩種 元素。(7)當(dāng)我們知道了某元素的同類元素的

4、原子量后，有時可 借此修正該元素的原量。(8)一些類似的元素根據(jù)其原子量的大小被發(fā)現(xiàn)出來。 正如門捷列夫所指出，周期律的全部規(guī)律性都表述在這些 2 頁原理中。其中最主要是元素的物理和化學(xué)性質(zhì)隨著原子量 的遞增而做著周期性變化。他的卓見沒有立即被承受。他 的教師、俄國化學(xué)家寧甚至訓(xùn)誡他是不務(wù)正業(yè)。在這種壓 力下，門捷列夫沒有紐蘭茲那樣傷心地放棄對新理論的研 究不顧名家的指和嘲笑續(xù)為周期律的提醒而奮斗。 經(jīng)過兩年的努力1871 年發(fā)表了關(guān)于周期律的新論文文 中他果斷地修正了前個元素周期表。例如在前一表中，性 質(zhì)類似的各族是橫排周期是豎排而新表中族是豎排， 周期是橫排，這樣各元素化學(xué)性質(zhì)的周期性變化

5、就更為明 晰。同時他象邁耶爾樣，將那些當(dāng)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 個空格表中那么變成了 6 。 門捷列夫堅信他所發(fā)的周期律是正確的。他以周期律為根 據(jù)，大膽指出某些元的原子量是不準(zhǔn)確的，應(yīng)重新測定。 例如當(dāng)時公認(rèn)金的原量為 ，按此，在周期表中，金 應(yīng)排在鋨、銥、鉑時認(rèn)為它們的原子量分別是 198.6， 196.7，196.7的前。而門捷列夫根據(jù)金的性質(zhì)認(rèn)為金在 周期表中應(yīng)排在這些素的后面，所以它們的原子量應(yīng)重新 測定。重新測定的結(jié)是：鋨為 190.9，銥為 193.1，鉑為 195.2，金為 197.2。驗證明了門捷列夫的意見

6、是對的。又 例如，當(dāng)時鈾公認(rèn)的子量是 116是三價元素。門捷列夫 那么根據(jù)鈾的氧化物鉻、鉬、鎢的氧化物性質(zhì)相似，認(rèn)為 3 頁它們應(yīng)屬于一族，因鈾應(yīng)為六價，原子量約為 240經(jīng)測 定，鈾的原子量為 238.07，次證明門捷列夫的判斷正確。 基于同樣的道理，門列夫還修正了銦、鑭、釔、鉺、鈰、 釷的原子量。門捷列夫?qū)τ诟鞣N元的單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)非常理 解，并清楚多種原子的測定方法，這些知識使他對周期律 懷有堅決的信念。而在周期表中留下空位，并詳細(xì)預(yù)言尚 未發(fā)現(xiàn)元素的種種性，那么是他在提醒元素周期律的道路 上邁出的最出色、最膽略的一步。門捷列夫的興趣非常廣 泛。他對物理學(xué)、化、氣象學(xué)、流體力學(xué)等，

7、都有許多奉 獻(xiàn)。但他的生活卻非簡樸。他的衣服式樣常常落后別人十 年以致二十年，他毫在乎他說：“我的心思在周期表上， 不在衣服上。門捷列夫的一生，可他自己的“人的天資越高，他就應(yīng)該 多為社服極務(wù)來說之。 門列夫 1834 年工月 生 于一個多子女家庭。親是一個中學(xué)校長。他出生那年，父 親突然雙目失明，不不停頓工作。門捷列夫在困難的環(huán)境 中成長。不久，父母后去世，門捷列夫在一個遙遠(yuǎn)城市上 中學(xué)。那里教育程度差。在大學(xué)一年級時，他是全班 28 名學(xué)生中的第 25 名但他奮起直追，大學(xué)畢業(yè)時便躍居第 一名，榮獲金質(zhì)獎?wù)露龤q時成為副教授，三十一歲時 成為教授。 捷列在寫作有機化一書時， 乎整整 4

8、頁兩個月沒有分開書桌 1869 寫成化學(xué)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、煤的地下氣化方面作出了奉獻(xiàn)。晚年為了研究日蝕 和氣象，他自費建造球。氣球制好后，原設(shè)計坐兩人，由 于充氣不夠，只能坐個人。他不顧朋友的勸阻，決然跨進(jìn) 氣球吊藍(lán)里，成功地察了日蝕。這種不怕艱險獻(xiàn)身科學(xué)的 精神，深深感動了他朋友們。 門列夫年過七旬后，積 勞成疾，雙目半盲。他仍然每天清早開場工作，一口氣寫 到下午五點半，飯后接著寫作。1907 年 1 月 日清晨 5 時，他因肺炎逝世，年 73 歲當(dāng)時他面前的寫字臺上還 放著一本末寫完的關(guān)科學(xué)和教育的著作。在他臨去世時, 手里還握著筆。長長送葬隊伍 達(dá)幾萬人之多。隊伍前面