門捷列夫(4)〈週期表的發明人〉江銘輝 五夢網
3. 門捷列夫發明周期表
門捷列夫很早就以驚人的洞察力投入了這場艱苦的探索,到了1869年,他把當時已知的63種元素的主要原子量和性格,寫在一張張的小卡上,不斷反復排列比較,最後才發現了元素的周期律。這一年,門捷列夫在俄國物理化學會的會議上提出了《元素與原子量的關係》論文,發表了他製作的週期表。(圖2)
圖2:1871年的門捷列夫製作的周期表(摘自維基,作者:Original uploader was Den fjättrade ankan at sv.wikipedia)
門捷列夫宣佈的周期律是:把元素按原子量的大小排列起來,會出現名顯的周期性。原子量的大小會決定元素的性質。
門捷列夫將當時63種元素按元素原子量的大小順序排成周期表後,發現周期表上尚有幾個空格。他認為那些空格是屬於尚未發現的元素,於是他預測那些缺席元素的位置和性質,這些空位包括:屬於「矽族」、「鋁族」、過渡元素,也就是後來發現的鎵、鍺和鈧。
十五、周期表的通行
門捷列夫發現元素周期律,對化學元素進行了一次科學大綜合。
從此,自然界中的諸多種元素,再也不是雜亂無章、不可捉摸的茫 茫叢林,而是有自己的規律,形成了完整和嚴密的體系。
但是,任何科學真理的發現和被公認,都不會是一帆風順的,元素周期律更是這樣。
但是門捷列夫相信自己發現的周期表,必能發揚光大。
機會終於來臨了,1875年,法國科學院院報導法國化學家布瓦博德朗( Paul Emile Lecoq de Boisbaudran )發現了新元素鎵。門捷列夫看到後異常興奮,因為他認為布瓦博德朗發現的這個鎵。就是他預言過的鋁族新元素;不過,門捷列夫還有一點懷疑,因為報 告中說布瓦博德朗測得鎵的比重是4.7,而他預言的是 5.9,然而,門捷列夫堅信自己不會錯,便立即給布瓦博德朗寫信,大膽指出他測定的鎵的比重錯了。布瓦博德朗讀了門捷列夫的信,驚詫萬分。
因為當時鎵只他手中的世界上獨一無二的物質元素,門捷列夫憑什麼自信地斷定自己測定的比重錯了呢?他立卸重做實驗,果然測得鎵的
比重確是門捷列夫說的5.9。布瓦博德朗驚詫之餘才理解了自己發現含義,即自已用實驗的方法證明了俄國科學家的預言,證實了門捷列夫元素周期律的正確性。
布瓦博德朗的發現證實門緩列夫元素周期律的正確性,立即震驚了全世界,徹底打消了人們對門捷列夫的懷疑。
從1875年,法國化學家從比利牛斯所產生的閃鋅礦中提煉出新元素鎵後;1875年,瑞典化學家尼爾遜與克里夫共同發現新元素鈧:1886年,德國化學家溫克勒從銀礦中提煉出新元素鍺。門捷列夫周期表的科學性得到了光輝的驗證。
門捷列夫的元素周期表被世界公認了下來,人們由此對元素間的關係有了較深刻的認識。但是,門捷列夫的元素周期律發展並沒有就此停擺。相反科學的新技術,使他對周期表不斷的更新和充實。例如,1894年,化學家發現了惰性氣體,門捷列夫據此在他的元素周期表中補充了惰性元素族。後來,隨著人們對原子研究的深入,元素周期表又獲得了許多新進展,使它越來越完善。人們先後人工合成了15種原子序數大於鈾元素92的超鈾元素。今日的化學周期表元素的排列,雖然已從原子量改為原子序排列,但大體上內容仍維持門捷列夫的型式,只有二、三處變動而已。(圖3)
圖3:今日周期表
十六、集榮耀於一身
門捷列夫一下子成了全世界最有名望的化學家。1882年,英國皇家學會向門捷列夫頒發了一枚「戴維」金質獎章。門捷列夫還在倫敦作了只有世界上最偉大的科學家才有資格作的"法拉第演講"。
各種榮譽紛至沓來,使得落後的俄國政府也不得不對門捷列夫重視起來。他被派往美國去考察賓夕法尼亞州的油田,以便指導開發高加索油田的俄國人,他的那本《化學原理》也在1905年被譯成英文。