在化學(xué)課本中,有這樣一張表格,名叫“元素周期表”。這張表格可了不得,它揭示了我們生活的這個(gè)世界的物質(zhì)秘密,那些奇奇怪怪的符號(hào)統(tǒng)一起來,就能組成一個(gè)完整的地球自然物質(zhì)體系!誰發(fā)明了這張表格?
偉大的俄國人
發(fā)明這張表格的人,名叫德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫。嗯,沒錯(cuò),一聽就是個(gè)俄國人。這位偉大的化學(xué)家1834年2月8日出生在俄國的托博爾斯克,一生從事化學(xué)研究和教學(xué),是人類歷史上最偉大、最重要的科學(xué)家之一。而他一生中最大的貢獻(xiàn),就是發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律,進(jìn)而發(fā)明了元素周期表。
化學(xué)的難題
門捷列夫在擔(dān)任大學(xué)的化學(xué)教授期間,遇到了棘手的問題。當(dāng)時(shí),他負(fù)責(zé)講授化學(xué)基礎(chǔ),這原本是最簡(jiǎn)單的一門課,但學(xué)生提出的問題,促使門捷列夫進(jìn)行深入思考。當(dāng)時(shí)他遇到的難題是,理論化學(xué)里應(yīng)該給學(xué)生講出自然界中到底有多少種元素,不同元素之間有什么異同,存在什么樣的內(nèi)部聯(lián)系,以及如何才能發(fā)現(xiàn)新的元素。
這些問題,對(duì)于一百多年前的化學(xué)界來說,簡(jiǎn)直是天大的難題。當(dāng)時(shí)的化學(xué)科學(xué)正處在探索階段,在門捷列夫之前近半個(gè)世紀(jì)中,各國的化學(xué)家們?yōu)榱私鉀Q這些難題,都在不斷地努力探索。
見世面很重要
從1859年開始,門捷列夫前往德國的海德堡大學(xué)深造,歐洲的科研生活為他最終發(fā)現(xiàn)元素周期律提供了巨大的幫助。在此后的多年中,他不僅集中精力研究物理化學(xué),對(duì)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系有了嶄新的認(rèn)識(shí),而且從分子結(jié)構(gòu)的層面上開始了元素關(guān)聯(lián)性的探索。他意識(shí)到,也許需要將所有的元素作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮。同時(shí),他還應(yīng)邀參觀了法國、德國、比利時(shí)等國家的許多化工廠、實(shí)驗(yàn)室,眼界大開,豐富了自己的知識(shí)體系。
所以說,死讀書是不行的,必須要多看,多想。見識(shí)越多,人的思維就會(huì)越活躍,靈感到來的可能性也就大大增加了。
10年苦功
在那個(gè)時(shí)代,沒有任何原子結(jié)構(gòu)的知識(shí),已知元素只有63種,元素大家族的信息并不完整。不過,已經(jīng)有一些新的元素在不斷被發(fā)現(xiàn),新舊元素結(jié)合起來研究,令門捷列夫似乎摸到了一些門道:看起來,元素的化學(xué)性質(zhì)是隨著原子量的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的。這種微觀結(jié)構(gòu)上的規(guī)律性變化,也許就是可以作為科學(xué)依據(jù)的規(guī)律。
沿著這個(gè)思路,門捷列夫重新回到自己的研究崗位上,埋頭苦干,鉆研了10年左右。通過對(duì)比元素的性質(zhì)和相對(duì)原子質(zhì)量的大小,門捷列夫重新測(cè)定了一些元素的相對(duì)原子質(zhì)量,也就是所謂的原子量。并依據(jù)自己的測(cè)算結(jié)果,對(duì)元素進(jìn)行了排序調(diào)整。
調(diào)整的成功,令門捷列夫恍然大悟,看來自己推測(cè)的元素間的規(guī)律的確客觀存在。順著這個(gè)思路,門捷列夫大膽預(yù)測(cè),當(dāng)時(shí)人類所知道的63種元素,遠(yuǎn)不是地球上的全部元素,并且還預(yù)測(cè)了11個(gè)元素的位置,在自己制作的元素周期表中留下空位。
大膽的預(yù)測(cè)
后來,門捷列夫的預(yù)測(cè)一一成為現(xiàn)實(shí),化學(xué)元素之間的規(guī)律被證明真實(shí)存在。門捷列夫制作的最早的元素周期表,今天的我們已經(jīng)很難看懂了,而后來的化學(xué)家們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上,不斷完善,最終確定了今天人類認(rèn)知范圍內(nèi)的元素存在情況。很多當(dāng)年只知道存在卻并沒有見到的元素,也都陸續(xù)被找到。1955年,一個(gè)新的元素被發(fā)現(xiàn),為了紀(jì)念門捷列夫,這個(gè)元素以門捷列夫的名字命名為Mendelevium,簡(jiǎn)寫作Md,中文名稱叫作“鍆”。