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(jì)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。化學(xué)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(xué)分類的要求。科學(xué)家們?cè)谶@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(guó)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(dāng)時(shí)只排了五個(gè)三素組，還有許多元素沒(méi)找到其間互相聯(lián)絡(luò)的規(guī)律。1864年德國(guó)邁耶按元素的原子量順序把元素分成六組，使化學(xué)性質(zhì)相似的元素排在同一縱行里

2、。但也沒(méi)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(guó)紐蘭茲把當(dāng)時(shí)所知道的元素按原子量增加的順序排列，發(fā)現(xiàn)每個(gè)元素 它的位置前后的第七個(gè)元素有相似的性質(zhì)。他稱這個(gè)規(guī)律叫“八音律。他的缺點(diǎn)在于機(jī)械地對(duì)待原子量，把一些元素Mn、Fe等放在不適當(dāng)?shù)奈恢蒙隙驯砼艥M，沒(méi)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(guò)自己頑強(qiáng)的努力，于1869年2月編成了他的第一張?jiān)刂芷诒怼?869年3月18日，俄國(guó)化學(xué)會(huì)舉行學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，門捷列

3、夫因病未能出席，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(lái)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(jià)化合價(jià)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(dāng)我們知道了某些元素的同類

4、元素的原子量后，有時(shí)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(lái)。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(xué)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(méi)有立即被承受。他的老師、俄國(guó)化學(xué)家齊寧甚至訓(xùn)誡他是不務(wù)正業(yè)。在這種壓力下，門捷列夫沒(méi)有象紐蘭茲那樣傷心地放棄對(duì)新理論的研究，他不顧名家的指責(zé)和嘲笑，繼續(xù)為周期律的提醒而奮斗。經(jīng)過(guò)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(gè)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(xué)性

5、質(zhì)的周期性變化就更為明晰。同時(shí)他象邁耶爾那樣，將那些當(dāng)時(shí)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(gè)空格，在新表中那么變成了6個(gè)。門捷列夫堅(jiān)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(zhǔn)確的，應(yīng)重新測(cè)定。例如當(dāng)時(shí)公認(rèn)金的原子量為169.2，按此，在周期表中，金應(yīng)排在鋨、銥、鉑當(dāng)時(shí)認(rèn)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(rèn)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(cè)定。重新測(cè)定的結(jié)果是：鋨為190.9，銥為193.1，鉑為195.2，金為197.2。實(shí)驗(yàn)證

6、明了門捷列夫的意見是對(duì)的。又例如，當(dāng)時(shí)鈾公認(rèn)的原子量是116，是三價(jià)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(rèn)為它們應(yīng)屬于一族，因此鈾應(yīng)為六價(jià)，原子量約為240。經(jīng)測(cè)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(xué)性質(zhì)非常理解，并清楚多種原子量的測(cè)定方法，這些知識(shí)使他對(duì)周期律懷有堅(jiān)決的信念。而他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(duì)物理學(xué)、化學(xué)、氣象學(xué)、流

7、體力學(xué)等，都有許多奉獻(xiàn)。但他的生活卻非常簡(jiǎn)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(shuō)：“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(lái)說(shuō)明之。 門捷列夫1834年工月27日生于一個(gè)多子女家庭。父親是一個(gè)中學(xué)校長(zhǎng)。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(zhǎng)。不久，父母先后去世，門捷列夫在一個(gè)遙遠(yuǎn)城市上中學(xué)。那里教育程度很差。在大學(xué)一年級(jí)時(shí)，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(shí)便躍居第一名，榮獲金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，二十三歲時(shí)成為副教授，三十一歲時(shí)成為教授。 門捷列夫在寫作?有機(jī)化學(xué)?一書時(shí)，

8、 幾乎整整兩個(gè)月沒(méi)有分開書桌。于1869年1871年寫成?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、煤的地下氣化等方面作出了奉獻(xiàn)。晚年為了研究日蝕和氣象，他自費(fèi)建造氣球。氣球制好后，原設(shè)計(jì)坐兩人，由于充氣不夠，只能坐一個(gè)人。他不顧朋友的勸阻，決然跨進(jìn)氣球吊藍(lán)里，成功地觀察了日蝕。這種不怕艱險(xiǎn)獻(xiàn)身科學(xué)的精神，深深感動(dòng)了他的朋友們。 門捷列夫年過(guò)七旬后，積勞成疾，雙目半盲。但他仍然每天清早開場(chǎng)工作，一口氣寫到下午五點(diǎn)半，飯后又接著寫作。1907年1月20日清晨5時(shí)，他因肺炎逝世，時(shí)年73歲。當(dāng)時(shí)他面前的寫字臺(tái)上還放著一本末寫完的關(guān)于科學(xué)和教育的著作。在他臨去世時(shí),手里還握著筆。長(zhǎng)長(zhǎng)的送葬隊(duì)伍,達(dá)幾萬(wàn)人之多。隊(duì)伍前面,既