王純

在20世紀90年代，清華大學校園發(fā)生了一起嚴重鉈中毒事件，化學系才女朱令因此毀掉了本該屬于她的燦爛美好人生。今年11月24日是朱令46歲的生日，這個被叫作“鉈”的化學元素再次引起討論。

“氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖，鈉鎂鋁硅磷……”這些化學元素承載著我們熟悉的那段中學記憶。提起化學周期表，人們會想到俄國化學家迪米特里·門捷列夫。1869年，35歲的門捷列夫將當時已知的63種元素寫下來，并根據化學和物理性質將它們進行排列，為預測的未知元素留下空白位置，這就是著名的元素周期表。今年是聯(lián)合國確定的“國際化學元素周期表年”，也是元素周期表“誕生”150周年。

科學家說“化學是一切生命的基礎”，化學元素曾經帶給人類災難，也曾造福于人類。元素周期表可謂是化學研究歷史上最重要的一份研究成果，世間所有元素之間的規(guī)律簡單明了地躍然紙上。在過去的150年當中，化學給我們的生活帶來巨大的改變。

元素代言人講述“硫故事”

目前在化學元素周期表中總共有118個元素。為了讓更多的人了解化學元素，世界著名的化學組織——國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）在全世界范圍內征募了118位青年化學家，這118個人分別對應著118種元素，每一位科學家為其中的一種元素代言。中國共有三位青年化學家入選，華東師范大學姜雪峰教授成為硫元素的“代言人”。

“我最初和很多人一樣挺‘害怕硫的，因為它有著很臭的氣味兒。天然氣的主要成分甲烷本身是沒有味兒的，但因為添加了硫就聞起來很臭。舉例來說，在500億個空氣分子里面只要含有一個甲硫醇分子，我們的嗅覺器官就能感覺出來臭味兒，所以硫不僅僅臭，而且有些分子甚至具有極臭惡臭?！苯┓逭f，硫元素排在元素周期表的第三周期第六主族，有著一些獨特的性質與功能，火藥中的三大成分之一就是硫磺，在《圣經》中它有一個更有意思的名字叫“燃燒的石頭”，因為硫磺是可以燃燒的。

硫元素是由近代化學之父、法國化學家拉瓦錫發(fā)現的，當時他在研究各種氣體組分的時候，在對一種黃色的物質進行燃燒之后，需要封閉稱量體系，此時突然發(fā)現這個體系增重了，于是他意識到這種黃色的物質一定是和空氣中的氧氣進行了結合，他確定了這種黃色東西應該是一個元素，這就是硫元素的由來。

雖然硫元素直到1777年才被拉瓦錫發(fā)現，但在我國最古老的煉丹著作、東漢時期魏伯陽所著的《周易參同契》中，就已經有了硫化汞的制備記載。到公元前七世紀的時候，我們已經可以用硫磺制造出火藥，使之成為國人引以為自豪的中國古代四大發(fā)明之一。

1746年之后進入近代硫化學時期，出現了鉛室硫酸制造，其實現代化學工業(yè)絕大多數都是基于酸和堿的反應，酸和堿的大量生產極大地推動了現代化學工業(yè)的進程。如今硫化學已經廣泛涉及光電材料、藥物、食品等眾多國計民生領域。

硫在生命當中扮演了非常重要的角色，生物體內的DNA、RNA、蛋白質通過硫的作用進行信號傳導和遺傳復制。美國化學會藥物期刊《藥物化學》中報道的2016年美國銷售額前200名的藥品中，含硫藥物就達33種。硫在藥物中，對藥溶可調性、代謝可控性、分子識別多樣性等都發(fā)揮著重要的作用。普通常見藥物當中也有很多含硫的成分，像大家所熟知的抗菌消炎藥物青霉素、頭孢，胃炎藥物奧美拉唑等。

人類生存基于資源，世界上發(fā)生的許多紛爭都與資源有關，資源決定一個國家的實力和發(fā)展原動力。從硫的擁有量來看，美國占到13%，中國占11%，加拿大占10%，俄羅斯占9%。由此可見，我國是含硫大國，我們有條件也有責任去大力發(fā)展硫化學。

那些化學元素的背后

在談到元素周期律的發(fā)展史時，北京大學化學與分子工程學院副研究員蔣尚達總結道：“理論必須由實驗驗證，實驗必須可被理論預測。實際上門捷列夫正是在總結前人規(guī)律的基礎上作出了重大創(chuàng)新才提出首張元素周期表，并且預測了12種當時尚未發(fā)現的元素?！?/p>

化學家是需要勇氣的，很多時候他們?yōu)榱私鉀Q難題，為了證明自己的設想，需將自身安全置之度外，甚至要冒著生命風險。波蘭化學家居里夫人因長期從事放射性物質的研究工作，加上惡劣的實驗環(huán)境和對身體保護的不夠嚴格，時常受到放射性元素的侵襲，她的血液漸漸受到了破壞，患上了白血病;瑞典化學家諾貝爾為了研制硅藻土甘油炸藥，險些在火海中喪生;氯元素的確認者、英國化學家戴維曾經在制備三氯化氮的實驗中傷了自己的眼睛。

在化學元素史上，參加人數最多、危險最大、最艱難的研究課題之一便是氟元素的發(fā)現。自1768年德國化學家馬格拉夫發(fā)現氫氟酸以后，到1886年法國化學家莫瓦桑制得單質的氟，歷時118年之久。在這當中不少化學家損害了健康，甚至獻出了生命，可以說是一段極其悲壯的化學元素史。在那118年的時間里，雖然那么多化學家的努力都沒有制得單質氟，但他們的經驗和教訓都是極為寶貴的，為后來莫瓦桑成功制取單質氟奠定了基礎。

今天我們紀念門捷列夫的元素周期律，就是因為在他發(fā)現這個周期律之后，才算有了真正意義上的化學，因此其意義深遠。但可惜的是，這么重要的發(fā)現居然陰差陽錯地沒有獲得諾貝爾獎。門捷列夫在1906年的時候被提名為諾貝爾化學獎得主，但最終法國化學家莫瓦桑因在1886年制取了單質氟而獲得1906年度的諾貝爾化學獎。

說到元素周期表，不得不提到張青蓮院士。一直以來，在我們中學化學課本的最后一頁都會附上一張元素周期表，上寫“本元素周期表，由北京大學化學與分子工程學院張青蓮教授提供”。他是中國穩(wěn)定同位素學科的奠基人和開拓者，20世紀90年代，他所測定的銦原子量被采用為國際新標準，這是國際上第一次采用中國測定的原子量數據作為標準數據。

探求科學的腳步永不停歇

人類對元素周期規(guī)律的探求從未停止，從遠古時代到1869年元素周期表誕生，再到150年后的今天;從63種到今天的118種化學元素。在這個追求的過程中元素周期律一直都影響著我們的吃穿住行，化學元素還會更多地改變我們的未來。

有這樣一句話：所有的生物學家本質上是一個化學家，所有的化學家本質上是個物理學家，所有的物理學家本質上是個數學家，所有的數學家本質上是個哲學家，所有的哲學家本質上是個生物學家。其實所有的這些學科，拿到的博士學位都叫作PhD，Ph就是Philosophy（哲學），因此這些學科的博士，本質上都是哲學博士。我們生活中每一天的點點滴滴都離不開化學，社會科技進步中化學研究也起到十分關鍵的作用。無論元素周期表是否被發(fā)現，化學元素的規(guī)律就在那里，未曾改變，只是在這個規(guī)律的指導之下，我們可以對化學進行更系統(tǒng)地研究，取得更多突破。

正值化學元素周期表問世150周年，紀念元素周期表的發(fā)現，也是紀念并感恩現代化學發(fā)展為我們社會作出的貢獻。