門捷列夫(3)〈週期表的發明人〉 江銘輝 五夢網
十、從師範學院畢業
1855年5月,門捷列夫門捷列夫畢業了。他給九泉下的母親獻上了一件最好的禮物:他是畢業生中成績最好的,名列第一。他的畢業論文“論同晶現象與結晶形狀及其組成的其他關係”在他畢業的第二年便出版了單行本.並得到學術界的廣泛好評,由同晶轉而發現並研究同族元素,標誌著門捷列夫里程碑工作的開始攀登化學研究之路。
但由於被診斷出有肺結核,不得不到黑海邊上的克裡米亞半島休養。
先後在俄羅斯南部的兩個城市:辛菲羅波爾和敖德薩( Simferopol and Odessa)擔任中學教師。他並沒有放棄對化學的研究。在教學之餘,申請彼得堡大學的碩士學位,開始撰寫他的碩士論文《論比重》。只一個月的時間,他便完成了這篇論文,並以此敲開了號稱俄羅斯最高學府的彼得堡大學的大門。在進行論文答辯時,他獲得了最局的評價。彼得堡大學把物理和化學碩士學位桂冠戴到了他的頭上。
十一、任教彼得堡大學
門捷列夫是個永不滿足的人。獲得碩士學位後.他沒有休息,僅僅三天後就向彼得堡大學校方提出答辯另一篇論文《論含矽化合物的結構》。一個月後他順利地通過正式答辯。從而,使彼得堡大學明確地認可他具有在這所號稱「俄國第一較」任教的能力。1857年1月,剛剛二十四歲的門捷列夫又以《矽鹽化合物的結構》的論文,被批准為彼得堡大學化學教研室副教授。
十二、被派出國
經過二年努力後,門睫列夫以優異的學術成績獲得了「出國留學派遣令」。從1859年至1861年,他被選派去德國和法國留學,在海德堡進行流體的毛細現象以及光譜儀製作的研究。1861年八月底他發表了一本關於光譜儀的著作,並贏得了很高的評價。1862年,門捷列夫結婚,第二年,成為聖彼德堡國立技術大學的教授。1865年被聖彼德堡大學授予博士學位,並聘為化學教授。
十三、化學原理
1851年2月14日,門捷列夫回到了彼得堡。1868年至1870年,門捷列夫打算著手編寫化學基本教科書《化學原理》並很快完成了第一卷。
可是在著述第二卷的時候,他遇到了困難。這一卷是對化學元素的描述,可是它們的次序該怎樣排列呢? 他決心把化學元素有規律的排成一目了然的表格。於是他把所有當時知道的六十四種元素分別寫在六十四張紙片上,就好像一副撲克牌。他把這六十四種元素的紙片反覆排列著。他一連工作了三天三夜!他把這六十四張紙片分組排列,終於在1869年,門捷列夫發現了元素週期律,並就此發表了世界上第一份元素週期表。
十四、元素周期表的探討
1. 1829 年以前
自從1661年,波義耳定義元素以後,共有13種元素被發現,化學家們的主要工作,到拉瓦錫時,人們已知道30餘種元素,拉瓦錫就曾列出一張包括33種已知元素表,道爾頓的原子論的確立,更激起了人門探索元素的元素表的熱情。
到1829年,人們探知的元素有54種,這54種元素之間是否有關聯性?化學家於是圍繞著這個問題展開研究。1829年德國化學家貝賴納首先將已知的54種元素,選出15種,按類似性分為五組,提出“三素組”假設,每一組中的三元素,不僅性質相似,而且原子量的大小也有規律:即中間元素的原子量,等於前後二個元素原子量的平均值,這是人類第一次較明確提出原子量和物質之間的關係問題,它雖然是不完善,但卻對任們後來發現元素的周期律,起了重大的啟蒙作用。
2. 1865年以後
1829年以後又陸陸續續發現到9種,到1865年元素已增加到63種。
1865年,英國化學家紐蘭茲(J. A. R Newlands)把當時已知的元素按原子量大小的順序進行排列,發現無論從那一個元素算起,每到第八個元素就和第一個元素性質相近。很像音樂的八音度循環,因此他乾脆把元素的這種週期性教做“八音律”,並據此畫出了標示元素的關係“八音律表”。
顯然紐蘭茲已經接近發現元素的週期律了,但由於沒有估計到當時原子量的測定值有錯誤,也沒有考慮到尚沒有發現的元素。只是機械的按當時的原子量大小將元素排列起來。所以他沒有能夠揭示元素的規律,不算發明周期表。