门捷列夫(4)〈周期表的发明人〉江铭辉 五梦网
3. 门捷列夫发明周期表
门捷列夫很早就以惊人的洞察力投入了这场艰苦的探索,到了1869年,他把当时已知的63种元素的主要原子量和性格,写在一张张的小卡上,不断反复排列比较,最后才发现了元素的周期律。这一年,门捷列夫在俄国物理化学会的会议上提出了《元素与原子量的关系》论文,发表了他制作的周期表。(图2)
图2:1871年的门捷列夫制作的周期表(摘自维基,作者:Original uploader was Den fjättrade ankan at sv.wikipedia)
门捷列夫宣布的周期律是:把元素按原子量的大小排列起来,会出现名显的周期性。原子量的大小会决定元素的性质。
门捷列夫将当时63种元素按元素原子量的大小顺序排成周期表后,发现周期表上尚有几个空格。他认为那些空格是属于尚未发现的元素,于是他预测那些缺席元素的位置和性质,这些空位包括:属于「硅族」、「铝族」、过渡元素,也就是后来发现的镓、锗和钪。
十五、周期表的通行
门捷列夫发现元素周期律,对化学元素进行了一次科学大综合。
从此,自然界中的诸多种元素,再也不是杂乱无章、不可捉摸的茫 茫丛林,而是有自己的规律,形成了完整和严密的体系。
但是,任何科学真理的发现和被公认,都不会是一帆风顺的,元素周期律更是这样。
但是门捷列夫相信自己发现的周期表,必能发扬光大。
机会终于来临了,1875年,法国科学院院报导法国化学家布瓦博德朗( Paul Emile Lecoq de Boisbaudran )发现了新元素镓。门捷列夫看到后异常兴奋,因为他认为布瓦博德朗发现的这个镓。就是他预言过的 铝族新元素;不过,门捷列夫还有一点怀疑,因为报 告中说布瓦博德朗测得镓的比重是4.7,而他预言的是 5.9,然而,门捷列夫坚信自己不会错,便立即给布瓦博德朗写信,大胆指出他测定的镓的比重错了。布瓦博德朗读了门捷列夫的信,惊诧万分。
因为当时镓只他手中的世界上独一无二的物质元素,门捷列夫凭什么自信地断定自己测定的比重错了呢?他立卸重做实验,果然测得镓的
比重确是门捷列夫说的5.9。布瓦博德朗惊诧之余才理解了自己发现含义,即自已用实验的方法证明了俄国科学家的预言,证实了门捷列夫元素周期律的正确性。
布瓦博德朗的发现证实门缓列夫元素周期律的正确性,立即震惊了全世界,彻底打消了人们对门捷列夫的怀疑。
从1875年,法国化学家从比利牛斯所产生的闪锌矿中提炼出新元素镓后;1875年,瑞典化学家尼尔逊与克里夫共同发现新元素钪:1886年,德国化学家温克勒从银矿中提炼出新元素锗。门捷列夫周期表的科学性得到了光辉的验证。
门捷列夫的元素周期表被世界公认了下来,人们由此对元素间的关系有了较深刻的认识。但是,门捷列夫的元素周期律发展并没有就此停摆。相反科学的新技术,使他对周期表不断的更新和充实。例如,1894年,化学家发现了惰性气体,门捷列夫据此在他的元素周期表中补充了惰性元素族。后来,随着人们对原子研究的深入,元素周期表又获得了许多新进展,使它越来越完善。人们先后人工合成了15种原子序数大于铀元素92的超铀元素。今日的化学周期表元素的排列,虽然已从原子量改为原子序排列,但大体上内容仍维持门捷列夫的型式,只有二、三处变动而已。(图3)
图3:今日周期表
十六、集荣耀于一身
门捷列夫一下子成了全世界最有名望的化学家。1882年,英国皇家学会向门捷列夫颁发了一枚「戴维」金质奖章。门捷列夫还在伦敦作了只有世界上最伟大的科学家才有资格作的"法拉第演讲"。
各种荣誉纷至沓来,使得落后的俄国政府也不得不对门捷列夫重视起来。他被派往美国去考察宾夕法尼亚州的油田,以便指导开发高加索油田的俄国人,他的那本《化学原理》也在1905年被译成英文。